剖析01 工艺流程的题型考法-备战2025年高考【化学工艺流程】考点剖析+对点精练（全国通用）

剖析01 工艺流程的题型考法 一、化学工艺流程的命题特点 该类试题取材于真实的工业生产，根据考查内容和能力的需要，对物质的实际工业合成流程进行简化处理，设置基本概念、反应及转化、反应原理和实际工业操作等相关问题。展现研究过程或者生成过程的具体实际问题，考查学生应用相关知识解决实际问题的能力，探究与创新能力。 二、化学工艺流程图的结构 （1）流程图一般三大部分： 原料预处理：研磨（或粉碎）、灼烧（或焙烧、煅烧）、浸出（水浸、酸浸、碱洗）、搅拌等。 核心化学反应：氧化（或还原）、除杂（加入或多或正好）沉淀剂、调控溶液的pH范围，控制反应温度、加入保护气等。 产品的分离与提纯：结晶与过滤、洗涤与干燥、脱水的各种不同方法等。 （2）流程中要分析“进” 、“出” 物质和仍然留在溶液中的离子等（否则可能漏掉副产品或干扰离子）。 图1：箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)。 图2：箭头表示反应物分步加入和生成物出来。 图3：返回的箭头一般是“循环利用”的物质。 （3）一般默认进入的物质过量，确保每一步目标元素利用率或转化率最高，产品产率最高，损失最小。当然在某些特殊情况下要控制用量。 （4）后续阶段：滴定计算，转化率计算，产率计算，质量分数计算等。 三、“化工流程”大题的常考点 （1）原料的预处理。 （2）转化过程中反应条件的控制方法。 （3）分离、提纯等基本操作。 （4）物质的转化原理。 （5）陌生化学方程式的书写。 （6）物质成分的判断(滤渣、循环物质等)。 （7）加入试剂的作用。 （8）有关Ksp及含量测定等计算。 四、解题思维和备考策略 （1）浏览一下流程，基本辨别出预处理、提纯、分离等阶段。 （2）分析流程中的每一步骤，并获取有价值的信息(如：反应物是什么，发生了什么反应，该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用)，并能从设问中获取信息。 （3）解答时要抓住“一个答题中心”：一切反应或操作都是为获得产品而服务，从而确定思维方向。 （4）工艺流程涉及的相关问题：工艺流程题的命制是以元素化合物为知识载体的，熟练掌握元素化合物的相关知识及其转化过程，是学好化学工艺流程的必要前提条件，需平时自主温故。 五、化学工艺流程解题思路举例 【例1】(2024·福建泉州·模拟预测)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。 该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表： 金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋ 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8 回答下列问题： (1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式：______________________________。 (2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是__。 (3)“母液①”中Mg2＋浓度为________mol·L－1。 (4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是________。“酸溶渣”的成分是________、________。 (5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是___。 (6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得________，循环利用。 【考情分析】 考查点及命题意图 失分点及错因分析 第(1)题：通过陌生方程式的书写， 考查学生对物质及其变化的分析与推断 此小题得分率较高 错因：有些学生不能正确分析出反应后的生成物，导致无法配平，没有注意反应条件，导致漏写气体符号 第(2)题：通过对工艺流程框图分析，确定离子析出种类及顺序，考查学生信息的提取与运用能力 此小题得分率较低 错因：学生不能根据题干及图表信息情境，确定离子种类，不能根据提供的开始沉淀和沉淀完全的pH，确定沉淀顺序 第(3)题：通过镁离子浓度的求算，考查考生信息的获取和归纳与论证能力 此小题得分率为40% 错因：①由镁离子完全沉淀、溶液pH不能获取有效数据求算； ②忽略第(2)题信息 “分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，不能获取有效数据导致无法进行计算 第(4)题：考查考生根据流程的目的和要求选择试剂、根据反应特点和制备要求确定溶渣成分 此小题得分率极低 错因：不能从整体上把握流程图，忽略了循环物质为硫酸盐，并且没有注意酸溶温度导致错选试剂，不能从物质类别上确定不参与反应的氧化物，漏掉了新生成的微溶物硫酸钙 第(5)题：通过陌生离子方程式的书写， 考查学生对物质转化的分析与推断及离子方程式的配平能力 此小题与第(1)题相比难度大，得分率低 错因：不能通过离子守恒和反应介质正确确定生成物中的氢离子，导致无法正确配平，平时训练少，对于带未知数(x)的离子方程式无法配平，也体现出考生配平能力不足 第(6)题：通过循环物质的确定，考查学生的迁移运用能力和创新思维 此小题得分率极低 错因：考生不能对流程图做整体把握，弄不清反应机理，导致不能正确确定“母液”成分，且忽略了该物质可循环利用，而不能从前面所加物质进行分析 【例2】(2024·湖北武汉·模拟预测)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题： (1)I2的一种制备方法如下图所示： ①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为________，生成的沉淀与硝酸反应，生成_____后可循环使用。 ②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为______________；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时，氧化产物为______；当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5后，单质碘的收率会降低，原因是_____。 (2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为______________。 (3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 mol I2，消耗的KI至少为________mol。I2在KI溶液中可发生反应：I2＋I－I。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是________________________。 【考情分析】 考查点及命题意图 失分点及错因分析 第(1)题①问：通过陌生离子方程式的书写及成分确定，考查学生对物质转化相关知识的掌握情况 此小题相对简单，得分率较高 错因：有些学生拆分错误，导致整个离子方程式出错；由于不能确定沉淀成分，导致无法判断与硝酸反应的产物 第(1)题②问：通过题设要求，考查学生对与量有关的方程式的分析与配平能力，以及根据题设数据，解释反应出现的问题 此小题得分率为40% 错因：不能确定Fe2＋和I－的还原能力强弱，当反应物用量比>1.5时，有些学生没有想到单质碘将进一步被氧化 第(2)题：通过陌生离子方程式的书写，考查学生对物质转化的总反应过程分析及离子型氧化还原反应方程式的配平能力 此小题与第(1)题①问相比，难度大，得分率低 错因：①审题不细，写的是分步反应。 ②对多元弱酸的酸式酸根拆分原则掌握错误。 ③不会迁移相关知识，导致配平错误 第(3)题第一空：借助配平判断消耗物质的量，考查学生分析和计算能力 此小题得分率为30% 错因：学生没有认真分析反应过程，没有把复分解消耗的KI计算在内，导致最终结果错误 第(3)题第二空：根据制备要求，从平衡移动角度分析试剂用量特点，考查学生解决实际问题的能力 此小题得分率极低 错因：学生不能根据信息中平衡移动和分离原理，说明加过量碘化钾的原因，体现出学生平时对简答题训练不到位，不能确定答题方向 1．（2024·吉林·模拟预测）高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂，其生产工艺如图1所示： 已知：①Cl2与NaOH溶液反应的产物与反应温度有关，温度较低时产物为NaCl、NaClO和H2O；温度较高时产物为NaCl、NaClO3和H2O。 ②同一条件下，溶液的碱性越强，高铁酸盐的稳定性越高。回答下列问题： (1)写出Cl2与NaOH溶液在较高温度下反应的离子方程式： 。 (2)向“溶液I”中加入NaOH固体起到的作用有降低NaCl的溶解度、 、 。 (3)配制NaOH溶液时，将44gNaOH固体溶解在100mL水中，所得溶液的密度为1.33g•mL-1，则该溶液的物质的量浓度为 (保留1位小数)mol•L-1。 (4)步骤③发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比n(氧化剂)：n(还原剂)= 。对“湿产品”进行“洗涤、干燥”时，洗涤剂最好选用 (填标号)溶液和异丙醇。 A．Fe(NO3)3      B．NH4Cl     C．CH3COOK (5)从环境保护的角度看，制备K2FeO4较好的方法为电解法。维持一定的电流强度和电解温度，KOH起始浓度对K2FeO4浓度的影响如图2(电解液体积相同的情况下进行的实验)。适宜的电解时间应选用 h；当KOH起始浓度为14mol•L-1时，1.0～1.5h内生成K2FeO4的速率是 mol•L-1•h-1。 2．（2024·云南大理·模拟预测）砷化镓可在一块芯片上同时处理光电数据，因而被广泛应用于遥控、手机、DVD计算机外设、照明等诸多光电子领域。从砷化镓废料(主要成分为、、和)中回收镓和砷的工艺流程如图所示： 已知：Ga与Al化学性质相似。 (1)Ga位于周期表 区。 (2)“碱浸”后得到的滤渣Ⅰ的化学式为 。“浸出液”中含有的阴离子为、、、 等离子，碱浸反应发生反应的离子方程式为 。 (3)“中和”发生反应的离子方程式为 。 (4)若“操作”在实验室完成，则使用到的硅酸盐仪器有酒精灯、烧杯、 、 、玻璃棒。 (5)“酸溶”分离出的滤渣Ⅲ化学式为 。 (6)惰性电极电解溶液时，在电极有金属镓生成，该电极反应式为 。 (7)实际工业中采用硫酸镓溶液与氨水反应“沉镓”，已知常温下，，使硫酸镓溶液中镓离子刚好沉淀完全[为]，则溶液中 。 3．（2024·湖北·一模）钛用途广泛，焦磷酸镁不溶于水，是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为，含少量)为原料，分离提纯并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如图： 已知：不与碱反应，与酸反应后以的形式存在。回答下列问题： (1)基态的价电子排布式是 。 (2)步骤“碱浸”的作用是 。 (3)滤渣2的主要成分为 (填化学式)。 (4)过二硫酸钠结构如下图所示，过二硫酸钠有强氧化性的原因是 ，“氧化”时转化为的离子方程式为 。 (5)离子浓度时表示该离子沉淀完全。常温下，为了使沉淀完全，调节的最小值为 (已知：)。 (6)钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用与反应制备金属钛。下列金属冶炼方法与冶炼的方法相似的是 (填字母标号)。 A．电解熔融制钠        B．铝热反应制锰        C．加热分解制银 4．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）碱式碳酸镍在工业上可作为制备其他含镍化合物的原料。工业上以某含镍废渣（主要成分为）为原料制备碱式碳酸镍的流程如图所示。 已知：①25℃时，相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。 离子 开始沉淀时的pH 6.4 2.2 4.4 完全沉淀时的pH 8.4 3.5 6.7 ②25℃时，。 回答下列问题： (1)“滤渣1”的主要成分为 （填化学式）。 (2)“除杂1”时，加入溶液调节溶液pH的范围为 。 (3)“除杂2”时，加入NiS的作用是除去溶液中的，发生反应的离子方程式为 ，该反应的化学平衡常数 （保留两位有效数字）。 (4)“萃取”和“反萃取”的最终目的是富集获得含有 （填化学式）的水溶液。 (5)“沉镍”时，应控制温度为95℃，反应除生成碱式碳酸镍外，还有一种无色气体，该气体为 。 5．（2024·广西玉林·一模）钴在新能源、新材料、航空航天、电器制造领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 已知：金属阳离子(M)以氢氧化物形式沉淀时，和溶液的关系如下图所示。 回答下列问题： (1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其原因是 。 (2)Co在元素周期表的位置为 ；Cu的价电子排布式为 。 (3)“沉锰”步骤中，加发生反应的离子方程式为，该反应中是_______。 A．还原剂 B．氧化剂 C．氧化产物 D．还原产物 (4)"酸浸"步骤中，浸渣的成分为铜和 ；"沉淀"步骤中，用NaOH调pH分离出的滤渣成分只有，则调节的的范围为 。 (5)"酸浸"步骤中，CoO发生反应的化学方程式是 。 (6)若“沉钴”步骤中，控制溶液，则从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。 6．（2024·湖南永州·一模）以一种废旧锂离子电池(主要成分为钴、锰、镍、锂的氧化物，还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)为原料回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下： 已知：i．的溶解度随温度升高而减小； ⅱ．“碱浸”后的滤渣中主要含有和； ii．，。 回答下列问题： (1)“灼烧”步骤的目的是 。 (2)“碱浸”步骤中反应的化学方程式为 。 (3)“酸浸”步骤中的作用是 。 (4)“沉钴”步骤中溶液中的浓度均为，欲使完全沉淀而不沉淀，需调节的范围为 。 (5)“沉锰”过程中加入溶液后，溶液先变为紫红色，后紫红色又褪去，请写出溶液变为紫红色时的离子反应方程式 。 (6)“沉镍”得到的，可作为制备的原料。一种的立方晶胞结构如图所示，该晶胞的俯视图为_______(填字母代号)。 A． B． C． D． (7)“沉锂”步骤中加入溶液，将溶液温度升高至，得到固体的系列操作为 。 7．（2024·山西运城·三模）以钒钼铅矿(主要成分为)、，还含有少量)为原料分离钒和钼的工艺流程如下： 已知：①随溶液pH变化，钒以、等形式存在； ②。 回答下列问题： (1)钒原子核外电子排布式 。 (2)“球磨破碎”的目的是 。 (3)“浸出”后，钒主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式： 。 (4)“净化渣”的主要成分除外，还有 (填化学式)。 (5)“浸出”操作中，加入要适量，从保护环境的角度分析其原因： 。 (6)煅烧过程中发生反应的化学方程式为 。 (7)向10 mL 0.2 mol⋅L的滤液中加入等体积的溶液，欲使沉淀完全，则溶液的最小浓度为 mol⋅L(忽略混合过程中溶液的体积变化，当溶液中某离子的浓度mol⋅L时，认为该离子沉淀完全)。 8．（2024·四川成都·模拟预测）菱锰矿主要成分为、、和少量，一种利用该矿石制取高纯二氧化锰的工艺流程如图所示： 已知：常温下，的，；。回答下列问题： (1)“研磨”的目的是 。 (2)“氯化焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为 。 (3)分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度为 、氯化铵与锰矿粉的质量之比为 、焙烧时间为 。        (4)“浸出”后的浸渣的主要成分有铁的氧化物、、 (填化学式)。 (5)若“沉锰"后所得滤液中、，此时溶液中 (保留2位有效数字)。 (6)检验“沉锰”后得到的沉淀洗涤干净的方法是 。 (7)氧化焙烧是在空气中进行，写出“氧化焙烧”反应的化学方程式： 。 (8)请从流程经济效益角度出发，提出一个充分利用气体A和气体B的方案： 。 9．（2025·河北·一模）钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的电极材料。以水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料制备LiCoO2的工艺流程如图所示。 已知：①在水中不稳定，易溶于有机溶剂； ②常温下，，。 回答下列问题： (1)钴位于元素周期表 区；Li2CO3中阴离子的空间结构为 。 (2)滤渣的主要成分是 (填化学式)；“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸，可能的原因是 。 (3)“除钙、镁”工序得到的滤液中 。 (4)在水中的稳定性： (填“>”“=”或“<”)。“有机相”可循环用于 (填“酸浸”“除钙、镁”或“萃取”)工序。 (5)“煅烧”工序发生主要反应的化学方程式为 。 (6)神舟十八号载人飞船首次采用“锂离子电池”作电源，某种锂离子电池放电时工作原理如图所示。充电时a极的电极反应式为 。 10．（2024·安徽·模拟预测）磷铈矿中主要有CePO4，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以磷铈矿为原料制备的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)CePO4中第一电离能最大的元素是 （填元素符号）。 (2)“酸性废气”主要为 ，纯化后可用作 （举一例即可）。 (3)“水浸”常在加热搅拌条件下进行，目的是 。 (4)“滤渣Ⅱ”主要成分为FePO4，高温下FePO4可与Li2CO3、蔗糖（C12H22O11）制备LiFePO4，同时有CO和H2O生成，该反应的化学方程式为 。 (5)“滤渣Ⅲ”的主要成分是 ，絮凝剂可促进固液分离，某絮凝剂的化学式为，其结构与Al2Cl6相似且存在Fe-O配位键，试写出其结构式： 。 (6)“沉铈”常采用NH4HCO3溶液而非Na2CO3溶液，后者会使产物纯度降低，其原因是 。 (7)准确称取5.500g充分加热得到3.280gCe2O3固体，则n= 。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 剖析01 工艺流程的题型考法 一、化学工艺流程的命题特点 该类试题取材于真实的工业生产，根据考查内容和能力的需要，对物质的实际工业合成流程进行简化处理，设置基本概念、反应及转化、反应原理和实际工业操作等相关问题。展现研究过程或者生成过程的具体实际问题，考查学生应用相关知识解决实际问题的能力，探究与创新能力。 二、化学工艺流程图的结构 （1）流程图一般三大部分： 原料预处理：研磨（或粉碎）、灼烧（或焙烧、煅烧）、浸出（水浸、酸浸、碱洗）、搅拌等。 核心化学反应：氧化（或还原）、除杂（加入或多或正好）沉淀剂、调控溶液的pH范围，控制反应温度、加入保护气等。 产品的分离与提纯：结晶与过滤、洗涤与干燥、脱水的各种不同方法等。 （2）流程中要分析“进” 、“出” 物质和仍然留在溶液中的离子等（否则可能漏掉副产品或干扰离子）。 图1：箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)。 图2：箭头表示反应物分步加入和生成物出来。 图3：返回的箭头一般是“循环利用”的物质。 （3）一般默认进入的物质过量，确保每一步目标元素利用率或转化率最高，产品产率最高，损失最小。当然在某些特殊情况下要控制用量。 （4）后续阶段：滴定计算，转化率计算，产率计算，质量分数计算等。 三、“化工流程”大题的常考点 （1）原料的预处理。 （2）转化过程中反应条件的控制方法。 （3）分离、提纯等基本操作。 （4）物质的转化原理。 （5）陌生化学方程式的书写。 （6）物质成分的判断(滤渣、循环物质等)。 （7）加入试剂的作用。 （8）有关Ksp及含量测定等计算。 四、解题思维和备考策略 （1）浏览一下流程，基本辨别出预处理、提纯、分离等阶段。 （2）分析流程中的每一步骤，并获取有价值的信息(如：反应物是什么，发生了什么反应，该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用)，并能从设问中获取信息。 （3）解答时要抓住“一个答题中心”：一切反应或操作都是为获得产品而服务，从而确定思维方向。 （4）工艺流程涉及的相关问题：工艺流程题的命制是以元素化合物为知识载体的，熟练掌握元素化合物的相关知识及其转化过程，是学好化学工艺流程的必要前提条件，需平时自主温故。 五、化学工艺流程解题思路举例 【例1】(2024·福建泉州·模拟预测)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。 该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表： 金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋ 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8 回答下列问题： (1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式：______________________________。 (2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是__。 (3)“母液①”中Mg2＋浓度为________mol·L－1。 (4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是________。“酸溶渣”的成分是________、________。 (5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是___。 (6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得________，循环利用。 【考情分析】 考查点及命题意图 失分点及错因分析 第(1)题：通过陌生方程式的书写， 考查学生对物质及其变化的分析与推断 此小题得分率较高 错因：有些学生不能正确分析出反应后的生成物，导致无法配平，没有注意反应条件，导致漏写气体符号 第(2)题：通过对工艺流程框图分析，确定离子析出种类及顺序，考查学生信息的提取与运用能力 此小题得分率较低 错因：学生不能根据题干及图表信息情境，确定离子种类，不能根据提供的开始沉淀和沉淀完全的pH，确定沉淀顺序 第(3)题：通过镁离子浓度的求算，考查考生信息的获取和归纳与论证能力 此小题得分率为40% 错因：①由镁离子完全沉淀、溶液pH不能获取有效数据求算； ②忽略第(2)题信息 “分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，不能获取有效数据导致无法进行计算 第(4)题：考查考生根据流程的目的和要求选择试剂、根据反应特点和制备要求确定溶渣成分 此小题得分率极低 错因：不能从整体上把握流程图，忽略了循环物质为硫酸盐，并且没有注意酸溶温度导致错选试剂，不能从物质类别上确定不参与反应的氧化物，漏掉了新生成的微溶物硫酸钙 第(5)题：通过陌生离子方程式的书写， 考查学生对物质转化的分析与推断及离子方程式的配平能力 此小题与第(1)题相比难度大，得分率低 错因：不能通过离子守恒和反应介质正确确定生成物中的氢离子，导致无法正确配平，平时训练少，对于带未知数(x)的离子方程式无法配平，也体现出考生配平能力不足 第(6)题：通过循环物质的确定，考查学生的迁移运用能力和创新思维 此小题得分率极低 错因：考生不能对流程图做整体把握，弄不清反应机理，导致不能正确确定“母液”成分，且忽略了该物质可循环利用，而不能从前面所加物质进行分析 【答案】 (1)Al2O3＋4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2＋6NH3↑＋3H2O↑　(2)Fe3＋、Al3＋、Mg2＋ (3)1.0×10－6　(4)硫酸　SiO2　CaSO4 (5)TiO2＋＋(x＋1)H2OTiO2·xH2O↓＋2H＋ (6)(NH4)2SO4 【例2】(2024·湖北武汉·模拟预测)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题： (1)I2的一种制备方法如下图所示： ①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为________，生成的沉淀与硝酸反应，生成_____后可循环使用。 ②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为______________；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时，氧化产物为______；当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5后，单质碘的收率会降低，原因是_____。 (2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为______________。 (3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 mol I2，消耗的KI至少为________mol。I2在KI溶液中可发生反应：I2＋I－I。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是________________________。 【考情分析】 考查点及命题意图 失分点及错因分析 第(1)题①问：通过陌生离子方程式的书写及成分确定，考查学生对物质转化相关知识的掌握情况 此小题相对简单，得分率较高 错因：有些学生拆分错误，导致整个离子方程式出错；由于不能确定沉淀成分，导致无法判断与硝酸反应的产物 第(1)题②问：通过题设要求，考查学生对与量有关的方程式的分析与配平能力，以及根据题设数据，解释反应出现的问题 此小题得分率为40% 错因：不能确定Fe2＋和I－的还原能力强弱，当反应物用量比>1.5时，有些学生没有想到单质碘将进一步被氧化 第(2)题：通过陌生离子方程式的书写，考查学生对物质转化的总反应过程分析及离子型氧化还原反应方程式的配平能力 此小题与第(1)题①问相比，难度大，得分率低 错因：①审题不细，写的是分步反应。 ②对多元弱酸的酸式酸根拆分原则掌握错误。 ③不会迁移相关知识，导致配平错误 第(3)题第一空：借助配平判断消耗物质的量，考查学生分析和计算能力 此小题得分率为30% 错因：学生没有认真分析反应过程，没有把复分解消耗的KI计算在内，导致最终结果错误 第(3)题第二空：根据制备要求，从平衡移动角度分析试剂用量特点，考查学生解决实际问题的能力 此小题得分率极低 错因：学生不能根据信息中平衡移动和分离原理，说明加过量碘化钾的原因，体现出学生平时对简答题训练不到位，不能确定答题方向 【答案】 (1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－　AgNO3　②FeI2＋Cl2=== I2＋FeCl2　I2、FeCl3　I2被过量的Cl2进一步氧化　 (2)2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O　 (3)4　防止单质碘析出 1．（2024·吉林·模拟预测）高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂，其生产工艺如图1所示： 已知：①Cl2与NaOH溶液反应的产物与反应温度有关，温度较低时产物为NaCl、NaClO和H2O；温度较高时产物为NaCl、NaClO3和H2O。 ②同一条件下，溶液的碱性越强，高铁酸盐的稳定性越高。回答下列问题： (1)写出Cl2与NaOH溶液在较高温度下反应的离子方程式： 。 (2)向“溶液I”中加入NaOH固体起到的作用有降低NaCl的溶解度、 、 。 (3)配制NaOH溶液时，将44gNaOH固体溶解在100mL水中，所得溶液的密度为1.33g•mL-1，则该溶液的物质的量浓度为 (保留1位小数)mol•L-1。 (4)步骤③发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比n(氧化剂)：n(还原剂)= 。对“湿产品”进行“洗涤、干燥”时，洗涤剂最好选用 (填标号)溶液和异丙醇。 A．Fe(NO3)3      B．NH4Cl     C．CH3COOK (5)从环境保护的角度看，制备K2FeO4较好的方法为电解法。维持一定的电流强度和电解温度，KOH起始浓度对K2FeO4浓度的影响如图2(电解液体积相同的情况下进行的实验)。适宜的电解时间应选用 h；当KOH起始浓度为14mol•L-1时，1.0～1.5h内生成K2FeO4的速率是 mol•L-1•h-1。 【答案】 (1) (2)使氯气完全反应生成NaClO 增强溶液的碱性 (3) (4)3∶2 C (5)2 3.2 【详解】过量的氯气和氢氧化钠反应生成氧化性物质次氯酸钠，加入氢氧化钠使得溶液显碱性，除去氯化钠后加入90%的Fe(NO3)3溶液，发生氧化还原反应生成，再加入饱和KOH溶液析出K2FeO4湿产品，最后经洗涤、干燥得到K2FeO4晶体，据此解答。 （1）Cl2与NaOH溶液在温度较高时产物为NaCl、NaClO3和H2O，反应的离子方程式为：； （2）由流程可知，步骤①氯气过量，步骤③需要碱性条件，故向“溶液Ⅰ”中加入NaOH固体起到的作用有降低NaCl的溶解度、使氯气完全反应生成NaClO 、增强溶液的碱性； （3）该溶液的物质的量浓度为； （4）步骤③发生反应为Fe3+和ClO-在碱性条件下发生氧化还原反应生成、Cl-和H2O，离子方程式为：，Fe3+是还原剂，ClO-是氧化剂，则n(氧化剂)∶n(还原剂)=3∶2；根据已知信息：同一条件下，溶液的碱性越强，高铁酸盐的稳定性越高，洗涤剂不能选用水解呈酸性的Fe(NO3)3溶液和NH4Cl溶液，应选用水解呈碱性的溶液CH3COOK，故选C； （5）由图可知，适宜的电解时间应选用2h，此时K2FeO4的浓度较大；当KOH起始浓度为14mol•L-1时，1.0～1.5h内K2FeO4的浓度变化量是12mol•L-1-10.4mol•L-1=1.6mol•L-1，则1.0～1.5h内生成K2FeO4的速率是。 2．（2024·云南大理·模拟预测）砷化镓可在一块芯片上同时处理光电数据，因而被广泛应用于遥控、手机、DVD计算机外设、照明等诸多光电子领域。从砷化镓废料(主要成分为、、和)中回收镓和砷的工艺流程如图所示： 已知：Ga与Al化学性质相似。 (1)Ga位于周期表 区。 (2)“碱浸”后得到的滤渣Ⅰ的化学式为 。“浸出液”中含有的阴离子为、、、 等离子，碱浸反应发生反应的离子方程式为 。 (3)“中和”发生反应的离子方程式为 。 (4)若“操作”在实验室完成，则使用到的硅酸盐仪器有酒精灯、烧杯、 、 、玻璃棒。 (5)“酸溶”分离出的滤渣Ⅲ化学式为 。 (6)惰性电极电解溶液时，在电极有金属镓生成，该电极反应式为 。 (7)实际工业中采用硫酸镓溶液与氨水反应“沉镓”，已知常温下，，使硫酸镓溶液中镓离子刚好沉淀完全[为]，则溶液中 。 【答案】 (1)p (2)、 (3) (4)蒸发皿 普通漏斗 (5) (6) (7) 【详解】由题给流程可知，砷化镓废料经浆化后，加入氢氧化钠和过氧化氢混合溶液的碱浸，砷化镓转化为和Na3AsO4，二氧化硅转化为硅酸钠，氧化铁、碳酸钙不与混合溶液反应，过滤得到含有氧化铁、碳酸钙的滤渣和含有硅酸钠、和Na3AsO4的滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH，将溶液中的硅酸钠、转化为硅酸、Ga(OH)3沉淀，过滤得到含有Na3AsO4的滤液和含有硅酸、Ga(OH)3的滤渣；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥得到Na3AsO4·12 H2O；向滤渣中加入稀硫酸溶液，将Ga(OH)3转化为可溶于水的Ga2(SO4)3，过滤得到含有硅酸的滤渣和含有Ga2(SO4)3的滤液，加入氢氧化钠溶液Ga2(SO4)3生成，电解溶液生成Ga。 （1）Ga位于元素周期表中第四周期、ⅢA族，属于p区 （2）根据废料中成分、、和和流程后面成分分析，不溶于、的是、，因此滤渣Ⅰ是、，滤液有、、、、，故发生反应的离子方程式为； （3）根据已知，Ga和Al相似具有两性，因此“中和”发生反应的离子方程式为； （4）从溶液中获得晶体，一般经过：蒸发浓缩溶液、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，因此还需要的硅酸盐仪器有蒸发皿、普通漏斗； （5）“中和”中与、、依次反应，生成、沉淀，“酸溶”中沉淀溶解，分离了沉淀； （6）“转化”中与溶液生成溶液，电解该溶液得到Ga单质，因此，阴极电极反应式为； （7）计算该反应平衡常数 因此。 3．（2024·湖北·一模）钛用途广泛，焦磷酸镁不溶于水，是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为，含少量)为原料，分离提纯并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如图： 已知：不与碱反应，与酸反应后以的形式存在。回答下列问题： (1)基态的价电子排布式是 。 (2)步骤“碱浸”的作用是 。 (3)滤渣2的主要成分为 (填化学式)。 (4)过二硫酸钠结构如下图所示，过二硫酸钠有强氧化性的原因是 ，“氧化”时转化为的离子方程式为 。 (5)离子浓度时表示该离子沉淀完全。常温下，为了使沉淀完全，调节的最小值为 (已知：)。 (6)钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用与反应制备金属钛。下列金属冶炼方法与冶炼的方法相似的是 (填字母标号)。 A．电解熔融制钠        B．铝热反应制锰        C．加热分解制银 【答案】 (1) (2)除去钛废料中的 (3) (4)结构中含有过氧键 (5)3.2 (6)B 【详解】以含钛废料(主要成分为TiO2，含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料，分离提纯TiO2并制取少量焦磷酸镁。由于原料中除主要含有TiO2外还含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3，所以碱浸时是为了除去能与碱反应的Al2O3，然后过滤，向滤液中加入过量的硫酸除去不与酸反应的Cu，再次过滤，向滤液中加铁粉，将铁离子还原成亚铁离子。然后冷却结晶时亚铁离子生成七水硫酸亚铁晶体析出从而出去大部分亚铁离子；然后过滤，向滤液中加热水解生成TiO(OH)2，过滤得到TiO(OH)2固体和主要含硫酸镁以及少量硫酸亚铁的溶液；煅烧TiO(OH)2得TiO2；将滤液氧化后调pH是铁离子生成氢氧化铁而除去铁离子，然后过滤，向滤液中加焦硫酸钠得到焦硫酸镁，据此分析解题。 （1）Fe是26号元素，价电子排布式是； （2）根据分析，“碱浸”的目的是为了除去能与碱反应的Al2O3； （3）“酸浸”后溶液中存在的离子有亚铁离子、铁离子、镁离子和硫酸根离子，加Fe粉将铁离子还原为亚铁离子，便于在冷却结晶时生成晶体而析出，所以滤渣2的主要成分为； （4）由结构可知，过二硫酸钠中有过氧键，因此其具有强氧化性； “氧化”时与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和硫酸根离子，反应的方程式为； （5）当铁离子浓度时表示该离子沉淀完全，由可知，铁离子完全沉淀时，，； （6）与反应制备金属钛是热还原法，A选项是电解法，B选项是热还原法，C选项是热分解法，故选B。 4．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）碱式碳酸镍在工业上可作为制备其他含镍化合物的原料。工业上以某含镍废渣（主要成分为）为原料制备碱式碳酸镍的流程如图所示。 已知：①25℃时，相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。 离子 开始沉淀时的pH 6.4 2.2 4.4 完全沉淀时的pH 8.4 3.5 6.7 ②25℃时，。 回答下列问题： (1)“滤渣1”的主要成分为 （填化学式）。 (2)“除杂1”时，加入溶液调节溶液pH的范围为 。 (3)“除杂2”时，加入NiS的作用是除去溶液中的，发生反应的离子方程式为 ，该反应的化学平衡常数 （保留两位有效数字）。 (4)“萃取”和“反萃取”的最终目的是富集获得含有 （填化学式）的水溶液。 (5)“沉镍”时，应控制温度为95℃，反应除生成碱式碳酸镍外，还有一种无色气体，该气体为 。 【答案】 (1) (2) (3)（或） (4) (5) 【详解】含镍废渣精矿加入稀硫酸溶浸，NiO、Fe2O3、CuO溶解后转化为相应的金属阳离子，SiO2难溶，成为滤渣Ⅰ，过滤后向滤液中加入碳酸钠调节pH，得到Fe(OH)3沉淀，之后再加入NiS得到CuS沉淀，过滤后向滤液中加入D2EHPA+煤油萃取Ni2+，分液后向有机相中加入稀硫酸进行反萃取，分液后向水相中加入碳酸钠溶液，得到碱式碳酸镍。 （1）由分析可知，滤渣Ⅰ主要成分为难溶的SiO2； （2）除杂1时主要是除去Fe3+，而不除去Cu2+、Ni2+，根据表中数据可知，应调节pH的范围为； （3）由CuS的溶度积常数比NiS的小可知，加入NiS的作用是除去溶液中的，发生沉淀转化，反应的离子方程式为（或）；该反应的化学平衡常数； （4）向滤液中加入D2EHPA+煤油萃取Ni2+，分液后向有机相中加入稀硫酸进行反萃取得到NiSO4，则“萃取”和“反萃取”的最终目的是富集获得含有NiSO4的水溶液； （5）沉镍时，向含有的水溶液中加入碳酸钠溶液，反应除生成外，还有一种无色气体，根据元素守恒可知该气体为。 5．（2024·广西玉林·一模）钴在新能源、新材料、航空航天、电器制造领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 已知：金属阳离子(M)以氢氧化物形式沉淀时，和溶液的关系如下图所示。 回答下列问题： (1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其原因是 。 (2)Co在元素周期表的位置为 ；Cu的价电子排布式为 。 (3)“沉锰”步骤中，加发生反应的离子方程式为，该反应中是_______。 A．还原剂 B．氧化剂 C．氧化产物 D．还原产物 (4)"酸浸"步骤中，浸渣的成分为铜和 ；"沉淀"步骤中，用NaOH调pH分离出的滤渣成分只有，则调节的的范围为 。 (5)"酸浸"步骤中，CoO发生反应的化学方程式是 。 (6)若“沉钴”步骤中，控制溶液，则从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。 【答案】 (1)增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率。 (2)第四周期VIII族 (3)C (4)硫酸铅(或) 3.1~6.2 (5) (6)向滤液中滴加溶液，边加边搅拌，控制溶液的：，静置后过滤、洗涤、干燥。 【详解】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰等元素的+2价氧化物及锌和铜的单质，经稀硫酸酸浸时，铜不溶解，Zn及其它+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液；然后通入硫化氢沉铜生成沉淀；过滤后，滤液中加入将锰离子氧化为二氧化锰除去，同时亚铁离子也被氧化为铁离子；再次过滤后，用氢氧化钠调节，铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去铁元素；第三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴，得到。 （1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其原因是增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率； （2）Co是27号元素，在元素周期表的位置是第四周期VIII族；是29号元素，其价电子排布式为； （3）“沉锰”步骤中，将氧化为二氧化锰除去，二氧化锰为氧化产物，故C正确； （4）“酸浸”步骤中，不溶解，单质及其它元素的+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其它元素均转化为相应的+2价阳离子进入溶液，浸渣的成分为铜和硫酸铅；“沉淀”步骤中，用调分离出的滤渣是，从图像分析得知不能沉淀，调节的的范围是； （5）“酸浸”步骤中，发生反应的化学方程式为：； （6）“沉钴”后滤液的，溶液中有元素以形式存在，当后氢氧化锌会溶解转化为，因此，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是：向滤液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，控制溶液的：，静置后过滤、洗涤、干燥。 6．（2024·湖南永州·一模）以一种废旧锂离子电池(主要成分为钴、锰、镍、锂的氧化物，还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)为原料回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下： 已知：i．的溶解度随温度升高而减小； ⅱ．“碱浸”后的滤渣中主要含有和； ii．，。 回答下列问题： (1)“灼烧”步骤的目的是 。 (2)“碱浸”步骤中反应的化学方程式为 。 (3)“酸浸”步骤中的作用是 。 (4)“沉钴”步骤中溶液中的浓度均为，欲使完全沉淀而不沉淀，需调节的范围为 。 (5)“沉锰”过程中加入溶液后，溶液先变为紫红色，后紫红色又褪去，请写出溶液变为紫红色时的离子反应方程式 。 (6)“沉镍”得到的，可作为制备的原料。一种的立方晶胞结构如图所示，该晶胞的俯视图为_______(填字母代号)。 A． B． C． D． (7)“沉锂”步骤中加入溶液，将溶液温度升高至，得到固体的系列操作为 。 【答案】 (1)除去碳黑和有机粘合剂 (2)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O (3)将还原为 (4)12<<13 (5) (6)C (7)加热浓缩，趁热过滤，洗涤干燥 【详解】将废旧锂离子电池粉碎灼烧，目的是将其中含有的炭黑和有机粘合剂通过高温灼烧除去，灼烧同时将又铝箔氧化成了氧化铝，然后通过碱浸方式将氧化铝除去，过滤后，将滤渣加入到双氧水和硫酸的混合液中，根据滤渣中的化合价和后面沉钴产物中钴元素的化合价，可知酸浸过程中，发生了还原反应，将酸浸后的液体加入氨水和，通过控制，使从其中沉淀分离出来，然后在滤液中加入溶液使被氧化成沉淀而除去，过滤后在滤液中加入碳酸钠和氢氧化钠溶液，使沉淀而除去，最后在滤液中加入碳酸钠溶液，升高温度，使因饱和而析出，然后趁热过滤，洗涤干燥得到，据此分析解答。 （1）废旧锂离子电池中含有的炭黑和有机粘合剂，在回收钴、锰、镍、锂的流程中需除去，根据这两种物质易燃的性质，则可通过高温灼烧的方法而除去。 （2）含有的铝箔杂质也需除去，而灼烧过程中已将铝箔氧化为氧化铝，故“碱浸”步骤中反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。 （3）根据“碱浸”后的滤渣中含有而“沉钴”后为，则可知酸浸过程中反生了还原反应，故的作用是还原剂，将还原为。 （4）根据已知ⅱ，可知的溶解度最小，欲使完全沉淀，则须沉淀后小于，则此时的根据，算出应该大于。要求完全沉淀而不沉淀，根据 ，可知 的溶解度小于 ，则不沉淀，也不会沉淀，“沉钴”之前浓度均为，则=时， =，则满足完全沉淀而而不沉淀，<<，那么对应的范围故为12<<13。 （5）“沉锰”过程中加入 溶液后，溶液先变为紫红色，后紫红色又褪去，说明加入溶液后，部分短暂被氧化为，后又被还原为，故溶液变为紫红色时的离子反应方程式为。 （6）根据的立方晶胞结构图，可知晶胞的棱上有黑色的小球，则俯视该晶胞时，正方形的四个顶点应有黑色小球，正立方体的每个面心都有白色的小球，由于黑球小，白球大，则正方形的边上看到的是黑球外有白色，而中心只能看到白球，故答案选C。 （7）根据已知i，的溶解度随温度升高而减小，那么在滤液中加入碳酸钠溶液后，应升高温度，蒸发浓缩，使因饱和而析出，然后趁热过滤，洗涤干燥，得到固体，故答案为加热浓缩，趁热过滤，洗涤干燥。 7．（2024·山西运城·三模）以钒钼铅矿(主要成分为)、，还含有少量)为原料分离钒和钼的工艺流程如下： 已知：①随溶液pH变化，钒以、等形式存在； ②。 回答下列问题： (1)钒原子核外电子排布式 。 (2)“球磨破碎”的目的是 。 (3)“浸出”后，钒主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式： 。 (4)“净化渣”的主要成分除外，还有 (填化学式)。 (5)“浸出”操作中，加入要适量，从保护环境的角度分析其原因： 。 (6)煅烧过程中发生反应的化学方程式为 。 (7)向10 mL 0.2 mol⋅L的滤液中加入等体积的溶液，欲使沉淀完全，则溶液的最小浓度为 mol⋅L(忽略混合过程中溶液的体积变化，当溶液中某离子的浓度mol⋅L时，认为该离子沉淀完全)。 【答案】 (1)或 (2)增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高钒钼铅矿的浸出率 (3)+2S2-=+2PbS (4)MgSiO3 (5)若Na2S过量，S2-会随着浸出液进入“沉钼”操作中，后与“沉钼”过程中加入的酸反应产生H2S气体污染环境 (6) (7) 【详解】该工艺流程题中，根据流程图可知，将矿石球磨破碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，“浸出”中将Pb2+转化为PbS沉淀，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3，“净化除杂”中是加入Mg2+将转化为MgSiO3沉淀而除去，加入氯化铵进行沉钒，反应原理为：增大浓度，使逆向移动，高温煅烧NH4VO3得到V2O5，方程式为，最后加入HCl和CaCl2的混合溶液进行沉钼，据此分析解题。 （1）钒是23号元素，基态钒原子核外电子排布式为：或。 （2）球黁破碎”是将矿石研磨的方法，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高钒钼铅矿的浸出率。 （3）“浸出”过程中，、与Na2S反应生成、以及PbS，因此生成的离子方程式为：+2S2-=+2PbS。 （4）“净化除杂”的目的是用Mg2+除去“浸出液”中的，因此“净化渣”的主要成分除Mg(OH)2外，还有MgSiO3。 （5）“浸出”操作中，若Na2S过量，S2-会随着浸出液进入“沉钼”操作中，后与“沉钼”过程中加入的酸反应产生H2S气体污染环境。 （6）流程中可以看出煅烧过程中会生成V2O5，反应前后V元素的化合价未发生变化，该反应为非氧化还原反应，因此发生反应的化学方程式为：。 （7）向10 mL 0.2 mol⋅L的滤液中加入等体积的溶液(忽略混合过程中溶液的体积变化)，则沉淀消耗的物质的量n()=0.2mol/L×0.01L=0.002mol，欲使沉淀完全，结合钒酸铵的Ksp可得，溶液中的最小浓度为，因此溶液的最小浓度为。 8．（2024·四川成都·模拟预测）菱锰矿主要成分为、、和少量，一种利用该矿石制取高纯二氧化锰的工艺流程如图所示： 已知：常温下，的，；。回答下列问题： (1)“研磨”的目的是 。 (2)“氯化焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为 。 (3)分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度为 、氯化铵与锰矿粉的质量之比为 、焙烧时间为 。        (4)“浸出”后的浸渣的主要成分有铁的氧化物、、 (填化学式)。 (5)若“沉锰"后所得滤液中、，此时溶液中 (保留2位有效数字)。 (6)检验“沉锰”后得到的沉淀洗涤干净的方法是 。 (7)氧化焙烧是在空气中进行，写出“氧化焙烧”反应的化学方程式： 。 (8)请从流程经济效益角度出发，提出一个充分利用气体A和气体B的方案： 。 【答案】 (1)增大反应的接触面积，加快反应速率 (2)MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2+2NH3+H2O (3) 500℃ 1.10 60min (4)SiO2 (5)0.048 (6)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀，说明沉淀洗涤干净 (7)2MnCO3+ O22MnO2+2CO2 (8)将得到的氨气和二氧化碳用于制备沉锰所需的NH4HCO3 【详解】菱镁矿研磨后加入氯化铵焙烧，发生反应MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2+2NH3+H2O，4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，加水“浸出”后的浸渣的主要成分有Fe2O3、CaMg(SiO3)2、SiO2，浸液中含有Mn2+，加入碳酸氢铵沉淀锰离子上得到碳酸锰，氧化焙烧后得到MnO2。 （1）“研磨”的目的是增大反应的接触面积，加快反应速率； （2）“氯化焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2+2NH3+H2O； （3）由图1、图2、图3可知，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度为500℃、氯化铵与锰矿粉的质量之比为1.10、焙烧时间为60min； （4）“浸出”后的浸渣的主要成分有铁的氧化物、CaMg(SiO3)2、SiO2； （5）当c(Mn2+)=10-5mol/L时，，由得，可求得； （6）“沉锰”后通过过滤、洗涤、干燥得到，检验沉淀已洗涤干净，主要是检验洗涤液中不含氯离子，其方法是取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀，说明沉淀洗涤干净； （7）氧化焙烧是在空气中进行，写出“氧化焙烧”反应的化学方程式：2MnCO3+ O22MnO2+2CO2； （8）气体A和气体B是指CO2和NH3，可用于制备沉锰所需的NH4HCO3。 9．（2025·河北·一模）钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的电极材料。以水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料制备LiCoO2的工艺流程如图所示。 已知：①在水中不稳定，易溶于有机溶剂； ②常温下，，。 回答下列问题： (1)钴位于元素周期表 区；Li2CO3中阴离子的空间结构为 。 (2)滤渣的主要成分是 (填化学式)；“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸，可能的原因是 。 (3)“除钙、镁”工序得到的滤液中 。 (4)在水中的稳定性： (填“>”“=”或“<”)。“有机相”可循环用于 (填“酸浸”“除钙、镁”或“萃取”)工序。 (5)“煅烧”工序发生主要反应的化学方程式为 。 (6)神舟十八号载人飞船首次采用“锂离子电池”作电源，某种锂离子电池放电时工作原理如图所示。充电时a极的电极反应式为 。 【答案】 (1)d 平面三角形 (2)SiO2 Co2O3有强氧化性，易氧化HCl生成Cl2 (3)100 (4)< 萃取 (5)4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2 (6)LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ 【详解】水钴矿主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质，加入稀硫酸和双氧水进行“酸浸”，滤渣中有少量硫酸钙、二氧化硅，滤液中含有Co2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+，而后加入氟化铵生成MgF2、CaF2，加入KSCN与Co2+反应生成[Co(SCN)4]2−进入有机相，三价铁离子生成[FeF6]3−进入水相，而后加入稀硫酸进行反萃取，得到Co2+，加入碳酸钠后得到碳酸钴，再加入碳酸锂和通入空气后得到钴酸锂。 （1）钴是第27号元素，价层电子排布式为：3d74s2，位于元素周期表d区；Li2CO3中阴离子为，中心原子C的价层电子对数为：3+=3+0=3，无孤电子对，因此空间结构为平面三角形； （2）根据分析可知，滤渣的主要成分为SiO2；原料中含+3价钴，碳酸钴中为+2价钴，“酸浸”中加入双氧水，还原钴，说明Co2O3有强氧化性，易氧化HCl生成Cl2； （3）根据题干信息可知Ksp(MgF2)≈4.0×10−11，Ksp(CaF2)≈4.0×10−9，两种沉淀同时生成时，溶液中存在沉淀溶解平衡，； （4）加入KSCN，[FeF6]3−不会转化成Fe(SCN)3，说明在水中稳定性：[FeF6]3−> Fe(SCN)3；有机相主要成分是萃取剂，可循环用于“萃取”工序； （5）钴的化合价升高，在煅烧中，空气中O2参与反应，并放出CO2，反应为：4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2； （6）充电时a极LiCoO2转化为Li1-xCoO2，化合价升高，失电子，为阳极，电极反应式为：LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+。 10．（2024·安徽·模拟预测）磷铈矿中主要有CePO4，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以磷铈矿为原料制备的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)CePO4中第一电离能最大的元素是 （填元素符号）。 (2)“酸性废气”主要为 ，纯化后可用作 （举一例即可）。 (3)“水浸”常在加热搅拌条件下进行，目的是 。 (4)“滤渣Ⅱ”主要成分为FePO4，高温下FePO4可与Li2CO3、蔗糖（C12H22O11）制备LiFePO4，同时有CO和H2O生成，该反应的化学方程式为 。 (5)“滤渣Ⅲ”的主要成分是 ，絮凝剂可促进固液分离，某絮凝剂的化学式为，其结构与Al2Cl6相似且存在Fe-O配位键，试写出其结构式： 。 (6)“沉铈”常采用NH4HCO3溶液而非Na2CO3溶液，后者会使产物纯度降低，其原因是 。 (7)准确称取5.500g充分加热得到3.280gCe2O3固体，则n= 。 【答案】 (1)O (2)HF 刻蚀玻璃 (3)加快反应速率，使反应物充分接触，提高“水浸”效率 (4)6Li2CO3+C12H22O11+12FePO412LiFePO4+18CO↑+11H2O (5)Al(OH)3、Fe(OH)3 (6)溶液碱性强，Ce3+会生成Ce(OH)3沉淀 (7)5 【详解】由题给流程可知，加入浓硫酸的磷铈矿焙烧时，金属元素转化为硫酸盐、磷元素转化为磷酸、氟元素转化为氟化氢气体，焙烧渣水浸过滤得到含有硫酸钙、磷酸钙、磷酸铁、二氧化硅的滤渣和滤液；向滤液中加入氯化铁溶液，将溶液中的磷元素转化为磷酸铁沉淀，过滤得到含有磷酸铁的滤渣和滤液；向滤液中先加入氧化镁调节溶液pH为5，再加入絮凝剂，将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加入碳酸氢铵溶液，将溶液中的铈离子转化为沉淀，过滤得到滤液和。 （1）金属元素的第一电离能小于非金属元素，非金属原子的电子层数越小，第一电离能越大，则磷酸铈中第一电离能最大的元素是氧元素，故答案为：O； （2）由分析可知，酸性废气的主要成分为能氟化氢，氟化氢的水溶液能与玻璃中二氧化硅反应生成四氟化硅和水，常用于刻蚀玻璃，故答案为：HF；刻蚀玻璃； （3）在加热搅拌条件下进行水浸有利于加快反应速率，使反应物充分接触，提高“水浸”效率，故答案为：加快反应速率，使反应物充分接触，提高“水浸”效率； （4）由题意可知，磷酸铁高温条件下与碳酸锂、蔗糖反应生成磷酸亚铁锂、一氧化碳和水，反应的化学方程式为6Li2CO3+C12H22O11+12FePO412LiFePO4+18CO↑+11H2O； （5） 由分析可知，滤渣Ⅲ的主要成分为氢氧化铁、氢氧化铝；由的结构与Al2Cl6相似且存在Fe-O配位键可知，化合物的结构式为，故答案为：Al(OH)3、Fe(OH)3；Al(OH)3、Fe(OH)3；； （6）碳酸钠在溶液中的水解程度大于碳酸氢铵，溶液的碱性强于碳酸氢铵，会使溶液中的铈离子转化为Ce(OH)3沉淀，导致产品中混有杂质，故答案为：溶液碱性强，Ce3+会生成Ce(OH)3沉淀； （7）5.500g充分加热得到3.280gCe2O3固体，由原子个数守恒可知，结晶水合物中碳酸铈的物质的量为=0.01mol，则结晶水的物质的量为=0.05mol，由化学式可得：1：n=0.01：0.05，解得n=5，故答案为：5。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$