专题01 化工流程综合题（大题专练，五大类型集训）（全国通用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

专题01 化工流程综合题 参考答案 ◆类型一 以物质制备为目的 1．(1) (2)氧化镍、铁元素使其转化为金属阳离子进入溶液 增大氧气的溶解度，加快反应速率 (3)3~7 (4) 7.5 (5) (6)NaOH 2．(1) (2) (3)大 (4) (5)Ga易与氨基等形成配位键，而Na不能 (6) (7) 溶液中的浓度不断降低，析氢反应增多，电流效率随之降低 3．(1)增大接触面积，加快反应速率 (2) (3)取少量滤液于试管中，滴加适量KSCN溶液，溶液变为血红色，说明含有Fe3+ (4) 用于治疗胃酸过多 D (5)Zr(OH)4为两性物质，会溶解在过量的氢氧化钠溶液中，生成Na2ZrO3 ◆类型二 以混合物的分离、提纯为目的 4．(1)增大反应速率，提高焙烧效率 (2) (3)5:4 (4)10-9.5 (5)将“沉淀a”溶解在浓NaOH溶液中，过滤，往滤液中通入过量，过滤、洗涤(或其他合理答案) (6)促进水解 5．(1)Al2O3>Fe2O3>SiO2 (2)无污染性气体放出(或“无污染”或“浓硫酸焙烧有污染”) CeFCO3+3NaOHCe(OH)3+NaF+Na2CO3 (3)SiO2 (4)4.7～7.6 (5)增大接触面积，提高分离效率，减少萃取剂的使用 (6)pH过低，会加速H+放电产生氢气，降低铈的沉积效率，pH过高，Ce4+会水解 (7)CeO2+2xCOCeO2(1-x)+2xCO2 6．(1)第五周期第ⅡA族 （或） (2)将转化为（合理即可） (3) 3 30 (4)99% (5)连续多次萃取（合理即可） (6)避免了其他原料的使用与能源的消耗，节省成本，操作简便（合理即可，答1点即可） (7) 温度过低，反应速率较慢或不利于的电离；温度过高，易分解 ◆类型三 以环保和绿色化学为目的 7．(1) (2)加压增大浓度 防止生成，胶体吸附金属离子 (3)0.022 (4)A (5) Ti 3:1:1 (6)反应消耗，使反应向正反应方向移动，不断分解提供 8．(1) d (2) (3) (4)5.6 (5) 保证钒元素以的形式存在，防止生成 9．(1) (2)不产生有害气体 (3)使转化为便于后续除铁 (4)水相 浓缩富集(或提高萃取率) (5)碳酸氢铵沉淀过程生成大量气体 (6)C (7) ◆类型四 以化学图表、图像信息加工考查为目的 10．(1)30 mol (2) (3)酸浸 (4)，加入氨水，溶液中降低，促进平衡正向移动，出现红褐色沉淀 (5)950 (6) (7)CuFeS2 4 11．(1) (2) (3)B (4)5.7 (5)温度低于30℃，反应较慢，温度高于35℃，碳酸氢铵易分解，降低原料利用率 (6)MnO (7)或 12．(1) (2) 3-7.28 (3) ①将氨水混合溶液缓慢滴入溶液中； ②反应过程中发生：，则，锰元素的含量为； (4)加入适量浓盐酸，用恒温电磁搅拌器加热搅拌，控制温度在60℃左右，用pH试纸检测，调节溶液pH约为2，充分反应后，将反应液倒入大量蒸馏水中稀释，析出沉淀。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 化工流程综合题 内容概览 类型一 以物质制备为目的 类型二 以混合物的分离、提纯为目的 类型三 以环保和绿色化学为目的 类型四 以化学图表、图像信息加工考查为目的 限时：45分钟 题量：12道 ◆类型一 以物质制备为目的 1．（2026·山西朔州·一模）在锂离子电池以及在水分解制氢的电催化中具有独特的作用。工业上以镍渣(主要成分为Ni，含少量Fe、、和难溶于酸碱的杂质等)为主要原料制备的工艺流程如图所示。 已知：①酸性条件下不能氧化。 ②常温下，，。 ③溶液呈弱碱性。 回答下列问题： (1)“滤液a”中所含金属元素的存在形式为、___________(填离子符号)。 (2)“酸溶”过程中通入的目的是___________，该工艺中需要加压的原因是___________。 (3)常温下若“酸溶”后溶液中，则“调pH”的范围为___________。 (4)“沉镍”时可得，研究表明“沉镍”时溶液浓度对产率、纯度的影响如图所示，则应选择的浓度为___________%，溶液的浓度过大时生成的杂质可能是___________(填化学式)。 (5)“灼烧”时发生反应的化学方程式为___________。 (6)可用于循环利用的物质是___________(填化学式)。 【答案】(1) (2)氧化镍、铁元素使其转化为金属阳离子进入溶液 增大氧气的溶解度，加快反应速率 (3)3~7 (4) 7.5 (5) (6)NaOH 【详解】（1）滤液a中的溶质为四羟基合铝酸钠和过量NaOH，故所含金属元素的存在形式为、； （2）氧气具有氧化性，“酸溶”过程中通入的目的是氧化镍、铁元素使其转化为金属阳离子进入溶液；氧气在溶液中溶解度较小，该工艺中需要加压的原因是：增大氧气的溶解度，加快反应速率； （3）常温下若“酸溶”后调节pH使得铁离子沉淀而镍离子不沉淀，铁离子沉淀完全，，pOH=11，pH=3，溶液中，，pOH=7，pH=7，则“调pH”的范围为3~7； （4）由图，应选择的浓度为7.5%左右，此时得到产率较高、纯度较大；溶液呈弱碱性，溶液的浓度过大时，溶液中氢氧根离子较大，则生成的杂质可能是。 （5）“灼烧”时发生反应为碳酸镍和氟化铵生成氟化镍和二氧化碳、氨气、水，化学方程式为； （6）滤液a中含过量氢氧化钠，氢氧化钠可用于在调节pH环节中循环利用。 2．（2026·陕西榆林·模拟预测）镓在5G芯片、光伏薄膜、军工雷达等领域占据重要地位，以含镓母液(含、、、等)为原料制备高纯镓的流程如图所示。 已知：与的化学性质相似，“解析”后以的形式存在。 回答下列问题： (1)基态原子的价层电子排布式为___________。 (2)滤渣1为___________；若“沉淀”后所得滤液仍有较强碱性，则生成滤渣2的离子方程式为___________。 (3)先采用的溶液活化吸镓树脂。的溶液的物质的量浓度(c)比的溶液___________(填“大”或“小”)。 (4)“除钒”时，得到较为纯净的的化学方程式为___________。 (5)“树脂(含有氨基、羟基)吸附”时，易吸附镓离子，而难吸附钠离子，其原因是___________。 (6)已知上述流程中树脂的单次吸附系数为，则吸附一次后，溶液中的残余率___________%[残余率]。 (7)“电解”时，镓的浓度和电流效率(实际金属产量与理论金属产量的比值)随电解时间的变化如图所示。 ①阴极的电极反应为___________。 ②2h后，电流效率降低的原因是___________。 【答案】(1) (2) (3)大 (4) (5)Ga易与氨基等形成配位键，而Na不能 (6) (7) 溶液中的浓度不断降低，析氢反应增多，电流效率随之降低 【详解】（1）Ga是31号元素，位于第四周期第ⅢA族，主族元素价电子为最外层电子，价层电子排布式为。 （2）第一步加过量NaOH和，被氧化为，在碱性条件下生成沉淀；Ga和Al性质类似，Ga、Al均转化为可溶性的含氧酸根，因此滤渣1为。沉淀步骤通，滤液仍为强碱性，不足，四羟基合铝酸钠生成沉淀（滤渣2），对应离子方程式为。 （3），，因此NaOH溶液的物质的量浓度更大。 （4）V以形式存在，加CaO和NaOH发生复分解反应生成沉淀，其化学方程式为<>。 （5）所带正电荷数更多，与树脂中氨基、羟基的结合（配位）能力远强于，因此更易被树脂吸附。 （6）设余液中Ga质量为，则树脂中Ga质量为，Ga总质量为，残余率，即。 （7）①除钒后Ga以偏镓酸根形式存在于碱性溶液中，阴极得电子生成Ga，对应电极反应为； ②随电解进行，溶液中镓浓度降低，阴极上氢离子（水）放电占比升高，更多电子用于生成氢气，因此镓的电流效率降低。 3．（2026·青海海东·模拟预测）氧化锆（ZrO2）可用于生产压电陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料，还可用于生产钢及有色金属、光学玻璃和二氧化锆纤维。以锆砂（主要成分为ZrSiO4，含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制备氧化锆的工艺流程如图所示： 已知：①ZrO2与NaOH反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与稀盐酸反应生成ZrO2+； ②Zr(OH)4为两性物质； ③部分离子在溶液中开始沉淀和完全沉淀（c=1.0×10-5mol·L-1）时的pH（25℃时）如表所示。 离子 Fe3+ Al3+ ZrO2+ 开始沉淀时的pH 2.2 3.7 6.5 完全沉淀时的pH 3.2 4.7 8.0 回答下列问题： (1)“熔融”时，常将锆砂粉碎，其目的是______。 (2)“酸浸”时，稀盐酸与Na2SiO3反应的化学方程式为____________。 (3)检验“过滤Ⅰ”后的滤液中含Fe3+的操作和现象为____________。 (4)滤渣Ⅱ的成分中含有Al(OH)3和Fe(OH)3。 ①写出反应生成Fe(OH)3的化学方程式：____________。 ②由表中数据计算可得Ksp[Al(OH)3]=______，Al(OH)3在生活中的用途有____________。 ③第一次加氨水调节pH=a时，若用普通pH试纸检验溶液的pH，则a的值应该取______（填标号）。 A．3.7    B．4.7    C．5.2    D．6 (5) “调pH=b”时，不能用过量的氢氧化钠溶液代替氨水的原因为____________。 【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率 (2) (3)取少量滤液于试管中，滴加适量KSCN溶液，溶液变为血红色，说明含有Fe3+ (4) 用于治疗胃酸过多 D (5)Zr(OH)4为两性物质，会溶解在过量的氢氧化钠溶液中，生成Na2ZrO3 【详解】（1）“熔融”时，常将锆砂粉碎，可以增大接触面积，加快反应速率；故其目的是：增大接触面积，加快反应速率； （2）“酸浸”时，稀盐酸与Na2SiO3反应生成硅酸沉淀和氯化钠，其化学方程式为：； （3）由分析可知，“过滤Ⅰ”后的滤液中含Fe3+，可用KSCN溶液检验三价铁离子，具体的操作和现象为：取少量滤液于试管中，滴加适量KSCN溶液，溶液变为血红色，说明含有Fe3+； （4）①由分析可知，FeCl3和氨水反应生成Fe(OH)3沉淀和氯化铵，其化学方程式为：； ②由表中数据可得，氢氧化铝完全沉淀时pH=4.7，，可得，Al(OH)3沉淀可与盐酸反应，在生活中可用于治疗胃酸过多。 ③第一次加氨水调节pH=a时，目的是使得铁离子和铝离子沉淀，但不能除去ZrO2+，所以pH范围在4.7~6.5之间，用普通pH试纸检验溶液的pH，读数为整数，则a的值应该取6，故选D； （5）由题给信息可知，氢氧化锆为两性氢氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成锆酸钠和水，所以用氨水“调pH=b”时，不能用氢氧化钠溶液代替氨水，故答案为：不能；Zr(OH)4为两性物质，会溶解在过量氢氧化钠的溶液中，生成Na2ZrO3。 ◆类型二 以混合物的分离、提纯为目的 4．（2026·陕西咸阳·二模）某工厂炉渣的主要成分为、、、，含有少量，通过如下工艺流程可回收针、铝、镁等。 已知：“焙烧”中，、几乎不发生反应，、等金属氧化物转化为相应的硫酸盐，放出氨气；母液①和②可以回收利用。常温下，该工艺有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示。 金属离子 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 沉淀完全的pH(金属离子浓度等于) 3.2 4.7 11.1 回答下列问题： (1)“焙烧”前将“工厂炉渣”粉碎的目的是___________。 (2)“焙烧”中，与反应的化学方程式为___________。 (3)工业上以“尾气”为主要原料制备硝酸，第一步反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 (4)“初调pH”至恰好完全沉淀，此时溶液中的浓度为___________。 (5)除去“沉淀a”中的的具体操作为___________。 (6)160℃“酸溶”后，钛主要以形式存在，强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子。在水解步骤中，加入热水的目的是___________，该反应的离子方程式是___________。 【答案】(1)增大反应速率，提高焙烧效率 (2) (3)5:4 (4)10-9.5 (5)将“沉淀a”溶解在浓NaOH溶液中，过滤，往滤液中通入过量，过滤、洗涤(或其他合理答案) (6)促进水解 【详解】（1）“焙烧”前将“工厂炉渣”粉碎的目的是：增大反应速率，提高焙烧效率； （2）“焙烧”中，与焙烧生成硫酸铝、氨气和水：反应为； （3）尾气中含有NH3，以“尾气”为主要原料制备硝酸，第一步反应为氨气被氧化催化为NO，反应为，反应中氧气为氧化剂、氨气为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:4； （4）由表，铁离子完全沉淀时，pH=3.2，pOH=10.8，，“初调pH”至恰好完全沉淀，此时pH=4.7，pOH=9.3，溶液中的浓度为； （5）氢氧化铝能溶于强碱氢氧化钠，而氢氧化铁不溶于氢氧化钠，除去“沉淀a”中的的具体操作为：将“沉淀a”溶解在浓NaOH溶液中，过滤，往滤液中通入过量，过滤、洗涤、烘干得到氢氧化铝沉淀(或其他合理答案)； （6）160℃“酸溶”后，钛主要以形式存在，强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子。阳离子为TiO2+，在水解步骤中，加入热水的目的是促进水解生成，该反应的离子方程式是。 5．（2026·山西运城·一模）稀土矿主要以氟碳铈矿(CeFCO3)和独居石(CePO4)的形式存在，伴生有Fe2O3、Al2O3和SiO2。某研究小组设计从氟碳铈矿(CeFCO3)中提取铈的流程如图。 已知：①常温下，，，。 ②“酸浸”后的浸出液中Ce3+的浓度约为0.01 mol·L-1；离子浓度≤10-5 mol·L-1时视为该离子已沉淀完全。 ③电负性：Si>Fe>Al。 回答下列问题： (1)Fe2O3、Al2O3和SiO2三种氧化物的化学键中离子键成分百分数由大到小的顺序是________。 (2)对比传统浓硫酸焙烧工艺，NaOH焙烧法的环保优势是______。“焙烧”时控制温度为550℃，CeFCO3转化为Ce(OH)3和两种钠盐，写出该反应的化学方程式，______。 (3)浸渣的主要成分为_____(填化学式)。 (4)加入H2O2的目的是将Ce3+转化为Ce4+，沉淀的主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3，该过程中调节pH的范围为______(保留小数点后一位，不考虑因加入氨水和过氧化氢造成的溶液的体积变化)。 (5)工业上萃取常采用逆流萃取方式(有机相与水相逆向流动)，其优点是_____。 (6)流程中电解过程需控制阴极室pH稳定在2.0～2.5，原因是_____。 (7)CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生的循环。请写出CeO2消除CO尾气的化学方程式：_____。 【答案】(1)Al2O3>Fe2O3>SiO2 (2)无污染性气体放出(或“无污染”或“浓硫酸焙烧有污染”) CeFCO3+3NaOHCe(OH)3+NaF+Na2CO3 (3)SiO2 (4)4.7～7.6 (5)增大接触面积，提高分离效率，减少萃取剂的使用 (6)pH过低，会加速H+放电产生氢气，降低铈的沉积效率，pH过高，Ce4+会水解 (7)CeO2+2xCOCeO2(1-x)+2xCO2 【详解】（1）成键原子电负性差越大，离子键成分百分数越大。氧化物中另一元素均为O，电负性差值，因此离子键成分百分数的顺序为>>。 （2）浓硫酸焙烧时，会产生大量的有毒气体，导致环境被污染，NaOH焙烧可避免此类污染；根据产物信息，两种钠盐为NaF和，配平即可得到方程式为。 （3）“焙烧”时，转化为硅酸钠，在“酸浸”过程中转化为硅酸沉淀，成为浸渣，硅酸易脱水转化为。 （4）调节pH使、沉淀，沉淀完全时，通过计算可得，即pOH=11.2，pH=2.8，沉淀完全时，通过计算可得，即pOH≈9.3，pH≈4.7。同时要保证不沉淀，浓度为，开始沉淀时，计算得，pH需小于该值保证不沉淀，故该过程中调节pH的范围为4.7~7.6。 （5）逆流萃取让两相逆向流动，可充分接触溶质，提升萃取充分程度，提高萃取率和原料利用率。 （6）电解阴极发生还原反应，pH不当会导致副反应，pH过低，会加速H+放电产生氢气，pH过高，Ce4+会水解产生氢氧化物沉淀，降低产物纯度和产率，因此需控制pH范围。 （7）根据题目给出的释氧循环，CO结合O生成，配平后即可得到总反应式为。 6．（2026·山西晋中·二模）高纯碳酸锶主要用于电子元件工业领域。以某冶炼厂中含锶阳极泥（主要成分为，还含等杂质）为原料制备并提纯碳酸锶的工艺流程如图所示： 已知：①向含锶阳极泥中加入溶液后，可能发生的反应及反应的如下表所示： 反应方程式 380.00 ②25℃时，。 回答下列问题： (1)锶元素在元素周期表中的位置是_______，基态锶原子核外电子排布式为_______。 (2)“转化”时，加入的主要目的为_______，“滤渣1”的主要成分为_______（填化学式）。 (3)“转化”时，在65℃、碳酸钠的添加量与硫酸锶的物质的量之比为1:1的条件下，分别研究了阳极泥反应时间与阳极泥的液固比对Sr转化率的影响，结果如图所示，则最佳反应时间为_______h，最适液固比为_________。 (4)25℃时，“酸浸Ⅲ”操作中，若溶液中，当开始沉淀时，的去除率为_______（溶液体积变化忽略不计，去除率）。 (5)“萃取”时，D2EHPA萃取体系对的最高单次萃取率为85%，欲使萃余液中含量更低，需进行的操作为_______。 (6)制备高纯碳酸锶的工艺中，传统除钙方法为加入NaOH溶液后趁热过滤，或高温浸取CaO，而本工艺除钙采用D2EHPA萃取法，其优点是_______（答一点）。 (7)“碳化”时，发生反应的离子方程式为_______，操作时最适温度为60℃，温度不宜过低或过高的原因是_______。 【答案】(1)第五周期第ⅡA族 （或） (2)将转化为（合理即可） (3) 3 30 (4)99% (5)连续多次萃取（合理即可） (6)避免了其他原料的使用与能源的消耗，节省成本，操作简便（合理即可，答1点即可） (7) 温度过低，反应速率较慢或不利于的电离；温度过高，易分解 【详解】（1）锶元素为38号元素，锶元素位于第五周期第ⅡA族。基态锶原子核外电子排布式为或。 （2）根据已知信息①，可知除外，均可转化为其对应的碳酸盐形式，故该步骤可使Sr、Ba、Ca元素从硫酸盐转化为碳酸盐；稀盐酸可与碳酸盐反应，使Sr、Ba、Ca元素进入滤液中，而不与反应，故滤渣I为。 （3）由左图可知，延长反应时间能够提高锶的转化率，但随着反应时间不断增加，锶的转化率逐渐趋于稳定，在综合考虑反应效率和成本的基础上，选择3作为最佳反应时间。由右图可知，随着液固比的增加，锶的转化率呈先上升后下降的趋势，当液固比为时，锶的转化率达到最大值，进一步增加液固比，锶的转化率下降，表明液固比的增加有利于阳极泥中锶离子的转化，但同时也引起了锶与其他元素沉淀转化的竞争反应，例如阳极泥中硫酸钙和硫酸钡会与碳酸根反应生成碳酸钙和碳酸钡，因此，反应的最佳液固比为。 （4）25℃时，原溶液中，当开始沉淀时，溶液中，此时溶液中剩余，而原溶液中，根据已知信息，去除率。 （5）由于对的最高单次萃取率为85%，欲使萃余液中含量更低，需连续多次萃取。 （6）用D2EHPA萃取法除钙，避免了其他原料的使用或能源的消耗，节省了费用；传统除钙方法，需要加入NaOH溶液后趁热过滤或高温浸取，要消耗一定的原料或能源，并需要进行固液分离，操作麻烦，而溶剂萃取法，是通过物质在有机相和水相之间分配比的差别，达到分离的效果，分离操作方便，在操作成本上占有较大优势。 （7）“碳化”时，发生反应为锶离子和碳酸氢根离子生成碳酸锶沉淀，同时生成水和二氧化碳，离子方程式为。在操作时最适温度为60℃，温度过低，导致反应速率较慢，效率低：温度过高，易使分解造成试剂的损失，增大生产成本。 ◆类型三 以环保和绿色化学为目的 7．（2026·陕西榆林·二模）我国是金属材料生产大国，一种从多金属矿粉［主要含、，，有少量的、、、］中提取、、等工艺如下。 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，一些金属阳离子如下： 氢氧化物 (1)“酸浸”时，“滤渣”的主要成分是________(填化学式)。 (2)“高压加热”沉铁时，高压的目的是________，加热能提高镍铜金属阳离子的产率的主要原因是________。 (3)“沉铝”时，调节时，未产生沉淀，该溶液中不超过________。 (4)“选择萃取”中，形成如图的配合物，该配合物易进入有机相的原因为________(填字母)。 A．烷基链具有疏水性 B．配位时被还原 C．配合物与水能形成分子间氢键 (5)已知的晶胞如图(a)，晶体的晶胞如图(b)，其中N与图(a)中________空间位置相同，________。 (6)①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，即可使Fe不断生成且产物无污染体现绿色理念，请用化学方程式结合必要的文字解释的作用________。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以下图电解池原理进行电解，请写出阴极电极反应式________。 【答案】(1) (2)加压增大浓度 防止生成，胶体吸附金属离子 (3)0.022 (4)A (5) Ti 3:1:1 (6)反应消耗，使反应向正反应方向移动，不断分解提供 【详解】（1）“酸浸”中，只有不溶    ； （2）由于通入“酸浸”，故浸取液中不含有，“高压加热”时，在酸性条件下被氧化为，高压使气体溶解度增大，已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，则加热的主要原因是防止形成胶体吸附镍铜金属阳离子，造成产率下降； （3）“沉铝”时，保证不沉淀，根据，时，计算得； （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．烷基具有疏水性，可以使其进入有机相，A正确； B．配体中提供孤对电子的O原子带一个单位负电荷，可以视作是得到一个电子的阴离子，其余配体不带电荷，整个配合物电中性，形成配合物后，中心离子还是，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； 故答案选A； （5）晶胞沿三维坐标分别平移二分之一个单位时，棱心和面心位置互换、顶点和体心位置互换。晶胞中面心原子为Ni，有个，顶点原子为Cu，有个，体心的原子为N，有1个，则； （6）①700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，即可使Fe不断生成且产物无污染体现绿色理念，的作用为该步骤氨气分解为和，还原得到Fe单质和水，发生反应的化学方程式为，氢气还原氧化铁得到铁单质，化学反应方程式为：； ②电解颗粒得到Fe单质，在阴极发生还原反应，则Fe片为阴极，石墨作阳极，阴极电极反应式。 8．（2026·陕西·模拟预测）钒是重要的战略金属，广泛应用于储能、合金等领域，现代工业利用钒渣(主要成分为、，含少量、、等杂质)制备钒电解液(溶液)的一种绿色工艺流程如下： 已知：①多钒酸铵在pH为2至6条件下溶解度极低，在强酸性条件下()会溶解。 ②在酸性介质中，钒的稳定阳离子以形式存在，具有氧化性。 根据以上流程，回答下列问题： (1)V属于_______区元素，其基态原子的价电子排布式为_______。 (2)“焙烧”过程中，钒渣中的转化为的化学方程式为_______。 (3)“溶解”后，滤渣1的主要成分是_______(填化学式)。 (4)常温下，若水浸后滤液1中，为回收滤液中的Cr，将其转化为，以形式沉淀完全(浓度)，应控制pH至少为_______。{已知：常温下，，) (5)钒的“酸溶”步骤中，将还原为的离子方程式为_______；该反应需在酸性条件下进行，原因是_______。 【答案】(1) d (2) (3) (4)5.6 (5) 保证钒元素以的形式存在，防止生成 【详解】（1）V位于第四周期第VB族，属于d区元素；V为23号元素，其基态原子核外电子排布式为，则价层电子排布式为； （2）焙烧时，与Na2CO3、发生氧化还原反应，V从+3价被氧气氧化为+5价(中)，氧化剂是，氧从0价变为-2价，其化学反应方程式为：； （3）焙烧时，被氧气氧化为，不溶于水，故滤渣1是； （4）要使以形式沉淀完全(浓度)，根据可得，，则 mol/L，pH≥5.6； （5）根据得失电子守恒，中的V为+5价，中的V为+4价，每个V原子得到1个电子，中的S为+4价，需要升价，变为（+6价），每个S原子失去2个电子，据此与的计量数之比为1:3，化学反应方程式为：； 根据题目已知信息：在酸性介质中，阳离子有较稳定，具有氧化性，而后续流程中需要V元素以在的形式存在，故该反应需在酸性条件下进行，原因是酸性条件下有利于生成，保证钒元素以的形式存在，防止生成。 9．（2026·山西·模拟预测）中国是稀土资源大国。为维护全球供应链安全，商务部于10月9日公布了包括17种稀土在内的全新出口管制规定。化学家徐光宪及其团队创立的串级萃取理论，使我国在稀土资源生产应用方面实现质的飞跃。 镨(Pr)是一种重要的稀土元素，采用如图工艺流程可由孪生矿(主要含ZnS、FeS、、等)制备。 已知：该体系中，金属离子生成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH 金属离子 开始沉淀时的pH 5.4 2.2 7.5 8.0 沉淀完全时的pH 6.4 3.2 9.0 8.9 (1)滤渣Ⅰ中除含有___________外，还含有一种淡黄色沉淀，写出ZnS在“溶浸”中反应的离子方程式___________。 (2)从绿色化学的角度考虑，相比于在空气中煅烧孪生矿，该工艺的优势在于___________。 (3)“除铁”加入的目的是___________。 (4)用有机萃取剂HL萃取的原理为，反萃取后，存在于(填“水相”或“有机相”)___________。徐光宪提出的串级萃取理论，基本思想为萃取结束后向萃余液中再次加入萃取剂萃取，反复多次，其目的是___________。 可由溶液制备，主要包含沉淀、灼烧两个步骤。已知镨元素的常见价态为+3、+4。 (5)搅拌下，将一定量的溶液与沉淀剂溶液充分反应，过滤得到沉淀。若改用溶液为沉淀剂，制得的沉淀颗粒较为疏松，原因是___________。 (6)将置于空气中灼烧，测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。制备最适宜的温度为___________。 A．280℃ B．560℃ C．755℃ D．1200℃ (7)将固体加到30% 酸性溶液中产生大量气泡，反应后镨元素仅以的形式存在，该反应的离子方程式为___________。 【答案】(1) (2)不产生有害气体 (3)使转化为便于后续除铁 (4)水相 浓缩富集(或提高萃取率) (5)碳酸氢铵沉淀过程生成大量气体 (6)C (7) 【详解】（1）滤渣1主要为不和氯化铁溶液反应且难溶于水的SiO2，以及反应生成的S单质；ZnS在溶浸中和铁离子发生氧化还原生成硫单质、亚铁离子，同时生成锌离子，反应为； （2）煅烧过程中S元素会与氧气反应产生污染空气的二氧化硫，该工艺的优势在于避免产生污染性气体； （3）过氧化氢具有氧化性，会将亚铁离子氧化为铁离子，故目的为：使转化为便于后续除铁； （4）反萃取时加入酸，提高氢离子浓度，使得进入水相，故存在于水相。徐光宪提出的串级萃取理论，基本思想为萃取结束后向萃余液中再次加入萃取剂萃取，反复多次，其目的是浓缩富集(或提高萃取率)； （5）碳酸氢铵沉淀过程生成大量二氧化碳气体，气体产生气泡导致制得的沉淀颗粒较为疏松； （6）置于空气中灼烧制备，则由Pr元素守恒存在：，则剩余固体质量与起始固体质量的比值为，由图，则最适宜的温度为755℃，故选C； （7）将固体加到30% 酸性溶液中产生大量气泡，反应后镨元素仅以的形式存在，则反应为氧化还原反应生成和氧气，结合质量守恒，还生成水，反应为：。 ◆类型四 以化学图表、图像信息加工考查为目的 10．（2026·青海·模拟预测）硫化铜钴矿是当前世界上最重要的钴资源之一，其主要成分为CuCo2S4 (Co为+3价，S为-2价)，还含有CoS、CuS、CuFeS2和FeS2等，现有一种高效回收利用钴和铜的方法，工艺流程如下： 已知：常温时，几种氢氧化物的溶度积见下表。 氢氧化物 溶度积() 回答下列问题： (1)“氧化焙烧”时发生反应：，当生成1 mol 时，该反应转移电子的物质的量为______。 (2)“萃取”时有机相(O)与水相(A)的体积比对铜、钴、铁萃取效果的影响如下图所示。选择相比()为______最合适。 (3)电解后的溶液返回______步骤进行循环利用。 (4)请用平衡移动原理解释“调pH”时出现红褐色沉淀的原因______。 (5)“沉钴”结束后溶液中______。 (6)“氧化焙烧”和“酸浸”也可用氯酸钠体系代替，CuS被氧化成的离子方程式______。 (7)铜形成的一种化合物的晶胞如图1所示，沿z轴投影原子分布如图2所示： ①该化合物的化学式为______。 ②已知1的原子分数坐标为，则2的原子分数坐标为______。 ③晶体中与一个Cu紧邻的S有______个。 【答案】(1)30 mol (2) (3)酸浸 (4)，加入氨水，溶液中降低，促进平衡正向移动，出现红褐色沉淀 (5)950 (6) (7)CuFeS2 4 【详解】（1）反应，中S为-2价， 的化合价为，则Cu的化合价为，化合价升高的有：S从和，即失去了个电子；化合价降低的有：Co从，O从，即得到了个电子，因此当生成1 mol 时，该反应转移30 mol电子，故答案为：30mol； （2）如图，当相比()大于时杂质的萃取率较高；而小于时铜的萃取率快速下降，因此最合适，故答案为：1:1； （3）电解含铜液时，阴极析出铜，阳极发生反应：，电解后的溶液为硫酸，返回“酸浸”步骤进行循环利用，故答案为：酸浸； （4）已知Fe3+水解方程式为：，则“调pH”时，加入氨水，溶液中降低，促进水解平衡正向移动，从而出现红褐色沉淀，故答案为：，加入氨水，溶液中降低，促进平衡正向移动，出现红褐色沉淀； （5）由题干信息可知，用Mg(OH)2来沉淀Co2+，故“沉钴”结束后溶液中两种沉淀均达到溶解平衡，则有，故答案为：950； （6）CuS被氧化成CuSO4，则S由-2价升高+6价，升高8个单位，则NaClO3被还原成NaCl，Cl的化合价由+5价降低到-1价，降低6个单位，根据氧化还原反应配平可得，该反应的离子方程式为：，故答案为：； （7）①该晶胞中Cu：4个在棱上，6个在面上，即；Fe：8个在顶点上，4个在面上，1个在体心，即；S：8个在体内，即，故该物质的化学式为CuFeS2，故答案为：CuFeS2； ②由题干晶胞图可知，2号原子在右侧面上，已知1的原子分数坐标为，则2的原子分数坐标为，故答案为：； ③以图中3号Cu为例，晶体中与一个Cu紧邻的S有4个，故答案为：4。 11．（2026·山西·模拟预测）工业上由天然与MnS矿（杂质是含Fe、Al、Mg、Si、Ca的氧化物）制备的工艺流程如图所示。 已知：室温下相关物质的、如下表，。 HF 回答下列问题： (1)“酸浸”产生的气体是，写出产生该气体反应的离子方程式：_________。 (2)滤渣1中除含有单质硫外，另一种物质是_________（填化学式），单质硫是两种气体反应产生的，写出该反应的化学方程式：_________。 (3)“调pH”的目的是除去铁、铝（以氢氧化物形式去除），若将它们完全除去（溶液中离子浓度视为完全沉淀），则pH的调节范围可以选择的是_________（填字母）。已知“过滤”后溶液中，。 A．    B．    C． (4)若“除杂”后的溶液中，则此时溶液的pH为_________。 (5)“沉锰”时，将温度控制在30~35℃的原因是_________。 (6)在空气流中热解得到不同价态锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图1所示（假设A、B、C三点均为纯净物）。C点对应物质的化学式为_________。 (7)的立方晶胞结构如图2所示。若距离最近的两个锰原子之间的距离为b pm，阿伏加德罗常数的值为。则的密度_________（列出表达式）。 【答案】(1) (2) (3)B (4)5.7 (5)温度低于30℃，反应较慢，温度高于35℃，碳酸氢铵易分解，降低原料利用率 (6)MnO (7)或 【详解】（1）“酸浸”产生的气体是，是二氧化锰与浓盐酸反应产生的，产生该气体反应的离子方程式为：； （2）根据分析可知，滤渣1中除含有单质硫外，另一种物质是，单质硫是两种气体反应产生的，为氯气氧化硫化氢，该反应的化学方程式为：； （3）根据题意加入氨水的目的是调节pH除去Fe3+、Al3+，且Mn2+不能转化为Mn(OH)2，因，当Al3+完全沉淀时，得mol·L-1，此时溶液的pH为4.7，结合已知信息Mn2+开始沉淀时的pH为7.65，此时Al(OH)3还未开始溶解，应控制pH的范围是4.7pH<7.65，答案选B； （4）由溶度积可知，溶液中钙离子浓度为1×10—5mol/L时，溶液中氟离子浓度为=1.5×10—3mol/L，由电离常数可知，溶液中氢氟酸浓度为1×10—5mol/L时，溶液中氢离子浓度为=2×10—6mol/L，则溶液的pH为6-lg2=5.7，故答案为：5.7； （5）反应时若温度低于30℃，反应较慢，若温度高于35℃，碳酸氢铵受热易分解，降低原料利用率，所以需要将温度控制在30℃~35℃，故答案为：温度低于30℃，反应较慢，温度高于35℃，碳酸氢铵易分解，降低原料利用率； （6）假设MnCO3的物质的量为1mol，即质量115g，则Mn的质量为55g。A点：，故A点固体为MnO2。同理B点：，为Mn3O4；C点：，为MnO； （7）根据均摊法可知，晶胞中Se原子位于内部，共4个Mn，有个个Se，距离最近的两个锰原子为晶胞面对角线的，已知距离最近的两个锰原子之间的距离为b pm，设棱长为ａ，则b＝，a＝，即一个晶胞体积为：，一个晶胞的质量为，则的密度，答案为或。 12．（2026·陕西延安·二模）和都是重要的化工产品，实验室研究以黄铜矿(主要成分是，含少量)和软锰矿(主要成分是，含少量)为主要原料制备和的部分流程如下图所示。 (1)浸取。硫元素转化为硫酸根离子，则反应化学方程式是_______。 (2)调pH。计算反应的平衡常数K=_______；若浸取后离子浓度为，理论上应调节溶液pH在约_______之间。(忽略溶液体积变化) 已知：溶液中某金属离子浓度低于时可以认为其沉淀完全；常温下，、、；。 (3)制备。原理为：溶液+氨水混合溶液，装置如图所示。 ①反应液的加料方式是_______。 ②测定产品中锰元素含量：取3.500 g制得的样品，加入足量稀硫酸中使锰元素溶为，再加入溶液(足量)，充分反应后过滤，洗涤，干燥得固体4.350 g。则产品中锰元素含量是_______。(写出计算过程) (4)制备。反应原理为：，过量的浓溶液时生成无色的，稀释后又重新生成。试补充完整下列制取的实验方案：称取25.0 g胆矾晶体和8.0 g铜粉及适量食盐粉末，混合后加入三颈瓶中，_______，过滤，用盐酸洗涤沉淀后再用乙醇洗涤，真空干燥，得固体。(温度、pH对产率的影响如下图所示；必须使用的试剂及用品：浓盐酸、蒸馏水、恒温电磁搅拌器、pH试纸) 【答案】(1) (2) 3-7.28 (3) ①将氨水混合溶液缓慢滴入溶液中； ②反应过程中发生：，则，锰元素的含量为； (4)加入适量浓盐酸，用恒温电磁搅拌器加热搅拌，控制温度在60℃左右，用pH试纸检测，调节溶液pH约为2，充分反应后，将反应液倒入大量蒸馏水中稀释，析出沉淀。 【详解】（1）黄铜矿中的在和作用下，被氧化为、，硫元素转化为，则化学方程式为：； （2）的平衡常数； ，则，，则,，要沉淀完全，则；，则，，则,，故理论上应调节溶液pH在3-7.28； （3）①制备的反应原理为，若将加入氨水混合溶液，则会与生成沉淀，导致目标产物不纯，故应将氨水混合溶液缓慢滴入溶液中； ②反应过程中发生：，则，锰元素的含量为； （4）根据温度、pH对产率的影响曲线可得：温度为60℃，pH为2时，产率最高，故操作为加入适量浓盐酸，用恒温电磁搅拌器加热搅拌，控制温度在60℃左右，用pH试纸检测，调节溶液pH约为2，充分反应后，将反应液倒入大量蒸馏水中稀释，析出沉淀。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 化工流程综合题 内容概览 类型一 以物质制备为目的 类型二 以混合物的分离、提纯为目的 类型三 以环保和绿色化学为目的 类型四 以化学图表、图像信息加工考查为目的 限时：45分钟 题量：12道 ◆类型一 以物质制备为目的 1．（2026·山西朔州·一模）在锂离子电池以及在水分解制氢的电催化中具有独特的作用。工业上以镍渣(主要成分为Ni，含少量Fe、、和难溶于酸碱的杂质等)为主要原料制备的工艺流程如图所示。 已知：①酸性条件下不能氧化。 ②常温下，，。 ③溶液呈弱碱性。 回答下列问题： (1)“滤液a”中所含金属元素的存在形式为、___________(填离子符号)。 (2)“酸溶”过程中通入的目的是___________，该工艺中需要加压的原因是___________。 (3)常温下若“酸溶”后溶液中，则“调pH”的范围为___________。 (4)“沉镍”时可得，研究表明“沉镍”时溶液浓度对产率、纯度的影响如图所示，则应选择的浓度为___________%，溶液的浓度过大时生成的杂质可能是___________(填化学式)。 (5)“灼烧”时发生反应的化学方程式为___________。 (6)可用于循环利用的物质是___________(填化学式)。 2．（2026·陕西榆林·模拟预测）镓在5G芯片、光伏薄膜、军工雷达等领域占据重要地位，以含镓母液(含、、、等)为原料制备高纯镓的流程如图所示。 已知：与的化学性质相似，“解析”后以的形式存在。 回答下列问题： (1)基态原子的价层电子排布式为___________。 (2)滤渣1为___________；若“沉淀”后所得滤液仍有较强碱性，则生成滤渣2的离子方程式为___________。 (3)先采用的溶液活化吸镓树脂。的溶液的物质的量浓度(c)比的溶液___________(填“大”或“小”)。 (4)“除钒”时，得到较为纯净的的化学方程式为___________。 (5)“树脂(含有氨基、羟基)吸附”时，易吸附镓离子，而难吸附钠离子，其原因是___________。 (6)已知上述流程中树脂的单次吸附系数为，则吸附一次后，溶液中的残余率___________%[残余率]。 (7)“电解”时，镓的浓度和电流效率(实际金属产量与理论金属产量的比值)随电解时间的变化如图所示。 ①阴极的电极反应为___________。 ②2h后，电流效率降低的原因是___________。 3．（2026·青海海东·模拟预测）氧化锆（ZrO2）可用于生产压电陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料，还可用于生产钢及有色金属、光学玻璃和二氧化锆纤维。以锆砂（主要成分为ZrSiO4，含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制备氧化锆的工艺流程如图所示： 已知：①ZrO2与NaOH反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与稀盐酸反应生成ZrO2+； ②Zr(OH)4为两性物质； ③部分离子在溶液中开始沉淀和完全沉淀（c=1.0×10-5mol·L-1）时的pH（25℃时）如表所示。 离子 Fe3+ Al3+ ZrO2+ 开始沉淀时的pH 2.2 3.7 6.5 完全沉淀时的pH 3.2 4.7 8.0 回答下列问题： (1)“熔融”时，常将锆砂粉碎，其目的是______。 (2)“酸浸”时，稀盐酸与Na2SiO3反应的化学方程式为____________。 (3)检验“过滤Ⅰ”后的滤液中含Fe3+的操作和现象为____________。 (4)滤渣Ⅱ的成分中含有Al(OH)3和Fe(OH)3。 ①写出反应生成Fe(OH)3的化学方程式：____________。 ②由表中数据计算可得Ksp[Al(OH)3]=______，Al(OH)3在生活中的用途有____________。 ③第一次加氨水调节pH=a时，若用普通pH试纸检验溶液的pH，则a的值应该取______（填标号）。 A．3.7    B．4.7    C．5.2    D．6 (5) “调pH=b”时，不能用过量的氢氧化钠溶液代替氨水的原因为____________。 ◆类型二 以混合物的分离、提纯为目的 4．（2026·陕西咸阳·二模）某工厂炉渣的主要成分为、、、，含有少量，通过如下工艺流程可回收针、铝、镁等。 已知：“焙烧”中，、几乎不发生反应，、等金属氧化物转化为相应的硫酸盐，放出氨气；母液①和②可以回收利用。常温下，该工艺有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示。 金属离子 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 沉淀完全的pH(金属离子浓度等于) 3.2 4.7 11.1 回答下列问题： (1)“焙烧”前将“工厂炉渣”粉碎的目的是___________。 (2)“焙烧”中，与反应的化学方程式为___________。 (3)工业上以“尾气”为主要原料制备硝酸，第一步反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 (4)“初调pH”至恰好完全沉淀，此时溶液中的浓度为___________。 (5)除去“沉淀a”中的的具体操作为___________。 (6)160℃“酸溶”后，钛主要以形式存在，强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子。在水解步骤中，加入热水的目的是___________，该反应的离子方程式是___________。 5．（2026·山西运城·一模）稀土矿主要以氟碳铈矿(CeFCO3)和独居石(CePO4)的形式存在，伴生有Fe2O3、Al2O3和SiO2。某研究小组设计从氟碳铈矿(CeFCO3)中提取铈的流程如图。 已知：①常温下，，，。 ②“酸浸”后的浸出液中Ce3+的浓度约为0.01 mol·L-1；离子浓度≤10-5 mol·L-1时视为该离子已沉淀完全。 ③电负性：Si>Fe>Al。 回答下列问题： (1)Fe2O3、Al2O3和SiO2三种氧化物的化学键中离子键成分百分数由大到小的顺序是________。 (2)对比传统浓硫酸焙烧工艺，NaOH焙烧法的环保优势是______。“焙烧”时控制温度为550℃，CeFCO3转化为Ce(OH)3和两种钠盐，写出该反应的化学方程式，______。 (3)浸渣的主要成分为_____(填化学式)。 (4)加入H2O2的目的是将Ce3+转化为Ce4+，沉淀的主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3，该过程中调节pH的范围为______(保留小数点后一位，不考虑因加入氨水和过氧化氢造成的溶液的体积变化)。 (5)工业上萃取常采用逆流萃取方式(有机相与水相逆向流动)，其优点是_____。 (6)流程中电解过程需控制阴极室pH稳定在2.0～2.5，原因是_____。 (7)CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生的循环。请写出CeO2消除CO尾气的化学方程式：_____。 6．（2026·山西晋中·二模）高纯碳酸锶主要用于电子元件工业领域。以某冶炼厂中含锶阳极泥（主要成分为，还含等杂质）为原料制备并提纯碳酸锶的工艺流程如图所示： 已知：①向含锶阳极泥中加入溶液后，可能发生的反应及反应的如下表所示： 反应方程式 380.00 ②25℃时，。 回答下列问题： (1)锶元素在元素周期表中的位置是_______，基态锶原子核外电子排布式为_______。 (2)“转化”时，加入的主要目的为_______，“滤渣1”的主要成分为_______（填化学式）。 (3)“转化”时，在65℃、碳酸钠的添加量与硫酸锶的物质的量之比为1:1的条件下，分别研究了阳极泥反应时间与阳极泥的液固比对Sr转化率的影响，结果如图所示，则最佳反应时间为_______h，最适液固比为_________。 (4)25℃时，“酸浸Ⅲ”操作中，若溶液中，当开始沉淀时，的去除率为_______（溶液体积变化忽略不计，去除率）。 (5)“萃取”时，D2EHPA萃取体系对的最高单次萃取率为85%，欲使萃余液中含量更低，需进行的操作为_______。 (6)制备高纯碳酸锶的工艺中，传统除钙方法为加入NaOH溶液后趁热过滤，或高温浸取CaO，而本工艺除钙采用D2EHPA萃取法，其优点是_______（答一点）。 (7)“碳化”时，发生反应的离子方程式为_______，操作时最适温度为60℃，温度不宜过低或过高的原因是_______。 ◆类型三 以环保和绿色化学为目的 7．（2026·陕西榆林·二模）我国是金属材料生产大国，一种从多金属矿粉［主要含、，，有少量的、、、］中提取、、等工艺如下。 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，一些金属阳离子如下： 氢氧化物 (1)“酸浸”时，“滤渣”的主要成分是________(填化学式)。 (2)“高压加热”沉铁时，高压的目的是________，加热能提高镍铜金属阳离子的产率的主要原因是________。 (3)“沉铝”时，调节时，未产生沉淀，该溶液中不超过________。 (4)“选择萃取”中，形成如图的配合物，该配合物易进入有机相的原因为________(填字母)。 A．烷基链具有疏水性 B．配位时被还原 C．配合物与水能形成分子间氢键 (5)已知的晶胞如图(a)，晶体的晶胞如图(b)，其中N与图(a)中________空间位置相同，________。 (6)①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，即可使Fe不断生成且产物无污染体现绿色理念，请用化学方程式结合必要的文字解释的作用________。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以下图电解池原理进行电解，请写出阴极电极反应式________。 8．（2026·陕西·模拟预测）钒是重要的战略金属，广泛应用于储能、合金等领域，现代工业利用钒渣(主要成分为、，含少量、、等杂质)制备钒电解液(溶液)的一种绿色工艺流程如下： 已知：①多钒酸铵在pH为2至6条件下溶解度极低，在强酸性条件下()会溶解。 ②在酸性介质中，钒的稳定阳离子以形式存在，具有氧化性。 根据以上流程，回答下列问题： (1)V属于_______区元素，其基态原子的价电子排布式为_______。 (2)“焙烧”过程中，钒渣中的转化为的化学方程式为_______。 (3)“溶解”后，滤渣1的主要成分是_______(填化学式)。 (4)常温下，若水浸后滤液1中，为回收滤液中的Cr，将其转化为，以形式沉淀完全(浓度)，应控制pH至少为_______。{已知：常温下，，) (5)钒的“酸溶”步骤中，将还原为的离子方程式为_______；该反应需在酸性条件下进行，原因是_______。 9．（2026·山西·模拟预测）中国是稀土资源大国。为维护全球供应链安全，商务部于10月9日公布了包括17种稀土在内的全新出口管制规定。化学家徐光宪及其团队创立的串级萃取理论，使我国在稀土资源生产应用方面实现质的飞跃。 镨(Pr)是一种重要的稀土元素，采用如图工艺流程可由孪生矿(主要含ZnS、FeS、、等)制备。 已知：该体系中，金属离子生成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH 金属离子 开始沉淀时的pH 5.4 2.2 7.5 8.0 沉淀完全时的pH 6.4 3.2 9.0 8.9 (1)滤渣Ⅰ中除含有___________外，还含有一种淡黄色沉淀，写出ZnS在“溶浸”中反应的离子方程式___________。 (2)从绿色化学的角度考虑，相比于在空气中煅烧孪生矿，该工艺的优势在于___________。 (3)“除铁”加入的目的是___________。 (4)用有机萃取剂HL萃取的原理为，反萃取后，存在于(填“水相”或“有机相”)___________。徐光宪提出的串级萃取理论，基本思想为萃取结束后向萃余液中再次加入萃取剂萃取，反复多次，其目的是___________。 可由溶液制备，主要包含沉淀、灼烧两个步骤。已知镨元素的常见价态为+3、+4。 (5)搅拌下，将一定量的溶液与沉淀剂溶液充分反应，过滤得到沉淀。若改用溶液为沉淀剂，制得的沉淀颗粒较为疏松，原因是___________。 (6)将置于空气中灼烧，测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。制备最适宜的温度为___________。 A．280℃ B．560℃ C．755℃ D．1200℃ (7)将固体加到30% 酸性溶液中产生大量气泡，反应后镨元素仅以的形式存在，该反应的离子方程式为___________。 ◆类型四 以化学图表、图像信息加工考查为目的 10．（2026·青海·模拟预测）硫化铜钴矿是当前世界上最重要的钴资源之一，其主要成分为CuCo2S4 (Co为+3价，S为-2价)，还含有CoS、CuS、CuFeS2和FeS2等，现有一种高效回收利用钴和铜的方法，工艺流程如下： 已知：常温时，几种氢氧化物的溶度积见下表。 氢氧化物 溶度积() 回答下列问题： (1)“氧化焙烧”时发生反应：，当生成1 mol 时，该反应转移电子的物质的量为______。 (2)“萃取”时有机相(O)与水相(A)的体积比对铜、钴、铁萃取效果的影响如下图所示。选择相比()为______最合适。 (3)电解后的溶液返回______步骤进行循环利用。 (4)请用平衡移动原理解释“调pH”时出现红褐色沉淀的原因______。 (5)“沉钴”结束后溶液中______。 (6)“氧化焙烧”和“酸浸”也可用氯酸钠体系代替，CuS被氧化成的离子方程式______。 (7)铜形成的一种化合物的晶胞如图1所示，沿z轴投影原子分布如图2所示： ①该化合物的化学式为______。 ②已知1的原子分数坐标为，则2的原子分数坐标为______。 ③晶体中与一个Cu紧邻的S有______个。 11．（2026·山西·模拟预测）工业上由天然与MnS矿（杂质是含Fe、Al、Mg、Si、Ca的氧化物）制备的工艺流程如图所示。 已知：室温下相关物质的、如下表，。 HF 回答下列问题： (1)“酸浸”产生的气体是，写出产生该气体反应的离子方程式：_________。 (2)滤渣1中除含有单质硫外，另一种物质是_________（填化学式），单质硫是两种气体反应产生的，写出该反应的化学方程式：_________。 (3)“调pH”的目的是除去铁、铝（以氢氧化物形式去除），若将它们完全除去（溶液中离子浓度视为完全沉淀），则pH的调节范围可以选择的是_________（填字母）。已知“过滤”后溶液中，。 A．    B．    C． (4)若“除杂”后的溶液中，则此时溶液的pH为_________。 (5)“沉锰”时，将温度控制在30~35℃的原因是_________。 (6)在空气流中热解得到不同价态锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图1所示（假设A、B、C三点均为纯净物）。C点对应物质的化学式为_________。 (7)的立方晶胞结构如图2所示。若距离最近的两个锰原子之间的距离为b pm，阿伏加德罗常数的值为。则的密度_________（列出表达式）。 12．（2026·陕西延安·二模）和都是重要的化工产品，实验室研究以黄铜矿(主要成分是，含少量)和软锰矿(主要成分是，含少量)为主要原料制备和的部分流程如下图所示。 (1)浸取。硫元素转化为硫酸根离子，则反应化学方程式是_______。 (2)调pH。计算反应的平衡常数K=_______；若浸取后离子浓度为，理论上应调节溶液pH在约_______之间。(忽略溶液体积变化) 已知：溶液中某金属离子浓度低于时可以认为其沉淀完全；常温下，、、；。 (3)制备。原理为：溶液+氨水混合溶液，装置如图所示。 ①反应液的加料方式是_______。 ②测定产品中锰元素含量：取3.500 g制得的样品，加入足量稀硫酸中使锰元素溶为，再加入溶液(足量)，充分反应后过滤，洗涤，干燥得固体4.350 g。则产品中锰元素含量是_______。(写出计算过程) (4)制备。反应原理为：，过量的浓溶液时生成无色的，稀释后又重新生成。试补充完整下列制取的实验方案：称取25.0 g胆矾晶体和8.0 g铜粉及适量食盐粉末，混合后加入三颈瓶中，_______，过滤，用盐酸洗涤沉淀后再用乙醇洗涤，真空干燥，得固体。(温度、pH对产率的影响如下图所示；必须使用的试剂及用品：浓盐酸、蒸馏水、恒温电磁搅拌器、pH试纸) 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $