第27讲 过渡金属“微流程”分析-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

第六章　元素及其化合物的综合应用 第27讲　过渡金属“微流程”分析 优化探究 大单元二　元素及其化合物 [导航·复习目标]　1.了解常考过渡金属及其重要化合物的性质。 2.能依据信息解答陌生过渡金属及其化合物制备流程中的相关问题。 2 练真题 明考向 课时作业27　过渡金属“微流程”分析 提升 关键能力 梳理 必备知识 3 一、过渡金属的性质特点 1.多变价 (1)高价态金属通常形成含氧酸根离子的盐，具有较强的氧化性，如KMnO4、K2Cr2O7、K2FeO4等，均能将浓盐酸氧化成Cl2。 (2)在空气中灼烧一些不稳定的低价金属的化合物，在分解的同时可能被氧化： MnOOHMnO2；Fe(OH)2Fe2O3；CoC2O4Co3O4。 梳理 必备知识 4 (3)低价金属的氢氧化物，为难溶性的弱碱，且易分解成氧化物，如Fe(OH)2、Mn(OH)2、Cr(OH)3。 (4)低价硫化物，通常为有色难溶物，如HgS(黑或红)、FeS(黑)、Cu2S(黑)、FeS2(金黄)。 工业生产中，常通过转化价态、调节pH将过渡金属生成氢氧化物沉淀或生成难溶硫化物分离除去。 5 2.易形成配合物 (1)金属离子常易水解，其水合离子通常显色，如Cu2＋(aq，蓝)、Fe2＋(aq，浅绿)、Fe3＋(aq，黄)、Cr3＋(aq，绿)。 (2)容易形成配合物的中心离子，如 [Cu(NH3)4]2＋、[Ag(NH3)2]＋、[Fe(SCN)6]3－、[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋。 (3)向一些盐溶液中滴加氨水，先生成难溶性碱，继续滴加，生成含氨配合物，如 CuSO4(aq)[或AgNO3(aq)]Cu(OH)2(s)[或AgOH(s)] [Cu(NH3)4]2＋{或[Ag(NH3)2]＋}。 6 二、常见过渡金属及其化合物的转化 1.锌及其化合物的转化 ①Zn(OH)2＋2OH－====[Zn(OH)4]2－， ②Zn(OH)2＋2H＋====Zn2＋＋2H2O， ③ZnO＋2H＋====Zn2＋＋H2O， ④ZnO＋2OH－＋H2O====[Zn(OH)4]2－。 7 2.铬的重要化合物 (1)Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关系如下： Cr3＋ Cr(OH)3 [Cr(OH)4]－。 反应的离子方程式： ①Cr3＋＋3OH－====Cr(OH)3↓； ②Cr(OH)3＋OH－====[Cr(OH)4]－， Cr3＋＋4OH－====[Cr(OH)4]－； ③[Cr(OH)4]－＋H＋====Cr(OH)3↓＋H2O； ④Cr(OH)3＋3H＋====Cr3＋＋3H2O， [Cr(OH)4]－＋4H＋====Cr3＋＋4H2O。 8 (2)铬(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2和Cr存在下列平衡： 2Cr(黄色)＋2H＋⥫⥬Cr2(橙红色)＋H2O。 3.钒的重要化合物 (1)五氧化二钒既能溶于强碱，又能溶于强酸，如 V2O5＋6NaOH====2Na3VO4＋3H2O； V2O5＋6HCl====2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。 (2)VO2＋、V：在酸性介质中，V具有强氧化性，如 V＋Fe2＋＋2H＋====VO2＋＋Fe3＋＋H2O， 2V＋H2C2O4＋2H＋====2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。 4.钴的配合物 (1)Co(Ⅱ)与H2O、Cl－配合的平衡转化 (2)Co(Ⅱ)的配合物具有较强的还原性 Co2＋＋6NH3 [Co(NH3)6]2＋ [Co(NH3)6]3＋ 1. (2025·湖南长沙模拟)金属锰用于生产多种重要的合金。工业上由碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有Fe3O4、MgO、SiO2等杂质)制备金属锰的工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A.“浸渣”的主要成分可用于制造陶瓷和耐火材料 B.“氧化”时消耗的过氧化氢与Fe2＋的物质的量之比为1∶2 C.“沉铁”时发生反应的离子方程式为3MnCO3＋2Fe3＋＋3H2O==== 3Mn2＋＋2Fe(OH)3＋3CO2↑ D.“电解”过程中提高电解质溶液的酸度，电解效率会降低 B 提升 关键能力 11 解析：本题为从碳酸锰矿粉中制备单质锰的过程，首先用硫酸溶解矿 粉，过滤后得到的滤液中含有锰离子、二价铁离子、三价铁离子、镁离子，加入过氧化氢将二价铁离子氧化为三价铁离子，用碳酸锰沉铁，随后用氟化锰沉镁后，再通过电解得到单质锰，以此解题。A.碳酸锰矿中仅有SiO2不溶于硫酸，“浸渣”的主要成分为SiO2，SiO2可用于制造玻璃、光导纤维、陶瓷和耐火材料等，A项正确；B.Fe3＋可用作过氧化氢分解的催化剂，故“氧化”时消耗的过氧化氢与Fe2＋的物质的量之比应大于1∶2，B项错误；C.“沉铁”时发生反应的离子方程式为3MnCO3＋2Fe3＋＋3H2O====3Mn2＋＋2Fe(OH)3＋3CO2↑，C项正确；D.若“电解”过程中过度提高电解质溶液的酸度，大量H＋会在阴极上放电，导致电解效率降低，D项正确。 12 2.(2025·福建龙岩模拟)以炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO，含少量的CuO、 SiO2、Fe2O3)为原料制备ZnO的流程如图所示。下列说法正确的是(　　) 已知：“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2＋和[Cu(NH3)4]2＋。 A.H—N—H键角：[Cu(NH3)4]2＋＜NH3 B.“滤渣②”的主要成分为Fe、Cu和Zn C.所含金属元素的质量：“滤液①”＜“滤液②” D.“煅烧”时需要在隔绝空气条件下进行 C 13 解析：浸取时，ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4] 2＋，SiO2、Fe2O3不反应，滤液①中含有[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、NH4HCO3、NH3·H2O，滤渣①的主要成分为Fe2O3和SiO2；加入Zn粉时，发生反应Zn＋[Cu(NH3)4] 2＋====Cu＋[Zn(NH3)4] 2＋，从而实现去除杂质[Cu(NH3)4]2＋，滤渣②的主要成分为Cu和过量的Zn，滤液②中主要含[Zn(NH3)4] 2＋、NH4HCO3、NH3·H2O，经过蒸氨沉锌操作获得沉淀， 14 最后煅烧获得ZnO。A.NH3提供孤电子对与Cu2＋形成配位键后，孤电子对转化为成键电子对，N—H成键电子对受到的排斥力减小，则H—N—H键角变大，即H—N—H键角：[Cu(NH3)4]2＋＞NH3，故A错误；B.由分析可知，滤渣②的主要成分为Cu和过量的Zn，故B错误；C.由分析可知，滤液①中含有金属元素的离子为[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋，加入锌粉发生反应Zn＋[Cu(NH3)4] 2＋====Cu＋[Zn(NH3)4] 2＋，因此滤液①中[Cu(NH3)4]2＋转化为[Zn(NH3)4]2＋，因此滤液②中含有金属元素的离子为[Zn(NH3)4] 2＋，Zn的相对原子质量大于Cu，金属元素质量增加，即所含金属元素的质量：“滤液①”＜ “滤液②”，故C正确；D.煅烧时ZnCO3·Zn(OH)2会分解，Zn为＋2价，不会被氧气氧化，因此不需要隔绝空气，故D错误。 15 3.(2025·广东湛江模拟)工业上从钴镍渣(主要含CoO、NiO和少量FeO、Cu)中回收Co和Ni的流程如下。 已知：①Co2＋＋6NH3·H2O====＋6H2O　K＝105； ②Ksp[Ni(OH)2]＝1.0×10－15，完全沉淀时c(Ni2＋)≤10－5 mol·L－1； ③Kb(NH3·H2O)＝10－5。 16 下列说法错误的是(　　) A.滤渣1是Cu，滤渣2是Fe(OH)3 B.氧化性：H2O2＞Co3＋＞Fe3＋ C.若沉镍完全后滤液中c(N)＝10－3 mol·L－1，则≥10－13 D.“氧化沉钴”中氧化剂、还原剂的物质的量之比为1∶2 B 解析：钴镍渣(主要含CoO、NiO和少量FeO、Cu)用硫酸溶液溶解并过滤，除去不溶于酸和水的杂质Cu，同时得到含有Ni2＋、Fe2＋及Co2＋的滤液，向滤液中加入H2O2主要是氧化溶液中的Fe2＋得Fe3＋，后用CoCO3调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，通过过滤除去，达到除铁的目的，过滤后的滤液中继续加入氨水，可生成Ni(OH)2，再过滤除去，向滤液中加入Na2SO5和NaOH氧化沉钴将[Co]2＋转化为 Co(OH)3，以此解答。A.由分析可知，滤渣1是Cu，滤渣2是Fe(OH)3， A正确；B.氧化除杂步骤中，H2O2氧化溶液中的Fe2＋得Fe3＋，但不能氧 化Co2＋，说明氧化性：Co3＋＞H2O2＞Fe3＋，B错误；C.完全沉淀时c(Ni2＋)≤10－5 mol·L－1，则溶液中c(OH－)＝≥ mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，若沉镍完全后滤液中c(N)＝10－3 mol·L－1，c(NH3·H2O)＝≥ mol·L－1＝10－3 mol·L－1，＝K×c6(NH3·H2O)≥105×(10－3)6＝10－13，C正确；D.向滤液中加入Na2SO5和NaOH氧化沉钴将转化为Co(OH)3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为S＋2＋4OH－＋H2O====2Co(OH)3＋S＋12NH3，S是氧化剂，[Co(NH3)6]2＋是还原剂，氧化剂、还原剂的物质的量之比为1∶2，D正确。 硫酸的工业制法流程分析 (2024·北京卷)硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 20 下列说法不正确的是(　　) A.Ⅰ的化学方程式：3FeS2＋8O2Fe3O4＋6SO2② B.Ⅱ中的反应条件③都是为了提高SO2平衡转化率 C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生④ D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收⑤ B [信息获取]　①图示信息：可根据工艺流程确定第一步操作的具体反应；②反应方程式的判断；③反应条件的分析；④生成物的分析；⑤尾气的处理。 [教材溯源]　硫酸的工业制备源于人教版必修第二册第4页中“二、硫酸”，源于鲁科版必修第一册第104页中的“化学与技术”栏目的内容。 [解析]　黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，SO2和空气中的O2在400~500 ℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3，用98.3%的浓硫酸吸收SO3，得到H2SO4。A.Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，化学方程式：3FeS2＋8O2Fe3O4＋6SO2，故A正确；B.Ⅱ中的反应条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产成本，如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率，故B错误；C.将黄铁矿换成硫黄，则不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，故C正确；D.硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液吸收，故D正确。 练真题 明考向 1.(2024·湖北卷)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) 离子 Zn2＋ Cu2＋ Cl－ 浓度/(g·L－1) 145 0.03 1 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 答案：C 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”步骤发生反应的化学方程式为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。A.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，故A错误；B.“浸铜”时，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，故B错误；C.“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，即Cu的化合价升高，Cu2＋的化合价降低，发生归中反应，化学方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－====2CuCl，故C正确；D.脱氯液净化后电解，Zn2＋应在阴极得到电子生成Zn，故D错误。 2.(2024·贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国以上。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 B 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的溶质主要为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，最后洗涤得到最终产品。A.由分析可知，“气体”主要成分为H2S，“溶液1”的溶质主要为NaCl及过量的NaOH，A项错误；B.由分析可知，“系列操作”得到的是Ba(OH)2·8H2O晶体，故“系列操作”可以是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B项正确；C.“合成反应”是Ba(OH)2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项错误；D.“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项错误。 3.(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素 以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　) A.“焙烧”中产生CO2 B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2 C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为Cr D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 B 解析：焙烧过程中铁、铬元素均被氧化，同时转化为对应钠盐，水浸时铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原反应得到氢氧化铬沉淀。A.铁、铬氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成对应的钠盐和二氧化碳，A正确；B.焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的主要成分为氢氧化铁，B错误；C.滤液①中Cr元素的化合价是＋6价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀溶液显碱性，所以Cr 元素主要存在形式为Cr，C正确；D.由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，D正确。 4.(2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如下： 已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5 完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6 ②Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。 下列说法错误的是(　　) A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3 B.Na2S溶液呈碱性，其主要原因是S2－＋H2O⥫⥬HS－＋OH－ C.“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全沉淀时，溶液中＝4.0×10－12 D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水 D 解析：污水中含有铜离子、三价铁离子、锌离子、铝离子，首先加入石灰乳除掉三价铁离子和铝离子，过滤后，加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子，再次过滤后即可除去其中的杂质，以此解题。A.根据分析可知氢氧化铁当pH＝1.9时开始沉淀，氢氧化铝当pH＝3.5时开始沉淀，当pH＝4时，则会生成氢氧化铝和氢氧化铁，即“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A正确；B.硫化钠溶液中的硫离子可以水解，产生氢氧根离子，使溶液显碱性，其第一步水解的方程式为S2－＋H2O ⥫⥬HS－＋OH－，B正确；C.当铜离子和锌离子完全沉淀时，则硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡，则 ＝4.0×10－12，C正确；D.污水经过处理后其中含有较多的钙离子，故“出水”应该经过阳离子交换树脂软化处理，达到工业冷却循环用水的标准后，才能使用，D错误。 课时作业27 过渡金属“微流程”分析 36 选择题 1.(2025·安徽合肥模拟)某种以辉铜矿(Cu2S，含Fe3O4、SiO2杂质)为原 料制备SO4·H2O的流程如图所示，下列说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A.向溶液D中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物 B.向溶液C中加入硫氰化钾溶液后呈现红色 C.煅烧过程中涉及的主要方程式为2Cu2S＋5O24CuO＋2SO3 D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配位原子为N C 37 解析：向辉铜矿A中通入氧气进行煅烧，发生反应：Cu2S＋2O2 2CuO＋SO2，固体B为CuO、Fe3O4和SiO2，加入硫酸过滤后得到含有 Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋的溶液C，加入过量氨水，得到氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和Cu[(NH3)4]SO4溶液，过滤后即得溶液D。A.向溶液D中加入无水乙醇，可减小溶剂的极性、降低产物的溶解性，用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物，A项正确；B.溶液C中溶质的主要成分为FeSO4、CuSO4和Fe2，加入硫氰化钾溶液会呈现红色，B项正确；C.辉铜矿通入氧气进行煅烧，发生反应：Cu2S＋2O22CuO＋SO2，C项错误；D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配体是NH3，配位原子为N，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 38 2.(2025·广东江门模拟)七水硫酸锌在农业中可用作微量元素肥料，也被广泛用于工业领域。锌渣制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如下。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 锌渣的主要成分为ZnO，含有少量CuO、FeO、PbO、SiO2。下列说法 正确的是(　　) A.滤渣①为SiO2，滤渣③为Cu和Pb B.“氧化”操作发生的反应为2Fe2＋＋2ClO－＋2OH－＋2H2O==== 2Fe(OH)3↓＋Cl2↑ C.加入ZnO的主要作用是调节溶液的pH D.操作X用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、漏斗 C 39 解析：锌渣的主要成分为ZnO，含有少量CuO、FeO、PbO、SiO2，加入硫酸酸浸，二氧化硅不反应，PbO与硫酸反应生成硫酸铅沉淀，所以滤渣①为SiO2和PbSO4，滤液①溶质主要为硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁，加入漂白粉将Fe2＋氧化为Fe3＋，次氯酸根离子转化为氯气，再加ZnO调节溶液pH，使Fe3＋沉淀，滤渣②为Fe(OH)3，滤液②主要溶质为硫酸锌和硫酸铜，加入Zn置换出硫酸铜中的Cu，滤渣③为Cu和过量的锌，滤液③主要为硫酸锌，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4·7H2O，据此解答。A.根据分析可知，滤渣①为SiO2和PbSO4，滤渣③为Cu和过量的锌，A错误；B.“氧化”操作在酸性条件下进行，反应物中不能出现OH－，B错误；C.根据分析可知，ZnO调节溶液pH，使Fe3＋沉淀，C正确；D.操作X用到的玻璃仪器还有烧杯，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 40 3.(2025·福建宁德模拟)从废旧镍钴锰三元锂电池正极材料[主要含Li(Ⅰ)、Ni(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)等金属的氧化物]中回收钴的一种流程如下： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 已知：高锰渣中锰以MnO2的形式存在。下列说法正确的是(　　) A.“溶浸”中Na2SO3被还原 B.“脱铝”得到的滤渣成分是Al(OH)3 C.“脱锰”的离子方程式为Mn2＋＋S2＋2H2O====2S＋MnO2↓＋4H＋ D.“系列操作”含蒸发结晶、洗涤、干燥 C 41 解析：“溶浸”中Na2SO3与Co(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)发生氧化还原反应，Na2SO3被氧化为硫酸钠，Co(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)都被还原为＋2价，“脱铝”得到的滤渣成分是Al(OH)3和硫酸钙，滤液中加入Na2S2O8除去锰元素，经过一系列处理得到硫酸钴溶液，再经系列操作后得到硫酸钴晶体。A.“溶浸”中Na2SO3被氧化，A错误；B.“脱铝”得到的滤渣成分是Al(OH)3和硫酸钙，B错误；C.根据得失电子守恒以及电荷、原子守恒，“脱锰”的离子方程式为Mn2＋＋S2＋2H2O====2S＋MnO2↓＋4H＋，C正确；D.“系列操作”含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 4.(2025·江西景德镇模拟)某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含少量铁、铝、铜、镍的化合物)作脱硫剂，通过如图简化流程，既脱除 燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2。下列叙述错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A.X可能是MnCO3 B.若滤渣2是CuS和NiS，则Y一定是H2S C.还原酸浸时，MnO2参与的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 D.氧化时发生反应的离子方程式：2Mn＋3Mn2＋＋2H2O====4H＋＋5MnO2↓ B 43 解析：二氧化锰具有氧化性，SO2具有还原性，“还原酸浸”步骤二者发生氧化还原反应，离子方程式为MnO2＋SO2====Mn2＋，“除铁 铝”步骤加入X调节溶液的pH，促进Fe3＋、Al3＋水解生成氢氧化物沉淀，从而除去铁、铝；“除铜镍”步骤加入Y，除Cu2＋、Ni2＋，“氧化”步骤加入KMnO4将Mn2＋氧化为MnO2，过滤，得到MnO2，据此分析解答。A.“除铁铝”步骤加入X调节溶液的pH，促进Fe3＋、Al3＋水解生成氢氧化物沉淀，从而除去铁、铝，X可能是MnCO3，故A正确；B.“除铜镍”步骤加入Y，除Cu2＋、Ni2＋，若滤渣2是CuS和NiS，Y最好是MnS，除去杂质，且不引入新杂质，故B错误； C.还原酸浸时，MnO2参与的反应：MnO2＋SO2====Mn2＋，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，故C正确；D.“氧化”步骤加入KMnO4将Mn2＋氧化为MnO2，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平该反应的离子方程式：2＋ 3Mn2＋＋2H2O====4H＋＋5MnO2↓，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 5.(2025·广东汕头质检)一种利用废铜渣(主要成分为CuO，含少量的Fe2O3、SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如下： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 下列说法正确的是(　　) A.“酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3 B.向“沉铁”后的滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为Cu(OH)2 C.“沉铜”过程中发生了氧化还原反应，SO2是还原剂 D.“转化”后的滤液中含有的阳离子为N和H＋ C 45 解析：废铜渣(主要成分为CuO，含少量Fe2O3、SiO2等杂质) “酸浸”时CuO、少量Fe2O3与H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸铁，SiO2不溶于H2SO4，所以滤渣的成分是SiO2，滤液中加过量氨水沉铁除去Fe3＋，铜离子转化为[Cu]2＋，所得滤液通二氧化硫沉铜，过滤出产生的CuNH4SO3沉淀，加稀硫酸转化，＋1价铜发生歧化反应，得到铜离子和Cu。A.根据分析，“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2，A错误；B.向“沉铁”后的滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4，B错误；C. “沉铜”时向含有[Cu(NH3)4]2＋和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成CuNH4SO3沉淀，铜元素化合价降低，则发生氧化还原反应，SO2是还原剂，C正确；D.转化时，CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应，得到铜离子和Cu，结合元素守恒可知， “转化”后的滤液中含有的主要阳离子：N、H＋、Cu2＋，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 6.(2025·福建三明模拟)以碲铜废料(主要含Cu2Te)为原料回收碲单质的一种工艺流程如下： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 已知：①“氧化酸浸”生成CuSO4和二元弱酸H2TeO3； ②CuC2O4＋H2C2O4⥫⥬[Cu(C2O4)2]2－＋2H＋。 下列说法错误的是(　　) A.“氧化酸浸”时，H2O2作氧化剂 B.“沉铜”时，需加过量Na2C2O4 C.螯合物Na2中Cu(Ⅱ)的配位数为4 D.“还原”时，发生的主要反应为H2TeO3＋2S====Te↓＋2S＋H2O B 47 解析：该工艺流程原料为碲铜废料(主要含Cu2Te)，产品为碲单质，碲铜废料经过“氧化酸浸”生成CuSO4和二元弱酸H2TeO3，加入Na2C2O4溶液“沉铜”后，再加入Na2SO3溶液还原H2TeO3得到碲单质。A.Cu2Te 在“氧化酸浸”过程中生成CuSO4和二元弱酸H2TeO3时，Cu元素化合价由＋1价升高为＋2价，发生氧化反应，Te元素化合价由－2价升高为＋4价，发生氧化反应，则H2O2发生还原反应，作氧化剂，A正确；B.“氧化酸浸”后溶液显酸性，若“沉铜”时加过量Na2C2O4，则溶液中H2C2O4浓度较大，使生成的CuC2O4发生CuC2O4＋H2C2O4⥫⥬ [Cu(C2O4)2]2－＋2H＋而溶解，B错误；C.螯合物Na2[Cu]中Cu2＋具有空轨道，C2中O具有孤电子对，形成配位键， 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 [Cu(C2O4)2]2－的结构为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ，故Cu(Ⅱ)的配位数为4，C正确；D.在“还原”过程中H2TeO3转化为碲单质，Te化合价由＋4价降低为0价，发生还原反应，加入的Na2SO3溶液中的S发生氧化反应生成S，故反应为H2TeO3＋2S====Te↓＋2S＋H2O，D正确。 7.(2025·广东惠州开学考试)从炼锌厂的废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等)中回收钴和锌的一种工艺流程如图： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 下列说法错误的是(　　) A.“加热酸浸”过程中生成的滤渣1主要成分为SiO2 B.“氧化”过程中发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋====2Fe3＋＋2H2O C.可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的操作得到CoSO4晶体 D.ZnSO4在有机溶剂M中的溶解度比CoSO4小 D 50 解析：废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等)中二氧化硅不溶于酸，滤渣1为SiO2，滤液中含有锌离子、亚铁离子、钴离子，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价铁离子，调节pH使三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入有机溶剂M经过萃取分液，水相中为钴离子，有机相中为锌离子，“操作”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，干燥，据此分析解题。A.由分析可知，滤渣1的主要成分是SiO2，A正确；B.由分析可知，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价铁离子，则“氧化”过程中发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋====2Fe3＋＋2H2O，B正确；C.可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的操作得到CoSO4晶体，C正确；D.加入有机溶剂M的目的是萃取溶液中的锌离子，分液得到含有钴离子的水相和含有锌离子的有机相，所以ZnSO4在有机溶剂M中的溶解度大于CoSO4，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 8. (2025·广东中山阶段练习)以下是实验室模拟以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制备半导体材料纳米ZnS的工艺流程： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 已知：ⅰ.常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝8.0×10－38；lg 5≈0.7。 ⅱ.当离子浓度c≤10－5 mol·L－1时，可认为沉淀完全。 下列说法错误的是(　　) A.第一次“调节pH”应控制pH≥3.3 B.“操作Q”用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 C.“沉淀”步骤若改用H2S试剂，反应的离子方程式为Zn2＋＋S2－====ZnS↓ D.“酸浸”步骤中通空气的目的可能是考虑到节约硝酸用量和环境保护 C 52 解析： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 第一次“调节pH”使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，c(Fe3＋)≤10－5 mol·L－1时认为沉淀完全，当c(Fe3＋)＝10－5 mol·L－1时，c(OH－)＝ mol·L－1＝2×10－11 mol·L－1，c(H＋) ＝＝5×10－4 mol·L－1，pH≈3.3，则第一次“调节pH”应控制pH≥3.3，A正确；“操作Q”是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，B正确；“沉淀”步骤若改用H2S试剂，反应的离子方程式为Zn2＋＋H2S==== ZnS↓＋2H＋，H2S不拆，C错误；“酸浸”步骤中通入空气，O2能与HNO3的还原产物NO反应，可以节约硝酸用量和保护环境，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 9.(2025·广东佛山模拟)镍电池芯废料中主要含有金属镍，还含有金属钴、铁、铝。一种从镍电池芯废料中回收金属的工艺流程如下： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 下列说法正确的是(　　) A.“酸浸”时，若改用浓硫酸，反应速率更快，效果更好 B.H2O2在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用不同 C.“钴镍分离”时发生反应的离子方程式为ClO－＋2Co2＋＋4OH－＋H2O====2Co(OH)3↓＋Cl－ D.“结晶”时，快速蒸发溶液，得到的晶体颗粒较大 B 55 解析：A.浓硫酸会使得铁、铝钝化，反而会降低反应速率，A错误； B.H2O2在“氧化除杂”中是将亚铁离子转化为铁离子，H2O2起氧化剂作用，利于将铁转化为氢氧化铁沉淀而除去；“酸溶”中是将三价钴转化为二价钴，H2O2起还原剂作用，B正确；C.“钴镍分离”时发生的反应为次氯酸根离子、二价钴离子反应转化为氢氧化钴沉淀，反应中溶液为酸性，故离子方程式为5H2O＋ClO－＋2Co2＋====2Co(OH)3↓＋Cl－＋4H＋，C错误；D.“结晶”时，缓慢蒸发溶液，晶体颗粒长的较大，得到的晶体颗粒较大，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 10. (2025·广东梅州模拟)某工厂废液经简易处理后的沉淀泥浆中含有大量废铜丝和少量 V、Ti、Fe、Si元素氯化物及复杂化合物，一种以该沉淀泥浆为原料回收铜与钒的工艺流程如图所示。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 已知：常温下Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39， 57 Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，溶液中的离子浓度小于 10－5 mol/L时可以认 为已经除尽。下列说法错误的是(　　) A.泥浆在空气中堆放后由灰色变为疏松的绿色粉状，是因为铜被氧化，便于后续酸浸时铜进入溶液 B.操作 A依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C.若浸出液中Cu2＋的浓度为0.1 mol/L，则酸浸时可调pH＝5 D.“沉钒”时，增大NH4Cl溶液的浓度，可提高钒的回收率 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 C 58 解析：沉淀泥浆在空气中堆放后铜被氧化，加入氢氧化钠溶液除去氯元素，固体加入稀硫酸浸取，使得铜的氧化物转化为硫酸铜溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到胆矾；固体加入碳酸钠焙烧后水浸过滤分离出含V溶液，加入氯化铵溶液沉钒得到NH4VO3。A.空气中的氧气具有氧化性，泥浆堆放后由灰色变为疏松的绿色粉状可以得出是铜被氧化，酸浸时可以进入溶液便于后期制备胆矾，A正确； B.操作A从溶液中得到胆矾晶体，操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B正确；C.浸出液中 Cu2＋的浓度为0.1 mol/L，若pH＝5，pOH＝9，则Q＝c(Cu2＋)c2(OH)＝0.1×10－9×2＝10－19＞Ksp＝2.2×10－20，则生成氢氧化铜沉淀，C错误；D.“沉钒”时，增大NH4Cl溶液的浓度，利于促使平衡向生成NH4VO3的方向移动，可提高钒的回收率，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 $$