黑龍江省三年（2023-2023）高考化學(xué)模擬匯編-21物質(zhì)的分離和提純（含解析）

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一、單選題

1．（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中?？家荒＃┠撑d趣小組為制備1—氯—2—甲基丙烷(沸點69℃)，將2—甲基—1—丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中，加熱回流(伴有HCl氣體產(chǎn)生)。反應(yīng)完全后倒入冰水中分解殘余的POCl3，分液收集CH2Cl2層，無水MgSO4干燥，過濾、蒸餾后得到目標(biāo)產(chǎn)物。上述過程中涉及的裝置或操作錯誤的是(夾持及加熱裝置略)

A．B．C．D．

A．AB．BC．CD．D

2．（2023·黑龍江哈爾濱·哈九中?？级＃┫铝袑嶒炑b置和實驗?zāi)康哪芟喾系氖?/p>

A．圖A裝置可以驗證Cu和濃硫酸反應(yīng)后的產(chǎn)物

B．圖B裝置可以去除甲烷中的雜質(zhì)氣體乙烯

C．圖C裝置可以分離碘和CCl4的混合液體，提純CCl4

D．圖D右側(cè)裝置產(chǎn)生氣泡速度較快，可以說明FeCl3對H2O2的催化效果更好

二、實驗題

3．（2023·黑龍江大慶·大慶中學(xué)校考模擬預(yù)測）(三氯化六氨合鈷)是合成其他含鈷配合物的重要原料，實驗室中可由金屬鈷及其他原料制備。

已知：在時恰好完全沉淀為；②不同溫度下在水中的溶解度如圖所示。

(一)的制備

易潮解，Co(Ⅲ)的氧化性強于，可用金屬鈷與氯氣反應(yīng)制備。實驗中利用如圖裝置(連接用橡膠管省略)進(jìn)行制備。

(1)儀器a的名稱為。

(2)用圖中的裝置組合制備，連接順序為。裝置B的作用是。

(3)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(二)的制備

步驟如下：

Ⅰ.在100mL錐形瓶內(nèi)加入4.5g研細(xì)的，和5mL水，加熱溶解后加入0.3g活性炭作催化劑。

Ⅱ.冷卻后，加入濃氨水混合均勻?？刂茰囟仍?0℃以下并緩慢加入溶液。

Ⅲ.在60℃下反應(yīng)一段時間后，經(jīng)過_______、過濾、洗滌、干燥等操作，得到晶體。

(4)在加入濃氨水前，需在步驟Ⅰ中加入，請結(jié)合平衡移動原理解釋原因。

(5)步驟Ⅱ中在加入溶液時，控制溫度在10℃以下并緩慢加入的目的是、。

(6)制備的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(7)步驟Ⅲ中的操作名稱為。

4．（2022·黑龍江佳木斯·佳木斯一中?？既＃┢咸烟撬徕}是一種有機鈣鹽，外觀為白色結(jié)晶性或顆粒性粉末，無臭，無味，易溶于沸水，微溶于冷水，不溶于乙醇或乙醚等有機溶劑。葡萄糖酸鈣臨床上用于治療骨質(zhì)疏松癥。實驗室制備葡萄糖酸鈣主要步驟如下：

I.葡萄糖酸溶液的制備

稱取適量的葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]，置于三頸燒瓶中，加入足量的溴水，在磁力攪拌器中沸水浴加熱、攪拌得到無色透明的葡萄糖酸溶液。當(dāng)氧化率達(dá)80％以上時(60min)，停止反應(yīng)，把反應(yīng)液冷卻至60-70℃待用。

Ⅱ.葡萄糖酸鈣的制備

在攪拌下，分批加入足量的碳酸鈣至葡萄糖酸溶液中。反應(yīng)完全后，趁熱用下圖裝置抽濾，得到澄清透明的葡萄糖酸鈣溶液。將葡萄糖酸鈣溶液轉(zhuǎn)入100ml燒杯中冷卻至室溫，向燒杯中添加適量的無水乙醇，靜置10min得到懸濁液，抽濾、洗滌、干燥得到白色的葡萄糖酸鈣固體。

回答下列問題：

(1)步驟Ⅰ中，滴入溴水后，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)步驟Ⅱ中，判斷碳酸鈣已經(jīng)足量的實驗現(xiàn)象是。

(3)步驟Ⅱ抽濾時自來水流的作用是使瓶內(nèi)與大氣形成壓強差，與普通過濾操作相比，抽濾的優(yōu)點是；裝置B的作用是。

(4)洗滌操作洗滌劑最合適的是_(填序號)，理由是。

A．冷水B．熱水C．乙醇

Ⅲ.葡萄糖酸鈣中鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定

測定步驟：

(i)準(zhǔn)確稱取葡萄糖酸鈣mg，加入去離子水溶解，定容，配成250mL溶液。

(ii)用cmol/LEDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管后，裝入EDTA標(biāo)準(zhǔn)液，調(diào)至零刻度。

(iii)向250mL錐形瓶中加入10mL水、10mLNH3-NH4Cl緩沖溶液和5mL硫酸鎂溶液。滴加4滴鉻黑T(HIn2-)指示劑，搖勻。用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點。記錄消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的體積。

滴定過程中發(fā)生的反應(yīng)如下：

Mg2++HIn2-(藍(lán)色)MgIn-(酒紅色)+H+

Mg2++H2Y2-MgY2-+2H+

MgIn-(酒紅色)+H2Y2-MgY2-+H++HIn2-(藍(lán)色)

(iv)向上述錐形瓶中加入25.00mL葡萄糖酸鈣溶液，搖勻，繼續(xù)用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，記錄消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的總體積。平行滴定三次，測得步驟iii中消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的平均體積為V1L，步驟iv中EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的平均總體積為V2L。

已知：配合物的穩(wěn)定常數(shù)類似于化學(xué)平衡常數(shù)，如反應(yīng)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡常數(shù)可以看做是Fe(SCN)3的穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)，一般情況下，配合物的穩(wěn)定常數(shù)越大，配合物越穩(wěn)定，兩種離子更容易結(jié)合。已知下列化合物穩(wěn)定常數(shù)的大小順序為CaY2->MgY2->MgIn->CaIn-，其中CaIn-的穩(wěn)定常數(shù)很小，CaIn-不穩(wěn)定，易導(dǎo)致滴定終點提前。

回答下列問題：

(5)步驟iii中加入硫酸鎂的作用是。

(6)滴定終點的顏色變化為。

(7)步驟iv中，加入葡萄糖酸鈣后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，。

(8)葡萄糖酸鈣中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。(用V1、V2、m、c的代數(shù)式表示)

5．（2022·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中三模）1-溴丁烷可作稀有元素萃取劑、烴化劑及有機合成的原料。實驗室合成1-溴丁烷的裝置及有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

名稱分子量性狀密度g/mL熔點°C沸點°C溶解度：g/100mL溶劑

水醇醚

1-丁醇74.0無色透明液體0.802-89.12117.77.920∞∞

1-溴丁烷137.0無色透明液體1.299-112.4101.6不溶∞∞

發(fā)生的反應(yīng)如下：

NaBr+H2SO→HBr+NaHSO4

HBr+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br+H2O

實驗步驟如下：

在圓底燒瓶中加入14mL水，再慢慢分批加入19mL(0.54mol)濃硫酸，混合均勻并冷卻至室溫后，再依次加入12mL1-丁醇和16.5g溴化鈉，充分振蕩后加入2粒沸石。加熱至沸，調(diào)整加熱速度，以保持沸騰而又平穩(wěn)回流，并不時搖動燒瓶促使反應(yīng)完成?；亓骷s30min。

待反應(yīng)液冷卻后，改回流裝置為蒸餾裝置，蒸出粗產(chǎn)物。將餾出液移至分液漏斗中，加入10mL的水洗滌，靜置分層后，將產(chǎn)物轉(zhuǎn)入另一干燥的分液漏斗中，用8mL的濃硫酸洗滌，分去硫酸層后有機相依次用10mL的水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌后，轉(zhuǎn)入干燥的錐形瓶中，加入1~2g的無水氯化鈣干燥，間歇搖動錐形瓶，直到液體清亮為止。

將過濾，后的產(chǎn)物移至小蒸餾瓶中，蒸餾，收集99~103°C的餾分，得到產(chǎn)物12.0g。回答下列問題：

(1)儀器a和b的名稱是、。實驗時需小火加熱，若大火加熱，有機相顯紅棕色，因為生成了單質(zhì)(化學(xué)式)，可用少量亞硫酸氫鈉水溶液洗滌以除去，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為。

(2)實驗中1-丁醇會發(fā)生其它副反應(yīng)，生成的有機副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為(寫出其中一種)。

(3)粗蒸餾終點的判斷：1-溴丁烷是否蒸餾完全，可以從下列哪些方面判斷？___________(填標(biāo)號)

A．看是否有餾出液，若沒有，說明蒸餾已達(dá)終點

B．看蒸餾燒瓶中1-溴丁烷層(即油層)是否完全消失，若完全消失，說明蒸餾已達(dá)終點

C．取一試管收集幾滴餾出液，加水搖動觀察無油珠出現(xiàn)。如無，表示餾出液中已無有機物、蒸餾完成

D．取一試管收集幾滴餾出液，加硝酸銀溶液，如無淡黃色沉淀生成表示餾出液中已無有機物、蒸餾完成

(4)為什么用飽和的碳酸氫鈉溶液洗滌前先要用水洗一次？。

(5)加入氯化鈣干燥后要濾除干燥劑再蒸餾，若不濾除會有什么影響？。

(6)本實驗中1-溴丁烷的產(chǎn)率為(保留兩位有效數(shù)字)

三、工業(yè)流程題

6．（2023·黑龍江大慶·大慶中學(xué)校考模擬預(yù)測）NiOOH可用作堿性鎳鎘電池的電極材料，用含鎳廢料(主要成分是Ni，雜質(zhì)有Al、Fe、SiO2)制取NiOOH的流程如圖。

已知：i.鎳、鐵同族，但Ni2+的性質(zhì)較穩(wěn)定；

ii.常溫下，該工藝條件下金屬陽離子生成氫氧化物沉淀時的pH范圍如表所示。

沉淀物

開始沉淀時pH3.01.55.97.1

完全沉淀時pH4.73.29.09.2

回答下列問題：

(1)“酸浸”前將廢料粉碎的目的是，“濾渣2”的主要成分是。

(2)加入的目的是，實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的實際用量比理論用量多，原因是。

(3)“調(diào)pH”時pH的范圍是，當(dāng)溶液中離子濃度小于或等于時認(rèn)為該離子沉淀完全，則常溫下，“氧化2”中反應(yīng)的離子方程式為。

(4)鋅鎳電池是一種可充電電池，其充電時總反應(yīng)為，則放電時正極的電極反應(yīng)式為，充電時陰極周圍溶液pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

7．（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中校考二模）在鋼中加入一定量的釩，就能使鋼的硬度、耐腐蝕性大增。工業(yè)上以富釩爐渣(主要成分為V2O5、Fe2O3和SiO2等)為原料提取五氧化二釩的工藝流程如圖：

查閱資料：偏釩酸銨(NH4VO3)溶于熱水和稀氨水，微溶于冷水，不溶于乙醇。

釩的鹽類的顏色五光十色，常被制成鮮艷的顏料。如：VO溶液為黃色，VO2+溶液為藍(lán)色，而五氧化二釩則是紅色的。

(1)在第一步操作焙燒過程中V2O5轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)以上流程中應(yīng)用過濾操作的有(填序號)，在③操作后，為使釩元素的沉降率達(dá)到98%，要加入較多的NH4Cl，從平衡角度分析原因。

(3)產(chǎn)品純度測定：將mg產(chǎn)品溶于足量稀硫酸配成100mL(VO2)2SO4溶液。取20.00mL該溶液于錐形瓶中，用amolL-1H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，經(jīng)過三次滴定，達(dá)到滴定終點時平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。

①完成下列滴定過程的離子方程式：。

______VO+______H2C2O4+______=______VO2++______CO2↑+______

②該滴定實驗不需要另外加入指示劑，達(dá)到滴定終點時的實驗操作和現(xiàn)象是。

③產(chǎn)品的純度為。(用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，已知V2O5，M=182g/mol；H2C2O4，M=90g/mol)

(4)釩的晶胞結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)(如圖所示)。

①若原子1，原子3，原子7的坐標(biāo)分別為(0，0，0)，(1，1，0)，(1，1，1)；則原子8，原子9的坐標(biāo)分別為，。

②若晶胞邊長為308pm，則釩的密度為gcm-3。(列出計算式)

8．（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中?？家荒＃┐胚x后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有、、、MgO、CaO以及少量的。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。

該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：

金屬離子

開始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全的pH(mol/L)3.24.711.113.8

回答下列問題：

(1)“培燒”中，高鈦爐渣研細(xì)的目的是。

(2)在“分步沉淀”時用氨水調(diào)節(jié)pH至，“母液①”中濃度為mol/L。

(3)“水解”時，反應(yīng)的離子方程式是。

分析化學(xué)上，測定酸性溶液中鈦元素的含量通常涉及兩步反應(yīng)：①用Al粉還原得到；②用溶液滴定，。反應(yīng)②的滴定實驗可選用溶液作指示劑。

(4)用固體二氧化鈦生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖如下，其原理是的氧解離進(jìn)入熔融鹽中而得到純鈦。電解過程中，b極是極，陰極的電極反應(yīng)式。

(5)將轉(zhuǎn)化為、再進(jìn)一步還原得到鈦(Ti)，是目前生產(chǎn)鈦的方法之一。

①600℃，與C、充分反應(yīng)后，混合氣體中各組分的分壓如下表：

物質(zhì)CO2

分壓(MPa)

與C、反應(yīng)的總化學(xué)方程式為。

②已知Ti的四鹵化物熔點如下表所示，熔點高于其他三種鹵化物，自至熔點依次升高，原因是。

化合物

熔點/℃377-24.1238.3155

9．（2022·黑龍江佳木斯·佳木斯一中?？既＃┞然瘉嗐~CuCl是一種無機物，可用作催化劑、殺菌劑、媒染劑、脫色劑。它難溶于水，溶于濃鹽酸和氨水，不溶于乙醇，在潮濕空氣中可被迅速氧化成Cu2(OH)3Cl。制備方法如下：

Ⅰ.途徑一，以海綿銅(主要成分是Cu和少量的CuO)為原料，回答下列問題：

(1)海綿銅在溶解之前進(jìn)行“預(yù)處理”操作以去除表面的礦物油污，可以選擇。

A．純堿溶液浸泡B．NaOH溶液浸泡C．酒精清洗

(2)溶解步驟溫度控制在60℃的原因是。

(3)反應(yīng)步驟的離子方程式。

Ⅱ.途徑二，以刻蝕廢液(主要成分是FeCl3、FeCl2、CuCl2)為原料，回答下列問題：

(4)刻蝕廢液進(jìn)行“預(yù)處理”時，先加入合適的氧化劑，再加入Na2CO3溶液。加入Na2CO3調(diào)節(jié)溶液至微酸性而不是堿性的原因是。

(5)析出的氯化亞銅晶體要立即水洗后醇洗，在真空干燥機內(nèi)于60℃干燥2小時，冷卻后真空包裝，否則會發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

Ⅲ.在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中，較高濃度的Cl-會腐蝕陽極板而增大電解能耗?？上蛉芤褐型瑫r加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl-。已知：Cu+Cu2+2Cu+K=7.6×10-7；Ksp(CuCl)=2.0×10-6

(6)通過計算說明上述除Cl-的反應(yīng)能完全進(jìn)行的原因。

(7)若用Zn替換Cu可加快除Cl-的速率，但需控制溶液的pH。若pH過低，除Cl-效果下降的原因是。

10．（2022·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中?？级＃┲劂t酸鉀(K2Cr2O7)主要用于制革、印染、電鍍等。以鉻鐵礦(主要成分可表示為FeO·Cr2O3，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì))制備重鉻酸鉀的工藝流程如下：

(1)K2Cr2O7屬于(填“氧化物”、“堿”或“鹽”)，其中Cr的化合價是。

(2)“熔融氧化”步驟發(fā)生多個反應(yīng)，補全下列化學(xué)方程式。

___________FeO·Cr2O3+___________NaOH+___________O2___________Na2CrO4+___________Fe2O3+___________H2O

(3)浸取所得濾渣1為紅褐色固體，由此推測濾液中除了含有Na2CrO4、NaOH、NaFeO2外，還含有(寫化學(xué)式)。

(4)相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖1所示，“酸化1”時pH的理論范圍為。(當(dāng)溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10-5mol·L-1時，可認(rèn)為已除盡。)

(5)部分物質(zhì)的溶解度曲線如圖2所示，“復(fù)分解”步驟加入適量KCl固體，加熱溶解，冷卻結(jié)晶，能析出大量K2Cr2O7，請說明重鉻酸鉀析出的原因。

(6)以鉻酸鉀(K2CrO4)為原料，用電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實驗裝置如圖。

①不銹鋼作極；分析在陽極區(qū)能得到重鉻酸鉀溶液的原因是。

②測定陽極液中K和Cr的含量，若K與Cr的物質(zhì)的量之比(nK/nCr)為a，則此時鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為。

11．（2022·黑龍江哈爾濱·哈九中?？寄M預(yù)測）錫是大名鼎鼎的“五金”之一，早在遠(yuǎn)古時代人們便發(fā)現(xiàn)并加以利用?，F(xiàn)從電鍍錫渣(主要成分為Sn、SnO，含有砷和難溶于酸堿的雜質(zhì))中制取二水合氯化亞錫和錫酸鈉，工藝流程如圖所示：

已知：①Sn(Ⅱ)具有還原性，可與Cl-形成[SnCl3]-；②As在堿溶時轉(zhuǎn)化為Na3AsO4溶液；③20℃時，Ksp[Ba3(AsO4)2]=2.7×10-10

回答下列問題：

(1)在自然界中，錫很少以游離態(tài)存在但是遠(yuǎn)古時期人們已經(jīng)會冶煉Sn，采用的方法是。

(2)SnCl2溶液可用作電鍍錫的電解液，陰極的電極反應(yīng)式為。

(3)“酸溶”時SnO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。在CO2氣流中蒸發(fā)濃縮的目的是。

(4)“堿溶”時的還原產(chǎn)物是空氣的主要成分之一，寫出Sn在該步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(5)“濾液I”中，需加入少量單質(zhì)Sn，原因除了防止Sn(Ⅱ)被氧化，還有。

(6)“除砷”時，若溶液中c()=4mol/L，加入等體積的Ba(OH)2溶液后，“濾液II”中c(Ba2+)=3×l0-3mol/L，則沉淀中的As元素占原As元素總量的百分?jǐn)?shù)為。

(7)蒸發(fā)濃縮“濾液Ⅱ”前，可往體系中加入適量的NaOH溶液，目的是。

12．（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中?？寄M預(yù)測）鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鈷酸鋰電池的正極材料含有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑、鋁箔及少量鐵，通過如圖工藝流程可回收鋁、鈷、鋰。

回答下列問題：

(1)LiCoO2中，Co元素的化合價為。

(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

(3)“酸浸”時Co、Li元素的浸出率隨溫度的變化如圖所示：

“酸浸”的適宜溫度，寫出該步驟中發(fā)生的主要氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(4)沉鋰過程要對所得濾渣進(jìn)行洗滌，檢驗沉淀是否洗凈的操作為。

(5)充電時，該鋰離子電池充電時陰極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應(yīng)方程式。上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是。

(6)某CoC2O4·2H2O樣品中可能含有的雜質(zhì)為Co2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O，采用KMnO4滴定法測定該樣品的組成，實驗步驟如下：

I.取mg樣品于錐形瓶中，加入稀H2SO4溶解，水浴加熱至75℃。

用cmol·L-1的KMnO4溶液趁熱滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內(nèi)不褪色，消耗KMnO4溶液V1mL。

II.向上述溶液中加入適量還原劑將Co3+完全還原為Co2+，加入稀H2SO4酸化后，在75℃繼續(xù)用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內(nèi)不褪色，又消耗KMnO4溶液V2mL。

樣品中所含H2C2O4·2H2O(M=126g/mol)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為；若所用KMnO4溶液實際濃度偏低，則測得樣品中Co元素含量。(填“偏高”、“偏低”、“無影響”)

13．（2023·黑龍江哈爾濱·黑龍江實驗中學(xué)校考模擬預(yù)測）硫酸鉛廣泛應(yīng)用于制造鉛蓄電池、白色顏料以及精細(xì)化工產(chǎn)品3PbO·PbSO4·H2O(三鹽)等。工業(yè)生產(chǎn)中利用方鉛礦(主要成分為PbS，含有FeS2等雜質(zhì))制備PbSO4的工藝流程如圖：

已知：①PbCl2難溶于冷水，易溶于熱水。

②PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl(aq)

③Ksp(PbSO4)=1.0×10-8，Ksp(PbCl2)=1.6×10-6

(1)“浸取”時需要適當(dāng)加熱控制反應(yīng)溫度約為80℃，選擇該溫度的原因為。

(2)若濾渣1的主要成分為S，“浸取”時Pb元素以Na2PbCl4的形式存在于溶液中，則PbS發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(3)“浸取”步驟中FeS2和MnO2顆?？梢越M成兩個原電池，如圖所示：

其中，MnO2原電池反應(yīng)迅速，而FeS2原電池由于生成的S覆蓋在FeS2顆粒表面，溶解速率變慢。

①MnO2原電池中，每消耗2molMnO2，生成molFe3+。

②FeS2原電池負(fù)極上的電極反應(yīng)式為。

(4)“濾渣2”的主要成分是。

(5)“沉淀”操作時加入冰水的目的是。

(6)“濾液1”經(jīng)處理后可返回工序循環(huán)使用。

(7)PbCl2經(jīng)“沉淀轉(zhuǎn)化”后得到PbSO4，從溶液中獲得PbSO4晶體的操作為過濾、洗滌，干燥。檢驗沉淀是否洗凈的操作為，若用1L硫酸溶液轉(zhuǎn)化5mol的PbCl2，則硫酸溶液的最初濃度不得低于(精確到小數(shù)點后3位)。

14．（2023·黑龍江哈爾濱·黑龍江實驗中學(xué)?？既＃┲巽f酸銨[(NH4)6Mo7O24]可用來檢測磷的存在，用于地質(zhì)勘探尋找磷礦。從含有CoS、Al2O3、MoS2、少量碳及有機物的廢料中回收制備仲鉬酸銨和CoC2O4·2H2O的工藝流程如圖所示。

已知：①浸取液中的金屬離子主要為MoO、Co2+、Al3+；②25℃時，CoC2O4的Ksp=4.0×10-6。

(1)仲鉬酸銨中鉬的化合價為，焙燒時除了將廢料中的含硫化合物轉(zhuǎn)化成SO2和金屬陽離子外，還具備的作用是。

(2)焙燒時MoS2轉(zhuǎn)化成MoO3和SO2，則酸浸時MoO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(3)“操作I”的名稱為，若選擇兩種不同萃取劑按一定比例(協(xié)萃比)協(xié)同萃取MoO和Co2+，萃取情況如圖所示，當(dāng)協(xié)萃比=時，更有利于MoO的萃取。

(4)加硫酸“調(diào)pH為5.5”時生成仲鉬酸銨的化學(xué)反應(yīng)方程式為。

(5)水相2中的離子主要有H+、SO和。Co2+萃取的反應(yīng)原理為Co2++2HRCoR2+2H+，向有機相2中加入“X”反萃取，則X的化學(xué)式是。

(6)一般認(rèn)為離子濃度達(dá)到10-5mol/L時即完全除盡，沉鈷過程中，當(dāng)Co2+完全沉淀時，溶液中C2O的濃度至少為mol/L。

(7)CoC2O4·2H2O在氬氣氛圍下加熱失重如圖所示，曲線中300℃及以上所得固體均為鈷氧化物。

通過計算確定C點剩余固體的化學(xué)成分為(填化學(xué)式)。

四、元素或物質(zhì)推斷題

15．（2023·黑龍江哈爾濱·哈九中校考二模）現(xiàn)代社會人們對生存環(huán)境要求越來越高，地球資源卻越來越少，這就要求礦業(yè)生產(chǎn)體系化、綠色化。如圖是對高鐵硅石(主要成分SiO2，含F(xiàn)e2O3、Al2O3、Li2O雜質(zhì))進(jìn)行綜合加工的流程：

已知：常溫下，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

(1)氣體A的電子式為。由粗硅制備純硅流程中循環(huán)使用的物質(zhì)除粗硅、SiHCl3、H2外，還有。

(2)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為。

(3)當(dāng)離子濃度≤1.0×10-5mol/L時，認(rèn)為該離子被除盡。則調(diào)節(jié)溶液1的pH至少為，此時溶液2中Fe3+的濃度為mol/L。

(4)反應(yīng)⑥的離子方程式為。

(5)反應(yīng)⑤完成后到獲得金屬鋁需經(jīng)過了一系列操作，該系列操作為過濾、洗滌、干燥、、。(只寫相關(guān)操作名稱)

(6)操作II的最佳方法是。

A．重結(jié)晶B．電解C．直接加熱D．萃取

參考答案：

1．B

【詳解】A．將2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于盛在三口燒瓶中的CH2Cl2中，攪拌、加熱回流(反應(yīng)裝置中的球形冷凝管用于回流)，制備產(chǎn)物，A項正確；

B．產(chǎn)生的HCl可用NaOH溶液吸收，但要防止倒吸，導(dǎo)氣管不能直接插入NaOH溶液中，B項錯誤；

C．分液收集CH2Cl2層需用到分液漏斗，振搖時需將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來，C項正確；

D．蒸餾時需要用溫度計控制溫度，冷凝水從下口進(jìn)、上口出，D項正確；

故選B。

2．D

【詳解】A．Cu與濃硫酸反應(yīng)完成以后可能有濃硫酸剩余，水加入到濃硫酸中會放出大量的熱，引起暴沸，所以應(yīng)當(dāng)向水中緩慢加入反應(yīng)產(chǎn)物，A項不符合題意；

B．甲烷是有機物，易溶于有機溶劑四氯化碳，不能達(dá)到除雜的目的，B項不符合題意；

C．碘單質(zhì)易溶解于四氯化碳，無法分層，不能用萃取分層的方法提純四氯化碳，C項不符合題意；

D．相同濃度的雙氧水右側(cè)產(chǎn)生的氣泡速度快，說明FeCl3的催化效果更好，D項符合題意；

故正確選項為D

3．(1)分液漏斗

(2)A→D→C→E→B防止多余的污染空氣，同時防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置E，使潮解

(3)

(4)溶于水電離出，使的電離平衡逆向移動，防止加入氨水時溶液中過大，生成沉淀

(5)控制反應(yīng)速率防止溫度過高使和分解

(6)

(7)趁熱過濾、冷卻結(jié)晶

【分析】利用濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)制氯氣，通過飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫，再通過濃硫酸干燥，得到的干燥純凈的氯氣通入裝置E與鈷加熱條件下反應(yīng)生成氯化鈷；再利用氯化鈷與氨化銨在活性炭催化下反應(yīng)制；

【詳解】（1）儀器a的名稱為分液漏斗；

（2）裝置A用于制備Cl2，裝置D用于除去Cl2中的HCl，裝置C用于干燥Cl2，裝置E用于制備CoCl2，裝置B的作用是防止多余的氯氣污染空氣，同時防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置E，使CoCl2潮解，故連接順序為A→D→C→E→B；

（3）裝置A中KMnO4和濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2；

（4）溶于水電離出，能使的電離平衡逆向移動，進(jìn)而可以抑制的電離，防止加入氨水時溶液中過大，生成沉淀，有利于的配位；

（5）和受熱易分解，步驟Ⅱ中控制溫度在10℃以下并緩慢加入溶液是為了控制反應(yīng)速率，防止溫度過高使和分解；

（6）在題給制備反應(yīng)中，是氧化劑，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可得總反應(yīng)的化學(xué)方程式為；

（7）根據(jù)已知信息②可知，在水中的溶解度隨著溫度的升高而增大，應(yīng)先趁熱過濾除去活性炭等雜質(zhì)，再經(jīng)冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作得到晶體。

4．(1)CH2OH(CHOH)4CHO+Br2+H2O=CH2OH(CHOH)4COOH+2HBr

(2)加入碳酸鈣不再溶解且不再生成氣泡

(3)速率更快，且得到產(chǎn)品更干燥起到安全瓶的作用

(4)C葡萄糖酸鈣不溶于乙醇，可減少產(chǎn)品的溶解損失

(5)指示滴定過程中顏色變化，確定加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的消耗量

(6)最后一滴EDTA標(biāo)準(zhǔn)液加入后溶液酒紅色褪色且半分鐘內(nèi)不變色

(7)Ca2++MgY2-=CaY2-+Mg2+Mg2++HIn2-=H++MgIn-

(8)

【分析】葡萄糖和溴水反應(yīng)生成葡萄糖酸，加入碳酸鈣轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鈣，趁熱過濾，濾液冷卻后抽濾得到葡萄糖酸鈣；

【詳解】（1）溴具有氧化性，葡萄糖具有還原性；步驟Ⅰ中，滴入溴水后，葡萄糖分子中醛基被氧化為羧基，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH2OH(CHOH)4CHO+Br2+H2O=CH2OH(CHOH)4COOH+2HBr；

（2）碳酸鈣不溶于水、能和葡萄糖酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，生成葡萄糖酸鈣易溶于沸水；故步驟Ⅱ中，判斷碳酸鈣已經(jīng)足量的實驗現(xiàn)象是加入碳酸鈣不再溶解且不再生成氣泡；

（3）步驟Ⅱ抽濾時自來水流的作用是使瓶內(nèi)與大氣形成壓強差，與普通過濾操作相比，抽濾的優(yōu)點是速率更快，且得到產(chǎn)品更干燥；裝置B的作用是起到安全瓶的作用，防止倒吸；

（4）葡萄糖酸鈣易溶于沸水，微溶于冷水，不溶于乙醇或乙醚等有機溶劑；故洗滌操作洗滌劑最合適的是C乙醇，理由是可減少產(chǎn)品的溶解損失，提高產(chǎn)率；

（5）鎂離子和HIn2-生成酒紅色MgIn-，加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定，MgIn-轉(zhuǎn)化為MgY2-，溶液酒紅色消失；再加入葡萄糖酸鈣溶液后，MgY2-又轉(zhuǎn)化為CaY2-和酒紅色MgIn-，步驟iii中加入硫酸鎂的作用是指示滴定過程中顏色變化，確定加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的消耗量；

（6）步驟iii加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定，MgIn-轉(zhuǎn)化為MgY2-，溶液酒紅色消失，故步驟iii滴定終點的顏色變化為最后一滴EDTA標(biāo)準(zhǔn)液加入后溶液酒紅色褪色且半分鐘內(nèi)不變色；步驟iv中再加入葡萄糖酸鈣溶液后，MgY2-又轉(zhuǎn)化為CaY2-和酒紅色MgIn-，繼續(xù)加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定，MgIn-又轉(zhuǎn)化為MgY2-，溶液酒紅色消失，故步驟iv滴定終點的顏色變化為最后一滴EDTA標(biāo)準(zhǔn)液加入后溶液酒紅色褪色且半分鐘內(nèi)不變色；故答案為：最后一滴EDTA標(biāo)準(zhǔn)液加入后溶液酒紅色褪色且半分鐘內(nèi)不變色；

（7）已知下列化合物穩(wěn)定常數(shù)的大小順序為CaY2->MgY2->MgIn->CaIn-；步驟iv中，加入葡萄糖酸鈣后Ca2+和MgY2-反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaY2-和Mg2+，Mg2+和HIn2-生成MgIn-，故反應(yīng)為：Ca2++MgY2-=CaY2-+Mg2+、Mg2++HIn2-=H++MgIn-；

發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

（8）步驟iv中再加入葡萄糖酸鈣溶液后，MgY2-又轉(zhuǎn)化為CaY2-和酒紅色MgIn-，繼續(xù)加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定，根據(jù)Ca2++MgY2-=CaY2-+Mg2+、Mg2++HIn2-=H++MgIn-；MgIn-+H2Y2-=MgY2-+H++HIn2-，可知Ca2+~Mg2+~MgIn-~H2Y2-，則第二次滴定消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的物質(zhì)的量等于鈣離子的物質(zhì)的量，故鈣離子的物質(zhì)的量為（V2-V1）L×cmol/L×=10c（V2-V1）mol，葡萄糖酸鈣中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

5．(1)直形冷凝管分液漏斗Br2

(2)CH3CH2CH=CH2或CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3（任寫一種）

(3)BC

(4)可以除去大部分溶于水的物質(zhì)：CH3CH2CH2CH2OH、HBr、NaHSO4等

(5)CaCl2與H2O反應(yīng)形成結(jié)晶物可除去水，若不濾去干燥劑，蒸餾時結(jié)晶物又會分解生成水，影響1-溴丁烷的收集

(6)67%

【分析】實驗原理：1-溴丁醇與HBr發(fā)生取代反應(yīng)得到1-溴丁烷。

(1)

儀器a和b的名稱是直形冷凝管和分液漏斗；有機相顯紅棕色，因為生成了單質(zhì)Br2，少量亞硫酸氫鈉水溶液與溴單質(zhì)可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為：；

(2)

1-丁醇與濃硫酸在加熱條件下可以發(fā)生消去反應(yīng)或分子間脫水反應(yīng)，故副產(chǎn)物有：CH3CH2CH=CH2或CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3（任寫一種）；

(3)

A．餾出液不可能無剩余，蒸餾液為混合物，故不可判斷，A錯誤；

B．CH3CH2CH2CH2Br為油狀液體，若蒸餾完全，無油狀物剩余，故可判斷，B正確；

C．CH3CH2CH2CH2Br為油狀液體，若蒸餾完全，無油狀物剩余，故可判斷，C正確；

D．1-溴丁烷不能電離出溴離子，與硝酸銀溶液不反應(yīng)，故不可判斷，D錯誤；

故選BC；

(4)

先用水洗一次，可以除去大部分溶于水的物質(zhì)：CH3CH2CH2CH2OH、HBr、NaHSO4等；

(5)

CaCl2與H2O反應(yīng)形成結(jié)晶物可除去水，若不濾去干燥劑，蒸餾時結(jié)晶物又會分解生成水，影響1-溴丁烷的收集；

(6)

12mL1分子1-丁醇理論上可以生成1分子1-溴丁烷，故12mL1-丁醇理論上可以生成1-溴丁烷的質(zhì)量為：，產(chǎn)率為：。

6．(1)加快酸浸速率、提高原料的利用率、

(2)將氧化成，以便后續(xù)除去鐵元素生成的能催化分解

(3)

(4)增大

【分析】含鎳廢料（Ni、Al、Fe、SiO2）用稀硫酸酸浸，Ni、Al、Fe溶解得到Ni2+、Al3+、Fe2+，SiO2不溶形成濾渣1，加入H2O2，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+，加入Ni(OH)2調(diào)pH，使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀（濾渣2），加入KOH、KClO將Ni2+氧化為NiOOH，過濾后得到產(chǎn)品。

【詳解】（1）粉碎可提高廢料的比表面積，有利于反應(yīng)物間充分接觸，從而提高反應(yīng)速率及原料的利用率?！盀V渣2”是調(diào)pH時形成的，沉淀。

（2）由幾種離子形成氫氧化物沉淀時的pH范圍知，加入的目的是將氧化為，便于后續(xù)以氫氧化物的形式除去；遇會被催化分解，從而導(dǎo)致實際用量多于理論用量。

（3）“調(diào)pH”的目的是使、形成氫氧化物沉淀而不能形成沉淀，故pH范圍為。當(dāng)pH=3.2時，恰好完全沉淀，此時，，由此求得?！把趸?”中KClO被還原為，被氧化為NiOOH，對應(yīng)的離子方程式為。

（4）由充電時總反應(yīng)式知，放電時NiOOH是正極，得到電子后轉(zhuǎn)化為，電解質(zhì)溶液是堿性溶液，故電極反應(yīng)式為。充電時陰極的電極反應(yīng)式為，由于生成OH－，故陰極周圍溶液pH增大。

7．(1)2V2O5+O2+4NaCl4NaVO3+2Cl2

(2)③和④偏釩酸銨微溶于冷水，銨根離子濃度增大，促進(jìn)生成偏釩酸銨沉淀平衡正向移動，增加銨根的濃度促進(jìn)偏釩酸根水解平衡正向移動，釩元素沉降率增大

(3)2VO+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液后，溶液變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)到原來的的顏色%

(4)(1，0，1)(，，)

【分析】根據(jù)題意，焙燒時將五氧化二釩轉(zhuǎn)化為偏釩酸鈉，氧化鐵和二氧化硅無變化，其反應(yīng)為2V2O5+O2+4NaCl4NaVO3+2Cl2；水浸后除去氧化鐵和二氧化硅，向濾液中加入氯化銨和硫酸可分離出偏釩酸銨，高溫灼燒偏釩酸銨分解得到五氧化二釩，以此解答。

【詳解】（1）在第一步操作焙燒過程中V2O5轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3，該過程中O元素由0價下降到-2價，Cl元素由-1價上升到0價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平方程式為：2V2O5+O2+4NaCl4NaVO3+2Cl2。

（2）根據(jù)流程可知，水浸后偏釩酸鈉溶于水，氧化鐵和二氧化硅不溶于水。需過濾除去；在濾液中加入氯化銨和硫酸后有偏釩酸銨析出，需過濾得到偏釩酸銨；應(yīng)用過濾操作的有③和④；偏釩酸銨微溶于冷水，銨根離子濃度增大，促進(jìn)生成偏釩酸銨沉淀平衡正向移動，增加銨根的濃度促進(jìn)偏釩酸根水解平衡正向移動，釩元素沉降率增大。

（3）①有CO2氣體生成，則反應(yīng)應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的電子守恒規(guī)律、電荷守恒和原子守恒可得2VO+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O；

②VO溶液為黃色，VO2+溶液為藍(lán)色，所以終點的現(xiàn)象為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液后，溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)到原來的顏色；

③根據(jù)反應(yīng)可得關(guān)系式2VO~H2C2O4，可得c(VO)=，帶入數(shù)據(jù)可得c(VO)=2amol/L，n(VO)=cV=2amol/L0.1L，又2VO~V2O5，故n(V2O5)==0.1amol，m(V2O5)=nM=0.1amol182g/mol=18.2ag，樣品的純度為=%。

（4）①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，原子8位于晶胞的頂點，坐標(biāo)為：(1，0，1)；原子9位于晶胞的體心，坐標(biāo)為：(，，)；

②晶胞中V的個數(shù)為1+8=2，若晶胞邊長為308pm，則釩的密度為=。

8．(1)增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料的利用率

(2)11.6

(3)KSCN

(4)正

(5)、和都屬于分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大熔點依次升高，而屬于離子晶體，故熔點高于其他三者。

【分析】由題給流程可知，高鈦爐渣與硫酸銨混合后焙燒時，二氧化鈦和二氧化硅不反應(yīng)，氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、氧化鐵轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，尾氣為氨氣；將焙燒后物質(zhì)加入熱水水浸，二氧化鈦、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸鈣部分溶于水，硫酸鐵、硫酸鎂和硫酸鋁銨溶于水，過濾得到含有二氧化鈦、二氧化硅、硫酸鈣的水浸渣和含有硫酸鐵、硫酸鎂、硫酸鋁銨和硫酸鈣的濾液；向pH約為2.0的濾液中加入氨水至11.6，溶液中鐵離子、鋁離子和鎂離子依次沉淀，過濾得到含有硫酸銨、硫酸鈣的母液①和氫氧化物沉淀；向水浸渣中加入濃硫酸加熱到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸鈣與濃硫酸不反應(yīng)，二氧化鈦與稀硫酸反應(yīng)得到TiOSO4，過濾得到含有二氧化硅、硫酸鈣的酸溶渣和TiOSO4溶液；將TiOSO4溶液加入熱水稀釋并適當(dāng)加熱，使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，過濾得到含有硫酸的母液②和TiO2·xH2O。據(jù)此分析解答。

【詳解】（1）爐渣研細(xì)可以增大反應(yīng)物之間的接觸面積，從而提高反應(yīng)速率，，提高原料的利用率,故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料的利用率；

（2）由表中數(shù)據(jù)可知完全沉淀時的pH值為11.1，此時濃度為mol/L，由此可得：Ksp[]==，“母液①”中濃度為mol/L時，c(OH-)==mol/L，此時溶液的pH值為：11.6，故答案為：11.6；

（3）TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，反應(yīng)的離子方程式為：；用溶液滴定，當(dāng)最后半滴氯化鐵滴入時若不能完全反應(yīng)說明反應(yīng)到達(dá)終點，因此可用KSCN溶液作反應(yīng)的指示劑，故答案為：；KSCN；

（4）由裝置及電解目的可知a所連電極上應(yīng)發(fā)生反應(yīng)：，則該電極為陰極，a為負(fù)極，b為正極，b極所連電極為陽極，發(fā)生電極反應(yīng)為：，故答案為：正；；

（5）①600℃，與C、充分反應(yīng)后，生成、和CO，反應(yīng)方程式為：；故答案為：；

②氟元素的電負(fù)性很大，這就使得鈦和氟之間的化學(xué)鍵的極性較強，更趨向于離子鍵，而其他三種鹵族元素的電負(fù)性較弱，使得鈦和氯原子，溴原子以及碘原子之間的化學(xué)鍵的極性較弱，更趨向于共價鍵。、和都屬于分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大熔點依次升高，而屬于離子晶體，故熔點高于其他三者。故答案為：、和都屬于分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大熔點依次升高，而屬于離子晶體，故熔點高于其他三者。

9．(1)C

(2)防止溫度過高導(dǎo)致銨鹽分解

(3)Cu2++SO+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+

(4)溶液中含有銅離子，若溶液堿性過強，則會生成氫氧化銅沉淀

(5)4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl

(6)已知：①Cu+Cu2+2Cu+K=7.6×10-7；②CuClCl-+Cu+Ksp(CuCl)=2.0×10-6；則①-2×②得：Cu+Cu2++2Cl-2CuCl，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為，說明此反應(yīng)進(jìn)行程度很大，能夠完全進(jìn)行

(7)若pH過低，鋅會與溶液中氫離子反應(yīng)

【分析】海綿銅預(yù)處理后加入硝酸銨、硫酸，反應(yīng)得到硫酸銅、硫酸銨，過濾后濾液加入亞硫酸銨、氯化銨，將二價銅轉(zhuǎn)化為一價銅并生成氯化亞銅沉淀；刻蝕廢液預(yù)處理后，加入亞硫酸鈉將二價銅轉(zhuǎn)化為一價銅，再加入氯化鈉生成氯化亞銅沉淀；氯化亞銅過濾分離出來水洗、醇洗后烘干得到氯化亞銅。

【詳解】（1）礦物油污為烴類不是酯類不能用堿性物質(zhì)清除，應(yīng)該選擇酒精溶液預(yù)處理；故選C；

（2）解步驟溫度控制在60℃的原因是防止溫度過高導(dǎo)致銨鹽分解，使得浸取效率下降；

（3）亞硫酸根離子具有還原性；反應(yīng)步驟中銅離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞銅離子和硫酸根離子，亞銅離子又和氯離子生成氯化亞銅沉淀，故總的離子方程式為；Cu2++SO+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+；

（4）刻蝕廢液加入氧化劑后亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，溶液中含有鐵離子、銅離子，調(diào)節(jié)pH生成鐵的沉淀除去鐵；若溶液堿性過強，則會生成氫氧化銅沉淀導(dǎo)致銅元素?fù)p失；

（5）空氣中氧氣具有氧化性，已知：CuCl在潮濕空氣中可被迅速氧化成Cu2(OH)3Cl；則會發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl；

（6）已知：①Cu+Cu2+2Cu+K=7.6×10-7；②CuClCl-+Cu+Ksp(CuCl)=2.0×10-6；則①-2×②得：Cu+Cu2++2Cl-2CuCl，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為，說明此反應(yīng)進(jìn)行程度很大，能夠完全進(jìn)行，故上述除Cl-的反應(yīng)能完全進(jìn)行；

（7）用Zn替換Cu，若pH過低，鋅會與溶液中氫離子反應(yīng)，導(dǎo)致除Cl-效果下降。

10．(1)鹽+6

(2)4FeO·Cr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O

(3)Na2SiO3和NaAlO2

(4)4.5~9.3

(5)低溫時K2Cr2O7溶解度遠(yuǎn)小于其它三種鹽，故發(fā)生反應(yīng)Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl

(6)陰陽極H2O放電，溶液濃度增大，使2+2H++H2O向生成方向移動，部分K+通過陽離子交換膜移動到陰極區(qū)，使陽極區(qū)主要成分是K2Cr2O72-a

【分析】SiO2和Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和NaAlO2，經(jīng)過熔融氧化變?yōu)镹a2SiO3、NaAlO2、Na2CrO4和Fe2O3，加水溶解則濾渣1為Fe2O3，加硫酸酸化1反應(yīng)Na2SiO3和NaAlO2產(chǎn)生沉淀分別為H2SiO3和Al(OH)3，則酸化除去和，由圖可知離子完全沉淀時lgc=5，當(dāng)pH=4.5時完全沉淀，當(dāng)pH=9.3時完全沉淀，則酸化1的pH范圍為4.5~9.3，則濾渣2為H2SiO3和Al(OH)3，調(diào)節(jié)pH使變?yōu)?，加入氯化鉀?jīng)過復(fù)分解反應(yīng)得到K2Cr2O7，據(jù)此答題。

【詳解】（1）①K2Cr2O7由三種元素組成，屬于鹽類；

②K2Cr2O7中K為+1價，則Cr的化合價為+6價；

（2）熔融氧化過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e的化合價由+2價升高為+3價，O的化合價由0價變?yōu)?2價，熔融氧化的化學(xué)方程式為：4FeO·Cr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O；

（3）SiO2和Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和NaAlO2，濾渣1為Fe2O3，則溶液中存在Na2SiO3和NaAlO2；

（4）由圖可知離子完全沉淀時lgc=5，當(dāng)pH=4.5時完全沉淀變?yōu)锳l(OH)3，當(dāng)pH=9.3時完全沉淀變?yōu)镠2SiO3，則酸化1的pH范圍為4.5~9.3；

（5）由溶解度圖象可知，低溫時K2Cr2O7溶解度遠(yuǎn)小于其它三種鹽，故發(fā)生反應(yīng)Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl；

（6）①由圖可知不銹鋼與電源負(fù)極相連，整個裝置為電解池，不銹鋼做電解池的陰極；

陽極為惰性電極，溶液中水電離出的放電，使溶液中的濃度增大，酸性增強，使平衡2+2H++H2O向生成方向移動，部分K+通過陽離子交換膜移動到陰極區(qū)，使陽極區(qū)主要成分是K2Cr2O7；

②起始時，設(shè)K2CrO4為1mol，反應(yīng)過程中有xmolK2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7，則陽極區(qū)剩余的K2CrO4為(1-x)mol，對應(yīng)的n(K)=2(1-x)mol，n(Cr)=(1-x)mol，生成的K2Cr2O7為mol，對應(yīng)的n(K)=xmol，n(Cr)=xmol，則，解得x=2-a，則轉(zhuǎn)化率為2-a。

11．(1)熱還原法(或木炭還原法)

(2)Sn2++2e-=Sn

(3)SnO+2H++3Cl-[SnCl3]-+H2O防止SnCl2被氧化

(4)5Sn+6NaOH+4NaNO35Na2SnO3+2N2↑+3H2O

(5)與過量的鹽酸繼續(xù)反應(yīng)，充分利用原料

(6)95%

(7)形成同離子效應(yīng)，可析出更多的Na2SnO3固體

【分析】酸溶工序：加入鹽酸后在200℃加熱得到濾液I（錫主要存在形式：[SnCl3]-），過濾除去不溶性雜質(zhì)得到濾液I，濾液I中加入錫是為了防止Sn（Ⅱ）被氧化；然后在CO2氣流中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到了SnCl22H2O晶體；堿溶工序：電鍍錫渣加硝酸鈉和氫氧化鈉溶液在150℃加熱可生成Na3AsO4、Na2SnO3，過濾除去不溶性雜質(zhì)；除砷工序加入氫氧化鋇溶液，Na3AsO4生成Ba3(AsO4)2（濾渣Ⅲ）沉淀，過濾后濾液Ⅱ主要成分為Na2SnO3，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到了Na2SnO3晶體，據(jù)此分析解題。

(1)

在自然界中，錫很少以游離態(tài)存在但是遠(yuǎn)古時期人們已經(jīng)會冶煉Sn，由此可判斷采用的方法是熱還原法(或木炭還原法)；

(2)

電解SnCl2溶液，陰極Sn（Ⅱ）得電子被還原，電極反應(yīng)式為：Sn2++2e-=Sn；

(3)

酸溶時，SnO與鹽酸反應(yīng)生成[SnCl3]-，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為SnO+2H++3Cl-[SnCl3]-+H2O：為防止SnCl2被氧化，因此在CO2氣流中蒸發(fā)濃縮；

(4)

堿溶時，硝酸鈉為氧化劑，將Sn氧化為Na2SnO3，自身被還原成空氣中的主要成分應(yīng)該是氮氣，化學(xué)方程式為5Sn+6NaOH+4NaNO35Na2SnO3+2N2↑+3H2O；

(5)

Sn（Ⅱ）容易被氧化，濾液I加入少量單質(zhì)Sn還為了防止Sn（Ⅱ）被氧化；

(6)

除砷時，加入等體積的氫氧化鋇后，初始溶液中c（AsO）=1mol/L，當(dāng)c（Ba2+）=3×10-3mol/L時，Ksp[Ba3(AsO4)2]=c2（AsO）×c3（Ba2+）=2.7×10-10，此時溶液中c（AsO）=，因此沉淀中的As元素占原As元素總量的；

(7)

蒸發(fā)濃縮時，加入氫氧化鈉可形成同離子效應(yīng)，降低Na2SnO3溶解度，利于析出更多的Na2SnO3固體。

12．+380℃2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O取少量最后一次洗滌液于試管中，加鹽酸酸化，再滴加氯化鋇溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，說明已洗滌干凈，反之未洗滌干凈LixC6+Li1-xCoO2=LiCoO2+6C負(fù)極生成的鋰離子向正極移動，在正極生成鈷酸鋰，便于回收偏高

【分析】廢舊電池放電，鋰元素轉(zhuǎn)移到正極，正極堿浸，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)除去鋁，濾渣含有LiCoO2、導(dǎo)電劑乙炔黑、少量鐵，酸浸、用H2O2把Co3+還原Co2+，調(diào)節(jié)pH生成氫氧化鐵，過濾除去鐵、碳，濾液中含有Li2SO4、CoSO4，萃取，水相中含有Li2SO4，有機相含有CoSO4，水相中加碳酸鈉沉鋰，有機相含有反萃取的CoSO4溶液，加草酸銨沉鈷。

【詳解】(1)根據(jù)各元素化合價代數(shù)和等于0，LiCoO2中Co元素的化合價為+3。

(2)正極材料含有鋁，“正極堿浸”，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

(3)根據(jù)圖示，80℃時Co、Li元素的浸出率最大，所以“酸浸”的適宜溫度80℃；LiCoO2中Co元素化合價為+3，“酸浸”時被還原為Co2+，該步驟中發(fā)生的主要氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O。

(4)沉鋰過程要對所得濾渣進(jìn)行洗滌，洗滌液中可能含有，若沉淀洗滌干凈，則洗滌液中不含，檢驗沉淀是否洗凈的操作為：取少量最后一次洗滌液于試管中，加鹽酸酸化，再滴加氯化鋇溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，說明已洗滌干凈，反之未洗滌干凈；

(5)充電時，該鋰離子電池充電時陰極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6，充放電過程中，陽極發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，放電時電池反應(yīng)方程式LixC6+Li1-xCoO2=LiCoO2+6C。負(fù)極生成的鋰離子向正極移動，在正極生成鈷酸鋰，所以上述工藝中“放電處理”。

(6)設(shè)mg樣品中含xmolCoC2O4·2H2O、ymolCo2(C2O4)3、zmolH2C2O4·2H2O，xmolCoC2O4·2H2O消耗高錳酸鉀、ymolCo2(C2O4)3消耗高錳酸鉀、zmolH2C2O4·2H2O消耗高錳酸鉀，則①；

Co2+被氧化為Co3+消耗KMnO4溶液V2mL；則②；

聯(lián)立①②，解得，，

樣品中所含H2C2O4·2H2O(M=126g/mol)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為；Co元素的物質(zhì)的量=，若所用KMnO4溶液實際濃度偏低，則V2偏大，所以測得樣品中Co元素含量偏高。

【點睛】本題以鈷酸鋰電池的正極材料回收鋁、鈷、鋰為載體，考查化學(xué)工藝流程，明確各步驟反應(yīng)原理是解題關(guān)鍵，掌握常見元素化合物的性質(zhì)，理解氧化還原反應(yīng)滴定法測定物質(zhì)含量的原理。

13．溫度低于80℃反應(yīng)速率太慢(PbCl2溶解度小，浸取率低)，溫度高于80℃，鹽酸揮發(fā)，反應(yīng)物利用率下降MnO2+PbS+4H++4Cl-=PbCl+S↓+Mn2++2H2O4FeS2-2e-=Fe2++2SFe(OH)3PbCl2難溶于冷水，降低PbCl2的溶解度；加水稀釋反應(yīng)PbCl2(s)＋2Cl-(aq)PbCl(aq)平衡逆向移動，有利于PbCl2充分析出浸取取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化AgNO3溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則沉淀已經(jīng)洗凈5.625mol·L-1

【分析】方鉛礦精礦(主要成分為PbS，含有FeS2等雜質(zhì))和軟錳礦(主要成分為MnO2)中加入稀鹽酸，鹽酸與MnO2、PbS發(fā)生反應(yīng)生成PbCl2和S，MnO2被還原成Mn2+，加入的NaCl可促進(jìn)反應(yīng)PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl(aq)平衡正向移動使更多的Pb元素存在于溶液中；加入Fe2O3溶液調(diào)節(jié)溶液pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，然后過濾；PbCl2難溶于冷水，將濾液冷水沉降過濾得到PbCl2晶體，之后加入稀硫酸發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化，生成硫酸鉛晶體，過濾得到晶體烘干得到硫酸鉛粉末，濾液I中主要成分為HCl；

【詳解】(1)選擇80℃的原因為溫度低于80℃反應(yīng)速率太慢(PbCl2溶解度小，浸取率低)，溫度高于80℃，鹽酸揮發(fā)，反應(yīng)物利用率下降；

(2)根據(jù)題意可知該過程中MnO2將PbS2中的S元素氧化成S單質(zhì)，錳元素被還原成Mn2+，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得方程式為MnO2+PbS+4HCl=PbCl2+S+MnCl2+2H2O，離子方程式為MnO2+PbS+4H++4Cl-=PbCl+S↓+Mn2++2H2O；

(3)①根據(jù)圖示，MnO2中Mn元素得電子化合價降低，所以MnO2作電源的正極，其電極反應(yīng)式為MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2O，所以每消耗2molMnO2時，電路中轉(zhuǎn)移4mole-，F(xiàn)e2+在負(fù)極的反應(yīng)式為Fe2+-e-=Fe3+，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4mole-時，生成4molFe3+；

②FeS2原電池中FeS2作負(fù)極，失電子，其電極反應(yīng)式為FeS2-2e-=Fe2++2S；

(4)調(diào)節(jié)pH的主要目的是使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，從而除去，濾渣2為Fe(OH)3；

(5)溫度降低，PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl(aq)平衡左移，使PbC1轉(zhuǎn)化為PbCl2，便于析出PbCl2晶體(或PbCl2難溶于冷水，降低PbCl2的溶解度，便于析出PbCl2晶體)，所以沉降時加入冰水；

(6)濾液I中主要成分為HCl，補充‘浸取’步驟加入的鹽酸；

(7)檢驗是否洗凈即是檢驗是否存在Cl-，操作為：取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化AgNO3溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則沉淀已經(jīng)洗凈；沉淀轉(zhuǎn)化的方程式為PbCl2(s)+SO(aq)PbSO4(s)+2Cl-(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)，c(Cl-)=2c(PbCl2)=n/