2024届高考二轮复习 综合题突破一 工艺流程与物质结构综合题 专项特训（含解析）

综合题突破一工艺流程与物质结构综合题

题型特训1以物质制备为主体的工艺流程题

1.(2023・潮州二模)镀银生产过程中产生的酸性硫酸银废液(含有Fe2,Zn2\Mg2\Ca?'等杂

质离子)，通过精制提纯可制备高纯硫酸银，部分流程如下：

Fe(OH).苒渣1

———4—NiSO1废液

)浆液

滤液a」Ni(OHz

操作1

NiF,反萃取、再生

油应广?曲查b।-----------------------

广有机相J

操作2萃取剂Pm

戒液操作蒸发广

b3NiSO(-6H2O

匚茶余液

母液

-9

资料1：25℃时，Kp(CaF2)=4XM)-LKsp(MgF2)=9X10,ZnFz易溶于水。

资料2：P2O4(二乙基己基磷酸)萃取金属离子的反应为：

()

()Z

/

。乩()+M'o1/£,、M+iH

7"\\

OH()

(1)操作1、2的名称.,操作3的所需要主要玻璃仪器名称是烧杯和

(2)操作］中加入02的主要目的是o

(3)NiF2溶液参与反应的离子方程式是Mg2++2F一=MgF2I和

杂质离子沉淀完全时，溶液中e(F-)=mol/L(c(杂质离子)W10-5moI/L可视为沉淀完

全)。

(4)滤液b中含有的金属阳离子主要有Ni2+利。

⑸在硫酸盐溶液中P204对某些金属离子的萃取率与pH关系如图所示，在一定范围内，随着

pH升高，萃取率升高的原因是______________________________

(6)处理后母液再利用及含量测定：

①在母液中加入石灰乳可制备操作1中所需Ni(OH)2浆液，写出制备的化学方程式

②准确量取25.00mL处理后的母液稀释液于锥形瓶中，加入10.00mL0.0500mol-L-1BaCh

溶液，充分反应后，滴加氨水调节溶液pH=10,用0.010。010卜「1£口丁人网@2142丫)溶液滴定

2+2-2-+

至终点，滴定反应为Ba+H2Y=BaY+2H,平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液25.00

mL,计算处理后的母液稀释液中SO1含量

___________________________________________________________mg-L'o

2.<|酸钱作为新型半导体光催化材料，因其具有优异的离子导电性、介电性、气体传感性和

催化性而广泛应用于生产生活中。以氧化钿渣(主要成分是Bi2O3、Sb2O3,还含有Fe2O3、ZnO、

Ag2O和SiCh等杂质)为原料制备钳酸例'(Bi2MoO6,其中Mo为+6价)的工艺流程如下：

盐酸'加?(NH,)f.Mo:O..

NaCI溶液水CH.CNH,硝酸­4H.O

j加热|pH=2

浸渣Sb2O,废液中质S

(1)基态83Bi的价层电子排布式为。

(2)“浸渣”的主要成分为(填化学式)。

⑶“除睇”过程中发生反应的化学方程式为

该过程需要加热的原因为

()

II

(4)已知：硫代乙酰胺(CH.；CNIL)在酸性溶液中会水解为乙酰胺(CILCNIL)和硫化氢；H2s

的g=1.0X10,《2=1.0X10一巴Ksp(Bi2s3)=2.ox10一"。

①硫化氢会进一步发生反应2Bi’+(aq)+3H2s(aq)=Bi2s3⑸+6H+(aq),计算该反应的平衡常

数代O

②硫代乙酰胺比乙酰胺的沸点低，解释其原因为

(5)“酸溶”时会有NO逸出，此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为<,

(6)已知铝酸锌在空气中放置会变质，生成Bi202co3和MOO3,该过程中的化学方程式为

⑺Bi2O3的立方晶胞结构如图所示，以A点为原点建立分数坐标系，已知A点坐标为(0,0,

331

0),B点坐标为每；，力则C点坐标为o

3.(2023・揭阳联考似红土银矿(主要成分是NiO,含FeO、FezCh、AI2O3、MgO、CaO等)为原

料制备硝酸锲的流程如图所示:

硝酸

除

，>

・

、加Ni(NO.J

红土•镁净化液

酸浸t

银矿I钙电解叶厂溶液

J

NO,

注：NOv为NO和NOi的混合气体。

回答下列问题:

(1)基态镁原子价电子排布式为o

⑵“除铁铝”阶段需要先用H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3\H2O2属于(“极性”或

“非极性”)分子。

(3)“除镁钙”阶段为加入NaF除尽Mg2\Ca2+,除Mg2\Ca?+后的滤液中c(F.)至少应为

mol・L」[当溶液中某离子浓度小于l.()XM)r可认为该离子沉淀完全。

_11l0

已知该实验条件下Ksp(MgF2)=75XIO,/Csp(CaF2)=2.5X10-]o

(4)“净化液电解”阶段，析镀过程中存在竞争反应，该竞争反应的电极反应式为

(5)工业制Ni(NO3)2成品时，先用硝酸将Ni(NO3)2溶液酸化至pH=3〜4,再经减压蒸发浓缩，

然后冷却结晶、离心分离。其中“减压蒸发”的目的是

__________________________________________________________(任答两点)。

⑹工业上.用Na2c03溶液吸收NO,制备硝酸钠，其流程如图所示:

Na2co,，溶液稀HNO；,

NO,一|「收我H---------d转:器—NaNO.溶液

I~~|NO~

CO,

空气

①吸收塔得到NaNCh、NaN03混合溶液。键角：NO?NOM填“>”、"=”或"v"),

Na、N、O三种元素中电负性最大的是(填元素符号)。

②写出转化器中发生反应的化学方程式：

题型特训2以分离、提纯为主体的工艺流程题

4.(2023•广州市等3地一模)某废合金的主要成分为Sn、Cu、Pb、Fe,一种综合回收的工艺流

程如图所示：

CI?、也SO1溶液铁锡合金粉

废合金T氯化法出I还原I调pHI过滤h

浸渣CU

NH|HCO,

7

「滤液T氧化H"^网fFc(OHh

-Sn(OH)2C02

-5-2785

已知：常温下,/Csp(PbC12)=1.6X10,Kp(PbS04)=1.6X10-8,/^p[sn(0H)2]=1.0X10«

PI答下列问题：

(1)“氯化浸出”浸出液中金属阳离子主要有Sn*4\Cu2\；浸渣的主要成分为

(填化学式)。“氯化浸出”时温度不宜过高或过低的原因是

(2)写出“还原”中Fe与SnCL反应的化学方程式:

(3)常温下，为使S/+完全沉淀，“调pH”时应使溶液pH不低于(结果保留1位小

数)。

(4)“氧化”时为检验Fe?+是否已被充分氧化，可取样滴加(填化学式)溶液。

(5)写出“沉铁”时发生反应的离子反应方程式：

(6)Fe(OH)3受热后可制得物质A,写出物质A的一种用途：

5.镇及其化合物在工业上有广泛的应用。工业上用银矿渣(主要含Ni(OH)2、NiS,还含FeO、

FezCh、MgO、CaO和SiCh)制备NiSChCFhO的过程如图所示(已知：溶液中金属离子开始沉

淀和完全沉淀的pH如下表)。

(1)刖2+的价电子排布式为；

电离一个电子需要吸收的能量Ni2-Fe2+(填“大于”或“小于”)。

(2)“酸溶”过程中，NiS发生反应的离子方程式为

如何判断NaC103己足量：_____________________________________________

__________________________________________________(写出具体操作过程)。

(3)滤渣I的成分为0

2+-32

(4)滤渣3的成分为MgFz和CaF2,若滤液I中c(Ca)=LOXIOmol/L,当滤液2中c(Mg

+)=1.5Xl()-6mo]/L时，除钙率为(忽略沉淀前后溶液体积变化)。[已知：Kp(CaF2)

=1.5X10]。，Ksp(MgF2)=7.5XI(T”]

(5)“滤液2”加入碳酸钠溶液后所得沉淀可表示为^NiC03yNi(0H)2zH20o进行下列实验：

称取干燥沉淀样品3.41g,隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500匕〜

750c条件下加热，收集到的气体产物只有一种，750°C以上残留固体为NiO),则该样品的

化学式为0

41

3.

2.

2.69

25

700«(H»900

温度/,C

⑹资料显示，硫酸银结晶水合物的形态与温度有如表关系。由NiSO』溶液获得稳定的

NiSO4-6H2O晶体的操作M依次是蒸发浓缩、、过滤、洗涤、干燥。

30.8"C〜53.8高于

温度低于30.8℃

53.8℃280℃280℃

NiSO4-NiSO4-多种结晶

晶体形态NiSO4

7H2O6H2O水合物

题型特训3与物质结构融合的工艺流程题

6.(2023・广东高考真题变式题)钠离子电池有望代替锂离子电池，其正极材料可再生利用。某

钠离子电池正极材料有Nao.67MnD.65Feo.35O2、石墨烯和少量镁等。充电时，钠离子从正极脱嵌

经盐离子导体向负极移动。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件

未给出)。

FcCI八盐酸

滤灌2滤液3

已知：溶液中离子浓度小于等于IX105mo「LI时，认为该寓子沉淀完全；部分物质的溶度

积常数如表所示。

物质MnCOsMgCO?Mn(OH)2Mg(OH)2

9.0X3.5X1.9XI.8X

溶度积常数(Kp)

IO-1110-8IO-13io-"

回答下列问题：

(DNao.67Mno.65Feo.3502中Mn为+4价，则其中Fe(II)与Fe(IH)的数目之比为(其

中的H、in表示化合价的数值)

(2)“放电处理”的主要目的为；

“正极酸溶”反应的离子方程式为_________________________________________

(3)“萃取”时，几种萃取剂对铁的萃取率与盐酸浓度的关系如图所示。则适合选用的萃取剂

为填字母)，理由为

的操作为

(5)“沉铳”时,若Mn”沉淀完全而Mg2+不形成沉淀,则“萃取”所得水相中c(Mg2+)不超

过(保留2位有效数字)；该工序不采用调pH的方法的原因为

(6)母液中提取所得晶体的部分立方结构如图所示。

①图甲所示单元结构不是NaCl的晶胞单元的理由为

②NaCl晶体中，由最近Na，围成的正八面体与最近C厂围成的正四面体的数目之比为

7.(2023・茂名电白联考傥广泛用于高能物理、超导材料等领域，冶炼酸性废水中链离子(Tr)

浓度仍较高，还同时含有Z/+、Cu2\SOM等离子，需要处理回收金属元素达标后排放，处

理工艺流程如图所示：

石灰轨化剂复合纳米吸附剂

含鸵达标

卜和-酸化一算化一吸附脱除

废水滤液

灌渣1

已知：①部分金属离子的沉淀pH范围如表所示:

离子种类T13Cu21Zn2+

开始沉淀pH1.45.25.9

完全沉淀pH2.86.48.9

②T/化合物与碱金属化合物类似，易溶于水，易被氧化为T严。

回答下列问题：

(1)“中和”加入石灰调节pH为9.0,则滤渣1的主要成分除了Zn(OH)2外还有(填

化学式)。

(2)“氧化”步骤加入不同氧化剂时诧的去除率如图所示，则氧化剂及其投加量应选择

;写出选用次氯酸钠作氧化剂时发生反应的离子方程式：

GY-1

NaCIO

IJ.522.5345

氧化剂投加量/mg”

⑶①复合纳米吸附剂是以树脂基质为原料•，经纳米改性后填充纳米水合二氧化铳粒子形成,

其比表面积与平均孔径值如下表所示，根据表中数据分析复合纳米吸收剂相比于树脂基质具

有良好吸附效果的原因：

吸附剂种类比表面积平均孔径/nm

树脂基质21.5233.1

复合纳米吸附剂27.474.1

②废水中TP卜吸附过程可以用以下方程式表示，若要利用吸附原理使吸附剂再生，需要进行

的操作为____________________________________________________

Mn-OHMn-O\

Mn-OH+TI3*Mn-O—T1+3H*

Mn-OHMn-0

(4)铉镉合金是原子能工业重要材料，其一种立方晶胞结构如图所示，已知该铭镉合金密度为

Pgsl3,设刈为阿伏加德罗常数的值，则铭原子和镉原子之间的最短距离d=

nm(用含p、的代数式表示)。

(5)科学家为r获得高质量的半导体材料，合成r一种稀散元素轮配合物：三(3,5一二甲基一

1—毗嗖)甲烷一铭⑴配合物，其结构简式如图所示，铉(T1)属于第六周期硼族元素，则基态

TV均价电子排布图为；配合物中T「的配位数为,C原子的杂化

方式为o

8.(2023・广东高考真题变式题)赤泥是氧化铝生产排放的固体废弃物。由赤泥(主要成分为AL03、

SiCh、Fe2O3>FeO、CaO>Na2O等)制备一种高效净水剂聚合硫酸铝铁(PAFS)的工艺流程如下：

H2SOtNaCIO,NaOH

赤泥电及藉T酸,卜|-1卜|聚'合卢曳PAFS

酸浸渣

(1)基态铝原子的核外电子排布式为,sol的空间结构是

(2)“焙烧”时，需将赤泥粉碎的目的是

(3)酸浸渣的主要成分是.(填化学式)。

(4)“氧化”时发生反应的离子方程式为

__________________________________________________________________0

室温下，向氧化后的溶液中滴加NaOH溶液至pH=4时，溶液中的c(Fe3+)=mol-L

_|o(已知25℃,Fe(OH)3的Ksp=4.0X10-38)

⑸为了测试所制得的聚合硫酸铝铁的性能，取某水样在不同pH条件下加入

PAFS[Al〃Fe从OHMSCMT并测定其去浊率，结果如图所示。(已知去浊率越高，净水效果越好)

由图可知在设定的偏酸性和偏碱性条件下，水样的去浊率均不高。试分析pH<7时，去浊率

较低的可能原因为_________________________________

6.06.57.07.58.08.5

PH

OC•Fc

(6)一种碳溶解在铁单质中形成合金的晶胞如右图所示，则该物质的化学式为

若晶体密度为/g/cn?,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为pm(阿伏加德罗常数

的值用NA表示，写出计算式即可)。

题型特训4与实验相融合的工艺流程题

9.0203(铭绿)是一种高级绿色颜料，工业上以铭铁矿(主要成分为CnO3、SiCh、AI2O3、Fe2O3)

为原料制备Cr2O?的工艺流程如图所示:

调pH|Na,S

NaCO空气

铭2t滤

铁烧渣操液

第烧

矿作

V2%原------*作

3

T

滤渣】滤渣2Cr2O,

回答下列问题:

(1)为加快焙烧速率和提高原料的利用率，可采取的措施为(写出一种即可)。

(2)己知焙烧时Al、Si的氧化物转化为可溶性钠盐，“滤液1”的主要成分为NazCrO』。"滤

渣1”的主要成分是,Si元素可溶性钠盐的化学式是,503”焙

烧”时反应的化学方程式为

(3)实验室中进行“操作3”时，下列仪器不需要用到的是(填仪器名称)。

(4)常温下，溶液中部分离子的物质的量浓度的对数Ige与pH的关系如图所示。已知溶液中离

子浓度W10-5mol.L-1时认为沉淀完全。

“滤液1”需加(填“酸”或“碱”)“调pH”到标准范围以除去杂质。”调

pH”过程中，含铝元素化合物转化的离子方程式为,含Cr元素化合物转

化的离子方程式为__________________________________________________________

10.提纯锌白粉(主要成分为ZnO,还含有FeO、MnO、CuO等杂质)流程如下图所示:

破酸高辐酸钾锌粉碳酸氢能

回答下列问题：

⑴“浸出”时，MnO参与反应的离子方程式为

(2)已知浸出液中c(Fe2+)=5.04mgL」，c(Mn2+)=1.65mg-L-1,若要除尽1n?浸出液中的Fe?

+和MM+(所有含锌元素的物质均转化为MnO2),则“氧化”时至少需要加入g

高镒酸钾。

(3)“沉锌”反应在50℃条件下进行，生成ZnO的“前驱体”ZnCO3・2Zn(OH»H2O,试写出

该反应的化学方程式：

(4)某实验小组选用下图所示的部分装置验证锌白粉与碳粉反应生成的可能气态产物。

已知：PdCb+CO+H2O=Pd（黑色）I+CO2+2HC1

①上述装置的合理连接顺序为___________(填仪器接口的小写字母)。

②实验前先通入一段时间的氮气，其目的是

综合题突破一工艺流程与物质结构综合题

1.答案(1)过滤分液漏斗

(2)将Fe2+氧化为Fe3+

2+-2

(3)Ca+2F-=CaF2I3X10

(4)Zn2+

(5)萃取反应中，溶液pH升高，H+浓度减小，平衡右移，萃取率升高

(6)①NiSCKi+Ca(OH)2=Ni(OH)2+CaSCh②960

解析由题给流程可知，向酸性硫酸锲废液中通入氯气将亚铁离子氧化为铁离子后，加入氢

氧化锲浆液调节溶液pH将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到氢氧化铁滤渣和滤液a；向

滤液中加入氟化镁溶液，将溶液中的钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀，过滤得到

含有氟化钙、氟化镁的滤渣和滤液b；向滤液b中加入萃取剂P204萃取溶液中的锌离子，分

液得到含有锌离子的有机相和萃余液；向有机相中加入稀硫酸反萃取、分液得到萃取剂P204

循环使用；萃余液经蒸发结晶、过滤得到六水硫酸镁和母液。(1)由分析可知，操作1、2为

固液分离的过滤操作，操作3为液液分离的分液操作，分液所需要主要玻璃仪器为烧杯和分

液漏斗；(2)由分析可知，向酸性硫酸镁废液中通入氯气的目的是将亚铁离子氧化为铁离子；

(3)由分析可知，加入氟化镁溶液的目的是将溶液中的钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化

2+2+

镁沉淀，反应的离子方程式为Mg+2F-=MgF2I、Ca+2F-=CaF2I,由溶度积可知，

当溶液中镁离子完全沉淀时，钙离子已经完全沉淀，则杂质离子沉淀完全时，溶液中氟离子

/9X10-9-

浓度为0/I乂msmN”=3X10"moi/L；(4)由分析可知，滤液b中含有的金属阳离子为银

离子和锌离子；(5)由分析可知，向滤液b中加入萃取剂P204的目的是萃取溶液中的锌离子，

由题给方程式可知，在一定范围内，随着溶液pH升高，溶液中氢离子浓度减小，萃取反应

向正反应方向移动，锌离子的萃取率升高；(6)①由题意可知，在母液中加入石灰乳制备氢

氧化镁浆液的反应为硫酸镁溶液与石灰乳反应生成溶解度更小的氢氧化馍和微溶的硫酸钙，

反反的化学方程式为NiSO4+Ca(OH)2=Ni(OH)2+CaSCh；②由题意可知，与母液稀

释液中硫酸根离子反应的钢离子的物质的量为0.0500mol/LX0.01L-().()1()0mol/LX().025

L=2.5X1()-4mol,则处理后的母液稀释液中硫酸根离子的含量为

2.5X10-4mo]X96g/molX直mg/g

0.025L=960mg/L。

2.答案(1)6s26P③(2)AgChSiO?(3)2SbCh+3H2O=^=Sb2O3I+6HC1升温有

利于促进SbC13的水解，使SbC13的水解更彻底(4)①5.0X1038②乙酰胺分子间氢键的

强度大于硫代乙酰胺，数目多于硫代乙酰胺(5)2：1(6)Bi2MoO64-CO2=Bi2O2CO3

+MoO3(7)J1)

解析(1)基态Bi原子核外有83个电子，位于第六周期VA族，价电子排布式为6s26P3。

(2)由氧化钱渣的成分及“酸浸”时加入的试剂可知，浸渣为未溶解的SiCh和生成的AgCl。

(3)“除睇”时SbC13水解生成难溶的Sb2O3,故“除锅”的化学方程式是2SbCh+

3H2O=^=Sb2O3l+6HC1。(4)①由该反应的离子方程式可知其平衡常数K=

c6(Hb)c6(Hb)-c3(S2~)=康部7=5.0X】0汽②乙酰胺

N(Bi3+)(H2S)c2(Bi3+)-c3(S2-)(H2S)

分干能形成氨基与氨基之间的氢键，也能形成O与氨基H原子之间的氢键(强度大于N…H),

而硫代乙酰胺只存在氨基之间的氢键，故乙酰胺沸点比硫代乙酰胺高。(5)由流程图可知，

“酸溶”时，Bi2s3中一2价S被氧化为。价S,硝酸被还原为NO,根据氧化还原反应中得失

电干守恒可得2HNCh(氧化剂)〜Bi2s3(还原剂)，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:io

(6)分析Bi2Mo06与反应后的产物BizChCCh、MoCh可知，各元素化合价没有变化，只是生

成物中增加了1个C原子和2个O原子，故Bi2Mo06在空气中变质是因为吸收了CO2,反应

的化学方程式是Bi2MoO6+CO2=Bi92co3+MoCh。(7)由A、B的坐标可知，晶胞内小立

方体的边长为晶胞边长的;，且小立方体正好在晶胞正中间，故C点坐标为(*1)o

3.答案(1)3d84s2(2)极性(3)5乂10-3

(4)2H2O+2e=H2t+2OFT(或2H++2e-=H2t)(5)避免硝酸分解，减小硝酸

银的水解程度(或加快水的挥发，答案合理即可)(6)①vO②3NaNCh+

2HNO3=3NaNOs+2NOt+H2O

解析(1)镁为28号元素，基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2。(2)H2O2分子中的中心

O原子价层电子对数为4,其中每个O原子都有2对孤电子对，导致空间结构不对称，正负

电荷中心不重合，故H2O2是极性分子。(3)当溶液中某离子浓度小于I.OXIOFmolL」时，

可认为该离子沉淀完全。“除镁钙”阶段，加入NaF除尽M『+、Ca2+,当Mg?+完全沉淀时，

-/75X10""3-1

溶液中c(F)=yl/0xl0-5=V73xiO_mol-L,当Ca?+完全沉淀时，溶液中c(FD

/25X1O-10

=5X10~3moLL/l故除Mg?+、Ca2+后的滤液中c(FD至少应为5X10、.

='\1/1..'nUA^.1nU-smo]L

■,<»(4)析镇过程发生在阴极，Ni?+得电子，溶液中的H-也可能得电子。(5)减压蒸发可避

免硝酸分解，减小硝酸锲的水解程度，加快水的挥发。(6)①NO5中的中心N原子价层电子

对数为2+(5-2彳2+1)=3,所以N原子的杂化类型为sp2杂化，空间结构为V形，N0£

的键角小于120°；NO3中心原子N原子价层电子对数为3+(5+l：2X3)=3,故N。,的

空间结构为平面三角形，键角为120。，故键角：NO2<NOI,非金属性越强，电负性越大，故

三种元素中电负性最大的是O。②转化器中加入硝酸的目的是将亚硝酸钠转化为硝酸钠，同

时生成NO,其化学方程式为3NaNO2+2HNO3=3NaNO3+2NO1+H2O。

4.答案(l)Fe3+PbSO4温度过高，。2的溶解度变小，反应不充分，温度过低，反应速

率慢

(2)Fe+SnC14=FeCh+SnCh

(3)2.6

(4)K3[Fe(CN)6]

3+

(5)Fe+3HCO?=Fe(OH)3I+3CO2t

(6)制油漆、炼铁等(答案合理即可)

解析(1)氯气与铁反应得到FeCb,所以还有的金属阳离子为Fe3+；对比PbCb和PbSCU

的K$p,PbSCh更难溶，所以浸渣的成分为PbSCh;气体的溶解度随温度增大而降低，温度过

高，Cb的溶解度变小，反应不充分，温度过低，反应速率过慢；(2)分析流程，“还原”反

应后的生成物为Si?'和Fe2,,故反应的化学方程式为Fe+SnC14=FeC12+SnCh;

-278514

/、/,+、Ksp[Sn(OH)2]1.0XI0-"z一、10-、_

(3)c(Sn2+)=，小口、~~二，若c(OHD=心、21.0X1011425mol-L

(T(OH)(T(OH)c(H)

■1,c(H+)^1.0XIO-2575mol-L-1,所以pH=-lgc(H,)22.575^2.6；(4)Fe2'遇K3[Fe

(CN)6]溶液产生蓝色沉淀，若被完全氧化，则无明显现象；(5)根据流程，Fe?'与HCO,发

生相互促进的水解反应，生成物为CO2和Fe(OH)3,可知离子方程式为Fe3++3HCO3=Fe

(OH)3I+3CO2t;(6)氢氧化铁受热后得到的物质A为氧化铁，可用于炼铁和制油漆等。

5.答案(1)3d'大于

(2)3NiS+CIOJ+6Ht=3Ni2，+3S+Cr+3H2O取反应后少量滤液于试管中，滴加KstFc

(CN)6]溶液，若无蓝色沉淀产生，说明NaCKh已足量。

(3)CaSO』、SiO、S

(4)99.7%

(5)NiCO.v2Ni(OH)2-2H2O

(6)冷却至30.8℃〜53.8℃之间结晶

解析(1)Ni失去2个电子后，价电子只剩d轨道的8个电子；因Fe2+再失去一个电子后

为3d5半充满状态，能量更低，更稳定，因此Fe2+更容易失去一个电子，失去时所需要吸收

的能量也更少。(2)“酸溶”过程中，酸性条件下，NiS被NaCICh氧化为S沉淀，发生反应

的离子方程式为：3NiS+ClO1+6H+=3Ni2++3S+C广+3HQ；要证明氯酸钠已足量，只需

证明溶液中已经没有亚铁离子，因此方法为：取反应后少量滤液于注管中，滴加K3［Fe(CN)

6］溶液，若无蓝色沉淀产生，说明NaClO^已足量。(3)镁矿渣主要含Ni(OH)2、NiS,还

含FeO、Fe2O3.MgO、CaO和SiCh,向其中加入硫酸，Ni(OH)2与硫酸反应生成NiSCh,

NiS与硫酸和氯酸钠共同反应生或NiSCh和S,FeO与硫酸和氯酸钠共同反应生成Fe2(SO4)

3,Fe2O3与硫酸反应生成Fez(SO4)3,MgO与硫酸反应生成MgSCh,CaO与硫酸反应生成

CaSO4,SiCh与硫酸不反应，则过滤得到的滤渣1含SiO2、CaSO4.S。(4)当滤液2中c(Mg?

+、•)/-、)一"“

+)=1.5X10y6mR/L时L，廿(F)—Ksp(MMgFg2L?7.?5而X10L><10'(mol/L)此时L溶d

、、-,升、K$p(CaF2)1.5X1O_10〃右…、L1.0X10-3-3X10-6

液中c(Ca2+)=02=3X106mol/L,除钙率为:----……-------X100%

C\r)3Al.U入1U

=99.7%。(5)750℃以上残留固体为NiO,可知"(NiO)=0.03mol,500℃〜750℃条件

下加热，收集到的气体产物只有一种，说明发生反应NiCO3=A=NiO+CO2t,固体质量减

少(2.69-2.25)=0.44g,说明反应生成二氧化碳的质量为0.44g,则〃(NiCO.3)=n(CO2)

=0.01mol；根据银元素守恒，川Ni(OH)2］=0.03mol-0.01mol=0.02mol,则〃(H2O)

=—&---------------------------------昆一=0.02mol,该样品的化学式为NiCO3-2Ni

1og/nioi

(OH)2-2H2OO(6)从溶液中获得晶体的操作一般是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、

干燥，依据表中数据可知：30.8C〜53.8°C,晶体以NiSO4-6H2O形式存在，因此冷却结晶时

应在30.8℃〜53.8°C之间冷却结晶。

6.答案(1)32：3

(2)提高金属阳离子尤其是钠离子的回收率，并保证拆解安全10ONao.67Mno.65Fco.35O2+

24lt23r

98Fe+400H=67Na+65Mn*+133Fc*+200H20>Mg+2H=Mg+H2t

(3)c所需酸浓度小，萃取率高

(4)在通HC1氛围下(或不断滴加浓盐酸条件下)蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干

燥

(5)3.9X10-3molL-1椅［Mn(OH)2］与椅［Mg(OH)2］相差不大,沉淀分离Mr?+的pH

范围不易控制

(6)①图甲所示单元结构无隙并置不能得到NaCl的晶体结构②1:2

解析废旧钠离子电池进行放电处理，“正极酸溶”时，Nao.67Mm).65Feo.3502中的Mn氧化其

中的Fe(H)和FeCk,盐酸溶解Mg,过滤，向滤液中加萃取剂萃取氯化铁，再反萃取得到

氯化铁和盐酸，在HC1气流中进行一系列操作得到氯化铁，向水相中加入碳酸氢钠沉镒，再

调节溶液pH值，最后得到母液。(1)Nao.67Mno.65Feo.35O2中Mn为+4价，设其中Fe(II)

的数目为工、Fe(III)的数目为〃列式得x+y=0.35、0.67+0.65X4+2x+3)，=4,解得产

0.32、j=0.03,则其中Fe(II)与Fe(III)之比为32：3。(2)“放电处理”时，两极用导

线相连形成原电池装置，阳离子向正极定向移动，可提高金属阳离子尤其是钠离子的回收率，

同时可保证拆解安全；由转化关系可知，“正极酸溶”时，Nao.67Mno.65Feo.35O2中的Mn氧化

其中的Fe(II)和FeCh,盐酸溶解Mg,反应的离子方程式为1OONao.67Mno.65Feo.35O2+98Fe2

++2+3++2+

+400H*=67Na+65MnH-133Fe+200H20.Mg+2H=Mg+H2t。⑶由图可知，

选用e(TODGA/正十二烷)作萃取剂，“萃取”时所需酸浓度小，萃取率高，可节约原料和

保证高萃取率。(4)“反萃取”所得水相为FeCh和H。溶液，由于铁离子发生水解，因此

由其制备FeC13-6H2O的操作为在通HC1氛围下(或不断滴加浓盐酸条件下)蒸发浓缩、降温

结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)由信息可知，M/+沉淀完全时，溶液中C(COM)=K；:落

9()X10-11

molL』〜s5molL_1=9,0X106molL-1,当c(Mg2*)c(CO?)WK$p(MgCO)

1XIu3

35XIO8

=3.5X10-8时不产生沉淀，计算得c(Mg2+)W06moI-L^3.9X10^moIL-,o根据

Ksp[Mn(OH)2]与Ksp[Mg(OH)2]的值相差不大，沉淀分离Mi?’的pH范围不易控制，不适

合采用调pH的方法。(6)①由NaCl晶体结构可知，图甲所示单元结构无隙并置不能得到

NaQ的晶体结构。②由图可知，Na。晶胞中由最近Na+围成的正八面体有4个，由最近。

一围成的正四面体有8个，二者的数目之比为1：2。

7.答案(1)Cu(OH)2、CaSO4

(2)GY-l、2.5mg-L_1Tr+ClO-+2H+=Tl3++Cr+H2O

(3)①复合纳米吸附剂具有更大的比表面积，增加了更多的活性吸附位点；平均孔径更小,

具有更高的铭吸附容量②向吸附后的溶液中加入强酸溶液

解析（1）由“氧化”步骤知T1+被氧化为TF+后被吸附除去，“中和”时不会被沉淀，故

pH=9.0时沉淀Zn2+>Cu2+.SO厂形成Zn（OH）2、Cu（OH）2、CaSCh,加入的石灰可以

形成硫酸钙微溶沉淀，同时调节pH。（2）由图中能的去除率值可知，GY-1的去除率高，

并且加入量为2.5mgL'时达到最高，超过此加入量后院去除率下降且成本增加。氧化剂的

作用是将T1+氧化为TP+,故反应为T1+与CKT的氧化还原反应，C1CT被还原为。一，配平后

可得离子方程式。（3）①表格中复合纳米吸附剂的比表面积更大，使得吸附面积增大也就是

有更多活性吸附点，而平均孔径更小能拦截吸附更多的T13+,即铉吸附容量大，综合两点说

明，要注意必须对比表面积和孔径进行进一步解释。②由平衡可知，从浓度方面考虑，增大

酎浓度可使得平衡逆向移动，使吸附剂再生，即加入强酸使酸性增强。此处是液态物质反应，

且熔变未知，压强、温度、催化剂等因素不予考虑。（4）设晶胞边长为acm,T1位于面心处

共6X^=3个，Cd位于顶点处共8X^=1个，〃=g-cm-3=^^gem、解

3严

得舄，T1与Cd的最短跑离为面对角线一半，故如图（"[1X^]）,/+/=（26/）2,

4=坐。cm=*7cm=*义个不亮义107nm。（5）基态T1价电子排布式为6s26p1,

6s

故基态T1+价电子排布式为6s2,价电子排布图为IHL从配合物结构中可见配位数为6；该

结构中不饱和C原子均为sp?杂化，饱和C原子均为sp3杂化。

8.答案（1）Is22s22P63s23Pl或[Ne]3s23Pl正四面体

（2）增大接触面积，加快反应速率，使焙烧更充分

（3）SiCh、CaSO4

2++-3+-8

（4）CIOJ+6Fe+6H=C1+6Fe+3H2O4.0X10

（5）pH<7时，c（可）较大，抑制了PAFS（或IV+和AU+）的水解，生成胶体的量减少,

使得去浊率较低

⑹FeC善又瀛

解析赤泥（主要成分为AI2O3.SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、NgO等）经焙烧后加硫酸酸浸，

生成的CaSCh难溶于水，SiCh不溶于H2so4,所以酸浸渣的成分是SiCh、CaSCh,所得滤液

含有Fe3\AW、Fe2+.Na+以及过量的硫酸，氧化工序中加入NaCQ将Fe?+氧化为Fe3+,

加入NaOH聚合后，分离出高效净水剂聚合硫酸铝铁。

(1)Al是13号元素，基态铝原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23Pl或[Ne]3s23Pl硫酸根

离子•中，中心S原子的一电子对为6+2；2义4=0,价层电子对个数=4+0=4,SO1的空

间结构是正四面体。(2)接触面积越大，反应速率越快，“焙烧”时，需将赤泥粉碎的目的

是增大接触面积，加快反应速率，使焙烧更充分。(3)据分析，酸浸渣的主要成分是SiO2、

CaS04o(4)“氧化”时NaCKh将Fe?+氧化为Fe3+,发生反应的离子方程式为C10I+6Fe2+

+6H~=C「+6Fe3++3H2O。室温下，向氧化后的溶液中滴加NaOH溶液至pH=4时，c(OH

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