专题02 化工流程综合题（大题专练，逐空突破）（山东专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

专题02 化工流程综合题 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解 【解题精析·通技法】析典例，明思路，技法贯通破类题 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 工艺流程综合题是山东高考的必考题型。该题型不但综合考查考生中学阶段所学的元素及其化合物、物质结构等知识，还突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力。工艺流程题一般以实际生产或生活背景为载体，将无机理论、元素化合物、化学实验、化学计算等多块内容融为一体。从流程图看，有主线主产品、分支副产品、回头为循环的规律；从考查角度看，包括通过方程式书写、提纯试剂选择等考查元素化合物知识，通过实验条件选择等考查运用化学反应原理解决实际问题的能力等。而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高。预计2026年化学工艺流程题仍是山东卷主观题必考题型。将延续“真实情境、模块融合、素养导向” 的核心命题逻辑，更强调 “真实情境下的综合应用”，核心是用化学原理解决工业实际问题。聚焦资源循环、绿色化工、新材料制备三大热点，深化跨模块综合与信息解读，强化对核心素养与关键能力的分层考查。 热点·设问·拆解 热点设问01 工艺流程中的条件控制 2025年山东卷17（2）（3）（5） 2024年山东卷17（2）（3） 2023年山东卷17（3） 2022年山东卷17（3） 热点设问02陌生方程式的书写 2025年山东卷17（1）（4） 2024年山东卷17（4） 2023年山东卷17（1） 2022年山东卷17（1） 热点设问03 PH、氧化还原、产率、KSP、纯度等计算 2025年山东卷17（4） 2024年山东卷17（1） 2023年山东卷17（1）（2） 热点设问01 工艺流程中的条件控制 析典例·明思路 1．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下： 已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。 回答下列问题： （1）在投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，“水浸时金属元素的浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）萃取反应为：(有机相)(水相)(有机相)(水相)。“反萃取”时加入的试剂为 (填化学式)。 （3）“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。 研考点·通技法 工艺流程中的条件控制 1.温度、浓度、压强的控制 （1）增大反应物浓度 、 加压 ①可加快反应速率 。对气体分子数减少的反应，加压使平衡向生成物方向移动。但压强太大，动力消耗更多，设备要求更高，成本增加，故必须综合考虑； ②加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜；③生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率。 （2） 减压蒸馏 减小压强，降低液体的沸点，防止(如浓HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3等)物质分解； 2.pH的控制 (1)目的：调节pH值实质上是利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。 (2)原则：不管是调高还是调低，原则都是加过量的除杂剂而不引进新的杂质，这里分两种情况①如果要得到滤液，可加固体沉淀剂消耗H＋或OH—，如除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可通过加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等；②要得到滤渣，则需加入碱性溶液，如氨水或氢氧化钠溶液。调低PH值的原则与调高PH的原则相同。 （3）体系环境氛围及其它条件的控制 ①蒸发或结晶时，加入相应的酸或碱，以抑制某些盐的水解； ②需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶体，以防止水解。如从海水中提取镁，从MgCl2的溶液里结晶析出的是氯化镁结晶水合物，电解熔化氯化镁才能制得金属镁，要去除氯化镁晶体中的结晶水"需要在氯化氢气流中加热，否则煅烧所得的最后固体不是MgCl2，而是熔点更高的MgO， 具有相似情况的还有FeCl3 、AlCl3等； ③营造还原性氛围：加热煮沸酸液后再冷却，其目的是排除酸溶液中的氧气，如用废铁制备绿矾晶体，需要把硫酸加热煮沸后再加入，同时还不能加入过量，防止Fe2+被氧化； ④营造氧化性氛围：加入氧化剂进行氧化，如加入绿色氧化剂 H2O2 将 Fe2+ 氧化转化为Fe3+ 。 破类题·提能力 1．（2026·山东潍坊·一模）锗是重要的稀散金属，广泛应用于航空航天、电子、新能源等高科技领域。一种从炼锌渣(含ZnFe2O4及MnO2、ZnGeO3、Ga2O3、SiO2)中提取锗的工艺流程如下： 已知：“还原酸浸”时Ge、Ga元素转为Ge4+、Ga3+；GeO2是两性氧化物。 回答下列问题： （1）“共萃取”所得萃余液可返回炼锌系统循环利用，萃余液中主要成分除Fe2+，还有的金属离子为___________。 （2）“沉镓”过程得到Ga(OH)3，加入NaHCO3的作用为___________；“中和”过程中生成GeO2，则“中和”过程发生反应的离子方程式为___________。 （3）“真空还原”产物还有Na5P3O10、H3PO4等，则每生成1 mol Na5P3O10，反应转移的电子的物质的量为___________mol；在不同温度、不同浓度的条件下，Ge元素的产率如图所示，“真空还原”采用的最佳条件为___________。 2.（2026·山东淄博·一模）采用两矿酸浸法从银锰矿(主要含、，少量、、、、、)分离提取、、、等元素，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“沉铁”时先加入的作用为___________。滤渣Ⅱ的主要成分为___________(填化学式)。 （2）“浸银”时转化为和S的离子方程式为___________。“电解”中阳极产物与电解液反应后，可返回___________(填操作单元名称)循环利用。 热点设问02 陌生方程式的书写 析典例·明思路 1．（1）（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下： 已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。 回答下列问题： “低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有生成，该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为，“水浸”所得滤渣主要成分除外还含有 (填化学式)。 （2）（2023·山东卷）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下： 已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 回答下列问题： 含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液_____。 研考点·通技法 化工流程中化学（离子）方程式的书写 破类题·提能力 1．（2026·山东济南·一模）工业上以蛇纹石废渣（主要含、、CuO、PbO、等）制取铁酸钴（），工艺流程如下： 已知：草酸为二元弱酸，具有还原性；常温下，相关物质的见下表；当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全。 物质 CoS CuS 回答下列问题： (1)“焙烧I”时金属氧化物均转化为硫酸盐，其中转化为的化学方程式为______；“水浸”后滤液呈强酸性，滤渣I主要成分除外还含有______（填化学式）。 (2)“除铜”时发生反应的离子方程式为______；若将CoS改用，将增加______的用量（填化学式）。 2．（2026·山东滨州·一模）回收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：①浓氨水不能溶解AgI。 ②“反应1”生成ICl，ICl的化学性质与Cl2相似。 ③在碱性条件下歧化为和。 回答下列问题： (1)“溶解1”发生反应的离子方程式为___________。 (2)“反应3”中，主要反应的离子方程式为___________。 热点设问03 产率、纯度等计算 析典例·明思路 1．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下： 已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。 回答下列问题： “沉钴”中，时恰好沉淀完全，则此时溶液中 。已知：。“溶解”时发生反应的离子方程式为 。 研考点·通技法 Ksp相关计算 1.判断沉淀的生成或沉淀是否完全 （1） 根据离子浓度数据求得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成； （2）利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全 2.常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH （1）根据氢氧化物的Ksp以及开始沉淀时金属阳离子的初始浓度，计算溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH； （2）金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，根据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH 3.计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 根据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K的值越大，转化反应越易进行，转化程度越大。 4.沉淀先后的计算与判断 (1)沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀； (2）沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀。 破类题·提能力 1. （2026·山东济宁·模拟）一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为、、和)综合提取钒、钛，并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下： 已知：①“加压焙烧”过程中存在反应，生成的会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”； ②“酸浸”所得溶液中钒、钛元素分别以、形式存在。 常温，，“沉钛”时为使沉淀完全()，需要调节溶液的pH不低于___________；该过程中，加入适量铁粉的目的为___________。 2.（2026·山东聊城·一模）硫酸镍在新能源、电镀、催化和材料制造等领域占据核心地位；钴在催化、磁性材料和医疗领域发挥着不可替代的作用。以黄铁矿(主要成分为，还含有NiS、CoS、CuS及少量Au)为原料制备硫酸镍同时回收Co的工艺流程如图： 已知：①“焙烧”后烧渣的主要成分是、CuO、NiO、和Au。 ②常温下，，，一般情况下离子浓度时认沉淀完全。 ③氧化性：。 回答下列问题： （1）“焙烧”时，CoS生成转移电子的物质的量是___________mol。 （2）“调pH”时，当时，需调节的pH范围是___________(忽略溶液体积变化)。 （3）①“沉钴”时，氨水与碳酸氢铵1：1参与反应的化学方程式为___________。 ②一定条件下，用萃取剂萃取，经充分振荡分层后，有机层和水层中离子浓度之比为20：1，现有含的水溶液10 mL，用5 mL萃取剂萃取一次后，的萃取率为___________ %(保留一位小数)。(已知：萃取率) 刷模拟 1．（2026·山东德州·一模）金属钴广泛应用于航空航天、电器制造等领域，是重要的战略金属。以含钴镍废料(主要成分为、NiO，还含少量、CaO、MgO、和Ti的化合物)为原料制备草酸钴()和硫酸镍()的工艺流程如图。 已知： ①   ②草酸钴晶体难溶于水 ③RH为有机物难电离 回答以下问题： (1)“酸浸”时，为提高酸浸速率可采取的措施有_______(任写一种)，操作①与操作②用到的主要玻璃仪器有_______。 (2)“酸浸”时的作用是_______，生产过程中发现实际消耗的量大于理论值，主要原因可能是_______。 (3)“沉铁”时发生反应的离子方程式为_______。 (4)“除钙镁”时，当时，溶液中_______。 (5)将所得二水合草酸钴，在惰性气体中加热，其热重分析曲线如图所示，其中A、B、C均为纯净物，请写出从A点到B点的化学方程式_______。 已知：固体残留率= 2．（2026·山东实验中学·模拟）黑钨精矿中钨元素以(和)形式存在，其中还含有少量硅()、磷、砷以及钼的化合物，工业上常用黑钨精矿冶炼金属钨及其化合物，其工艺流程如图： 已知：在pH=5的溶液中完全沉淀(当时，认为沉淀完全)。请回答下列问题： （1）黑钨精矿在900℃下烧结会得到钨酸钠)、以及等产物，则在烧结时发生的化学方程式为______；滤渣I的主要成分为和______。 （2）滤液I中加盐酸将溶液的pH调节至8~9的目的为______。 （3）用氯化镁和氯化铵可将滤液Ⅱ中的磷元素转化为磷酸镁铵除去，该离子方程式为______。 （4）沉钨后过滤，向0.25 mol沉淀中，加入500 mL一定浓度的盐酸，当全部转化为钨酸()沉淀时，需控制溶液的pH至少为______(溶液体积变化忽略不计)。 （5）该流程中可循环利用的物质为______。 3．（2026·山东日照·一模）利用废钒铬渣(主要含、、、和含Fe的氧化物等)提取钒和铬的工艺流程如下： 已知：①在时开始沉淀，时沉淀完全 ②多钒酸盐在水中溶解度较小；微溶于冷水，可溶于热水。 ③部分含钒物质主要存在形式在时为，在时为，为多钒酸根，时为。在时以形式存在，时主要以形式存在。 回答下列问题： (1)焙烧时转化为，转化为，其中转化为的化学方程式为______。 (2)“滤渣1”的成分为______。 (3)“转化”操作单元中，含钒化合物参与的离子方程式为______。 (4)“沉钒”得到偏钒酸铵，若滤液中，若体积为1L，不考虑溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到98%，至少加入固体______mol。［已知］ (5)“还原”操作单元中，1mol消耗物质的量为______mol。 (6)“沉钒”后“系列操作”包括过滤、洗涤等，检验沉淀是否洗涤干净所需的试剂为______。 (7)“沉铬”后所得滤液经处理后可导入______(填操作单元)循环利用。 4．（2026·山东淄博·一模）采用两矿酸浸法从银锰矿(主要含、，少量、、、、、)分离提取、、、等元素，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸浸”时金属氧化物均转化为硫酸盐。和反应时生成和，理论上和恰好完全反应的物质的量之比为___________。 (2)“沉铁”时先加入的作用为___________。滤渣Ⅱ的主要成分为___________(填化学式)。 (3)“沉镍”中，恰好沉淀完全时，溶液中，则此时溶液___________。“浓缩”溶液至接近饱和，过滤可除去部分，其原理是___________。已知，，。 (4)“浸银”时转化为和S的离子方程式为___________。“电解”中阳极产物与电解液反应后，可返回___________(填操作单元名称)循环利用。 5.（2026·山东联盟·大联考） 钒(V)被称为钢铁行业的“维生素”。从某钒矿石焙砂(主要成分为和杂质及等)中提取的主要流程如下。 已知：ⅰ．滤液A中钒元素主要存在形式为，偏钒酸为可溶性弱酸； ⅱ．； ⅲ．“萃取”过程可表示为。 回答下列问题： （1）“浸钒”中焙砂中的与硫酸反应的化学方程式为___________。 （2）“还原”中过量铁粉与的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。 （3）“萃取”后水溶液中含有的金属阳离子为___________(填离子符号)；“反萃取”时加入的试剂为___________(填化学式)。 （4）“氧化”过程中溶液的pH___________(填“升高”“降低”或“不变”)。写出“沉钒”反应的化学方程式：___________。 （5）取a g钒矿石焙砂，用硫酸“浸钒”后(设钒元素全部被浸出)，将滤液A稀释至500 mL，取出25.00 mL加入过量的过二硫酸铵[，受热易分解]，加热将可能存在的氧化为，继续加热煮沸10 min。冷却后，再加入2滴指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定，重复3次实验，平均消耗标准溶液V mL(经校正，2滴指示剂消耗标准溶液)。 ①钒矿石焙砂中钒元素的百分含量为___________。 ②“继续加热煮沸”的目的是___________；若未进行该操作，则测定结果将___________(填“偏高”“不变”或“偏低”)。 6．（2026·山东青岛·一模）电解锰渣主要成分为和少量，实验室回收锰和铅的流程如图。 已知：①常温下，，，。②；。回答下列问题： (1)“还原酸浸”时pH控制在2∼4之间，PbS中的被氧化为，反应的化学方程式为_______。pH不能太小的原因为_______。 (2)“浸出渣”主要成分为_______。 (3)“分步沉淀”中的平衡常数_______。“浸出液2”含，当出现沉淀时，_______(忽略离子的水解作用及溶液体积变化)。 (4)“再生除杂1”中加入富铅渣的目的是_______。 (5)为实现“再生液”的循环利用，“试剂X”最好为_______(写化学式)。 7．（2026·山东聊城·一模）硫酸镍在新能源、电镀、催化和材料制造等领域占据核心地位；钴在催化、磁性材料和医疗领域发挥着不可替代的作用。以黄铁矿(主要成分为，还含有NiS、CoS、CuS及少量Au)为原料制备硫酸镍同时回收Co的工艺流程如图： 已知：①“焙烧”后烧渣的主要成分是、CuO、NiO、和Au。 ②常温下，，，一般情况下离子浓度时认为沉淀完全。 ③氧化性：。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，CoS生成转移电子的物质的量是___________mol。 (2)“酸浸”时，双氧水的作用是___________，用离子方程式解释“酸浸”不能选用浓盐酸的原因___________。 (3)“调pH”时，当时，需调节的pH范围是___________(忽略溶液体积变化)。 (4)①“沉钴”时，氨水与碳酸氢铵1：1参与反应的化学方程式为___________。 ②一定条件下，用萃取剂萃取，经充分振荡分层后，有机层和水层中离子浓度之比为20：1，现有含的水溶液10 mL，用5 mL萃取剂萃取一次后，的萃取率为___________ %(保留一位小数)。(已知：萃取率) 8．（2026·山东枣庄·一模）稀土是保障国家高端制造自主可控、支撑国防安全的战略核心材料。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备稀土化合物的一种工艺流程如图所示： 已知：①能与结合成，也能与结合成 ②在硫酸体系中能被萃取剂[]萃取，而不能，萃取反应为；萃取率 ③一定条件下，分别在有机层与水层中存在形式的物质的量浓度之比是一个常数(分配系数)， 回答下列问题： (1)“酸浸”中提高浸出率的措施有______(填一种即可)。 (2)萃取用到的玻璃仪器有______；取50 mL含的溶液，一次性加入20 mL萃取剂，若Ce元素的分配系数，则的萃取率为______。 (3)“反萃取”中加入的目的是______；的作用是______(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”)。 (4)“氧化”中发生反应的离子方程式为______。 (5)产品常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构，如图所示(的空缺率)。 若掺杂后得到的晶体，则此晶体中的空缺率为______。 9．（2026·山东泰安·一模）以辉锑矿（主要成分为，还含有、和等）为原料制备金属锑，其一种工艺流程如下： 已知浸出液主要含盐酸和，还含、、等杂质。 回答下列问题： (1)基态Sb原子在周期表中的位置是_____。 (2)滤渣的主要成分为_____（填化学式）。 (3)写出酸浸制备的化学方程式为_____。 (4)已知；、，加使完全沉淀，反应的_____。 (5)在“除砷”过程中，氧化产物为。该反应中氧化剂还原剂的物质的量之比为_____。 (6)隔膜电解三氯化锑的盐酸溶液在阳极获得溶液，阴极获得锑，“电解”中锑的产率与电压大小关系如图所示。当电压超过时，锑的产率降低的原因可能是_____，为提高效率宜采用_____交换膜（填“阳离子”、“阴离子”或“质子”）。 10．（2026·山东东营·一模）硫酸-过氧化氢体系可高效回收废旧磷酸铁锂黑粉(主要成分为：、炭黑，还伴有少量的金属、、、等)，制备的工艺流程如下： 已知：①，当溶液中离子浓度时，认为该离子沉淀完全。 ②常温下，各物质的数值如下： 物质 (1)“酸浸”时，需加入过量，其目的是_______。 (2)写出“酸浸”过程反应的化学方程式：_______，“酸浸”中摩尔比大于0.5时，的浸出率_______(填“增大”“减小”或“不变”)，磷元素的浸出率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)加入氢氧化钠溶液进行“一级除杂”时，需调节pH至少为_______，“二级除杂”时滤渣Ⅱ中成分为、，两个除杂阶段不能合并的原因是_______(用离子方程式表示)。 (4)若所得“滤液Ⅱ”中，加入等体积的饱和碳酸钠溶液“沉锂”，结束时溶液中为，则“沉锂”过程中锂的沉降率为_______(忽略溶液混合时体积的变化)。 11．（2026·山东烟台·一模）羟基氧化镍（NiOOH）具有良好的电化学活性。某化工厂从含NiO、ZnO的废料（杂质为Fe2O3、CaO、CuO）中制备NiOOH·H2O和ZnSO4·7H2O的工艺流程如下： 已知：①该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 Ca2+ Zn2+ Ni2+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时的pH 10.6 6.2 6.9 1.5 6.3 完全沉淀时的pH 13.1 8.3 8.9 2.8 8.3 ②常温下，溶质在平衡共存的两液相中的分配系数为D[]，萃取率为E[]。 回答下列问题： (1)滤渣2的成分是________（填化学式）；“沉铁”过程需控制溶液pH的范围为________。 (2)若“沉铁”后所得500 L溶液中c(Ca2+)=0.01 mol·L-1，理论上需加入________g NH4F固体（忽略混合后溶液体积的变化），使Ca2+恰好沉淀完全[此时，，不考虑的水解]。 (3)萃取原理：（HR表示有机萃取剂）。在硫酸盐溶液中，该萃取剂对金属离子的萃取率与pH关系如图。 ①在一定范围内，随pH升高萃取率升高的原因是________。 ②“反萃取”时应加入的反萃取剂为________（填化学式）。 ③已知该生产条件下，Zn2+在两液相中的D=40。取100 L含的溶液，加入20 L萃取剂，则萃取一次的萃取率E=________（保留一位小数）。在不更换萃取剂的情况下，若要提高萃取率可采取的生产工艺为________（写一条即可）。 (4)“氧化”过程发生反应的离子方程式为________。 刷真题 1．（2024·山东卷）以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为 ；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时挥发外，另一目的是防止产生 (填化学式)。 （2）将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为 。 （3）“还原”中加入铅精矿的目的是 。 （4）“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。 A．         B．        C．        D． “置换”反应的离子方程式为 。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作 (填“阴极”或“阳极”)。 2．（2023·山东卷）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下： 已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 回答下列问题： （1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液_____。 （2）滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在_____以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加_____的用量(填化学式)。 （3）精制Ⅱ的目的是_____；进行操作时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。 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02 化工流程综合题 第一部分 破类题/变式·参考答案 热点设问01 工艺流程中的条件控制 破类题·提能力 1．（1）Mn2+、Zn2+ （2） ①. 调节pH，便于生成Ga(OH)3 ②. （3） ①. 20 ②. 2.5%，1100℃ 2.（1）将氧化为，便于沉淀除去 （2） 浸银 热点设问02 陌生方程式的书写 破类题·提能力 1．(1) (2) 2．(1) (2) 热点设问03 产率、纯度等计算 破类题·提能力 1. 2.0 调节溶液pH使沉淀完全；将转化为，防止和同时生成沉淀 2.（1）20 （2） （3）① ② 90.9 第二部分 实战刷题·参考答案 刷模拟 1．(1) 将含钴废料粉碎、搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升高温度等 分液漏斗、烧杯 (2) 将还原为，同时将中的+2价铁氧化为 酸浸后溶液中的催化分解或酸浸时温度过高使分解 (3)或 (4) (5) 2．（1） （2）使滤液中的转化为沉淀，除去杂质硅 （3） （4）3 （5）、 3．(1) (2)、 (3) (4)0.298 (5)1.5 (6)可溶性钡盐均可 (7)沉钒 4．(1) (2) 将氧化为，便于沉淀除去 (3) 5 存在溶解平衡，浓缩时增大，平衡逆向移动，析出 (4) 浸银 5.（1） （2）2:1 （3） （4）降低 （5）① ②使过量的过二硫酸铵分解 偏高 6．(1) pH太小会产生硫化氢有毒气体，污染空气 (2)和 (3) (4)除去 (5) 7．(1)20 (2) 作还原剂，将还原为 (3) (4) 90.9 8．(1)适当升高温度、适当提高酸的浓度、搅拌等 (2) 分液漏斗、烧杯 77.27%(或77.3%) (3) 加入硫酸，溶液中浓度增大，同时与结合成，转移至水层，促使萃取反应平衡向逆反应进行，提高了Ce的反萃取率 还原剂 (4) (5)15% 9．(1)第5周期，VA族 (2)和 (3) (4) (5)4:3 (6) 参与放电反应 阴离子 10．(1)将Fe2+完全氧化为Fe3+ (2) 2LiFePO4 + H2SO4 + H2O2 = Li2SO4 + 2FePO4 + 2H2O 不变 增大 (3) 6.7 Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4 ]- (4)90% 11．(1) CuS、S 2.8≤pH<6.2 (2)740 (3) 萃取产生H+，随pH的升高被消耗，促进萃取金属离子的反应正向移动 H2SO4 88.9% 多次萃取（或增加萃取剂体积、适当调节pH增大D等） (4) 刷真题 1．（1）1:1 H2S （2）热浸 （3）将过量的Fe3+还原为Fe2+ （4）C （5）阳极 2．（1） （2） 纯碱 （3）加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的转化为（或除去精制Ⅰ所得滤液中的），提高纯度 盐酸 浓缩液中因浓度过大使得过早沉淀，即浓缩结晶得到的中会混有，最终所得的产率减小 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02 化工流程综合题 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解 【解题精析·通技法】析典例，明思路，技法贯通破类题 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 工艺流程综合题是山东高考的必考题型。该题型不但综合考查考生中学阶段所学的元素及其化合物、物质结构等知识，还突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力。工艺流程题一般以实际生产或生活背景为载体，将无机理论、元素化合物、化学实验、化学计算等多块内容融为一体。从流程图看，有主线主产品、分支副产品、回头为循环的规律；从考查角度看，包括通过方程式书写、提纯试剂选择等考查元素化合物知识，通过实验条件选择等考查运用化学反应原理解决实际问题的能力等。而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高。预计2026年化学工艺流程题仍是山东卷主观题必考题型。将延续“真实情境、模块融合、素养导向” 的核心命题逻辑，更强调 “真实情境下的综合应用”，核心是用化学原理解决工业实际问题。聚焦资源循环、绿色化工、新材料制备三大热点，深化跨模块综合与信息解读，强化对核心素养与关键能力的分层考查。 热点·设问·拆解 热点设问01 工艺流程中的条件控制 2025年山东卷17（2）（3）（5） 2024年山东卷17（2）（3） 2023年山东卷17（3） 2022年山东卷17（3） 热点设问02陌生方程式的书写 2025年山东卷17（1）（4） 2024年山东卷17（4） 2023年山东卷17（1） 2022年山东卷17（1） 热点设问03 PH、氧化还原、产率、KSP、纯度等计算 2025年山东卷17（4） 2024年山东卷17（1） 2023年山东卷17（1）（2） 热点设问01 工艺流程中的条件控制 析典例·明思路 1．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下： 已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。 回答下列问题： （1）在投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，“水浸时金属元素的浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）萃取反应为：(有机相)(水相)(有机相)(水相)。“反萃取”时加入的试剂为 (填化学式)。 （3）“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。 【答案】 （1）减小 （2）H2SO4 （3）低温焙烧 【分析】采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿中分离提取等元素，加入硫酸铵低温焙烧，金属氧化物均转化为硫酸盐，如硫酸锰、硫酸铁、硫酸钴、硫酸钙等，产生的气体有氨气，氮气等，氨气用稀硫酸吸收，得到硫酸铵溶液，得到的硫酸盐经高温焙烧，只有硫酸铁发生了分解，产生三氧化硫气体和氧化铁，水浸后，过滤分离出滤渣，滤渣主要为二氧化硅，氧化铁，及硫酸钙，后续萃取分离，将铜元素萃取到有机相中，最终得到硫酸铜溶液，水相主要含有钴元素和锰元素，加入硫化钠，调节pH，生成硫化钴，过滤分离最终得到硫酸钴溶液，滤液中加入碳酸氢铵，生成碳酸锰沉淀，据此解答。 【解析】（1）根据已知条件，硫酸铵低温分解成硫酸氢铵，高温则完全分解成气体，如果直接高温焙烧，则硫酸铵会分解，物质的量减少，导致金属元素的浸出率减小，故答案为：减小； （2）根据萃取的化学方程式：(有机相)(水相)(有机相)(水相)，加入有机相将铜离子萃取到有机相中，反萃取时需要使平衡逆向移到，生成铜离子，而且为了不引入新的杂质，应加入的试剂为稀H2SO4，故答案为：H2SO4； （3）由分析可知，沉锰过程中，加入碳酸氢铵，生成碳酸锰，二氧化碳，硫酸铵等，过滤后滤液中的硫酸铵可并入吸收液中，经过处理后导入低温焙烧循环使用，故答案为：低温焙烧。 研考点·通技法 工艺流程中的条件控制 1.温度、浓度、压强的控制 （1）增大反应物浓度 、 加压 ①可加快反应速率 。对气体分子数减少的反应，加压使平衡向生成物方向移动。但压强太大，动力消耗更多，设备要求更高，成本增加，故必须综合考虑； ②加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜；③生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率。 （2） 减压蒸馏 减小压强，降低液体的沸点，防止(如浓HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3等)物质分解； 2.pH的控制 (1)目的：调节pH值实质上是利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。 (2)原则：不管是调高还是调低，原则都是加过量的除杂剂而不引进新的杂质，这里分两种情况①如果要得到滤液，可加固体沉淀剂消耗H＋或OH—，如除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可通过加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等；②要得到滤渣，则需加入碱性溶液，如氨水或氢氧化钠溶液。调低PH值的原则与调高PH的原则相同。 （3）体系环境氛围及其它条件的控制 ①蒸发或结晶时，加入相应的酸或碱，以抑制某些盐的水解； ②需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶体，以防止水解。如从海水中提取镁，从MgCl2的溶液里结晶析出的是氯化镁结晶水合物，电解熔化氯化镁才能制得金属镁，要去除氯化镁晶体中的结晶水"需要在氯化氢气流中加热，否则煅烧所得的最后固体不是MgCl2，而是熔点更高的MgO， 具有相似情况的还有FeCl3 、AlCl3等； ③营造还原性氛围：加热煮沸酸液后再冷却，其目的是排除酸溶液中的氧气，如用废铁制备绿矾晶体，需要把硫酸加热煮沸后再加入，同时还不能加入过量，防止Fe2+被氧化； ④营造氧化性氛围：加入氧化剂进行氧化，如加入绿色氧化剂 H2O2 将 Fe2+ 氧化转化为Fe3+ 。 破类题·提能力 1．（2026·山东潍坊·一模）锗是重要的稀散金属，广泛应用于航空航天、电子、新能源等高科技领域。一种从炼锌渣(含ZnFe2O4及MnO2、ZnGeO3、Ga2O3、SiO2)中提取锗的工艺流程如下： 已知：“还原酸浸”时Ge、Ga元素转为Ge4+、Ga3+；GeO2是两性氧化物。 回答下列问题： （1）“共萃取”所得萃余液可返回炼锌系统循环利用，萃余液中主要成分除Fe2+，还有的金属离子为___________。 （2）“沉镓”过程得到Ga(OH)3，加入NaHCO3的作用为___________；“中和”过程中生成GeO2，则“中和”过程发生反应的离子方程式为___________。 （3）“真空还原”产物还有Na5P3O10、H3PO4等，则每生成1 mol Na5P3O10，反应转移的电子的物质的量为___________mol；在不同温度、不同浓度的条件下，Ge元素的产率如图所示，“真空还原”采用的最佳条件为___________。 【答案】（1）Mn2+、Zn2+ （2） ①. 调节pH，便于生成Ga(OH)3 ②. （3） ①. 20 ②. 2.5%，1100℃ 【分析】炼锌渣(含ZnFe2O4及MnO2、ZnGeO3、Ga2O3、SiO2)中加入稀硫酸、ZnS经过“还原酸浸”时可得到ZnSO4、FeSO4、MnSO4、Ge(SO4)2、Ga2(SO4)3，SiO2不溶于酸，由于ZnFe2O4中的Fe为+3价、MnO2中Mn为+4价，溶解后Fe、Mn均被还原得到+2价，因此ZnS中的-2价S被氧化为0价S，则滤渣主要成分为SiO2和S；“还原酸浸”后的溶液中加入萃取剂分离Ge4+、Ga3+（有机相）与Fe2+、Mn2+、Zn2+（水相），则萃余液中含有Zn2+、Fe2+和Mn2+，含Ge4+、Ga3+的有机相中加入NH4F分离Ga3+（有机相）和Ge4+（水相），有机相加入稀硫酸反萃取后加入碳酸氢钠沉镓得到Ga(OH)3，再经历一系列过程得到金属Ga，水相加入氨水中和后，Ge4+转化为GeO2，再经氯化蒸馏、水解后，在GeO2中加入NaH2PO2·H2O真空还原得到GeO，再经历一系列过程得到金属Ge。 【解析】（1）据分析，萃余液中含有Zn2+、Fe2+和Mn2+； （2）“沉镓”过程加入NaHCO3消耗调节过量的稀硫酸调节pH为碱性，便于生成Ga(OH)3；“中和”Ge4+被氨水转化为GeO2，化学方程式为； （3）“真空还原”中GeO2与NaH2PO2·H2O反应得到GeO、Na5P3O10、H3PO4，Ge由+4价还原为+2价，P由+1价氧化为+5价，根据得失电子守恒、原子守恒可得化学方程式为：10GeO2+5NaH2PO2·H2O=10GeO+Na5P3O10+2H3PO4+7H2O，则每生成1 mol Na5P3O10，反应转移的电子的物质的量为20 mol；如图所示，1200℃与1100℃时Ge元素产率相差较小，从节约资源的角度考虑NaH2PO2·H2O的质量分数为2.5%、温度为1100℃时，Ge元素产率最大，即为最佳反应条件。 2.（2026·山东淄博·一模）采用两矿酸浸法从银锰矿(主要含、，少量、、、、、)分离提取、、、等元素，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“沉铁”时先加入的作用为___________。滤渣Ⅱ的主要成分为___________(填化学式)。 （2）“浸银”时转化为和S的离子方程式为___________。“电解”中阳极产物与电解液反应后，可返回___________(填操作单元名称)循环利用。 【答案】（1）将氧化为，便于沉淀除去 （2） 浸银 【分析】两矿酸浸法从银锰矿(主要含、，少量、、、、、)加入黄铁矿和稀硫酸，滤渣Ⅰ为、CaSO4，加入FeCl3、HCl、CaCl2浸银生成和滤渣Ⅲ（S），电解得到Ag；滤液为Fe3+、Fe2+、、Al3+、Cu2+、Ni2+，加入、Na2CO3，沉铁生成黄钠铁矾，加氨水调pH生成滤渣Ⅱ（），萃取分离再反萃取生成硫酸铜；水相加入Na2S调pH沉镍，浓缩过滤，滤液为硫酸锰溶液，据此分析。 【解析】（1）酸浸后溶液中存在，作为氧化剂，将氧化为，方便沉铁生成黄钠铁矾除去；原矿中含，酸浸后生成，加氨水调时沉淀为，故滤渣Ⅱ主要为； （2）浸银时作氧化剂，将中-2价S氧化为S单质，自身被还原为，与形成配离子，离子方程式；电解时阳极放电生成，可将氧化为，是浸银工序的反应物，可返回浸银循环利用。 热点设问02 陌生方程式的书写 析典例·明思路 1．（1）（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下： 已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。 回答下列问题： “低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有生成，该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为，“水浸”所得滤渣主要成分除外还含有 (填化学式)。 （2）（2023·山东卷）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下： 已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 回答下列问题： 含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液_____。 【答案】（1） Fe2O3、CaSO4 （2） 【解析】（1）低温焙烧，金属氧化物均转化为硫酸盐，二氧化锰与硫酸氢铵反应，转化为硫酸锰和氮气，根据电子得失守恒可知还有氨气生成，化学方程式为：；根据已知条件，高温焙烧的温度为650℃，只有硫酸铁发生分解，生成三氧化硫气体和氧化铁，二氧化硅，氧化铁，硫酸钙等在水中溶解度都较小，所以“水浸”所得滤渣的主要成分除了SiO2外还含有，Fe2O3、CaSO4； （2）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下.在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为，由B元素守恒可知，和的浓度均为，，则该溶液。 研考点·通技法 化工流程中化学（离子）方程式的书写 破类题·提能力 1．（2026·山东济南·一模）工业上以蛇纹石废渣（主要含、、CuO、PbO、等）制取铁酸钴（），工艺流程如下： 已知：草酸为二元弱酸，具有还原性；常温下，相关物质的见下表；当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全。 物质 CoS CuS 回答下列问题： (1)“焙烧I”时金属氧化物均转化为硫酸盐，其中转化为的化学方程式为______；“水浸”后滤液呈强酸性，滤渣I主要成分除外还含有______（填化学式）。 (2)“除铜”时发生反应的离子方程式为______；若将CoS改用，将增加______的用量（填化学式）。 【答案】(1) (2) 【分析】蛇纹石废渣中加入硫酸铵进行“焙烧Ⅰ”，金属氧化物均转化为硫酸盐，并产生混合气，含氨气、氮气等，用稀硫酸对氨气进行吸收；加入热水对渣滓进行“水浸”，过滤得到滤渣Ⅰ（含、不溶于水的）和滤液；滤液中加入氨水进行“中和”得到滤渣Ⅱ、在焙烧Ⅱ中可进行循环使用；将得到的滤液中加入进行“除铜”得到滤渣Ⅲ和滤液；滤液中加入草酸铵进行“沉钴”处理，过滤得到滤液和滤渣，滤渣在氧气和氢氧化铁的作用下进行“焙烧Ⅱ”最终得到铁酸钴（） 【解析】（1）“焙烧I”在硫酸铵作用下转化为，钴元素被硫酸铵还原，氮元素被氧化为氮气，根据得失电子守恒、元素守恒可得化学方程式为：；由分析可知，滤渣I主要成分除外还含有； （2）由分析可知，除铜时加入硫化钴得到硫化铜沉淀，反应的离子方程式为：，若将改用，反应会释放氢离子，使酸性增强，因此为了维持溶液的酸碱性、保证沉钴效果，需要增加的用量。 2．（2026·山东滨州·一模）回收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：①浓氨水不能溶解AgI。 ②“反应1”生成ICl，ICl的化学性质与Cl2相似。 ③在碱性条件下歧化为和。 回答下列问题： (1)“溶解1”发生反应的离子方程式为___________。 (2)“反应3”中，主要反应的离子方程式为___________。 【答案】(1) (2) 【分析】由题给流程可知，向碘化银催化剂废料中加入浓氨水溶解，将氧化银转化为，过滤得到滤液1和含有碘化银的滤渣1；向滤渣1中加入强酸，强酸性条件下氯气与碘化银发生反应1生成氯化银和一氯化碘，向反应后的溶液中先加入水，将一氯化碘转化为次碘酸，再加入氢氧化钠，将次碘酸转化为碘离子和碘酸根离子，过滤得到含有氯化银的滤渣2和含有碘离子、碘酸根离子的滤液2；向滤渣2中加入浓氨水，将氯化银转化为，向反应后的溶液中加入合适的还原剂X，将转化为银；向滤液2中加入盐酸调节溶液pH，将溶液中的次碘酸根离子转化为碘和碘酸根离子，过滤得到粗碘和含有碘酸根离子的滤液3；向滤液3中加入Na2S2O4，将溶液中的碘酸根离子转化为碘，过滤得到滤液和粗碘；过滤3和过滤4得到的粗碘经洗涤、干燥得到碘。 【解析】（1）由分析可知，溶解1加入浓氨水溶解的目的是将氧化银转化为，反应的离子方程式为：； （2）由分析可知，反应3中加入Na2S2O4，将溶液中的碘酸根离子转化为碘，反应的离子方程式为：。 热点设问03 产率、纯度等计算 析典例·明思路 1．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下： 已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。 回答下列问题： “沉钴”中，时恰好沉淀完全，则此时溶液中 。已知：。“溶解”时发生反应的离子方程式为 。 【答案】 4×10-4 【解析】 沉钴时，pH=4时Co2+恰好沉淀完全，其浓度为c(Co2+)=1×10-5mol/L，此时c(H+)=1×10-4mol/L，根据Ksp((CoS)= 4×10-21，推出，又因为Ka1(H2S)= 1×10-7，Ka2(H2S)= 1×10-13，，则c(H2S)= ==4×10-4 mol/L；由流程图可知，CoS溶解时加入了过氧化氢，稀硫酸，生成了CoSO4和S，化学方程式为：，改写成离子方程式为：。 研考点·通技法 Ksp相关计算 1.判断沉淀的生成或沉淀是否完全 （1） 根据离子浓度数据求得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成； （2）利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全 2.常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH （1）根据氢氧化物的Ksp以及开始沉淀时金属阳离子的初始浓度，计算溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH； （2）金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，根据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH 3.计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 根据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K的值越大，转化反应越易进行，转化程度越大。 4.沉淀先后的计算与判断 (1)沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀； (2）沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀。 破类题·提能力 1. （2026·山东济宁·模拟）一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为、、和)综合提取钒、钛，并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下： 已知：①“加压焙烧”过程中存在反应，生成的会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”； ②“酸浸”所得溶液中钒、钛元素分别以、形式存在。 常温，，“沉钛”时为使沉淀完全()，需要调节溶液的pH不低于___________；该过程中，加入适量铁粉的目的为___________。 【答案】2.0 调节溶液pH使沉淀完全；将转化为，防止和同时生成沉淀 【解析】根据常温下，，为了使沉淀完全，即，则，此温度下，因此；为使沉淀完全，加入适量铁粉的目的之一为消耗，调节溶液pH，另一个目的为将转化为，防止和同时生成沉淀。 2.（2026·山东聊城·一模）硫酸镍在新能源、电镀、催化和材料制造等领域占据核心地位；钴在催化、磁性材料和医疗领域发挥着不可替代的作用。以黄铁矿(主要成分为，还含有NiS、CoS、CuS及少量Au)为原料制备硫酸镍同时回收Co的工艺流程如图： 已知：①“焙烧”后烧渣的主要成分是、CuO、NiO、和Au。 ②常温下，，，一般情况下离子浓度时认沉淀完全。 ③氧化性：。 回答下列问题： （1）“焙烧”时，CoS生成转移电子的物质的量是___________mol。 （2）“调pH”时，当时，需调节的pH范围是___________(忽略溶液体积变化)。 （3）①“沉钴”时，氨水与碳酸氢铵1：1参与反应的化学方程式为___________。 ②一定条件下，用萃取剂萃取，经充分振荡分层后，有机层和水层中离子浓度之比为20：1，现有含的水溶液10 mL，用5 mL萃取剂萃取一次后，的萃取率为___________ %(保留一位小数)。(已知：萃取率) 【答案】（1）20 （2） （3）① ② 90.9 【分析】该流程以混有NiS、CoS、CuS和Au杂质的黄铁矿为原料，制备硫酸镍并回收钴，实现矿物资源的综合利用。首先粉碎原料增大焙烧接触面积，通入空气焙烧，将硫化物氧化为金属氧化物，同时得到副产物SO2，可用于工业制硫酸，避免废气污染。焙烧后烧渣经硫酸、双氧水酸浸，不溶性Au被过滤分离；双氧水可将+3价钴还原为，便于后续分离。再加氨水调pH除去、杂质，可通过沉钴得到碳酸钴，或经萃取反萃取分离镍钴，最终得到硫酸镍与硫酸钴产品。 【解析】（1）CoS焙烧生成和，配平反应为，1 mol 得4 mol电子，5 mol 共得20 mol电子，即生成1 mol 转移20 mol电子； （2）调pH目的是使、沉淀完全，、不沉淀：沉淀完全时，由，得，，同理沉淀完全时，故。不沉淀时，，由，得，，开始沉淀时，，pOH=，pH=7.9，故应调节。 因此pH范围为； （3）①1:1的氨水和碳酸氢铵反应生成碳酸铵，最终和生成沉淀，配平后化学方程式为； ②设萃取后水层浓度为，由题意有机层浓度为，总物质的量：，萃取率。 刷模拟 1．（2026·山东德州·一模）金属钴广泛应用于航空航天、电器制造等领域，是重要的战略金属。以含钴镍废料(主要成分为、NiO，还含少量、CaO、MgO、和Ti的化合物)为原料制备草酸钴()和硫酸镍()的工艺流程如图。 已知： ①   ②草酸钴晶体难溶于水 ③RH为有机物难电离 回答以下问题： (1)“酸浸”时，为提高酸浸速率可采取的措施有_______(任写一种)，操作①与操作②用到的主要玻璃仪器有_______。 (2)“酸浸”时的作用是_______，生产过程中发现实际消耗的量大于理论值，主要原因可能是_______。 (3)“沉铁”时发生反应的离子方程式为_______。 (4)“除钙镁”时，当时，溶液中_______。 (5)将所得二水合草酸钴，在惰性气体中加热，其热重分析曲线如图所示，其中A、B、C均为纯净物，请写出从A点到B点的化学方程式_______。 已知：固体残留率= 【答案】(1) 将含钴废料粉碎、搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升高温度等 分液漏斗、烧杯 (2) 将还原为，同时将中的+2价铁氧化为 酸浸后溶液中的催化分解或酸浸时温度过高使分解 (3)或 (4) (5) 【分析】含钴镍废料(主要成分为、NiO，还含少量、CaO、MgO、和Ti的化合物)加入硫酸、“酸浸”，得到含、、、、、等的浸出液，不溶解，和微溶于水的硫酸钙形成滤渣1，浸出液中加入热水使水解形成沉淀除去，加入碳酸钠溶液将转化为沉淀除去，加入适量的NaF溶液除去溶液中的和，滤液中加入RH和有机溶剂将转化为进入有机层，分液后向水层中加入将转化为，有机层中经过操作②得到，据此分析。 【解析】（1）“酸浸”时，为提高酸浸速率可采取的措施有将含钴废料粉碎、搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升高温度等；操作①与操作②为萃取操作，用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。 （2）由分析知，“酸浸”后溶液中含和，故的作用是将还原为，同时将中的+2价铁氧化为；酸浸后溶液中的会催化分解或酸浸时温度过高使分解，从而使生产过程中实际消耗的量大于理论值。 （3）由分析知，“沉铁”时，碳酸钠溶液将转化为沉淀，发生的离子反应方程式为或。 （4）“除钙镁”时，和达到沉淀溶解平衡，由知，当时，溶液中。 （5）假设有1 mol受热分解，质量为183g，由图可知，A点时，固体的残留率为80.33%，则剩余固体的质量为，失去的质量为，刚好为2 mol水的质量，则A的物质为，A点以后为分解生成Co的氧化物过程，B点时固体的残留率为43.88%，则剩余固体的质量为，B点含Co的质量为59 g，则含有O的质量为，Co和O的物质的量之比，与中的比值相近，可推断B点的物质为，A点到B点的化学方程式。 2．（2026·山东实验中学·模拟）黑钨精矿中钨元素以(和)形式存在，其中还含有少量硅()、磷、砷以及钼的化合物，工业上常用黑钨精矿冶炼金属钨及其化合物，其工艺流程如图： 已知：在pH=5的溶液中完全沉淀(当时，认为沉淀完全)。请回答下列问题： （1）黑钨精矿在900℃下烧结会得到钨酸钠)、以及等产物，则在烧结时发生的化学方程式为______；滤渣I的主要成分为和______。 （2）滤液I中加盐酸将溶液的pH调节至8~9的目的为______。 （3）用氯化镁和氯化铵可将滤液Ⅱ中的磷元素转化为磷酸镁铵除去，该离子方程式为______。 （4）沉钨后过滤，向0.25 mol沉淀中，加入500 mL一定浓度的盐酸，当全部转化为钨酸()沉淀时，需控制溶液的pH至少为______(溶液体积变化忽略不计)。 （5）该流程中可循环利用的物质为______。 【答案】（1） （2）使滤液中的转化为沉淀，除去杂质硅 （3） （4）3 （5）、 【分析】黑钨精矿中的钨以、形式存在，混有、磷、砷、钼类杂质，加入碳酸钠、氧气高温烧结后，钨和磷、砷、都转化为可溶性钠盐，铁、锰被氧化为不溶性氧化物；水浸后，不溶的、成为滤渣I除去；随后滤液调pH 8~9沉淀硅杂质，再加氯化镁、氯化铵-氨水除去磷砷，硫化钠沉淀除去钼；过滤后，向滤液加氯化钙生成沉淀，过滤后向沉淀中加入盐酸发生反应生成，再加氨水、蒸干、煅烧得到纯净三氧化钨。 【解析】（1）烧结时被氧化，被氧化为，配平后得到上述方程式：；不溶于水，水浸后进入滤渣I。 （2）原杂质烧结时和反应生成可溶的进入滤液I，调pH至8~9可使硅酸根沉淀为过滤除去。 （3）磷元素以形式存在，和镁离子、铵根生成磷酸镁铵沉淀，离子方程式为：； （4）完全转化为的反应为：。 转化完全后，由得。 由题意，的溶度积，代入得，，故。 （5）将溶解于氨水中，得到钨酸铵，但钨酸铵煅烧分解时会放出，回收后可配成氨水回到流程中使用，可循环利用，同时沉钨加入的后滤液Ⅲ含有，也可以循环使用。 3．（2026·山东日照·一模）利用废钒铬渣(主要含、、、和含Fe的氧化物等)提取钒和铬的工艺流程如下： 已知：①在时开始沉淀，时沉淀完全 ②多钒酸盐在水中溶解度较小；微溶于冷水，可溶于热水。 ③部分含钒物质主要存在形式在时为，在时为，为多钒酸根，时为。在时以形式存在，时主要以形式存在。 回答下列问题： (1)焙烧时转化为，转化为，其中转化为的化学方程式为______。 (2)“滤渣1”的成分为______。 (3)“转化”操作单元中，含钒化合物参与的离子方程式为______。 (4)“沉钒”得到偏钒酸铵，若滤液中，若体积为1L，不考虑溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到98%，至少加入固体______mol。［已知］ (5)“还原”操作单元中，1mol消耗物质的量为______mol。 (6)“沉钒”后“系列操作”包括过滤、洗涤等，检验沉淀是否洗涤干净所需的试剂为______。 (7)“沉铬”后所得滤液经处理后可导入______(填操作单元)循环利用。 【答案】(1) (2)、 (3) (4)0.298 (5)1.5 (6)可溶性钡盐均可 (7)沉钒 【分析】钒铬渣(主要含、、、和含Fe的氧化物等)经焙烧转化为，转化为，加入硫酸，会与反应生成，酸浸时与硫酸反应生成沉淀；酸浸后生成微溶的；时以形式存在，加调后，钒转化为，加硫酸铵“沉钒”得到偏钒酸铵，经系列操作得；滤液加入还原生成，加入NaOH生成，系列操作后煅烧得，据此分析； 【解析】（1）焙烧时被空气中氧化，与反应生成和，方程式； （2）原废料中不与硫酸反应；酸浸后生成微溶的；在时不沉淀，因此滤渣1为和； （3）酸浸时钒以形式存在，加调后，钒转化为，离子方程式为：； （4）钒沉降率98%，溶液中剩余；根据，得游离；总沉淀消耗的游离的，因此； （5）1mol 中Cr从+6→+3，共得电子；1mol 中S从+4→+6，共失电子，根据电子守恒得； （6）沉淀表面吸附的杂质为，因此用盐酸酸化的(可溶性钡盐)检验洗涤液中是否含，即可判断沉淀是否洗涤干净； （7）沉铬后滤液中含有大量、，是“沉钒”操作单元所需的反应物，因此可导入“沉钒”单元循环利用。 4．（2026·山东淄博·一模）采用两矿酸浸法从银锰矿(主要含、，少量、、、、、)分离提取、、、等元素，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸浸”时金属氧化物均转化为硫酸盐。和反应时生成和，理论上和恰好完全反应的物质的量之比为___________。 (2)“沉铁”时先加入的作用为___________。滤渣Ⅱ的主要成分为___________(填化学式)。 (3)“沉镍”中，恰好沉淀完全时，溶液中，则此时溶液___________。“浓缩”溶液至接近饱和，过滤可除去部分，其原理是___________。已知，，。 (4)“浸银”时转化为和S的离子方程式为___________。“电解”中阳极产物与电解液反应后，可返回___________(填操作单元名称)循环利用。 【答案】(1) (2) 将氧化为，便于沉淀除去 (3) 5 存在溶解平衡，浓缩时增大，平衡逆向移动，析出 (4) 浸银 【分析】两矿酸浸法从银锰矿(主要含、，少量、、、、、)加入黄铁矿和稀硫酸，滤渣Ⅰ为、CaSO4，加入FeCl3、HCl、CaCl2浸银生成和滤渣Ⅲ（S），电解得到Ag；滤液为Fe3+、Fe2+、、Al3+、Cu2+、Ni2+，加入、Na2CO3，沉铁生成黄钠铁矾，加氨水调pH生成滤渣Ⅱ（），萃取分离再反萃取生成硫酸铜；水相加入Na2S调pH沉镍，浓缩过滤，滤液为硫酸锰溶液，据此分析。 【解析】（1）用电子守恒计算：中，升1价，2个中+6价共升价，总共升15价；中降2价，升降守恒得； （2）酸浸后溶液中存在，作为氧化剂，将氧化为，方便沉铁生成黄钠铁矾除去；原矿中含，酸浸后生成，加氨水调时沉淀为，故滤渣Ⅱ主要为； （3）由，得；的，代入数据：，解得，故；存在溶解平衡，浓缩时增大，平衡逆向移动，析出，因此可过滤除去； （4）浸银时作氧化剂，将中-2价S氧化为S单质，自身被还原为，与形成配离子，离子方程式；电解时阳极放电生成，可将氧化为，是浸银工序的反应物，可返回浸银循环利用。 5.（2026·山东联盟·大联考） 钒(V)被称为钢铁行业的“维生素”。从某钒矿石焙砂(主要成分为和杂质及等)中提取的主要流程如下。 已知：ⅰ．滤液A中钒元素主要存在形式为，偏钒酸为可溶性弱酸； ⅱ．； ⅲ．“萃取”过程可表示为。 回答下列问题： （1）“浸钒”中焙砂中的与硫酸反应的化学方程式为___________。 （2）“还原”中过量铁粉与的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。 （3）“萃取”后水溶液中含有的金属阳离子为___________(填离子符号)；“反萃取”时加入的试剂为___________(填化学式)。 （4）“氧化”过程中溶液的pH___________(填“升高”“降低”或“不变”)。写出“沉钒”反应的化学方程式：___________。 （5）取a g钒矿石焙砂，用硫酸“浸钒”后(设钒元素全部被浸出)，将滤液A稀释至500 mL，取出25.00 mL加入过量的过二硫酸铵[，受热易分解]，加热将可能存在的氧化为，继续加热煮沸10 min。冷却后，再加入2滴指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定，重复3次实验，平均消耗标准溶液V mL(经校正，2滴指示剂消耗标准溶液)。 ①钒矿石焙砂中钒元素的百分含量为___________。 ②“继续加热煮沸”的目的是___________；若未进行该操作，则测定结果将___________(填“偏高”“不变”或“偏低”)。 【答案】（1） （2）2:1 （3） （4）降低 （5）① ②使过量的过二硫酸铵分解 偏高 【分析】题目工艺流程为硫酸浸取钒矿石，将金属氧化物转化成可溶的离子，过滤分离不溶于酸的；加入过量铁粉将还原成；通过有机溶剂萃取、反萃取分离、富集；将氧化成偏钒酸，再经过氨水沉淀得到偏钒酸铵，高温煅烧得到。 【解析】（1）根据已知ⅰ，浸钒中与硫酸反应生成，反应的化学方程式为； （2）由已知ii可知可以将氧化为，也能将Fe氧化为，“还原”过程中加入过量的铁粉，则氧化产物为，还原反应的离子方程式为，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1； （3）滤液C中含有阳离子、、、，“萃取”后剩余金属阳离子为、；“反萃取”时加入H2SO4，使平衡逆移，得溶液； （4）“氧化”过程中发生反应，故pH降低；氨水“沉钒”反应的化学方程式为； （5）①25.00 mL滤液A消耗标准溶液，再根据，得关系式：，则500 mL滤液中含有钒元素质量为，钒元素的百分含量为； ②“继续加热煮沸”的目的是将过量的过二硫酸铵分解，防止其消耗标准硫酸亚铁铵溶液，导致标准液消耗体积偏大，使测得钒元素的百分含量偏高。 6．（2026·山东青岛·一模）电解锰渣主要成分为和少量，实验室回收锰和铅的流程如图。 已知：①常温下，，，。②；。回答下列问题： (1)“还原酸浸”时pH控制在2∼4之间，PbS中的被氧化为，反应的化学方程式为_______。pH不能太小的原因为_______。 (2)“浸出渣”主要成分为_______。 (3)“分步沉淀”中的平衡常数_______。“浸出液2”含，当出现沉淀时，_______(忽略离子的水解作用及溶液体积变化)。 (4)“再生除杂1”中加入富铅渣的目的是_______。 (5)为实现“再生液”的循环利用，“试剂X”最好为_______(写化学式)。 【答案】(1) pH太小会产生硫化氢有毒气体，污染空气 (2)和 (3) (4)除去 (5) 【分析】该流程以含、、和少量的电解锰渣为原料，先经、还原酸浸，使转化为进入浸出液1用于电解产锰，同时得到含等的富铅渣；富铅渣用浸铅， 转化为进入浸出液2，、成为浸出渣；浸出液2加分步沉淀，转化为（后续可制），再经富铅渣除、试剂（）除杂后得到可循环的再生液，最终实现锰、铅的回收与醋酸盐的循环利用。 【解析】（1）在酸性条件下，MnO2作为氧化剂，将PbS中的S2-氧化为，自身被还原为Mn2+。根据得失电子守恒和原子守恒，配平后的化学方程式为。 PbS在强酸性条件下会发生反应：，生成有毒的气体，污染空气，因此pH需控制在2~4之间，避免逸出。 （2）根据分析，“浸出渣”主要成分为和。 （3）计算平衡常数K：目标反应为：，该反应可以看作是以下两个反应的相加：， ；， ；因此，总反应的平衡常数 。 计算c(Pb2+)：当溶液中开始出现CaCO3沉淀时，溶液中的离子浓度满足其溶度积：，此时溶液中 ，在此 浓度下，的溶度积满足：，所以， 。 （4）分步沉淀后，溶液中残留，富铅渣中含PbSO4，富铅渣中的PbSO4可与反应生成沉淀，从而除去溶液中的，避免干扰后续流程。 （5）“再生除杂1”后，溶液中主要含有、和等离子。为了实现“再生液”（即CH3COONH4溶液）的循环利用，需要除去杂质，则试剂X为(CH3COO)2Ba。加入后，其中的会与溶液中的反应生成难溶的硫酸钡沉淀，从而除去杂质。 7．（2026·山东聊城·一模）硫酸镍在新能源、电镀、催化和材料制造等领域占据核心地位；钴在催化、磁性材料和医疗领域发挥着不可替代的作用。以黄铁矿(主要成分为，还含有NiS、CoS、CuS及少量Au)为原料制备硫酸镍同时回收Co的工艺流程如图： 已知：①“焙烧”后烧渣的主要成分是、CuO、NiO、和Au。 ②常温下，，，一般情况下离子浓度时认为沉淀完全。 ③氧化性：。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，CoS生成转移电子的物质的量是___________mol。 (2)“酸浸”时，双氧水的作用是___________，用离子方程式解释“酸浸”不能选用浓盐酸的原因___________。 (3)“调pH”时，当时，需调节的pH范围是___________(忽略溶液体积变化)。 (4)①“沉钴”时，氨水与碳酸氢铵1：1参与反应的化学方程式为___________。 ②一定条件下，用萃取剂萃取，经充分振荡分层后，有机层和水层中离子浓度之比为20：1，现有含的水溶液10 mL，用5 mL萃取剂萃取一次后，的萃取率为___________ %(保留一位小数)。(已知：萃取率) 【答案】(1)20 (2) 作还原剂，将还原为 (3) (4) 90.9 【分析】该流程以混有NiS、CoS、CuS和Au杂质的黄铁矿为原料，制备硫酸镍并回收钴，实现矿物资源的综合利用。首先粉碎原料增大焙烧接触面积，通入空气焙烧，将硫化物氧化为金属氧化物，同时得到副产物SO2，可用于工业制硫酸，避免废气污染。焙烧后烧渣经硫酸、双氧水酸浸，不溶性Au被过滤分离；双氧水可将+3价钴还原为，便于后续分离。再加氨水调pH除去、杂质，可通过沉钴得到碳酸钴，或经萃取反萃取分离镍钴，最终得到硫酸镍与硫酸钴产品。 【解析】（1）CoS焙烧生成和，配平反应为，1 mol 得4 mol电子，5 mol 共得20 mol电子，即生成1 mol 转移20 mol电子； （2）由已知氧化性，焙烧后中含+3价Co，需要还原为+2价Co便于后续分离，双氧水作还原剂还原；若用浓盐酸，+3价Co会氧化生成有毒的，离子方程式为； （3）调pH目的是使、沉淀完全，、不沉淀：沉淀完全时，由，得，，同理沉淀完全时，故。不沉淀时，，由，得，，开始沉淀时，，pOH=，pH=7.9，故应调节。 因此pH范围为。 （4）①1:1的氨水和碳酸氢铵反应生成碳酸铵，最终和生成沉淀，配平后化学方程式为； ②设萃取后水层浓度为，由题意有机层浓度为，总物质的量：，萃取率。 8．（2026·山东枣庄·一模）稀土是保障国家高端制造自主可控、支撑国防安全的战略核心材料。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备稀土化合物的一种工艺流程如图所示： 已知：①能与结合成，也能与结合成 ②在硫酸体系中能被萃取剂[]萃取，而不能，萃取反应为；萃取率 ③一定条件下，分别在有机层与水层中存在形式的物质的量浓度之比是一个常数(分配系数)， 回答下列问题： (1)“酸浸”中提高浸出率的措施有______(填一种即可)。 (2)萃取用到的玻璃仪器有______；取50 mL含的溶液，一次性加入20 mL萃取剂，若Ce元素的分配系数，则的萃取率为______。 (3)“反萃取”中加入的目的是______；的作用是______(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”)。 (4)“氧化”中发生反应的离子方程式为______。 (5)产品常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构，如图所示(的空缺率)。 若掺杂后得到的晶体，则此晶体中的空缺率为______。 【答案】(1)适当升高温度、适当提高酸的浓度、搅拌等 (2) 分液漏斗、烧杯 77.27%(或77.3%) (3) 加入硫酸，溶液中浓度增大，同时与结合成，转移至水层，促使萃取反应平衡向逆反应进行，提高了Ce的反萃取率 还原剂 (4) (5)15% 【分析】氟碳铈矿(主要含CeFCO3)，“氧化焙烧”的目的是将+3价铈氧化成+4价，Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+，以便后续的提取，加稀硫酸，与结合成[CeSO4]2+，加萃取剂，氟洗液，硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3+不能，“反萃取”加H2O2，又将Ce4+还原为Ce3+，发生反应2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+，加入碱后Ce3+转化为沉淀，加入次氯酸钠将Ce从+3氧化为+4，加热分解得到产品，据此分析。 【解析】（1）提高反应速率，可将矿石粉碎（或适当升高温度、适当提高酸浓度、搅拌，任写一种即可）； （2）萃取分液操作使用的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯；根据分配系数定义，设水层浓度为，有机层浓度为，萃取率计算为： ； （3）萃取反应为，加入硫酸，增大浓度，同时与结合成，转移至水层，促使萃取反应平衡向逆反应进行，提高了Ce的反萃取率；反萃取后转化为，被还原，因此作还原剂； （4）流程中加入后体系为碱性，将氧化为沉淀，自身被还原为，离子方程式：； （5）设，，则，，总正电荷，因此实际；总阳离子共，理论纯中对应，因此氧空位数，空缺率。 9．（2026·山东泰安·一模）以辉锑矿（主要成分为，还含有、和等）为原料制备金属锑，其一种工艺流程如下： 已知浸出液主要含盐酸和，还含、、等杂质。 回答下列问题： (1)基态Sb原子在周期表中的位置是_____。 (2)滤渣的主要成分为_____（填化学式）。 (3)写出酸浸制备的化学方程式为_____。 (4)已知；、，加使完全沉淀，反应的_____。 (5)在“除砷”过程中，氧化产物为。该反应中氧化剂还原剂的物质的量之比为_____。 (6)隔膜电解三氯化锑的盐酸溶液在阳极获得溶液，阴极获得锑，“电解”中锑的产率与电压大小关系如图所示。当电压超过时，锑的产率降低的原因可能是_____，为提高效率宜采用_____交换膜（填“阳离子”、“阴离子”或“质子”）。 【答案】(1)第5周期，VA族 (2)和 (3) (4) (5)4:3 (6) 参与放电反应 阴离子 【分析】辉锑矿（主要成分为，含、、等）经盐酸酸浸，、、与盐酸反应生成对应氯化物，同时与、发生氧化还原反应，不反应成为滤渣，得到含盐酸、及、、等杂质的浸出液；向浸出液中加入适量将还原为，再加入使转化为沉淀实现沉铜，接着加入，在酸性条件下与、反应，其中被还原为单质除去，被氧化为，得到较纯净的溶液；最后对溶液进行隔膜电解，阳极生成，阴极析出金属锑，完成金属锑的制备。 【解析】（1）（锑）的原子序数为51，核外电子排布为，电子层数为5，最外层电子数为5，因此位于第5周期，ⅤA族。 （2）辉锑矿中的为酸性氧化物，不与盐酸发生反应，酸浸过程中以滤渣形式析出；而、与盐酸及反应时，硫元素被氧化为单质析出，因此滤渣主要成分为和。 （3）酸浸时，作为氧化剂，与发生归中反应，被还原为，被氧化为单质，反应方程式为：。 （4）已知反应：，该反应的平衡常数表达式为：，结合的溶度积，则。 （5）除砷时，在酸性条件下，中的（+3价）被还原为单质（0价），作为氧化剂；中的（+1价）被氧化为（+5价），作为还原剂。每个得到3个电子，每个失去4个电子。根据电子守恒，设氧化剂（）的物质的量为，还原剂（）的物质的量为，则，解得。 （6）当电压超过时，溶液中的在阴极优先放电（），导致用于还原生成的电子减少，从而使锑的产率降低；电解时阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。为了平衡两极的电荷，同时防止阳极生成的迁移到阴极被还原，宜采用阴离子交换膜，允许定向移动。 10．（2026·山东东营·一模）硫酸-过氧化氢体系可高效回收废旧磷酸铁锂黑粉(主要成分为：、炭黑，还伴有少量的金属、、、等)，制备的工艺流程如下： 已知：①，当溶液中离子浓度时，认为该离子沉淀完全。 ②常温下，各物质的数值如下： 物质 (1)“酸浸”时，需加入过量，其目的是_______。 (2)写出“酸浸”过程反应的化学方程式：_______，“酸浸”中摩尔比大于0.5时，的浸出率_______(填“增大”“减小”或“不变”)，磷元素的浸出率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)加入氢氧化钠溶液进行“一级除杂”时，需调节pH至少为_______，“二级除杂”时滤渣Ⅱ中成分为、，两个除杂阶段不能合并的原因是_______(用离子方程式表示)。 (4)若所得“滤液Ⅱ”中，加入等体积的饱和碳酸钠溶液“沉锂”，结束时溶液中为，则“沉锂”过程中锂的沉降率为_______(忽略溶液混合时体积的变化)。 【答案】(1)将Fe2+完全氧化为Fe3+ (2) 2LiFePO4 + H2SO4 + H2O2 = Li2SO4 + 2FePO4 + 2H2O 不变 增大 (3) 6.7 Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4 ]- (4)90% 【分析】废旧磷酸铁锂黑粉经硫酸+过氧化氢酸浸，LiFePO4中+2价Fe被氧化，Li元素浸出进入浸出液，滤渣处理回收得到再生磷酸铁；浸出液加NaOH一级除杂，沉淀除去、、；滤液再加NaOH二级除杂，沉淀除去、；最终含的滤液加饱和碳酸钠沉锂，过滤得到碳酸锂产品。 【解析】（1） 中为价，作为氧化剂，将氧化为，便于后续生成磷酸铁分离； （2）根据电子守恒（个共升价，个共降价）和原子守恒，配平得到反应方程式为；硫酸用量增加，浓度升高，但根据方程式化学计量数关系，浸出率不变；酸性过强与结合，会促进溶解平衡正向移动，更多磷元素进入浸出液，因此磷元素浸出率增大。 （3）一级除杂需要除去、、，三种离子沉淀完全（）时，沉淀完全需要的最高： 由，代入数据得，，因此至少为。 若合并两个除杂阶段，需要调节更高沉淀、，两性氢氧化物会溶于过量强碱，导致无法除去，离子方程式为。 （4）等体积混合后，初始；由，代入平衡，得平衡，因此锂的沉降率为。 11．（2026·山东烟台·一模）羟基氧化镍（NiOOH）具有良好的电化学活性。某化工厂从含NiO、ZnO的废料（杂质为Fe2O3、CaO、CuO）中制备NiOOH·H2O和ZnSO4·7H2O的工艺流程如下： 已知：①该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 Ca2+ Zn2+ Ni2+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时的pH 10.6 6.2 6.9 1.5 6.3 完全沉淀时的pH 13.1 8.3 8.9 2.8 8.3 ②常温下，溶质在平衡共存的两液相中的分配系数为D[]，萃取率为E[]。 回答下列问题： (1)滤渣2的成分是________（填化学式）；“沉铁”过程需控制溶液pH的范围为________。 (2)若“沉铁”后所得500 L溶液中c(Ca2+)=0.01 mol·L-1，理论上需加入________g NH4F固体（忽略混合后溶液体积的变化），使Ca2+恰好沉淀完全[此时，，不考虑的水解]。 (3)萃取原理：（HR表示有机萃取剂）。在硫酸盐溶液中，该萃取剂对金属离子的萃取率与pH关系如图。 ①在一定范围内，随pH升高萃取率升高的原因是________。 ②“反萃取”时应加入的反萃取剂为________（填化学式）。 ③已知该生产条件下，Zn2+在两液相中的D=40。取100 L含的溶液，加入20 L萃取剂，则萃取一次的萃取率E=________（保留一位小数）。在不更换萃取剂的情况下，若要提高萃取率可采取的生产工艺为________（写一条即可）。 (4)“氧化”过程发生反应的离子方程式为________。 【答案】(1) CuS、S 2.8≤pH<6.2 (2)740 (3) 萃取产生H+，随pH的升高被消耗，促进萃取金属离子的反应正向移动 H2SO4 88.9% 多次萃取（或增加萃取剂体积、适当调节pH增大D等） (4) 【分析】第一步加入稀硫酸酸浸，将所有金属氧化物转化为对应硫酸盐进入溶液，滤渣1为废料中的不溶性杂质，得到含、、、、的酸性滤液。之后通入除杂，过滤后除去S、CuS杂质，接着加入，将生成的完全氧化为，再加调节pH，使完全沉淀为除去；之后加入，使沉淀为除去，此时溶液中仅剩余和。利用萃取剂对两种离子萃取率的差异，控制合适将萃取进入有机相，留在水相；有机相经反萃取后可最终得到，水相中的经碱性氧化，过滤即可得到目标产物，据此解答。 【解析】（1）酸浸后溶液中含，通入生成不溶于酸的沉淀，同时滤液中的与发生氧化还原反应生成S和，滤渣2为CuS、S；根据沉淀pH表，完全沉淀pH为2.8，开始沉淀pH为6.2，因此控制pH在之间。 （2）由，代入、，得。 溶液中游离物质的量：； 原溶液总物质的量：，沉淀消耗：； 总，。 （3）① pH升高，减小，萃取平衡：正向移动，萃取率升高； ② 反萃取需要使平衡逆向移动，增大浓度，最终制备，因此选择作反萃取剂。 ③ 设水相浓度为，由，得。，，因此。不更换萃取剂时，可通过多次萃取提高萃取率。 （4）碱性条件下氧化生成，从价升为价，从价降为价，配平后得到上述离子方程式为。 刷真题 1．（2024·山东卷）以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为 ；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时挥发外，另一目的是防止产生 (填化学式)。 （2）将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为 。 （3）“还原”中加入铅精矿的目的是 。 （4）“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。 A．         B．        C．        D． “置换”反应的离子方程式为 。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作 (填“阴极”或“阳极”)。 【答案】（1）1:1 H2S （2）热浸 （3）将过量的Fe3+还原为Fe2+ （4）C （5）阳极 【分析】本题以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和， “热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫，被还原为Fe2+，过滤I除掉单质硫滤渣，滤液中在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀，然后用饱和食盐水热溶，增大氯离子浓度，使PbCl2又转化为，电解得到Pb；过滤II后的滤液成分主要为、FeCl2、FeCl3，故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2，试剂X将置换为Ag，得到富银铅泥，试剂X为铅，尾液为FeCl2。 【解析】（1）“热浸”时，将和中-2价的硫氧化为单质硫，被还原为Fe2+，在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变，所以等物质的量的和时，S2-物质的量相等，所以消耗的物质的量相等，比值为1:1；溶液中盐酸浓度过大，这里主要考虑氢离子浓度会过大，会生成H2S 气体。 （2）“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，会溶解为，电解溶液制备金属，在阴极产生，阳极Cl-放电产生Cl2， 尾液成分为FeCl2，FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3，可以在热浸中循环使用。 （3）过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+，根据还原之后可以得到含硫滤渣，“还原”中加入铅精矿的目的是是将将过量的Fe3+还原为Fe2+。 （4）“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥，为了防止引入其他杂质，则试剂X应为Pb，发生的反应为：。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，电解Ⅱ得到金属银和金属铅，将银和铅分离出来，所以不可能作为阴极，应作为阳极板，阳极放电视，银变成阳极泥而沉降下来，铅失电子为Pb2+，阴极得电子得到Pb，所以电极板应作阳极。 2．（2023·山东卷）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下： 已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 回答下列问题： （1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液_____。 （2）滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在_____以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加_____的用量(填化学式)。 （3）精制Ⅱ的目的是_____；进行操作时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。 【答案】（1） （2） 纯碱 （3）加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的转化为（或除去精制Ⅰ所得滤液中的），提高纯度 盐酸 浓缩液中因浓度过大使得过早沉淀，即浓缩结晶得到的中会混有，最终所得的产率减小 【分析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱镁后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，该晶体中含有Na+、Li+、Cl-、等，焙烧后生成HCl气体；烧渣水浸后过滤，滤液中加生石灰后产生沉淀，在此条件下溶解度最小的是，则滤渣Ⅰ的主要成分为；由于微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又生成沉淀，则滤渣Ⅱ为;精制Ⅱ所得滤液经操作X后，所得溶液经浓缩结晶、过滤得到氯化钠，浓缩后的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂，得到。 【解析】（1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下.在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为，由B元素守恒可知，和的浓度均为，，则该溶液。 （2）由分析可知，滤渣I的主要成分是；精制I后溶液中的浓度为2.0，由可知，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，后续在浓缩结晶时将生成更多的氯化钠晶体，因此，还将增加纯碱（）的用量。 （3）精制Ⅰ中，烧渣水浸后的滤液中加生石灰后产生的滤渣Ⅰ的主要成分为；由于微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的，还需要除去，因此，精制Ⅱ的目的是：加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的转化为（或除去精制Ⅰ所得滤液中的），提高纯度。操作X是为了除去剩余的碳酸根离子，为了防止引入杂质离子，应选择的试剂是盐酸；加入盐酸的目的是除去剩余的碳酸根离子，若不进行该操作而直接浓缩，将导致浓缩液中因浓度过大使得过早沉淀，即浓缩结晶得到的中会混有，最终所得的产率减小。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $