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大题03-化工流程题（分类过关）
类型一、以物质制备为目的
1.氧化亚铜(C u2O)主要用于制造杀虫剂、分析试剂和红色玻璃等。C u2O在酸性溶液中歧化为二价铜和
铜单质。以黄铜矿(主要成分为CuFe S2，含有杂质SiO2)为原料制取C u2O的一种工艺流程如图所示：
(1)写出“浸泡”时CuFe S2发生反应的离子方程式__________。
(2)判断“操作1”反应已完成的实验操作及现象为__________。
(3)“热还原”时，将新制N a2SO3溶液和CuSO4溶液按一定量混合，加热至90℃并不断搅拌反应得到
C u2O粉末。制备装置如图所示：
反应时A装置原料反应配比为n( N a2SO3)：n(CuSO4)=3：2，B装置的作用是吸收反应产生的酸性气
体，防止污染环境，A装置中反应的化学方程式为__________。
(4)实际反应中不断滴加NaOH溶液的作用是：__________。
(5)反应完成后，利用装置B中的溶液( NaOH与N a2SO3混合溶液)可制备N a2SO4·10 H 2O晶体。请补
充完整实验方案，取装置B中的溶液，__________，洗涤、干燥得N a2SO4·10 H 2O晶体。(已知：室温
下，溶液中H 2SO3、HSO3
−、SO3
2−的物质的量分数随pH的分布如图所示；室温下从N a2SO4饱和溶液
中结晶出N a2SO4·10 H 2O，实验中须使用的试剂及仪器有：SO2、氧气、pH计)
(6)工业上常以铜做阳极，石墨做阴极，电解含有NaOH的NaCl水溶液制备C u2O。已知：该电解过程中
阳极先生成难溶物CuCl，再与NaOH反应转化为C u2O。若电解时电路中通过0.2mol电子，理论上生成
C u2O的质量为__________g。
2.硼化钛(结构式为B =Ti= B)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、
SiO2、A l2O3和CaO，另有少量MgO、F e2O3)为原料制取Ti B2的流程如下：
已知：①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置；
②B2O3高温下蒸气压大、易挥发；
③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO
2+。
回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“水解”需在沸水中进行，离子方程式为_______，该工艺中，经处理可循环利用的物质为_______(填
化学式)。
(3)“热还原”中发生反应的化学方程式为_______，B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用
量，原因是_______。仅增大配料中B2O3的用量，产品中的杂质含量变化如图所示。杂质TiC含量随w %增
大而降低的原因是_______(用化学方程式解释)。
(4)原料中的B2O3可由硼酸脱水制得。以NaB(OH )4为原料，用电渗析法制备硼酸( H 3 BO3)的工作原理
如图所示，产品室中发生反应的离子方程式为_______。若反应前后NaOH溶液的质量变化为mkg，则制
得H 3 BO3的质量为_______kg。
3.氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFC O3、BaO、SiO2等)为原料
制备氧化铈，其工艺流程如图所示：
已知：①稀土离子易与SO4
2−形成复盐沉淀，C e
3+和SO4
2−发生反应：
C e2(SO4)3+ N a2SO4+n H 2O =C e2(SO4)3· N a2SO4·n H 2O↓；
②硫脲：
具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SC N 2 H 3)2；
③C e
3+在空气中易被氧化为C e
4+，两者均能形成氢氧化物沉淀；
④C e2(C O3)3为白色粉末，难溶于水。
回答下列问题：
(1)滤渣A的主要成分是_____(填写化学式)。
(2)在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2
两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式_____。
(3)加入硫脲的目的是将Ce F2
2+还原为C e
3+，反应的离子方程式为_____。
(4)步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为_____。
(5)下列关于步骤④的说法正确的是_____(填字母)。
A. 过滤后的滤液中仍含有较多C e
3+，需要将滤液循环以提高产率
B. 可以用N a2C O3溶液代替N H 4 HC O3溶液，不影响产品纯度
C. 过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率
D. 该步骤发生的反应是2C e
3++6 HC O3
−=C e2(C O3)3↓+3C O2↑+3 H 2O
(6)若常温下，K a2( H 2C O3)=5.0×10
−11，K sp[C e2(C O3)3]=1.0×10
−28，C e
3+恰好沉淀完全
c(C e
3+)=1.0×10
−5mol⋅L
−1，此时测得溶液的pH =5，则溶液中c( HC O3
−)=_____mol⋅L
−1。
4.一种磁眭材料的磨削废料(含镍质量分数约21％)主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化
物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)合金中的镍难溶于稀硫酸，“酸溶”时除了加入稀硫酸，还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸，反应有N 2生
成。写出金属镍溶解的离子方程式：_________________。
(2)“除铁”时H 2O2的作用是_______________；为了证明添加的H 2O2已足量，应选择的试剂是
___________(填“铁氰化钾”或“高锰酸钾”)溶液。黄钠铁矾[ N ax F e y(SO4)m(OH )n]具有沉淀颗粒
大、沉淀速率快、容易过滤等特点，则
_______。
(3)“除铜”时，反应的离子方程式为_____________________。
(4)已知除杂过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量为理论用量的1.1倍，用量不宜过大的原因是
_________________。
(5)100kg废料经上述工艺制得Ni(OH )2固体的质量为31kg，则镍回收率的计算式为_______________。
(6)镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型，其工作原理为：
(式
中M为储氢合金)。写出电池放电过程中正极的电极反应式：_______________________。
5.(2023·安徽蚌埠·统考三模)可利用炼锌矿渣(主要含G a2O3·3 F e2O3，ZnO·F e2O3)制备半导体材料
GaN并分离Fe和Zn，其工艺流程如图所示：
已知：①镓又称为“类铝”，其性质与铝类似；
②一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH及萃取率如下表所示：
金属离子F e
3+ G a
3+
Z n
2+F e
2+
开始沉淀1.7
3.0
5.5 8.0
沉淀完全3.2
4.9
8.0 9.6
萃取率(%) 99 97∼98.5 0
0
回答下列问题：
(1)过滤后，滤液的主要成分是__________(填化学式)。
(2)固体M为_________________，其作用是__________________________。
(3)反萃取的离子方程式为_____________________。
(4)合成得到的产物是(C H 3)3Ca，经化学气相沉积(类似于取代反应)，副产物为____________(填名称)。
(5)GaN晶体结构如图所示，其中Ga原子采取____________堆积，N原子填在Ga原子所形成的正四面体
空隙中，则正四面体空隙的填隙率为____________。(填隙率= 粒子填入的空隙数
空隙总数
)
类型二、以混合物分离、提纯为目的
6.全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除
杂后，得到浓缩卤水(含有N a
+、Li
+、C l
−和少量M g
2+、C a
2+)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂
来提取锂。
25℃时相关物质
参数如下：
LiOH的溶解度：12.4 g/100 g H 2O
化合物
K sp
Mg(OH5.6×10
−1
Ca(OH5.5×10
−6
CaC O2.8×10
−9
Li2C O2.5×10
−2
回答下列问题：
(1)“沉淀1”为___________。
(2)向“滤液1”中加入适量固体Li2C O3的目的是___________。
(3)为提高Li2C O3的析出量和纯度，“操作A”依次为___________、___________、洗涤。
(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2C O3。查阅资料后，发现文献对常温下的Li2C O3有不同
的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究LiHC O3的性质，将饱和LiCl溶液与饱和
NaHC O3溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上
述现象说明，在该实验条件下LiHC O3___________(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为
___________。
(5)他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入N a2C O3改为通入C O2。这一改动能否达到
相同的效果，作出你的判断并给出理由___________。
7.利用蛇纹石提镁后的中和渣(主要成分为F e2O3及
SiO2、A l2O3、C r2O3、CoO、NiC O3、PbC O3等杂质)提取高附加值的铁红(F e2O3)的一种工艺
流程如下图所示。
已知：(1)K sp(cos)=3.0×10
−26 K sp(NiS)=2.8×10
−21
(2)溶液中离子浓度≤1.0×10
−5mol⋅L
−1时可认为完全沉淀
请回答下列问题：
(1)滤渣1的成分为_________(填化学式)，滤液2中主要的金属阳离子为_________．
(2)还原过程中发生反应的离子方程式为_________，可用试剂_________检验还原是否完全。
(3)欲制备高纯铁红，净化过程溶液中各离子的去除率与pH的关系如下图，则应控制pH为_________．
(4)沉钴镍时，若溶液中C o
2+、N i
2+浓度均为0.01mol⋅L
−1逐渐加入N a2S，则先沉淀的离子为
_________，计算说明两种离子能否彻底先后分离__________________．
(5)煅烧过程中发生的化学方程式为__________________．
8.水钴矿主要成分为CoOOH，同时含有少量Fe、Al、Mn、Mg、Ca、Ni的氧化物及其他杂质。用水钴
矿制取Co的工艺流程如图所示：
已知：常温下，K sp[ Al(OH )3]=1×10
−31.4，部分阳离子形成氢氧化物沉淀时，溶液pH如表所示：
沉淀物
Fe(OH )2
Co(OH )2
Mn(OH )2
Fe(OH )3
开始沉淀时的
7.0
7.6
7.7
2.7
沉淀完全时的pH
9.6
9.2
9.8
3.7
回答下列问题：
(1)基态Co原子核外电子空间运动状态有_______种。
(2)“还原酸浸”中Co(Ⅲ)被还原，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______，向“浸出液Ⅰ”中加
入NaClO溶液发生反应的离子方程式为_______。
(3)向“浸出液Ⅱ”中加入碳酸钠溶液需要控制的pH范围为_______；滤渣 Ⅰ的成分为_______(填化学式)。
(4)已知：K sp(Mg F2)=9×10
−11, K sp(Ca F2)=1.5×10
−10，向“滤液 Ⅰ”中加入过量NaF以除去溶液中
M g
2+和C a
2+(C a
2+浓度为1.0×10
−4mol⋅L
−1, M g
2+浓度为1.5×10
−3mol⋅L
−1)，当开始出现Ca F2
沉淀时，除镁率为_______。
(5)Co能与强酸反应产生H 2，工业上采用惰性电极电解CoC l2溶液制取钴，不能用cosO4溶液代替CoC l2
溶液的理由是_______。
(6)如图所示，萃取剂可以把滤液Ⅱ中部分阳离子选择性分离。萃取剂合适的pH为_______(填选项字母)。
A.0～2 B.2～5 C .3～4 D .7～8
9.稀土(ℜ)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，
一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸(C11 H 23COOH )熔点为44
∘C；月桂酸和(C11 H 23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下，
稀土离子保持+3价不变；(C11 H 23COO)2 Mg的K sp=1.8×10
−8，Al(OH )3开始溶解时的pH为8.8；有
关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
M g
2+F e
3+A l
3+ R E
3+
开始沉淀时的
pH
8.8 1.5 3.6 6.2∼7.
沉淀完全时的
pH
/
3.2 4.7
/
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。
(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至_______的范围内，该过程中A l
3+发生反应的离子方程式为
_______。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中M g
2+浓度为2.7 g⋅L
−1。为尽可能多地提取R E
3+，
可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11 H 23COO
−)低于_______mol⋅L
−1(保留
两位有效数字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快R E
3+溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y )可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y 。
①还原YC l3和PtC l4熔融盐制备Pt3Y 时，生成1molPt3Y 转移_______mol电子。
②Pt3Y /C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为
_______。
三、以化学图表、图像分析考查为目的
10.中南大学某团队采用浓硫酸、硫酸铵、硫酸氢铵或氯化铵为改性剂，利用低温焙烧将红土镍矿中的金
属转化为相应的硫酸盐；随后采用水为浸出剂，利用水浸/水解法选择性浸出镍、钴、钪等金属，同时去
除铁、铝、铬等金属，实现了红土镍矿(主要成分为镍及其氧化物)在温和条件下的高效提取。工艺流程(简
化版)如图所示。
回答下列问题：
(1)基态N i
2+核外电子排布式为_____。
(2)写出氧化镍与改性剂中硫酸铵反应的离子方程式：___________。用_____处理尾气，可以将其循环利
用。
(3)磁选分离焙砂，最终得到铁精矿，说明氢还原焙烧时，含铁元素的产物是_____。这时，每得到1mol
该含铁产物，反应转移的电子数为_____(用含N A的式子表示)。
(4)下图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S)。
下列说法正确的是______(填字母)。
A.pH =3时，溶液中铁元素的主要存在形式是F e
3+
B.若Ni(N O3)2溶液中含有少量的C o
2+杂质，可通过调节溶液pH的方法来除去
C.若分离溶液中的F e
3+和C u
2+，可调节溶液的pH在4左右
D.若在含有C u
2+和N i
2+的溶液中加入烧碱，Ni(OH )2优先沉淀
(5)已知25℃时，K sp[Ni(OH )2]=2.5×10
−16，且中和沉淀需调节pH为7.0∼8.5，试估算浸出液中
N i
2+的浓度范围：_____。
(6)用含镍2%的100kg红土镍矿，经上述工艺制得3kgNi(OH )2固体，镍的回收率为_____(保留3位有效数
字)。
11.以高硫铝土矿(主要成分为A l2O3、F e2O3、SiO2，少量Fe S2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获
得F e3O4的部分工艺流程如下：
(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_______。
(2)添加
和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。
已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃
硫去除率=(1 — 焙烧后矿粉中硫元素总质量
焙烧前矿粉中硫元素总质量)×100 %
①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于_______。
700
②
℃焙烧时，添加
的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是__。
(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量C O2，铝元素存在的形式由__(填化学式)转化为__(填化学式)。
(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的F e2O3. F e2O3与Fe S2混合后在缺氧条件下焙烧生成F e3O4和SO2，
理论上完全反应消耗的n( Fe S2)∶n( F e2O3)=_______。
12.从钴废催化剂中提取钴和铝的工艺流程如图所示：
已知：钴废催化剂中含有A l2O3、CaO、Co、SiO2等。
(1)Cr在元素周期表的位置为___________。
(2)滤渣的主要成分为___________。
(3)沉铝时发生反应的离子方程式为___________。
(4)“沉钴”时，温度与钴的沉淀率的关系如图所示，沉淀反应时间为10min，反应温度为50以上时，温
度升高，而钴的沉淀率下降，可能原因为___________。
(5)测定产品中草酸钴晶体的质量分数：称取草酸钴样品3.050 g，用稀硫酸酸化，加入
100.0mL0.1000mol / LKMnO4溶液，加热(该条件下C o
2+不被氧化)，充分反应后将溶液冷却至室温，
将溶液完全转移到250mL容量瓶中定容。然后取25mL用0.2000mol/ LFeSO4溶液进行滴定，到达滴定
终点后，消耗18.00mLFeSO4溶液。
①若用盐酸酸化，则测得的草酸钴晶体的质量分数会___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
②计算样品中草酸钴晶体CoC2O4⋅2 H 2O的质量分数为___________。
(6)在空气中加热18.3 gCoC2O4⋅2 H 2O，其失重图像如图，已知：b点固体对应的化学式为C o3O4。
①a点对应固体的成分是：___________(填化学式)。
②b→c段反应的化学方程式为：___________。
13.从钒铬锰矿渣(主要成分为V 2O5、C r2O3、MnO)中提铬的一种工艺流程如下：
已知：pH较大时，二价锰[ Mn(Ⅱ)]在空气中易被氧化。回答下列问题：
(1)Cr元素位于元素周期表第 ______周期 ______族。
(2)用FeC l3溶液制备Fe(OH )3胶体的化学方程式为 ____________________________________。
(3)常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lgc总(V )]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中
c总(V )=0.01mol⋅L
−1，“沉钒”过程控制pH =3.0，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为
___________(填化学式)。
(4)某温度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为 ______；在该条件下
滤液B中c(C r
3+)=___________mol⋅L
−1[ K w近似为1×10
−14，Cr(OH )3的K sp近似为1×10
−30]。
(5)“转化”过程中生成MnO2的离子方程式为 __________________________。
(6)“提纯”过程中N a2S2O3的作用为 ________________________________________________。
14.高纯ZnO可用作电子元件材料。以次氧化锌酸浸液(主要含有Z n
2+、SO4
2−，还含有F e
3+、F e
2+、
M n
2+、Pb
2+等)为原料制备高纯ZnO的实验流程如下：
已知：常温下，K sp[Zn(OH )2]=2.1×10
−16，K sp[Fe(OH )2]=8.0×10
−16，K sp[Fe(OH )3]= 4.0×10
−38
。
(1)“除铁”时，须将F e
2+氧化为F e
3+的原因是___________。
(2)“除锰”反应的离子方程式为___________。其他条件不变时，
n投入(KMnO4)
n理论(KMnO4)
与锰去除率、溶液中锰
含量的关系如图所示。
n投入(KMnO4)
n理论(KMnO4)
>2.5时，溶液中锰去除率下降，其原因是___________。
(3)为考查Zn粉用量对“除铅”过程中铅元素去除率的影响，设计若干对照实验组，这些实验组控制不变
的因素有：“除锰”滤液浓度与体积、反应温度、___________。
(4)写出以“ZnSO4溶液”为原料制备高纯ZnO的实验方案：___________。[可选用的试剂：N a2C O3溶
液、氨水−N H 4 HC O3混合溶液、蒸馏水、稀盐酸、BaC l2溶液]
15.以水锰矿[主要成分为MnO(OH )，还含有少量的F e2O3、A l2O3、SiO2及CaO ]为原料制备马日夫盐
[ Mn( H 2 PO4)2·2 H 2O]的一种工艺流程如图所示。
已知K sp(Ca F2)=3.6×10
−12，当溶液中离子浓度≤1×10
−5mol / L)时，认为该离子沉淀完全。
回答下列问题：
(1)为增大步骤Ⅰ的浸出速率，可采取的措施有___________(写出一条即可)。
(2)步骤Ⅰ中SO2的作用是___________，滤渣1的成分为___________(填化学式)。
(3)步骤Ⅱ中MnO2发生反应的离子方程式为___________。
(4)“除钙”步骤中若要C a
2+完全沉淀，需控制溶液中的c( F
−)≥___________mol / L。
(5)“低温沉锰”得到MnC O3，“酸溶”时发生反应的化学方程式为___________。
(6)MnOx一种晶型的晶胞结构如图已知该晶胞的体积为v c m
3，则该晶胞中“
”球代表的原子的配位
数为___________，该晶体的密度为___________g/c m
3.(阿伏加德罗常数的值用N A表示)
四、以物质结构与性质考查为目的
16.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FeV 2O4、F e2SiO4、
MnV 2O4等)为，原料制取金属钒的工艺流程如图所示：
已知：①V O2
+具有强氧化性，主要存在于pH <2的溶液中，pH >2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
F e
3+F e
2+M n
2+M g
2+
开始沉淀时(c =0.1mol⋅L
−1)的pH
1.9 7.0 8.1
8.9
沉淀完全时(c =1.0×10
−5mol⋅L
−1)
的pH
3.2 9.0 10.1 10.9
回答下列问题：
(1)FeV 2O4中Fe为+2价，V 的化合价为_______。
(2)“焙烧I”中FeV 2O4转化为M g2V 2O7和F e2O3的化学方程式为_______。
(3)“酸浸”所得浸出液中除含有V O2
+、M n
2+外，还含有的金属阳离子有_______。
(4)“沉钒”可得到(N H 4)4 H 2V 10O28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pH = x，过滤得到Mn(OH )2沉淀和溶液A，溶液A中M g
2+浓
度为0.24 g⋅L
−1，为尽可能多地回收M n
2+，并避免Mn(OH )2中混入Mg(OH )2，应控制x =_______。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。
(6)一种钒的硫化物的晶体结构(图a)及其俯视图(图b)如下图所示：
①该钒的硫化物的化学式是_______；
②该钒的硫化物的晶体中，与每个V 原子最近且等距的S原子的个数是_______。
17.工业上可电解MnSO4溶液制备电池用高纯MnO2。
(1)MnSO4溶液的制备
利用菱锰矿粉(主要成分为MnC O3，还含有少量FeC O3、A l2O3、CoO、SiO2等杂质)制备MnSO4溶液
的流程如下：
已知：25℃时，K sp[Mn(OH )2]=2.0×10
−13，K sp(cos)= 4.0×10
−21，K sp(MnS)=2.5×10
−13。在本
实验条件下C o
2+不能被MnO2氧化。
①“酸浸”过程中加入过量硫酸的目的是___________。
②“氧化”过程中发生反应的离子方程式为___________。
③“除钴”过程中加入过量的难溶电解质MnS，所得悬油液由c(C o
2+)
c(M n
2+)
=___________。
(2)高纯MnO2的制备
①以石墨为电极材料电解MnSO4溶液可制备MnO2，阳极的电极方程式为___________。
②电解后，从电极棒表面剥离出粗MnO2，粉碎处理后经清洗得到高纯MnO2。粗MnO2表面的可溶性杂
质除少量MnSO4以外，还有___________(填化学式)。
③MnO2的一种长方体晶胞结构如图所示，每个锰原子被6个氧原子包围，形成的空间构型为
___________。
18.铋的化合物在电催化和光催化领域都有广泛应用。一种从含铋矿渣(主要成分是CuBi2O4、CuO、
F e2O3、A l2O3、SiO2等)中提取高纯Bi2S3的工艺如图：
已知：
①乙酰胺(C H 3CON H 2)有臭味、有毒，熔点为82.3℃，沸点为221℃，可溶于水。
②常温下，K sp[ Bi(OH )3]= 4.0×10
−31，BiOCl+ H 2O⇌Bi
3++2O H
−+C l
−K =1.6×10
−31。
②该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
离子
F e
3+
A l
3+
C u
2+
开始沉淀的pH
1.5
3.6
4.5
沉淀完全的pH
3.2
4.7
6.7
回答下列问题：
(1)CuBi2O4中的Cu的化合价为+2，则Bi的化合价是 ______ 。
(2)“沉铋”时加入NaOH溶液，Bi
3+转化为BiOCl沉淀的离子方程式是 ______ 。往“沉铋”所得滤液中
加入铁粉可回收其中的 ______ (填化学式)金属。
(3)“洗涤”时先用水洗，再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是为了除去滤饼中的 ______ (填化学式)
杂质。
(4)“转化”分两步进行：第一步BiOCl转化为Bi(OH )3，反应的离子方程式为 ______ ；第二步
Bi(OH )3受热分解，2Bi(OH )3
Bi2O3+3 H 2O。常温下，当BiOCl恰好完全转化成Bi(OH )3时，溶
液中C l
−浓度为0.04 mol⋅L
−1，则此时溶液的pH为 ______ 。
(5)“合成”所得乙酰胺的水溶液经 ______ (填操作)可获得乙酰胺固体，以再生硫代乙酰胺
(C H 3CSN H 2)。
(6)钼酸铋(Bi2 MoO6)可用于光催化水的分解，其晶胞结构(不含氧原子)如图所示，晶胞参数为anm、
anm、cnm，晶胞棱边夹角均为90°。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。已知原子1的
坐标为( 1
2 , 1
2 ,0)，则原子2的坐标为 ______ 。
②设阿伏加德罗常数的值为N A，Bi2 MoO6的式量为M r，则Bi2 MoO6晶体的密度为 ______ g⋅c m
−3(
列计算式)。
19.一种废镍催化剂中含有Ni、Al、Cr。、Cu、FeS及碳粉，以其为原料制备环烷酸镍
[(C10 H 8COO)2 Ni，常温下为难溶于水的液体]的工艺流程如图1所示：
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
金属离子
F e
3+F e
2+N i
2+C u
2+
开始沉淀的
pH
1.9 7.0 6.4 5.4
完全沉淀的
pH
3.2 9.0 8.4 6.7
回答下列问题：
(1)充分“灼烧”后，产生废气中的有毒气体的化学式为 ______ 。
(2)“灼烧”后Cr转化为C r2O3已知C r2O3与A l2O3性质相似，则滤液中阴离子有O H
−、 ______ 。基态
Cr原子的价层电子排布式为 ______ 。
(3)“酸溶”时，先加入一定量的水，然后分次加入浓硫酸，与直接用稀硫酸溶解相比，其优点是 ______
。
(4)“调pH”时，溶液pH的范围为 ______ 。
(5)常温下，CuS的K sp极小，用S
2−可将C u
2+完全沉淀。CuS晶胞中S
2−的位置如图2所示，C u
2+位于S
2−
所构成的四面体中心，晶胞侧视图如图3所示。
①与S
2−距离最近的S
2−数目为 ______ 。
②CuS的晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为N A，则CuS晶体的密度为 ______ g⋅c m
−3。
(6)环烷酸的化学式为C10 H 8COOH，写出“合成”反应的化学方程式： ______ 。
(7)测定样品纯度：已知环烷酸镍样品中含有环烷酸杂质。取1.000 g环烷酸镍样品，加入足量稀硫酸[发生
反应：
(C10 H 8COO)2∋+ H 2SO4=2C10 H 8COOH + NiSO4]后，用氨水调节溶液pH为9～10时，加入紫脲酸
胺作指示剂，用0.1000mol⋅L
−1 EDTA标准溶液滴定( N i
2+与EDTA反应的化学计量数之比为1：1)，消
耗EDTA标准溶液20.00mL。则环烷酸镍样品纯度为 ______ %。
