重难点13 无机工艺流程综合题-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（黑吉辽蒙专用）

重难点13 无机工艺流程综合题 考向 2025考向预测 考向1 化工流程中原料预处理及条件控制 无机工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用。 预测2025年高考仍会采用工艺流程图的形式，以元素化合物知识为载体，围绕原料的预处理考查影响速率的因素;围绕经济原则考查循环利用分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)及核心反应或副反应考查物质变化及计算。 考向2 化工流程中的分离与提纯 考向3 化工流程中化学(离子)方程式的书写 考向4 化工流程中的相关计算 考向5 化工流程中物质结构的相关考查 【思维导图】 【高分技巧】 一.明确化工流程中条件控制的思考角度 条件控制 思考角度 固体原料粉碎或研磨、液体原料雾化 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。 目的：提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等 增大接触面积的方法：固体——粉碎、研磨；液体——喷洒；气体——用多孔分散器等 焙烧或灼烧 ①除去硫、碳单质； ②有机物转化、除去有机物； ③高温下原料与空气中氧气反应； ④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等。 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。 酸浸 ①溶解转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的； ②去氧化物(膜) 碱溶 ①除去金属表面的油污； ②溶解两性化合物(Al2O3、ZnO等)，溶解铝、二氧化硅等 水浸 与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中 醇浸 提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物 加热 ①加快反应速率或溶解速率； ②促进平衡向吸热反应方向移动(一般是有利于生成物生成的方向)；如：促进水解生成沉淀。 ③除杂，除去热不稳定的杂质，如：H2O2、氨水、铵盐(NH4Cl)、硝酸盐、NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质； ④使沸点相对较低或易升华的原料气化； ⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等 降温 ①防止某物质在高温时溶解(或分解)； ②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动； ③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等； ④降低某些晶体的溶解度，使其结晶析出，减少损失等 控制温度在一定范围(综合考虑) 温度过低：反应速率过慢或溶解速率小 温度过高：①催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降 ②物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等 ③物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等 ④物质氧化，如：Na2SO3等 ⑤物质升华，如：I2 升华 控制温度(常用水浴、冰浴或油浴) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动；控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶 ④控制反应速率；使催化剂达到最大活性 ⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发 ⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求 反应物用量或浓度 ①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率； ②增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行； ③增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等 加入氧化剂 (或还原剂) ①氧化(或还原)某物质，转化为目标产物的价态； ②除去杂质离子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调溶液的pH，使其转化为Fe(OH)3沉淀除去] 加入沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)； ②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀； ③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋ pH控制 （1）调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出，以达到除去金属离子的目的； ①原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度，使溶液pH值增大 ②pH控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH值~主要离子开始沉淀时pH (注意两端取值) ③需要的物质：含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH增大的物质，如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型的物质 ④实例：除去CuSO4溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3，调节pH至3~4，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入CuO后，溶液中H+浓度降低，平衡正向移动，Fe(OH)3越聚越多，最终形成沉淀 a．加入CuO的作用：调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3 b．加热的目的：促进Fe3＋水解 （2）抑制盐类水解； 像盐酸盐、硝酸盐溶液，通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相对应的无水盐时，由于水解生成的盐酸或硝酸挥发，促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯 如：由MgCl2·6H2O制无水MgCl2要在HCl气流中加热，否则： MgCl2·6H2OMg(OH)2＋2HCl↑＋4H2O （3）促进盐类水解生成沉淀，有利于过滤分离 （4）“酸作用”还可除去氧化物(膜) （5）“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等 （6）特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 【注意】调节pH的试剂选取： ①选取流程中出现的物质； ②未学习过的物质且题目又无信息提示的一般不做考虑； ③已学的常见酸碱(NaOH、Na2CO3、HCl、H2SO4、NH3·H2O、HNO3)。 洗涤晶体 ①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质 ②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等 ④洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次 在空气中或在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、防水解、防潮解等目的 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 提高原子利用率 绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) 分离、提纯 过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作 从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩―→冷却结晶―→过滤―→洗涤、干燥 二.掌握工艺流程中的分离、提纯、除杂方法及答题要领 操作 答题指导 过滤 固体与液体的分离；要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶于水的物质，如SiO2、PbSO4、难溶的金属氢氧化物和碳酸盐等。过滤主要有常压过滤、减压过滤、热过滤。 （1）常压过滤： 通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除，但值得注意的是需要分析对产品的需求及生产目的的综合考虑，准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分，准确判断是留下滤液还是滤渣。 （2）减压过滤(抽滤)： 减压过滤和抽滤是指一种操作，其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤，抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤，有时候还可以过滤掉气体，并能达到快速干燥产品的作用。 （3）趁热过滤： 趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤，但是由于常规过滤操作往往耗时较长，这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而使溶质析出，影响分离效果。因此可使用热过滤仪器、将固液混合物的温度保持在一定范围内进行过滤，所以又称为热过滤。 蒸发结晶 （1）适用范围：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如：NaCl （2）蒸发结晶的标志：当有大量晶体出现时，停止加热，利用余热蒸干 （3）实例 ①从NaCl溶液中获取NaCl固体 a．方法：蒸发结晶 b．具体操作：加热蒸发，当析出大量NaCl晶体时，停止加热，利用余热蒸干 ②NaCl溶液中混有少量的 KNO3溶液 a．方法：蒸发结晶、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥 b．具体操作：若将混合溶液加热蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，母液中是KNO3和少量NaCl，这样就可以分离出大部分NaCl c．趁热过滤的目的：防止KNO3溶液因降温析出，影响NaCl的纯度 （4）减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。 冷却结晶 （1）适用范围：提取溶解度随温度变化较大的物质(KNO3)、易水解的物质(FeCl3)或结晶水化合物(CuSO4·5H2O)。 （2）蒸发结晶的标志：当有少量晶体(晶膜)出现时 （3）实例：KNO3溶液中混有少量的 NaCl溶液 a．方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥 b．具体操作：若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是KNO3，母液中是NaCl和少量KNO3，这样就可以分离出大部分KNO3。 重结晶 将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液，又重新从溶液结晶的过程。 萃取与分液 选用合适的萃取剂(如四氯化碳、金属萃取剂)，萃取后， 静置、分液——将分液漏斗玻璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准。下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 萃取与反萃取 ①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。 ②反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。 洗涤晶体 洗涤试剂 适用范围 目的 蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为溶解而造成的损失 热水 有特殊性的物质，其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失 有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥 饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解 酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解 洗涤沉淀方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次 检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净 蒸馏或分馏 蒸馏是利用液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，跟其他组分分离的过程。 减压蒸馏 减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。 冷却法 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与氮气、氢气。 三.工艺流程中的物质确定及方程式书写方法 1、工艺流程中的物质确定 首先分析题干信息，明确原料成分，看清流程图中的箭头指向，根据物质性质写出相关的化学反应(离子方程式或化学方程式)，最后根据题干信息确定滤液中物质的成分。滤液中物质的成分确定的思维模型如图所示： 循环物质的确定 副产品的确定 滤渣成分的确定 ①过量的反应物。 ②原料中不参与反应的物质。 ③由原料转化的生成物。 ④由杂质转化的沉淀物。 2、工艺流程中的方程式书写 （1）明确一些特殊物质中元素的化合价 CuFeS2：Cu为＋2，Fe为＋2，S为－2； K2FeO4：Fe为＋6； FePO4：Fe为＋3； LiFePO4：Fe为＋2； Li2NH、LiNH2、AlN：N为－3； N2H4：N为－2； Na2S2O3：S为＋2； S2O：S为＋6； VO：V为＋5； C2O：C为＋3； HCN：C为＋2；N为－3； CuH：Cu为＋1，H为－1； BH：B为＋3、H为－1； FeO：Fe为＋(8－n)； Si3N4：Si为＋4，N为－3； MnO(OH)：Mn为＋3； CrO：Cr为＋6； （2）认识并掌握常见的氧化剂、还原剂。 （1）强氧化性物质或离子： Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H＋)。 （2）强还原性物质或离子： Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)等。 （3）书写关键——识记常见氧化剂、还原剂及产物预测 ①常见的氧化剂及还原产物预测 氧化剂 还原产物 KMnO4 Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；MnO(碱性) K2Cr2O7(酸性) Cr3＋ 浓硝酸 NO2 稀硝酸 NO H2SO4(浓) SO2 X2(卤素单质) X－ H2O2 OH－(碱性)；H2O(酸性) Na2O2 NaOH(或Na2CO3) Cl2 Cl－ HClO、NaClO、Ca(ClO)2(或ClO－) Cl－、Cl2 NaClO3 Cl2、ClO2、Cl－ PbO2 Pb2＋ Fe3＋ Fe2＋ ②常见的还原剂及氧化产物预测 还原剂 氧化产物 Fe2＋ Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性) SO2(或H2SO3、SO、NaHSO3) SO S2－(或H2S、NaHS) S、SO2(或SO)、SO H2C2O4、C2O CO、CO2 H2O2 O2 I－(或HI、NaI) I2、IO CO CO2 金属单质(Zn、Fe、Cu等) Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋ H2 H＋(酸性)、H2O(碱性) 四.掌握化工流程中的有关计算 1．溶度积(Ksp)的有关计算 （1）已知溶度积，求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝ mol·L－1。 （2）已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度，如某温度下，AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。 （3）计算反应的平衡常数，如反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，平衡常数K＝＝。 （4）求解开始沉淀和沉淀完全时的pH，如判断M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq)开始沉淀与沉淀完全时的pH。 ①开始沉淀时pH的求法：c(OH－)＝，c(H＋)＝，从而确定pH。 ②沉淀完全时pH的求法：当Mn＋的浓度小于或等于1.0×10－5 mol·L－1时，认为该离子已经沉淀完全，c(OH－)＝ mol·L－1，结合Kw求出c(H＋)，从而确定pH。 注意：有关Ksp的计算往往与pH的计算结合，要注意pH与c(OH－)关系的转换；难溶电解质的悬浊液即其沉淀溶解平衡状态，满足相应的Ksp。 （5）分步沉淀问题分析 ①定义 如果一种溶液中同时含有I－和Cl－，当慢慢滴入AgNO3溶液时，刚开始只生成AgI沉淀；加入的AgNO3到一定量时才出现AgCl沉淀，这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。 ②原理 在含有同浓度I－和Cl－的溶液中，加入AgNO3溶液，之所以AgI沉淀先生成，是因为Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小，假定溶液中c(I－)＝c(Cl－)＝0.01 mol·L－1，刚开始生成AgI和AgCl沉淀时所需要的Ag＋浓度分别是： c(Ag＋)AgI＝ mol·L－1＝9.3×10－15 mol·L－1 c(Ag＋)AgCl＝ mol·L－1＝1.8×10－8 mol·L－1 可见沉淀I－所需要的c(Ag＋)要小得多，所以AgI先沉淀，继续滴加AgNO3，当c(Ag＋)＝1.8×10－8 mol·L－1时，AgCl沉淀也开始生成，这时c(I－)、c(Cl－)和c(Ag＋)同时平衡： c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)＝9.3×10－17 c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 两式相除得：＝≈1.9×106 如果溶液中c(Cl－)>1.9×106c(I－)，向其中滴加AgNO3溶液时，则要先生成AgCl沉淀。 2．溶度积常数的考查角度及思路分析 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 3、物质组成、含量的计算 计算 公式 物质的质量分数(或纯度) ×100% 产品产率 ×100% 物质的转化率 ×100% Ksp的相关计算 AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)， Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－) 4、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－。 （1）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。 （2）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 （1）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)＋2S2O―→S4O＋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＋2S2O―→S4O＋2I－。 （2）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。 （3）适用对象 I－是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质：CrO、Cr2O、H2O2、 KMnO4、IO、Cu2＋、NO、NO等。 （建议用时：45分钟） 考向01 化工流程中原料预处理及条件控制 1．（2025·东北育才学校·三模）碲化镉量子点具有优异的光电性能。某科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣（含铜、碲、银等）为原料合成碲化镉量子点的流程如下： 回答下列问题： （4）结合下列反应机理（反应中水及部分产物已省略），推测在“还原”步骤中的作用是 。 （5）①合成量子点时，加入柠檬酸钠作为包覆剂，利用柠檬酸钠的憎水基团修饰，亲水基团则用于增强其生物相容性，下列最可能替代柠檬酸钠生产具备以上特征量子点的物质是 （填字母）。 A．碳酸钠    B．甲苯    C．乙酸乙酯    D．硬脂酸钠 ②量子点在微观尺寸发生变化时，可以在特定波长的激光照射下发出不同颜色的光，关于这一现象下列说法不正确的是 （填字母）。 A．属于物理变化    B．属于化学变化    C．由光化学反应产生    D．由电子跃迁形成 2．（2025·东北育才学校·三模）以铂钯精矿(含Se、Te、Au、Pt、Pd等)为原料，提取贵金属Au、Pt、Pd的工艺流程如图所示： 已知：①“氯化浸出”时，Au、Pt、Pd以、、形式存在； ②和难溶于水，易溶于水， （1）“焙烧”时，Se、Te转化为可溶于水的和。转化等物质的量的Se、Te时，消耗的物质的量之比为 ；根据图判断“焙烧”适宜的条件为 等。 （2）“还原”得到金的反应的离子方程式为 ；加入过量的目的是 。 （3）“煅烧”时还生成、和一种气体，该气体用少量水吸收后可重复用于“ ”操作单元；“沉铂”时先通入的气体X为 (填化学式)。 3．（2025·吉林长春·一模）锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料，以节约资源、保护环境。钴酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳，处理该废旧电池的一种工艺如图所示。 回答下列问题： （1）为加快NaOH溶液浸取正极材料的速率，可以采取的措施有 (写一点即可)。 （3）“酸浸”过程中所用H2O2远高于理论用量，造成这一结果的原因是 。 （4）“萃取”和“反萃取”可简单表示为Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+，则反萃取过程中加入的试剂X最好是___________(填序号)。 A．NaOH B．HNO3 C．NH3·H2O D．H2SO4 考向02 化工流程中的分离与提纯 4．（2024·辽宁·高考真题）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(其中细小的颗粒被、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： （3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成 (填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 （5）“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为 。 （6）“沉金”中的作用为 。 5．（2025·辽宁省实验中学·期末）一种利用炼锌渣(主要含、一定量的、不溶性杂质)为原料制备硫化锌及高纯镓的流程如图所示： 已知：①电解制取镓时，溶液中的氯离子会影响镓的析出。 ②。 ③与的各物种的分布分数随的变化如图1所示。 ④晶胞可以看成是由8个图2所示的小立方体堆积成大立方体以后，占据四个互不相邻的小立方体的体心得到的结构。 （1）黄钠铁矾的化学式为，晶体颗粒大、易沉降。 ①“沉铁”时生成黄钠铁矾的离子方程式为 。 ②不采用调节的方式沉铁，从制备或分离的角度分析可能的原因是： 。 （2）“还原除杂”时先向溶液中加入一定量的铜粉，反应一段时间后再向溶液中加入稍过量粉，滤渣的成分除了、粉外，还有 。 （3）“调节”时，不能过高的原因是 。 6．（2025·东北育才学校·三模）锗、锌、镍及其化合物用途广泛。某化学实验小组用锗矿石（主要含、、、等）模拟工业生产、和的一种工艺流程如图所示： 已知：锗在硫酸中的存在形式：时主要为，时主要为沉淀。 回答下列问题： （2）“操作2”的名称是 ；“操作3”包含 、过滤、洗涤、干燥。 （3）“调、萃取”工序中，萃取原理为。在硫酸盐溶液中，该萃取剂对某些金属离子的萃取率[]与的关系如图所示： ①在一定范围内，随着升高，萃取率升高的原因是 。 ②在，达到萃取平衡时，，在溶液中加入萃取剂进行萃取，则的萃取率为 %。 7．（2025·长春二中四调）钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。以含钒石煤（主要成分为V2O3、V2O4，杂质有SiO2、FeS2及Mg、Al、Mn等化合物）制备单质钒的工艺流程如图所示。 已知：①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀时和完全沉淀时的pH如下表所示： 金属离子 Fe3＋ Mg2+ Al3+ Mn2+ 开始沉淀时pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀时pH 3.2 9.0 4.7 10.1 ②，，远大于。 回答下列问题： （3）“水浸”加入过量Na2CO3不能使CaSiO3完全转化为CaCO3，用沉淀溶解平衡原理解释原因是 。（一般情况下，K≥105，化学上通常认为该反应进行完全了）。 （4）“离子交换”与“洗脱”可表示为，[RCl4]为强碱性阴离子交换树脂，为在水溶液中的实际存在形式，则“洗脱”过程中“淋洗液”最好选用 。 （5）“沉钒”过程析出NH4VO3晶体，需要加入过量NH4Cl，目的是 。 考向03 化工流程中化学(离子)方程式的书写 8．（2024·辽宁·高考真题）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(其中细小的颗粒被、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： （2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为 。 （7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 9．（2025·东北育才学校·三模）碲化镉量子点具有优异的光电性能。某科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣（含铜、碲、银等）为原料合成碲化镉量子点的流程如下： 回答下列问题： （1）电解精炼铜时原料富碲渣将在 （填“阴”或“阳”）极区获得。 （2）“硫酸酸浸”时，取含单质 6.38％的富碲渣，为将全部溶出转化为需加质量分数为30％的（密度：） mL。但实际操作中，用量远高于该计算值，原因之一是同时也被浸出，请写出被浸出时发生反应的离子方程式： 。 （3）化学中用标准电极电势（氧化态/还原态）反映微粒间得失电子能力的强弱，一般这个数值越大，氧化态转化为还原态越容易。已知硫酸酸浸液中部分微粒的标准还原电极电势为、，则“还原”酸浸液时，主要发生反应的化学方程式是 。 10．（2025·东北三省·联考）以钛铁矿（主要成分为，含少量等）为原料制备的工艺流程如图所示[已知：易水解生成沉淀]。 回答下列问题： （1）位于元素周期表 区。滤液1主要溶质有和 （填化学式）。 （2）“酸浸”中，硫酸与反应生成的化学方程式为 。 （4）在操作X后向“母液”中滴加Y溶液，产生蓝色沉淀，则母液含有。写出产生蓝色沉淀的离子方程式： 。 （5）在制备时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 11．（2025·内蒙古·适应性考试）是冶炼金属钛的重要原料。氟化法从含钛电炉渣(主要含有元素)中制备的流程如下： 回答下列问题： （2）滤渣的主要成分为和 。 （3）“除铁”步骤溶液中残留的以钠盐形式析出，离子方程式为 。 （5）“水解”生成沉淀的化学方程式为 。 考向04 化工流程中的相关计算 12．（2025·东北育才学校·三模）以铂钯精矿(含Se、Te、Au、Pt、Pd等)为原料，提取贵金属Au、Pt、Pd的工艺流程如图所示： 已知：①“氯化浸出”时，Au、Pt、Pd以、、形式存在； ②和难溶于水，易溶于水， （4）“沉钯”时，向的溶液中加入等体积的的溶液，充分反应后，溶液中 。 13．（2025·辽宁省精准教学·联考）稀土永磁合金，主要金属是钐和钴，合金中还会有铜、铁等取代部分钴。从钐钴磁性废料中提取钐和钴的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （2）为提高酸浸率，可采取的措施有 (写出1条即可)，“酸浸渣”的主要成分是 。 （3）“沉钐”过程中生成沉淀，逐渐加热分解该沉淀，得到固体质量变化百分数与温度关系如图甲所示，则n= (取整数)。写出分解为的化学方程式： 。 14．（2025·吉林长春·一模）锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料，以节约资源、保护环境。钴酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳，处理该废旧电池的一种工艺如图所示。 回答下列问题： （6）“沉钴”一般加入草酸铵溶液，若用草酸溶液代替草酸铵溶液，发生沉钴过程的离子方程式为 ，试计算说明草酸能否实现完全沉钴 。(已知：①当反应的平衡常数K>105时，可以认为反应进行完全；②Ksp(CoC2O4)=10−8.48，草酸的电离常数Ka1=5.6×10−2、Ka2=1.5×10−4)。 15．（2025·内蒙古·模拟）稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途，硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]是重要化工原料，它易溶于水和乙醇，几乎不溶于浓硝酸。以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)为原料制备制备硝酸铈铵流程如下： （3）由Ce(OH)3制取Ce(OH)4的装置如下图所示： ①装置a中仪器X的名称是 ，烧瓶中盛放的固体Y为 (填化学式)； ②已知室温下，Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20，向水层中加入溶液，pH大于 时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀，(溶液中离子浓度时，可认为已除尽)； ③将装置b中的反应混合物过滤、洗涤，能说明沉淀已洗涤干净的实验方法是 。 （5）硝酸高铈铵纯度测定。取wg样品烘干后的产品，溶于水配成500mL待测溶液，取25.00mL待测液于锥形瓶中，加入足量酸性KI溶液，滴入2～3滴淀粉溶液；用0.1mol/L Na2S2O3溶液进行滴定，记录读数。重复实验后，平均消耗Na2S2O3溶液的体积为VmL。已知发生的反应为I2+2=+2I-。产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为 。 考向05 化工流程中物质结构的相关考查 16．（2025·东北育才学校·三模） （6）胆矾的结构如图所示。下列说法不正确的是________。 A．胆矾晶体中含有离子键、配位键、氢键等化学键 B．胆矾属于离子晶体 C．的空间结构为正四面体形 D．电负性O＞S，第一电离能O＜S 17．（2025·辽宁省实验中学·期末） ④晶胞可以看成是由8个图2所示的小立方体堆积成大立方体以后，占据四个互不相邻的小立方体的体心得到的结构。 （6）在沉铁前可以加入铁氰化钾检验是否被完全氧化，若未被完全氧化，则会产生蓝色的沉淀，每个晶胞含 个。 18．（2025·内蒙古·适应性考试）是冶炼金属钛的重要原料。氟化法从含钛电炉渣(主要含有元素)中制备的流程如下： 回答下列问题： （1）位于元素周期表 区。 （7）如下图所示，“煅烧”温度达时，锐钛矿型(晶胞Ⅰ，位于晶胞顶点、侧面和体心)转换成金红石型(晶胞Ⅱ)，晶胞体积，。则晶体密度比 (填最简整数比)。 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 $$ 重难点13 无机工艺流程综合题 考向 2025考向预测 考向1 化工流程中原料预处理及条件控制 无机工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用。 预测2025年高考仍会采用工艺流程图的形式，以元素化合物知识为载体，围绕原料的预处理考查影响速率的因素;围绕经济原则考查循环利用分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)及核心反应或副反应考查物质变化及计算。 考向2 化工流程中的分离与提纯 考向3 化工流程中化学(离子)方程式的书写 考向4 化工流程中的相关计算 考向5 化工流程中物质结构的相关考查 【思维导图】 【高分技巧】 一.明确化工流程中条件控制的思考角度 条件控制 思考角度 固体原料粉碎或研磨、液体原料雾化 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。 目的：提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等 增大接触面积的方法：固体——粉碎、研磨；液体——喷洒；气体——用多孔分散器等 焙烧或灼烧 ①除去硫、碳单质； ②有机物转化、除去有机物； ③高温下原料与空气中氧气反应； ④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等。 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。 酸浸 ①溶解转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的； ②去氧化物(膜) 碱溶 ①除去金属表面的油污； ②溶解两性化合物(Al2O3、ZnO等)，溶解铝、二氧化硅等 水浸 与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中 醇浸 提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物 加热 ①加快反应速率或溶解速率； ②促进平衡向吸热反应方向移动(一般是有利于生成物生成的方向)；如：促进水解生成沉淀。 ③除杂，除去热不稳定的杂质，如：H2O2、氨水、铵盐(NH4Cl)、硝酸盐、NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质； ④使沸点相对较低或易升华的原料气化； ⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等 降温 ①防止某物质在高温时溶解(或分解)； ②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动； ③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等； ④降低某些晶体的溶解度，使其结晶析出，减少损失等 控制温度在一定范围(综合考虑) 温度过低：反应速率过慢或溶解速率小 温度过高：①催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降 ②物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等 ③物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等 ④物质氧化，如：Na2SO3等 ⑤物质升华，如：I2 升华 控制温度(常用水浴、冰浴或油浴) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动；控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶 ④控制反应速率；使催化剂达到最大活性 ⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发 ⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求 反应物用量或浓度 ①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率； ②增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行； ③增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等 加入氧化剂 (或还原剂) ①氧化(或还原)某物质，转化为目标产物的价态； ②除去杂质离子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调溶液的pH，使其转化为Fe(OH)3沉淀除去] 加入沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)； ②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀； ③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋ pH控制 （1）调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出，以达到除去金属离子的目的； ①原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度，使溶液pH值增大 ②pH控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH值~主要离子开始沉淀时pH (注意两端取值) ③需要的物质：含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH增大的物质，如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型的物质 ④实例：除去CuSO4溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3，调节pH至3~4，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入CuO后，溶液中H+浓度降低，平衡正向移动，Fe(OH)3越聚越多，最终形成沉淀 a．加入CuO的作用：调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3 b．加热的目的：促进Fe3＋水解 （2）抑制盐类水解； 像盐酸盐、硝酸盐溶液，通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相对应的无水盐时，由于水解生成的盐酸或硝酸挥发，促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯 如：由MgCl2·6H2O制无水MgCl2要在HCl气流中加热，否则： MgCl2·6H2OMg(OH)2＋2HCl↑＋4H2O （3）促进盐类水解生成沉淀，有利于过滤分离 （4）“酸作用”还可除去氧化物(膜) （5）“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等 （6）特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 【注意】调节pH的试剂选取： ①选取流程中出现的物质； ②未学习过的物质且题目又无信息提示的一般不做考虑； ③已学的常见酸碱(NaOH、Na2CO3、HCl、H2SO4、NH3·H2O、HNO3)。 洗涤晶体 ①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质 ②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等 ④洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次 在空气中或在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、防水解、防潮解等目的 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 提高原子利用率 绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) 分离、提纯 过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作 从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩―→冷却结晶―→过滤―→洗涤、干燥 二.掌握工艺流程中的分离、提纯、除杂方法及答题要领 操作 答题指导 过滤 固体与液体的分离；要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶于水的物质，如SiO2、PbSO4、难溶的金属氢氧化物和碳酸盐等。过滤主要有常压过滤、减压过滤、热过滤。 （1）常压过滤： 通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除，但值得注意的是需要分析对产品的需求及生产目的的综合考虑，准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分，准确判断是留下滤液还是滤渣。 （2）减压过滤(抽滤)： 减压过滤和抽滤是指一种操作，其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤，抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤，有时候还可以过滤掉气体，并能达到快速干燥产品的作用。 （3）趁热过滤： 趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤，但是由于常规过滤操作往往耗时较长，这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而使溶质析出，影响分离效果。因此可使用热过滤仪器、将固液混合物的温度保持在一定范围内进行过滤，所以又称为热过滤。 蒸发结晶 （1）适用范围：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如：NaCl （2）蒸发结晶的标志：当有大量晶体出现时，停止加热，利用余热蒸干 （3）实例 ①从NaCl溶液中获取NaCl固体 a．方法：蒸发结晶 b．具体操作：加热蒸发，当析出大量NaCl晶体时，停止加热，利用余热蒸干 ②NaCl溶液中混有少量的 KNO3溶液 a．方法：蒸发结晶、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥 b．具体操作：若将混合溶液加热蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，母液中是KNO3和少量NaCl，这样就可以分离出大部分NaCl c．趁热过滤的目的：防止KNO3溶液因降温析出，影响NaCl的纯度 （4）减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。 冷却结晶 （1）适用范围：提取溶解度随温度变化较大的物质(KNO3)、易水解的物质(FeCl3)或结晶水化合物(CuSO4·5H2O)。 （2）蒸发结晶的标志：当有少量晶体(晶膜)出现时 （3）实例：KNO3溶液中混有少量的 NaCl溶液 a．方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥 b．具体操作：若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是KNO3，母液中是NaCl和少量KNO3，这样就可以分离出大部分KNO3。 重结晶 将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液，又重新从溶液结晶的过程。 萃取与分液 选用合适的萃取剂(如四氯化碳、金属萃取剂)，萃取后， 静置、分液——将分液漏斗玻璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准。下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 萃取与反萃取 ①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。 ②反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。 洗涤晶体 洗涤试剂 适用范围 目的 蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为溶解而造成的损失 热水 有特殊性的物质，其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失 有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥 饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解 酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解 洗涤沉淀方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次 检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净 蒸馏或分馏 蒸馏是利用液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，跟其他组分分离的过程。 减压蒸馏 减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。 冷却法 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与氮气、氢气。 三.工艺流程中的物质确定及方程式书写方法 1、工艺流程中的物质确定 首先分析题干信息，明确原料成分，看清流程图中的箭头指向，根据物质性质写出相关的化学反应(离子方程式或化学方程式)，最后根据题干信息确定滤液中物质的成分。滤液中物质的成分确定的思维模型如图所示： 循环物质的确定 副产品的确定 滤渣成分的确定 ①过量的反应物。 ②原料中不参与反应的物质。 ③由原料转化的生成物。 ④由杂质转化的沉淀物。 2、工艺流程中的方程式书写 （1）明确一些特殊物质中元素的化合价 CuFeS2：Cu为＋2，Fe为＋2，S为－2； K2FeO4：Fe为＋6； FePO4：Fe为＋3； LiFePO4：Fe为＋2； Li2NH、LiNH2、AlN：N为－3； N2H4：N为－2； Na2S2O3：S为＋2； S2O：S为＋6； VO：V为＋5； C2O：C为＋3； HCN：C为＋2；N为－3； CuH：Cu为＋1，H为－1； BH：B为＋3、H为－1； FeO：Fe为＋(8－n)； Si3N4：Si为＋4，N为－3； MnO(OH)：Mn为＋3； CrO：Cr为＋6； （2）认识并掌握常见的氧化剂、还原剂。 （1）强氧化性物质或离子： Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H＋)。 （2）强还原性物质或离子： Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)等。 （3）书写关键——识记常见氧化剂、还原剂及产物预测 ①常见的氧化剂及还原产物预测 氧化剂 还原产物 KMnO4 Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；MnO(碱性) K2Cr2O7(酸性) Cr3＋ 浓硝酸 NO2 稀硝酸 NO H2SO4(浓) SO2 X2(卤素单质) X－ H2O2 OH－(碱性)；H2O(酸性) Na2O2 NaOH(或Na2CO3) Cl2 Cl－ HClO、NaClO、Ca(ClO)2(或ClO－) Cl－、Cl2 NaClO3 Cl2、ClO2、Cl－ PbO2 Pb2＋ Fe3＋ Fe2＋ ②常见的还原剂及氧化产物预测 还原剂 氧化产物 Fe2＋ Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性) SO2(或H2SO3、SO、NaHSO3) SO S2－(或H2S、NaHS) S、SO2(或SO)、SO H2C2O4、C2O CO、CO2 H2O2 O2 I－(或HI、NaI) I2、IO CO CO2 金属单质(Zn、Fe、Cu等) Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋ H2 H＋(酸性)、H2O(碱性) 四.掌握化工流程中的有关计算 1．溶度积(Ksp)的有关计算 （1）已知溶度积，求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝ mol·L－1。 （2）已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度，如某温度下，AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。 （3）计算反应的平衡常数，如反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，平衡常数K＝＝。 （4）求解开始沉淀和沉淀完全时的pH，如判断M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq)开始沉淀与沉淀完全时的pH。 ①开始沉淀时pH的求法：c(OH－)＝，c(H＋)＝，从而确定pH。 ②沉淀完全时pH的求法：当Mn＋的浓度小于或等于1.0×10－5 mol·L－1时，认为该离子已经沉淀完全，c(OH－)＝ mol·L－1，结合Kw求出c(H＋)，从而确定pH。 注意：有关Ksp的计算往往与pH的计算结合，要注意pH与c(OH－)关系的转换；难溶电解质的悬浊液即其沉淀溶解平衡状态，满足相应的Ksp。 （5）分步沉淀问题分析 ①定义 如果一种溶液中同时含有I－和Cl－，当慢慢滴入AgNO3溶液时，刚开始只生成AgI沉淀；加入的AgNO3到一定量时才出现AgCl沉淀，这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。 ②原理 在含有同浓度I－和Cl－的溶液中，加入AgNO3溶液，之所以AgI沉淀先生成，是因为Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小，假定溶液中c(I－)＝c(Cl－)＝0.01 mol·L－1，刚开始生成AgI和AgCl沉淀时所需要的Ag＋浓度分别是： c(Ag＋)AgI＝ mol·L－1＝9.3×10－15 mol·L－1 c(Ag＋)AgCl＝ mol·L－1＝1.8×10－8 mol·L－1 可见沉淀I－所需要的c(Ag＋)要小得多，所以AgI先沉淀，继续滴加AgNO3，当c(Ag＋)＝1.8×10－8 mol·L－1时，AgCl沉淀也开始生成，这时c(I－)、c(Cl－)和c(Ag＋)同时平衡： c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)＝9.3×10－17 c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 两式相除得：＝≈1.9×106 如果溶液中c(Cl－)>1.9×106c(I－)，向其中滴加AgNO3溶液时，则要先生成AgCl沉淀。 2．溶度积常数的考查角度及思路分析 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 3、物质组成、含量的计算 计算 公式 物质的质量分数(或纯度) ×100% 产品产率 ×100% 物质的转化率 ×100% Ksp的相关计算 AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)， Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－) 4、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－。 （1）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。 （2）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 （1）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)＋2S2O―→S4O＋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＋2S2O―→S4O＋2I－。 （2）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。 （3）适用对象 I－是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质：CrO、Cr2O、H2O2、 KMnO4、IO、Cu2＋、NO、NO等。 （建议用时：45分钟） 考向01 化工流程中原料预处理及条件控制 1．（2025·东北育才学校·三模）碲化镉量子点具有优异的光电性能。某科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣（含铜、碲、银等）为原料合成碲化镉量子点的流程如下： 回答下列问题： （4）结合下列反应机理（反应中水及部分产物已省略），推测在“还原”步骤中的作用是 。 （5）①合成量子点时，加入柠檬酸钠作为包覆剂，利用柠檬酸钠的憎水基团修饰，亲水基团则用于增强其生物相容性，下列最可能替代柠檬酸钠生产具备以上特征量子点的物质是 （填字母）。 A．碳酸钠    B．甲苯    C．乙酸乙酯    D．硬脂酸钠 ②量子点在微观尺寸发生变化时，可以在特定波长的激光照射下发出不同颜色的光，关于这一现象下列说法不正确的是 （填字母）。 A．属于物理变化    B．属于化学变化    C．由光化学反应产生    D．由电子跃迁形成 【答案】 （4）催化剂 （5）D BC 【分析】富碲渣经过硫酸酸浸后，转化为，过滤后的浸出液经过二氧化硫还原得到粗碲，粗碲处理后得到精制碲，与反应得到，在反应釜中与在柠檬酸钠作用下反应得到量子点。 【解析】 （4）根据反应机理图，氯离子参与反应，最终又生成，推测在“还原”步骤中的作用是作催化剂。答案为：催化剂。 （5）①根据题干信息，合成量子点时选择的包覆剂应含亲水基和憎水基，硬脂酸钠含憎水基烃基，含亲水基羧基，故选D；甲苯和乙酸乙酯只含憎水基，碳酸钠只含亲水基，不符合题意； ②量子点在微观尺寸发生变化时，可以在特定波长的激光照射下发出不同颜色的光，这种现象是发生了电子的跃迁，属于物理变化； 答案为：D；BC。 2．（2025·东北育才学校·三模）以铂钯精矿(含Se、Te、Au、Pt、Pd等)为原料，提取贵金属Au、Pt、Pd的工艺流程如图所示： 已知：①“氯化浸出”时，Au、Pt、Pd以、、形式存在； ②和难溶于水，易溶于水， （1）“焙烧”时，Se、Te转化为可溶于水的和。转化等物质的量的Se、Te时，消耗的物质的量之比为 ；根据图判断“焙烧”适宜的条件为 等。 （2）“还原”得到金的反应的离子方程式为 ；加入过量的目的是 。 （3）“煅烧”时还生成、和一种气体，该气体用少量水吸收后可重复用于“ ”操作单元；“沉铂”时先通入的气体X为 (填化学式)。 【答案】（1）2：3 m(Na2CO3)： m(铂钯精矿)=1.4，温度为350—400K （2）2AuCl+3SO2+6H2O=2Au+8Cl-+3SO+12H+ 将AuCl全部转化为Au，将PtCl还原为PtCl （3）氯化浸出 Cl2 【分析】将铂钯精矿、碳酸钠、氯酸钠混合焙烧，将硒、碲转化为和，加水水浸、过滤得到含有、的滤液和滤渣；向滤渣中加入浓盐酸，通入氯气氯化浸出，将Au、Pt、Pd转化为、、，过滤得到滤渣和滤液；向滤液中通入过量二氧化硫，将溶液中的四氯合金酸根离子转化为金、六氯合铂酸根离子转化为四氯合铂酸根离子，过滤得到金和滤液；向滤液中加入氯化铵沉钯，将溶液中的六氯合钯酸根离子转化为六氯合钯酸铵沉淀，过滤得到六氯合钯酸铵和滤液；六氯合钯酸铵煅烧分解得到钯；向滤液中通入氯气，将溶液中的四氯合铂酸根离子转化为六氯合铂酸根离子，加入氯化铵沉铂，将溶液中的六氯合铂酸铵沉淀，过滤得到尾液和六氯合铂酸铵；六氯合铂酸铵经铂精炼得到铂。 【解析】（1）由得失电子数目守恒可知，硒、碲转化为、时，硒、碲化合价分别升高到+4价和+6价，则消耗氧化剂氯酸钠的物质的量比为4:6=2:3；由图可知，m(Na2CO3): m(铂钯精矿)=1.4，温度为350—400K时，硒、碲脱除率最高，所以“焙烧”适宜的条件为m(Na2CO3): m(铂钯精矿)=1.4，温度为350—400K，故答案为：2：3；m(Na2CO3): m(铂钯精矿)=1.4，温度为350—400K； （2）由分析可知，通入过量二氧化硫的目的是将溶液中的四氯合金酸根离子转化为金、六氯合铂酸根离子转化为四氯合铂酸根离子，得到金的反应的离子方程式为2AuCl+3SO2+6H2O=2Au+8Cl-+3SO+12H+，故答案为：将AuCl全部转化为Au，将PtCl还原为PtCl； （3）由图可知，六氯合钯酸铵煅烧分解得到钯、氮气、氯化铵和氯化氢，反应生成的氯化氢可以重复用于氯化浸出操作单元；由分析可知，沉铂时先通入氯气的目的是将溶液中的四氯合铂酸根离子转化为六氯合铂酸根离子，故答案为：氯化浸出；Cl2； 3．（2025·吉林长春·一模）锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料，以节约资源、保护环境。钴酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳，处理该废旧电池的一种工艺如图所示。 回答下列问题： （1）为加快NaOH溶液浸取正极材料的速率，可以采取的措施有 (写一点即可)。 （3）“酸浸”过程中所用H2O2远高于理论用量，造成这一结果的原因是 。 （4）“萃取”和“反萃取”可简单表示为Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+，则反萃取过程中加入的试剂X最好是___________(填序号)。 A．NaOH B．HNO3 C．NH3·H2O D．H2SO4 【答案】（1）适当升温、搅拌或提高NaOH溶液的浓度 （3）溶液中的Fe3+能催化分解H2O2 （4）D 【分析】钴酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳，经过放电拆解之后加入氢氧化钠溶液，可以将铝转化为偏铝酸钠，经过过滤可以除去铝元素。滤渣在过氧化氢和硫酸中进行酸浸，可以将LiCoO2、镀镍金属钢壳转化为可溶性盐，通过调节pH将铁离子、镍离子转化为氢氧化铁沉淀、氢氧化镍沉淀，经过过滤，滤渣2中主要含有氢氧化铁、氢氧化镍、乙炔黑（石墨），滤液中主要是Li+、Co2+的溶液，加入萃取剂萃取得到含有Li+的水相和含有Co2+的有机相，向水相中加入碳酸钠可以得到碳酸锂，向有机相中加入试剂X进行反萃取得到CoSO4溶液，再加入草酸铵进行沉钴得到CoC2O4. 【解析】（1）适当升温、搅拌或提高NaOH溶液的浓度可以加快氢氧化钠溶液浸取正极材料的反应速率，任写其中一点即可。 （3）“酸浸”过程将镀镍金属钢壳转化为铁离子和镍离子，其中铁离子能够催化过氧化氢的分解，所以“酸浸”过程中所用H2O2远高于理论用量。 （4）由已知信息“萃取”和“反萃取”可简单表示为Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+可以得到反萃取过程要加入氢离子，结合流程反萃取后得到CoSO4溶液，所以加入的试剂X最好是硫酸。 考向02 化工流程中的分离与提纯 4．（2024·辽宁·高考真题）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(其中细小的颗粒被、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： （3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成 (填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 （5）“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为 。 （6）“沉金”中的作用为 。 【答案】 （3） （5）做络合剂，将Au转化为从而浸出 （6）作还原剂，将还原为Au 【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（V），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。 【解析】 （3）“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降； （5）“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从而提升金单质的还原性，将Au转化为从而浸出； （6）“沉金”中Zn作还原剂，将还原为Au； 5．（2025·辽宁省实验中学·期末）一种利用炼锌渣(主要含、一定量的、不溶性杂质)为原料制备硫化锌及高纯镓的流程如图所示： 已知：①电解制取镓时，溶液中的氯离子会影响镓的析出。 ②。 ③与的各物种的分布分数随的变化如图1所示。 ④晶胞可以看成是由8个图2所示的小立方体堆积成大立方体以后，占据四个互不相邻的小立方体的体心得到的结构。 （1）黄钠铁矾的化学式为，晶体颗粒大、易沉降。 ①“沉铁”时生成黄钠铁矾的离子方程式为 。 ②不采用调节的方式沉铁，从制备或分离的角度分析可能的原因是： 。 （2）“还原除杂”时先向溶液中加入一定量的铜粉，反应一段时间后再向溶液中加入稍过量粉，滤渣的成分除了、粉外，还有 。 （3）“调节”时，不能过高的原因是 。 【答案】（1） 直接调pH沉铁易生成胶体，不容易过滤，且Fe(OH)3胶体同时容易吸附Zn2+而造成ZnS损失 （2）CuCl （3）pH过高时，Zn2+将转化为Zn(OH)2或，较稳定不利于ZnS生成，Zn(OH)2直接沉淀，不利于Zn2+转化为ZnS或ZnS中混有Zn(OH)2 【分析】根据流程图分析，炼锌渣经过稀硫酸、H2O2酸浸过滤掉不溶性杂质，将ZnO、CuO、Fe2O3、FeO转化为Zn2+、Cu2+、Fe3+，向滤液中加入硫酸钠溶液进行沉铁，得到黄钠铁矾，结合已知，溶液中的氯离子会影响镓的析出，可知金属粉末中含有Cu粉除去Cl-，以及金属粉末Zn除去Cu2+，向滤液中加入NaOH溶液调节pH为8.2，目的是将Ga3+转化为，加入Na2S溶液将Zn2+转化为ZnS，最后电解NaGa(OH)4溶液得到金属镓。 【解析】（1）①“沉铁”时，加入硫酸钠生成黄钠铁矾沉淀，离子方程式为； ②直接调pH沉铁易生成Fe(OH)3胶体，不容易过滤；Fe(OH)3胶体同时容易吸附Zn2+而造成ZnS损失； （2）加入铜粉的目的是：除去Cl-，发生的反应为，故滤渣的成分除了、粉外，还有CuCl； （3）根据图示可得知，当pH过高时，Zn2+将转化为Zn(OH)2或，较稳定不利于ZnS生成，Zn(OH)2直接沉淀，不利于Zn2+转化为ZnS或ZnS中混有Zn(OH)2； 6．（2025·东北育才学校·三模）锗、锌、镍及其化合物用途广泛。某化学实验小组用锗矿石（主要含、、、等）模拟工业生产、和的一种工艺流程如图所示： 已知：锗在硫酸中的存在形式：时主要为，时主要为沉淀。 回答下列问题： （2）“操作2”的名称是 ；“操作3”包含 、过滤、洗涤、干燥。 （3）“调、萃取”工序中，萃取原理为。在硫酸盐溶液中，该萃取剂对某些金属离子的萃取率[]与的关系如图所示： ①在一定范围内，随着升高，萃取率升高的原因是 。 ②在，达到萃取平衡时，，在溶液中加入萃取剂进行萃取，则的萃取率为 %。 【答案】（2）分液 蒸发浓缩、冷却结晶 （3）萃取产生，随的升高被消耗，促进萃取金属离子的反应正向移动 96 【分析】用锗矿石（主要含、、、等）模拟工业生产、和的一种工艺流程，氧化酸浸时将S元素氧化为S单质，过滤得到滤渣为S、，过程中得到硫酸锌、硫酸镍，需注意：锗在硫酸中的存在形式：时主要为，时主要为沉淀，加入氧化锌调节pH，操作1为过滤，滤渣为氧化锗，经还原得到锗；滤液含有硫酸锌、硫酸镍，萃取后分液，萃余液为硫酸镍，经蒸发、浓缩、结晶的硫酸镍晶体；有机相中经反萃取得到硫酸锌，经电解获得金属锌。 【解析】 （2）由流程可知，“操作2”是分液；经“操作3”得到晶体，故“操作3”包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； （3）①由萃取原理可知，萃取产生，随的升高被消耗，促进平衡正向移动，故萃取率随的升高而升高； ②达到萃取平衡时，，一次萃取后，则的萃取率为； 7．（2025·长春二中四调）钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。以含钒石煤（主要成分为V2O3、V2O4，杂质有SiO2、FeS2及Mg、Al、Mn等化合物）制备单质钒的工艺流程如图所示。 已知：①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀时和完全沉淀时的pH如下表所示： 金属离子 Fe3＋ Mg2+ Al3+ Mn2+ 开始沉淀时pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀时pH 3.2 9.0 4.7 10.1 ②，，远大于。 回答下列问题： （3）“水浸”加入过量Na2CO3不能使CaSiO3完全转化为CaCO3，用沉淀溶解平衡原理解释原因是 。（一般情况下，K≥105，化学上通常认为该反应进行完全了）。 （4）“离子交换”与“洗脱”可表示为，[RCl4]为强碱性阴离子交换树脂，为在水溶液中的实际存在形式，则“洗脱”过程中“淋洗液”最好选用 。 （5）“沉钒”过程析出NH4VO3晶体，需要加入过量NH4Cl，目的是 。 【答案】 （3），其平衡常数K=＜105，不能完全转化 （4）饱和NaCl溶液 （5）利用同离子效应，促进NH4VO3晶体的析出，提高沉钒率 【分析】含钒石煤(主要成分为V2O3、V2O4，杂质有SiO2、FeS2及Mg、Al、Mn等化合物)中加入CaCO3、通入O2焙烧，V2O3、V2O4都转化为Ca(VO3)2，同时SiO2被转化为CaSiO3，水浸并加入Na2CO3调节pH使Fe3+和Al3+沉淀完全，进行离子交换，将转化为，再加入淋洗液进行洗脱，将转化为，从而进行净化，再加入NH4Cl沉钒，得到NH4VO3；煅烧NH4VO3，再加入Ca进行冶炼得到单质钒，据此解答。 FeS2被转化为Fe2O3， 【解析】 （3）CaSiO3与CaCO3沉淀转化的离子方程式为：，其平衡常数K=＜105，该反应没有完全进行，说明CaSiO3不能完全转化为CaCO3，则用沉淀溶解平衡原理解释原因是：，其平衡常数K=＜105，不能完全转化； （4）为在水溶液中的实际存在形式，因此“洗脱”过程是使反应逆向进行，即需要加入氯离子，为了不引入其他杂质，最好选用饱和NaCl溶液； （5）NH4VO3存在沉淀溶解平衡，加入过量NH4Cl，有利于平衡向生成沉淀的方向移动，促进NH4VO3晶体的析出，提高沉钒率。所以“沉钒”过程析出NH4VO3晶体，需要加入过量NH4Cl，目的是：利用同离子效应，可以促进NH4VO3晶体的析出，提高沉钒率； 考向03 化工流程中化学(离子)方程式的书写 8．（2024·辽宁·高考真题）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(其中细小的颗粒被、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： （2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为 。 （7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 【答案】（2） （7） NaCN 【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（V），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。 【解析】（2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和，离子方程式为：； （7）滤液②含有，经过H2SO4的酸化，转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：；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。 9．（2025·东北育才学校·三模）碲化镉量子点具有优异的光电性能。某科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣（含铜、碲、银等）为原料合成碲化镉量子点的流程如下： 回答下列问题： （1）电解精炼铜时原料富碲渣将在 （填“阴”或“阳”）极区获得。 （2）“硫酸酸浸”时，取含单质 6.38％的富碲渣，为将全部溶出转化为需加质量分数为30％的（密度：） mL。但实际操作中，用量远高于该计算值，原因之一是同时也被浸出，请写出被浸出时发生反应的离子方程式： 。 （3）化学中用标准电极电势（氧化态/还原态）反映微粒间得失电子能力的强弱，一般这个数值越大，氧化态转化为还原态越容易。已知硫酸酸浸液中部分微粒的标准还原电极电势为、，则“还原”酸浸液时，主要发生反应的化学方程式是 。 【答案】（1）阳极 （2） （3） 【分析】富碲渣经过硫酸酸浸后，转化为，过滤后的浸出液经过二氧化硫还原得到粗碲，粗碲处理后得到精制碲，与反应得到，在反应釜中与在柠檬酸钠作用下反应得到量子点。 【解析】（1）电解精炼铜得到富碲渣，其中含贵金属，电解精炼铜时阳极产生阳极泥，含贵金属，故应在阳极区得到。答案为：阳极。 （2） 单质的富碲渣含有纯净的为，将全部溶出转化为，失去电子为：；设双氧水需要，根据电子转移守恒，得：，，则推出二者的方程式计量系数为：，列式计算所需双氧水溶液的体积为：。铜在酸性环境下，容易被双氧水氧化为铜离子，则被浸出时发生反应的离子方程式：。答案为：；。 （3）根据题意，标准电极电势数值越大，氧化态转化为还原态越容易，故“还原”酸浸液时，主要发生反应的化学方程式是：。答案为：。 10．（2025·东北三省·联考）以钛铁矿（主要成分为，含少量等）为原料制备的工艺流程如图所示[已知：易水解生成沉淀]。 回答下列问题： （1）位于元素周期表 区。滤液1主要溶质有和 （填化学式）。 （2）“酸浸”中，硫酸与反应生成的化学方程式为 。 （4）在操作X后向“母液”中滴加Y溶液，产生蓝色沉淀，则母液含有。写出产生蓝色沉淀的离子方程式： 。 （5）在制备时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 【答案】（1）d （2） （4） （5） 【分析】向钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁，含等)中加入浓NaOH溶液，和NaOH反应分别生成和Na2SiO3，则滤液1中的溶质为、Na2SiO3、NaOH；加入酸，酸溶后的溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、H+和，结晶使FeSO4·7H2O析出，调节pH得到沉淀，滤液2中主要含有H+和，将煅烧得到TiO2；TiO2与Ti加热到1500°C得到TiO，加热到1600°C得到Ti2O3。 【解析】（1）基态原子价层电子排布式为，位于元素周期表d区。根据分析可知，滤液1主要溶质有和； （2）钛酸亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸氧钛和水，化学方程式为：； （4）用溶液检验亚铁离子，生成蓝色沉淀，离子方程式为：； （5）制备时发生反应，二氧化钛是氧化剂，钛是还原剂，氧化剂、还原剂的物质的量之比为； 11．（2025·内蒙古·适应性考试）是冶炼金属钛的重要原料。氟化法从含钛电炉渣(主要含有元素)中制备的流程如下： 回答下列问题： （2）滤渣的主要成分为和 。 （3）“除铁”步骤溶液中残留的以钠盐形式析出，离子方程式为 。 （5）“水解”生成沉淀的化学方程式为 。 【答案】（2）CaF2 （3） （5） 【分析】含钛电炉渣氟化浸出的滤渣为和生成的CaF2沉淀，浸出液加入饱和食盐水除去铁，滤液加入氨水水解生成，加入水蒸气煅烧得到二氧化钛； 【解析】（2）由分析，滤渣的主要成分为和CaF2； （3）“除铁”步骤溶液中残留的和钠离子结合以钠盐形式析出，离子方程式为：； （5）“水解”生成沉淀，结合质量守恒还生成HF，反应为：； 考向04 化工流程中的相关计算 12．（2025·东北育才学校·三模）以铂钯精矿(含Se、Te、Au、Pt、Pd等)为原料，提取贵金属Au、Pt、Pd的工艺流程如图所示： 已知：①“氯化浸出”时，Au、Pt、Pd以、、形式存在； ②和难溶于水，易溶于水， （4）“沉钯”时，向的溶液中加入等体积的的溶液，充分反应后，溶液中 。 【答案】 （4）1.1×10-6 【解析】 （4）设溶液的体积为1L，沉钯时0.2mol六氯合钯酸根离子消耗铵根离子的物质的量0.4mol，由溶度积可知，充分反应后，溶液中六氯合钯酸根离子的浓度为=1.1×10-6mol/L，故答案为：1.1×10-6。 13．（2025·辽宁省精准教学·联考）稀土永磁合金，主要金属是钐和钴，合金中还会有铜、铁等取代部分钴。从钐钴磁性废料中提取钐和钴的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （2）为提高酸浸率，可采取的措施有 (写出1条即可)，“酸浸渣”的主要成分是 。 （3）“沉钐”过程中生成沉淀，逐渐加热分解该沉淀，得到固体质量变化百分数与温度关系如图甲所示，则n= (取整数)。写出分解为的化学方程式： 。 【答案】 （2）粉碎废料、适当升高温度、适当增大盐酸浓度、搅拌等 Cu （3）8 【分析】废料中加入盐酸酸浸，、、和酸反应生成相应离子、铜不和稀盐酸，因此“酸浸渣”的主要成分为Cu，酸浸液经过“沉钐”后，溶液中含有和，加入氨水和双氧水，被氧化为并形成沉淀，过滤后滤液中含有的金属离子主要是，经“沉钴”并灼烧沉淀得到含钴氧化物。 【解析】（2）粉碎废料、适当升高温度、适当增大盐酸浓度、搅拌等都可以加快反应速率，提高酸浸率；由分析，“酸浸渣”的主要成分是Cu； （3）由图甲可知，当失去所有结晶水得到时，剩余固体质量为原质量的，由此可得，解得n=8；分解为时Sm元素化合价不变，则该反应为歧化反应，C元素的化合价由价变为价和价，结合电子守恒，反应的化学方程式为。 14．（2025·吉林长春·一模）锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料，以节约资源、保护环境。钴酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳，处理该废旧电池的一种工艺如图所示。 回答下列问题： （6）“沉钴”一般加入草酸铵溶液，若用草酸溶液代替草酸铵溶液，发生沉钴过程的离子方程式为 ，试计算说明草酸能否实现完全沉钴 。(已知：①当反应的平衡常数K>105时，可以认为反应进行完全；②Ksp(CoC2O4)=10−8.48，草酸的电离常数Ka1=5.6×10−2、Ka2=1.5×10−4)。 【答案】 （6）Co2++H2C2O4CoC2O4↓+2H+ K==8.4×102.48<105，钴离子沉淀不完全 【解析】 （6）若用草酸溶液代替草酸铵溶液，发生沉钴生成CoC2O4，K==8.4×102.48<105，该反应是可逆反应，钴离子沉淀不完全，还需要注意草酸是弱酸不能拆，所以离子方程式为：Co2++H2C2O4CoC2O4↓+2H+，钴离子不能沉淀完全。 15．（2025·内蒙古·模拟）稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途，硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]是重要化工原料，它易溶于水和乙醇，几乎不溶于浓硝酸。以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)为原料制备制备硝酸铈铵流程如下： （3）由Ce(OH)3制取Ce(OH)4的装置如下图所示： ①装置a中仪器X的名称是 ，烧瓶中盛放的固体Y为 (填化学式)； ②已知室温下，Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20，向水层中加入溶液，pH大于 时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀，(溶液中离子浓度时，可认为已除尽)； ③将装置b中的反应混合物过滤、洗涤，能说明沉淀已洗涤干净的实验方法是 。 （5）硝酸高铈铵纯度测定。取wg样品烘干后的产品，溶于水配成500mL待测溶液，取25.00mL待测液于锥形瓶中，加入足量酸性KI溶液，滴入2～3滴淀粉溶液；用0.1mol/L Na2S2O3溶液进行滴定，记录读数。重复实验后，平均消耗Na2S2O3溶液的体积为VmL。已知发生的反应为I2+2=+2I-。产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为 。 【答案】 （3）恒压滴液漏斗 KMnO4[或Ca(ClO2)等] 9 取最后一次洗涤液少量于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，无白色沉淀生成 （5） 【分析】本实验的目的是利用稀土氟化物制取硝酸铈铵，首先氟碳铈矿含CeFCO3等，在空气中焙烧，酸浸后生成CeCl3，然后和NaOH溶液反应得到Ce(OH)3，之后利用浓盐酸和KMnO4[或Ca(ClO2)等]反应来制取氯气，利用生成的氯气氧化Ce(OH)3得到Ce(OH)4，加入浓硝酸溶解得到H2[Ce(NO3)6]，然后再和NH4NO3反应得到产品。 【解析】 （3）①根据X的结构特点可知其为恒压滴液漏斗；装置a中要制取氯气，但没有加热装置，所以应是浓盐酸和KMnO4[或Ca(ClO2)等]反应来制取氯气； ②Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀时，Ce3+浓度小于10-5mol·L-1，依据Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20，，则pH大于9时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀； ③制取Ce(OH)4的过程中，氯气会被还原为Cl-，沉淀表明可能附着有NaCl，检验沉淀是否洗涤干净，即检验沉淀表面是否有氯离子，方法为：取最后一次洗涤液少量于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，无白色沉淀生成，则证明沉淀已经洗涤干净； （5）根据反应方程式可得关系式：2Ce4+~I2~2Na2S2O3，25.00mL待测溶液消耗0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积是VmL，则其中含有溶质(NH4)2Ce(NO3)6的物质的量=n(Na2S2O3)=0.1mol/L×V×10-3L=V×10-4mol，则wg样品配成的500mL溶液中含有溶质物质的量= V×10-4mol×=2V×10-3mol，其质量m[(NH4)2Ce(NO3)6]=2V×10-3mol×548g/mol=1.096Vg，故wg产品(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为。 考向05 化工流程中物质结构的相关考查 16．（2025·东北育才学校·三模） （6）胆矾的结构如图所示。下列说法不正确的是________。 A．胆矾晶体中含有离子键、配位键、氢键等化学键 B．胆矾属于离子晶体 C．的空间结构为正四面体形 D．电负性O＞S，第一电离能O＜S 【答案】 （6）AD 【解析】（6）A．胆矾晶体中含有离子键、配位键等化学键，氢键不属于化学键，A错误； B．胆矾是离子化合物，属于离子晶体，B正确； C．硫酸根离子中的成键电子对数为，孤电子对数为，故硫酸根的空间构型是正四面体形，C正确； D．同主族元素电负性从上到下越来越小，故电负性，同主族元素从上到下第一电离能越来越小，故第一电离能，D错误； 答案为：AD。 17．（2025·辽宁省实验中学·期末） ④晶胞可以看成是由8个图2所示的小立方体堆积成大立方体以后，占据四个互不相邻的小立方体的体心得到的结构。 （6）在沉铁前可以加入铁氰化钾检验是否被完全氧化，若未被完全氧化，则会产生蓝色的沉淀，每个晶胞含 个。 （6）24 【解析】（6）K+占据四个互不相邻的小立方体(晶胞的部分)的体心，所以晶胞中含有4个K+，化学式为KFe[Fe(CN)6]，则每个KFe[Fe(CN)6]晶胞含有CN-的个数是24。 18．（2025·内蒙古·适应性考试）是冶炼金属钛的重要原料。氟化法从含钛电炉渣(主要含有元素)中制备的流程如下： 回答下列问题： （1）位于元素周期表 区。 （7）如下图所示，“煅烧”温度达时，锐钛矿型(晶胞Ⅰ，位于晶胞顶点、侧面和体心)转换成金红石型(晶胞Ⅱ)，晶胞体积，。则晶体密度比 (填最简整数比)。 【答案】（1）d （7） 【解析】（1）为22号元素，位于元素周期表d区。 （7）据“均摊法”， 晶胞Ⅰ中含个Ti、晶胞Ⅱ中含个Ti，结合化学式，则1个晶胞中分别含4个、2个，则。 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 $$