专题11 工艺流程综合题（7年汇编）（山东专用）2020-2026年高考化学真题分类汇编

**基本信息** 聚焦山东高考7年工艺流程真题及模拟题，以矿产资源分离提纯与综合利用为载体，强化物质转化、条件控制等核心素养考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |工艺流程综合题|13道（含7道高考真题）|涵盖物质转化分析（如铜阳极泥提金）、Ksp计算（如沉钴中离子浓度计算）、循环物质判断（如滤液X循环利用）等|真实工业情境（铁锰氧化矿分离等），多元素协同回收，定量计算与实验探究融合，渗透资源循环与环保理念|

专题11 工艺流程综合题 7年真题1年模拟 题型分类 山东考情 命题规律 工艺流程综合题 2026山东（1题）、2025山东（1题）、2024山东（1题）、2023山东（1题）、2022山东（1题）、2021山东（1题）、2020山东（1题） · 情境设置：以矿产资源（铜阳极泥、铁锰氧化矿、铅精矿、盐湖卤水、氟磷灰石、铬铁矿、软锰矿）的分离提纯与综合利用为载体，聚焦真实工业生产流程。 · 考查重点：物质转化分析、条件控制原理、分离提纯操作、化学方程式书写、Ksp计算、循环物质判断及绿色化学评价。 · 命题趋势：从单一金属提取向多元素协同回收拓展；强化对反应机理深度分析；注重定量计算与实验探究融合；渗透"双碳"背景下的资源循环利用与环保理念。 1.（2026·山东·高考真题）一种从铜阳极泥（主要含、、）中分离提取贵金属、的工艺流程如下： 已知：“球磨提金”时，生成的高活性直接和反应生成。 ；　。 回答下列问题： （1）“酸浸”时，与稀反应生成二元弱酸的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）“球磨提金”时，生成的反应中作氧化剂的是　　　　　　　　　　（填化学式）。 （3）“酸溶”时，转化为；“反萃取”时加入溶液后，水相中以形式存在，的两个作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。“酸化析金”时，发生自身氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）“溶银”中，忽略溶液体积变化，若使完全溶于氨水，则反应后溶液中 　　　　　　　。 （5）“还原提银”所得滤液X经处理后的产品可导入“球磨提金”加以利用，则处理滤液X时加入的物质是　　　　　　　　　　　（填化学式）。 2.（2025·山东·高考真题）（多选）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主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）“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有和NH3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）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”)。 （3）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)。 （4）“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　　　　　　　。 （5）“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。 3.（2024·山东·高考真题）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”)。 4.（2023·山东·高考真题）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　　　　　。 5.（2022·山东·高考真题）（多选）工业上以氟磷灰石[，含等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸，离子方程式为　　　　　　　。 （2）部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比加入脱氟，充分反应后，　　　　　　　；再分批加入一定量的，首先转化为沉淀的离子是　　　　　　　。 （3）浓度(以计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、浓度(以计)的关系如图甲所示。酸解后，在所得、为45的混合体系中，石膏存在形式为　　　　　　　(填化学式)；洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是　　　　　　　，回收利用洗涤液X的操作单元是　　　　　　　；一定温度下，石膏存在形式与溶液中和的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是　　　　　　　(填标号)。 A.、、        B.、、 C.、、        D.、、 6.（2021·山东·高考真题）工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题： (1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是　　　。 (2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol•L-1时，可认为已除尽。 中和时pH的理论范围为　　　；酸化的目的是　　　；Fe元素在　　　(填操作单元的名称)过程中除去。 (3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致　　　；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有　　　　。 (4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在　　　(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为　　　。 7.（2020·山东·高考真题）（多选）用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下： 已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Ksp 回答下列问题 (1)软锰矿预先粉碎的目的是　　　　　　　　　　　　，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为　　　　　　　　。 (2)保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是　　　　　　　　。 (3)滤液I可循环使用，应当将其导入到　　　　　　　　操作中(填操作单元的名称)。 (4)净化时需先加入的试剂X为　　　　　　　　(填化学式)。再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为　　　　　　　(当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全)。 (5)碳化过程中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 1.（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)。 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）“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。 3.（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）“滤渣2”为　　　　　　　　　　　(填化学式)，浓氨水能溶解“滤渣2”的原因是　　　　　　　　　　　。 （3）“试剂X”可选用　　　　　　　　　　　(填标号)。 A． Na                           B． HCOONa                           C． KClO3 （4）“调pH”至酸性的主要目的是　　　　　　　　　　　。 （5）“反应3”中，主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （6）流程中先后两次反应生成I2的物质的量之比为　　　　　　　　　　　(不考虑碘元素损失)。 4.（2026·山东济宁·一模）海洋锰结核(主要成分为MnO2及铜、钴、铁等金属的氧化物)是一种富含多种金属元素的矿物资源，从中制备脱硫剂MnxOy，并回收金属的工艺流程如下： 已知：氨浸时，铜、钴以氨络合离子形式进入溶液中，锰以碳酸锰形式进入浸出渣1中。 （1）“还原焙烧”时，加快反应速率的措施　　　　　　　　　　　(任写一种)，此过程中MnO2生成MnO的化学方程式　　　　　　　　　　　。 （2）“氨浸”过程中氨水的作用为　　　　　　　　　　　。 （3）“浸锰”过程产生的混合气体成分为　　　　　　　　　　　(写化学式)，浸出渣2的成分为　　　　　　　　　　　(写化学式)。 （4）“沉锰”中可能发生反应，25℃时，该反应的平衡常数的对数值lgK=　　　　　　　　　　　(填数值)。 已知：，。 （5）萃取剂为，“萃取Cu”后铜元素的存在形式为，写出“萃取Cu”时的离子方程式(可简写为HR，产物可相应简化书写)　　　　　　　　　　　。 5.（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　　　　　　　　。 6.（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= 7.（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”）。 8.（2026·山东威海·二模）（多选）某兴趣小组以钛铁矿（主要成分，少量、）为原料，模拟硫酸法制备，同时得到副产品。“酸浸”过程装置如下图所示（部分夹持装置略）。已知：溶于酸后元素以存在；可水解；在酸性溶液中呈紫色。 实验过程如下： ①酸浸：取10.0 g钛铁矿粉与30 mL85%浓硫酸混合，置于仪器a中，水浴加热。初始时反应剧烈放热，a内出现酸雾，浆状物逐渐变为黑灰色固体，倒置漏斗内液面上升。待反应结束，排出酸雾。 ②还原：将酸浸后的混合物冷却后倒入盛有蒸馏水的烧杯中，搅拌、过滤。边搅拌边向滤液中分批加入还原铁粉，溶液由黄绿色逐渐变为浅绿色，铁粉表面有气泡产生。反应结束，静置、过滤，得到澄清滤液，进一步降温结晶，分离和。 ③水解：取含的溶液，加热，同时逐滴加入的蒸馏水，迅速生成絮状沉淀。 ④煅烧：洗涤沉淀，加热煅烧。待冷却至室温，收集到固体粉末。 回答下列问题： （1）仪器a的名称为　　　　　。加热煅烧过程中，下列仪器必须用到的是　　　　　（填标号）。 A．蒸发皿       B．坩埚       C．泥三角       D．烧杯 （2）“酸浸”结束后，排出酸雾的具体操作过程为　　　　　　　　　　。 （3）“还原”时，若加入的铁粉过量会得到紫色溶液，可能的原因是　　　　　　　　　　（用离子方程式表示）。 （4）“水解”时，采用加热同时加入蒸馏水的方式，试结合离子方程式，从平衡移动角度解释原因　　　　　　　　　　。 （5）“煅烧”前洗涤沉淀，目的是去除沉淀表面残留的　　　　　　　　　　（填离子符号）。已知钛铁矿粉中质量分数为60%，则的产率为　　　　　（保留两位有效数字）。 9.（2026·山东威海·二模）（多选）将赤泥（含 、、、、 、等）与红土镍矿废料（含 、、、等）混合协同提取有价金属，是近年来备受关注的一种资源化利用新思路。一种以二者为原料，提取合金、的工艺流程如下： 已知：，溶液中离子浓度时，可认为沉淀完全。回答下列问题： （1）工业上一般控制“焙烧”过程产生的烟气中体积比，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 （2）“酸浸”得到的滤渣的主要成分为　　　　　（填化学式）。 （3）萃取剂a和b在不同pH条件下对不同元素的萃取率如图所示。最好选用萃取剂　　　　　（填“a”或“b”），根据该萃取剂，应选择最适宜的pH为　　　　　（填标号）。 A．0.5       B．1.5       C．2.5 （4）常温下“反萃取”时，当加入后，混合液的pH为5时，　　　　　（填“能”或不能）、沉淀完全，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 （5）“沉钪”过程中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　；“空气中灼烧”时，每制取，理论上产生标准状况下　　　　　。 10.（2026·山东临沂·二模）一种从铂精矿(含有锌、铜、铁、铅、银、铂、钯、金等元素)中分离提取铂、钯、金的工艺流程如下。 已知：①；②   。 回答下列问题： （1）“除锌、铜”时，CuC2O4发生反应的离子方程式为　　　　　　；Fe元素在　　　　　　　　　　(填操作单元的名称)过程中除去。 （2）“氯化浸出”过程中，氯元素变化形态为(M为Au、Pt、Pd)。 ①“氯化浸出”过程中Au溶解的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ②其他条件一定时，测得浸出温度对Au、Pt、Pd浸出率影响如图所示。 温度达到85℃时，继续升高温度，Au、Pt、Pd浸出率下降的原因是　　　　　　　　　　　。 ③含银渣的主要成分为　　　　　　　　　　　(填化学式)；“氯化浸出”时，为防止形成[AgCl2]-，应控制Cl-浓度小于　　　　　　　　　　　mol/L(当某种离子的浓度小于10-5mol/L时，可忽略该离子的存在)。 （3）硫醚萃取金的原理为，则萃取后Pd在有机相中的存在形态为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （4）该工艺中可循环使用的物质除硫醚外，还有　　　　　　　　　　　(填化学式)。 11.（2026·山东菏泽·二模）废旧三元锂电池正极材料酸浸后的浸出液含有、、、及少量、、等杂质，利用萃取剂P204和P507的选择性差异分离回收锰、钴、镍的流程如下。 已知：萃取反应，org为有机相。 回答下列问题： （1）“滤渣”的成分除外还有　　　　　　　　　　。 （2）一定条件下萃取时间5 min，萃取剂P204的浓度与有关金属离子萃取率的变化关系如图所示，则萃取剂P204为　　　　　　　　　　(填“萃取剂1”或“萃取剂2”)，其最佳浓度为　　　　　　　　　　%。 （3）“沉锰”时，向滤液加入溶液氧化，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。 （4）“还原”时，还原得到等量的Ni，理论上消耗CO、的质量比为　　　　　　　　　　。 （5）“煅烧”时，在500℃、不同条件下获得的产物的X射线衍射谱图如图所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。实验证明，在空气中分解时发生了两步反应，第二步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。铁、钴、镍属于中等活泼的金属，根据流程可知的还原性　　　　　　　　　　(填“强于”、“弱于”)。 12.（2026·山东青岛·二模）从富铊灰尘（主要成分为PbO，ZnO，Fe2O3，Tl2O等）中分别获得Tl和TlOH的工艺流程如图。 已知：①萃取过程的反应原理为：H++CH3CONR2+[TlCl4]-[CH3CONR2H][ TlCl4]；②常温下，Ksp(Tl2S)=5×10-21。 回答下列问题： （1）“硫化沉铊”的目的是　　　　　　　　　　　。 （2）“滤渣Ⅲ”的主要成分为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）“浸取”过程中含铊物质发生反应的离子方程式为①　　　　　　　　　　　，②Tl3++4Cl-=[TlCl4]-。 （4）“水相”中除K+和Na+外，仍大量存在的金属阳离子为　　　　　　　　　　　(填离子符号)。 （5）“反萃取”时反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　，实验室进行该操作时用到的主要玻璃仪器有　　　　　　　　　　　。 （6）我国规定废水中铊的最大允许浓度为0.0051 mg/L。向获取TlOH晶体的母液中加入Na2S，当Tl+浓度达到排放标准时，S2-的浓度至少为　　　　　　　　　　　mol/L。 13.（2026·山东泰安·二模）纳米由于比表面积大，用于制备锂离子电池正极材料。以软锰矿(含有的氧化物)为原料制备和的工艺流程如下： 已知：25℃时，的，的。 （1）“浸出渣”的主要成分有　　　　　　　。 （2）“碱化过滤”时，当恰好完全沉淀时(当溶液中为完全沉淀)，溶液中　　　　　　　(填“>”“<”或“=”)。 （3）“氧化”过程中要严格控制通入空气的时间，理论上生成需要通入空气的体积(标况下)　　　　　　　。(空气中氧气体积分数按20%计) （4）“水热法”时，温度控制在160℃，反应的离子方程式为　　　　　　　，“一系列操作”为　　　　　　　，过滤，洗涤，干燥。 （5）该工艺中可循环利用的物质有　　　　　　　。 （6）写出制备的化学方程式　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 工艺流程综合题 1.【答案】（1）     （2）     （3）① 将+3价的还原为+1价、提供配体    ②      （4）     （5）      2.【答案】（1）①     ② Fe2O3、CaSO4     （2）减小     （3）H2SO4     （4）① 4×10-4    ②      （5）低温焙烧      3.【答案】（1）① 1:1    ② H2S     （2）热浸     （3）将过量的Fe3+还原为Fe2+     （4）① C    ②      （5）阳极      4.【答案】（1）①     ②      （2）① 、Mg(OH)2    ②     ③ CaO、Na2CO3     （3）① 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    ② 盐酸    ③ 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      5.【答案】（1）6HF+SiO2=2H+++2H2O     （2）①     ②      （3）① CaSO4•0.5H2O    ② 抑制CaSO4的溶解，提高产品石膏的产率    ③ 酸解    ④ AD      6.【答案】(1) 增大反应物接触面积，提高化学反应速率    (2)      使平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率     浸取    (3) 过度蒸发可导致重铬酸钠提前析出     H2SO4    (4) 阳     Na＋ 7.【答案】(1) 增大接触面积，充分反应，提高反应速率        (2) 过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2    (3) 蒸发     (4)H2O2     4.9    (5) 1.【答案】（1）①     ② pH太小会产生硫化氢有毒气体，污染空气     （2）和     （3）①     ②      （4）除去     （5）      2.【答案】（1）     （2）① 将氧化为，便于沉淀除去    ②      （3）① 5    ② 存在溶解平衡，浓缩时增大，平衡逆向移动，析出     （4）①     ② 浸银      3.【答案】（1）     （2）① AgCl    ② Ag+与NH3的结合比更强     （3）B     （4）使和在酸性条件下生成I2     （5）     （6）4：1      4.【答案】（1）① 将锰结核粉碎或搅拌或适当提高温度    ②      （2）提供配体，调 pH 或反应硫酸     （3）① 、    ② Fe(OH)3      （4） 2     （5）      5.【答案】（1）① CuS、S    ② 2.8≤pH<6.2     （2）740     （3）① 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    ② H2SO4    ③ 88.9%    ④ 多次萃取（或增加萃取剂体积、适当调节pH增大D等）     （4）      6.【答案】（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    ② 分液漏斗、烧杯     （2）① 将还原为，同时将中的+2价铁氧化为    ② 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） 7.【答案】（1）第5周期，VA族     （2）和     （3）     （4）     （5）4:3     （6）① 参与放电反应    ② 阴离子      8.【答案】（1）① 蒸馏烧瓶    ② BC     （2）熄灭酒精灯，待装置冷却后，打开止水夹，挤压气球，将装置内酸雾压入右侧氢氧化钠溶液中吸收     （3）     （4） 的水解反应为 。该水解反应是吸热反应，加热能促进水解平衡正向移动；加入蒸馏水稀释，减小了生成物 的浓度，也能促进水解平衡正向移动，从而提高钛的沉淀率。     （5）① 、    ②       9.【答案】（1）维持还原性气氛，防止已还原金属铁镍被氧化     （2）CaSO4、H2SiO3     （3）① a    ② A     （4）① 不能    ② ，Sc3+未沉淀完全     （5）①     ② 134.4      10.【答案】（1）①     ② 酸浸     （2）①     ② 温度升高，氯气挥发，溶液中浓度降低，导致浸出率下降    ③     ④      （3）     （4）（或，合理即可）      11.【答案】（1）、     （2）① 萃取剂1    ② 25     （3）     （4）     （5）①     ② 弱于      12.【答案】（1）富集Tl     （2）S     （3）4MnO+5Tl2O+42H+=4Mn2++10Tl3++21H2O     （4）Fe3+、Zn2+、Mn2+     （5）① [CH3CONR2H][ TlCl4]+CH3COO-=CH3CONR2+[TlCl4]-+CH3COOH    ② 分液漏斗、烧杯     （6）8×10-6      13.【答案】（1），     （2）<     （3）56 L     （4）①     ② 蒸发浓缩，冷却结晶     （5）、     （6） 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 工艺流程综合题 7年真题1年模拟 题型分类 山东考情 命题规律 工艺流程综合题 2026山东（1题）、2025山东（1题）、2024山东（1题）、2023山东（1题）、2022山东（1题）、2021山东（1题）、2020山东（1题） · 情境设置：以矿产资源（铜阳极泥、铁锰氧化矿、铅精矿、盐湖卤水、氟磷灰石、铬铁矿、软锰矿）的分离提纯与综合利用为载体，聚焦真实工业生产流程。 · 考查重点：物质转化分析、条件控制原理、分离提纯操作、化学方程式书写、Ksp计算、循环物质判断及绿色化学评价。 · 命题趋势：从单一金属提取向多元素协同回收拓展；强化对反应机理深度分析；注重定量计算与实验探究融合；渗透"双碳"背景下的资源循环利用与环保理念。 1.（2026·山东·高考真题）一种从铜阳极泥（主要含、、）中分离提取贵金属、的工艺流程如下： 已知：“球磨提金”时，生成的高活性直接和反应生成。 ；　。 回答下列问题： （1）“酸浸”时，与稀反应生成二元弱酸的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）“球磨提金”时，生成的反应中作氧化剂的是　　　　　　　　　　（填化学式）。 （3）“酸溶”时，转化为；“反萃取”时加入溶液后，水相中以形式存在，的两个作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。“酸化析金”时，发生自身氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）“溶银”中，忽略溶液体积变化，若使完全溶于氨水，则反应后溶液中 　　　　　　　。 （5）“还原提银”所得滤液X经处理后的产品可导入“球磨提金”加以利用，则处理滤液X时加入的物质是　　　　　　　　　　　（填化学式）。 【答案】（1）     （2）     （3）① 将+3价的还原为+1价、提供配体    ②      （4）     （5）      【分析】铜阳极泥原料主要含、、，先加入稀硝酸、稀硫酸进行酸浸，、被硝酸氧化溶解生成、、二元弱酸与，、、二元弱酸进入滤液，留在沉淀中；沉淀加入、球磨提金，氧化氯离子生成活性，将氧化为，经稀盐酸酸溶得到水溶液，有机萃取剂萃取金进入有机相，水相分离后有机相中加入反萃取，既作还原剂还原又提供配体形成，再经稀盐酸酸化，发生自身氧化还原析出单质；酸浸滤液中加入沉银得到沉淀，加氨水溶银生成可溶性络离子，再用水合肼还原提银析出单质，释放得到滤液； 【解析】（1）中为价被氧化为，为价被氧化为，被还原为，结合得失电子守恒和原子、电荷守恒配平方程式为； （2）“球磨提金”时，加入的在酸性条件下氧化生成，元素化合价降低，作氧化剂； （3）具有还原性，将中价还原为低价价；作为配体，与形成络离子进入水相实现反萃取，因此的作用为将+3价的还原为+1价，提供配体；中降价生成单质，元素部分转化为、部分为，结合得失电子守恒和原子、电荷守恒配平方程式为； （4）已知：；，总反应为，平衡常数。完全溶于氨水，平衡时，代入，得平衡游离，因此； （5）还原提银时水合肼与银氨络离子反应释放，滤液含铵盐，球磨提金工序需要，向滤液加入，将转化为，可循环至球磨提金步骤。 2.（2025·山东·高考真题）（多选）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主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）“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有和NH3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）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”)。 （3）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)。 （4）“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　　　　　　　。 （5）“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）①     ② Fe2O3、CaSO4     （2）减小     （3）H2SO4     （4）① 4×10-4    ②      （5）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）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；故答案为：；Fe2O3、CaSO4； （2）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； （3）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； （4）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：。故答案为：4×10-4；； （5）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。 3.（2024·山东·高考真题）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 1:1    ② H2S     （2）热浸     （3）将过量的Fe3+还原为Fe2+     （4）① C    ②      （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，阳极放电时，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。 4.（2023·山东·高考真题）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）①     ②      （2）① 、Mg(OH)2    ②     ③ CaO、Na2CO3     （3）① 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    ② 盐酸    ③ 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，卤水中加入盐酸脱硼后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，晶体中含有大量，煅烧后生成HCl气体，烧渣水浸后过滤，得到固体为MgO，滤液中含有、、、等，加生石灰后产生沉淀，滤渣Ⅰ的主要成分为Mg(OH)2、；微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又生成沉淀，滤渣Ⅱ为；精制Ⅱ所得滤液经操作X后，浓缩结晶、过滤得到氯化钠，即操作X是加入盐酸，进行中和，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、Mg(OH)2；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，若不回收HCl，整个溶液将呈强酸性，因此为达到除Mg2+离子所需的碱性pH首先需要额外多消耗CaO，同时多引入的Ca2+离子需要更多的纯碱除去，因此，还将增加生石灰（CaO）和纯碱（）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。 5.（2022·山东·高考真题）（多选）工业上以氟磷灰石[，含等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸，离子方程式为　　　　　　　。 （2）部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比加入脱氟，充分反应后，　　　　　　　；再分批加入一定量的，首先转化为沉淀的离子是　　　　　　　。 （3）浓度(以计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、浓度(以计)的关系如图甲所示。酸解后，在所得、为45的混合体系中，石膏存在形式为　　　　　　　(填化学式)；洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是　　　　　　　，回收利用洗涤液X的操作单元是　　　　　　　；一定温度下，石膏存在形式与溶液中和的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是　　　　　　　(填标号)。 A.、、        B.、、 C.、、        D.、、 【答案】（1）6HF+SiO2=2H+++2H2O     （2）①     ②      （3）① CaSO4•0.5H2O    ② 抑制CaSO4的溶解，提高产品石膏的产率    ③ 酸解    ④ AD      【分析】氟磷灰石用硫酸溶解后过滤，得到粗磷酸和滤渣，滤渣经洗涤后结晶转化为石膏；粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和，过滤，滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。 【解析】（1）氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6，该反应的离子方程式为6HF+SiO2=2H+++2H2O。 （2）精制1中，按物质的量之比n(Na2CO3):n()= 1:1加入Na2CO3脱氟，该反应的化学方程式为H2SiF6+ Na2CO3= Na2SiF6↓+CO2↑+ H2O，充分反应后得到沉淀Na2SiF6，溶液中有饱和的Na2SiF6，且c(Na+)=2c()，根据Na2SiF6的溶度积可知Ksp= c2(Na+)• c()=4c3()，c() =mol•L-1，因此c(Na+)=2c()=mol•L-1；同时，粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液，c(Ca2+)=c()=mol•L-1；分批加入一定量的BaCO3，当BaSiF6沉淀开始生成时，c(Ba2+)= mol•L-1，当BaSO4沉淀开始生成时，c(Ba2+)= mol•L-1，因此，首先转化为沉淀的离子是，然后才是。 （3）根据图中的坐标信息，酸解后，在所得100℃、P2O5%为45的混合体系中，石膏存在形式为CaSO4•0.5H2O；CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的，因此，洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水的原因是：减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率；洗涤液X中含有硫酸，其具有回收利用的价值，由于酸解时使用的也是硫酸，因此，回收利用洗涤液X的操作单元是：酸解。由图甲信息可知，温度越低，越有利于实现酸解所得石膏结晶的转化，由图乙信息可知，体系温度为65℃时，位于65℃线上方的晶体全部以CaSO4•0.5H2O形式存在，位于65℃线下方的晶体全部以CaSO4•2H2O。体系温度为80℃时，位于80℃线下方的晶体全部以CaSO4•2H2O形式存在，位于80℃线上方的晶体全部以CaSO4•0.5H2O形式存在，据此分析： A． P2O5%= l5、SO3%= 15，由图乙信息可知，该点坐标位于65℃线以下，晶体以CaSO4•2H2O形式存在，可以实现石膏晶体的转化，A符合题意； B． P2O5%= 10、SO3%= 20，由图乙信息可知，该点坐标位于80℃线的上方，晶体全部以CaSO4•0.5H2O形式存在，故不能实现晶体的转化， B不符合题意； C．P2O5%= 10、SO3%= 30，由图乙信息可知，该点坐标位于65℃线上方，晶体全部以CaSO4•0.5H2O形式存在，故不能实现晶体转化， C不符合题意； D． P2O5%=10、SO3%= 10，由图乙信息可知，该点坐标位于80℃线下方，晶体全部以CaSO4•2H2O形式存在，故能实现晶体的完全转化，D符合题意； 综上所述，能实现酸解所得石膏结晶转化的是AD。 6.（2021·山东·高考真题）工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题： (1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是　　　。 (2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol•L-1时，可认为已除尽。 中和时pH的理论范围为　　　；酸化的目的是　　　；Fe元素在　　　(填操作单元的名称)过程中除去。 (3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致　　　；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有　　　　。 (4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在　　　(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为　　　。 【答案】(1) 增大反应物接触面积，提高化学反应速率    (2)      使平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率     浸取    (3) 过度蒸发可导致重铬酸钠提前析出     H2SO4    (4) 阳     Na＋ 【分析】以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)过程中，向铬铁矿中加入纯碱和O2进行焙烧，FeCr2O4转化为Na2CrO4，Fe(II)被O2氧化成Fe2O3，Al、Si氧化物转化为NaAlO2、Na2SiO3，加入水进行“浸取”，Fe2O3不溶于水，过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使、转化为沉淀过滤除去，再向滤液中加入H2SO4，将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，将溶液蒸发结晶将Na2SO4除去，所得溶液冷却结晶得到Na2Cr2O7•2H2O晶体，母液中还含有大量H2SO4。据此解答。 【解析】(1)焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O2向上流动，增大固体与气体的接触面积，提高化学反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，提高化学反应速率。 (2)中和时调节溶液pH目的是将、转化为沉淀过滤除去，由图可知，当溶液pH≥4.5时，Al3+除尽，当溶液pH＞9.3时，H2SiO3会再溶解生成，因此中和时pH的理论范围为；将Al元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以和存在，溶液中存在平衡：，降低溶液pH，平衡正向移动，可提高Na2Cr2O7的产率；由上述分析可知，Fe元素在“浸取”操作中除去，故答案为：；使平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率；浸取。 (3)蒸发结晶时，过度蒸发可导致重铬酸钠提前析出。 (4)由4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成H＋和O2，阴极上H+得到电子生成H2，由可知，在氢离子浓度较大的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极室产生；电解过程中，阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所以为提高制备Na2Cr2O7的效率，Na＋通过离子交换膜移向阴极，故答案为：阳；Na＋。 7.（2020·山东·高考真题）（多选）用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下： 已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Ksp 回答下列问题 (1)软锰矿预先粉碎的目的是　　　　　　　　　　　　，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为　　　　　　　　。 (2)保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是　　　　　　　　。 (3)滤液I可循环使用，应当将其导入到　　　　　　　　操作中(填操作单元的名称)。 (4)净化时需先加入的试剂X为　　　　　　　　(填化学式)。再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为　　　　　　　(当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全)。 (5)碳化过程中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】(1) 增大接触面积，充分反应，提高反应速率        (2) 过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2    (3) 蒸发     (4)H2O2     4.9    (5) 【分析】软锰矿粉(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)加入硫化钡溶液进行反应，主要发生MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S，过滤得到Ba(OH)2溶液，经蒸发结晶、过滤、干燥得到氢氧化钡；滤渣用硫酸溶解，得到的滤液中主要金属阳离子有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+，得到的滤渣为不溶于稀硫酸的硫磺；之后向滤液中加入合适的氧化剂将Fe2+转化为Fe3+，然后加入氨水调节pH，使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，压滤得到的废渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，此时滤液中的金属阳离子只有Mn2+，向滤液中加入碳酸氢铵、氨水，Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀，过滤、洗涤、干燥得到高纯碳酸锰。 【解析】(1)软锰矿预先粉碎可以增大反应物的接触面积，使反应更充分，提高反应速率；MnO2与BaS反应转化为MnO，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，根据元素价态规律可知-2价的S元素应被氧化得到S单质，则MnO2与BaS的系数比应为1:1，根据后续流程可知产物还有Ba(OH)2，结合元素守恒可得化学方程式为：MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S； (2)根据题目信息可知MnO2为两性氧化物，所以当MnO2过量时，会消耗反应产生的Ba(OH)2，从而使Ba(OH)2的量达到最大值后会减小； (3)滤液I为结晶后剩余的Ba(OH)2饱和溶液，所以可以导入到蒸发操作中循环使用； (4)净化时更好的除去Fe元素需要将Fe2+氧化为Fe3+，为了不引入新的杂质，且不将Mn元素氧化，加入的试剂X可以是H2O2；根据表格数据可知，Fe(OH)3和Al(OH)3为同类型的沉淀，而Al(OH)3的Ksp稍大，所以当Al3+完全沉淀时，Fe3+也一定完全沉淀，当c(Al3+)=1.0×10-5mol/L时，c(OHˉ)==10-9.1mol/L，所以c(H+)=10-4.9mol/L，pH=4.9，即pH的理论最小值为4.9； (5)碳化过程Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀，促进碳酸氢根的电离，产生的氢离子和一水合氨反应生成铵根和水，所以离子方程式为Mn2++HCO+NH3·H2O=MnCO3↓+NH+H2O。 模拟题精选 1.（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）①     ② pH太小会产生硫化氢有毒气体，污染空气     （2）和     （3）①     ②      （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。 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）“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）① 将氧化为，便于沉淀除去    ②      （3）① 5    ② 存在溶解平衡，浓缩时增大，平衡逆向移动，析出     （4）①     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）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。 3.（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）“滤渣2”为　　　　　　　　　　　(填化学式)，浓氨水能溶解“滤渣2”的原因是　　　　　　　　　　　。 （3）“试剂X”可选用　　　　　　　　　　　(填标号)。 A． Na                           B． HCOONa                           C． KClO3 （4）“调pH”至酸性的主要目的是　　　　　　　　　　　。 （5）“反应3”中，主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （6）流程中先后两次反应生成I2的物质的量之比为　　　　　　　　　　　(不考虑碘元素损失)。 【答案】（1）     （2）① AgCl    ② Ag+与NH3的结合比更强     （3）B     （4）使和在酸性条件下生成I2     （5）     （6）4：1      【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，滤渣2为AgCl；浓氨水能溶解氯化银的原因是银离子与氨分子的结合能力强于氯离子； （3）由分析可知，加入合适的还原剂X的目的是将转化为银； A．钠具有强还原性，向溶液中加入钠，钠只能与溶液中的水反应，不能与溶液中的反应，则X不可能为钠，A不符合题意； B．甲酸钠含有醛基，具有还原性，甲酸钠能与溶液中的发生银镜反应生成银，则X可能为甲酸钠，B符合题意； C．氯酸钾具有氧化性，不能与溶液中的反应，则X不可能为氯酸钾，C不符合题意； 故选B； （4）由分析可知，加入盐酸调节溶液pH的目的是将溶液中的碘酸根离子和碘离子转化为碘，反应的离子方程式为：5I-++6H+=3I2+3H2O； （5）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：； （6）由题意可知，弱碱性条件下次碘酸根离子发生歧化反应的方程式为：3IO-=2I-+，设滤液2中含有的碘离子的物质的量为10 mol，则溶液中碘酸根离子的物质的量为5 mol，由方程式可知，第一次生成碘时，反应生成碘的物质的量为：10 mol×=6 mol，溶液中未反应的碘酸根离子的物质的量为：5 mol-10 mol×=3 mol；第二次生成碘时，反应生成碘的物质的量为：3 mol×=1.5 mol，则两次反应生成碘的物质的量之比为4：1。 4.（2026·山东济宁·一模）海洋锰结核(主要成分为MnO2及铜、钴、铁等金属的氧化物)是一种富含多种金属元素的矿物资源，从中制备脱硫剂MnxOy，并回收金属的工艺流程如下： 已知：氨浸时，铜、钴以氨络合离子形式进入溶液中，锰以碳酸锰形式进入浸出渣1中。 （1）“还原焙烧”时，加快反应速率的措施　　　　　　　　　　　(任写一种)，此过程中MnO2生成MnO的化学方程式　　　　　　　　　　　。 （2）“氨浸”过程中氨水的作用为　　　　　　　　　　　。 （3）“浸锰”过程产生的混合气体成分为　　　　　　　　　　　(写化学式)，浸出渣2的成分为　　　　　　　　　　　(写化学式)。 （4）“沉锰”中可能发生反应，25℃时，该反应的平衡常数的对数值lgK=　　　　　　　　　　　(填数值)。 已知：，。 （5）萃取剂为，“萃取Cu”后铜元素的存在形式为，写出“萃取Cu”时的离子方程式(可简写为HR，产物可相应简化书写)　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 将锰结核粉碎或搅拌或适当提高温度    ②      （2）提供配体，调 pH 或反应硫酸     （3）① 、    ② Fe(OH)3      （4） 2     （5）      【分析】该工艺流程以海洋锰结核为原料，首先通过还原焙烧（加入木炭）将其中的高价锰氧化物（如）还原为低价氧化物（如，同时释放）；接着进行酸浸（加入 ），使金属氧化物转化为可溶性硫酸盐进入溶液；随后氨浸（加入氨水、），利用氨水的配位作用使铜、钴形成氨络合离子进入溶液，锰则以碳酸锰沉淀进入浸出渣1，实现初步分离；浸出渣1经浸锰（加入）溶解碳酸锰，再经净化（除去杂质）、沉锰（加入）得到碳酸锰沉淀，最后煅烧碳酸锰制备脱硫剂；氨浸后的浸出液则通过萃取（萃取剂）、反萃取（反萃取剂）分离铜，反萃取后的溶液经电解沉积得到金属铜，萃余液进一步处理回收钴，实现多种金属的综合回收。 【解析】（1）加快反应速率的措施有将锰结核粉碎（增大接触面积）、搅拌（使反应物充分接触）、适当提高温度（升高温度，反应速率加快）。MnO2生成的化学方程式：与在高温下反应生成和，化学方程式为。 （2）氨水可提供配体，与铜、钴形成氨络合离子进入溶液；同时可调节溶液的，使锰以碳酸锰形式沉淀进入浸出渣1；还可与硫酸反应，消耗溶液中的。 （3）根据分析，浸锰时，与反应，与反应生成，受热分解或与碱性物质反应生成，所以混合气体成分为、。 酸浸后，铁的氧化物转化为，氨浸时与反应生成沉淀，所以浸出渣2的成分为。 （4）反应 的平衡常数。已知，。所以。 （5）萃取剂与反应，提供，转化为，同时生成和 ，离子方程式为 。 5.（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）① CuS、S    ② 2.8≤pH<6.2     （2）740     （3）① 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    ② H2SO4    ③ 88.9%    ④ 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。 6.（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）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    ② 分液漏斗、烧杯     （2）① 将还原为，同时将中的+2价铁氧化为    ② 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。 7.（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）① 参与放电反应    ② 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。 8.（2026·山东威海·二模）（多选）某兴趣小组以钛铁矿（主要成分，少量、）为原料，模拟硫酸法制备，同时得到副产品。“酸浸”过程装置如下图所示（部分夹持装置略）。已知：溶于酸后元素以存在；可水解；在酸性溶液中呈紫色。 实验过程如下： ①酸浸：取10.0 g钛铁矿粉与30 mL85%浓硫酸混合，置于仪器a中，水浴加热。初始时反应剧烈放热，a内出现酸雾，浆状物逐渐变为黑灰色固体，倒置漏斗内液面上升。待反应结束，排出酸雾。 ②还原：将酸浸后的混合物冷却后倒入盛有蒸馏水的烧杯中，搅拌、过滤。边搅拌边向滤液中分批加入还原铁粉，溶液由黄绿色逐渐变为浅绿色，铁粉表面有气泡产生。反应结束，静置、过滤，得到澄清滤液，进一步降温结晶，分离和。 ③水解：取含的溶液，加热，同时逐滴加入的蒸馏水，迅速生成絮状沉淀。 ④煅烧：洗涤沉淀，加热煅烧。待冷却至室温，收集到固体粉末。 回答下列问题： （1）仪器a的名称为　　　　　。加热煅烧过程中，下列仪器必须用到的是　　　　　（填标号）。 A．蒸发皿       B．坩埚       C．泥三角       D．烧杯 （2）“酸浸”结束后，排出酸雾的具体操作过程为　　　　　　　　　　。 （3）“还原”时，若加入的铁粉过量会得到紫色溶液，可能的原因是　　　　　　　　　　（用离子方程式表示）。 （4）“水解”时，采用加热同时加入蒸馏水的方式，试结合离子方程式，从平衡移动角度解释原因　　　　　　　　　　。 （5）“煅烧”前洗涤沉淀，目的是去除沉淀表面残留的　　　　　　　　　　（填离子符号）。已知钛铁矿粉中质量分数为60%，则的产率为　　　　　（保留两位有效数字）。 【答案】（1）① 蒸馏烧瓶    ② BC     （2）熄灭酒精灯，待装置冷却后，打开止水夹，挤压气球，将装置内酸雾压入右侧氢氧化钠溶液中吸收     （3）     （4） 的水解反应为 。该水解反应是吸热反应，加热能促进水解平衡正向移动；加入蒸馏水稀释，减小了生成物 的浓度，也能促进水解平衡正向移动，从而提高钛的沉淀率。     （5）① 、    ②       【分析】原料钛铁矿主要成分为，杂质含氧化铁和二氧化硅；以85%浓硫酸为浸取剂，全程分酸浸、还原、水解、煅烧四步，主产物，副产物。酸浸阶段：与热浓硫酸反应，Ti转化为进入溶液；溶于酸生成；二氧化硅不与浓硫酸反应，过滤除去。反应放热，产生硫酸酸雾（含、硫酸蒸气）。还原阶段：加入铁粉，一是将还原为，便于后续结晶得到；二是铁粉与过量酸反应生成气泡；铁粉过量时可进一步将还原为紫色。水解阶段：存在水解平衡，水解吸热，升温、稀释均可推动平衡正向移动，析出钛酸沉淀。煅烧阶段：洗涤除去沉淀吸附的可溶性离子后，高温煅烧，分解得到固体。 【解析】（1）仪器a为蒸馏烧瓶；煅烧固体时需要高温，用到坩埚和泥三角。 （2）装置上方有气球、止水夹，酸雾被收集在气球内，故操作为：熄灭酒精灯，待装置冷却后，打开止水夹，挤压气球，将装置内酸雾压入右侧氢氧化钠溶液中吸收。 （3）铁粉过量出现紫色，中Ti为+4价，铁过量将还原为，铁被氧化为，酸性环境配平：。 （4），水解吸热，升温平衡正向移动，促进沉淀生成；加入温水稀释，氢离子浓度降低，进一步促进平衡正向移动，利于生成沉淀。 （5）流程含、、、，沉淀表面吸附、；原料质量：，，，理论，实际，产率。 9.（2026·山东威海·二模）（多选）将赤泥（含 、、、、 、等）与红土镍矿废料（含 、、、等）混合协同提取有价金属，是近年来备受关注的一种资源化利用新思路。一种以二者为原料，提取合金、的工艺流程如下： 已知：，溶液中离子浓度时，可认为沉淀完全。回答下列问题： （1）工业上一般控制“焙烧”过程产生的烟气中体积比，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 （2）“酸浸”得到的滤渣的主要成分为　　　　　（填化学式）。 （3）萃取剂a和b在不同pH条件下对不同元素的萃取率如图所示。最好选用萃取剂　　　　　（填“a”或“b”），根据该萃取剂，应选择最适宜的pH为　　　　　（填标号）。 A．0.5       B．1.5       C．2.5 （4）常温下“反萃取”时，当加入后，混合液的pH为5时，　　　　　（填“能”或不能）、沉淀完全，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 （5）“沉钪”过程中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　；“空气中灼烧”时，每制取，理论上产生标准状况下　　　　　。 【答案】（1）维持还原性气氛，防止已还原金属铁镍被氧化     （2）CaSO4、H2SiO3     （3）① a    ② A     （4）① 不能    ② ，Sc3+未沉淀完全     （5）①     ② 134.4      【分析】赤泥与红土镍矿废料经过混合焙烧，焦炭将Fe和Ni从其氧化物中还原出来，经过磨矿磁选为Fe-Ni合金；而尾渣中主要为CaSiO3、CaAl2O4，并包裹Sc3+，加入硫酸酸浸，溶液中的主要金属离子为Al3+和Sc3+，滤渣为CaSO4和H2SiO3；利用萃取剂进行萃取，Al3+进入水相，而Sc3+进入有机相；利用NaOH进行反萃取，将Sc3+转化为Sc(OH)3；加入硫酸将Sc(OH)3转化为Sc3+，加入草酸溶液转化为，通过灼烧最终得到Sc2O3，由此解答。 【解析】（1）焙烧过程中主要是用焦炭将Fe和Ni从其氧化物中还原出来，CO的体积较多时，可以维持还原性气氛，使、的氧化物充分还原为合金，防止已还原金属铁镍被氧化； （2）由分析可知，滤渣为CaSO4和H2SiO3； （3）由分析可知，萃取过程中是Sc3+进入有机相，因此需要选择对Sc萃取率最大的萃取剂，因此选择萃取剂a；据图可知，萃取剂a在pH变化时对Sc萃取率基本不变，但是随着pH变大，对杂质Al3+的萃取率增大，因此选择的pH为0.5，选A； （4）当pH=5时，，根据Sc(OH)3的溶度积可以计算，Sc3+不能沉淀完全； （5）“沉钪”过程是草酸溶液将Sc3+转化为，因此发生反应的离子方程式为；空气中灼烧时发生的化学方程式为，因此每生成1 molSc2O3，产生6 molCO2，在标准状况下，CO2的体积为。 10.（2026·山东临沂·二模）一种从铂精矿(含有锌、铜、铁、铅、银、铂、钯、金等元素)中分离提取铂、钯、金的工艺流程如下。 已知：①；②   。 回答下列问题： （1）“除锌、铜”时，CuC2O4发生反应的离子方程式为　　　　　　；Fe元素在　　　　　　　　　　(填操作单元的名称)过程中除去。 （2）“氯化浸出”过程中，氯元素变化形态为(M为Au、Pt、Pd)。 ①“氯化浸出”过程中Au溶解的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ②其他条件一定时，测得浸出温度对Au、Pt、Pd浸出率影响如图所示。 温度达到85℃时，继续升高温度，Au、Pt、Pd浸出率下降的原因是　　　　　　　　　　　。 ③含银渣的主要成分为　　　　　　　　　　　(填化学式)；“氯化浸出”时，为防止形成[AgCl2]-，应控制Cl-浓度小于　　　　　　　　　　　mol/L(当某种离子的浓度小于10-5mol/L时，可忽略该离子的存在)。 （3）硫醚萃取金的原理为，则萃取后Pd在有机相中的存在形态为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （4）该工艺中可循环使用的物质除硫醚外，还有　　　　　　　　　　　(填化学式)。 【答案】（1）①     ② 酸浸     （2）①     ② 温度升高，氯气挥发，溶液中浓度降低，导致浸出率下降    ③     ④      （3）     （4）（或，合理即可）      【分析】氨水浸出目的：将锌、铜转化成可溶性氨络合物进入滤液，而铂、钯、金、银等贵金属不与氨水反应，留在固体中；酸浸（硫酸浸出）目的：将铁、铅等金属生成可溶性硫酸盐进入滤液，贵金属仍留在固体中；氯化浸出（、NaCl、）：作为氧化剂，在酸性条件下将 Pt、Pd、Au 氧化为高价态与NaCl提供形成稳定的氯络合物（如、、）进入溶液，银则生成AgCl沉淀，以含银渣形式被分离；沉铂（）目的：将Pt以难溶的氯铂酸铵（）形式沉淀析出，钯和金的氯络合物仍留在溶液中；萃取金、钯（硫醚萃取）目的：利用有机溶剂硫醚，将钯和金从水相萃取到有机相，与其他杂质分离；反萃取（氨水反萃）目的：用氨水与有机相中的钯配合物反应，生成并转移至水相，金则以沉淀形式分离。 【解析】（1）沉淀遇氨水，与形成可溶性络离子进入滤液被除去，离子方程式为：；铂精矿中的Fe在氨水中转化为氢氧化物沉淀，酸浸时Fe溶于硫酸，过滤后随酸浸滤液被除去； （2）①根据氯元素变化，作为氧化剂氧化Au，生成稳定的四氯合金酸根，Au溶解的离子方程式：； ②浸出率下降的原因：是气体，温度升高溶解度减小，氯气挥发，溶液中浓度降低，导致浸出率下降；  ③Ag与氯化体系反应生成AgCl沉淀，进入含银渣；对于平衡，平衡常数，要求，代入得； （3）类比金的萃取原理：，取代1个配位；Pd氯化浸出后水相中为，取代1个后得到，Pd在有机相的存在形态：； （4）工艺第一步“除锌铜”需要氨水，反萃取步骤也加入氨水，氨水可以循环使用；可循环使用的物质（除硫醚外）：或（合理即可）。 11.（2026·山东菏泽·二模）废旧三元锂电池正极材料酸浸后的浸出液含有、、、及少量、、等杂质，利用萃取剂P204和P507的选择性差异分离回收锰、钴、镍的流程如下。 已知：萃取反应，org为有机相。 回答下列问题： （1）“滤渣”的成分除外还有　　　　　　　　　　。 （2）一定条件下萃取时间5 min，萃取剂P204的浓度与有关金属离子萃取率的变化关系如图所示，则萃取剂P204为　　　　　　　　　　(填“萃取剂1”或“萃取剂2”)，其最佳浓度为　　　　　　　　　　%。 （3）“沉锰”时，向滤液加入溶液氧化，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。 （4）“还原”时，还原得到等量的Ni，理论上消耗CO、的质量比为　　　　　　　　　　。 （5）“煅烧”时，在500℃、不同条件下获得的产物的X射线衍射谱图如图所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。实验证明，在空气中分解时发生了两步反应，第二步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。铁、钴、镍属于中等活泼的金属，根据流程可知的还原性　　　　　　　　　　(填“强于”、“弱于”)。 【答案】（1）、     （2）① 萃取剂1    ② 25     （3）     （4）     （5）①     ② 弱于      【分析】含、、、及少量、、等杂质的酸浸液与反应后，被氧化为，加入调节pH，、、均转化为氢氧化物沉淀，进入滤渣，然后进行第一次萃取，由流程图可知进入有机相，、、进入水相，对有机相进行反萃取，回到水相，加入溶液使之与发生氧化还原反应，得到，对水相进行第二次萃取，由流程图可知进入有机相，、留在水相，对有机相再次进行反萃取，回到水相，在溶液作用下沉淀；向萃取2后的水相中加入后Ni2+转化为NiC2O4沉淀，再经过加热和还原转化为Ni，据此作答。 【解析】（1）由分析可知，滤渣的成分还有、； （2）由图可知P204对和的萃取能力强，故需在第一次萃取时使用，故P204是萃取剂1；当 P204 浓度为25%时，萃取率已接近峰值（＞85%），故最佳萃取浓度为25%； （3）“沉锰”时，向滤液加入溶液氧化，被氧化为，被还原为，离子方程式为； （4）用CO或还原得到等量的Ni，CO被氧化为，被氧化为，假设均消耗1 mol ，则根据化合价升降守恒，需消耗4 mol CO或4 mol ，二者消耗物质的量之比为1:1，质量之比为14:1； （5）由图可知，第二步反应时原有的CoO均转化为，故第二步反应方程式是；由流程可知可被氧化而不能，故的还原性弱于。 12.（2026·山东青岛·二模）从富铊灰尘（主要成分为PbO，ZnO，Fe2O3，Tl2O等）中分别获得Tl和TlOH的工艺流程如图。 已知：①萃取过程的反应原理为：H++CH3CONR2+[TlCl4]-[CH3CONR2H][ TlCl4]；②常温下，Ksp(Tl2S)=5×10-21。 回答下列问题： （1）“硫化沉铊”的目的是　　　　　　　　　　　。 （2）“滤渣Ⅲ”的主要成分为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）“浸取”过程中含铊物质发生反应的离子方程式为①　　　　　　　　　　　，②Tl3++4Cl-=[TlCl4]-。 （4）“水相”中除K+和Na+外，仍大量存在的金属阳离子为　　　　　　　　　　　(填离子符号)。 （5）“反萃取”时反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　，实验室进行该操作时用到的主要玻璃仪器有　　　　　　　　　　　。 （6）我国规定废水中铊的最大允许浓度为0.0051 mg/L。向获取TlOH晶体的母液中加入Na2S，当Tl+浓度达到排放标准时，S2-的浓度至少为　　　　　　　　　　　mol/L。 【答案】（1）富集Tl     （2）S     （3）4MnO+5Tl2O+42H+=4Mn2++10Tl3++21H2O     （4）Fe3+、Zn2+、Mn2+     （5）① [CH3CONR2H][ TlCl4]+CH3COO-=CH3CONR2+[TlCl4]-+CH3COOH    ② 分液漏斗、烧杯     （6）8×10-6      【分析】富铊灰尘（主要成分为PbO，ZnO，Fe2O3，Tl2O等），向富铊灰尘中加入KMnO4和H2SO4混合溶液、NaCl溶液“浸取”时，ZnO转化为ZnSO4，PbO转化为PbSO4，MnO转化为Mn2+，Fe2O3转化为Fe2(SO4)3，Tl2O先转化为Tl3+然后再转化为[TlCl4]-；向过滤所得滤液加入CH3CONR2的二乙苯溶液“萃取”，此过程为了除去不能被萃取的Fe3+、Zn2+、Mn2+，所以水相中会有Fe3+、Zn2+、Mn2+。然后“反萃取” 得到[TlCl4]-加入还原剂SO2“还原氯化沉淀”得到TlCl，TlCl用硫酸“酸浸”得到Tl2SO4溶液，最后加入Ba(OH)2“转化”得到TlOH溶液，TlOH溶液经处理得到TlOH晶体；另一条流程路线是富铊灰尘（主要成分为PbO，ZnO，Fe2O3，Tl2O等），向富铊灰尘中加入H2SO4溶液酸浸，ZnO转化为ZnSO4，PbO转化为PbSO4，Fe2O3转化为Fe2(SO4)3，Tl2O转化为Tl2SO4溶液，过滤后滤渣Ⅰ为PbSO4，向溶液中加入磷酸钠后主要生成磷酸铁、磷酸锌沉淀即滤渣Ⅱ，再加入硫化钠后与Tl2SO4生成Tl2S沉淀，经过“酸溶”发生氧化还原反应生成硫单质即滤渣Ⅲ，最后通过旋流电沉积得到Tl，据此回答问题。 【解析】（1）“硫化沉铊”是将溶液中的Tl元素都转成Tl2S沉淀达到富集Tl的目的； （2）由分析知滤渣Ⅲ为S沉淀； （3）由分析知浸取过程中含铊物质Tl2O先在酸性条件下被高锰酸钾氧化为Tl3+，再与Cl-生成[TlCl4]-，所以离子方程式为：4MnO+5Tl2O+42H+=4Mn2++10Tl3++21H2O； （4）由分析知水相中会有Fe3+、Zn2+、Mn2+； （5）反萃取过程是将[TlCl4]-从有机相中再复原回来到无机相，故发生的离子方程式为：[CH3CONR2H][ TlCl4]+CH3COO-=CH3CONR2+[TlCl4]-+CH3COOH；萃取和反萃取操作需要用到的玻璃仪器是分液漏斗和烧杯； （6）由题中信息算铊的最大允许浓度c(Tl+)=0.0051 mg/L÷1000÷204 g/mol=2.5×10-8 mol/L，Ksp(Tl2S)=c(Tl+)2×c(S2-)=5×10-21，所以c(S2-)==5×10-21÷(2.5×10-8)2=8×10-6mol/L。 13.（2026·山东泰安·二模）纳米由于比表面积大，用于制备锂离子电池正极材料。以软锰矿(含有的氧化物)为原料制备和的工艺流程如下： 已知：25℃时，的，的。 （1）“浸出渣”的主要成分有　　　　　　　。 （2）“碱化过滤”时，当恰好完全沉淀时(当溶液中为完全沉淀)，溶液中　　　　　　　(填“>”“<”或“=”)。 （3）“氧化”过程中要严格控制通入空气的时间，理论上生成需要通入空气的体积(标况下)　　　　　　　。(空气中氧气体积分数按20%计) （4）“水热法”时，温度控制在160℃，反应的离子方程式为　　　　　　　，“一系列操作”为　　　　　　　，过滤，洗涤，干燥。 （5）该工艺中可循环利用的物质有　　　　　　　。 （6）写出制备的化学方程式　　　　　　　。 【答案】（1），     （2）<     （3）56 L     （4）①     ② 蒸发浓缩，冷却结晶     （5）、     （6） 【分析】软锰矿中含有、和的氧化物，与硫酸混料、焙烧生成，加水浸出；浸出液中溶于水形成溶液，和作为浸出渣被分离。在碱化过滤过程中，与反应生成沉淀，之后经浆化，氧化，过滤烘干等过程转化为，与碳酸锂反应生成。在水热法过程中，被氧化为，同时生成硫酸铵，经一系列操作得到硫酸铵晶体。 【解析】（1）由分析知，浸出渣主要为、。 （2）恰好完全沉淀时，由得：，。的，则，因此<。 （3）中Mn为价，中总正价为，生成共失去电子；作氧化剂得电子，由电子守恒得需要物质的量为，空气中体积分数为，因此标况下空气体积为。 （4）水热法中被氧化为，被还原为，配平后得到离子方程式；从硫酸铵溶液获得硫酸铵晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （5）流程中焙烧步骤生成SO3，SO3与水反应生成硫酸，水热法生成H2SO4，可回到第一步混料工序循环使用。 （6）与高温下反应生成，元素化合价升高，需要O2作氧化剂，配平后得到化学方程式。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $