2026届高三化学一轮复习专项训练 化工流程题微专题：关于pH的计算（沪教版）

化工流程中关于pH的考法 Ⅰ.调pH需要加入的物质 解题思路：调pH需要加入的物质：含主要阳离子（不引入新杂质即可）的难溶性氧化物、氢氧化物或碳酸盐，能与H+反应，使溶液pH增大；如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型物质。 例如：除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋：可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。 （原因：加CuO等消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀析出） 考法1：询问调pH时加什么 1.（2025·上海浦东新·二模）“高压氢还原法”能直接从金属的盐溶液中提取金属，工业上由硫化铜精矿(主要成分CuS，含FeS、ZnS等杂质)制备铜粉的流程如下： (1)上述流程中，能替代氨水起到调节pH作用的试剂是_______。 A．Cu B．CuO C．CuS D． 氨水调节pH是为了使铁离子沉淀完全，而铜离子不沉淀，铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁和氢离子使溶液呈酸性，向溶液中加入氧化铜，氧化铜与溶液的氢离子反应使溶液中的氢离子浓度减小，有利于水解平衡不断右移，溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，则氧化铜能替代氨水起到调节pH作用，故选B； 2.（2025·上海金山·二模）工业上以锌矿(主要成分为ZnCO3，还有Fe、Mg、Ca等的化合物和SiO2)为原料制备硫酸锌晶体的工艺流程如下。其中沉铁时，通过调控溶液的pH使铁元素形成易过滤的FeOOH铁渣。 已知：溶液中Fe3+浓度较小时，才能顺利析出FeOOH。 (2) 通过控制加入H2O2的量及适宜调节溶液pH进行沉铁，则物质X的化学式为 。 【答案】(1) ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3 3.（24-25高三上·上海青浦·期末）氯化钡常用于电子、仪表、冶金等工业。以重晶石矿（主要成分为，含少量、等）为原料制备纯净的晶体途径如下： (3)调节pH所用试剂可能为________（不定项）。 A．盐酸 B．氧化铁 C．碳酸钠 D．氢氧化钡 【答案】(1)BD 【详解】（1）调节pH的目的是增大pH，沉淀铁离子，不能引入新的杂质，故应该选择的沉淀试剂为氧化铁或氢氧化钡，答案选：BD； 考法2：询问调pH时加的物质有什么用 1.（2023·上海宝山·二模）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70 %Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：     一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的如下表： 金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Cu(OH)2 开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 4.4 完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 6.4 NaOH调节溶液pH的目的是使 生成沉淀。 【答案】(1) Fe3+和Al3+ 【详解】（1）调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀。 2.（24-25高三上·上海青浦·期末）氯化钡常用于电子、仪表、冶金等工业。以重晶石矿（主要成分为，含少量、等）为原料制备纯净的晶体途径如下： (2)调节pH产生的沉淀成分为 。 【答案】(1)氢氧化铁 【详解】（1）调节pH产生的沉淀成分为氢氧化铁； 3.（2025·上海奉贤·一模）2024年11月，我国一公司发布了应用于汽车工业的固态电池技术。是钠离子电池的电极材料。以黄铜矿(主要成分是，含少量、等)为原料制备的流程如下： 请回答下列问题： 滤渣2的主要成分是___________。 A．二氧化硅 B．氢氧化铁 C．氧化铁 D．氧化亚铁 【答案】 B 【分析】黄铜矿粉(主要成分是CuFeS2，含少量Cu2S、SiO2)中加入细菌、硫酸铁溶液进行液浸，CuFeS2、 Cu2S中-2价S、+1价Cu被氧化，SiO2不溶； 加入稀硫酸和强氧化剂R将Fe2+氧化为Fe3+； 加入过量氨水后，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀、Cu2+转化为[Cu(NH3)4]2+； 过滤后分离出滤液，加入稀硫酸，将[Cu(NH3)4]2+转化为Cu2+；加入(C2H5O)3N、Na2SeSO3等，经过一系列操作，将Cu2+转化为Cu3Se2。 由分析可知，“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)3；答案选B； 4.（2025春•唐县校级期末）硫酸镍是塑料镀镍的原料。一种用废雷尼镍（主要含Ni、Al、C，少量Fe及有机物等）为原料制备NiSO4•7H2O的工艺流程如图： 回答下列问题： （1）加入Ni（OH）2的作用是 　调节溶液pH使Fe3+沉淀而Ni2+不沉淀　 。 【分析】由流程可知，废雷尼镍（主要含 Ni、Al、C，少量 Fe及有机物等，铝和强碱反应，镍、C、铁和碱不反应，可以达到除去铝的目的；过滤得到固体经过酸浸过滤，则滤渣1为C，滤液中含有镍离子和亚铁离子；滤液中加入过氧化氢，可以氧化亚铁离子为铁离子；加入氢氧化镍，使铁离子全部沉淀；分离后，得到硫酸镍溶液，硫酸镍溶液经过操作X，得到NiSO4•7H2O晶体，据此分析作答。 【解答】解：（1）加入氢氧化镍，使铁离子全部沉淀，分离后得到硫酸镍溶液，则镍离子不变，即调节溶液pH使铁离子沉淀而镍离子不沉淀， 5.（2025春•成都期末）硫酸镍广泛地应用于电镀、催化、医药及印染等行业中。从电镀污泥（含有Cu（OH）2、Ni（OH）2、Fe（OH）3、Cr（OH）3和SiO2等）中回收制备NiSO4和其他金属及其化合物的工艺流程如图所示： 已知： ①常温下，酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度与各离子形成氢氧化物沉淀的pH见表： 金属离子 Cr3+ Fe3+ Ni2+ Cu2+ 浓度（mol•L﹣1） 6.3×10﹣3 4.0×10﹣2 0.1 0.2 开始沉淀pH 4.7 2.0 7.2 4.3 完全沉淀pH 5.6 3.2 9.2 6.7 ②当溶液中金属离子浓度≤10﹣5mol•L﹣1时，可认为该金属离子已沉淀完全； 回答下列问题： （1）加入碳酸钠调pH的目的是 　降低溶液酸性，使Fe3+完全水解成Fe（OH）3除去　 【解答】解（1）根据流程，电解之后加入碳酸钠调pH的目的是降低溶液酸性，使Fe3+完全水解成Fe（OH）3除去，调节pH范围应该是使Fe3+沉淀完全而其他离子不出现沉淀，则pH范围为3.2≤pH＜4.7； 故答案为：降低溶液酸性，使Fe3+完全水解成Fe（OH）3除去；3.2≤pH＜4.7； Ⅱ.pH的调整范围 解题思路：pH调整范围：杂质离子沉淀完全时pH值～主要离子开始沉淀时pH（注意端值取） 1.（2025·上海浦东新·二模）“高压氢还原法”能直接从金属的盐溶液中提取金属，工业上由硫化铜精矿(主要成分CuS，含FeS、ZnS等杂质)制备铜粉的流程如下： 不同金属离子的沉淀pH范围如下表： 开始沉淀pH 7.0 1.9 4.5 6.2 沉淀完全pH 9.0 3.2 6.7 8.2 为使沉淀完全，需要利用氨水将控制在 。 A．1.9~3.2    B．3.2~4.5    C．4.5~6.2    D．6.7~7.0 由分析可知，为将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，而铜离子不沉淀，通入氨气调节溶液pH在3.2~4.5的范围，故选B； 2.（2025•9月份开学）CeO2常作汽车尾气处理的催化剂、玻璃脱色剂、陶瓷添加剂等。某小组以含铈废料（主要成分CeO2Fe2O3为Al2O3及少量CaCO3和SiO2等杂质）为原料提取高纯度CeO2的流程如图： 已知：①金属离子以氢氧化物形式沉淀pH如表所示。 金属离子 Fe3+ Al3+ Ce3+ 开始沉淀的pH 1.5 3.0 7.6 完全沉淀的pH 2.8 4.7 8. 回答下列问题： （1）“除铁铝”中，调节pH范围为　4.7≤pH＜7.6　 ； 【分析】（1）需确保Fe3+和Al3+完全沉淀，且Ce3+不沉淀，由表格数据可知，Fe3+完全沉淀的pH为2.8，Al3+完全沉淀的pH为4.7，Ce3+开始沉淀的pH为7.6，因此，调节pH 范围为4.7≤pH＜7.6， 3.（2025•安徽开学）稀土（RE）包括镧（La）、钇（Y）、钪（Sc）、铈（Ce）等元素，是重要的战略资源。从离子型稀土矿（含Fe、Al等元素）中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示。 已知：该工艺下，除铈（Ce）外，稀土离子保持+3价不变；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物；常温下，金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表，其中当溶液中离子浓度≤10﹣5mol/L时，可以认为沉淀完全。 离子 Fe3+ Al3+ RE3+ 开始沉淀时的pH 1.5 4.3 5.6（La3+为6.2） 沉淀完全时的pH 3.2 5.5 /（La3+为9.0） 回答下列问题： （1） “预中和”工序中，适宜的pH范围是 　3.2≤pH＜4.3　 。 【分析】稀土矿物与盐溶液发生离子交换除去矿渣，预中和加入碳酸氢铵将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，再加入碳酸氢铵调节pH沉淀氢氧化铝与稀土元素，在沉淀中加入氢氧化钠将氢氧化铝沉淀溶解，水解转化为Al（OH）3•nH2O，将稀土元素的沉淀加HCl溶解，一部分加碳酸钠沉淀之后转化为La2O3，加入CeF2焙烧转化为含氟稀土抛光粉，另一部分加草酸酸化得到La2O3和含稀土合金，据此回答。 【解答】解：（1）“预中和”工序中使铁离子沉淀，其他金属阳离子不沉淀，pⅡ的范围为：3.2≤pH＜4.3； 4.（2025•湖南模拟）镓、锗都是重要的半导体原材料，利用锌浸出渣（主要成分有ZnO、Ga2O3GeO2，还有FeO、Fe2O3、Bi2O3等杂质）制备镓和锗的工艺流程如图： 已知：Ⅰ.单宁酸是一种有机沉淀剂，可与四价锗络合形成沉淀。 Ⅱ.当金属离子浓度≤10﹣5mol•L﹣1时，认为该离子沉淀完全。常温下，浸出液中各离子开始形成氢氧化物沉淀和完全沉淀的pH如表： 金属离子 Fe3+ Zn2+ Ge4+ 开始沉淀的pH 1.7 5.5 8.2 完全沉淀的pH 3.2 8.0 11.2 Ⅲ.镓元素与铝元素的性质相似，但高纯度的镓单质难溶于酸或碱。 回答下列问题： （1）为将Fe3+完全沉淀，应控制pH的范围为 　3.2～5.5（或3.2≤pH＜5.5）　 【分析】锌浸出渣（主要成分有ZnO、Ga2O3、GeO2、还有FeO、Fe2O3、Bi2O3等杂质）制备镓和锗的工艺流程：加入稀硫酸“酸浸1”时ZnO、FeO、Fe2O3溶解，过滤，在滤液中加入NaClO、NaOH“降铁浓缩”，进一步处理得到ZnSO4•7H2O；浸渣中含有Ga2O3、GeO2、Bi2O3，加入70%硫酸“酸浸2”，过滤得到含铋渣和含有Ga3+、Ge4+的滤液，加入单宁酸“沉锗”，洗涤焙烧滤渣得到粗GeO2，600℃时加入SOCl2“氯化”得到GeCl4、加入高纯水时GeCl4水解生成、脱水生成GeO2、H2还原GeO2得到高纯Ce；沉锗后“中和”得到Ga（OH）3，加入过量NaOH溶液转化为Na[Ga（OH）4]，电解Na[Ga（OH）4]溶液得到金属镓，据此分析解答。 【解答】解：（1）“降铁浓缩”时Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀、Zn2+不能转化为Zn（OH）2沉淀，应控制pH的范围为3.2～5.5， 故答案为：3.2～5.5（或3.2≤pH＜5.5）； 5.（2024秋•龙华区期末）目前高铁酸钾（K2FeO4）被广泛应用于污水处理，具有高效、无毒的优点。 （1）某地海水样品经K2FeO4处理后，常温下，所含离子及其浓度如下表所示： 离子 Mg2+ Fe3+ K+ Cl﹣ H+ OH﹣ 浓度（mol/L） 0.17 0.05 a 0.50 0.58 0.01 1×10﹣12 常温下，取一定量经K2FeO4处理过的海水为原料制备精制食盐水和MgCl2•7H2O过程如图： ；； 操作过程中溶液体积的变化忽略不计。 （3）沉淀A的组成为 　Fe（OH）3　 （填化学式）；在调节溶液pH时，理论上应调节的pH的范围是 　3≤pH＜9　 。 【分析】实验目的是制备精制食盐水和MgCl2•7H2O，先调节溶液的pH使Fe3+转化成Fe（OH）3沉淀，则沉淀A为Fe（OH）3；滤液A中加入试剂X将Mg2+转化成Mg（OH）2，同时得到硫酸钡沉淀，则X为Ba（OH）2；沉淀B为Mg（OH）2和BaSO4的混合物；滤液B中主要含有NaCl和Ba（OH）2，先加入碳酸钠过量除去氢氧化钡，然后加入适量稀盐酸中和氢氧根离子，从而得到精制食盐水；沉淀B中加入过量HCl使Mg（OH）2全部溶解转化为MgCl2，过量得到硫酸钡沉淀和含有氯化镁的滤液C，将滤液C进行加热浓缩、冷却结晶得到MgCl2•7H2O，据此解答。 【解答】解：（1）处理的废水调节pH值的目的是将Fe3+转化为Fe（OH）3，除去溶液中的Fe3+，故沉淀A的组成为Fe（OH）3； 离子的浓度小于1.0×10﹣5mol•L﹣1，可认为该离子不存在： ， 由表格数据，c（Mg2+）＝0.05mol/L， Mg2+开始沉淀时c（OH），pOH＝5，则pH值为14﹣pOH＝9 Fe3+完全沉淀时c（OH﹣）mol/L＝10﹣11mol/L，pOH＝11，则pH值为14﹣pOH＝3， 在调节溶液pH时，应当使3≤pH＜9； 故答案为：Fe（OH）3；3≤pH＜9； 6.（2025·上海杨浦·二模）某石化企业的一种废催化剂中含Al2O3、SiO2及少量的La2O3和CeO2。通过下列流程，回收La2O3和Ce2O3。 常温下，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10−33；Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10−20；Ksp[La(OH)3]=2.0×10−19；反应[Al(OH)4]−Al3++4OH−的K=5.0×10−34。 18．常温下，滤出滤渣a后，滤液中[Al3+]=0.1mol·L−1、[La3+]=[Ce3+]=0.01mol·L−1。 (2)滤液b的pH至少应大于 。 A．6.4    B．9    C．12.6    D．14 【解析】滤出滤渣a后，滤液中[Al3+]=0.1mol·L-1，加入NaOH溶液使La3+、Ce3+形成沉淀，Al3+转化成[Al(OH)4]-，滤液中[Al(OH)4]-的浓度为0.1mol/L，根据信息：[Al(OH)4]- Al3++4 OH-的K=5.0×10-34=， 解得[OH-]=3.8×10-2mol/L，pH=12+lg3.8=12.6。选C。 7.（2024·上海闵行·二模）实验室模拟工业法用软锰矿(主要成分为MnO2，杂质不参与反应)制KMnO4，主要流程如下： 已知：K2MnO4溶液在pH=11~12之间歧化完全。 (2)操作Ⅰ中，边通CO2需边控制pH。pH控制在 (填写范围)之间，理由是 。 【答案】(1) 11~12 确保K2MnO4溶液歧化完全 【分析】由题给流程可知，软锰矿与氯酸钾、氢氧化钾混合焙烧得到锰酸钾和氯化钾的混合物，混合物加水溶解浸取、过滤得到滤渣和滤液； 向滤液中通入二氧化碳调节溶液pH在11~12范围内，将溶液中的锰酸钾转化为二氧化锰和高锰酸钾，过滤得到可以循环使用的二氧化锰和含有高锰酸钾、碳酸钾的滤液； 滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到高锰酸钾晶体和含有碳酸钾的滤液； 向滤液中加入生石灰，反应、分离得到可以循环使用的氢氧化钾。 【详解】（2）由题给信息可知，锰酸钾液在pH=11~12之间歧化完全，所以操作Ⅰ中，边通二氧化碳边控制溶液pH在11~12范围内的目的是确保锰酸钾溶液歧化完全，故答案为：11~12；确保K2MnO4溶液歧化完全； Ⅲ.控制PH的目的的答题思路 答题思路：（1）pH调小：抑制某离子水解，防治某离子沉淀 （2） pH调大：确保某离子完全沉淀，防止某物质溶解等 考法1：询问pH为何不能过大或过小 思路：pH过大：即OH-多，H+变少，考虑其他元素结合OH-；目标元素会以沉淀的形式被过滤掉，损失率变高，产率变低； pH偏低：即OH-少，H+变多，考虑其他元素结合H+；杂质元素不能完全被过滤掉，导致产物纯度变低； 1.（2025•射阳县校级三模）利用软锰矿和硫化钡制取高纯碳酸锰及氢氧化钡晶体的工艺流程如图所示。 （1）“除杂”过程包含“除铁、铝”，“除钙、镁”。 ①“除钙、镁”时，加入NH4F溶液使Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。溶液pH过小导致Ca2+、Mg2+沉淀不完全的原因是 　溶液pH过小，c（H+）增大，H+与F﹣反应生成HF，c（F﹣）减小，不利于形成氟化物沉淀　 。 【解答】解：（1）溶液pH过小，c（H+）增大，H+与F﹣反应生成HF，c（F﹣）减小，不利于形成氟化物沉淀， 故答案为：溶液pH过小，c（H+）增大，H+与F﹣反应生成HF，c（F﹣）减小，不利于形成氟化物沉淀； 2.（2025春•道里区校级期末）利用绿柱石（主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2，还含有少量FeO和Fe2O3）冶炼Be的一种工艺流程如下。 已知：①铍的性质与处于元素周期表对角线的铝相似。 ②氯化铍在熔融态时较难电离。 ③在强碱性条件下，Be元素以形式存在。 （3）“沉铁”时加入氨水将pH控制在4左右的原因 　pH过低Fe3+沉淀不完全，Be（OH）2有杂质不纯：pH过高Be2+沉淀，产率降低　 。 【分析】绿柱石（主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2，还含有少量FeO和Fe2O3），加入石灰石熔炼，SiO2、Al2O3、BeO分别与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳，加入浓硫酸溶浸，浸出液中含有BeSO4、Al2（SO4）3、Fe2（SO4）3，滤渣1为H2SiO3和CaSO4，向滤液中加入硫酸铵沉铝，过滤得到滤液和铝铵矾，在滤液中加氨水调节pH使铁离子转化为沉淀，滤渣2为氢氧化铁，过滤后滤液中含有BeSO4、（NH4）2SO4，再向溶液中加入氨水沉铍得到氢氧化铍，过滤后向氢氧化铍中加入HF、NH3，得到（NH4）2BeF4，（NH4）2BeF4灼烧得到BeF2、NH3和HF，加入镁在高温下反应生成Be，以此解答该题。 【解答】解：（1）“沉铁”时加入氨水将pH控制在4左右的原因是pH过低Fe3+沉淀不完全，Be（OH）2有杂质不纯：pH过高Be2+沉淀，产率降低， 故答案为：pH过低Fe3+沉淀不完全，Be（OH）2有杂质不纯：pH过高Be2+沉淀，产率降低； 3.（2025春•哈尔滨期末）以硫铁矿烧渣（主要成分是Fe2O3，含少量Al2O3、SiO2）为原料制备电池电极材料LiFePO4的流程如图： 已知：①该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见表： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ 开始沉淀的pH 2.2 7.5 3.5 沉淀完全（c＝1.0×10﹣5mol•L﹣1）的pH 3.2 9.0 4.7 ②pH＝9.6时Al（OH）3开始溶解。 回答下列问题： （1） 加NaOH溶液调pH的理论范围是 　4.7～7.5　 （5）其他条件一定，制备FePO4时测得Fe的有效转化率100%与溶液pH的关系如图所示。 ①pH＜1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越大的原因是 　pH＜1.5时，pH越大，c（H+）减小，促进了的电离生成了更多的V，促进平衡正向移动，生成更多的FePO4　 。 ②pH＞1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越低的原因是 　pH＞1.5时，pH越大，c（OH﹣）越大，铁离子和氢氧根离子会反应生成氢氧化铁沉淀，生成的FePO4减少　 。 【分析】将硫铁矿烧渣与葡萄糖一起焙烧，将Fe2O3转化为FeO，将焙烧后的固体用稀硫酸浸取，所得溶液主要含硫酸亚铁，还含少量硫酸铝、硫酸铁，过滤得到不反应的二氧化硅沉淀滤渣Ⅰ，向酸浸后所得溶液中加入氢氧化钠调节pH除去铝，得到氢氧化铝沉淀滤渣Ⅱ，过滤滤液加入次氯酸钠、磷酸氢钠得到磷酸铁沉淀，加入草酸、氢氧化锂转化为LiFePO4。 【解答】解：（1）由分析，滤液Ⅱ的成分为氢氧化铝，加NaOH溶液使得铝离子成为沉淀而亚铁离子不成为沉淀，由表，调pH的理论范围是4.7～7.5， 故答案为：氢氧化铝；4.7～7.5； （5）①pH＜1.5时，pH越大，c（H+）减小，促进了的电离生成了更多的V，促进平衡正向移动，生成更多的FePO4， 故答案为：pH＜1.5时，pH越大，c（H+）减小，促进了的电离生成了更多的V，促进平衡正向移动，生成更多的FePO4； ②pH＞1.5时，pH越大，c（OH﹣）越大，铁离子和氢氧根离子会反应生成氢氧化铁沉淀，生成的 FePO4减少， 故答案为：pH＞1.5时，pH越大，c（OH﹣）越大，铁离子和氢氧根离子会反应生成氢氧化铁沉淀，生成的 FePO4减少。 4.（2025春•西城区期末）铬（Cr）和钒（V）具有广泛用途。铬钒渣中Cr元素和V元素以低价态含氧酸盐及氧化物形式存在，主要杂质为Fe2O3、Al2O3、As2O3等，从铬钒渣中分离提取Cr元素和V元素的一种流程如图所示。 已知： ⅰ.最高价铬酸根在酸性介质中以形式存在，在碱性介质中以形式存在 ⅱ.金属浸出率＝（浸出金属元素质量/煅烧时金属元素质量）×100% （1）“除砷”步骤中，除砷率随pH变化如图所示。 使Mg2+、与以MgNH4AsO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH为 　9　 以达到最好的除砷效果。当pH过大时，除砷率降低的原因是 　pH过大时，Mg2+会形成沉淀，且会与OH﹣结合，从而降低溶液中Mg2+与浓度，使除砷率下降　 。 【分析】铬钒渣中Cr元素和V元素以低价态含氧酸盐及氧化物形式存在，主要杂质为Fe2O3、Al2O3、As2O3等，铬钒渣中分离提取铬和钒的流程为：铬钒渣在NaOH作用下高温煅烧，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐Na2CrO4、NaVO3和Na3AsO4，铝转化为Na2[Al（OH）4]，铁为Fe2O3，加水浸取熔渣，过滤，水浸渣中主要有Fe2O3，水浸液中含有NaAlO2、NaVO3、Na2CrO4和Na3AsO4，加入稀硫酸调溶液的pH到弱碱性时NaAlO2转化为Al（OH）3沉淀，过滤得到含有Al（OH）3的滤渣1，再加入MgSO4和（NH4）2SO4除As生成MgNH4AsO4沉淀，过滤除去沉淀得到含有NaVO3、Na2CrO4的滤液，加入稀硫酸将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，过滤德奥韩Cr废液，达到分离提取铬和钒目的，据此分析解答。 【解答】解：（1）“除砷”步骤中，除砷率随pH变化如图所示。使Mg2+、与以MgNH4AsO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH为9以达到最好的除砷效果；当pH过大时，除砷率降低的原因是pH过大时，Mg2+会形成沉淀，且会与OH﹣结合，从而降低溶液中Mg2+与浓度，使除砷率下降， 故答案为：9；pH过大时，Mg2+会形成沉淀，且会与OH﹣结合，从而降低溶液中Mg2+与浓度，使除砷率下降； 5.（2025•平度市模拟）镓是一种战略金属元素，一种由湿法提锌浸出渣（含Ga、Pb、Zn、Fe等元素的氧化物）生产镓的流程如图： （4）“电解”时需严格控制电解液pH，若pH过低可能造成的后果是 　阴极氢离子放电产生氢气　 。 【分析】湿法提锌浸出渣（含Ga、Pb、Zn、Fe等元素的氧化物） 用硫酸酸浸，Pb2+和硫酸根反应生成不溶性的硫酸铅，其它离子在滤液中，加入A物质还原，将Fe3+还原为Fe2+，加入石灰中和沉镓，过滤得到Ga（OH）3沉淀，Fe2+、Zn2+在滤液中，沉淀加B物质碱浸，使Ga（OH）3沉淀溶解，所得溶液进行电解得到粗镓；经多步操作得到纯镓； 【解答】解：（1）电解时，镓离子在阴极得到电子被还原生成镓，“电解”时需严格控制电解液pH，若pH过低，氢离子浓度过大，可能造成的后果是：阴极氢离子放电产生氢气， 故答案为：阴极氢离子放电产生氢气； 6.（24-25高三上·上海奉贤·阶段练习）复合物是一种高密度磁记录材料，磁记录材料有记录和存储信息的功能。制备该材料的一种流程如下： 已知：I.①；。 II.时，。 (3)已知参加反应的溶液浓度为。由题给信息分析，时，当时，产率极低的原因： 。 【答案】(1) 当时，，所以难以形成，直接导致产率极低； 【分析】氯化亚铁溶液和氢氧化钾溶液在“反应”中发生反应、、，经过过滤、洗涤、干燥得到复合物，据此作答： （3）当时，，即当时，，所以难以形成，直接导致产率极低； 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 化工流程中关于pH的考法 Ⅰ.调pH需要加入的物质 解题思路：调pH需要加入的物质：含主要阳离子（不引入新杂质即可）的难溶性氧化物、氢氧化物或碳酸盐，能与H+反应，使溶液pH增大；如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型物质。 例如：除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋：可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。 （原因：加CuO等消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀析出） 考法1：询问调pH时加什么 1.（2025·上海浦东新·二模）“高压氢还原法”能直接从金属的盐溶液中提取金属，工业上由硫化铜精矿(主要成分CuS，含FeS、ZnS等杂质)制备铜粉的流程如下： (1)上述流程中，能替代氨水起到调节pH作用的试剂是_______。 A．Cu B．CuO C．CuS D． 2.（2025·上海金山·二模）工业上以锌矿(主要成分为ZnCO3，还有Fe、Mg、Ca等的化合物和SiO2)为原料制备硫酸锌晶体的工艺流程如下。其中沉铁时，通过调控溶液的pH使铁元素形成易过滤的FeOOH铁渣。 已知：溶液中Fe3+浓度较小时，才能顺利析出FeOOH。 (2) 通过控制加入H2O2的量及适宜调节溶液pH进行沉铁，则物质X的化学式为 。 3.（24-25高三上·上海青浦·期末）氯化钡常用于电子、仪表、冶金等工业。以重晶石矿（主要成分为，含少量、等）为原料制备纯净的晶体途径如下： (3)调节pH所用试剂可能为________（不定项）。 A．盐酸 B．氧化铁 C．碳酸钠 D．氢氧化钡 考法2：询问调pH时加的物质有什么用 1.（2023·上海宝山·二模）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70 %Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：      一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的如下表： 金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Cu(OH)2 开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 4.4 完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 6.4 NaOH调节溶液pH的目的是使 生成沉淀。 2.（24-25高三上·上海青浦·期末）氯化钡常用于电子、仪表、冶金等工业。以重晶石矿（主要成分为，含少量、等）为原料制备纯净的晶体途径如下： (2)调节pH产生的沉淀成分为 。 3.（2025·上海奉贤·一模）2024年11月，我国一公司发布了应用于汽车工业的固态电池技术。是钠离子电池的电极材料。以黄铜矿(主要成分是，含少量、等)为原料制备的流程如下： 请回答下列问题： 滤渣2的主要成分是___________。 A．二氧化硅 B．氢氧化铁 C．氧化铁 D．氧化亚铁 4.（2025春•唐县校级期末）硫酸镍是塑料镀镍的原料。一种用废雷尼镍（主要含Ni、Al、C，少量Fe及有机物等）为原料制备NiSO4•7H2O的工艺流程如图： 回答下列问题： （1）加入Ni（OH）2的作用是 　________________________________________________　 。 5.（2025春•成都期末）硫酸镍广泛地应用于电镀、催化、医药及印染等行业中。从电镀污泥（含有Cu（OH）2、Ni（OH）2、Fe（OH）3、Cr（OH）3和SiO2等）中回收制备NiSO4和其他金属及其化合物的工艺流程如图所示： 已知： ①常温下，酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度与各离子形成氢氧化物沉淀的pH见表： 金属离子 Cr3+ Fe3+ Ni2+ Cu2+ 浓度（mol•L﹣1） 6.3×10﹣3 4.0×10﹣2 0.1 0.2 开始沉淀pH 4.7 2.0 7.2 4.3 完全沉淀pH 5.6 3.2 9.2 6.7 ②当溶液中金属离子浓度≤10﹣5mol•L﹣1时，可认为该金属离子已沉淀完全； 回答下列问题： （1）加入碳酸钠调pH的目的是 　________________________________________. Ⅱ.pH的调整范围 解题思路：pH调整范围：杂质离子沉淀完全时pH值～主要离子开始沉淀时pH（注意端值取） 1.（2025·上海浦东新·二模）“高压氢还原法”能直接从金属的盐溶液中提取金属，工业上由硫化铜精矿(主要成分CuS，含FeS、ZnS等杂质)制备铜粉的流程如下： 不同金属离子的沉淀pH范围如下表： 开始沉淀pH 7.0 1.9 4.5 6.2 沉淀完全pH 9.0 3.2 6.7 8.2 为使沉淀完全，需要利用氨水将控制在 。 A．1.9~3.2    B．3.2~4.5    C．4.5~6.2    D．6.7~7.0 2.（2025•9月份开学）CeO2常作汽车尾气处理的催化剂、玻璃脱色剂、陶瓷添加剂等。某小组以含铈废料（主要成分CeO2Fe2O3为Al2O3及少量CaCO3和SiO2等杂质）为原料提取高纯度CeO2的流程如图： 已知：①金属离子以氢氧化物形式沉淀pH如表所示。 金属离子 Fe3+ Al3+ Ce3+ 开始沉淀的pH 1.5 3.0 7.6 完全沉淀的pH 2.8 4.7 8. 回答下列问题： （1）“除铁铝”中，调节pH范围为　______________ ； 3.（2025•安徽开学）稀土（RE）包括镧（La）、钇（Y）、钪（Sc）、铈（Ce）等元素，是重要的战略资源。从离子型稀土矿（含Fe、Al等元素）中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示。 已知：该工艺下，除铈（Ce）外，稀土离子保持+3价不变；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物；常温下，金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表，其中当溶液中离子浓度≤10﹣5mol/L时，可以认为沉淀完全。 离子 Fe3+ Al3+ RE3+ 开始沉淀时的pH 1.5 4.3 5.6（La3+为6.2） 沉淀完全时的pH 3.2 5.5 /（La3+为9.0） 回答下列问题： （1） “预中和”工序中，适宜的pH范围是 　_____________________ 。 4.（2025•湖南模拟）镓、锗都是重要的半导体原材料，利用锌浸出渣（主要成分有ZnO、Ga2O3GeO2，还有FeO、Fe2O3、Bi2O3等杂质）制备镓和锗的工艺流程如图： 已知：Ⅰ.单宁酸是一种有机沉淀剂，可与四价锗络合形成沉淀。 Ⅱ.当金属离子浓度≤10﹣5mol•L﹣1时，认为该离子沉淀完全。常温下，浸出液中各离子开始形成氢氧化物沉淀和完全沉淀的pH如表： 金属离子 Fe3+ Zn2+ Ge4+ 开始沉淀的pH 1.7 5.5 8.2 完全沉淀的pH 3.2 8.0 11.2 Ⅲ.镓元素与铝元素的性质相似，但高纯度的镓单质难溶于酸或碱。 回答下列问题： （1）为将Fe3+完全沉淀，应控制pH的范围为 　__________________　。 5.（2024秋•龙华区期末）目前高铁酸钾（K2FeO4）被广泛应用于污水处理，具有高效、无毒的优点。 （1）某地海水样品经K2FeO4处理后，常温下，所含离子及其浓度如下表所示： 离子 Mg2+ Fe3+ K+ Cl﹣ H+ OH﹣ 浓度（mol/L） 0.17 0.05 a 0.50 0.58 0.01 1×10﹣12 常温下，取一定量经K2FeO4处理过的海水为原料制备精制食盐水和MgCl2•7H2O过程如图： ；； 操作过程中溶液体积的变化忽略不计。 （3）沉淀A的组成为 ______________　 （填化学式）；在调节溶液pH时，理论上应调节的pH的范围是 ______________________ 。 6.（2025·上海杨浦·二模）某石化企业的一种废催化剂中含Al2O3、SiO2及少量的La2O3和CeO2。通过下列流程，回收La2O3和Ce2O3。 常温下，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10−33；Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10−20；Ksp[La(OH)3]=2.0×10−19；反应[Al(OH)4]−Al3++4OH−的K=5.0×10−34。 18．常温下，滤出滤渣a后，滤液中[Al3+]=0.1mol·L−1、[La3+]=[Ce3+]=0.01mol·L−1。 (2)滤液b的pH至少应大于 。 A．6.4    B．9    C．12.6    D．14 7.（2024·上海闵行·二模）实验室模拟工业法用软锰矿(主要成分为MnO2，杂质不参与反应)制KMnO4，主要流程如下： 已知：K2MnO4溶液在pH=11~12之间歧化完全。 (2)操作Ⅰ中，边通CO2需边控制pH。pH控制在 (填写范围)之间，理由是 。 Ⅲ.控制PH的目的的答题思路 答题思路：（1）pH调小：抑制某离子水解，防治某离子沉淀 （2） pH调大：确保某离子完全沉淀，防止某物质溶解等 考法1：询问pH为何不能过大或过小 思路：pH过大：即OH-多，H+变少，考虑其他元素结合OH-；目标元素会以沉淀的形式被过滤掉，损失率变高，产率变低； pH偏低：即OH-少，H+变多，考虑其他元素结合H+；杂质元素不能完全被过滤掉，导致产物纯度变低； 1.（2025•射阳县校级三模）利用软锰矿和硫化钡制取高纯碳酸锰及氢氧化钡晶体的工艺流程如图所示。 （1）“除杂”过程包含“除铁、铝”，“除钙、镁”。 ①“除钙、镁”时，加入NH4F溶液使Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。溶液pH过小导致Ca2+、Mg2+沉淀不完全的原因是 　_____________________________________________________________。 2.（2025春•道里区校级期末）利用绿柱石（主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2，还含有少量FeO和Fe2O3）冶炼Be的一种工艺流程如下。 已知：①铍的性质与处于元素周期表对角线的铝相似。 ②氯化铍在熔融态时较难电离。 ③在强碱性条件下，Be元素以形式存在。 （1）“沉铁”时加入氨水将pH控制在4左右的原因 　_____________________________________ 。 3.（2025春•哈尔滨期末）以硫铁矿烧渣（主要成分是Fe2O3，含少量Al2O3、SiO2）为原料制备电池电极材料LiFePO4的流程如图： 已知：①该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见表： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ 开始沉淀的pH 2.2 7.5 3.5 沉淀完全（c＝1.0×10﹣5mol•L﹣1）的pH 3.2 9.0 4.7 ②pH＝9.6时Al（OH）3开始溶解。 回答下列问题： （1） 加NaOH溶液调pH的理论范围是 　____________　 。 （5）其他条件一定，制备FePO4时测得Fe的有效转化率100%与溶液pH的关系如图所示。 ①pH＜1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越大的原因是 ___________________________________________________________________________________。 ②pH＞1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越低的原因是 _________________________________________________________________________________ 。 4.（2025春•西城区期末）铬（Cr）和钒（V）具有广泛用途。铬钒渣中Cr元素和V元素以低价态含氧酸盐及氧化物形式存在，主要杂质为Fe2O3、Al2O3、As2O3等，从铬钒渣中分离提取Cr元素和V元素的一种流程如图所示。 已知： ⅰ.最高价铬酸根在酸性介质中以形式存在，在碱性介质中以形式存在 ⅱ.金属浸出率＝（浸出金属元素质量/煅烧时金属元素质量）×100% （1）“除砷”步骤中，除砷率随pH变化如图所示。 使Mg2+、与以MgNH4AsO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH为　______ 以达到最好的除砷效果。当pH过大时，除砷率降低的原因是 __________________________________________________________________________________ 。 5.（2025•平度市模拟）镓是一种战略金属元素，一种由湿法提锌浸出渣（含Ga、Pb、Zn、Fe等元素的氧化物）生产镓的流程如图： （1）“电解”时需严格控制电解液pH，若pH过低可能造成的后果是 __________________________________________________________________________________。 6.（24-25高三上·上海奉贤·阶段练习）复合物是一种高密度磁记录材料，磁记录材料有记录和存储信息的功能。制备该材料的一种流程如下： 已知：I.①；。 II.时，。 (1)已知参加反应的溶液浓度为。由题给信息分析，时，当时，产率极低的原因： ________________________________________________________________ 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $