05-发展素养（三）科学探究—以金属及其化合物为主体的化学工艺流程分析-（配套课件）【高考快车道】2027年高考化学大一轮总复习

该高中化学高考复习课件聚焦“金属及其化合物的化学工艺流程分析”核心考点，依据高考评价体系梳理“微流程”和“全流程”两大考查维度，通过2025年湖南卷、安徽卷等真题分析，明确沉淀转化、离子反应、条件控制等高频考点分布，归纳选择、填空等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“方法模型+真题实战”的复习策略，如“六看法”突破微流程、“三审”思维模型解析全流程，以2025年安徽卷Sr提取为例，深入剖析沉淀转化离子方程式及溶度积计算，培养科学思维和科学探究素养。特设易错点警示（如调节pH试剂选择）和答题模板，助力学生掌握流程分析技巧，教师可据此精准指导，提升复习效率。

发展素养(三) 科学探究—以金属及其化合物 为主体的化学工艺流程分析 1 01 探究点1 以金属及其化合物为主体的 “微流程” 02 探究点2 以金属及其化合物为主体的 化学工艺流程分析 03 课时跟踪训练 2 探究点1 以金属及其化合物为主体的“微流程” “六看法”突破金属及其化合物的制备“微流程” 3 例1 [2025·湖南卷] 工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现 资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下： 已知：①富集液中两种金属离子浓度相当。 ②常温下，金属化合物的 金属化合物 4 下列说法错误的是( ) A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率 B.试剂可以是 溶液 C.“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换 D.“沉锰”时，发生反应的离子方程式为 √ 5 [解析] 富集液中含有两种金属离子、 ，二者浓度相当，加 入试剂沉镉，由金属化合物的 可知，、的接近， 不易分离，则试剂选择含 的试剂，得到滤饼，加入 溶 液沉锰，发生反应： ，据此 解答。 粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积，有利于提高金属元素 的浸出率，A正确； 6 由分析可知，试剂可以是 溶液，B正确； 若先加入 溶液进行 “沉锰”，由题中信息以及 数据可知，金属离子、浓度相当， 、的接近，则 也会沉淀，后续流程中无法分离和 ，所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换，C正确； “沉锰”时，发生反应的离子方程式是 ，D错误。 变式题 [2025·黑吉辽内蒙古卷] 某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿 (含、和少量 )中 提取金属元素，流程如图。 A.硫酸用作催化剂和浸取剂 B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C.“浸出”时，3种金属元素均被还原 D.“沉钴”后上层清液中 √ 已知“沉钴”温度下 ，下列说法错误的是( ) 8 [解析] 矿石(含、、 ) 经过硫酸和稻草浸出过滤得 到滤液，滤液中含有、、 ，加入沉铁得到 ，过滤，滤液再加入沉钴得到 ，过滤最后得到硫酸 锰溶液。 根据分析可知，加入硫酸和稻草浸出，硫酸作催化剂和浸取剂， A正确； 生物质(稻草)是可再生的，且 来源广泛，B正确； 9 根据图示可知，“浸出”时， 元素的化合价没有变化，元素没有 被还原，C错误； “沉钴”后的上层清液中存在 的沉淀溶解平衡，满足 ，D正确。 10 探究点2 以金属及其化合物为主体的化学工艺流程分析 1.化学工艺流程思维模型——“三审” (1)审题干——明确原料成分和目的要求 11 (2)审流程——明确各步转化原理和目的 ①试剂线：为达到最终目的加入的物质，起到酸、碱中和或氧化、 还原作用等； ②转化线：元素守恒——焙烧、溶浸、沉淀、煅烧、电解、结晶等； ③除杂线：复分解沉淀、置换沉淀、氧化还原沉淀、加热产生气体等； ④分离线：蒸发、结晶、过滤(趁热过滤)、洗涤、干燥等。 12 (3)审问题——明确答什么 ①不要答非所问：要看清题目要求，按要求答题，防止答非所问。 ②规范答题：回答问题要准确全面，注意语言表达的规范性，特别 是化学用语的书写与表示要准确、规范。 13 2.化学工艺流程中原料预处理的5种常用方法 方法 目的 研磨 增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通 过过滤除去 灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的 灼烧就是为了除去可燃性杂质 煅烧 改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、 分解,如煅烧高岭土 14 3.化学工艺流程中控制反应条件的6种方法 方法 目的 调节溶液的 常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 控制温度 根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡 向需要的方向移动 控制压强 改变速率,影响平衡 使用合适的催化剂 改变反应速率,控制达到平衡需要的时间 趁热过滤 防止某物质在降温时析出 冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤 过程中的溶解损耗 15 ［注意］调节 所需的物质一般应满足两点: ①能与反应,使溶液 变大; ②不引入新杂质。例如,若要除去中混有的,可加入 、 或等物质调节溶液的,不可加入 溶液、 氨水等。 16 例2 [2025·安徽卷节选] 某含锶废渣主要含有、 、 、和 等，一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。 已知时，, 17 [解析] 含锶废渣主要含有 、、、和 等，加入稀盐酸酸浸，碳酸盐溶解进入滤液，浸出渣1中含有、 ，加入 溶液，发生沉淀转化， ，得到 溶液，经过 系列操作得到 晶体。 18 回答下列问题： (1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基态原子价电子排布式 为____。 [解析] 锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族，基态原子价电子排布式 为 。 19 (2)“浸出液”中主要的金属离子有 、____________(填离子符号)。 、 [解析] 由分析可知，碳酸盐均能溶于盐酸，“浸出液”中主要的金属 离子有、、 。 20 (3)“盐浸”中 转化反应的离子方程式为_____________________ ____________________；时，向 粉末中加入 溶液，充分反应后，理论上溶液中 ________ (忽略溶液体积的变化)。 21 [解析] 由分析可知，“盐浸”中发生沉淀的转化，离子方程式为 ；该反应的平衡常数 ， 平衡常数很大，近似认为 完全转化，溶液中剩余 ， ，则 ， 22 列三段式： ， 理论上溶液中 。 (4)“浸出渣2”中主要含有 、_____________(填化学式)。 、 [解析] “盐浸”时发生沉淀的转化，生成了， 不参与反应， 故“浸出渣2”中主要含有、、 。 24 (5)由制备无水 的最优方法是__(填标号)。 .加热脱水 .在 气流中加热 .常温加压 .加热加压 [解析] 为强碱，则也是强碱，不水解，排除 ， 由平衡移动原理可知，由制备无水 ，加压不利于脱 水，排除、，故选 。 25 变式题 [2025·陕青宁晋卷节选] 一种综合回收电解锰工业废盐(主要 成分为、、 的硫酸盐)的工艺流程如下。 已知：①常温下， ， ；② 结构式为 。 26 [解析] 废盐溶液加入氨水，通入氧气进行“沉锰Ⅰ”得到 ，溶 液再加入，进行“沉锰Ⅱ”得到 ，产生气体，溶液 再加入 和调节进行“沉镁Ⅰ”，得到、 ，煅烧得到，溶液再加入进行“沉镁Ⅱ”，得到 沉淀，溶液加入调节结晶得到(硫酸铵)，最后 、 和经 “焙烧”，再经过多步处理得到 。 27 回答下列问题： (1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有______、 ____________。(写出两种) 搅拌 适当升温等 [解析] 加快废盐的溶解可以采取搅拌、适当升温、粉碎等措施。 28 (2)“沉锰Ⅰ”中，写出形成的被氧化成 的化学方程式: _________________________________。当 将要开始沉淀时，溶液中剩余 浓度 为________ 。 29 [解析] 被氧化得到 ，化学方程式为 ；根据 ， 。 30 (3)“沉锰Ⅱ”中，过量的 经加热水解去除，最终产物是 和____(填化学式)。 31 [解析] “沉锰Ⅱ”中，过量的 经加热水解去除， 中存在过氧键，在加热和水存在下发生水解，生成 和 ， 分解 ，总反应为 ，最终产物是 和 。 32 课时跟踪训练 33 探究点一 以金属及其化合物为主体的“微流程” 1.[2025·甘肃卷] 处理某酸浸液(主要含、、、 )的部 分流程如下： 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 34 下列说法正确的是( ) A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式： B.“碱浸”过程中 固体加入量越多， 沉淀越完全 C.“氧化”过程中铁元素化合价降低 D.“沉锂”过程利用了 的溶解度比 小的性质 √ 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 35 [解析] 酸浸液主要含、 、、加入铁粉“沉铜”， 置换出单质，滤液加入碱浸，过滤得到沉淀，滤液 加入 ，把氧化为沉淀，再经过多步操作，最后加 入 ，得到 沉淀。“沉铜” 过程中铁置换出铜单质，发生 反应的离子方程式为，A错误； 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 36 是两性氢氧化物，过量，则会溶解，B错误； “氧化” 过程中将 氧化为，铁元素化合价升高，C错误； 加入得到 沉淀，利用了的溶解度比 小 的性质，D正确。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 37 2.[2025·辽宁大连模拟] 氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤 病的治疗。纯化工业级氧化锌［含有、、 等杂质］ 的流程如图所示。 已知：在本实验条件下， 不 能被氧化；高锰酸钾的还原产物是 。下列说法错误的是( ) A.“酸浸”步骤不能用盐酸代替稀硫酸 B.“氧化”步骤若过低，无法除去和 杂质 C.“沉镍”步骤的主要反应类型为置换反应 D.“沉锌”步骤滤液的成分只有和 √ 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 38 [解析] 纯化工业级氧化锌［含有、、 等杂质］ 加入稀硫酸酸浸，过滤除去不溶的杂质，浸出液中含有、 、 和，向浸出液中加入适量高锰酸钾并调节溶液的 ， 在本实验条件下，不能被氧化，高锰酸钾的还原产物是 ， 溶液中转化为，则、 被氧化而被除去，过滤， 向滤液中加入沉镍，和发生氧化还原反应生成 ，过滤后 的滤液中含有 ，向滤液中加入 碳酸钠沉锌得到碳酸锌沉淀，煅 烧碳酸锌生成。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 39 “酸浸”步骤若用盐酸，后续氧化时加入的高锰酸钾会氧化生成有毒 气体 ，同时增大 的用量而造成浪费，故不能用盐酸代替稀硫 酸，A正确； “氧化”步骤若过低， 的氧化性增强，还原产物为 ，引入 了新的杂质，且溶液酸性较强， 无法完全转化为沉淀，导 致无法除去 和杂质，B正确； 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 “沉镍”步骤中 和发生氧化还原反应生成和 ，该反应类型为 置换反应，C正确； “氧化”“沉镍”步骤的滤液中均含有 ，则“沉锌”步骤滤液中一定含 有 ，D错误。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 已知：难沉淀，可吸附 共沉淀。下列叙述正确的是( ) 3.[2025·辽宁县域重点高中二模] 工业上，采用“凝聚沉淀法”从含汞 酸性废水中提取汞。 简易流程如图所示： A.上述转化中只发生1个氧化还原反应 B.加入消石灰是为了提高 的利用率 C.用硝酸和溶液可确认固体中是否存在 价铁元素 D.用过量的浓氨水吸收“冷凝”中气体可制备 √ 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 42 [解析] 含汞废水中加消石灰调 后，加入硫化钠、硫酸亚铁沉 汞，生成 、，、在空气中灼烧生成、和 ， 汞变成汞蒸气，经冷凝得到单质汞。、在空气中灼烧生成 、和 ，发生了2个氧化还原反应，A错误； 消石灰是 ，可以中和废水中的酸，减少损失，能提高 的利用率，B正确； 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 43 硝酸能氧化价铁元素，则用硝酸和 溶液不能确认固 体中是否存在价铁元素，C错误； “冷凝”中气体主要成分是 ，用过浓量氨水吸收生成 ，则用过量的浓氨水吸收“冷凝”中气体可制备 ， D错误。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 44 4.[2025·湖南岳阳一模] 实验室模拟利用含钴废料(主要成分为 ， 还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示： 已知：、 难溶于水。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 45 下列有关描述错误的是( ) A.“碱浸”发生的反应为 B.“操作①”用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 C.“酸溶”反应中可以换成 D.“沉钴”时若 浓度太大，可能导致产品不纯 √ 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 46 [解析] 含钴废料(主要成分为 ，还含有少量的铝箔等杂质)经第 一步碱浸操作，废料中的铝箔溶解为除去，过滤后得到 的钴渣主要含有 ，加入硫酸、过氧化氢酸溶，元素转化为 ，在酸溶步骤中 元素被还原， 被氧化作还原剂；经过操 作①得到滤液②，则操作①为过滤操作，所得滤液②中主要含， 最后加入碳酸钠沉钴获得 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 47 碱浸操作，废料中的铝箔溶解为 除去，发生的反应为 ，A正确； 操作①为过滤操作，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒， B正确； 被氧化，作还原剂，不能选用，C错误； “沉钴” 时若 浓度太大，溶液碱性较强会产生 杂质， 导致产品不纯，D正确。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 5.一种以废旧电池正极材料(主要成分为，其中 为 价，还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂)为原料制备 的流 程如图所示： 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 49 下列说法错误的是( ) A.“灼烧”后的固体产物中，和 均为 价 B.“酸浸”中 为氧化剂 C.“沉锰”过程中，溶液先变为紫红色，原因为 D.合成过程中， 有和 放出 √ 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 50 [解析] 废旧电池正极材料主要成分 为，为 价，还 含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂，灼烧 除去炭黑、有机物；灼烧后的固体加 溶液“碱浸”除去铝；滤渣 加双氧水、稀硫酸“酸浸”，双氧水把价还原为 价，加氨水和 草酸铵生成草酸钴晶体“沉钴”，加把氧化为 沉淀 除去锰元素；滤液中加碳酸钠、生成 沉淀除镍，滤液中加碳酸钠生成碳酸锂沉淀，碳酸锂和 合成 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 51 “灼烧”后的固体产物中，金属铝生成 氧化铝，故和 均为 价，A正确； 滤渣加双氧水、稀硫酸“酸浸”， 双氧水把价 还原为 价，B错误； 溶液变为紫红色是因为锰元素被氧化为 ，反应的离子方程式为 ，C正确；合成过程中发生的反应为 ，有和 放出，D正确。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 探究点二 以金属及其化合物为主体的化学工艺流程分析 6.电解精炼铜过程产生的阳极泥中含 有、 等物质，具备很高的回 收价值。一种从铜阳极泥中回收、 、 的流程如图所示： 回答下列问题： (1)“氧化浸出”时， 发生反应的化学方程式为___________________ _______________________，为增大氧气在硫酸溶液中的溶解度，可 采取的措施为______。 加压 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 53 [解析] 氧化浸出时，铜单质被氧化为硫酸铜，硒元素转化为 ， 银元素转化为微溶的硫酸银，部分硫酸银在浸液1中，部分在浸渣1中， 浸液1中加入氯化钠，硫酸银转化为难溶的氯化银，和浸渣1合并，通 氨络合形成，用水合肼还原得到银；浸液2通， 中的 元素被还原为 ，过滤 得到硒单质，滤液萃取再反萃取，最 后电解得到铜单质。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 54 [解析] “氧化浸出”时， 在酸性溶液中被氧气氧化生成硫酸铜，发 生反应的化学方程式为 ；气 体溶解度随压强增大而增大，为增大氧气在硫酸溶液中的溶解度， 可采取的措施为加压。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 55 (2)“再处理”工序的目的为_____________________________________ _____。 将浸液1中的转化为，提高银的 收率 [解析] “再处理”工序的目的为将浸液1中的转化为 ，提高银 的收率。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 56 (3)“络合溶解”时，浸渣1发生反应的离子方程式为 ___________________________________________，该反应的平衡常数 __________。已知： ； 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 57 [解析] 浸渣1是硫酸银，通氨络合形成 ，发生反应的离 子方程式为 ，该反应的平衡 常数 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 58 (4)“还原”工序中生成的气体可以循环到“__________”工序中再利用。 络合溶解 [解析] “还原”工序中水合肼还原得到银， 被释放出 来，可以循环利用到“络合溶解”工序中再利用。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 59 (5)“浸液2”中元素以的形式存在。“沉硒”时，理论上 与 的物质的量之比为_____。 [解析] 与发生反应生成 和硫酸，根据得失电子守恒， 与的物质的量之比为 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 60 (6)“萃取”时， 与萃取剂发生的反应 可表示为 表示肟类有机物 ，则“反萃取”时应加入 的试剂为___(填选项字母)。 A. B.蒸馏水 C. [解析] 根据萃取的方程式，反萃取时平衡逆向移动，则可以加入硫 酸，增大 浓度，C正确。 √ 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 61 (7)“电解”工序中，金属 在____极上沉积。 阴 [解析] “电解”工序中， 在阴极得到电子生成铜： 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 62 7.[2025·辽宁名校联盟联考] 有效利用金属资源有利于资源的可持 续发展。以闪锌矿为原料制备金属锌和 的一种工艺 流程如图所示。 已知：该闪锌矿主要成分为 ，含少量、、、 等杂质。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 63 [解析] 工业上用闪锌矿为原料，通 入空气进行焙烧，金属硫化物发生 等反应， 得到 等氧化物，向焙烧后的固体中加入稀硫酸酸浸，得到含硫酸 锌、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镉、硫酸镍的溶液，“滤渣1”为 ； 通入，氧化亚铁离子生成，加入试剂调，除去 ，再 加入锌粉发生置换反应除去镉和镍，滤液为 溶液，经过一系列 操作得到 ，或电解得到金属锌。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 64 (1)“滤渣1”的主要成分为_____(填化学式)。 [解析] 由分析可知，“滤渣1”的主要成分为 。 (2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_________________________ ____________。 [解析] “氧化”的目的是氧化亚铁离子生成 ，离子方程式为 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 65 (3)“除杂”时试剂 可以选用__________________________，其作用为 ________________________________________________。 或或等 调节，使水解转化为沉淀，过滤除掉 [解析] 加入试剂的目的是除去 ，则不引入新杂质的情况下可以 加入或或等调节，使 水解，转化为 沉淀，过滤除掉。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 66 (4)“还原除杂”主要目的是除镍镉，其中除 的离子方程式为 ______________________。 [解析] “还原除杂”为加入锌发生置换反应除去镉和镍，除 的离 子方程式为 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 67 (5)锌在潮湿空气中可生成 ，其反应的化学方程式 为__________________________________________。 [解析] 锌在潮湿空气中可生成 ，其反应的化学方 程式为 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 68 (6)“电解”时，假设电量损耗为，则电解得到 时共消耗的 电量为_________C不考虑其他副反应， 。 482 500 [解析] 电解得到即，转移电子为 ，电量损耗为 ，则共消耗电量 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 69 (7)取 加热至不同温度，剩余固体的质量变化如 图所示。推断固体A的化学式为____________。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 70 [解析] ，其中结晶水的质 量为 ，加热至 时，失去的 质量为 ，失去的是水的质量，则 减少 的物质的量 ，即 失水， A的化学式为 。 课时跟踪训练 1 2 3 4 5 6 7 71 $