2024界江蘇高考大二輪復(fù)習(xí) 大題突破(二)　化工流程題的綜合分析 學(xué)案

大題突破(二)化工流程題的綜合分析1．(2023·江蘇，14)V2O5－WO3/TiO2催化劑能催化NH3脫除煙氣中的NO，反應(yīng)為4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)=4N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1632.4kJ·mol－1。(1)催化劑的制備。將預(yù)先制備的一定量的WO3/TiO2粉末置于80℃的水中，在攪拌下加入一定量的NH4VO3溶液，經(jīng)蒸發(fā)、焙燒等工序得到顆粒狀V2O5－WO3/TiO2催化劑。在水溶液中VOeq\o\al(－,3)水解為H3VO4沉淀的離子方程式為_________________________________；反應(yīng)選用NH4VO3溶液而不選用NaVO3溶液的原因是__________________________________________________________________________________________________。(2)催化劑的應(yīng)用。將一定物質(zhì)的量濃度的NO、O2、NH3(其余為N2)氣體勻速通過裝有V2O5－WO3/TiO2催化劑的反應(yīng)器，測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)溫度在320～360℃范圍內(nèi)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化不明顯的原因是___________________________________________________________________________________________________；反應(yīng)溫度高于380℃，NO轉(zhuǎn)化率下降，除因?yàn)檫M(jìn)入反應(yīng)器的NO被還原的量減少外，還有________________________________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(3)廢催化劑的回收?；厥誚2O5－WO3/TiO2廢催化劑并制備NH4VO3的過程可表示為①酸浸時(shí)，加料完成后，以一定速率攪拌反應(yīng)。提高釩元素浸出率的方法還有______________________。②通過萃取可分離釩和鎢，在得到的釩酸中含有H4V4O12。已知H4V4O12具有八元環(huán)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式可表示為________________________________________________________。③向pH＝8的NaVO3溶液中加入過量的NH4Cl溶液，生成NH4VO3沉淀。已知：Ksp(NH4VO3)＝1.7×10－3，加過量NH4Cl溶液的目的是______________________________________________________________________________________________________________。2．(2023·北京，18)以銀錳精礦(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化錳礦(主要含MnO2)為原料聯(lián)合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。已知：酸性條件下，MnO2的氧化性強(qiáng)于Fe3＋。(1)“浸錳”過程是在H2SO4溶液中使礦石中的錳元素浸出，同時(shí)去除FeS2，有利于后續(xù)銀的浸出；礦石中的銀以Ag2S的形式殘留于浸錳渣中。①“浸錳”過程中，發(fā)生反應(yīng)MnS＋2H＋=Mn2＋＋H2S↑，則可推斷：Ksp(MnS)__________(填“>”或“<”)Ksp(Ag2S)。②在H2SO4溶液中，銀錳精礦中的FeS2和氧化錳礦中的MnO2發(fā)生反應(yīng)，則浸錳液中主要的金屬陽離子有_______________________________________________________________。形式浸出。①將“浸銀”反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整：eq\x()Fe3＋＋Ag2S＋eq\x()__________eq\x()____________＋2[AgCl2]－＋S②結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋浸出劑中Cl－、H＋的作用：________________________。(3)“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。①該步反應(yīng)的離子方程式有________________________________________________。②一定溫度下，Ag的沉淀率隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。解釋t分鐘后Ag的沉淀率逐漸減小的原因：______________________________________________________________。(4)結(jié)合“浸錳”過程，從兩種礦石中各物質(zhì)利用的角度，分析聯(lián)合提取銀和錳的優(yōu)勢(shì)：________________________________________________________________________?；ち鞒填}主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識(shí)來解決化工生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力，具有考查知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、思維容量大的特點(diǎn)。工藝流程題設(shè)問的地方有：反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用，氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式的書寫，利用控制pH分離除雜，利用溶解度分離，常用的分離方法、實(shí)驗(yàn)操作，流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，綠色化學(xué)評(píng)價(jià)，電化學(xué)，計(jì)算產(chǎn)量、產(chǎn)率、產(chǎn)品純度等。這類題型不但綜合考查學(xué)生在中學(xué)階段所學(xué)的元素及其化合物知識(shí)以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)用語、電解質(zhì)溶液、化學(xué)平衡、電化學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)，而且更重要的是能突出考查學(xué)生的綜合分析判斷能力、邏輯推理能力，且這類試題陌生度高，文字量大，包含信息多，思維能力要求高，近年來已成為高考化學(xué)主觀題中的必考題型。(一)2023真題回訪1．(2023·廣東，18)Ni、Co均是重要的戰(zhàn)略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Al3＋、Mg2＋)中，利用氨浸工藝可提取Ni、Co，并獲得高附加值化工產(chǎn)品。工藝流程如下：已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常溫下，Ni2＋、Co2＋、Co3＋與NH3形成可溶于水的配離子：lgKb(NH3·H2O)＝－4.7；Co(OH)2易被空氣氧化為Co(OH)3；部分氫氧化物的Ksp如下表。氫氧化物Co(OH)2Co(OH)3Ni(OH)2Al(OH)3Mg(OH)2Ksp5.9×10－151.6×10－445.5×10－161.3×10－335.6×10－12回答下列問題：(1)活性MgO可與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________________。(2)常溫下，pH＝9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O)________________c(NHeq\o\al(＋,4))(填“>”“<”或“＝”)。(3)“氨浸”時(shí)，由Co(OH)3轉(zhuǎn)化為[Co(NH3)6]2＋的離子方程式為____________________________________________________________________________________________。(4)(NH4)2CO3會(huì)使濾泥中的一種膠狀物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏松分布的棒狀顆粒物。濾渣的X射線衍射圖譜中，出現(xiàn)了NH4Al(OH)2CO3的明銳衍射峰。①NH4Al(OH)2CO3屬于________________(填“晶體”或“非晶體”)。②(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是_____________________________。(5)①“析晶”過程中通入的酸性氣體A為______________。②由CoCl2可制備AlxCoOy晶體，其立方晶胞如圖。Al與O最小間距大于Co與O最小間距，x、y為整數(shù)，則Co在晶胞中的位置為________________________；晶體中一個(gè)Al周圍與其最近的O的個(gè)數(shù)為__________________。(6)①“結(jié)晶純化”過程中，沒有引入新物質(zhì)。晶體A含6個(gè)結(jié)晶水，則所得HNO3溶液中n(HNO3)與n(H2O)的比值，理論上最高為________________。②“熱解”對(duì)于從礦石提取Ni、Co工藝的意義，在于可重復(fù)利用HNO3和_______________(填化學(xué)式)。2．[2023·湖北，16(1)(2)(3)]SiCl4是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物。利用SiCl4對(duì)廢棄的鋰電池正極材料LiCoO2進(jìn)行氯化處理以回收Li、Co等金屬，工藝路線如下：回答下列問題：(1)Co位于元素周期表第____周期，第____族。(2)燒渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，“500℃焙燒”后剩余的SiCl4應(yīng)先除去，否則水浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，用化學(xué)方程式表示其原因__________________________________________________________________________________________________________。(3)鑒別洗凈的“濾餅3”和固體Na2CO3常用方法的名稱是________。3．[2023·湖南，17(2)(3)(4)(5)(6)]超純Ga(CH3)3是制備第三代半導(dǎo)體的支撐源材料之一，近年來，我國(guó)科技工作者開發(fā)了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術(shù)，在研制超純Ga(CH3)3方面取得了顯著成果，工業(yè)上以粗鎵為原料，制備超純Ga(CH3)3的工藝流程如下：已知：①金屬Ga的化學(xué)性質(zhì)和Al相似，Ga的熔點(diǎn)為29.8℃；②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作為配體；③相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)：物質(zhì)Ga(CH3)3Et2OCH3INR3沸點(diǎn)/℃55.734.642.4365.8回答下列問題：(2)“電解精煉”裝置如圖所示，電解池溫度控制在40～45℃的原因是_____________________________________________________________________________________，陰極的電極反應(yīng)式為______________________________________________________。(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的產(chǎn)物還包括MgI2和CH3MgI，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)“殘?jiān)苯?jīng)純水處理，能產(chǎn)生可燃性氣體，該氣體主要成分是________________。(5)下列說法錯(cuò)誤的是______________________________________________________。A．流程中Et2O得到了循環(huán)利用B．流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無水無氧的條件下進(jìn)行C．“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3D．用核磁共振氫譜不能區(qū)分Ga(CH3)3和CH3I(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制備超純Ga(CH3)3，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________。4．(2023·遼寧，16)某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液含(Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)，實(shí)現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。已知：物質(zhì)Fe(OH)3Co(OH)2Ni(OH)2Mg(OH)2Ksp10－37.410－14.710－14.710－10.8回答下列問題：(1)用硫酸浸取鎳鈷礦時(shí)，提高浸取速率的方法為________________(答出一條即可)。(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的過一硫酸(H2SO5)，1molH2SO5中過氧鍵的數(shù)目為____________________________________________________。(3)“氧化”中，用石灰乳調(diào)節(jié)pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化為MnO2，該反應(yīng)的離子方程式為________________________(H2SO5的電離第一步完全，第二步微弱)；濾渣的成分為MnO2、____________________(填化學(xué)式)。(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變，Mn(Ⅱ)氧化率與時(shí)間的關(guān)系如下。SO2體積分?jǐn)?shù)為________________時(shí)，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；繼續(xù)增大SO2體積分?jǐn)?shù)時(shí)，Mn(Ⅱ)氧化速率減小的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)“沉鈷鎳”中得到的Co(Ⅱ)在空氣中可被氧化成CoO(OH)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)“沉鎂”中為使Mg2＋沉淀完全(25℃)，需控制pH不低于________________(精確至0.1)。5．(2023·山東，17)鹽湖鹵水(主要含Na＋、Mg2＋、Li＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備Li2CO3的工藝流程如下：已知：常溫下，Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2。相關(guān)化合物的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)含硼固體中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3＋H2OH＋＋[BOH4]－(常溫下，Ka＝10－9.24)；B(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)可制備硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常溫下，在0.10mol·L－1硼砂溶液中，[B4O5OH4]2－水解生成等物質(zhì)的量濃度的B(OH)3和[BOH4]－，該水解反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________，該溶液pH＝__________________。(2)濾渣Ⅰ的主要成分是__________(填化學(xué)式)；精制Ⅰ后溶液中Li＋的濃度為2.0mol·L－1，則常溫下精制Ⅱ過程中COeq\o\al(2－,3)濃度應(yīng)控制在__________________mol·L－1以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制Ⅰ，除無法回收HCl外，還將增加__________________________(填化學(xué)式)的用量。(3)精制Ⅱ的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________；進(jìn)行操作X時(shí)應(yīng)選擇的試劑是__________________________，若不進(jìn)行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致________________________________________________________________________。(二)模擬預(yù)測(cè)6．(2023·淮陰中學(xué)高三下學(xué)期一模)工業(yè)上用磷鐵渣(主要含F(xiàn)eP、Fe2P，以及少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制備磷酸鐵的工藝流程如圖。已知：①在密閉的反應(yīng)釜中，稀硝酸首先分解生成NO2和O2，O2進(jìn)一步將磷鐵渣中的FeP、Fe2P氧化成Fe2O3和P2O5；繼而生成Fe(NO3)3和H3PO4。②FePO4難溶于水，可溶于無機(jī)強(qiáng)酸。(1)加入硫酸的目的有________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“浸取”時(shí)Fe2P與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(3)“浸取”時(shí)設(shè)定反應(yīng)時(shí)間為2h，不同硝酸濃度下磷鐵渣的溶解率如圖1所示，當(dāng)硝酸濃度在1.5～2.0mol·L－1時(shí)，磷鐵渣溶解率呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，其原因是_______________________________________________________________________________________，為了緩解這一問題，投料時(shí)加一定量的活性炭，活性炭的作用是__________________________________________________________________________________________。(4)“制備”過程中溶液的pH對(duì)磷酸鐵產(chǎn)品中鐵和磷的含量及eq\f(nFe,nP)比值的影響如圖2所示[考慮到微量金屬雜質(zhì)，在pH＝1時(shí)，eq\f(nFe,nP)為0.973最接近理論值]。在pH范圍為1～1.5時(shí)，隨著pH增大，eq\f(nFe,nP)明顯增大，其原因是______________________________________。(5)工業(yè)上也可以用可溶性三價(jià)鐵鹽在酸性溶液中與磷酸鹽反應(yīng)，通過氨水調(diào)節(jié)pH得到磷酸鐵。將0.1mol·L－1Fe2(SO4)3與0.1mol·L－1Na3PO4等體積混合充分反應(yīng)后，靜置，上層的清液中c(POeq\o\al(3－,4))為________mol·L－1[已知：Ksp(FePO4)＝1.3×10－22]。7．(2023·海安高級(jí)中學(xué)高三下學(xué)期模擬)從分金渣(主要成分為AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中獲取高純銀的流程如圖所示：已知：在上述反應(yīng)的溫度下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2S)＝6.38×10－50。(1)“預(yù)處理”加入FeCl3溶液將Ag2S轉(zhuǎn)化為AgCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________。(2)氯化銀的晶胞如圖，Ag＋周圍最近且等距離的Ag＋數(shù)目為________。(3)已知：Ag＋＋2SOeq\o\al(2－,3)[Ag(SO3)2]3－，K1＝1.0×108.68，“分銀”時(shí)，AgCl與Na2SO3反應(yīng)生成[Ag(SO3)2]3－，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。(4)“分銀”時(shí)，[Ag(SO3)2]3－的濃度與溶液pH的關(guān)系如圖1；SOeq\o\al(2－,3)及其與H＋形成的微粒的濃度分?jǐn)?shù)δ隨溶液pH變化的關(guān)系如圖2?！胺帚y”時(shí)，終點(diǎn)pH需控制的范圍及原因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)“還原”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________。(6)已知Ag＋＋SCN－=AgSCN↓(白色)，測(cè)定所制銀樣品純度的過程為(雜質(zhì)不反應(yīng))：①稱取制備的銀樣品1.0800g，加適量稀硝酸溶解，定容到100mL容量瓶中。②準(zhǔn)確量取25.00mL溶液于錐形瓶中，酸化后滴入幾滴NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑，再用0.1000mol·L－1NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液變?yōu)檠t色。③重復(fù)②的操作2次，所用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為24.00mL。計(jì)算樣品中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過程)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________8．(2023·江蘇省百校高三下學(xué)期第三次聯(lián)考)無水氯化鈷可用作彩色水泥的添加劑、催化劑、飼料等，以鈷渣(主要成分是CoO，含少量NiO、CuO、FeO和SiO2等)為原料制備無水氯化鈷的流程如圖所示：已知幾種金屬元素氫氧化物沉淀的pH如下表所示：金屬離子Co2＋Cu2＋Ni2＋Fe3＋Fe2＋開始沉淀時(shí)pH7.64.46.81.97.5完全沉淀時(shí)pH9.26.48.43.29.5請(qǐng)回答下列問題：(1)已知CoP的晶胞類型與ZnS相似，結(jié)構(gòu)如圖1所示。P原子所連Co原子構(gòu)成正四面體，P原子處于正四面體的體心。圖2為圖1的俯視圖，請(qǐng)?jiān)趫D2中用畫出P原子的位置。(2)若氧化劑M為氧氣，則反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________________________________________________________；調(diào)節(jié)pH＝6.5的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“萃取”目的是除去鎳離子。R代表被萃取的離子，萃取金屬離子的原理簡(jiǎn)化如下：R2(SO4)x(水層)＋2xHA(有機(jī)層)2RAx(有機(jī)層)＋xH2SO4(水層)，影響萃取率的因素有很多，在其他條件相同時(shí)，根據(jù)圖3分析分離鎳、鈷的最佳條件：相比(油相O∶水相A)＝________；根據(jù)圖4分析，在一定范圍內(nèi)隨著pH升高，金屬離子萃取率升高的原因是_____________________________________________________________________________。(4)“灼燒”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________________________________。(5)為測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl2的含量，稱取10g粗產(chǎn)品配成100mL溶液，從中取出25mL先加入含0.03mol的AgNO3溶液(雜質(zhì)不與其反應(yīng))，再用0.5mol·L－1的KSCN溶液滴定過量的AgNO3，若消耗20.00mLKSCN溶液，計(jì)算該粗產(chǎn)品中CoCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計(jì)算過程，已知：Ag＋＋SCN－=AgSCN↓)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________大題突破(二)化工流程題的綜合分析真題研究1．(1)VOeq\o\al(－,3)＋2H2O=H3VO4↓＋OH－NH4VO3發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)：NHeq\o\al(＋,4)＋VOeq\o\al(－,3)＋H2O=H3VO4↓＋NH3，NHeq\o\al(＋,4)有利于VOeq\o\al(－,3)水解(2)溫度升高至一定范圍催化劑失活4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O、N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2NO(3)①適當(dāng)增加酸的濃度、升高溫度、延長(zhǎng)酸浸時(shí)間等②③增加銨根離子濃度，促進(jìn)平衡向析出沉淀的方向移動(dòng)，提高NH4VO3的含量反應(yīng)選用NH4VO3溶液的原因?yàn)镹H4VO3發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)NHeq\o\al(＋,4)＋VOeq\o\al(－,3)＋H2O=H3VO4↓＋NH3，NHeq\o\al(＋,4)有利于VOeq\o\al(－,3)水解。(2)反應(yīng)溫度在320～360℃范圍內(nèi)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化不明顯的原因是溫度升高至一定范圍催化劑失活，導(dǎo)致NO轉(zhuǎn)化率升高不明顯。反應(yīng)溫度高于380℃，NO轉(zhuǎn)化率下降，有可能體系產(chǎn)生了NO，如4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O、N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2NO等。(3)①提高釩元素浸出率的方法還有適當(dāng)增加酸的濃度、升高溫度、延長(zhǎng)酸浸時(shí)間等。②已知H4V4O12具有八元環(huán)結(jié)構(gòu)，且V連有五個(gè)共價(jià)鍵，結(jié)構(gòu)式可表示為。③NH4VO3飽和溶液中存在溶解平衡NH4VO3(s)NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋VOeq\o\al(－,3)(aq)，加過量NH4Cl溶液有利于增加銨根離子濃度，促進(jìn)平衡向析出沉淀的方向移動(dòng)，提高NH4VO3的含量。2．(1)①>②Fe3＋、Mn2＋(2)①24Cl－2Fe2＋②Cl－是為了與Ag2S電離出的Ag＋結(jié)合生成[AgCl2]－，使平衡正向移動(dòng)，提高Ag2S的浸出率；H＋是為了抑制Fe3＋水解，防止生成Fe(OH)3沉淀(3)①2[AgCl2]－＋Fe=Fe2＋＋2Ag＋4Cl－、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②Fe2＋被氧氣氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋把Ag氧化為Ag＋(4)可將兩種礦石中的錳元素同時(shí)提取到浸錳液中，得到MnSO4，同時(shí)將銀元素和錳元素分離開；生成的Fe3＋還可以用于浸銀，節(jié)約氧化劑解析(1)①“浸錳”過程中，礦石中的銀以Ag2S的形式殘留于浸錳渣中，MnS發(fā)生反應(yīng)：MnS＋2H＋=Mn2＋＋H2S↑，硫化錳溶于強(qiáng)酸而硫化銀不溶于強(qiáng)酸，則可推斷：Ksp(MnS)>Ksp(Ag2S)。②根據(jù)信息，在H2SO4溶液中二氧化錳可將Fe2＋氧化為Fe3＋，自身被還原為Mn2＋，則浸錳液中主要的金屬陽離子有Fe3＋、Mn2＋。(2)①Ag2S中S元素化合價(jià)升高，則Fe元素化合價(jià)降低，根據(jù)得失電子守恒、元素質(zhì)量守恒，該離子方程式為2Fe3＋＋Ag2S＋4Cl－2Fe2＋＋2[AgCl2]－＋S。(3)①鐵粉可將[AgCl2]－還原為單質(zhì)銀，過量的鐵粉還可以與鐵離子發(fā)生反應(yīng)，因此離子方程式為2[AgCl2]－＋Fe=Fe2＋＋2Ag＋4Cl－、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。②溶液中生成的Fe2＋會(huì)被空氣中的氧氣緩慢氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋把部分Ag氧化為Ag＋，因此tmin后銀的沉淀率逐漸減小。考向預(yù)測(cè)1．(1)MgO＋H2O=Mg(OH)2(2)＞(3)2Co(OH)3＋12NH3·H2O＋SOeq\o\al(2－,3)=2[Co(NH3)6]2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋13H2O＋4OH－或2Co(OH)3＋8NH3·H2O＋4NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,3)=2[Co(NH3)6]2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋13H2O(4)①晶體②減少膠狀物質(zhì)對(duì)鎳鈷氫氧化物的包裹，增加了濾泥與氨性溶液的接觸面積(5)①HCl②體心12(6)①0.4(或2∶5)②MgO解析(2)常溫下，pH＝9.9的氨性溶液中，lgKb(NH3·H2O)＝－4.7，Kb(NH3·H2O)＝10－4.7＝eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)＝eq\f(10－4.7,cOH－)＝eq\f(10－4.7,10－4.1)＝10－0.6<1，則c(NH3·H2O)＞c(NHeq\o\al(＋,4))。(4)①X射線衍射圖譜中，出現(xiàn)了NH4Al(OH)2CO3的明銳衍射峰，則NH4Al(OH)2CO3屬于晶體。②根據(jù)題意(NH4)2CO3會(huì)使濾泥中的一種膠狀物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏松分布的棒狀顆粒物，則(NH4)2CO3能提高Ni、Co的浸取速率，其原因是減少膠狀物質(zhì)對(duì)鎳鈷氫氧化物的包裹，增加了濾泥與氨性溶液的接觸面積。(5)①“析晶”過程中為了防止Ni2＋水解，因此通入的酸性氣體A為HCl。②x、y為整數(shù)，根據(jù)圖中信息Co、Al都只有一個(gè)原子，而氧(白色)原子有3個(gè)，Al與O最小間距大于Co與O最小間距，則Al在頂點(diǎn)，因此Co在晶胞中的位置為體心；以頂點(diǎn)Al分析，面心的氧原子一個(gè)橫截面有4個(gè)，三個(gè)橫截面共12個(gè)，因此晶體中一個(gè)Al周圍與其最近的O的個(gè)數(shù)為12。(6)①“結(jié)晶純化”過程中，沒有引入新物質(zhì)。晶體A含6個(gè)結(jié)晶水，則晶體A為Mg(NO3)2·6H2O，根據(jù)Mg(NO3)2＋2H2OMg(OH)2＋2HNO3，Mg(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))MgO＋H2O，還剩余5個(gè)水分子，因此所得HNO3溶液中n(HNO3)與n(H2O)的比值理論上最高為2∶5。2．(1)四Ⅷ(2)SiCl4＋3H2O=H2SiO3＋4HCl(3)焰色試驗(yàn)解析由流程和題中信息可知，LiCoO2粗品與SiCl4在500℃焙燒時(shí)生成氧氣和燒渣，燒渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物；燒渣經(jīng)水浸、過濾后得濾液1和濾餅1，濾餅1的主要成分是SiO2和H2SiO3；濾液1用氫氧化鈉溶液沉鈷，過濾后得濾餅2[主要成分為Co(OH)2]和濾液2(主要溶質(zhì)為L(zhǎng)iCl)；濾餅2置于空氣中在850℃煅燒得到Co3O4；濾液2經(jīng)碳酸鈉溶液沉鋰，得到濾液3和濾餅3，濾餅3為L(zhǎng)i2CO3。(1)Co是27號(hào)元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。(2)SiCl4遇水劇烈水解，化學(xué)方程式為SiCl4＋3H2O=H2SiO3＋4HCl。(3)常用焰色試驗(yàn)鑒別Li2CO3和Na2CO3。3．(2)使Ga充分熔化GaOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋3e－=Ga＋4OH－(3)8CH3I＋2Et2O＋Ga2Mg5=2CH3MgI＋3MgI2＋2Ga(CH3)3(Et2O)(4)CH4(5)D(6)Ga(CH3)3和Et2O的沸點(diǎn)接近，而Ga(CH3)3和NR3的沸點(diǎn)相差較大，解配后可以分離出Ga(CH3)3解析(2)鎵的熔點(diǎn)為29.8℃，電解精煉溫度需高于鎵的熔點(diǎn)，因此電解池溫度控制在40～45℃。Ga和Al性質(zhì)相似，電解精煉過程中粗鎵在陽極失電子產(chǎn)生的Ga3＋在NaOH溶液中形成GaOeq\o\al(－,2)，GaOeq\o\al(－,2)遷移到陰極，得電子被還原為Ga，故陰極反應(yīng)為GaOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋3e－=Ga＋4OH－。(4)“殘?jiān)焙珻H3MgI，經(jīng)純水處理，能產(chǎn)生可燃性氣體CH4。(5)由已知②③，結(jié)合流程圖可知，溶劑蒸發(fā)、配體交換時(shí)Et2O得以循環(huán)利用，A項(xiàng)正確；高純Ga能與H2O、O2反應(yīng)，CH3I、Ga(CH3)3能與水反應(yīng)，有機(jī)物能與O2反應(yīng)，故B項(xiàng)正確；配體交換時(shí)NR3和Ga(CH3)3(Et2O)反應(yīng)得到Ga(CH3)3(NR3)和Et2O，則工序X為解配Ga(CH3)3(NR3)，并利用Ga(CH3)3和NR3的沸點(diǎn)相差較大蒸出Ga(CH3)3，C項(xiàng)正確；Ga(CH3)3和CH3I中均只有1種氫原子，核磁共振氫譜均只有一組吸收峰，但吸收強(qiáng)度不同，可以鑒別，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)時(shí)由于Et2O的沸點(diǎn)較低，與Ga(CH3)3一起蒸出，不能制備超純Ga(CH3)3，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是根據(jù)題給相關(guān)物質(zhì)沸點(diǎn)可知，NR3沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于Ga(CH3)3，與Ga(CH3)3易分離。4．(1)將鎳鈷礦粉碎(或浸取時(shí)攪拌或適當(dāng)升高溫度)(2)NA(3)H2O＋Mn2＋＋HSOeq\o\al(－,5)=MnO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋Fe(OH)3、CaSO4(4)9.0%SO2具有還原性，能還原H2SO5(5)4Co(OH)2＋O2=4CoO(OH)＋2H2O(6)11.1解析(2)H2SO5的結(jié)構(gòu)式為，所以1molH2SO5中過氧鍵的數(shù)目為NA。(3)氫氧化鐵的Ksp＝10－37.4，當(dāng)鐵離子完全沉淀時(shí)，溶液中c(Fe3＋)＝10－5mol·L－1，Ksp＝c3(OH－)×c(Fe3＋)＝c3(OH－)×10－5＝10－37.4，c(OH－)＝10－10.8mol·L－1，pH＝3.2，此時(shí)溶液的pH＝4，則鐵離子完全水解，生成氫氧化鐵沉淀，Ca2＋與SOeq\o\al(2－,4)結(jié)合生成CaSO4沉淀。(6)氫氧化鎂的Ksp＝10－10.8,當(dāng)鎂離子完全沉淀時(shí)，c(Mg2＋)＝10－5mol·L－1，可求得c(OH－)＝10－2.9mol·L－1，則c(H＋)＝10－11.1mol·L－1，所以溶液的pH＝11.1。5．(1)[B4O5(OH)4]2－＋5H2O2B(OH)3＋2[B(OH)4]－9．24(2)Mg(OH)2、CaSO45.5×10－3Na2CO3、CaO(3)加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaCO3(或除去精制Ⅰ所得濾液中的Ca2＋)，提高Li2CO3純度鹽酸濃縮液中因COeq\o\al(2－,3)濃度過大使得Li＋過早沉淀，即濃縮結(jié)晶得到的NaCl中會(huì)混有Li2CO3，最終所得Li2CO3的產(chǎn)率減小解析(2)精制Ⅰ后溶液中Li＋的濃度為2.0mol·L－1，由Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2可知，則常溫下精制Ⅱ過程中COeq\o\al(2－,3)濃度應(yīng)控制在eq\f(2.2×10－2,2.02)mol·L－1＝5.5×10－3mol·L－1以下。(3)精制Ⅰ中，加入CaO，由于CaSO4微溶于水，精制Ⅰ所得濾液中還含有一定濃度的Ca2＋，還需要除去Ca2＋，因此，精制Ⅱ的目的是加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaCO3(或除去精制Ⅰ所得濾液中的Ca2＋)，提高Li2CO3純度。操作X是為了除去剩余的碳酸根離子，防止引入雜質(zhì)離子，應(yīng)選擇的試劑是鹽酸。6．(1)溶解Fe2O3；保持體系的酸度，防止Fe3＋水解(2)4Fe2P＋11O2eq\o(=,\s\up7(90℃))4Fe2O3＋2P2O5(3)硝酸分解的速度大于硝酸分解產(chǎn)物中氧氣與磷鐵渣的反應(yīng)速度，造成了溶液中硝酸的損失吸附硝酸分解生成的O2和NO2，提高O2和NO2的利用率(4)pH增大，促進(jìn)Fe3＋水解，生成了難溶性的氫氧化鐵混入產(chǎn)品中(5)2.6×10－21解析(5)靜置后上層清液為FePO4，且反應(yīng)Fe3＋＋POeq\o\al(3－,4)=FePO4↓后剩余c(Fe3＋)為0.05mol·L－1，根據(jù)Ksp(FePO4)＝c(Fe3＋)·c(POeq\o\al(3－,4))＝1.3×10－22，所以c(POeq\o\al(3－,4))＝eq\f(1.3×10－22,0.05)mol·L－1＝2.6×10－21mol·L－1。7．(1)2FeCl3＋Ag2S=2FeCl2＋S＋2AgCl(2)12(3)1.8×10－1.32(4)8～9；pH為8～9時(shí)SOeq\o\al(2－,3)濃度較大