专题10 工艺流程综合题（山东专用）-【好题汇编】2025年高考化学一模试题分类汇编

专题10 工艺流程综合题 1．（2025·山东省实验中学·一模）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AuCl、PtCl、PdCl形式存在； ②(NH4)2PtCl6和(NH4)2PdCl6难溶于水，(NH4)2PtCl4易溶于水； ③室温：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6；571/2≈7.5。 （1）“焙烧”时，Se、Te转化为可溶于水的Na2SeO3和Na2TeO4.转化等物质的量的Se、Te时，消耗NaClO3的物质的量之比为 ；根据下图判断“焙烧”适宜的温度范围是 (填标号)。 A．300-350K    B．350-400K    C．400-450K    D．450-500K （2）一般条件下Au很难被Cl2氧化，但用浓盐酸作浸出液，可使Au被Cl2氧化，由此分析“氯化浸出”过程中浓盐酸的作用为 。 （3）“还原”得到金的离子方程式为 ；加入过量SO2的目的是 。 （4）“煅烧”时还生成N2、NH4Cl和一种气体，该气体用少量水吸收后可重复用于“ ”操作单元。 （5）“沉铂”先通入的气体X为 (填化学式)。“沉铂”中，若向c(PtCl)=0.125mol/L的溶液里加入等体积的NH4Cl溶液，使PtCl沉淀完全，则NH4Cl溶液浓度最小值为 mol/L(结果保留两位小数，忽略溶液混合后体积的变化)。 【答案】（1）2:3 B （2）Cl-做配体，与金离子形成稳定的配合物，提高Au的还原性，将Au转化为，从而浸出Au （3）2+3SO2+6H2O=2Au+8Cl-+3+12H+ 将全部转化为Au，将还原为 （4）氯化浸出 （5）Cl2 1.75 【分析】将铂钯精矿、碳酸钠、氯酸钠混合焙烧，将硒、碲转化为Na2SeO3和Na2TeO4，加水水浸、过滤得到含有Na2SeO3和Na2TeO4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Na2SeO3和Na2TeO4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，温度为350—400K时，硒、碲脱除率最高，所以“焙烧”适宜的条件为温度为350—400K，故答案为：2：3；温度为350—400K； （2）一般条件下Au很难被Cl2氧化，用浓盐酸作浸出液，盐酸电离出的Cl-做配体，与金离子形成稳定的配合物，提高Au的还原性，将Au转化为，从而浸出Au； （3）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2+3SO2+6H2O=2Au+8Cl-+3+12H+； （4）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； （5）由分析可知，沉铂时先通入气体氯气，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：Cl2； (NH4)2PdCl62+，Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6，沉淀完全时浓度小于1×10-5mol/L，代入数据可得c()=，设原溶液体积为VL，则沉淀需要溶液的物质的量为2V×0.125，溶液等体积混合后，c()=，则加入溶液的浓度最小为； 2．（2025·山东泰安·一模）氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿（主要成分是，含、等杂质）为原料制备的流程如下： 已知： ①酸浸后溶液中的金属离子有、、和。 ②25℃时，几种金属离子沉淀的pH如表所示： 金属氢氧化物 开始沉淀的pH 1.9 3.4 6.4 7.0 完全沉淀的pH 3.2 4.7 7.6 9.0 回答下列问题： （1）“焙烧”时生成三种氧化物（其中Fe的氧化物形式为），其化学方程式为 。 （2）加Cu“还原”的目的是 ；加CuO调pH范围为 ；滤渣2的主要成分有 。 （3）流程中可以循环利用的物质是 ；滤渣3可以用于 操作单元。 （4）在中充分煅烧制备氧缺位体，若氧缺位体质量为原质量的96.6%，则氧缺位体中+3，+2铁元素物质的量之比为 。 （5）氧缺位体分解水制氢分两步： 第一步 （完成方程式）； 第二步：。 【答案】（1） （2）将Fe3+还原为Fe2+，防止Fe3+在调pH时变成Fe(OH)3而除去 4.7≤pH<6.4 Cu和Al(OH)3 （3）NH3 灼烧 （4）49：51 （5） 【分析】氧气具有氧化性，已知，酸浸后溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Al3+和Fe3+，“焙烧”时生成三种氧化物，结合质量守恒可知，“焙烧”中黄铜矿的与氧气反应生成SO2、CuO、Fe3O4，加入硫酸将金属氧化物转化相应硫酸盐溶液，滤渣1为不反应的二氧化硅，加入Cu还原铁离子为Fe2+，加入CuO调pH使Al3+完全沉淀，而Cu2+、Fe3+不沉淀，滤渣2主要成分是氢氧化铝沉淀，含少量铜、氧化铜；加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，加入过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]SO4，Fe3+与弱碱氨水反应生成Fe(OH)3沉淀，[Cu(NH3)4]SO4经系列操作生成CuO，灼烧时CuO与氢氧化铁反应生成CuFe2O4，在氮气做保护气下煅烧生成，以此解答。 【解析】（1）由分析可知，“焙烧”时生成三种氧化物（其中Fe的氧化物形式为），结合质量守恒可知，另外两种氧化物为SO2、CuO，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （2）还原流程后调pH使得Al3+完全沉淀，而Cu2+、Fe3+不沉淀，由于铁离子会较铝离子首先沉淀，故加Cu“还原”的目是将Fe3+还原为Fe2+，防止Fe3+在调pH时变成Fe(OH)3而除去。加CuO调pH的范围为4.7≤pH<6.4，这是为了Al3+完全沉淀，而Cu2+和Fe2+不沉淀。滤渣2的主要成分是过量的Cu和Al(OH)3。 （3）“沉铁”时加入过量的氨水，CuSO4和氨水反应生成[Cu(NH3)4]SO4，“沉铜”过程中需要让Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀，这个过程中会有NH3生成，NH3溶于水得到氨水，可以在“沉铁”时循环利用；滤渣3是Fe(OH)3，可以用于“灼烧”步骤和CuO反应生成CuFe2O4。 （4）在中充分煅烧制备氧缺位体，若氧缺位体质量为原质量的96.6%，说明个O的质量占总质量的96.6%，则，解得为0.51，则煅烧后得到，设其中Fe3+的个数为x，Fe2+的个数为y，则x+y=2、2+3x+2y=3.49×2，解得x=0.98、y=1.02，则氧缺位体中+3，+2铁元素物质的量之比为49：51。 （5）第一步是氧缺位体与水反应生成氢气和完全氧化的CuFe2O4，第二步是CuFe2O4在高温下分解生成氧缺位体和氧气，方程式为：。 3．（2025·山东潍坊·一模）偏磷酸钡具有耐高温、透光性良好等性能，是制备磷酸盐光学玻璃的基础物质。利用湿法磷酸(主要成分为，含有少量、、、等杂质)制备偏磷酸钡的一种工艺的主要流程如图所示： 已知25℃时：①，，，， ②将通入溶液中，当时生成，时生成，时生成，磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐。 回答下列问题： （1）加入适量的主要目的是 。 （2）“滤渣2”的主要成分有、S及，则脱砷元素和铁元素的反应中共消耗 (用含a和b的代数式表示)；25℃下，“脱砷铁”后滤液中，则 。 （3）“氨化”的目的之一是通入适量调节溶液的pH，从保证产率的角度出发，此时转化为A，A为 (填化学式)。 （4）“脱镁”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若将流程中“氨化”与“脱镁”交换，Mg2+沉淀不完全，原因是 。 （5）“结晶”后得到A的晶体，与硫酸钡“煅烧”时生成、两种气体(空间构型分别为三角锥形和平面三角形)等物质，其反应的化学方程式为 。 【答案】（1）除去硫酸根(或将硫酸根转化为沉淀) （2） （3） （4），F-与磷酸反应生成HF，导致F-的浓度较小，Mg2+沉淀不完全 （5） 【分析】由题干工艺流程图可知，向湿法磷酸加入Ca(OH)2将、、Mg2+转化为沉淀而除去，过滤的滤渣1主要成分为：CaSO4、Ca3(AsO4)2，然后向滤液中继续加入Na2S除砷铁，过滤出滤渣2主要成分为FeS、S和As2S3，然后向滤液中加入NH3进行氨化，加入NH4F进行脱镁，过滤出滤渣3主要成分为MgF2、CaF2，过滤后将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，得到NH4H2PO4晶体，将NH4H2PO4晶体与BaSO4一起高温煅烧得到偏磷酸钡Ba(PO3)2； 【解析】（1）由分析可知，“滤渣1”中含硫化合物的化学式为CaSO4； （2）“滤渣2”的主要成分有、S及，反应中铁离子化合价由+3变为+2，得到电子amol，砷化合价由+5变为+3，得到电子4bmol，由电子守恒可知，被氧化的硫离子化合价由-2变为0，为（a+4b）mol÷2，、消耗硫离子(a+b)mol，故脱砷元素和铁元素的反应中共消耗：()；25℃下，“脱砷铁”后滤液中，则； （3）磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐，则反应中应该调节pH使得转化为，便于后续分离； （4）因为，则F-与磷酸反应生成HF，导致F-的浓度较小，Mg2+沉淀不完全，故“氨化”与“脱镁”交换，导致Mg2+沉淀不完全； （5）“结晶”后得到A的晶体，与硫酸钡“煅烧”时生成、空间构型分别为三角锥形和平面三角形的两种气体，结合质量守恒可知，分别为氨气、三氧化硫，氨气分子中N为sp3杂化、三氧化硫分子中硫为sp2杂化，分别为三角锥形和平面三角形构型，则其反应的化学方程式为。 4．（2025·山东烟台、德州、东营·一模）一种铂铼废催化剂(Pt、Re，含Al2O3、Fe3O4、积碳等杂质)中金属元素的综合回收利用的工艺流程如下。 已知：①高铼酸铵(NH4ReO4)微溶于冷水，易溶于热水； ②室温下：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6，≈7.5。 回答下列问题： （1）“焙烧”的目的：①将铼转化为Re2O7，② ；“溶解Ⅰ”中含铼化合物发生反应的离子方程式为 。 （2）“滤渣Ⅱ”的成分为 ，“操作Ⅰ”为 、过滤、洗涤、干燥。 （3）“溶解Ⅲ”中反应的离子方程式为 ；“沉铂”时，若溶液中c([PtCl6]2-)=0.1mol/L，加入等体积NH4Cl溶液，[PtCl6]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)所需NH4Cl的最小浓度为 mol/L(忽略溶液混合后体积的变化)。 （4）“高温还原”时，工业上用价格稍贵的H2，而不选用廉价还原剂碳的原因是 ；理论上获得3.72g铼粉，需要标准状况下H2的体积至少为 L。 【答案】（1）除积碳 （2）Al(OH)3 蒸发浓缩、冷却结晶 （3）3Pt+16Cl-+2+12H+=3[PtCl6]2-+6H2O 1.7 （4）不引入杂质，便于分离提纯铼 1.568 【分析】铂铼废催化剂(Pt、Re，含Al2O3、Fe3O4、积碳等杂质)焙烧除去积碳，铼转化为Re2O7，加入NaOH溶液溶解Al2O3生成Na[Al(OH)4]，Re2O7转化为NaReO4，Pt、Fe3O4不和NaOH溶液反应过滤后存在于滤渣I中，向滤液中通过过量CO2，将Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3，过滤后存在于滤渣II中，向滤液中加入氯化铵溶液，得到NH4ReO4晶体，加入H2高温还原得到铼粉，滤渣I用硫酸溶液溶解后，Pt不溶于硫酸溶液，过滤得到粗Pt，加入HCl-NaCl溶液溶解Pt，加入NH4Cl沉铂，经过一系列操作得到海绵铂。 【解析】（1）由分析可知，“焙烧”的目的：①将铼转化为Re2O7，②除积碳；“溶解Ⅰ”中Re2O7和NaOH反应转化为NaReO4，离子方程式为：。 （2）由分析可知，“滤渣Ⅱ”的成分为Al(OH)3，“操作Ⅰ”可以得到NH4ReO4晶体，为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （3）“溶解Ⅲ”中加入HCl-NaCl溶液溶解Pt，生成[PtCl6]2-和H2O，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：3Pt+16Cl-+2+12H+=3[PtCl6]2-+6H2O，“沉铂”时，若溶液中c([PtCl6]2-)=0.1mol/L，加入等体积NH4Cl溶液，[PtCl6]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)时溶液中c()=mol/L，则所需NH4Cl的最小浓度为=1.7mol/L。 （4）“高温还原”时，工业上用价格稍贵的H2，而不选用廉价还原剂碳的原因是：不引入杂质，便于分离提纯铼；根据反应方程式：2NH4ReO4+7H22Re+2NH3+8H2O，理论上获得3.72g铼粉，n(Re)==0.02mol，需要标准状况下H2的体积至少为0.07mol×22.4L/mol=1.568L。 5．（2025·山东淄博·一模）为推动生产方式的绿色化转型，工业上以软锰矿(主要成分为，含、、)制并协同回收、，以实现绿色化生产的流程如下 已知：I．25℃，　： 　 11.25℃，，， 回答下列问题： （1）“酸浸”中主要反应的化学方程式为 。 （2）“盐浸”中、转换为可溶性配合物。反应，25℃时，其平衡常数 ；滤渣1主要成分的化学式为 。 （3）“沉铅”中，加入至开始沉淀时，溶液中 。若浓度过大，将导致沉铅率降低，其原因是 。 （4）“精制I”发生反应的离子方程式为 。净化液可返回 工序循环使用。 （5）电解制锰如图所示，则b极的电极反应式为 。电解时需保持阴极室溶液不宜过低的原因是 。 【答案】（1） （2） （3） 浓度过大时，溶液中增大，平衡：右移，导致沉铅率降低 （4） 盐浸 （5） 过低，电解液中大，氧化性增强，优先在阴极放电 【分析】工业上以软锰矿(主要成分为，含、、)制并协同回收、，软锰矿浆通入SO2、H2SO4酸浸，还原MnO2为硫酸锰，过滤得到滤液为MnSO4溶液，电解MnSO4溶液得到Mn，滤渣主要为、、，加入醋酸铵盐浸，、CaSO4转化为配合物，不溶，过滤得到滤渣1为SiO2，滤液加入碳酸铵，醋酸铅转化为PbCO3，过滤得到PbCO3，滤液中加入碳酸铵沉钙，过滤得到碳酸钙，滤液加入硫酸铅，过量的碳酸根离子生成碳酸铅，则滤渣2为碳酸铅，过滤后加入醋酸钡生成硫酸钡沉淀和醋酸铵，过滤得到硫酸钡和含醋酸铵的净化液，净化液返回盐浸步骤循环利用，据此解答。 【解析】（1）“酸浸”中主要为还原MnO2为硫酸锰，反应的化学方程式为。 （2）反应，25℃时平衡常数；根据分析，滤渣1主要成分的化学式为。 （3）“沉铅”中，加入至开始沉淀时，溶液中。若浓度过大，将导致沉铅率降低，其原因是浓度过大时，溶液中增大，平衡：右移，导致沉铅率降低。 （4）“精制I”发生反应主要是硫酸铅转化为碳酸铅，离子方程式为。根据分析，净化液可返回盐浸工序循环使用。 （5）电解制锰过程中，Mn2+在阴极得到电子生成Mn，则a为阴极，b为阳极，阳极水失去电子生成氧气，则b极的电极反应式为。电解时需保持阴极室溶液不宜过低的原因是过低，电解液中大，氧化性增强，优先在阴极放电。 6．（2025·山东菏泽·一模）从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属)，回收Bi、Ag、Au工艺流程如图： 已知：①氯化浸出Au单质比置换还原Au单质效率高； ②室温下Ksp(PbCl2)=1×10-4，Ksp(AgCl)=1.8×10-10； ③溶液中离子浓度<10-5mol/L时，即可认定该离子沉淀完全。 回答下列问题： （1）“氯化浸出”通入蒸汽的目的是 ；实际生产中KClO3溶液的浓度不宜过高的原因是 。 （2）“置换1”可选用的试剂X为 (填标号)。 A．Mg        B．Zn        C．Au        D．Bi “置换2”反应的离子方程式 。 （3）“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体，分别为 (填化学式)。 （4）“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是 ，将“沉银”生成的银粉制成电极板用作 (填“阴极”或“阳极”)进行电解精炼。 （5）若“酸溶”过滤后的溶液中含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+，加入NaCl溶液充分沉铅银后的溶液体积为100mL，理论上至少消耗 mol NaCl。 【答案】（1）提高浸出温度和反应速率，提升银锌渣的浸出率 会使浸出液中溶解的Au增多，降低Au的回收率 （2）D （3）和 （4）作还原剂（或还原） 阳极 （5）0.82 【分析】从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属)，回收Bi、Ag、Au工艺流程为：将银锌渣加入、HCl、水蒸气氯化浸出，过滤得滤液、、，加入试剂X置换出Au，剩余溶液、，再加入金属Zn将Bi置换出来过滤，对滤液进行蒸发浓缩，冷却结晶，离心脱水后得；将氯化浸出过滤得的滤渣、、Au，加入纯碱进行还原熔炼得到银金铅合金，再进行酸溶剩余单质Au，在得到的酸性溶液中加入NaCl沉铅银转变为、，加氨水溶解为，过滤得固体，最后在中加入水合肼还原出单质银，据此分析解答。 【解析】（1）在氯化浸出过程中，使用水蒸气一是提高浸出的温度，同时还能提升银锌渣的浸出速率，使银锌渣充分浸出；加入的目的是将Bi和Zn氧化成和进入浸出液，在和HCl的共同作用下还氧化部分Au转化为，如溶液的浓度过高，会使浸出液中溶解的Au增多，降低Au的回收率。 故答案为：提高浸出温度和反应速率，提升银锌渣的浸出率；会使浸出液中溶解的Au增多，降低Au的回收率。 （2）在置换1中加入X后能将中的Au元素置换出来，再根据后面主要滤液主要含、，又不能置换出Bi，根据金属活动顺序，同时又不能带入新的杂质，则X可选用的金属为： A．Mg：能将溶液中的Au、Bi、Zn都置换出来，A不符合题意； B．Zn：将Au置换出来的同时也会将Bi置换出，B不符合题意； C．Au ：与溶液中的离子不发生反应，C不符合题意； D．Bi：只置换出Au，不消耗、，D符合题意； “置换2”是利用试剂Y将Bi置换出来，根据不能带入新的杂质的原理，则加入的Y为Zn，反应的离子方程式为：。 故答案为：D；。 （3）“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体，所以无产生，根据元素的特点，则产生的气体由C元素和O元素中的1种或2种组成，得到反应的方程式为：，则生成两种无色气体分别为：和。 故答案为：和。 （4）“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是将还原为单质Ag，反应的离子方程式为：；得到的粗银需要进行电解精炼，根据电解精炼的原理，需要精炼的粗银要作为电解的阳极，含的溶液作电解液，纯银作阴极，发生的电极反应为：阳极，阴极，从而实现银的精炼。 故答案为：作还原剂（或还原）；阳极。 （5）在含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+的溶液中，要沉淀完全和，根据，，首先需要，根据室温下，，当浓度量，此时，而当溶液中浓度时，此时溶液的 为：大于中，所以当沉淀后的溶液中时，和都沉淀完全，则此时还需要加入，则理论上至少消耗NaCl的物质的量为 故答案为：0.82。 7．（2025·山东济宁·一模）某工业废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，并提取粗As2O3的工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ．“一级沉砷”后滤渣为As2S3和FeS，“焙烧”过程中残留少量As2S3。 Ⅱ．与过量的存在反应：，。 回答下列问题： （1）写出亚砷酸转化为As2S3的离子方程式 ，FeSO4的作用为 。 （2）滤渣2的成分为 。 （3）“二级沉砷”过程中石灰乳的作用是，在一定温度下将砷元素转化为沉淀，主要反应有： a． b． 加入石灰乳调溶液中，此时溶液中 (已知：)。 （4）“还原”过程发生反应的化学方程式 。 （5）从综合利用的角度看，可循环利用的物质为 。 （6）As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如图所示。为了提高粗As2O3的产率，结晶过程中应控制的条件为 。 【答案】（1）2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3+6H2O 与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2S3与S2-结合生成(与过量的S2-结合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果) （2）S （3）2.15×10-8mol/L （4）H3AsO4+SO2+H2O=H3AsO3+H2SO4 （5）SO2和H2SO4 （6）调硫酸浓度约为7mol/L，冷却至25℃ 【分析】某工业废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，加入Na2S、FeSO4，“一级沉砷”后滤渣为As2S3和FeS，其中FeSO4可除去过量的S2-生成FeS，滤渣焙烧后产生SO2气体、Fe2O3固体、As2O3固体和少量As2S3固体，固体用NaOH溶液处理，As2O3和As2S3转化为，Fe2O3不和NaOH溶液反应，过滤后存在于滤渣1中，向滤液中加入H2O2溶液将氧化为和S单质，滤液2是S，滤液酸化后得到，H3AsO4被SO2还原生成H3AsO3，“二级沉砷”过程中石灰乳的作用是，在一定温度下将砷元素转化为沉淀，以此解答。 【解析】（1）“一级沉砷”中H3AsO3和Na2S发生氧化还原反应生成As2S3沉淀和水，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3+6H2O，FeSO4的作用为：与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2S3与S2-结合生成(与过量的S2-结合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果)。 （2）由分析可知，滤渣2的成分为S。 （3）加入石灰乳调溶液中，由方程式a可知，由方程式b可知，此时溶液中=mol/L=2.15×10-8mol/L。 （4）“还原”过程中H3AsO4被SO2还原生成H3AsO3，SO2被氧化为H2SO4，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：H3AsO4+SO2+H2O=H3AsO3+H2SO4。 （5）从综合利用的角度看，焙烧时产生SO2气体，还原时消耗SO2，“一级沉砷”时消耗H2SO4，还原”过程中生成H2SO4，则可循环利用的物质为SO2和H2SO4。 （6）为了提高粗As2O3的产率，需要使其溶解度尽可能小，则结晶过程中应控制的条件为调硫酸浓度约为7mol/L，冷却至25℃。 8．（2025·山东聊城·一模）铂族金属钌（Ru）广泛用于航天航空、石油化学、信息传感工业、制药等高科技领域。以下工艺实现了电子废弃物中铂族金属钌（Ru）的回收利用，电子废弃物主要成分为Ru、Co、Cr、Si等物质。 已知：①②，。 （1）“氧化溶浸”步骤，两种氧化剂在不同温度下对渣率和钌浸出率的影响分别如图1、图2所示，则最佳反应温度为 ，适宜选择的氧化剂为 ，反应的离子方程式为 。 （2）“还原”步骤，的氧化产物为，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ，滤液2中的主要成分有、、 。 （3）蒸馏时，所用到的玻璃仪器有酒精灯、冷凝管、锥形瓶、温度计 。 （4）滤液1中含和的浓度分别为、，“调节”步骤的范围为 。[已知：当时，可认为已经沉淀完全] 【答案】（1）200oC NaClO Ru+2OH-+3ClO-=+3Cl-+H2O （2）2:1 Na2SiO3 （3）蒸馏烧瓶和牛角管 （4）5.6≤pH<8.5 【分析】电子废弃物主要成分为Ru、Co、Cr、Si等物质，酸溶后过滤得到含有Cr3+和Co2+的滤液1，滤渣含有Ru和Si，滤液1调节pH沉淀Cr3+得到滤渣1为Cr(OH)3沉淀，过滤后向滤液中加入NH4HCO3沉钴得到CoCO3，滤渣用NaOH和氧化剂反应，得到Na2SiO3和Na2RuO4，Na2RuO4用乙醇还原得到Ru(OH)4沉淀和滤液2，滤液2中有NaCl、CH3COONa和Na2SiO3，Ru(OH)4再用NaClO3氧化，经过蒸馏得到RuO4，RuO4具有氧化性，与盐酸反应得到RuCl3溶液和Cl2，气体X为Cl2，RuCl3溶液结晶得到RuCl3晶体，以此解答。 【解析】（1）“氧化溶浸”步骤，钌被氧化为Na2RuO4，要求钌的浸出率高，渣率低，选择最佳温度为200oC和NaClO做氧化剂；ClO-被还原为Cl-，Ru被氧化为离子，反应的离子方程式为：Ru+2OH-+3ClO-=+3Cl-+H2O； （2）“氧化溶浸”的溶液中有NaCl、Na2RuO4和Na2SiO3，用乙醇还原Na2RuO4，氧化剂为Na2RuO4，还原剂为乙醇，得到Ru(OH)4沉淀和CH3COO-，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为：2:1；滤液2中有NaCl、CH3COONa和Na2SiO3； （3）蒸馏需要的仪器有酒精灯、冷凝管、锥形瓶、温度计、蒸馏烧瓶和牛角管等； （4）滤液1中含和的浓度分别为、，“调节”让Cr3+沉淀，Co2+不沉淀，Cr3+浓度为10-5mol/L时沉淀完全，Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×10-5×c3(OH-)=6.4×10-31，得出c(OH-)=4×10-9mol/L，c(H+)=2.5×10-6mol/L，pH=5.6，Co2+浓度为=，Co2+开始沉淀时，Ksp[Co(OH)2]= c(Co2+)×c2(OH-)=×c2(OH-)=1.8×10-15，得出c(OH-)=1×10-5.5mol/L，c(H+)=1×10-8.5mol/L，pH=8.5，故pH范围为：5.6≤pH<8.5； 9．（2025·山东青岛·一模）碲(Te)是重要的半导体材料，被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”。工业上以电解精炼铜渣(含)为主要原料提取和的工艺流程如下： 已知：二氧化碲为两性氧化物，难溶于水，碱性条件下转化为。回答下列问题。 （1）碲在元素周期表中的位置为 。 “硫酸化焙烧”及“水浸”试验结果如下表所示： 编号 焙烧温度/℃ 硫酸加入比例 水浸渣 渣率/% Cu含量/% Te含量/% 1 500 1.5 62 20.89 50.09 2 500 1.2 60 24.21 51.74 3 450 1.5 50 4.98 62.02 4 450 1.2 52 9.44 59.67 5 400 1.5 59 17.81 52.72 6 400 1.2 55 23.80 56.58 注：硫酸加入比例为硫酸实际加入量与理论加入量的比值 （2）“硫酸化焙烧”过程中焙烧温度与硫酸加入比例最佳条件为 (填编号)。 （3）“碱浸渣”能循环利用的原因为 。“硫酸化焙烧”反应的化学方程式为 。 （4）“试剂X”可选用 (填标号)，“沉碲”反应的离子方程式为 。 A．    B．    C．氨水 （5）若生产得到“碲粉”2.56t，理论上至少需加入纯度为93.6%的固体的质量为 t(保留两位小数)。 【答案】（1）第5周期ⅥA族 （2）3 （3）“硫酸化焙烧”不充分 （4）A （5）4.44 【分析】含有的铜渣硫酸化焙烧发生反应、，水浸后过滤水浸液为硫酸铜溶液，水浸渣主要成分为，碱浸使得转化为，向含有的溶液中加入强酸发生反应，过滤得到的与盐酸发生反应，向溶液中加入将还原为Ti。 【解析】（1）碲原子核外52个电子，核外电子排布式为，位于元素周期表第5周期ⅥA族，故答案为：第5周期ⅥA族； （2）“硫酸化焙烧”及“水浸”过程中Cu含量越低越好，Te含量越高越好，对比所给6组数据，第3组Cu含量最低，Te含量最高，第3组温度与硫酸加入比例为最佳条件，故答案为：3； （3）“硫酸化焙烧”若不充分，水浸渣中含有的未反应，碱浸后的滤渣不反应的可循环到“硫酸化焙烧”再利用；“硫酸化焙烧”发生反应，故答案为：“硫酸化焙烧不充分；； （4）“沉碲”过程加入强酸将转化为，发生反应为，故答案为：A；； （5）根据电子守恒列关系式，解得，故答案为：4.44。 10．（2025·山东日照·一模）以赤泥熔炼渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、CaO，少量Sc2O3)为原料分离稀土元素钪(Sc)的一种工艺流程如下： 已知：①萃取剂为磷酸三丁酯、磷酸二丁酯和磺化煤油；②Sc3+的氧化性很弱。 回答下列问题： （1）“浸渣”的主要成分为 (填化学式)。 （2）“反萃取”的目的是分离Sc和Fe元素。向“萃取液”中加入NaOH，(Fe2+、Fe3+、Sc3+)的沉淀率随pH的变化如图。试剂X为 (填Na2SO3或NaClO)，应调节pH最佳为 。 （3）已知Sc2(C2O4)3难溶于水，难溶于酸；Ka1(H2C2O4)=a，Ka2(H2C2O4)=b，Ksp[Sc2(C2O4)3]=c，“沉钪”时，发生反应：2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3+6H+，此反应的平衡常数K= 。(用含a、b、c代数式表示) （4）Sc2(C2O4)3经系列操作可得，加热脱水时生成ScOCl的化学方程式为 。 （5）在一定条件下，一种物质在两种互不相溶的溶剂A、B中的浓度之比是一个常数(分配系数Kd) ；萃取率=。萃取Sc的过程中，若Sc元素的分配系数，取100mL含钪的溶液，一次性加入60mL萃取剂，则Sc的萃取率为 %(保留到小数点后一位，下同)；若将60mL萃取剂分成3次萃取，每次用20mL，则最后一次水层中钪的残留率为 %。 【答案】（1）CaSO4、SiO2 （2）Na2SO3 2 （3） （4）ScCl3·6H2OScOCl+2HCl↑+5H2O （5）81.8 6.4 【分析】熔炼渣主要成分为Fe2O3、SiO2、CaO，少量Sc2O3，其中二氧化硅不溶，氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙，故“浸渣”的主要成分为CaSO4、SiO2；Fe2O3和Sc2O3和硫酸反应生成相应的盐，随后用萃取剂萃取，将钪元素和铁元素分类出来，加入试剂X将三价铁还原为二价铁，加入氢氧化钠实现钪和铁的分离，过滤后加入硝酸溶解，随后加入草酸沉钪，处理后得到单质钪，以此解题。 【解析】（1）熔炼渣主要成分为Fe2O3、SiO2、CaO，少量Sc2O3，其中二氧化硅不溶，氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙，故“浸渣”的主要成分为CaSO4、SiO2； （2）由图可知，二价铁更容易和Sc分离，故试剂X应该是将三价铁转化为二价铁，则试剂X为Na2SO3；由图可知，pH为2时，二价铁没有沉淀，Sc的沉淀率已经很大，故应调节pH最佳为2； （3）已知Ka1(H2C2O4)=a，Ka2(H2C2O4)=b，Ksp[Sc2(C2O4)3]=c，则结合平衡常数的定义可知反应2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3+6H+的平衡常数K==； （4）ScCl3·6H2O沉淀在高温脱水的过程中，ScCl3发生了水解反应，方程式为：ScCl3·6H2OScOCl+2HCl↑+5H2O； （5）设100mL含Sc的溶液中Sc的物质的量为a mol，一次性加入60mL萃取剂，其中可以萃取的Sc的物质的量为xmol，则，解得x=0.818a，Sc的萃取率=； 若将60mL萃取剂分成3次萃取，每次用20mL，设100mL含Sc的溶液中Sc的物质的量为a mol，一次性加入20mL萃取剂，其中可以萃取的Sc的物质的量为xmol，则，解得x=0.6a，Sc的萃取率=，钪的残留率为1-60%=40%，没有每次萃取时，使用的萃取剂体积都是20mL，则每次的萃取率相同，故最后一次水层中钪的残留率=40%×40%×40%=6.4%。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 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 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 工艺流程综合题 1．（2025·山东省实验中学·一模）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AuCl、PtCl、PdCl形式存在； ②(NH4)2PtCl6和(NH4)2PdCl6难溶于水，(NH4)2PtCl4易溶于水； ③室温：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6；571/2≈7.5。 （1）“焙烧”时，Se、Te转化为可溶于水的Na2SeO3和Na2TeO4.转化等物质的量的Se、Te时，消耗NaClO3的物质的量之比为 ；根据下图判断“焙烧”适宜的温度范围是 (填标号)。 A．300-350K    B．350-400K    C．400-450K    D．450-500K （2）一般条件下Au很难被Cl2氧化，但用浓盐酸作浸出液，可使Au被Cl2氧化，由此分析“氯化浸出”过程中浓盐酸的作用为 。 （3）“还原”得到金的离子方程式为 ；加入过量SO2的目的是 。 （4）“煅烧”时还生成N2、NH4Cl和一种气体，该气体用少量水吸收后可重复用于“ ”操作单元。 （5）“沉铂”先通入的气体X为 (填化学式)。“沉铂”中，若向c(PtCl)=0.125mol/L的溶液里加入等体积的NH4Cl溶液，使PtCl沉淀完全，则NH4Cl溶液浓度最小值为 mol/L(结果保留两位小数，忽略溶液混合后体积的变化)。 2．（2025·山东泰安·一模）氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿（主要成分是，含、等杂质）为原料制备的流程如下： 已知： ①酸浸后溶液中的金属离子有、、和。 ②25℃时，几种金属离子沉淀的pH如表所示： 金属氢氧化物 开始沉淀的pH 1.9 3.4 6.4 7.0 完全沉淀的pH 3.2 4.7 7.6 9.0 回答下列问题： （1）“焙烧”时生成三种氧化物（其中Fe的氧化物形式为），其化学方程式为 。 （2）加Cu“还原”的目的是 ；加CuO调pH范围为 ；滤渣2的主要成分有 。 （3）流程中可以循环利用的物质是 ；滤渣3可以用于 操作单元。 （4）在中充分煅烧制备氧缺位体，若氧缺位体质量为原质量的96.6%，则氧缺位体中+3，+2铁元素物质的量之比为 。 （5）氧缺位体分解水制氢分两步： 第一步 （完成方程式）； 第二步：。 3．（2025·山东潍坊·一模）偏磷酸钡具有耐高温、透光性良好等性能，是制备磷酸盐光学玻璃的基础物质。利用湿法磷酸(主要成分为，含有少量、、、等杂质)制备偏磷酸钡的一种工艺的主要流程如图所示： 已知25℃时：①，，，， ②将通入溶液中，当时生成，时生成，时生成，磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐。 回答下列问题： （1）加入适量的主要目的是 。 （2）“滤渣2”的主要成分有、S及，则脱砷元素和铁元素的反应中共消耗 (用含a和b的代数式表示)；25℃下，“脱砷铁”后滤液中，则 。 （3）“氨化”的目的之一是通入适量调节溶液的pH，从保证产率的角度出发，此时转化为A，A为 (填化学式)。 （4）“脱镁”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若将流程中“氨化”与“脱镁”交换，Mg2+沉淀不完全，原因是 。 （5）“结晶”后得到A的晶体，与硫酸钡“煅烧”时生成、两种气体(空间构型分别为三角锥形和平面三角形)等物质，其反应的化学方程式为 。 4．（2025·山东烟台、德州、东营·一模）一种铂铼废催化剂(Pt、Re，含Al2O3、Fe3O4、积碳等杂质)中金属元素的综合回收利用的工艺流程如下。 已知：①高铼酸铵(NH4ReO4)微溶于冷水，易溶于热水； ②室温下：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6，≈7.5。 回答下列问题： （1）“焙烧”的目的：①将铼转化为Re2O7，② ；“溶解Ⅰ”中含铼化合物发生反应的离子方程式为 。 （2）“滤渣Ⅱ”的成分为 ，“操作Ⅰ”为 、过滤、洗涤、干燥。 （3）“溶解Ⅲ”中反应的离子方程式为 ；“沉铂”时，若溶液中c([PtCl6]2-)=0.1mol/L，加入等体积NH4Cl溶液，[PtCl6]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)所需NH4Cl的最小浓度为 mol/L(忽略溶液混合后体积的变化)。 （4）“高温还原”时，工业上用价格稍贵的H2，而不选用廉价还原剂碳的原因是 ；理论上获得3.72g铼粉，需要标准状况下H2的体积至少为 L。 5．（2025·山东淄博·一模）为推动生产方式的绿色化转型，工业上以软锰矿(主要成分为，含、、)制并协同回收、，以实现绿色化生产的流程如下 已知：I．25℃，　： 　 11.25℃，，， 回答下列问题： （1）“酸浸”中主要反应的化学方程式为 。 （2）“盐浸”中、转换为可溶性配合物。反应，25℃时，其平衡常数 ；滤渣1主要成分的化学式为 。 （3）“沉铅”中，加入至开始沉淀时，溶液中 。若浓度过大，将导致沉铅率降低，其原因是 。 （4）“精制I”发生反应的离子方程式为 。净化液可返回 工序循环使用。 （5）电解制锰如图所示，则b极的电极反应式为 。电解时需保持阴极室溶液不宜过低的原因是 。 6．（2025·山东菏泽·一模）从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属)，回收Bi、Ag、Au工艺流程如图： 已知：①氯化浸出Au单质比置换还原Au单质效率高； ②室温下Ksp(PbCl2)=1×10-4，Ksp(AgCl)=1.8×10-10； ③溶液中离子浓度<10-5mol/L时，即可认定该离子沉淀完全。 回答下列问题： （1）“氯化浸出”通入蒸汽的目的是 ；实际生产中KClO3溶液的浓度不宜过高的原因是 。 （2）“置换1”可选用的试剂X为 (填标号)。 A．Mg        B．Zn        C．Au        D．Bi “置换2”反应的离子方程式 。 （3）“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体，分别为 (填化学式)。 （4）“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是 ，将“沉银”生成的银粉制成电极板用作 (填“阴极”或“阳极”)进行电解精炼。 （5）若“酸溶”过滤后的溶液中含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+，加入NaCl溶液充分沉铅银后的溶液体积为100mL，理论上至少消耗 mol NaCl。 7．（2025·山东济宁·一模）某工业废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，并提取粗As2O3的工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ．“一级沉砷”后滤渣为As2S3和FeS，“焙烧”过程中残留少量As2S3。 Ⅱ．与过量的存在反应：，。 回答下列问题： （1）写出亚砷酸转化为As2S3的离子方程式 ，FeSO4的作用为 。 （2）滤渣2的成分为 。 （3）“二级沉砷”过程中石灰乳的作用是，在一定温度下将砷元素转化为沉淀，主要反应有： a． b． 加入石灰乳调溶液中，此时溶液中 (已知：)。 （4）“还原”过程发生反应的化学方程式 。 （5）从综合利用的角度看，可循环利用的物质为 。 （6）As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如图所示。为了提高粗As2O3的产率，结晶过程中应控制的条件为 。 8．（2025·山东聊城·一模）铂族金属钌（Ru）广泛用于航天航空、石油化学、信息传感工业、制药等高科技领域。以下工艺实现了电子废弃物中铂族金属钌（Ru）的回收利用，电子废弃物主要成分为Ru、Co、Cr、Si等物质。 已知：①②，。 （1）“氧化溶浸”步骤，两种氧化剂在不同温度下对渣率和钌浸出率的影响分别如图1、图2所示，则最佳反应温度为 ，适宜选择的氧化剂为 ，反应的离子方程式为 。 （2）“还原”步骤，的氧化产物为，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ，滤液2中的主要成分有、、 。 （3）蒸馏时，所用到的玻璃仪器有酒精灯、冷凝管、锥形瓶、温度计 。 （4）滤液1中含和的浓度分别为、，“调节”步骤的范围为 。[已知：当时，可认为已经沉淀完全] 9．（2025·山东青岛·一模）碲(Te)是重要的半导体材料，被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”。工业上以电解精炼铜渣(含)为主要原料提取和的工艺流程如下： 已知：二氧化碲为两性氧化物，难溶于水，碱性条件下转化为。回答下列问题。 （1）碲在元素周期表中的位置为 。 “硫酸化焙烧”及“水浸”试验结果如下表所示： 编号 焙烧温度/℃ 硫酸加入比例 水浸渣 渣率/% Cu含量/% Te含量/% 1 500 1.5 62 20.89 50.09 2 500 1.2 60 24.21 51.74 3 450 1.5 50 4.98 62.02 4 450 1.2 52 9.44 59.67 5 400 1.5 59 17.81 52.72 6 400 1.2 55 23.80 56.58 注：硫酸加入比例为硫酸实际加入量与理论加入量的比值 （2）“硫酸化焙烧”过程中焙烧温度与硫酸加入比例最佳条件为 (填编号)。 （3）“碱浸渣”能循环利用的原因为 。“硫酸化焙烧”反应的化学方程式为 。 （4）“试剂X”可选用 (填标号)，“沉碲”反应的离子方程式为 。 A．    B．    C．氨水 （5）若生产得到“碲粉”2.56t，理论上至少需加入纯度为93.6%的固体的质量为 t(保留两位小数)。 10．（2025·山东日照·一模）以赤泥熔炼渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、CaO，少量Sc2O3)为原料分离稀土元素钪(Sc)的一种工艺流程如下： 已知：①萃取剂为磷酸三丁酯、磷酸二丁酯和磺化煤油；②Sc3+的氧化性很弱。 回答下列问题： （1）“浸渣”的主要成分为 (填化学式)。 （2）“反萃取”的目的是分离Sc和Fe元素。向“萃取液”中加入NaOH，(Fe2+、Fe3+、Sc3+)的沉淀率随pH的变化如图。试剂X为 (填Na2SO3或NaClO)，应调节pH最佳为 。 （3）已知Sc2(C2O4)3难溶于水，难溶于酸；Ka1(H2C2O4)=a，Ka2(H2C2O4)=b，Ksp[Sc2(C2O4)3]=c，“沉钪”时，发生反应：2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3+6H+，此反应的平衡常数K= 。(用含a、b、c代数式表示) （4）Sc2(C2O4)3经系列操作可得，加热脱水时生成ScOCl的化学方程式为 。 （5）在一定条件下，一种物质在两种互不相溶的溶剂A、B中的浓度之比是一个常数(分配系数Kd) ；萃取率=。萃取Sc的过程中，若Sc元素的分配系数，取100mL含钪的溶液，一次性加入60mL萃取剂，则Sc的萃取率为 %(保留到小数点后一位，下同)；若将60mL萃取剂分成3次萃取，每次用20mL，则最后一次水层中钪的残留率为 %。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$