专题10 大题突破——化学工艺流程（讲义）-【上好课】2025年高考化学二轮复习讲练测（新高考通用）

专题10 大题突破——化学工艺流程 目录 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03核心精讲·题型突破 题型一 工艺流程中的操作判断及操作步骤书写 【真题研析】 【核心精讲】 1．常考的化工术语 2．原料预处理的六种常用方法 3．常见的操作及目的 4．物质分离的6种常用方法 【命题预测】 题型二 工艺流程中的条件控制及原因分析 【真题研析】 【核心精讲】 1．温度、浓度、压强的控制 2．pH的控制 3．体系环境氛围及其它条件的控制 【命题预测】 题型三 产物或反应物推断、陌生方程式的书写 【真题研析】 【核心精讲】 1．循环物质的确定 2．副产品的判断 【命题预测】 题型四 数据的分析与处理 【真题研析】 【核心精讲】 1．熟记常用计算公式 2．利用“碘量法”进行物质含量测定 3．Ksp相关计算 【命题预测】 考点要求 考题统计 考情分析 化学工艺流程 2024·江苏卷，14，15分；2024·海南卷，15，12分；2024·贵州卷，16，14分；2024·江西卷，15，14分；2024·甘肃卷，15，14分；2024·北京卷，18，15分；2024·福建卷，11，15分；2024·广西卷，15，14分；2024·山东卷，18，12；2024·辽吉黑卷，16，14分；2024·安徽卷，15，14分；2024·河北卷，16，14分；2024·湖北卷，16，13；2024·全国新课标卷，8，14分；2024·全国甲卷，8，14分；2024·浙江6月卷，18，10分；2023•全国甲卷26题，14分；2023•全国乙卷27题，14分；22023•全国新课标卷27题，14分；2023•山东卷17题，13分；2023•湖南卷17题，14分；2023•北京卷18题，13分；2023•广东卷18题，14分；2023•海南卷15题，10分；2023•江苏卷17题，17分；2023•江苏卷18题，14分；2023•辽宁省选择性考试16题，14分；2023•湖北省选择性考试16题，14分；2023•浙江省6月选考18题，10分；2022•全国甲卷26题，14分；2022•全国乙卷27题，14分；2022•福建卷11题，13分；2022•重庆卷15题，15分；2022•北京卷18题，13分；2022•山东卷17题，13分；2022•江苏卷题，12分；2022•湖北省选择性考试16题，14分；2022•辽宁省选择性考试16题，14分；2022•海南省选择性考试15题，10分；2022•河北省选择性考试15题，14分；2022•湖南选择性考试17题，14分；2022•广东选择性考试18题，14分。 化学工艺流程题是将元素化合物和化学实验基础知识以真实工业流程为载体来进行综合考查，取代了传统的无机框图题，是非选择题重要题型之一，试题知识融合、灵活性大，思维空间大。预计2025年将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查考生的综合能力。从命题趋势来看，一般有三种题型：一是从实验设计和评价的角度对化工生产进行模拟；二是根据一些化工生产的流程来考查考生的综合应用能力；三是关于化工生产的相关计算。 题型一 工艺流程中的操作判断及操作步骤书写 1．(2024·广西卷，15节选)广西盛产甘蔗，富藏锰矿。由软锰矿(MnO2，含SiO2、Fe2O3、Al2O3和CuO等杂质)制备光电材料KMnF3的流程如下。回答下列问题： (1)“甘蔗渣水解液”中含有还原性糖和H2SO4，其主要作用是_______。为提高“浸取”速率，可采取的措施是_______(任举一例)。 【答案】(1)①把二氧化锰还原为硫酸锰 ②把软锰矿粉碎、搅拌、加热等 【解析】(1)二氧化锰具有氧化性，“甘蔗渣水解液”中含有还原性糖和H2SO4，其主要作用是把二氧化锰还原为硫酸锰。根据影响反应速率的因素，为提高“浸取”速率，可采取的措施是把软锰矿粉碎、搅拌、加热等。 18．(2024·北京卷，18节选)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是 。 (2) (NH4)2SO4的作用是利用其分解产生的SO3使矿石中的铜元素转化为CuSO4。(NH4)2SO4发生热分解的化学方程式是 。 【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 (2) (NH4)2SO42NH3↑+SO3↑+H2O 【解析】(1)黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎，是为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分；(2)铵盐不稳定，易分解，(NH4)2SO4分解为非氧化还原反应，产物中有NH3和SO3，故化学方程式为(NH4)2SO42NH3↑+SO3↑+H2O。 2．(2024·全国新课标卷，8节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： (1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是_______；“滤渣1”中金属元素主要为_______。 (2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是_______。取少量反应后的溶液，加入化学试剂_______检验_______，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。 【答案】(1)①增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率 ②Pb (2)①将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，以便在后续调pH时除去Fe元素 【解析】(1)在原料预处理过程中，粉碎固体原料能增大固体与液体的接触面积，从而加快酸浸的反应速率，提高浸取效率；由分析可知，“滤渣1”的主要成分为PbSO4，则“滤渣1”中金属元素主要为Pb；(2)酸浸液中含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、SO42-等离子。由题表中数据可知，当Fe3+完全沉淀时，Co2+未开始沉淀，而当Fe2+完全沉淀时，Co2+已有一部分沉淀，因此为了除去溶液中的Fe元素且Co2+不沉淀，应先将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节溶液的pH使Fe3+完全水解转化为Fe(OH)3沉淀，因此，MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，以便在后续调pH时除去Fe元素。常用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+，若生成蓝色沉淀，则说明溶液中仍存在Fe2+，需补加MnO2。 3．(2022•河北省选择性考试，节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下： (1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。 (2)黄铁矿研细的目的是_______。 (4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。 【答案】(1)Fe2O3 SiO2 (2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率 (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 【解析】(1)已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2；(2)黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率；(4)工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用。 1．常考的化工术语 关键词 释 义 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 灼烧(煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等 浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程 水浸 与水接触反应或溶解 过滤 固体与液体的分离 滴定 定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定 蒸发结晶 蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出 蒸发浓缩 蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度 水洗 用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等 酸作用 溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等 碱作用 去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀) 2．原料预处理的六种常用方法 方法 目的 研磨、 雾化 减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率或使反应更加充分 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质 煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土 3．常见的操作及目的 常见的操作 目的 加氧化剂 氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子 判断能否加其他物质 要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等 分离、提纯 利用过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏、重结晶等常规操作从溶液中得到晶体 提高原子利用率 绿色化学(减少对环境的污染、物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) 在空气中或其他气体中进行的反应或操作 要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的 4．物质分离的6种常用方法 看目的 选方法 分离难溶物质和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法 过滤(热滤或抽滤) 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提纯分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 萃取和分液 提纯溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl 蒸发结晶 提纯溶解度随温度变化较大的溶质，易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等 冷却结晶 分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油 蒸馏与分馏 利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与N2、H2 冷却法 1．(2025·四川省广安市期中，节选)利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为Co、Ni，还含少量Fe、Al等)生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体。 (1)用硫酸浸取金属电极芯时，提高浸取率的方法有 (写出一种合理方法即可)。 【答案】(1)将金属电极芯粉碎(合理即可) 【解析】(1)根据影响化学反应速率的因素可知，用硫酸浸取金属电极芯时，提高浸取率的方法有适当升高温度、搅拌或将金属电极芯粉碎等。 2．[新考法](2025·四川省眉山市高三质检，节选)由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)得到绿矾(FeSO4•7H2O)，然后制取透明氧化铁颜料的流程如下。 (3)流程中“”环节的目的是 。 【答案】(3)除去溶液中的Al3+，得到纯净的FeSO4溶液 【解析】硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)用硫酸酸溶，Fe2O3、Fe3O4、Al2O3与硫酸反应得到Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3，SiO2不反应，加入过量FeS2将Fe3+还原为Fe2+，FeS2被氧化成，所得滤渣为SiO2和过量的FeS2；滤液经结晶得到绿矾。 “还原”后所得滤液中主要含FeSO4、Al2(SO4)3，“”环节的目的是除去溶液中的Al3+、得到纯净的FeSO4溶液。 3．高锰酸钾是中学常用的试剂，实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾流程如图： 已知：K2MnO4为墨绿色固体。 (1)操作I的名称是__________。 (2)通过某项操作可判断反应①完成，该操作具体为_____。 【答案】(1)过滤 (2)用洁净玻璃棒沾取溶液于滤纸上，若滤纸只有紫红色而无绿色痕迹，则反应完成 【解析】(1)由流程图可知，通过操作I后得到滤液和滤渣，故操作I为的名称是过滤；(2)由信息可知K2MnO4为墨绿色，高锰酸钾为紫红色，反应①完成后，溶液就不存在K2MnO4，则判断反应①完成的操作为：用洁净玻璃棒沾取溶液于滤纸上，若滤纸只有紫红色而无绿色痕迹，则反应完成。 4．工业上用高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2)为原料制备聚合硫酸铁的部分工艺流程如下： 氧化过程中加入双氧水的目的为_______，实际生产过程中温度不宜过高且要控制H2O2的投加速度，其原因为_______。 【答案】将Fe2+氧化为Fe3+ 防止H2O2受热分解，提高原料利用率 【解析】氧化过程中加入H2O2的目的是将“酸浸”后溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，双氧水不稳定易分解，温度过高，双氧水分解速率加快，实际生产过程中温度不宜过高且要控制H2O2的投加速度，其原因为防止H2O2受热分解，提高原料利用率。 5．(2025·四川省成都市期中，节选)金属锰的用途非常广泛，涉及人类生产生活的方方面面，用含锰废料(主要成分为MnO2，含有少量Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、MgO、SiO2等)制备锰的流程如图： (2)“酸浸”前需将原料粉碎，目的是 ，“酸浸”时，充入的SO2作 (氧化/还原)剂。 【答案】(2)增大接触面积，提高反应速率 还原 【解析】接触面积越大，反应速率越快，则“酸浸”前需将原料粉碎，目的是增大接触面积，提高反应速率，“酸浸”时，充入的SO2作还原剂。 题型二 工艺流程中的条件控制及原因分析 1．(2024·福建卷，11节选)锂云母的主要成分为K(Li1.5Al1.5)(AlSi3O10)(OH)xF2-X，实验室探索一种碱浸分解锂云母制备LiOH的工艺流程如下： (4)“操作Z”为加热、趁热过滤和_______；趁热过滤的主要目的是_______。(LiOH分解温度约为1000℃) 【答案】(4)①蒸发结晶 ②除去Ca(OH)2杂质 【解析】(4)滤液2中溶质主要为氢氧化锂，还有少量的氢氧化钙，由于氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，加热升温会析出氢氧化钙晶体，故趁热过滤的主要目的是除去Ca(OH)2杂质；除杂后的滤液主要含LiOH，通过蒸发结晶得到LiOH固体。 2．(2024·辽吉黑卷，16节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： (5)“真金不拍火炼”，表明Au难被O2氧化，“浸金”中NaCN的作用为_______。 (6)“沉金”中Zn的作用为_______。 【答案】(5)做络合剂，将Au转化为[Au(CN)2]-从而浸出 (6)作还原剂，将[Au(CN)2]-还原为Au 【解析】(5)“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，将Au转化为[Au(CN)2]-从而浸出；(6)“沉金”中Zn作还原剂，将[Au(CN)2]-还原为Au。 3．(2024·湖南卷，16节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下： 已知：①当某离子的浓度低于1.0×10−5 mol·L－1时，可忽略该离子的存在； ②AgCl(s)＋Cl-(aq)[AgCl2]- (aq) K=2.0×10−5  ； ③Na2SO3易从溶液中结晶析出； (3)“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的NaCl： ①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是 。 ②在“除金”工序溶液中，浓度不能超过 。 【答案】(3) 使银元素转化为AgCl沉淀 0.5 【解析】(3)①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是使银元素转化为AgCl沉淀；②由题目可知AgCl(s)＋Cl-(aq)[AgCl2]- (aq)，在“除金”工序溶液中，若Cl-加入过多，AgCl则会转化为[AgCl2]-，当某离子的浓度低于1.0×10−5 mol·L－1时，可忽略该离子的存在，为了不让AgCl发生转化，则另，由，可得c(Cl-)=0.5mol·L－1，即Cl-浓度不能超过0.5mol·L－1。 4．(2024·北京卷，18节选)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (3)矿石和过量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 Fe2O3、CuSO4、CuFeS2 500 Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO ①温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是 。 ②温度高于425℃，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。 (4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的 。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的CuSO4溶液做电解液，并维持一定的c(H＋)和c(Cu2+)。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是 。 【答案】(3) 温度低于425℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故铜浸出率显著增加 温度高于425℃，随焙烧温度升高发生反应：4CuFeS2+17O2+2CuSO4CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3，CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO，铜浸出率降低 (4) Fe+Cu2+=Fe2++Cu (5)粗铜若未经酸浸处理，其中杂质Fe会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量 【解析】(3)①由图，温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大，是因为温度低于425℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故铜浸出率显著增加；②温度高于425℃，随焙烧温度升高，CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO，发生反应4CuFeS2+17O2+2CuSO4CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3，铜浸出率降低；(4)加入Fe置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu；(5)粗铜中含有Fe杂质，加酸可以除Fe，但粗铜若未经酸浸处理，其中杂质Fe会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量。 1．“操作或措施” 操作或措施 答题模板 从溶液中得到晶体的操作 蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥 蒸发结晶的操作 将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分 证明沉淀完全的操作 静置，取上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉淀生成，说明沉淀完全 洗涤沉淀的操作 沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使水自然流干，重复操作数次 2．“目的或原因” 目的或原因 答题模板 沉淀水洗的目的 除去××(可溶于水)杂质 沉淀用乙醇洗涤的目的 a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥 冷凝回流的作用及目的 防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率 控制溶液pH的目的 防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等；促进/抑制××气体吸收/逸出 加过量A试剂的原因 使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等 温度不高于××℃的原因 温度过高××物质分解(如H2O2、NH3·H2O、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3、FeCl3等) 减压蒸馏(减压蒸发)的原因 减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等) 蒸发、反应时的气体氛围 抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行；加热MgCl2·6H2O 得MgCl2时需在HCl气流中进行等) 配制某溶液前先煮沸水的原因 除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化 反应容器中和大气相通的玻璃管的作用 指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大 1．温度、浓度、压强的控制 术语 功能 温度的控制 升温 ①加快反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热方向移动；③除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质。④使沸点相对较低的原料气化 降温 ①防止某物质在高温时会溶解(或分解) ；② 使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；④降低晶体的溶解度，减少损失. 控温(用水浴或油浴控温) ①防止某种物质温度过高时会分解或挥发；②为了使某物质达到沸点挥发出来；③使催化剂的活性达到最好；④防止副反应的发生；⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求；⑥如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们的溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法 ( 蒸发结晶或浓缩结晶) 。 浓度、压强的控制 增大反应物浓度 、 加压 ①可加快反应速率 。对气体分子数减少的反应，加压使平衡向生成物方向移动。但压强太大，动力消耗更多，设备要求更高，成本增加，故必须综合考虑；②加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜；③生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率。 减压蒸馏 减小压强，降低液体的沸点，防止(如浓HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3等)物质分解； 2．pH的控制 术语 功能 控制溶液的PH (1)目的：调节pH值实质上是利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。(2)原则：不管是调高还是调低，原则都是加过量的除杂剂而不引进新的杂质，这里分两种情况①如果要得到滤液，可加固体沉淀剂消耗H＋或OH—，如除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可通过加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等；②要得到滤渣，则需加入碱性溶液，如氨水或氢氧化钠溶液。调低PH值的原则与调高PH的原则相同。(3)题目呈现方式：题中通常会以表格数据形式，或“已知信息”给出需求的“适宜PH范围”的信息；(4)解题步骤：①判断溶液呈酸(或碱)性； ②判断调高还是调低； ③选择合适的调节剂。 3．体系环境氛围及其它条件的控制 术语 功能 酸性、 碱性 或 某种 环境 氛围 (1)蒸发或结晶时，加入相应的酸或碱，以抑制某些盐的水解；(2)需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶体，以防止水解。如从海水中提取镁，从MgCl2的溶液里结晶析出的是氯化镁结晶水合物，电解熔化氯化镁才能制得金属镁，要去除氯化镁晶体中的结晶水"需要在氯化氢气流中加热，否则煅烧所得的最后固体不是MgCl2，而是熔点更高的MgO， 具有相似情况的还有FeCl3 、AlCl3等；(3)营造还原性氛围：加热煮沸酸液后再冷却，其目的是排除酸溶液中的氧气，如用废铁制备绿矾晶体，需要把硫酸加热煮沸后再加入，同时还不能加入过量，防止Fe2+被氧化；(4)营造氧化性氛围：加入氧化剂进行氧化，如加入绿色氧化剂 H2O2 将 Fe2+ 氧化转化为Fe3+ 。 1．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)硝酸镉晶体[Cd(NO3)2·4H2O]常用作玻璃和陶瓷的着色剂。以镉黄废料(主要含CdS，含少量的FeO、Al2O3、SiO2)为原料制备硝酸镉晶体的流程如下： 常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH如表。 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cd(OH)2 开始沉淀pH 2.3 4.0 8.2 沉淀完全pH 4.2 5.2 9.7 (1)“酸溶”时，反应温度不宜过高，原因是 。 (2)“滤渣1”的主要成分是 。 (4)“系列操作”步骤中，将滤液送入蒸发器浓缩至 ，然后送至结晶器进行冷却结晶，可得到硝酸镉晶体。 【答案】(1)温度过高，硝酸会挥发和分解 (2)S、SiO2 (4)出现晶膜(或有少量晶体析出) 【解析】(1)硝酸具有挥发性和不稳定性，加热时可挥发和分解，故酸溶时反应温度不宜过高的原因是：温度过高，硝酸会挥发和分解。(2)酸溶时，硝酸有强氧化性，可把CdS中的S2-氧化生成S，SiO2不溶于硝酸，因此滤渣1的主要成分是S、SiO2。(4)“系列操作”步骤包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，在蒸发浓缩时，将滤液送入蒸发器浓缩至出现晶膜(或有少量晶体析出)，然后送至结晶器进行冷却结晶。 2．将净化液[(NH4)3VO4]中的钒转化为NH4VO3固体，其流程如下。 向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液的目的：_______。 【答案】调节pH值，使(NH4)3VO4转化为NH4VO3 【解析】向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液的目的是调节pH值，使(NH4)3VO4转化为NH4VO3； 3．向铬铁矿(FeCr2O4)中通入O2进行焙烧，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是___________。 【答案】增大反应物接触面积，提高化学反应速率 4．将催化剂负载在玻璃棉上而不直接平铺在玻璃管中，目的是_____________________。 【答案】增大接触面积，提高催化效果，加快反应速率 5．向金属Bi中加入稀HNO3酸浸，过程中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度，其原理是_____________________________________________________。 【答案】减少稀HNO3的用量，降低反应剧烈程度，使HNO3充分反应防止挥发 【解析】强调分次加入对反应的影响：①控制用量，防止过量发生副反应；②降低反应剧烈程度；③防止放热反应温度过高，造成副反应的发生，以及物质的挥发、分解。 6．TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示： 温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O转化率/% 92 95 97 93 88 分析40 ℃时，TiO2·xH2O转化率最高的原因：______________________________。 【答案】低于40 ℃ TiO2·xH2O转化反应速率随温度的升高而增加；超过40 ℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化率下降 7．科学合理地从污泥中提取铜、镍等有价金属，无论从经济利益还是环保利益上都有深远的意义。常见的氨浸-沉淀法回收电镀污泥(主要金属元素及含量Ni：0.81%，Cu：0.94%，Fe：0.39%，Cr：1.14%，Ca：1.49%，Mg：2.02%)中的铜。电镀污泥在氨浸以后，如果能提前进行化学除杂，将对后续分离铜、镍有很大的帮助，通常我们用(NH4)3PO4溶液处理金属浸出液，查数据可知，此时Ni(NH3)62+与(NH4)3PO4溶液反应的离子方程式为3Ni(NH3)62++2PO43-= Ni3(PO4)2↓+18NH3，K=1.2×104，试回答可以用磷酸铵预处理浸出液的原因：_______。 【答案】K值的大小并不代表反应进行的快慢，此外在其他金属配合物中，也有反应更大的可能性，在相对强弱对比时，有可能是其他金属生成磷酸盐沉淀更容易 【解析】电镀污泥在氨浸以后，所得溶液中除去含有铜氨离子、镍氨离子外，可能还含有其它配离子，用(NH4)3PO4溶液处理金属浸出液，可将其它配离子转化为沉淀，由反应3Ni(NH3)62++2PO43-= Ni3(PO4)2↓+18NH3，K=1.2×104可以看出，镍氨离子也有转化为沉淀的可能，若杂质离子更易转化为沉淀，则可控制(NH4)3PO4溶液的用量，将杂质除尽，所以可以用磷酸铵预处理浸出液的原因：K值的大小并不代表反应进行的快慢，此外在其他金属配合物中，也有反应更大的可能性，在相对强弱对比时，有可能是其他金属生成磷酸盐沉淀更容易。 题型三 产物或反应物推断、陌生方程式的书写 1．(2024·湖南卷，16节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下： (2)“滤液1”中含有Cu2+和H2SeO3，“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为 ； 【答案】(2) Cu2Se+4H2O2+4H+=2Cu2++H2SeO3+5H2O 【解析】(2)滤液1中含有Cu2+和H2SeO3，氧化酸浸时Cu2Se与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应，生成CuSO4、H2SeO3和H2O，反应的离子方程式为：Cu2Se+4H2O2+4H+=2Cu2++H2SeO3+5H2O。 26．(2024·全国新课标卷，8节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： (3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_______、_______。 【答案】(3)①3Co2++MnO4- +7H2O= 3Co(OH)3↓ +MnO2↓ +5H+ ②2MnO4- +3Mn2++2H2O=5MnO2↓ +4H+ 【解析】(3)该过程发生两个氧化还原反应，根据分析中两个反应的反应物、产物与反应环境(pH=5)，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式：3Co2++MnO4- +7H2O= 3Co(OH)3↓ +MnO2↓ +5H+、2MnO4- +3Mn2++2H2O=5MnO2↓ +4H+。 2．(2024·海南卷，15节选)锰锌铁氧体(MnxZn1-yFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和FeC2O4·2H2O，可用于电池，催化剂等行业，其工艺流程如下： (1)氨浸的作用是将 元素(填元素符号)有效转移到水溶液中。 (2)煮沸含有配合物的溶液B，产生混合气体，经冷凝后所得溶液可循环用于氨浸，该溶液是 。 (4)沉铁时，选择K2C2O4是为了便于从滤液中回收有价值的钾盐 (填化学式)。该钾盐在种植业中的一种用途是 。 【答案】(1)Zn (2)氨水 (4) K2SO4 钾肥或其他合理用途 【解析】(1)氨浸的作用是将Zn元素有效转移到水溶液中。(2)溶液B含有配合物，煮沸溶液B后生成氢氧化锌沉淀，产生混合气体，经冷凝后的溶液可循环利用于氨浸，则生成的混合气体中含有氨气和水蒸气，冷凝后的溶液为氨水。(4)用硫酸溶解固体A后，溶液中存在大量硫酸根，选择K2C2O4可以从滤液中回收有价值的硫酸钾，该钾盐在种植业中可用作钾肥。 3．(2024·贵州卷，16节选)煤气化渣属于大宗固废，主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺，制备钠基正极材料NaFePO4和回收Al2O3的流程如下： (3)“除杂”时需加入的试剂X是 。 (4)“水热合成”中，NH4H2PO4作为磷源，“滤液2”的作用是 ，水热合成NaFePO4的离子方程式为 。 【答案】(3)NaOH溶液 (4)提供Na+和反应所需要的碱性环境 Fe2++NH4++3OH-+Na++H2PO4-=NaFePO4↓+NH3↑+3H2O 【解析】(3)“除杂”时需要沉淀镁离子、得Na[Al(OH)4]，所以加入的试剂X是NaOH溶液；(4)“水热合成”中，NH4H2PO4作为磷源，“滤液2”为NaOH溶液，其既可以提供合成NaFePO4所需要的Na+，又可以提供反应所需要的碱性环境，水热合成NaFePO4的离子方程式为Fe2++NH4++3OH-+Na++H2PO4-=NaFePO4↓+NH3↑+3H2O。 4．(2024·辽吉黑卷，16节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。 (2)“细菌氧化”中，FeS2发生反应的离子方程式为_______。 (3)“沉铁砷”时需加碱调节pH，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含As微粒的沉降。 (7)滤液②经H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为_______。用碱中和HCN可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 【答案】(1)CuSO4 (2)4FeS2+15O2+2H2O4Fe3++8SO42-+4H+ (3) Fe(OH)3 (7) Na2[Zn(CN)4] +2H2SO4=ZnSO4+4HCN+ Na2SO4 NaCN 【解析】(1)“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4；(2)“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和SO42-，离子方程式为：4FeS2+15O2+2H2O4Fe3++8SO42-+4H+；(3)“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为Fe(OH)3胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降；(7)滤液②含有[Zn(CN)4]2-，经过H2SO4的酸化，[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：Na2[Zn(CN)4] +2H2SO4=ZnSO4+4HCN+ Na2SO4；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。 5．(2024·甘肃卷，15节选)我国科研人员以高炉渣(主要成分为CaO，MgO，Al2O3和SiO2等)为原料，对炼钢烟气(CO2和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示： 已知：Ksp(CaSO4)= 4.9×10－5，Ksp(CaCO3)= 3.4×10－9 (1)高炉渣与(NH4)2SO4经焙烧产生的“气体”是 。 (2)“滤渣”的主要成分是CaSO4和 。 (3)“水浸2”时主要反应的化学方程式为 ，该反应能进行的原因是 。 (4)铝产品NH4Al(SO4)2·12H2O可用于 。 【答案】(1)NH3 (2)SiO2 (3)CaSO4+(NH4)2CO3= CaCO3+(NH4)2SO4 Ksp(CaSO4)＞Ksp(CaCO3)，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙 (4)净水 【解析】高炉渣(主要成分为CaO，MgO，Al2O3和SiO2等)加入(NH4)2SO4在400℃下焙烧，生成硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝，同时产生气体，该气体与烟气(CO2和水蒸气)反应，生成(NH4)2CO3，所以该气体为NH3；焙烧产物经过水浸1，然后过滤，滤渣为CaSO4以及未反应的SiO2，滤液溶质主要为硫酸镁、硫酸铝及硫酸铵；滤液浓缩结晶，析出NH4Al(SO4)2·12H2O，剩余富镁溶液；滤渣加入(NH4)2CO3溶液，滤渣中的CaSO4会转化为更难溶的碳酸钙。(1)高炉渣与(NH4)2SO4经焙烧产生的“气体”是NH3；(2)由分析可知，“滤渣”的主要成分是CaSO4和未反应的SiO2；(3)“水浸2”时主要反应为硫酸钙与碳酸铵生成更难溶的碳酸钙，反应方程式为CaSO4+(NH4)2CO3= CaCO3+(NH4)2SO4，该反应之所以能发生，是由于Ksp(CaSO4)= 4.9×10－5，Ksp(CaCO3)= 3.4×10－9，Ksp(CaSO4)＞Ksp(CaCO3)，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙；(4)铝产品NH4Al(SO4)2·12H2O溶于水后，会产生Al3+，Al3+水解生成Al(OH)3胶体，可用于净水。 6．(2024·河北卷，16) V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。 已知：i石煤是一种含V2O3的矿物，杂质为大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。 ⅱ高温下，苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题： (1)钒原子的价层电子排布式为_______；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为_______，产生的气体①为_______(填化学式)。 (2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为_______(填化学式)。 (3)在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为_______；CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为_______；浸取后低浓度的滤液①进入_______(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。 (4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为_______(填化学式)。 (5)下列不利于沉钒过程的两种操作为_______(填序号)。 a．延长沉钒时间 b．将溶液调至碱性 c．搅拌 d．降低NH4Cl溶液的浓度 【答案】(1)①3d34s2 ②+5 ③CO2 (2) NaAlO2 (3)①Ca(VO3)2+HCO3-+OH-CaCO3+2VO3-+H2O ②提高溶液中HCO3-浓度，促使偏钒酸钙转化为碳酸钙，释放VO3- ③离子交换 (4) NaCl (5)bd 【解析】石煤和苛化泥通入空气进行焙烧，反应生成NaVO3、Ca(VO3)2、NaAlO2、Ca(AlO2)2、CaO和CO2等，水浸可分离焙烧后的可溶性物质(如NaVO3)和不溶性物质[Ca(VO3)2、Ca(AlO2)2等]，过滤后滤液进行离子交换、洗脱，用于富集和提纯VO3-，加入氯化铵溶液沉钒，生成NH4VO3，经一系列处理后得到V2O3；滤渣①在，66~70℃的条件下加入3%NH4HCO3溶液进行盐浸，滤渣①中含有钒元素，通过盐浸，使滤渣①中的钒元素进入滤液①中，再将滤液①回流到离子交换工序，进行VO3-的富集。(1)钒是23号元素，其价层电子排布式为3d34s2 ；焙烧过程中，氧气被还原，V2O3被氧化生成VO3-，偏钒酸盐中钒的化合价为+5价；CaCO3在以上开始分解，生成的气体①为CO2。(2)由已知信息可知，高温下，苛化泥的主要成分与Al2O3 反应生成偏铝酸钠和偏铝酸钙，偏铝酸钠溶于水，偏铝酸钙难溶于水，所以滤液中杂质的主要成分是NaAlO2。(3)在弱碱性环境下，Ca(VO3)2与HCO3-和OH-反应生成CaCO3、VO3-和H2O，离子方程式为：Ca(VO3)2+HCO3-+OH-CaCO3+2VO3-+H2O； CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率，因为C可提高溶液中HCO3-浓度，促使偏钒酸钙转化为碳酸钙，释放VO3-；滤液①中含有VO3-、NH4+等，且浓度较低，若要利用其中的钒元素，需要通过离子交换进行分离、富集，故滤液①应进入离子交换工序。(4)由离子交换工序中树脂的组成可知，洗脱液中应含有Cl-，考虑到水浸所得溶液中含有Na+，为避免引人其他杂质离子，且NaCl廉价易得，故洗脱液的主要成分应为NaCl。(5)a项，延长沉钒时间，能使反应更加完全，有利于沉钒，a不符合题意；b项，NH4Cl呈弱酸性，如果将溶液调至碱性，OH-与NH4+反应，不利于生成NH4VO3，b符合题意；c项，搅拌能使反应物更好的接触，提高反应速率，使反应更加充分，有利于沉钒，c不符合题意；d项，降低NH4Cl溶液的浓度，不利于生成NH4VO3，d符合题意；故选bd。 1．循环物质的确定 2．副产品的判断 1．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如图： (3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。 【答案】(3)3Co2++MnO4-+7H2O=3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+、3MnO4-+2Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+ 【解析】该过程发生氧化还原反应，根据分析反应物、产物与反应环境(pH=5)，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出离子方程式：3Co2++MnO4-+7H2O=3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+、3MnO4-+2Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+。 2．(2025·四川省德阳市高三联考，节选)铬和钒具有广泛用途。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示： (6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为 。 【答案】(1)(6) 2Cr2O72-+3S2O32-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O 【解析】(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72-存在，反应中焦亚硫酸钠自身被氧化为硫酸钠，则反应的离子方程式为2Cr2O72-+3S2O32-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O。 3．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)硝酸镉晶体[Cd(NO3)2·4H2O]常用作玻璃和陶瓷的着色剂。以镉黄废料(主要含CdS，含少量的FeO、Al2O3、SiO2)为原料制备硝酸镉晶体的流程如下： 常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH如表。 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cd(OH)2 开始沉淀pH 2.3 4.0 8.2 沉淀完全pH 4.2 5.2 9.7 (3)“除杂”步骤中，加入CdCO3的目的是调pH，范围为 。该过程中发生反应的离子方程式为 。 (5)硝酸镉晶体需在低温的条件下烘干。其在111.2℃时失去结晶水，217.3℃时分解产生CdO和红棕色的混合气体，该混合气体可以使带火星的木条复燃，硝酸镉在217.3℃时分解的化学方程式为 。 【答案】(3) 5.2≤pH＜8.2 2Fe3++3CdCO3+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2↑+3Cd2+ (5) 2Cd(NO3)22CdO+4NO2↑+H2O 【解析】(3)除杂步骤的目的是除去溶液中含有的H+、Fe3+、Al3+，根据Fe3+、Al3+形成氢氧化物沉淀的相关pH数据，为使Fe3+、Al3+完全沉淀，而Cd2+不沉淀，溶液的pH可调范围是：5.2≤pH＜8.2。Fe3+在水溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入的CdCO3能与H+反应，从而促进Fe3+的水解，并调节溶液的pH，该过程中发生反应的离子方程式为：2Fe3++3CdCO3+3H2O=2 Fe(OH)3+3CO2↑+3Cd2+。(5)混合气体呈红棕色，说明含有NO2，可使带火星木条复燃，说明含O2，因此硝酸镉在217.3℃时分解的产物有CdO、NO2、O2，反应中，N元素化合价变化为+5→+4，O元素化合价变化为-2→0，根据氧化还原反应中元素化合升降总数相等得该反应的化学方程式为：2Cd(NO3)22CdO+4NO2↑+H2O。 4．(2025·山东省Eternal7社区高三模拟预测，节选)我国是稀土大国，储量大、矿种多。稀土元素的物理性质和化学性质极为相似，常见化合价+3价其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料，工业上通过如下工艺流程用钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)制取氧化钇。 已知： i．铍和铝符合元素周期表的对角线规则； ii．草酸铵与稀土草酸盐可形成可溶性络合物； (1)试写出“共熔”过程中的化学反应方程式： 。 【答案】(1)4Y2FeBe2Si2O10+32NaOH+O2=8Y(OH)3+2Fe2O3+8Na2SiO3+Na2BeO2+4H2O 【解析】(1)钇矿石与氢氧化钠并通氧气共熔反应生成Y(OH)3、Fe2O3、Na2SiO3和Na2BeO2，同时还会生成水，则“共熔”过程中的化学反应方程式：4Y2FeBe2Si2O10+32NaOH+O2=8Y(OH)3+2Fe2O3+8Na2SiO3+Na2BeO2+4H2O。 5．(2025·河南省郑州市高三联考，节选)砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在]中回收As2O3的工艺流程如下： 已知：①6NaOH+As2S3=Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O； ②As2O3(aq)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)。 (4)写出“脱硫”时Na3AsS3反应的离子方程式： ，相同条件下，单质硫在水、CCl4、酒精三种溶剂中溶解度最小的是 。 (5)写出“还原”时反应的化学方程式： 。 (6) H3AsO3是三元弱酸，第一步和第二步电离是通过和水中的OH-结合实现的，第三步则直接电离出H+，第一步电离方程式为H3AsO4+H2O[As(OH)4]-+H+，则第三步电离方程式为 。 【答案】(4)AsS33-+4ClO-=AsO43-+3S↓ +4Cl- 水 (5) 2H3AsO4+2SO2=As2O3+H2SO4+H2O (6) [As(OH)5]2-AsO33-+H++2H2O (写成[As(OH)5]2-[AsO(OH)4]3-+H+也可) 【解析】(4)“脱硫”时，Na3AsS3与NaClO发生氧化还原反应，生成Na3AsO4和S，在Na3AsS3中，As由+3价升高到+5价，S由-2价升高到0价，NaClO中Cl元素由+1价降低到-1价，依据得失电子守恒，可得出二者的定量关系为：Na3AsS3(1个AsS33-中As、S元素共升高8价)——4NaClO(1个ClO-中Cl元素共降低2价)，再依据电荷守恒、质量守恒，可得出发生反应的离子方程式：AsS33-+4ClO-=AsO43-+3S↓ +4Cl-，相同条件下，单质硫、CCl4为非极性分子，酒精的极性较弱，水的极性较强，依据相似相溶原理，在水、CCl4、酒精三种溶剂中溶解度最小的是水。(5)“还原”时，H3AsO4被SO2还原，生成As2O3和H2SO4，依据得失电子守恒，可建立关系式：2H3AsO4——2SO2——As2O3，再依据质量守恒，便可得出反应的化学方程式：2H3AsO4+2SO2=As2O3+H2SO4+H2O。(6)H3AsO3是三元弱酸，第一步和第二步电离是通过和水中的OH-结合实现的，第三步则直接电离出H+，第一步电离方程式为H3AsO4+H2O[As(OH)4]-+H+，第二步电离方程式为[As(OH)4]-+ H2O[As(OH)5]2-+H+，则第三步电离方程式为[As(OH)5]2-AsO33-+H++2H2O (写成[As(OH)5]2-[AsO(OH)4]3-+H+也可)。 6．[真题改编](2022•河北省选择性考试，节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下： (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。 【答案】(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4 (5)+2； Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO-+2H+=Fe(NH4)Fe(CN)6+H2O+Cl-+NH4+ 【解析】(3)还原工序中，不产生S单质沉淀，则硫元素被氧化为SO42-，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2 SO42-+16H+，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4；(5)沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]4-中的+3价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ ClO3- +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6 NH4+。 7．[真题改编](2022·湖南卷，17节选)以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下： 已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点： 物质 TiCl4 VOCl3 SiCl4 AlCl3 沸点/℃ 136 127 57 180 回答下列问题： (3)“除钒”过程中的化学方程式为__________________；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是________________________________________________。 (4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序______(填“能”或“不能”)交换，理由是 ________________________________________________________________________。 【答案】(3)3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3 蒸馏 (4)不能 若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质 【解析】(3)“降温收尘”后钒元素主要以VOCl3形式存在，加入Al得到VOCl2渣，根据得失电子守恒和元素守恒配平化学方程式为3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3；AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较大，“除硅、铝”过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl3、SiCl4。 8．工业上利用铁铬矿制取CrO3的工艺流程如下图所示，铁铬矿的主要成分为Fe(CrO2)2，还含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO。 已知：①“氧化浸出”工序中，矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4，铁以最高价氧化物的形式存在； ②最高价铬酸根离子在酸性介质中以Cr2O72-存在，在碱性介质中以CrO42-存在。 回答下列问题： (4)“沉铝”工序中发生反应的化学方程式为 ；该工序中的铝元素恰好完全转化为沉淀时的pH为 。{通常认为残留在溶液中离子浓度小于时就认为沉淀完全；已知：Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-，K=10-0.63，KW=10-14} 【答案】(4) CO2+Na[Al(OH)4]= Al(OH)3↓+ NaHCO3 8.37 【解析】Fe(CrO2)2在碱性条件下与NaClO发生氧化还原反应得到CrO42-、Cl-、Fe2O3，Al2O3在强碱性条件下溶解得到[Al(OH)4]-，矿石中的Fe2O3、MgO在“氧化浸出”工序中不反应，综合分析“滤渣”的成分为Fe2O3、MgO。向滤液中通入过量CO2，与Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3和NaHCO3，结合流程分析，“化合物X”为NaHCO3，此时以沉淀形式析出。Na2Cr2O7在“混合转化”工序中转化为CrO3。(4)过量CO2通入含Na[Al(OH)4]的溶液中发生反应：CO2+Na[Al(OH)4]= Al(OH)3↓+ NaHCO3；溶液中铝元素恰好完全转化为沉淀，联立，计算得到c(H＋)=10-8.37mol·L-1，pH为8.37。 题型四 数据的分析与处理 1．(2024·全国新课标卷，8节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH： Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+ 开始沉淀的pH 15 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 (4)“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式)，残留的Co3+浓度为_______ mol·L-1。 【答案】(4)①ZnSO4、K2SO4 ②10-16.7 【解析】(4)最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的Zn2+、加入KMnO4 “氧化沉钴”时引入的K+，而阴离子是在酸浸时引入的SO42-，因此其中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当溶液pH=1.1时c(H＋)=10-1.1mol·L-1，Co3+恰好完全沉淀，此时溶液中c(Co3+)=1.0×10-5mol·L-1，则，则。“除钴液”的pH=5，即c(H＋)=10-5mol·L-1，则，此时溶液中。 2．(2024·江苏卷，14节选)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。将8.84 mg Nd(OH)CO3 (摩尔质量为221 g·molˉ1)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600℃时，所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c，通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)：n(CO32-)的比值_______(写出计算过程)。 【答案】(3) 2：1 【解析】8.84 mg Nd(OH)CO3的物质的量为，其在氮气氛围中焙烧后，金属元素的质量和化合价均保持不变，因此，n(Nd3+)=；550~600℃时剩余固体的质量为7.60 mg，固体减少的质量为1.24 mg，由于碱式盐在受热分解时易变为正盐，氢氧化物分解得到氧化物和H2O，碳酸盐分解得到氧化物和CO2，因此，可以推测固体变为NdaOb(CO3)c时失去的质量是生成H2O和CO2的质量；根据H元素守恒可知，固体分解时生成H2O的质量为，则生成CO2的质量为1.24 mg-0.36mg=0.88mg，则生成CO2的物质的量为，由C元素守恒可知，分解后剩余的CO32-的物质的量为4×10-5mol-=，因此可以确定该产物中n(Nd3+)：n(CO32-)的比值为。 3．(2024·海南卷，15节选)锰锌铁氧体(MnxZn1-yFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和FeC2O4·2H2O，可用于电池，催化剂等行业，其工艺流程如下： 回答问题： (3)沉锰反应的离子方程式为 。某次实验时，将原料中的Mn以MnO2·nH2O形式定量沉淀完全，消耗了2.0 mol KMnO4，并产出81gZnO (纯度为99.9%)，则该原料MnxZn1-yFe2O4化学式中x = 。 (5)通过加入CaSO4固体，除去滤液中危害环境的SO42-，已知Ksp(CaSO4)= 7.1×10－5，Ksp(CaC2O4)= 2.3×10－9。反应CaSO4(s)+C2O42-(aq)CaC2O4(s))+SO42-(aq)的平衡常数为 。 【答案】(3) 3Mn2+(aq) +2MnO4-(aq) +(5n+2)H2O=5MnO2·nH2O(s)+4H+(aq)或不含结晶水形式 0.75 (5) 3.1×104 【解析】(3)根据沉锰前后物质可知，沉锰反应的离子反应式为3Mn2+(aq) +2MnO4-(aq) +(5n+2)H2O=5MnO2·nH2O(s)+4H+(aq) (便于后续计算)或不含结晶水；由离子反应式可知，消耗了2.0 mol KMnO4，则锰锌铁氧体中，，由锰锌铁氧体化学式可知，，化合价代数和为0，则，解的。(5)平衡常数。 利用关系式法解题思维流程： 1．熟记常用计算公式 (1)物质的质量分数(或纯度)＝×100%。 (2)反应物的转化率＝×100%。 (3)生成物的产率＝×100%。其中理论产量是根据方程式计算出的数值。 2．利用“碘量法”进行物质含量测定 (1)直接碘量法：直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中，I2被还原为I－。 指示剂 淀粉：淀粉遇碘显蓝色，反应极为灵敏。化学计量点稍后，溶液中有过量的碘，碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点，化学计量点后，溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。 适用对象 I2 是较弱的氧化剂，强还原性的S2－、S2O、SO、As2O3、Vc等都可直接滴定。 (2)间接碘量法 分类 ①剩余碘量法：剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液，待I2与测定组分反应完全后，然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘，以求出待测组分含量的方法。滴定反应为： I2(定量过量)＋还原性物质→2I－＋I2(剩余) I2(剩余)＋2S2O32-→S4O62-＋2I－ ②置换碘量法：置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾，供试品将碘化钾氧化析出定量的碘，碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定，从而可求出待测组分含量。滴定反应为： 氧化性物质＋2I－→I2 I2＋2S2O32-→S4O62-＋2I－。 指示剂 淀粉，淀粉指示剂应在近终点时加入，因为当溶液中有大量碘存在时，碘易吸附在淀粉表面，影响终点的正确判断。 适用对象 I－是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质：CrO42-、Cr2O72-、H2O2、 KMnO4、IO3-、Cu2＋、NO3-、NO2-等。 3．Ksp相关计算 考查角度 思路分析 判断沉淀的生成或沉淀是否完全 ①根据离子浓度数据求得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成； ②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全 常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH ①根据氢氧化物的Ksp以及开始沉淀时金属阳离子的初始浓度，计算溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH； ②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，根据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH 计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 根据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K的值越大，转化反应越易进行，转化程度越大 沉淀先后的计算与判断 ①沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀； ②沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀 1．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如图： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5mol·L-1)时的pH： Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn 2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 (4)“除钴液”中主要的盐有 (写化学式)，残留的Co3+浓度为 mol·L-1。 (5)CoC2O4是制备钴的氧化物的重要原料。如图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴的氧化物。 通过计算确定C点剩余固体的化学成分为 (填化学式)。写出B点对应的物质与O2在225~300℃发生反应的化学方程式： 。 【答案】(4) ZnSO4、K2SO4 10-16.7 (5) Co3O4 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2 【解析】(4)由流程分析可知，“除钴液”中含有的金属阳离子主要是Zn2+和K+，而阴离子主要是“酸浸”步骤引入的SO42-，因此其中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当Co3+恰好完全沉淀时，溶液中，c(Co3+)=1.0×10-5mol•L-1，此时溶液pH=1.1，即c(H+ )=10-1.1mol•L-1，则，则，“除钴液”的pH=5，即c(H+)=10-5mol•L-1，则，此时溶液中。(5)由图可知，CoC2O4·2H2O的质量为18.3g，其物质的量为0.1mol，Co元素质量为5.9g，C点钴氧化物质量为8.03g，氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol：=3：4，故C点剩余固体的化学成分为Co3O4；B点对应物质的质量为14.7g，与其起始物质的质量相比减少18.3g-14.7g=3.6g，为结晶水的质量，故B点物质为CoC2O4，与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳，反应方程式为：3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。 2．黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐(Al2O3·SiO2)等。采用以下流程可由黏土钒矿制备V2O5、Fe2O3和硫酸铝铵。 已知：ⅰ．有机酸性萃取剂HR的萃取原理为： ；org表示有机溶液。 ⅱ．酸性溶液中，HR对价钒萃取能力强，而对价钒的萃取能力较弱。 ⅲ．HR能萃取Fe3+而不能萃取Fe2+。 (6)测定V2O5产品的纯度。称取V2O5产品ag，先加入硫酸将V2O5转化为VO2+，加入指示剂后，用cmol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定将VO2+转化为VO2+至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为VmL。假设杂质不参与反应，则V2O5产品中V2O5的质量分数是 (V2O5的摩尔质量为Mg/mol)。 【答案】(6) 【解析】黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐(Al2O3·SiO2)等，加入浓硫酸且通入空气，SiO2不反应成为滤渣；浸出液中加入氨水调节pH，生成硫酸铝铵沉淀；滤液中加入铁粉将Fe3+转化为Fe2+，并将五价钒还原为四价钒；使用HR萃取钒到有机层，有机层加入硫酸、氯酸钾可将四价钒转化为五价钒，加入氨水得到NH4VO3，煅烧得到V2O5；水层加入氨水、通入空气得到氢氧化铁，煅烧可得到氧化铁。(6)加入硫酸将V2O5转化为VO2+，加入指示剂后，再用(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定将VO2+转化为VO2+，则根据得失电子守恒和原子守恒可得：V2O5~2VO2+~2Fe3+，则，质量分数为。 3．红矾钠()可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后，得到浸出液(主要含)，经过如下主要流程，可制得红矾钠，实现铬资源的有效循环利用。 已知：i．Cr(VI)在溶液中存在以下平衡： ⅱ。溶液1条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围： 金属离子 开始沉淀的 沉淀完全的 4.3 5.6 7.1 9.2 (6)为了测定红矾钠的纯度，称取上述流程的产品ag配成溶液，取出于锥形瓶中，加入稀硫酸和足量的KI溶液，置于暗处充分反应至全部转化为后，滴入2~3滴淀粉溶液，最后用浓度为的标准溶液滴定，共消耗。 已知： ①滴定终点的现象为 。 ②该产品中，红矾钠(摩尔质量为)的质量分数为 (列出计算式)。 【答案】 (6)溶液蓝色褪去，且30s不变色 【解析】浸出液(主要含)，根据流程图，先加入NaHSO3、NaOH，与NaHSO3发生氧化还原反应后得到与氢氧化钠反应Cr(OH)3，Cr(OH)3，Cr(OH)3与NaOH和H2O2反应生成Na2CrO4，Na2CrO4酸化后生成Na2Cr2O7溶液，加热蒸发结晶，趁热过滤后冷却结晶得到红矾钠 ()，据此回答。 (6)①本实验指示剂为淀粉溶液，I2遇到淀粉溶液显蓝色，故滴定终点的现象为滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复蓝色； ②根据得失电子总数相等可知，，故有，所得红矾钠 (摩尔质量为)的质量分数为。 4．镍的氧化物M是蓄电池材料。某小组用含镍废料(成分为NiO、Ni2O3、FeO、MgO和SiO2等)制备M的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (3)已知25℃时：，。若浸出液中，当离子浓度≤1×10-5mol·L-1时认为已完全沉淀。用Na2CO3调节pH范围为 。 【答案】(3)3.2 ≤ pH＜6.65 【解析】(3)根据溶度积数据计算，沉淀完全时，，，则可推得，，pH=3.2；同理可知，Ni(OH)2开始沉淀时，，pH=6.65，故应控制溶液的pH为：3.2≤pH＜6.65。 5．以锌浸出渣(主要成分为PbSO4，还含有PbO和ZnFe2O4)为原料制备金属Pb，其工艺流程如下： 已知：①“碱浸”时，ZnFe2O4与NaOH反应生成Na2ZnO2和H2O，还有一种氧化物； ②“碱浸”后，铅主要以[Pb(OH)3]-的形式存在溶液中。 “碱浸”液经处理后所得溶液[、]用于“沉铅”。 (1)“沉铅”时，理论上，当PbS完全沉淀时，ZnS_________(是或否)开始沉淀，通过计算说明_________[已知：、]。 (2)“滤液”中主要含有的金属阳离子有_________。 【答案】(1)是 (2)当PbS完全沉淀时，S2-的浓度为 ，>，所以ZnS开始沉淀 Na+、Zn2+ 【解析】“沉铅”时，当PbS完全沉淀时，S2-的浓度为 ，>，所以存在ZnS沉淀；②“滤液”中主要含有的金属阳离子有Na+、Zn2+。 6．Fe/Fe3O4复合物是一种高密度磁记录材料，磁记录材料有记录和存储信息的功能。制备该材料的一种流程如下： 已知：I.①3Fe(OH)2= Fe+2Fe(OH)3；②Fe(OH)2 +2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O。 II.时，。 (1)用溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的化学方程式为： 。该“反应”中通入氩气的原因 。 (2)取少量反应后溶液于试管中，可证明FeCl2溶液已反应完全的试剂和现象是 。在隔绝空气条件下，向浓度均为的FeCl2和FeCl3混合溶液中滴加稀NaOH溶液，当开始出现第二种沉淀时，溶液中比值c(Fe2+)：c(Fe3+)= 。 【答案】(1) 4FeCl2+8KOHFe↓ +Fe3O4↓ +8KCl+4H2O 防止亚铁离子被空气中的氧气氧化 (2)铁氰化钾溶液  不产生蓝色沉淀 5×1017：6 【解析】氯化亚铁溶液和氢氧化钾溶液在“反应”中发生反应Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓、3Fe(OH)2= Fe+2Fe(OH)3、Fe(OH)2 +2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O，经过过滤、洗涤、干燥得到Fe/Fe3O4复合物。(1)用氯化亚铁溶液和氢氧化钾溶液反应制备Fe/Fe3O4，根据原子守恒和电荷守恒可知其方程式为4FeCl2+8KOHFe↓ +Fe3O4↓ +8KCl+4H2O；亚铁离子具有较强的还原性，可以被氧气氧化，在反应中通入氩气可以防止亚铁离子和氧气反应；(2)检验FeCl2溶液已反应完就是检验溶液中没有二价铁离子，选择的试剂为铁氰化钾溶液，现象为不出现蓝色沉淀；当开始出现第二种沉淀时，即氢氧化亚铁开始沉淀，当氢氧化亚铁开始沉淀时，溶液中氢氧根离子的浓度为，此时溶液中Fe3+的浓度为，则溶液中比值。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 28 / 36 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 $$ 专题10 大题突破——化学工艺流程 目录 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03核心精讲·题型突破 题型一 工艺流程中的操作判断及操作步骤书写 【真题研析】 【核心精讲】 1．常考的化工术语 2．原料预处理的六种常用方法 3．常见的操作及目的 4．物质分离的6种常用方法 【命题预测】 题型二 工艺流程中的条件控制及原因分析 【真题研析】 【核心精讲】 1．温度、浓度、压强的控制 2．pH的控制 3．体系环境氛围及其它条件的控制 【命题预测】 题型三 产物或反应物推断、陌生方程式的书写 【真题研析】 【核心精讲】 1．循环物质的确定 2．副产品的判断 【命题预测】 题型四 数据的分析与处理 【真题研析】 【核心精讲】 1．熟记常用计算公式 2．利用“碘量法”进行物质含量测定 3．Ksp相关计算 【命题预测】 考点要求 考题统计 考情分析 化学工艺流程 2024·江苏卷，14，15分；2024·海南卷，15，12分；2024·贵州卷，16，14分；2024·江西卷，15，14分；2024·甘肃卷，15，14分；2024·北京卷，18，15分；2024·福建卷，11，15分；2024·广西卷，15，14分；2024·山东卷，18，12；2024·辽吉黑卷，16，14分；2024·安徽卷，15，14分；2024·河北卷，16，14分；2024·湖北卷，16，13；2024·全国新课标卷，8，14分；2024·全国甲卷，8，14分；2024·浙江6月卷，18，10分；2023•全国甲卷26题，14分；2023•全国乙卷27题，14分；22023•全国新课标卷27题，14分；2023•山东卷17题，13分；2023•湖南卷17题，14分；2023•北京卷18题，13分；2023•广东卷18题，14分；2023•海南卷15题，10分；2023•江苏卷17题，17分；2023•江苏卷18题，14分；2023•辽宁省选择性考试16题，14分；2023•湖北省选择性考试16题，14分；2023•浙江省6月选考18题，10分；2022•全国甲卷26题，14分；2022•全国乙卷27题，14分；2022•福建卷11题，13分；2022•重庆卷15题，15分；2022•北京卷18题，13分；2022•山东卷17题，13分；2022•江苏卷题，12分；2022•湖北省选择性考试16题，14分；2022•辽宁省选择性考试16题，14分；2022•海南省选择性考试15题，10分；2022•河北省选择性考试15题，14分；2022•湖南选择性考试17题，14分；2022•广东选择性考试18题，14分。 化学工艺流程题是将元素化合物和化学实验基础知识以真实工业流程为载体来进行综合考查，取代了传统的无机框图题，是非选择题重要题型之一，试题知识融合、灵活性大，思维空间大。预计2025年将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查考生的综合能力。从命题趋势来看，一般有三种题型：一是从实验设计和评价的角度对化工生产进行模拟；二是根据一些化工生产的流程来考查考生的综合应用能力；三是关于化工生产的相关计算。 题型一 工艺流程中的操作判断及操作步骤书写 1．(2024·广西卷，15节选)广西盛产甘蔗，富藏锰矿。由软锰矿(MnO2，含SiO2、Fe2O3、Al2O3和CuO等杂质)制备光电材料KMnF3的流程如下。回答下列问题： (1)“甘蔗渣水解液”中含有还原性糖和H2SO4，其主要作用是_______。为提高“浸取”速率，可采取的措施是_______(任举一例)。 18．(2024·北京卷，18节选)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是 。 (2) (NH4)2SO4的作用是利用其分解产生的SO3使矿石中的铜元素转化为CuSO4。(NH4)2SO4发生热分解的化学方程式是 。 2．(2024·全国新课标卷，8节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： (1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是_______；“滤渣1”中金属元素主要为_______。 (2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是_______。取少量反应后的溶液，加入化学试剂_______检验_______，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。 3．(2022•河北省选择性考试，节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下： (1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。 (2)黄铁矿研细的目的是_______。 (4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。 1．常考的化工术语 关键词 释 义 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 灼烧(煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等 浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程 水浸 与水接触反应或溶解 过滤 固体与液体的分离 滴定 定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定 蒸发结晶 蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出 蒸发浓缩 蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度 水洗 用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等 酸作用 溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等 碱作用 去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀) 2．原料预处理的六种常用方法 方法 目的 研磨、 雾化 减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率或使反应更加充分 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质 煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土 3．常见的操作及目的 常见的操作 目的 加氧化剂 氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子 判断能否加其他物质 要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等 分离、提纯 利用过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏、重结晶等常规操作从溶液中得到晶体 提高原子利用率 绿色化学(减少对环境的污染、物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) 在空气中或其他气体中进行的反应或操作 要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的 4．物质分离的6种常用方法 看目的 选方法 分离难溶物质和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法 过滤(热滤或抽滤) 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提纯分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 萃取和分液 提纯溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl 蒸发结晶 提纯溶解度随温度变化较大的溶质，易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等 冷却结晶 分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油 蒸馏与分馏 利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与N2、H2 冷却法 1．(2025·四川省广安市期中，节选)利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为Co、Ni，还含少量Fe、Al等)生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体。 (1)用硫酸浸取金属电极芯时，提高浸取率的方法有 (写出一种合理方法即可)。 2．[新考法](2025·四川省眉山市高三质检，节选)由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)得到绿矾(FeSO4•7H2O)，然后制取透明氧化铁颜料的流程如下。 (3)流程中“”环节的目的是 。 3．高锰酸钾是中学常用的试剂，实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾流程如图： 已知：K2MnO4为墨绿色固体。 (1)操作I的名称是__________。 (2)通过某项操作可判断反应①完成，该操作具体为_____。 4．工业上用高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2)为原料制备聚合硫酸铁的部分工艺流程如下： 氧化过程中加入双氧水的目的为_______，实际生产过程中温度不宜过高且要控制H2O2的投加速度，其原因为_______。 5．(2025·四川省成都市期中，节选)金属锰的用途非常广泛，涉及人类生产生活的方方面面，用含锰废料(主要成分为MnO2，含有少量Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、MgO、SiO2等)制备锰的流程如图： (2)“酸浸”前需将原料粉碎，目的是 ，“酸浸”时，充入的SO2作 (氧化/还原)剂。 题型二 工艺流程中的条件控制及原因分析 1．(2024·福建卷，11节选)锂云母的主要成分为K(Li1.5Al1.5)(AlSi3O10)(OH)xF2-X，实验室探索一种碱浸分解锂云母制备LiOH的工艺流程如下： (4)“操作Z”为加热、趁热过滤和_______；趁热过滤的主要目的是_______。(LiOH分解温度约为1000℃) 2．(2024·辽吉黑卷，16节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： (5)“真金不拍火炼”，表明Au难被O2氧化，“浸金”中NaCN的作用为_______。 (6)“沉金”中Zn的作用为_______。 3．(2024·湖南卷，16节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下： 已知：①当某离子的浓度低于1.0×10−5 mol·L－1时，可忽略该离子的存在； ②AgCl(s)＋Cl-(aq)[AgCl2]- (aq) K=2.0×10−5  ； ③Na2SO3易从溶液中结晶析出； (3)“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的NaCl： ①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是 。 ②在“除金”工序溶液中，浓度不能超过 。 4．(2024·北京卷，18节选)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (3)矿石和过量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 Fe2O3、CuSO4、CuFeS2 500 Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO ①温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是 。 ②温度高于425℃，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。 (4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的 。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的CuSO4溶液做电解液，并维持一定的c(H＋)和c(Cu2+)。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是 。 1．“操作或措施” 操作或措施 答题模板 从溶液中得到晶体的操作 蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥 蒸发结晶的操作 将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分 证明沉淀完全的操作 静置，取上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉淀生成，说明沉淀完全 洗涤沉淀的操作 沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使水自然流干，重复操作数次 2．“目的或原因” 目的或原因 答题模板 沉淀水洗的目的 除去××(可溶于水)杂质 沉淀用乙醇洗涤的目的 a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥 冷凝回流的作用及目的 防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率 控制溶液pH的目的 防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等；促进/抑制××气体吸收/逸出 加过量A试剂的原因 使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等 温度不高于××℃的原因 温度过高××物质分解(如H2O2、NH3·H2O、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3、FeCl3等) 减压蒸馏(减压蒸发)的原因 减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等) 蒸发、反应时的气体氛围 抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行；加热MgCl2·6H2O 得MgCl2时需在HCl气流中进行等) 配制某溶液前先煮沸水的原因 除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化 反应容器中和大气相通的玻璃管的作用 指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大 1．温度、浓度、压强的控制 术语 功能 温度的控制 升温 ①加快反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热方向移动；③除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质。④使沸点相对较低的原料气化 降温 ①防止某物质在高温时会溶解(或分解) ；② 使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；④降低晶体的溶解度，减少损失. 控温(用水浴或油浴控温) ①防止某种物质温度过高时会分解或挥发；②为了使某物质达到沸点挥发出来；③使催化剂的活性达到最好；④防止副反应的发生；⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求；⑥如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们的溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法 ( 蒸发结晶或浓缩结晶) 。 浓度、压强的控制 增大反应物浓度 、 加压 ①可加快反应速率 。对气体分子数减少的反应，加压使平衡向生成物方向移动。但压强太大，动力消耗更多，设备要求更高，成本增加，故必须综合考虑；②加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜；③生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率。 减压蒸馏 减小压强，降低液体的沸点，防止(如浓HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3等)物质分解； 2．pH的控制 术语 功能 控制溶液的PH (1)目的：调节pH值实质上是利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。(2)原则：不管是调高还是调低，原则都是加过量的除杂剂而不引进新的杂质，这里分两种情况①如果要得到滤液，可加固体沉淀剂消耗H＋或OH—，如除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可通过加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等；②要得到滤渣，则需加入碱性溶液，如氨水或氢氧化钠溶液。调低PH值的原则与调高PH的原则相同。(3)题目呈现方式：题中通常会以表格数据形式，或“已知信息”给出需求的“适宜PH范围”的信息；(4)解题步骤：①判断溶液呈酸(或碱)性； ②判断调高还是调低； ③选择合适的调节剂。 3．体系环境氛围及其它条件的控制 术语 功能 酸性、 碱性 或 某种 环境 氛围 (1)蒸发或结晶时，加入相应的酸或碱，以抑制某些盐的水解；(2)需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶体，以防止水解。如从海水中提取镁，从MgCl2的溶液里结晶析出的是氯化镁结晶水合物，电解熔化氯化镁才能制得金属镁，要去除氯化镁晶体中的结晶水"需要在氯化氢气流中加热，否则煅烧所得的最后固体不是MgCl2，而是熔点更高的MgO， 具有相似情况的还有FeCl3 、AlCl3等；(3)营造还原性氛围：加热煮沸酸液后再冷却，其目的是排除酸溶液中的氧气，如用废铁制备绿矾晶体，需要把硫酸加热煮沸后再加入，同时还不能加入过量，防止Fe2+被氧化；(4)营造氧化性氛围：加入氧化剂进行氧化，如加入绿色氧化剂 H2O2 将 Fe2+ 氧化转化为Fe3+ 。 1．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)硝酸镉晶体[Cd(NO3)2·4H2O]常用作玻璃和陶瓷的着色剂。以镉黄废料(主要含CdS，含少量的FeO、Al2O3、SiO2)为原料制备硝酸镉晶体的流程如下： 常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH如表。 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cd(OH)2 开始沉淀pH 2.3 4.0 8.2 沉淀完全pH 4.2 5.2 9.7 (1)“酸溶”时，反应温度不宜过高，原因是 。 (2)“滤渣1”的主要成分是 。 (4)“系列操作”步骤中，将滤液送入蒸发器浓缩至 ，然后送至结晶器进行冷却结晶，可得到硝酸镉晶体。 2．将净化液[(NH4)3VO4]中的钒转化为NH4VO3固体，其流程如下。 向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液的目的：_______。 3．向铬铁矿(FeCr2O4)中通入O2进行焙烧，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是___________。 4．将催化剂负载在玻璃棉上而不直接平铺在玻璃管中，目的是_____________________。 5．向金属Bi中加入稀HNO3酸浸，过程中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度，其原理是_____________________________________________________。 6．TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示： 温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O转化率/% 92 95 97 93 88 分析40 ℃时，TiO2·xH2O转化率最高的原因：______________________________。 7．科学合理地从污泥中提取铜、镍等有价金属，无论从经济利益还是环保利益上都有深远的意义。常见的氨浸-沉淀法回收电镀污泥(主要金属元素及含量Ni：0.81%，Cu：0.94%，Fe：0.39%，Cr：1.14%，Ca：1.49%，Mg：2.02%)中的铜。电镀污泥在氨浸以后，如果能提前进行化学除杂，将对后续分离铜、镍有很大的帮助，通常我们用(NH4)3PO4溶液处理金属浸出液，查数据可知，此时Ni(NH3)62+与(NH4)3PO4溶液反应的离子方程式为3Ni(NH3)62++2PO43-= Ni3(PO4)2↓+18NH3，K=1.2×104，试回答可以用磷酸铵预处理浸出液的原因：_______。 题型三 产物或反应物推断、陌生方程式的书写 1．(2024·湖南卷，16节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下： (2)“滤液1”中含有Cu2+和H2SeO3，“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为 ； 26．(2024·全国新课标卷，8节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： (3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_______、_______。 2．(2024·海南卷，15节选)锰锌铁氧体(MnxZn1-yFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和FeC2O4·2H2O，可用于电池，催化剂等行业，其工艺流程如下： (1)氨浸的作用是将 元素(填元素符号)有效转移到水溶液中。 (2)煮沸含有配合物的溶液B，产生混合气体，经冷凝后所得溶液可循环用于氨浸，该溶液是 。 (4)沉铁时，选择K2C2O4是为了便于从滤液中回收有价值的钾盐 (填化学式)。该钾盐在种植业中的一种用途是 。 3．(2024·贵州卷，16节选)煤气化渣属于大宗固废，主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺，制备钠基正极材料NaFePO4和回收Al2O3的流程如下： (3)“除杂”时需加入的试剂X是 。 (4)“水热合成”中，NH4H2PO4作为磷源，“滤液2”的作用是 ，水热合成NaFePO4的离子方程式为 。 4．(2024·辽吉黑卷，16节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。 (2)“细菌氧化”中，FeS2发生反应的离子方程式为_______。 (3)“沉铁砷”时需加碱调节pH，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含As微粒的沉降。 (7)滤液②经H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为_______。用碱中和HCN可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 5．(2024·甘肃卷，15节选)我国科研人员以高炉渣(主要成分为CaO，MgO，Al2O3和SiO2等)为原料，对炼钢烟气(CO2和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示： 已知：Ksp(CaSO4)= 4.9×10－5，Ksp(CaCO3)= 3.4×10－9 (1)高炉渣与(NH4)2SO4经焙烧产生的“气体”是 。 (2)“滤渣”的主要成分是CaSO4和 。 (3)“水浸2”时主要反应的化学方程式为 ，该反应能进行的原因是 。 (4)铝产品NH4Al(SO4)2·12H2O可用于 。 6．(2024·河北卷，16) V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。 已知：i石煤是一种含V2O3的矿物，杂质为大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。 ⅱ高温下，苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题： (1)钒原子的价层电子排布式为_______；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为_______，产生的气体①为_______(填化学式)。 (2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为_______(填化学式)。 (3)在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为_______；CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为_______；浸取后低浓度的滤液①进入_______(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。 (4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为_______(填化学式)。 (5)下列不利于沉钒过程的两种操作为_______(填序号)。 a．延长沉钒时间 b．将溶液调至碱性 c．搅拌 d．降低NH4Cl溶液的浓度 1．循环物质的确定 2．副产品的判断 1．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如图： (3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。 2．(2025·四川省德阳市高三联考，节选)铬和钒具有广泛用途。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示： (6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为 。 3．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)硝酸镉晶体[Cd(NO3)2·4H2O]常用作玻璃和陶瓷的着色剂。以镉黄废料(主要含CdS，含少量的FeO、Al2O3、SiO2)为原料制备硝酸镉晶体的流程如下： 常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH如表。 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cd(OH)2 开始沉淀pH 2.3 4.0 8.2 沉淀完全pH 4.2 5.2 9.7 (3)“除杂”步骤中，加入CdCO3的目的是调pH，范围为 。该过程中发生反应的离子方程式为 。 (5)硝酸镉晶体需在低温的条件下烘干。其在111.2℃时失去结晶水，217.3℃时分解产生CdO和红棕色的混合气体，该混合气体可以使带火星的木条复燃，硝酸镉在217.3℃时分解的化学方程式为 。 4．(2025·山东省Eternal7社区高三模拟预测，节选)我国是稀土大国，储量大、矿种多。稀土元素的物理性质和化学性质极为相似，常见化合价+3价其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料，工业上通过如下工艺流程用钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)制取氧化钇。 已知： i．铍和铝符合元素周期表的对角线规则； ii．草酸铵与稀土草酸盐可形成可溶性络合物； (1)试写出“共熔”过程中的化学反应方程式： 。 5．(2025·河南省郑州市高三联考，节选)砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在]中回收As2O3的工艺流程如下： 已知：①6NaOH+As2S3=Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O； ②As2O3(aq)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)。 (4)写出“脱硫”时Na3AsS3反应的离子方程式： ，相同条件下，单质硫在水、CCl4、酒精三种溶剂中溶解度最小的是 。 (5)写出“还原”时反应的化学方程式： 。 (6) H3AsO3是三元弱酸，第一步和第二步电离是通过和水中的OH-结合实现的，第三步则直接电离出H+，第一步电离方程式为H3AsO4+H2O[As(OH)4]-+H+，则第三步电离方程式为 。 6．[真题改编](2022•河北省选择性考试，节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下： (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。 7．[真题改编](2022·湖南卷，17节选)以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下： 已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点： 物质 TiCl4 VOCl3 SiCl4 AlCl3 沸点/℃ 136 127 57 180 回答下列问题： (3)“除钒”过程中的化学方程式为__________________；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是________________________________________________。 (4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序______(填“能”或“不能”)交换，理由是 ________________________________________________________________________。 8．工业上利用铁铬矿制取CrO3的工艺流程如下图所示，铁铬矿的主要成分为Fe(CrO2)2，还含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO。 已知：①“氧化浸出”工序中，矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4，铁以最高价氧化物的形式存在； ②最高价铬酸根离子在酸性介质中以Cr2O72-存在，在碱性介质中以CrO42-存在。 回答下列问题： (4)“沉铝”工序中发生反应的化学方程式为 ；该工序中的铝元素恰好完全转化为沉淀时的pH为 。{通常认为残留在溶液中离子浓度小于时就认为沉淀完全；已知：Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-，K=10-0.63，KW=10-14} 题型四 数据的分析与处理 1．(2024·全国新课标卷，8节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH： Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+ 开始沉淀的pH 15 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 (4)“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式)，残留的Co3+浓度为_______ mol·L-1。 2．(2024·江苏卷，14节选)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。将8.84 mg Nd(OH)CO3 (摩尔质量为221 g·molˉ1)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600℃时，所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c，通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)：n(CO32-)的比值_______(写出计算过程)。 3．(2024·海南卷，15节选)锰锌铁氧体(MnxZn1-yFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和FeC2O4·2H2O，可用于电池，催化剂等行业，其工艺流程如下： 回答问题： (3)沉锰反应的离子方程式为 。某次实验时，将原料中的Mn以MnO2·nH2O形式定量沉淀完全，消耗了2.0 mol KMnO4，并产出81gZnO (纯度为99.9%)，则该原料MnxZn1-yFe2O4化学式中x = 。 (5)通过加入CaSO4固体，除去滤液中危害环境的SO42-，已知Ksp(CaSO4)= 7.1×10－5，Ksp(CaC2O4)= 2.3×10－9。反应CaSO4(s)+C2O42-(aq)CaC2O4(s))+SO42-(aq)的平衡常数为 。 利用关系式法解题思维流程： 1．熟记常用计算公式 (1)物质的质量分数(或纯度)＝×100%。 (2)反应物的转化率＝×100%。 (3)生成物的产率＝×100%。其中理论产量是根据方程式计算出的数值。 2．利用“碘量法”进行物质含量测定 (1)直接碘量法：直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中，I2被还原为I－。 指示剂 淀粉：淀粉遇碘显蓝色，反应极为灵敏。化学计量点稍后，溶液中有过量的碘，碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点，化学计量点后，溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。 适用对象 I2 是较弱的氧化剂，强还原性的S2－、S2O、SO、As2O3、Vc等都可直接滴定。 (2)间接碘量法 分类 ①剩余碘量法：剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液，待I2与测定组分反应完全后，然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘，以求出待测组分含量的方法。滴定反应为： I2(定量过量)＋还原性物质→2I－＋I2(剩余) I2(剩余)＋2S2O32-→S4O62-＋2I－ ②置换碘量法：置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾，供试品将碘化钾氧化析出定量的碘，碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定，从而可求出待测组分含量。滴定反应为： 氧化性物质＋2I－→I2 I2＋2S2O32-→S4O62-＋2I－。 指示剂 淀粉，淀粉指示剂应在近终点时加入，因为当溶液中有大量碘存在时，碘易吸附在淀粉表面，影响终点的正确判断。 适用对象 I－是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质：CrO42-、Cr2O72-、H2O2、 KMnO4、IO3-、Cu2＋、NO3-、NO2-等。 3．Ksp相关计算 考查角度 思路分析 判断沉淀的生成或沉淀是否完全 ①根据离子浓度数据求得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成； ②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全 常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH ①根据氢氧化物的Ksp以及开始沉淀时金属阳离子的初始浓度，计算溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH； ②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，根据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH 计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 根据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K的值越大，转化反应越易进行，转化程度越大 沉淀先后的计算与判断 ①沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀； ②沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀 1．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如图： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5mol·L-1)时的pH： Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn 2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 (4)“除钴液”中主要的盐有 (写化学式)，残留的Co3+浓度为 mol·L-1。 (5)CoC2O4是制备钴的氧化物的重要原料。如图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴的氧化物。 通过计算确定C点剩余固体的化学成分为 (填化学式)。写出B点对应的物质与O2在225~300℃发生反应的化学方程式： 。 2．黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐(Al2O3·SiO2)等。采用以下流程可由黏土钒矿制备V2O5、Fe2O3和硫酸铝铵。 已知：ⅰ．有机酸性萃取剂HR的萃取原理为： ；org表示有机溶液。 ⅱ．酸性溶液中，HR对价钒萃取能力强，而对价钒的萃取能力较弱。 ⅲ．HR能萃取Fe3+而不能萃取Fe2+。 (6)测定V2O5产品的纯度。称取V2O5产品ag，先加入硫酸将V2O5转化为VO2+，加入指示剂后，用cmol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定将VO2+转化为VO2+至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为VmL。假设杂质不参与反应，则V2O5产品中V2O5的质量分数是 (V2O5的摩尔质量为Mg/mol)。 3．红矾钠()可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后，得到浸出液(主要含)，经过如下主要流程，可制得红矾钠，实现铬资源的有效循环利用。 已知：i．Cr(VI)在溶液中存在以下平衡： ⅱ。溶液1条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围： 金属离子 开始沉淀的 沉淀完全的 4.3 5.6 7.1 9.2 (6)为了测定红矾钠的纯度，称取上述流程的产品ag配成溶液，取出于锥形瓶中，加入稀硫酸和足量的KI溶液，置于暗处充分反应至全部转化为后，滴入2~3滴淀粉溶液，最后用浓度为的标准溶液滴定，共消耗。 已知： ①滴定终点的现象为 。 ②该产品中，红矾钠(摩尔质量为)的质量分数为 (列出计算式)。 4．镍的氧化物M是蓄电池材料。某小组用含镍废料(成分为NiO、Ni2O3、FeO、MgO和SiO2等)制备M的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (3)已知25℃时：，。若浸出液中，当离子浓度≤1×10-5mol·L-1时认为已完全沉淀。用Na2CO3调节pH范围为 。 5．以锌浸出渣(主要成分为PbSO4，还含有PbO和ZnFe2O4)为原料制备金属Pb，其工艺流程如下： 已知：①“碱浸”时，ZnFe2O4与NaOH反应生成Na2ZnO2和H2O，还有一种氧化物； ②“碱浸”后，铅主要以[Pb(OH)3]-的形式存在溶液中。 “碱浸”液经处理后所得溶液[、]用于“沉铅”。 (1)“沉铅”时，理论上，当PbS完全沉淀时，ZnS_________(是或否)开始沉淀，通过计算说明_________[已知：、]。 (2)“滤液”中主要含有的金属阳离子有_________。 6．Fe/Fe3O4复合物是一种高密度磁记录材料，磁记录材料有记录和存储信息的功能。制备该材料的一种流程如下： 已知：I.①3Fe(OH)2= Fe+2Fe(OH)3；②Fe(OH)2 +2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O。 II.时，。 (1)用溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的化学方程式为： 。该“反应”中通入氩气的原因 。 (2)取少量反应后溶液于试管中，可证明FeCl2溶液已反应完全的试剂和现象是 。在隔绝空气条件下，向浓度均为的FeCl2和FeCl3混合溶液中滴加稀NaOH溶液，当开始出现第二种沉淀时，溶液中比值c(Fe2+)：c(Fe3+)= 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 26 / 27 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 $$