文档内容
命题猜想
化学核心素养落实为纸笔考查的重要方式，也是化学学科知识在化工生产中的具体应用：
酸碱反应（质子理论）、氧化还原反应、沉淀反应悉数登场，考查形式较为固定。
难点重点热点
简而言之，工业流程无非是除杂、转化与纯化。主抓一以贯之的流程线---即产品线，善
于调用、联想物质的性质（酸碱性或氧-还性及溶解性等），联系流程的提示，思考每
步环节涉及的反应或意图，明确滤液与滤渣的成分，兼顾绿色可循环思想。
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1.2022·四川省成都市石室天府中学模拟预测 阳极泥是电解精炼铜过程中产生的一种副产品，其中含
Au、Pt、Ag、Cu、Se、CuAgSe和SiO 等。下图是全湿法处理铜阳极泥提取银的工艺：
2
回答下列问题：
(1)CuAgSe中铜元素的化合价为 _______ ，NaClO 的名称是_______ 。
3
(2)“脱铜”工艺需要加压酸浸，加压的目的是_______ ；酸浸过程每消耗33.6LO (标准状况)，能转化
2
2 mol CuAgSe，则该反应的氧化产物为_______ ；“脱铜”后的混合物经过_______操作，进入“浸
硒”工艺。
(3)"浸硒"过程中NaClO 溶液的作用是氧化硒元素，该工艺通常还要加入NaCl，加入NaCl的作用是
3
_______ ；向“浸硒”得到的滤液I中通入SO ，过滤得到的滤渣为粗硒，滤液则可返回_______工
2
艺进行循环利用。
(4)“分银”得到滤渣的主要成分有Pt、Au和_______ 。
(5)分析“沉银”过程中水合肼(N H·H O)的作用：_______ 。
2 4 2【答案】(1) +1 氯酸钠
(2) 增大氧气的浓度，加快酸浸速率 Se和CuSO 过滤
4
(3) 沉淀银离子，获得AgCl，减少银元素因溶解造成的损失 脱铜
(4)SiO
2
(5)作还原剂
【分析】阳极泥是电解精炼铜过程中产生的一种副产品，其中含Au、Pt、Ag、Cu、Se、CuAgSe和
SiO 等。将阳极泥与O、稀硫酸进行反应“脱铜”， CuAgSe被氧化生成CuSO 、Se；"浸硒"过程
2 2 4
中NaClO 溶液的作用是氧化硒元素，“分银”得到滤渣的主要成分有Pt、Au和SiO，滤液中加入
3 2
水合肼得到氮气、Ag，以此解答。
【详解】（1）CuAgSe中Se元素化合价为-2价、Ag元素化合价为+1价，则Cu元素的化合价为+1
价，NaClO 的名称是氯酸钠，故答案为：+1；氯酸钠。
3
（2）压强越大，气体的溶解度越大，反应速率越快，所以“脱铜”工艺需要加压酸浸，加压的目的
是增大氧气的浓度，加快酸浸速率；n(O )=33.6L÷22.4L/mol=1.5mol，酸浸过程每消耗1.5molO，氧
2 2
气得到电子的物质的量为6mol，能转化2molCuAgSe，根据转移电子守恒知，Cu、Se元素都失电子，
所以CuAgSe被氧化为CuSO 、Se，则该反应的氧化产物为CuSO 、Se，“脱铜”后的混合物经过过
4 4
滤，进入“浸硒”工艺。故答案为：增大氧气的浓度，加快酸浸速率；Se和CuSO ；过滤。
4
（3）浸硒“过程中NaClO 溶液的作用是氧化硒元素，该工艺通常还要加入NaCl，银离子和NaCl反
3
应生成AgCl沉淀，加入NaCl的作用是：沉淀银离子，获得AgCl，减少银元素因溶解造成的损失；
向“浸硒”得到的滤液I中通入SO ，过滤得到的滤渣为粗硒，SO 被氧化为硫酸，则滤液则可返回
2 2
脱铜工艺进行循环利用，故答案为：沉淀银离子，获得AgCl，减少银元素因溶解造成的损失；脱铜。
（4）“分银”得到滤渣的主要成分有Pt、Au和SiO，故答案为：SiO。
2 2
（5）滤液中加入水合肼得到氮气、Ag，反应方程式为4Ag(NH)Cl NH·H O+3HO=N↑
3 2 + 2 4 2 2 2
+4Ag↓+4NHCl+4NH ·H O，该反应中肼中N元素化合价由-2价变为0价，所以分析“沉银”过程中
4 3 2
水合肼NH·H O的作用：作还原剂，故答案为：作还原剂。
2 4 2
2.2022·江西·南昌市实验中学高三氧化钪(Sc O)是一种稀土氧化物，广泛应用于航天、激光、导弹等
2 3
尖端科学领域。以钪锰矿石(主要含MnO 、SiO 及少量Sc O、Al O、CaO、FeO)为原料制备Sc O
2 2 2 3 2 3 2 3
和三氯化钪(ScCl )的工艺流程如图，其中TBP和P507均为有机萃取剂。
3
回答下列问题：(1)“溶解”时铁屑被MnO 氧化为Fe3+，该反应的离子方程式是_______。
2
(2)“滤渣”的主要成分是_______。
(3)“萃余液2”中的金属阳离子除Al3+外，还有_______。
(4)已知 ， ， 。“沉钪”时，发生反应：
，此反应的平衡常数K=_______(用含a、b、c的代数式表示)。
反应过程中，测得钪的沉淀率随 的变化情况如下图所示。当草酸用量过多时，钪的沉淀
率下降的原因是_______。
(5)沉钪后获得Sc O 的操作Ⅰ为_______，写出由Sc O 制备三氯化钪的化学反应方程式_______。
2 3 2 3
(6)取ScCl 粗产品(含难溶Sc O 杂质)溶于水，配成溶液，采用KCrO 为指示剂，用AgNO 标准溶液
3 2 3 2 4 3
滴定，当溶液中出现_______现象时，说明已达到滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于
1.0×10-5mol·L-1)时，此时溶液中c( )=_______mol·L-1.[已知：Ag CrO 为砖红色固体；
2 4
K(AgCl)=2.0×10-10，K(Ag CrO)=2.0×10-12]
2 4
【答案】(1)3MnO +2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H O
2 2
(2)CaSO 和SiO
4 2
(3)Mn2+、Ca2+
(4) a3b3/c 草酸用量过多时，草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，故钪的沉淀率下降
(5) 灼烧 Sc O+3C+3Cl 2ScCl +3CO
2 3 2 3
(6) 产生砖红色沉淀且30s内沉淀不消失 0.005
【分析】钪锰矿石(主要含MnO 、SiO 及少量Sc O、Al O、CaO、FeO)加入稀硫酸后，溶液中含有
2 2 2 3 2 3
A13+、Fe2+、Ca2+、Sc3+再加入Fe，可以将二氧化锰还原为Mn2+，铁被氧化成Fe3+，滤渣中含有
SiO，TBP和HCl加入可以除去Fe3+，得到有机相和萃余液1，萃余液1加入有机萃取剂P507萃取
2
Sc3+，萃余液2中剩余Al3+、Ca2+、Mn2+ ，富钪有机相加入氢氧化钠后得到反萃固体Sc (OH) ，加入
3
HCl得到ScCl ，加入HC O 后得到Sc (C O)，在空气中灼烧后Sc O
3 2 2 4 2 2 4 3 2 3。
【详解】（1）“溶解”时铁屑被MnO 氧化为Fe3+，MnO 还原Mn2+，溶液为酸性，有氢离子参与反
2 2
应，根据元素守恒补齐生成物水，反应的离子方程式：3MnO +2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H O；故答
2 2案为： 3MnO +2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H O；
2 2
（2）钪锰矿石中不与硫酸和废铁屑反应的物质为二氧化硅，以及钙离子与硫酸根离子作用产生微溶
的CaSO，“ 滤渣”的主要成分是CaSO 和SiO；故答案为： CaSO 和SiO；
4 4 2 4 2
（3）根据分析可知，萃余液2中剩余Al3+、Ca2+、Mn2+ ；答案为Mn2+、Ca2+；
（4）已知 ， ， 。“沉钪”时，发生反应：
，此反应的平衡常数K= =
= = =
= ，由题干信息可知，草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物，草酸用量过多
时，草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，故钪的沉淀率下降，故答案为： ，草酸用量过多时，
草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，故钪的沉淀率下降；
（5）加入HCl得到ScCl ，加入HC O 后得到Sc (C O)，在空气中灼烧后Sc O，故操作Ⅰ为灼烧；
3 2 2 4 2 2 4 3 2 3
由Sc O 制备三氯化钪是在焦炭和氯气中加热生成ScCl 和CO，反应的化学反应方程式为
2 3 3
Sc O+3C+3Cl 2ScCl +3CO；
2 3 2 3
（6）用AgNO 标准溶液滴定，当溶液中出现产生砖红色沉淀且30s内沉淀不消失现象时，说明已达
3
到滴定终点；液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时，K(AgCl)= c(Ag+) c(Cl-)= c(Ag+)
1.0×10-5mol·L-1=2.0×10-10，c(Ag+)=2.0×10-5mol·L-1，K(Ag CrO)= c2(Ag+) c( )=(2.0×10-5mol·L-1)2
2 4
c( )=2.0×10-12；此时溶液中c( )=0.005mol·L-1。
3.2023·广东广州·一模钒(V)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。一种以钒渣(主要成分是 、
、 等)为，原料制取金属钒的工艺流程如图所示：
已知：① 具有强氧化性，主要存在于 的溶液中， 时转化成酸式多钒酸盐。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
开始沉淀时( )的pH 1.9 7.0 8.1 8.9沉淀完全时( )的pH 3.2 9.0 10.1 10.9
回答下列问题：
(1) 中Fe为+2价，V的化合价为_______。
(2)“焙烧I”中 转化为 和 的化学方程式为_______。
(3)“酸浸”所得浸出液中除含有 、 外，还含有的金属阳离子有_______。
(4)“沉钒”可得到 沉淀，“焙烧II”中发生反应的化学方程式为_______。
(5)“沉钒”所得滤液中加入氨水调节溶液 ，过滤得到 沉淀和溶液A，溶液A中
浓度为 ，为尽可能多地回收 ，并避免 中混入 ，应控制 _______。
溶液A经加氨沉淀除镁后，溶液中的溶质可再生循环到_______工序使用。
【答案】(1)+3
(2)
(3)Mg2+、Fe3+
(4)
(5) 9.4 沉钒
(6) VS 6
【分析】钒渣氧化镁、氧气焙烧后，加入硫酸酸浸，硅转化为沉淀成为滤渣，滤液加入氨水调节
pH，将锰、镁、铁转化为沉淀，滤液加入硫酸铵沉钒可得到 沉淀，焙烧得到 ，
最终得到金属钒；
【详解】（1） 中Fe为+2价、氧为-2价，根据化合价代数和为零可知，V的化合价为+3；
（2）“焙烧I”中 和氧化镁、氧气，转化为 和 ，化学方程式为
；
（3）“酸浸”过程中镁、铁也会和硫酸反应转化为相应的盐溶液，故所得浸出液中除含有 、
外，还含有的金属阳离子有Mg2+、Fe3+；
（4）“沉钒”可得到 沉淀，“焙烧II”中 分解得到 ，根据质量
守恒可知，还会生成氨气和水，发生反应的化学方程式为；
（5）由表格可知，镁离子为 ，pH=8.9开始沉淀，此时pOH=5.1，则K =0.1×(10-5.1)2=10-
sp
11.2；溶液A中 浓度为 ，为 ，则氢氧根离子浓度为 ，
pOH=4.6，则pH=9.4；溶液A经加氨沉淀除镁后，溶液中的溶质含有硫酸铵，故可再生循环到沉钒
工序使用。
4.2022·浙江·湖州市教育科学研究中心一模利用富锗ZnO烟尘(还含有CuO、CaO、PbO 、FeO、
2
MnO 等)生产锗精矿和碱式碳酸锌[aZnCO ·bZn(OH) ]。其流程如下：
2 3 2
已知：酸浸时，锰与铅元素被还原为+2价，锗以Ge4+存在。
请回答：
(1)酸浸得到的浸渣主要含有的两种物质是______(填化学式)。
(2)为了提高锗的浸出率，可以采取______(填两种方法)。
(3)流程Ⅱ除Fe、Mn的过程中控制pH不宜过低，除防止锰的形态发生变化外，其原因还可能是
______。
(4)沉锌中得到沉淀的化学式表示为aZnCO ·bZn(OH) ，为了确定其组成，称取34.9g该沉淀充分灼烧，
3 2
最终获得24.3g氧化锌，计算确定aZnCO ·bZn(OH) 中a与b之比为______，则沉锌的化学方程式为
3 2
______。
【答案】(1)CaSO 、PbSO
4 4
(2)搅拌；适当加热；适当提高硫酸浓度；多次浸取
(3)酸度过低不利于Fe3+沉淀完全，且在沉锌时会消耗更多的NH HCO ，造成浪费
4 3
(4) 2：1 3ZnSO+6NHHCO =2ZnCO ·Zn(OH) ↓+3(NH)SO +4CO ↑+2H O
4 4 3 3 2 4 2 4 2 2
【分析】锗ZnO烟尘（还含有CuO、CaO、PbO 、FeO、MnO 等）中加入硫酸酸浸，酸浸时，锰与
2 2
铅元素被还原为+2价，锗以Ge4+存在，所以得到MnSO 、PbSO 、Ge(SO )、FeSO 、CaSO、
4 4 4 2 4 4
CuSO ，CaSO 为微溶物、PbSO 不易溶于水，过滤得到的浸渣有CaSO、PbSO ，酸浸液中含有
4 4 4 4 4
MnSO 、Ge(SO )、FeSO 、CuSO 和过量HSO ，酸浸液中加入单宁酸沉锗，过滤后得到单宁锗渣，
4 4 2 4 4 2 4
单宁锗渣灼烧得到锗精矿；滤液中加入Zn粉，Zn置换出Cu，过滤得到的滤渣为Cu和过量的Zn，
滤液中加入KMnO 将二价铁氧化为三价Fe转化为Fe(OH) 沉淀，KMnO 和MnSO 生成MnO 沉淀，
4 3 4 4 2过滤后，滤液中加入NH HCO 得到碱式碳酸锌。
4 3
【详解】（1）根据分析可知，酸浸得到的浸渣主要含有的两种物质是CaSO、PbSO 。
4 4
（2）为了提高锗的浸出率，可以采取搅拌；适当加热；适当提高硫酸浓度；多次浸取等措施。
（3）pH过低无法生成氢氧化铁沉淀，且pH过低会使滤液中存在较多氢离子，在沉锌时会消耗更多
的NH HCO ，造成浪费。
4 3
（4）称取34.9g该沉淀充分灼烧，最终获得24.3g氧化锌，此时氧化锌的物质的量为0.3mol，则根据
原子守恒可得原沉淀中含有Zn0.3mol，则 ，解得a：b=2：1，则碱式
碳酸锌的化学式为2ZnCO ·Zn(OH) ，沉锌的化学方程式为
3 2
3ZnSO+6NHHCO =2ZnCO ·Zn(OH) ↓+3(NH)SO +4CO ↑+2H O。
4 4 3 3 2 4 2 4 2 2
5.2022·全国·模拟预测三氧化二铬 可用作着色剂、分析试剂、催化剂等.一种利用铬铁矿(主要
成分为 ，还含有 、 等杂质)清洁生产 的工艺流程如图：
已知：部分离子生成氢氧化物沉淀的
物质
开始
在 时开始溶解， 时溶解完全。 是两
沉淀
性氢氧化物， 在 开始溶解.
完全
沉淀
回答下列问题：
(1)“氧化酸浸”时，消耗 与 的物质的量之比为_______
(2)“氧化酸浸”浸出液中含有的阳离子有_______(用离子符号表示)
(3)“沉铁”时，铁元素以黄铵铁矾沉淀的形式析出，黄铵铁矾的化学式为 ，则
“沉铁”时反应的离子方程式为_______
(4)“沉铬”时，所得滤液1中所含主要溶质为_______(用化学式表示)
(5)“除铝”时，需要用 调节溶液的 的范围应为_______(填字母代号)A． B．
C． D．稍大于
【答案】(1)(2) 、 、 、
(3)
(4)
(5)D
【分析】“氧化酸浸时，除 外的其他氧化物均溶解，其中 中的+2价铁被 氧化
为 ，反应后浸出液中含有 、 、 以及过量的 ；“沉铁”时，铁元素以黄铵铁矾沉
淀的形式析出，用氨沉铬时， 、 以氢氧化物沉淀析出，故滤液中主要含有 、 ，
向滤渣 和 中 调节溶液的 除去 中的 ，再进一步煅烧得到
。
【详解】（1）“氧化酸浸”时，反应为：
，所以消耗 与
的物质的量之比为 ，故答案为： 。
（2）“氧化酸浸时，除 外的其他氧化物均溶解，反应后浸出液中含有 、 、 以及过
量的 ，故答案为： 、 、 、 。
（3）根据信息可写出“沉铁”时离子方程式为：
，故答案为：
。
（4）铁元素先以黄铵铁矾沉淀的形式析出，用氨沉铬时， 、 以氢氧化物沉淀析出，故滤液
中主要含有 、 ，主要溶质为 ，故答案为： 。
（5）由表中数据，溶液的pH=6时 沉淀完全时， 也先沉淀完全；除铝需要在pH=9.2时让
完全溶解转化为 ，造成极少量 溶解损失可忽略，以确保 中不含
，最终得到纯 ，故答案为：D。
6.2022·安徽铜陵·二模碘化钠(NaI，白色粒状)常用于医学和摄影技术。以纯碱(含少量NaSO 杂质)为
2 4
原料制备NaI的流程如下：已知：①I 与NaCO 生成NaI、NaIO和NaIO ；
2 2 3 3
②
③NaI·2HO易被O 氧化生成I，且温度越高，反应速率越快；
2 2 2
④减压可使物质的沸点降低。
回答下列问题：
(1)“转化”时，向溶液中加入少量NaI的目的是_______；该步骤反应适宜的温度为40~70℃，温度不
宜超过70℃的原因是_______(从 的性质考虑)。
(2)写出“还原”时， 发生反应的离子方程式：_______( )。
(3)“除 ”时，若试剂a是稍过量的饱和Ba(OH) 溶液，则b是稍过量的_______。
2
(4)试剂X是_______
(5)获得NaI·2H O时，采用减压蒸发的原因是_______。
2
(6)测定产品中NaI含量，采用电位滴定法测定，实验步骤如下：
该样品中NaI的质量分数为_______。
【答案】(1) 增大I 的溶解度，从而加快反应速率 防止I 升华
2 2
(2)
(3)Na CO 溶液
2 3
(4)HI或氢碘酸
(5)蒸发速度快，且可减少因温度高导致NaI·2H O氧化(或其他合理描述)
2
(6)95.76％
【分析】纯碱中加入蒸馏水溶解然后向其中加入I，发生歧化反应产生NaI、NaIO 、NaIO，向其中
2 3
加入NH·H O，可以将NaIO 还原为N， NaIO 则被还原为I-；然后加入活性炭脱水，再过滤弃去
2 4 2 3 2 3
滤渣，向滤液中先加入Ba(OH) 溶液，使 转化为BaSO 沉淀，再加入稍过量NaCO 溶液除去过
2 4 2 3
量Ba2+，除去过量BaSO、BaCO 沉淀，向滤液中加入HI调整溶液pH，反应产生NaI，然后在80℃
4 3
条件下减压蒸发、再冷却结晶得到NaI·2H O，然后加热使其失去结晶水得到NaI。
2
【详解】（1）因为I 在水中的溶解度小，结合已知信息 可知，向溶液中加入少量NaI，
2
其目的是增大I 的溶解度，从而加快反应速率；
2
该步骤I 易升华，反应适宜的温度为40~70℃，温度不宜超过70℃，是由于反应温度过高会导致I 会
2 2
发生升华，为防止其升华，反应温度不能太高，控制温度为40~70℃；
（2）还原时NaIO 则被还原为I-，NH·H O被氧化为N，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可
3 2 4 2 2
得反应的离子方程式为： ；（3）“除 ”时，若a是稍过量的饱和Ba(OH) 溶液，可以使溶液中的 形成BaSO 沉淀除去，
2 4
则b应该是可以除去过量Ba2+的试剂，又因不能引入其它离子，所以加入的试剂b为NaCO 溶液或
2 3
NaHCO 溶液；
3
（4）调pH应加酸酸化除去过量OH-，同时也不能引入杂质离子，结合生成物可知，试制X应为HI
或氢碘酸；
（5）减压蒸发操作的目的有两个，一是可降低点蒸发发时溶液的温度，因而可减少NaI·2H O的氧
2
化，二是降低物质的沸点，使物质在较低温度时蒸发速度快；
（6）NaI与AgNO 溶液会发生反应：NaI+AgNO =AgI↓+NaNO ，根据物质反应转化关系可知在25.0
3 3 3
mL溶液中含有NaI的物质的量n(NaI)=n(AgNO)=0.2100 mol/L×0.01520 L=0.003192 mol，则5.00 g样
3
品配制的250 mL溶液中含有的NaI的物质的量n(NaI)=0.003192 mol×10=0.03192 mol，则其中NaI的
质量为m(NaI)=0.03192 mol×150 g/mol=4.788 g，故该样品中NaI的质量分数为
。
7.2022·浙江·模拟预测某兴趣小组利用初处理过的工业废铜制备胆矾 ，流程如下：
已知：a.工业废铜含铁、铅等不可溶杂质。
b.25℃时， ； 。
c.铜表面离子接触的地方浓度充足，另通过物理干预，使Cu先与稀硝酸反应。
d.相关氢氧化物沉淀的对应pH如下表。
物质 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
4.2 6.7
7.6 9.6
2.7 3.7请回答：
(1)如图为制备胆矾晶体的装置图，其中碱溶液的作用是_______。
(2)写出向滤液A中加入 的离子方程式_______。
(3)下列有关以上流程说法正确的是_______。A．25℃时，当 恰好完全除尽时，
B．向滤液A中加入的 ，不宜稀硝酸代替
C．步骤中“调节溶液pH”，应用NaOH等碱溶液将pH调至3.7～4.2
D．可使用X射线衍射仪或红外光谱仪检验产物是否为晶体
(4)测定工业废铜中含铜x mol，含铁y mol。加入 后，三种物质反应结束后均无剩余，产
生的气体只有NO。经一系列操作证明了反应结束的溶液中含 和 。
①反应结束溶液中的 的取值范围是_______。(用含x、y的代数式表示)
②“经一系列操作”具体为_______。
③若 ，且测定溶液中 ，则 _______。
【答案】(1)吸收工业废铜与稀硝酸产生的气体，防止污染空气
(2)
(3)AB
(4) 取少许反应结束的试液，将其平均分成2份，滴加到2个洁净的试
管中，向一支试管内滴加 试剂，产生蓝色沉淀；向另一支试管中滴加KSCN试剂，溶
液颜色变成血红色，则证明溶液中含 和
【分析】工业废铜加入稀硝酸、稀硫酸溶解，过滤后所得滤液加入双氧水氧化，将亚铁离子氧化为
铁离子，经过调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后，得到滤液B为硫酸铜，结晶得到胆
矾。
【详解】（1）如图为制备胆矾晶体的装置图，其中碱溶液的作用是吸收工业废铜与稀硝酸产生的气
体，防止污染空气；
（2）向滤液A中加入 ，将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为
；
（3）A．25℃时，当 恰好完全除尽时，pH=3.7,c(OH-) 10-10.3mol/L,
，故 ，选项A正确；
B．向滤液A中加入的 ，不宜稀硝酸代替，否则会产生NO，污染空气，且产生硝酸铜，引入杂质，选项B正确；
C．应用NaOH等碱溶液将pH调至3.7～4.2，会引入Na+，不符合，选项C错误；
D．红外光谱仪通常用来测定有机物分子中的化学键和官能团,从而测定有机物结构式，无法确定是
否为晶体，选项D错误；
答案选AB；
（4）①反应结束溶液中含 和 、Cu2+，溶质为硝酸亚铁、硝酸铁和硝酸铜，根据铁、铜守恒，
若铁只以 存在，则 ，若铁只以 存在，则 ，故 的取值
范围是 ；
②“经一系列操作”为证明 和 存在，具体为取少许反应结束的试液，将其平均分成2份，
滴加到2个洁净的试管中，向一支试管内滴加 试剂，产生蓝色沉淀；向另一支试管中
滴加KSCN试剂，溶液颜色变成血红色，则证明溶液中含 和 ；
③若 ，且测定溶液中 ，故 =0.5ymol=0.4xmol， =
=0.4xmol +0.4xmol +xmol 2=4xmol，由氮原子守恒可知，
n(NO)=zmol-4xmol=(z-4x)mol，根据电子转移守恒有4x=(z-4x) (5-3)，则 。
8.2022·重庆·模拟预测钇(Y)是稀土元素中含量丰富的元素之一，钇及其化合物在航天、电子、超导
等方面有着广泛的应用。湖北应山-大悟地区含有较为丰富硅铍钇矿[ ]，工业上通
过如下生产流程可获得氧化钇。
已知： 元素与 元素性质相似；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物；
(1)在自然界中，钇只有一种稳定同位素 ，Y位于元素周期表的第_______周期第ⅢB族。硅铍钇
矿[ ]中Y的化合价为+3价， 的化合价为_______。
(2)焙烧的目的是将矿石中的Y元素转化为 ，并将 元素转化为可溶性钠盐，焙烧时气
体与矿料逆流而行，目的是_______。硅铍钇矿与熔融氢氧化钠焙烧后含铁元素的产物是_______(写
化学式)。
(3)“萃取分液”实验需要的玻璃仪器有_______。
(4)滤液Ⅱ中的_______(填物质名称)可参与循环使用。
(5)反应过程中，测得Y的沉淀率随 的变化情况如图所示。当草酸用量过多时，钇的沉淀率下降的原因是_______。
(6)“焙烧”过程生成 的化学方程式为_______。
【答案】(1) 五 +2
(2) 增大反应物的接触面积，提高原料利用率 Fe(OH)
3
(3)分液漏斗、烧杯
(4)盐酸
(5)草酸与Y3+离子形成可溶性配位化合物
(6)
【分析】硅铍钇矿与熔融氢氧化钠焙烧后将矿石中的Y元素转化为 ，并将 元素转化为
NaBeO、NaSiO，通入氧气可氧化亚铁离子为铁离子，再结合NaOH生成氢氧化铁沉淀，加水浸取
2 2 3
得到滤液含可溶性钠盐，滤渣为 、Fe(OH) ，加入稀盐酸反应生成YCl 、FeCl ，加入萃取剂
3 3 3
除去铁离子，加入草酸与YCl 反应生成Y(C O)∙9H O，通入空气焙烧生成YO 和CO；
3 2 2 4 3 2 2 3 2
【详解】（1）Y是39号元素，则Y位于元素周期表的第五周期第ⅢB族；硅铍钇矿[
]中Y的化合价为+3价，Be为+2价，Si为+4价，O为-2价，设 的化合价为x，
根据化合价之和为0可得：(+3)×2+x+(+2)×2+[+4+(-2)×4]×2+(-2)×2=0，解得x=+2，故 的化合价为
+2；
（2）焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是增大反应物的接触面积，提高原料利用率；硅铍钇矿中铁
元素为+2价，具有还原性，焙烧中通入熔融氢氧化钠和氧气，则铁元素转化为Fe(OH) ，焙烧后含
3
铁元素的产物是Fe(OH) ；
3
（3）“萃取分液”实验需要的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；
（4）‘沉钇’过程中加入草酸与YCl 反应生成Y(C O)∙9H O和HCl，则滤液II中盐酸可参与循环
3 2 2 4 3 2
使用；
（5）已知草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物，则当草酸用量过多时，钇的沉淀率下
降的原因是：草酸与Y3+离子形成可溶性配位化合物；
（6）Y(C O)∙9H O，通入空气焙烧生成YO 和CO，碳元素化合价升高了1，氧元素化合价降低了
2 2 4 3 2 2 3 2
2，已经有6个C原子发生变价失去了6个电子，有2个O原子发生变价得到4个电子，根据得失电
子守恒，Y(C O)∙9H O前配系数2，O 前配系数3，结合原子守恒则反应化学方程式为
2 2 4 3 2 2。
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9.（2022·河北·霸州市第一中学模拟预测）铬及其化合物在工业生产中应用广泛。某铬铁矿的主要成
分为 ，另外还含有FeO、 、MgO等杂质。一种液相氧化法制备 的工艺路线如图：
回答下列问题：
(1)铬铁矿磨成铬铁矿粉参与反应的目的是_______。
(2)“加压碱浸”中，发生的主要反应为 转化为铬酸钠，其化学方程式为_______，滤渣的主要成
分为_______。
(3)“加碱转化”中，所加入的碱为 ，目的是_______。
(4)“固液分离”中，三种不同分离方式所需时间如图，则最佳的分离方式为_______。
(5)在“溶解还原”过程中，有 生成，发生反应的离子方程式为_______。
(6)从循环利用的角度，提出该工艺流程的改进建议_______。
【答案】(1)增大表面积，加快反应速率，提高铬铁矿的利用率
(2) 2Cr O＋8NaOH＋3O=4Na CrO＋4HO Fe O(或Fe O)、MgO、
2 3 2 2 4 2 2 3 3 4
(3)铬酸钠转化为铬酸钡沉淀，而偏铝酸钠不参与反应，实现铬铝分离
(4)保温沉降
(5)CH OH＋2BaCrO＋10H＋=CO ＋2Cr3＋＋7HO＋2Ba2＋
3 4 2 2
(6)滤液2中含有大量碱液，处理后，重新进入加压碱浸环节
【分析】铬铁矿的主要成分为 ，另外还含有FeO、 、MgO等杂质，加入氢氧化钠、水和
氧气， 、 溶解，再加碱使Cr转化为铬酸盐沉淀，加酸、甲醇转化为氢氧化铬。
【详解】（1）铬铁矿磨成铬铁矿粉参与反应的目的是增大表面积，加快反应速率，提高铬铁矿的利用率，故答案为：增大表面积，加快反应速率，提高铬铁矿的利用率；
（2）“加压碱浸”中，Cr O 与氧气、氢氧化钠溶液反应生成铬酸钠和水，其反应的化学方程式为
2 3
2Cr O＋8NaOH＋3O=4Na CrO＋4HO，滤渣的主要成分为Fe O(或Fe O)、MgO，故答案为：
2 3 2 2 4 2 2 3 3 4
2Cr O＋8NaOH＋3O=4Na CrO＋4HO；Fe O(或Fe O)、MgO；
2 3 2 2 4 2 2 3 3 4
（3）“加碱转化”中，所加入的碱为Ba(OH) 的目的是铬酸钠转化为铬酸钡沉淀，而偏铝酸钠不参
2
与反应，实现铬铝分离，故答案为：铬酸钠转化为铬酸钡沉淀，而偏铝酸钠不参与反应，实现铬铝
分离；
（4）由于保温沉降所用的时间最短，则“固液分离”中，最佳的分离方式为保温沉降，故答案为：
保温沉降；
（5）在“溶解还原”过程中，铬酸钡与盐酸和甲醇反应生成铬离子和CO，其反应的离子方程式为
2
CHOH＋2BaCrO＋10H＋=CO ＋2Cr3＋＋7HO＋2Ba2＋，故答案为：CHOH＋2BaCrO＋10H＋=CO ＋
3 4 2 2 3 4 2
2Cr3＋＋7HO＋2Ba2＋；
2
（6）从循环利用的角度，该工艺流程可将滤液2在“加压碱浸”过程中循环利用，故答案为：滤液
2中含有大量碱液，处理后，重新进入加压碱浸环节。
10.（2022·四川雅安·模拟预测）废旧锂电池的正极材料中含有镍、钴、锂、铝等金属元素。一种从
废旧锂电池中回收镶、钴、锂制备相应产品的工艺流程如下：
已知：①浸出液中镍、钴、锂、铝分别以 、 、 、 的形式存在。
②碳酸锂的溶解度(g/L)见表。
温度/℃ 0 20 40 60 80 100
1.54 1.33 1.17 1.01 0.85 0.72
(1) 中 的化合价是_______。
(2)某研究团队对“酸浸”条件做了大量研究，得出如下图示，根据下图选择适宜的浸取条件_______。(3)“还原”操作时主要反应的离子方程式为_______；经检测，浸出液中 ，“除
铝”时，要使 开始沉淀， 值应大于_______。[ ]
(4)实验室“萃取”操作需要在_______(填仪器名称)中进行；“沉钴”的离子方程式为_______。
(5)“一系列操作”为_______、洗涤、干燥；“母液”的用途有_______(写出一种即可)。
【答案】(1)+3
(2)硫酸浓度为2.0mol/L、温度为70℃、时间为120min
(3) 4
(4) 分液漏斗
(5) 蒸发结晶、趁热过滤 作氮肥(合理即可)
【分析】废旧电池灼烧用稀硫酸浸泡，并加入NaSO ，NaSO 具有还原性，将Co3＋还原为Co2＋，加
2 3 2 3
入NaCO 除铝后萃取；钴负载有机相经过反萃取后，加入HC O 沉钴得到CoC O；镍、锂水相经
2 3 2 2 4 2 4
过一系列操作得到LiSO ，LiSO 加入(NH )CO，蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到LiCO，
2 4 2 4 4 2 4 2 4
据此分析解题。
【详解】（1） 显示-1价，所以 的化合价是+3；
故答案为+3；
（2）由图可知，“酸浸”时，浸取条件为硫酸浓度为2.0mol/L、温度为70℃、时间为120min时，
浸出率最高；
故答案为硫酸浓度为2.0mol/L、温度为70℃、时间为120min时；
（3）NaSO 具有还原性，将Co3＋还原为Co2＋，反应离子方程式为
2 3
；浸出液中 ，且
，所以 ，带入计算得
，此时 值为4；所以“除铝”时，要使 开始沉淀， 值应大于4；
故答案为 ，4；
（4）实验室“萃取”操作需要分液漏斗在中进行；使用HC O 和Co2+生成CoC O，离子方程式为
2 2 4 2 4
；
故答案为分液漏斗， ；
（5）LiSO 加入(NH )CO，蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到LiCO；母液中含有 ，可作
2 4 4 2 4 2 4
氮肥(合理即可)；
故答案为蒸发结晶、趁热过滤；作氮肥(合理即可)。
【点睛】本题考查物质分离和提纯，涉及溶度积常数计算、盐类水解、氧化还原反应等知识点，明
确溶度积常数计算、化学反应原理、元素化合物性质是解本题关键。11.（2022·贵州·模拟预测）碳酸锰(MnCO ) 可用作瓷釉、肥料和饲料添加剂，还应用于医药，电焊
3
条辅料等。某工厂酸性废水中含有Fe2+、Mn2+、SO ，以该废液为原料制备碳酸锰的工艺流程如图
所示(部分操作和条件已略)。
回答下列问题：
(1)调节pH值选用的最佳试剂是_______(填序号)。
A．Fe O B．NaOH C．MnCO D．HSO
2 3 3 2 4
(2)过滤1后滤液中存在的主要离子有_______。
(3)氧化过程加快反应速率的方法有_______(写两种方法)。
(4)碳化过程中发生的离子方程式为_______。
(5)过滤2后要得到高纯度碳酸锰固体还需经过操作_______。
(6)碳酸锰在空气中加热可以生成相应的氧化物，称取115mg碳酸锰加热，固体物质的质量随温度的
变化如图所示。
①527.4℃时，剩余固体中n(Mn)：n(O)为_______。
②527.4℃时，MnCO 生成相应固体物质的化学方程式为_______
3
【答案】(1)C
(2)Mn2+、 、H+
(3)增大HO 的浓度、使用合适的催化剂
2 2
(4)Mn2++2 =MnCO+H O+CO↑
3 2 2
(5)洗涤、烘干
(6) 2：3
【分析】废液中含有Fe2+、Mn2+、 ，加入HO 将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH使Fe3+生成Fe(OH)
2 2 3
沉淀，过滤除去氢氧化铁，加入NH HCO 碳化，反应生成碳酸锰，再过滤后经过一系列操作得到碳
4 3
酸锰。【详解】（1）A．调节pH如果用Fe O，则可能会混入Fe3+，引入杂质，A错误；
2 3
B．用NaOH调节pH，则会引入Na+，引入了杂质，B错误；
C．用MnCO 调节pH，Fe3+水解生成氢氧化铁和氢离子，氢离子与MnCO 反应使Fe3+水解平衡正向
3 3
移动，生成氢氧化铁沉淀，且产生的Mn2+后续还能碳化重新生成MnCO ，C正确；
3
D．该反应需要增大溶液的pH使Fe3+沉淀，加入硫酸无法增大pH，D错误；
故答案选C。
（2）过滤1除去了氢氧化铁沉淀，因此滤液中主要离子为Mn2+、 ，氢氧化铁完全沉淀时pH约
为3.7，溶液中还有H+。
（3）氧化过程中加快反应速率的方法有增大HO 的浓度，使用合适的催化剂等。
2 2
（4）碳化过程中的离子方程式为Mn2++2 =MnCO+H O+CO↑。
3 2 2
（5）过滤2后要得到高纯度碳酸锰固体，还需要对过滤得到的产物进行洗涤、烘干。
（6）115mg碳酸锰的物质的量为0.001mol，加热的过程中锰的物质的量不变，根据锰守恒可知，
527.4℃时，固体中锰的物质的量为0.001mol，则剩余O的质量为79mg-55mg=24mg，则O的物质的
量为0.0015mol，剩余固体中n(Mn)：n(O)=0.001：0.0015=2：3。
根据①中计算可知527.4℃时，剩余固体中n(Mn)：n(O)=0.001：0.0015=2：3，则固体物质的化学式
为MnO，则MnCO 生成MnO 的化学方程式为
2 3 3 2 3
12.（2022·吉林·长春十一高模拟预测）纳米氧化锌可作为一些催化剂的载体，二氧化锰也常作催化
剂、氧化剂与去极化剂，用途非常广泛。工业上由软锰矿(主要成分为MnO )与锌精矿(主要成分为
2
ZnS)酸性共溶法制备MnO ，及纳米ZnO，工艺流程如图：
2
已知：PO(酸性磷酸酯)可作萃取剂分离锌、锰离子，它是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体，属
5 7
于酸性萃取剂。
请回答下列问题：
(1)为了提高酸浸效果，可采取的措施有____。(答出一条即可)
(2)写出步骤①酸浸时ZnS与MnO 发生的主要反应的离子方程式：____。(无单质硫生成)，若软锰矿
2
的比例较低，可能产生的后果是____。
(3)实验室完成步骤③所用到的主要玻璃仪器是____(填写名称)。
(4)完成步骤④中发生反应的离子方程式：____。
(5)经⑤所得水相再经过____过滤等操作得到ZnSO•7H O。
4 2已知：①工业条件下，部分金属阳离子Mn+开始沉淀和完全沉淀时的pH值如图：
②相关常数：K (ZnS)=2.1×10-22，K (H S)=1.0×10-7，K (H S)=7.0×10-15，K(CHCOOH)=1.8×10-5。
sp a1 2 a2 2 a 3
制得ZnSO•7H O后最终残留的酸性废液中含有ZnSO，除去酸性废液中Zn2+的方法是：在酸性废液
4 2 4
中加入一定量CHCOONa后，再通入HS生成ZnS沉淀。处理后的溶液中部分微粒浓度为：
3 2
微粒 HS CHCOOH CHCOO-
2 3 3
浓度(mol•L-1) 0.10 0.10 0.18
测：处理后的溶液中c(Zn2+)=____mol•L-1。
(6)ZnSO •7H O产品的纯度可用配位滴定法测定。下列关于滴定分析，正确的是____。A．滴定前，
4 2
锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗
B．将标准溶液装入滴定管时，应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器转移
C．滴定时，通常用左手控制旋塞滴加溶液，右手摇动锥形瓶，使溶液向同一方向旋转
D．滴定前滴定管尖嘴内无气泡，滴定后尖嘴内有气泡，则测得的体积比实际消耗的小
【答案】(1)将矿石粉碎，增大接触面积加热搅拌等
(2) ZnS+4MnO +8H+=Zn2++SO +4Mn2++4H O ZnS与硫酸反应生成有毒的HS污染空气
2 2 2
(3)分液漏斗
(4)ClO +3Mn2++3H O=Cl-+3MnO↓+6H+
2 2
(5) 加热蒸发(蒸发浓缩)、冷却结晶(降温结晶) 3.0×10-10
(6)CD
【分析】酸浸时发生反应： ，过滤除去硫及不溶性杂
质得到硫酸锰和硫酸锌的混合液，萃取后将硫酸锰和硫酸锌分离，水相为硫酸锰，在氯酸钠的氧化
作用下得到 ；有机相经反萃取得到硫酸锌溶液，调节溶液pH得到 沉淀，焙烧使
分解得到纳米ZnO。
（1）
(1)提高酸浸效果，及反应充分，可采用适当增加硫酸浓度、适当升温、搅拌、延长反应时间、将锌精矿和软锰矿粉粹处理等，故填将矿石粉碎，增大接触面积加热搅拌等；
（2）
(2) 酸浸时发生反应： ，其离子方程式为：
；若软锰矿比例较低，则ZnS与硫酸反应生成有毒的硫
化氢气体，污染空气，故填 、ZnS与硫酸反应生成有毒
的HS污染空气；
2
（3）
(3)步骤③为萃取，实验室采用的主要玻璃仪器为分液漏斗，故填分液漏斗；
（4）
(4)步骤④为 与 反应生成 的反应，其反应的离子方程式为：
，故填 ；
（5）
(5)经⑤所得水相为硫酸锌溶液，可经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作得到 晶体；
由题可知， ，其平衡常数 = =
= = ，又根据醋酸电离平衡：
，可知 ，带入表中数据可得
= = ，再根据 ，可得
= = ，故填加热蒸发(蒸发浓缩)、冷却结晶(降温结晶)、
；
（6）
(6)A．滴定前滴定管需用标准液洗涤2-3次，锥形瓶不用洗涤，否则测量结果偏高，故A错误；
B．转移标准液到滴定管中不需要借助烧杯或者漏斗，可直接加液，故B错误‘
C．滴定时，左右握住旋塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中颜色的变化，故C正确；
D．滴定前滴定管尖嘴内无气泡，滴定后尖嘴内有气泡，则实际消耗的标准液体体积变小，故D正确；
故填CD。
13.（2022·山东·乳山市银滩高级中学）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有 、 、 和Pb。
还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回
收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的 如下表：
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题：
(1)在“脱硫”中 转化反应的离子方程式为________，用沉淀溶解平衡原理解释选择 的
原因________。
(2)在“脱硫”中，加入 不能使铅膏中 完全转化，原因是________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸( )，还要加入 。
(ⅰ)能被 氧化的离子是________；
(ⅱ) 促进了金属Pb在醋酸中转化为 ，其化学方程式为________；
(ⅲ) 也能使 转化为 ， 的作用是________。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是________。
(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有________。
【答案】(1) PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq) 反应PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO
4 3 4 3
(aq)的平衡常数K= =3.4 105>105，PbSO 可以比较彻底的转化为PbCO
4 3
(2)反应BaSO(s)+CO (aq)= BaCO (s)+SO (aq)的平衡常数K= =0.04<<105，反应正向进行的
4 3
程度有限
(3) Fe2+ Pb+HO+2HAc=Pb(Ac) +2H O 作还原剂
2 2 2 2
(4)Fe(OH) 、Al(OH)
3 3(5)Ba2+、Na+
【分析】铅膏中主要含有PbSO 、PbO 、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，向铅膏
4 2
中加入碳酸钠溶液进行脱硫，硫酸铅转化为碳酸铅，过滤，向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行
酸浸，过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化
物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁，过滤后，向滤液中加入氢氧化钠溶液进
行沉铅，得到氢氧化铅沉淀，滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子，氢氧化铅再进行处理得
到PbO。
【详解】（1）“脱硫”中，碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠，反应的离子方程式为：
PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq)，由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知，
4 3
K (PbCO )=7.4 10-14，K (PbSO )=2.5 10-8，反应PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq)的平衡常数
sp 3 sp 4 4 3
K= = = = ≈3.4 105>105，说明可以转化的比较彻底，且
转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中，减少铅的损失。
（2）反应BaSO(s)+CO (aq)= BaCO (s)+SO (aq)的平衡常数K= = =
4 3
= ≈0.04<<105，说明该反应正向进行的程度有限，因此加入碳酸钠不能使铅膏中
的BaSO 完全转化。
4
（3）（i）过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子。
（ii）过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac) ，过氧化氢与Pb、HAc发生氧还原反应生成
2
Pb(Ac) 和HO，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为：
2 2
Pb+HO+2HAc=Pb(Ac) +2H O。
2 2 2 2
（iii）过氧化氢也能使PbO 转化为Pb(Ac) ，铅元素化合价由+4价降低到了+2价，PbO 是氧化剂，
2 2 2
则过氧化氢是还原剂。
（4）酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、
氢氧化铁。
（5）依据分析可知，加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO 完全转化，铁离子、铝离子转化为了氢氧化
4
铁、氢氧化铝沉淀，铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅，因此沉铅的滤液中，金属离子有
Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
14.（2022·内蒙古包头·一模）镉( Cd)在合金、电池等方面具有重要应用。某铜镉渣中主要含有Cd、
CdO，还含有Cu、Zn、Pb、Fe、CuO和SiO 等杂质，从铜镉渣中回收Cd的某种工艺流程如图所示。
2已知：①K [CaSO] =9.1 ×10-6 K [PbSO ]=1.6×10-8
sp 4 sp 4
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
离子 Zn2+ Cd2+ Fe2+ Pb2+ Cu2+ Fe3+
开始沉淀时(c=0.01 mol · L-1)的pH 8.2 7.8 7.5 6.7 5.2 2.2
完全沉淀时(c=1.0 ×10-5mol·L-1)的pH 9.7 9.3 9.0 8.5 6.7 3.2
回答下列问题：
(1)将铜镉渣先“浆化”再“酸浸”的目的是_______。
(2)“酸浸”时，保持温度和pH均不宜过高的原因是_______；“压滤 ”所得滤渣I的主要成分是
_______( 填化学式)； “酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+，其微量存在的主要原因是_______。
(3)“除铁”时，加入的石灰乳调节溶液pH的范围是_______ ， 若石灰乳加过量，缺陷是_______。
(4)将“置换”出来的海绵镉在空气中堆放进行“自然氧化” ，再用硫酸进行“酸溶”，“置换净
化”处理是将残余的微量的Cu2+和Pb2+进行深度脱除，以提高阴极镉产品的纯度，“置换净化”所发
生的离子反应方程式为_______。
(5)电极电位是表示某种离子或原子在溶液中得失电子的难易程度。在25°C下，部分电对的电极电位
如表所示。
电对 Fe3+/Fe2+ Cu2+/Cu H+/H Pb2+/Pb Cd2+/Cd Fe2+/Fe Zn2+/Zn Ca2+/Ca
2
电极电位/V +0.771 +0.337 0 -0.126 - 0.402 -0.442 -0.762 -2. 86
根据表中信息和已有知识可知，电对的电极电位数值越大，电对中氧化态粒子的氧化性_______(填
“越强”或“越弱”)。采用低电流条件“电积”时，阴极主要发生的电极反应是_______。
【答案】(1)增大接触面积，提高酸浸速率和浸出率
(2) 抑制Cd2+水解 Cu、SiO 和PbSO PbSO 的K 不足够小或硫酸的浓度不够大，使溶
2 4 4 sp
液中仍有微量Pb2+存在
(3) 3.2Zn>Fe>Cd>Pb>H>Cu，由此可以判断电对的电极电位数值越大，电对中氧化态的氧化能力越强。
根据电极电位可知氧化性：Cd2+ > Zn2+,故采用低电流密度条件“电积”时，阴极主要发生的电极反应
为Cd2++ 2e- = Cd,故答案为:越强; Cd2++ 2e- = Cd。
15.（2022·重庆·西南大学附中模拟预测）钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料
等领域。工业制备钴常用硫钴矿石(主要成分 常含钙、镁、铜、铁等化合物)，流程如下：
已知：①常温相关氢氧化物的 值如下：
物质
②酸性条件下 极难被氧化。
(1)已知钴与铁均为Ⅷ族元素，具有类似的化合价， 中 的化合价_______。(2)硫酸浸取焙砂的过程中，温度及硫酸的浓度对金属离子浸出的影响如图所示，考虑生产成本和效
率，最佳的浸出温度为_______℃，最佳的硫酸浓度为_______mol/L。
(3)向浸取液中加入 发生的主要反应的离子方程式为_______，滤渣1的主要成分是_______。
(4)电解精炼的过程中，粗钴与电源_______极相连，用硫酸钴溶液作为电解质，控制阴极室 为3
～5之间，若 值过低，在纯钴的电极表面产生气体，该气体可能是_______。
A． B． C． D．
(5)若沉钴中得到二水合草酸钴 ( )热分解质量变化过程如图所示。其中
600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物，请写出从反应B点
到C点的化学方程式_______。
【答案】
(1)+2、+3
(2) 50℃ 3mol/L
(3) +6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H O Fe(OH)
2 3
(4) 正 C
(5)
【分析】硫钴矿石(主要成分 常含钙、镁、铜、铁等化合物)，粉碎后焙烧得到焙砂,加入硫酸、
亚硫酸钠并加入氯酸钾进行浸取，得到浸取液再加入碳酸钠调节pH=8，除去滤渣1，主要为氢氧化铁沉淀，滤液1加入NaF处理去掉滤渣2及滤液2加入草酸铵沉钴，再煅烧得到氧化钴，电弧炉中还
原得到粗钴，再进行电解精炼得到钴。
【详解】
（1）根据 中Fe元素的价态特点，可心得出 中 的化合价为+2、+3价；
（2）由图可知，50℃左右时，钴的浸出率已达98%左右，继续升温钴的浸出率增加不大反而导致杂
质离子的浸出率提高，同理，硫酸为3mol/L左右时，钴的浸出率已达98%左右，再增加硫酸浓度钴
的浸出率增加不大反而导致杂质离子的浸出率提高；故答案为；
（3）由于酸浸时加入了NaSO 还原Co3+的同时可能还原了Fe3+，所以加入 的目的是氧化
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Fe2+，发生反应的离子方程式为 +6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H O；通过调节pH使铁离子水解产生沉
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淀，故滤渣1的主要成分为Fe(OH) ；
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（4）电解精炼金属时，含杂质的粗金属做阳极，与电源正极相连,故粗钴与电源正极相连；
用硫酸钴溶液作为电解质，控制阴极室 为3～5之间，若 值过低，在纯钴的电极表面H+得电子
产生气体，电极反应为2H++2e-= H ↑，故该气体可能是H；答案选C；
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（5） ( )，因此取的是0.1mol的 ，A点失重3.6g，应该是
失去所有的结晶水，所以成分是 ，B点是氧化物，Co是5.9g，氧原子是8.03g-5.9g=2.13g，
应为Co O，同理C点Co是5.9g，氧原子是8.3g-5.9g=2.4g，应为Co O，所以应是Co O 在空气中
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受热被氧化为Co O，所以B到C点的化学方程式为 。
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16.（2022·山东青岛·二模）金属镓被称为“电子工业脊梁”，性质与铝相似，金属活动性介于锌和
铁之间。氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料，利用粉煤灰(主要成分为 、 、
，还有少量 等杂质)制备氮化镓流程如下：
已知：常温下，相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度
时，可认为已除尽。回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的是将 转化为 ，该反应的化学方程式为_______。
(2)“滤渣1”主要成分为_______。
(3)“二次酸化”的pH _______，其中 发生反应的离子方程式为_______。
(4)“电解”可得金属G≈a，写出阴极电极反应式_______。
(5)“合成”得到的三甲基镓与NH 反应时，两者物质的量之比为_______。
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(6)常温下，反应 的平衡常数K=_______。
【答案】(1)
(2)
(3) 9.4
(4)
(5)
(6)
【分析】粉煤灰(主要成分为 、 、 ，还有少量 等杂质)与纯碱反应，镓转化为
可溶性盐、二氧化硅转化为硅酸钠、氧化铝转化为偏铝酸钠，加入碱性溶液碳酸钠，只有氧化铁不
反应不溶解，过滤除去氧化铁，得到滤液通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀、硅酸沉淀，“二次酸
化”生成氢氧化镓沉淀，氢氧化镓沉淀加入氢氧化钠溶解得到 ，电解得到镓，最终转化
为氮化镓；
【详解】（1）由图可知，加入碳酸钠焙烧，“焙烧”的目的是将 和碳酸钠反应生成
和二氧化碳，该反应的化学方程式为 ；
（2）焙烧后，镓转化为可溶性盐、二氧化硅转化为硅酸钠、氧化铝转化为偏铝酸钠，加入碱性溶液
碳酸钠，只有氧化铁不反应不溶解，故过滤后“滤渣1”主要成分为 ；
（3）通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀、硅酸沉淀，“二次酸化”要生成氢氧化镓沉淀，由图象可知
c( )< 时，pH为9.4，其中 和二氧化碳生成氢氧化镓沉淀和水，发生
反应的离子方程式为 ；
（4）“电解”可得金属Ga，阴极 发生还原反应得到金属镓，电极反应式
；（5）“合成”得到的三甲基镓与NH 反应时，反应为 ，故两者物质的
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量之比为1:1；
（6）由图可知， = 时，pH为9.4，则pOH=4.6，故常温下，反应
的平衡常数K= 。
