2025高考化學(xué)專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí)：“礦物開(kāi)發(fā)利用”型工藝流程題（含答案）

“礦物開(kāi)發(fā)利用”型工藝流程題

1.（2024?江西景德鎮(zhèn)?二模）以紅土銀鎘礦（NiS、CdO,含*°2、CuO、PbO、Fe_。,等雜質(zhì)）為原料回收

貴重金屬Ni、Cd和Cu,其工藝流程如圖所示：

空氣HAO,物質(zhì)X物質(zhì)YCO

已知：水溶液中物質(zhì)得失電子的能力可用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)［E（高價(jià)態(tài)/低價(jià)態(tài)）］衡量，E越大說(shuō)明高價(jià)態(tài)物質(zhì)的

氧化性越強(qiáng)、E越小說(shuō)明低價(jià)態(tài)物質(zhì)的還原性越強(qiáng)。

物質(zhì)Cu:/CuPb：f/Pb;,Cd;/CdFe：-/FeNf,/Ni

E/V+0.34-0.13-0.40-0.44-0.26

⑴“漿化”的目的是

（2）濾渣I中含有硫單質(zhì)，寫(xiě)出“酸浸”時(shí)NiS反應(yīng)的離子方程式；濾渣I中還含有o（填化學(xué)式）

（3）溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀時(shí)（濃度410、mol/L）的pH如下表，則物質(zhì)X不可能是；所

調(diào)pH范圍o

離子Fe1*Fe:,Cd:,Cu”

開(kāi)始沉淀的pH1.56.57.24.76.8

沉淀完全的pH3.39.99.56.79.2

a.N1C0,b.CuOc.Cd（OH）:d.NaOH

（4）電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)為o

（5）整個(gè)流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有o（填化學(xué)式）

2.（2024?山東日照.二模）某鋼礦石的主要成分為『°,'Fe：O,和S10：。一種從該礦石中提鋼的

工藝流程如下：

NaCj空氣H2sol草酸H2soi單試劑y

南一一盅南地w局TOSO,

石寸U:十

?,浸渣_PQ,

Cb儀恒萃取余液24

已知：

I.在酸性介質(zhì)中V°：具有較強(qiáng)的氧化性，能被Fe：1乙醇、草酸和酒石酸還原為VOL

L萃取劑P2°4[(C及0)1。再]對(duì)V(|V)中的\,0：，有很強(qiáng)的萃取能力，對(duì)F4U)、F《lll)、Al(lll)和其

它'『(A)微粒無(wú)萃取能力。萃取V0的平衡為：

V0-'+2(C.HO),PO.H^^VO[(C,H0),P0,1+2FT

''111"L'',T,z’上o回答下列問(wèn)題：

(1)“氯化焙燒”時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是o該步操作中三°、發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式

為。

(2)“還原”時(shí)，V0：發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(3)“操作x”為；試劑y為(填化學(xué)式)。

(4)室溫下，隨著PH值和濃度的變化，丫(氏)微粒的區(qū)位優(yōu)勢(shì)圖如下。以氧化物的性質(zhì)為分類(lèi)依據(jù)，丁。

物質(zhì)類(lèi)別為?！罢{(diào)pH”時(shí)，調(diào)節(jié)pH=2的目的是.N點(diǎn)存在平衡

3.(2024?黑龍江大慶?模擬預(yù)測(cè))硼酸(H，B°J是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料

等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg：B0H°、S10：及少量FeQ'A1：*)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝

流程如下:

溶液濾渣|

(NH)SO14，…

硼鎂礦粉一回一“過(guò)浙I如二川過(guò)濾2|——?H,BO,

I調(diào)pH=6.5

氣體----“吸t收|----------1T沉鎂I------*MgtOHhMgCOi?輕偵氧化鎂

NHMcch溶液母液

回答下列問(wèn)題：

(1)在95冤“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

(2)“濾渣1”的主要成分有。為檢驗(yàn)“過(guò)濾1”后的濾液中是否含有Fe"離子，可選用的化學(xué)試劑

是O

(3)根據(jù)a的解離反應(yīng)：H,BO.+H.O^H+B(OH)4,K4=5.81X10)可判斷H,BO,是

酸；在“過(guò)濾2”前，將溶液PH調(diào)節(jié)至3.5,目的是。

(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH：，MgCO,沉淀的離子方程式為,母液經(jīng)加熱后可返回

工序循環(huán)使用。

4.(2024?福建廈門(mén)??？寄M)水合硼酸鋅(2Z1103B-0''35H-O,不溶于冷水)在阻燃方面具有諸多

優(yōu)點(diǎn)。以鐵硼礦(主要成分為MgB°HO,以及少量Fe。,、FeO、Al0,和生。工等)和菱鋅礦(主要

成分為ZnC°yFe」O,、FeO和*0,等)為原料制備水合硼酸鋅的工藝流程如下：

稀破酸

鐵硼礦

菱餌礦

----?水合硼酸鋅

含鎂鹽溶液

已知：該工藝條件下金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的PH如下表所示:

金屬離子

Fe3+FeATzm

開(kāi)始沉淀PH1.97.03.06.28.9

完全沉淀PH3.29.04.78.010.9

回答下列問(wèn)題:

酸浸，，時(shí)，Mg：B0.H0與硫酸反應(yīng)的離子方程式為。為加快“酸浸”時(shí)的浸取速率，下列

措施中無(wú)法達(dá)到目的是（填字母）。

a.將樣品粉碎b.延長(zhǎng)浸取時(shí)間c.充分?jǐn)嚢鑔.適當(dāng)增加硫酸濃度e.適當(dāng)升高溫度

（2）濾渣1的主要成分為（填化學(xué)式）。

（3）“氧化”的目的是（語(yǔ)言敘述），H：。：也可以用NaClO代替，若“氧化”過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相

等，則消耗和NaClO的物質(zhì)的量之比為。

（4）“一次調(diào)pH，，時(shí)，調(diào)節(jié)溶液的pH=6.0,目的是。“二次調(diào)pH”時(shí)的pH范圍為。

（5）“制備”水合硼酸鋅的化學(xué)方程式為o

5.（2024?湖南衡陽(yáng)?模擬預(yù)測(cè)）CoCL可用于玻璃和陶瓷的著色劑。由含鉆可礦（C。元素主要以

Co°的形式存在，還含有Fe、Mg、Ca元素，碳及有機(jī)物等）制取氯化鉆晶體的一種工藝流程如

圖所示：

稀H2s。4、

Na2s2O5

I操作

含鉆----------9田尸漉渣I

5500c焙燒f浸取號(hào)NaClOUaq）gCO^aq）產(chǎn)濾渣2

曠粉----------J濾液］-------*二、-一?NaFf*漉渣3

pH為3.0~3.5、灌液2——ri

pH為*濾液3…*CoQ,晶體

4.0?S.0

已知：

①焦亞硫酸鈉常用作食品抗氧化劑。

②CaF.、MgF.難溶于水。

③部分金屬陽(yáng)離子形成氫氧化物沉淀的PH如表所示:

Co,Fe"Co2,Fe;-Mg;

開(kāi)始沉淀pH0.32.77.27.69.6

完全沉淀PH1.13.29.29.611.1

回答下列問(wèn)題：

（1）“5500c焙燒”的目的是。

（2）“浸取”的過(guò)程中，Na：S：O,的主要作用是（用離子方程式表示）。若用鹽酸代替

H￡0,和NaSO,的混合液也能達(dá)到目的，從環(huán)保角度分析不采用鹽酸的原因。

⑶“濾液1”中加入Na01。,溶液，反應(yīng)過(guò)程中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

（4）“濾渣2”的主要成分為（填化學(xué)式）。

（5）已知K￡CaFJ=2.7xl（ru,K/MgFJ=6.5xl（r,當(dāng)Mg「恰好沉淀完全時(shí)（濃度為1.10'molL）,

溶

液中c（Ca-（保留3位有效數(shù)字）。

（6）鉆（C。）的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。用乙醇燃料電池作為電源電解含C。'的水

溶液制備金屬鉆的裝置如圖2、3所示。

離子交離子交

乙醇

-------?

圖2

①圖3中Co電極應(yīng)連接乙醇燃料電池的極（填“a”或"b”）。

②電解過(guò)程中n室溶液pH變小，則離子交換膜2為（填“陰”或“陽(yáng)”）離子交換膜。

6.（2024?河北?模擬預(yù)測(cè)）LiMn2O4（錦酸鋰）是一種新型的鋰離子電池的正極材料。以“兩礦”［軟鎰礦（主要

成分為MnCh,含少量的CaO、MgO、Fe3O4、AI2O3和SiCh）和硫鐵礦（主要成分為FeS2）］為原料制備錦酸

鋰的流程如下：

電解液

Fc(OH),,AI(OH)nSiO2濁渣LiMn2O4

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

（1）“酸浸"時(shí)，MnCh和FeS2轉(zhuǎn)化成Mg、Fe2+、‘0；和s。若氧化產(chǎn)物S和的物質(zhì)的量之比為1:1,

寫(xiě)出“酸浸”時(shí)MnO2和FeS2發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式：,隨著硫鐵礦增加，鎰浸出速率減

小，可能的原因是。

（2）“除鐵鋁硅”時(shí)，加入H2O2的目的是,MnCCh的作用是=

（3）已知：Ksp中（MgF2）=5.0xl0」i,Ksp（CaF2）=5.0xl0-9,當(dāng)MgF2和CaF2共沉淀時(shí)，c（Ca2+）：

C（Mg2+）=O

電解”時(shí)，以惰性材料為電極，陽(yáng)極反應(yīng)式為O

（5）“灼燒”時(shí)溫度在600~750。（：，放出兩種氣體，其中一種氣體能使澄清石灰水變渾濁，寫(xiě)出該過(guò)程發(fā)生反

應(yīng)的化學(xué)方程式：。

（6）某軟錦礦含錦質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,上述流程中錦的總收率為b%,100t這樣的礦石可制得LiMmCU的質(zhì)量

為

t（寫(xiě)出用a、b表示的代數(shù)式）。

7.（2024.黑龍江哈爾濱.二模）留（Ta）和鋁（Nb）為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵元素，其單質(zhì)的性質(zhì)相似。

一種以花崗偉晶巖型鋁鋁礦（主要成分為Sl°：、Nb：。、、Ta：O、和少量的FeO、CaO、MgO等）為原料

制取鋁和鋁的流程如圖一：

“浸取”后的浸出液中含有H-TaF、H：NbF兩種二元強(qiáng)酸。

已知：①M(fèi)IBK為甲基異丁基酮:

②K/CaF/=2.5x10：K/MgF：）=64x10：KJCaSOJ=7.以"‘

（1）加快“浸取”速率可采取的措施是O

⑵“浸取”時(shí)得到的“浸渣”主要成分為（填化學(xué)式），“浸取”時(shí)還會(huì)產(chǎn)生“廢氣”，“廢氣”中除了揮發(fā)

出的HF還可能有（填化學(xué)式）。Ta：0、與氫氟酸反應(yīng)的離子方程式為。

（3）“萃取”時(shí)，若萃取劑MIBK的量一定，（填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效率更高。

（4）用金屬鈉還原K：NbF制取金屬銀的化學(xué)方程式為。

（5）但形成的晶體TaAs在室溫下?lián)碛谐叩目昭ㄟw移率和較低的電子遷移率。TaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖二所

示。詩(shī)寫(xiě)出As的配位數(shù)：。晶體的密度為g（列出計(jì)算式，阿伏伽德羅常數(shù)的值為

M）。

8.（2024江西上饒?模擬預(yù)測(cè)）稀有重金屬祖（Ta）是新興戰(zhàn)略金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天、核工業(yè)及微

電子技術(shù)領(lǐng)域。富留礦（主要成分為FeTa：°?、含Si、Al等氧化物）可用堿熔法制備Ta：°、，其工藝流程見(jiàn)

下圖：

NaOll

Na2cO3

已知：碳酸鈉的作用是降低熔融物的熔點(diǎn)和黏度；NaTaO,難溶于水。

（1）為加快“鈉堿熔融”速率，可采取的措施是（任寫(xiě)一條）。

（2）已知“鈉堿熔融”步驟中發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物為氧化物和NaTa°,,寫(xiě)出FeTa：。,,與NaOH反應(yīng)的

化學(xué)方程式：。

⑶“操作I”為,富留礦的雜質(zhì)以（寫(xiě)化學(xué)式）形式存在于“殘液”中。

（4）“鹽酸洗”的目的是=

（5）已知Ta一0、的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，晶胞參數(shù)分別為“nm、anm、bnm；a=p=7=90*o

注：1-5號(hào)小灰球位于晶胞體內(nèi)，6號(hào)小灰球位于另一個(gè)晶胞，其余小灰球位于晶胞棱上或面上。

①電負(fù)性：Ta0（填“<”或“>”），與Ta配位的氧原子有個(gè)。

②已知的式量為.，阿伏加德羅常數(shù)的值為N1,該晶胞的密度為ga】】'（列出算式）。

9.（2024?浙江?模擬預(yù)測(cè)）工業(yè)上以銘鐵礦（FeCr2O4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,含AI2O3、SiO?等雜質(zhì)）為主要原料

制備紅磯鈉（Na2Cr2O7?2H2O）的工藝流程圖如圖，回答下列問(wèn)題：

濾渣濾渣副產(chǎn)品脂2507,2也0

焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為NazCrCk,寫(xiě)出轉(zhuǎn)化過(guò)程中生成可溶性含鋁組分的化學(xué)方程

式：。

(2)下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是o

A.蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)如果長(zhǎng)時(shí)間蒸發(fā)，有利于提高Na2Cr2O7?2H2O的產(chǎn)率

B.除了Na2Cr2O7外，在上述工藝流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)還有H2s

C.含鐵元素的化合物可在中和過(guò)程中被除去

D.焙燒時(shí)氣流與礦料逆流而行，其目的是增大反應(yīng)物接觸面積，提高反應(yīng)速率

(3)蒸發(fā)結(jié)晶，盛放樣品的容器名稱(chēng)是,

(4)酸化的目的是(結(jié)合離子方程式說(shuō)明)

(5)利用氧化還原滴定法測(cè)定Na2Cr2O7?2H2O產(chǎn)品的純度，從下列選項(xiàng)中選擇合適的儀器和操作，補(bǔ)全如

下步驟［“”上填寫(xiě)一件最關(guān)鍵儀器，"()”內(nèi)填寫(xiě)一種操作，均用字母表示］。用(稱(chēng)量

產(chǎn)品2.50g)一在燒杯中T用容量瓶—用移液管(取25.00mL所配溶液于錐形瓶中)一

加入足量碘化鈉溶液一加入3滴淀粉指示劑一用(用0.1200mol?L/Na2s2。3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定)一并

且30s內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL

儀器：a.堿式滴定管；b.酸式滴定管；c.電子天平；d.托盤(pán)天平；

操作：e.加硫酸溶解；f.加鹽酸溶解；g.配制250mL溶液；h.觀(guān)察到溶液藍(lán)色褪去：i.觀(guān)察到溶液變成藍(lán)色

(6)若以鋁鐵礦為原料制備mkg硼化銘(CrB),在工藝流程中Cr損失b%,則至少需要銘鐵礦的質(zhì)量為

kg(用含字母的計(jì)算式表示)。

10.(2024?湖南岳陽(yáng).一模)某工廠(chǎng)采用如下工藝處理銀鉆礦硫酸浸取液(含用一、Co；、Fe'+、Fe：、

Mg.和Mn：)。實(shí)現(xiàn)鉆、保、鎂元素的回收。

混合氣

石灰乳(SO2+空氣)NaOHNaOU

硫酸浸取液上層清液

濾渣鉆模渣沉渣

已知:

物質(zhì)

F?OH)?Co(OH),Ni(OH),Mg(OH)2

101410'10410J

回答下列問(wèn)題:

(1)基態(tài)Co原子的價(jià)層電子軌道表示式為o

(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(guò)一硫酸(已知的電離方程式

為：H,SO,=H+HSO,、HS°，=H+S0;)?！把趸?，，中先用石灰乳調(diào)節(jié)pH?4,再加入“混合氣，，，

Mn”被氧化為MnO：,該氧化還原反應(yīng)過(guò)程的離子方程式為：；得到濾渣的主要成分

為Mn。?、(填化學(xué)式)。

(3)“沉鉆鎮(zhèn)”中得到的在空氣中可被氧化成°Hi,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

(4)“沉鎂”中為使Mg沉淀完全(25。。，需控制pH不低于(精確至0.1)。

(5)鉆銀渣是濕法煉鋅凈化渣之一，其中含有少量Co(U)、Cd(H)、Fe(U)、Ni(口)的硫酸鹽及氫氧化物。

利用以下工藝流程回收金屬并制備氧化鋅：

ZnCO3，xZn(OH卜

濾渣海綿CdCo(OHb濾渣ZnSO4

下列說(shuō)法正確的是：(填標(biāo)號(hào))。

A.粉碎礦渣、升高溫度均可以提高“溶浸”率

B.通過(guò)高溫焙燒可以將ZnCO「vZn(OH)：制得氧化鋅

C.根據(jù)中$的化合價(jià)分析，Na：S：O、具有強(qiáng)還原性

D.Co(°H1可與濃鹽酸反應(yīng)生成"ImolCo(OH)慘與反應(yīng)可生成112LC1：

[Co（NH」Cl]CL可用作聚氯乙烯的染色劑和穩(wěn)定劑。氨氣中H-N-H的鍵角比該配合物中

H-N-H的鍵角小，其原因是。

11.（2024.遼寧葫蘆島.二模）'10：常用于玻璃、陶瓷中作染色劑，含鋁合金鋼具有韌性好、高溫塑性強(qiáng)

等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造機(jī)床結(jié)構(gòu)部件。工業(yè)上常用鋁鋼混合礦（主要成分為“:0、，還含Si°【、

Al2。,、PbS、NiS等雜質(zhì)）提取高熔點(diǎn)金屬單質(zhì)鋁和其工藝流程如圖所示。

。2、Na2CO}Na2s氣體YNH4C1NH4C1HC1Al

鈕用謳_1_--------_1__::_----------f_1_<.1__I

詈*訓(xùn)岡——隨卜源法iv-*MO

氣體X濾渣I濾渣II濾渣IIINH'VO’T^^f丫?。）

已知：

①，，焙燒，，時(shí)將金屬元素轉(zhuǎn)化為氧化物，S1。：、M。。,、\10、、R一。，和Pbo均可與純堿反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的

鈉鹽，而NQ不行。

②“氣體X”為混合氣體，經(jīng)處理后得“氣體Y”。

③K/PbS）TO\K」Pb（OH）jTO",Pb（OH）,（s）+0H網(wǎng)）=沖（0電]阿辰=什

④“濾渣IV”主要成分是（卜舊?》）MoO42H.MOO4。

回答下列問(wèn)題：

（1）“焙燒”時(shí)，采用逆流式投料，且分批加入鋁鋼混合礦、碳酸鈉粉末，其目的是,M。4參與反

應(yīng)的化學(xué)方程式為o

（2）“氣體X”經(jīng)洗氣操作可獲得較純凈的“氣體Y”，洗氣時(shí)選擇的試劑是,“濾渣巫”的主要成分是

（填化學(xué)式）。

（3）“沉鉛”過(guò)程中,總反應(yīng)為呼°叼（叫）+S，（aqiuPbS（s）+3°H"則該反應(yīng)的平衡常數(shù)

K=0

⑷“沉鈿’后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，將所得固體進(jìn)行燃燒，當(dāng)固體質(zhì)量減少16.8t時(shí)，理論上制得V：。，的

質(zhì)量為tO

（5）“濾渣IV”中需要加入稍過(guò)量的Al還原（地』）MOO4制MO，加入稍過(guò)量Al的原因

是O

12.（2024?安徽合肥??？寄M）某工廠(chǎng)采用如下工藝處理鍥鉆礦硫酸浸取液（含NL、Co：'、Fe：、

Fe沁、Mg：和Mn：),實(shí)現(xiàn)保、鉆、鎂元素的回收。

混合氣

石灰乳(SO+空氣)NaOHNaOH

J1.聲前I，tU,.I

硫酸浸取液一廠(chǎng)氧化產(chǎn)汩沉鉆銀產(chǎn)梅上層清液

II

灌渣鉆銀渣沉渣

回答下列問(wèn)題：

(1)工業(yè)上用一定濃度的硫酸浸取已粉碎的保鉆礦并不斷攪拌，提高浸取速率的方法為(答

出一條即可)。

⑵“氧化”時(shí)，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(guò)一硫酸(H$Os),其中$元素的化

合價(jià)為O

(3)已知:H,SO.的電離方程式為H：SO-H+HSO、、HSO.=H'+S。；-

①“氧化”時(shí)，先通入足量混合氣，溶液中的正二價(jià)鐵元素Fe(U)被HfO,氧化為Fe/SOj,該反應(yīng)的離

子

方程式為；再加入石灰乳，所得濾渣中主要成分是Mn。：、。

②通入混合氣中SO：的體積分?jǐn)?shù)與Mn川i氧化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，若混合氣中不添加SO【，相

同時(shí)間內(nèi)Mn川)氧化率較低的原因是；S。：的體積分?jǐn)?shù)高于9。％時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)Mn氧化

率開(kāi)始降低的原因是o

(4)①將“鉆銀渣”酸溶后，先加入NaClO溶液進(jìn)行“鉆鍥分離”，寫(xiě)出“鉆保分離”反應(yīng)生成

沉淀的離子方程式：。

②若“銀鉆分離”后溶液中,似")■LOmolL，,加入溶液，沉銀,，后的濾液中

因沉淀減少的c(Ni")

egMO'molL1則沉銀率.。［已知：rp(MC0()=1,0x10；沉鍥率=初始C(NF)

.(2024?江蘇.模擬預(yù)測(cè))以圖硫鋁土礦(主要成分為AbCh、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金屬硫酸鹽)為

原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：

空氣、少量CaONaOH溶液FeS2

濾液SO,

(1)添力口l%CaO和不添力口CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線(xiàn)如圖1所示。

80

%

/

%60

線(xiàn)

740

造

20

0

2004006008001000

焙燒溫度江

圖-1

焙燒后礦粉中硫元一總質(zhì)一

已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600汽；硫去除率=(1-焙燒前'『粉中硫兀去總成。)x100%。

①不添加CaO的礦粉在低于500汽焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來(lái)源于o

②70CTC焙燒時(shí)，添加l%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因

是O

(2)“過(guò)濾”得到的濾液中含[A1(OH)4]-,通入過(guò)量CO2,其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為o

(3)“過(guò)濾”得到的濾渣中含大量的Fe2Ch.Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2,理論上

完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=。

(4)FeS2的一種晶體與NaCl晶體的結(jié)構(gòu)相似，在FeS2晶體中，每個(gè)S原子與三個(gè)Fez+緊鄰，且Fe-S間距

相等，圖-2給出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞體心的($；中的S—S鍵位于晶胞體對(duì)角線(xiàn)上，晶胞

中的其他已省略)。在答題卡的圖中用“一”將其中一個(gè)S原子與緊鄰的Fe2+連接起來(lái)。

圖-2

焙燒生成的SO2用石灰乳吸收得到CaSCh漿料，以CaS03漿料制備N(xiāo)aHSCh溶液的實(shí)驗(yàn)方案

為o

已知：2CaSCh+Na2SC）4+H2so4+4H2O=2（CaSO4-2H2O）+2NaHSO3；CaSO#2H2O難溶于水；pH=4~6溶液中

HSCb能大量存在。實(shí)驗(yàn)中可選用：3moi-L-iNa2so4,3molL-iH2SO4,lmol-L-iNaOHo

14.（2024?廣東廣州.三模）五氟化睇pbF、）是非常強(qiáng)的路易斯酸其酸性是純硫酸的is。。萬(wàn)倍。以某礦

（主要成分為Sb°：,含有少量CuO、PbO、As：。,等雜質(zhì)）為原料制備SbF.的工藝流程如圖。

已知：I.CuS、PbS的舄分別為60*10"'、90>10\

nA'.a微溶于水、洪難溶于水，它們均為兩性氧化物；Sboci難溶于水。

回答下列問(wèn)題：

（1）浸出時(shí)少量Sb,。，轉(zhuǎn)化為sboci,為“濾渣1”的成分，加入氨水對(duì)其“除氯”轉(zhuǎn)化為Sb,。，，不宜用

NaOH溶液代替氨水的原因?yàn)?

c|：Cu0111101cpb：

（2）已知：浸出液中：^°L、（）-0lOmolLq在，，沉淀，，過(guò)程中，緩慢滴加極稀的硫

c（Pbi，）

化鈉溶液，先產(chǎn)生的沉淀是（填化學(xué)式）；當(dāng)CuS、PbS共沉?xí)r，.Cui）。

（3）“除碑”時(shí)，H：P°：轉(zhuǎn)化為該反應(yīng)的離子方程式為。

（4）在“電解”過(guò)程中，以惰性材料為電極，陰極的電極反應(yīng)式為；“電解”中睇的產(chǎn)率與電壓大小關(guān)

系如圖所示。當(dāng)電壓超過(guò)UoV時(shí)，睇的產(chǎn)率降低的原因可能是。

SbF、與KMnF.反應(yīng)，首次實(shí)現(xiàn)了用化學(xué)方法制取F：,同時(shí)生成KSbE.和MnF,,若生成33.6LF2(標(biāo)準(zhǔn)狀

況)，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為(設(shè)N\為阿伏加德羅常數(shù))

15.(2024?安徽安慶?模擬預(yù)測(cè))鈿(Bi)及其化合物在電子材料等領(lǐng)域有著廣泛作用。以某鈿礦(主要

成分為MnSO',主要雜質(zhì)Feq和SiQ)制取并回收錦的工藝流程如下：

濃鹽酸Bi粉NaOH溶液NaOH溶液

下L水浸IIII__

I祕(mì)礦「提鎰一浸出一?還原一?沉秘-----?脫氯一>Bi.O,

|||(pH=12.0)--------

濾渣1淀渣2濾液3I

浸出液1dFe"尸0.05mol/L濾液4

含Mn"------?回收Mn

按要求回答下列問(wèn)題。

(1)元素Bi較同主族N的周期數(shù)大4,寫(xiě)出基態(tài)Bi原子的價(jià)層電子排布式。

(2)濾渣1的主要成分的晶體類(lèi)型為o

(3)“還原”步驟中Bi粉的作用為。

(4)已知BEL在2.0<pH<11.0的環(huán)境中，易水解成BiOCl沉淀。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

⑸已知：常溫下，^'"[Fe|0H，J-5xl°，T；“沉鈿”步驟得到BiOCl沉淀。止匕“沉鈿”步驟控制溶液的pH

范圍為O

(6)B1。，(相對(duì)分子質(zhì)量為Mr)的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(棱長(zhǎng)為apm)?？?,0,的化學(xué)式為.

晶胞密度為(用含a、Mr、上’\的代數(shù)式表示；"'為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

*Bi

OO

“礦物開(kāi)發(fā)利用”型工藝流程題

1.（2024?江西景德鎮(zhèn)?二模）以紅土銀鎘礦（NiS、CdO,含Sl°.、CuO、PbO、

等雜質(zhì)）為原料回收貴重金屬Ni、Cd和Cu,其工藝流程如圖所示:

空氣H?SO,物質(zhì)X物質(zhì)YCO

￡_lJLJLJL

銀福礦T漿化I陂浸凈化H電解占固體T氣化i金網(wǎng)B

IjrIi

濾渣1濾渣11金屬A濾液1Ni（CO）AANi

已知：水溶液中物質(zhì)得失電子的能力可用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)［E（高價(jià)態(tài)/低價(jià)態(tài)）］衡量，

E越大說(shuō)明高價(jià)態(tài)物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)、E越小說(shuō)明低價(jià)態(tài)物質(zhì)的還原性越強(qiáng)。

物質(zhì)Cu;1/CuPb-1/Pb-'Cd27CdFe”/FeNf/Ni

E/V+0.34-0.13-0.40-0.44-0.26

⑴“漿化”的目的是=

（2）濾渣I中含有硫單質(zhì)，寫(xiě)出“酸浸”時(shí)NiS反應(yīng)的離子方程式；濾渣I中還

含有。（填化學(xué)式）

（3）溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀時(shí)（濃度410、mol/L）的pH如下表，則物質(zhì)

X不可能是；所調(diào)pH范圍o

離子

Fes+Fe:1Cd:,Cu;,Ni”

開(kāi)始沉淀的pH1.56.57.24.76.8

沉淀完全的pH3.39.99.56.79.2

NiCOCd(OH).

sb.CuOd.NaOH

(4)電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)為0

(5)整個(gè)流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有o(填化學(xué)式)

【答案】

(1)增大接觸面積，加快酸浸反應(yīng)速率

⑵2NiS+Ch+4H+=2Ni2++2S+2H2。SiCh、PbSO4

(3)d3.3-4.7

(4)Ni2++2e-=Ni、Cd2++2e-=Cd

(5)Ni、CO、H2SO4

【詳解】銀鎘礦漿化，然后通入空氣加入稀硫酸進(jìn)行酸浸，硫化鎮(zhèn)和金屬氧化物

溶于稀硫酸得到硫酸鹽，二氧化硅不反應(yīng)，PbSO4不溶，過(guò)濾得到含有二氧化

硅、硫酸鉛的濾渣I和濾液；向?yàn)V液中加入鎮(zhèn)的不溶物調(diào)節(jié)pH,將溶液中鐵離子

轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，X可以是碳酸鎂或氧化鎂等，過(guò)濾得到含有氫氧化鐵的濾

渣n和濾液；結(jié)合電極電位和不引入雜質(zhì)，可向?yàn)V液中加入Y銀，置換出銅離子

為銅，過(guò)濾得到含有銅、銀的金屬A和硫酸鎮(zhèn)、硫酸鎘的濾液；濾液經(jīng)電解、過(guò)

濾得到含有鎘和銀的固體和稀硫酸溶液；固體通入一氧化碳?xì)饣蛛x得到Ni(CO)

4和鎘；Ni(CO”受熱分解得到保以及CO,則該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)

為一氧化碳、硫酸和銀等。

(1)“漿化”的目的是增大接觸面積，加快酸浸反應(yīng)速率，提高某些金屬元素浸取

率。

(2)空氣中氧氣具有氧化性，酸性條件下氧化NiS得到硫單質(zhì)，反應(yīng)為：

2NiS+O2+4H+=2Ni2++2S+2H20；由分析可知，濾渣I中還含有SiCh、PbS04；

(3)向?yàn)V液中加入不溶物X和溶液中氫離子反應(yīng)調(diào)節(jié)pH,將溶液中鐵離子轉(zhuǎn)化

為氫氧化鐵沉淀，而其它離子不沉淀，則需調(diào)pH范圍為3.3-4.7；氫氧化鈉溶液堿

性太強(qiáng)且會(huì)引入鈉離子，不合適，N1CO\CuO、Cd[OH均為固態(tài)且和氫離子

反應(yīng)能調(diào)節(jié)pH不引入其它雜質(zhì)，合適；故選d；

(4)電解時(shí)陰極的保離子、鎘離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)，電極

反應(yīng)為Ni2++2e—=Ni、Cd2++2e—=Cd；

(5)由分析可知，整個(gè)流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有Ni、CO、H2SO4O

2.(2024?山東日照.二模)某鋼礦石的主要成分為U5、R°、Fe。和&0入

一種從該礦石中提帆的工藝

流程如下：

NaClj空氣H2SO4草酸

筑化

焙燒VOSQi

浸渣

已知：

I.在酸性介質(zhì)中具有較強(qiáng)的氧化性，能被Fe：'、乙醇、草酸和酒石

酸還原為V。：’。

限萃取劑P2°4[CH°1『°間對(duì)\，(1\')中的\,0】

’有很強(qiáng)的萃取能力，

對(duì)Fe(n)、Al(lll)和其它V(W)微粒無(wú)萃取能力。萃取vo的

平衡為:V0"+2CHOLPO：H=VO[CH"POJ+2H：回

答下列問(wèn)題：

(1)“氯化焙燒”時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是o該步操作中『5

發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

⑵“還原”時(shí)，V°：發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為o

(3)“操作x”為；試劑y為(填化學(xué)式)。

(4)室溫下，隨著PH值和濃度的變化，'、’(氏)微粒的區(qū)位優(yōu)勢(shì)圖如下。以

氧化物的性質(zhì)為分類(lèi)依據(jù)，物質(zhì)類(lèi)別為?！罢{(diào)PH”時(shí)，調(diào)節(jié)

PH=2的目的是；N點(diǎn)存在平衡

pH

【答案】

(1)使得反應(yīng)物充分接觸，使得反應(yīng)更充分且能加快反應(yīng)速率

焙燒

2V,0,+4NaCl+O.----4NaVO,+2Cl,

414

(2)2VO；+HJC2O4+2H-2VO+2HiO+2COJ?

(3)分液H2so4

兩性氧化物保證V以VO：'微粒存在，利于其萃取分離出來(lái)

1產(chǎn)

【詳解】鋼礦石、氯化鈉、空氣氯化焙燒生成氯氣和含有NaVCh混合

物，加入硫酸酸浸，二氧化硅不反應(yīng)成為濾渣，濾液加入草酸，vo：和

草酸反應(yīng)生成,加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH后加入萃取劑萃取分離出有機(jī)

層，有機(jī)層加入硫酸反萃取后分液得到水層含有VOSO4；

（1）“氯化焙燒”時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是使得反應(yīng)物充分接觸，

使得反應(yīng)更充分且能加快反應(yīng)速率。該步操作中［1°、和氯化鈉、空氣中

氧氣高溫反應(yīng)生產(chǎn)NaVCh和氯氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為

焙燒

2V;O,+4NaClW:---4NaVO,+2Cl,

（2）已知：在酸性介質(zhì)中V0：具有較強(qiáng)的氧化性，能被Fe1、乙醇、草

酸和酒石酸還原為V0：'；“還原”時(shí)，和草酸反應(yīng)生成V0：、二氧

化碳和水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

;

2VO；+H,C,O4+2H=2V0+2H.O+2CO,?

（3）“操作x”為將VO=從有機(jī)層中反萃取到水層中，然后分液分離出水

層，故操作為分液；萃取V0：的平衡為：

VOJ2（C、HQ）：PO：H=VO［（CHQ）,POj+*,且得到

VOSO4,則試劑y為H2s04,硫酸使得溶液中氫離子濃度增大促使萃取平

衡逆向移動(dòng)生成VOSO4；

（4）由圖可知，在酸性溶液中轉(zhuǎn)化為在堿性溶液中轉(zhuǎn)化為

"0：故為兩性氧化物；已知，萃取劑

P204［CH：0)：PO：H］對(duì)V(|V)中的V0：，有很強(qiáng)的萃取能力，對(duì)

F?ll)、FaJII)、Al(lll)和其它V(N)微粒無(wú)萃取能力，“調(diào)pH”時(shí)，調(diào)

節(jié)PH?［的目的是將保證V以VO：,微粒存在，利于其萃取分離出來(lái)；

鵬＜0,+5”;^2\'。"+珀】0平衡常數(shù)只受溫度的影響，用M點(diǎn)平

衡常數(shù)相同，由M點(diǎn)可知，其平衡常數(shù)的數(shù)值為

c2(VO:1)10

c(HV,Ojc*(H')10,JxlO4,1,

3.(2024?黑龍江大慶?模擬預(yù)測(cè))硼酸是一種重要的化工原

料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含

M&B0.HO、S1。：及少量Fe1O,、A1Q,)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂

的工藝流程如下：

(NHOzSO.溶液濾渣1

劇鎂礦粉一41國(guó)一T過(guò)』11調(diào)PHMf過(guò)02|——?H.BO,

調(diào)pH=6.5

氣體---T吸收|----------1沉］鎂I------*Mg(OHhMgCOj~~?輕質(zhì)輒化鎂

NHJJCCh溶液母液

回答下列問(wèn)題：

⑴在95久“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式

為。

(2)“濾渣1”的主要成分有o為檢驗(yàn)“過(guò)濾1”后的濾液中是否含

有Fe2離子，可選用的化學(xué)試劑是。

(3)根據(jù)H，B。，的解離反應(yīng)：

H,BO,+H：O=H'+B(OH),K=581xl0"，可判斷H,BO,是

酸；在“過(guò)濾2”前，將溶液PH調(diào)節(jié)至3.5,目的是o

(4)在“沉鎂”中生成MgCO:沉淀的離子方程式為,

母液經(jīng)加熱后可返回工序循環(huán)使用。

【答案】

(1)NH,+NH4HCO,=(NH4).CO,

⑵*。2、Fe_。,、Al.o,KSCN

⑶一元弱轉(zhuǎn)化為促進(jìn)析出

⑷2Mg：'+3C0；+2H.0=Mg(0H),MgCOjX+2HC0,溶浸

【詳解】硼鎂礦(含Mg2B2O5-H2O、SiO2及少量Fe2O3、AI2O3)加入硫酸鏤

溶液，得到氣體，根據(jù)硼鎂礦和硫酸鏤化學(xué)式知，得到的氣體應(yīng)為

NH3,用NH4HCO3吸收NH3得到(NH4)2CC>3；過(guò)濾得到的濾渣1應(yīng)為難

溶于硫酸鏤溶液的SiO2、FezCh、AI2O3；調(diào)節(jié)濾液pH=3.5再過(guò)濾得到

H3BO3,此時(shí)濾液中主要含有MgSCU,向?yàn)V液中加入碳酸鏤進(jìn)行沉鎂，

得到Mg(OH)2?MgCCh,加熱分解可以得到輕質(zhì)MgO；母液中含有

(NH4)2SO4;據(jù)此分析；

(1)硼鎂礦(含Mg2B2O5-H2O、SiO2及少量Fe2O3、AI2O3)加入硫酸鏤溶

液，得到氣體，根據(jù)硼鎂礦和硫酸鏤化學(xué)式知，得到的氣體應(yīng)為NH3,

氨氣為堿性氣體，能和酸式鏤鹽反應(yīng)生成正鹽，反應(yīng)方程式為

NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3；故答案為NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3；

(2)根據(jù)上述分析，濾渣1為SiO2、Fe2O3、AI2O3；檢驗(yàn)Fe3+,常用

KSCN溶液，取少量濾液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變紅，則說(shuō)

明含有Fe3+,反之不含有，故答案為SiO2、Fe2O3、AI2O3；KSCN；

(3)根據(jù)題目信息可知H3BO3能發(fā)生一步電離，且電離平衡常數(shù)很小，

所以為一元弱酸；在“過(guò)濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,有利于析出

H3BO3,如果溶液pH較大，得不到硼酸而得到硼酸鹽；故答案為一元

弱；轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進(jìn)析出；

(4)在“沉鎂”中鎂離子和碳酸根離子發(fā)生雙水解和復(fù)分解反應(yīng)生成

Mg(OH)2?MgCO3沉淀，離子方程式為

2Mg2++3CO+2H2O=Mg(OH)2MgCO3；+2HCO(或2Mg2++2CO+H?0=

Mg(OH)2MgCO3；+CO2t);母液加熱分解后生成硫酸鏤溶液，可以返回

“溶浸”工序循環(huán)使用；故答案為

2._2一

2Mg2++3CO：+2H2O=Mg(OH)2MgCO3；+2HCO(或2Mg2++2CO；+H?0=

Mg(OH)2-MgCO3；+CO2t);溶浸。

4.(2024?福建廈門(mén)??？寄M)水合硼酸鋅(2ZnO-3B^15H2°,不

溶于冷水)在阻燃方面具有諸多優(yōu)

點(diǎn)。以鐵硼礦(主要成分為兇。上。.H.0,以及少量

Fe：0,、FeO,ALO,和SiO^等)和菱鋅礦(主要成分為

ZnCOj,Fe,OrFeO和Si。：等)為原料制備水合硼酸鋅的工藝流程如

下：

稀破酸

鐵硼礦