压轴11 无机化工流程综合分析（压轴题专练）（全国通用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

**基本信息** 聚焦无机化工流程综合分析，构建"原料处理-条件控制-反应原理-分离提纯-工艺评价"五步解题体系，融合真实情境与核心素养考查。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原料处理|7种方法|粉碎/酸浸等操作目的及适用场景|从实验操作到反应效率提升的转化逻辑| |条件控制|6类控制|温度/pH/浓度等调控规律及计算|基于平衡移动原理的工艺优化路径| |反应原理|6大原理|氧化还原/沉淀溶解等方程式书写模板|从微观反应到宏观工艺的原理迁移| |分离提纯|4类方法|过滤/结晶等操作规范及误差分析|依据物质性质差异的分离策略选择| |工艺评价|5大角度|绿色环保/原料利用率等评价维度|化学价值与工程实践的综合考量|

压轴题11 无机化工流程综合分析 命题预测 2026年高考无机化工流程，以废旧资源回收、稀土提炼、新能源材料制备为真实情境，融合元素化合物、反应原理与实验操作。侧重考查方程式书写、pH调控、除杂提纯、溶度积应用及工艺流程循环分析。题目信息更新颖，设问偏向综合推理与绿色化学评价，强化信息提取、原理迁移和化工实际应用的核心素养考查。 高频考法 1.综合考查废旧物资分离提纯 2.综合考查矿产资源物质制备 3.综合考查工艺流程与化学图像 4.综合考查工艺流程与晶胞结构 5.综合考查工艺流程与化学计算 6.综合考查工艺流程与电化学 知识·技法·思维 考向01 原料处理方法及目的 1. 粉碎/研磨 作用：增大固体反应物接触面积，加快反应速率，提高原料浸出率（转化率）。 2. 酸浸（稀硫酸、盐酸等） 作用：溶解金属氧化物、活泼金属、碳酸盐等；使金属元素以离子形式进入溶液，便于后续分离除杂。 3. 碱浸（NaOH、纯碱溶液） 作用：溶解两性氧化物、二氧化硅、铝、氧化铝等；除去油脂、酸性杂质；分离两性金属与普通金属矿物。 4. 水浸 作用：溶解原料中可溶性盐类、易溶杂质，实现可溶性与不溶性物质初步分离。 5. 焙烧/煅烧/灼烧 作用： 1. 使矿物分解、转化为易溶于酸碱的氧化物； 2. 除去有机物杂质、炭粉、硫单质、砷化物等，转化为气体除去； 3. 使低价金属被氧化为高价态，便于后续沉淀分离。 6. 适当升温、搅拌 升温：加快浸出、溶解、反应速率； 搅拌：使固液充分接触，提高浸出速率和浸出率。 7. 喷淋、逆流浸出 作用：液固充分接触，提高原料利用率和浸出率，节约试剂。 考向02 条件控制及目的 一、温度控制（必考核心） 1. 适当升温：加快反应速率、加快浸出溶解速率；促进水解、使平衡正向移动；提高原料浸出率与转化率。 2. 温度不宜过高：防止反应物挥发、分解、氧化；防止催化剂失活；防止杂质离子水解生成沉淀；避免副反应发生；节约能耗、降低成本。 3. 温度不宜过低：反应速率太慢，生产效率低；物质溶解度减小易析出沉淀；目标离子水解程度太小，分离不完全。 4. 恒温/水浴加热：受热均匀，便于控温；温度不超过100℃，避免局部过热产生副反应。 二、pH 调控（超高频） 1. 调pH增大：促进金属阳离子水解，生成氢氧化物沉淀除杂；抑制两性物质溶解。 2. 调pH减小：抑制阳离子水解；溶解氢氧化物、碳酸盐杂质；避免目标离子沉淀损失。 3. 控制pH范围：使杂质离子完全沉淀，目标离子不沉淀，实现分离提纯。 三、浓度与用量控制 1. 加入过量试剂：使原料充分反应、杂质完全除去；提高目标元素浸出率。 2. 适当稀释：降低离子浓度，防止过早沉淀；抑制水解，避免胶体生成难过滤。 3. 浓溶液使用：提高反应速率，促使平衡正向移动，利于沉淀生成。 四、压强控制 1. 加压：针对气体参与反应，加快反应速率；使平衡向气体分子数减小方向移动，提高产率。 2. 减压：降低沸点，低温蒸馏蒸发；防止热敏性物质受热分解、氧化。 五、催化剂控制 1. 加催化剂：加快主反应速率，缩短流程时间。 2. 不超适宜温度：防止催化剂中毒、失活，保持催化活性。 六、氛围/气流控制 1. 通惰性气体：排尽空气，防止还原性离子、金属被氧气氧化；隔绝水蒸气防水解。 2. 通过量反应物气体：提高原料转化率，抑制盐类水解。 3. 气流缓慢通入：使气液充分接触，反应更充分，吸收更完全。 考向03 反应原理 一、氧化还原反应（必考核心） 1. 陌生氧化还原方程式书写 步骤：确定变价微粒（氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物）→电子守恒配平变价原子→酸性介质补H+、碱性介质补OH-、中性介质补水配平电荷→原子守恒配平其余物质。 2. 氧化还原应用 氧化操作：将Fe2+、Mn2+等低价离子氧化为高价，便于调pH沉淀除杂，常用H2O2、O2、空气等无杂质氧化剂。 还原操作：将高价金属离子还原，防止目标离子沉淀，保留所需价态，常用铁粉、SO2、亚硫酸盐等还原剂。 3. 反应规律：氧化性、还原性强者优先反应，用于判断反应先后顺序、除杂逻辑。 二、盐类水解与弱电解质电离 1. 水解应用：升温、调pH促进Fe3+、Al3+等金属阳离子水解，生成氢氧化物沉淀实现除杂；加酸、低温可抑制金属离子水解，避免目标产物损失。 2. 电离平衡：弱酸、弱碱分步电离，电离常数只与温度有关；酸式盐溶液酸碱性看电离与水解程度，HSO3-、H2PO4-电离大于水解显酸性，HCO3-、HS-水解大于电离显碱性。 3. 同离子效应：加入相同离子，抑制弱电解质电离与盐类水解，控制离子存在形式。 三、沉淀溶解平衡（高频考点） 1. 核心规律：Ksp只与温度有关，同类型难溶物，Ksp越小溶解度越小，越先沉淀。 2. 核心应用：调节pH实现分步沉淀，使杂质离子完全沉淀、目标离子保留；利用沉淀转化，将难溶物转化为更难溶物质，便于分离提纯。 3. 计算考点：根据Ksp计算离子浓度、判断沉淀是否完全、确定沉淀所需pH范围。 四、化学反应速率与化学平衡 1. 速率影响：升温、增大浓度、增大接触面积、搅拌，均可加快反应与浸出速率，提高生产效率。 2. 平衡移动：依据勒夏特列原理，通过控温、控浓度、调pH，使平衡向正向移动，提高原料转化率与产物产率。 3. 工艺选择：工业条件需兼顾反应速率、平衡转化率、能耗、副反应，选择最佳反应条件。 五、配位平衡（新热点） 金属离子与OH-、NH3、卤素离子等形成配离子，过量碱/试剂会使沉淀溶解生成配合物；结合对数图像、分布系数图像，判断不同pH下离子存在形式，计算配位平衡常数。 六、电化学关联考点 废旧电池回收、电解提纯流程中，书写电极反应式，判断离子迁移方向；利用电解实现氧化还原、pH调控、金属富集，结合电化学原理计算产率与转化率。 考向04 分离、提纯的方法及操作 一、分离提纯基本原则 1. 不增：不引入新杂质 2. 不减：不损耗被提纯物质 3. 易分：杂质与目标物容易分离 4. 复原：最终能恢复目标物原有状态 5. 简约：操作简单、能耗低、绿色环保 二、常用物理分离方法及适用场景 1. 过滤 适用：固体和液体分离 趁热过滤：防止降温溶质结晶析出，减少目标产物损失 普通过滤：分离不溶固体与溶液 2. 结晶（两种必考） 蒸发结晶：适用于溶解度随温度变化小、受热稳定的物质 操作：蒸发浓缩、有大量晶体析出时停止加热、余热蒸干 冷却结晶：适用于溶解度随温度变化大、易水解、受热易分解的物质 操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 3. 重结晶 用途：提纯含有少量杂质的可溶性晶体 原理：利用溶解度差异，多次结晶提高纯度 4. 萃取分液 适用：溶质在两种互不相溶溶剂中溶解度差异大 萃取：用有机溶剂把溶质从水溶液中提取出来 分液：分离互不相溶、分层的两种液体 5. 蒸馏、减压蒸馏 蒸馏：分离沸点差异大的互溶液体 减压蒸馏：降低液体沸点，防止热敏物质受热分解、氧化 6. 升华 分离易升华物质（如碘单质）与难升华固体杂质 7. 渗析 分离胶体和溶液，除去胶体中离子、小分子杂质 三、化学除杂常用方法 1. 沉淀法 加入合适试剂，使杂质离子转化为沉淀过滤除去 常配合调pH，让杂质金属离子水解沉淀，目标离子留存溶液 2. 气化法 加试剂使杂质转化为气体逸出，如除去碳酸根、亚硫酸根等 3. 酸碱溶解法 酸浸：溶解金属、金属氧化物、碳酸盐 碱浸：溶解二氧化硅、氧化铝、铝单质等两性及酸性氧化物 4. 氧化还原 加氧化剂把低价杂质离子氧化，便于调pH沉淀除杂 加还原剂除去氧化性杂质，保护目标离子不被氧化 5. 络合配位法 加入配位剂，使杂质形成配离子留在溶液，目标物沉淀析出；或相反分离 四、沉淀洗涤 1. 洗涤目的 洗去晶体表面吸附的可溶性杂质离子，提高产品纯度 2. 常用洗涤剂及作用 蒸馏水：洗杂质，适用溶解度小的晶体 冰水：降低晶体溶解度，减少溶解损失 无水乙醇：减少溶解损失、易挥发、快速干燥 饱和盐溶液：抑制晶体溶解，最大限度减少损耗 3. 洗涤操作标准话术 向过滤器中加入洗涤剂至浸没沉淀，待液体自然流下，重复2～3次 4. 检验沉淀是否洗涤干净 取最后一次洗涤液少许于试管中，加入特征检验试剂，若无特征现象，说明已洗涤干净 考向05 化学工艺评价 一、工艺流程优点评价常考角度 1. 绿色环保角度：无污染、无有毒气体排放；废液废渣可回收利用；原子利用率高；符合绿色化学理念。 2. 原料利用率角度：物质可循环使用；副产物回收再利用；提高原料浸出率、转化率、产率。 3. 经济成本角度;原料廉价易得；工艺简单、操作简便；能耗低、节约能源；设备要求低，生产成本低。 4. 反应与分离角度:反应条件温和；常温常压易实现；产品易分离、纯度高；杂质易除去。 5. 安全稳定角度:无爆炸、无腐蚀、无强有毒物质参与；流程安全、可控性强。 二、工艺流程缺点/不足常考角度 1. 产生有毒有害气体，污染环境，需尾气处理。 2. 原料昂贵、利用率低，浪费资源。 3. 反应温度高、压强高，能耗大、设备成本高。 4. 副反应多，产品纯度低、产率不高。 5. 步骤繁琐、操作复杂、不易控制。 6. 无法实现物质循环，废弃物多。 7. 反应条件苛刻，对设备、温度、环境要求高。 三、循环利用与副产物评价（高频必考） 1. 可循环物质判断：流程中既做反应物投入，又在后续步骤重新生成，即可循环。 2. 循环使用的意义：节约原料、降低生产成本；提高原子利用率；减少废弃物排放、绿色环保。 3. 副产物回收意义：变废为宝、增加经济效益；减少废渣废液排放，保护环境。 四、条件选择与工艺优化评价 1. 选择适宜温度：兼顾反应速率、平衡转化率、能耗、防分解、防挥发、防氧化、防水解、防副反应。 2. 选择适宜pH：利于杂质完全沉淀、目标离子不沉淀；减少产品损耗；抑制水解、提高纯度。 3. 选用廉价试剂：替代贵重金属试剂，降低成本，不引入难除杂质。 五、三废处理评价（废气、废液、废渣） 1. 废气：有毒酸性、碱性、还原性气体，需吸收处理，防止空气污染。 2. 废液：含重金属、酸碱废液，不能直接排放，需中和、沉淀、回收处理。 3. 废渣：可回收有价金属，或固化处理，避免土壤水体污染。 典例·靶向·突破 考向01 综合考查废旧物资分离提纯 1．【新情境——锌焙砂制备硫酸锌】（2026·陕西咸阳·三模）锌焙砂主要成分为，同时含有、等含锌化合物，并含有铁、镉、锰(Ⅱ)、镍等杂质，由锌焙砂制备硫酸锌的工艺流程如图： 已知： ①铁酸锌()不溶于水和稀酸，可溶于浓盐酸和较高浓度硫酸。 ②酸性条件下可以氧化，不能氧化。 回答以下问题： (1)镍元素在周期表中的位置是______。 (2)“酸浸”中采用较高温度、较高浓度硫酸浸出的目的是______。 (3)“调pH”步骤中需要调节溶液，可加入的氧化物试剂a为______(填化学式)。 (4)已知“氧化2”中生成，写出该反应的离子方程式______。在分步氧化中，的实际用量约为理论用量的3倍，除了受热分解损耗外，还可能的原因是______。“滤渣1”的主要成分为______(填化学式)。 (5)“除镍镉”步骤中，加入锌粉的同时滴加少量溶液，可提高除杂效率，原因可能是______。 (6)某小组同学在实验室模拟流程中的“系列操作”，正确的操作顺序为______(填字母标号)。 a．抽滤，洗涤、干燥    b．自然冷却后转至冰水浴 c．直接加热蒸发皿    d．溶液黏稠时垫上陶土网防止暴沸 e．观察到晶膜形成后停止加热    f．将溶液倒入蒸发皿中 【答案】(1)第四周期第Ⅷ族 (2)增大溶解，提高锌的浸出率，加快反应速率 (3) (4) 产生的等可能会催化部分分解 、 (5)加入少量硫酸铜溶液，铜优先置换并沉积在锌粉表面，形成微电池，加快反应速率 (6)fcdeba 【详解】（1）镍元素的原子序数为28，在第四周期第Ⅷ族。 （2）铁酸锌不溶于水和稀酸，可溶于浓盐酸和高浓度硫酸，故采用较高温度、较高浓度硫酸浸出的目的是为了增大溶解，提高锌的浸出率同时可以加快反应速率。 （3）调节步骤中，为了不引入杂质，可加入的氧化物试剂a为。 （4）“氧化1”加入过氧化氢目的是将氧化为进而生成氢氧化铁而除去，高锰酸钾是为了将浸出液中氧化生成而除去，离子方程式为； 由于产生的等可能会催化过氧化氢部分分解，故过氧化氢的实际用量比理论用量多； 结合前面分析可知，滤渣1的主要成分为和。 （5）加入少量硫酸铜溶液，铜优先置换并沉积在锌粉表面，形成微电池，加快置换镍镉的反应速率，提升除杂效率。 （6）从溶液制备带结晶水的硫酸锌晶体，操作顺序为：将ZnSO4溶液倒入蒸发皿(f)→直接加热蒸发皿(c)→溶液黏稠时垫陶土网防止暴沸(d)→观察到晶膜形成后停止加热(e)→自然冷却后转至冰水浴(b)→抽滤，洗涤、干燥(a)，故操作顺序为fcdeba。 情境链接 以锌焙砂制备硫酸锌的工业流程为背景，结合锌铁氧体的溶解特性，考查酸浸、调pH、分步氧化、除镍镉、结晶等操作，综合考查元素化合物、氧化还原、沉淀溶解平衡及实验操作。 考向解码 本题为典型的高考无机化工流程综合题，覆盖多模块核心考点： 1. 元素与周期表：考查锌元素在周期表中的位置，夯实元素周期律基础。 2. 原料预处理：通过较高温度、较高浓度硫酸酸浸，考查浸出条件的选择依据，理解温度与浓度对浸出率的影响。 3. 除杂与pH调控：调pH沉淀杂质离子，考查两性氢氧化物的性质及除杂试剂的选择原则。 4. 氧化还原反应：书写陌生离子方程式，分析H₂O₂实际用量偏高的原因，考查氧化还原规律及反应环境对试剂用量的影响。 5. 原电池原理应用：锌粉与少量CuSO₄溶液形成原电池，加快反应速率，考查电化学原理在化工除杂中的应用。 6. 实验操作与结晶：硫酸锌溶液的蒸发浓缩、冷却结晶操作顺序，考查结晶的正确步骤与防暴沸、防水解等细节。 考向02 综合考查矿产资源物质制备 2．【热点——孪生矿制备氟化镨】（2026·山西太原·二模）镨（Pr）是重要的稀土元素，氟化镨（）常用作电弧碳棒添加剂。一种以孪生矿（主要含ZnS、FeS、、等）为原料制备氟化镨的工业流程如下。回答下列问题： 已知：①该实验条件下，金属离子生成氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的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 6.5 3.1 9.0 8.9 ②较稳定，不易被过氧化氢、等常见氧化剂氧化。 ③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机相和水相中的物质的量浓度之比称为分配比（D），萃取率（E）。 ④可与过量形成可溶性氟配合物，如。 (1)为提高“溶浸”速率，可采取的措施有________（答一点即可）。 (2)“溶浸”时可被氧化，生成淡黄色的沉淀，该反应的化学方程式为________。 (3)“除锌、铁”步骤中调节pH的范围为________。 (4)在某有机萃取剂和水中的分配比，现使用该萃取剂对1000L 的水溶液进行萃取，单次萃取率，则至少要加入萃取剂________L。（忽略溶液体积的变化） (5)萃取的原理为，“反萃取”步骤中，应加入的试剂是________（填化学式）。 (6)“转化”过程反应的离子方程式为________。 (7)“氟化”步骤中加入HF溶液时，反应温度过高会导致________；HF溶液加入过多会导致________。 【答案】(1)将孪生矿粉碎、搅拌、增大溶液的浓度、升高温度（答一点即可） (2) (3) (4)380 (5)HCl (6) (7) HF挥发 局部HF浓度过高，可与形成可溶性配合物，降低的产率 【详解】（1）提高浸出速率的常见方法为将矿石粉碎或适当升高温度、搅拌、适当提高FeCl₃溶液浓度等； （2）淡黄色沉淀为S单质，被还原为，不被氧化，根据氧化还原反应得失电子守恒配平：； （3）调节pH的目的是使、完全沉淀除去，而不沉淀，因此pH需要大于等于沉淀完全的pH：6.5，小于开始沉淀的pH：8.0； （4）设加入萃取剂体积为V，D==50，，萃取率E=，解得：V≥380 L； （5）根据平衡方程式可知：，增大使平衡逆向移动实现反萃取，为不引入杂质，选择盐酸； （6）与碳酸氢铵反应发生双水解生成沉淀，同时放出，根据电荷、原子守恒配平： （7）①HF沸点低易挥发，温度过高会加速HF挥发；②根据已知信息，过量会与形成可溶性配合物，降低产物产率。 情境链接 以含ZnS、FeS、Pr₂S₃、SiO₂的孪生矿为原料，经溶浸、除铁、萃取、转化、氟化等工艺制备氟化镨（PrF₃），结合金属离子沉淀pH表、分配比等信息，综合考查化工流程与化学原理的应用。 考向解码 本题为典型的高考无机化工流程综合题，覆盖多模块核心考点： 1. 反应速率影响因素：考查溶浸速率的提升措施，理解影响反应速率的外界条件（温度、浓度、接触面积等）。 2. 氧化还原反应：书写Pr₂S₃被FeCl₃氧化的化学方程式，考查氧化还原反应的配平与产物判断。 3. pH调控与除杂：根据金属离子沉淀pH表，选择除铁的pH范围，考查沉淀溶解平衡与除杂试剂的选择原则。 4. 分配比与萃取率计算：利用分配比公式计算单次萃取率，考查信息提取与化学计算能力。 5. 配位平衡与沉淀转化：结合Pr³⁺与过量F⁻的配位反应，分析氟化步骤的原理，考查配位平衡对沉淀生成的影响。 6. 绿色化工与资源回收：以孪生矿制备稀土产品为背景，渗透资源综合利用与绿色化学理念。 考向03 综合考查工艺流程与化学图像 3．【热点——废旧锂电池正极回收】（2026·江苏·二模）废旧钴酸锂正极材料（主要含）回收Li、Co等金属的工艺流程如下： 已知：①氯化胆碱（）属于季铵盐；可以与草酸形成低共熔溶剂； ②在溶液中常以（蓝色）和（粉红色）形式存在； ③能与过量的生成。 回答问题： (1)“微波共熔”溶剂由含氢键供体（能形成氢键的氢原子）的组分与含氢键受体（能与氢原子形成氢键的原子）的组分混合。草酸（）分子中氢键受体的数目为___________。“微波共熔”时，共熔溶剂（氯化胆碱和草酸按一定物质的量配比而成）和LiCoO2粗品以不同的液固比在120℃下微波处理10min后钴的浸出率见图-1。随着液固比不断增大，浸出率变化的原因是___________。 (2)“水浸”过程中溶液由蓝色变为粉红色，该变化的离子方程式为___________。 (3)“沉钴”过程中，的加入量与钴的沉淀率关系如图-2所示。沉淀率最高后，随比值的增加，钴的沉淀率逐渐减小的原因是___________。 (4)“沉锂”得到较纯的后，常用高温固相合成法进一步制备LiCoO2，具体做法为按Li和Co的物质的量之比为1:1配制好和，然后在700~900℃的空气氛围中煅烧，该过程的化学方程式为___________。 (5)某二价钴的氧化物M在纳米储能领域被广泛研究，其晶胞结构如图-3所示。和的半径相近，在物质M的晶胞中，的位置可以任意地被替代。若上述晶胞中1、2、3、4号位的被替代，则形成的新物质中___________。 【答案】(1) 4 <60 mL/g时，液固比增大，还原剂草酸的量增多，有利于将LiCoO2还原成可溶性的；>60 mL/g时，液固比增大，草酸过量，能与形成草酸钴沉淀，使钴的浸出率下降 (2) (3)过量的与反应生成而溶解 (4) (5)9:7:16 【详解】（1）草酸（HOOCCOOH）分子中，O原子能作为氢键受体，1个草酸分子含 4 个O原子，故氢键受体数目为4；<60 mL/g时，液固比增大，还原剂草酸的量增多，有利于将LiCoO2还原成可溶性的，>60 mL/g时，液固比增大，草酸过量，能与形成草酸钴沉淀，使钴的浸出率下降。 （2）结合已知信息②可知，“水浸”过程中溶液由蓝色[CoCl4]2-变为粉红色[Co(H2O)6]2-，该变化的离子方程式为。 （3）结合已知信息③可知，当超过沉淀率最高点的比例后，溶液中过量的会与沉淀反应生成而溶解。 （4）根据题目要求，n():n()=1:2，在700~900℃的空气氛围中煅烧，生成LiCoO2和CO2，化学方程式为。 （5）若上述晶胞中1、2、3、4号位的Co2+被Mg2+替代，则Mg2+数目为：，Co2+数目为：，O2-数目为：，则，故答案为9:7:16。 情境链接 以废旧锂电池正极材料（含LiCoO₂、SiO₂）为原料，采用微波共熔、水浸、沉钴、沉锂工艺回收Co、Li金属，结合配位平衡与分布系统图像，考查绿色化工与资源回收背景下的流程分析。 考向解码 本题为高考化学化工流程综合题，融合配位平衡、实验分析与图像解读，核心考向如下： 1. 氢键与结构分析：通过草酸分子结构，考查氢键受体的判断，夯实物质结构基础。 2. 浸出率图像分析：结合液固比-浸出率曲线，分析溶剂用量对浸出率的影响，考查工业条件选择与原理解释能力。 3. 配位平衡转化：基于Co²⁺在溶液中[CoCl₄]²⁻与[Co(H₂O)₆]²⁺的存在形式变化，书写转化离子方程式，考查配位平衡的移动规律。 4. 沉淀溶解与配位平衡竞争：结合沉钴过程中C₂O₄²⁻过量导致沉淀率下降的现象，分析过量C₂O₄²⁻与CoC₂O₄形成可溶性配合物的过程，考查沉淀溶解与配位平衡的竞争关系。 5. 绿色化工与资源回收：以废旧锂电池回收为背景，渗透循环经济与绿色化学理念，考查化工流程的实际应用与综合分析能力。 考向04 综合考查工艺流程与晶胞结构 4．【热点——钨钼矿提取钨钼工艺】（2026·广东深圳·二模）钨（W）、钼（Mo）是战略性稀有金属。一种从钨钼矿（主要成分为CaWO4，还含有Mo、Fe、P、As、Si等元素）中提取W、Mo的工艺如图所示。 已知：常温下，，。 在不同pH的溶液中，钨、钼的主要存在形式如表： pH 1 3 5 7 ≥9 W                     Mo                     (1)基态砷原子价层电子的轨道表示式为_____。 (2)“碱浸”时，发生反应的化学方程式为_____。 (3)常温下，“除磷砷”时： ①除砷反应的离子方程式为：_____。 ②磷、砷完全沉淀（）后，溶液中至少为_____（已知：）。 (4)W、Mo原子半径相近，可通过离子交换法实现两者的分离。离子交换树脂骨架上的可交换离子与溶液中带相同电荷的目标离子发生交换，目标离子进入树脂骨架。D308阴离子交换树脂更容易交换所带电荷多、半径大的目标离子。结合表中信息分析： ①选用D308阴离子交换树脂实现W、Mo分离时的最佳pH为_____。 ②从工艺成本角度分析，相比阳离子交换法，选用D308阴离子交换树脂实现W、Mo分离的优点是_____。 (5)一种含钨、钼、钽（Ta）元素的合金的立方晶胞结构如图所示，W与Mo的最小间距大于W与Ta的最小间距。 ①W、Mo、Ta的原子个数比为_____，若Mo与Ta之间的最小间距为a nm，则晶胞的边长为_____nm。 ②晶面对晶体的生长、成型等有重要影响。米勒指数可用于标记晶面，是指晶面分别与三轴截距的倒数，通过求比化为最简的三个整数。图中，实线所示晶面与三轴截距的倒数为，因此该晶面可标记为；则虚线所示晶面可标记为_____。 【答案】(1) (2) (3) (4) 7 节约硫酸用量 (5) 1：1：2 （2　1　2） 【详解】（1）砷（33 号元素）价电子排布为4s2 4p3，根据泡利不相容原理和洪特规则：4s轨道填充2个自旋相反的电子（成对），4p的3个轨道各填充1个自旋平行的单电子，因此轨道表示式为：。 （2）根据流程图，碱浸时加入Na2CO3溶液，CaWO4与Na2CO3反应生成Na2WO4与CaCO3沉淀，故反应方程式为：。 （3）①反应物中As的化合价为+3价，被H2O2氧化为+5价（生成Mg3(AsO4)2，As为+5价），根据电子守恒，1 mol与1 molH2O2电子转移数相等，结合原子守恒配平，可知该化学反应式为。 ②已知，即Ksp=10-25.2，沉淀完全时≤，，，。 （4）①由题干可知，D308阴离子交换树脂更容易交换所带电荷多、半径大的目标离子，当pH=7时，W的阴离子电荷更高，半径更大，优先被D308树脂吸附，Mo不被吸附，从而实现分离，因此最佳pH为7。 ②阳离子交换法需要将W、Mo转化为阳离子，消耗大量硫酸；而阴离子交换法中，调节pH后W、Mo直接以含氧酸根阴离子的形式存在，无需额外酸溶步骤，因此使用阴离子交换法的优点是可以节约硫酸用量。 （5）①根据晶胞中原子的位置，用均摊法计算：W原子位于晶胞顶点和面心，；已知W和Mo原子半径相近，观察上图可知Mo原子为白色小球，位于晶胞体心和棱心，；Ta原子为灰色小球，位于晶胞内部共8个，因此，W、Mo、Ta的原子个数比为1:1:2； 设晶胞边长为L，则立方晶胞的体对角线长度为,体心到棱心的最短距离，为体对角线的，根据题意，该距离为a nm，因此：，解得晶胞边长为。 ②米勒指数的计算步骤：首先确定晶面在 x、y、z 轴上的截距，图中虚线晶面的截距为 (1, 2, 1)；取截距的倒数为 (1, 0.5, 1)；化为最简整数比，将三个数同时乘以2，消去小数，得到 (2, 1, 2)，因此，该晶面的米勒指数为（2　1　2）。 情境链接 以钨钼矿（主要含CaWO₄，含Mo、Fe、P、As等杂质）为原料，经焙烧、碱浸、调pH、除磷砷、离子交换等步骤提取钨和钼，结合分布系数、溶度积数据，考查化工流程与沉淀溶解平衡的综合应用。 考向解码 本题为高考化工流程综合题，融合多模块核心考点： 1. 原料预处理与焙烧：钨钼矿焙烧后用Na₂CO₃碱浸，考查难溶矿物的转化原理，CaWO₄转化为可溶性的钨酸钠。 2. 分布系数与pH调控：结合不同pH下钨、钼的存在形式表，分析调pH=9的目的，考查多元酸/酸根的分布系数与pH的关系。 3. 沉淀溶解平衡应用：已知pKsp数据，利用Mg₃(PO₄)₂、Mg₃(AsO₄)₃的溶度积差异，分析除磷砷的原理，考查沉淀的生成与除杂条件。 4. 氧化还原反应：加入H₂O₂、MnSO₄除磷砷，结合杂质元素的价态变化，考查氧化还原在除杂中的应用。 5. 离子交换分离：利用离子交换法分离钨和钼，考查离子交换树脂的作用与分离原理。 6. 绿色化工理念：以战略金属钨、钼的提取为背景，渗透资源综合利用与工业除杂的核心思想。 考向05 综合考查工艺流程与化学计算 5.【热点——炼锌废渣提钴的综合工艺流程】（2026·辽宁鞍山·二模）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，从该废渣中提取钴元素的一种流程如下： 回答下列问题： (1)基态Co原子的未成对电子数为____； (2)“酸浸”步骤得到的浸渣的主要成分是________（填化学式）； (3)已知25℃的，；，计算25℃时“沉铜”反应的平衡常数数值为___（保留两位有效数字）； (4)“沉锰”步骤中生成的离子方程式是________； (5)“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，与NaClO反应的离子方程式为________； (6)有研究团队用柠檬酸代替稀酸浸废渣，最大程度回收其中的钴元素。柠檬酸为羟基三羧酸，分子式为，与钴离子有较强的配合能力。但柠檬酸浓度过大时，形成的配合物在水中的溶解度会下降。 ①用柠檬酸代替稀，可能的原因是___（填代号）； a．有机酸易降解、污染小，绿色、安全 b．减少浸出过程中产生的，减小环保压力 c．柠檬酸中C原子电负性小，易提供孤电子对与金属离子形成配位键，可提高金属元素浸出率 ②浸出率受多种因素的影响，该研究团队探究酸的浓度、浸出温度对浸出率的影响，结果如下： 据此，选择钴元素最佳浸出浓度和温度是_______。随柠檬酸浓度的变化，钴元素浸出率变化的原因是________________________。 【答案】(1)3 (2) Cu、 (3) (4) (5)或 (6) a 0.8 mol/L，60℃ 低浓度时，柠檬酸与金属离子配位能力弱，浸出率低；浓度过高时，配合物溶解度下降，浸出率降低 【详解】（1）为27号元素，基态原子的核外电子排布式为，轨道有3个未成对电子，因此基态原子的未成对电子数为3； （2）废渣中铜单质与稀硫酸不反应，铅的+2价氧化物与稀硫酸反应生成，难溶于水，因此“酸浸”步骤得到的浸渣主要成分为、； （3）“沉铜”反应为，其平衡常数。根据的电离平衡：，，的溶度积：，则。代入数据：； （4）“沉锰”步骤中，被氧化为，被还原为，配平得离子方程式为； （5）“沉钴”步骤中，的弱酸性条件下，被氧化为沉淀，被还原为，配平得离子方程式为；若过量，部分与结合生成，对应离子方程式为； （6）①a．柠檬酸为有机酸，易降解、污染小，绿色安全，a符合题意； b．稀硫酸酸浸时，废渣中无还原性物质与硫酸反应生成，b不符合题意； c．柠檬酸中提供孤电子对的是、中的原子，而非原子，c不符合题意； 故选a； ②由酸浓度-浸出率图像可知，柠檬酸浓度为时钴元素浸出率最高；由温度-浸出率图像可知，浸出温度为时钴元素浸出率最高，因此最佳浸出浓度和温度为、；柠檬酸浓度较低时，柠檬酸与钴离子的配位能力较弱，钴元素浸出率较低；随着柠檬酸浓度升高，配位作用增强，浸出率升高；当浓度过高时，形成的配合物在水中的溶解度下降，导致钴元素浸出率降低。 情境链接 以炼锌废渣（含锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌、铜单质）为原料，通过酸浸、沉铜、沉锰、沉淀、沉钴等步骤提取钴元素，同时拓展了柠檬酸替代硫酸的绿色工艺，结合了物质结构、化学平衡、氧化还原反应、配位化学等知识点，是一道典型的化工流程综合题，贴合工业生产与绿色化学的命题方向。 考向解码 1. 物质结构与性质：考查基态Co原子的核外电子排布，要求掌握洪特规则，能准确判断未成对电子数，属于物质结构基础考点。 2. 化工流程分析：分析酸浸步骤的浸渣成分，需要结合金属及其化合物的性质，判断哪些物质会与稀硫酸反应、哪些会生成沉淀，考查流程中物质的转化与分离。 3. 化学平衡计算：结合H₂S的电离平衡常数与CuS的溶度积，计算沉铜反应的平衡常数，考查多重平衡的关联与计算能力。 4. 氧化还原反应：沉锰、沉钴步骤的离子方程式书写，需要根据反应物、产物判断化合价变化，配平氧化还原反应，掌握常见氧化剂（如Na₂S₂O₈、NaClO）的还原产物。 5. 绿色化学与配位化学：分析柠檬酸替代硫酸的原因，结合配位键的形成、环境污染等角度，考查绿色化工理念与配位化学的应用。 考向06 综合考查工艺流程与电化学 6．【热点——氟硅酸制备氟硼酸钾与七水硫酸镁的工艺流程】（2026·湖南常德·二模）湿法磷酸工艺可产生极具价值的副产物氟硅酸（）。工业上常采用氟硅酸与硼酸（）为原料制备氟硼酸钾（）和七水硫酸镁，其工艺流程如图所示。 已知：氟硅酸（）不稳定，易分解为和。氟硼酸钾微溶于水及热乙醇，不溶于冷乙醇和碱。 (1)氟硅酸应贮存在________容器中（填“塑料”或“玻璃”）。 (2)硼酸为易溶于水的弱酸，与过量溶液反应生成，则硼酸在水溶液中的电离方程式为________。 (3)“反应Ⅰ”为氟硼酸的合成反应：在质量分数为30%的氟硅酸溶液中加入适量硼酸，控制温度60℃左右，生成氟硼酸（），同时生成一种难溶于水的酸性氧化物。请写出该反应的化学方程式________。 (4)“操作4”为________、过滤。 (5)氟硼酸钾在高温下可分解为和。 ①和的沸点分别为1500℃、。的沸点远高于的原因是________。 ②可以和生成一种弱酸酸式盐—氟氢化钾（）。现代工业可在无水中电解制备氟单质，装置如图所示，则阳极反应的方程式为________，电解一段时间后，要使电解质溶液恢复到电解前的状态，应加入的物质是________。 【答案】(1)塑料 (2) (3) (4)蒸发浓缩、冷却结晶 (5)为离子晶体，为分子晶体，离子晶体沸点高于分子晶体 【详解】（1）氟硅酸（）不稳定，易分解为和，能与玻璃中的反应（），因此不能用玻璃容器，应贮存在塑料容器中； （2）硼酸（）是一元弱酸，与过量反应生成，说明硼酸在水溶液中通过结合水电离的电离出，电离方程式为：； （3）氟硅酸（）与硼酸（）在左右反应，生成氟硼酸（）和难溶于水的酸性氧化物（），根据原子守恒配平：； （4）从溶液中获得七水硫酸镁（）晶体，需经过蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤得到粗品，因此操作4为蒸发浓缩、冷却结晶； （5）① 是离子晶体，是分子晶体，离子键的作用力远强于分子间作用力，因此的沸点远高于； ② 电解无水制备氟单质，阳极发生氧化反应，失电子生成，电极反应式为；该电解过程的总反应为，实际消耗的是，故应补充使电解质溶液恢复原状。 情境链接 以湿法磷酸工艺的副产物氟硅酸（H2SiF6）为原料，结合硼酸（H3BO3）等试剂，通过多步反应制备氟硼酸钾（KBF4）和七水硫酸镁，串联了物质性质、化学方程式书写、晶体分离、电化学等知识点，是典型的化工流程综合题，贴合工业废弃物资源化利用的绿色化学命题方向。 考向解码 1. 物质性质与贮存：考查HF（氟硅酸分解产物）与玻璃的反应，要求掌握氢氟酸的腐蚀性，判断试剂的贮存容器。 2. 弱电解质电离：以硼酸为载体，考查一元弱酸的特殊电离方式（结合水电离的OH-），书写电离方程式。 3. 化工流程反应：分析反应Ⅰ的产物，根据原子守恒配平化学方程式，考查流程中物质的转化规律。 4. 物质分离操作：从溶液中获得结晶水合物，考查蒸发浓缩、冷却结晶等分离操作的应用。 5. 晶体类型与沸点：对比KF（离子晶体）和BF3（分子晶体）的沸点差异，考查晶体类型与微粒间作用力的关系。 6. 电化学制备单质：以电解KHF2制备氟单质为载体，书写阳极反应式，分析电解质复原的方法，考查电解原理的应用。 1．（2026·安徽合肥·二模）钕铁硼(NdFeB)废料中主要含和稀土氧化物(RE是稀土元素的缩写，此处表示和等)。从钕铁硼废料中获得稀土氧化物的一种流程如下。 回答下列问题： (1)的价电子排布图为_______。 (2)“氯化焙烧”时，焙烧温度对稀土元素和铁元素“浸取”时浸出率的影响如下图所示，写出“氯化焙烧”时生成稀土氯化物的化学方程式_______，当温度超过后，稀土元素浸出率降低的原因可能是_______。 (3)“浸取”时所得浸渣的主要成分是_______(填化学式)。 (4)“除铁”步骤中，当完全沉淀时，应大于_______(当离子浓度小于时，离子完全沉淀；)。若使用离子液体甲基三辛基氯化铵[]作萃取剂，也可通过萃取出而达到“除铁”的目的，该离子液体具有较低的熔点，分析其原因是_______。 (5)“沉淀”时，稀土元素形成草酸盐，则“滤液”中含有的阳离子有_______。 (6)写出“焙烧”时生成稀土氧化物的化学反应方程式_______。 【答案】(1) (2) 分解速率加快，与稀土元素之间的反应不完全，导致稀土元素浸出率降低 (3) (4) 3 阳离子体积大且结构不对称，导致空间位阻大，减弱了离子间的静电作用力，使得熔点低 (5) (6) 【详解】（1）Fe为26号元素，Fe原子失去3个电子得到，价电子排布式为，电子排布图为。 （2）氯化焙烧时，与反应生成、氨气和水，化学方程式： ； 温度超过310℃后浸出率降低的原因：受热易分解挥发，温度过高后氯化剂浓度降低，稀土氯化程度下降，因此浸出率降低。 （3）由浸出率图像可知，铁元素浸出率极低，大部分铁以不溶于水的形式留在浸渣中，因此浸渣主要成分为。 （4）离子完全沉淀时，由，代入得，计算得，因此完全沉淀时应大于3； 该离子液体熔点低的原因：该离子的阳离子体积大，结构不对称，空间位阻大，阴阳离子间离子键作用力弱，晶格能小，因此熔点低。 （5）除铁时加入氨水，溶液中引入；沉淀时草酸与稀土氯化物反应生成草酸盐沉淀，同时生成，因此滤液中阳离子为。 （6）空气中800℃焙烧草酸稀土，生成稀土氧化物和二氧化碳，化学方程式： 。 2．（2026·河南安阳·三模）碱式氯化铜广泛应用于饲料添加剂、催化剂和化工原料等领域。酸性富铜镍废液的资源化处理可获得碱式氯化铜等高价值产品，过程如图所示。 富铜镍废液中主要含有：、、、、、含砷微粒等。 查阅资料：常温下，的溶度积：；的溶度积：。 回答下列问题： (1)在实验室进行“过滤”操作需要用到的玻璃仪器有___________(填字母)。 (2)加入“氧化”的主要离子方程式为___________。 (3)“脱砷除铁”过程中保持温度在90∼95​℃的条件下，体系、铁砷比和反应时间与去除率的关系如图所示，则“脱砷除铁”过程中的最佳条件为___________、反应时间；请说明保持温度为90∼95℃的可能原因：___________。 (4)“控制”过程中，，则调节溶液___________(保留小数点后一位)。 (5)分离所得的样品为类球状，且粒度分布较为均匀，其X射线衍射图谱如下，下列关于该样品的说法正确的是___________(填字母)。 A．具有固定的熔点    B．硬度很大    C．具有各向异性 (6)若处理富铜镍废液，在最佳工艺条件下制备的产率为，则最终实际得到产品的物质的量约为___________(保留四位有效数字)。 【答案】(1)AC (2) (3) ， 温度过低反应速率慢，As去除率低；温度过高会增加能耗，且Fe3+易水解，降低除砷效果 (4)6.5 (5)AC (6)315.6 【详解】（1）过滤操作需要的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒，题图中A为烧杯、B为量筒、C为普通漏斗、D为蒸馏烧瓶、E为分液漏斗，因此选AC。 （2）酸性条件下将氧化为，被还原为水，根据电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为。 （3）由图像可知，时As去除率已经达到100%，时As去除率接近100%，故、为最佳条件；温度过低反应速率慢，As去除率低；温度过高会增加能耗，且Fe3+易水解，降低除砷效果。 （4）由分析知，“控制”的目的是使铜离子沉淀而不沉淀，若不沉淀，需满足，代入数据： ，得，，因此。 （5）X射线衍射图出现明显尖锐衍射峰，说明该样品为晶体。晶体具有固定熔点，单晶体具有各向异性，硬度没有必然结论，因此A、C正确，B错误。 （6）废液中总，1 mol 含2 mol Cu，因此理论产量，实际产量 3．（2026·河南南阳·模拟预测）某大学科研小组利用作负极材料实现了软包电池快速充电，一种以钕铁硼废料(沾有油污的Nd、Fe、B、Cu、Ti等单质)为原料制备的工艺流程如图所示。 已知：①常温下，Ti和不溶于稀硫酸、稀盐酸； ②配位阴离子的稳定常数越大，配位阴离子越稳定。铁的几种配位阴离子的稳定常数如表所示。 配位阴离子 稳定常数 9.4 16.2 20.2 回答下列问题： (1)溶液碱洗的目的是___________。 (2)溶液氧化时，温度不能太高，也不能太低的原因是___________。 (3)滤液B中铁元素的主要存在形式为___________(填离子符号)。 (4)写出“沉钕”生成沉淀的离子方程式：___________，晶体的沉淀率随温度的变化如图所示。 温度在之后，温度继续升高，沉淀率略下降的原因可能是___________；当的物质的量不变时，增多，沉淀率下降的原因可能是___________。 (5)已知：，常温下“沉钕”过程调，得到晶体，若的浓度为，则___________(填“能”“不能”或“无法确定”)生成沉淀。 (6)在双氧水氧化后的溶液中，也可用PC88A萃取剂(用表示)萃取出，其反应式为，则萃取用到的玻璃仪器有烧杯和___________，反萃取可加入的物质为___________。 【答案】(1)除去废料表面的油污 (2)温度过高H2​O2​易分解，温度过低氧化反应速率太慢 (3) (4) 温度升高，H2​C2​O4​受热分解（或Nd2​(C2​O4​)3​溶解度随温度升高而增大） H2​C2​O4​浓度增大，溶液酸性增强，部分沉淀溶解（或过量草酸与Nd3+形成可溶性配位化合物） (5)不能 (6)分液漏斗 稀硫酸 【详解】（1）油污在碱性条件下可发生水解，溶液因水解呈碱性，因此碱洗的目的是去除废料表面沾有的油污。 （2）热稳定性差，温度过高会分解，降低氧化效率；温度过低时，反应速率太慢，因此温度既不能太高也不能太低。 （3）根据题干信息，配位阴离子的稳定常数越大越稳定，的稳定常数最大，加入草酸后铁元素主要以该稳定配位阴离子的形式存在于滤液B中。 （4）沉钕时与草酸反应生成结晶水合物沉淀，同时生成，离子方程式为；温度升高后，草酸不稳定易分解，或草酸钕溶解度升高，都会导致沉淀率下降；草酸过量时，溶液酸性增强，与结合，使浓度降低，沉淀溶解平衡正向移动，部分沉淀溶解，沉淀率下降。 （5）pH=2.3时，，则，因此不能生成沉淀。 （6）萃取分液操作的玻璃仪器为烧杯和分液漏斗；根据萃取平衡，增大浓度（加入强酸）可使平衡逆向移动，实现反萃取，流程中常用稀硫酸。 4．（2026·广东·二模）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含有C、Pd(钯)、Al、Fe和Cu等元素，一种回收钯的工艺流程如下。 已知： ①  ；  。 ②金属离子浓度时可认为该离子反应完全。 ③室温下，，。 (1)粉碎废催化剂能加快反应速率的原因为______。 (2)“酸浸”时，Pd转化为的化学方程式为______。 (3)室温下“除杂”时，保持溶液的pH为8.0，充分反应后，滤液1中的完全转化为。 ①滤液2中，则至少为______。 ②滤渣2的主要成分为______(填化学式)。 (4)“沉钯”时，由生成的离子方程式为______。 (5)“还原”时生成一种无污染的气体，该过程消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。 (6)一种含Pd和Sb的催化剂能显著提高低碳炔烃选择性加氢的性能，实现乙炔和丙炔100%转化为烯烃，其晶体结构如图1所示，晶胞俯视图如图2所示。 ①该催化剂的化学式为______。 ②以晶胞参数为单位长度，用来描述原子在晶胞内部相对位置的坐标称为原子分数坐标。已知图1中A原子的分数坐标为，B原子的分数坐标为，则C原子的分数坐标为______。 (3)晶体中一个Pd周围与其距离最近的Sb的个数为______。 【答案】(1)粉碎能增大催化剂与空气的接触面积 (2) (3) 、 (4) (5) (6)PdSb 6 【详解】（1）粉碎固体反应物，增大接触面积，可加快反应速率，粉碎废催化剂能加快反应速率的原因为粉碎能增大催化剂与空气的接触面积。 （2）“酸浸”时，Pd被H2O2氧化，H2O2​被还原为H2O，Pd转化为的化学方程式为。 （3）①室温下“除杂”时，保持溶液的pH为8.0，充分反应后，滤液1中的完全转化为，c()<10-5mol·L－1 。滤液2中，  ，，  ，至少为。 ②酸浸后Al、Fe转化为Al3+、Fe3+，pH=8时，计算得c(Fe3+)= mol/L，c(Al3+)=mol/L，二者均完全沉淀，Cu2+转化为络离子留在溶液中，故滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3。 （4）“沉钯”时，加盐酸后，H+与NH3​结合为，降低游离NH3​​浓度，使[Pd(NH3)4]2+转化为Pd(NH3)2Cl2沉淀，配平得到离子方程式。 （5）还原时N2H4​被氧化为无污染的N2，每个N2H4​失去4e−；Pd从+2价降为0价，每个Pd（氧化剂）得到2e−，由电子守恒得，氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1。 （6）①均摊法计算：六棱柱的三分之一为晶胞，晶胞内Sb共=2 个，均摊后Pd共2个，Pd：Sb=1：1，故化学式为PdSb。 ②由A原子的分数坐标为，B原子的分数坐标为，结合晶胞对称性，可知晶胞存在( ，，)的对称中心，C原子的分数坐标为x=1-=，y=1-=，z=1-=，故C原子的坐标为。 ③由晶体结构，晶体中一个Pd周围与其距离最近的Sb的个数为6。 5．（2026·甘肃金昌·二模）由锌阳极泥(主要成分为、、，还有少量锰铅复合氧化物)制取碳酸锰是处理锌阳极泥的有效途径，其工艺流程如图。回答下列问题： (1)基态的价层电子轨道表示式为___________。 (2)工业上取锌阳极泥800 g进行“酸洗”实验，酸洗液化验结果如下表所示，由此可知，“酸洗”工序的目的是___________。 编号 体积/mL 酸洗液/ 酸洗渣/% Mn Zn Mn Zn 1 3900 0.42 2.60 47.11 0.16 2 4000 0.24 2.47 46.23 0.17 3 4050 0.26 2.41 45.11 0.17 (3)“浸出”工序中主要反应的离子方程式为___________。 (4)向“净化”后的滤液中加入溶液和氨水，生成沉淀，反应的离子方程式为___________。在此过程中，所用氨水的浓度不能过大，加入速度不能过快，原因是___________。 (5)如图是与高效存储和利用有关的立方晶胞结构，晶胞参数为。 ①该晶体的密度为___________(写出计算表达式即可)。 ②该晶胞内阴、阳离子的最近距离为___________nm。 ③试分析中的键角大于氨气分子中的键角的原因：___________。 【答案】(1) (2)除去，富集 (3) (4) 会生成，降低的产率和纯度 (5) 分子中原子上有孤电子对，中的原子与形成配位键，孤电子对用于成键，不再对成键电子对产生排斥，由于成键电子对对成键电子对的排斥作用小于原先孤电子对的排斥作用，故键角增大 【详解】（1）基态原子的价层电子排布式为，失去两个电子变为，因此基态的价层电子轨道表示式为。 （2）由表可知，锌阳极泥经过“酸洗”之后，90%以上的锌都进入了酸洗液中，酸洗渣中锰含量较高，完成了富集； （3）“浸出”工序中，在酸性条件下被还原为，反应的离子方程式为； （4）①“沉锰”工序中，与和氨水反应，生成沉淀，反应的离子方程式为：； ②氨水浓度过大，会使溶液中浓度过高，导致与反应生成沉淀，降低的产率和纯度； （5）①该晶胞中包含4个（阳离子：；阴离子：），晶胞参数为anm ，晶体密度为。 ②晶胞内阳离子位于面心和顶点，阴离子位于体内，阴、阳离子的最近距离为晶胞体对角线的，计算可得最近距离为； ③分子中原子上有孤电子对，中的原子与形成配位键，孤电子对用于成键，不再对成键电子对产生排斥，由于成键电子对对成键电子对的排斥作用小于原先孤电子对的排斥作用，故键角增大。 6．（2026·河南信阳·模拟预测）钒、铬等金属的回收具有重要的经济和战略价值。某科研团队以利用废钒催化剂(含、及少量的、、等的化合物)回收钒、铬的工艺流程如下图。 已知：①焙烧后，钒元素以形式，铬元素以形式存在；②；③。 (1)Cr在元素周期表中的位置是___________。 (2)废钒催化剂因表面附着有矿物油，可用___________(填序号)洗涤。 a．溶液        b．环己烷        c．溶液 (3)“沉硅”时转化为沉降分离，已知温度为时，，当溶液中恰好沉淀完全(离子浓度等于)时，溶液中___________(计算结果保留三位有效数字)。 (4)“离子交换”过程可表示为，其中为强碱性阴离子交换树脂。“洗脱”时，试剂可选用___________(填化学式)。 (5)滤渣2的主要成分为___________(填化学式)。 (6)“沉钒”时需控制温度不超过50℃原因：___________。 (7)“还原”过程加入“草酸”发生反应的离子方程式为___________。 (8)钒酸钇晶体是固态激光器的核心材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞棱边夹角均为。已知阿伏加德罗常数的值为，则晶体的理论密度___________(列出计算式)。 【答案】(1)第四周期第VIB族 (2)b (3)0.237 (4)NaCl或者KCl等中性氯化物 (5) (6)防止温度过高受热分解，或者“防止受热分解”或者“温度过高，不利于钒酸铵沉淀析出” (7) (8) 【详解】（1）Cr原子序数为24，核外电子排布为[Ar]3d54s1，位于第四周期第ⅥB族; （2）矿物油是烃类混合物，根据相似相溶原理，可用有机溶剂环己烷洗涤；NaOH、Na2CO3溶液只能除去油脂（酯类），无法溶解矿物油，故选b； （3）恰好沉淀完全时，此时，为不生成氢氧化镁沉淀，需 ，带入数据，解得； （4）反应，洗脱时是平衡逆向移动，加入NaCl或者KCl等中性氯化物； （5）由分析可知，滤渣2为； （6）温度过高会导致铵盐分解，且溶解度随温度升高而增大，溶解损失导致产率降低，因此需控制温度不超过50℃； （7）酸性条件下，铬以重铬酸根形式存在，草酸被氧化为二氧化碳，配平可得； （8）钒酸钇化学式为，摩尔质量为，利用均摊法，计算一个晶胞中Y的个数=，1个晶胞中含有4个钒酸钇，一个晶胞的质量=g，密度=。 7．（2026·河南安阳·三模）钨(W)被称为“工业食盐”，是重要的战略稀有金属。某课题组研究测定钨铁矿中的质量分数，其流程如图所示。 已知：①钨铁矿的主要成分为、、，含少量不溶性杂质。 ②“硫-磷混酸”为硫酸和磷酸的混合酸，“滤液1”的主要成分为、，“滤液2”的主要成分为、。 ③“沉钨剂”中有效成分为8-羟基喹啉()。 回答下列问题： (1)钨(W)的基态原子的价电子排布式为，写出W在元素周期表中的位置：___________。 (2)“滤渣1”的主要成分除、外还存在___________(填化学式)。 (3)“沉钨”过程中，“沉钨剂”除8-羟基喹啉外还需要乙酸铵-乙醇介质，写出“沉钨”过程中反应的离子方程式：___________，采用乙醇介质的目的是___________。 (4)8-羟基喹啉分子中，N原子的杂化方式为___________，已知8-羟基喹啉的熔点为70℃，1-萘酚()的熔点为98℃，试解释8-羟基喹啉的熔点较低的原因：___________。 (5)“定容”过程：将煅烧得到的转移到烧杯中，先用溶液溶解，再加溶液，___________，洗涤烧杯和玻璃棒各次，并将洗涤液转移至容量瓶中，然后加入溶液至刻度线处，改用胶头滴管定容得到亮黄色待测液。经分光光度法测定得到的浓度为，计算该钨铁矿中的质量分数为___________(保留四位有效数字，不考虑损失)。 【答案】(1)第六周期第ⅥB族 (2) (3)(写成“”也可) 降低的溶解度，促进沉淀完全，提高测定的准确度(合理即可) (4) 8-羟基喹啉形成分子内氢键，而1-萘酚形成分子间氢键(合理即可) (5) 冷却至室温后，将溶液转移至100mL容量瓶(合理即可) 79.04% 【详解】（1）钨(W)的基态原子的价电子排布式为，在元素周期表中的位置为第六周期第ⅥB族； （2）由于、、不溶于酸，故“滤渣1”的主要成分、、，除、外还存在； （3）“沉钨”过程中，与8-羟基喹啉()反应得到沉淀，反应的离子方程式：；由于乙醇能降低的溶解度，促进沉淀完全，提高测定的准确度，故采用乙醇介质； （4）8-羟基喹啉中的N原子位于吡啶环上，形成2个σ键（C-N）和1个孤电子对，价层电子对数为 3，因此为杂化；8-羟基喹啉和1-萘酚都含羟基，能形成分子间氢键，但8-羟基喹啉中，N原子与羟基可形成分子内氢键，削弱了分子间氢键的作用，而1-萘酚仅能形成分子间氢键，分子间作用力更强，因此8-羟基喹啉熔点更低； （5）由分析知，“定容”时：将煅烧得到的转移到烧杯中，先用溶液溶解，再加溶液，冷却至室温后，将溶液转移至100mL容量瓶，洗涤烧杯和玻璃棒各次，并将洗涤液转移至容量瓶中，然后加入溶液至刻度线处，改用胶头滴管定容得到亮黄色待测液；由W元素守恒，， ​的摩尔质量，则，样品质量为0.500 g，因此质量分数：。 8．（2026·湖北襄阳·二模）废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的主要成分为，通过高温氢化和湿法冶金的方法回收其中的镍、钴、锰、锂，其工艺流程如图所示。 已知：i．“高温氢化”时不参与反应，固体产物为、、和。 ii．(或)的萃取原理： 回答下列问题： (1)基态核外电子的空间运动状态有___________种。 (2)废旧锂电池经预处理获得正极材料时通常需要先进行放电处理的目的是___________。 (3)酸洗的目的是降低水洗时与空气接触生成的___________(填化学式)在固体中的残留。 (4)若“洗液”中，加入固体充分反应后，为，可使元素总量的___________转化为沉淀[]。 (5)“沉锰”过程中pH对金属沉淀率的影响如图所示。 “沉锰”时生成的离子方程式为___________。该工艺条件下，开始沉淀的为2.0，开始沉淀的为3.0.“沉锰”时，最佳pH为___________。 (6)试剂X为___________(填试剂名称)。 【答案】(1)14 (2)防止拆解过程中因短路发生安全事故 (3)Li2CO3 (4)89.0或89 (5) 1.0或1 (6)盐酸 【详解】（1）Ni的原子序数为28，基态原子核外电子排布式为，失去最外层的2个电子得到；每个轨道的电子空间运动状态都不相同，的核外电子排布式为，电子共占据14个轨道，即核外电子的空间运动状态有14种。 （2）废旧锂电池在拆解、处理时，若处于带电状态，可能会发生短路、自燃、爆炸等危险，放电处理后可避免危险。 （3）是强碱，在空气中暴露会与酸性气体结合转化为，加入可与发生复分解反应，生成可溶性盐，使其从固体中分离出来。 （4）根据，代入数据得充分反应后溶液中，，则转化为沉淀的Li百分比为。 （5）酸浸后Mn以形式存在，氧化生成，配平得到离子方程式为；沉锰需要保证Mn沉淀完全，同时尽量避免、沉淀，由图像和题干信息，时Mn沉淀率接近100%，、沉淀率极低，故最佳pH为。 （6）根据萃取平衡，反萃取需要增大浓度使平衡逆向移动，且最终产物为、，故试剂X为盐酸。 9．（2026·河南开封·模拟预测）氧化钆是核反应堆的控制材料。一种从钕铁硼废料中回收氧化钆的工艺流程如图所示。钕铁硼废料主要为Nd(钕)、Fe、B，还含有Gd(钆)等。 回答下列问题： (1)铁(Fe)属于___________区元素。 (2)“氧化焙烧”的目的是___________。 (3)加入H2O2，MgO除二价铁的总离子方程式为___________；“除镁”过程中溶液pH不宜过小，原因是___________。 (4)“萃取”和“反萃取”的过程可简化为RCl(水层)+HA (有机层)RA(有机层)+HCl(水层)，R表示稀土离子，HA表示有机萃取剂。试剂a为___________(填化学式)，工艺流程中可循环使用的试剂有___________(填化学式)。 (5)“沉淀”Gd3+的离子方程式为___________。 (6)某工厂处理1 t钕铁硼废料(Gd的质量分数为6.28%)，最终得到48.2 kgGd2O3，则该工艺流程中Gd的回收率为___________%(忽略工艺流程中Gd的损失，结果保留到小数点后一位)。 【答案】(1)d (2)将金属转化为金属氧化物，有利于酸浸 (3) 溶液pH过小时，H+浓度较大，F-会减少，镁离子沉淀不完全 (4) HCl HCl和HA (5) (6)66.6 【详解】（1）铁(Fe)位于第四周期Ⅷ族，属于d区元素； （2）钕铁硼废料中主要含有金属单质，所以“氧化焙烧”的主要目的是将金属转化为金属氧化物，有利于酸浸； （3）具有氧化性，可将溶液中氧化为，并使其转化为沉淀，其离子方程式为，接着加入MgO促进水解，使其最终转化为沉淀：，，将上述反应合并，总离子方程式为；“除镁”过程中加入NaF，使Mg2+沉淀为MgF2，若溶液pH过小时，H+浓度较大，H+与F-结合生成HF，导致F-会减少，镁离子沉淀不完全； （4）加入盐酸，可促使HCl(水层)(有机层)(有机层)(水层)反应逆向进行，HCl浓度增加，使稀土离子从有机层回到水层，便于后续沉淀，故试剂a为HCl，工艺流程中可循环使用的试剂有HCl和HA； （5）用草酸“沉淀”，与草酸反应生成，草酸是弱酸，离子方程式为； （6）1 t钕铁硼废料中Gd的质量分数为6.28%，废料中Gd的总质量为，Gd的摩尔质量为157 g/mol，Gd2O3的摩尔质量为362 g/mol，最终得到的Gd2O3中Gd的质量为，该流程中Gd的回收率为。 10．（2026·山东德州·二模）镍钼矿是战略性稀有金属矿产，主要成分为、，含、、等杂质。工业上采用湿法冶金工艺制备和溶液部分工艺流程如下： 已知：①焙烧时金属元素转化为氧化物：转化为； ②萃取原理：(水相)(有机相)(有机相)(水相)。 回答下列问题： (1)“焙烧”时生成的化学方程式为_______。 (2)“碱浸”时消耗2 mol NaOH，反应的离子方程式为_______；滤渣1的主要成分除外，还有_______(写化学式)。 (3)“沉铝”时，pH不宜过低，原因是_______。 (4)“除铜”步骤中，试剂X最佳选择为_______(填标号)，理由是_______。 A．Fe      　 B．Ni      　 C．NaOH    　  D． (5)“反萃取”使重新进入水相，应加入的试剂Y为_______(填化学式)，其原理是_______。 (6)流程中可循环利用的物质有_______(写1种)。 【答案】(1) (2) NiO、CuO、 (3)pH太低时，生成的氢氧化铝溶解，导致沉铝不完全 (4)B 能与反应，增大浓度，不会引入新杂质 (5) 加入增大浓度，使萃取平衡逆向移动，进入水相 (6)HA 【详解】（1）高温下与氧气发生氧化还原反应生成和二氧化硫，根据原子守恒和得失电子守恒配平可得。 （2）“碱浸”时消耗2 mol NaOH，反应生成和水，其反应的离子方程式为； 焙烧生成的NiO、CuO、不与NaOH反应，与NaOH反应后，不溶性杂质留在滤渣Ⅰ中，因此滤渣Ⅰ除了外，还有NiO、CuO、。 （3）溶液中存在，pH过低时，浓度过高，会与反应生成，其反应原理为，无法形成沉淀，导致铝元素无法除去。 （4）依据分析，“除铜”步骤中试剂X最佳选择为Ni，故选B； Ni能与溶液中的发生置换反应，除去，增大浓度，同时不引入新的杂质离子；若选Fe，会引入杂质；NaOH、会使溶液pH升高，导致沉淀，且引入新杂质。 （5）试剂Y为H2SO4； 萃取反应为，加入稀硫酸，水相中浓度增大，平衡逆向移动，从有机相进入水相，得到溶液。 （6）流程中可循环利用的物质为有机萃取剂HA。 11．（2026·湖北孝感·二模）Mo、Co及其化合物在催化、颜料等领域有重要用途。以为载体的钴钼废催化剂中含、及少量含、等元素的物质，经处理可制取、高纯钼，工艺流程如图所示： 已知：ⅰ、“焙烧”后各元素均转化为相应氧化物，“酸浸”后钼元素转化为。 ⅱ、常温下，相关物质的溶度积常数如下表： 物质 回答下列问题： (1)操作1的名称为______；Co属于______区元素。 (2)写出“酸浸”后钼元素转化为的离子方程式______。 (3)“调”的目的是沉淀铁和铝，当溶液中离子浓度时，可认为沉淀完全，则“调pH”的最小值为______(已知：，)。 (4)“沉钴”时生成的沉淀需过滤、洗涤、干燥得产品，其中洗涤沉淀的操作是______。 (5)“萃取”的反应原理为：(叔胺)+。通过反萃取法使有机相中的元素回到水相，需加反萃取剂氨水，而不使用溶液的原因是______。 (6)为了获得纯净的，下列“沉钴”操作合理的是______(填标号)。 a．快速加入大量的浓氨水  b．精准控制反应温度  c．尽量延长反应时间 【答案】(1)过滤 d (2) (3)4.7 (4)向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复操作2到3次 (5)会引入杂质 (6)b 【详解】（1）根据流程图，酸浸后有CaSO4沉淀生成，需要通过过滤将其分离，因此，操作1为过滤。 Co是27号元素，其电子排布为[Ar]3d74s2，属于d区元素。 （2）焙烧后MoS2​转化为MoO3​，由题干可知酸浸后钼元素转化为，因此该反应的离子方程式为：。 （3）“调”的目的是沉淀铁和铝，同时避免Co2+沉淀，已知Ksp[]=， Ksp[]=，的溶度积常数大于，因此应首先考虑更难沉淀的Al3+；结合的溶度积常数可知当Al3+完全沉淀时， ，则，可求得。 （4）具体操作为：沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复操作2到3次。 （5）萃取平衡中，加入氨水可以中和H+，促使平衡左移，返回水相，若用NaOH，会引入Na+杂质，影响后续(NH4)2MoO4纯度，而氨水易挥发，无残留杂质，因此原因为：会引入杂质。 （6）a错误：快速加入大量浓氨水，会导致局部碱性过强，生成Co(OH) 2杂质，且沉淀颗粒细小、易吸附杂质； b正确：精准控制反应温度，可避免温度过高导致NH4HCO3分解，同时控制沉淀生成速率，得到纯净的CoCO3； c错误：延长反应时间可能导致沉淀吸附更多杂质，或沉淀发生转化，影响纯度； 因此答案选b。 12．（2026·广东江门·二模）开发深海矿产资源是人类可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳(主要含、、、、、)中分离获得金属资源的工艺流程如图： 已知：①“还原浸出”后得到的滤液中、、、。 ②常温下，部分金属氢氧化物溶度积如下表。溶液中的金属离子浓度小于或等于时可认为完全沉淀。 氢氧化物 (1)“粉碎”的目的是___________。 (2)“还原浸出”过程中，还原的离子方程式为___________。 (3)“除铁”时，可调至___________(溶液体积变化忽略不计)。 (4)“萃取”过程中，与萃取剂 (图)形成的配合物结构如图所示。 下列说法正确的有___________(填标号)。         A．配位时被还原 B．与原子形成了配位键 C．配合物与水能形成分子间氢键 D．图、图中原子的杂化类型发生了改变 (5)画出电解硫酸铜溶液制备铜的电解池示意图___________。 (6)某含铜化合物在光电子学和太阳能电池领域有潜在应用，其晶胞结构和俯视图如图所示。该化合物中___________；晶体中与最近且等距离的原子的数目为___________。 (7)焙解(高温下隔绝空气发生分解)时的化学方程式为___________。 【答案】(1)增大反应速率 (2) (3) (4)BC (5) (6) (7) 【详解】（1）将富钴结壳粉碎可以增大其与反应溶液的接触面积，从而增大反应速率； （2）和在酸性条件下发生氧化还原反应，被还原为，被氧化为，该反应的离子方程式为：； （3）除铁过程中转化为沉淀，除铁后滤液中的浓度小于或等于，设除铁后，此时滤液中存在化学平衡（），，将的浓度代入前式可以得到，由此可算出的浓度为；已知，将的浓度代入前式可得，由此可算出溶液中浓度为，则有；为了达到除铁的目的，滤液的，但同时又要避免滤液的过高，使得其他离子沉淀，已知滤液中的较小，这说明会在的浓度较小时沉淀，已知、，将的浓度代入前式得，由此可算出，此时的；故为了沉铁且避免其他离子沉淀的范围为； （4）A．形成配合物时，配体中配位原子的孤电子对向中心的空杂化轨道配位，形成配位键，该过程中没有电子的转移或电子对的偏移，中心离子（）的化合价不变，A错误； B．图中红圈中的原子的孤电子对向中心离子的空杂化轨道配位，形成配位键，B正确； C．配合物中含有能形成氢键的羟基（如图所示），其可与水形成分子间氢键，C正确； D．在形成配合物前后，萃取剂中的原子都是sp2杂化，其杂化类型不变，D错误； 故答案选BC。 （5）电解硫酸铜溶液制备铜时，阴离子（）向阳极（与直流电源的正极相连）迁移，阳离子（）向阴极（与直流电源的负极相连）迁移，如图所示，； （6）在含铜化合物的晶胞中，原子数为：，原子数为：，原子数为：，因此其化学式为，该化合物中；如图所示，在晶胞中，与蓝圈中最近且等距离的原子为图中红圈中的两个原子，以及与该晶胞顶部相邻的另一个晶胞中位于图中绿圈中位置的两个原子，故晶体中与最近且等距离的原子的数目为； （7）由工艺流程图可知，经焙解可产生，在该过程中失去电子，发生了氧化反应，的平均化合价从升高到，得到电子，发生了还原反应，其化合价从下降到，转化为，由此可看出一个得到了个电子，而一个失去了个电子，得失电子不平衡，故该过程中失去电子的还有一部分，中的一部分失去电子，被氧化为，故该过程的化学方程式为：。 13．（2026·广东揭阳·二模）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、、及少量)为原料制备硫酸镍同时回收的工艺流程如图： 已知：①“焙烧”后烧渣的主要成分是、、、和。 ②氧化性：。 ③常温下，部分氢氧化物的溶度积如下表： 氢氧化物                     一般情况下，离子浓度小于可认为该离子沉淀完全。 (1)基态原子价层电子排布式为：______。 (2)“焙烧”时，CoS发生反应的化学方程式为______。 (3)“酸浸”时，溶解反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为______，“酸浸”不能选用浓盐酸的原因______。 (4)“调”时，当、的浓度均为时，最高可调至______(忽略溶液体积变化)。 (5)“沉钴”时，生成沉淀的离子方程式为______；若“沉钴”只加入碳酸氢铵，制得的沉淀颗粒较为疏松，原因是______。 (6)“萃取”时，可用萃取剂P204或P507，已知其结构如图所示(R是同一烃基)，两物质中上的氧原子均可与配位形成配位化合物。请结合物质结构知识分析两者配位能力大小：______(填“大于”“小于”或“等于”)。 (7)由制得的钴氧化物和按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝，钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体结构是由图1中Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体平移所得。图2是钴蓝的晶胞，已知小立方体a、c、f均为Ⅰ型。则占据晶胞的体内、顶角和______，该钴蓝晶胞的化学式为______。 【答案】(1) (2) (3)，会产生有毒气体，污染环境 (4)7.1 (5) 只加入碳酸氢铵沉钴过程会生成大量气体 (6)小于 (7)面心 【详解】（1）镍是28号元素，核外电子排布式为，基态原子价层电子排布式为。 （2）焙烧时CoS与空气中氧气反应生成和，化学方程式为。 （3）酸浸时中+3价Co被双氧水还原为，得2 mol电子，失2 mol电子，故还原剂()与氧化剂()物质的量比为。已知氧化性，Co(Ⅲ)可氧化生成有毒的，因此不能用浓盐酸。 （4）调目的是使、沉淀完全，、不沉淀。铜离子沉淀完全时：，；铁离子沉淀完全时：，。的的，相同浓度下先沉淀，保证不沉淀就一定保证不沉淀； ，，代入得： ，，，，故最高可调至（确保、沉淀完全）。 （5）与、氨水反应生成沉淀，反应的离子方程式为；若只加碳酸氢铵时，反应的离子方程式为，过程中生成大量气体，因此导致颗粒疏松。 （6）P204中P连接两个吸电子基团，使键O原子电子云密度降低，给电子能力减弱，配位能力小于P507中的O。 （7）根据晶胞结构，Co除了占据晶胞的体内、顶角外，还占据面心位置。Co原子：位于顶角的Co原子个数为，位于面心的Co原子个数为，位于体内的Co原子个数为4，所以Co原子总数为1+3+4=8。Al原子：都在晶胞内部，个数为16。 O原子：也都在晶胞内部，个数为32。 则Co、Al、O原子个数比为8:16:32=1:2:4，所以该钴蓝晶胞的化学式为。 14．（2026·吉林白山·模拟预测）钪(Sc)及其化合物具有多种优异性能，广泛应用于国防、航天和化工等领域。工业上可从钨渣(主要含MnO2、FeO、Fe2O3及少量Sc2O3、CaO)中提取金属钪，其工艺流程如下： 已知：①伯胺N1923可表示为RNH2(R为烃基)，伯胺N1923能萃取金属离子M3+； ②25℃时，Ksp[Sc(OH)3]=1.0×10-31 请回答下列问题： (1)写出Sc的基态原子价层电子轨道表示式为___________。 (2)“还原”时，加入铁粉的作用是___________。 (3)①“萃取”时一般为界面萃取反应，由多个基元反应组成，其反应历程如下，请补充横线上缺少的物质(o代表有机相)___________。 i． ii． iii． iv． ②萃取速率R对各反应物的级数可表示为 ，其中k为速率常数。在一定条件下测定一系列速率数据，并分别绘制了-lgR与-lgc()和-lgc()的变化曲线，根据图1和图2求出a=___________；b=___________。 (4)25℃时，"沉钪1”中加入氨水调节pH，为使溶液中的Sc3+完全沉淀，则pH应大于___________(计算结果保留两位有效数字，当离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时可看作沉淀完全。“沉钪2”得到的滤渣为Sc2(C2O4)3，写出在空气中“煅烧”生成Sc2O3的化学反应方程式___________。 (5)Sc的一种合金晶胞结构如图3所示。 ①若晶胞边长为a nm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶胞密度表达式为___________g/cm3.(注意：列出算式即可，不需要在答题卡上写密度表达式的单位) ②该晶胞结构的另一种表示中，Sc处于顶角位置，则Al处于___________(填“体心”“面心”“棱心”或“顶角”)位置。 【答案】(1) (2)将还原为，防止被萃取，提高钪的纯度 (3) 1 2 (4) 5.3 (5) 棱心和体心 【详解】（1）Sc为21号元素，基态原子价层电子排布为，价层电子轨道表示式为。 （2）酸浸后溶液中存在，加入铁粉的作用是将还原为，防止被萃取进入有机相，提高钪的纯度。 （3）① 根据原子守恒，反应前后对比，缺少的物质为； ② 对速率公式两边取负对数得：，直线斜率即为对应级数（指数）的值： 对图1：斜率 对图2：斜率 故，。 （4）沉淀完全时，根据，得： ，，，故应大于；空气中煅烧草酸钪生成，草酸根被氧气氧化为，方程式为： 。 （5）① 晶胞中Sc原子的个数为，Al原子的个数为，Ag原子的个数为（全部在晶胞内），总质量，晶胞体积，密度为 g/cm3； ② 与个数比为，与的配位方式类似晶胞，图中晶胞处于棱心和体心位置，处于顶角和面心位置；另一种表示方法中处于顶角位置，则处于棱心和体心位置。 15．（2026·陕西商洛·二模）工业上一种综合利用含钒钛磁铁矿石(主要成分除铁、钛、钒的氧化物外，还有少量二氧化硅)的工艺流程如图所示： 已知：①“浸取”所得溶液中铁、钒、钛以、、形式存在。 ②加入萃取剂R3N，溶液中VO2先转化为，进而发生反应，使钒进入有机相。 ③NH4VO3在冷水中溶解度较小。 回答下列问题： (1)基态V原子的价层电子排布式为___________。 (2)“浸取”后，滤渣经提纯后，可用于___________(填用途)。可用___________(填方法)判断其是否是晶体。 (3)加入Fe除“调pH”作用外，还可以避免生成Fe(OH)3，___________(用离子方程式表示)。“萃取”所需要的玻璃仪器包括___________(填字母)。 A．烧杯    B．分液漏斗    C．玻璃棒    D．冷凝管 (4)“反萃取”时，加入碳酸氢铵溶液的作用为___________(从平衡移动角度分析)。 (5)水相中富含，调节pH≥___________可使完全沉淀(lg 2=0.3，该温度下，时，认为该离子完全沉淀)。 (6)气体X的化学式为___________。 【答案】(1)3d34s2 (2)制光导纤维(玻璃等) X射线衍射法 (3) AB (4)消耗H+，使萃取反应的平衡逆向移动，使钒进入水层，同时提供NH，使V转化为沉淀 (5)3.2 (6)NH3 【详解】（1）V为23号元素，故基态V原子价层电子排布式为3d34s2； （2）“浸取”后，滤渣主要成分为二氧化硅，提纯后，可用于制备光导纤维；鉴别晶体的方法是X射线衍射实验； （3）加入Fe可还原三价铁，防止生成Fe(OH)3沉淀，故离子方程式为；萃取所需要的玻璃仪器主要有分液漏斗、烧杯，故选AB； （4）由已知信息，可知反萃取时，加入碳酸氢铵溶液可消耗H+，从而使平衡逆向移动，得到钒酸根，同时提供NH，使钒形成钒酸铵沉淀。 （5），将代入，可得，，故，故需调节pH≥3.2。 （6）根据原子守恒，可知气体X为氨气。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴题11 无机化工流程综合分析 命题预测 2026年高考无机化工流程，以废旧资源回收、稀土提炼、新能源材料制备为真实情境，融合元素化合物、反应原理与实验操作。侧重考查方程式书写、pH调控、除杂提纯、溶度积应用及工艺流程循环分析。题目信息更新颖，设问偏向综合推理与绿色化学评价，强化信息提取、原理迁移和化工实际应用的核心素养考查。 高频考法 1.综合考查废旧物资分离提纯 2.综合考查矿产资源物质制备 3.综合考查工艺流程与化学图像 4.综合考查工艺流程与晶胞结构 5.综合考查工艺流程与化学计算 6.综合考查工艺流程与电化学 知识·技法·思维 考向01 原料处理方法及目的 1. 粉碎/研磨 作用：增大固体反应物接触面积，加快反应速率，提高原料浸出率（转化率）。 2. 酸浸（稀硫酸、盐酸等） 作用：溶解金属氧化物、活泼金属、碳酸盐等；使金属元素以离子形式进入溶液，便于后续分离除杂。 3. 碱浸（NaOH、纯碱溶液） 作用：溶解两性氧化物、二氧化硅、铝、氧化铝等；除去油脂、酸性杂质；分离两性金属与普通金属矿物。 4. 水浸 作用：溶解原料中可溶性盐类、易溶杂质，实现可溶性与不溶性物质初步分离。 5. 焙烧/煅烧/灼烧 作用： 1. 使矿物分解、转化为易溶于酸碱的氧化物； 2. 除去有机物杂质、炭粉、硫单质、砷化物等，转化为气体除去； 3. 使低价金属被氧化为高价态，便于后续沉淀分离。 6. 适当升温、搅拌 升温：加快浸出、溶解、反应速率； 搅拌：使固液充分接触，提高浸出速率和浸出率。 7. 喷淋、逆流浸出 作用：液固充分接触，提高原料利用率和浸出率，节约试剂。 考向02 条件控制及目的 一、温度控制（必考核心） 1. 适当升温：加快反应速率、加快浸出溶解速率；促进水解、使平衡正向移动；提高原料浸出率与转化率。 2. 温度不宜过高：防止反应物挥发、分解、氧化；防止催化剂失活；防止杂质离子水解生成沉淀；避免副反应发生；节约能耗、降低成本。 3. 温度不宜过低：反应速率太慢，生产效率低；物质溶解度减小易析出沉淀；目标离子水解程度太小，分离不完全。 4. 恒温/水浴加热：受热均匀，便于控温；温度不超过100℃，避免局部过热产生副反应。 二、pH 调控（超高频） 1. 调pH增大：促进金属阳离子水解，生成氢氧化物沉淀除杂；抑制两性物质溶解。 2. 调pH减小：抑制阳离子水解；溶解氢氧化物、碳酸盐杂质；避免目标离子沉淀损失。 3. 控制pH范围：使杂质离子完全沉淀，目标离子不沉淀，实现分离提纯。 三、浓度与用量控制 1. 加入过量试剂：使原料充分反应、杂质完全除去；提高目标元素浸出率。 2. 适当稀释：降低离子浓度，防止过早沉淀；抑制水解，避免胶体生成难过滤。 3. 浓溶液使用：提高反应速率，促使平衡正向移动，利于沉淀生成。 四、压强控制 1. 加压：针对气体参与反应，加快反应速率；使平衡向气体分子数减小方向移动，提高产率。 2. 减压：降低沸点，低温蒸馏蒸发；防止热敏性物质受热分解、氧化。 五、催化剂控制 1. 加催化剂：加快主反应速率，缩短流程时间。 2. 不超适宜温度：防止催化剂中毒、失活，保持催化活性。 六、氛围/气流控制 1. 通惰性气体：排尽空气，防止还原性离子、金属被氧气氧化；隔绝水蒸气防水解。 2. 通过量反应物气体：提高原料转化率，抑制盐类水解。 3. 气流缓慢通入：使气液充分接触，反应更充分，吸收更完全。 考向03 反应原理 一、氧化还原反应（必考核心） 1. 陌生氧化还原方程式书写 步骤：确定变价微粒（氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物）→电子守恒配平变价原子→酸性介质补H+、碱性介质补OH-、中性介质补水配平电荷→原子守恒配平其余物质。 2. 氧化还原应用 氧化操作：将Fe2+、Mn2+等低价离子氧化为高价，便于调pH沉淀除杂，常用H2O2、O2、空气等无杂质氧化剂。 还原操作：将高价金属离子还原，防止目标离子沉淀，保留所需价态，常用铁粉、SO2、亚硫酸盐等还原剂。 3. 反应规律：氧化性、还原性强者优先反应，用于判断反应先后顺序、除杂逻辑。 二、盐类水解与弱电解质电离 1. 水解应用：升温、调pH促进Fe3+、Al3+等金属阳离子水解，生成氢氧化物沉淀实现除杂；加酸、低温可抑制金属离子水解，避免目标产物损失。 2. 电离平衡：弱酸、弱碱分步电离，电离常数只与温度有关；酸式盐溶液酸碱性看电离与水解程度，HSO3-、H2PO4-电离大于水解显酸性，HCO3-、HS-水解大于电离显碱性。 3. 同离子效应：加入相同离子，抑制弱电解质电离与盐类水解，控制离子存在形式。 三、沉淀溶解平衡（高频考点） 1. 核心规律：Ksp只与温度有关，同类型难溶物，Ksp越小溶解度越小，越先沉淀。 2. 核心应用：调节pH实现分步沉淀，使杂质离子完全沉淀、目标离子保留；利用沉淀转化，将难溶物转化为更难溶物质，便于分离提纯。 3. 计算考点：根据Ksp计算离子浓度、判断沉淀是否完全、确定沉淀所需pH范围。 四、化学反应速率与化学平衡 1. 速率影响：升温、增大浓度、增大接触面积、搅拌，均可加快反应与浸出速率，提高生产效率。 2. 平衡移动：依据勒夏特列原理，通过控温、控浓度、调pH，使平衡向正向移动，提高原料转化率与产物产率。 3. 工艺选择：工业条件需兼顾反应速率、平衡转化率、能耗、副反应，选择最佳反应条件。 五、配位平衡（新热点） 金属离子与OH-、NH3、卤素离子等形成配离子，过量碱/试剂会使沉淀溶解生成配合物；结合对数图像、分布系数图像，判断不同pH下离子存在形式，计算配位平衡常数。 六、电化学关联考点 废旧电池回收、电解提纯流程中，书写电极反应式，判断离子迁移方向；利用电解实现氧化还原、pH调控、金属富集，结合电化学原理计算产率与转化率。 考向04 分离、提纯的方法及操作 一、分离提纯基本原则 1. 不增：不引入新杂质 2. 不减：不损耗被提纯物质 3. 易分：杂质与目标物容易分离 4. 复原：最终能恢复目标物原有状态 5. 简约：操作简单、能耗低、绿色环保 二、常用物理分离方法及适用场景 1. 过滤 适用：固体和液体分离 趁热过滤：防止降温溶质结晶析出，减少目标产物损失 普通过滤：分离不溶固体与溶液 2. 结晶（两种必考） 蒸发结晶：适用于溶解度随温度变化小、受热稳定的物质 操作：蒸发浓缩、有大量晶体析出时停止加热、余热蒸干 冷却结晶：适用于溶解度随温度变化大、易水解、受热易分解的物质 操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 3. 重结晶 用途：提纯含有少量杂质的可溶性晶体 原理：利用溶解度差异，多次结晶提高纯度 4. 萃取分液 适用：溶质在两种互不相溶溶剂中溶解度差异大 萃取：用有机溶剂把溶质从水溶液中提取出来 分液：分离互不相溶、分层的两种液体 5. 蒸馏、减压蒸馏 蒸馏：分离沸点差异大的互溶液体 减压蒸馏：降低液体沸点，防止热敏物质受热分解、氧化 6. 升华 分离易升华物质（如碘单质）与难升华固体杂质 7. 渗析 分离胶体和溶液，除去胶体中离子、小分子杂质 三、化学除杂常用方法 1. 沉淀法 加入合适试剂，使杂质离子转化为沉淀过滤除去 常配合调pH，让杂质金属离子水解沉淀，目标离子留存溶液 2. 气化法 加试剂使杂质转化为气体逸出，如除去碳酸根、亚硫酸根等 3. 酸碱溶解法 酸浸：溶解金属、金属氧化物、碳酸盐 碱浸：溶解二氧化硅、氧化铝、铝单质等两性及酸性氧化物 4. 氧化还原 加氧化剂把低价杂质离子氧化，便于调pH沉淀除杂 加还原剂除去氧化性杂质，保护目标离子不被氧化 5. 络合配位法 加入配位剂，使杂质形成配离子留在溶液，目标物沉淀析出；或相反分离 四、沉淀洗涤 1. 洗涤目的 洗去晶体表面吸附的可溶性杂质离子，提高产品纯度 2. 常用洗涤剂及作用 蒸馏水：洗杂质，适用溶解度小的晶体 冰水：降低晶体溶解度，减少溶解损失 无水乙醇：减少溶解损失、易挥发、快速干燥 饱和盐溶液：抑制晶体溶解，最大限度减少损耗 3. 洗涤操作标准话术 向过滤器中加入洗涤剂至浸没沉淀，待液体自然流下，重复2～3次 4. 检验沉淀是否洗涤干净 取最后一次洗涤液少许于试管中，加入特征检验试剂，若无特征现象，说明已洗涤干净 考向05 化学工艺评价 一、工艺流程优点评价常考角度 1. 绿色环保角度：无污染、无有毒气体排放；废液废渣可回收利用；原子利用率高；符合绿色化学理念。 2. 原料利用率角度：物质可循环使用；副产物回收再利用；提高原料浸出率、转化率、产率。 3. 经济成本角度;原料廉价易得；工艺简单、操作简便；能耗低、节约能源；设备要求低，生产成本低。 4. 反应与分离角度:反应条件温和；常温常压易实现；产品易分离、纯度高；杂质易除去。 5. 安全稳定角度:无爆炸、无腐蚀、无强有毒物质参与；流程安全、可控性强。 二、工艺流程缺点/不足常考角度 1. 产生有毒有害气体，污染环境，需尾气处理。 2. 原料昂贵、利用率低，浪费资源。 3. 反应温度高、压强高，能耗大、设备成本高。 4. 副反应多，产品纯度低、产率不高。 5. 步骤繁琐、操作复杂、不易控制。 6. 无法实现物质循环，废弃物多。 7. 反应条件苛刻，对设备、温度、环境要求高。 三、循环利用与副产物评价（高频必考） 1. 可循环物质判断：流程中既做反应物投入，又在后续步骤重新生成，即可循环。 2. 循环使用的意义：节约原料、降低生产成本；提高原子利用率；减少废弃物排放、绿色环保。 3. 副产物回收意义：变废为宝、增加经济效益；减少废渣废液排放，保护环境。 四、条件选择与工艺优化评价 1. 选择适宜温度：兼顾反应速率、平衡转化率、能耗、防分解、防挥发、防氧化、防水解、防副反应。 2. 选择适宜pH：利于杂质完全沉淀、目标离子不沉淀；减少产品损耗；抑制水解、提高纯度。 3. 选用廉价试剂：替代贵重金属试剂，降低成本，不引入难除杂质。 五、三废处理评价（废气、废液、废渣） 1. 废气：有毒酸性、碱性、还原性气体，需吸收处理，防止空气污染。 2. 废液：含重金属、酸碱废液，不能直接排放，需中和、沉淀、回收处理。 3. 废渣：可回收有价金属，或固化处理，避免土壤水体污染。 典例·靶向·突破 考向01 综合考查废旧物资分离提纯 1．【新情境——锌焙砂制备硫酸锌】（2026·陕西咸阳·三模）锌焙砂主要成分为，同时含有、等含锌化合物，并含有铁、镉、锰(Ⅱ)、镍等杂质，由锌焙砂制备硫酸锌的工艺流程如图： 已知： ①铁酸锌()不溶于水和稀酸，可溶于浓盐酸和较高浓度硫酸。 ②酸性条件下可以氧化，不能氧化。 回答以下问题： (1)镍元素在周期表中的位置是______。 (2)“酸浸”中采用较高温度、较高浓度硫酸浸出的目的是______。 (3)“调pH”步骤中需要调节溶液，可加入的氧化物试剂a为______(填化学式)。 (4)已知“氧化2”中生成，写出该反应的离子方程式______。在分步氧化中，的实际用量约为理论用量的3倍，除了受热分解损耗外，还可能的原因是______。“滤渣1”的主要成分为______(填化学式)。 (5)“除镍镉”步骤中，加入锌粉的同时滴加少量溶液，可提高除杂效率，原因可能是______。 (6)某小组同学在实验室模拟流程中的“系列操作”，正确的操作顺序为______(填字母标号)。 a．抽滤，洗涤、干燥    b．自然冷却后转至冰水浴 c．直接加热蒸发皿    d．溶液黏稠时垫上陶土网防止暴沸 e．观察到晶膜形成后停止加热    f．将溶液倒入蒸发皿中 情境链接 以锌焙砂制备硫酸锌的工业流程为背景，结合锌铁氧体的溶解特性，考查酸浸、调pH、分步氧化、除镍镉、结晶等操作，综合考查元素化合物、氧化还原、沉淀溶解平衡及实验操作。 考向解码 本题为典型的高考无机化工流程综合题，覆盖多模块核心考点： 1. 元素与周期表：考查锌元素在周期表中的位置，夯实元素周期律基础。 2. 原料预处理：通过较高温度、较高浓度硫酸酸浸，考查浸出条件的选择依据，理解温度与浓度对浸出率的影响。 3. 除杂与pH调控：调pH沉淀杂质离子，考查两性氢氧化物的性质及除杂试剂的选择原则。 4. 氧化还原反应：书写陌生离子方程式，分析H₂O₂实际用量偏高的原因，考查氧化还原规律及反应环境对试剂用量的影响。 5. 原电池原理应用：锌粉与少量CuSO₄溶液形成原电池，加快反应速率，考查电化学原理在化工除杂中的应用。 6. 实验操作与结晶：硫酸锌溶液的蒸发浓缩、冷却结晶操作顺序，考查结晶的正确步骤与防暴沸、防水解等细节。 考向02 综合考查矿产资源物质制备 2．【热点——孪生矿制备氟化镨】（2026·山西太原·二模）镨（Pr）是重要的稀土元素，氟化镨（）常用作电弧碳棒添加剂。一种以孪生矿（主要含ZnS、FeS、、等）为原料制备氟化镨的工业流程如下。回答下列问题： 已知：①该实验条件下，金属离子生成氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的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 6.5 3.1 9.0 8.9 ②较稳定，不易被过氧化氢、等常见氧化剂氧化。 ③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机相和水相中的物质的量浓度之比称为分配比（D），萃取率（E）。 ④可与过量形成可溶性氟配合物，如。 (1)为提高“溶浸”速率，可采取的措施有________（答一点即可）。 (2)“溶浸”时可被氧化，生成淡黄色的沉淀，该反应的化学方程式为________。 (3)“除锌、铁”步骤中调节pH的范围为________。 (4)在某有机萃取剂和水中的分配比，现使用该萃取剂对1000L 的水溶液进行萃取，单次萃取率，则至少要加入萃取剂________L。（忽略溶液体积的变化） (5)萃取的原理为，“反萃取”步骤中，应加入的试剂是________（填化学式）。 (6)“转化”过程反应的离子方程式为________。 (7)“氟化”步骤中加入HF溶液时，反应温度过高会导致________；HF溶液加入过多会导致________。 情境链接 以含ZnS、FeS、Pr₂S₃、SiO₂的孪生矿为原料，经溶浸、除铁、萃取、转化、氟化等工艺制备氟化镨（PrF₃），结合金属离子沉淀pH表、分配比等信息，综合考查化工流程与化学原理的应用。 考向解码 本题为典型的高考无机化工流程综合题，覆盖多模块核心考点： 1. 反应速率影响因素：考查溶浸速率的提升措施，理解影响反应速率的外界条件（温度、浓度、接触面积等）。 2. 氧化还原反应：书写Pr₂S₃被FeCl₃氧化的化学方程式，考查氧化还原反应的配平与产物判断。 3. pH调控与除杂：根据金属离子沉淀pH表，选择除铁的pH范围，考查沉淀溶解平衡与除杂试剂的选择原则。 4. 分配比与萃取率计算：利用分配比公式计算单次萃取率，考查信息提取与化学计算能力。 5. 配位平衡与沉淀转化：结合Pr³⁺与过量F⁻的配位反应，分析氟化步骤的原理，考查配位平衡对沉淀生成的影响。 6. 绿色化工与资源回收：以孪生矿制备稀土产品为背景，渗透资源综合利用与绿色化学理念。 考向03 综合考查工艺流程与化学图像 3．【热点——废旧锂电池正极回收】（2026·江苏·二模）废旧钴酸锂正极材料（主要含）回收Li、Co等金属的工艺流程如下： 已知：①氯化胆碱（）属于季铵盐；可以与草酸形成低共熔溶剂； ②在溶液中常以（蓝色）和（粉红色）形式存在； ③能与过量的生成。 回答问题： (1)“微波共熔”溶剂由含氢键供体（能形成氢键的氢原子）的组分与含氢键受体（能与氢原子形成氢键的原子）的组分混合。草酸（）分子中氢键受体的数目为___________。“微波共熔”时，共熔溶剂（氯化胆碱和草酸按一定物质的量配比而成）和LiCoO2粗品以不同的液固比在120℃下微波处理10min后钴的浸出率见图-1。随着液固比不断增大，浸出率变化的原因是___________。 (2)“水浸”过程中溶液由蓝色变为粉红色，该变化的离子方程式为___________。 (3)“沉钴”过程中，的加入量与钴的沉淀率关系如图-2所示。沉淀率最高后，随比值的增加，钴的沉淀率逐渐减小的原因是___________。 (4)“沉锂”得到较纯的后，常用高温固相合成法进一步制备LiCoO2，具体做法为按Li和Co的物质的量之比为1:1配制好和，然后在700~900℃的空气氛围中煅烧，该过程的化学方程式为___________。 (5)某二价钴的氧化物M在纳米储能领域被广泛研究，其晶胞结构如图-3所示。和的半径相近，在物质M的晶胞中，的位置可以任意地被替代。若上述晶胞中1、2、3、4号位的被替代，则形成的新物质中___________。 情境链接 以废旧锂电池正极材料（含LiCoO₂、SiO₂）为原料，采用微波共熔、水浸、沉钴、沉锂工艺回收Co、Li金属，结合配位平衡与分布系统图像，考查绿色化工与资源回收背景下的流程分析。 考向解码 本题为高考化学化工流程综合题，融合配位平衡、实验分析与图像解读，核心考向如下： 1. 氢键与结构分析：通过草酸分子结构，考查氢键受体的判断，夯实物质结构基础。 2. 浸出率图像分析：结合液固比-浸出率曲线，分析溶剂用量对浸出率的影响，考查工业条件选择与原理解释能力。 3. 配位平衡转化：基于Co²⁺在溶液中[CoCl₄]²⁻与[Co(H₂O)₆]²⁺的存在形式变化，书写转化离子方程式，考查配位平衡的移动规律。 4. 沉淀溶解与配位平衡竞争：结合沉钴过程中C₂O₄²⁻过量导致沉淀率下降的现象，分析过量C₂O₄²⁻与CoC₂O₄形成可溶性配合物的过程，考查沉淀溶解与配位平衡的竞争关系。 5. 绿色化工与资源回收：以废旧锂电池回收为背景，渗透循环经济与绿色化学理念，考查化工流程的实际应用与综合分析能力。 考向04 综合考查工艺流程与晶胞结构 4．【热点——钨钼矿提取钨钼工艺】（2026·广东深圳·二模）钨（W）、钼（Mo）是战略性稀有金属。一种从钨钼矿（主要成分为CaWO4，还含有Mo、Fe、P、As、Si等元素）中提取W、Mo的工艺如图所示。 已知：常温下，，。 在不同pH的溶液中，钨、钼的主要存在形式如表： pH 1 3 5 7 ≥9 W                     Mo                     (1)基态砷原子价层电子的轨道表示式为_____。 (2)“碱浸”时，发生反应的化学方程式为_____。 (3)常温下，“除磷砷”时： ①除砷反应的离子方程式为：_____。 ②磷、砷完全沉淀（）后，溶液中至少为_____（已知：）。 (4)W、Mo原子半径相近，可通过离子交换法实现两者的分离。离子交换树脂骨架上的可交换离子与溶液中带相同电荷的目标离子发生交换，目标离子进入树脂骨架。D308阴离子交换树脂更容易交换所带电荷多、半径大的目标离子。结合表中信息分析： ①选用D308阴离子交换树脂实现W、Mo分离时的最佳pH为_____。 ②从工艺成本角度分析，相比阳离子交换法，选用D308阴离子交换树脂实现W、Mo分离的优点是_____。 (5)一种含钨、钼、钽（Ta）元素的合金的立方晶胞结构如图所示，W与Mo的最小间距大于W与Ta的最小间距。 ①W、Mo、Ta的原子个数比为_____，若Mo与Ta之间的最小间距为a nm，则晶胞的边长为_____nm。 ②晶面对晶体的生长、成型等有重要影响。米勒指数可用于标记晶面，是指晶面分别与三轴截距的倒数，通过求比化为最简的三个整数。图中，实线所示晶面与三轴截距的倒数为，因此该晶面可标记为；则虚线所示晶面可标记为_____。 情境链接 以钨钼矿（主要含CaWO₄，含Mo、Fe、P、As等杂质）为原料，经焙烧、碱浸、调pH、除磷砷、离子交换等步骤提取钨和钼，结合分布系数、溶度积数据，考查化工流程与沉淀溶解平衡的综合应用。 考向解码 本题为高考化工流程综合题，融合多模块核心考点： 1. 原料预处理与焙烧：钨钼矿焙烧后用Na₂CO₃碱浸，考查难溶矿物的转化原理，CaWO₄转化为可溶性的钨酸钠。 2. 分布系数与pH调控：结合不同pH下钨、钼的存在形式表，分析调pH=9的目的，考查多元酸/酸根的分布系数与pH的关系。 3. 沉淀溶解平衡应用：已知pKsp数据，利用Mg₃(PO₄)₂、Mg₃(AsO₄)₃的溶度积差异，分析除磷砷的原理，考查沉淀的生成与除杂条件。 4. 氧化还原反应：加入H₂O₂、MnSO₄除磷砷，结合杂质元素的价态变化，考查氧化还原在除杂中的应用。 5. 离子交换分离：利用离子交换法分离钨和钼，考查离子交换树脂的作用与分离原理。 6. 绿色化工理念：以战略金属钨、钼的提取为背景，渗透资源综合利用与工业除杂的核心思想。 考向05 综合考查工艺流程与化学计算 5.【热点——炼锌废渣提钴的综合工艺流程】（2026·辽宁鞍山·二模）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，从该废渣中提取钴元素的一种流程如下： 回答下列问题： (1)基态Co原子的未成对电子数为____； (2)“酸浸”步骤得到的浸渣的主要成分是________（填化学式）； (3)已知25℃的，；，计算25℃时“沉铜”反应的平衡常数数值为___（保留两位有效数字）； (4)“沉锰”步骤中生成的离子方程式是________； (5)“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，与NaClO反应的离子方程式为________； (6)有研究团队用柠檬酸代替稀酸浸废渣，最大程度回收其中的钴元素。柠檬酸为羟基三羧酸，分子式为，与钴离子有较强的配合能力。但柠檬酸浓度过大时，形成的配合物在水中的溶解度会下降。 ①用柠檬酸代替稀，可能的原因是___（填代号）； a．有机酸易降解、污染小，绿色、安全 b．减少浸出过程中产生的，减小环保压力 c．柠檬酸中C原子电负性小，易提供孤电子对与金属离子形成配位键，可提高金属元素浸出率 ②浸出率受多种因素的影响，该研究团队探究酸的浓度、浸出温度对浸出率的影响，结果如下： 据此，选择钴元素最佳浸出浓度和温度是_______。随柠檬酸浓度的变化，钴元素浸出率变化的原因是________________________。 情境链接 以炼锌废渣（含锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌、铜单质）为原料，通过酸浸、沉铜、沉锰、沉淀、沉钴等步骤提取钴元素，同时拓展了柠檬酸替代硫酸的绿色工艺，结合了物质结构、化学平衡、氧化还原反应、配位化学等知识点，是一道典型的化工流程综合题，贴合工业生产与绿色化学的命题方向。 考向解码 1. 物质结构与性质：考查基态Co原子的核外电子排布，要求掌握洪特规则，能准确判断未成对电子数，属于物质结构基础考点。 2. 化工流程分析：分析酸浸步骤的浸渣成分，需要结合金属及其化合物的性质，判断哪些物质会与稀硫酸反应、哪些会生成沉淀，考查流程中物质的转化与分离。 3. 化学平衡计算：结合H₂S的电离平衡常数与CuS的溶度积，计算沉铜反应的平衡常数，考查多重平衡的关联与计算能力。 4. 氧化还原反应：沉锰、沉钴步骤的离子方程式书写，需要根据反应物、产物判断化合价变化，配平氧化还原反应，掌握常见氧化剂（如Na₂S₂O₈、NaClO）的还原产物。 5. 绿色化学与配位化学：分析柠檬酸替代硫酸的原因，结合配位键的形成、环境污染等角度，考查绿色化工理念与配位化学的应用。 考向06 综合考查工艺流程与电化学 6．【热点——氟硅酸制备氟硼酸钾与七水硫酸镁的工艺流程】（2026·湖南常德·二模）湿法磷酸工艺可产生极具价值的副产物氟硅酸（）。工业上常采用氟硅酸与硼酸（）为原料制备氟硼酸钾（）和七水硫酸镁，其工艺流程如图所示。 已知：氟硅酸（）不稳定，易分解为和。氟硼酸钾微溶于水及热乙醇，不溶于冷乙醇和碱。 (1)氟硅酸应贮存在________容器中（填“塑料”或“玻璃”）。 (2)硼酸为易溶于水的弱酸，与过量溶液反应生成，则硼酸在水溶液中的电离方程式为________。 (3)“反应Ⅰ”为氟硼酸的合成反应：在质量分数为30%的氟硅酸溶液中加入适量硼酸，控制温度60℃左右，生成氟硼酸（），同时生成一种难溶于水的酸性氧化物。请写出该反应的化学方程式________。 (4)“操作4”为________、过滤。 (5)氟硼酸钾在高温下可分解为和。 ①和的沸点分别为1500℃、。的沸点远高于的原因是________。 ②可以和生成一种弱酸酸式盐—氟氢化钾（）。现代工业可在无水中电解制备氟单质，装置如图所示，则阳极反应的方程式为________，电解一段时间后，要使电解质溶液恢复到电解前的状态，应加入的物质是________。 情境链接 以湿法磷酸工艺的副产物氟硅酸（H2SiF6）为原料，结合硼酸（H3BO3）等试剂，通过多步反应制备氟硼酸钾（KBF4）和七水硫酸镁，串联了物质性质、化学方程式书写、晶体分离、电化学等知识点，是典型的化工流程综合题，贴合工业废弃物资源化利用的绿色化学命题方向。 考向解码 1. 物质性质与贮存：考查HF（氟硅酸分解产物）与玻璃的反应，要求掌握氢氟酸的腐蚀性，判断试剂的贮存容器。 2. 弱电解质电离：以硼酸为载体，考查一元弱酸的特殊电离方式（结合水电离的OH-），书写电离方程式。 3. 化工流程反应：分析反应Ⅰ的产物，根据原子守恒配平化学方程式，考查流程中物质的转化规律。 4. 物质分离操作：从溶液中获得结晶水合物，考查蒸发浓缩、冷却结晶等分离操作的应用。 5. 晶体类型与沸点：对比KF（离子晶体）和BF3（分子晶体）的沸点差异，考查晶体类型与微粒间作用力的关系。 6. 电化学制备单质：以电解KHF2制备氟单质为载体，书写阳极反应式，分析电解质复原的方法，考查电解原理的应用。 1．（2026·安徽合肥·二模）钕铁硼(NdFeB)废料中主要含和稀土氧化物(RE是稀土元素的缩写，此处表示和等)。从钕铁硼废料中获得稀土氧化物的一种流程如下。 回答下列问题： (1)的价电子排布图为_______。 (2)“氯化焙烧”时，焙烧温度对稀土元素和铁元素“浸取”时浸出率的影响如下图所示，写出“氯化焙烧”时生成稀土氯化物的化学方程式_______，当温度超过后，稀土元素浸出率降低的原因可能是_______。 (3)“浸取”时所得浸渣的主要成分是_______(填化学式)。 (4)“除铁”步骤中，当完全沉淀时，应大于_______(当离子浓度小于时，离子完全沉淀；)。若使用离子液体甲基三辛基氯化铵[]作萃取剂，也可通过萃取出而达到“除铁”的目的，该离子液体具有较低的熔点，分析其原因是_______。 (5)“沉淀”时，稀土元素形成草酸盐，则“滤液”中含有的阳离子有_______。 (6)写出“焙烧”时生成稀土氧化物的化学反应方程式_______。 2．（2026·河南安阳·三模）碱式氯化铜广泛应用于饲料添加剂、催化剂和化工原料等领域。酸性富铜镍废液的资源化处理可获得碱式氯化铜等高价值产品，过程如图所示。 富铜镍废液中主要含有：、、、、、含砷微粒等。 查阅资料：常温下，的溶度积：；的溶度积：。 回答下列问题： (1)在实验室进行“过滤”操作需要用到的玻璃仪器有___________(填字母)。 (2)加入“氧化”的主要离子方程式为___________。 (3)“脱砷除铁”过程中保持温度在90∼95​℃的条件下，体系、铁砷比和反应时间与去除率的关系如图所示，则“脱砷除铁”过程中的最佳条件为___________、反应时间；请说明保持温度为90∼95℃的可能原因：___________。 (4)“控制”过程中，，则调节溶液___________(保留小数点后一位)。 (5)分离所得的样品为类球状，且粒度分布较为均匀，其X射线衍射图谱如下，下列关于该样品的说法正确的是___________(填字母)。 A．具有固定的熔点    B．硬度很大    C．具有各向异性 (6)若处理富铜镍废液，在最佳工艺条件下制备的产率为，则最终实际得到产品的物质的量约为___________(保留四位有效数字)。 3．（2026·河南南阳·模拟预测）某大学科研小组利用作负极材料实现了软包电池快速充电，一种以钕铁硼废料(沾有油污的Nd、Fe、B、Cu、Ti等单质)为原料制备的工艺流程如图所示。 已知：①常温下，Ti和不溶于稀硫酸、稀盐酸； ②配位阴离子的稳定常数越大，配位阴离子越稳定。铁的几种配位阴离子的稳定常数如表所示。 配位阴离子 稳定常数 9.4 16.2 20.2 回答下列问题： (1)溶液碱洗的目的是___________。 (2)溶液氧化时，温度不能太高，也不能太低的原因是___________。 (3)滤液B中铁元素的主要存在形式为___________(填离子符号)。 (4)写出“沉钕”生成沉淀的离子方程式：___________，晶体的沉淀率随温度的变化如图所示。 温度在之后，温度继续升高，沉淀率略下降的原因可能是___________；当的物质的量不变时，增多，沉淀率下降的原因可能是___________。 (5)已知：，常温下“沉钕”过程调，得到晶体，若的浓度为，则___________(填“能”“不能”或“无法确定”)生成沉淀。 (6)在双氧水氧化后的溶液中，也可用PC88A萃取剂(用表示)萃取出，其反应式为，则萃取用到的玻璃仪器有烧杯和___________，反萃取可加入的物质为___________。 4．（2026·广东·二模）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含有C、Pd(钯)、Al、Fe和Cu等元素，一种回收钯的工艺流程如下。 已知： ①  ；  。 ②金属离子浓度时可认为该离子反应完全。 ③室温下，，。 (1)粉碎废催化剂能加快反应速率的原因为______。 (2)“酸浸”时，Pd转化为的化学方程式为______。 (3)室温下“除杂”时，保持溶液的pH为8.0，充分反应后，滤液1中的完全转化为。 ①滤液2中，则至少为______。 ②滤渣2的主要成分为______(填化学式)。 (4)“沉钯”时，由生成的离子方程式为______。 (5)“还原”时生成一种无污染的气体，该过程消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。 (6)一种含Pd和Sb的催化剂能显著提高低碳炔烃选择性加氢的性能，实现乙炔和丙炔100%转化为烯烃，其晶体结构如图1所示，晶胞俯视图如图2所示。 ①该催化剂的化学式为______。 ②以晶胞参数为单位长度，用来描述原子在晶胞内部相对位置的坐标称为原子分数坐标。已知图1中A原子的分数坐标为，B原子的分数坐标为，则C原子的分数坐标为______。 (3)晶体中一个Pd周围与其距离最近的Sb的个数为______。 5．（2026·甘肃金昌·二模）由锌阳极泥(主要成分为、、，还有少量锰铅复合氧化物)制取碳酸锰是处理锌阳极泥的有效途径，其工艺流程如图。回答下列问题： (1)基态的价层电子轨道表示式为___________。 (2)工业上取锌阳极泥800 g进行“酸洗”实验，酸洗液化验结果如下表所示，由此可知，“酸洗”工序的目的是___________。 编号 体积/mL 酸洗液/ 酸洗渣/% Mn Zn Mn Zn 1 3900 0.42 2.60 47.11 0.16 2 4000 0.24 2.47 46.23 0.17 3 4050 0.26 2.41 45.11 0.17 (3)“浸出”工序中主要反应的离子方程式为___________。 (4)向“净化”后的滤液中加入溶液和氨水，生成沉淀，反应的离子方程式为___________。在此过程中，所用氨水的浓度不能过大，加入速度不能过快，原因是___________。 (5)如图是与高效存储和利用有关的立方晶胞结构，晶胞参数为。 ①该晶体的密度为___________(写出计算表达式即可)。 ②该晶胞内阴、阳离子的最近距离为___________nm。 ③试分析中的键角大于氨气分子中的键角的原因：___________。 6．（2026·河南信阳·模拟预测）钒、铬等金属的回收具有重要的经济和战略价值。某科研团队以利用废钒催化剂(含、及少量的、、等的化合物)回收钒、铬的工艺流程如下图。 已知：①焙烧后，钒元素以形式，铬元素以形式存在；②；③。 (1)Cr在元素周期表中的位置是___________。 (2)废钒催化剂因表面附着有矿物油，可用___________(填序号)洗涤。 a．溶液        b．环己烷        c．溶液 (3)“沉硅”时转化为沉降分离，已知温度为时，，当溶液中恰好沉淀完全(离子浓度等于)时，溶液中___________(计算结果保留三位有效数字)。 (4)“离子交换”过程可表示为，其中为强碱性阴离子交换树脂。“洗脱”时，试剂可选用___________(填化学式)。 (5)滤渣2的主要成分为___________(填化学式)。 (6)“沉钒”时需控制温度不超过50℃原因：___________。 (7)“还原”过程加入“草酸”发生反应的离子方程式为___________。 (8)钒酸钇晶体是固态激光器的核心材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞棱边夹角均为。已知阿伏加德罗常数的值为，则晶体的理论密度___________(列出计算式)。 7．（2026·河南安阳·三模）钨(W)被称为“工业食盐”，是重要的战略稀有金属。某课题组研究测定钨铁矿中的质量分数，其流程如图所示。 已知：①钨铁矿的主要成分为、、，含少量不溶性杂质。 ②“硫-磷混酸”为硫酸和磷酸的混合酸，“滤液1”的主要成分为、，“滤液2”的主要成分为、。 ③“沉钨剂”中有效成分为8-羟基喹啉()。 回答下列问题： (1)钨(W)的基态原子的价电子排布式为，写出W在元素周期表中的位置：___________。 (2)“滤渣1”的主要成分除、外还存在___________(填化学式)。 (3)“沉钨”过程中，“沉钨剂”除8-羟基喹啉外还需要乙酸铵-乙醇介质，写出“沉钨”过程中反应的离子方程式：___________，采用乙醇介质的目的是___________。 (4)8-羟基喹啉分子中，N原子的杂化方式为___________，已知8-羟基喹啉的熔点为70℃，1-萘酚()的熔点为98℃，试解释8-羟基喹啉的熔点较低的原因：___________。 (5)“定容”过程：将煅烧得到的转移到烧杯中，先用溶液溶解，再加溶液，___________，洗涤烧杯和玻璃棒各次，并将洗涤液转移至容量瓶中，然后加入溶液至刻度线处，改用胶头滴管定容得到亮黄色待测液。经分光光度法测定得到的浓度为，计算该钨铁矿中的质量分数为___________(保留四位有效数字，不考虑损失)。 8．（2026·湖北襄阳·二模）废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的主要成分为，通过高温氢化和湿法冶金的方法回收其中的镍、钴、锰、锂，其工艺流程如图所示。 已知：i．“高温氢化”时不参与反应，固体产物为、、和。 ii．(或)的萃取原理： 回答下列问题： (1)基态核外电子的空间运动状态有___________种。 (2)废旧锂电池经预处理获得正极材料时通常需要先进行放电处理的目的是___________。 (3)酸洗的目的是降低水洗时与空气接触生成的___________(填化学式)在固体中的残留。 (4)若“洗液”中，加入固体充分反应后，为，可使元素总量的___________转化为沉淀[]。 (5)“沉锰”过程中pH对金属沉淀率的影响如图所示。 “沉锰”时生成的离子方程式为___________。该工艺条件下，开始沉淀的为2.0，开始沉淀的为3.0.“沉锰”时，最佳pH为___________。 (6)试剂X为___________(填试剂名称)。 9．（2026·河南开封·模拟预测）氧化钆是核反应堆的控制材料。一种从钕铁硼废料中回收氧化钆的工艺流程如图所示。钕铁硼废料主要为Nd(钕)、Fe、B，还含有Gd(钆)等。 回答下列问题： (1)铁(Fe)属于___________区元素。 (2)“氧化焙烧”的目的是___________。 (3)加入H2O2，MgO除二价铁的总离子方程式为___________；“除镁”过程中溶液pH不宜过小，原因是___________。 (4)“萃取”和“反萃取”的过程可简化为RCl(水层)+HA (有机层)RA(有机层)+HCl(水层)，R表示稀土离子，HA表示有机萃取剂。试剂a为___________(填化学式)，工艺流程中可循环使用的试剂有___________(填化学式)。 (5)“沉淀”Gd3+的离子方程式为___________。 (6)某工厂处理1 t钕铁硼废料(Gd的质量分数为6.28%)，最终得到48.2 kgGd2O3，则该工艺流程中Gd的回收率为___________%(忽略工艺流程中Gd的损失，结果保留到小数点后一位)。 10．（2026·山东德州·二模）镍钼矿是战略性稀有金属矿产，主要成分为、，含、、等杂质。工业上采用湿法冶金工艺制备和溶液部分工艺流程如下： 已知：①焙烧时金属元素转化为氧化物：转化为； ②萃取原理：(水相)(有机相)(有机相)(水相)。 回答下列问题： (1)“焙烧”时生成的化学方程式为_______。 (2)“碱浸”时消耗2 mol NaOH，反应的离子方程式为_______；滤渣1的主要成分除外，还有_______(写化学式)。 (3)“沉铝”时，pH不宜过低，原因是_______。 (4)“除铜”步骤中，试剂X最佳选择为_______(填标号)，理由是_______。 A．Fe      　 B．Ni      　 C．NaOH    　  D． (5)“反萃取”使重新进入水相，应加入的试剂Y为_______(填化学式)，其原理是_______。 (6)流程中可循环利用的物质有_______(写1种)。 11．（2026·湖北孝感·二模）Mo、Co及其化合物在催化、颜料等领域有重要用途。以为载体的钴钼废催化剂中含、及少量含、等元素的物质，经处理可制取、高纯钼，工艺流程如图所示： 已知：ⅰ、“焙烧”后各元素均转化为相应氧化物，“酸浸”后钼元素转化为。 ⅱ、常温下，相关物质的溶度积常数如下表： 物质 回答下列问题： (1)操作1的名称为______；Co属于______区元素。 (2)写出“酸浸”后钼元素转化为的离子方程式______。 (3)“调”的目的是沉淀铁和铝，当溶液中离子浓度时，可认为沉淀完全，则“调pH”的最小值为______(已知：，)。 (4)“沉钴”时生成的沉淀需过滤、洗涤、干燥得产品，其中洗涤沉淀的操作是______。 (5)“萃取”的反应原理为：(叔胺)+。通过反萃取法使有机相中的元素回到水相，需加反萃取剂氨水，而不使用溶液的原因是______。 (6)为了获得纯净的，下列“沉钴”操作合理的是______(填标号)。 a．快速加入大量的浓氨水  b．精准控制反应温度  c．尽量延长反应时间 12．（2026·广东江门·二模）开发深海矿产资源是人类可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳(主要含、、、、、)中分离获得金属资源的工艺流程如图： 已知：①“还原浸出”后得到的滤液中、、、。 ②常温下，部分金属氢氧化物溶度积如下表。溶液中的金属离子浓度小于或等于时可认为完全沉淀。 氢氧化物 (1)“粉碎”的目的是___________。 (2)“还原浸出”过程中，还原的离子方程式为___________。 (3)“除铁”时，可调至___________(溶液体积变化忽略不计)。 (4)“萃取”过程中，与萃取剂 (图)形成的配合物结构如图所示。 下列说法正确的有___________(填标号)。         A．配位时被还原 B．与原子形成了配位键 C．配合物与水能形成分子间氢键 D．图、图中原子的杂化类型发生了改变 (5)画出电解硫酸铜溶液制备铜的电解池示意图___________。 (6)某含铜化合物在光电子学和太阳能电池领域有潜在应用，其晶胞结构和俯视图如图所示。该化合物中___________；晶体中与最近且等距离的原子的数目为___________。 (7)焙解(高温下隔绝空气发生分解)时的化学方程式为___________。 13．（2026·广东揭阳·二模）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、、及少量)为原料制备硫酸镍同时回收的工艺流程如图： 已知：①“焙烧”后烧渣的主要成分是、、、和。 ②氧化性：。 ③常温下，部分氢氧化物的溶度积如下表： 氢氧化物                     一般情况下，离子浓度小于可认为该离子沉淀完全。 (1)基态原子价层电子排布式为：______。 (2)“焙烧”时，CoS发生反应的化学方程式为______。 (3)“酸浸”时，溶解反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为______，“酸浸”不能选用浓盐酸的原因______。 (4)“调”时，当、的浓度均为时，最高可调至______(忽略溶液体积变化)。 (5)“沉钴”时，生成沉淀的离子方程式为______；若“沉钴”只加入碳酸氢铵，制得的沉淀颗粒较为疏松，原因是______。 (6)“萃取”时，可用萃取剂P204或P507，已知其结构如图所示(R是同一烃基)，两物质中上的氧原子均可与配位形成配位化合物。请结合物质结构知识分析两者配位能力大小：______(填“大于”“小于”或“等于”)。 (7)由制得的钴氧化物和按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝，钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体结构是由图1中Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体平移所得。图2是钴蓝的晶胞，已知小立方体a、c、f均为Ⅰ型。则占据晶胞的体内、顶角和______，该钴蓝晶胞的化学式为______。 14．（2026·吉林白山·模拟预测）钪(Sc)及其化合物具有多种优异性能，广泛应用于国防、航天和化工等领域。工业上可从钨渣(主要含MnO2、FeO、Fe2O3及少量Sc2O3、CaO)中提取金属钪，其工艺流程如下： 已知：①伯胺N1923可表示为RNH2(R为烃基)，伯胺N1923能萃取金属离子M3+； ②25℃时，Ksp[Sc(OH)3]=1.0×10-31 请回答下列问题： (1)写出Sc的基态原子价层电子轨道表示式为___________。 (2)“还原”时，加入铁粉的作用是___________。 (3)①“萃取”时一般为界面萃取反应，由多个基元反应组成，其反应历程如下，请补充横线上缺少的物质(o代表有机相)___________。 i． ii． iii． iv． ②萃取速率R对各反应物的级数可表示为 ，其中k为速率常数。在一定条件下测定一系列速率数据，并分别绘制了-lgR与-lgc()和-lgc()的变化曲线，根据图1和图2求出a=___________；b=___________。 (4)25℃时，"沉钪1”中加入氨水调节pH，为使溶液中的Sc3+完全沉淀，则pH应大于___________(计算结果保留两位有效数字，当离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时可看作沉淀完全。“沉钪2”得到的滤渣为Sc2(C2O4)3，写出在空气中“煅烧”生成Sc2O3的化学反应方程式___________。 (5)Sc的一种合金晶胞结构如图3所示。 ①若晶胞边长为a nm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶胞密度表达式为___________g/cm3.(注意：列出算式即可，不需要在答题卡上写密度表达式的单位) ②该晶胞结构的另一种表示中，Sc处于顶角位置，则Al处于___________(填“体心”“面心”“棱心”或“顶角”)位置。 15．（2026·陕西商洛·二模）工业上一种综合利用含钒钛磁铁矿石(主要成分除铁、钛、钒的氧化物外，还有少量二氧化硅)的工艺流程如图所示： 已知：①“浸取”所得溶液中铁、钒、钛以、、形式存在。 ②加入萃取剂R3N，溶液中VO2先转化为，进而发生反应，使钒进入有机相。 ③NH4VO3在冷水中溶解度较小。 回答下列问题： (1)基态V原子的价层电子排布式为___________。 (2)“浸取”后，滤渣经提纯后，可用于___________(填用途)。可用___________(填方法)判断其是否是晶体。 (3)加入Fe除“调pH”作用外，还可以避免生成Fe(OH)3，___________(用离子方程式表示)。“萃取”所需要的玻璃仪器包括___________(填字母)。 A．烧杯    B．分液漏斗    C．玻璃棒    D．冷凝管 (4)“反萃取”时，加入碳酸氢铵溶液的作用为___________(从平衡移动角度分析)。 (5)水相中富含，调节pH≥___________可使完全沉淀(lg 2=0.3，该温度下，时，认为该离子完全沉淀)。 (6)气体X的化学式为___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴题11 无机化工流程综合分析 典例·靶向·突破 考向01 综合考查废旧物资分离提纯 1．【答案】(1)第四周期第Ⅷ族 (2)增大溶解，提高锌的浸出率，加快反应速率 (3) (4) 产生的等可能会催化部分分解 、 (5)加入少量硫酸铜溶液，铜优先置换并沉积在锌粉表面，形成微电池，加快反应速率 (6)fcdeba 考向02 综合考查矿产资源物质制备 2．【答案】(1)将孪生矿粉碎、搅拌、增大溶液的浓度、升高温度（答一点即可） (2) (3) (4)380 (5)HCl (6) (7) HF挥发 局部HF浓度过高，可与形成可溶性配合物，降低的产率 考向03 综合考查工艺流程与化学图像 3．【答案】(1) 4 <60 mL/g时，液固比增大，还原剂草酸的量增多，有利于将LiCoO2还原成可溶性的；>60 mL/g时，液固比增大，草酸过量，能与形成草酸钴沉淀，使钴的浸出率下降 (2) (3)过量的与反应生成而溶解 (4) (5)9:7:16 考向04 综合考查工艺流程与晶胞结构 4．【答案】(1) (2) (3) (4) 7 节约硫酸用量 (5) 1：1：2 （2　1　2） 考向05 综合考查工艺流程与化学计算 5.【答案】(1)3 (2) Cu、 (3) (4) (5)或 (6) a 0.8 mol/L，60℃ 低浓度时，柠檬酸与金属离子配位能力弱，浸出率低；浓度过高时，配合物溶解度下降，浸出率降低 考向06 综合考查工艺流程与电化学 6．【答案】(1)塑料 (2) (3) (4)蒸发浓缩、冷却结晶 (5)为离子晶体，为分子晶体，离子晶体沸点高于分子晶体 1．【答案】(1) (2) 分解速率加快，与稀土元素之间的反应不完全，导致稀土元素浸出率降低 (3) (4) 3 阳离子体积大且结构不对称，导致空间位阻大，减弱了离子间的静电作用力，使得熔点低 (5) (6) 2．【答案】(1)AC (2) (3) ， 温度过低反应速率慢，As去除率低；温度过高会增加能耗，且Fe3+易水解，降低除砷效果 (4)6.5 (5)AC (6)315.6 3．【答案】(1)除去废料表面的油污 (2)温度过高H2​O2​易分解，温度过低氧化反应速率太慢 (3) (4) 温度升高，H2​C2​O4​受热分解（或Nd2​(C2​O4​)3​溶解度随温度升高而增大） H2​C2​O4​浓度增大，溶液酸性增强，部分沉淀溶解（或过量草酸与Nd3+形成可溶性配位化合物） (5)不能 (6)分液漏斗 稀硫酸 4．【答案】(1)粉碎能增大催化剂与空气的接触面积 (2) (3) 、 (4) (5) (6)PdSb 6 5．【答案】(1) (2)除去，富集 (3) (4) 会生成，降低的产率和纯度 (5) 分子中原子上有孤电子对，中的原子与形成配位键，孤电子对用于成键，不再对成键电子对产生排斥，由于成键电子对对成键电子对的排斥作用小于原先孤电子对的排斥作用，故键角增大 6．【答案】(1)第四周期第VIB族 (2)b (3)0.237 (4)NaCl或者KCl等中性氯化物 (5) (6)防止温度过高受热分解，或者“防止受热分解”或者“温度过高，不利于钒酸铵沉淀析出” (7) (8) 7．【答案】(1)第六周期第ⅥB族 (2) (3)(写成“”也可) 降低的溶解度，促进沉淀完全，提高测定的准确度(合理即可) (4) 8-羟基喹啉形成分子内氢键，而1-萘酚形成分子间氢键(合理即可) (5) 冷却至室温后，将溶液转移至100mL容量瓶(合理即可) 79.04% 8．【答案】(1)14 (2)防止拆解过程中因短路发生安全事故 (3)Li2CO3 (4)89.0或89 (5) 1.0或1 (6)盐酸 9．【答案】(1)d (2)将金属转化为金属氧化物，有利于酸浸 (3) 溶液pH过小时，H+浓度较大，F-会减少，镁离子沉淀不完全 (4) HCl HCl和HA (5) (6)66.6 10．【答案】(1) (2) NiO、CuO、 (3)pH太低时，生成的氢氧化铝溶解，导致沉铝不完全 (4)B 能与反应，增大浓度，不会引入新杂质 (5) 加入增大浓度，使萃取平衡逆向移动，进入水相 (6)HA 11．【答案】(1)过滤 d (2) (3)4.7 (4)向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复操作2到3次 (5)会引入杂质 (6)b 12．【答案】(1)增大反应速率 (2) (3) (4)BC (5) (6) (7) 13．【答案】(1) (2) (3)，会产生有毒气体，污染环境 (4)7.1 (5) 只加入碳酸氢铵沉钴过程会生成大量气体 (6)小于 (7)面心 14．【答案】(1) (2)将还原为，防止被萃取，提高钪的纯度 (3) 1 2 (4) 5.3 (5) 棱心和体心 15．【答案】(1)3d34s2 (2)制光导纤维(玻璃等) X射线衍射法 (3) AB (4)消耗H+，使萃取反应的平衡逆向移动，使钒进入水层，同时提供NH，使V转化为沉淀 (5)3.2 (6)NH3 / 学科网（北京）股份有限公司 $