专题11 工艺流程综合题（湖北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟化学真题分类汇编

专题11 工艺流程综合题 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点01 物质结构与性质 （5年4考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2021·湖北卷 近5年湖北卷工艺流程题为‌非选择题固定题型‌，每年至少出现1题，为融合性考点，‌分值13-14分‌，五年覆盖率达100%。‌ 1.考查规律如下： （1）物质结构与性质，涉及元素在周期表的位置、元素的电子排布式、价电子轨道表示式等书写、化合价的判断。 （2）‌原料预处理，涉及酸浸/碱浸原理、粉碎目的、焙烧反应书写。 （3）‌反应条件控制，涉及温度/pH调控、试剂选择（如氧化剂H₂O₂、沉淀剂NH₃·H₂O）。 （4）分离提纯，涉及过滤、结晶（蒸发浓缩/冷却结晶）、萃取、离子交换树脂应用。 （5）循环利用，涉及滤渣/滤液成分分析、副产品回收（如CO₂、NH₄Cl）。 （6）方程式书写，涉及氧化还原、水解反应、电极反应。 （7）有关计算，涉及Ksp、离子浓度、pH、平衡常数等的综合计算。 2.预测2026年湖北卷： （1）情境前沿化‌‌：聚焦 ‌战略资源回收‌（稀土、锂、锗）及‌新能源材料‌（钠电池、固态电池前驱体）。 （2）设问精细化‌：①操作术语要求严格：如“减压蒸发”vs“蒸发浓缩”、“趁热过滤”目的。②开放性设问增多：如“设计副产物循环方案”“优化能耗措施”。 （3）‌能力导向深化‌：①强化 ‌信息提取能力‌：流程中隐含副反应分析；②突出 ‌绿色化学评价‌：废物处理可行性、原子经济性评估。 总之，湖北卷工艺流程题立足资源利用与环保需求，命题呈现 ‌情境真实化、设问实践化、计算综合化的趋势，需强化工业思维与绿色化学理念。 考点02 ‌原料预处理 （5年5考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2022·湖北卷2021·湖北卷 考点03 ‌反应条件控制 （5年5考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2022·湖北卷2021·湖北卷 考点04 分离提纯 （5年5考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2022·湖北卷2021·湖北卷 考点05 循环利用 （5年1考） 2024·湖北卷 考点06 方程式书写 （5年5考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2022·湖北卷2021·湖北卷 考点07 有关计算 （5年3考） 2025·湖北卷2023·湖北卷2021·湖北卷 1．（2025·湖北·高考真题）氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备： Ⅰ Ⅱ 已知：室温下，是难溶酸性氧化物，的溶解度极低。 时，的溶解度为水，温度对其溶解度影响不大。 回答下列问题： （1）基态氟离子的电子排布式为 。 （2）时，饱和溶液的浓度为，用c表示的溶度积 。 （3）工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为。分析沉淀的成分，测得反应的转化率为78%。水浸分离，的产率仅为8%。 ①工艺Ⅰ的固相反应 (填“正向”或“逆向”)进行程度大。 ②分析以上产率变化，推测溶解度 (填“>”或“<”) （4）工艺Ⅱ水浸后的产率可达81%，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式 。 （5）从滤液Ⅱ获取晶体的操作为 (填标号)。 a．蒸发至大量晶体析出，趁热过滤    b．蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤 （6）研磨能够促进固相反应的原因可能有 (填标号)。 a．增大反应物间的接触面积    b．破坏反应物的化学键 c．降低反应的活化能          d．研钵表面跟反应物更好接触 【答案】（1） （2） （3） 正向 ＜ （4） （5）a （6）ab 【解析】工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为，水浸后得到滤液Ⅰ主要是NaF、Ca(OH)2溶液，经过系列操作得到NaF固体； 对比两种工艺流程，流程Ⅱ添加粉末，由题目可知，生成的的溶解度极低，使得不转化为Ca(OH)2，提高了的产率，据此解答。 （1）氟的原子序数为9，基态氟离子电子排布为； （2）饱和溶液的浓度为，则、，； （3）①转化率为78%，说明固相反应主要向生成Ca(OH)2和NaF的方向进行，即正向进行程度大； ②NaF产率仅为8%，说明大部分NaF未进入溶液，则溶液中存在Ca(OH)2向CaF2的转化过程，根据沉淀转化的规律可推测： ； （4）根据工艺Ⅱ的流程，CaF2、TiO2与NaOH反应生成难溶的CaTiO3、NaF和H2O，化学方程式为：； （5）由上一问可知，滤液Ⅱ主要是NaF溶液，因NaF溶解度受温度影响小(题干说明)，故蒸发至大量晶体析出，趁热过滤即可得到NaF晶体，故选a；其溶解度随温度变化不明显，冷却结晶无法析出更多晶体，故不选b； （6）a．研磨将固体颗粒粉碎，减小粒径，从而显著增加反应物之间的接触面积，使反应更易发生，a选； b．研磨过程中的机械力可能导致晶体结构缺陷或局部化学键断裂，产生活性位点，使反应更易发生，b选； c．活化能是反应固有的能量屏障，研磨主要通过增加接触和产生缺陷来提高反应速率，但一般不直接降低活化能，c不选； d．研钵仅作为研磨工具，其表面不参与反应，因此与反应物接触更好并非促进反应的原因，d不选； 故选ab。 2．（2024·湖北·高考真题）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态的轨道表示式为 。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是 。 （3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是 。 （4）写出反萃取生成的化学方程式 。“滤液2”可以进入 步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是 。 （6）与醋酸反应得到某含4个的配合物，4个位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个的配位环境相同，与间通过相连，其化学式为 。 【答案】（1） （2）快速冷却 （3）无明显现象 （4） 反萃取 （5）增强熔融氯化铍的导电性 （6）。 【分析】本题是化工流程的综合考察，首先铝硅酸盐先加热熔融，然后快速冷却到其玻璃态，再加入稀硫酸酸浸过滤，滤渣的成分为H2SiO3，“滤液1”中有Be2+和Al3+，加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中，水相1中含有Al3+，有机相为，加入过量氢氧化钠反萃取Be2+使其转化为进入水相2中，分离出含NaA的煤油，最后对水相2加热过滤，分离出Be(OH)2，通过系列操作得到金属铍，据此回答。 【解析】（1）基态Be2+的电子排布式为1s2，其轨道表达式为。 （2）熔融态物质冷却凝固时，缓慢冷却会形成晶体，快速冷却会形成非晶态，即玻璃态，所以从“热熔、冷却”中得到玻璃态，其冷却过程的特点为：快速冷却。 （3）“滤液1”中有Be2+和Al3+，加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中，则水相1中含有Al3+，则向过量烧碱的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，可观察到的现象为：无明显现象。 （4）反萃取生成的化学方程式为，滤液2的主要成分为NaOH，可进入反萃取步骤再利用。 （5）氯化铍的共价性较强，电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用为增强熔融氯化铍的导电性。 （6）由题意可知，该配合物中有四个铍位于四面体的四个顶点上，四面体中心只有一个O，Be与Be之间总共有六个CH3COO-，则其化学式为：。 3．（2023·湖北·高考真题）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：    回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第 周期，第 族。 （2）烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因 。 （3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是 。 （4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为 。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。 （5）导致比易水解的因素有 (填标号)。 a．Si-Cl键极性更大        b．Si的原子半径更大 c．Si-Cl键键能更大        d．Si有更多的价层轨道 【答案】（1）四 Ⅷ （2） （3）焰色反应 （4） （5）abd 【分析】由流程和题中信息可知，粗品与在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、和的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是和；滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2（主要成分为）和滤液2（主要溶质为LiCl）；滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼3，滤饼3为。 【解析】（1）Co是27号元素，其原子有4个电子层，其价电子排布为，元素周期表第8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。 （2）“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯化硅与可水反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是：遇水剧烈水解，生成硅酸和氯化氢，该反应的化学方程式为。 （3）洗净的“滤饼3”的主要成分为，常用焰色反应鉴别和，的焰色反应为紫红色，而的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体常用方法的名称是焰色反应。 （4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中，浓度为。“850℃煅烧”时，与反应生成和，该反应的化学方程式为。 （5）a．Si-Cl键极性更大，则 Si-Cl键更易断裂，因此，比易水解，a有关；b．Si的原子半径更大，因此，中的共用电子对更加偏向于，从而导致Si-Cl键极性更大，且Si原子更易受到水电离的的进攻，因此，比易水解，b有关；c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更易断裂，故不能说明比易水解，c无关；d．Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的形成化学键，从而导致比易水解，d有关；综上所述，导致比易水解的因素有abd。 4．（2022·湖北·高考真题）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有和少量)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。 时相关物质的参数如下： 的溶解度： 化合物 回答下列问题： （1）“沉淀1”为 。 （2）向“滤液1”中加入适量固体的目的是 。 （3）为提高的析出量和纯度，“操作A”依次为 、 、洗涤。 （4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后，发现文献对常温下的有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究的性质，将饱和溶液与饱和溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下 (填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为 。 （5）他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由 。 【答案】（1）Mg(OH)2 （2）将转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质 （3）蒸发浓缩 趁热过滤 （4）不稳定 Li+ + HCO = LiHCO3↓，2LiHCO3 = Li2CO3+ CO2↑+ H2O （5）能达到相同效果，因为改为通入过量的，则LiOH转化为LiHCO3，结合（4）的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果 【分析】浓缩卤水(含有和少量)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有和的滤液1，沉淀1为Mg(OH)2，向滤液1中加入Li2CO3后，得到滤液2，含有的离子为和OH-，沉淀2为CaCO3，向滤液2中加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀，再通过蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤、干燥后得到产品Li2CO3。 【解析】（1）浓缩卤水中含有，当加入石灰乳后，转化为Mg(OH)2沉淀，所以沉淀1为Mg(OH)2； （2）滤液1中含有和，结合已知条件：LiOH的溶解度和化合物的溶度积常数，可推测，加入Li2CO3的目的是将转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质； （3）由Li2CO3的溶解度曲线可知，温度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在温度高时，溶解度小，有利于析出，所以为提高的析出量和纯度，需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀，即依次蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤。故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤； （4）饱和LiCl和饱和NaHCO3等体积混合后，产生了LiHCO3和NaCl，随后LiHCO3分解产生了CO2和Li2CO3。故答案为：不稳定，Li+ + HCO = LiHCO3↓，2LiHCO3 = Li2CO3+ CO2↑+ H2O； （5）“滤液2”中含有LiOH，加入，目的是将LiOH转化为Li2CO3。若改为通入过量的，则LiOH转化为LiHCO3，结合（4）的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果。故答案为：能达到相同效果，因为改为通入过量的，则LiOH转化为LiHCO3，结合（4）的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果。 5．（2021·湖北·高考真题）废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如图： 回答下列问题： （1）硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为 ；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为 。 （2）“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为 。 （3）25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为 (保留一位小数)；若继续加入6.0mol·L-1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后 ；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K= 。 (已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034) （4）“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO是否洗净的试剂是 ；“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和 。 （5）“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为 。 【答案】（1）6 +1 （2）Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O （3）4.7 蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色 2.0×10-6 （4）HCl溶液、BaCl2溶液 作溶剂 （5）GaCl3+NH3GaN+3HCl 【分析】废旧CIGS首先焙烧生成金属氧化物，之后再用硫酸和过氧化氢将氧化亚铜中+1价铜氧化为+2价，再加氨水分离氢氧化铜，过滤，氨水过量氢氧化铜再溶解，用SOCl2溶解，以此解题。 【解析】（1）硫为第VIA族元素，硒(Se)与硫为同族元素，故Se的最外层电子数为6，镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，则根据正负化合价为零则可以知道CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为+1； （2）“酸浸氧化”为酸性条件下H2O2烧渣中Cu2O反应，其方程式为：Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O； （3）In3+恰好完全沉淀时，，故答案是 PH=4.7；蓝色沉淀是氢氧化铜，继续滴加氨水会生成四氨合铜离子，这时氢氧化铜会溶解，故答案是蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色；由反应方程式可知，由K′=≈1.0×1034，得=即=，代入数据可知K=2.0×10-6； （4）检验滤渣中SO是否洗净可以加入强酸和含钡离子的盐，故试剂是HCl溶液、BaCl2溶液；通过“回流过滤”分为两部分滤渣和滤液，故SOCl2的另一个作用是作溶剂； （5）高温气相沉积”过程中是氨气和GaCl3反应，其方程式为：GaCl3+NH3GaN+3HCl。 1．（2025·湖北·二模）镓在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。从棕刚玉烟尘中(主要成分为等)提取镓的工艺如下： 已知：镓和铝位于同一主族，性质相似。回答下列问题： （1）为提高“焙烧”效率，可采取的措施是 (写出一条即可)。 （2）结合下图信息，为使“焙烧”和“浸出”后的浸出率最高，应选择的钠盐是 ，浸出方式选择 (“酸浸”或“碱浸”)。 （3）“过滤、洗涤”后的“浸出渣”主要成分是 (填化学式)。 （4）“萃取”过程主要存在如下平衡：，“萃余液”所含金属阳离子为 。 （5）萃取剂中含磷酸三丁酯(结构如下)，该物质中采取杂化的几种原子，元素电负性由大到小的顺序为 。 （6）为了避免“电解”提取镓的过程中析出大量氢气，“反萃取剂”溶液应适当过量。写出提取镓的电极反应方程式： 。 【答案】（1）将烟尘研磨成细小颗粒、适当升高温度 （2）或碳酸钠 酸浸 （3） （4） （5） （6）或 【分析】棕刚玉烟尘(主要成分为等)与钠盐焙烧，加入浸出剂浸出，过滤洗涤得到浸出渣，浸出液用TBP萃取剂萃取，分离出Ga，再经过反萃取，电解得到Ga单质。 【解析】（1）提高“焙烧”效率，可采取的措施有：将烟尘研磨成细小颗粒、适当升高温度； （2）由图可知，Ga的浸出率最高时，应选择钠盐是碳酸钠，浸出方式为酸浸； （3）酸性条件下，硅酸不溶于水，“过滤、洗涤”后的“浸出渣”主要成分是H2SiO3； （4）“萃取”过程主要存在如下平衡：，Ga元素被提取，萃余液中的金属阳离子为K+、Na+、Al3+； （5）结构中，采取sp3杂化的原子有C、O、P，O的得电子能力最强，电负性最大，C的原子半径小于P，C的电负性大于P，电负性大小顺序为O >C>P； （6）Ga的性质类似与Al，Ga(OH)3具有两性，在碱性条件下存在形式为[Ga(OH)4]-或，电解过程中得电子生成Ga单质，电极反应式为：或。 2．（2025·湖北·三模）俗称锑白，可用作白色颜料和阻燃剂。一种从含锑工业废渣(主要成分是、，含有、、、等杂质)中制取的工业流程如下图所示。 回答下列问题： （1）基态Sb原子的价电子排布式为 。 （2）“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)，将“滤渣1”再次返回“溶解”的目的是 。 （3）加入“铁粉”还原的金属阳离子有 。 （4）“滤饼”的成分是SbOCl(胶状沉淀)，则“水解”过程需要不断搅拌并加入NaCl的可能原因是 。 （5）检验“洗涤”过程中沉淀是否洗净所需要的试剂为 。 （6）“中和”过程中主要发生的化学方程式为 。 （7）测定晶体结构可选用的仪器为 。 【答案】（1） （2） 提高锑的回收率 （3）、和 （4）促进的水解，形成稳定的晶型，便于过滤分离 （5）溶液 （6） （7）X射线衍射仪 【分析】含锑工业废渣加入稀盐酸酸溶，二氧化硅不反应得到滤渣1，滤液1中含有Sb3+、Sb5+、Fe3+、Cu2+、H+；滤液1加入过量铁粉，Sb5+、Fe3+分别转化为Sb3+、Fe2+，铜离子转化为铜单质，过滤得到滤液2加水水解生成SbOCl，酸洗后加入氨水反应，SbOCl转化为Sb2O3； 【解析】（1）Sb位于第五周期第VA族，价电子排布式为。 （2）不与盐酸反应，因此滤渣1的主要成分为；再次返回溶解，进行二次酸浸，可以提高锑的回收率。 （3）酸浸溶解后，溶液中的金属阳离子为、、和，铁粉作为还原剂可将、和还原。 （4），不断搅拌的原因是避免形成胶体，加入是为了促进的水解，因此原因为：促进的水解形成稳定的晶型，便于过滤分离。 （5）沉淀上可能附着，可用铁氰化钾溶液进行检验。 （6）“中和”过程中与前面生成的反应，生成，因此方程式为：。 （7）X射线衍射仪可用于晶体结构的测定，可获得键长、键角等信息，是物质结构测定的一种重要技术。 3．（2025·湖北武汉·二模）某废氧化铝基催化剂主要含有、，以及少量、等，从该废催化剂中提取铝、镍的一种工艺流程如下。 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全时的： 开始沉淀的 6.2 1.5 9.2 3.2 沉淀完全的 8.7 2.8 10.8 4.3 回答下列问题： （1）基态Ni的价电子排布式为 。 （2）硬度很大，熔点为，则其晶体类型为 。 （3）“焙烧”生成的化学方程式为 。 （4）“滤饼”的成分为，则“沉铝”的离子方程式为 。 （5）“调”分步沉淀可获得，两次“调”的数值依次为 、 （填标号）。 a．3    b．7    c．9    d．11 （6）“调”沉镍后，滤液中溶质的主要成分为 （填化学式）。 （7）可利用萃取剂P204（）从“溶液”中萃取分离出。P204在煤油中常以二聚体的形式存在，其原因是 。 【答案】（1） （2）共价晶体 （3） （4）（或） （5）a c （6）、 （7）P204中含有羟基，容易形成分子间氢键 【分析】废氧化铝基催化剂主要含有、，以及少量、等，加入纯碱焙烧时，反应生成，水浸、过滤得到溶液，浸出液用盐酸沉铝得到，煅烧得到；浸渣进行酸溶，变为金属阳离子，加氨水分步沉淀，得到，最后分解得到NiO； 【解析】（1）镍的原子序数为28，基态Ni的电子排布式为[Ar]3d84s2，因此价电子排布式为3d84s2； （2）α-Al2O3硬度大、熔点高(2045℃)，符合共价晶体的特征，故其晶体类型为共价晶体； （3）氧化铝与碳酸钠在高温下反应生成NaAlO2和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （4）溶液中加入盐酸生成AlOOH 沉淀，反应的离子方程式为； （5）酸溶后的溶液中含有的金属离子为Ni2+、Fe3+、Mg2+，分步沉淀需先除去Fe3+，再沉淀Ni2+，同时避免Mg2+沉淀，第一步除Fe3+：Fe3+完全沉淀的pH为2.8，需调pH至略大于2.8，选a；第二步沉淀Ni2+：Ni2+完全沉淀的pH为8.7，需调pH至8.7～9.2(避免Mg2+沉淀，Mg2+开始沉淀的pH=9.2)，应选c，故答案为：a；c； （6）“调pH”沉镍后溶液中主要阳离子为NH和Mg2+，，阴离子为SO(来自酸溶步骤)，因此溶质主要成分为、； （7）P204 在煤油中以二聚体形式存在的原因萃取剂P204分子中含羟基(-OH)，分子间可通过氢键形成二聚体，从而稳定存在于煤油中。 4．（2025·湖北黄石·二模）碳酸锶广泛应用于玻壳玻璃、感性材料、金属冶练、锶盐制备、电子元件、焰火等领域。以天青石(成分为SrSO4、BaSO4、SiO2)为原料制备SrCO3的工艺流程如图所示。回答下列问题： 已知：常温下，Ksp(SrSO4)=3.2×10-7；Ksp(SrCO3)=5.6×10-10。 （1）基态Sr2+的最高能级的能层符号是 。 （2）将天青石磨成粉的目的是 。 （3）天青石粉中的SrSO4与氨水、NH4HCO3溶液反应的化学方程式为 ，将过滤后的滤液蒸发浓缩、冷却结晶可得到副产物 (填化学式)。 （4）酸解后滤渣的主要成分为 (填化学式)。 （5）写出“沉锶”过程中反应的离子方程式 。 （6）“系列操作”包括过滤、 、 。 （7）若“沉锶”后溶液中c(Sr2+) =8×10-5 mol∙L-1，则溶液中CO的最小浓度是 mol·L−1。 【答案】（1）N （2）增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率 （3）SrSO4 + NH3‧H2O + NH4HCO3= SrCO3+(NH4)2SO4+H2O (NH4)2SO4 （4）BaSO4、SiO2 （5）Sr2+ + 2HCO= SrCO3 ↓+CO2↑+H2O （6）洗涤 干燥 （7）7×10-6 【分析】已知：常温下，Ksp(SrSO4)=3.2×10-7、Ksp(SrCO3)=5.6×10-10，碳酸锶更难溶；青石矿粉加入水、碳酸氢铵，碳酸氢铵和硫酸锶反应生成碳酸锶沉淀、硫酸铵、二氧化碳，过滤，过滤出含硫酸铵的母液，用盐酸溶解滤渣，碳酸锶转化为SrCl2溶液，净化后，向纯净的SrCl2溶液中加入碳酸氢铵生成碳酸锶沉淀，过滤、洗涤、干燥，粉碎后得产品碳酸锶。 【解析】（1）Sr为38号元素，位于第五周期第ⅡA族，失去2个电子形成Sr2+，基态Sr2+的最高能级的能层符号是N； （2）将天青石磨成粉的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率； （3）由Ksp(SrSO4)=3.2×10-7、Ksp(SrCO3)=5.6×10-10可知碳酸锶更难溶；SrSO4与氨水、NH4HCO3溶液反应转化为SrCO3，根据质量守恒，还生成(NH4)2SO4和H2O，化学方程式为SrSO4 + NH3‧H2O + NH4HCO3= SrCO3+(NH4)2SO4+H2O，将过滤后的含(NH4)2SO4的滤液蒸发浓缩、冷却结晶可得到副产物(NH4)2SO4； （4）二氧化硅、硫酸钡和稀盐酸不反应，酸解后滤渣的主要成分为BaSO4、SiO2； （5）“沉锶”过程中SrCl2和碳酸氢铵生成碳酸锶沉淀，同时生成二氧化碳和水：Sr2+ + 2HCO=SrCO3 ↓+CO2↑+H2O； （6）碳酸锶浊液，过滤、洗涤、干燥，粉碎后得产品碳酸锶，“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥； （7）c(Sr2+) =8×10-5 mol∙L-1，则溶液中CO的最小浓度是。 5．（2025·湖北武汉·模拟预测）废旧电池镍钴锰酸锂三元正极材料的主要成分为，通过高温氢化和湿法冶金的方法回收其中的镍、钴、锰、锂，其工艺流程如图所示。 已知：(或)的萃取原理：。回答下列问题： （1）“高温氢化”时不参与反应，固体产物为、、和，该反应的化学方程式为 ，实际生产中少量的与空气接触会转化为 ，所以为降低锂在固体残余物中的含量应用“酸洗”。 （2）若“洗液”中，加入固体后，为使沉淀中元素含量不小于元素总量的95%，则“洗液”中至少需要加入的物质的量为 [忽略溶液体积变化，]。 （3）“沉锰”过程中对金属沉淀率的影响如图所示。 ①生成的离子方程式为 。 ②该工艺条件下，开始沉淀的为2，开始沉淀的为3。“沉锰”过程中应选择的最佳为 ，时，有少量钴、镍析出，可能的原因是 。 （4）“反萃取”的目的是将有机层中、转移到水层。 ①试剂X为 (填试剂名称)。 ②为使、尽可能多地转移到水层，可适当增大试剂X的浓度，还应采取的实验操作有 。 【答案】（1） （2）2.34 （3） 1.0 沉淀过程中夹杂、包裹 （4）盐酸 多次反萃取 【分析】由题给流程可知，废旧电池正极材料在氢气和氮气混合气体中高温氢化时，转化为钴、镍、一氧化锰和氢氧化锂，“高温氢化”时得到的固体经水洗、草酸酸洗得到氢氧化锂洗液和固体残余物；向氢氧化锂中加入碳酸钠溶液，将溶液中的锂离子转化为碳酸锂沉淀，过滤得到碳酸锂；向残余物中加入硫酸溶液酸浸，将钴、镍、一氧化锰转化为可溶的硫酸盐，过滤得到滤渣和滤液；向滤液中加入高锰酸钾，将溶液中的锰离子转化为二氧化锰沉淀，过滤得到二氧化锰和滤液；向滤液中加入HR有机萃取剂萃取溶液中的亚钴离子和镍离子，分液得到水相和有机相；向有机相中加入盐酸，经多次反萃取、分液得到水相和有机相；水相中氯化亚钴和氯化镍在一定条件下分离得到氯化亚钴和氯化镍。 【解析】（1）由分析可知，高温氢化时发生的反应为高温条件下与氢气反应转化为生成钴、镍、一氧化锰、氢氧化锂和水，反应的化学方程式为；实际生产中还有少量氢氧化锂与空气中的二氧化碳反应生成碳酸锂和水； （2）由题意可知，溶液中锂离子转化为碳酸锂时，消耗碳酸钠的物质的量为2.0mol/L×2.0L×95%×=1.9mol，溶液中锂离子的浓度为2.0mol/L-2.0mol/L×95%=0.1mol/L，由溶度积可知，溶液中碳酸根离子的物质的量为×2.0L=0.44mol，则1.0L“洗液”中至少需要加入碳酸钠的物质的量为1.9mol+0.44mol=2.34mol； （3）①由分析可知，加入高锰酸钾的目的是将溶液中的锰离子转化为二氧化锰沉淀，反应的离子方程式为3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2↓+4H+； ②由图可知，溶液pH为1.0时，锰元素沉淀率达到最大，而钴元素和镍元素沉淀率较小，则应选择的最佳pH为1.0；pH=0.5时，有少量钴、镍析出是因为二氧化锰沉淀过程中夹杂、包裹了一定量的钴元素和镍元素； （4）①由分析可知，试剂X为反萃取剂盐酸，目的是萃取、分液得到含有氯化亚钴和氯化镍的水相； ②由萃取原则可知，可以使用少量多次反萃取的方法使Co2+、Ni2+尽可能多地转移到水层，故答案为：多次反萃取。 6．（2025·湖北黄冈·三模）从水钴矿(主要含Co2O3及少量Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2、MnO、MnO2、CaO等杂质)中制备CoC2O42H2O的工艺如图。 已知：①电极电势的大小反映了氧化剂的氧化能力相对大小。 电极电势 S2O/SO Co3+/Co2+ H2O2/H2O Cl2/Cl- ClO-/Cl- Fe3+/Fe2+ I2/I- Eθ/V 2.01 1.92 1.78 1.36 0.81 0.77 0.53 ②该工艺条件下，金属离子沉淀情况的pH值如下表所示，沉淀完全视为金属离子浓度为10-5mol/L。 金属离子 Co3+ Co2+ Fe3+ Fe2+ Al3+ Mg2+ Mn2+ Ca2+ 开始沉淀 1.2 7.6 2.7 7.6 4.0 9.9 7.7 9.0 沉淀完全 2.4 9.2 3.7 9.6 5.2 13.2 9.8 11.0 根据题目所给信息，回答下列问题： （1）写出“浸出”过程中最主要的离子方程式 。“浸出”过程中的Na2SO3的物质的量不足可能会生成 ，污染环境。 （2）以下物质适合作“氧化”过程中氧化剂的是 (填序号) a．S2O        b．H2O2        c．ClO-        d．I2 （3）“调pH”过程的范围为 。 （4）若用R表示异辛基，萃取剂磷酸二异辛酯的结构式可写为，“萃取”过程后溶液中的Co2+采取六配位，以一种中性配分子的形式存在，试将这种分子的结构补充完整 。(不考虑立体异构) （5）“反萃取”过程添加的试剂M是 (写化学式)溶液。试剂M不宜过量，可能的原因是 。 【答案】（1）Co2O3+SO+4H+=2Co2++SO+2H2O 氯气 （2）bc （3）5.2≤pH<7.6 （4） （5）H2SO4 磷酸二异辛酯在过量酸的作用下会水解为磷酸和异辛醇，失去萃取能力，无法循环使用 【分析】水钴矿加入稀盐酸与金属氧化物反应，Na2SO3还原Co3+、Fe3+、MnO2，加入氧化剂与浸出液中Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+，加入碳酸钠调节pH沉淀Fe3+、Al3+得到滤渣1为Fe(OH)3、Al(OH)3，加入NaF除镁钙得到滤渣2为MgF2、CaF2，萃取Co2+，与Na+、Mn2+分离，反萃取后加入(NH4)2C2O4与Co2+反应生成CoC2O4•2H2O。 【解析】（1）水钴矿的主要成分为Co2O3，因此“浸出”过程中最主要的反应Na2SO3还原Co2O3，离子方程式为Co2O3+SO+4H+=2Co2++SO+2H2O；“浸出”过程中溶液中加入了盐酸，Cl-也是还原剂，因此Na2SO3的物质的量不足可能会生成氯气，污染环境。 （2）“氧化”过程是将Fe2+氧化为Fe3+，加入的氧化剂不能引入新的杂质，使用氧化剂S2O和I2在溶液中引入了新杂质SO和I-，而使用氧化剂H2O2和ClO-的还原产物为H2O和Cl-，不引入新杂质，故答案为bc。 （3）加入碳酸钠调节pH的目的是沉淀Fe3+、Al3+，而不沉淀其他离子，因此pH范围为：5.2≤pH<7.6。 （4）萃取”过程后溶液中的Co2+配合物的分子结构为：。 （5）“反萃取”过程添加的试剂M是H2SO4；试剂M不宜过量，可能的原因是：磷酸二异辛酯在过量酸的作用下会水解为磷酸和异辛醇，失去萃取能力，无法循环使用。 7．（2025·湖北襄阳·三模）中国科学院科研团队经过对嫦娥五号月壤深入研究发现，月壤中的矿物主要为钛铁矿(FeTiO3，其中Ti为+4价)。地球上也有丰富的钛铁矿资源，一种以钛铁矿(含Fe2O3、CaO、SiO2等杂质)为原料，制取钛白颜料(TiO2)并回收绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下： （1）Ti位于元素周期表 区。 （2）在“酸溶”工序中，除粉碎矿石外还可通过 方法提高效率。(一点即可)若在此工序中未发生氧化还原反应，则由原料FeTiO3反应生成TiOSO4的化学方程式： 。 （3）“水浸”时的正确加液操作方法为 。 在“还原”工序后所得滤渣的主要成分包括过量的铁屑和 。 （4）“减压蒸发”是指在密闭容器内抽真空后对液体进行的蒸发浓缩，则本流程中通过“减压蒸发”方式制取绿矾的优点有 。(两点即可) （5）写出“水解”工艺的化学方程式： 。 （6）青铜色的TiO具有强氧化性，可以由TiO2与Ti制得，下图为TiO和TiO2的晶胞结构示意图，则TiO晶胞与TiO2晶胞中O原子的配位数最简整数比为 。 【答案】（1）d （2）加热、搅拌、鼓气泡等 FeTiO3+2H2SO4(浓)=TiOSO4+2H2O+FeSO4 （3）向水中加入“酸溶”混合物 、 （4）通过减压降低蒸发温度，避免失去结晶水；通过抽真空减少氧气对Fe2+的影响，避免被氧化；加快蒸发速度， 通过不断排出溶剂蒸汽使蒸发操作顺利进行 （5） （6）2：1 【分析】由题给流程可知，钛铁矿经粉碎后，在加热条件下加入浓硫酸酸解，将转化为硫酸亚铁和，金属氧化物转化为硫酸盐，其中硫酸钙微溶于水，二氧化硅不能与稀硫酸反应，经过滤后得到滤渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙；向酸溶后的溶液中加入足量铁，将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，得到钛液；然后发生水解反应转化为。 【解析】（1）的原子序数是，价电子为，位于周期表的区。 （2）在“酸溶”工序中，除粉碎矿石外还可通过加热、搅拌、鼓气泡等方法提高原料利用效率。若在此工序中未发生氧化还原反应，则由原料反应生成的化学方程式为： （3）“水浸”的目的主要是分离沉淀与金属盐的溶液，所以其操作是向水中加入“酸溶”混合物。根据分析可知，滤渣的主要成分包括过量的铁屑、。 （4）减压蒸发的优点是降低溶液的沸点，通过减压降低蒸发温度，避免产品失去结晶水；通过抽真空减少氧气对的影响，避免被氧化；加快蒸发速度， 通过不断排出溶剂蒸汽使蒸发操作顺利进行。 （5）发生水解反应转化为，方程式为：。 （6）根据均摊法可知，左图中黑原子数为：、白原子个数为：，原子个数比为；右图中黑原子个数为：，白原子个数为：，原子个数比为，左图代表，右图代表，并且白球代表氧原子，黑球代表钛原子。则晶胞与晶胞中原子的配位数分别是，最简整数比为。 8．（2025·湖北·模拟预测）镉(Cd)广泛用于金属电镀、制作合金、制作颜料等。以炼锌工艺中烧结电尘(主要成分为CdO、CdSO4，含CdS、Pb、Zn等杂质)为原料，氨法浸出提镉的流程如图1所示。 已知：①CdS既不溶于水也不溶于氨溶液；氨浸出工序中，CdSO4浸出的离子方程式为；净化工序中，含Cd微粒未发生变化。 ②室温下，，，。 回答下列问题： （1）Cd与Zn同族且相邻，基态Cd原子的价电子轨道表示式为 。浸出渣的主要成分是 (填化学式)。 （2）氨浸出工序中，CdO浸出的离子方程式为 。浸出的总氨浓度(与的总浓度)和最佳总氨浓度下氨铵比[]分别与浸出率的关系曲线如图2、3所示，则最佳条件下溶液中 。 （3）沉镉工序中，消耗0.65g锌粉时，溶液质量减轻 g。 （4）沉锌工序中，室温下向溶液中通入至饱和，且控制溶液的，则此时溶液中 。沉锌余液可返回 工序，实现闭环循环，使元素充分利用。 【答案】（1） CdS （2） 5 （3）0.47 （4） 氨浸出 【分析】烧结电尘(主要成分为CdO、CdSO4，含CdS、Pb、Zn等杂质)加入硫酸铵和氨水浸出，金属元素与NH3配位形成配合物进入溶液，浸出得到，则CdO浸出也得到，净化工序中除去铅，含Cd微粒未发生变化，则电解工序中，在阴极得电子生成粗Cd，沉镉工序中，加入锌粉置换出镉，精炼后得到精Cd；沉Cd余液中加入H2S，生成ZnS，过滤得到沉锌余液，据此分析回答。 【解析】（1） ①Zn的原子序数为30，基态Zn原子的价电子排布式为，Cd与Zn同族且相邻，基态Cd原子的价电子排布式为，价电子轨道表示式为：； ②烧结电尘的主要成分为CdO、，含CdS、Pb、Zn等杂质，结合净化工序得到富铅残渣可知，Pb元素进入净化工序，根据已知信息①可知，CdS既不溶于水也不溶于氨溶液，则浸出渣的主要成分是CdS； （2）①根据已知信息①可知，浸出得到，则CdO浸出也得到，离子方程式为； ②由图2可知，时，Cd浸出率最大，Zn浸出率相对小，则最佳，由图3可知，氨铵比为时，Cd浸出率大，Zn浸出率小于Cd，则最佳氨铵比为，结合，可知； （3）沉镉工序中，加入锌粉置换出镉，消耗锌粉时，置换出，质量为1.12g，则溶液质量减轻； （4）①溶液，，，，，，，； ②为实现闭环循环，使元素充分利用，沉锌余液可返回氨浸出工序。 9．（2025·湖北黄冈·二模）钴、镍及其化合物在新能源材料、化工合成领域有着重要的作用。以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备CoCO3和NiSO4·6H2O的工艺流程如下。 回答下列问题： （1）基态Fe3+的价层电子排布式为 。 （2）“氧化”过程发生反应的离子方程式为 。 （3）“萃取”时一般选择有机萃取剂P204，“萃取”和“反萃取”可表示为。在萃取过程中为了提高萃取率可加入适量 (填写试剂名称)，然后往有机层中加入另一物质进行反萃取。 （4）反萃取时，硫酸的浓度需在一定范围内，其原因是 。 （5）黄钠铁矾渣可用“酸浸-沉淀法”进行铁资源回收：先在加热条件下用稀盐酸浸出铁，再向浸出液中加入少量NaH2PO4，可得沉淀，该沉淀为某种锂离子材料磷酸铁。试写出沉淀的离子方程式 。 （6）常温下，，若起始时，“沉钴”过程中应控制pH＜ 。(lg2=0.3) （7）以上流程的优点有 。 A．资源高效回收利用，低能耗，符合绿色化学原则    B．分步除杂，选择性高   C．工艺成熟，操作简便 【答案】（1）3d5 （2） （3）氨水或氢氧化钠 （4）硫酸浓度过低，不利于萃取平衡逆向移动获得Ni2+；硫酸浓度过高，H+会与Ni2+竞争萃取剂HX导致NiX2稳定性下降，且可能与Ni2+形成络合物降低Ni2+浓度 （5） （6）7.15 （7）ABC 【分析】含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)加入H2SO4酸浸，NiO、FeO、Fe2O3、CoO转化为硫酸盐进入溶液，BaO转化为BaSO4沉淀，SiO2不溶；过滤后，往滤液中加入NaClO3，将Fe2+氧化为Fe3+；加入Na2CO3调pH，使Fe3+转化为黄钠铁钒渣NaFe3(SO4)2(OH)6；过滤后，往滤液中加入萃取剂萃取，Co2+留在水层，Ni2+以NiX2的形式进入有机层。往水层中加入NaHCO3，Co2+转化为CoCO3沉淀；往有机层加入酸进行反萃取，得到NiSO4溶液，再蒸发浓缩、冷却结晶，可获得NiSO4·6H2O晶体。 【解析】（1）基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则Fe3+的价层电子排布式为3d5。 （2）“氧化”过程中，Fe2+被氧化为Fe3+，被还原为Cl-，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出发生反应的离子方程式为。 （3）“萃取”和“反萃取”可表示为。在萃取过程中为了提高萃取率，需促使平衡正向移动，可加入适量氨水或氢氧化钠。 （4）反萃取时，常加入硫酸，使平衡逆向移动，但硫酸的浓度需在一定范围内，其原因是：硫酸浓度过低，不利于萃取平衡逆向移动获得Ni2+；硫酸浓度过高，H+会与Ni2+竞争萃取剂HX导致NiX2稳定性下降，且可能与Ni2+形成络合物降低Ni2+浓度。 （5）黄钠铁钒渣NaFe3(SO4)2(OH)6在加热条件下用稀盐酸浸出铁(Fe3+)，再向浸出液中加入少量NaH2PO4，发生反应生成磷酸铁沉淀，离子方程式为。 （6）常温下，，若起始时，为不使Co2+转化为Co(OH)2沉淀，c(OH-)＜==mol/L，c(H+)＞=mol/L，pH＜-lg=7+lg2=7.15，故“沉钴”过程中应控制pH＜7.15。 （7）从以上流程可以看出，该流程的优点有：资源高效回收利用，低能耗，符合绿色化学原则；分步除杂，选择性高；工艺成熟，操作简便，故选ABC。 10．（2025·湖北·模拟预测）氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示： 已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，Ce3+和发生反应：； ②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2； ③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢氧化物沉淀； ④Ce2(CO3)3为白色粉末，难溶于水。 回答下列问题： （1）58Ce位于元素周期表的第 周期第 族。 （2）滤渣A的主要成分是 (填写化学式)。 （3）在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式 。 （4）加入硫脲的目的是将还原为Ce3+，反应的离子方程式为 。 （5）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为 。 （6）下列关于步骤④的说法正确的是_______(填字母)。 A．过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+，需要将滤液循环以提高产率 B．可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度 C．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率 D．该步骤发生的反应是2Ce3++6HCO=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O （7）若常温下，Ka2(H2CO3)=5.0×10−11，Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10−28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10−5mol∙L−1，此时测得溶液的pH=5，则溶液中c()= mol∙L−1。 【答案】（1）六 ⅢB （2）BaSO4、SiO2 （3）4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O （4）2+2+2H+=2Ce3++(SCN2H3)2+4HF （5）防止Ce3+被氧化 （6）CD （7）0.2 【分析】氟碳铈矿在空气中焙烧， Ce3+在空气中氧化为Ce4+，用硫酸浸取，Ce元素以形式进入溶液，SiO2不反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，过滤分离，滤渣A为SiO2、BaSO4，含的滤液中加入硫脲将还原为Ce3+，Ce2(SO4)3与Na2SO4形成复盐沉淀，过滤分离，复盐沉淀B中加入NaOH，再加入稀盐酸，得到含Ce3+的滤液，再加入碳酸氢铵使Ce3+沉淀为Ce2(CO3)3，最后灼烧分解生成CeO2； 【解析】（1）58Ce为58号元素，位于元素周期表的第六周期第ⅢB族。 （2）由分析，滤渣A的主要成分是BaSO4、SiO2； （3）在氟碳铈矿矿石粉(CeFCO3)中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，根据质量守恒得到两种高温气体为二氧化碳和水蒸气，则焙烧过程中反应的化学方程式为4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O。 （4）根据信息硫脲( )具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2，则加入硫脲的目的是将还原为Ce3+，反应的离子方程式为2+2+2H+=2Ce3++(SCN2H3)2+4HF。 （5）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+推测，加入X的作用是防止Ce3+被氧化。 （6）A．由于加入的碳酸氢铵过量，沉淀比较充分，因此过滤后的滤液中含有的Ce3+很少，A错误；B．碳酸钠与Ce3+直接快速反应沉淀，在生成沉淀的过程中，其他杂质离子会掺杂在沉淀中，因此不可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，碳酸钠碱性较强，会生成Ce(OH)3沉淀，会影响产品纯度，B错误；C．减压过滤能够大大提高过滤效率，C正确；D．Ce3+加入碳酸氢铵反应生成Ce2(CO3)3沉淀，同时生成二氧化碳和水，则该步骤发生的反应是2Ce3++6=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O，D正确；故选CD。 （7）Ce3+恰好沉淀完全时，c(Ce3+)=1.0×10−5 mol∙L−1，则，解得，测得溶液的pH=5，根据，解得c()=0.2mol∙L−1。 11．（2025·湖北武汉·一模）锑、铋是重要的金属元素，广泛应用于医药、半导体等领域。从含铋高锑冶炼废渣(主要成分有、、等)中回收锑、铋的工艺流程如下。 已知：①是两性氢氧化物； ②浸出液中砷主要以、锑主要以、铋主要以存在； ③，。 回答下列问题： （1）位于元素周期表的第 周期、第 族。 （2）已知难溶于水，则“浸出”中，使用较高浓度的NaCl溶液的作用是 。 （3）“沉砷”中有生成，该反应的离子方程式为 。 （4）“沉锑”后溶液中、，则“沉铋”中，当恰好沉淀完全时， (当溶液中剩余离子的浓度时，可认为沉淀完全)。 （5）“沉锑渣”和氨水反应生成锑白()的化学方程式为 ，不用NaOH溶液的原因是 。 （6）可生产一种用作阻燃剂、稳定剂的钠盐(Sb为+5价)，其阴离子是两个锑氧四面体共用一个顶点形成的二聚体结构，则该钠盐的化学式为 。 【答案】（1）六 ⅤA （2）使Sb、Bi元素转化为、，提高浸取率 （3） （4） （5） 具有两性，会溶于NaOH溶液造成损失 （6） 【分析】向含铋高锑冶炼废渣中加入过量硫酸和NaCl溶液，、、转化为、、，同时分离出不溶物，向浸出液中加入NaH2PO2后As沉淀析出，过滤后加水析出As元素，过滤后加入氨水沉淀Bi元素。 【解析】（1）位于元素周期表的第六周期、第ⅤA族。 （2）加入稀硫酸后，转化为难溶于水的，在水中存在电离平衡：，加入NaCl后形成，NaCl浓度高有利于正向移动，减少，提高浸取率。类似地，加入浓度较高的NaCl也使得转化为，提高浸取率。故答案为：使Sb、Bi元素转化为、，提高浸取率。 （3）“沉砷”过程为酸性条件下NaH2PO2与反应生成和As，反应的离子方程式为。 （4）当恰好沉淀完全时：，则溶液中，此时。 （5）“沉锑渣”的主要成分是SbOCl，将“沉锑渣”用氨水浸取使SbOCl转化为锑白（Sb2O3），即SbOCl和NH3∙H2O反应生成Sb2O3、NH4Cl和H2O，化学方程式为；不用NaOH溶液的原因是具有两性，会溶于NaOH溶液造成损失。 （6）根据题干，该阴离子是两个锑氧四面体共用一个顶点形成的二聚体结构，则有7个氧原子，2个Sb原子，Sb化合价为+5，O化合价为-2，该阴离子化合价为5×2-2×7=-4，因此存在4个Na+，故该钠盐的化学式为：。 12．（2025·湖北·三模）固体电解质LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。 请回答下列问题： （1）“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即可)。 （2）“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。 （3）“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是 。 （4）“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为 。 （5）本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是 。 （6）常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4＋)≤1.0×10-5 mol·L-1时可认为Ti4＋沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中c(PO)最低为 mol·L-1. 【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率 适当升温(或搅拌) （2）Al2O3、SiO2 （3）适当过量可以使反应更充分，不能过量太多是防止过量NaOH、H2SO4腐蚀反应容器，且后续处理浸液1和滤液2成本高 （4）4H3PO4＋3TiOSO4=Ti3(PO4)4↓＋3H2SO4＋3H2O （5）防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中 （6） 【分析】钛铁矿粉碎过筛后加入NaOH溶液，氧化铝、二氧化硅和NaOH溶液反应而除去，FeTiO3用稀硫酸酸浸，得到TiOSO4和FeSO4的混合溶液，加磷酸沉钛，得到Ti3(PO4)4，Ti3(PO4)4和AlPO4、Li3PO4高温反应得到LATP，据此回答。 【解析】（1）“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率；为了达到加快反应速率的目的，还可以适当升温或搅拌，以及适当增加NaOH溶液的浓度等； （2）钛铁矿粉碎过筛后主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2，加入NaOH溶液“碱浸”的目的是除去杂质Al2O3、SiO2； （3）NaOH溶液、H2SO4溶液均具有强烈的腐蚀作用，NaOH 溶液和稀硫酸均不宜过量太多，适当过量可以使反应更充分，不能过量太多是防止过量NaOH、H2SO4腐蚀反应容器，且后续处理浸液1和滤液2成本高； （4）“沉钛”时加入磷酸生成Ti3(PO4)4的化学方程式为：4H3PO4＋3TiOSO4=Ti3(PO4)4↓＋3H2SO4＋3H2O； （5）抽滤原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，抽气泵中的压强降低容易出现倒吸现象，需要加入“安全瓶”平衡气压，防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中； （6），，当Ti4+沉淀完全时，溶液中c(PO)最低为。 13．（2025·湖北襄阳·模拟预测）电解精炼铜的阳极泥中主要含Au、Ag2Se、Cu2Se等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图： （1）铜位于元素周期表第 周期第 族。 （2）铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是 。 （3）①已知“浸金”的反应方程式如下：2NaClO3+2Au+12HCl+H2SO4=2HAuCl4+3Cl2↑+Na2SO4+6H2O。当有1 mol的Au溶解时，反应转移的电子数为 。 ②王水溶金方程式如下：Au+HNO3(浓)+4HCl(浓)=HAuCl4+NO↑+2H2O。该流程图中“浸金”方法的优点 (答出一点即可)。 （4）具有极强腐蚀性的强酸氯金酸(HAuCl4)被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，写出该反应的离子方程式 。 （5）AgCl(s)+2 (aq) (aq)+Cl-(aq)，浸出液Na2SO3可直接循环使用，但循环多次后，银的浸出率会降低。从化学平衡的角度分析原因： （6）甲醛还原法沉积银，[Ag(SO3)]通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行，甲醛被氧化为碳酸氢根离子，则该反应的离子方程式为 。 【答案】（1）四 IB （2）高温焙烧时，又分解成和 （3）5NA 尾气为比更容易吸收处理；不需要使用高浓度的溶液，条件更加温和；浓溶液随着反应的进行会变为稀溶液，导致反应速率变慢或终止 （4） （5）AgCl(s)+2SO(aq)Ag(SO3)(aq)+Cl-(aq)，浸出液Na2SO3可直接循环使用，但循环多次后浓度减小，Cl-浓度增加，使平衡逆向移动，浸出率下降 （6） 【分析】铜阳极泥低温氧化焙烧，然后加入硫酸和氯化钠的混合物，过滤，滤渣为AgCl和Au，在滤渣中加硫酸、NaCl和氯酸钠的混合物，过滤滤渣为AgCl，滤液为氯金酸，AgCl中加Na2SO3溶液转化为，再用HCHO还原得到粗Ag，HAuCl4溶液中加H2C2O4生成粗金。 【解析】（1）铜的原子序数为29，在元素周期表中的位置为第四周期，IB族； （2）由流程图可知，酸浸后得到的滤渣中为AgCl，故焙烧时应将银转化为氧化银，若高温焙烧，容易将氧化银分解为银单质和氧气； （3）①由反应2NaClO3+2Au+12HCl+H2SO4=2HAuCl4+3Cl2↑+Na2SO4+6H2O可知，氧化剂为氯酸钠，还原剂为金和浓盐酸，氯酸钠中氯元素从+5价降低为0价，共转移10e-，故有1 mol的Au溶解时，反应转移的电子数为5NA； ②对比反应2NaClO3+2Au+12HCl+H2SO4=2HAuCl4+3Cl2↑+Na2SO4+6H2O与Au+HNO3(浓)+4HCl(浓)=HAuCl4+NO↑+2H2O可知该流程图中“浸金”方法的优点：尾气为比更容易吸收处理；不需要使用高浓度的溶液，条件更加温和；浓溶液随着反应的进行会变为稀溶液，导致反应速率变慢或终止； （4）氯金酸(HAuCl4)在酸性条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为：； （5）由可逆反应：AgCl(s)+2SO(aq)Ag(SO3)(aq)+Cl-(aq)可知，浸出液Na2SO3可直接循环使用，但循环多次后浓度减小，Cl-浓度增加，使平衡逆向移动，浸出率下降； （6）根据流程可知被甲醛还原为银，而甲醛被氧化为碳酸氢根离子，该反应的离子方程式为：。 14．（2025·湖北武汉·二模）利用镁泥（主要成分为、和等）为主要原料制取碳酸镁的工业流程如下： （1）酸溶。某工厂用1.78吨发烟硫酸（化学式：）配制质量分数为溶液，配制时需要水的质量为 吨。 （2）除铁。已知滤渣2的成分与温度、的关系如图所示。 ①若控制温度80℃、，可得到黄铁矾钠（上图中阴影部分），写出“除铁”过程总反应的离子方程式： 。 ②工业生产不选择以形式除铁的可能原因： （写出两点）。 （3）沉淀。写出“沉淀”过程的离子方程式： 。 （4）控制“沉淀”温度50℃，可制得碱式碳酸镁，碱式碳酸镁常用作塑料阻燃剂。现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体，放出（标准状况），计算该碱式碳酸镁样品中的= 。 （5）某钙镁矿的晶胞结构如图所示。若将全部换为，所得晶体中每个晶胞含有的原子数为 。 【答案】（1）2.14 （2） 浓度小，的氧化性弱；温度低，反应速率慢 （3） （4） （5）4 【分析】由制备流程可知，镁泥的主要成分为MgCO3、和SiO2，加硫酸时SiO2不溶解，过滤得到滤渣1为二氧化硅，NaClO具有氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH生成沉淀除去，滤液通入二氧化碳、加入氢氧化钠溶液反应后得到沉淀，经过滤得到碳酸镁。 【解析】（1）1.78吨发烟硫酸（化学式：）的物质的量为，配制过程中，生成硫酸为，配制质量分数为溶液，配制时需要水的质量为。 （2）①“除铁”时，若控制温度80℃、，可得到黄铁矾钠沉淀，则总反应的离子方程式：。 ②由图可知，pH在4附近温度略低于40°C时产生的氢氧化铁最多，温度继续升高时铁转化为其它含铁的不溶性物质，结合分析可知，铁工业生产不选择以形式除铁的可能原因：浓度小，的氧化性弱；温度低，反应速率慢。 （3）①结合分析可知，“沉淀”过程的离子方程式：。 （4）现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体，根据镁元素守恒，镁离子为，放出（标准状况），其物质的量为，则碳酸根为0.15mol，则根据电荷守恒可知氢氧根的物质的量为0.1mol，则碱式碳酸镁样品中的=3:2。 （5）某钙镁矿的晶胞中若将全部换为，若Ca换为Mg，则该图变为两个立方晶胞，则Mg位于晶胞的8个顶点和6个面心，所得晶体中每个晶胞含有的原子数为。 15．（2025·湖北黄冈·模拟预测）废旧三元锂电池含大量的有价金属和危险废物，对其综合回收利用兼具经济和环境效益。我国科学家以 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM) 三元正极材料为原料，采用“选择性焙烧转型-水浸”法对废旧锂电池中有价金属进行回收。 已知：①废旧三元电池物料主要金属元素为 Li、Ni、Co、Mn和 Al。 ②以二价金属氧化物为例，其焙烧过程可能的化学反应可表示为：(未标反应条件) MeO + (NH4)2SO4 = MeSO4+ 2NH3 ↑+ H2O MeSO4 = MeO + SO3↑ ③金属硫酸盐的热分解温度范围 金属硫酸盐 NiSO4 CoSO4 Al2(SO4)3 Li2SO4 热分解温度范围(℃) 700~765 720~770 590~640 950~1000 回答下列问题： （1）Ni的价电子排布式为： 。 （2）废旧锂电池在拆解前先放电的目的是 。 （3）“选择性焙烧转型-水浸”法焙烧的温度和时间对浸出率都有影响，焙烧温度和时间与 金属离子浸出率的关系如图所示。     ①最佳的焙烧条件是 。 ②在整个温度的考察范围内，铝的浸出率一直保持在 0.5% 以下，其原因是 。 （4）实验室完成操作a或操作b所需的玻璃仪器是 。 （5）碱浸时含铝元素物质发生的反应的离子方程式为 。 （6）滤渣经过一系列操作后可以得到Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2，将其与一定质量的Li2CO3混合后，然后空气气氛下进行烧结，最终得到 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 正极材料。其中制备正极材料的化学反应式为： 。 【答案】（1）3d84s2 （2）防止拆解过程中因短路发生火灾、爆炸等事故 （3）温度975℃、时间90min 在此温度范围内，Al2(SO4)3分解为Al2O3，而Al2O3难溶于水 （4）漏斗、烧杯、玻璃棒 （5）Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- （6）4Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2+O2+2Li2CO3LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 +2CO2+4H2O 【分析】由题干流程图可知，废旧锂电池通过放电排解后取正极片研磨后加入(NH4)2SO4焙烧后将金属转化为硫酸盐，在进一步转化为氧化物，水浸之后得到含有LiOH的滤液，向滤液中加入Na2CO3进行沉锂，操作a为过滤，洗涤干燥后得到碳酸锂，向滤渣中加入NaOH将Al2O3转化为NaAl(OH)4的滤液，和含有NiO、CoO、MnO的滤渣，向滤液中通入CO2进行沉铝得到Al(OH)3，操作b即过滤得到氢氧化铝，据此分析解题。 【解析】（1）已知Ni是28号元素，根据能级构造原理可知，Ni的价电子排布式为：3d84s2，故答案为：3d84s2； （2）回收处理时首先对废旧锂电池进行放电，目的是防止在电池拆解过程中，发生短路引起火灾、爆炸等事故，故答案为：防止在电池拆解过程中，发生短路引起火灾、爆炸等事故； （3）①由题干图示信息可知，最佳的焙烧条件是975℃，时间为90min是Li+的浸出率高，其余元素的浸出率很低，故答案为：975℃，时间为90min； ②由题干表中数据Al2(SO4)3分解温度为590℃~640℃可知，在整个温度的考察范围内，Al2(SO4)3分解为Al2O3，而Al2O3难溶于水，导致铝的浸出率一直保持在 0.5% 以下，故答案为：在此温度范围内，Al2(SO4)3分解为Al2O3，而Al2O3难溶于水； （4）由分析可知，操作a和操作b均分离溶液和不溶性固体，即为过滤，则实验室完成操作a或操作b所需的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒； （5）由分析可知，碱浸时含铝元素物质发生的反应为Al2O3转化为NaAl(OH)4，该反应的离子方程式为：Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-，故答案为：Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-； （6）滤渣经过一系列操作后可以得到Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2，将其与一定质量的Li2CO3混合后，然后空气气氛下进行烧结，最终得到 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 正极材料，比较两物质可知，1分子Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2转化为1分子LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2金属的化合价一共升高1，而1分子O2反应中化合价降低4，根据氧化还原反应配平可得，其中制备正极材料的化学反应式为：4Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2+O2+2Li2CO3LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 +2CO2+4H2O，故答案为：4Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2+O2+2Li2CO3LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 +2CO2+4H2O。 / 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11 工艺流程综合题 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点01 物质结构与性质 （5年4考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2021·湖北卷 近5年湖北卷工艺流程题为‌非选择题固定题型‌，每年至少出现1题，为融合性考点，‌分值13-14分‌，五年覆盖率达100%。‌ 1.考查规律如下： （1）物质结构与性质，涉及元素在周期表的位置、元素的电子排布式、价电子轨道表示式等书写、化合价的判断。 （2）‌原料预处理，涉及酸浸/碱浸原理、粉碎目的、焙烧反应书写。 （3）‌反应条件控制，涉及温度/pH调控、试剂选择（如氧化剂H₂O₂、沉淀剂NH₃·H₂O）。 （4）分离提纯，涉及过滤、结晶（蒸发浓缩/冷却结晶）、萃取、离子交换树脂应用。 （5）循环利用，涉及滤渣/滤液成分分析、副产品回收（如CO₂、NH₄Cl）。 （6）方程式书写，涉及氧化还原、水解反应、电极反应。 （7）有关计算，涉及Ksp、离子浓度、pH、平衡常数等的综合计算。 2.预测2026年湖北卷： （1）情境前沿化‌‌：聚焦 ‌战略资源回收‌（稀土、锂、锗）及‌新能源材料‌（钠电池、固态电池前驱体）。 （2）设问精细化‌：①操作术语要求严格：如“减压蒸发”vs“蒸发浓缩”、“趁热过滤”目的。②开放性设问增多：如“设计副产物循环方案”“优化能耗措施”。 （3）‌能力导向深化‌：①强化 ‌信息提取能力‌：流程中隐含副反应分析；②突出 ‌绿色化学评价‌：废物处理可行性、原子经济性评估。 总之，湖北卷工艺流程题立足资源利用与环保需求，命题呈现 ‌情境真实化、设问实践化、计算综合化的趋势，需强化工业思维与绿色化学理念。 考点02 ‌原料预处理 （5年5考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2022·湖北卷2021·湖北卷 考点03 ‌反应条件控制 （5年5考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2022·湖北卷2021·湖北卷 考点04 分离提纯 （5年5考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2022·湖北卷2021·湖北卷 考点05 循环利用 （5年1考） 2024·湖北卷 考点06 方程式书写 （5年5考） 2025·湖北卷2024·湖北卷2023·湖北卷2022·湖北卷2021·湖北卷 考点07 有关计算 （5年3考） 2025·湖北卷2023·湖北卷2021·湖北卷 1．（2025·湖北·高考真题）氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备： Ⅰ Ⅱ 已知：室温下，是难溶酸性氧化物，的溶解度极低。 时，的溶解度为水，温度对其溶解度影响不大。 回答下列问题： （1）基态氟离子的电子排布式为 。 （2）时，饱和溶液的浓度为，用c表示的溶度积 。 （3）工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为。分析沉淀的成分，测得反应的转化率为78%。水浸分离，的产率仅为8%。 ①工艺Ⅰ的固相反应 (填“正向”或“逆向”)进行程度大。 ②分析以上产率变化，推测溶解度 (填“>”或“<”) （4）工艺Ⅱ水浸后的产率可达81%，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式 。 （5）从滤液Ⅱ获取晶体的操作为 (填标号)。 a．蒸发至大量晶体析出，趁热过滤    b．蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤 （6）研磨能够促进固相反应的原因可能有 (填标号)。 a．增大反应物间的接触面积    b．破坏反应物的化学键 c．降低反应的活化能          d．研钵表面跟反应物更好接触 2．（2024·湖北·高考真题）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态的轨道表示式为 。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是 。 （3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是 。 （4）写出反萃取生成的化学方程式 。“滤液2”可以进入 步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是 。 （6）与醋酸反应得到某含4个的配合物，4个位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个的配位环境相同，与间通过相连，其化学式为 。 3．（2023·湖北·高考真题）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：    回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第 周期，第 族。 （2）烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因 。 （3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是 。 （4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为 。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。 （5）导致比易水解的因素有 (填标号)。 a．Si-Cl键极性更大        b．Si的原子半径更大 c．Si-Cl键键能更大        d．Si有更多的价层轨道 4．（2022·湖北·高考真题）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有和少量)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。 时相关物质的参数如下： 的溶解度： 化合物 回答下列问题： （1）“沉淀1”为 。 （2）向“滤液1”中加入适量固体的目的是 。 （3）为提高的析出量和纯度，“操作A”依次为 、 、洗涤。 （4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后，发现文献对常温下的有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究的性质，将饱和溶液与饱和溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下 (填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为 。 （5）他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由 。 5．（2021·湖北·高考真题）废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如图： 回答下列问题： （1）硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为 ；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为 。 （2）“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为 。 （3）25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为 (保留一位小数)；若继续加入6.0mol·L-1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后 ；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K= 。 (已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034) （4）“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO是否洗净的试剂是 ；“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和 。 （5）“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为 。 1．（2025·湖北·二模）镓在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。从棕刚玉烟尘中(主要成分为等)提取镓的工艺如下： 已知：镓和铝位于同一主族，性质相似。回答下列问题： （1）为提高“焙烧”效率，可采取的措施是 (写出一条即可)。 （2）结合下图信息，为使“焙烧”和“浸出”后的浸出率最高，应选择的钠盐是 ，浸出方式选择 (“酸浸”或“碱浸”)。 （3）“过滤、洗涤”后的“浸出渣”主要成分是 (填化学式)。 （4）“萃取”过程主要存在如下平衡：，“萃余液”所含金属阳离子为 。 （5）萃取剂中含磷酸三丁酯(结构如下)，该物质中采取杂化的几种原子，元素电负性由大到小的顺序为 。 （6）为了避免“电解”提取镓的过程中析出大量氢气，“反萃取剂”溶液应适当过量。写出提取镓的电极反应方程式： 。 2．（2025·湖北·三模）俗称锑白，可用作白色颜料和阻燃剂。一种从含锑工业废渣(主要成分是、，含有、、、等杂质)中制取的工业流程如下图所示。 回答下列问题： （1）基态Sb原子的价电子排布式为 。 （2）“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)，将“滤渣1”再次返回“溶解”的目的是 。 （3）加入“铁粉”还原的金属阳离子有 。 （4）“滤饼”的成分是SbOCl(胶状沉淀)，则“水解”过程需要不断搅拌并加入NaCl的可能原因是 。 （5）检验“洗涤”过程中沉淀是否洗净所需要的试剂为 。 （6）“中和”过程中主要发生的化学方程式为 。 （7）测定晶体结构可选用的仪器为 。 3．（2025·湖北武汉·二模）某废氧化铝基催化剂主要含有、，以及少量、等，从该废催化剂中提取铝、镍的一种工艺流程如下。 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全时的： 开始沉淀的 6.2 1.5 9.2 3.2 沉淀完全的 8.7 2.8 10.8 4.3 回答下列问题： （1）基态Ni的价电子排布式为 。 （2）硬度很大，熔点为，则其晶体类型为 。 （3）“焙烧”生成的化学方程式为 。 （4）“滤饼”的成分为，则“沉铝”的离子方程式为 。 （5）“调”分步沉淀可获得，两次“调”的数值依次为 、 （填标号）。 a．3    b．7    c．9    d．11 （6）“调”沉镍后，滤液中溶质的主要成分为 （填化学式）。 （7）可利用萃取剂P204（）从“溶液”中萃取分离出。P204在煤油中常以二聚体的形式存在，其原因是 。 4．（2025·湖北黄石·二模）碳酸锶广泛应用于玻壳玻璃、感性材料、金属冶练、锶盐制备、电子元件、焰火等领域。以天青石(成分为SrSO4、BaSO4、SiO2)为原料制备SrCO3的工艺流程如图所示。回答下列问题： 已知：常温下，Ksp(SrSO4)=3.2×10-7；Ksp(SrCO3)=5.6×10-10。 （1）基态Sr2+的最高能级的能层符号是 。 （2）将天青石磨成粉的目的是 。 （3）天青石粉中的SrSO4与氨水、NH4HCO3溶液反应的化学方程式为 ，将过滤后的滤液蒸发浓缩、冷却结晶可得到副产物 (填化学式)。 （4）酸解后滤渣的主要成分为 (填化学式)。 （5）写出“沉锶”过程中反应的离子方程式 。 （6）“系列操作”包括过滤、 、 。 （7）若“沉锶”后溶液中c(Sr2+) =8×10-5 mol∙L-1，则溶液中CO的最小浓度是 mol·L−1。 5．（2025·湖北武汉·模拟预测）废旧电池镍钴锰酸锂三元正极材料的主要成分为，通过高温氢化和湿法冶金的方法回收其中的镍、钴、锰、锂，其工艺流程如图所示。 已知：(或)的萃取原理：。回答下列问题： （1）“高温氢化”时不参与反应，固体产物为、、和，该反应的化学方程式为 ，实际生产中少量的与空气接触会转化为 ，所以为降低锂在固体残余物中的含量应用“酸洗”。 （2）若“洗液”中，加入固体后，为使沉淀中元素含量不小于元素总量的95%，则“洗液”中至少需要加入的物质的量为 [忽略溶液体积变化，]。 （3）“沉锰”过程中对金属沉淀率的影响如图所示。 ①生成的离子方程式为 。 ②该工艺条件下，开始沉淀的为2，开始沉淀的为3。“沉锰”过程中应选择的最佳为 ，时，有少量钴、镍析出，可能的原因是 。 （4）“反萃取”的目的是将有机层中、转移到水层。 ①试剂X为 (填试剂名称)。 ②为使、尽可能多地转移到水层，可适当增大试剂X的浓度，还应采取的实验操作有 。 6．（2025·湖北黄冈·三模）从水钴矿(主要含Co2O3及少量Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2、MnO、MnO2、CaO等杂质)中制备CoC2O42H2O的工艺如图。 已知：①电极电势的大小反映了氧化剂的氧化能力相对大小。 电极电势 S2O/SO Co3+/Co2+ H2O2/H2O Cl2/Cl- ClO-/Cl- Fe3+/Fe2+ I2/I- Eθ/V 2.01 1.92 1.78 1.36 0.81 0.77 0.53 ②该工艺条件下，金属离子沉淀情况的pH值如下表所示，沉淀完全视为金属离子浓度为10-5mol/L。 金属离子 Co3+ Co2+ Fe3+ Fe2+ Al3+ Mg2+ Mn2+ Ca2+ 开始沉淀 1.2 7.6 2.7 7.6 4.0 9.9 7.7 9.0 沉淀完全 2.4 9.2 3.7 9.6 5.2 13.2 9.8 11.0 根据题目所给信息，回答下列问题： （1）写出“浸出”过程中最主要的离子方程式 。“浸出”过程中的Na2SO3的物质的量不足可能会生成 ，污染环境。 （2）以下物质适合作“氧化”过程中氧化剂的是 (填序号) a．S2O        b．H2O2        c．ClO-        d．I2 （3）“调pH”过程的范围为 。 （4）若用R表示异辛基，萃取剂磷酸二异辛酯的结构式可写为，“萃取”过程后溶液中的Co2+采取六配位，以一种中性配分子的形式存在，试将这种分子的结构补充完整 。(不考虑立体异构) （5）“反萃取”过程添加的试剂M是 (写化学式)溶液。试剂M不宜过量，可能的原因是 。 7．（2025·湖北襄阳·三模）中国科学院科研团队经过对嫦娥五号月壤深入研究发现，月壤中的矿物主要为钛铁矿(FeTiO3，其中Ti为+4价)。地球上也有丰富的钛铁矿资源，一种以钛铁矿(含Fe2O3、CaO、SiO2等杂质)为原料，制取钛白颜料(TiO2)并回收绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下： （1）Ti位于元素周期表 区。 （2）在“酸溶”工序中，除粉碎矿石外还可通过 方法提高效率。(一点即可)若在此工序中未发生氧化还原反应，则由原料FeTiO3反应生成TiOSO4的化学方程式： 。 （3）“水浸”时的正确加液操作方法为 。 在“还原”工序后所得滤渣的主要成分包括过量的铁屑和 。 （4）“减压蒸发”是指在密闭容器内抽真空后对液体进行的蒸发浓缩，则本流程中通过“减压蒸发”方式制取绿矾的优点有 。(两点即可) （5）写出“水解”工艺的化学方程式： 。 （6）青铜色的TiO具有强氧化性，可以由TiO2与Ti制得，下图为TiO和TiO2的晶胞结构示意图，则TiO晶胞与TiO2晶胞中O原子的配位数最简整数比为 。 8．（2025·湖北·模拟预测）镉(Cd)广泛用于金属电镀、制作合金、制作颜料等。以炼锌工艺中烧结电尘(主要成分为CdO、CdSO4，含CdS、Pb、Zn等杂质)为原料，氨法浸出提镉的流程如图1所示。 已知：①CdS既不溶于水也不溶于氨溶液；氨浸出工序中，CdSO4浸出的离子方程式为；净化工序中，含Cd微粒未发生变化。 ②室温下，，，。 回答下列问题： （1）Cd与Zn同族且相邻，基态Cd原子的价电子轨道表示式为 。浸出渣的主要成分是 (填化学式)。 （2）氨浸出工序中，CdO浸出的离子方程式为 。浸出的总氨浓度(与的总浓度)和最佳总氨浓度下氨铵比[]分别与浸出率的关系曲线如图2、3所示，则最佳条件下溶液中 。 （3）沉镉工序中，消耗0.65g锌粉时，溶液质量减轻 g。 （4）沉锌工序中，室温下向溶液中通入至饱和，且控制溶液的，则此时溶液中 。沉锌余液可返回 工序，实现闭环循环，使元素充分利用。 9．（2025·湖北黄冈·二模）钴、镍及其化合物在新能源材料、化工合成领域有着重要的作用。以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备CoCO3和NiSO4·6H2O的工艺流程如下。 回答下列问题： （1）基态Fe3+的价层电子排布式为 。 （2）“氧化”过程发生反应的离子方程式为 。 （3）“萃取”时一般选择有机萃取剂P204，“萃取”和“反萃取”可表示为。在萃取过程中为了提高萃取率可加入适量 (填写试剂名称)，然后往有机层中加入另一物质进行反萃取。 （4）反萃取时，硫酸的浓度需在一定范围内，其原因是 。 （5）黄钠铁矾渣可用“酸浸-沉淀法”进行铁资源回收：先在加热条件下用稀盐酸浸出铁，再向浸出液中加入少量NaH2PO4，可得沉淀，该沉淀为某种锂离子材料磷酸铁。试写出沉淀的离子方程式 。 （6）常温下，，若起始时，“沉钴”过程中应控制pH＜ 。(lg2=0.3) （7）以上流程的优点有 。 A．资源高效回收利用，低能耗，符合绿色化学原则    B．分步除杂，选择性高   C．工艺成熟，操作简便 10．（2025·湖北·模拟预测）氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示： 已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，Ce3+和发生反应：； ②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2； ③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢氧化物沉淀； ④Ce2(CO3)3为白色粉末，难溶于水。 回答下列问题： （1）58Ce位于元素周期表的第 周期第 族。 （2）滤渣A的主要成分是 (填写化学式)。 （3）在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式 。 （4）加入硫脲的目的是将还原为Ce3+，反应的离子方程式为 。 （5）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为 。 （6）下列关于步骤④的说法正确的是_______(填字母)。 A．过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+，需要将滤液循环以提高产率 B．可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度 C．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率 D．该步骤发生的反应是2Ce3++6HCO=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O （7）若常温下，Ka2(H2CO3)=5.0×10−11，Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10−28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10−5mol∙L−1，此时测得溶液的pH=5，则溶液中c()= mol∙L−1。 11．（2025·湖北武汉·一模）锑、铋是重要的金属元素，广泛应用于医药、半导体等领域。从含铋高锑冶炼废渣(主要成分有、、等)中回收锑、铋的工艺流程如下。 已知：①是两性氢氧化物； ②浸出液中砷主要以、锑主要以、铋主要以存在； ③，。 回答下列问题： （1）位于元素周期表的第 周期、第 族。 （2）已知难溶于水，则“浸出”中，使用较高浓度的NaCl溶液的作用是 。 （3）“沉砷”中有生成，该反应的离子方程式为 。 （4）“沉锑”后溶液中、，则“沉铋”中，当恰好沉淀完全时， (当溶液中剩余离子的浓度时，可认为沉淀完全)。 （5）“沉锑渣”和氨水反应生成锑白()的化学方程式为 ，不用NaOH溶液的原因是 。 （6）可生产一种用作阻燃剂、稳定剂的钠盐(Sb为+5价)，其阴离子是两个锑氧四面体共用一个顶点形成的二聚体结构，则该钠盐的化学式为 。 2．（2025·湖北·三模）固体电解质LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。 请回答下列问题： （1）“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即可)。 （2）“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。 （3）“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是 。 （4）“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为 。 （5）本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是 。 （6）常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4＋)≤1.0×10-5 mol·L-1时可认为Ti4＋沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中c(PO)最低为 mol·L-1. 13．（2025·湖北襄阳·模拟预测）电解精炼铜的阳极泥中主要含Au、Ag2Se、Cu2Se等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图： （1）铜位于元素周期表第 周期第 族。 （2）铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是 。 （3）①已知“浸金”的反应方程式如下：2NaClO3+2Au+12HCl+H2SO4=2HAuCl4+3Cl2↑+Na2SO4+6H2O。当有1 mol的Au溶解时，反应转移的电子数为 。 ②王水溶金方程式如下：Au+HNO3(浓)+4HCl(浓)=HAuCl4+NO↑+2H2O。该流程图中“浸金”方法的优点 (答出一点即可)。 （4）具有极强腐蚀性的强酸氯金酸(HAuCl4)被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，写出该反应的离子方程式 。 （5）AgCl(s)+2 (aq) (aq)+Cl-(aq)，浸出液Na2SO3可直接循环使用，但循环多次后，银的浸出率会降低。从化学平衡的角度分析原因： （6）甲醛还原法沉积银，[Ag(SO3)]通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行，甲醛被氧化为碳酸氢根离子，则该反应的离子方程式为 。 14．（2025·湖北武汉·二模）利用镁泥（主要成分为、和等）为主要原料制取碳酸镁的工业流程如下： （1）酸溶。某工厂用1.78吨发烟硫酸（化学式：）配制质量分数为溶液，配制时需要水的质量为 吨。 （2）除铁。已知滤渣2的成分与温度、的关系如图所示。 ①若控制温度80℃、，可得到黄铁矾钠（上图中阴影部分），写出“除铁”过程总反应的离子方程式： 。 ②工业生产不选择以形式除铁的可能原因： （写出两点）。 （3）沉淀。写出“沉淀”过程的离子方程式： 。 （4）控制“沉淀”温度50℃，可制得碱式碳酸镁，碱式碳酸镁常用作塑料阻燃剂。现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体，放出（标准状况），计算该碱式碳酸镁样品中的= 。 （5）某钙镁矿的晶胞结构如图所示。若将全部换为，所得晶体中每个晶胞含有的原子数为 。 15．（2025·湖北黄冈·模拟预测）废旧三元锂电池含大量的有价金属和危险废物，对其综合回收利用兼具经济和环境效益。我国科学家以 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM) 三元正极材料为原料，采用“选择性焙烧转型-水浸”法对废旧锂电池中有价金属进行回收。 已知：①废旧三元电池物料主要金属元素为 Li、Ni、Co、Mn和 Al。 ②以二价金属氧化物为例，其焙烧过程可能的化学反应可表示为：(未标反应条件) MeO + (NH4)2SO4 = MeSO4+ 2NH3 ↑+ H2O MeSO4 = MeO + SO3↑ ③金属硫酸盐的热分解温度范围 金属硫酸盐 NiSO4 CoSO4 Al2(SO4)3 Li2SO4 热分解温度范围(℃) 700~765 720~770 590~640 950~1000 回答下列问题： （1）Ni的价电子排布式为： 。 （2）废旧锂电池在拆解前先放电的目的是 。 （3）“选择性焙烧转型-水浸”法焙烧的温度和时间对浸出率都有影响，焙烧温度和时间与 金属离子浸出率的关系如图所示。     ①最佳的焙烧条件是 。 ②在整个温度的考察范围内，铝的浸出率一直保持在 0.5% 以下，其原因是 。 （4）实验室完成操作a或操作b所需的玻璃仪器是 。 （5）碱浸时含铝元素物质发生的反应的离子方程式为 。 （6）滤渣经过一系列操作后可以得到Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2，将其与一定质量的Li2CO3混合后，然后空气气氛下进行烧结，最终得到 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 正极材料。其中制备正极材料的化学反应式为： 。 / 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 $$