主观题突破7-7 考向2 以工业废料再利用工艺流程为情境的综合题(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考化学大二轮专题复习

该高中化学高考复习课件聚焦化工流程题专题，覆盖物质转化、离子反应、溶度积计算、晶胞结构分析等核心考点，对接高考评价体系，通过近三年真题梳理出“工业废料再利用”“金属离子分离”等高频考向，归纳大题设问类型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题案例+素养导向”的复习策略，如以2024广东卷镓提取流程为载体，结合科学思维中的证据推理，解析LAEM膜配离子扩散原理及Ksp计算技巧，培养学生分析工艺条件控制的能力。教师可依托课件系统开展考点突破，助力学生掌握规范答题方法，提升高考冲刺效率。

赢在微点 考前顶层设计 化学 第一部分 关键题型攻略 主观题突破(七) 专题九　化工流程题 化工流程题的综合分析 大题热点考向 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考向二　以工业废料再利用工艺流程为情境的综合题 【典题分析】 2.(2024·广东卷)镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝①的工艺如下。 ② 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取金属离子Mn+的原理如图。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 已知：①pKa(HF)=3.2④；②Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.0×10-10④； ③浸取液中，Ga(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)以[MClm](m-3)-(m=0~4)微粒形式存在，Fe2+最多可与2个Cl-配位，其他金属离子与Cl-的配位可忽略。 (1)“电解”中，反应的化学方程式⑤为 ____________________________________。 (2)“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式⑥为________ ______________________。 (3)“还原”的目的：避免______元素以_________(填化学式)⑦微粒的形式通过LAEM，从而有利于Ga的分离。 Ga3++4Cl-===[GaCl4]- 铁 [FeCl4]- 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)“LAEM提取”中，原料液的Cl-浓度越____，越有利于Ga的提取⑧；研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向Ⅰ室中加入_________(填化学式)，以进一步提高Ga的提取率⑧。 (5)“调pH”中，pH至少应大于⑨________，使溶液中c(F-)>c(HF)，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成。若“结晶”后溶液中c(Na+)=0.10 mol·L-1，则[AlF6]3-浓度⑩为____________ mol·L-1。 高 NaCl 3.2 4.0×10-7 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (6)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比 Co∶Ga∶Ni=_____________，其立方晶胞的体积 为_______ nm3。 2∶1∶1 8a3 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设问方式 ①文字信息：给出研究对象。 ②图示信息：可根据流程图分析物质的变化过程。 ③图示信息：提取金属离子的示意图。 ④数值信息：不同常数的数值。 ⑤化学方程式的书写：根据题给信息书写。 ⑥离子方程式的书写：根据题给信息书写。 ⑦物质的分析：可根据物质的性质判断。 ⑧条件的控制：可根据物质性质和工艺要求判断。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ⑨pH的控制：可根据题给数据计算。 ⑩浓度的计算：可根据Ksp计算。 个数和体积的计算：可根据晶胞结构分析和计算。 解题关键　 (1)能够准确判断每个工序中物质发生的变化。 (2)能够利用题给新信息分析问题。 (3)能够根据溶度积常数和电离平衡常数的负对数进行计算。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 子个数为8×+6×+12×+1=8，Ga原子个数为4，Ni原子个数为4，则粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni=2∶1∶1，其立方晶胞的边长为2a nm，体积为8a3 nm3。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【同向真题】 3.(2025·陕晋宁青卷)一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为 Mn2+、Mg2+、N的硫酸盐)的工艺流程如下。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 适当加热 搅拌(或将废盐固体粉碎等) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)“沉锰Ⅰ”中，写出形成的Mn(OH)2被氧化成Mn3O4的化学方程式：___________________________________。当Mg2+(c=10-0.68 mol·L-1)将要开始沉淀时，溶液中剩余Mn2+浓度为________ mol·L-1。 (3)“沉锰Ⅱ”中，过量的(NH4)2S2O8经加热水解去除，最终产物是NH4HSO4和_______(填化学式)。 (4)“沉镁Ⅰ”中，当pH为8.0~10.2时，生成碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]，煅烧得到疏松的轻质MgO。pH过大时，不能得到轻质MgO的原因是_______________________________ _______________________________________________________。 6Mn(OH)2+O2===2Mn3O4+6H2O 10-2.15 O2 pH过大时，沉淀中MgCO3的比例降低，煅烧产生的CO2气体减少，故得不到疏松的轻质MgO 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (5)“沉镁Ⅱ”中，加H3PO4至pH=8.0时，Mg2+沉淀完全；若加至pH=4.0时沉淀完全溶解，据图分析，写出沉淀溶解的离子方程式 _________________________________。 MgHPO4+H3PO4===Mg2++2H2P (6)“结晶”中，产物X的化学式为____________。 (7)“焙烧”中，Mn元素发生了________(填“氧化”或“还原”)反应。 (NH4)2SO4 还原 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取适当加热、搅拌、将废盐固体粉碎等措施。(2)“沉锰Ⅰ”中，形成的Mn(OH)2被O2氧化成Mn3O4，化学方程式是6Mn(OH)2+O2===2Mn3O4+6H2O。当Mg2+(c=10-0.68 mol·L-1)将要开始沉淀时，Q=10-0.68×c2(OH-)= Ksp[Mg(OH)2]=10-11.25，解得c2(OH-)=10-10.57(mol·L-1)2，则此时c(Mn2+)== mol·L-1=10-2.15 mol·L-1。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)(NH4)2S2O8的水解是非氧化还原反应，根据S2中含有过氧键可知，水解时S结合—OH，—O—O—结合—H，化学方程式为(NH4)2S2O8+2H2O===2NH4HSO4+H2O2，而H2O2不稳定，加热时分解产生O2，故最终产物是NH4HSO4和O2。(4)“沉镁Ⅰ”中，当pH过大时，主要生成Mg(OH)2，沉淀中MgCO3的量较少，煅烧产生的CO2气体减少，故得不到疏松的轻质MgO。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (5)据图可知，“沉镁Ⅱ”中，加H3PO4至pH=8.0时，Mg2+沉淀为MgHPO4，加至pH=4.0时沉淀完全溶解为Mg2+和H2P，故沉淀溶解的离子方程式是MgHPO4+H3PO4===Mg2++2H2P。(6)根据流程可知，“沉镁Ⅱ”后的溶液中含有大量的N，故加H2SO4调节pH=6.0(弱酸性)“结晶”时得到的晶体X是(NH4)2SO4。(7)最后得到MnSO4·H2O，“焙烧”中Mn3O4和MnO2转化为+2价锰的化合物，Mn元素的化合价降低，发生还原反应。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·全国甲卷)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5 mol·L-1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36，Ksp(ZnS)=2.5×10-22，Ksp(CoS)= 4.0×10-21。 ②以氢氧化物形式沉淀时，lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的关系如图所示。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 回答下列问题： (1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是_________________________ ____________________________。 (2)“酸浸”步骤中，CoO发生反应的化学方程式是 ____________________________。 (3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10 mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+)=______________ mol·L-1，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离，______(填“能”或“不能”)。 增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率 CoO+H2SO4===CoSO4+H2O 1.6×10-4 不能 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)“沉锰”步骤中，生成1.0 mol MnO2，产生H+的物质的量为_____________。 (5)“沉淀”步骤中，用NaOH调pH=4，分离出的滤渣是___________。 (6)“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入适量的NaClO氧化 Co2+，其反应的离子方程式为 ____________________________________________。 (7)根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是_________________________________________________________ ________________________________。  4.0 mol Fe(OH)3 2Co2++5ClO-+5H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+4HClO 向滤液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，控制溶液的pH大于8.2小于12，静置后过滤、洗涤、干燥 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率。(2)“酸浸”步骤中，Cu不溶解，Zn单质及其他+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液，即CoO转化为CoSO4，反应的化学方程式为CoO+H2SO4===CoSO4+H2O。(3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10 mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(S2-)= mol·L-1=2.5× 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 10-17 mol·L-1，则c(Co2+)= mol·L-1=1.6×10-4 mol·L-1，c(Co2+)小于0.10 mol·L-1，说明大部分Co2+也转化为硫化物沉淀，据此判断不能实现Zn2+和Co2+的完全分离。(4)“沉锰”步骤中，Na2S2O8将Mn2+氧化为二氧化锰除去，发生的反应为S2+Mn2++ 2H2O===MnO2↓+4H++2，因此，生成1.0 mol MnO2，产生H+的物质的量为4.0 mol。(5)“沉锰”步骤中，S2同时将Fe2+氧化为Fe3+，“沉淀”步骤中用NaOH调pH=4，Fe3+可以完全沉淀为 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 Fe(OH)3，因此,分离出的滤渣是Fe(OH)3。(6)“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入适量的NaClO氧化Co2+，为了保证Co2+被完全氧化，NaClO要适当过量，其反应的离子方程式为2Co2++5ClO-+5H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+4HClO。(7)根据题中给出的信息，“沉钴”后的滤液的pH=5.0~5.5，溶液中有Zn元素以Zn2+形式存在，当pH>12后氢氧化锌会溶解转化为[Zn(OH)4]2-，因此，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是向滤液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，控制溶液的pH大于8.2小于12，静置后过滤、洗涤、干燥。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成主观题突破(七) (1)“电解”时用碳素电极电解熔融Al2O3，Na2[AlF6](冰晶石)作助熔剂，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。(2)“浸取”中，由Ga2+形成[GaCl4]-的离子方程式为Ga3++4Cl-===[GaCl4]-。(3)浸取液中Fe(Ⅲ)以[FeClm](m-3)-(m=0~4)微粒形式存在，当m=4时，[FeCl4]-会通过LAEM，不利于Ga的分离，而Fe2+最多可与2个Cl-配位，不会通过LAEM，故“还原”的目的是避免Fe元素以[FeCl4]-微粒的形式通过LAEM，从而有利于Ga的分离。(4)LAEM允许带负电荷 的配离子从高浓度区扩散至低浓度区，故“LAEM提取”中，原料液的Cl-浓度越大，越有利于Ga的提取。研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率，在不提高原料液酸度的前提下，可向Ⅰ室中加入NaCl，以进一步提高Ga的提取率。(5)已知pKa(HF)=3.2，则Ka(HF)==10-3.2，=，溶液中c(F-)>c(HF)，即>1时，>1，则c(H+)<10-3.2 mol·L-1，pH大于3.2。Na3[AlF6](冰晶 石)的Ksp=c3(Na+)·c([AlF6]3-)=4.0×10-10，若“结晶”后溶液中c(Na+)= 0.10 mol·L-1，则c([AlF6]3-)= mol·L-1=4.0×10-7 mol·L-1。(6)由题中信息可知，晶胞结构如图：，晶胞中Co原 已知：①常温下Ksp(MgCO3)=10-5.17，Ksp[Mg(OH)2]=10-11.25，Ksp[Mn(OH)2]=10-12.72； ②S2结构式为。 回答下列问题： (1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有____________、 ________________________________。(写出两种) $