專題10物質的轉化與工藝流程

1．（2025·重慶·高考真題）硒(Se)廣泛應用于農業(yè)和生物醫(yī)藥等領域，一種利用H2Se熱解制備高純硒的流程

如下：

已知H2Se的沸點為231K，回答下列問題：

(1)真空焙燒時生成的主要產物為，其中Se的化合價為，Al元素基態(tài)原子的電子排布式

為。Al2Se3

(2)氫化過程沒有發(fā)生化合價的變化，Al元素轉化為Al2O3·xH2O，則反應的化學方程式為。

(3)熱解反應：。冷凝時，將混合氣體溫度迅速降至500K得到固態(tài)硒。Se

由氣態(tài)直接轉變H2為Se固g態(tài)?的S過e程g稱+為H2gΔH。>迅0速降溫的目的；冷凝后尾氣的成分為(填化學

式)。

(4)Se的含量可根據行業(yè)標準YS/T226.12-2009進行測定，測定過程中Se的化合價變化如下：

稱取粗硒樣品0.1000g，經過程①將其溶解轉化為弱酸H2SeO3，并消除測定過程中的干擾。在酸性介質中，

-1

先加入0.1000mol·LNa2S2O3標準溶液40.00mL，在加入少量KI和淀粉溶液，繼續(xù)用Na2S2O3標準溶液滴定

至藍色消失為中點(原理為)，又消耗8.00mL。過程②中Se(IV)與Na2S2O3

反應的物質的量之比為1：I24，+2且N反a2應S2最O3快=。2過Na程I+③N的a2S離4O子6方程式為。該樣品中Se的質量分數

為。

【答案】(1)

22621

(2)?21s2s2p3s3p

(3)Al2S3+凝x華+3H2O減=少Al2O3·xH生2成O+，3提H2高SeSe產率，

(4)H2Se9H42.8%H2Se

+?

【分析】粗4HSe+加H入2S鋁eO粉3焙+燒4I得=到2I2+S，e通+入3H水2O蒸氣氫化得到，脫水后熱解發(fā)生反應：

，冷凝后得到精Se；Al2Se3H2SeH2Seg?Seg+

H【2詳g解】（1）Al是IIIA族元素，化合價為+3價，則Se化合價為-2價；鋁的基態(tài)電子排布式為；

22621

1s2s2p3s3p

（2）“氫化”過程是與水蒸氣反應生成，化學方程式為；

（3）從氣態(tài)變?yōu)楣藺態(tài)l2的Se過3程為凝華；已知熱H解2S正e向g是吸熱反應，降溫Al2時S3，+為x+避3免H平2O衡=逆Al向2O移3·x動H，2O需+3要H迅2S速e

冷凝Se蒸汽，故目的是減少生成，提高Se產率；尾氣種含有以及少量的；

（4）反應③是被KI還H原2Se為Se的過程，離子方程式為：H2H2Se；

+?

第一次加入40.00SmeLIV的溶液和KI溶液，二者同時做還原4劑H，+將H2SeO3+還4原I為=S2eI，2+第S二e次+再3H加2O入同

濃度的滴定上一N步a2S生2O成3的碘單質，整個過程相當于48mL0.1moHl/L2S的eO3溶液與反應，

根據已知Na條2S件2O3Se(IV)與反應的物質的量之比為，則ⅣNa2S2O3H2SeO3，

1-3-3

223

樣品中的含量：NaSO。1:4nSe=4×48×10×0.1=1.2×10mol

Se-3

1.2×10mol×79g/mol

2．（2024·重慶·高考真題）0含.1g釕()催×化10劑0%在=能9源4.8等%領域應用廣泛。方是制備負載型釕催化劑

的前驅體。一種制備高純Ru的技術路線如下(部分試劑、Ru步(N驟O及)N反O應3條3件略)。

稀鹽酸Ru(NO)NO33稀硝酸

KNO2,KOH

323333

回Ru答Cl下?列3H問O題：→①Ru(NO)Cl②→Ru(NO)(OH)③→Ru(NO)NO

(1)已知基態(tài)的核外電子排布式為，則在元素周期表中位于第周期第族。

71

中，Ru的空間結構為。[Kr]4d5sRu

-

K(2N)為O2驗證NO2與形成了配位鍵，對所得的表征結果如圖所示，表征所用儀器是_______。

RuNORu(NO)Cl3

A．核磁共振儀B．質譜儀C．紅外光譜儀D．X射線衍射儀

(3)步驟①中無氣體生成，除生成配合物外，生成的鹽還有(填化學式)。

(4)步驟②生成的為難Ru溶物，反應的化學方程式為。

(5)步驟③在加入稀Ru硝(N酸O前)O，H需3要將難溶物加入溶液中，以除去殘留的；為使沉淀完全，濃

--+

度應大于。(已知的AgNO3)ClClAg

-10

(6)受mo熱l/易L分解，在AgClK時sp完=1全.8分×解10，失重率為，剩余固體為的氧化物，則該氧化

物的Ru化(N學O)式N為O33。660K58%Ru

【答案】(1)五ⅧV形

(2)C

(3)KNO3、KCl

(4)

(5)Ru(NO)Cl3+3KOH=Ru(NO)(OH)3↓+3KCl

?5

1.8×10

(6)RuO2

【分析】根據流程可知，第①步發(fā)生反應

，第②步發(fā)生反應2RuCl3?3H2O+3KNO2+，2H第C③l=步2R發(fā)u生(N反O)應Cl3+KNO3+2KCl+

7H2ORu(NO)，Cl據3+此3K分O析H=解R答u(。NO)(OH)3↓+3KClRu(NO)(OH)3+

3【H詳NO解3】=（Ru1(）N根O)據NROu3的3+價3電H子2O排布式為[Kr]4d75s1，Ru在周期表中的位置是第五周期第Ⅷ族；成鍵電子

-

－2

對為2，孤對電子為=1，價電子互斥模型為平面三角形，空間構型為V形；NO

5+12×2

（2）圖為吸收波譜的譜2圖，為紅外光譜，測量儀器為紅外光譜儀，答案選C；

（3）步驟①中加入NaNO2，亞硝酸鈉發(fā)生歧化反應，反應無氣體生成，根據氧化還原反應配平該反應為

，生成的鹽還有KNO3、KCl；

2（R4u）C步l3驟?3②H2O生+成3K的NO2+2HCl=2為Ru難(N溶O物)C，l3反+應K的NO化3學+2方K程Cl式+為7H2O；

（）為使沉淀完全Ru，(N則O)OH＜3-5，濃度應大于Ru(NO)Cl3+3KOH=Ru(NO)(OH)3↓+3KCl

5c()1×10mol/L-10mol/L

KspAgCl1.8×10

--+??5?5

（6）設分解Cl1molCl，其質量為317Ag，g當時完c全(Cl分)解=，1失×1重0率=為1.8×，10剩余固體質量為

317g×(1－58%)=13R3.u1(4NgO，)根N據O3R3u守恒，n(Ru)=1mol，其66含0K有的Ru質量為101g，剩余58固%體為的氧化物，

－

則n(O)=，即固體中n(Ru)∶n(O)=1∶2，則該氧化物的化學式為RuO2。Ru

133.14g101g

3．（2023·重16慶g/m·高ol考真≈題2m）ol是一種用途廣泛的磁性材料，以為原料制備并獲得副產物

水合物的工藝如下。Fe3O4FeCl2Fe3O4CaCl2

時各物質溶度

積見下表：25℃

物質

232

溶度積Fe(OH)Fe(OH)Ca(OH)

?17?39?6

回答下列K問sp題：4.9×102.8×105.0×10

(1)中元素的化合價是和。的核外電子排布式為。

2?

(2)F反e3應O釜41F中e的反應需在隔絕+空2氣條件下進行，O其原因是。

(3)反應釜2中，加入和分散劑的同時通入空氣。

①反應的離子方程式為CaO。

②為加快反應速率，可采取的措施有。(寫出兩項即可)。

(4)①反應釜3中，時，濃度為，理論上不超過。

2+

25℃Ca5.0mol/LpH

②稱取水合物，加水溶解，加入過量，將所得沉淀過濾洗滌后，溶于熱的稀硫酸中，

用CaCl21.0標00準g溶液滴定，消耗Na2。C2滴O定4達到終點的現象為，該副產物中

的質0.1量0分00數m為ol/LKMnO。424.00mLCaCl2

【答案】(1)+31s22s22p6

(2)防止二價鐵被空氣中氧氣氧化為三價鐵

(3)適當升高溫度、攪拌

2+2+

(4)411CaO+6最H2后O+半4滴Fe標準+O液2=加4入Fe后O，H溶3+液4變Ca為微紅色，且半分鐘內不變色66.6%

【分析】溶液加入氧化鈣生成氫氧化亞鐵，溶液加入氧化鈣和空氣生成氫氧化鐵，反應釜1、2

中物質混合FeC后l2調節(jié)pH，加壓過濾分離出沉淀處理F得eC到l2四氧化三鐵，濾液處理得到氯化鈣水合物；，

【詳解】（1）可以寫成，故元素的化合價是和+3。為氧原子得到2個電子形成

2?

的，核外電子排Fe3布O式4為1s22s22Fpe6O；?Fe2O3Fe+2O

（2）空氣中氧氣具有氧化性，反應釜1中的反應需在隔絕空氣條件下進行，其原因是防止二價鐵被空氣中

氧氣氧化為三價鐵；

（3）①反應釜2中，加入和分散劑的同時通入空氣，氧氣將二價鐵氧化三價鐵，三價鐵與氧化鈣和

水生成的氫氧化鈣生成氫氧化Ca鐵O，反應的離子方程式為。

2+2+

②為加快反應速率，可采取的措施有適當升高溫度、攪4拌Ca等O+；6H2O+4Fe+O2=4FeOH3+4Ca

（4）①反應釜3中，時，濃度為，反應不能使鈣離子生成沉淀，防止引入雜質，故此

2+

25℃Ca5.0mol/L

時，pOH=3，pH=11，故理論上不超過11。

sp?6

-K5.0×10-3

2+

②c高O錳H酸=鉀溶cC液a紫紅=色，5故.0滴定=達1.0到×終1點0的m現ol/象L為：最后半滴標準液加入后，p溶H液變?yōu)槲⒓t色，且半分鐘

內不變色；

氯化鈣和草酸鈉轉化為草酸鈣沉淀，草酸鈣沉淀加入硫酸轉化為草酸，草酸和高錳酸鉀發(fā)生氧化還

原反應：CaC2O4，結合質量守恒可知，

-+2+

2MnO4+5H2C2O4+6H=10CO2↑+2Mn+8H2O5CaCl2～5H2C2O4～

，則該副產物中的質量分數為-35。

-0.1000×24×10mol×2×111g/mol

【2M點nO睛4】CaCl21.000g×100%=66.6%

4．（2022·重慶·高考真題）電子印制工業(yè)產生的某退錫廢液含硝酸、錫化合物及少量Fe3+和Cu2+等，對其處

理的流程如圖。

Sn與Si同族，25℃時相關的溶度積見表。

化學式Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)Fe(OH)3Cu(OH)2

溶度積1.0×10-564×10-382.5×10-20

(1)Na2SnO3的回收

①產品Na2SnO3中Sn的化合價是。

2+2+

②退錫工藝是利用稀HNO3與Sn反應生成Sn，且無氣體生成，則生成的硝酸鹽是，廢液中的Sn

易轉化成SnO2·xH2O。

③沉淀1的主要成分是SnO2，焙燒時，與NaOH反應的化學方程式為。

(2)濾液1的處理

①濾液1中Fe3+和Cu2+的濃度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是。

②25℃時，為了使Cu2+沉淀完全，需調節(jié)溶液H+濃度不大于mol?L-1。

(3)產品中錫含量的測定

4+2+-1

稱取產品1.500g，用大量鹽酸溶解，在CO2保護下，先用Al片將Sn還原為Sn，再用0.1000mol?LKIO3

—

標準溶液滴定，以淀粉作指示劑滴定過程中IO被還原為I，終點時消耗KIO3溶液20.00mL。

?

①終點時的現象為，產生I2的離子反應方3程式為。

②產品中Sn的質量分數為%。

高溫

【答案】(1)+4價Sn(NO3)2、NH4NO3SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O

-7

(2)Fe(OH)32×10

-+

(3)滴入最后半滴KIO3標準溶液，溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內不褪色IO+5I+6H=3I2+3H2O

?

47.6%3

【分析】由題給流程可知，向退錫廢液中加入氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液pH為1.5，將錫的化合物轉化為二氧

化錫，過濾得到含有鐵離子、銅離子的濾液1和沉淀1；向沉淀1中加入氫氧化鈉焙燒將二氧化錫轉化為錫

酸鈉后，水浸、過濾得到錫酸鈉溶液，溶液經蒸發(fā)結晶得到錫酸鈉。

【詳解】（1）①由化合價代數和為0可知，錫酸鈉中錫元素的化合價為+4價，故答案為：+4價；

②由分析可知，退錫工藝中發(fā)生的反應為錫與稀硝酸反應生成硝酸亞錫、硝酸銨和水，則則生成的硝酸鹽

是硝酸亞錫和硝酸銨，故答案為：Sn(NO3)2、NH4NO3；

③由沉淀1的主要成分是二氧化錫可知，焙燒時發(fā)生的反應為二氧化錫和氫氧化鈉高溫條件下反應生成錫

高溫高溫

酸鈉和水，反應的化學方程式為SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O，故答案為：SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O；

（2）①由溶度積可知，向濾液1中加入氫氧化鈉溶液，溶解度小的氫氧化鐵先沉淀，故答案為：Fe(OH)3；

由溶度積可知，℃時，銅離子沉淀完全時，溶液中的氫氧根離子濃度為-8，則溶

②25?20=5×10mol/L

2.5×10

?5

液中的氫離子濃度不大于2×10-7mol/L，故答案為：2×10-7；1×10mol/L

（3）①由題意可知，碘酸鉀先與二價錫離子反應生成碘離子，當二價錫反應完，碘離子與碘酸根反應生成

碘單質，碘遇淀粉溶液變藍色時，溶液由無色變?yōu)樗{色，則終點時的現象為滴入最后半滴碘酸鉀標準溶液，

2++-4+

溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內不褪色，反應生成碘的離子方程式為IO+3Sn+6H=I+3Sn+3H2O，

?

-+

IO+5I+6H=3I2+3H2O，故答案為：滴入最后半滴KIO3標準溶液，溶液由無3色變?yōu)樗{色，且半分鐘內不褪

?

-+

色；3IO+5I+6H=3I2+3H2O；

?

②由得失3電子數目守恒可知，滴定消耗20.00mL0.1000mol?L-1碘酸鉀溶液，則1.500g產品中錫元素的質量

分數為×100%=47.6%，故答案為：47.6%。

0.1000×0.0200×3×119

5．（2021·重慶1.·5高00考真題）電鍍在工業(yè)生產中具有重要作用，某電鍍廠生產的廢水經預處理后含有和

2-

少量的Cu2+、Ni2+，能夠采用如圖流程進行逐一分離，實現資源再利用。Cr2O7

-36-19

已知：Ksp(CuS)=6.3×10和Ksp(NiS)=3.0×10

回答下列問題：

(1)中Cr元素的化合價為。

2-

(2)C還r2原O池7中有Cr3+生成，反應的離子方程式為。

(3)沉淀1為Cr(OH)3，其性質與Al(OH)3相似，則Cr(OH)3與NaOH溶液反應的化學方程式。

(4)Na2S溶液呈堿性的原因是(用離子方程式表示)，沉淀2為。

(5)若廢水中還含有Cd2+，pH=4時Cd2+的濃度為mol·L-1，用該結果說明Cd2+影響上述流程進行分離的

-6-1-7-15-27

原因是(設H2S平衡濃度為1.0×10mol·L。已知：H2S的K1=1.0×10，K2=7.0×10，Ksp(CdS)=7.0×10)

【答案】(1)+6

(2)

2?+3+

(3)Cr(2OOH7)3+3NHaO2CH2O=4N+a8CHrO2=+22CHr2O+6CO2↑+7H2O

2---

(4)S+H2OHS+OHCuS

-72+

(5)1.0×10m?ol/L在沉淀池2中進行的沉淀Cu反應需要調節(jié)溶液體系pH=4，經過計算可以發(fā)現

此時c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L，可以認為Cd2+與Cu2+此時均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法

準確分離開

【分析】廢水經預處理后含有和少量的、，題目要對其中所含離子進行逐一分離，實現資

2-2+2+

源再利用。這是解題的關鍵，根Cr2據O要7求“逐一分Cu離”這N一i點，結合流程及題目給出的信息

，可以推斷沉淀1、沉淀2、沉淀3分別為、CuS、KNsipS(。CuS)=6.3×

-36-19

1【0詳解<】K（sp1(）Ni利S)用=3化.0合×物10中元素化合價代數和為0來解答，不過這里的是Cr(離O子H)，3所以各元素化合價代數和

等于該離子所帶的電荷數（要帶上正負），即：若假設，則2x+7×(-2)=-2，可得x=+6，

x

2-

故答案為：+6；Cr2O7

（2）從流程可知，還原池中加入了含有和少量的、廢水，和用于調節(jié)溶液酸堿性的

2-2+2+

27224

，且還原池中有生成，即轉Cr變O成了，依Cu據氧化N還i原反應的H規(guī)C律O可推斷轉變?yōu)椋?/p>

+6+3+4

3+2-3+

H按2照SO電4子守恒和質量守Cr恒即可寫出C正r2確O7的離子反應Cr方程式：H2C2O4CO，2

2?+3+

故答案為：；Cr2O7+3H2C2O4+8H=2Cr+6CO2↑+7H2O

2?+3+

（3）Cr2的O性7+質3與H2C2O4+8相H似=，2C依r據+反6應CO2↑+7H2O，可以寫出與NaOH

溶液反C應r(O的H化)3學方程式Al(OH)3Al(OH)3，+NaOH=NaAlO2+2H2OCr(OH)3

故答案為：Cr(OH)3+NaOH=NaC；rO2+2H2O

（4）溶Cr液(O呈H)堿3+性N是aO由H=于N鹽aC類rO水2+解2，H2O是多元弱酸的正鹽，水解反應分兩步進行：第一步

22

NaS，第二步NaS；沉淀池2和沉淀池3都是利用溶液進行分離，結合

2-----

S+H2O?HS+OHHS+H2O?H2S+O可H知，CuS更容易沉淀，故沉淀2為NCau2SS；

-36-19

spsp

故K答(C案uS為)=：6.3×10<K(NiS；)=Cu3S.0；×10

2---

2

（5）H2S的S+HO?HS+OH、，pH=4時，

+-+2-（）

C(H)×C(HS)-7C(H)×C(S)-152-K1×K2×C(H2S)

-2+

K1=C(H2S)=1.0×10K2=C(HS)=7.0×10C(S)=CH=

，則，而沉淀

?7?15?6?27

1.0×10（×7.0×10）×1.0×10Ksp(CdS)7.0×10

2?202+2-?20?7

?4=7.0×10mol/LC(CdC(S)7.0×10=1.0×10mol/L

池2中進1.行0×1的0沉淀反應需要調節(jié)溶液體系pH=4，此)時==，

2+2+?7?5

可以認為Cd2+與CuC2u+此時均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CCd(SC的d混)合=物1.而0×無1法0準m確o分l/L離<開1.；0×10mol/L

故答案為：；在沉淀池2中進行的沉淀Cu2+反應需要調節(jié)溶液體系pH=4，經過計算可以發(fā)現此時

?7

c(Cd2+)<1.0×11.0-5×m1o0l/L，可以認為Cd2+與Cu2+此時均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法準確分

離開。

將本地區(qū)2025年模擬題（1-3模及名校模擬）進行匯編

1．（2025·云南昆明·一模）鍺是一種重要的稀散金屬，主要用于電子工業(yè)、光導纖維等領域。某鋅浸渣中含

有、、、、等，利用鋅浸渣提取的實驗流程如下圖所示：

ZnOFe2O3GeO2SiO2PbSO4Ge

已知：①部分含鍺微粒的存在形式與pH的關系為：

pH

pHpH=2.5pH

<2～5G>e1O2

存在形式

4++

GeGeGeOH32?

②部分金屬離子的沉淀：3

pH

2+3+2+

FeFeZn

開始沉淀7.52.36.2

沉淀完全9.03.28.0

回答下列問題：

(1)基態(tài)鍺原子中電子排布能量最高的能級為，“濾渣”的主要成分的化學式是。

(2)在“還原浸出”步驟中發(fā)生反應的離子方程式為，物質A屬于堿性氧化物，其化學式

是Fe2O3。

(3)“沉鍺”操作后，Ge以的形式存在，隨著pH的升高，Ge的沉淀率升高?！俺伶N”操作理論上需控制pH

范圍為。GeO2

(4)“酸溶”后，溶液的pH為1.8，向溶液中加入酒石酸萃取劑，其原理為酒石酸(，結構如圖所示)與含

鍺微粒形成酒石酸絡陰離子。C4H6O6

2?

GeC4H4O63

①“萃取鍺”中主要反應的離子方程式為。

②若升高，鍺的萃取率下降，原因是。

③“反p萃H取”中加入的物質B是(填標號)。

a．溶液b．溶液c．溶液

【答N案aO】H(1)4pH2SO4、NaHSO4

(2)SiO2PbSO4CaO

+2+2?

(3)Fe2O3+2H+SO2=2Fe+SO4+H2O

(4)5<pH<6.2生成后難以與酒石酸形成配合物

4+2?++

aGe+3C4H6O6?GeC4H4O63+6HGeOH3

【分析】鋅浸渣中含有、、、、，加入、還原浸出，被還原為，

3+2+

浸出液中含有、ZnO、Fe2O，3濾G渣eO為2SiO、2PbSO4；題中給SO出2物H質2SOA4為堿性氧化F物e，酸溶后S得O2到石Fe膏

4+2+2+

G，e則物Z質nA為Fe；加入酒S石iO酸2和P有bS機O4溶劑形成酒石酸絡陰離子，加入物質

2?

CaSO4?2H2OCaOGeC4H4O63

B反萃取得到，時，以形式存在，則物質B為溶液，由此分析解答。

2?

【詳解】（1）鍺N原a2子Ge電O子3排p布H>式1為2Ge???3，則最高能級為4p；由分析N可aO知H，“濾渣”的主要成分是、

1022

；Ar3d4s4pPbSO4

2

S（iO2）還原浸出步驟中Fe2O3與硫酸反應生成，然后被還原，離子方程式為：

3++

；由分析可知，物質A屬Fe于堿性氧化物SO，2酸溶后得到石膏Fe2O3+，2H說明+物SO質2=A

2+2?

2中F含e有+鈣S元O4素，+則H2物O質A為；CaSO4?2H2O

（3）“沉鍺”操作后，Ge以CaO的形式存在，隨著pH的升高，Ge的沉淀率升高。當pH<2時，離子

4+

溶解度高，無法沉淀；當pGHeO逐2漸升高至，發(fā)生水解，生成，當pH進?一?步升高

4++

時，形成沉淀；當pH>12，2.5~5會與??OH?發(fā)生反應形成可溶Ge性OH3；當時

2-2+

可能會pH與>6G.2e沉淀共存G，eO則2“沉鍺”操作理論G上eO需2控制pH范圍為；GeO3pH>6.2Zn

（4）①“酸溶”后，溶液的pH為1.8，存在形式為，則“萃5取<鍺pH”<中6主.2要反應的離子方程式為：

4+4+

；Ge??Ge+

2?+

3②C4若H6O6?升高G，eC4H存4O在6形3式為+6H，難以與酒石酸形成酒石酸絡陰離子，導致鍺的萃取

++

率下降p；HGeGeOH3GeOH3

③反萃取后得到，存在形式為，說明此時溶液，則物質B為氫氧化鈉溶液，答案

2-

選a。Na2GeO3GeGeO3pH>12

2．（2025·重慶·一模）央視報道《王者歸“錸”》：金屬錸(Re)熔點高、耐磨、耐腐蝕，可用來制造航空發(fā)動機

核心部件。以含錸廢渣(主要含Re、、Fe、Ni和)為原料制備金屬錸的工藝流程如圖1所示。

ReS2SiO2

已知：Ⅰ．本實驗條件下，開始形成膠體的pH為1.5.

3+

Ⅱ．“酸浸”浸液中含有Fe、、；屬于強酸；離子交換中存在平衡：有機相

有H機R相eO4NiSO4Fe2SO43HReO4QCl+

??

R(1e)O錸4是a第q六?周Q期Re元O4素，與錳元+素Cl族序aq數相同，則基態(tài)Re原子的價電子排布式為。

(2)“焙燒”常采用高壓、通空氣逆流操作(空氣從焙燒爐下部通入，錸廢渣粉末從中上部加入)，其目的

是。

(3)“浸渣”的主要成分為(填化學式)。

(4)其他條件相同時，“離子交換”過程中料液和D296體積比與Re交換率、Re交換量的關系如圖2所示，混

合液的pH與提取率的關系如圖3所示。

?

ReO4

①由圖2和圖3推斷，“離子交換”選擇的適宜條件為。

②圖3中，其他條件相同，混合液的pH>1.5時，的提取率降低的主要原因是。

?

(5)“反萃取”時，選用的試劑X為鹽酸的理由為ReO。4

(6)常溫下，如果“一系列操作”過程中有含錸溶液的pH=9.0，該溶液中(填“>”“<”

+

或“=”)。(已知：常溫下)?NH4?NH3?H2O

(7)“熱解”步驟反應的化學lg方?b程N式H3為?H2O=。?4.7

【答案】(1)

52

(2)增大接觸面5d積6，s提高反應速率，使焙燒充分，提高原料的利用率

(3)

(4)SiO2料液和D296體積比為12：1，混合溶液的pH為1.5pH>1.5，水解(或與)生成

3+?

膠體吸附并聚沉FeOHFeOH3

?

(5)加鹽酸R，e可O4增大溶液中的，使有機相有機相平衡逆向移動，

???

有利于反萃取，且鹽酸易揮?發(fā)C，l易除去QCl+ReO4aq?QReO4+Claq

(6)>

(7)

442Δ2227

【分4N析H】R含eO錸+廢3料O主要2N含R+e8、HO+、2FRee、ONi和，含錸廢料在富氧空氣中焙燒，硫化物生成二氧化硫，

錸被氧化為Re2O7，鐵生成氧化R物eS，2往燒渣中加S入iO稀2硫酸進行酸浸，浸渣是SiO2，浸液含強酸，調節(jié)

pH值，再加入D296進行離子交換，分液出水相；往有機相中加入試劑X進行反萃取，分液出H有Re機O4相；將

水相中的溶質進行結晶，分離出晶體進行煅燒，得到Re2O7，通入H2進行熱還原，得到Re，據此分析；

【詳解】（1）錸是第六周期元素，與錳元素（）族序數相同，則基態(tài)Re原子的價電子排布式為；

5252

（2）“焙燒”常采用高壓、通空氣逆流操作(空3d氣4從s焙燒爐下部通入，錸廢渣粉末從中上部加入)，其目5d的6是s：

增大廢料與空氣的接觸面積，提高反應速率，使焙燒充分，提高原料的利用率；

（3）SiO2難溶于水，“浸渣”的主要成分為SiO2；

（4）①由圖1和圖2可知，料液和D296體積比為、混合液為1.5時錸交換率最大，所以“離子交

換”選擇的適宜條件為料液和D296體積比為，混12合:1液為1.p5H；

②由圖2知，其他條件相同，混合液的12:1時，的pH提取率降低的主要原因是pH>1.5，水解(或

?3+

與)生成膠體吸附并聚p沉H；>1.5ReO4Fe

??

（O5）H“反萃取F”e時O，H選3用的試劑RXe為O4鹽酸，對平衡有機相有機相有抑

??

制作用，理由為：加鹽酸，可增大溶液中的c(Cl-)，QC使l有機+相ReO4aq?QReO4有機+相Claq

??

平衡逆向移動，有利于反萃取，且鹽酸易揮發(fā)，易除去QC；l+ReO4aq?QReO4+Claq

（），故

6++-5++?4.7>

cHcNH410×cNH4cNH410+

?4.7-50.3

；KbNH3?H2O=cNH3?H2O=cNH3?H2O=10?cNH3?H2O=10=10>1cNH4cNH3?

2

（H7O）“熱解”步驟反應和氧氣反應生成氮氣和，化學方程式為：

4427442Δ2

；NHReOReO4NHReO+3O2N+

83．H（2O20+225·R重e2慶O7·模擬預測）工業(yè)上利用“鈧鈦渣”(主要含和，含少量、、)提取Sc

的流程如圖所示。??2?3FeTiO3SiO2Fe2O3FeO

已知，①；②；③。

?38?33

(1)基態(tài)ScK原sp子F核eO外H電3子=排1布.0式×為10Ksp，SScc在OH元3素=周1期.2表5×中1的0位置是第lg四2周=期0.第3族，

中Si原子的雜化類型為。SiO2

(2)若“氧化”后溶液中，則加氨水“調”的范圍是，濾渣1的成分

3+

為。cSc=0.0001mol/LpH

(3)“鈧鈦渣”加硫酸后，Ti元素轉化為，“調”后加適量溶液，會水解，其水解反應的離

2+2+

子方程式為。TiOpHNaOHTiO

(4)某實驗小組對“沉鈧”步驟進行實驗探究，相關數據實驗溶液如表，對比實驗數據，最適合的條件是“實驗

1”的條件，則該條件的優(yōu)點有。

實驗溶液沉淀顆粒沉淀率/%

3+

pHnSc/nH2C2O4

11：3較粗99.3

2.0,3.0

21：5細90.0

4.0,5.0

31：5很細93.1

(5)“沉鈧”5得.0到,6.的0沉淀是，將該沉淀在空氣中加熱，一段時間后，固體剩余率為80.%，則

Sc2C2O43?6H2O

剩余固體物質的化學式為。

【答案】(1)Ⅲ

123

(2)Ar3d4sBsp

(3)3<pH<4.4FeOH3[或]

2++2++

(4)T沉iO淀率+大2H，2O得=到H產2T物iO更3多↓+；2草H酸用量Ti少O，+更2節(jié)H2約O原=料Ti；O沉OH淀2顆↓粒+2粗H，更有利于過濾(答出兩點即可)

(5)

【分Sc析2C】2O向4“3鈧?鈦H2渣O”中加入硫酸后得到含、、、的浸出液，不溶于酸首先分離，浸

3+2+3+2+

出液用空氣氧化將轉化為，加氨?水?調pHFe沉淀Fe，加TNiOaOH沉淀Ti，加S草iO2酸沉淀Sc。

2+3+

【詳解】（1）Sc為F2e1號元素，F基e態(tài)Sc原子核外電子排布式為；Sc在元素周期表中的位置是第四