题16 工艺流程综合题——新高考五年真题一年模拟：命题逻辑透视与趋势研判（黑吉辽蒙专用）

**基本信息** 以近5年高考真题及模拟题构建工艺流程专项训练，系统整合原料处理、条件控制等六大模块，通过“原理-工程-证据”逻辑链培养证据推理与模型认知素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原料预处理|6题|粉碎/焙烧/浸出目的分析|从物质性质到工艺操作的转化逻辑| |条件控制|8题|pH/Ksp计算、温度影响分析|平衡移动原理在工艺优化中的应用| |分离提纯|7题|结晶/过滤/洗涤规范操作|混合物分离方法与物质性质匹配| |陌生方程式|9题|守恒法书写氧化还原反应|电子/电荷守恒在复杂反应中的应用| |定量计算|5题|产率/纯度计算步骤|化学计量关系与工艺数据的整合| |工艺评价|4题|绿色化/循环利用分析|科学态度与可持续发展理念渗透|

题16 工艺流程综合题 1．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）某工厂利用镍矿（主要成分为，含少量和）制备超细镍粉，物质转化流程如下（部分反应条件已略去）： 已知：①滤液1中镍以形式存在，硫以和少量形式存在； ②“部分蒸氨”时减小，转化为，。 回答下列问题： （1）依据核外电子排布，元素位于周期表_____区。 （2）“氧压氨浸”时，加压的目的是_____________________，转化为的化学方程式为_______________。 （3）滤液1中铜的主要存在形式为_______（填离子符号）。气体为__________（填化学式）。 （4）“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的，该步骤无沉淀产生，则理论上每转化消耗的物质的量为______。 （5）滤液3浓缩结晶得到的______（填化学式）可用于生成化肥。 （6）近似条件下，不同溶液中二价镍[]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高的还原速率和转化率，应选择_______（填“”或“”）。 已知酸性条件不利于“还原”步骤，解释还原程度较低而还原程度较高的原因：______________________（结合离子方程式作答）。 2．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。 已知：①“氧化浸出”时，不发生变化，ZnS转变为； ②； ③酒石酸(记作)结构简式为。 回答下列问题： （1）分子中手性碳原子数目为_______。 （2）“氧化浸出”时，过二硫酸根转变为_______(填离子符号)。 （3）“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为_______。 （4）“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为_______。 （5）滤渣2中的金属元素为_______(填元素符号)。 （6）“浸铅”步骤，和反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为_______，pH过高可能生成_______(填化学式)。 （7）290℃“真空热解”生成2种气态氧化物，该反应的化学方程式为_______。 3．（2024·辽宁·高考真题）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。 （2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为_______。 （3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 （4）“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A．无需控温 B．可减少有害气体产生 C．设备无需耐高温 D．不产生废液废渣 （5）“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为_______。 （6）“沉金”中的作用为_______。 （7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 4．（2023·辽宁·高考真题）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 回答下列问题： （1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。 （2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。 （3）“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。 （4）“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。 （5）“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。 （6）“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。 5．（2022·辽宁·高考真题）某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的分解为，转变为； ②金属活动性：； ③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为_______。 a.进一步粉碎矿石     b.鼓入适当过量的空气     c.降低焙烧温度 （2）在空气中单独焙烧生成，反应的化学方程式为_______。 （3）“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②_______。 （4）滤渣的主要成分为_______(填化学式)。 （5）生成气体A的离子方程式为_______。 （6）加入金属Bi的目的是_______。 （7）将100kg辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi元素的质量分数为_______。 6．（2021·辽宁·高考真题）从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下： 已知：pH较大时，二价锰[](在空气中易被氧化.回答下列问题： （1）Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。 （2）用溶液制备胶体的化学方程式为_______。 （3）常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中，“沉钒”过程控制，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。 （4）某温度下，、的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______；在该条件下滤液B中_______【近似为，的近似为】。 （5）“转化”过程中生成的离子方程式为_______。 （6）“提纯”过程中的作用为_______。 该类试题的立意在于检验学生是否具备“从工业视角理解化学、从流程视角分析转化、从绿色视角评价工艺”的综合能力，是“科学探究与创新意识”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”三大核心素养的全面体现。其核心价值体现在： · 落实“证据推理与模型认知”素养：工艺流程题要求学生从流程图中提取关键信息（原料成分、试剂作用、操作名称、条件控制），建立“原料→中间产物→目标产物”的完整转化模型，运用元素守恒、电荷守恒、电子守恒等工具进行推理与计算。例如2026黑吉辽蒙卷第1题（镍矿制备超细镍粉），以“氧压氨浸→部分蒸氨→转化→还原”为主线，将元素转化、反应条件、图像分析、定量计算融为一体；2025黑吉辽蒙卷第2题（废渣回收Zn、Pb），以“氧化浸出→除铜→浸铅→真空热解”为主线，综合考查手性碳、离子方程式、产率分析、热分解方程式。 · 强化“变化观念与平衡思想”的应用：工艺过程中的每一步都涉及物质转化与条件控制：浸出（固→液）、沉淀（液→固）、萃取（液→液）、热解（固→气）等，背后均涉及化学反应平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡等多重平衡原理。例如2024辽宁卷第3题（细菌冶金）中pH调控对Fe³⁺水解沉淀的影响、2023辽宁卷第4题（镍钴矿处理）中Ksp计算与沉淀完全pH控制，均体现了平衡思想的定量应用。 · 培养“科学态度与社会责任”：试题频繁引入资源回收（2025黑吉辽蒙卷废渣回收Zn/Pb、2024辽宁卷细菌冶金、2021辽宁卷钒铬锰矿渣提铬）、新能源材料（2026黑吉辽蒙卷超细镍粉、模拟第11题废旧锂电池回收、模拟第12题含钒矿渣提钒）、绿色工艺（2026黑吉辽蒙卷氧压氨浸、2025黑吉辽蒙卷“绿色”二字体现）等与循环经济、可持续发展密切相关的真实情境，体现化学在解决资源与环境问题中的关键作用。 · 体现“宏观辨识与微观探析”素养：流程中的宏观现象（沉淀颜色、气体逸出、pH变化）背后是微观的离子反应、配位反应、氧化还原反应。试题要求学生将宏观操作与微观反应建立联系，从离子层面理解物质转化。 结合文件中的近五年黑吉辽蒙卷真题（2021—2026）及精选模拟题，该类试题呈现出以下鲜明趋势： （一）考查载体“资源化”——从基础化工走向二次资源回收 近年真题的考查载体从传统矿物加工逐步拓展到二次资源回收与循环利用： 年份 卷别 情境/载体 目标元素 核心特色 2021 辽宁卷 钒铬锰矿渣提铬 Cr、V、Mn 多金属分离、胶体吸附、图像分析 2022 辽宁卷 辉铋矿+软锰矿联合焙烧 Bi、Mn 联合焙烧、Ksp计算、质量分数计算 2023 辽宁卷 镍钴矿硫酸浸取液 Ni、Co、Mg 多金属分离、Ksp计算、氧化率图像 2024 辽宁卷 细菌冶金载金硫化矿 Au、Fe 生物技术、胶体絮凝、循环利用 2025 黑吉辽蒙卷 废渣回收Zn、Pb Zn、Pb 二次资源、手性碳、真空热解 2026 黑吉辽蒙卷 镍矿制备超细镍粉 Ni 氧压氨浸、图像分析、机理阐释 趋势研判：二次资源回收（废旧电池、废渣、阳极泥）已成为命题主流情境，体现了“城市矿山”和循环经济理念。预计2027年可能考查废旧锂离子电池回收、稀土元素提取、电子废弃物处理等更贴近“新质生产力”的素材。 （二）考查维度“结构化”——六大核心能力 通过系统分析，该类试题的命题维度可归纳为六大板块： 维度 核心考查点 典型真题/模拟题 原料预处理与浸出 粉碎/研磨、焙烧/煅烧、酸浸/碱浸/氨浸的条件与目的 2026黑吉辽蒙第1题(2)；2025黑吉辽蒙第2题(3) 条件控制 pH调控、温度控制、浓度选择、加压/减压 2026黑吉辽蒙第1题(6)；2024辽宁第3题(3)；2023辽宁第4题(4) 分离提纯 过滤、萃取/反萃取、蒸馏、结晶、沉淀 2025黑吉辽蒙第2题(4)(5)；模拟第7题(4) 陌生方程式书写 氧化还原/非氧化还原/电极反应 2026黑吉辽蒙第1题(2)；2025黑吉辽蒙第2题(7)；2024辽宁第3题(2) 定量计算 Ksp计算、产率/回收率计算、pH计算 2023辽宁第4题(6)；2022辽宁第5题(7)；模拟第5题(5) 工艺评价与循环 循环物质确定、工艺优缺点评价 2024辽宁第3题(4)(7)；2021辽宁第6题(6) （三）定量计算“精准化”——Ksp计算与pH调控深度融合 近年试题中定量计算的比重显著增加，尤其是Ksp相关计算： 计算类型 典型示例 对应题号 沉淀完全时pH计算 2023辽宁第4题(6)：Mg²⁺沉淀完全需pH=11.1 2023辽宁第4题 Ksp求算 模拟第5题(5)：Y(OH)₃的Ksp计算 模拟第5题 离子浓度计算 模拟第10题(2)：调pH=9时c(Zn²⁺)计算 模拟第10题 质量分数/回收率计算 2022辽宁第5题(7)：Bi元素质量分数24.02% 2022辽宁第5题 热重分析计算 模拟第5题(5)：碱式碳酸镍组成确定（x=1,y=2） 模拟第5题 （四）“反套路”命题特征突出 · 2026黑吉辽蒙第1题(6)：pH=4时还原程度较低而pH=5时较高的原因分析——需结合离子方程式阐释H⁺生成对反应的抑制作用，不能简单用“酸性条件不利于还原”一笔带过。 · 2025黑吉辽蒙第2题(6)：PbA产率随pH升高先增后降——前半段需从A²⁻浓度增大（平衡移动）解释，后半段需指出pH过高生成Pb(OH)₂沉淀。 · 模拟第8题(5)：pH较低会生成H₂SnO₃导致SnO₃²⁻浸出率下降——学生常只关注“酸溶”而忽视“酸沉”。 针对2026年及后续黑吉辽蒙卷备考，提出以下四点精准策略： · 构建“工艺流程系统思维”知识网络： · 以“物质流”为核心节点，向外辐射预处理、转化、分离、循环四大分支，每个分支下列出典型单元操作、关键控制参数、常见问题与对策。形成区别于碎片化知识的系统化认知结构，强化全流程关联意识。 · 开展“流程解码+规范表述”限时专项训练： · 精选近五年真题及高质量模拟题，按工艺类型（湿法冶金、材料合成、资源回收）分类训练。要求学生在限定时间内完成流程图解读并写出规范答案，赛后重点复盘是否遗漏工程要素、表述是否精准、逻辑是否完整。建立个人“工艺流程错题本”，定期重做巩固。 · 强化“虚拟仿真+案例研讨”体验式学习： · 利用化工流程虚拟仿真平台，让学生调节pH、温度、流速等参数，直观观察其对收率、纯度、能耗的影响。选取典型案例（如锂电回收工艺优化、稀土分离流程改进）进行小组研讨，深化对“理论-工程”差距的理解。 · 回归教材“工业实例”与“拓展视野”： · 系统梳理必修及选必中关于海水提镁、铝土矿提铝、硫酸/硝酸工业、合成氨等经典流程的细节与思考题；深入阅读现代化工新技术、绿色化学原则等资料。这些素材不仅是命题背景来源，更是理解工艺设计逻辑、培养工程思维的重要载体。 总结：“工艺流程综合题”是新高考化学中最考验系统思维、最体现工程素养、最具选拔功能的压轴题型。备考关键在于 “全流程关联”（拒绝步骤孤立）、“工程化归因”（原理+约束+证据）、“绿色量化评价”（超越口号）。唯有将化学知识内化为一种“在多重约束下寻求系统最优解”的工程认知范式，方能在高考中以不变应万变，稳夺高分。 命题模块 核心考点与易错点 典型试题特征（基于文件） 原料预处理与浸出 1．粉碎/焙烧/酸溶/碱溶的目的与条件选择 2．氧化还原浸出剂（H₂O₂、NaClO₃）的作用与用量控制 3．浸出率影响因素（粒度、温度、酸浓度、时间） 4．难处理矿物的活化策略（氟化、氯化、生物浸出） “加入H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺便于后续除铁”“低温浸出抑制SiO₂溶解减少硅胶生成” 除杂与净化 1．pH调控除金属离子（水解沉淀、硫化物沉淀） 2．氧化除杂（Mn²⁺→MnO₂、As(III)→As(V)） 3．络合掩蔽与选择性沉淀 4．深度除杂技术（溶剂萃取、离子交换、吸附） “调pH=5使Al³⁺、Fe³⁺沉淀而Ni²⁺保留”“用P204萃取分离Co/Ni基于分配系数差异” 核心转化与合成 1．沉淀法合成（共沉淀、均匀沉淀）条件控制 2．热分解/煅烧的温度-气氛-时间优化 3．电化学合成（电解、电沉积）参数选择 4．多步反应耦合与中间产物控制 “共沉淀需控pH恒定保证组分均匀”“煅烧温度过低结晶度差，过高颗粒烧结” 分离提纯与结晶 1．蒸发浓缩vs冷却结晶的选择依据 2．重结晶/洗涤/干燥的操作要点与损失控制 3．母液循环利用路径与杂质累积风险 4．高纯产品制备的特殊措施（超滤、区域熔炼） “KNO₃用冷却结晶因溶解度随T变化大”“乙醇洗涤减少晶体溶解损失并加速干燥” 绿色评价与三废处理 1．原子经济性、E因子、过程质量强度（PMI）计算 2．废水/废气/废渣的资源化路径 3．能源梯级利用与热集成 4．安全风险识别与防控措施 “母液返回浸出段提高金属总收率”“煅烧尾气余热用于预热进料降低能耗” 流程优化与异常诊断 1．工艺瓶颈识别与改进方向 2．产品质量异常原因追溯 3．新旧工艺对比优势分析 4．放大效应与工程可行性评估 “产品纯度偏低可能因洗涤不充分或pH波动”“新工艺省去萃取步骤降低试剂消耗” · “步骤孤立”思维，忽视流程系统关联： · 误区：分析某步骤只考虑当前反应，未联系前后工序；认为“除杂越彻底越好”，忽略过度除杂导致主产品损失或引入新杂质。 · 纠正：建立“全流程物料追踪”习惯。对关键元素（如Li、Co、Ni）画出流向线，标注各步骤转化率与损失点；回答任何问题时自问“此操作对上游有何要求？对下游有何影响？对循环系统有何累积效应？” · “原理套用”机械化，脱离工程实际约束： · 误区：解释pH选择只写“使Fe³⁺沉淀完全”，未给出具体pH范围及依据；评价工艺优势只说“绿色环保”，未量化能耗、试剂成本或收率提升。 · 纠正：推行“工程归因三要素”模板：① 化学原理（平衡/动力学）；② 工程约束（设备/成本/安全）；③ 量化证据（数据/对比）。答题必须包含至少两个要素，避免空泛描述。 · “图示解码”表面化，无法提取有效工艺信息： · 误区：面对复杂流程图手足无措，试图逐字翻译而非抓主线；忽略图中隐含的循环回路、旁路、控制点等关键线索；将设备符号当作装饰性图案。 · 纠正：开展“工艺流程图解码”专项训练。分类练习浸出-净化-合成、萃取-反萃-结晶、热解-还原-磁选等典型流程模板，标注各单元功能与物流走向。强调“看图先看主产品线，再看辅助线与循环线，最后抓控制参数”的三步法。 · “绿色评价”口号化，缺乏定量与系统视角： · 误区：认为“使用水作溶剂就是绿色”，忽略后续分离能耗；将“废物利用”等同于“零排放”，未评估再生品质与经济性；无法区分E因子与PMI的差异。 · 纠正：制作“绿色化工指标对照表”。明确E因子=废物质量/产品质量（实测值）；PMI=总投入物料质量/产品质量；原子经济性为理论值。强调绿色是系统评价，需兼顾环境、经济、技术三重底线。 一、原料的预处理 1．原料预处理的目的 （1）原料经过预处理主要是除去不必要的杂质,净化所需要的原料。 （2）原料中的目标物质转化为易于化学处理的物质。 2．原料的预处理的方法与作用 方法 作用 粉碎或 研磨 减小固体的颗粒度,增大固体与液体、气体间的接触面积,增大反应速率 灼烧、焙 烧、煅烧 除去可燃性杂质;使原料初步转化为下一步可溶解的物质(氧化物等) 水浸 与水接触反应或溶解,分离可溶物与难溶物 酸浸 与酸反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污;溶解铝(氧化铝)、二氧化硅;调节pH促进水解(金属离子的沉淀) 二、反应条件的控制 通过控制一定的反应条件,达到提高物质转化率或除去杂质的目的。反应条件最常见的是溶液的酸碱性(pH)、反应的温度。 1．控制溶液的酸碱性(pH) （1）增强物质的氧化性、还原性,调节离子的水解程度。 （2）通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。 ①若要除去溶液中含有的Fe3+、Al3+,可调节溶液的pH使之转变为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。[若有Fe2+,通常需先用氧化剂(H2O2等)把Fe2+氧化为Fe3+] ②调节pH所利用的物质一般应满足能与H+反应,使溶液pH增大和不引入新杂质两点需求。例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 2. 控制反应的温度 （1）调节化学反应速率。 （2）调节平衡移动方向。 （3）控制固体的溶解与结晶,如趁热过滤能防止某物质降温时析出。 （4）促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。 （5）防止或实现某物质水解或分解。 （6）防止副反应的发生。 3. 调节反应物的浓度 （1）通过控制反应物的浓度,控制反应的类型,有利于目标反应的进行。 （2）根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率,使平衡向利于目标产物生成的方向进行。 （3）反应物过量,能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率,但对后续操作带来除杂问题。 三、陌生方程式的书写 从近五年高考试题考查点的统计可以得出结论:陌生化学方程式、离子方程式的书写每年必考,往往还要进行多个方程式的书写。主要分为氧化还原反应、非氧化还原反应、电极反应三大类型。 1．氧化还原反应方程式、离子方程式的书写 （1）掌握常见氧化剂、还原剂发生氧化还原反应的产物。 常见氧化剂 反应产物 常见还原剂 反应产物 Na2O2 NaOH Fe2+ Fe3+ Fe3+ Fe2+ SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3 NO2 NO H2S、Na2S、NaHS S、SO2、 HNO3(浓) NO2 NaI、HI I2、I HNO3(稀) NO H2C2O4、C2 H2O2 H2O H2O2 O2 H2SO4(浓) SO2 Cl2、HClO、 NaClO、Ca(ClO)2 Cl- KMnO4(H+) Mn2+ （2）通过练习掌握书写信息型氧化还原反应方程式的步骤 ①确定发生氧化还原反应的物质或离子; ②依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示,或给出的生成物); ③根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数; ④根据原子守恒和溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+、OH-或H2O的形式使方程式的两端的电荷守恒。 2．非氧化还原反应方程式的书写 （1）广义的水解反应 广义的水解是指化合物中的正电性原子或原子团与OH结合,负电的原子或原子团与H部分结合形成两种新的物质。 （2）酸(酸式盐)与碱可发生中和反应、强酸与弱酸盐反应生成强酸盐与弱酸。 （3）铵盐、弱酸酸式盐、难溶氢氧化物、难溶碳酸盐受热后的分解反应。 （4）多元弱酸盐与其多元弱酸反应生成其酸式盐。 3．电极反应式的书写 （1）原电池的电极反应都是自发氧化还原反应的半反应,其书写思路为: ①负极反应先考虑还原剂失电子后的合理产物(碳元素酸性生成CO2、碱性以存在),然后考虑产物与电解质是否反应。 ②正极反应则先考虑氧化剂得电子后的合理产物,然后考虑产物与电解质是否反应。 （2）电解池中的阳极有最强的氧化能力,阴极有最强的还原能力,所以可以发生平常不能发生的一些氧化还原反应。同时考虑得失电子产物与电解液可能发生的反应。 （3）由于离子在电极上的放电顺序除了与离子氧化还原性有关外还与离子浓度等有关,所以有些电极反应需要结合题目的信息完成。 四、产物的分离提纯 1．常用分离操作 2．结晶方法： ①晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：蒸发结晶 ②晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ③要得到溶解度受温度影响小的溶质，如除去NaCl中少量的KNO3：蒸发浓缩结晶、趁热过滤 ④要得到溶解度受温度影响大的溶质，如除去KNO3中少量的NaCl：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ⑤重结晶的方法分离的原理：随温度的改变，两种物质的溶解度变化量差别较大 3．分离提纯中的答题规范 （1）关于结晶操作 从溶液中得到带结晶水的晶体的规范操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （2）关于沉淀、过滤 ①沉淀剂过量的判断 把反应后的混合物静置一段时间,吸取少量上层清液,置于一洁净的试管中,再滴加少量的沉淀剂,若没有沉淀生成,则证明沉淀剂已过量。 ②沉淀洗涤操作 向过滤得到的沉淀上慢慢注入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀,然后静置,让其自然流下,重复以上操作2～3次,直至洗涤干净。为了减少沉淀的溶解,可用冰水或有机溶剂洗涤。 ③检验沉淀洗涤干净的答题规范 取少量最后一次洗涤液,置于一洁净的试管中,再滴加少量的检验试剂,若没有特征现象出现,则证明沉淀已洗涤干净。 五、物质的转化与跟踪 1．循环物质的确定 2．滤渣、滤液成分的确定 要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况： （1） 反应过程中哪些物质(离子)消失了？ （2） 所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生反应。 1．（2026·辽宁朝阳·一模）课题组欲从精粉煤灰(含、、、、)中回收提取铝、镁、铁相关化合物，设计流程如图所示： 已知：常温下，冰晶石微溶于水，碳酸氢镁可溶于水。 回答下列问题： （1）“酸浸”阶段可用“浓硫酸+水”代替稀硫酸，这样做的优点是_______。 （2）“滤渣1”的主要成分在工业上的用途有_______(任写一点)。 （3）纳米级铁黄是制备磁性纳米铁的前驱体，相关反应为，则反应中被氧化的氢原子与被还原的氢原子的物质的量之比为_______。 （4）“热解”时发生反应生成的化学方程式为_______。 （5）“电解”制金属镁须在充满_______的氛围中进行(填选项字母)。 a．　　　　b．　　　c．　　　d． （6）“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为_______。 （7）“滤液”中阴离子除、、外，还有_______(填离子符号)。 2．（2026·辽宁朝阳·模拟预测）精炼铜工业中会产生大量的铜阳极泥(含有CuO、、PbO和Cu、Ag、Au单质)，从铜阳极泥中回收贵金属的工艺流程如下： 已知：①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在； ②  。 回答下列问题： （1）基态原子的价层电子排布式为___________。 （2）“氧化酸浸”步骤中持续鼓入“富氧空气”的目的：一是___________；二是起到充分的___________作用，防止因生成的包覆铜阳极泥表面而使脱铜率降低。 （3）Au在“氧化浸出”步骤中发生反应的化学方程式为___________。该步骤中Cl-浓度不能超过___________。 （4）“氨浸液”中的主要阳离子为___________(填化学式)。 （5）“沉银”过程中“氨浸液”中的Pb(Ⅱ)化合物转化为。25℃时，微溶于水，在不同浓度盐酸中的溶解度曲线如下图所示，当时，溶解度最小的原因是___________。“沉银”得到的“滤液”中加入烧碱处理后，可返回___________(填工序名称)工序中循环使用。 （6）“还原”步骤中，使用过量的甲醛还原提纯后的AgCl，发生反应的离子方程式为___________。 3．（2026·辽宁·模拟预测）某工厂的工业矿渣(主要成分为MnO、Eu₂O₃、SiO₂及铁的氧化物)综合利用的流程如图： 已知： ①P204萃取剂结构简式为，P204的萃取机理：。 ②常温下，一些常见物质的溶度积常数如下表： 物质 Ksp ③、。 回答下列问题： （1）“沉淀1”的主要成分是_______(填化学式)。 （2）P204萃取时，P204与金属离子成键结合时_______原子(填元素符号)提供孤电子对；使“有机相2”中的P204萃取剂再生，需选择的试剂为_______(填名称)。 （3）“氧化”工序中加入活性MnO2，其优点是_______；该工序中发生反应的离子方程式为_______。 （4）若“除杂”时溶液中的浓度为，则加入NaOH控制pH的范围是_______~_______(溶液体积变化忽略不计，保留3位有效数字，当离子浓度小于时可认为已除尽)。 （5）“沉锰”工序中发生沉锰反应的离子方程式为_______。 4．（2026·辽宁沈阳·模拟预测）稀土(RE)包括镧(La)、钇(Y)、钪(Sc)、铈(Ce)等元素，是重要的战略资源。从离子型稀土矿(含、等元素)中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示。 已知：该工艺下，除铈(Ce)外，稀土离子保持+3价不变；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物；常温下，金属离子形成氢氧化物沉淀的相关见下表。 离子 开始沉淀时的 1.5 4.3 6.2 沉淀完全时的 3.2 5.5 9.0 回答下列问题： （1）的基态电子排布式与___________原子的基态电子排布式相同。 （2）利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强。下列离子与交换能力最强的是___________。 A． B． C． D． （3）“预中和”工序中，适宜的范围是___________。发生反应的离子方程式为___________。 （4）“草酸化”过程中，测得稀土(RE)的沉淀率随的变化情况如图所示。随草酸加入，稀土(RE)的沉淀率先上升后下降的原因是___________。 （5）“沉淀”工序产物中含有，计算的为___________。 （6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性合金类催化剂，写出高温下用氢气还原和制备的化学方程式___________。 5．（2026·黑龙江·模拟预测）电镀企业日常生产会产生大量含金属离子的废水，这些金属离子一般毒性很大，必须严格处理后才能排放。某电镀工业园区内电镀综合废水的为，含、和，现采用分级回收工艺处理该废水并回收利用金属化合物，其工艺流程如下： 已知：常温下部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表(当金属离子的浓度时，视为沉淀完全)。 金属离子 开始沉淀的 4.3 6.1 7.2 沉淀完全的 5.6 7.1 9.2 （1）位于元素周期表中第___________周期第___________族。 （2）“还原”过程中与溶液反应的离子方程式是___________，“还原”后“调”需控制范围为___________。 （3）利用题中数据，计算常温下的 ___________。 （4）因来源容易、成本较低，工业上曾使用硫酸亚铁作“还原”过程的还原剂，但近年来逐渐被其他还原剂取代。该过程中硫酸亚铁作还原剂的主要缺点是___________。 （5）“沉”过程可能生成碱式碳酸镍 。 为测定该沉淀的组成进行下列实验：称取干燥沉淀样品 ，隔绝空气加热。该化合物的热重曲线如图所示，则___________。 （6）该工艺中获得的硫酸镍 在强碱中用溶液氧化，可沉淀出能用作镍铬电池正极材料的。写出该反应的离子方程式：___________。 6．（2026·黑龙江哈尔滨·三模）稀土元素是元素周期表ⅢB族中钪、钇及15种镧系元素共17种化学元素的总称，化学符号用RE表示，被称为“工业维生素”，是新能源、高端制造等领域的关键材料，氧化钇()被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为，含有少量的、、等杂质)为原料生产氧化钇的工艺流程如图所示。 已知：常温下，该工艺条件下，相关金属离子沉淀完全()的pH如下表所示。 金属离子 完全沉淀pH 3.2 4.7 8.2 回答下列问题： （1）钪位于元素周期表第四周期ⅢB族，基态原子第N能层的电子排布式为_______，检验稀土矿中的铈元素，可采用的仪器分析方法为_______。 A．晶体X射线衍射        B．红外光谱                C．原子发射光谱            D．质谱 （2）反应釜1中盐酸采取喷淋的方法，目的是_______。 （3）酸溶时采用离子浓度传感器测得相同时间内的浸取率与浸取溶液温度的关系如图所示，℃后，的浸取率随温度下降的可能的原因是_______。 （4）在实验室模拟流程中操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列仪器中不需要用到的是_______(填仪器名称)。 （5）调pH的试剂X是_______，调pH时，若溶液中，为使钇不损失，则常温下须调节溶液pH不大于_______(保留小数点后一位)。 （6）写出“沉钇”时的离子方程式_______。 （7）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性合金类催化剂，写出用氢气还原和熔融盐制备的化学方程式_______。 7．（2026·内蒙古赤峰·三模）金属钌（Ru）堪称“工业催化剂之王”。某实验小组以含钌废液（主要成分是、）为原料制备Ru的流程如下。 已知：①室温下，； ②有机萃取剂对有很强的萃取能力。 （1）“氧化蒸馏”中，与加入的和稀硫酸反应生成和，该反应的离子方程式为___________。 （2）采用“减压蒸馏”的原因是___________。 （3）“调”中，为了除去，“蒸余悬浊液”的至少应调至___________（忽略溶液体积变化；；离子浓度时，可认为其沉淀完全）。 （4）“操作”的名称为___________；该步骤结束后，“溶液”中钌主要以、的形式存在，为提高萃取剂N503对Ru的萃取率，加入的“试剂a”应选择___________（填字母）。 A．    B．    C．NaOH    D．HCl （5）“萃取”与“反萃取”过程中发生的反应可以表示为：，“反萃取”时加入的“试剂b”为___________（填化学式）。 8．（2026·内蒙古呼和浩特·二模）一种利用处理铜阳极泥所得焙砂(主要含有、、、、)回收的流程如下。 已知： ①木糖醇分子式为，碱性环境可以与形成配离子； ②常温下难溶于水。 回答下列问题： （1）“酸浸”中提高浸取率的方法为_______(答出一条即可)，加入的作用是_______。 （2）滤液1中的主要金属元素除外还有_______(填元素符号)。 （3）“除铅”中木糖醇除促进溶解还有转化的作用 ①从平衡移动角度解释木糖醇促进溶解的原因_______。 ②还原的过程中木糖醇转化为，该反应的离子方程式为_______。 （4）“焙烧”中调控温度使转化为，不同温度下焙烧所得含晶体的X射线衍射谱图如下(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态出现衍射峰的衍射角不同)。 ①转化为的化学方程式为_______。 ②图中转化率较高的温度为_______。 （5）“除锡”中若pH较低会生成_______(填物质化学式)导致的浸出率下降。 9．（2026·辽宁大连·一模）某工厂采用如下工艺回收氟碳铈矿(含有和少量的Fe、Al、Mg)中的稀土元素钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)，R代表Y、La、Ce． 已知：①R2O3可溶于稀盐酸，CeO2不溶于稀盐酸。 ②常温下，部分金属离子完全沉淀时的pH如下表： pH 11.6 9.0 8.3 3.2 4.7 ③某物质萃取达到平衡时，分配系数=；萃取率=。 回答下列问题： （1）元素Y比Sc的原子序数大18，其基态原子的价层电子排布式为___________。 （2）在空气中焙烧，第一步转化为和，第二步转化为CeO2，则第一步的化学方程式为___________。 （3）滤渣1的主要成分有Fe(OH)3、___________(填化学式)。 （4）滤液2的金属离子主要为___________(填离子符号)。 （5）萃取原理：R3+(水相)+3H2A2 (有机相)R(HA2)3 (有机相)+3H+ (水相)，H2A2代表P507二聚体。 ①该技术属于___________(填“阳离子交换”或“阴离子交换”)萃取。 ②若La3+在两相的分配系数为10，则La3+的单次萃取率为___________%(忽略混合过程中液体体积的变化)。 ③反萃取过程中应加入___________实现(填物质名称)。 （6）最终能得到高纯度且疏松的Y2O3的原因为___________。 10．（2026·内蒙古乌兰察布·二模）工业上以黑铜泥(主要含，还含少量、的氧化物)为原料，回收得到(微溶于水)和的简易工艺流程如下： 已知：①室温下，、； ②溶于溶液形成的为10～12； ③室温下，，砷酸在酸性条件下有强氧化性，能被、等还原。 回答下列问题： （1）写出“氧化酸浸”时，与反应的离子方程式：_______。 （2）调为9，此时“沉铜锌”后的溶液中_______。 （3）“还原”步骤中，将还原为，写出该反应的化学方程式：_______。 （4）“还原”后检验溶液中是否仍存在砷酸的实验方法是_______。 （5）试剂a是_______(填“NaOH溶液”或“氨水”)，操作a是_______，试剂b的名称是_______。 （6）铜与氮元素形成的具有良好的电学和光学性能，其立方晶胞结构如图所示(楼长为)，则的配位数为_______，晶体的密度为_______g(阿伏加德罗常数的值用表示)。 11．（2026·内蒙古鄂尔多斯·一模）伴随着新能源汽车的普及，回收废旧磷酸铁锂电池可以变废为宝，对保护环境起着重要的作用。废旧磷酸铁锂电池的正极材料主要包含磷酸铁锂()、活性炭、PVDF(树脂)以及铝箔。某团队采用共沉淀法回收废旧磷酸铁锂电池的正极材料制备磷酸铁()、Al、Li、流程如下： （1）的离子结构示意图_______，的VSEPR模型为_______。 （2）碱溶过程中发生主要反应的化学方程式为_______。 （3）滤液2中也可用溶液代替溶液，用离子方程式表示其原因_______。 （4）由下图可知，制备磷酸铁的适宜pH为2.5，pH不宜太小，理由是_______。pH较高时，P沉淀率趋于平缓而Fe沉淀率仍有升高的原因是_______。 （5）写出从悬浊液中获得纯净的固体的实验操作_______。 12．（2026·辽宁·模拟预测）以一种低品位含钒矿渣(主要成分为、和少量、、等)为原料制备和的工艺流程如下： 已知：该实验条件下，、；、；当离子浓度时，认为该离子已经沉淀完全。 回答下列问题： （1）“焙烧”前先进行“球磨”的目的为_____________________。 （2）基态钒原子的价电子排布式为__________；“焙烧”时钒渣中的钒元素被氧化为+5价，其反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 （3）“除硅、磷”后所得沉淀的主要成分为__________(填化学式)；滤液中所含__________(保留一位小数)。 （4）含钒微粒总浓度对数值与pH的关系如图所示。 “除硅、磷”后的滤液的pH约为9，其中所含钒微粒浓度为，则“沉钒”时的离子方程式为____________________________________。 （5）已知：(为有机萃取剂)。“调pH”能提高钴的萃取率，原因为____________________________________。 （6）若“沉钴”时选用溶液所得不纯，原因可能为______________________________________________________________________。 20 / 24 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 题16 工艺流程综合题 1．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）某工厂利用镍矿（主要成分为，含少量和）制备超细镍粉，物质转化流程如下（部分反应条件已略去）： 已知：①滤液1中镍以形式存在，硫以和少量形式存在； ②“部分蒸氨”时减小，转化为，。 回答下列问题： （1）依据核外电子排布，元素位于周期表_____区。 （2）“氧压氨浸”时，加压的目的是_____________________，转化为的化学方程式为_______________。 （3）滤液1中铜的主要存在形式为_______（填离子符号）。气体为__________（填化学式）。 （4）“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的，该步骤无沉淀产生，则理论上每转化消耗的物质的量为______。 （5）滤液3浓缩结晶得到的______（填化学式）可用于生成化肥。 （6）近似条件下，不同溶液中二价镍[]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高的还原速率和转化率，应选择_______（填“”或“”）。 已知酸性条件不利于“还原”步骤，解释还原程度较低而还原程度较高的原因：______________________（结合离子方程式作答）。 【答案】（1）d （2） 增大氧气的溶解度（或浓度），加快反应速率 （3） （4）2 （5） （6） 2 被还原时发生反应：，溶液呈酸性，不利于“还原”步骤；而被还原时发生反应：，不会生成游离的，因此还原程度较高 【解析】镍矿的主要成分为，含少量和，在“氧压氨浸”操作中通入空气、加入氨水，生成、，浸渣为；“部分蒸氨”时挥发逸出的气体为氨气，减小，转化为，转化为CuS沉淀；向滤液2中通入足量O2，将滤液2中剩余的充分氧化为，最后通过H2还原，得到Ni粉，滤液3中的主要成分为硫酸铵； （1）Ni是28号元素，价电子排布为，根据周期表分区规则，属于d区。 （2）加压可增大氧气的溶解度，提高浓度，加快浸出速率，提升镍的浸出率；与氧气、氨水反应生成，根据电子守恒、原子守恒可知化学方程式为。 （3）氨浸过程中，铜离子与氨水形成稳定的；“部分蒸氨沉铜”时，溶液中挥发出来的气体 a 显然是氨气。蒸发氨气会导致溶液中 减小，促使络合物解离进而使铜沉淀。 （4）被氧化为，中S 的平均化合价为 +2价，中S的化合价为+6价，总共失去电子，反应得到4 mol电子，根据电子守恒，消耗的物质的量为。 （5）在“还原”步骤中，被还原生成 Ni 粉，溶液中主要留下的阳离子是生成的（由和结合），阴离子是一直未参与后续反应的。因此滤液 3 浓缩结晶得到的副产品是，硫酸铵是常用氮肥，可做化肥。 （6）观察题给图像，当时，Ni(Ⅱ) 浓度随时间下降最快，且最终能降至 0（完全转化）。而时反应提前停滞（转化率低），时反应速率过慢。因此为提高速率和转化率，应选2； 当时，发生反应：，会释放一个游离的，游离会使溶液呈酸性，而题目已知“酸性条件不利于还原”，因此反应受到抑制，转化率低。 当时，发生反应：，恰好生成2个，体系不会生成游离的，反应能顺利进行到底。 2．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。 已知：①“氧化浸出”时，不发生变化，ZnS转变为； ②； ③酒石酸(记作)结构简式为。 回答下列问题： （1）分子中手性碳原子数目为_______。 （2）“氧化浸出”时，过二硫酸根转变为_______(填离子符号)。 （3）“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为_______。 （4）“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为_______。 （5）滤渣2中的金属元素为_______(填元素符号)。 （6）“浸铅”步骤，和反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为_______，pH过高可能生成_______(填化学式)。 （7）290℃“真空热解”生成2种气态氧化物，该反应的化学方程式为_______。 【答案】（1）2 （2） （3）温度升高，反应速率增大，浸出率增大；温度过高时，氨气逸出，且过二硫酸铵也分解，造成浸出率减小 （4）Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu （5）Fe （6） pH 升高，酒石酸根浓度增大，促进PbA的生成 Pb(OH)2或 （7）PbC4H4O6Pb+4CO↑+2H2O↑ 【解析】废渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O氧化浸出过滤，滤液中有[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+，滤渣1有PbSO4和Fe(OH)3，滤液加Zn置换出Cu，除铜后的溶液加(NH4)2S沉锌，得到ZnS，滤渣1用H2A和Na2A浸铅后过滤，滤渣2含Fe元素，滤液经过结晶得到PbA，再真空热解得到纯Pb。 （1）碳原子周围连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子，H2A分子中手性碳原子有2个，； （2）“氧化浸出”时，过二硫酸根作氧化剂，过二硫酸根转变为； （3）“氧化浸出”时，温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O分解生成NH3逸出，且温度高时过二硫酸铵分解，造成浸出率减小； （4）加入Zn发生置换反应，从[Cu(NH3)4]2+置换出Cu单质，离子方程式为：Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu； （5）根据分析，滤渣1有Fe(OH)3和PbSO4，用H2A和Na2A浸铅后过滤，滤渣2含Fe元素的沉淀； （6）“浸铅”步骤发生PbSO4(s)+A2-PbA+，Na2A溶液中存在A2-+H2OHA-+OH-，pH值升高，OH-浓度增大，平衡A2-+H2OHA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-PbA+正向移动，PbA产率增大；pH过高时，OH-浓度过大，会生成Pb(OH)2沉淀，造成PbA产率降低； （7）290℃“真空热解”PbA即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb单质和2种气态氧化物为CO和H2O，反应的化学方程式为：PbC4H4O6Pb+4CO↑+2H2O↑。 3．（2024·辽宁·高考真题）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。 （2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为_______。 （3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 （4）“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A．无需控温 B．可减少有害气体产生 C．设备无需耐高温 D．不产生废液废渣 （5）“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为_______。 （6）“沉金”中的作用为_______。 （7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 【答案】（1）CuSO4 （2） （3）(或FeAsO4) （4）BC （5）形成配合物，促进金的氧化 （6）作还原剂(或置换Au) （7） NaCN 【解析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（V），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。 （1）“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4； （2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和，离子方程式为：； （3）“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降； （4）A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A不符合题意； B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，可减少有害气体的产生，B符合题意； C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，设备无需耐高温，C符合题意； D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意； 故选BC； （5）“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从而提升金单质的还原性，将Au转化为从而浸出； （6）“沉金”中Zn作还原剂，将还原为Au； （7）滤液②含有，经过H2SO4的酸化，转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。 4．（2023·辽宁·高考真题）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 回答下列问题： （1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。 （2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。 （3）“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。 （4）“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。 （5）“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。 （6）“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。 【答案】（1）适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积 （2）NA （3） CaSO4、Fe(OH)3 （4） 9.0% SO2有还原性，过多将会降低的浓度，降低(Ⅱ)氧化速率 （5） （6）11.1 【解析】在“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，用石灰乳调节，被氧化为，发生反应，Fe3+水解同时生成氢氧化铁，“沉钻镍”过程中，Co2+变为Co(OH)2，在空气中可被氧化成。 （1）用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积 （2）的结构简式为，所以中过氧键的数目为NA （3）用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为：；氢氧化铁的Ksp=10-37.4，当铁离子完全沉淀时，溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L，，c(OH-)=10-10.8mol/L，根据Kw=10-14，pH=3.2，此时溶液的pH=4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁沉淀；由于CaSO4微溶于水，故滤渣还有CaSO4和氢氧化铁； （4）根据图示可知体积分数为0.9%时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，由于SO2有还原性，过多将会降低的浓度，降低(Ⅱ)氧化速率 （5）“沉钻镍”中得到的Co(OH)2，在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为：； （6）氢氧化镁的Ksp=10-10.8， 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1； 5．（2022·辽宁·高考真题）某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的分解为，转变为； ②金属活动性：； ③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为_______。 a.进一步粉碎矿石     b.鼓入适当过量的空气     c.降低焙烧温度 （2）在空气中单独焙烧生成，反应的化学方程式为_______。 （3）“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②_______。 （4）滤渣的主要成分为_______(填化学式)。 （5）生成气体A的离子方程式为_______。 （6）加入金属Bi的目的是_______。 （7）将100kg辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi元素的质量分数为_______。 【答案】（1）ab （2） （3）抑制金属离子水解 （4）SiO2 （5） （6）将Fe3+转化为Fe2+ （7）24.02% 【解析】已知①焙烧时过量的分解为，转变为，在空气中单独焙烧生成和二氧化硫，经过酸浸，滤渣为二氧化硅，与浓盐酸生成A氯气，滤液中含有Bi3+、Fe3+，加入Bi将Fe3+转化为Fe2+，调节pH得到，据此分析解题。 （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为：进一步粉碎矿石增大与氧气的接触面积；鼓入适当过量的空气 使燃烧更加充分，故选ab； （2）在空气中单独焙烧生成和二氧化硫，反应的化学方程式为； （3）“酸浸”中由于铁离子、Bi3＋易水解，因此溶浸时加入过量浓盐酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率；过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②抑制金属离子水解； （4）由于SiO2不溶于酸和水中，故滤渣的主要成分为SiO2； （5）A为氯气，生成气体A的离子方程式为； （6）金属活动性：，Fe3+在pH为1.6时则产生沉淀，为了铁元素不以沉淀形式出现故加入金属Bi将Fe3+转化为Fe2+，形成氯化亚铁溶液； （7）辉铋矿中Bi元素的质量分数为。 6．（2021·辽宁·高考真题）从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下： 已知：pH较大时，二价锰[](在空气中易被氧化.回答下列问题： （1）Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。 （2）用溶液制备胶体的化学方程式为_______。 （3）常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中，“沉钒”过程控制，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。 （4）某温度下，、的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______；在该条件下滤液B中_______【近似为，的近似为】。 （5）“转化”过程中生成的离子方程式为_______。 （6）“提纯”过程中的作用为_______。 【答案】（1） 4 VIB （2）FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl （3） （4） 6.0 1×10-6 （5）Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O （6）将加入NaOH沉铬时导致二价锰[]被空气中氧气氧化的产物还原为二价锰[Mn(II)] 【解析】分析本工艺流程图可知，“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质，滤液中主要含有Mn2+和Cr3+，加热NaOH“沉铬”后，Cr3+转化为固体A为Cr(OH)3沉淀，滤液B中主要含有MnSO4，加入Na2S2O3是将加入NaOH沉铬时导致二价锰[]被空气中氧气氧化的产物还原为二价锰[Mn(II)]，Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3，“转化”步骤中的反应离子方程式为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，据此分析解题。 （1）Cr是24号元素，价层电子对排布式为：3d54s1，根据最高能层数等于周期序数，价电子数等于族序数，故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族，故答案为：4；VIB； （2）用溶液制备胶体的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl，故答案为：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl； （3）常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中，=-2，从图中可知， “沉钒”过程控制，=-2时，与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为，故答案为：； （4）某温度下，、的沉淀率与pH关系如图2，由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH为6.0；则此时溶液中OH-的浓度为：c(OH-)=10-8mol/L，在该条件下滤液B中==1×10-6，故答案为：6.0；1×10-6； （5）由分析可知，“转化”过程中生成的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，故答案为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O； （6）由分析可知，“提纯”过程中的作用为将加入NaOH沉铬时，导致二价锰[]被空气中氧气氧化的产物还原为二价锰[Mn(II)]，故答案为：将加入NaOH沉铬时，导致二价锰[]被空气中氧气氧化的产物还原为二价锰[Mn(II)]。 该类试题的立意在于检验学生是否具备“从工业视角理解化学、从流程视角分析转化、从绿色视角评价工艺”的综合能力，是“科学探究与创新意识”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”三大核心素养的全面体现。其核心价值体现在： · 落实“证据推理与模型认知”素养：工艺流程题要求学生从流程图中提取关键信息（原料成分、试剂作用、操作名称、条件控制），建立“原料→中间产物→目标产物”的完整转化模型，运用元素守恒、电荷守恒、电子守恒等工具进行推理与计算。例如2026黑吉辽蒙卷第1题（镍矿制备超细镍粉），以“氧压氨浸→部分蒸氨→转化→还原”为主线，将元素转化、反应条件、图像分析、定量计算融为一体；2025黑吉辽蒙卷第2题（废渣回收Zn、Pb），以“氧化浸出→除铜→浸铅→真空热解”为主线，综合考查手性碳、离子方程式、产率分析、热分解方程式。 · 强化“变化观念与平衡思想”的应用：工艺过程中的每一步都涉及物质转化与条件控制：浸出（固→液）、沉淀（液→固）、萃取（液→液）、热解（固→气）等，背后均涉及化学反应平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡等多重平衡原理。例如2024辽宁卷第3题（细菌冶金）中pH调控对Fe³⁺水解沉淀的影响、2023辽宁卷第4题（镍钴矿处理）中Ksp计算与沉淀完全pH控制，均体现了平衡思想的定量应用。 · 培养“科学态度与社会责任”：试题频繁引入资源回收（2025黑吉辽蒙卷废渣回收Zn/Pb、2024辽宁卷细菌冶金、2021辽宁卷钒铬锰矿渣提铬）、新能源材料（2026黑吉辽蒙卷超细镍粉、模拟第11题废旧锂电池回收、模拟第12题含钒矿渣提钒）、绿色工艺（2026黑吉辽蒙卷氧压氨浸、2025黑吉辽蒙卷“绿色”二字体现）等与循环经济、可持续发展密切相关的真实情境，体现化学在解决资源与环境问题中的关键作用。 · 体现“宏观辨识与微观探析”素养：流程中的宏观现象（沉淀颜色、气体逸出、pH变化）背后是微观的离子反应、配位反应、氧化还原反应。试题要求学生将宏观操作与微观反应建立联系，从离子层面理解物质转化。 结合文件中的近五年黑吉辽蒙卷真题（2021—2026）及精选模拟题，该类试题呈现出以下鲜明趋势： （一）考查载体“资源化”——从基础化工走向二次资源回收 近年真题的考查载体从传统矿物加工逐步拓展到二次资源回收与循环利用： 年份 卷别 情境/载体 目标元素 核心特色 2021 辽宁卷 钒铬锰矿渣提铬 Cr、V、Mn 多金属分离、胶体吸附、图像分析 2022 辽宁卷 辉铋矿+软锰矿联合焙烧 Bi、Mn 联合焙烧、Ksp计算、质量分数计算 2023 辽宁卷 镍钴矿硫酸浸取液 Ni、Co、Mg 多金属分离、Ksp计算、氧化率图像 2024 辽宁卷 细菌冶金载金硫化矿 Au、Fe 生物技术、胶体絮凝、循环利用 2025 黑吉辽蒙卷 废渣回收Zn、Pb Zn、Pb 二次资源、手性碳、真空热解 2026 黑吉辽蒙卷 镍矿制备超细镍粉 Ni 氧压氨浸、图像分析、机理阐释 趋势研判：二次资源回收（废旧电池、废渣、阳极泥）已成为命题主流情境，体现了“城市矿山”和循环经济理念。预计2027年可能考查废旧锂离子电池回收、稀土元素提取、电子废弃物处理等更贴近“新质生产力”的素材。 （二）考查维度“结构化”——六大核心能力 通过系统分析，该类试题的命题维度可归纳为六大板块： 维度 核心考查点 典型真题/模拟题 原料预处理与浸出 粉碎/研磨、焙烧/煅烧、酸浸/碱浸/氨浸的条件与目的 2026黑吉辽蒙第1题(2)；2025黑吉辽蒙第2题(3) 条件控制 pH调控、温度控制、浓度选择、加压/减压 2026黑吉辽蒙第1题(6)；2024辽宁第3题(3)；2023辽宁第4题(4) 分离提纯 过滤、萃取/反萃取、蒸馏、结晶、沉淀 2025黑吉辽蒙第2题(4)(5)；模拟第7题(4) 陌生方程式书写 氧化还原/非氧化还原/电极反应 2026黑吉辽蒙第1题(2)；2025黑吉辽蒙第2题(7)；2024辽宁第3题(2) 定量计算 Ksp计算、产率/回收率计算、pH计算 2023辽宁第4题(6)；2022辽宁第5题(7)；模拟第5题(5) 工艺评价与循环 循环物质确定、工艺优缺点评价 2024辽宁第3题(4)(7)；2021辽宁第6题(6) （三）定量计算“精准化”——Ksp计算与pH调控深度融合 近年试题中定量计算的比重显著增加，尤其是Ksp相关计算： 计算类型 典型示例 对应题号 沉淀完全时pH计算 2023辽宁第4题(6)：Mg²⁺沉淀完全需pH=11.1 2023辽宁第4题 Ksp求算 模拟第5题(5)：Y(OH)₃的Ksp计算 模拟第5题 离子浓度计算 模拟第10题(2)：调pH=9时c(Zn²⁺)计算 模拟第10题 质量分数/回收率计算 2022辽宁第5题(7)：Bi元素质量分数24.02% 2022辽宁第5题 热重分析计算 模拟第5题(5)：碱式碳酸镍组成确定（x=1,y=2） 模拟第5题 （四）“反套路”命题特征突出 · 2026黑吉辽蒙第1题(6)：pH=4时还原程度较低而pH=5时较高的原因分析——需结合离子方程式阐释H⁺生成对反应的抑制作用，不能简单用“酸性条件不利于还原”一笔带过。 · 2025黑吉辽蒙第2题(6)：PbA产率随pH升高先增后降——前半段需从A²⁻浓度增大（平衡移动）解释，后半段需指出pH过高生成Pb(OH)₂沉淀。 · 模拟第8题(5)：pH较低会生成H₂SnO₃导致SnO₃²⁻浸出率下降——学生常只关注“酸溶”而忽视“酸沉”。 针对2026年及后续黑吉辽蒙卷备考，提出以下四点精准策略： · 构建“工艺流程系统思维”知识网络： · 以“物质流”为核心节点，向外辐射预处理、转化、分离、循环四大分支，每个分支下列出典型单元操作、关键控制参数、常见问题与对策。形成区别于碎片化知识的系统化认知结构，强化全流程关联意识。 · 开展“流程解码+规范表述”限时专项训练： · 精选近五年真题及高质量模拟题，按工艺类型（湿法冶金、材料合成、资源回收）分类训练。要求学生在限定时间内完成流程图解读并写出规范答案，赛后重点复盘是否遗漏工程要素、表述是否精准、逻辑是否完整。建立个人“工艺流程错题本”，定期重做巩固。 · 强化“虚拟仿真+案例研讨”体验式学习： · 利用化工流程虚拟仿真平台，让学生调节pH、温度、流速等参数，直观观察其对收率、纯度、能耗的影响。选取典型案例（如锂电回收工艺优化、稀土分离流程改进）进行小组研讨，深化对“理论-工程”差距的理解。 · 回归教材“工业实例”与“拓展视野”： · 系统梳理必修及选必中关于海水提镁、铝土矿提铝、硫酸/硝酸工业、合成氨等经典流程的细节与思考题；深入阅读现代化工新技术、绿色化学原则等资料。这些素材不仅是命题背景来源，更是理解工艺设计逻辑、培养工程思维的重要载体。 总结：“工艺流程综合题”是新高考化学中最考验系统思维、最体现工程素养、最具选拔功能的压轴题型。备考关键在于 “全流程关联”（拒绝步骤孤立）、“工程化归因”（原理+约束+证据）、“绿色量化评价”（超越口号）。唯有将化学知识内化为一种“在多重约束下寻求系统最优解”的工程认知范式，方能在高考中以不变应万变，稳夺高分。 命题模块 核心考点与易错点 典型试题特征（基于文件） 原料预处理与浸出 1．粉碎/焙烧/酸溶/碱溶的目的与条件选择 2．氧化还原浸出剂（H₂O₂、NaClO₃）的作用与用量控制 3．浸出率影响因素（粒度、温度、酸浓度、时间） 4．难处理矿物的活化策略（氟化、氯化、生物浸出） “加入H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺便于后续除铁”“低温浸出抑制SiO₂溶解减少硅胶生成” 除杂与净化 1．pH调控除金属离子（水解沉淀、硫化物沉淀） 2．氧化除杂（Mn²⁺→MnO₂、As(III)→As(V)） 3．络合掩蔽与选择性沉淀 4．深度除杂技术（溶剂萃取、离子交换、吸附） “调pH=5使Al³⁺、Fe³⁺沉淀而Ni²⁺保留”“用P204萃取分离Co/Ni基于分配系数差异” 核心转化与合成 1．沉淀法合成（共沉淀、均匀沉淀）条件控制 2．热分解/煅烧的温度-气氛-时间优化 3．电化学合成（电解、电沉积）参数选择 4．多步反应耦合与中间产物控制 “共沉淀需控pH恒定保证组分均匀”“煅烧温度过低结晶度差，过高颗粒烧结” 分离提纯与结晶 1．蒸发浓缩vs冷却结晶的选择依据 2．重结晶/洗涤/干燥的操作要点与损失控制 3．母液循环利用路径与杂质累积风险 4．高纯产品制备的特殊措施（超滤、区域熔炼） “KNO₃用冷却结晶因溶解度随T变化大”“乙醇洗涤减少晶体溶解损失并加速干燥” 绿色评价与三废处理 1．原子经济性、E因子、过程质量强度（PMI）计算 2．废水/废气/废渣的资源化路径 3．能源梯级利用与热集成 4．安全风险识别与防控措施 “母液返回浸出段提高金属总收率”“煅烧尾气余热用于预热进料降低能耗” 流程优化与异常诊断 1．工艺瓶颈识别与改进方向 2．产品质量异常原因追溯 3．新旧工艺对比优势分析 4．放大效应与工程可行性评估 “产品纯度偏低可能因洗涤不充分或pH波动”“新工艺省去萃取步骤降低试剂消耗” · “步骤孤立”思维，忽视流程系统关联： · 误区：分析某步骤只考虑当前反应，未联系前后工序；认为“除杂越彻底越好”，忽略过度除杂导致主产品损失或引入新杂质。 · 纠正：建立“全流程物料追踪”习惯。对关键元素（如Li、Co、Ni）画出流向线，标注各步骤转化率与损失点；回答任何问题时自问“此操作对上游有何要求？对下游有何影响？对循环系统有何累积效应？” · “原理套用”机械化，脱离工程实际约束： · 误区：解释pH选择只写“使Fe³⁺沉淀完全”，未给出具体pH范围及依据；评价工艺优势只说“绿色环保”，未量化能耗、试剂成本或收率提升。 · 纠正：推行“工程归因三要素”模板：① 化学原理（平衡/动力学）；② 工程约束（设备/成本/安全）；③ 量化证据（数据/对比）。答题必须包含至少两个要素，避免空泛描述。 · “图示解码”表面化，无法提取有效工艺信息： · 误区：面对复杂流程图手足无措，试图逐字翻译而非抓主线；忽略图中隐含的循环回路、旁路、控制点等关键线索；将设备符号当作装饰性图案。 · 纠正：开展“工艺流程图解码”专项训练。分类练习浸出-净化-合成、萃取-反萃-结晶、热解-还原-磁选等典型流程模板，标注各单元功能与物流走向。强调“看图先看主产品线，再看辅助线与循环线，最后抓控制参数”的三步法。 · “绿色评价”口号化，缺乏定量与系统视角： · 误区：认为“使用水作溶剂就是绿色”，忽略后续分离能耗；将“废物利用”等同于“零排放”，未评估再生品质与经济性；无法区分E因子与PMI的差异。 · 纠正：制作“绿色化工指标对照表”。明确E因子=废物质量/产品质量（实测值）；PMI=总投入物料质量/产品质量；原子经济性为理论值。强调绿色是系统评价，需兼顾环境、经济、技术三重底线。 一、原料的预处理 1．原料预处理的目的 （1）原料经过预处理主要是除去不必要的杂质,净化所需要的原料。 （2）原料中的目标物质转化为易于化学处理的物质。 2．原料的预处理的方法与作用 方法 作用 粉碎或 研磨 减小固体的颗粒度,增大固体与液体、气体间的接触面积,增大反应速率 灼烧、焙 烧、煅烧 除去可燃性杂质;使原料初步转化为下一步可溶解的物质(氧化物等) 水浸 与水接触反应或溶解,分离可溶物与难溶物 酸浸 与酸反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污;溶解铝(氧化铝)、二氧化硅;调节pH促进水解(金属离子的沉淀) 二、反应条件的控制 通过控制一定的反应条件,达到提高物质转化率或除去杂质的目的。反应条件最常见的是溶液的酸碱性(pH)、反应的温度。 1．控制溶液的酸碱性(pH) （1）增强物质的氧化性、还原性,调节离子的水解程度。 （2）通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。 ①若要除去溶液中含有的Fe3+、Al3+,可调节溶液的pH使之转变为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。[若有Fe2+,通常需先用氧化剂(H2O2等)把Fe2+氧化为Fe3+] ②调节pH所利用的物质一般应满足能与H+反应,使溶液pH增大和不引入新杂质两点需求。例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 2. 控制反应的温度 （1）调节化学反应速率。 （2）调节平衡移动方向。 （3）控制固体的溶解与结晶,如趁热过滤能防止某物质降温时析出。 （4）促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。 （5）防止或实现某物质水解或分解。 （6）防止副反应的发生。 3. 调节反应物的浓度 （1）通过控制反应物的浓度,控制反应的类型,有利于目标反应的进行。 （2）根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率,使平衡向利于目标产物生成的方向进行。 （3）反应物过量,能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率,但对后续操作带来除杂问题。 三、陌生方程式的书写 从近五年高考试题考查点的统计可以得出结论:陌生化学方程式、离子方程式的书写每年必考,往往还要进行多个方程式的书写。主要分为氧化还原反应、非氧化还原反应、电极反应三大类型。 1．氧化还原反应方程式、离子方程式的书写 （1）掌握常见氧化剂、还原剂发生氧化还原反应的产物。 常见氧化剂 反应产物 常见还原剂 反应产物 Na2O2 NaOH Fe2+ Fe3+ Fe3+ Fe2+ SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3 NO2 NO H2S、Na2S、NaHS S、SO2、 HNO3(浓) NO2 NaI、HI I2、I HNO3(稀) NO H2C2O4、C2 H2O2 H2O H2O2 O2 H2SO4(浓) SO2 Cl2、HClO、 NaClO、Ca(ClO)2 Cl- KMnO4(H+) Mn2+ （2）通过练习掌握书写信息型氧化还原反应方程式的步骤 ①确定发生氧化还原反应的物质或离子; ②依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示,或给出的生成物); ③根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数; ④根据原子守恒和溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+、OH-或H2O的形式使方程式的两端的电荷守恒。 2．非氧化还原反应方程式的书写 （1）广义的水解反应 广义的水解是指化合物中的正电性原子或原子团与OH结合,负电的原子或原子团与H部分结合形成两种新的物质。 （2）酸(酸式盐)与碱可发生中和反应、强酸与弱酸盐反应生成强酸盐与弱酸。 （3）铵盐、弱酸酸式盐、难溶氢氧化物、难溶碳酸盐受热后的分解反应。 （4）多元弱酸盐与其多元弱酸反应生成其酸式盐。 3．电极反应式的书写 （1）原电池的电极反应都是自发氧化还原反应的半反应,其书写思路为: ①负极反应先考虑还原剂失电子后的合理产物(碳元素酸性生成CO2、碱性以存在),然后考虑产物与电解质是否反应。 ②正极反应则先考虑氧化剂得电子后的合理产物,然后考虑产物与电解质是否反应。 （2）电解池中的阳极有最强的氧化能力,阴极有最强的还原能力,所以可以发生平常不能发生的一些氧化还原反应。同时考虑得失电子产物与电解液可能发生的反应。 （3）由于离子在电极上的放电顺序除了与离子氧化还原性有关外还与离子浓度等有关,所以有些电极反应需要结合题目的信息完成。 四、产物的分离提纯 1．常用分离操作 2．结晶方法： ①晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：蒸发结晶 ②晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ③要得到溶解度受温度影响小的溶质，如除去NaCl中少量的KNO3：蒸发浓缩结晶、趁热过滤 ④要得到溶解度受温度影响大的溶质，如除去KNO3中少量的NaCl：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ⑤重结晶的方法分离的原理：随温度的改变，两种物质的溶解度变化量差别较大 3．分离提纯中的答题规范 （1）关于结晶操作 从溶液中得到带结晶水的晶体的规范操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （2）关于沉淀、过滤 ①沉淀剂过量的判断 把反应后的混合物静置一段时间,吸取少量上层清液,置于一洁净的试管中,再滴加少量的沉淀剂,若没有沉淀生成,则证明沉淀剂已过量。 ②沉淀洗涤操作 向过滤得到的沉淀上慢慢注入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀,然后静置,让其自然流下,重复以上操作2～3次,直至洗涤干净。为了减少沉淀的溶解,可用冰水或有机溶剂洗涤。 ③检验沉淀洗涤干净的答题规范 取少量最后一次洗涤液,置于一洁净的试管中,再滴加少量的检验试剂,若没有特征现象出现,则证明沉淀已洗涤干净。 五、物质的转化与跟踪 1．循环物质的确定 2．滤渣、滤液成分的确定 要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况： （1） 反应过程中哪些物质(离子)消失了？ （2） 所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生反应。 1．（2026·辽宁朝阳·一模）课题组欲从精粉煤灰(含、、、、)中回收提取铝、镁、铁相关化合物，设计流程如图所示： 已知：常温下，冰晶石微溶于水，碳酸氢镁可溶于水。 回答下列问题： （1）“酸浸”阶段可用“浓硫酸+水”代替稀硫酸，这样做的优点是_______。 （2）“滤渣1”的主要成分在工业上的用途有_______(任写一点)。 （3）纳米级铁黄是制备磁性纳米铁的前驱体，相关反应为，则反应中被氧化的氢原子与被还原的氢原子的物质的量之比为_______。 （4）“热解”时发生反应生成的化学方程式为_______。 （5）“电解”制金属镁须在充满_______的氛围中进行(填选项字母)。 a．　　　　b．　　　c．　　　d． （6）“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为_______。 （7）“滤液”中阴离子除、、外，还有_______(填离子符号)。 【答案】（1）利用浓硫酸与水混合放热，使溶液温度升高，加快酸浸速率 （2）制玻璃、粗硅、光导纤维等 （3）4:3 （4） （5）c （6） （7）、 【解析】稀硫酸溶解金属氧化物 ，​不反应，过滤后滤渣1为，滤液含；加入将氧化为，便于后续沉淀分离；加过量氢氧化钠溶液，、分别生成​、​沉淀，转化为可溶的​，实现铝与铁镁分离；过滤后铁镁是流程上面转化关系以​、​形式存在，铝元素是流程下面转化关系以​形式存在；在高压条件下，向​、混合体系中通入过量 ，转化为可溶于水的，不反应，过滤分离得到​沉淀和溶液；​在120℃下分解得到 和水；而加热分解生成和​，经过一系列转化得到无水氯化镁，无水氯化镁在电解的条件下，转化为镁和氯气；、 、 反应生成，回答下列问题。 （1）利用浓硫酸与水混合放热，使溶液温度升高，加快酸浸速率； （2）根据分析可知：滤渣1为，可以用作光导纤维、制玻璃、制粗硅； （3）中的硼元素显 价，则氢元素显-1价，反应 中中的氢元素被氧化，反应中被氧化的氢原子与被还原氢原子的物质的量之比为，即 。 （4）根据分析可知：“热解”时发生反应生成的化学方程式 ； （5）根据分析可知：高温下，金属镁会被、 、氧化，分别生成氮化镁、氢气以及氧化镁，电解熔融的氯化镁制镁须在充满Ar的氛围中进行，本题需要在 环境下进行，故本题选c； （6）根据分析可知：“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为 ； （7）“滤液”中阴离子除、、外，还有（氯酸钾的还原产物）、（“酸浸”时加入硫酸）； 2．（2026·辽宁朝阳·模拟预测）精炼铜工业中会产生大量的铜阳极泥(含有CuO、、PbO和Cu、Ag、Au单质)，从铜阳极泥中回收贵金属的工艺流程如下： 已知：①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在； ②  。 回答下列问题： （1）基态原子的价层电子排布式为___________。 （2）“氧化酸浸”步骤中持续鼓入“富氧空气”的目的：一是___________；二是起到充分的___________作用，防止因生成的包覆铜阳极泥表面而使脱铜率降低。 （3）Au在“氧化浸出”步骤中发生反应的化学方程式为___________。该步骤中Cl-浓度不能超过___________。 （4）“氨浸液”中的主要阳离子为___________(填化学式)。 （5）“沉银”过程中“氨浸液”中的Pb(Ⅱ)化合物转化为。25℃时，微溶于水，在不同浓度盐酸中的溶解度曲线如下图所示，当时，溶解度最小的原因是___________。“沉银”得到的“滤液”中加入烧碱处理后，可返回___________(填工序名称)工序中循环使用。 （6）“还原”步骤中，使用过量的甲醛还原提纯后的AgCl，发生反应的离子方程式为___________。 【答案】（1） （2） 充分氧化和，提高脱铜率 搅拌 （3） 0.5 （4） （5） 时，随着增大，以平衡逆向移动为主，抑制溶解；时，随着增大，以平衡正向移动为主，促进溶解 氨浸 （6） 【解析】铜阳极泥含CuO、Cu2O、PbO、Cu、Ag、Au，先加硫酸、富氧空气氧化酸浸，铜的氧化物、单质铜被氧化溶解生成CuSO4除去，Pb转化PbSO4进入脱铜渣；脱铜渣再加NaClO、盐酸氧化浸出，Au被NaClO氧化并与Cl-配位生成Na[AuCl4]进入贵金属溶液，Ag转化粗AgCl；粗AgCl加浓氨水氨浸，AgCl与NH3配位生成[Ag(NH3)2]+进入氨浸液，Pb的化合物成为脱银渣；氨浸液加盐酸沉银，[Ag(NH3)2]+结合Cl-析出纯AgCl；纯AgCl在pH=8.5碱性条件下被甲醛还原得到单质Ag； （1）基态47Ag为第五周期第ⅠB族第47号元素，价层电子排布在4d和5s能级，价层电子排布式为4d105s1； （2）富氧空气中的O2具有氧化性，可将Cu、Cu2O氧化为Cu2+，与硫酸反应生成可溶性硫酸铜进入溶液，实现铜的脱除； 若搅拌不充分，PbO与硫酸反应生成的PbSO4会包覆在铜及铜氧化物表面，阻止铜与硫酸、氧气充分接触，导致脱铜率明显降低； （3）Au在NaClO、盐酸中被氧化生成Na[AuCl4]，反应：2Au + 3NaClO + 6HCl = 2Na[AuCl4] + NaCl+3H2O； 已知AgCl(s) + Cl-(aq)[AgCl2]-(aq)  K==2×10-5，要求Ag+残留<10-5mol·L-1，c([AgCl2]-)≤10-5mol/L，则c(Cl-)≤=0.5mol·L-1（Cl-不能超过0.5 mol·L-1，防止AgCl过多转化[AgCl2]-溶解损失）； （4）氨浸时AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl-，因此氨浸液中主要阳离子为：[Ag(NH3)2]+； （5）c(HCl)=1mol·L-1前，随HCl浓度增大，Cl-增多，PbCl2(s)Pb2++2Cl-溶解平衡逆向移动，溶解度减小；c(HCl)>1mol·L-1后，过量Cl-与Pb2+生成[PbCl4]2-，PbCl2溶解平衡正向移动，溶解度增大，因此c(HCl)=1mol·L-1时溶解度最小； 沉银滤液主要含铵盐，加烧碱NaOH生成NH3，可返回氨浸工序循环使用； （6）pH=8.5碱性环境，HCHO还原AgCl生成Ag，HCHO被氧化为HCOO-，离子方程式：2AgCl + HCHO + 3OH- = 2Ag↓ + HCOO- + 2Cl- + 2H2O。 3．（2026·辽宁·模拟预测）某工厂的工业矿渣(主要成分为MnO、Eu₂O₃、SiO₂及铁的氧化物)综合利用的流程如图： 已知： ①P204萃取剂结构简式为，P204的萃取机理：。 ②常温下，一些常见物质的溶度积常数如下表： 物质 Ksp ③、。 回答下列问题： （1）“沉淀1”的主要成分是_______(填化学式)。 （2）P204萃取时，P204与金属离子成键结合时_______原子(填元素符号)提供孤电子对；使“有机相2”中的P204萃取剂再生，需选择的试剂为_______(填名称)。 （3）“氧化”工序中加入活性MnO2，其优点是_______；该工序中发生反应的离子方程式为_______。 （4）若“除杂”时溶液中的浓度为，则加入NaOH控制pH的范围是_______~_______(溶液体积变化忽略不计，保留3位有效数字，当离子浓度小于时可认为已除尽)。 （5）“沉锰”工序中发生沉锰反应的离子方程式为_______。 【答案】（1） （2） O 硫酸或硫酸溶液或稀硫酸 （3） 提高了的产量且不引入新的金属离子 （4） 2.82 8.60 （5） 【解析】首先用硫酸对原料进行酸浸，其中SiO2和硫酸不反应，成为沉淀1的主要成分，同时滤液1中含有二价锰离子、三价铕离子，同时可能含有二价和三价铁离子，滤液用P2O4萃取分液，有机相加入氢氧化钠沉钪得到沉淀2为Eu(OH)3，加热得到Eu2O3，水相加入二氧化锰氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化钠将铁离子转化为氢氧化铁沉淀得到沉淀3，过滤滤液加入碳酸氢铵得到碳酸锰沉淀。 （1）工业矿渣中的SiO2不与硫酸反应，也不溶于水，因此在酸浸后作为不溶物过滤出来。 （2）观察P204的结构简式，含有P=O双键和-OH基团。在配位化学中，氧原子（O）有孤电子对，作为配位原子与金属离子形成配位键。根据已知信息①中的平衡方程：，这是一个可逆反应。正向是萃取，逆向是反萃取。为了使平衡向左移动，需要增大生成物浓度，即加入酸。常用的强酸是硫酸或盐酸。考虑到流程前面用的是硫酸，这里用硫酸最合适。 （3）由分析可知，水相中含有Fe2+，需要将其氧化为Fe3+才能通过调节pH沉淀除去。常用的氧化剂有H2O2、Cl2等，但引入MnO2有两个好处：一是能将Fe2+氧化；二是MnO2自身被还原为Mn2+，这正是我们要提取的目标产物，因此不引入新的杂质离子，且提高了锰元素的产率。该工序中发生反应的离子方程式为。 （4）沉淀完全时，，由可知，，=11.82，，开始沉淀时，，由，，，，则加入NaOH控制pH的范围是2.82 ~ 8.60。 （5）滤液2中主要含，加入后生成沉淀。电离出的与结合，促进进一步电离出，再与反应放出，离子方程式为：。 4．（2026·辽宁沈阳·模拟预测）稀土(RE)包括镧(La)、钇(Y)、钪(Sc)、铈(Ce)等元素，是重要的战略资源。从离子型稀土矿(含、等元素)中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示。 已知：该工艺下，除铈(Ce)外，稀土离子保持+3价不变；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物；常温下，金属离子形成氢氧化物沉淀的相关见下表。 离子 开始沉淀时的 1.5 4.3 6.2 沉淀完全时的 3.2 5.5 9.0 回答下列问题： （1）的基态电子排布式与___________原子的基态电子排布式相同。 （2）利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强。下列离子与交换能力最强的是___________。 A． B． C． D． （3）“预中和”工序中，适宜的范围是___________。发生反应的离子方程式为___________。 （4）“草酸化”过程中，测得稀土(RE)的沉淀率随的变化情况如图所示。随草酸加入，稀土(RE)的沉淀率先上升后下降的原因是___________。 （5）“沉淀”工序产物中含有，计算的为___________。 （6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性合金类催化剂，写出高温下用氢气还原和制备的化学方程式___________。 【答案】（1） （2）D （3） （4）草酸用量增加，逐渐沉淀完全，沉淀率上升；草酸过量后，过量的草酸与形成可溶性配位化合物，部分沉淀溶解，沉淀率下降 （5） （6） 【解析】稀土矿物与盐溶液发生离子交换除去矿渣，预中和加入碳酸氢铵将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，再加入碳酸氢铵调节pH沉淀氢氧化铝与稀土元素，在沉淀中加入氢氧化钠溶液将氢氧化铝沉淀溶解，使铝以四羟基合铝酸盐形式溶解进入溶液，碱溶后的含铝滤液加水稀释，水解生成。将含稀土元素的沉淀加HCl溶解，一部分加碳酸钠沉淀之后转化为，加入焙烧转化为含氟稀土抛光粉，另一部分加草酸酸化得到RE2(C2O4)3，后续可经转化得到和含稀土合金。 （1）Sc为21号元素，失去3个电子后得到，其基态电子排布为，与18号元素的基态电子排布完全相同。 （2）根据题意，离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强。选项中电荷数最大，离子半径最小，因此交换能力最强，故选D。 （3）预中和的目的是使完全沉淀，同时保证和稀土离子不沉淀。由表格可知：沉淀完全的pH为3.2，开始沉淀的pH为4.3，因此适宜pH范围为；与发生双水解生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳，离子方程式为。 （4）随草酸加入，稀土(RE)的沉淀率先上升后下降的原因：草酸用量增加，逐渐沉淀完全，沉淀率上升；草酸过量后，过量的草酸与形成可溶性配位化合物，部分沉淀溶解，沉淀率下降。 （5）沉淀完全时pH=9.0，，离子恰沉淀完全时，其在溶液中的浓度为，故沉淀完全时，因此： 。 （6）还原氯化物得到，根据元素守恒知，产物还有HCl，结合原子守恒，可得配平后的方程式为： 。 5．（2026·黑龙江·模拟预测）电镀企业日常生产会产生大量含金属离子的废水，这些金属离子一般毒性很大，必须严格处理后才能排放。某电镀工业园区内电镀综合废水的为，含、和，现采用分级回收工艺处理该废水并回收利用金属化合物，其工艺流程如下： 已知：常温下部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表(当金属离子的浓度时，视为沉淀完全)。 金属离子 开始沉淀的 4.3 6.1 7.2 沉淀完全的 5.6 7.1 9.2 （1）位于元素周期表中第___________周期第___________族。 （2）“还原”过程中与溶液反应的离子方程式是___________，“还原”后“调”需控制范围为___________。 （3）利用题中数据，计算常温下的 ___________。 （4）因来源容易、成本较低，工业上曾使用硫酸亚铁作“还原”过程的还原剂，但近年来逐渐被其他还原剂取代。该过程中硫酸亚铁作还原剂的主要缺点是___________。 （5）“沉”过程可能生成碱式碳酸镍 。 为测定该沉淀的组成进行下列实验：称取干燥沉淀样品 ，隔绝空气加热。该化合物的热重曲线如图所示，则___________。 （6）该工艺中获得的硫酸镍 在强碱中用溶液氧化，可沉淀出能用作镍铬电池正极材料的。写出该反应的离子方程式：___________。 【答案】（1） 四 Ⅷ （2） （3） （4）分离得到的中会混有杂质，且需要增加工序分离，导致成本增加 （5）2 （6） 【解析】电镀综合废水中含有、和，加入NaHSO3溶液后，被还原成，、未发生反应；通过调节pH，使转化为，因此滤渣1为；加入Na2S溶液后，转化为CuS，因此滤渣2为CuS；加入Na2CO3溶液，转化为碱式碳酸镍，滤渣3为碱式碳酸镍，经过处理为硫酸镍晶体；该流程实现了分级回收Cr、Cu和Ni，由此解答； （1）Ni为28号元素，因此Ni位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族； （2）在酸性条件下具有强氧化性，可以把氧化成，本身被还原成，因此反应的离子方程式为；调节pH，是为了让全部转化为，同时、不能沉淀，结合已知信息可知，pH的范围是； （3）完全沉淀时pH=7.1，，，的； （4）硫酸亚铁作还原剂时，会引入Fe3+，导致还原后的溶液中含有、和，调节pH时，中会混有，并且需要增加工序分离，导致成本增加； （5）由图可知，200摄氏度之前失去结晶水的物质的量为，则7.54g碱式碳酸镍的物质的量为0.02 mol，在200摄氏度到500摄氏度间，失去的CO2和H2O的质量为；最终得到的NiO的物质的量，因此；根据①②可求得，x=1，y=2； （6）由题意可知，在碱性环境中被氧化成NiOOH，被还原成，因此反应的离子方程式为。 6．（2026·黑龙江哈尔滨·三模）稀土元素是元素周期表ⅢB族中钪、钇及15种镧系元素共17种化学元素的总称，化学符号用RE表示，被称为“工业维生素”，是新能源、高端制造等领域的关键材料，氧化钇()被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为，含有少量的、、等杂质)为原料生产氧化钇的工艺流程如图所示。 已知：常温下，该工艺条件下，相关金属离子沉淀完全()的pH如下表所示。 金属离子 完全沉淀pH 3.2 4.7 8.2 回答下列问题： （1）钪位于元素周期表第四周期ⅢB族，基态原子第N能层的电子排布式为_______，检验稀土矿中的铈元素，可采用的仪器分析方法为_______。 A．晶体X射线衍射        B．红外光谱                C．原子发射光谱            D．质谱 （2）反应釜1中盐酸采取喷淋的方法，目的是_______。 （3）酸溶时采用离子浓度传感器测得相同时间内的浸取率与浸取溶液温度的关系如图所示，℃后，的浸取率随温度下降的可能的原因是_______。 （4）在实验室模拟流程中操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列仪器中不需要用到的是_______(填仪器名称)。 （5）调pH的试剂X是_______，调pH时，若溶液中，为使钇不损失，则常温下须调节溶液pH不大于_______(保留小数点后一位)。 （6）写出“沉钇”时的离子方程式_______。 （7）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性合金类催化剂，写出用氢气还原和熔融盐制备的化学方程式_______。 【答案】（1） C （2）增大固液接触面积，提高浸取率和浸取速率 （3）℃后，升高温度盐酸挥发加剧，导致盐酸浓度减小，的浸取率随温度升高而减小 （4）分液漏斗、蒸发皿 （5） 6.9 （6）(或写也可以) （7） 【解析】工艺流程分析：原料预处理与酸溶：富钇稀土矿的主要成分是，含有少量的 、、等杂质。 矿石首先经过研磨粉碎，目的是增大固体表面积，提高后续酸溶的反应速率和浸出率。加入盐酸进行“酸溶”反应。其中 、、均能与盐酸反应生成可溶性的氯化物，而不溶于盐酸。操作Ⅰ与沉淀Ⅰ：酸溶后的混合物经过“操作Ⅰ”分离出滤液Ⅰ和沉淀Ⅰ。 由于不溶于盐酸，所以沉淀Ⅰ的主要成分是。操作Ⅰ是固液分离操作，即过滤。滤液Ⅰ中含有YCl3、FeCl3、AlCl3以及过量的盐酸。调节pH与沉淀Ⅱ：滤液Ⅰ进入反应釜2，加入“试剂X”调节pH。 根据题目给出的金属离子沉淀完全的 pH 表，Fe3+和Al3+在较低的pH下即可完全沉淀为氢氧化物，而Y3+在较高的 pH 下才会沉淀。 为了除去杂质Fe3+和Al3+且不损失Y3+，需要调节pH至Fe3+和Al3+沉淀完全的范围。 试剂X通常选用能中和酸且不引入新杂质的物质，结合后续流程中生成的NH4Cl，试剂X应为氨气。调节pH后，通过“操作Ⅱ”分离出滤液Ⅱ和沉淀Ⅱ。操作Ⅱ也是过滤。沉淀Ⅱ的主要成分是 Fe(OH)3和Al(OH)3。 滤液Ⅱ主要含有YCl3和NH4Cl。沉钇与沉淀Ⅲ：向滤液Ⅱ中加入NH4HCO3、氨气或氨水进行“沉钇”操作。Y3+与、氨气或氨水发生反应生成碳酸钇沉淀。经过“操作Ⅲ”（过滤）得到沉淀Ⅲ（Y2(CO3)3）和滤液Ⅲ（主要成分为NH4Cl）。焙烧：沉淀Ⅲ（Y2(CO3)3）进入焙烧炉进行高温焙烧，分解生成目标产物 Y2O3和CO2。试剂循环：滤液Ⅲ（NH4Cl）进入反应釜3，加入熟石灰反应生成NH3。 生成的NH3即为前面提到的“试剂X”，可以循环用于调节 pH 的步骤。据此分析以下各问； 【解析】（1）根据电子排布规则，N层对应n=4。钪（Sc）的原子序数为21，其基态电子排布为[Ar]3d14s2。第N层（n=4）只有4s轨道上有2个电子，因此第N能层的电子排布式为4s2；检验稀土矿中铈元素需依据其特征谱线对各选项进行分析： A．晶体X射线衍射：用于测定晶体结构，无法检测元素种类，A错误； B．红外光谱：用于分析官能团或化学键，不适用于元素检测，B错误； C．原子发射光谱：通过特征谱线可检测元素种类，符合要求，C正确； D．质谱：主要用于测定相对分子质量，不适用于元素检测，D错误； 故选C。 （2）喷淋法可以增大盐酸与矿石的接触面积，从而加快反应速率，同时使反应更充分，提高浸取率。 （3）根据图像，T1℃前，温度升高，Y3+浸取率增加，可能是因为温度升高加快了反应速率。但T1℃后，浸取率下降，可能原因有：温度过高，盐酸挥发加剧，导致H⁺浓度降低，反应速率减慢；温度过高，Y2O3表面可能形成致密氧化层，阻碍进一步反应（但此可能性较低，因Y2O3为碱性氧化物，不易形成致密层）；温度过高，Y3+水解程度增大，生成Y(OH)3沉淀，导致溶液中Y3+浓度降低（但酸溶时H⁺浓度高，水解可能性较小）。 综合分析，最可能的原因是：温度过高，盐酸挥发，H⁺浓度降低，导致Y2O3的浸取速率减慢（或浸取率下降）。 （4）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为固液分离，即过滤操作。所需仪器包括烧杯（盛接滤液）、漏斗（过滤）、玻璃棒（引流）等。而分液漏斗用于分液，蒸发皿用于蒸发结晶，均不涉及。因此，不需要用到的仪器是分液漏斗和蒸发皿。 （5）根据流程图，调pH的目的是除去Fe3+和Al3+，同时避免Y3+沉淀。试剂X应能中和H+，且不引入新杂质，试剂X为氨气。已知Y3+完全沉淀时pH=8.2，即c(Y3+)=1.0×10-5 mol·L-1时，pH=8.2。此时，Kₛₚ[Y(OH)3] = c(Y3+)·c3(OH⁻) = 1.0×10-5 × (10-5.8)3 = 1.0×10-22.4。 当c(Y3+)=0.1 mol·L⁻¹时，c3(OH⁻) = =    = 1.0×10-21.4。c(OH⁻) =10-7.1 ，pOH ≈ 7.1，则pH 14 - 7.1 ≈ 6.9。 因此，pH应不大于6.9，以避免Y3+沉淀损失。    （6）沉钇”是将YCl3与NH4HCO3、氨气反应生成Y2(CO3)3沉淀。其中加入氨气的作用为使转化成，与Y3+形成沉淀，离子方程式(或写也可以)。 （7）反应物为H2、YCl3、PtCl4，生成物为Pt3Y和HCl。根据得失电子守恒配平：H元素化合价由0到+1，升1，反应物为H2，故可以按照升高2来计算，Y的化合价由+3到0，Pt化合价由+4到0（为合金类催化剂，故两元素化合价均为0），整体化合价降低15，最小公倍数为30，故H2的系数为15，的系数为2。再根据元素守恒配平，化学方程式为。 7．（2026·内蒙古赤峰·三模）金属钌（Ru）堪称“工业催化剂之王”。某实验小组以含钌废液（主要成分是、）为原料制备Ru的流程如下。 已知：①室温下，； ②有机萃取剂对有很强的萃取能力。 （1）“氧化蒸馏”中，与加入的和稀硫酸反应生成和，该反应的离子方程式为___________。 （2）采用“减压蒸馏”的原因是___________。 （3）“调”中，为了除去，“蒸余悬浊液”的至少应调至___________（忽略溶液体积变化；；离子浓度时，可认为其沉淀完全）。 （4）“操作”的名称为___________；该步骤结束后，“溶液”中钌主要以、的形式存在，为提高萃取剂N503对Ru的萃取率，加入的“试剂a”应选择___________（填字母）。 A．    B．    C．NaOH    D．HCl （5）“萃取”与“反萃取”过程中发生的反应可以表示为：，“反萃取”时加入的“试剂b”为___________（填化学式）。 【答案】（1） （2）降低沸点，防止在高温下升华、分解或氧化 （3）3.2 （4） 过滤 B （5） 【解析】含钌废液（主要成分是、）氧化蒸馏将钌转化为挥发性的RuO4气体，与废液中杂质初步分离；随后用HCl吸收气体，经减压蒸馏得到RuCl3·xH2O。对于蒸馏后的蒸余悬浊液，先调节pH利用溶度积原理使Fe(OH)3生成 沉淀，再经操作X（过滤）除去MnO2等杂质；接着借助试剂 a（氧化剂）和萃取剂N503 对的强萃取能力完成萃取，加入试剂 b（） 通过反萃取得到高纯度含钌水相，最后经电解还原析出金属钌，由此分析解题。 （1）Ru从+6价升高到+8价（升2价），Mn从+7价降低到+4价（降3价），离子方程式为：； （2）减压蒸馏可以降低沸点，在较低温度下蒸出溶剂，防止RuCl3·xH2O在高温下升华、分解或氧化； （3）沉淀完全时，根据，得，两边取负对数：，得，。 （4）①调节pH后得到​、固体沉淀和溶液，分离固体和液体的操作为过滤； ②已知N503只对萃取能力强，溶液中Ru以、​存在，需要将（Ru为+3价）氧化为​（Ru为+4价），需要加入氧化剂，是还原剂，NaOH、HCl不能氧化Ru，只有​是合适的氧化剂，故选B （5）萃取平衡为，反萃取需要使平衡逆向移动，使​回到水相，增大浓度可使平衡左移，故加入NaOH。 8．（2026·内蒙古呼和浩特·二模）一种利用处理铜阳极泥所得焙砂(主要含有、、、、)回收的流程如下。 已知： ①木糖醇分子式为，碱性环境可以与形成配离子； ②常温下难溶于水。 回答下列问题： （1）“酸浸”中提高浸取率的方法为_______(答出一条即可)，加入的作用是_______。 （2）滤液1中的主要金属元素除外还有_______(填元素符号)。 （3）“除铅”中木糖醇除促进溶解还有转化的作用 ①从平衡移动角度解释木糖醇促进溶解的原因_______。 ②还原的过程中木糖醇转化为，该反应的离子方程式为_______。 （4）“焙烧”中调控温度使转化为，不同温度下焙烧所得含晶体的X射线衍射谱图如下(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态出现衍射峰的衍射角不同)。 ①转化为的化学方程式为_______。 ②图中转化率较高的温度为_______。 （5）“除锡”中若pH较低会生成_______(填物质化学式)导致的浸出率下降。 【答案】（1） 粉碎原料；适当提高温度；适当提高酸的浓度 将微溶物转化为难溶物AgCl，减少Ag的损失 （2）Cu （3） 木糖醇与发生反应，溶液中浓度下降，促使沉淀溶解平衡正向移动 （4） 900℃ （5） 【解析】焙砂(主要含有、、、、)加入H2SO4和NaCl的混合溶液酸浸，滤液中主要含有、、，滤渣1为、、，滤渣1用木糖醇、混合溶液处理，木糖醇在碱性条件下与形成可溶性配离子，同时将AgCl还原为Ag，滤渣2中含有和，加入试剂焙烧，在高温下，与反应生成可溶的，滤渣3主要含有Ag和，加入NaOH防止转化为难溶于水的，过滤后得到含有的滤液和Ag。 （1）“酸浸”中提高浸取率的方法为：粉碎原料、适当提高温度、适当提高酸的浓度；原料中含有，硫酸银微溶于水，加入NaCl后， 转化为更难溶的 ，实现银元素的富集和初步分离。 （2）在“酸浸”过程中，焙砂中的氧化铜（）和硫酸铜（）会与硫酸反应或溶解，形成硫酸铜溶液。因此，滤液1中除了加入的钠离子（）外，最主要的金属元素是Cu。 （3）①硫酸铅（）在水中存在沉淀溶解平衡：。根据已知信息①，在碱性条件下，木糖醇能与铅离子（）反应，生成可溶性的配离子。这个反应消耗了溶液中的，导致其浓度降低。根据勒夏特列原理，的溶解平衡会正向移动，以补充被消耗的，从而促进了固体的不断溶解； ②在碱性条件下，木糖醇（）将氯化银（）还原为银单质（），自身被氧化为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （4）①二氧化锡（）是酸性氧化物，在高温下与碳酸钠（）反应生成锡酸钠（）和二氧化碳（），化学方程式为：； ②根据X射线衍射图谱，在800℃时，图谱中同时存在和的衍射峰，说明反应不完全。在900℃时，图谱中只出现了的衍射峰，而没有的峰，说明已经完全转化。因此，转化率较高的温度为900℃。 （5）在“除锡”步骤中，通过加入氢氧化钠（）溶液来溶解焙烧产物中的锡酸钠，使其与不溶的银分离。如果溶液的pH较低，离子会与氢离子（）反应生成难溶于水的锡酸（）沉淀，该沉淀会混在银中，导致的浸出率下降。 9．（2026·辽宁大连·一模）某工厂采用如下工艺回收氟碳铈矿(含有和少量的Fe、Al、Mg)中的稀土元素钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)，R代表Y、La、Ce． 已知：①R2O3可溶于稀盐酸，CeO2不溶于稀盐酸。 ②常温下，部分金属离子完全沉淀时的pH如下表： pH 11.6 9.0 8.3 3.2 4.7 ③某物质萃取达到平衡时，分配系数=；萃取率=。 回答下列问题： （1）元素Y比Sc的原子序数大18，其基态原子的价层电子排布式为___________。 （2）在空气中焙烧，第一步转化为和，第二步转化为CeO2，则第一步的化学方程式为___________。 （3）滤渣1的主要成分有Fe(OH)3、___________(填化学式)。 （4）滤液2的金属离子主要为___________(填离子符号)。 （5）萃取原理：R3+(水相)+3H2A2 (有机相)R(HA2)3 (有机相)+3H+ (水相)，H2A2代表P507二聚体。 ①该技术属于___________(填“阳离子交换”或“阴离子交换”)萃取。 ②若La3+在两相的分配系数为10，则La3+的单次萃取率为___________%(忽略混合过程中液体体积的变化)。 ③反萃取过程中应加入___________实现(填物质名称)。 （6）最终能得到高纯度且疏松的Y2O3的原因为___________。 【答案】（1）4d15s2 （2） （3）Al(OH)3、CeO2 （4）Mg2+ （5） 阳离子交换 75 盐酸(填“稀盐酸”、“浓盐酸”均可) （6）多次萃取，使Y3+和La3+得到充分的分离，水相中Y3+纯度高；焙烧Y2(C2O4)3的过程中有大量气体生成，导致生成的Y2O3为疏松的结构 【解析】该工艺以氟碳铈矿为原料，先焙烧将稀土转化为氧化物，再经稀盐酸浸出、调pH除去Fe3+、Al3+杂质和不溶的CeO2，得到含Y3+、La3+的滤液，之后经草酸沉淀、焙烧、稀盐酸酸浸后，通过萃取法分离Y和La，水相沉钇后焙烧得到Y2O3，有机相反萃取得到LaCl3，实现了钇、镧的综合回收。 【解析】（1）Sc的原子序数为21，Y原子序数为，Y位于第五周期第ⅢB族，基态价层电子排布式为。 （2）CeFCO3中Ce为+3价，焙烧后被O2氧化为+4价的CeO2和CeF4，同时生成二氧化碳，根据原子守恒和得失电子守恒配平得到反应方程式为。 （3）调，根据完全沉淀可知，、均完全沉淀；结合已知信息，不溶于稀盐酸，因此滤渣1除外，还有和。 （4）Fe、已经在调pH时沉淀除去，、和草酸反应生成草酸盐沉淀，杂质中剩余未沉淀的金属离子只有，因此滤液2的主要金属离子为。 （5）①该过程水相中的阳离子进入有机相，有机相交换出阳离子到水相，属于阳离子交换萃取。 ②分配系数，结合流程信息可得到本次萃取的体积：水相为100mL稀盐酸溶解体系，即，单次萃取用30mL有机相，即。代入、，得，萃取率。 ③萃取平衡为可逆反应，增大浓度可使平衡逆向移动，实现反萃取，目标产物为氯化物，因此加入盐酸。 （6）草酸钇焙烧分解时，草酸根分解生成、等大量气体，气体逸出后使疏松多孔，且流程中经过多次萃取，使Y3+和La3+得到充分的分离，水相中Y3+纯度高，最终得到高纯度疏松的​。 10．（2026·内蒙古乌兰察布·二模）工业上以黑铜泥(主要含，还含少量、的氧化物)为原料，回收得到(微溶于水)和的简易工艺流程如下： 已知：①室温下，、； ②溶于溶液形成的为10～12； ③室温下，，砷酸在酸性条件下有强氧化性，能被、等还原。 回答下列问题： （1）写出“氧化酸浸”时，与反应的离子方程式：_______。 （2）调为9，此时“沉铜锌”后的溶液中_______。 （3）“还原”步骤中，将还原为，写出该反应的化学方程式：_______。 （4）“还原”后检验溶液中是否仍存在砷酸的实验方法是_______。 （5）试剂a是_______(填“NaOH溶液”或“氨水”)，操作a是_______，试剂b的名称是_______。 （6）铜与氮元素形成的具有良好的电学和光学性能，其立方晶胞结构如图所示(楼长为)，则的配位数为_______，晶体的密度为_______g(阿伏加德罗常数的值用表示)。 【答案】（1） （2） （3） （4）取少量还原后的溶液于试管中，滴加淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，说明仍存在砷酸，若无明显现象，说明不含砷酸（其他答案合理即可） （5） NaOH溶液 溶解、过滤 稀硫酸 （6） 6 【解析】黑铜泥(主要含，还含少量、的氧化物)加稀硫酸和过氧化氢氧化酸浸，浸渣为，浸出液含、、，加NaOH调节pH=9，沉铜锌后滤渣为和，过滤，滤液加稀硫酸酸化，通入还原As元素，生成；滤渣加入NaOH，调pH=12，使形成，过滤后向滤饼中加入硫酸，溶解，经系列操作可得，据此分析； （1）酸性条件下，被氧化，Cu从价升高到价，从价升高到价，总共升高价；中O从价降低到价，总共降低价，方程式：； （2）同一溶液中相同，根据，，可得： ； （3）被还原为，As化合价从降为；被氧化为，S化合价从升为+6，方程式：； （4）根据题干已知，砷酸酸性条件下有强氧化性，可氧化生成，淀粉遇变蓝，因此可用淀粉碘化钾溶液检验时，方法：取少量还原后的溶液于试管中，滴加淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，说明仍存在砷酸，若无明显现象，说明不含砷酸； （5）沉铜锌后滤渣为和，已知可溶于的NaOH溶液生成可溶性四羟基合锌酸钠，而不溶，因此选NaOH溶液分离Zn和Cu，分离固体液体的操作为溶解、过滤；滤渣需要用稀硫酸溶解得到硫酸铜溶液，再制备胆矾，故试剂为稀硫酸； （6）根据晶胞结构，位于顶点，个数为，位于棱心，个数为，顶点周围距离最近的共个（轴正负方向各1个），故配位数为。 晶胞体积，晶胞质量，密度。 11．（2026·内蒙古鄂尔多斯·一模）伴随着新能源汽车的普及，回收废旧磷酸铁锂电池可以变废为宝，对保护环境起着重要的作用。废旧磷酸铁锂电池的正极材料主要包含磷酸铁锂()、活性炭、PVDF(树脂)以及铝箔。某团队采用共沉淀法回收废旧磷酸铁锂电池的正极材料制备磷酸铁()、Al、Li、流程如下： （1）的离子结构示意图_______，的VSEPR模型为_______。 （2）碱溶过程中发生主要反应的化学方程式为_______。 （3）滤液2中也可用溶液代替溶液，用离子方程式表示其原因_______。 （4）由下图可知，制备磷酸铁的适宜pH为2.5，pH不宜太小，理由是_______。pH较高时，P沉淀率趋于平缓而Fe沉淀率仍有升高的原因是_______。 （5）写出从悬浊液中获得纯净的固体的实验操作_______。 【答案】（1） 正四面体 （2） （3） （4） pH太小，酸性太强，生成弱电解质磷酸，的溶解平衡正向移动，沉淀溶解，导致 Fe、P 的沉淀率降低 pH 较高时，P 元素主要以形式存在，其与的共沉淀已接近完全，因此 P 沉淀率趋于平缓；而 pH 升高，会生成氢氧化铁沉淀，导致 Fe 的沉淀率继续升高 （5）过滤、洗涤、干燥 【解析】已知废旧磷酸铁锂电池的正极材料主要含磷酸铁锂（）、活性炭、PVDF（树脂）以及铝箔，加入氢氧化钠溶液碱溶，可以除去铝箔，所得滤液1通入足量二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀，再经过一系列处理得到金属铝；所得滤渣加入硫酸酸浸，活性炭、PVDF（树脂）以沉淀的形式被除去，滤液2加入过氧化氢，可以将二价铁氧化为三价铁，最终得到的悬浊液，进一步提纯得到纯净的固体，滤液中加入碳酸钠溶液，可以制备碳酸锂，据此解答； （1）的核外电子数为26，失去2个电子得到的离子结构示意图；的价层电子对数为4+=4，没有孤电子对，VSEPR模型为正四面体； （2）碱溶过程中铝箔溶解，发生主要反应的化学方程式为； （3）也具有强氧化性，可以将二价铁氧化为三价铁，离子方程式为； （4）pH太小，酸性太强，生成弱电解质磷酸，的溶解平衡正向移动，沉淀溶解，导致 Fe、P 的沉淀率降低； pH 较高时，P 元素主要以形式存在，其与的共沉淀已接近完全，因此 P 沉淀率趋于平缓；而 pH 升高，会生成氢氧化铁沉淀，导致 Fe 的沉淀率继续升高； （5）分离固体和液体的核心操作是过滤，从悬浊液中获得纯净的固体的实验操作是过滤、洗涤、干燥。 12．（2026·辽宁·模拟预测）以一种低品位含钒矿渣(主要成分为、和少量、、等)为原料制备和的工艺流程如下： 已知：该实验条件下，、；、；当离子浓度时，认为该离子已经沉淀完全。 回答下列问题： （1）“焙烧”前先进行“球磨”的目的为_____________________。 （2）基态钒原子的价电子排布式为__________；“焙烧”时钒渣中的钒元素被氧化为+5价，其反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 （3）“除硅、磷”后所得沉淀的主要成分为__________(填化学式)；滤液中所含__________(保留一位小数)。 （4）含钒微粒总浓度对数值与pH的关系如图所示。 “除硅、磷”后的滤液的pH约为9，其中所含钒微粒浓度为，则“沉钒”时的离子方程式为____________________________________。 （5）已知：(为有机萃取剂)。“调pH”能提高钴的萃取率，原因为____________________________________。 （6）若“沉钴”时选用溶液所得不纯，原因可能为______________________________________________________________________。 【答案】（1）增大接触面积，提高焙烧效率 （2） （3） 、 2.6 （4） （5）降低氢离子浓度从而提高钴的萃取率 （6）  水解导致溶液碱性增强，从而使中混有 【解析】以钒渣为原料，经球磨、加纯碱与空气焙烧后水溶，分离为滤液和滤渣两条支线：滤液支线先通过加入CaCl2溶液除硅、磷，再用NH4Cl溶液和硫酸沉钒得到(NH4)4H2V10O28，热解后制得V2O5；滤渣支线则用硫酸和H2O2酸溶，调pH后经H2R（有机萃取剂）萃取、有机相反萃取（加硫酸），最后加NH4HCO3沉钴获得CoCO3，整体实现钒渣中钒、钴元素的分步提取与产品制备。 （1）“焙烧”前先进行“球磨”的目的为增大接触面积，提高焙烧效率。 （2）基态钒原子价电子排布式为3d34s2；“焙烧”时钒渣中的钒元素被氧化为＋5价，所以V2O3被氧化，氧气被还原，根据得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1。 （3）“除硅、磷”后所得沉淀的主要成分为、；结合信息，对比与可知应选用计算：，。 （4）pH=9时，其中所含钒微粒浓度为，即对应的对数值为-4，根据图像，滤液中钒的主要存在形式为，加入和硫酸后，生成沉钒产物​沉淀，离子方程式为。 （5）调节pH使溶液中减小，萃取平衡正向移动，更多被萃取为，钴的萃取率提高。 （6）​​溶液中​水解使溶液碱性较强，较大，碱性条件下会与生成氢氧化钴沉淀，混入​中，导致产物不纯。 14 / 42 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $