第5章 高考题型专项突破 突破化学工艺流程题-【金版教程】2026年高考化学一轮复习创新方案课件PPT（创新版）

0 第五章　非金属及其 重要化合物 高考题型专项突破 　 突破化学工艺流程题 专项作业(一) 03 目录 CONTENTS 题型突破 01 题型专练 02 专项作业(二) 04 题型突破 一、试题特点 1．以与化工生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心，以流程图、装置图为信息背景，以物质的性质、转化、分离等为考点，将化学用语、元素化合物知识、化学反应原理、实验(仪器、操作等)、化学计算等内容有机融合。 2．题目的陌生度很高，通常出现较多的新名词、新物质、新方法、新设备等。问题的设置一般包括化学实验仪器的识别与选用、实验基本操作方法、陌生化学方程式或离子方程式的书写、化学计算、绿色化学思想等。 题型突破 4 二、工业生产流程的主线和核心 1．中学化学中涉及的工业生产：工业制粗硅、制漂白粉、工业制硫酸、合成氨工业、工业制硝酸、氯碱工业、工业制玻璃、工业制纯碱。 2．化工生产流程图模版 题型突破 5 三、工业流程题中常用的关键词 1．灼烧(煅烧、焙烧)：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质，如海带中提取碘。 2．酸：溶解，去氧化物(膜)，调节pH促进水解(或生成沉淀)。 3．碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解(或生成沉淀)。 4．盐：用于吸收气体，如碳酸钠、亚硫酸钠溶液吸收CO2、SO2，FeCl2溶液用于吸收Cl2，亚硫酸氢铵溶液用于吸收NH3等等。 题型突破 6 5．氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去的离子(或沉淀)。 6．还原剂：还原某物质，转化某物质、获得某种产品等。 7．调pH：通过加入氧化物等方法调节pH，促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离。 8．加热(煮沸、蒸馏、分馏等)：促进水解，聚沉后利于分离物质，等等。 题型突破 7 四、确定工艺流程中重要物质的方法 1．循环物质的确定 题型突破 8 2．副产品的判断 3．滤渣、滤液成分的确定 要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步中与每一种试剂反应的情况： (1)反应过程中哪些物质(离子)消失了。 (2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子，还要考虑这些离子间是否会发生反应。 题型突破 9 五、记忆答题术语，规范作答 1．增大原料浸出率(离子在溶液中含量的多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。 2．加热的目的：加快反应速率或促使平衡向某个方向移动。 3．温度不高于x ℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成物质挥发(如浓盐酸)、分解(如H2O2)、氧化(如Na2SO3)或促进物质水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。 4．从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法：蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、乙醇洗)、干燥。 题型突破 10 5．从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出)、洗涤、干燥。 6．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、挥发(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)。 7．冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并减少被洗涤物质在洗涤过程中的溶解损耗。 8．乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。 题型突破 11 9．蒸发时的气体环境：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。 10．事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的气体(如氧气)，防止物质被氧化。 题型突破 12 题型专练 题型专练 14 解析：重晶石矿(主要成分BaSO4)通过一系列反应转化为BaS溶液；加盐酸酸化，生成BaCl2和H2S气体；在BaCl2溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Ba(OH)2·8H2O；过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；Ba(OH)2·8H2O加水溶解后，加入Ti(OC4H9)4，进行合成反应，得到BaTiO3粗品，洗涤得到最终产品。由分析可知，“气体”主要成分为H2S气体，“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH，A错误；“合成反应”是Ba(OH)2·8H2O和Ti(OC4H9)4反应生成BaTiO3，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C错误；“洗涤”时，若使用稀H2SO4，BaTiO3会部分转化为难溶的BaSO4，故不能使用稀H2SO4，D错误。 题型专练 15 题型专练 16 题型专练 17 3．(2024·辽宁卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是(　　) 锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰) A.“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全 B．“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O2===2Cu2＋＋H2↑＋2H2O C．“脱氯”反应：Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn 离子 Zn2＋ Cu2＋ Cl－ 浓度(g·L－1) 145 0.03 1 题型专练 18 解析：铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O，再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，可知“脱氯”步骤发生反应的离子方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2＋可在阴极得到电子生成Zn。由分析得，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，A错误；由上述分析可知，B、D错误。 题型专练 19 4．(2023·福建卷)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下： “盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列说法错误的是(　　) A．“盐浸”过程若浸液pH下降，需补充NH3 B．“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3 C．“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O D．应合理控制(NH4)2S用量，以便滤液循环使用 题型专练 20 解析：“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，发生反应ZnO＋4NH3＋H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－，氯化铵的作用是抑制一水合氨电离，Fe2O3、Fe3O4不反应，通入空气氧化后Fe3O4转化为Fe2O3，滤渣为Fe2O3，“沉锌”过程发生反应为[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O，经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液NH4Cl。由分析可知，“滤渣”的主要成分为Fe2O3，B错误。 题型专练 21 5．(2023·河北卷)一种以锰尘(主要成分为Mn2O3，杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯MnCO3的清洁生产新工艺流程如下： 已知：室温下相关物质的Ksp如下表。 Al(OH)3 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Fe(OH)2 10－32.9 10－11.3 10－5.3 10－16.3 Fe(OH)3 Mn(OH)2 MgF2 CaF2 10－38.6 10－12.7 10－10.3 10－8.3 题型专练 22 题型专练 23 解析： 由上述分析可知，A、D正确；结合题表中数据可知，除杂①工序中调pH为5～6，此时会产生Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，B正确；由于Ksp(MgF2)<Ksp(CaF2)，故Ca2＋、Mg2＋浓度接近时，先析出MgF2沉淀，C错误。 题型专练 24 6．(2024·河北卷)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。 题型专练 25 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。 3d34s2 ＋5　 CO2　 NaAlO2 离子交换 题型专练 26 (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________(填标号)。 a．延长沉钒时间T b．将溶液调至碱性 c．搅拌 d．降低NH4Cl溶液的浓度 NaCl bd 题型专练 27 7．(2024·新课标卷)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(c≤1.0×10－5 mol·L－1)时的pH： Fe3＋ Fe2＋ Co3＋ Co2＋ Zn2＋ 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 题型专练 28 回答下列问题： (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)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为____________________________ ________________________、__________________________________。 (4)“除钴液”中主要的盐有____________________(写化学式)，残留的Co3＋浓度为________ mol·L－1。 增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率 Pb 将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，以便在后续调pH时除去Fe元素 K3[Fe(CN)6]溶液 Fe2＋ ZnSO4、K2SO4 10－16.7 题型专练 29 题型专练 30 专项作业(一) [建议用时：40分钟] 选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．(2025·吉林省白山市高三质量检测)我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合，发明了联合制碱法，使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，该生产方法在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图，下列说法错误的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 32 A．从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水 B．NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0～10 ℃ C．循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染 D．沉淀池中反应的化学方程式：2NH3＋CO2＋2NaCl＋H2O===2NH4Cl＋Na2CO3 解析：沉淀池中反应的化学方程式：NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓，D错误。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 34 解析：Fe(OH)2开始沉淀的pH约为6.5，沉铁步骤中为防止生成Fe(OH)2，应控制溶液的pH不大于6.5，与缓慢加入FeSO4溶液无关，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 36 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 37 4．(2025·河南省信阳高级中学高三质量检测)随着现代工业发展，SO2烟气排放量急剧增加。利用气相还原法将SO2还原为硫黄是目前烟气脱硫研究的热点，原理是在一定温度下(200～300 ℃)将SO2烟气通过固体还原剂，使SO2中的氧原子转移到固体还原剂上，从而实现SO2的还原，其流程如图所示，下列说法错误的是(　　) A．再生塔中，生成的另一种物质的化学式为CaS B．脱硫塔中，CaS与SO2反应的物质的量之比为1∶2 C．三个装置中均发生了氧化还原反应 D．脱硫过程中，当产生48 g单质S2时， 转移电子的物质的量为3 mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 39 5．(2025·福建省泉州市第五中学高三质量检测)SbOCl可作白色颜料，利用废液(含有Sb3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－)制备SbOCl的工艺流程如图所示。下列说法中错误的是(　　) A．“还原”流程中，“滤渣”的成分有铜和铁 B．“水解”流程中，加水能够促进Sb3＋的水解 C．“水解”流程的离子反应是Sb3＋＋Cl－＋H2O===SbOCl↓＋2H＋ D．“洗涤”流程加入的稀盐酸能换成NaCl溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 40 解析：废液加入铁粉发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋和Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu两个反应，滤渣中有生成的铜和过量的铁，加水稀释可以让Sb3＋水解生成SbOCl，最后用稀盐酸洗去表面的杂质离子如Fe2＋。“洗涤”流程加入的稀盐酸若换成NaCl溶液，会引入Na＋杂质，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 41 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 42 解析：机械粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，A错误；酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的Al3＋、Fe2＋和Zn2＋离子，B错误；电解精炼时粗铜在阳极发生氧化反应，逐步溶解，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 43 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 44 解析： 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 45 8．(2025·安徽师范大学附属中学高三质量检测)我国自主研制的055型万吨级驱逐舰上使用了新一代国产有源相控阵雷达，采用了先进的氮化镓(GaN)半导体技术。某工厂利用铝土矿(主要成分为Al2O3、Ga2O3、Fe2O3)为原料制备GaN的流程如图所示。已知镓与铝同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物，能与强酸、强碱溶液反应，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 46 解析：生成GaN的反应为可逆反应，因此1 mol Ga并不能完全参与反应，转移电子数小于3NA，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 47 9．三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。某小组用含镍废料(主要成分为NiO、Ni2O3、FeO、MgO、SiO2等)制取Ni2O3的工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　) 已知：①常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝10－38， Ksp[Ni(OH)2]＝10－15。②溶液中离子浓度≤1×10－5 mol·L－1时可认为离子沉淀完全。③“酸浸”过程中有无色无臭、助燃的气体生成。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 48 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 51 10．某铜冶炼厂烟气净化工序中的“含砷废水”中主要含有HAsO2、硫酸及少量Cu2＋、Fe3＋等，以其为原料制备As2O3的工艺流程如图所示。 已知：部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表所示。 金属离子 Fe3＋ Cu2＋ 开始沉淀的pH 1.5 4.7 完全沉淀的pH 3.2 6.7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 52 下列说法错误的是(　　) A．“沉铁”时调pH的范围是3.2≤pH<4.7 B．“滤渣2”含有Cu(AsO2)2和Cu(OH)2 C．“还原”过程中生成红盐的化学方程式为3Cu(AsO2)2＋3SO2＋6H2O=== Cu3(SO3)2·2H2O＋6HAsO2＋H2SO4 D．“一系列操作”仅涉及物理变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 53 解析： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业(一) 54 专项作业(二) [建议用时：40分钟] 1．(2024·海南卷)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： (1)氨浸的作用是将________元素(填元素符号)有效转移到水溶液中。 Zn 1 2 3 4 5 专项作业(二) 56 (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________。 (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81 g ZnO(纯度为99.9%)，则该原料MnxZn1－yFe2O4化学式中x＝________。 (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__________________________。 氨水 0.75 K2SO4 做钾肥(或其他合理用途) 3.1×104 1 2 3 4 5 专项作业(二) 57 1 2 3 4 5 专项作业(二) 58 2．(2025·广东省高三一调)镍是重要战略金属资源，一种从某高镁低品位铜镍矿(主要成分为CuFeS2、FeS2、3NiO·4SiO2·H2O、3MgO·4SiO2·H2O等)中回收Cu、Ni的工艺流程如图所示： 已知：Ksp[Ni(OH)2]＝2×10－15 回答下列问题： (1)NaFe3(SO4)2(OH)6中，Fe元素的化合价为________。 ＋3 1 2 3 4 5 专项作业(二) 59 (2)为提高“氧压浸出”的速率，可行的操作有______________________________ _______________________(任填一个)。 (3)“氧压浸出”中CuFeS2发生的化学反应方程式为___________________________ ___________________________________。 (4)“沉铁”时加入MgO先是除去过量的H＋，后是调节溶液pH促使沉铁进行，沉铁反应的离子方程式为________________________________________________________。 (5)“滤液”中c(Ni2＋)＝0.2 mol·L－1，“沉镍”时控制pH为8.50，此时Ni2＋的沉淀率为________。(结果保留一位小数)。 适当升高温度、适当增大硫酸 浓度等(合理答案均可) 4CuFeS2＋5O2＋10H2SO4 ===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋8S＋10H2O 99.9% 1 2 3 4 5 专项作业(二) 60 3．(2025·江西省宜春市高三月考)生产锂离子电池的废料含铝、锂、钴，废料中的铝以金属铝箔存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在；锂混杂于其中。从废料中回收金属铝和碳酸钴(CoCO3)的工艺流程如下： 1 2 3 4 5 专项作业(二) 61 回答下列问题： (1)钴的某种核素含有27个质子，33个中子，该核素的符号为________。 (2)写出“碱浸”时发生的化学方程式______________________________________。 (3)“含铝滤液”经过三步反应和多步操作，可以制得金属铝，第一步反应是通入过量某种气体，该反应的离子方程式为____________________________________。 (4)“浸出”是在80～90 ℃条件下，用硫酸酸化后加Na2S2O3溶液进行，产物中无沉淀且只有一种酸根，则浸出Co2＋的化学方程式为____________________________ ________________________________；该步骤可用盐酸代替硫酸和Na2S2O3作浸出剂，但缺点是_________________________________________。 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 4Co2O3·CoO＋Na2S2O3＋11H2SO4 ===12CoSO4＋Na2SO4＋11H2O Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境 1 2 3 4 5 专项作业(二) 62 (5)写出“沉钴”生成CoCO3的离子方程式为________________________________。 (6)某研究小组进行如下实验：在空气中，将35.7 g CoCO3粉末加热一段时间后，余下固体是含＋2和＋3价钴的氧化物，质量为23.7 g，该反应的化学方程式为______________________________________。 8CoCO3＋O2===2Co2O3＋4CoO＋8CO2 1 2 3 4 5 专项作业(二) 63 1 2 3 4 5 专项作业(二) 64 请回答： (1)滤渣1的主要成分为________。 (2)结合下列图表选择“加压氨浸”的最佳条件___________________________ _______________________。 Fe2O3 氧分压1.2 MPa、浸出温度 120 ℃、浸出时间2 h 1 2 3 4 5 专项作业(二) 65 (3)“加压氨浸”过程中“加压”的目的是____________________________、____________________________________________；Cu发生反应的化学方程式为______________________________________________________________。 (4)“加压氧化”的目的是氧化残留的________(填离子符号)。 (5)“除钴”过程中发生反应的离子方程式为__________________________。 (6)流程中可以循环利用的物质有__________________________(填化学式)。 加快浸取速率 促进浸取平衡正向移动，提高浸取率 2Cu＋O2＋4NH3＋2(NH4)2SO4===2[Cu(NH3)4]SO4＋2H2O Co2＋＋H2S===CoS↓＋2H＋ NH3、(NH4)2SO4、H2SO4 1 2 3 4 5 专项作业(二) 66 解析：由题给流程可知，向紫硫镍铁矿石中加入硫酸铵溶液后，通入适量氧气、氨气加压氨浸，将镍元素、钴元素转化为六氨合镍离子、六氨合钴离子，铜元素转化为四氨合铜离子，铁元素转化为氧化铁，硫元素转化为硫酸根离子和硫代硫酸根离子，过滤得到含有氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸、硫酸铵溶液，在383 K条件下蒸氨沉铜，将铜元素转化为硫化铜沉淀，将镍元素、钴元素转化为硫酸镍、硫酸亚钴，过滤得到硫化铜和滤液，蒸氨得到的氨气可以循环使用；向滤液中通入过量的氧气加压氧化，将溶液中的硫代硫酸根离子转化为硫酸铵和硫酸，向氧化后的溶液中通入氢气，在518 K、4100 kPa条件下，液相氢还原，将溶液中的硫酸镍转化为硫酸和镍，过滤得到粗镍和滤液；向滤液中通入硫化氢气体，将溶液中的亚钴离子转化为硫化亚钴沉淀，过滤得到硫化亚钴和含有硫酸、硫酸铵的可以循环使用的滤液。 1 2 3 4 5 专项作业(二) 67 (3)“加压氨浸”过程中“加压”可以增大氧气和氨气的浓度，有利于加快浸取速率，促进浸取平衡正向移动，提高浸取率；紫硫镍铁矿石中铜单质发生的反应为铜与氧气、氨气和硫酸铵反应生成硫酸四氨合铜和水，反应的化学方程式为2Cu＋O2＋4NH3＋2(NH4)2SO4===2[Cu(NH3)4]SO4＋2H2O。 1 2 3 4 5 专项作业(二) 68 5．氧化锌是一种功能材料。利用锌焙砂(主要成分为ZnO，含As2O3及铅、铜、镉的氧化物)生产高纯氧化锌的工业流程如图所示。 1 2 3 4 5 专项作业(二) 69 物质 ZnS CdS PbS CuS Ksp 1.6×10－24 8.0×10－27 8.0×10－28 6.3×10－36 (1)“浸出”时生成[Zn(NH3)4]2＋的离子方程式为_____________________________ _______________________。 (2)“除砷”过程中，需加入过量的(NH4)2S2O8，其中S的化合价为________。滤渣1的主要成分是________(填化学式)。 ＋6 FeAsO4 1 2 3 4 5 专项作业(二) 70 1 2 3 4 5 专项作业(二) 71 ①设a、b为平衡常数K1、K2对应的数值，则a、b之间存在的等式关系是__________________。 ②(NH4)2S较为合理的加入量约为120%。当(NH4)2S加入量超过100%时，锌的回收率下降的原因可能是__________________________________________________ ______________________________(用离子方程式表示)。 ③“除重金属”后，测得溶液中c(Cu2＋)为1.0×10－9 mol·L－1，此时Pb2＋是否完全沉淀________(填“是”或“否”)。 (4)“蒸氨”后，锌元素以[Zn(NH3)2]SO4存在，写出CO2“沉锌”的化学方程式：__________________________________________________。 (5)流程中可循环利用的物质有____________________________(填化学式)。 a＝6.3×10－36b [Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓＋4NH3↑或[Zn(NH3)4]2＋＋ S2－ ＋4H2O===ZnS↓＋4NH3·H2O 否 [Zn(NH3)2]SO4＋CO2＋H2O===ZnCO3↓＋(NH4)2SO4 NH3·H2O、(NH4)2SO4、CO2 1 2 3 4 5 专项作业(二) 72 解析： 1 2 3 4 5 专项作业(二) 73 1 2 3 4 5 专项作业(二) 74 (4)“沉锌”时[Zn(NH3)2]2＋与CO2反应生成ZnCO3沉淀，结合原子守恒可知CO2“沉锌”的化学方程式为[Zn(NH3)2]SO4＋CO2＋H2O===ZnCO3↓＋(NH4)2SO4。 (5)“蒸氨”后的产物加水可得到NH3·H2O，“沉锌”后溶液2的主要成分为(NH4)2SO4，可循环至“浸出”工序，“烘干煅烧”产生的气体为CO2，可循环至“沉锌”步骤中。 1 2 3 4 5 专项作业(二) 75 　　　　　　　　　　　　　 R 1．(2024·贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国eq \f(1,3)以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是(　　) A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2S B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱，以提高纯度 2．(2024·湖南卷)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下： 已知：①H3PO4的电离常数：Ka1＝6.9×10－3，Ka2＝6.2×10－8，Ka3＝4.8×10－13； ②Na2HPO4·12H2O易风化。 下列说法错误的是(　　) A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液 B．“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4 C．“结晶”工序中溶液显酸性 D．“干燥”工序需在低温下进行 解析：铁是较活泼金属，可与H3PO4反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液，A正确。若“中和”工序加入Na2CO3过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入H3PO4；若“中和”工序加入H3PO4过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入NaOH，所以“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4，B正确。“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液，已知H3PO4的Ka2＝6.2×10－8，Ka3＝4.8×10－13，则HPOeq \o\al(2－,4)的水解常数Kh＝eq \f(Kw, Ka2)＝eq \f(1.0×10－14,6.2×10－8)≈1.6×10－7，由于Kh> Ka3，则Na2HPO4的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C错误。由于Na2HPO4·12H2O易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D正确。 下列说法错误的是(　　) A．酸浸工序中产生的气体①为氯气 B．滤渣①主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3 C．除杂②工序中逐渐加入NaF溶液时，若Ca2＋、Mg2＋浓度接近，则CaF2先析出 D．沉淀工序中发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCOeq \o\al(－,3)===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O HCOeq \o\al(－,3)＋OH－＋Ca(VO3)2eq \o(=======,\s\up14(65～70 ℃))CaCO3＋H2O＋2VOeq \o\al(－,3) 提高溶液中HCOeq \o\al(－,3)浓度，促使偏钒酸钙转化为碳酸钙，释放VOeq \o\al(－,3) 3Co2＋＋MnOeq \o\al(－,4)＋7H2O=== 3Co(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋ 3Mn2＋＋2MnOeq \o\al(－,4)＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 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”时得到的Zn2＋和调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SOeq \o\al(2－,4)，因此其中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当溶液pH＝1.1时c(H＋)＝10－1.1 mol·L－1，Co3＋恰好完全沉淀，此时溶液中c(Co3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，则c(OH－)＝eq \f(Kw,c（H＋）)＝10－12.9 mol·L－1，则Ksp[Co(OH)3]＝1.0×10－5×(10－12.9)3＝10－43.7。“除钴液”的pH＝5，即c(H＋)＝10－5 mol·L－1，则c(OH－)＝eq \f(Kw,c（H＋）)＝10－9 mol·L－1，此时溶液中c(Co3＋)＝eq \f(Ksp[Co（OH）3],c3（OH－）)＝eq \f(10－43.7,（10－9）3) mol·L－1＝10－16.7 mol·L－1。 2．(2025·哈尔滨第三中学高三质量检测)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α­Fe2O3。其主要实验流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．酸浸：用一定浓度的硫酸浸取铁泥，能提高铁元素浸出率的措施有适当升高温度、加快搅拌速度 B．还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，可用KSCN溶液检验Fe3＋是否完全还原 C．沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水­NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2＋＋HCOeq \o\al(－,3)＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NHeq \o\al(＋,4)＋H2O D．沉铁步骤中为防止生成Fe(OH)2，应在搅拌下向氨水­NH4HCO3混合溶液中缓慢加入FeSO4溶液 3．(2025·陕西省商洛市山阳中学高三质量检测)碲被誉为“现代工业的维生素”，它在地壳中的丰度值很低。某科研小组从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) 已知：①“焙烧”后，碲主要以TeO2形式存在； ②TeO2微溶于水，易溶于强酸和强碱。 A．“焙烧”用到的主要仪器有：坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒等 B．“碱浸”时反应的离子方程式为TeO2＋2OH－===TeOeq \o\al(2－,3)＋H2O C．“碱浸”后所得的滤渣中含有Au、Ag，可用稀盐酸将其分离 D．“还原”时Na2SO3作还原剂 解析：阳极泥焙烧，得到TeO2、CuO、Ag、Au的混合物，加入氢氧化钠，发生反应TeO2＋2OH－===TeOeq \o\al(2－,3)＋H2O，过滤得Na2TeO3溶液，加入硫酸生成Te(SO4)2，酸性条件下用Na2SO3还原Te(SO4)2得到Te单质。“碱浸”后所得的滤渣中含有的Au、Ag均为不活泼金属，与稀盐酸都不反应，可以用稀硝酸将其分离，故C错误。 解析：再生塔中，CaSO4和精煤发生反应生成CO2，C被氧化为CO2，CaSO4被还原为CaS，A正确；脱硫塔中，CaS与SO2反应生成CaSO4和S2，CaS中S元素化合价升高2价，SO2部分被氧化为CaSO4，化合价升高2价，部分被还原为S2，化合价降低4价，根据得失电子守恒，反应方程式为CaS＋2SO2eq \o(=====,\s\up14(高温))CaSO4＋S2，CaS与SO2物质的量之比为1∶2，B正确；硫冷凝器中通过冷凝将单质S2分离，没有发生氧化还原反应，C错误；根据反应CaS＋2SO2eq \o(=====,\s\up14(高温))CaSO4＋S2，当产生1 mol单质S2时，转移电子的物质的量为4 mol，当生成48 g单质S2时，转移电子的物质的量为3 mol，D正确。 6．(2024·福建卷)从废线路板(主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下： 已知“滤液2”主要含SnOeq \o\al(2－,3)和HPbOeq \o\al(－,2)。下列说法正确的是(　　) A．“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质 B．“酸溶”时产生Al3＋、Fe3＋和Zn2＋离子 C．“碱溶”时存在反应：Sn＋2OH－＋O2===SnOeq \o\al(2－,3)＋H2O D．“电解精炼”时，粗铜在阴极发生还原反应 7．(2025·河北石家庄高三质量检测)某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如下。 已知：①“溶解”后所得滤液为Na2CrO4、Na[Al(OH)4]和NaVO3的混合溶液； ②Cr的最高价含氧酸根离子在酸性介质中主 要以Cr2Oeq \o\al(2－,7)存在，在碱性介质中主要以CrOeq \o\al(2－,4)存在。 下列说法错误的是(　　) A．“灼烧”步骤的尾气中含CO2 B．“沉铝”步骤的离子方程式为2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋COeq \o\al(2－,3)＋H2O C．“分离钒”之后Cr元素的存在形式主要为Cr2Oeq \o\al(2－,7) D．“转化沉铬”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3 A．可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率 B．由过程②、③可知，Ga(OH)3的酸性比Al(OH)3的强 C．已知2Ga＋2NH3eq \o(,\s\up14(1000 ℃))2GaN＋3H2，1 mol Ga与足量NH3反应，转移电子数为3NA D．生成滤渣2的反应可能为2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH3)↓＋COeq \o\al(2－,3)＋H2O A．“酸浸”过程中发生氧化还原反应 B．常温下，若浸出液中c(Ni2＋)＝0.1 mol·L－1，则“沉铁”时应控制溶液pH的范围为3≤pH<7 C．“沉镁”过程中可增大溶液的酸性，促使沉淀完全，滤渣2的主要成分为MgF2 D．煅烧过程中反应的化学方程式为2(NiC2O4·2H2O)eq \o(=====,\s\up14(高温))Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑＋4H2O↑ 解析： 由已知信息②可知，“沉铁”后溶液中c(Fe3＋)≤1×10－5 mol·L－1，由已知信息①可知，此时c(OH－)≥eq \r(3,\f(\a\vs4\al(Ksp[Fe（OH）3]),c（Fe3＋）))＝10－11 mol·L－1，pH≥3，且不能使Ni(OH)2析出，若浸出液中c(Ni2＋)＝0.1 mol·L－1，则c(OH－)< eq \r(3,\f(\a\vs4\al(Ksp[Ni（OH）2]),c（Ni2＋）))＝10－7 mol·L－1，pH<7，“沉铁”时应控制溶液pH的范围为3≤pH<7，B正确。 (5)通过加入CaSO4固体，除去滤液中危害环境的C2Oeq \o\al(2－,4)，已知Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9。反应CaSO4(s)＋C2Oeq \o\al(2－,4)(aq)CaC2O4(s)＋SOeq \o\al(2－,4)(aq)的平衡常数为____________。 3Mn2＋(aq)＋2MnOeq \o\al(－,4)(aq)＋(5n＋2)H2O=== 5MnO2·nH2O(s)＋4H＋(aq)或不含结晶水形式 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)＋2MnOeq \o\al(－,4)(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n(Mn2＋)＝3.0 mol，n(Zn2＋)＝n(ZnO)＝eq \f(81 g,81 g/mol)＝1 mol，由锰锌铁氧体化学式可知，n(Mn)∶n(Zn)＝x∶(1－y)＝3∶1，化合价代数和为0，则2x＋2－2y＋6＝8，解得x＝0.75。 (5)平衡常数K＝2－,4)eq \f(c（SO）,c（C2Oeq \o\al(2－,4)）) ＝eq \f(Ksp（CaSO4）,Ksp（CaC2O4）)＝eq \f(7.1×10－5,2.3×10－9)≈3.1×104。 Na＋＋3Fe3＋＋2SOeq \o\al(2－,4)＋3H2O＋3MgO===NaFe3(SO4)2(OH)6＋3Mg2＋ [Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \o\al(－,3) eq \o\al(60,27)Co Co2＋＋2HCOeq \o\al(－,3)===CoCO3↓＋CO2↑＋H2O 4．(2025·甘肃省兰州市高三诊断)甘肃矿产资源丰富，镍、钴、铂等金属储量全国领先，有色金属冶炼在国民经济发展中有着重要作用。利用紫硫镍铁矿石提取粗镍并回收铁、铜、钴等元素的工艺流程如下： 已知：①“加压氨浸”过程中镍硫化物发生反应的方程式为NiS＋4FeS＋7O2＋10NH3＋2H2O[Ni(NH3)6]SO4＋2Fe2O3＋2(NH4)2S2O3，在此过程中，钴硫化物的反应与镍硫化物相似。 ②以上流程中均无SO2产生。 S2Oeq \o\al(2－,3) 已知：①As2O3微溶，可与水反应生成亚砷酸(H3AsO3)；FeAsO4和ZnCO3难溶于水。 ②S2Oeq \o\al(2－,8)中存在一个过氧键(—O—O—)。 ③常温下，相关硫化物的Ksp如下表所示。 ZnO＋2NHeq \o\al(＋,4)＋2NH3·H2O=== [Zn(NH3)4]2＋＋3H2O (3)“除重金属”过程中，涉及的部分反应为[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O4NH3·H2O＋Cu2＋　K1＝a、[Cu(NH3)4]2＋＋S2－＋4H2OCuS↓＋4NH3·H2O　K2＝b，(NH4)2S的加入量eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(m（实际用量）,m（理论用量）)×100%))对锌的回收率及溶液中铜锌比eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(c（Cu2＋）,c{[Zn（NH3）4]2＋})))的影响如图所示。 (2)由S2Oeq \o\al(2－,8)中存在一个过氧键(—O—O—)知，其中有6个O为－2价，有2个O为－1价，则S为＋6价；(NH4)2S2O8将AsOeq \o\al(3－,3)充分氧化为AsOeq \o\al(3－,4)，过量的(NH4)2S2O8再将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与AsOeq \o\al(3－,4)结合生成难溶的FeAsO4，从而达到除砷目的。 (3)①根据盖斯定律，由第一个反应－第二个反应可得CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp(CuS)＝eq \f(a,b)＝6.3×10－36，故a＝6.3×10－36b。③当Cu2＋在溶液中的残留浓度为1.0×10－9 mol·L－1时，根据Ksp(CuS)＝6.3×10－36知，此时c(S2－)＝6.3×10－27 mol·L－1，根据Ksp(PbS)＝8.0×10－28知，此时c(Pb2＋)≈0.127 mol·L－1>10－5 mol·L－1，所以Pb2＋未沉淀完全。 $$