2024版衡中学案高考二轮复习化学资料题型能力提升训练(四).pdf

题型能力提升训练题型能力提升训练(四四)1.(2023河北唐山一模节选)立方氮化硼(BN)晶体是一种硬度比金刚石大的特殊耐磨和削切材料，其晶胞结构如图所示：该晶体中 B 的配位数为_4_，其晶胞参数为 a nm，则立方氮化硼晶体的密度为1023a3NAgcm3。【解析】由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氮原子个数为 8186124，位于体内的硼原子个数为 4，体内每个硼原子与 4 个氮原子距离最近，则该晶体中 B 的配位数为 4，设晶体的密度为 d g/cm3，由晶胞的质量公式可得：4 25NA1021a3d，解得 d1023a3NA。2.(2023河北保定一模节选)如图是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为a nm。(1)图中原子的坐标参数：A 为(0,0,0)，B 为(14，14，14)，则 C 的坐标参数为(14，34，34)。(2)Cu与 Cl最短的距离是34anm。【解析】(1)图中原子的坐标参数：A 为(0,0,0)，B 为(14，14，14)，则 C 在 x、y、z 轴的投影分别为14、34、34，故 C 的坐标参数为(14，34，34)。(2)Cu与 Cl最短的距一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-12024版衡中学案高考二轮复习化学资料题型能力提升训练(四)离是体对角线的四分之一，故为34a nm。3.(2023湖南永州三模节选)铂镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为 a pm。结构中有两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成(例如)，另一种由铂原子和镍原子共同构成(例如)。(1)该晶体的化学式为_Ni3Pt(或 PtNi3)_。(2)晶体中完全由镍原子构成的八面体空隙与由铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙数目之比为_13_，两种八面体空隙中心的最近距离为 22apm。【解析】(1)由铂镍合金晶胞可知，Pt 的个数：8181，Ni 的个数：6123，故化学式为 Ni3Pt。(2)完全由镍原子构成的八面体空隙在晶胞的体心，铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙在棱心，二者的数目之比为 13，而两种八面体空隙中心最近的距离是棱心和体心的距离，为22a pm。4.(2023广东汕头二模节选)氨硼烷化合物成储氢材料新星。某储氢材料晶胞如图，八面体中心为金属离子 Fe2，顶点均为配体 NH3；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。该晶体属立方晶系，晶胞棱边夹角均为 90，棱长为 a nm。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1则晶体的密度为 5617 6114 2 4NA a 1073gcm3(只列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。【解析】由晶胞图可知，八面体个数为 4，四面体个数为 8；所以该晶胞含有 4 个Fe(NH3)6(BH4)2，所以晶体的密度为5617 6114 2 4NA a 1073 gcm3。5.(2023山东泰安二模)快离子导体是一类具有优良导电能力的固体电解质。图 1(Li3SBF4)和图 2 是潜在的快离子导体材料的结构示意图。回答下列问题：(1)基态 S 原子的价电子排布式为_3s23p4_。(2)第二周期元素中第一电离能介于 B 和 F 之间的元素有_4_种。(3)图 1 所示晶体中，每个 Li与_4_个呈四面体结构的离子相邻。(4)当图 2 方格内填入 Na时，恰好构成氯化钠晶胞的18，且氯化钠晶胞参数 a564 pm。氯化钠晶体中，Na填充在氯离子形成的空隙中，每一个空隙由_6_个 Cl构成，空隙的空间形状为_正八面体_。(5)温度升高时，NaCl 晶体出现缺陷，晶体的导电性增强。该晶体导电时，迁移的途径有两条：途径 1：在平面内挤过 2、3 号氯离子之间的狭缝(距离为 x)迁移到空位。途径 2：挤过由 1、2、3 号氯离子形成的三角形通道(如图 3，小圆的半径为y)迁移到空位。已知：r(Na)95 pm，r(Cl)185 pm，21.4，31.7。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1x_24.8_pm_，y_47.2_pm_(保留一位小数)。迁移可能性更大的途径是_途径 2_(填“途径 1”或“途径 2”)。【解析】(1)基态 S 原子的价电子排布式为 3s23p4。(2)第二周期元素第一电离能从左向右呈增大趋势，由于 Be 的 2s 轨道全满，N 的 2p 轨道半满，结构稳定，造成 Be 和 N 比同周期相邻元素的第一电离能高，因此第一电离能介于 B 和 F 之间的有 Be、C、N、O 共 4 种。(3)由图 1 所示晶体结构可知，Li位于棱心，正四面体结构的离子在体心，则每个 Li与 4 个呈四面体结构的离子相邻。(4)18NaCl晶胞中 Na周围有 3 个 Cl，则在 NaCl 晶体中，Na周围等距离且最近的有 6 个Cl，6 个 Cl构成正八面体结构，即 Na填充在 Cl堆积而成的八面体空隙中。(5)该三角形为等边三角形，边长等于图 2 中面对角线长度，故三角形边长125642 pm282 2 pm394.8 pm，即 2r(Cl)x394.8 pm，r(Cl)185 pm，解得x24.8 pm；内部虚线部分三角形的顶角为 120、两腰长为 r(Cl)y、底长为 2822 pm，边角关系有 3r(Cl)y282 2 pm，解得 y47.2 pm；由于挤过由1、2、3 号氯离子形成的三角形通道 y 的值大于挤过 2、3 号氯离子之间的狭缝 x值，所以 Na如果能挤过，那么挤过由 1、2、3 号氯离子形成的三角形通道相对容易些，即迁移可能性更大的途径是途径 2。6.(2023山东东营二模)我国科学家设计了一种钝化剂三氟乙脒来抑制 CsPbI3xBrx 薄膜缺陷，提高无机钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。回答下列问题：(1)基态碘原子的价层电子的运动状态有_7_种，基态 Pb 原子的价层电子排布式为_6s26p2_。(2)I1(As)、I1(Se)、I1(Br)的 第 一 电 离 能 由 大 到 小 顺 序 为：_I1(Br)I1(As)I1(Se)_。(3)三氟乙脒的结构如图所示，碳原子的杂化类型为_sp2和 sp3_；测量 HF相对分子质量测量值经常偏大的原因是_HF 分子间存在氢键，形成缔合分子(HF)n_。已知：FF 的键能为 157 kJ mol1，BrBr 的键能为 193 kJ mol1，结合一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1原子结构，对键能数据给予合理解释：_F 的原子半径小，两个 F 原子的孤对电子之间斥力大_。(4)某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞的边长 a pm，晶体中 Pb2与 Cs最短距离为 3a2pm；晶体的密度 721a 10103NAgcm3(设阿伏加德罗常数的值为 NA，用含 a、NA的代数式表示；可能用到相对原子质量：Cs133Pb207I127)。【解 析】(1)基 态 碘 原 子 的 核 外 电 子 排 布 为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5，价层电子的运动状态有 7 种；基态 Pb 原子的价层电子排布式为 6s26p2。(2)同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，As、Se 和 Br 为同周期元素，核电荷数依次增加，第一电离能呈增大趋势，但由于基态 As 原子的 4p 能级轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能 大 于 Se，I1(As)、I1(Se)、I1(Br)的 第 一 电 离 能 由 大 到 小 顺 序 为I1(Br)I1(As)I1(Se)。(3)其中单键碳原子采用 sp3杂化，双键碳原子采用 sp2杂化；HF 分子间存在氢键，易形成缔合分子(HF)n导致 HF 相对分子质量测量值偏大。FF 的键能为 157 kJ mol1，BrBr 的键能为 193 kJ mol1，两者为同一主族元素，原子半径从上到下逐渐增大，则键能变化原因为 F 的原子半径小，两个 F 原子的孤对电子之间斥力大。(4)Cs有 8 个位于顶点，个数为 8181；I有 6 个位于面心，个数为 6123，Pb2有 1 个位于体心，则该晶胞的化学式：CsPbI3；晶体中 Pb2与 Cs最短距离为体对角线的一半，即为3a2 pm；晶胞质量为721NA g，晶胞体积为(a1010)3cm3，则晶胞密度为721a 10103NA gcm3。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1题型能力提升训练题型能力提升训练(一一)1.(2023河北沧州二模)氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。.一定条件下，用 CH4催化还原可消除 NO 污染。已知：CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)H865.0 kJ mol12NO(g)O2(g)2NO2(g)H112.5 kJ mol1(1)N2和 O2完全反应，每生成 2.24 L(标准状况)NO 时，吸收 8.9 kJ 的热量；则 CH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H_1_155.5_kJ mol1。(2)反应分两步进行，其反应历程与能量变化关系如图所示，写出决定 NO氧化反应速率的化学方程式：N2O2(g)O2(g)2NO2(g)。(3)将 2 mol NO(g)、1 mol O2(g)和 1 mol He(g)通入反应器，在温度 T、压强 p条件下进行反应和 2NO2(g)N2O4(g)。平衡时，若 O2、NO2与 N2O4三者的物质的量相等，则 NO 转化率为_60%_，反应平衡常数 Kp 158p(用含 p 的代数式表示，不考虑 N2O4)。.汽车尾气中的氮氧化物可利用如下反应处理：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H746.8 kJ mol1，实验测得，v正k正c2(NO)c2(CO)，v逆k逆c(N2)c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。(4)达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_”“Ea1，说明第二步反应的活化能大，反应速率慢，决定 NO 氧化反应速率，其化学方程式为 N2O2(g)O2(g)2NO2(g)。(3)由题目信息可知，2 mol NO(g)、1 mol O2(g)和 1 mol He(g)通入反应器，在温度 T、压强 p 条件下进行反应。设平衡时 n(NO)x mol，n(NO2)n(O2)n(N2O4)y mol，根据 N 守恒可得 x3y2，根据 O 守恒可得 x8y4，解得 n(NO)x mol0.8 mol，n(NO2)n(O2)n(N2O4)y mol0.4 mol。NO一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1转化率为20.82100%60%；反应平衡常数 Kp(0.4p3)2(0.8p3)20.4p3158p。(4)该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则正反应速率小于逆反应速率，则 k正增大的倍数_载氧体(填“”“”或“”)。(2)该模型部分氧化甲烷制合成气的反应方程式为 2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g)，该温度下反应的 H_46_ kJ mol1。(3)已知副反应的 S549 Jmol1K1，下列温度下反应能自发进行的是一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1_C_(填标号)。A750 B950 C1 050(4)控制投料比为 n(CeO2)n(CH4)21、压强为 100 kPa 时，平衡时 C(s)及各气体的物质的量随温度的变化如图 a 所示：已知：X(H2)nH2nH2nH2O100%，X(CO)nCOnCOnCO2100%图 a 中 c 曲线对应的气体为_CO_。图 a 中忽略 CO2(g)与 c 气体，486 平衡时，n(H2O)_0.2_mol。(5)当 n(CH4)1 mol、p100 kPa 时，控制不同 n(CeO2)，平衡时 n(C)、X(H2)、X(CO)与温度的关系如图 b 所示，请说明当反应体系温度低于 1 000 时，n(CeO2)越大，温度越高，越有利于合成气的生成：_生成合成气的反应为吸热的气体分子数增大的反应，体系温度低于 1_000_时，温度升高平衡正向移动，n(CeO2)越大，则反应后甲烷的量减小，压强减小，平衡正向移动_。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1【解析】(1)载氧体和氧气反应，反应后氧元素得到电子化合价降低，根据电子守恒可知，则载氧体中 Ce 的化合价升高，故模型中载氧体中 Ce 的价态：载氧体载氧体。(2)已知：2CeO2(s)CH4(g)=Ce2O3(s)CO(g)2H2(g)H1352.5 kJ mol1，2Ce2O3(s)O2(g)=4CeO2(s)H4751 kJ mol1，由盖斯定律可知，2得：2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g)H2(352.5 kJ mol1)(751 kJ mol1)46 kJ mol1。(3)根据 HTS0，反应可以自发进行，则(700 kJ mol1)T(0.549 kJ mol1K1)1 275 K1 002，故选 C。(4)图 a 中已知 H2O、CO2气体的曲线，反应中投料 CH4，CH4随着反应气量减少，故 a 为 CH4；由主反应化学方程式可知，消耗 1 分子 CH4生成 CO、2 分子 H2，且 CH4裂解反应也生成 H2，故 b 为 H2，c 曲线对应的气体为 CO。图 a 中忽略 CO2(g)与 c 气体，其实 CH4为 1.0 mol，486 平衡时，CH4、H2均为 0.6 mol，则生成 H2需要消耗 0.3 mol CH4，副反应消耗 CH4的物质的量为(1.0 mol0.6 mol)0.3 mol0.1 mol，则生成 n(H2O)0.2 mol。(5)生成合成气的反应为吸热的气体分子数增大的反应，体系温度低于 1 000 时，温度升高平衡正向移动，n(CeO2)越大，则反应后甲烷的量减小，压强减小，平衡正向移动，故 n(CeO2)越大，温度越高，越有利于合成气的生成。3.(2023广东梅州二模)除去废水中 Cr()的方法有多种。请按要求回答下列问题。(1)室温下，含 Cr()的微粒在水溶液中存在如下平衡：H2CrO4(aq)H(aq)HCrO4(aq)H1HCrO4(aq)H(aq)CrO24(aq)H22HCrO4(aq)Cr2O27(aq)H2O(l)H3室温下，反应 2CrO24(aq)2H(aq)Cr2O27(aq)H2O(l)的 H_H32H2_(用含 H1、H2或 H3的代数式表示)。基态 Cr3核外电子排布式为_Ar3d3_。室温下，初始浓度为 1.0 molL1的 Na2CrO4溶液中 c(Cr2O27)随 c(H)的变化如图所示。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1根据 A 点数据计算反应 2CrO242HCr2O27H2O 的 K_1.01014_，下列关于该反应的说法不正确的是_AC_。A加水稀释，平衡右移，K 值增大B若达到 A 点的时间为 5 s，则 v(CrO24)0.1 molL1s1C若升高温度，溶液中 CrO24的平衡转化率减小，则该反应的 H0(2)NaHSO3与熟石灰除 Cr()法：向酸性废水中加入 NaHSO3，再加入熟石灰，使 Cr3沉淀。实验中的 NaHSO3作用是_将 Cr()还原为 Cr()_。Cr()在水溶液中的存在形态分布如图所示。当 pH12 时，Cr()去除率下降的原因可用离子方程式表示为 Cr(OH)3OH=Cr(OH)4。(3)微生物法用硫酸盐还原菌(SRB)处理含 Cr()废水时，Cr()去除率随温度的变化如图所示。55 时，Cr()的去除率很低的原因是_55_时，硫酸盐还原菌发生变性，几乎失去活性_。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1水体中，Fe 合金在 SRB 存在条件下腐蚀的机理如图所示。Fe 腐蚀后生成FeS 的过程可描述为：Fe 失去电子转化为 Fe2，H2O 得到电子转化为 H，_SO24被 H 还原为 S2，S2与 Fe2结合为 FeS_。(4)可用电解法将废水中铬酸钾溶液制成重铬酸钾，其工作原理如图所示：该制备过程总反应的化学方程式为 4K2CrO44H2O=通电 2K2Cr2O72H2O24KOH。电解一段时间后，阳极区溶液中 K的物质的量由 a mol 变成 b mol，则生成的重铬酸钾的物质的量为 ab2mol。【解析】(1)已知：.HCrO4(aq)H(aq)CrO24(aq)H2，.2HCrO4(aq)Cr2O27(aq)H2O(l)H3，由盖斯定律，反应2得 2CrO24(aq)2H(aq)Cr2O27(aq)H2O(l)，则 HH32H2。Cr 为 24 号元素，其核外电子排布式为Ar3d54s1，则 Cr3核外电子排布式为Ar3d3。从图看出 A 点时，c(H)1.0107 molL1时 Cr2O27为 0.25 molL1，由原子守恒得 CrO24为1.00.2520.5 molL1。则 KcCr2O27c2CrO24c2H0.250.52 1.0 1072一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-11.01014。加水稀释溶液中的 QK，平衡逆向移动，同时没有改变温度，K 值不变，A 项错误；A 点 Cr2O27为 0.25 molL1，由原子守恒得溶液中的 CrO24为 1.00.2520.5 molL1，则 v(CrO24)10.55 molL1s10.1 molL1s1，B 项正确；升温 CrO24转化率减小即平衡逆向移动，说明逆向为吸热反应，该反应为放热反应，H12 时Cr(OH)4增大而 Cr(OH)3降低，则反应为 Cr(OH)3OH=Cr(OH)4。(3)温度过高，硫酸盐还原菌失活导致去除率降低。从图看 H 和 SO24经SRB 细胞膜之后转变为 S2和 H2O，S2再与 Fe2结合为 FeS。(4)阴极区为 H放电产生 H2。阳极区 OH放电产生 H和 O2，H促使 2CrO242HCr2O27H2O平衡正向移动从而制备K2Cr2O7。总反应为4K2CrO44H2O=通电 2K2Cr2O72H2O24KOH。由方程式看出每生成 1 mol K2Cr2O7产生 2 mol KOH，即2 mol K移入阴极区产生 KOH。当阳极区 K由 a mol 变为 b mol 产生 K2Cr2O7为ab2 mol。4.(2023山东聊城二模)甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制备及用途在工业上有重要的意义。(1)一种重要的工业制备甲醇的反应为：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)HCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H140.9 kJ/molCO(g)2H2(g)CH3OH(g)H290.4 kJ/mol试计算 H_49.5_kJ/mol。(2)对于反应 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，v正k正p(CO2)p3(H2)，v逆k逆p(CH3OH)p(H2O)。其中 k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p 为气体分压(分压物质的量分数总压)。在 540 K 下，分别按初始投料比 n(CO2)n(H2)31，n(CO2)n(H2)11、n(CO2)n(H2)13 进行反应，测得 H2的平衡转化率随压强变化的关系如图所示：一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1投料比 n(CO2)n(H2)13 的曲线是_c_(填“a”“b”或“c”)。已知点 N 在曲线 b 上，计算该温度下压强平衡常数 Kp_0.32_(MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算)。该温度下，测得某时刻 p(CO2)0.2 MPa，p(CH3OH)p(H2O)0.1 MPa，p(H2)0.4 MPa，此时 v正v逆_0.41_(保留 2 位有效数字)。(3)甲醇催化制取丙烯的反应为 3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)3H2O(g)。已知 Arrhenius 经验公式为 Rln kEaTC(其中 Ea为活化能，k 为速率常数，R和 C 为常数)。该反应的 Arrhenius 经验公式的实验数据如图所示：该反应的活化能 Ea_15.0_kJ/mol。当用更高效催化剂时，请在图中画出 Rln k 与1T关系的曲线。(4)目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与 CO 反应来制备：CH3OH(g)CO(g)HC3COOH(l)H_v逆(A)(填“”“”或“v(C)v(B)_用“v(D)”“v(C)”“v(B)”表示。【解析】(1)已知CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H140.9 kJ/mol，CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H290.4 kJ/mol，根据盖斯定律，由得反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)HH1H240.9 kJ/mol90.4 kJ/mol49.5 kJ/mol。(2)投料比越大，氢气的平衡转化率越高，因此 a 代表 n(CO2)n(H2)31，b 代表 n(CO2)n(H2)11，c 代表n(CO2)n(H2)13。N 点为投料比 n(CO2)n(H2)11，氢气平衡转化率为60%，设初始二氧化碳和氢气的物质的量都为 1 mol，列三段式：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2(g)初始(mol)1 1 0 0转化(mol)0.2 0.6 0.2 0.2平衡(mol)0.8 0.4 0.2 0.2平衡时二氧化碳分压为0.81.62.5 MPa1.25 MPa，同样的方法，平衡时氢气分压：0.625 MPa，甲醇分压 0.312 5 MPa，水蒸气分压 0.312 5 MPa，则压强平衡常数K0.312 5 MPa 0.312 5 MPa1.25 MPa 0.625 MPa30.32(MPa)2。v正k正p(CO2)p3(H2)，v逆k逆p(CH3OH)p(H2O)，v正v逆k正pCO2p3H2k逆pCH3OHpH2O0.32 0.2 0.430.1 0.10.41。(3)已知 Arrhenius 经验公式为 Rln kEa/TC(Ea为活化能，k 为速率常数，R 和 C为常数)，可得 632EaC、334EaC，两式联立解得 Ea15.0，则反应的活化能为 15.0 kJ/mol。若使用催化剂，活化能降低，即直线的斜率相反数减一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1小，因此示意图如下。(4)温度为 T1时，A 点尚未达到平衡状态，相比于相同温度下达到平衡状态的 B 点，A 点甲醇的浓度大于 B 点甲醇的浓度，浓度越大，反应速率越快，故v(B)正v(A)逆。温度对反应速率的影响大于浓度，且温度越高反应速率越快，故 B、C、D 三点逆反应速率由大到小的顺序为 v(D)v(C)v(B)。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1题型突破特训题型突破特训(二二)化学工艺流程综合题化学工艺流程综合题1.(2023广东湛江二模)固体电解质 LATP 的化学式为 Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为 FeTiO3，含少量 Al2O3、SiO2)为原料合成 LATP的工艺流程如图所示。请回答下列问题：(1)基态 Ti 原子的核外电子排布式为_1s22s22p63s23p63d24s2_。(2)“碱浸”的目的是除去_Al2O3、SiO2_(填化学式)。(3)“碱浸”时加入适当过量的 NaOH 溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且 NaOH 溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是_适当过量可以使反应更充分，不能过量太多是防止过量 NaOH、H2SO4腐蚀反应容器，且后续处理浸液 1 和滤液 2 成本高_。(4)“沉钛”时生成 Ti3(PO4)4的化学方程式为 4H3PO43TiOSO4=Ti3(PO4)43H2SO43H2O。(5)本实验洗涤 Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是_防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中_。(6)常温下，Ti3(PO4)4的 Kspa，当溶液中 c(Ti4)1.0105molL1时可认为 Ti4沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中 c(PO34)最低为 41015amolL1。【解析】钛铁矿粉碎过筛后加入 NaOH 溶液，氧化铝、二氧化硅和 NaOH溶液反应而除去，FeTiO3用稀硫酸酸浸，得到 TiOSO4和 FeSO4的混合溶液，加一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1磷酸沉钛，得到 Ti3(PO4)4，Ti3(PO4)4和 AlPO4、Li3PO4高温反应得到 LATP。(1)Ti是 22 号元素，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d24s2。(2)钛铁矿粉碎过筛后主要成分为 FeTiO3，含少量 Al2O3、SiO2，加入 NaOH 溶液“碱浸”的目的是除去杂质 Al2O3，SiO2。(3)NaOH 溶液、H2SO4溶液均具有强烈的腐蚀作用，NaOH 溶液和稀硫酸均不宜过量太多，防止过量 NaOH、H2SO4腐蚀反应容器。(4)“沉钛”时加入磷酸生成 Ti3(PO4)4的化学方程式为 4H3PO43TiOSO4=Ti3(PO4)43H2SO43H2O。(5)抽滤原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，抽气泵中的压强降低容易出现倒吸现象，需要加入“安全瓶”防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中。(6)Ti3(PO4)4(s)3Ti4(aq)4PO34(aq)，Kspc3(Ti4)c4(PO34)当 Ti4沉淀完全时 cmin(PO34)4Kspc3Ti44a1053 molL141015a molL1。2.(2023湖北十一校二模)电子级氢氟酸是微电子行业的关键性基础材料之一，由萤石粉(主要成分为 CaF2，含有少量 SiO2和微量 As2O3等)制备工艺如下：回答下列问题：(1)“酸浸”时生成 HF 的化学方程式为 CaF2H2SO4(浓)=CaSO42HF，工业生产时往往会适当加热，目的是_加快反应速率，提高 CaF2的转化率_。(2)“精馏 1”设备使用的材料可选用_D_(填序号)。A玻璃 B陶瓷C石英 D金(3)已知 H2SiF6是一种配位酸，酸性与硝酸相近，可与 KMnO4溶液反应制备极易溶于水的强酸 HMnO4，反应的离子方程式为 2KSiF26=K2SiF6。(4)“氧化”时将 AsF3氧化为 AsF5。AsF5的沸点高于 AsF3，原因是_AsF5、AsF3均为分子晶体(分子间均不存在氢键)，AsF5相对分子质量大，范德华力大，一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1熔沸点高_。(5)液态 HF 是酸性溶剂，能发生自偶电离：HFHF，由于 H和 F都溶剂化，常表示为 3HFH2FHF2。在 HF 溶剂中 AsF5、BF3呈酸性，HClO3、HNO3、H2O 呈碱性，比如 AsF5、HClO3的电离方程式分别为 AsF52HFAsF6H2F；HOClO22HF(HO)2ClOHF2。在 HF 作用下：写出 BF3与 HNO3反应的离子方程式 BF3HNO3HF=(HO)2NOBF4。已知：H2O 与 AsF5反应生成 HAsF6。结合 H的能力：H2O_”“0.5 mol/L 的条件，用阴离子交换树脂吸附 ReO4，请用适当的化学用语从平衡移动的角度说明“c(H)0.5 mol/L”的原因 MoO244HMoO222H2O 反应，c(H)0.5 mol/L 时，该平衡正向程度大，使 Mo 元素转变为阳离子，不会被阴离子交换树脂吸附，从而与 Re 元素分离。(4)pH3 时，通过 X 射线能谱分析，产品中仅含有少量 ReO3杂质，并测得Re 与 O 两种原子的物质的量之比为 10.30，则该条件下产品中单质 Re 的质量一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1分数为_88_%。(结果保留两位有效数字)【解析】钼精矿加入 CaO 加压焙烧得到 Ca(ReO4)2、CaMoO4、CuO。加入稀 H2SO4、MnO2酸浸，浸出液主要含有 HReO4、H2MoO4、Mn2、Cu2等离子，废渣主要为 CaSO4。浸出液经过沉钼，得到钼/铼浸出液，可采用离子交换或萃取/反萃取等方法分离钼元素和铼元素。(1)加压可增大氧气浓度，从而加快反应速率，使反应进行更加充分。MoS2加压焙烧后转化为 CaMoO4，化学方程式为 2MoS29O26CaO=2CaMoO44CaSO4。(2)CaSO4微溶于水，则废渣 1 的主要成分是 CaSO4(还有过量的 MnO2)。酸浸过程中 MnO2作氧化剂，被还原为 Mn2，则浸出液中主要含有的金属阳离子还有 Cu2和 Mn2。实际生产中要使铼吸附率较大的情况下尽可能提升萃取液流速，则根据图示，最佳流速范围为 68 BV/h，选择 C 项。(3)步骤中存在 MoO244HMoO222H2O 反应，当 c(H)0.5 mol/L 时，该平衡正向程度大，使 Mo 元素转变为阳离子，不会被阴离子交换树脂吸附，而 Re 主要以 ReO4阴离子形式存在，因此 Mo 元素可以与 Re 元素分离。(4)Re 与 O 两种原子的物质的量之比为 10.30，则 Re 原子与 ReO3的物质的量之比为 10.10，Re 金属与 ReO3的物质的量之比为 0.900.10，因此该条件下产品中单质 Re 的质量分数为0.90 1860.90 1860.10 18616 3100%88%。4.(2023山东聊城二模)一种利用废催化剂(含 TiO2，WO3等)回收金属 Ti、W的工艺流程如图所示。已知：偏钛酸钠(Na2TiO3)难溶于水；“酸洗”时，Na2TiO3转化为 TiOCl2或 TiOSO4，水解后得到 H2TiO3；当溶液中某离子浓度1105mol/L 时，认为该离子沉淀完全。请回答下列问题：(1)为加快“碱浸”的速率，可采取的措施为 将废催化剂粉碎、搅拌或增大NaOH 溶液的浓度或加热(任写两条)；“碱浸”时生成偏钛酸钠的离子方程式为 TiO22Na2OH=Na2TiO3H2O。(2)锐钛型和金红石型是 TiO2最常见的两种晶体类型，煅烧 H2TiO3过程中，一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1TiO2会发生“锐钛型金红石型”转化，固体质量残留率和晶型转化率随温度变化如图 1 所示，晶型转化过程中的能量变化如图 2 所示。设计用“过滤”所得Na2TiO3制备金红石型 TiO2的操作方案_用盐酸酸洗 Na2TiO3，将生成的 TiOCl2充分水解后，过滤、洗涤得到 H2TiO3，在 950_下煅烧 H2TiO3至恒重_。(3)“煅烧”时，TiO2的提取率随时间、温度的变化关系如图，提取 TiO2的适宜条件为_30_min、500_。(4)用固体二氧化钛生产海绵钛的装置如图，其原理是 TiO2的氧解离进入熔融盐中而得到金属海绵钛。电解过程中，b 极是_正_极，阴极的电极反应式为 TiO24e=Ti2O2。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1(5)将氢氧化钙加入钨酸钠溶液中可得到钨酸钙，已知 Ksp(CaWO4)41010(mol/L)2，KspCa(OH)29107(mol/L)3，当溶液中 WO24沉淀完全时，溶液中c(OH)最大值为_0.15_mol/L。【解析】由题给流程可知，废催化剂加入氢氧化钠溶液碱浸时，二氧化钛与氢氧化钠溶液反应转化为难溶于水的偏钛酸钠，三氧化钨与氢氧化钠溶液反应转化为钨酸钠，过滤得到偏钛酸钠和钨酸钠；向偏钛酸钠中加入盐酸或硫酸溶液酸洗，将偏钛酸钠转化为 TiOCl2或 TiOSO4，TiOCl2或 TiOSO4在溶液中水解生成偏钛酸，过滤得到偏钛酸；偏钛酸煅烧分解生成二氧化钛，电解熔融二氧化钛制得钛；钨酸钠溶液中加入氢氧化钙将钨酸钠转化为钨酸钙沉淀，过滤得到钨酸钙，钨酸钙经多步转化制得钨。(1)将废催化剂粉碎、搅拌、增大氢氧化钠溶液的浓度、加热等措施能加快“碱浸”的速率；“碱浸”时生成偏钛酸钠的反应为二氧化钛与氢氧化钠溶液反应生成难溶于水的偏钛酸钠和水，反应的离子方程式为 TiO22Na2OH=Na2TiO3H2O。(2)由晶型转化过程中的能量变化示意图可知，酸洗时应加入盐酸将偏钛酸钠转化为 TiOCl2，TiOCl2充分水解生成偏钛酸，由固体质量残留率和晶型转化率随温度变化的示意图可知，在 950 下煅烧偏钛酸至恒重制得高纯二氧化钛，具体操作为用盐酸酸洗偏钛酸钠，将生成的 TiOCl2充分水解后，过滤、洗涤得到偏钛酸，在 950 下煅烧偏钛酸至恒重制得纯二氧化钛。(3)由图可知，500 时二氧化钛的提取率远高于 400，而 800 时的提取率与500 时相比提高不多，从节约能源，降低成本角度考虑，适宜温度为 500，则提取二氧化钛的适宜条件为 30 min、500。(4)由题意可知，电解过程中，b极是电源的正极、a 极是负极，与 b 极相连的高纯二氧化钛为电解池的阴极，二氧化钛在阴极得到电子生成海绵钛和氧离子，电极反应式为 TiO24e=Ti2O2。(5)由钨酸钙溶度积可知，溶液中钨酸根离子完全沉淀时，溶液中的钙离子浓度不小于4 1010mol/L21 105mol/L4105mol/L，由氢氧化钙的溶度积可知，溶液一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1中氢氧根离子浓度不小于9 107mol/L34 105mol/L0.15 mol/L。一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手高中网课和配套讲义关注公众号网课来了，微信MM2026-1