题型17 无机化工流程综合 （题型专练）（全国通用）2026年高考化学二轮复习讲练测

题型17 无机化工流程综合 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 物质制备类微化工流程 考向02 物质分离提纯类微化工流程 考向03 以图像图表为信息的化工流程【重难】 考向04 以矿石为载体的物质制备类化工流程【重难】 考向05 以废弃物为载体的物质分离提纯类化工流程【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 工艺流程是高考必考题型，试题紧密联系工业生产实际和科研前沿，不孤立考查知识点，而是将元素化合物、反应原理、实验操作等多个模块内容深度融合，着重考查信息处理与逻辑推理能力。情境更趋新颖与真实，试题背景将更多源于资源回收、新能源、环境治理等国家战略相关领域，提供陌生信息，考查知识迁移能力。解题时需构建跨模块的知识网络，综合运用物质性质、反应原理分析流程。解题时将流程划分为"原料预处理 → 核心反应 → 产品分离"三个阶段进行析。对信息整合、逻辑推理、陌生方程式书写等关键能力的要求会只增不减。复习时需有意识打破教材模块界限，形成完整知识体系。 考向01 物质制备类微化工流程 【例1】（2025·四川卷）一种主要成分为和的高钾磷矿，通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、。其中，电炉煅烧发生的反应为：。 下列说法错误的是 A．“电炉煅烧”必须隔绝空气 B．浸渣的主要成分是 C．“炉气水洗”使溶于水而与分离 D．“中和沉淀”需要控制溶液的 1.原料预处理的方法及目的 方法 目的 解题指导 粉碎、 研磨 将块状或颗粒状的物质磨成粉末 增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分，也是提高“浸出率”的方法之一 浸取 水浸 与水接触反应或溶解 (1)加热、搅拌、适当提高酸(或碱)浓度，可以加快浸出速率；增加浸出时间可使样品充分溶解，可提高浸出率 (2)酸溶时所加酸的量不能太多 ①过量的酸多消耗后续调节pH所加的碱性试剂 ②如果实验过程有硫化物，酸过量会形成有毒气体硫化氢 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 灼烧 (焙烧) 1.除去可燃性杂质 2.使原料初步转化 ①除去硫、碳单质 ②使有机物转化或除去有机物 ③高温下原料与空气中氧气反应等 ④使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土 2.常见的流程中的条件控制 条件控制 目的 反应物用 量或浓度 ①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；②增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行；③增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等 降温 ①防止某物质在高温时溶解(或分解)；②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等；④降低某些晶体的溶解度，减少损失等 控温 ①结晶获得所需物质；②防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)温度过高时会分解或挥发；③使某物质达到沸点挥发出来；④使催化剂的活性达到最好；⑤防止副反应的发生等 加入氧化剂 (或还原剂) ①转化为目标产物的价态；②除去杂质离子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调溶液的pH，使其转化为Fe(OH)3沉淀除去] 加入沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)；②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀；③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋ pH控制 ①生成金属氢氧化物，以达到除去金属离子的目的；②抑制盐类水解；③促进盐类水解生成沉淀，有利于过滤分离 【变式1-1】（2025·江西·模拟预测）水溶性聚磷酸铵是一种含有氮、磷营养元素的新型肥料，一种制备聚磷酸铵的流程如图所示，聚合反应器中的温度控制在。下列说法正确的是 A．“中和反应器”中发生反应的离子方程式为 B．“聚合反应器”中发生了氧化还原反应 C．实验室可以利用烧杯和玻璃棒模拟破碎机 D．水溶性聚磷酸铵不属于高分子 【变式1-2】（2025·陕西宝鸡·一模）PH3常作为一种熏蒸剂，在贮粮中用于防治害虫，一种制备的流程如图所示： 下列说法正确的是 A．上述流程中每一步均属于氧化还原反应 B．流程中，都属于还原产物 C．次磷酸钠属于酸式盐 D．1mol次磷酸分解时转移4mol电子 考向02 物质分离提纯类微化工流程 【例2-1】（2025·黑吉辽蒙卷）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含和少量)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下，下列说法错误的是 A．硫酸用作催化剂和浸取剂 B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C．“浸出”时，3种金属元素均被还原 D．“沉钴”后上层清液中 【例2-2】（2025·山东卷）钢渣中富含等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的元素，流程如下。已知：能溶于水；，。下列说法错误的是 A．试剂X可选用粉 B．试剂Y可选用盐酸 C．“分离”后元素主要存在于滤液Ⅱ中 D．“酸浸”后滤液Ⅰ的过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 1．物质分离提纯四原则 不增 不引入新的杂质 不减 不减少被提纯的物质 易分离 被提纯物与杂质易于分离 易复原 被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。 2．常用的提纯方法 水溶法 除去可溶性杂质 酸溶法 除去碱性杂质 碱溶法 除去酸性杂质 氧化剂或还原剂法 除去还原性或氧化性杂质 加热灼烧法 除去受热易分解或易挥发的杂质 调节溶液的pH法 如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等 3．常用分离、提纯的方法及操作 (1)从溶液中获取晶体的方法及实验操作 ①溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法，实验过程为：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来)、洗涤、干燥。 ②溶解度受温度影响较大、带有结晶水的盐或可水解的盐，采取冷却结晶的方法，实验过程为：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。 (2)固体物质的洗涤 洗涤试剂 适用范围 目的 蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的可溶性粒子，可适当降低固体因为溶解而造成的损失 热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的可溶性粒子，可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失 有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥 饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解 酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解 洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次 检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入××试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净 (3)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H 2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。 (4)萃取与反萃取 ①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。 ②反萃取：反萃取是利用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。反萃取剂主要起破坏有机相中被萃组分结构的作用，使被萃组分生成易溶于水的化合物，或生成既不溶于水也不溶于有机相的沉淀。经过反萃取及所得反萃液经过进一步处理后，便得到被分离物的成品。反萃后经洗涤不含或少含萃合物的有机相称再生有机相，继续循环使用。 【变式2-1】（2025·云南·模拟预测）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含、和Pb。从铅膏中回收铅的一种工业流程如图所示，已知常温下。 下列说法错误的是 A．操作1中需要使用漏斗 B． C．过量，加入和醋酸，会放出 D．常温下，加入NaOH，应调节溶液的 【变式2-2】（2025·河北衡水·二模）1817年，瑞典化学家永斯·贝采利乌斯从硫酸厂的铅渣中发现了硒。某小组以铜阳极泥(含Cu、Se、Te等)为原料提取铜、硒和碲的流程如图所示。已知：“加压、加热、酸浸”步骤中和分别转化为和。下列叙述正确的是 A．“酸浸”中加压、加热都能提高活化分子百分率 B．“还原2”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C．分离采取蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等方式 D．用制方法：灼烧、热还原(或稀硫酸溶解、电解) 考向03 以图像图表为信息的化工流程 【例3】（2024·吉林卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的并制备，流程如下“脱氯”步骤仅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 浓度 145 0.03 1 A．“浸铜”时应加入足量，确保铜屑溶解完全 B．“浸铜”反应： C．“脱氯”反应： D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到 1．图象题类型 （1）单一曲线型 2.多重曲线型 解决图象题的基本思路： ①会识图：一看面、二看线、三看点（弄清纵、横坐标的含义；弄清起点、拐点、终点的含义；看清曲线的变化趋势）。 ②会析数：分析数据、图象中隐含的信息，弄清各数据的含义及变化规律，将数据和图像信息加工成化学语言，同时联系化学概念、化学原理等理论知识进行分析解答。 2．表格题类型 解决表格题的关键 （1）理解表格中各个列项中文字、数字信息点的意义，巧妙地将表格语言转换成化学语言。 （2）理顺表格中数据间的变化趋势，联系相关的化学知识，寻找其中的变化规律，快速准确地解决问题。 3．图表信息试题的问题解决的方法归纳： ①应用分析归纳的方法，得出表格数据中蕴涵的具有本质性的规律： ②应用观察方法，准确理解图示中纵横轴代表的含义，并能结合化学知识分析判断曲线的走向趋势及起点、拐点、水平线含义。 【变式3-1】（2025·北京·三模）某冶金过程产生的废渣主要成分有可表示为、CuO、NiO、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CaO等，具有较好的资源利用价值，可获得产品Cu2O、NiO和ZnO，研究过程如下。 资料： ⅰ．某些不溶物的 物质 ⅱ．黄钠铁矾是一种晶体，颗粒较大，容易过滤和洗涤。 是一种胶状多孔沉淀，有较强的吸附其它离子能力。 ⅲ．焙烧后固体为NiO和ZnO的混合物。 下列有关研究过程的说法正确的是 A．酸浸过程中不会发生氧化还原反应 B．沉铁时，调pH为4时Zn和Ni会有损失，是因为生成了和 C．酸浸时如果硫酸过量程度不够，还原沉铜时中可能会混有 D．由转化流程可以判断NiO和ZnO均是两性氧化物 【变式3-2】（2025·福建龙岩·三模）以镍镉矿（主要成分为NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质）为原料回收部分金属单质，其工艺流程如图： 已知：电极电位越高，金属阳离子氧化性越强。25℃下，部分电对的电极电位如表： 电对                          电极电位                          下列说法错误的是 A．“酸浸”中鼓入的空气既作氧化剂又有搅拌作用 B．“物质X”可以是NiO，“滤渣Ⅱ”含 C．“物质Y”是Cd，“物质Z”是Cu D．流程中可循环利用的物质有CO、、Ni 考向04 以矿石为载体的物质制备类化工流程 【例4-1】（2025·广东卷）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 (1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有 (写一条)。 (2)“高压加热”时，生成的离子方程式为： 。 (3)“沉铝”时，pH最高可调至 (溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。 (4)“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。 A．镍与N、O形成配位键 B．配位时被还原 C．配合物与水能形成分子间氢键 D．烷基链具有疏水性 (5)晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，则 ；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为 。 (6)①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为 和 。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注 。 ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是 (写一条)。 【例4-2】（2025·河北卷）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。过程如下： 已知：铬铁矿主要成分是。 回答下列问题： (1)基态铬原子的价层电子排布式： 。 (2)煅烧工序中反应生成的化学方程式： 。 (3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：、 、 (填化学式)。 (4)酸化工序中需加压的原因： 。 (5)滤液Ⅱ的主要成分： (填化学式)。 (6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。 (7)滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称) 第一步：标出原料与产品： 明确初始投入的矿石主要成分和主要杂质（如铝土矿中的Al₂O₃和SiO₂、Fe₂O₃）。 第二步：识别有价值信息： 关注流程图中的注释、题干中的已知反应方程式、以及关于物质性质的描述。 第三步：树立环保与成本意识： 潜意识里要有“绿色化学”观念，思考废气、废液、废渣的处理，以及原料的循环利用。 解矿石工艺流程题，是一个将基础知识与新情境信息进行逻辑关联的过程。通过“审题→分段→析细→作答”四步法解答。 【变式4-1】53.（2025·江西景德镇·一模）钨是熔点最高的金属，也是重要的战略物资。自然界中白钨矿的主要成分是钨酸钙()。黑钨矿石的主要成分是铁和锰的钨酸盐(、)，还含少量Si的化合物。钨酸()酸性很弱，难溶于水。现代冶炼中常用碱熔法处理钨矿，包含碱熔、水浸、酸化、焙烧和还原工艺制取钨。以下为冶炼工艺的第一阶段： 分析流程试回答以下问题： (1)在周期表的位置是第 周期，钨酸盐(、)中钨元素的化合价为 。 (2)为了加快黑钨矿在空气中碱融速率，可以采取 措施(写出其中一种即可)。 请写出在碱熔条件下发生反应生成的化学方程式 。 (3)上述流程中A、B、C都是钨的化合物，写出中B、C的化学式：B ；C 。 (4)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂还原得到金属钨。对钨的纯度要求不高时，可用碳作还原剂，为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂，为什么？ (5)我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用仲钨酸的阱盐在热分解一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点，在制钨粉时温度容易控制，目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析，蓝色氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨，且五价和六价的钨原子数比值为0.25。 ①计算中的x值。 。 ②蓝色氧化钨中钨的质量分数为 %(保留三位有效数字)。 【变式4-2】（2025·陕西西安·模拟预测）五氧化二钒(V2O5)可用于冶炼钒铁、用作合金添加剂、化工催化剂等。工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5的工艺流程如下： 已知： ①“水溶”、“转沉”、“转化”后，所得含钒物质分别为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4。 ②不同pH下，正五价钒在溶液中主要存在形式见下表： pH 主要离子 ③25℃时，。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，V2O3发生反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣Ⅰ”的成分为 (填化学式，下同)，“滤液Ⅰ”中溶质的成分为 。 (3)先“转沉”后“转化”的目的是 。 (4)“滤渣Ⅱ”经高温煅烧后水浸，所得物质可导入到 操作中循环使用。 (5)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是 (写出两条)。 (6)“煅烧”NH4VO3，制得产品V2O5，但反应体系中，若不及时分离出气体Ⅱ，部分V2O5.会转化成V2O4。已知V2O5转化成V2O4过程中，消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，则V2O5转化成V2O4的化学方程式为 。 考向05 以废弃物为载体的物质分离提纯类化工流程 【例5-1】（2025·广西卷）回收实验室废弃物可实现资源的有效利用。从AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)中回收Ag和I2的流程如下。 已知：IO-在碱性条件下易歧化成I-和。 回答下列问题： (1)“溶解1”浓氨水不能溶解AgI的原因是 。“滤液1”中的主要阳离子有 （填化学式）。 (2)“反应1”生成ICl的化学方程式为 。 (3)“试剂X”可选用 （填标号）。 a．葡萄糖        b．Al        c．Na2O2        d．H2SO4 (4)“调pH”至弱酸性的主要目的是 （用离子方程式表示）。 (5)若“滤液3”中含有0.3 mol，“反应3”至少需加入Na2S2O4的物质的量为 mol。 (6)将得到的I2进一步纯化，可采用的方法是 。不考虑操作和反应损失，该流程回收Ag的量低于预期，主要原因是 。 【例5-2】（2025·海南卷）有色金属冶炼厂炼铜窑炉的废耐火砖极具回收价值。某厂产生的废耐火砖中主要含、Cu12.0%，其资源化回收的一种工艺流程如图所示。 回答问题： (1)“粉碎”的目的是 。 (2)“加压氨浸”时铜转化为配位离子，该过程的化学反应方程式为 。 (3)“碱熔”中产生的气体C为 ，滤渣E是 (均填化学式)。E与 (填物质名称)反应可生成用于城市废水处理的。 (4)某批次试验，废砖投料20.0 kg，产出CuO 2.70 kg，则Cu的回收率为 。 (5)从绿色化学与环境保护的角度说明本工艺优点有 、 。 第一步：确定废弃物来源与性质： 快速判断废弃物类型（如“废旧锂离子电池”、“含铜电路板”、“炼钢废渣”）。这能帮你预判其主要成分和可能杂质。 第二步：锁定目标回收物： 明确流程要回收的是什么（是金属单质？是某种盐类？）。这是流程的最终目标。 第三步：分析杂质组成： 识别出需要去除的有害杂质或干扰成分（如塑料隔膜、铁、铝、有机物等）。特别要注意： 废弃物中可能含有多种有价金属，流程设计需考虑它们的分离顺序。 解废弃物工艺流程题，是一个将绿色化学理念、基础知识与新信息进行整合推理的过程。通过“审题定性→流程分解→深度追问→规范作答”的四步法，牢牢抓住 “资源回收”和“环保无害化” 两条主线。 【变式5-1】（2025·河北·模拟预测）镍酸锂(LiNiO2)是一种具有潜力的锂离子材料。以镍催化剂废渣(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料制备镍酸锂的流程如下。 已知：，， 萃取Cu2+的反应原理为Cu2++2HRCuR2+2H+。 (1)滤渣1为 。 (2)“除铁”步骤中发生反应的离子方程式为 。 (3)“除钙”步骤中，若溶液中，加入等体积的NH4F溶液，则c(NH4F)至少为 ，Ca2+开始沉淀。此时pH不能过低的原因是 。 (4)“萃取”时发生反应Ni2+2RHNiR2+2H+(RH为萃取剂)，一定条件下，萃取平衡时，，则Ni2+的萃取率为 。反萃取获得NiSO4，加入的试剂为 。 【变式5-2】（2025·广东深圳·模拟预测）铟烟灰渣[含等]为主要原料制备In和活性ZnO的工艺流程如下： 已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的 Zn2+ Fe2+ Fe3+ In3+ 开始沉淀 6.5 6.3 1.5 3.5 完全沉淀 8.5 8.3 2.8 4.8 ②在酸性溶液中H2A2可萃取三价金属离子：。 回答下列问题： (1)“浸渣1”的主要成分是 (填化学式)。 (2)“还原除砷时，可将溶液中的H3AsO4转化，发生反应的化学方程式是 。 (3)加入铁粉“还原”的目的是 。 (4)“反萃取”中，可通过 提高萃取率。 (5)“滤液2”可在 (填操作单元)再利用。 (6)“调pH”中可选用的试剂X为 。使用H2O2的目的有 ，H2O2的使用量远大于理论计算量，可能的原因是 ；pH应控制的范围是 。 (7)“灼烧”时，发生反应的化学方程式是 。 1.（2025·辽宁丹东·模拟预测）铁是人体必需的微量元素。某研究小组通过设计实验以检验菠菜中是否含有铁元素，其实验流程如图所示。下列说法错误的是 已知：固体1的主要成分是。 A．上述实验流程中操作①②都是过滤 B．向溶液2中加入再滴入KSCN溶液无现象，说明菠菜中的铁元素都存在于固体1中 C．向溶液3中滴加KSCN溶液后变红，说明菠菜中存在铁元素 D．反应③的离子方程式为 2.（2025·河南·模拟预测）以海水为原料制备的粗盐中含杂质离子、、，实验室中采用下列工艺流程对粗盐进行精制。下列说法正确的是 A．步骤③、④加入试剂的顺序不能调换 B．“沉淀”的主要成分为4种盐的混合物 C．该粗盐提纯的流程中最多用到3种玻璃仪器 D．步骤②、③中溶液、溶液可以用一种试剂溶液代替 3.（2025·河北衡水·模拟预测）从碘的溶液中回收固体碘的流程如图所示。下列说法不正确的是 A．生成的反应为 B．操作①的分离原理与用甲苯从水中提取相同 C．水层中 D．向滤液中加入甲苯，振荡、静置后有机层显紫色 4.（2025·辽宁丹东·二模）钽酸锂()是光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料。一种以含钽废渣(主要成分为，含少量油脂和等)为原料制备钽酸锂的流程如下： 下列说法错误的是 A．“沸腾炉焙烧”为增加气固接触面积，常采用“逆流”操作 B．滤渣1的主要成分为，滤渣2的主要成分为 C．已知+5价Ta具有一定的氧化性，“酸化”时硫酸比盐酸更合适 D．在实验室模拟“灼烧”工序，主要仪器为石英坩埚、酒精灯、泥三角等 5.（2025·甘肃白银·二模）高纯HF溶液在电子工业中用作硅片腐蚀剂和清洗剂，其制备流程如下： 下列说法错误的是 A．滤渣中含等钙盐 B．“蒸馏”时能分离出、，是因为、沸点较低 C．吸收时，采用喷淋是为了增大接触面积 D．向氢氟酸中加入少量NaF固体，溶液酸性增强 6.（2025·安徽合肥·模拟预测）用酸性氧化甲苯制备苯甲酸。实验方法：将甲苯和溶液在反应一段时间后停止反应，过滤，将含有苯甲酸钾和甲苯的滤液按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。下列说法正确的是 A．采用水浴加热，便于控制温度 B．甲苯和溶液反应时间不能过长，防止苯环被氧化 C．操作Ⅱ是蒸馏，需要用到直型冷凝管 D．为了得到更多的白色固体B，可以将冷却结晶变为蒸发结晶 7.（2025·河北衡水·二模）一种电解乙酰基吡嗪废水(含有机物、和硫酸等)中的硫酸铵制备过二硫酸铵微型流程如图。下列说法错误的是 A．除铁前需先调节pH，否则会消耗过多氨水 B．上述流程中过二硫酸铵可循环利用 C．氧化过程中，若有参与反应，转移电子数约为 D．整个流程涉及的化学反应类型有复分解反应、氧化还原反应、分解反应 8.（2025·湖南张家界·三模）工业上以和纯碱为原料制备无水的主要流程如图。下列分析正确的是 A．母液的 B．中和后的溶液中的溶质不止两种 C．实验室模拟分离湿料和母液时仅需要用到玻璃棒和漏斗 D．工业上用黄铁矿在高温下和氧气反应制备时可生成磁铁矿 9.（2025·海南·一模）以钛铁矿(主要成分为，含有少量)为主要原料制取和水处理剂聚合硫酸铁{}的工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ、“酸浸i”所得滤液中阳离子主要有。 Ⅱ、常温下，，通常认为溶液中离子浓度小于或等于时沉淀完全。 回答下列问题： (1)提高“酸浸i”时的浸出速率除了磨细外，还可以采取的措施有 (列举2条)。 (2)溶于硫酸反应的离子方程式为 。 (3)“沉钛”步骤中铁元素发生的离子反应有 、。 (4)“氧化”步骤实际消耗的和被氧化的的物质的量的比值 (填标号)。 a．    b．    c．    d．无法判断 (5)常温下，“沉钛”步骤中为使完全沉淀，溶液的 (填数字)。 10.（2025·广西贵港·模拟预测）以硅藻土为载体的五氧化二钒()是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂(主要成分为、、、，还含有少量和)中回收既可以避免污染环境又有利于资源综合利用。一种废钒催化剂的回收工艺流程如图。 已知：“离子交换”和“洗脱”过程可简单表示为(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。 回答下列问题： (1)中V的化合价为 价；“酸浸”时转化成，反应的离子方程式为 。 (2)在某温度下的晶胞结构如图(黑白球仅做区分，不表示原子大小)，黑球代表的原子为 (填元素符号)。 (3)“氧化”中变为，则该转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)，该步骤需控制溶液pH不能过大，原因是 。 (5)“流出液”中的阴离子主要是、 (填离子符号)。 (6)煅烧“沉钒”得到的偏钒酸铵()即可得到，写出该煅烧反应的化学方程式： 。 11.（2025·陕西榆林·一模）从废旧CPU中回收、、的部分流程如下： 已知：①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在； ②  ； ③。 回答下列问题： (1)为加快废旧CPU酸溶速率，可采取的措施为 。(任写一条) (2)写出“酸溶”时Cu单质生成的离子反应方程式 。 (3)向“过滤”所得滤液中加入一定量的可以生成沉淀而使和分离，防AgCl进一步溶解，浓度不能超过 。 (4)中Au的化合价为 ，写出“还原”步骤中的离子反应方程式 。 (5)“溶金”过程的促进了和的反应，可知和在溶液中哪个更稳 。 (6)废气吸收。 ①用溶液吸收工艺流程中的废气，酸性溶液中将氧化为。其他条件相同，转化为的转化率随溶液初始的变化如图所示，溶液的初始越小，转化率越高。其原因是 。 ②用氢氧化钠吸收生成两种钠盐，其中一种为，另一种为 (填化学式)。 12.（2025·辽宁丹东·模拟预测）一种从深海多金属结核[主要含、、，有少量的、、、]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(、、)的工艺流程如下： 已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为0.1mol·L)开始沉淀和完全沉淀的pH： 开始沉淀 的pH 1.9 3.3 4.8 6.9 7.4 8.1 完全沉淀 的pH 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： (1)“酸浸还原”中，滤渣的主要成分是 (填化学式)；还原的离子方程式为 。 (2)“沉铁”中，空气的作用为 ，加热至200℃的主要原因是 。 (3)“沉铝”中，未产生沉淀，可调节pH为 (填标号)； A．4.0    B．4.7    C．6.0    D．6.8 若pH过大，不仅其他金属阳离子会发生沉淀，沉淀也会发生溶解，其溶解的化学方程式为 。 (4)“第二次萃取”中 、 (填离子符号)与混合萃取剂形成更稳定的配合物。 (5)“电解”中，电解余液可以在 步骤中循环使用。 13.（2025·云南·模拟预测）钯是贵金属之一，被广泛应用于汽车尾气处理、航空航天、催化合成和医疗器械等领域。从废催化剂(含少量铁元素)中回收钯的工艺如图所示： 已知：Pd溶于王水生成 回答下列问题： (1)“焙烧”生成的气体是 。 (2)王水能溶解Pd是因为其中硝酸具有下列中的 (填标号，下同)，盐酸具有 。 A．还原性    B．氧化性    C．酸性    D．配位能力 “酸浸”时温度不能太高的原因是 。 (3)“络合”中的滤渣是 。 (4)碱性条件下肼可以与络合过程中生成的反应，同时生成两种气体，离子方程式为 。 (5)向溶液中加入适量盐酸可以生成，用平衡移动原理解释原因： 。 (6)有两种结构，则其空间结构类型为 ，其中极性更大的是 (填结构简式)。 14.（2025·河南·模拟预测）铜阳极泥中主要含有Cu、Ag、Au、Pb和As等元素，其中As元素以单质As和的形式存在。一种以铜阳极泥为原料脱砷并回收铜的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“水浸”前需要对“低温碱熔”后的熔炼渣进行冷却和破碎，“破碎”的目的是 。 (2)“低温碱熔”后砷元素以水溶性的形式存在，沉淀2的主要成分为，则“砷氧化”时含砷微粒转化的离子方程式为 ；“砷固化”过程中理论上和的物质的量之比为 。 (3)“酸浸”时通入可提高浸出率的原因是 ，“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。 (4)在相同温度下，不同纯物质的蒸汽压之间存在较大差异，蒸汽压越大的物质越容易挥发。利用这一原理，还可采用火法脱砷(铜阳极泥中各组分的饱和蒸汽压如图所示)。 由图可知，火法脱砷较适宜的温度为 (填标号)。 a．600~800℃                            b．800~1000℃                    c．1200~1400℃ (5)“沉铅”过程中完全沉淀，此时溶液中浓度不低于 mol/L[已知PbS的]。 15.（2025·四川资阳·一模）氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为、、，还有少量等杂质)制备氮化镓的流程如图： 已知： ①“碱浸”后溶液的主要成分为、、； ②。 回答下列问题： (1)镓与铝同主族且相邻，其化合物性质相似。基态镓原子的电子排布式为 (2)“焙烧”的目的是将Ga2O3转化为NaGaO2，该反应的化学方程式为 。 (3)“沉淀”步骤中，滤渣2的主要成分是 (写化学式)。 (4)步骤①中通入过量气体A，发生沉铝反应的离子方程式为 。 (5)取mgGaN样品溶于足量的热NaOH溶液中，产生NH3被H3BO3溶液完全吸收，用的盐酸滴定，消耗盐酸VmL，则样品的纯度是 (用含m、c、V的式子表示)。 (6)一种含镓的抗癌药物合成方法如图所示： ①化合物Ⅰ中N原子的杂化方式为 。 ②化合物Ⅱ中Ga的配位数为 。 ③已知Ga元素存在同位素。确定该配合物中Ga的同位素种类，可采用的方法是 。 A．X射线衍射法            B．质谱法            C．红外光谱法 16.（2025·河北石家庄·模拟预测）某工厂将盐湖水进行初步除杂浓缩后得到浓缩卤水(含有硼酸根离子等)，利用浓缩卤水制备锂离子电池原料的工艺流程如下： 已知：①当某离子的浓度小于或等于时，可认为该离子已沉淀完全； ②室温下，相关物质的如下表： 化合物 回答下列问题： (1)“除硼”过程中，涉及的操作有______(填选项字母)。 A．过滤 B．萃取 C．蒸馏 D．分液 (2)“一次沉淀”可使大部分以形式除去，该反应的离子方程式为 。 (3)“二次沉淀”得到的“沉淀Ⅱ”中除外，还含有 (填化学式)。 (4)“三次沉淀”时，若向为的“滤液Ⅱ”中加入等体积的溶液，使完全沉淀，则溶液的浓度至少为 (不考虑水解的影响，溶液混合时忽略体积变化)。 (5)“电渗析”的装置如图所示，为离子交换膜，则x为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜；浓缩的LiCl溶液可以在 (用字母A、B、C、D表示)区域获取。 (6)活性的减少会造成锂离子电池的衰减，复旦大学科研团队研发的补充剂——三氟甲基亚磺酸锂()可有效减少这种衰减。试从结构角度分析三氟甲基亚磺酸锂比甲基亚磺酸锂()更适合做补充剂的原因为 。 17.（2025·重庆·模拟预测）从某铜镍矿(主要含有Cu、Ni单质，还含有、FeO、MgO、CuO等杂质)资源中提取Cu和Ni的一种工艺流程如下： 已知： ①常温下，(金属离子浓度低于 mol/L时认为沉淀完全)； ②。 (1)基态价层电子排布图为 。 (2)“酸浸”时参与的除杂反应的离子方程式为 。 (3)“萃取”时发生反应：，“反萃取”时使用的试剂a最合适的是 。 A．NaOH                    B．                C．HCl (4)“除铁”时，黄钠铁砂[]比更易形成沉淀，生成黄钠铁矾的反应终点pH与、沉淀率的关系如下表。 反应终点pH 沉淀率/% 1.5 94.04 0.19 2.5 99.61 0.56 3.8 99.90 13.31 ①沉淀时最适宜选用的反应终点pH是 。 ②生成黄钠铁矾的离子方程式为 。 (5)“沉镍”时，为使沉淀完全，用MgO调节pH应不小于 。 (6)某铜镍合金的立方晶胞结构如图所示。 ①该晶体的化学式为 。 ②已知该晶体的密度为d ，则该晶胞的棱长是 nm。(设为阿伏加德罗常数的值，用含d、的代数式表示)。 18.（2025·重庆·模拟预测）Ⅰ、现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G，它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。 回答下列问题： (1)D的电子式为 ，D中所含的化学键类型有 (选填“离子键”、“极性共价键”、“非极性共价键”、“配位键”、“金属键”)。 (2)反应⑤的离子方程式为 。 (3)金属C可以通过铝热反应得到，该反应的化学方程式为 。 Ⅱ、固体受热分解可得化合物Y和混合气体X，已知X由两种化合物组成，将X通入品红溶液，溶液褪色；通入溶液，产生白色沉淀。Y是红棕色化合物。转化关系如下图所示(无关物质已略去)。 (4)固体Y中铁元素的化合价是 ，气体X的成分是 (填化学式)。 (5)反应Ⅳ中生成的离子方程式为 。 (6)检验溶液2中金属阳离子的方法是 。 19.（2025·广东·模拟预测）红土镍矿中含有铁、铝、硅、镁、镍等元素的氧化物，一种从红土镍矿中提取金属并综合利用的工艺流程如图所示： 已知：常温下部分物质的溶度积如表所示： 氢氧化物 回答下列问题： (1)为提高“焙烧”效率，可采取的措施为 (任写一种)；尾气中的碱性气体可再生利用，该气体为 (填化学式)。 (2)“溶出过滤”后，“硅渣”与NaOH溶液反应的化学方程式为 。 (3)“氧化”的目的为 ，写出该反应的离子方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目： 。 (4)已知：“沉铝”所得溶液中，常温下进行“沉铝”时，溶液最高可调节pH至 (溶液体积变化可忽略)。 (5)“沉镍”时，得到“滤渣2”的操作为 ，往“滤渣2”中加入过量氨水，沉淀会溶解，形成，从而进一步分离提纯Ni，下列说法正确的是 (填选项字母)。 A．的稳定性弱于 B．中心的配位数为6 C．中H为配位原子 D．是正四面体形结构 (6)某的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知：同种位置原子相同，原子与Ni原子间的最近距离相等。与Ni最近距离的Mg原子数目为 ，设为阿伏加德罗常数的值，该晶胞密度为，Al原子与Ni原子间的最近距离为 nm(用含的代数式表示)。 20.（2025·山西·模拟预测）腐蚀和良好生物相容性，广泛用于航空航天、医疗、化工等领域。某科研小组以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含少量Fe2O3、SiO2、CaO等杂质]为原料制备钛粉的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)钛元素在元素周期表中属于 区。 (2)滤渣的主要成分是 (写化学式)。 (3)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ均要用到的玻璃仪器有 。 (4)一系列操作为 。 (5)已知滤液1中钛元素以TiO2+形式存在，则生成TiO2+的离子方程式为 。 (6)验证滤液1中Fe3+已被完全还原的最科学的实验方法是 (写出具体的化学试剂和现象)。 (7)由钛白生成TiCl4的化学方程式为 。 (8)用Na在高温下还原四氯化钛，该反应的环境要求是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型17 无机化工流程综合 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 物质制备类微化工流程 考向02 物质分离提纯类微化工流程 考向03 以图像图表为信息的化工流程【重难】 考向04 以矿石为载体的物质制备类化工流程【重难】 考向05 以废弃物为载体的物质分离提纯类化工流程【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 工艺流程是高考必考题型，试题紧密联系工业生产实际和科研前沿，不孤立考查知识点，而是将元素化合物、反应原理、实验操作等多个模块内容深度融合，着重考查信息处理与逻辑推理能力。情境更趋新颖与真实，试题背景将更多源于资源回收、新能源、环境治理等国家战略相关领域，提供陌生信息，考查知识迁移能力。解题时需构建跨模块的知识网络，综合运用物质性质、反应原理分析流程。解题时将流程划分为"原料预处理 → 核心反应 → 产品分离"三个阶段进行析。对信息整合、逻辑推理、陌生方程式书写等关键能力的要求会只增不减。复习时需有意识打破教材模块界限，形成完整知识体系。 考向01 物质制备类微化工流程 【例1】（2025·四川卷）一种主要成分为和的高钾磷矿，通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、。其中，电炉煅烧发生的反应为：。 下列说法错误的是 A．“电炉煅烧”必须隔绝空气 B．浸渣的主要成分是 C．“炉气水洗”使溶于水而与分离 D．“中和沉淀”需要控制溶液的 【答案】C 【分析】主要成分为和的高钾磷矿，与焦炭经电炉煅烧生成、、气体、气体，炉气水洗，磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷，尾气为不溶于水的CO，燃烧生成CO2，用于中和沉淀；炉渣经水浸，浸渣主要成分为不溶于水的，浸液中通入CO2，生成，过滤经燃烧得；滤液主要成分为，据此分析； 【解析】“电炉煅烧”时生成，可与氧气反应，故必须隔绝空气，A正确；根据分析可知，浸渣的主要成分是，B正确；“炉气水洗”因、CO均不溶于水，磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷，使与分离，C错误；“中和沉淀”时通入的二氧化碳形成的弱酸，不会溶解生成的（只溶于强酸强碱中），但需要控制溶液的，防止生成，D正确；故选C。 1.原料预处理的方法及目的 方法 目的 解题指导 粉碎、 研磨 将块状或颗粒状的物质磨成粉末 增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分，也是提高“浸出率”的方法之一 浸取 水浸 与水接触反应或溶解 (1)加热、搅拌、适当提高酸(或碱)浓度，可以加快浸出速率；增加浸出时间可使样品充分溶解，可提高浸出率 (2)酸溶时所加酸的量不能太多 ①过量的酸多消耗后续调节pH所加的碱性试剂 ②如果实验过程有硫化物，酸过量会形成有毒气体硫化氢 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 灼烧 (焙烧) 1.除去可燃性杂质 2.使原料初步转化 ①除去硫、碳单质 ②使有机物转化或除去有机物 ③高温下原料与空气中氧气反应等 ④使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土 2.常见的流程中的条件控制 条件控制 目的 反应物用 量或浓度 ①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；②增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行；③增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等 降温 ①防止某物质在高温时溶解(或分解)；②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等；④降低某些晶体的溶解度，减少损失等 控温 ①结晶获得所需物质；②防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)温度过高时会分解或挥发；③使某物质达到沸点挥发出来；④使催化剂的活性达到最好；⑤防止副反应的发生等 加入氧化剂 (或还原剂) ①转化为目标产物的价态；②除去杂质离子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调溶液的pH，使其转化为Fe(OH)3沉淀除去] 加入沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)；②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀；③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋ pH控制 ①生成金属氢氧化物，以达到除去金属离子的目的；②抑制盐类水解；③促进盐类水解生成沉淀，有利于过滤分离 【变式1-1】（2025·江西·模拟预测）水溶性聚磷酸铵是一种含有氮、磷营养元素的新型肥料，一种制备聚磷酸铵的流程如图所示，聚合反应器中的温度控制在。下列说法正确的是 A．“中和反应器”中发生反应的离子方程式为 B．“聚合反应器”中发生了氧化还原反应 C．实验室可以利用烧杯和玻璃棒模拟破碎机 D．水溶性聚磷酸铵不属于高分子 【答案】D 【解析】中和反应器中，磷酸溶液(H3PO4)与NH3反应生成NH4H2PO4，反应的离子方程式为H3PO4 + NH3=+，H3PO4为中强酸离子方程式书写时不拆写为H+，A错误；聚合反应器中，NH4H2PO4与尿素反应生成聚磷酸铵，P始终为+5价，N为-3价，O为-2价，无元素化合价变化，非氧化还原反应，B错误；破碎机用于固体破碎，实验室需用研钵和研杵，烧杯和玻璃棒无法模拟破碎功能，C错误；高分子化合物相对分子质量通常过万，聚磷酸铵中10≥n>2，n=10时相对分子质量为1022，远小于1万，不属于高分子，D正确；故选D。 【变式1-2】（2025·陕西宝鸡·一模）PH3常作为一种熏蒸剂，在贮粮中用于防治害虫，一种制备的流程如图所示： 下列说法正确的是 A．上述流程中每一步均属于氧化还原反应 B．流程中，都属于还原产物 C．次磷酸钠属于酸式盐 D．1mol次磷酸分解时转移4mol电子 【答案】B 【分析】白磷与过量的浓NaOH溶液反应，生成PH3和次磷酸钠；次磷酸钠与硫酸反应，生成次磷酸和硫酸钠；次磷酸受热分解，生成PH3和H3PO4，据此分析； 【解析】上述流程中，次磷酸钠与硫酸反应，生成次磷酸和硫酸钠，属于复分解反应，A错误；反应(浓)中，P元素的化合价由0价降至中的-3价，为还原产物，中P的化合价为+1价，的化合价为-3价，所以分解生成为还原反应，属于还原产物，B正确；因为一元酸，只能电离出一个，中无法电离出，为正盐，C错误；分解方程式为，从+1价升高到+5价，同时，P从+1价降低到-3价，在该反应中，，转移4mol电子，分解时转移2mol电子，D错误；故选B。 考向02 物质分离提纯类微化工流程 【例2-1】（2025·黑吉辽蒙卷）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含和少量)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下，下列说法错误的是 A．硫酸用作催化剂和浸取剂 B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C．“浸出”时，3种金属元素均被还原 D．“沉钴”后上层清液中 【答案】C 【分析】矿石(含MnO2、Co3O4、Fe2O3)经过硫酸和稻草浸出过滤得到滤液，滤液含有Fe3+、Mn2+、Co2+，加入Na2CO3沉铁得到FeOOH，过滤，滤液再加入Na2S沉钴得到CoS，过滤最后得到硫酸锰溶液。 【解析】根据分析可知，加入硫酸和稻草浸出，硫酸作催化剂和浸取剂，A正确；生物质(稻草)是可再生的，且来源广泛，B正确；根据图示可知，“浸出”时，Fe的化合价没有变化，Fe元素没有被还原，C错误；“沉钴”后的上层清液存在CoS的沉淀溶解平衡，满足Q=Ksp=c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4，D正确；故选C。 【例2-2】（2025·山东卷）钢渣中富含等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的元素，流程如下。已知：能溶于水；，。下列说法错误的是 A．试剂X可选用粉 B．试剂Y可选用盐酸 C．“分离”后元素主要存在于滤液Ⅱ中 D．“酸浸”后滤液Ⅰ的过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 【答案】A 【分析】钢渣通过盐酸酸浸，得到滤液I中含有Fe2+、Fe3+、Ca2+等，滤渣I为SiO2，滤渣I加入NaOH溶液碱浸，得到含有Na2SiO3的浸取液，加入试剂Y(可以是盐酸)生成硅酸沉淀，最后得到SiO2，滤液I加入试剂X和H2C2O4分离，由于Fe2(C2O4)3能溶于水，试剂X将Fe2+氧化为Fe3+，再加入H2C2O4，使CaC2O4先沉淀，滤渣II为CaC2O4，滤液II中有Fe3+，依次解题。 【解析】根据分析，加入试剂X的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂X应该是氧化剂，不可以是Fe粉，A错误；加入试剂Y，将Na2SiO3转化为H2SiO3沉淀，最后转化为SiO2，试剂Y可以是盐酸，B正确；根据分析，“分离”后Fe元素主要存在于滤液II中，C正确；“酸浸”后滤液I中pH过小，酸性强，造成C2浓度小，使Ca2+(aq)+ C2(aq) CaC2O4(s)平衡逆向移动，得到CaC2O4沉淀少，滤渣II质量减少，D正确；故选A。 1．物质分离提纯四原则 不增 不引入新的杂质 不减 不减少被提纯的物质 易分离 被提纯物与杂质易于分离 易复原 被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。 2．常用的提纯方法 水溶法 除去可溶性杂质 酸溶法 除去碱性杂质 碱溶法 除去酸性杂质 氧化剂或还原剂法 除去还原性或氧化性杂质 加热灼烧法 除去受热易分解或易挥发的杂质 调节溶液的pH法 如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等 3．常用分离、提纯的方法及操作 (1)从溶液中获取晶体的方法及实验操作 ①溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法，实验过程为：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来)、洗涤、干燥。 ②溶解度受温度影响较大、带有结晶水的盐或可水解的盐，采取冷却结晶的方法，实验过程为：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。 (2)固体物质的洗涤 洗涤试剂 适用范围 目的 蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的可溶性粒子，可适当降低固体因为溶解而造成的损失 热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的可溶性粒子，可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失 有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥 饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解 酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解 洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次 检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入××试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净 (3)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H 2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。 (4)萃取与反萃取 ①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。 ②反萃取：反萃取是利用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。反萃取剂主要起破坏有机相中被萃组分结构的作用，使被萃组分生成易溶于水的化合物，或生成既不溶于水也不溶于有机相的沉淀。经过反萃取及所得反萃液经过进一步处理后，便得到被分离物的成品。反萃后经洗涤不含或少含萃合物的有机相称再生有机相，继续循环使用。 【变式2-1】（2025·云南·模拟预测）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含、和Pb。从铅膏中回收铅的一种工业流程如图所示，已知常温下。 下列说法错误的是 A．操作1中需要使用漏斗 B． C．过量，加入和醋酸，会放出 D．常温下，加入NaOH，应调节溶液的 【答案】C 【解析】操作1为过滤，需要使用漏斗，故A正确；加入碳酸钠溶液后转化为，说明 ，故B正确；过量，会氧化生成，无放出，故C错误；加入NaOH的目的是使沉淀完全，即铅离子浓度mol·L-1，由计算可知，应调节溶液的，故D正确；故选C。 【变式2-2】（2025·河北衡水·二模）1817年，瑞典化学家永斯·贝采利乌斯从硫酸厂的铅渣中发现了硒。某小组以铜阳极泥(含Cu、Se、Te等)为原料提取铜、硒和碲的流程如图所示。已知：“加压、加热、酸浸”步骤中和分别转化为和。下列叙述正确的是 A．“酸浸”中加压、加热都能提高活化分子百分率 B．“还原2”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C．分离采取蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等方式 D．用制方法：灼烧、热还原(或稀硫酸溶解、电解) 【答案】D 【分析】加压、加热酸浸阶段，向含 Cu、Se、Te 等元素的铜阳极泥中加入溶液并通入 ，在加压、加热条件下进行酸浸。利用氧气在酸性环境下的氧化性，将铜阳极泥中的金属等成分氧化溶解。铜元素转化为铜离子进入溶液，Se、Te 等元素也发生相应反应进入浸出液，不溶物成为浸渣被分离。第一次还原（还原1）阶段，向浸出液中通入，​具有还原性，能将浸出液中的Se元素还原为单质Se，通过过滤可将Se分离出来，得到滤液1。第二次还原（还原2）阶段，向滤液1中再次通入，此时将溶液中的Te元素还原为单质Te，经过滤分离出Te，得到浸出液。沉铜阶段，向浸出液中加入溶液，使铜离子转化为沉淀，过滤分离出沉淀，滤液3被分离出去。后续处理阶段，经过一系列后续处理，最终得到铜单质。 【解析】加压缩小氧气体积，增大单位体积内氧气活化分子数，但是氧气活化分子百分率不变，A错误；“还原2”：，氧化剂是，还原剂是，氧化剂与还原剂的物质的量之比为，B错误；难溶于水，采用过滤、洗涤、干燥等方式分离，C错误；利用制备Cu： 方案1：，； 方案2：，，D正确；故选D。 考向03 以图像图表为信息的化工流程 【例3】（2024·吉林卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的并制备，流程如下“脱氯”步骤仅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 浓度 145 0.03 1 A．“浸铜”时应加入足量，确保铜屑溶解完全 B．“浸铜”反应： C．“脱氯”反应： D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到 【答案】C 【分析】铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：，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：，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。 【解析】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；“浸铜”时，铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：，故B错误；“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：，故C正确；脱氯液净化后电解，Zn2+应在阴极得到电子变为Zn，故D错误；故选C。 1．图象题类型 （1）单一曲线型 2.多重曲线型 解决图象题的基本思路： ①会识图：一看面、二看线、三看点（弄清纵、横坐标的含义；弄清起点、拐点、终点的含义；看清曲线的变化趋势）。 ②会析数：分析数据、图象中隐含的信息，弄清各数据的含义及变化规律，将数据和图像信息加工成化学语言，同时联系化学概念、化学原理等理论知识进行分析解答。 2．表格题类型 解决表格题的关键 （1）理解表格中各个列项中文字、数字信息点的意义，巧妙地将表格语言转换成化学语言。 （2）理顺表格中数据间的变化趋势，联系相关的化学知识，寻找其中的变化规律，快速准确地解决问题。 3．图表信息试题的问题解决的方法归纳： ①应用分析归纳的方法，得出表格数据中蕴涵的具有本质性的规律： ②应用观察方法，准确理解图示中纵横轴代表的含义，并能结合化学知识分析判断曲线的走向趋势及起点、拐点、水平线含义。 【变式3-1】（2025·北京·三模）某冶金过程产生的废渣主要成分有可表示为、CuO、NiO、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CaO等，具有较好的资源利用价值，可获得产品Cu2O、NiO和ZnO，研究过程如下。 资料： ⅰ．某些不溶物的 物质 ⅱ．黄钠铁矾是一种晶体，颗粒较大，容易过滤和洗涤。 是一种胶状多孔沉淀，有较强的吸附其它离子能力。 ⅲ．焙烧后固体为NiO和ZnO的混合物。 下列有关研究过程的说法正确的是 A．酸浸过程中不会发生氧化还原反应 B．沉铁时，调pH为4时Zn和Ni会有损失，是因为生成了和 C．酸浸时如果硫酸过量程度不够，还原沉铜时中可能会混有 D．由转化流程可以判断NiO和ZnO均是两性氧化物 【答案】C 【分析】冶金废渣中的不与硫酸反应、CaO与硫酸反应生成微溶于水的，故废渣中有和；进入“沉铁”中的微粒主要有、、、、等，H2O2将Fe2+氧化，通过该流程Fe3+以黄钠铁矾沉淀，进入“还原沉铜”中的离子有、、等，该流程将Cu2+以的形式分离出；进入“锌镍同沉”的离子有、、等，Zn2+、Ni2+以、进入“焙烧”，滤液中应该有等；焙烧后固体为NiO和ZnO的混合物，用NaOH溶液浸锌，ZnO生成，在“沉锌”时加入硫酸生成。 【解析】酸浸过程中，金属氧化物与硫酸反应生成硫酸盐和水，均为复分解反应，生成的有还原性，会与空气中的氧气发生氧化还原反应，A错误；沉铁调pH=4时，，c2(OH-)=10-20，，，若产生Zn(OH)2和Ni(OH)2，溶液中Zn2+和Ni2+浓度必须很大，分别大于4200mol/L、2×105mol/L，故不会生成Zn(OH)2和Ni(OH)2沉淀，损失原因并非生成氢氧化物，B错误；微溶，酸浸时硫酸过量程度不够，会导致浓度低，溶液中不能完全沉淀，还原沉铜时，溶液中与氧化生成的结合生成沉淀，混入Cu2O，C正确；根据流程“酸浸”、“浸锌”可知ZnO既与硫酸反应，又与NaOH溶液反应，故ZnO为两性氧化物，而NiO仅与酸反应为碱性氧化物，D错误；故选C。 【变式3-2】（2025·福建龙岩·三模）以镍镉矿（主要成分为NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质）为原料回收部分金属单质，其工艺流程如图： 已知：电极电位越高，金属阳离子氧化性越强。25℃下，部分电对的电极电位如表： 电对                          电极电位                          下列说法错误的是 A．“酸浸”中鼓入的空气既作氧化剂又有搅拌作用 B．“物质X”可以是NiO，“滤渣Ⅱ”含 C．“物质Y”是Cd，“物质Z”是Cu D．流程中可循环利用的物质有CO、、Ni 【答案】C 【分析】该工艺流程以镍镉矿（主要成分为NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质）为原料回收部分金属单质，镍镉矿在空气中加入稀硫酸酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅、S的滤渣Ⅰ和滤液；向滤液中加入碳酸镍或氧化镍（物质X）调节溶液，将溶液中转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有的滤渣Ⅱ和滤液；向滤液中加入镍(物质Y)，将溶液中转化为铜，过滤得到含有铜、镍的金属（物质Z）和硫酸镍、硫酸镉的滤液；滤液经电解得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液（滤液Ⅰ）；固体通入一氧化碳气化分离得到四羰基合镍和镉；四羰基合镍受热分解生成一氧化碳和镍，则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸、镍，据此分析回答。 【解析】“酸浸”中鼓入空气，可氧化NiS中的-2价的硫，防止生成产生污染，同时搅拌使反应更充分，A正确；加入“物质X”调使转化为氢氧化铁沉淀分离除去，NiO可消耗且不引入杂质，在较低溶液中生成进入滤渣Ⅱ，B正确；净化需除去氧化性强的，而不除去 ，同时不引入新杂质，应加入Ni（物质Y），置换出Cu，若Y为Cd，其还原性强于Ni，会置换，且Z不仅含Cu、还含有Ni，C错误；CO参与气化生成，分解后生成CO可循环；在酸浸中使用，滤液Ⅰ中含循环；分解生成的Ni可用于净化步骤除，D正确；故选C。 考向04 以矿石为载体的物质制备类化工流程 【例4-1】（2025·广东卷）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 (1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有 (写一条)。 (2)“高压加热”时，生成的离子方程式为： 。 (3)“沉铝”时，pH最高可调至 (溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。 (4)“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。 A．镍与N、O形成配位键 B．配位时被还原 C．配合物与水能形成分子间氢键 D．烷基链具有疏水性 (5)晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，则 ；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为 。 (6)①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为 和 。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注 。 ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是 (写一条)。 【答案】(1)搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等 (2)4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+ (3)5 (4)AD (5) 3：1：1 12 (6) 2NH3N2+3H2 Fe2O3+3H22Fe+3H2O 没有污染物产生 【分析】矿粉酸浸通入SO2酸浸，浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等，调节pH=3.0，通入空气加热得到Fe2O3，Fe2O3可以通过还原得到Fe单质，也可以用电解得到Fe单质，滤液1在常温下沉铝，滤液2选择萃取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu配合物和Ni配合物，最终得到产品NixCuyNz。 【解析】（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有：搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等； （2）由于通入“酸浸”，故浸取液中不含有，“高压加热”时，Fe2+在酸性条件下被氧化为，离子方程式为：4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+； （3）“沉铝”时，保证Cu2+和Ni2+不沉淀，Cu(OH)2的溶度积更小，，根据Ksp=c(Cu2+)×c2(OH-)=0.022×c2(OH-)=2.2×10-20，得出c(OH-)=10-9mol/L，pH=5； （4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有： A、镍与N、O形成配位键，可以使镍进入有机相，A正确； B、配体中提供孤对电子的O原子带一个单位负电，可以视作是得到一个电子的阴离子，其余配体不带电，整个配合物不显电性，形成配合物后，中心离子还是Ni2+，Ni2+化合价不变，B错误； C、配合物与水形成氢键，不能解释镍进入有机相，C错误； D、烷基具有疏水性，可以使其进入有机相，D正确；故选AD； （5）根据同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，设晶胞边长为a，由几何关系可知，面心的原子与顶点的原子距离为，面心的原子与体心的原子距离为，则可以确定，晶胞中面心原子为Ni，有6×个，顶点原子为Cu，有8×个，体心的原子为N，有1个，则x：y：z=3：1：1； 根据分析，Cu原子处于顶角，距离最近且等距离的原子为面心上Ni原子，数目为； （6）①氨气分解为N2和H2，H2还原Fe2O3得到Fe单质和水，化学方程式为：2NH3N2+3H2、Fe2O3+3H22Fe+3H2O； ②电解Fe2O3颗粒得到Fe单质，在阴极发生还原反应，则Fe片为阴极，石墨做阳极，电解液为NaOH溶液和颗粒，装置图如下： ； ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是没有污染性的CO气体产生。 【例4-2】（2025·河北卷）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。过程如下： 已知：铬铁矿主要成分是。 回答下列问题： (1)基态铬原子的价层电子排布式： 。 (2)煅烧工序中反应生成的化学方程式： 。 (3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：、 、 (填化学式)。 (4)酸化工序中需加压的原因： 。 (5)滤液Ⅱ的主要成分： (填化学式)。 (6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。 (7)滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称) 【答案】(1) (2) (3) MgO (4)增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行 (5) (6) (7)煅烧 【分析】铬铁矿主要成分是，与过量KOH在空气中煅烧，生成、Fe2O3、MgO，；通入/CO2浸取，生成，、MgO不反应，故滤渣Ⅰ为：，、MgO，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出固体，滤液Ⅰ中含有；将中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将转化为，同时副产物生成，将与分离，滤液Ⅱ的主要溶质为；做还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的还原为，自身转化为进入滤渣Ⅱ，KOH进一步处理得，循环使用，据此分析； 【解析】（1）Cr为24号元素，基态铬原子的价层电子排布式：； （2）煅烧工序中与过量KOH、空气中氧气反应生成、Fe2O3、，根据得失电子守恒，原子守恒，化学方程式：； （3）根据分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分：、MgO； （4）向中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将转化为，加大压强，可以增大CO2的溶解度，使液体中CO2浓度增大，保证酸化反应充分进行； （5）根据分析可知，滤液Ⅱ的主要溶质为； （6）做还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的还原为，自身转化为，铁元素由0价升高到+3价，Cr由+6价降低到+3价，根据得失电子守恒，原子守恒，化学方程式：； （7）滤渣Ⅱ含有和可返回煅烧工序。 第一步：标出原料与产品： 明确初始投入的矿石主要成分和主要杂质（如铝土矿中的Al₂O₃和SiO₂、Fe₂O₃）。 第二步：识别有价值信息： 关注流程图中的注释、题干中的已知反应方程式、以及关于物质性质的描述。 第三步：树立环保与成本意识： 潜意识里要有“绿色化学”观念，思考废气、废液、废渣的处理，以及原料的循环利用。 解矿石工艺流程题，是一个将基础知识与新情境信息进行逻辑关联的过程。通过“审题→分段→析细→作答”四步法解答。 【变式4-1】53.（2025·江西景德镇·一模）钨是熔点最高的金属，也是重要的战略物资。自然界中白钨矿的主要成分是钨酸钙()。黑钨矿石的主要成分是铁和锰的钨酸盐(、)，还含少量Si的化合物。钨酸()酸性很弱，难溶于水。现代冶炼中常用碱熔法处理钨矿，包含碱熔、水浸、酸化、焙烧和还原工艺制取钨。以下为冶炼工艺的第一阶段： 分析流程试回答以下问题： (1)在周期表的位置是第 周期，钨酸盐(、)中钨元素的化合价为 。 (2)为了加快黑钨矿在空气中碱融速率，可以采取 措施(写出其中一种即可)。 请写出在碱熔条件下发生反应生成的化学方程式 。 (3)上述流程中A、B、C都是钨的化合物，写出中B、C的化学式：B ；C 。 (4)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂还原得到金属钨。对钨的纯度要求不高时，可用碳作还原剂，为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂，为什么？ (5)我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用仲钨酸的阱盐在热分解一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点，在制钨粉时温度容易控制，目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析，蓝色氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨，且五价和六价的钨原子数比值为0.25。 ①计算中的x值。 。 ②蓝色氧化钨中钨的质量分数为 %(保留三位有效数字)。 【答案】(1) 六 +6 (2) 粉碎矿石、升温、搅拌均可 (3) (4)因为钨的熔点很高，不容易转变为液态，如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂就不存在这些问题 (5) 0.10 79.8 【分析】黑钨矿石的主要成分是铁和锰的钨酸盐(、)，还含少量Si的化合物，通入空气，加入氢氧化钠碱熔，转化为氧化铁与钨酸钠，转化为二氧化锰与钨酸钠，过滤后钨酸钠与硅酸盐进入滤液A，氧化铁、二氧化锰进入滤渣，净化除硅分离出硅渣，净化液加酸，形成钨酸沉淀，焙烧获得。 【解析】（1）可知电子数为74，核外各电子层电子数为2、8、18、32、14、2，电子层数等于周期序数，所以在周期表的位置是第六周期；钨酸盐(、)中铁、锰化合价均为+2价，氧元素为-2价，钨元素的化合价为+6价。 （2）为了加快黑钨矿在空气中碱融速率，可以采取粉碎矿石、升温、搅拌均可；在碱熔条件下发生反应生成的化学方程式。 （3）根据分析可知，B为，C为。 （4）因为钨的熔点很高，不容易转变为液态，如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨。用氢气作还原剂就不存在这些问题。 （5）①设五价和六价的钨原子数为m和n，，根据化学式可知，根据化合价代数和为零可知，解得； ②根据①可知，蓝色氧化钨为，蓝色氧化钨中钨的质量分数为。 【变式4-2】（2025·陕西西安·模拟预测）五氧化二钒(V2O5)可用于冶炼钒铁、用作合金添加剂、化工催化剂等。工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5的工艺流程如下： 已知： ①“水溶”、“转沉”、“转化”后，所得含钒物质分别为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4。 ②不同pH下，正五价钒在溶液中主要存在形式见下表： pH 主要离子 ③25℃时，。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，V2O3发生反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣Ⅰ”的成分为 (填化学式，下同)，“滤液Ⅰ”中溶质的成分为 。 (3)先“转沉”后“转化”的目的是 。 (4)“滤渣Ⅱ”经高温煅烧后水浸，所得物质可导入到 操作中循环使用。 (5)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是 (写出两条)。 (6)“煅烧”NH4VO3，制得产品V2O5，但反应体系中，若不及时分离出气体Ⅱ，部分V2O5.会转化成V2O4。已知V2O5转化成V2O4过程中，消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，则V2O5转化成V2O4的化学方程式为 。 【答案】(1) (2)Al2O3、SiO2 NaOH (3)富集钒元素 (4)转沉 (5)调节pH，将转化为；利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全 (6) 【分析】石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)中加入NaCl(s)，并通入O2、水蒸气进行焙烧，发生反应，生成NaVO3、HCl等；水溶后过滤，可得到NaVO3溶液和滤渣Ⅰ(Al2O3、SiO2)；往滤液中加入Ca(OH)2进行转沉，NaVO3转化为Ca3(VO4)2，过滤得滤渣；往滤渣中加入(NH4)2CO3，过滤得到(NH4)3VO4溶液和CaCO3滤渣；往滤液中加入NH4Cl，(NH4)3VO4转化为NH4VO3；煅烧NH4VO3，可得到V2O5和NH3。 【解析】（1）“焙烧”时，V2O3与NaCl(s)、O2、水蒸气发生反应，生成NaVO3、HCl等，化学方程式为； （2）由分析可知，“滤渣Ⅰ”的成分为Al2O3、SiO2；往滤液中加入Ca(OH)2进行转沉，NaVO3转化为Ca3(VO4)2，同时生成NaOH，所以“滤液Ⅰ”中溶质的成分为NaOH； （3）先将NaVO3“转沉”为Ca3(VO4)2后，再加入(NH4)2CO3，将Ca3(VO4)2“转化”为(NH4)3VO4溶液和CaCO3滤渣，可通过控制(NH4)2CO3的浓度，获得较大浓度的(NH4)3VO4溶液，所以其目的是富集钒元素； （4）“滤渣Ⅱ”为CaCO3，经高温煅烧后生成CaO等，将CaO水浸，所得物质为Ca(OH)2，可导入到转沉操作中循环使用； （5）“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，一方面需要将(NH4)3VO4转化为NH4VO3，另一方面需要降低其溶解度，所以加入过量NH4Cl，其原因是：调节pH，将转化为；利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全； （6）NH3具有还原性，能将部分V2O5转化成V2O4，同时生成N2等，已知V2O5转化成V2O4过程中，消耗的氧化剂(V2O5)与还原剂(NH3)的物质的量之比为3∶2，则V2O5转化成V2O4的化学方程式为。 考向05 以废弃物为载体的物质分离提纯类化工流程 【例5-1】（2025·广西卷）回收实验室废弃物可实现资源的有效利用。从AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)中回收Ag和I2的流程如下。 已知：IO-在碱性条件下易歧化成I-和。 回答下列问题： (1)“溶解1”浓氨水不能溶解AgI的原因是 。“滤液1”中的主要阳离子有 （填化学式）。 (2)“反应1”生成ICl的化学方程式为 。 (3)“试剂X”可选用 （填标号）。 a．葡萄糖        b．Al        c．Na2O2        d．H2SO4 (4)“调pH”至弱酸性的主要目的是 （用离子方程式表示）。 (5)若“滤液3”中含有0.3 mol，“反应3”至少需加入Na2S2O4的物质的量为 mol。 (6)将得到的I2进一步纯化，可采用的方法是 。不考虑操作和反应损失，该流程回收Ag的量低于预期，主要原因是 。 【答案】(1) Ag+与I-结合与NH3结合更稳定 [Ag(NH3)2]+、 (2)AgI+Cl2=AgCl+ICl (3)ab (4)5I-++6H+=3I2+3H2O (5)0.25 (6)升华 未回收处理“滤液1” 【分析】AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)用浓氨水溶解，Ag2O转化为[Ag(NH3)2]+进入溶液中，浓氨水不能溶解AgI，过滤后得到的滤渣中含有AgI，滤液1中含有[Ag(NH3)2]+、。AgI和氯气在强酸条件下发生氧化还原反应生成AgCl和I2，用NaOH溶液将I2转化为IO-，过滤后的滤液2中存在IO-，AgCl用浓氨水溶解后转化为[Ag(NH3)2]+进入溶液，用试剂X将[Ag(NH3)2]+还原为Ag，试剂X可以是葡萄糖等还原性物质，向滤液2中加入盐酸调节pH，使IO-因在碱性环境发生歧化反应生成的离子I-、在酸性条件下转化为I2，过滤后的滤液3中含有，加入Na2S2O4将还原为I2，过滤出I2，将两步反应产生的I2合并，经洗涤、干燥得到I2. 【解析】（1）“溶解1”浓氨水不能溶解AgI是由于Ag+与I-结合形成AgI比与NH3结合更稳定； 由分析可知，“滤液1”中的主要阳离子有[Ag(NH3)2]+、； （2）“反应1”中AgI和氯气在强酸条件下发生氧化还原反应生成AgCl和ICl，化学方程式为AgI+Cl2=AgCl+ICl； （3）由分析可知，试剂X需要将[Ag(NH3)2]+还原为Ag。 a．葡萄糖分子中含有多个醛基，具有强的还原性，可以将[Ag(NH3)2]+还原为Ag，a符合题意；Al单质具有强的还原性，可以将[Ag(NH3)2]+还原为Ag单质，b符合题意；Na2O2具有强氧化性，一般是作氧化剂表现氧化性。不能将[Ag(NH3)2]+还原为Ag单质，c不符合题意；H2SO4的氧化性较强，一般是表现强的氧化性，不能将[Ag(NH3)2]+还原，d不符合题意； 故合理选项是ab； （4）已知IO-在碱性条件下易歧化成I-和，用盐酸“调pH”的主要目的是使溶液中的I-和在酸性环境中发生归中反应而转化为I2，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：5I-++6H+=3I2+3H2O； （5）“反应3”中加入Na2S2O4将还原为I2，根据电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：，若“滤液3”中含有0.3 mol，则根据反应方程式中物质反应转化关系可知：“反应3”至少需加入Na2S2O4的物质的量为n(Na2S2O4)==0.25 mol； （6）I2加热时会不经过液态而直接变为气态，即I2受热易升华，故将得到的I2进一步纯化，可采用的方法是升华； 向AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)中加浓氨水进行“溶解1”时，Ag2O被溶解，以[Ag(NH3)2]+的形式进入滤液1中，而这部分银元素未被回收，因此导致流程回收Ag的量低于预期量。 【例5-2】（2025·海南卷）有色金属冶炼厂炼铜窑炉的废耐火砖极具回收价值。某厂产生的废耐火砖中主要含、Cu12.0%，其资源化回收的一种工艺流程如图所示。 回答问题： (1)“粉碎”的目的是 。 (2)“加压氨浸”时铜转化为配位离子，该过程的化学反应方程式为 。 (3)“碱熔”中产生的气体C为 ，滤渣E是 (均填化学式)。E与 (填物质名称)反应可生成用于城市废水处理的。 (4)某批次试验，废砖投料20.0 kg，产出CuO 2.70 kg，则Cu的回收率为 。 (5)从绿色化学与环境保护的角度说明本工艺优点有 、 。 【答案】(1)加快“加压氨浸”的速度 (2) (3) 盐酸 (4)90% (5) 实现、等物质的循环利用，原料利用率高 资源综合利用，既回收铜又制得铝盐絮凝剂，减轻固体废弃物对环境的压力 【分析】废耐火砖中主要含、Cu12.0%，经过粉碎通入氧气加压氨浸，铜转化为配位离子，过滤后得到的滤液A中含有，经过一系列处理回收金属Cu；滤渣B中含有，加入碳酸钠碱溶后，气体C是，在碱熔高温转化为，通过水萃滤液D中含有，加入二氧化碳气体得到滤渣E(氢氧化铝)。 【解析】（1）“粉碎”的目的是通过增大接触面积加快“加压氨浸”的速度。 （2）“加压氨浸”时铜与氧气、氨气反应转化为配位离子铜氨离子，该过程的化学反应方程式为。 （3）“碱熔”所加的“碱”实际上是纯碱，与滤渣B中的反应产生的气体C为。根据分析滤液D中为，与气体C()反应可生成滤渣E为。，需要引入Cl—，故可让与盐酸反应获得聚合氯化铝。 （4）废砖中Cu的质量为 。产出的2.70 kg CuO中Cu的质量为 。则Cu的回收率为 。 （5）本工艺的环保与绿色化学优势，可归纳为： ①实现、等物质的循环利用，原料利用率高。 ②资源综合利用，既回收铜又制得铝盐絮凝剂，减轻固体废弃物对环境的压力。 第一步：确定废弃物来源与性质： 快速判断废弃物类型（如“废旧锂离子电池”、“含铜电路板”、“炼钢废渣”）。这能帮你预判其主要成分和可能杂质。 第二步：锁定目标回收物： 明确流程要回收的是什么（是金属单质？是某种盐类？）。这是流程的最终目标。 第三步：分析杂质组成： 识别出需要去除的有害杂质或干扰成分（如塑料隔膜、铁、铝、有机物等）。特别要注意： 废弃物中可能含有多种有价金属，流程设计需考虑它们的分离顺序。 解废弃物工艺流程题，是一个将绿色化学理念、基础知识与新信息进行整合推理的过程。通过“审题定性→流程分解→深度追问→规范作答”的四步法，牢牢抓住 “资源回收”和“环保无害化” 两条主线。 【变式5-1】（2025·河北·模拟预测）镍酸锂(LiNiO2)是一种具有潜力的锂离子材料。以镍催化剂废渣(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料制备镍酸锂的流程如下。 已知：，， 萃取Cu2+的反应原理为Cu2++2HRCuR2+2H+。 (1)滤渣1为 。 (2)“除铁”步骤中发生反应的离子方程式为 。 (3)“除钙”步骤中，若溶液中，加入等体积的NH4F溶液，则c(NH4F)至少为 ，Ca2+开始沉淀。此时pH不能过低的原因是 。 (4)“萃取”时发生反应Ni2+2RHNiR2+2H+(RH为萃取剂)，一定条件下，萃取平衡时，，则Ni2+的萃取率为 。反萃取获得NiSO4，加入的试剂为 。 【答案】(1)SiO2、CaSO4 (2) (3) 酸性过强，F-与H+结合生成HF，F-浓度降低导致除钙不完全 (4) 80% 稀硫酸 【分析】镍催化剂废渣主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质。由题给流程可知，向镍催化剂废渣中加入稀硫酸“酸浸”，金属元素转化为硫酸盐，二氧化硅不反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的滤渣和滤液；向滤液中加入次氯酸钠溶液，将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入氟化铵溶液，将溶液中的钙离子转化为氟化钙，过滤得到含有氟化钙的滤渣和滤液；向滤液中加入有机萃取剂萃取HR萃取、分液得到含有锌离子的有机相和水相；向水相中加入碳酸钠溶液，将溶液中的镍离子转化为碳酸镍沉淀，过滤得到滤液和碳酸镍；将碳酸镍和碳酸锂混合煅烧得到镍酸锂。 【解析】（1）不溶于稀，与生成沉淀，所以滤渣1为、。 （2）“除铁”即加入次氯酸钠溶液将氧化为并生成沉淀，故该步骤中发生反应的离子方程式为：； （3）设氟化铵的浓度为c mol/L，由题意可得：＞Ksp(CaF2)=1.05×10-10，解得c>9.16×10-5；氢氟酸为弱酸，溶液pH过低，溶液中氢离子会与氟离子生成氢氟酸，导致钙离子不能沉淀完全，所以除钙步骤时溶液pH不能过低； （4）“萃取”时发生反应Ni2+2RHNiR2+2H+(RH为萃取剂)，一定条件下，萃取平衡时，，被萃取的Ni2+即形成NiR2的Ni2+的物质的量是残留在溶液中Ni2+的4倍，则Ni2+的萃取率为。反萃取，使Ni2+2RHNiR2+2H+逆向移动，需加入H+，为了不引入杂质，所以加入稀硫酸，得到NiSO4溶液。 【变式5-2】（2025·广东深圳·模拟预测）铟烟灰渣[含等]为主要原料制备In和活性ZnO的工艺流程如下： 已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的 Zn2+ Fe2+ Fe3+ In3+ 开始沉淀 6.5 6.3 1.5 3.5 完全沉淀 8.5 8.3 2.8 4.8 ②在酸性溶液中H2A2可萃取三价金属离子：。 回答下列问题： (1)“浸渣1”的主要成分是 (填化学式)。 (2)“还原除砷时，可将溶液中的H3AsO4转化，发生反应的化学方程式是 。 (3)加入铁粉“还原”的目的是 。 (4)“反萃取”中，可通过 提高萃取率。 (5)“滤液2”可在 (填操作单元)再利用。 (6)“调pH”中可选用的试剂X为 。使用H2O2的目的有 ，H2O2的使用量远大于理论计算量，可能的原因是 ；pH应控制的范围是 。 (7)“灼烧”时，发生反应的化学方程式是 。 【答案】(1)PbSO4、SiO2 (2)2H3AsO4+2SO2=As2O3+2H2SO4+H2O (3)将Fe3+转化为Fe2+，防止Fe3+进入有机相 (4)适当提高酸的浓度、多次萃取 (5)沉锌 (6) ZnO、ZnCO3 氧化Fe2+为Fe3+，便于生成沉淀除去，同时不引入新杂质且无污染 产生的Fe3+催化H2O2分解 2.8≤pH＜6.5 (7)ZnCO3·2Zn(OH)23ZnO+CO2↑+2H2O 【分析】热溶解时得到In3+、Zn2+、Fe3+、H3AsO4、SiO2、PbSO4、SO2等，水浸得到浸渣1为SiO2、PbSO4，还原除砷时，H3AsO4与SO2生成As2O3，加入铁粉还原Fe3+，在酸性溶液中H2A2可萃取三价金属离子，再加入稀硫酸反萃取，得到In3+，加入锌粉置换得到粗In，电解精炼得到纯In；萃取后的水相中含有Zn2+、Fe2+等，加入H2O2氧化Fe2+，加入ZnO或者ZnCO3调pH得到氢氧化铁沉淀，加入碳酸氢铵溶液沉锌，再经灼烧得到活性氧化锌。 【解析】（1）根据分析知，“浸渣1”的主要成分是SiO2、PbSO4； （2）H3AsO4转化发生反应的化学方程式是2H3AsO4+2SO2=As2O3+2H2SO4+H2O； （3）根据分析知，加入铁粉“还原”的目的是将Fe3+转化为Fe2+，防止Fe3+进入有机相； （4）“反萃取”中，可通过适当提高酸的浓度、多次萃取提高萃取率； （5）“滤液2”主要成分是硫酸锌，最好进入沉锌再利用； （6）锌与铁可以还原Fe3+，为了不引入新杂质，加入ZnO或者ZnCO3调pH得到氢氧化铁沉淀；加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续通过调节pH使其沉淀除去；H2O2的使用量远大于理论计算量，可能的原因是产生的Fe3+催化H2O2分解；控制pH使Fe3+沉淀，而Zn2+不沉淀，则pH应控制的范围是2.8≤pH＜6.5； （7）“灼烧”时，发生反应的化学方程式是ZnCO3·2Zn(OH)23ZnO+CO2↑+2H2O。 1.（2025·辽宁丹东·模拟预测）铁是人体必需的微量元素。某研究小组通过设计实验以检验菠菜中是否含有铁元素，其实验流程如图所示。下列说法错误的是 已知：固体1的主要成分是。 A．上述实验流程中操作①②都是过滤 B．向溶液2中加入再滴入KSCN溶液无现象，说明菠菜中的铁元素都存在于固体1中 C．向溶液3中滴加KSCN溶液后变红，说明菠菜中存在铁元素 D．反应③的离子方程式为 【答案】B 【分析】由题给流程可知，去根后的菠菜剪碎、研磨、水浸、过滤得到含有草酸亚铁的固体1和溶液1；加热溶液1得到绿色聚沉物，过滤得到固体2和溶液2；向溶液2中加入硝酸后再滴入硫氰化钾溶液无现象说明溶液2中没有铁元素；向草酸亚铁中加入稀硝酸后滴加硫氰化钾溶液，溶液变为红色说明草酸亚铁与稀硝酸反应转化为硝酸铁溶液。 【解析】上述实验流程中操作①②都是固液分离，都是过滤，故A正确；向溶液2中加入再滴入KSCN溶液无现象，说明菠菜中的铁元素不是以水溶性物质存在的，则菠菜中的铁元素可能存在于固体1和固体2中，故B错误；Fe3+遇KSCN溶液变红，向溶液3中滴加KSCN溶液后变红，说明菠菜中存在铁元素，故C正确；向草酸亚铁中加入稀硝酸后滴加硫氰化钾溶液，溶液变为红色说明草酸亚铁与稀硝酸反应转化为硝酸铁溶液，反应的离子方程式为，故D正确；故选B。 2.（2025·河南·模拟预测）以海水为原料制备的粗盐中含杂质离子、、，实验室中采用下列工艺流程对粗盐进行精制。下列说法正确的是 A．步骤③、④加入试剂的顺序不能调换 B．“沉淀”的主要成分为4种盐的混合物 C．该粗盐提纯的流程中最多用到3种玻璃仪器 D．步骤②、③中溶液、溶液可以用一种试剂溶液代替 【答案】D 【分析】粗盐加水溶解后，用稍过量的BaCl2溶液除掉，再用NaOH溶液除掉，继续用Na2CO3溶液除掉以及剩余的Ba2+，过滤后，向滤液中加入盐酸除掉剩余的NaOH和Na2CO3，最后通过蒸发结晶等操作得到NaCl； 【解析】步骤③、④加入试剂的顺序能调换，只要Na2CO3在BaCl2之后加入，都可以除掉剩余的Ba2+，故A错误；“沉淀”的主要成分为BaSO4、CaCO3、BaCO3和Ma(OH)2，前三者是盐，故B错误；溶解、过滤用到玻璃棒、烧杯、漏斗，蒸发结晶用到酒精灯，故C错误；溶液、溶液可以用一种试剂溶液代替，可以除掉和，可以达到除杂目的，故D正确；故选D。 3.（2025·河北衡水·模拟预测）从碘的溶液中回收固体碘的流程如图所示。下列说法不正确的是 A．生成的反应为 B．操作①的分离原理与用甲苯从水中提取相同 C．水层中 D．向滤液中加入甲苯，振荡、静置后有机层显紫色 【答案】C 【解析】碘在碱性条件下发生歧化反应生成和，反应方程式为，A正确；操作①为萃取分液，用甲苯从碘水中提取的分离原理也是萃取分液，B正确；由电荷守恒可知，，溶液呈碱性，则，C错误；滤液中含未完全反应的、及，酸性条件下发生归中反应生成，过滤后得到的滤液是碘的饱和水溶液，含有少量溶解的I2 ，溶于甲苯使有机层显紫色，D正确；故选C。 4.（2025·辽宁丹东·二模）钽酸锂()是光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料。一种以含钽废渣(主要成分为，含少量油脂和等)为原料制备钽酸锂的流程如下： 下列说法错误的是 A．“沸腾炉焙烧”为增加气固接触面积，常采用“逆流”操作 B．滤渣1的主要成分为，滤渣2的主要成分为 C．已知+5价Ta具有一定的氧化性，“酸化”时硫酸比盐酸更合适 D．在实验室模拟“灼烧”工序，主要仪器为石英坩埚、酒精灯、泥三角等 【答案】D 【分析】含钽废渣主要成分为，含少量油脂和。含钽废渣加入碳酸钠、通入空气在沸腾炉中焙烧，得到NaTaO3、NaAlO2和Fe2O3，加氢氧化钠浸取，滤渣1是Fe2O3，滤液中含有Na2TaO3、NaAlO2，滤液通入过量二氧化碳，NaAlO2和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，滤渣2是氢氧化铝；滤液加酸“酸化”生成HTaO3沉淀，HTaO3和碳酸锂灼烧得到LiTaO3。 【解析】沸腾炉焙烧采用“逆流”操作可增加气固接触面积，使反应更充分，故A正确；焙烧后生成的Fe2O3不溶于NaOH溶液，滤渣1为Fe2O3；浸取液中NaAlO2与过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀，滤渣2为Al(OH)3，故B正确；+5价Ta有氧化性，盐酸中Cl-易被氧化，所以“酸化”时硫酸比盐酸更合适，故C正确；灼烧时Li2CO3分解产生Li2O，Li2O与石英坩埚中的SiO2反应，应使用铁坩埚，故D错误；故选D。 5.（2025·甘肃白银·二模）高纯HF溶液在电子工业中用作硅片腐蚀剂和清洗剂，其制备流程如下： 下列说法错误的是 A．滤渣中含等钙盐 B．“蒸馏”时能分离出、，是因为、沸点较低 C．吸收时，采用喷淋是为了增大接触面积 D．向氢氟酸中加入少量NaF固体，溶液酸性增强 【答案】D 【分析】粗氢氟酸中含SO2、SiF4、硫酸等杂质，其中的硫酸杂质可与CaF2反应生成CaSO4沉淀，故滤渣中含有CaSO4等钙盐，蒸馏除去粗氢氟酸中含有的SO2、SiF4，再经过精馏除去硫酸，最后喷淋吸收得到了氢氟酸。 【解析】根据分析，粗氢氟酸中含SO2、SiF4、硫酸等杂质，其中的硫酸杂质可与CaF2反应生成CaSO4沉淀，故滤渣中含有CaSO4等钙盐，A正确；蒸馏利用物质沸点差异分离，SO2、SiF4沸点较低，可先蒸出，B正确；喷淋能使液体分散成小液滴，增大与气体接触面积，提高吸收效率，C正确；HF存在电离平衡：HF⇌H++F-，加入NaF固体使F-浓度增大，平衡逆向移动，H+浓度减小，溶液酸性减弱，D错误；故选D。 6.（2025·安徽合肥·模拟预测）用酸性氧化甲苯制备苯甲酸。实验方法：将甲苯和溶液在反应一段时间后停止反应，过滤，将含有苯甲酸钾和甲苯的滤液按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。下列说法正确的是 A．采用水浴加热，便于控制温度 B．甲苯和溶液反应时间不能过长，防止苯环被氧化 C．操作Ⅱ是蒸馏，需要用到直型冷凝管 D．为了得到更多的白色固体B，可以将冷却结晶变为蒸发结晶 【答案】C 【分析】由题意可知，甲苯与酸性高锰酸钾溶液在100°C条件下共热发生氧化反应、过滤得到含有苯甲酸钾和甲苯的滤液；滤液分液得到有机溶液和水溶液，向水溶液中加入浓盐酸酸化、冷却结晶、过滤得到苯甲酸晶体；向有机溶液中加入硫酸钠干燥、过滤、蒸馏得到甲苯。 【解析】由分析可知，甲苯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应的反应温度为100°C，而水的沸点为100°C，所以无法利用水浴加热控制反应温度，应该改为油浴，A错误；酸性高锰酸钾溶液能将甲苯的侧链甲基氧化为羧基，不能将苯环氧化， B错误；由分析可知，操作Ⅱ是蒸馏，蒸馏时为使馏分顺利流入锥形瓶，应选用直形冷凝管收集馏分，C正确；苯甲酸的溶解度随温度降低而减小，冷却结晶可减少杂质析出，若温度太低会使杂质溶解度降低而析出，导致产物不纯，D错误；故选C。 7.（2025·河北衡水·二模）一种电解乙酰基吡嗪废水(含有机物、和硫酸等)中的硫酸铵制备过二硫酸铵微型流程如图。下列说法错误的是 A．除铁前需先调节pH，否则会消耗过多氨水 B．上述流程中过二硫酸铵可循环利用 C．氧化过程中，若有参与反应，转移电子数约为 D．整个流程涉及的化学反应类型有复分解反应、氧化还原反应、分解反应 【答案】D 【解析】废水含硫酸，先调节pH可减少氨水消耗，A正确；生成的过二硫酸铵可在“氧化”过程中循环利用，B正确；氧化过程中，，2个氧由价降至价，参与反应时转移2mol电子，C正确；整个流程涉及复分解反应［除铁时生成］和氧化还原反应(电解过程)，不涉及分解反应，D错误；故选D。 8.（2025·湖南张家界·三模）工业上以和纯碱为原料制备无水的主要流程如图。下列分析正确的是 A．母液的 B．中和后的溶液中的溶质不止两种 C．实验室模拟分离湿料和母液时仅需要用到玻璃棒和漏斗 D．工业上用黄铁矿在高温下和氧气反应制备时可生成磁铁矿 【答案】B 【解析】母液是结晶后的溶液，溶液中电离大于水解显酸性（pH<7），且母液需中和至pH=8，说明母液本身pH<7，A错误；中和步骤中，母液（含）与纯碱（）反应，与反应生成和，pH=8的碱性溶液中溶质可能有、及过量，不止两种，B正确；分离湿料（晶体）和母液为过滤操作，需漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸等，仅用玻璃棒和漏斗不够，C错误；黄铁矿（）高温与氧气反应生成和（赤铁矿），而非磁铁矿（），D错误；故选B。 9.（2025·海南·一模）以钛铁矿(主要成分为，含有少量)为主要原料制取和水处理剂聚合硫酸铁{}的工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ、“酸浸i”所得滤液中阳离子主要有。 Ⅱ、常温下，，通常认为溶液中离子浓度小于或等于时沉淀完全。 回答下列问题： (1)提高“酸浸i”时的浸出速率除了磨细外，还可以采取的措施有 (列举2条)。 (2)溶于硫酸反应的离子方程式为 。 (3)“沉钛”步骤中铁元素发生的离子反应有 、。 (4)“氧化”步骤实际消耗的和被氧化的的物质的量的比值 (填标号)。 a．    b．    c．    d．无法判断 (5)常温下，“沉钛”步骤中为使完全沉淀，溶液的 (填数字)。 【答案】(1)搅拌、适当增加硫酸浓度、适当升高温度等(任填两条) (2) (3) (4)b (5)2 【分析】提高“酸浸i”的浸出速率除了磨细外，还可以采取的措施有搅拌、适当增加硫酸浓度、适当升高温度等以加快浸取速率；根据“酸浸i”所得滤液中阳离子主要有，结合电荷守恒与原子守恒可得溶于硫酸的离子方程式；“酸浸i”滤液含H+和Fe3+，加入铁粉时，Fe3+与Fe发生归中反应，据此写离子方程式；“氧化”步骤中加入的目的是将氧化为，由此书写离子方程式，由方程式进一步确定和的物质的量之比；“沉钛”步骤中为使完全沉淀即：，根据进行计算可得溶液的Ph。 【解析】（1）提高“酸浸i”的浸出速率除了磨细外，还可以采取的措施有搅拌、适当增加硫酸浓度、适当升高温度等。 （2）根据“酸浸i”所得滤液中阳离子主要有，结合电荷守恒与原子守恒可得溶于硫酸的离子方程式为 。 （3）“沉钛”步骤中铁元素发生的反应有。 （4）“氧化”步骤中加入的目的是将氧化为，其离子方程式有，由于能催化的分解反应，故“氧化”步骤中实际消耗的和被氧化的的物质的量的比值。 （5），，则，即。 10.（2025·广西贵港·模拟预测）以硅藻土为载体的五氧化二钒()是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂(主要成分为、、、，还含有少量和)中回收既可以避免污染环境又有利于资源综合利用。一种废钒催化剂的回收工艺流程如图。 已知：“离子交换”和“洗脱”过程可简单表示为(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。 回答下列问题： (1)中V的化合价为 价；“酸浸”时转化成，反应的离子方程式为 。 (2)在某温度下的晶胞结构如图(黑白球仅做区分，不表示原子大小)，黑球代表的原子为 (填元素符号)。 (3)“氧化”中变为，则该转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)，该步骤需控制溶液pH不能过大，原因是 。 (5)“流出液”中的阴离子主要是、 (填离子符号)。 (6)煅烧“沉钒”得到的偏钒酸铵()即可得到，写出该煅烧反应的化学方程式： 。 【答案】(1) +4 (2)V (3)1：6 (4) 、 pH过大，会导致氢氧化铝溶解 (5)、 (6) 【分析】从废钒催化剂中回收V2O5，由流程可知，“酸浸”时V2O5转化为、转成VO2+，氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子，只有SiO2不溶，则过滤得到的滤渣1为SiO2，然后加氧化剂KClO3，将VO2+变为，再加KOH时，铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，同时中和硫酸，过滤得到的滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：，由ROH为强碱性阴离子交换树脂可知，碱性条件下利用反应逆向移动，流出液中含硫酸钾、氯化钾、氢氧化钾，洗脱后得到含钒溶液，加入氯化铵“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，“煅烧”时分解生成V2O5； 【解析】（1）中氧为-2价，结合化合物中正负化合价代数和为零，V的化合价为+4价；“酸浸”时和硫酸中氢离子反应转化成，反应的离子方程式为； （2）据“均摊法”，晶胞中含个黑球、个白球，结合化学式，黑球为V； （3）“氧化”中氯酸钾氧化变为，氯化合价由+5变为-1（为氧化剂）、V化合价由+4变为+5（为还原剂），结合电子守恒，则该转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6； （4）由分析，“滤渣2”的主要成分为、，氢氧化铝会和强碱反应生成四羟基合铝酸根离子，该步骤需控制溶液pH不能过大，原因是pH过大，会导致氢氧化铝溶解； （5）由流程，加入强碱ROH进行离子交换，得到“流出液”中含交换前溶液中含有的硫酸根离子、氯离子，以及交换引入的氢氧根离子，故阴离子主要是、、； （6）煅烧偏钒酸铵()，可得到，结合质量守恒，还会生成氨气和水，反应为。 11.（2025·陕西榆林·一模）从废旧CPU中回收、、的部分流程如下： 已知：①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在； ②  ； ③。 回答下列问题： (1)为加快废旧CPU酸溶速率，可采取的措施为 。(任写一条) (2)写出“酸溶”时Cu单质生成的离子反应方程式 。 (3)向“过滤”所得滤液中加入一定量的可以生成沉淀而使和分离，防AgCl进一步溶解，浓度不能超过 。 (4)中Au的化合价为 ，写出“还原”步骤中的离子反应方程式 。 (5)“溶金”过程的促进了和的反应，可知和在溶液中哪个更稳 。 (6)废气吸收。 ①用溶液吸收工艺流程中的废气，酸性溶液中将氧化为。其他条件相同，转化为的转化率随溶液初始的变化如图所示，溶液的初始越小，转化率越高。其原因是 。 ②用氢氧化钠吸收生成两种钠盐，其中一种为，另一种为 (填化学式)。 【答案】(1)粉碎CPU、加热、搅拌、适当增大硝酸浓度等 (2) (3)0.5 (4)+3 (5) (6)溶液pH越小，溶液中的浓度越大，氧化的能力越强 【分析】CPU中的Ag和Cu与硝酸可以反应，Au没有溶解，过滤后滤液中含和，金用硝酸和氯化钠可以溶解得到溶液，加Zn还原得到Au。从流程中可以看出，在、、同时存在时Au可溶解。 【解析】（1）为加快废旧CPU酸溶速率，可采取的措施为粉碎CPU、加热、搅拌、适当增大硝酸浓度等。 （2）“酸溶”时加入稀硝酸，Cu单质生成，同时又NO生成，的离子反应方程式。 （3）由②可知当加入过多，则AgCl会转化为，由①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在，为不让AgCl发生转化，令浓度为； ，得浓度为。 （4）中H为+1价、Cl为-1价，故Au的化合价为+3价。“还原”步骤中是与Zn粉反应，Zn作还原剂，作氧化剂，根据③，可写出离子反应方程式。 （5）没有NaCl，Au几乎不溶于硝酸，加入NaCl溶液，说明生成了更稳定的。 （6）溶液的初始越小，氢离子浓度越大，溶液中的浓度越大，氧化的能力越强，转化率越高。 ②用氢氧化钠吸收生成两种钠盐，其中一种为化合价降低的产物，另一种应为化合价升高的产物，为。 12.（2025·辽宁丹东·模拟预测）一种从深海多金属结核[主要含、、，有少量的、、、]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(、、)的工艺流程如下： 已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为0.1mol·L)开始沉淀和完全沉淀的pH： 开始沉淀 的pH 1.9 3.3 4.8 6.9 7.4 8.1 完全沉淀 的pH 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： (1)“酸浸还原”中，滤渣的主要成分是 (填化学式)；还原的离子方程式为 。 (2)“沉铁”中，空气的作用为 ，加热至200℃的主要原因是 。 (3)“沉铝”中，未产生沉淀，可调节pH为 (填标号)； A．4.0    B．4.7    C．6.0    D．6.8 若pH过大，不仅其他金属阳离子会发生沉淀，沉淀也会发生溶解，其溶解的化学方程式为 。 (4)“第二次萃取”中 、 (填离子符号)与混合萃取剂形成更稳定的配合物。 (5)“电解”中，电解余液可以在 步骤中循环使用。 【答案】(1) (2)将氧化成，便于形成沉淀分离(或将氧化成) 防止形成胶体，吸附其他金属阳离子，造成产率下降 (3)B (4) (5)酸浸还原 【分析】金属结核中加入二氧化硫、硫酸进行酸浸还原，二氧化硅不反应，得到的滤渣含有，溶液为含锰离子、亚铁离子、二价钴离子、镍离子、铝离子、铜离子的盐溶液，通入空气氧化亚铁离子为铁离子，调节pH=3.2，沉铁得到滤渣氧化铁，继续加入NaOH调节pH沉铝主要得到氢氧化铝沉淀，加入萃取剂第一次萃取，分液得到的萃取液1，萃取液1处理得到硫酸铜溶液，萃余液1中加入萃取剂进行第二次萃取，得到电池级镍钴锰混合溶液(NiSO4、CoSO4、MnSO4)，萃余液2电解得到金属锰； 【解析】（1）“酸浸还原”中，滤渣的主要成分是；还原，反应中硫化合价由+4变为+6、铁化合价由+3变为+2，结合电子守恒，离子方程式为； （2）空气中氧气具有氧化性，结合表数据，“沉铁”中，空气的作用为将氧化成，便于形成沉淀分离(或将氧化成)；已知：金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子；而加热可以破坏胶体稳定性，加热至200℃的主要原因是防止形成胶体，吸附其他金属阳离子，造成产率下降； （3）由表，pH=4.6时，铝离子沉淀完全，pH=4.8时，铜离子开始产生沉淀，“沉铝”中，未产生沉淀，则可调节pH为4.7，故选B； 和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，反应为：； （4）由流程可知，第二次萃取时，主要萃取、，因此、与混合萃取剂形成的配合物更稳定，故答案为、。 （5）“电解”中，锰离子在阴极被还原为锰单质，同时阳极会生成氢离子和氧气，则得到电解余液中含硫酸，可以在酸浸还原步骤中循环使用。 13.（2025·云南·模拟预测）钯是贵金属之一，被广泛应用于汽车尾气处理、航空航天、催化合成和医疗器械等领域。从废催化剂(含少量铁元素)中回收钯的工艺如图所示： 已知：Pd溶于王水生成 回答下列问题： (1)“焙烧”生成的气体是 。 (2)王水能溶解Pd是因为其中硝酸具有下列中的 (填标号，下同)，盐酸具有 。 A．还原性    B．氧化性    C．酸性    D．配位能力 “酸浸”时温度不能太高的原因是 。 (3)“络合”中的滤渣是 。 (4)碱性条件下肼可以与络合过程中生成的反应，同时生成两种气体，离子方程式为 。 (5)向溶液中加入适量盐酸可以生成，用平衡移动原理解释原因： 。 (6)有两种结构，则其空间结构类型为 ，其中极性更大的是 (填结构简式)。 【答案】(1) (2) B D 减少盐酸挥发和硝酸的挥发与分解 (3) (4) (5) ，盐酸与反应促进平衡正移 (6)平面四边形 【分析】废催化剂经焙烧除去碳，所得固体用王水酸浸，得到含和的溶液；加入浓氨水，生成沉淀被过滤除去，与氨水反应生成可溶性的进入滤液；最后向滤液中加入肼，将还原为海绵钯，据此解答。 【解析】（1）废催化剂中的C在焙烧时会生成二氧化碳。 （2）王水能溶解Pd是因为硝酸的氧化性和盐酸的配位能力；温度过高盐酸会挥发，硝酸会挥发与分解。 （3）废催化剂中含少量铁元素，酸浸时生成铁离子，在氨水的碱性条件下生成氢氧化铁沉淀。 （4）一种气体是配合物中的氨气，另一种是氧化产物氮气，离子方程式为： 。 （5）盐酸与生成物反应， ，从而促进平衡正移。 （6） 四配位的物质可能是四面体形，也可能是平面四边形，如果是四面体就只有一种空间结构，没有同分异构体，所以只可能是平面四边形。两种同分异构体分别是顺式和反式，其中反式是非极性分子，顺式是极性分子，所以极性更大的是顺式，结构简式：。 14.（2025·河南·模拟预测）铜阳极泥中主要含有Cu、Ag、Au、Pb和As等元素，其中As元素以单质As和的形式存在。一种以铜阳极泥为原料脱砷并回收铜的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“水浸”前需要对“低温碱熔”后的熔炼渣进行冷却和破碎，“破碎”的目的是 。 (2)“低温碱熔”后砷元素以水溶性的形式存在，沉淀2的主要成分为，则“砷氧化”时含砷微粒转化的离子方程式为 ；“砷固化”过程中理论上和的物质的量之比为 。 (3)“酸浸”时通入可提高浸出率的原因是 ，“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。 (4)在相同温度下，不同纯物质的蒸汽压之间存在较大差异，蒸汽压越大的物质越容易挥发。利用这一原理，还可采用火法脱砷(铜阳极泥中各组分的饱和蒸汽压如图所示)。 由图可知，火法脱砷较适宜的温度为 (填标号)。 a．600~800℃                            b．800~1000℃                    c．1200~1400℃ (5)“沉铅”过程中完全沉淀，此时溶液中浓度不低于 mol/L[已知PbS的]。 【答案】(1)增大固体表面积，加快水浸速率，使熔炼渣中水溶性的成分充分溶解 (2) 10：9 (3) 氧气氧化单质铜，促进铜的溶解 (4)a (5)8.0×10-23 【分析】低温碱熔：加入NaOH，将As转化为水溶性NaAsO2，实现As的初步富集；同时使部分金属转化为可溶性盐； 水浸：可分离可溶性成分(含NaAsO2、可溶性铜盐等)与不溶渣(含贵金属、Pb等)； 沉铅加入Na2S，使Pb以PbS形式沉淀（沉淀1），脱除Pb杂质； 砷氧化/固化：用H2O2将NaAsO2氧化为，再加入H2SO4、Ca(OH)2，使As以形式沉淀（沉淀2），脱除As； 酸浸：加入H2SO4、O2，使浸出液中Cu转化为CuSO4，实现铜的回收；不溶物为贵金属精矿。 【解析】（1）“破碎”是为了增大固体表面积，加快水浸速率，使熔炼渣中水溶性的成分充分溶解。 （2）“砷氧化”时用H2O2将NaAsO2氧化为，其离子方程式为；据分析可写出“砷固化”的化学方程式为，理论上和的物质的量之比为10:9。 （3）氧气作氧化剂，将不与稀硫酸反应的单质铜氧化，使其溶解在酸中，所以“酸浸”时通入可提高浸出率；酸浸时加入了H2SO4和O2，其反应的化学方程式为。 （4）从图中可以看出，在时，As2O3的蒸汽压远大于其他物质（如As、Pb等），根据“蒸汽压越大的物质越容易挥发”的原理，此温度范围最适合通过火法使As2O3挥发从而脱砷。 （5）要使完全沉淀，已知PbS的，根据溶度积公式，则=，将代入可得=，此时溶液中浓度不低于。 15.（2025·四川资阳·一模）氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为、、，还有少量等杂质)制备氮化镓的流程如图： 已知： ①“碱浸”后溶液的主要成分为、、； ②。 回答下列问题： (1)镓与铝同主族且相邻，其化合物性质相似。基态镓原子的电子排布式为 (2)“焙烧”的目的是将Ga2O3转化为NaGaO2，该反应的化学方程式为 。 (3)“沉淀”步骤中，滤渣2的主要成分是 (写化学式)。 (4)步骤①中通入过量气体A，发生沉铝反应的离子方程式为 。 (5)取mgGaN样品溶于足量的热NaOH溶液中，产生NH3被H3BO3溶液完全吸收，用的盐酸滴定，消耗盐酸VmL，则样品的纯度是 (用含m、c、V的式子表示)。 (6)一种含镓的抗癌药物合成方法如图所示： ①化合物Ⅰ中N原子的杂化方式为 。 ②化合物Ⅱ中Ga的配位数为 。 ③已知Ga元素存在同位素。确定该配合物中Ga的同位素种类，可采用的方法是 。 A．X射线衍射法            B．质谱法            C．红外光谱法 【答案】(1)或 (2) (3)H2SiO3 (4) (5) (6) sp2 6 B 【分析】粉煤灰（主要成分为、、，还有少量等杂质）与纯碱焙烧后得到Na2GaO2、Na2SiO3、Na2AlO2和A气体CO2，加入稀的NaOH溶液浸取，得到滤渣1氧化铁沉淀，滤液中含有、、，“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则滤渣2的主要成分是H2SiO3沉淀，此时溶液中存在铝离子和镓离子，加入NaOH将镓离子、铝离子转化为、，调pH值通入二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀，通入二氧化碳后得到氢氧化镓，再与氢氧化钠溶液混合应，得到[Ga(OH)4]﹣，最终得到GaN，据此解答。 【解析】（1）镓为31号元素，基态镓原子的电子排布式为或； （2）“焙烧”后镓元素均转化为可溶性钠盐NaGaO2，则反应的化学方程式为； （3）由分析可知，滤渣2的主要成分是H2SiO3沉淀； （4）步骤①中通入过量气体A生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3发生反应的离子方程式为：； （5）根据质量守恒和题中信息，建立关系式为，样品的纯度为； （6）①观察化合物的结构，N原子参与形成大π键，其价层电子对数为3（形成两个单键并有一对孤对电子），采用sp2杂化； ②由图可知，化合物Ⅱ中Ga与6个原子配位，则配位数为6； ③互为同位素的原子，质子数相同但中子数不同，故质量数不同，质谱图可测定相对分子质量，故可通过质谱图确定该配合物中Ga的同位素种类，故选B。 16.（2025·河北石家庄·模拟预测）某工厂将盐湖水进行初步除杂浓缩后得到浓缩卤水(含有硼酸根离子等)，利用浓缩卤水制备锂离子电池原料的工艺流程如下： 已知：①当某离子的浓度小于或等于时，可认为该离子已沉淀完全； ②室温下，相关物质的如下表： 化合物 回答下列问题： (1)“除硼”过程中，涉及的操作有______(填选项字母)。 A．过滤 B．萃取 C．蒸馏 D．分液 (2)“一次沉淀”可使大部分以形式除去，该反应的离子方程式为 。 (3)“二次沉淀”得到的“沉淀Ⅱ”中除外，还含有 (填化学式)。 (4)“三次沉淀”时，若向为的“滤液Ⅱ”中加入等体积的溶液，使完全沉淀，则溶液的浓度至少为 (不考虑水解的影响，溶液混合时忽略体积变化)。 (5)“电渗析”的装置如图所示，为离子交换膜，则x为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜；浓缩的LiCl溶液可以在 (用字母A、B、C、D表示)区域获取。 (6)活性的减少会造成锂离子电池的衰减，复旦大学科研团队研发的补充剂——三氟甲基亚磺酸锂()可有效减少这种衰减。试从结构角度分析三氟甲基亚磺酸锂比甲基亚磺酸锂()更适合做补充剂的原因为 。 【答案】(1)BD (2) (3) (4) (5) 阳 A、C (6)F的电负性大于H，使的极性更大，导致三氟甲基亚磺酸锂更易电离出 【分析】由题干工艺流程图可知，向浓缩卤水(含有Li+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl−、硼酸根离子等)中加入有机溶剂进行萃取分液出含硼有机溶相和主要含Li+、Na+、Mg2+ 、Cl−的水层溶液，向溶液中加入碳酸钠，将Mg2+转化为Mg2(OH)2CO3沉淀，进行一次除镁，过滤得到沉淀Ⅰ主要成分为Mg2(OH)2CO3，向滤液Ⅰ中加入石灰乳进行二次除镁，将剩余的镁离子转化为Mg(OH)2，同时一次沉淀中生成的碳酸氢根离子和石灰乳反应生成CaCO3沉淀，故过滤出沉淀Ⅱ主要成分为Ca(OH)2、Mg(OH)2和CaCO3，向滤液Ⅱ中加入草酸钠除去Ca2+，将滤液Ⅱ中的Ca2+转化为CaC2O4沉淀，过滤得到沉淀Ⅲ主要成分为CaC2O4，滤液Ⅲ经电渗析得到浓缩的LiCl溶液，向浓缩液中加入碳酸钠沉锂，过滤、洗涤、干燥得到碳酸锂，据此分析解题。 【解析】（1）“除硼”过程中，涉及的操作有萃取、分液，故选BD； （2）由分析可知，“一次沉淀”可使大部分Mg2+以Mg2(OH)2CO3形式除去，即Mg2+和Na2CO3溶液反应生成Mg2(OH)2CO3，该反应的离子方程式为：； （3）由分析可知，沉淀Ⅱ主要成分为Ca(OH)2、Mg(OH)2和CaCO3； （4）由表格内数据可知，，若使Ca2+完全沉淀，则，，则； （5）由“电渗析”的装置可知，M电极生成氧气，发生氧化反应，则M电极为阳极；N电极生成氢气，发生还原反应，N电极为阴极，氯离子不能在阳极上放电，则x为阳离子交换膜，y为阴离子交换膜；M极区域的Li+通过阳离子交换膜移动到A区域，B区域的Cl-通过阴离子交换膜移动到A区域，A区域获取浓缩的LiCl溶液，B区域的Li+通过阳离子交换膜移动到C区域，D区域的Cl-通过阴离子交换膜移动到C区域，C区域获取浓缩的LiCl溶液，故浓缩的LiCl溶液可以在A、C区域获取； （6） 由于F的电负性大于H，使−CF3的极性更大，导致三氟甲基亚磺酸锂更易电离出Li+，故三氟甲基亚磺酸锂比甲基亚磺酸锂()更适合做Li+补充剂。 17.（2025·重庆·模拟预测）从某铜镍矿(主要含有Cu、Ni单质，还含有、FeO、MgO、CuO等杂质)资源中提取Cu和Ni的一种工艺流程如下： 已知： ①常温下，(金属离子浓度低于 mol/L时认为沉淀完全)； ②。 (1)基态价层电子排布图为 。 (2)“酸浸”时参与的除杂反应的离子方程式为 。 (3)“萃取”时发生反应：，“反萃取”时使用的试剂a最合适的是 。 A．NaOH                    B．                C．HCl (4)“除铁”时，黄钠铁砂[]比更易形成沉淀，生成黄钠铁矾的反应终点pH与、沉淀率的关系如下表。 反应终点pH 沉淀率/% 1.5 94.04 0.19 2.5 99.61 0.56 3.8 99.90 13.31 ①沉淀时最适宜选用的反应终点pH是 。 ②生成黄钠铁矾的离子方程式为 。 (5)“沉镍”时，为使沉淀完全，用MgO调节pH应不小于 。 (6)某铜镍合金的立方晶胞结构如图所示。 ①该晶体的化学式为 。 ②已知该晶体的密度为d ，则该晶胞的棱长是 nm。(设为阿伏加德罗常数的值，用含d、的代数式表示)。 【答案】(1) (2) (3)B (4) 2.5 (5)9.15 (6) 【解析】（1）的原子序数为29，其基态电子排布为，失去2个电子后，的电子排布为，价层电子为轨道上的9个电子，其排布图为； （2）根据流程，酸浸时需要将氧化为，以便后续除铁，在酸性条件下将氧化为，自身被还原为，反应方程式为； （3）反萃取的目的是将从有机相转移到水相，即需要使平衡左移，根据勒夏特列原理，增加浓度可使平衡左移；加入会中和，使平衡右移，不符合要求；加入会增加浓度，使平衡左移，符合要求；加入同样增加浓度，但会引入杂质，不如合适；因此，最合适的试剂是； （4）根据表格数据，时，沉淀率94.04%，未完全沉淀；时，沉淀率99.61%，沉淀率仅为0.56%，符合要求；时，沉淀率为13.31%，损失较多，不符合要求；因此，最适宜的是2.5；黄钠铁矾的化学式，反应物为、、和，根据电荷守恒和原子数守恒，可写出反应方程式； （5）已知，当沉淀完全时，，根据公式，则，，； （6）的个数为，的个数为，故该晶体的化学式为；晶胞的质量为，根据密度的定义，晶胞的体积，则该晶体的棱长为。 18.（2025·重庆·模拟预测）Ⅰ、现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G，它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。 回答下列问题： (1)D的电子式为 ，D中所含的化学键类型有 (选填“离子键”、“极性共价键”、“非极性共价键”、“配位键”、“金属键”)。 (2)反应⑤的离子方程式为 。 (3)金属C可以通过铝热反应得到，该反应的化学方程式为 。 Ⅱ、固体受热分解可得化合物Y和混合气体X，已知X由两种化合物组成，将X通入品红溶液，溶液褪色；通入溶液，产生白色沉淀。Y是红棕色化合物。转化关系如下图所示(无关物质已略去)。 (4)固体Y中铁元素的化合价是 ，气体X的成分是 (填化学式)。 (5)反应Ⅳ中生成的离子方程式为 。 (6)检验溶液2中金属阳离子的方法是 。 【答案】(1) 离子键、极性共价键 (2) (3)(或) (4) +3 、 (5) (6)取少量溶液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色，证明原溶液中含有 【分析】Ⅰ、金属A的焰色为黄色，则A为Na；金属A（Na）和水反应得到的气体甲为，物质D为NaOH；物质D（NaOH）和金属B反应得到气体甲（），则金属B为Al；黄色气体乙为Cl2，它和气体甲（）反应得到的气体丙为HCl；将气体丙（HCl）溶于水得到的物质E是盐酸；物质D（NaOH）和物质G反应得到的红褐色沉淀是；物质E（盐酸）和金属C反应得到物质F，物质F和气体乙（）反应得到物质G，则金属C为Fe，物质F为，物质G为；综上所述，金属A为Na，金属B为Al，金属C为Fe，气体甲为，气体乙为，气体丙为HCl，物质D为NaOH，物质E为盐酸，物质F为，物质G为，据此分析解答。 Ⅱ、硫酸亚铁分解得到气体X与红棕色固体Y，X由两种化合物组成，将X通入品红溶液，溶液褪色，说明溶液中含有气体，而X通入溶液，产生白色沉淀，则X中含有气体，所以X为混合物，结合转化关系可知Y为，据此分析解答。 【解析】（1）由分析可知，D为NaOH，电子式为，NaOH中所含的化学键类型有离子键、极性共价键； （2）由分析可知，反应⑤和气体乙（）反应得到物质，离子方程式为，故答案为：； （3）由分析可知，金属C为Fe，可以由或与铝通过铝热反应得到，该反应的化学方程式为(或)； （4）由分析可知，固体Y为，铁元素的化合价是+3；气体X的成分是，故答案为：+3；； （5）SO2、SO3通入NaOH溶液中，得含硫酸钠和亚硫酸钠的溶液1，Fe2O3和稀硫酸反应得含硫酸铁的溶液2，，反应Ⅳ为亚硫酸根与铁离子发生氧化还原反应，结合得失电子守恒和电荷守恒得离子方程式为； （6）由分析可知，Y为，其与稀硫酸反应生成盐，因此溶液2中金属阳离子为，的检验方法为：取少量溶液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色，证明原溶液中含有。 19.（2025·广东·模拟预测）红土镍矿中含有铁、铝、硅、镁、镍等元素的氧化物，一种从红土镍矿中提取金属并综合利用的工艺流程如图所示： 已知：常温下部分物质的溶度积如表所示： 氢氧化物 回答下列问题： (1)为提高“焙烧”效率，可采取的措施为 (任写一种)；尾气中的碱性气体可再生利用，该气体为 (填化学式)。 (2)“溶出过滤”后，“硅渣”与NaOH溶液反应的化学方程式为 。 (3)“氧化”的目的为 ，写出该反应的离子方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目： 。 (4)已知：“沉铝”所得溶液中，常温下进行“沉铝”时，溶液最高可调节pH至 (溶液体积变化可忽略)。 (5)“沉镍”时，得到“滤渣2”的操作为 ，往“滤渣2”中加入过量氨水，沉淀会溶解，形成，从而进一步分离提纯Ni，下列说法正确的是 (填选项字母)。 A．的稳定性弱于 B．中心的配位数为6 C．中H为配位原子 D．是正四面体形结构 (6)某的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知：同种位置原子相同，原子与Ni原子间的最近距离相等。与Ni最近距离的Mg原子数目为 ，设为阿伏加德罗常数的值，该晶胞密度为，Al原子与Ni原子间的最近距离为 nm(用含的代数式表示)。 【答案】(1)粉碎红土镍矿、适当升温、搅拌等 (2) (3) 将溶液中的转化为，便于后续除去 (4)7 (5) 过滤或过滤、洗涤、干燥 B (6) 4 【分析】该流程以红土镍矿为原料，先与硫酸铵焙烧，焙烧尾气经吸收处理，焙烧产物水浸过滤后，硅渣经氢氧化钠溶液处理最终得到硅灰石；滤液经氯气氧化（将溶液中的转化为）、氨气调 pH 得到滤渣1（氢氧化铁），再经碳酸氢铵沉铝得到氢氧化铝（进一步转化为铝），后续依次经氨气沉镍、氨气沉镁得到氢氧化镁，沉镍后的滤液最终得到晶体，实现了铁、铝、硅、镁、镍等元素的分步分离与综合利用，各环节通过试剂调控和分离操作精准实现金属资源的提取与副产品的回收。 【解析】（1）提高“焙烧”效率可采取的措施有粉碎红土镍矿、适当升温、搅拌等；硫酸铵在焙烧过程中会产生，则碱性气体为。 （2）“硅渣”是不与硫酸铵反应的与NaOH溶液反应的化学方程式为 。 （3）“氧化”后“调pH”是除去溶液中的铁元素，由于的大于的，需将溶液中的转化为，便于后续除去，“氧化”反应的离子方程式为。 （4）“沉铝”时，应保证和不沉淀，的更小，根据，得出，故最大为，即pH最高为7。 （5）“沉镍”时得到“滤渣2”的操作为过滤、洗涤、干燥；电负性：，则N原子给电子能力更强，与中心离子形成的配位键更稳定，A项错误；的配位数为6，B项正确；H没有孤电子对，无法成为配位原子，中的配位原子是，C项错误；的配位数为6，不是正四面体形，D项错误，故选B。 （6）由图可知，原子与Ni原子间的最近距离相等，Mg与Al分别位于8个顶点和6个面心或者12个棱心和体心位置，均摊后，都是或个原子，镍在体内，处于由形成的晶胞的中心，则有8个Ni原子，因此，与Ni最近距离的Mg原子数目为4；根据信息，Al原子与Ni原子间的最近距离是小正方体体对角线长度的，晶胞边长为，则Al原子与Ni原子间的最近距离为。 20.（2025·山西·模拟预测）腐蚀和良好生物相容性，广泛用于航空航天、医疗、化工等领域。某科研小组以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含少量Fe2O3、SiO2、CaO等杂质]为原料制备钛粉的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)钛元素在元素周期表中属于 区。 (2)滤渣的主要成分是 (写化学式)。 (3)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ均要用到的玻璃仪器有 。 (4)一系列操作为 。 (5)已知滤液1中钛元素以TiO2+形式存在，则生成TiO2+的离子方程式为 。 (6)验证滤液1中Fe3+已被完全还原的最科学的实验方法是 (写出具体的化学试剂和现象)。 (7)由钛白生成TiCl4的化学方程式为 。 (8)用Na在高温下还原四氯化钛，该反应的环境要求是 。 【答案】(1)d (2)SiO2、CaSO4 (3)烧杯、漏斗、玻璃棒 (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (5) (6)取少量的步骤Ⅱ所得滤液于试管中，滴加KSCN溶液，若无明显现象，则Fe3+已被完全还原 (7) (8)用惰性气体保护 【分析】由题干流程图可知，向钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含少量Fe2O3、SiO2、CaO等杂质]中加入H2SO4，将得到含有Fe2+、Fe3+、TiO2+、的滤液1，和以SiO2、CaSO4的滤渣，向滤液1中加入Fe，将Fe3+还原为Fe2+，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等一系列操作得到FeSO4·7H2O晶体和滤液2，将滤液2水解、煅烧得到钛白即TiO2，TiO2与C、Cl2在高温条件下反应生成TiCl4和可燃性气体，根据元素守恒可推断该气体为CO，然后用Na还原TiCl4即可得到Ti，据此分析解题。 【解析】（1）钛是22号元素，位于元素周期表第四周期ⅣB族，属于d区，故答案为：d； （2）钛铁矿中含少量Fe2O3、SiO2、CaO等杂质，SiO2不溶于酸，CaO与硫酸反应生成微溶物CaSO4，故滤渣的主要成分是SiO2、CaSO4，故答案为：SiO2、CaSO4； （3）由题干流程图可知，步骤Ⅰ和步骤Ⅱ均分离固体和液态，该操作为过滤，过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒； （4）由分析可知，一系列操作是由溶液得到FeSO4·7H2O晶体和滤液2，故一系列操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤； （5）已知滤液1中钛元素以TiO2+形式存在，则生成TiO2+的离子方程式为； （6）检验Fe3+选择的试剂是KSCN溶液，实验操作为取少量的步骤Ⅱ所得滤液于试管中，滴加KSCN溶液，若无明显现象，则Fe3+已被完全还原； （7）过量的C、Cl2与TiO2高温反应生成TiCl4和一种可燃性气体(CO)，故由钛白生成TiCl4的化学方程式为； （8）钠、钛易与空气中的氧气等反应，所以用钠在高温下还原四氯化钛，该反应的环境要求是用惰性气体保护，故答案为：用惰性气体保护。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $