重難15釩、鉻、錳、鈷等過(guò)渡金屬化合物的制備流程內(nèi)容導(dǎo)航內(nèi)容導(dǎo)航速度提升技巧掌握手感養(yǎng)成重難考向聚焦鎖定目標(biāo)精準(zhǔn)打擊：快速指明將要攻克的核心靶點(diǎn)，明確主攻方向重難技巧突破授予利器瓦解難點(diǎn)：總結(jié)瓦解此重難點(diǎn)的核心方法論與實(shí)戰(zhàn)技巧重難保分練穩(wěn)扎穩(wěn)打必拿分?jǐn)?shù)：聚焦可穩(wěn)拿分?jǐn)?shù)題目，確保重難點(diǎn)基礎(chǔ)分值重難搶分練突破瓶頸爭(zhēng)奪高分：聚焦于中高難度題目，爭(zhēng)奪關(guān)鍵分?jǐn)?shù)重難沖刺練模擬實(shí)戰(zhàn)挑戰(zhàn)頂尖：挑戰(zhàn)高考?jí)狠S題，養(yǎng)成穩(wěn)定攻克難題的“題感”一、過(guò)渡金屬——多變價(jià)（1）高價(jià)態(tài)金屬通常形成含氧酸根離子的鹽，具有較強(qiáng)的氧化性，如KMnO4、K2Cr2O7、K2FeO4等，均能將濃鹽酸氧化成Cl2。（2）在空氣中灼燒一些不穩(wěn)定的低價(jià)金屬的化合物，在分解的同時(shí)可能被氧化：MnOOHMnO2；Fe(OH)2Fe2O3；CoC2O4Co3O4。（3）低價(jià)金屬的氫氧化物，為難溶性的弱堿，且易分解成氧化物，如Fe(OH)2、Mn(OH)2、Cr(OH)3。（4）低價(jià)硫化物，通常為有色難溶物，如HgS(黑或紅)、FeS(黑)、Cu2S(黑)、FeS2(金黃)。工業(yè)生產(chǎn)中，常通過(guò)轉(zhuǎn)化價(jià)態(tài)、調(diào)節(jié)pH將過(guò)渡金屬轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀或難溶硫化物分離除去。二、過(guò)渡金屬易形成配合物（1）過(guò)渡金屬離子常易水解，其水合離子通常顯色，如Cu2＋(aq，藍(lán))、Fe2＋(aq，淺綠)、Fe3＋(aq，棕黃)、Cr3＋(aq，綠)。（2）容易形成配合物的中心離子，如[Cu(NH3)4]2＋、[Ag(NH3)2]＋、[Fe(SCN)6]3－、[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋。（3）向一些鹽溶液中滴加氨水，先生成難溶性堿，繼續(xù)滴加，生成含氨配合物，如CuSO4(aq)[或AgNO3(aq)]Cu(OH)2(s)[或AgOH(s)][Cu(NH3)4]2＋｛或[Ag(NH3)2]＋｝。三、鉻的重要化合物（1）Cr2O3和Cr(OH)3顯兩性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：Cr3＋Cr(OH)3[Cr(OH)4]－。反應(yīng)的離子方程式：①Cr3＋＋3OH－=Cr(OH)3↓；②Cr(OH)3＋OH－=[Cr(OH)4]－，Cr3＋＋4OH－=[Cr(OH)4]－；③[Cr(OH)4]－＋H＋=Cr(OH)3↓＋H2O；④Cr(OH)3＋3H＋=Cr3＋＋3H2O，[Cr(OH)4]－＋4H＋=Cr3＋＋4H2O。（2）鉻(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2O72-和Cr2CrO42-(黃色)＋2H＋Cr2O72-(橙紅色)＋H四、錳的化合物（1）Mn2＋①在酸性條件下，很難被氧化，只有強(qiáng)氧化劑[如NaBiO3、PbO2、(NH4)2S2O8]才能將其氧化，如2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋=5Na＋＋5Bi3＋＋2MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))＋7H2O。在堿性條件下，Mn2＋易被氧化為MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))等，如5ClO－＋2Mn2＋＋6OH－=5Cl－＋2MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))＋3H2O。②Mn(OH)2為白色難溶物，極易被空氣氧化，水中少量氧氣能將其氧化成褐色MnO(OH)2沉淀：2Mn(OH)2＋O2=2MnO(OH)2。（2）Mn(Ⅳ)最重要的化合物是MnO2，是黑色結(jié)晶體或無(wú)定形粉末，在自然界中以軟錳礦(MnO2·xH2O)形式存在，不溶于水和硝酸。①在酸性介質(zhì)中，MnO2是較強(qiáng)的氧化劑，本身被還原為Mn2＋：MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O。②氧化H2O2：MnO2＋H2O2＋2H＋=Mn2＋＋O2↑＋2H2O。③堿熔條件下可被強(qiáng)氧化劑O2、KClO3、MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))等氧化為MnOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))，如2MnO2＋4KOH＋O2=2K2MnO4＋2H2O。④鋅錳干電池(Zn-MnO2-KOH)，正極：MnO2＋e－＋H2O=MnO(OH)＋OH－。（3）Mn(Ⅵ)MnOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))(綠色)存在于強(qiáng)堿性溶液中，最重要的化合物是Na2MnO4和K2MnO4①在中性、酸性環(huán)境中MnOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))均發(fā)生歧化反應(yīng)：3MnOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋2H2O=2MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))＋MnO2↓＋4OH－；3MnOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋4H＋=2MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))＋MnO2↓＋2H2O。②錳酸鉀是制備高錳酸鉀(KMnO4)的中間體：2MnOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))＋2OH－＋H2↑。（4）KMnO4熱穩(wěn)定性差，通常保存在棕色試劑瓶中：2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑。①在酸性介質(zhì)中，MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))具有強(qiáng)氧化性，可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等，本身被還原為Mn2＋，如MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。②在弱堿性、中性或微弱酸性溶液中，MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))仍舊是氧化劑，本身被還原為MnO2。③在強(qiáng)堿性溶液中，當(dāng)MnOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(4))過(guò)量時(shí)，還原產(chǎn)物是MnOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))。五、釩的重要化合物（1）五氧化二釩既能溶于強(qiáng)堿，又能溶于強(qiáng)酸，如：V2O5＋6NaOH=2Na3VO4＋3H2O；V2O5＋6HCl=2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。（2）VO2＋、VO2＋：在酸性介質(zhì)中，VVO2＋＋Fe2＋＋2H＋=VO2＋＋Fe3＋＋H22VO2＋＋H2C2O4＋2H＋=2VO2＋＋2CO2↑＋2H2六、鈷及其化合物1．鈷(Co)（1）常溫下與氧、硫等非金屬單質(zhì)無(wú)顯著作用，但在高溫時(shí)有劇烈反應(yīng)。（2）與稀H2SO4和稀鹽酸反應(yīng)較緩慢。（3）在冷的濃硝酸中易鈍化，與稀硝酸易反應(yīng)。（4）鈷是兩性金屬。2．鈷的氧化物CoOCo2O3——氧化高鈷①物理性質(zhì)：黑灰色，不溶于水、醇和氨水②化學(xué)性質(zhì)：一定條件下可被H2或CO還原成單質(zhì)鈷。能溶于酸和強(qiáng)堿①物理性質(zhì)：黑色，不溶于水②化學(xué)性質(zhì)：具有強(qiáng)氧化性Co2O3＋6HCl=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O3.鈷的氫氧化物Co(OH)2Co(OH)3①物理性質(zhì)：不溶于水②化學(xué)性質(zhì)a.能與酸反應(yīng)：Co(OH)2＋H2SO4=CoSO4＋2H2Ob.弱還原性：在空氣中被緩慢氧化為棕褐色的Co(OH)3；可被強(qiáng)氧化劑(如H2O2)迅速氧化①物理性質(zhì)：棕色固體，不溶于水和乙醇②化學(xué)性質(zhì)：具有強(qiáng)氧化性2Co(OH)3＋6HCl=2CoCl2＋Cl2↑＋6H2O4.Co3＋僅能夠存在于固態(tài)物質(zhì)或配合物中，在水溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)4Co3＋＋2H2O=4Co2＋＋4H＋＋O2↑。（建議用時(shí)：20分鐘）1.某科研團(tuán)隊(duì)從鉻釩渣中分離釩并制備Cr(OH)3的流程如圖：已知：①“溶解”后所得濾液為Na2CrO4、Na[Al(OH)4]和NaVO3的混合溶液；②Cr的最高價(jià)含氧酸根離子在酸性介質(zhì)中主要以Cr2O72-存在，在堿性介質(zhì)中主要以下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.“灼燒”步驟的尾氣中含CO2B.“沉鋁”步驟的離子方程式為2[Al(OH)4]－＋CO2=2Al(OH)3↓＋CO32-C.“分離釩”之后Cr元素的存在形式主要為Cr2OD.“轉(zhuǎn)化沉鉻”步驟中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3【答案】B【解析】在“灼燒”步驟，Cr2O3、V2O3、Al2O3與Na2CO3、O2反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)鈉鹽的同時(shí)產(chǎn)生CO2，因此所得的尾氣中含CO2，A正確；“沉鋁”步驟通入足量CO2，該反應(yīng)的離子方程式為[Al(OH)4]－＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-，B錯(cuò)誤；“分離釩”之后，所得溶液顯強(qiáng)酸性，根據(jù)題意可知，酸性介質(zhì)中Cr元素的存在形式主要為Cr2O72-，C正確；Cr2O72-具有強(qiáng)氧化性，與Na2C2O4和NaOH反應(yīng)生成Cr(OH)3沉淀：Cr2O72-＋3C2O42-＋H2O＋4OH－=2Cr(OH)3↓＋6CO32-，在該反應(yīng)中Cr2．（2026·陜西省西安市西北大學(xué)附屬中學(xué)模擬）五氧化二釩(V2O5)可用于冶煉釩鐵、用作合金添加劑、化工催化劑等。工業(yè)上利用石煤礦粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)為原料生產(chǎn)V2O5的工藝流程如下：已知：①“水溶”、“轉(zhuǎn)沉”、“轉(zhuǎn)化”后，所得含釩物質(zhì)分別為NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4。②不同pH下，正五價(jià)釩在溶液中主要存在形式見下表：pH主要離子③25℃時(shí)，?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）“焙燒”時(shí)，V2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“濾渣Ⅰ”的成分為(填化學(xué)式，下同)，“濾液Ⅰ”中溶質(zhì)的成分為。（3）先“轉(zhuǎn)沉”后“轉(zhuǎn)化”的目的是。（4）“濾渣Ⅱ”經(jīng)高溫煅燒后水浸，所得物質(zhì)可導(dǎo)入到操作中循環(huán)使用。（5）“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí)，需要加入過(guò)量NH4Cl，其原因是(寫出兩條)。（6）“煅燒”NH4VO3，制得產(chǎn)品V2O5，但反應(yīng)體系中，若不及時(shí)分離出氣體Ⅱ，部分V2O5.會(huì)轉(zhuǎn)化成V2O4。已知V2O5轉(zhuǎn)化成V2O4過(guò)程中，消耗的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶2，則V2O5轉(zhuǎn)化成V2O4的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮浚?）（2）Al2O3、SiO2NaOH（3）富集釩元素（4）轉(zhuǎn)沉（5）調(diào)節(jié)pH，將轉(zhuǎn)化為；利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全（6）【分析】石煤礦粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)中加入NaCl(s)，并通入O2、水蒸氣進(jìn)行焙燒，發(fā)生反應(yīng)，生成NaVO3、HCl等；水溶后過(guò)濾，可得到NaVO3溶液和濾渣Ⅰ(Al2O3、SiO2)；往濾液中加入Ca(OH)2進(jìn)行轉(zhuǎn)沉，NaVO3轉(zhuǎn)化為Ca3(VO4)2，過(guò)濾得濾渣；往濾渣中加入(NH4)2CO3，過(guò)濾得到(NH4)3VO4溶液和CaCO3濾渣；往濾液中加入NH4Cl，(NH4)3VO4轉(zhuǎn)化為NH4VO3；煅燒NH4VO3，可得到V2O5和NH3。【解析】（1）“焙燒”時(shí)，V2O3與NaCl(s)、O2、水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成NaVO3、HCl等，化學(xué)方程式為；（2）由分析可知，“濾渣Ⅰ”的成分為Al2O3、SiO2；往濾液中加入Ca(OH)2進(jìn)行轉(zhuǎn)沉，NaVO3轉(zhuǎn)化為Ca3(VO4)2，同時(shí)生成NaOH，所以“濾液Ⅰ”中溶質(zhì)的成分為NaOH；（3）先將NaVO3“轉(zhuǎn)沉”為Ca3(VO4)2后，再加入(NH4)2CO3，將Ca3(VO4)2“轉(zhuǎn)化”為(NH4)3VO4溶液和CaCO3濾渣，可通過(guò)控制(NH4)2CO3的濃度，獲得較大濃度的(NH4)3VO4溶液，所以其目的是富集釩元素；（4）“濾渣Ⅱ”為CaCO3，經(jīng)高溫煅燒后生成CaO等，將CaO水浸，所得物質(zhì)為Ca(OH)2，可導(dǎo)入到轉(zhuǎn)沉操作中循環(huán)使用；（5）“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí)，一方面需要將(NH4)3VO4轉(zhuǎn)化為NH4VO3，另一方面需要降低其溶解度，所以加入過(guò)量NH4Cl，其原因是：調(diào)節(jié)pH，將轉(zhuǎn)化為；利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全；（6）NH3具有還原性，能將部分V2O5轉(zhuǎn)化成V2O4，同時(shí)生成N2等，已知V2O5轉(zhuǎn)化成V2O4過(guò)程中，消耗的氧化劑(V2O5)與還原劑(NH3)的物質(zhì)的量之比為3∶2，則V2O5轉(zhuǎn)化成V2O4的化學(xué)方程式為。3．（2025·山東卷）采用兩段焙燒—水浸法從鐵錳氧化礦(要含及等元素的氧化物)分離提取等元素，工藝流程如下：已知：該工藝條件下，低溫分解生成，高溫則完全分解為氣體；在完全分解，其他金屬硫酸鹽分解溫度均高于。回答下列問(wèn)題：（1）“低溫焙燒”時(shí)金屬氧化物均轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。與反應(yīng)轉(zhuǎn)化為時(shí)有生成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！案邷乇簾睖囟葹?，“水浸”所得濾渣主要成分除外還含有(填化學(xué)式)。（2）在投料量不變的情況下，與兩段焙燒工藝相比，直接“高溫焙燒”，“水浸時(shí)金屬元素的浸出率(填“增大”“減小”或“不變”)。（3）萃取反應(yīng)為：(有機(jī)相)(水相)(有機(jī)相)(水相)?！胺摧腿　睍r(shí)加入的試劑為(填化學(xué)式)。（4）“沉鈷”中，時(shí)恰好沉淀完全，則此時(shí)溶液中。已知：?！叭芙狻睍r(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（5）“沉錳”所得濾液并入“吸收”液中，經(jīng)處理后所得產(chǎn)品導(dǎo)入(填操作單元名稱)循環(huán)利用?！敬鸢浮浚?）Fe2O3、CaSO4（2）減?。?）H2SO4（4）4×10-4（5）低溫焙燒【分析】采用兩段焙燒—水浸法從鐵錳氧化礦中分離提取等元素，加入硫酸銨低溫焙燒，金屬氧化物均轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，如硫酸錳、硫酸鐵、硫酸鈷、硫酸鈣等，產(chǎn)生的氣體有氨氣，氮?dú)獾?，氨氣用稀硫酸吸收，得到硫酸銨溶液，得到的硫酸鹽經(jīng)高溫焙燒，只有硫酸鐵發(fā)生了分解，產(chǎn)生三氧化硫氣體和氧化鐵，水浸后，過(guò)濾分離出濾渣，濾渣主要為二氧化硅，氧化鐵，及硫酸鈣，后續(xù)萃取分離，將銅元素萃取到有機(jī)相中，最終得到硫酸銅溶液，水相主要含有鈷元素和錳元素，加入硫化鈉，調(diào)節(jié)pH，生成硫化鈷，過(guò)濾分離最終得到硫酸鈷溶液，濾液中加入碳酸氫銨，生成碳酸錳沉淀，據(jù)此解答。【解析】（1）低溫焙燒，金屬氧化物均轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，二氧化錳與硫酸氫銨反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硫酸錳和氮?dú)猓鶕?jù)電子得失守恒可知還有氨氣生成，化學(xué)方程式為：；根據(jù)已知條件，高溫焙燒的溫度為650℃，只有硫酸鐵發(fā)生分解，生成三氧化硫氣體和氧化鐵，二氧化硅，氧化鐵，硫酸鈣等在水中溶解度都較小，所以“水浸”所得濾渣的主要成分除了SiO2外還含有，F(xiàn)e2O3、CaSO4；故答案為：；Fe2O3、CaSO4；（2）根據(jù)已知條件，硫酸銨低溫分解成硫酸氫銨，高溫則完全分解成氣體，如果直接高溫焙燒，則硫酸銨會(huì)分解，物質(zhì)的量減少，導(dǎo)致金屬元素的浸出率減小，故答案為：減??；（3）根據(jù)萃取的化學(xué)方程式：(有機(jī)相)(水相)(有機(jī)相)(水相)，加入有機(jī)相將銅離子萃取到有機(jī)相中，反萃取時(shí)需要使平衡逆向移到，生成銅離子，而且為了不引入新的雜質(zhì)，應(yīng)加入的試劑為稀H2SO4，故答案為：H2SO4；（4）沉鈷時(shí)，pH=4時(shí)Co2+恰好沉淀完全，其濃度為c(Co2+)=1×10-5mol/L，此時(shí)c(H+)=1×10-4mol/L，根據(jù)Ksp((CoS)=4×10-21，推出，又因?yàn)镵a1(H2S)=1×10-7，Ka2(H2S)=1×10-13，，則c(H2S)===4×10-4mol/L；由流程圖可知，CoS溶解時(shí)加入了過(guò)氧化氫，稀硫酸，生成了CoSO4和S，化學(xué)方程式為：，改寫成離子方程式為：。故答案為：4×10-4；；（5）由分析可知，沉錳過(guò)程中，加入碳酸氫銨，生成碳酸錳，二氧化碳，硫酸銨等，過(guò)濾后濾液中的硫酸銨可并入吸收液中，經(jīng)過(guò)處理后導(dǎo)入低溫焙燒循環(huán)使用，故答案為：低溫焙燒。4．（2025·山東濟(jì)寧·二模）舊電池的回收利用成為當(dāng)前世界各國(guó)研究的重要課題，從廢舊酸性鋅錳電池(主要成份為碳棒、Zn、Fe、Cu、ZnCl2、NH4Cl以及MnO2)中回收Z(yǔ)n和MnO2的工藝如圖所示：已知：的平衡常數(shù)稱為穩(wěn)定平衡常數(shù)，；當(dāng)離子濃度小于時(shí)，可認(rèn)為該離子完全除去?；卮鹨韵聠?wèn)題：（1）“浸出”時(shí)為了加快浸出速率，可采取的措施有(寫出一點(diǎn))。（2）“溶解”時(shí)加入的作用是，的實(shí)際消耗量比理論值高的原因。（3）“沉錳”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，“煅燒”時(shí)參加反應(yīng)的氣體與生成氣體的物質(zhì)的量之比為。（4）已知“浸出”液中Fe2+、Zn2+的濃度均為0.1mol·L-1，“凈化”時(shí)，需調(diào)節(jié)溶液pH的合理范圍是?；衔颶n(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-38Zn(OH)2為兩性氫氧化物，可與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)Zn(OH)2(s)+2OH-(aq)[Zn(OH)4]2-(aq)，其平衡常數(shù)K=?！敬鸢浮浚?）適當(dāng)升高溫度、適當(dāng)增大酸的濃度（2）還原劑催化過(guò)氧化氫分解（3）1：2（4）3～60.45【分析】黑色固體混合物中主要含有、碳等，機(jī)械分離后將黑色固體水浸，過(guò)濾后進(jìn)行灼燒，得到粗二氧化錳，然后加入雙氧水和硫酸，對(duì)其進(jìn)行還原，方程式為：，然后加入碳酸氫銨，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，離子方程式為：，最后煅燒獲得，金屬外殼含有Zn、Fe、Cu，加入稀硫酸以后，形成相應(yīng)的金屬離子，加入雙氧水，把氧化為，加入氫氧化鈉，將轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀除去，最后電解硫酸鋅得到鋅?！窘馕觥浚?）“浸出”時(shí)為了加快浸出速率，可采取的措施有適當(dāng)升高溫度、適當(dāng)增大酸的濃度、攪拌等。（2）溶解的時(shí)候，加入雙氧水是作還原劑，將還原為，由于混合物中含有二氧化錳，可以作為雙氧水分解的催化劑，導(dǎo)致雙氧水損失，所以的實(shí)際消耗量比理論值高。（3）“沉錳”時(shí)加入碳酸氫銨，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，離子方程式為：，“煅燒”時(shí)的方程式為：，參加反應(yīng)的氣體與生成氣體的物質(zhì)的量之比為。（4）“浸出”液中和的濃度均為，加入雙氧水，把氧化為，由的溶度積，求得沉淀完全時(shí)的氫氧根濃度為：，則；再由的溶度積，計(jì)算出開始沉淀時(shí)的氫氧根濃度為：，其，所以“凈化”時(shí)，要保證把完全沉淀而鋅離子不沉淀，需調(diào)節(jié)溶液的合理范圍是。根據(jù)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為：，對(duì)其進(jìn)行變形，可得。5．（2024·新課標(biāo)卷）鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方面有著廣泛應(yīng)用。一種從濕法煉鋅產(chǎn)生的廢渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質(zhì)或氧化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：已知溶液中相關(guān)離子開始沉淀和沉淀完全()時(shí)的pH：開始沉淀的pH1.56.9—7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2回答下列問(wèn)題：（1）“酸浸”前廢渣需粉碎處理，目的是；“濾渣1”中金屬元素主要為。（2）“過(guò)濾1”后的溶液中加入的作用是。取少量反應(yīng)后的溶液，加入化學(xué)試劑檢驗(yàn)，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，需補(bǔ)加。（3）“氧化沉鈷”中氧化還原反應(yīng)的離子方程式為、。（4）“除鈷液”中主要的鹽有(寫化學(xué)式)，殘留的濃度為?！敬鸢浮浚?）增大固液接觸面積，加快酸浸速率，提高浸取效率Pb（2）將溶液中的氧化為，以便在后續(xù)調(diào)pH時(shí)除去Fe元素溶液（3）（4）、【分析】由題中信息可知，用硫酸處理含有Co、Zn、Pb、Fe的單質(zhì)或氧化物的廢渣，得到含有、、、、等離子的溶液，Pb的單質(zhì)或氧化物與硫酸反應(yīng)生成難溶的，則“濾渣1”為“酸浸”時(shí)生成的；向?yàn)V液中加入將氧化為，然后加入ZnO調(diào)節(jié)pH=4使完全轉(zhuǎn)化為，則“濾渣Ⅱ”的主要成分為，濾液中的金屬離子主要是、和；最后“氧化沉鈷”，加入強(qiáng)氧化劑，將溶液中氧化為，在時(shí)形成沉淀，而則被還原為，還會(huì)與溶液中的發(fā)生歸中反應(yīng)生成，得到和的混合物，“除鈷液”主要含有ZnSO4、K2SO4，據(jù)此解答?！窘馕觥浚?）在原料預(yù)處理過(guò)程中，粉碎固體原料能增大固體與液體的接觸面積，從而加快酸浸的反應(yīng)速率，提高浸取效率；由分析可知，“濾渣1”的主要成分為PbSO4，則“濾渣1”中金屬元素主要為Pb；（2）酸浸液中含有、、、、等離子。由題表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)完全沉淀時(shí)，未開始沉淀，而當(dāng)完全沉淀時(shí)，已有一部分沉淀，因此為了除去溶液中的Fe元素且不沉淀，應(yīng)先將氧化為，然后調(diào)節(jié)溶液的pH使完全水解轉(zhuǎn)化為沉淀，因此，的作用是將氧化為，以便在后續(xù)調(diào)pH時(shí)除去Fe元素。常用溶液檢驗(yàn)，若生成藍(lán)色沉淀，則說(shuō)明溶液中仍存在，需補(bǔ)加；（3）由分析可知，該過(guò)程發(fā)生兩個(gè)氧化還原反應(yīng)，根據(jù)分析中兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物、產(chǎn)物與反應(yīng)環(huán)境()，結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可寫出兩個(gè)離子方程式：、；（4）最終得到的“除鈷液”中含有的金屬離子主要是最初“酸浸”時(shí)與加入ZnO調(diào)pH時(shí)引入的、加入“氧化沉鈷”時(shí)引入的，而陰離子是在酸浸時(shí)引入的，因此其中主要的鹽有和。當(dāng)溶液時(shí)，恰好完全沉淀，此時(shí)溶液中，則，則?！俺捯骸钡?，即，則，此時(shí)溶液中。（建議用時(shí)：10分鐘）1.以含鎳廢料(主要成分為NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)為原料制備NixOy和碳酸亞鈷(CoCO3)的工藝流程如圖。下列說(shuō)法不正確的是()A.“濾渣Ⅰ”的主要成分是SiO2、BaSO4B.“氧化”時(shí)的離子反應(yīng)為6Fe2＋＋6H＋＋ClO3-=6Fe3＋＋Cl－C.“調(diào)pH”過(guò)程中形成黃鈉鐵礬渣，Na2CO3必須過(guò)量D.“沉鈷”過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)為Co2＋＋2HCO3-=CoCO3↓＋CO2↑【答案】C【解析】廢料中加入硫酸，NiO、FeO、Fe2O3、CoO、BaO均能與硫酸反應(yīng)，生成的NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、CoSO4進(jìn)入溶液，SiO2和硫酸鋇為濾渣，A正確；“調(diào)pH”過(guò)程中形成黃鈉鐵礬渣，Na2CO3不能過(guò)量，防止Co2＋、Ni2＋形成沉淀而損失，C錯(cuò)誤。2．（2023·遼寧卷）某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液含（和)。實(shí)現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。

已知：物質(zhì)回答下列問(wèn)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(guò)一硫酸，中過(guò)氧鍵的數(shù)目為_______。（3）“氧化”中，用石灰乳調(diào)節(jié)，被氧化為，該反應(yīng)的離子方程式為_______(的電離第一步完全，第二步微弱)；濾渣的成分為、_______(填化學(xué)式)。（4）“氧化”中保持空氣通入速率不變，(Ⅱ)氧化率與時(shí)間的關(guān)系如下。體積分?jǐn)?shù)為_______時(shí)，(Ⅱ)氧化速率最大；繼續(xù)增大體積分?jǐn)?shù)時(shí)，(Ⅱ)氧化速率減小的原因是_______。

（5）“沉鈷鎳”中得到的(Ⅱ)在空氣中可被氧化成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。（6）“沉鎂”中為使沉淀完全，需控制不低于_______(精確至0.1)?！敬鸢浮浚?）適當(dāng)增大硫酸濃度或適當(dāng)升高溫度或?qū)㈡団挼V粉碎增大接觸面積（2）NA（3）Fe(OH)3（4）9.0%SO2有還原性，過(guò)多將會(huì)降低的濃度，降低(Ⅱ)氧化速率（5）（6）11.1【分析】在“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，用石灰乳調(diào)節(jié)，被氧化為，發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e3+水解同時(shí)生成氫氧化鐵，“沉鉆鎳”過(guò)程中，Co2+變?yōu)镃o(OH)2，在空氣中可被氧化成?！窘馕觥浚?）用硫酸浸取鎳鈷礦時(shí)，為提高浸取速率可適當(dāng)增大硫酸濃度、升高溫度或?qū)㈡団挼V粉碎增大接觸面積（2）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，所以中過(guò)氧鍵的數(shù)目為NA（3）用石灰乳調(diào)節(jié)，被氧化為，該反應(yīng)的離子方程式為：；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，，c(OH-)=10-10.8mol/L，根據(jù)Kw=10-14，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，故濾渣還有氫氧化鐵；（4）根據(jù)圖示可知體積分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)，(Ⅱ)氧化速率最大；繼續(xù)增大體積分?jǐn)?shù)時(shí)，由于SO2有還原性，過(guò)多將會(huì)降低的濃度，降低(Ⅱ)氧化速率（5）“沉鉆鎳”中得到的Co(OH)2，在空氣中可被氧化成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；（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，根據(jù)Ksp可計(jì)算c(OH-)=10-2.9mol/L，根據(jù)Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1；3．（2024·全國(guó)甲卷）鈷在新能源、新材料領(lǐng)域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鈷、錳的價(jià)氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該廢渣中提取鈷的一種流程如下。注：加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于，其他金屬離子不沉淀，即認(rèn)為完全分離。已知：①。②以氫氧化物形式沉淀時(shí)，和溶液的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其目的是。（2）“酸浸”步驟中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（3）假設(shè)“沉銅”后得到的濾液中和均為，向其中加入至沉淀完全，此時(shí)溶液中，據(jù)此判斷能否實(shí)現(xiàn)和的完全分離(填“能”或“不能”)。（4）“沉錳”步驟中，生成，產(chǎn)生的物質(zhì)的量為。（5）“沉淀”步驟中，用調(diào)，分離出的濾渣是。（6）“沉鈷”步驟中，控制溶液，加入適量的氧化，其反應(yīng)的離子方程式為。（7）根據(jù)題中給出的信息，從“沉鈷”后的濾液中回收氫氧化鋅的方法是?！敬鸢浮浚?）增大固體與酸反應(yīng)的接觸面積，提高鈷元素的浸出效率（2）（3）不能（4）（5）（6）（7）向?yàn)V液中滴加溶液，邊加邊攪拌，控制溶液的pH接近12但不大于12，靜置后過(guò)濾、洗滌、干燥【解析】煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鈷、錳的價(jià)氧化物及鋅和銅的單質(zhì)，經(jīng)稀硫酸酸浸時(shí)，銅不溶解，Zn及其他價(jià)氧化物除鉛元素轉(zhuǎn)化為硫酸鉛沉淀外，其他均轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的+2價(jià)陽(yáng)離子進(jìn)入溶液；然后通入硫化氫沉銅生成CuS沉淀；過(guò)濾后，濾液中加入Na2S2O8將錳離子氧化為二氧化錳除去，同時(shí)亞鐵離子也被氧化為鐵離子；再次過(guò)濾后，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=4，鐵離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去；第三次過(guò)濾后的濾液中加入次氯酸鈉沉鈷，得到Co(OH)3。（1）“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其目的是增大固體與酸反應(yīng)的接觸面積，提高鈷元素的浸出效率。（2）“酸浸”步驟中，Cu不溶解，Zn單質(zhì)及其他價(jià)氧化物除鉛元素轉(zhuǎn)化為硫酸鉛沉淀外，其他均轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的+2價(jià)陽(yáng)離子進(jìn)入溶液，即為轉(zhuǎn)化為CoSO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）假設(shè)“沉銅”后得到的濾液中和均為，向其中加入至沉淀完全，此時(shí)溶液中，則，小于，說(shuō)明大部分也轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀，據(jù)此判斷不能實(shí)現(xiàn)Zn2+和Co2+的完全分離。（4）“沉錳”步驟中，Na2S2O8將Mn2+氧化為二氧化錳除去，發(fā)生的反應(yīng)為，因此，生成，產(chǎn)生的物質(zhì)的量為。（5）“沉錳”步驟中，同時(shí)將氧化為，“沉淀”步驟中用調(diào)pH=4，可以完全沉淀為，因此，分離出的濾渣是。（6）“沉鈷”步驟中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入適量的NaClO氧化，為了保證被完全氧化，NaClO要適當(dāng)過(guò)量，其反應(yīng)的離子方程式為。（7）根據(jù)題中給出的信息，“沉鈷”后的濾液的pH=5.0~5.5，溶液中有元素以形式存在，當(dāng)pH＞12后氫氧化鋅會(huì)溶解轉(zhuǎn)化為，因此，從“沉鈷”后的濾液中回收氫氧化鋅的方法是：向?yàn)V液中滴加溶液，邊加邊攪拌，控制溶液的pH接近12但不大于12，靜置后過(guò)濾、洗滌、干燥。4．（2025·山東日照·二模）利用廢舊三元鋰離子電池正極材料(主要成分為、還有鋁箔、炭黑、有機(jī)粘合劑等)綜合回收鈷、錳、鎳、鋰的工藝流程如下圖所示：已知：①溶解度隨溫度升高而減小。②、易與轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定配離子；③，，?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）三元鋰廢料中Ni、Mn的化合價(jià)分別為+2、+4價(jià)，若，則Co元素的化合價(jià)為。（2）“堿浸”后的濾液中存在的陰離子有(填化學(xué)式)。（3）“酸浸”后溶液中、、的濃度均為，欲使沉淀完全(離子濃度小于)，而不沉淀、理論上需調(diào)節(jié)溶液范圍為。實(shí)際“沉鈷”時(shí)，在加入之前需要先加入一定量氨水，其目的是。（4）“沉錳”時(shí)需要調(diào)pH=5，此時(shí)錳以形式存在，加入溶液后，溶液先變成紫紅色，后紫紅色又褪去。則溶液變紫紅色發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（5）“沉鋰”時(shí)發(fā)生反應(yīng)(已知、、，用含a、b、c的代數(shù)式表示)。（6）“沉鋰”操作中需升溫到90℃，原因是①加快反應(yīng)速率；②?！敬鸢浮浚?）+3（2）和（3）、易與NH3轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定配離子，沉鈷時(shí)不發(fā)生共沉淀（4）（5）（6）Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小，有利于沉鋰；隨溫度升高到90℃，碳酸分解，平衡正向移動(dòng)，提高產(chǎn)率【分析】三元鋰離子電池正極材料粉碎灼燒除去炭黑、有機(jī)粘合劑，鋁箔轉(zhuǎn)化為氧化鋁，堿浸后氧化鋁轉(zhuǎn)化為四羥基合鋁酸鈉，酸浸時(shí)加入硫酸和過(guò)氧化氫將金屬轉(zhuǎn)化成離子，通過(guò)加一水合氨、草酸銨“沉鈷”除去鈷元素，產(chǎn)生的是CoC2O4?2H2O，說(shuō)明此時(shí)鈷元素的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，說(shuō)明加入的過(guò)氧化氫作為還原劑還原鈷元素為+2價(jià)，加入K2S2O8溶液通過(guò)氧化還原將錳元素轉(zhuǎn)化為二氧化錳，加入碳酸鈉和氫氧化鈉除鎳，最后將鋰離子轉(zhuǎn)化成碳酸鋰。【解析】（1）根據(jù)已知，三元鋰廢料化學(xué)式為，Li、Ni、Mn、O的化合價(jià)分別為+1、+2、+4、-2價(jià)，則Co的化合價(jià)為，故答案為+3。（2）“堿浸”時(shí)堿將氧化鋁轉(zhuǎn)化成四羥基合鋁酸鈉鈉，所以濾液中大量存在的陰離子和剩余的，故答案為：和。（3）當(dāng)完全沉淀(離子濃度小于)時(shí)：，，，所以只要錳離子不沉淀，鎳離子就一定不沉淀，當(dāng)錳離子恰好不沉淀時(shí)，濃度均為，，需調(diào)節(jié)的范圍為，加入之前須先加入一定量氨水，推測(cè)所加氨水的作用為將、轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定配離子，避免沉鈷時(shí)與共沉淀。答案：；、易與NH3轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定配離子，沉鈷時(shí)不發(fā)生共沉淀。（4）首先被氧化為，離子方程式為。（5）。（6）沉鋰操作過(guò)程中需將溫度升高到90℃的原因有：加快反應(yīng)速率；Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小，溫度升高到90℃，有利于沉鋰；溫度升高到90℃，碳酸分解，平衡正向移動(dòng)，提高產(chǎn)率。5．（2026·遼寧省名校聯(lián)盟聯(lián)考）一種廢舊三元鋰電池正極材料(主要成分為，含少量元素和元素)的回收再生工藝如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：已知：HES為辛酸和月桂酸混合而成的疏水型溶劑。（1）已知該正極材料中鎳離子的價(jià)層電子數(shù)與基態(tài)鐵原子的相同，則該鎳離子的化合價(jià)為。（2）“還原浸出”時(shí)，LCHM(半胱氨酸鹽酸鹽)的濃度和咖啡渣的相對(duì)含量與金屬離子浸出率的關(guān)系如圖所示。①最佳的浸出條件是，相對(duì)含量。②浸出時(shí)，LCHM中的陽(yáng)離子將還原為，自身被氧化為含—的弱酸性微粒，該過(guò)程的離子方程式為。③咖啡渣作為輔助還原劑，其優(yōu)點(diǎn)為(寫出一點(diǎn)即可)。（3）“萃取”時(shí)，HES能選擇性萃取和，從化學(xué)鍵形成的角度分析，能與HES中的羧基結(jié)合的原因是。（4）“反萃取”后得到的濾液需經(jīng)過(guò)(填操作名稱)將HES從體系中分離。（5）前驅(qū)體與混合，在空氣中經(jīng)高溫固相反應(yīng)再生成正極材料的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮浚?）+2（2）0.30.50咖啡渣廢物再利用，綠色環(huán)保；減少還原劑LCHM的用量（3）有空軌道，可與羧基中的形成配位鍵（4）分液（5）【分析】廢舊正極片經(jīng)預(yù)處理（如拆解、粉碎等）得到粉料，隨后通過(guò)“還原浸出”過(guò)程，利用合適試劑使正極材料中的金屬元素（），以及雜質(zhì)進(jìn)入溶液，為后續(xù)分離做準(zhǔn)備，加入HES萃取出這些離子，然后加入草酸共沉淀，及加入碳酸鈉沉鋰，最終得到再生正極片?！窘馕觥浚?）基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為，其價(jià)層電子為。已知該正極材料中鎳離子的價(jià)層電子數(shù)與基態(tài)鐵原子的相同，鎳原子的核外電子排布式為，若鎳離子價(jià)層電子數(shù)為8（基態(tài)鐵原子價(jià)層電子數(shù)為8），則鎳原子失去2個(gè)電子，所以該鎳離子的化合價(jià)為+2，故答案為：+2；（2）①有圖可知，時(shí)金屬離子浸出率高且不浪費(fèi)原料，相對(duì)含量為時(shí)金屬離子浸出率最高，故答案為：0.3；0.50；②浸出時(shí)，LCHM中的陽(yáng)離子將還原為，自身被氧化為含—的弱酸性微粒，該過(guò)程的離子方程式為；③咖啡渣廢物再利用，綠色環(huán)保；作為輔助還原劑可以減少還原劑LCHM的用量，故答案為：咖啡渣廢物再利用，綠色環(huán)保；減少還原劑LCHM的用量；（3）因后續(xù)要再生正極片，所以“萃取”這一步要把、元素除掉；有空軌道，可與羧基中的形成配位鍵，故答案為：；有空軌道，可與羧基中的形成配位鍵；（4）由已知可知HES為疏水型溶劑，所以與水溶液分離需采取分液操作，故答案為：分液；（5）由題，前驅(qū)體與混合，在空氣中經(jīng)高溫固相反應(yīng)再生成正極材料的化學(xué)方程式為?！军c(diǎn)睛】本題主要考查了物質(zhì)的分離，掌握物質(zhì)分離的方法，結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)，提煉題給信息是解答該題的關(guān)鍵。6．（2023·新課標(biāo)卷）鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價(jià)態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：

已知：最高價(jià)鉻酸根在酸性介質(zhì)中以Cr2O存在，在堿性介質(zhì)中以CrO存在?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）煅燒過(guò)程中，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為___________(填化學(xué)式)。（2）水浸渣中主要有SiO2和___________。（3）“沉淀”步驟調(diào)pH到弱堿性，主要除去的雜質(zhì)是___________。（4）“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，該步需要控制溶液的pH≈9以達(dá)到最好的除雜效果，若pH<9時(shí)，會(huì)導(dǎo)致___________；pH>9時(shí)，會(huì)導(dǎo)致___________。（5）“分離釩”步驟中，將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1時(shí)，溶解為VO或VO3+在堿性條件下，溶解為VO或VO，上述性質(zhì)說(shuō)明V2O5具有___________(填標(biāo)號(hào))。A．酸性

B．堿性

C．兩性（6）“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液，反應(yīng)的離子方程式為___________?！敬鸢浮浚?）Na2CrO4（2）Fe2O3（3）Al(OH)3（4）磷酸根會(huì)與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無(wú)法完全沉淀，同時(shí)可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時(shí)溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無(wú)法完全沉淀（5）C（6）2Cr2O+3S2O+10H+=4Cr3++6SO+5H2O【分析】由題給流程可知，鉻釩渣在氫氧化鈉和空氣中煅燒，將釩、鉻、鋁、硅、磷等元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，煅燒渣加入水浸取、過(guò)濾得到含有二氧化硅、氧化鐵的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾得到強(qiáng)氧化鋁濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，過(guò)濾得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將釩元素轉(zhuǎn)化為五氧化二釩，過(guò)濾得到五氧化二釩和濾液；向?yàn)V液中焦亞硫酸鈉溶液將鉻元素轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻離子，調(diào)節(jié)溶液pH將鉻元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀，過(guò)濾得到氫氧化鉻?！窘馕觥浚?）由分析可知，煅燒過(guò)程中，鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻酸鈉，故答案為：Na2CrO4；（2）由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化鐵，故答案為：Fe2O3；（3）由分析可知，沉淀步驟調(diào)pH到弱堿性的目的是將Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，故答案為：Al(OH)3；（4）由分析可知，加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液的目的是將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，若溶液pH<9時(shí)，磷酸根會(huì)與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無(wú)法完全沉淀，同時(shí)可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理；若溶液pH>9時(shí)，會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時(shí)溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無(wú)法完全沉淀，故答案為：磷酸根會(huì)與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4，同時(shí)可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理；會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時(shí)溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無(wú)法完全沉淀；（5）由題給信息可知，五氧化二釩水能與酸溶液反應(yīng)生成鹽和水，也能與堿溶液發(fā)生生成鹽和水的兩性氧化物，故選C；（6）由題意可知，還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻離子，反應(yīng)的離子方程式為2Cr2O+3S2O+10H+=4Cr3++6SO+5H2O，故答案為：2Cr2O+3S2O+10H+=4Cr3++6SO+5H2O。7．（2025·山東日照·一模）以赤泥熔煉渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、CaO，少量Sc2O3)為原料分離稀土元素鈧(Sc)的一種工藝流程如下：已知：①萃取劑為磷酸三丁酯、磷酸二丁酯和磺化煤油；②Sc3+的氧化性很弱?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）“浸渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。（2）“反萃取”的目的是分離Sc和Fe元素。向“萃取液”中加入NaOH，(Fe2+、Fe3+、Sc3+)的沉淀率隨pH的變化如圖。試劑X為(填Na2SO3或NaClO)，應(yīng)調(diào)節(jié)pH最佳為。（3）已知Sc2(C2O4)3難溶于水，難溶于酸；Ka1(H2C2O4)=a，Ka2(H2C2O4)=b，Ksp[Sc2(C2O4)3]=c，“沉鈧”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3+6H+，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。(用含a、b、c代數(shù)式表示)（4）Sc2(C2O4)3經(jīng)系列操作可得，加熱脫水時(shí)生成ScOCl的化學(xué)方程式為。（5）在一定條件下，一種物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑A、B中的濃度之比是一個(gè)常數(shù)(分配系數(shù)Kd)；萃取率=。萃取Sc的過(guò)程中，若Sc元素的分配系數(shù)，取100mL含鈧的溶液，一次性加入60mL萃取劑，則Sc的萃取率為%(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位，下同)；若將60mL萃取劑分成3次萃取，每次用20mL，則最后一次水層中鈧的殘留率為%?！敬鸢浮浚?）CaSO4、SiO2（2）Na2SO32（3）（4）ScCl3·6H2OScOCl+2HCl↑+5H2O（5）81.86.4【分析】熔煉渣主要成分為Fe2O3、SiO2、CaO，少量Sc2O3，其中二氧化硅不溶，氧化鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣，故“浸渣”的主要成分為CaSO4、SiO2；Fe2O3和Sc2O3和硫酸反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽，隨后用萃取劑萃取，將鈧元素和鐵元素分類出來(lái)，加入試劑X將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，加入氫氧化鈉實(shí)現(xiàn)鈧和鐵的分離，過(guò)濾后加入硝酸溶解，隨后加入草酸沉鈧，處理后得到單質(zhì)鈧，以此解題?！窘馕觥浚?）熔煉渣主要成分為Fe2O3、SiO2、CaO，少量Sc2O3，其中二氧化硅不溶，氧化鈣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣，故“浸渣”的主要成分為CaSO4、SiO2；（2）由圖可知，二價(jià)鐵更容易和Sc分離，故試劑X應(yīng)該是將三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵，則試劑X為Na2SO3；由圖可知，pH為2時(shí)，二價(jià)鐵沒有沉淀，Sc的沉淀率已經(jīng)很大，故應(yīng)調(diào)節(jié)pH最佳為2；（3）已知Ka1(H2C2O4)=a，Ka2(H2C2O4)=b，Ksp[Sc2(C2O4)3]=c，則結(jié)合平衡常數(shù)的定義可知反應(yīng)2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3+6H+的平衡常數(shù)K==；（4）ScCl3·6H2O沉淀在高溫脫水的過(guò)程中，ScCl3發(fā)生了水解反應(yīng)，方程式為：ScCl3·6H2OScOCl+2HCl↑+5H2O；（5）設(shè)100mL含Sc的溶液中Sc的物質(zhì)的量為amol，一次性加入60mL萃取劑，其中可以萃取的Sc的物質(zhì)的量為xmol，則，解得x=0.818a，Sc的萃取率=；若將60mL萃取劑分成3次萃取，每次用20mL，設(shè)100mL含Sc的溶液中Sc的物質(zhì)的量為amol，一次性加入20mL萃取劑，其中可以萃取的Sc的物質(zhì)的量為xmol，則，解得x=0.6a，Sc的萃取率=，鈧的殘留率為1-60%=40%，沒有每次萃取時(shí)，使用的萃取劑體積都是20mL，則每次的萃取率相同，故最后一次水層中鈧的殘留率=40%×40%×40%=6.4%。（建議用時(shí)：20分鐘）1．（2025·甘肅卷）研究人員設(shè)計(jì)了一種從銅冶煉煙塵(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸鹽)中高效回收砷、銅、鋅和鉛的綠色工藝，部分流程如下：已知：熔點(diǎn)314℃，沸點(diǎn)460℃分解溫度：，，，高于（1）設(shè)計(jì)焙燒溫度為600℃，理由為。（2）將通入和的混合溶液可制得，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）酸浸的目的為。（4）從浸出液得到Cu的方法為(任寫一種)。（5）某含Pb化合物是一種被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的晶體材料，室溫下該化合物晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)，。與Pb之間的距離為pm(用帶有晶胞參數(shù)的代數(shù)式表示)；該化合物的化學(xué)式為，晶體密度計(jì)算式為(用帶有阿伏加德羅常數(shù)的代數(shù)式表示和分別表示Cs、Pb和Br的摩爾質(zhì)量)?！敬鸢浮浚?）使硫酸銅分解，硫酸鋅和硫酸鉛不分解，同時(shí)使As2O3沸騰收集（2）4++2=3+CO2（3）分離硫酸鉛，得到純凈的硫酸銅溶液（4）電解法或置換法（5）CsPbBr3【分析】銅冶煉煙塵(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸鹽)焙燒將S轉(zhuǎn)化為二氧化硫，因沸點(diǎn)低被蒸出，設(shè)計(jì)溫度為600℃，根據(jù)已知信息，硫酸銅被分解，生成氧化銅，硫酸鋅和硫酸鉛未分解，加水浸取后，硫酸鋅溶于水形成溶液被分離出去，留下氧化銅，硫酸鉛，加硫酸溶解，硫酸鉛不溶于硫酸，氧化銅與硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化成硫酸銅，過(guò)濾分離，浸出渣為硫酸鉛，浸出液主要為硫酸銅，硫酸銅經(jīng)過(guò)電解或置換法轉(zhuǎn)化為銅，據(jù)此解答?！窘馕觥浚?）設(shè)計(jì)焙燒溫度為600℃，使硫酸銅分解，而硫酸鋅和硫酸鉛不分解，使As2O3沸騰收集，故答案為：使硫酸銅分解，硫酸鋅和硫酸鉛不分解，使As2O3沸騰收集；（2）將通入和的混合溶液可制得，根據(jù)元素守恒可知還生成了二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4++2=3+CO2，故答案為：4++2=3+CO2；（3）酸浸時(shí)，硫酸鉛不溶于硫酸，氧化銅與硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化成硫酸銅，過(guò)濾分離，浸出渣為硫酸鉛，浸出液主要為硫酸銅，故酸浸的目的為分離硫酸鉛，得到純凈的硫酸銅溶液；（4）浸出液主要為硫酸銅，經(jīng)過(guò)電解或置換法轉(zhuǎn)化為銅，故從浸出液得到Cu的方法有：電解法或置換法；（5）某含Pb化合物室溫下晶胞如圖所示，Cs位于體心，個(gè)數(shù)為1，Pb位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為=1，Br位于棱心，個(gè)數(shù)為=3，該化合物的化學(xué)式為CsPbBr3，Cs位于體心，Pb位于頂點(diǎn)，與Pb之間的距離為體對(duì)角線的一半，由于晶胞參數(shù)，℃，與Pb之間的距離為pm，該晶體密度計(jì)算式為，故答案為：；CsPbBr3；。2．（2025·山東青島·二模）利用水鈷礦(主要成分為，含少量、、、、、等)可以制取多種化工試劑，以下為草酸鈷晶體和氯化鈷晶體的制備流程。已知：①常溫下。流程中部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的如表所示：沉淀物開始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8②、均難溶于水。（1）寫出鹽酸酸浸水鈷礦過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式。（2）結(jié)合以上制備流程，推測(cè)在此反應(yīng)條件下，、、的氧化性從強(qiáng)到弱的順序。（3）已知氧化性ClO，則沉淀I的主要成分是，萃取劑層所含金屬元素只有錳元素，則萃取后的水層包含的金屬陽(yáng)離子有。（4）得到氯化鈷晶體的操作I主要包括：向水層中加入調(diào)整至，、過(guò)濾、洗滌、減壓烘干等過(guò)程。（5）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算，若某溶液中同時(shí)存在和兩種沉淀，則此溶液中和的濃度比值的數(shù)量級(jí)是。（6）取一定質(zhì)量的二水合草酸鈷產(chǎn)品，在空氣中加熱令其分解，得到鈷氧化物(其中鈷的價(jià)態(tài)為，用的鹽酸溶液恰好將此鈷氧化物完全溶解，得到溶液和標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L黃綠色氣體，則此鈷氧化物的摩爾質(zhì)量為?！敬鸢浮浚?）（2）（3）、、（4）鹽酸蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（5）（6）【分析】水鈷礦主要成分及雜質(zhì)、、、、與鹽