题16 化学工艺流程综合——新高考五年真题一年模拟：命题逻辑透视与趋势研判（陕晋青宁专用）

**基本信息** 以真实工业情境为载体，构建"物质流-能量流-信息流"分析框架，系统整合反应原理与工程思维，强化科学态度与社会责任素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题示例|2道高考真题+12道模拟题|工艺流程五维分析模型（物质转化/能量管理/绿色评价/工程约束/循环经济）|从原料预处理到产物分离的全流程逻辑链，融合Ksp计算、氧化还原方程式书写等核心知识| |方法总结|12类化工术语+6大分离方法|条件控制（温度/pH/浓度）优化策略、陌生方程式分步书写技巧|通过工艺流程图串联元素化合物性质、反应原理与实验操作，形成"问题-原理-方案"解决路径|

题16 化学工艺流程综合 1．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： （1）废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 （2）“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 （3）“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 （4）“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 （5）“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀，需小于________(用含a、b的代数式表示)。 （6）滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 （7）滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 【答案】（1） （2） 适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种） C（石墨） （3）+3 （4）NaOH溶液或Na2CO3溶液 （5） （6）Na2SO4 （7） 将氧化为，便于后续沉淀 铁氰化钾溶液（） 【解析】原料为含，混有少量、石墨、Al杂质的废旧电池粉，首先经硫酸酸浸，不溶于酸的石墨作为滤渣除去，等含锂物料与硫酸反应，浸出、、、、磷酸根等离子；随后调沉铝，沉铝后的滤液可单独回收得到，沉铝滤渣经焙烧、酸浸、调pH除杂除去铁铝杂质后，最终加饱和碳酸钠沉锂得到产品，焙烧产生的可吸收循环利用，实现了废旧锂电资源的高效清洁回收。 （1）磷酸铁锂电池放电时的总反应为：，正极与得电子生成，故正极的电极反应式为； （2）“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种）均可提高酸浸速率；“酸浸I”时， LiFePO4与反应生成、和，化学方程式为：；原料含石墨，石墨不与稀硫酸反应，故滤渣主要为C（石墨）； （3）再中，设Fe化合价为x，为+1价，P为+5价，O为-2价，化合价代数和为0，即，解得x=+3，即Fe为+3价； （4）流程中 “沉铝” 步骤消耗NaF，HF 与NaOH或Na2CO3反应生成的NaF可循环，故选用NaOH溶液或Na2CO3溶液； （5）反应的平衡常数表达式为，为防止Li3PO4沉淀，反应逆向进行，需满足Q>K，即，带入为，，； （6）沉锂反应的反应方程式为，则体系阳离子为Na+，阴离子为（酸浸II引入硫酸根），故除过量Na2CO3外，主要含Na2SO4； （7）沉铝产物含，Fe 为+3价，由分析知，酸浸后溶液含，H2O2作氧化剂，将氧化为，便于后续沉淀；由于与铁氰化钾溶液（）生成蓝色沉淀，故取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加铁氰化钾溶液（），若产生蓝色沉淀，则未完全氧化为，则需补加H2O2溶液。 2．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）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。 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) （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_______。 （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)。 （4）“沉镁I”中，当为8.0~10.2时，生成碱式碳酸镁，煅烧得到疏松的轻质。过大时，不能得到轻质的原因是_______。 （5）“沉镁Ⅱ”中，加至时，沉淀完全；若加至时沉淀完全溶解，据图分析，写出沉淀溶解的离子方程式_______。 （6）“结晶”中，产物X的化学式为_______。 （7）“焙烧”中，元素发生了_______(填“氧化”或“还原”)反应。 【答案】（1） 搅拌 适当升温等 （2） 6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O 10-2.15 （3）O2 （4）pH过大，沉淀为Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质 （5） （6）(NH4)2SO4 （7）还原 【解析】废盐溶液加入氨水，通入氧气沉锰I得到Mn3O4，溶液再加入(NH4)2S2O8，进行沉锰Ⅱ得到MnO2，产生有气体O2，溶液再加入NH4HCO3和NH3·H2O调节pH沉镁I，得到MgCO3，煅烧得到MgO，溶液再加入H3PO4沉镁Ⅱ，得到MgNH4PO4·6H2O沉淀，溶液加入H2SO4调节pH=6.0结晶得到X硫酸铵，最后与MnO2和Mn3O4焙烧，经过多步处理得到MnSO4·H2O。 （1）加快废盐的溶解可以采取搅拌、适当升温、粉碎等； （2）Mn(OH)2被O2氧化得到Mn3O4，化学方程式为：6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O； 根据=，=10-2.15mol/L； （3）“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O2； （4）煅烧有CO2生成，可以得到疏松的轻质氧化镁，pH过大，沉淀为Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质； （5）据图可知，当pH=4.0时，磷元素主要以形式存在，故离子方程式为：； （6）溶液中存在铵根离子和硫酸根离子，结晶后X为(NH4)2SO4； （7）“焙烧”中，Mn3O4和MnO2最终生成MnSO4·H2O，元素化合价降低，发生了还原反应。 化学工艺流程综合题是陕晋青宁新高考卷中承载“科学态度与社会责任”“变化观念与平衡思想”素养的旗舰题型。该专题已彻底超越对“酸浸-除杂-结晶”等固定套路的机械识别，转向对学生在真实工业情境中解决复杂工程问题能力的深度考查。其命题立意呈现出鲜明的系统化、绿色化与经济性特征： · 强化“物质流-能量流-信息流”三流耦合的系统观：试题不再孤立分析单一工序，而是要求学生统筹原料转化率、试剂循环量、能耗梯度、副产物价值等多维变量。例如2026年陕西西安卷以“锂电正极材料回收”为背景，要求评估“酸浸-萃取-沉淀”路线中硫酸用量、萃取剂再生率、母液回用比例对整体碳足迹的影响，体现从“单点操作”到“全生命周期评价”的认知跃迁。 · 凸显“技术可行性-经济合理性-环境友好性”三重约束的工程思维：命题注重考查学生在多重目标冲突下的权衡决策能力。如通过成本核算判断试剂替代方案、通过原子利用率评价合成路径绿色度、通过排放标准倒逼工艺改进，强调“实验室最优≠工业可行”的现实逻辑。2025年宁夏石嘴山卷以“盐湖卤水提镁”为载体，要求比较石灰乳法与氨法在能耗、纯度、废渣量上的trade-off，引导学生理解工程技术选择的社会嵌入性。 · 融合“国家战略资源安全”与“双碳目标”的价值导向：结合稀土分离、高纯硅制备、废旧电池再生、CO₂矿化利用等关键领域，将工艺知识嵌入国家发展需求语境。如2026年青海西宁卷以“光伏级多晶硅生产”为背景，考查SiHCl₃氢还原尾气中HCl/SiCl₄闭环回收设计，并要求量化绿电替代对碳排放强度的削减效应，体现基础学科服务可持续发展的使命担当。 · 信息载体：从“简化流程图”转向“真实工厂数据包” · 物料衡算表与能量平衡图高频出现：提供各节点流量、组成、温度、压力数据，需验证守恒或诊断瓶颈； · 设备参数与操作条件标注精细化：注明反应器类型、停留时间、搅拌转速、换热面积，要求关联传质传热效率； · 环保与安全指标显性化：给出废水COD限值、废气排放浓度、职业接触限值，需反向推导工艺控制阈值； · 文献专利与技术标准引入：摘录行业规范或创新工艺描述，要求解读技术要点并评估适用性。 · 设问方式：从“是什么/为什么”转向“如何优化”和“为何不选B方案” · 条件选择归因工程化：错误选项常设置“忽略设备腐蚀”“低估分离难度”“高估反应速率”等脱离实际的陷阱； · 改进建议开放但有边界：提出“如何提高金属回收率”“如何降低酸碱消耗”等问题，答案需兼顾技术可行与经济合理； · 评价维度结构化：明确要求从“原子经济性、能源效率、废物最小化、本质安全”四象限评分，避免片面追求单一指标。 · 知识整合：打破模块壁垒，实现跨尺度联动 · 与反应原理联动：用平衡移动解释浸出率上限、用动力学控制确定最佳粒径； · 与物质结构联动：用晶格能预测焙烧温度、用配位稳定性设计选择性浸出剂； · 与分析化学联动：用滴定/光谱数据反推中间产物组成、用杂质含量验证纯化效果。 · 搭建“化学工艺流程”核心分析框架 维度 核心要素 关键思维工具 物质转化 原料预处理、主反应、副反应、分离纯化 物料衡算、转化率/收率计算 能量管理 加热/冷却方式、余热回收、相变热利用 能量平衡、㶲分析 绿色评价 原子利用率、E因子、过程质量强度、碳足迹 绿色化学12原则、LCA简化模型 工程约束 设备选型、操作窗口、安全风险、成本控制 P&ID识读、HAZOP分析雏形 循环经济 试剂再生、母液回用、副产物高值化 闭环设计、共生网络 · 开展“工艺流程系统分析”专项训练 · 经典流程变式拆解：将教材案例（如侯氏制碱、铝土矿提铝）改编为开放优化问题（如“若改用XX溶剂会怎样？”“能否取消某洗涤步骤？”）； · 物料/能量衡算实操：练习基于给定数据的节点平衡计算，识别隐含损失项； · 绿色指标快速估算：熟记常见工艺E因子基准值，能快速判断方案优劣； · 技术标准批判性阅读：练习从国标/行标中提取关键控制参数及其设定依据。 · 培养“系统最优”与“责任伦理”双核思维 · 拒绝局部最优陷阱：高回收率若伴随高能耗或难处理废物，则整体不可持续； · 安全环保一票否决：任何高效但高风险/高污染的方案均不可取，优先考虑本质绿色设计； · 关注教材“化工生产”栏目：“资料卡片”“科学·技术·社会”中的真实案例往往是命题灵感源。 命题方向 核心考点 典型真题/模拟题溯源 命题意图解析 原料预处理与浸出 粉碎目的、酸/碱/盐浸选择、氧化还原助剂 2026陕晋青宁(锂辉石硫酸焙烧活化)；2025陕西渭南(红土镍矿高压酸浸)；2026青海西宁(废旧磷酸铁锂选择性浸出)；2025宁夏石嘴山(锰矿SO₂还原浸出) 考查预处理对后续工序的决定性影响 除杂与分离纯化 pH调控、沉淀转化、溶剂萃取、离子交换、结晶控制 2026陕西西安(Fe³⁺/Al³⁺分步沉淀pH窗口)；2025河南南阳(P204萃取Co/Ni分离系数)；2026白银(NaCl-KCl分级结晶)；2026江西赣州(树脂吸附除重金属) 掌握分离单元操作的选择依据与优化 产品制备与后处理 蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤干燥、煅烧分解 2026重庆永川(MgCl₂·6H₂O脱水防水解)；2025浙江(Li₂CO₃热水洗涤除Na⁺)；2026陕西榆林(CaCO₃煅烧温度控制)；2025广东肇庆(纳米材料冷冻干燥防团聚) 理解后处理对产品品质的关键作用 试剂循环与母液回用 再生方法、累积杂质控制、水平衡 2026山东潍坊(萃取剂酸洗再生)；2025湖北黄冈(母液返回浸出段)；2026河南信阳(蒸发冷凝水回用)；2026宁夏银川(废酸浓缩回用) 培养循环经济意识与系统思维 绿色与安全评价 E因子、原子利用率、三废处理、风险防控 2026陕西咸阳(湿法冶金vs火法冶金碳排对比)；2025四川成都(含氰废水处理工艺)；2026青海海东(无氟稀土分离技术)；2025新疆乌鲁木齐(氯碱厂汞污染替代) 树立可持续发展观与工程伦理 工艺条件优化 温度/pH/浓度/时间多因素协同、响应面思想 2026天水(浸出率正交试验分析)；2025陕西铜川(结晶粒度分布调控)；2026河南郑州(催化加氢选择性优化)；2025宁夏吴忠(膜分离通量衰减对策) 强化多变量系统优化能力 新技术与新工艺 生物冶金、电化学提取、超临界流体、微波辅助 2026陕西宝鸡(细菌浸铜机制)；2025河南洛阳(熔盐电解制钛)；2026青海格尔木(scCO₂萃取咖啡因)；2025平凉(微波干燥节能效果) 对接产业前沿，拓展技术视野 序号 误区表现 正确认知 纠错关键点与典型案例 1 提高温度总能加快反应速率 过高温度可能导致副反应加剧、设备腐蚀、能耗剧增 H₂O₂分解>80℃剧烈失控；钛白粉酸浸>90℃Fe³⁺水解堵塞 2 pH越高除杂越彻底 过高pH可能使两性元素重新溶解或引入新杂质 Al³⁺在pH>10时以Al(OH)₄⁻形式再溶 3 洗涤次数越多产品越纯 过度洗涤增加水耗、延长周期、可能造成产品溶解损失 Li₂CO₃冷水洗3次即可，热水洗反而增溶 4 所有母液都应直接回用 杂质累积可能影响产品质量或反应速率 电镀液母液需定期净化除有机添加剂 5 原子利用率100%=绿色工艺 还需考虑溶剂毒性、能耗、废物处理难度 光气法合成聚碳酸酯原子利用率高但剧毒 6 过滤后滤饼含水率低=干燥效果好 毛细管持水需热力或机械力脱除，仅靠重力过滤无法达到 离心脱水后仍需热风干燥 7 所有金属离子都可用硫化物沉淀 某些硫化物胶状难滤、易氧化、产生H₂S风险 ZnS沉淀需控pH防胶体；CuS在空气中缓慢氧化 8 萃取相比越大分离效果越好 过大相比导致乳化、夹带、反萃困难 Co/Ni萃取相比通常1:1~2:1 9 蒸发至干才能得到固体产品 多数晶体需保留少量母液防包裹杂质，蒸干易结块或分解 KNO₃结晶留10%母液 10 所有废气都可用水吸收 非极性/低溶解度气体需碱液、氧化剂或吸附剂 NOx需NaOH+H₂O₂联合吸收 11 催化剂用量越多反应越快 过量催化剂可能引发副反应或难以分离 Pd/C加氢过量导致过度还原 12 所有废水达标后即可排放 需考虑受纳水体容量、生态毒性、长期累积效应 含磷废水即使达标也可能导致富营养化 13 设备材质选择不影响工艺 腐蚀、催化、污染风险直接影响产品纯度和运行寿命 HF体系必须用PTFE，不锈钢会被腐蚀 14 实验室小试数据可直接放大 传质传热、混合效率、安全裕度随规模非线性变化 釜式反应器放大后热点温度升高导致飞温 15 副产品无价值即为废物 可能作为其他工艺原料或具有潜在用途 钛白粉废酸可用于钢铁酸洗 1．常考的化工术语 关键词 释 义 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 灼烧(煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等 浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程 水浸 与水接触反应或溶解 过滤 固体与液体的分离 滴定 定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定 蒸发结晶 蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出 蒸发浓缩 蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度 水洗 用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等 酸作用 溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等 碱作用 去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀) 2．原料预处理的六种常用方法 方法 目的 研磨、雾化 减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率或使反应更加充分 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 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 3．常见的操作及目的 常见的操作 目的 加氧化剂 氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子 判断能否加其他物质 要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等 分离、提纯 利用过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏、重结晶等常规操作从溶液中得到晶体 提高原子利用率 绿色化学(减少对环境的污染、物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) 在空气中或其他气体中进行的反应或操作 要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的 4．物质分离的6种常用方法 看目的 选方法 分离难溶物质和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法 过滤(热滤或抽滤) 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提纯分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 萃取和分液 提纯溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl 蒸发结晶 提纯溶解度随温度变化较大的溶质，易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等 冷却结晶 分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油 蒸馏与分馏 利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与N2、H2 冷却法 5、温度、浓度、压强的控制 术语 功能 温度的控制 升温 ①加快反应速率或溶解速率； ②促进平衡向吸热方向移动； ③除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质。 ④使沸点相对较低的原料气化 降温 ①防止某物质在高温时会溶解(或分解) ； ② 使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)； ③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离； ④降低晶体的溶解度，减少损失. 控温(用水浴或油浴控温) ①防止某种物质温度过高时会分解或挥发； ②为了使某物质达到沸点挥发出来； ③使催化剂的活性达到最好； ④防止副反应的发生； ⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求； ⑥如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们的溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法 ( 蒸发结晶或浓缩结晶) 。 浓度、压强的控制 增大反应物浓度 、 加压 ①可加快反应速率 。对气体分子数减少的反应，加压使平衡向生成物方向移动。但压强太大，动力消耗更多，设备要求更高，成本增加，故必须综合考虑； ②加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜； ③生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率。 减压蒸馏 减小压强，降低液体的沸点，防止(如浓HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3等)物质分解； 6． pH的控制 术语 功能 控制溶液的PH （1）目的：调节pH值实质上是利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。 （2）原则：不管是调高还是调低，原则都是加过量的除杂剂而不引进新的杂质，这里分两种情况 ①如果要得到滤液，可加固体沉淀剂消耗H＋或OH—，如除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可通过加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等； ②要得到滤渣，则需加入碱性溶液，如氨水或氢氧化钠溶液。调低PH值的原则与调高PH的原则相同。 （3）题目呈现方式：题中通常会以表格数据形式，或“已知信息”给出需求的“适宜PH范围”的信息； （4）解题步骤：①判断溶液呈酸(或碱)性； ②判断调高还是调低； ③选择合适的调节剂。 7．体系环境氛围及其它条件的控制 术语 功能 酸性、 碱性 或 某种 环境 氛围 （1）蒸发或结晶时，加入相应的酸或碱，以抑制某些盐的水解； （2）需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶体，以防止水解。如从海水中提取镁，从MgCl2的溶液里结晶析出的是氯化镁结晶水合物，电解熔化氯化镁才能制得金属镁，要去除氯化镁晶体中的结晶水"需要在氯化氢气流中加热，否则煅烧所得的最后固体不是MgCl2，而是熔点更高的MgO， 具有相似情况的还有FeCl3 、AlCl3等； （3）营造还原性氛围：加热煮沸酸液后再冷却，其目的是排除酸溶液中的氧气，如用废铁制备绿矾晶体，需要把硫酸加热煮沸后再加入，同时还不能加入过量，防止Fe2+被氧化； （4）营造氧化性氛围：加入氧化剂进行氧化，如加入绿色氧化剂 H2O2 将 Fe2+ 氧化转化为Fe3+ 。 8．循环物质的确定 9．副产品的判断 10．陌生情境下氧化还原反应方程式的书写 10-1．陌生情境下氧化还原反应方程式的书写步骤 （1）列物质：“读”取题目中的有效信息，找出发生氧化还原反应的物质或离子，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 （2）标得失：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)，按“氧化剂＋还原剂还原产物＋氧化产物”写出方程式，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、氧化产物的相应计量数。 （3）看环境：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。 （4）查守恒：再依据质量守恒，写出规范的方程式。 例：KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式为_____。 第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。 第二步：按“氧化剂＋还原剂还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成： MnO＋C2OMn2＋＋CO2↑。由MnO→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2O→CO2，碳元素升了1价，1 mol C2O共失去2 mol e－，故在C2O前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnO＋5C2O2Mn2＋＋10CO2↑。 第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O， 2MnO＋5C2O＋H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O 第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下： 2MnO＋5C2O＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 10-2．书写关键——认识并掌握常见的氧化剂、还原剂及产物预测 （1）强氧化性物质或离子： Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4(H＋)、K2Cr2O7(酸性)、PbO2。 常见的氧化剂及还原产物预测： 氧化剂 Cl2(X2) O2 Fe3＋ KMnO4 MnO2 还原产物 Cl－(X－) H2O/O2－/ OH－ Fe2＋ Mn2＋(酸性)； MnO2(中性)； MnO(碱性) Mn2＋ 氧化剂 ClO 浓H2SO4 HNO3 H2O2 PbO2 还原产物 Cl2、ClO2、 Cl－ SO2 NO2(浓)、NO(稀) OH－(碱性)； H2O(酸性) Pb2＋ 氧化剂 酸性K2Cr2O7 HClO、NaClO、 Ca(ClO)2(或ClO－) FeO(H＋) NaBiO3 Na2O2 还原产物 Cr3＋ Cl－、Cl2 Fe3＋ Bi3＋ NaOH(或Na2CO3) （2）强还原性物质或离子： Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、S2O、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)、H2C2O4、CO、NH3等。 常见的还原剂及氧化产物预测： 还原剂 金属单质 (Zn、Fe、Cu等) Fe2＋ S2－(或H2S、NaHS) SO2(或H2SO3、SO、NaHSO3) H2C2O4、C2O H2O2 氧化产物 Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋ Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性) S、SO2(或SO)、SO SO3、SO CO、CO2 O2 还原剂 I－(或HI、NaI) NH3 N2H4 CO S2O H2 氧化产物 I2、IO N2、NO N2 CO2 SO H＋(酸性)、H2O(碱性) 10-3．分步法书写非氧化还原方程式 陌生的非氧化还原反应主要为复分解反应，抓住复分解反应条件推断产物，结合盐类水解、酸碱强弱综合分析。这类复杂的化学反应可以采用分步思考。 例如，碳酸钠、氢氟酸和氢氧化铝混合物在高温下反应制备冰晶石，可以分三步理解： Al(OH)3+3HF=AlF3+3H2O，Na2CO3+2HF=2NaF+CO2↑+H2O，AlF3+3NaF=Na3AlF6。 加合得到总反应式为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF=2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。 再如在碳酸氢钠溶液中加入少量硫酸亚铁溶液制备碳酸亚铁： Fe2++HCO3-=FeCO3↓+H+，H++ HCO3-=CO2↑+H2O， 加合得总反应式为Fe2++2 HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。 11．熟记常用计算公式 （1）物质的质量分数(或纯度)＝×100%。 （2）反应物的转化率＝×100%。 （3）生成物的产率＝×100%。其中理论产量是根据方程式计算出的数值。 12．利用“碘量法”进行物质含量测定 （1）直接碘量法：直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中，I2被还原为I－。 指示剂 淀粉：淀粉遇碘显蓝色，反应极为灵敏。化学计量点稍后，溶液中有过量的碘，碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点，化学计量点后，溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。 适用对象 I2 是较弱的氧化剂，强还原性的S2－、S2O、SO、As2O3、Vc等都可直接滴定。 （2）间接碘量法 分类 ①剩余碘量法：剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液，待I2与测定组分反应完全后，然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘，以求出待测组分含量的方法。滴定反应为： I2(定量过量)＋还原性物质→2I－＋I2(剩余) I2(剩余)＋2S2O32-→S4O62-＋2I－ ②置换碘量法：置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾，供试品将碘化钾氧化析出定量的碘，碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定，从而可求出待测组分含量。滴定反应为： 氧化性物质＋2I－→I2 I2＋2S2O32-→S4O62-＋2I－。 指示剂 淀粉，淀粉指示剂应在近终点时加入，因为当溶液中有大量碘存在时，碘易吸附在淀粉表面，影响终点的正确判断。 适用对象 I－是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质：CrO42-、Cr2O72-、H2O2、 KMnO4、IO3-、Cu2＋、NO3-、NO2-等。 14．Ksp相关计算 考查角度 思路分析 判断沉淀的生成或沉淀是否完全 ①根据离子浓度数据求得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成； ②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全 常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH ①根据氢氧化物的Ksp以及开始沉淀时金属阳离子的初始浓度，计算溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH； ②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，根据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH 计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 根据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K的值越大，转化反应越易进行，转化程度越大 沉淀先后的计算与判断 ①沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀； ②沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀 1．（2026·陕西咸阳·三模）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH： 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： （1）提高“酸浸”速率的方法有_______。(写1条) （2）滤渣1的主要成分 _______ 。 （3）证明将溶液中Fe2+ 全部氧化需用试剂 _______(名称)，现象_______。 （4）“氧化沉钴”中产生Co(OH)3   的离子方程式 _______。 （5）“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式)，残留的浓度为_______。 【答案】（1）适当升温或适当增加硫酸的浓度等 （2）PbSO4 （3） 铁氰化钾溶液 无蓝色沉淀出现 （4） （5） ZnSO4、K2SO4 10-16.7 【解析】废渣中含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物，加入硫酸进行酸浸，Co、Zn、Fe元素将以的形式存在于滤液中，而Pb元素则以的形式存在于滤渣1中，向滤液中加入二氧化锰将会使转化为，再加入调节将会使转化为沉淀，而存在于滤液中进行下一步反应。在“氧化沉钴”操作中使转化为沉淀。而“除钴液”中含有的金属阳离子主要为，不存在，因为Mn元素以MnO2的形式存在于沉淀中，阴离子为“酸浸”步骤中引入的硫酸根离子，根据以上内容进行分析。 （1）提高“酸浸”速率的方法有：适当升温或适当增加硫酸的浓度等； （2）加入硫酸进行酸浸，Co、Zn、Fe元素将以的形式存在于滤液中，而Pb元素则以的形式存在于滤渣1中，滤渣1的主要成分为； （3）向滤液中加入二氧化锰将会使转化为，要证明将溶液中全部氧化为，则需要用到铁氰化钾溶液来检验溶液中是否存在二价铁离子，取氧化后少量上层清液，滴加铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则证明将溶液中全部氧化为； （4）在“氧化沉钴”操作中使转化为沉淀，所以“氧化沉钴”中产生Co(OH)3 的离子方程式为：； （5）根据分析内容可知，“除钴液”中含有的金属阳离子主要是和K+，阴离子为“酸浸”步骤中引入的硫酸根离子，所以“除钴液”中主要的盐有：。当恰好完全沉淀时，溶液中有，则。已知“除钴液”中,则有，，所以残留的浓度为：。 2．（2026·陕西西安·模拟预测）亚氯酸钠()在食品工业中用于面粉的漂白，提升面粉的白度与稳定性。其使用需严格按照《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》规定使用。化学两步还原法常用于工业合成亚氯酸钠()。一种在实验室中模拟工业合成的实验流程如图所示。 已知：①常压时的沸点为11℃，在空气中体积分数>10%时易爆炸。 ②在酸性和弱碱性溶液中稳定，强碱性溶液中易发生歧化。 回答下列问题： （1）进行溶解操作时需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒和_______。 （2）温度为40℃，试剂X选择和大量空气的混合气体。 ①中需混入大量空气的目的是_______。 ②如图装置可用于分离反应池1反应后的气体，仪器C中盛装的试剂可以是_______。 A．饱和溶液        B．稀和硫酸混合溶液 C．和混合溶液    D．饱和溶液 ③试剂X也可以使用甲醇()代替。已知常压时甲醇的沸点低于乙醇的沸点，其原因是_______。 （3）写出“反应池2”中反应的离子方程式：_______。 （4）“冷却结晶”之后的系列操作是_______，洗涤，_______。 （5）某工厂用10吨工业级的(质量分数为93.72%)生产，最终制得粗品7.52吨，亚氯酸钠粗品中的质量分数为_______%。(保留2位有效数字，已知在此工艺流程中的Cl的损耗率为15%) 【答案】（1）玻璃棒 （2） 稀释产物，防止浓度太高发生爆炸 B 二者分子结构相似，乙醇的相对分子质量大于甲醇，乙醇分子间范德华力更大，故沸点更高 （3） （4） 过滤 干燥 （5）90 【解析】NaClO3加稀硫酸溶解，和（混空气）在反应池1生成，通入反应池2，加NaOH、双氧水得到和O2，再经减压蒸发、冷却结晶得到粗品。 （1）溶解固体时，烧杯盛放液体固体，量筒量取去离子水，玻璃棒搅拌加速溶解； （2）①已知浓度过高（＞10%）易爆炸，空气可以稀释，降低其体积分数，防止爆炸； ②仪器C中盛装的试剂要吸收杂质，但不能消耗： A．饱和NaOH溶液为强碱溶液，会歧化被吸收，A不符合题意； B．稀NaClO3和H2SO4的混合溶液可提供酸性环境，保持稳定，具有还原性，可被NaClO3氧化吸收，B符合题意； C．NaHCO3和Na2CO3的混合溶液，碱性条件易引发歧化，C不符合题意； D．饱和NaCl溶液不与反应，且与均会溶解，无法达到除杂目的，D不符合题意； 故选B； ③甲醇、乙醇均为分子晶体，分子间都存在氢键，但乙醇相对分子质量比甲醇大，分子间范德华力更强，熔沸点更高，因此常压时甲醇的沸点低于乙醇； （3）由分析可知，通入反应池2，加NaOH、双氧水得到和O2，故其离子方程式为； （4）完整结晶提纯流程为：减压蒸发浓缩→冷却结晶→过滤（分离晶体和母液）→洗涤（除去晶体表面可溶性杂质）→干燥（除去晶体表面附着水分，得到固体粗品），故“冷却结晶”之后的系列操作是过滤、洗涤、干燥； （5）工业级中的质量为，物质的量，已知在此工艺流程中的Cl的损耗率为15%，则实际参加反应的Cl的物质的量为，对应的理论质量为，最终制得粗品为7.52 t，故亚氯酸钠粗品中的质量分数为。 3．（2026·山西晋城·三模）铅浮渣是粗铅冶炼副产物，主要成分为、金属及，并含少量。某工厂回收其中的锡、锑的工艺流程如图所示。 已知：①可溶于硝酸生成可溶性铅盐；②可溶于水，在氧化剂作用下转化为难溶的；③，，。 （1）“焙烧”过程中转化为难溶性硫酸盐，同时生成一种能使品红溶液褪色的气体，该反应的化学方程式为________。 （2）在“脱硫”过程中难溶性硫酸盐发生转化反应的离子方程式为________，用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因：________。 （3）“浆化熔炼”时，与共熔生成的化学方程式为________。 （4）“分锑”工序中，若用量不足，可能导致的后果是________。 （5）已知与的性质相似。“沉锡”工序中，加入硫酸调节溶液得到粗沉淀。 ①pH过高会导致沉淀溶解，原因是________。 ②粗沉淀的洗涤操作是________。 （6）常温下，若“沉锡”后溶液中，此时溶液的为________。 【答案】（1） （2） 反应的平衡常数，可较彻底地转化为 （3） （4）锑沉淀不完全，进入后续“沉锡”工序导致锡产品纯度降低 （5） 为两性氢氧化物，pH过高时会与反应生成可溶性盐 向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2~3次 （6）1.5 【解析】铅浮渣（含PbS、金属Pb、Pb2Sb2O7、少量SnO2）先通空气、加入硫酸焙烧，PbS被氧化为PbSO4并生成SO2；加碳酸钠脱硫，难溶PbSO4转化为更难溶PbCO3；再用硝酸浸出，铅元素溶解进入滤液，固体剩余SnO2、Sb2O3；固体加入Na2S·9H2O浆化熔炼，Sb2O3反应生成可溶于水的Na3SbS3；加水浸出后向溶液加H2O2分锑，Na3SbS3被氧化为难溶NaSbO3·9H2O过滤除去得到滤液2；滤液2加硫酸调节pH沉锡，析出粗Sn(OH)4，完成锡的回收； （1）反应物为PbS、空气（O2）、硫酸，生成物为难溶性硫酸盐（PbSO4），金属元素价态不变（Pb仍为+2价），因此PbS中的S元素被氧化为SO2，故该反应的化学方程式为2PbS+3O2+2H2SO42PbSO4+2H2O+2SO2； （2）脱硫是PbSO4固体和转化为更难溶PbCO3，离子方程式：PbSO4(s) + (aq)PbCO3(s) + (aq)； 由Ksp数据，Ksp(PbCO3)Ksp(PbSO4)，PbCO3解度远小于PbSO4，反应的，故可结合溶液中微量Pb2+生成PbCO3沉淀，促使PbSO4沉淀溶解平衡正向移动，实现PbSO4沉淀较彻底地转化为PbCO3； （3）Sb2O3与Na2S·9H2O共熔生成Na3SbS3，同时生成NaOH，无化合价变化：； （4）已知Na3SbS3溶于水，需H2O2氧化为难溶NaSbO3·9H2O过滤除锑；若H2O2不足，Na3SbS3无法完全转化为沉淀，锑元素留在滤液2中，后续沉锡时锑会混入粗Sn(OH)4，导致锡产品纯度下降； （5）① Sn与Al性质相似，Sn(OH)4是两性氢氧化物，pH过高时，过量OH-会与Sn(OH)4反应生成可溶性锡酸盐（如Na2SnO3），沉淀溶解； ② 沉淀洗涤标准操作：向过滤器中加入蒸馏水至完全浸没沉淀，待水自然滤出，重复2~3次； （6）已知Ksp[Sn(OH)4]=c(Sn4+)·c4(OH-)=1.0×10-56，c(Sn4+)=1.0×10-6mol·L-1；c4(OH-)===1.0×10-50；c(OH-)===10-12.5 mol·L-1；c(H+)===10-1.5 mol·L-1；pH=-lg c(H+)=1.5。 4．（2026·山西朔州·二模）钪(Sc)、铁、钴等是重要的金属材料。一种从某工业废渣(主要成分为等)中分离、制备这三种金属化合物的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“焙烧”单元的主要目的是使金属硫化物转化为硫酸盐，转化过程生成的烟气中含大量有毒的气体X，该气体X是_______(填化学式)；“焙烧”单元中，、、发生反应转化为气体X和，该反应的化学方程式是_______。 （2）“水浸”的目的是_______。 （3）“萃取”“反萃取”单元存在可逆反应：，试从平衡移动角度分析“反萃取”的原理：_______。 （4）常温下，草酸的电离常数；草酸钪的溶度积。测得常温下“沉钪”后混合液中：，，则混合液中_______。 （5）“沉铁”操作单元需控制pH不能超过2.0，原因是_______。 （6）“滤液a”经处理后所得溶液可导入_______(填操作单元名称)循环利用。 【答案】（1） （2）使硫酸盐溶解在水中，并除去如、等杂质 （3）“反萃取”加入酸，增大，的平衡逆向移动，释放出，进入到水相中 （4） （5）pH过高时会生成 （6）焙烧、反萃取 【解析】工业废渣(主要成分为等)通入空气、足量的硫酸进行高温焙烧，金属硫化物与、反应转化为硫酸盐，同时生成，焙烧后加入水浸，微溶的、作为固体残留进入浸渣。浸取液含有、、以及过量的和的混合溶液。加入有机萃取剂 HR，利用萃取剂 HR 对钪离子的选择性络合能力，将其从水相转移到有机相中，而铁和钴留在水相中。加入稀硫酸，通过改变酸度，破坏钪与萃取剂的络合物，使钪离子重新回到水相中，实现钪的富集和纯化，此时有机相 HR 再生循环使用。加入草酸，钪离子转化成难溶的草酸钪晶体 。水相中加入纯碱溶液，调节 pH 值为 1.5 ~ 2，生成，向沉铁后的滤液中加入硫化钠，生成极难溶的硫化钴沉淀。 （1）由分析可知，气体X是，“焙烧”单元中，、、发生反应转化为和，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （2）“焙烧”时，金属元素转化为硫酸盐，通过“水浸”，硫酸盐溶解在水中，、以浸渣的形式除去。 （3）由可逆反应可知，“萃取”、“反萃取”的原理是可逆反应平衡的移动，“反萃取”操作单元中加入了酸，增大，的平衡逆向移动，释放出，进入到水相中。 （4）草酸二级电离：，，得； 草酸钪溶度积：，代入，得，解得； 代入，，，整理得。 （5）“沉铁”操作单元需控制pH不能超过2.0，pH过高，生成。 （6）“反萃取”加入稀硫酸，“沉钪”加入草酸，故反应后，“滤液a”中溶质主要成分是，经除杂等处理后所得溶液可导入“焙烧”、“反萃取”操作单元循环利用。 5．（2025·山西临汾·模拟预测）碲化镉(CdTe)量子点具有优异的光电性能。某科研小组设计以电解精炼铜获得的富碲渣(含Cu、Te、Ag等)为原料合成碲化镉量子点的流程如图： 已知：①。 ②二氧化碲()微溶于水，易溶于强酸、强碱。 回答下列问题： （1）在元素周期表中的位置为______。 （2）“酸浸”时，转化为的化学方程式为______。 （3）“调pH”当沉淀完全时，溶液______；调为9～11的原因是______。 （4）“还原”时，产生的活性氢原子()将碲还原为，还原碲的离子方程式为______。 （5）合成量子点时，加入柠檬酸钠作为包覆剂，利用柠檬酸钠的憎水基团修饰，亲水基团则用于增强其生物相容性，下列最可能替代柠檬酸钠生产具备以上特征量子点的物质是______(填标号)。 A．碳酸钠 B．甲苯 C．乙酸乙酯 D．硬脂酸钠 （6）的立方晶胞如甲图所示。 ①晶体的密度为______(列出计算式)。 ②该晶胞在ABCD面上的投影如乙图所示，则代表原子的位置有______(填数字)。 【答案】（1）第五周期第ⅥA族 （2） （3） 6.65 ，(或)不能全部溶解，碲回收率低；，“还原”时消耗盐酸过多 （4） （5）D （6） 或或 7、8、11 【解析】以电解精炼铜获得的富碲渣（主要含 Cu、Te、Ag 等）为原料制备碲化镉（CdTe）量子点时，先将富碲渣用稀硫酸与过氧化氢混合酸浸，使Te被氧化进入溶液，Ag等形成贵金属渣除去；酸浸液加NaOH调pH至9~11，使 Cu²⁺沉淀为除去，同时 溶解生成；再向中加盐酸酸化，用KBH₄在酸性条件下产生的活性氢原子将其还原为气体；最后在柠檬酸钠和的体系中反应，柠檬酸钠作为包覆剂修饰量子点并增强其生物相容性，得到CdTe量子点，该流程通过分步除杂、还原和合成实现了碲的高效转化与目标产物制备。 【解析】（1）Te是52号元素，位于第五周期第ⅥA族； （2）酸浸时，Te在稀硫酸和过氧化氢的作用下被氧化为，反应方程式为：； （3）当铜离子完全沉淀时，，由得：，；调为9～11的原因是：，(或)不能全部溶解，碲回收率低；，“还原”时消耗盐酸过多； （4）活性氢原子将还原为，离子方程式为：； （5）柠檬酸钠作为包覆剂，同时含有亲水基团和疏水基团，能修饰CdTe并增强其生物相容性。选项中只有D同时含有疏水烃基和亲水的羧酸钠基团。故选D； （6）晶胞中Cd原子数：个；Te原子数：位于晶胞体内，共4个。晶胞边长，密度：；Te原子数位于晶胞体内，代表原子的位置有7、8、11； 6．（2026·宁夏吴忠·三模）铟(In)是制备酞菁铟、磷化铟等半导体的重要基础材料，广泛应用于军工、航空航天、平面显示、光电信息、太阳能电池等领域。从铅锌冶炼过程中产生的高铟烟灰(主要含、、ZnO、SiO2、PbO、)中提取金属铟的流程如下： 已知：“氧化酸浸”后铟以的形式存在。“萃取”过程中的萃取剂可用表示，其在酸性溶液中可萃取三价金属离子。 回答下列问题： （1）“氧化酸浸”过程中中的硫元素被氧化为，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________，滤渣除含过量MnO2外，还有___________(填化学式)。 （2）一个配体中有两个配位原子的配体叫双齿配体，就是一种双齿配体。“净化”时加入的主要作用是络合，的配位数是6，“净化”时的离子方程式为___________ ___________。 （3）“萃取”过程的离子方程式为，平衡常数为K。一定温度下萃取率(E%)与c(H+)的关系如下：。当pH=2.30时，萃取率为50%；若将萃取率提升到95%，应调节溶液的pH=___________［已知lg19=1.28。忽略萃取剂浓度在萃取过程中随pH的变化。结果保留小数点后两位］。 （4）锌可以从___________中进行回收。 a．滤渣    b．水相    c．有机相    d．滤液 （5）酞菁铟是有机分子酞菁与铟原子形成的复杂分子，其结构简式如图所示，该分子中不存在的化学键为___________(填字母)。 a．σ键    b．π键    c．离子键    d．配位键 （6）磷化铟的晶胞结构如下图所示，In的配位数为___________；若晶胞参数为anm，则与In原子间距离为的In原子有___________个；该晶体的密度为___________(写出计算式，设阿伏加德罗常数的值为)。 【答案】（1） 12:1 SiO2、PbSO4 （2） （3）2.73 （4）d （5）c （6） 4 12 【解析】高铟烟灰中含有In2O3、In2S3、ZnO、PbO、Fe2O3等。先加入MnO2和 H2SO4进行氧化酸浸，使铟元素进入溶液，同时In2S3中的S2-被氧化为硫酸根，SiO2不溶，PbO与H2SO4生成PbSO4，随滤渣除去。酸浸液经H2C2O4净化，使Fe3+形成配合物而除去或抑制其干扰，随后用萃取剂 H2A2萃取In3+，其他杂质多留在水相，再用盐酸反萃取得到含HInCl4的水相，最后加入锌粉置换得到粗铟； （1）①In2S3中S元素化合价由-2升高到+6，每个S原子失去8个电子，1mol In2S3中有3mol S，共失去24 mol电子。MnO2中Mn元素由+4降为+2，每1mol MnO2得到2mol电子，因此氧化1mol In2S3需要12 mol MnO2； ②酸浸后，SiO2不与酸反应，PbO与H2SO4反应生成难溶的PbSO4，因此滤渣除过量 MnO2外，还有SiO2、PbSO4； （2）H2C2O4可提供，是双齿配体，Fe3+配位数为6，因此配位时失去H+形成草酸根配位结构，1个Fe3+可与3个H2C2O4中的配位生成配离子； （3）由题给关系式：；忽略萃取过程中c(H2A2)的变化，pH = 2.30时，萃取率E = 50%，则：，当萃取率提高到95%时：，，由于c(H+)每降低10倍，pH增大1，而式中为 c3(H+)，所以：，； （4）反应流程中，锌粉发生置换反应后，锌主要转化为Zn2+留在反应后的滤液中，所以应考虑从滤液中回收锌； （5）酞菁分子中存在C-C、C-N等共价键，也存在大π共轭结构；中心In与周围N原子之间存在配位键，该结构整体不是由阴、阳离子通过静电作用形成的离子化合物，因此不存在的化学键为离子键，故答案选c； （6）①由InP晶胞结构可知，每个In原子周围最近邻的P原子有4个，因此In的配位数为4； ②In原子构成面心立方结构，与一个In原子距离为的In原子为面心立方的最近邻原子，共有12个； ③一个InP晶胞中含有4个In和4个P，即4个 InP，晶胞质量为：，晶胞参数为a nm，则晶胞体积为：，所以。 7．（2026·宁夏银川·三模）锂离子电池回收可变废为宝，工业上由正极材料(含有活性物质、炭黑、铝箔、铜及镍的化合物和有机黏结剂等)制备CoS的工艺流程如图： 已知：①P204+Cyanex272为金属离子混合萃取剂； ②；。 回答下列问题： （1）①下列状态的碳原子或离子核外电子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是___________(填序号)。 A．1s22s22p2        B．1s22s22p1        C．1s22s12p3     ②“600℃煅烧”的主要目的为___________。 （2）写出在“酸浸”操作中发生反应的化学方程式为___________。 （3）“萃取”时，各金属离子萃取率与溶液pH的关系如图，则溶液最佳pH为___________。 （4）“沉钴”步骤中应调节溶液的pH为4，pH过大或过小都会使产率降低，原因是___________。溶液中恰好完全沉淀(离子浓度为)时，溶液中浓度为___________。 （5）宽带隙半导体锂离子电池的负极材料是硫化锌，硫化锌具有在充电的同时发生合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示： 途径1充电过程中的电极反应式为：___________(m、n、x、y用具体数字表示) 【答案】（1） C 除去炭及有机黏结剂 （2） （3）3.5 （4） pH过大会生成沉淀；pH过小，会与反应生成逸出导致产率降低 （5）4ZnS+6Li++6e-=3Zn+4Li1.5Zn0.25S 【解析】正极材料在煅烧，使混合物中的炭黑及有机黏结剂燃烧、铝箔变为氧化铝等；加入NaOH可使氧化铝溶解，则浸出液为四羟基合铝酸钠和NaOH的混合液；浸出渣含，加入过氧化氢、硫酸，可使三价钴被还原生成+2价的钴离子；加入金属离子混合萃取剂，萃取出钴离子，再经反萃取，得到钴离子的溶液，溶液显酸性，加入NaOH调节pH，再加入硫化钠生成CoS沉淀。 （1）①电子从激发态向基态跃迁时会释放能量，产生发射光谱。 A．基态C原子，电子都处于最低能级，不会产生发射光谱，A错误； B．基态，电子也处于最低能级，B错误； C．为激发态C原子（1个2s电子跃迁到2p轨道），电子跃迁回低能级时可产生发射光谱，C正确。 故选C。 ②正极原材料含有机黏结剂和炭黑，高温煅烧可使有机物分解、炭黑氧化为​除去，实现初步除杂。 （2）酸浸过程中中的三价钴被还原为，被氧化为，结合原子守恒、得失电子守恒配平即得 （3）萃取的目的是让萃取率最高，杂质离子萃取率最低，该题对应萃取曲线中pH约为3.5时满足条件，因此最佳pH为3.5左右。 （4）①pH过小时，与结合，降低，沉淀不完全；pH过大时，会生成沉淀，产率降低； ②根据，代入，得。 （5）初始立方晶胞中，位于顶点和面心，数目为，位于晶胞内，共4个，因此，化学式为；充电后产物晶胞中仍为4个，阳离子共7个，根据电荷守恒得，其中为1个，为6个，因此化学式为；负极充电得电子，结合电荷守恒，电极反应为4ZnS+6Li++6e-=3Zn+4Li1.5Zn0.25S。 8．（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 【解析】将锌焙砂（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）加硫酸酸浸，生成、、、、，为不引入杂质，通常加入中和酸调pH，氧化1中，酸性条件下，将氧化为，进而转化成沉淀，氧化2中，将氧化为沉淀，过滤除去；加入Zn粉，发生置换反应，除镉镍，过滤，得到溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥，最终得到； （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。 9．（2026·青海西宁·一模）银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域，某团队采用如下工艺从银锌电池(含有、、和少量与石墨)中回收银。 回答下列问题： （1）与同族且相邻，基态原子的价电子排布式为_______。 （2）“氧化浸出”时，Ag参与反应的离子方程式为_______。 （3）“氧化浸出”用硝酸-双氧水协同法浸取，优点是_______，随温度升高，浸出率先增大后减小，其原因是_______。 （4）“滤液”中的阳离子主要有_______。 （5）“浸出”步骤的反应原理为：。将初始浓度相同的溶液加入一定量的中，测不同时银的浸出率，结果如图。在6以下时银浸出率很低，其原因是_______。 （6）甘蔗渣水解液中，对还原起主要作用的官能团名称是_______。 （7）“还原”得到的银锭纯度测定：(白色)，取银锭样品用稀硝酸溶解，得到待测液。取待测液，滴加2滴溶液，再用溶液沉淀。当出现稳定浅红色时消耗溶液。 ①达到滴定终点的现象是_______。 ②银锭纯度为_______。 【答案】（1） （2） （3） 双氧水作氧化剂，避免生成污染环境 初始阶段，温度升高，反应速率加快，浸出率先增大；后续阶段，温度升高导致双氧水分解、硝酸挥发，浸出率减小 （4）、、 （5）氢离子会与形成或，减小浓度，使平衡左移，减小浸出率 （6）醛基 （7） 溶液由无色变为红色，且半分钟内不褪色 【解析】首先，对固体进行氧化浸出，不溶，与石墨一起进入滤渣中，其余金属元素变为离子形式，同时氧化银单质为银离子，加入10%氯化钠溶液，得到氯化银沉淀，过滤后向氯化银中加入溶液，得到配离子，加入甘蔗水解液(主要成分为葡萄糖)，还原配离子为银单质，得到银锭。 （1）与同族且相邻，位于第五周期，价电子排布式为； （2）Ag与双氧水在酸性环境下发生氧化还原反应，离子方程式为； （3）①若只添加稀硝酸，将会生成污染物，双氧水作氧化剂，避免生成污染环境，②双氧水易分解，初始阶段，温度升高，反应速率升高，浸出率先增大，后续阶段，温度升高导致双氧水分解、硝酸挥发，浸出率减小； （4）分析可知，经过沉淀步骤，滤液中含有的阳离子有、、； （5）降低，氢离子浓度升高，氢离子会与形成或，减小浓度，使平衡左移，减小浸出率； （6）蔗渣主要成分为纤维素，水解后为葡萄糖，葡萄糖的还原性主要由醛基体现； （7）①加入铁离子，当到达滴定终点时，可与结合，显出红色指示终点，所以观察到的现象为溶液由无色变为红色，且半分钟内不褪色，②可以对应关系为，，。 10．（2026·青海西宁·一模）钽酸锂（）是一种功能材料。一种以钽渣（主要成分是，还含有少量等杂质）为原料制备钽酸锂的流程如下： 回答下列问题： （1）基态氧原子最高能级的电子云轮廓图的形状为________（填名称），Fe位于元素周期表________区。 （2）固体1的用途是________（写一种）。 （3）“焙烧”中，为了增大固、气接触面积，加快反应速率，可以采用________（填“固、气逆向流动”或“固、气顺向流动”），参加反应的化学方程式为________。 （4）流程中可循环利用的物质的电子式为________。 （5）“沉钽”中，如果用浓盐酸替代稀硫酸，反应生成黄绿色气体单质，的还原产物为（强电解质）。写出该反应的离子方程式：________。 （6）产品纯度的测定。称取w g样品溶于适量浓盐酸中完全反应（还原产物为），稀释至250 mL，准确量取25.00 mL该溶液于锥形瓶中，加入缓冲溶液，加入紫脲酸铵混合指示剂，用的标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液V mL。该样品纯度为________（）。如果滴定管没有用待装溶液润洗，测定结果________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。 【答案】（1） 哑铃形 d （2）作红色颜料 （3） 固、气逆向流动 （4） （5） （6） 偏高 【解析】含钽废渣，主要成分是，还含有少量等杂质，加入纯碱和空气焙烧，可将金属氧化物、分别变为钠盐，被空气中的氧化为。水浸之后钠盐可溶于水，不溶于水形成固体1。水溶液加入气体可将变为沉淀，溶液中还剩，加入稀硫酸将变为沉淀，滤液中主要含有。和一起灼烧生成和气体。 （1）O原子的核外电子排布式为，最高能级2p的电子云轮廓图为哑铃形。Fe的价层电子排布式为，位于d区。 （2）由分析可知，固体1为，为红色固体，可作颜料。 （3）固气逆向流动可增大固气接触面积，提高反应速率；该反应的反应物为、纯碱、，生成物为、、，配平可得方程式。 （4）由分析和图示可知，可循环利用的物质是，电子式为。 （5）该反应中，变为，化合价降低，所以浓盐酸中的化合价升高变成，配平离子方程式得。 （6）根据反应关系可得样品中，，纯度为；滴定管未用待装液润洗，会使EDTA标准液被稀释，滴定时消耗体积V偏大，测定结果偏高。 11．（2026·陕西榆林·模拟预测）砷化镓(GaAs)是一种重要的半导体材料，广泛应用于航空航天、半导体、光电和通讯等领域。一种由冶炼锌的副产品(主要含、、ZnS、、ZnO、MgO、等)制备Ge和CaAs的工艺流程如图1所示。 已知：ⅰ．镓元素类似于Al元素，表现为两性； ⅱ．难溶于水； ⅲ．室温下，该工艺流程中部分金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如表： 金属离子 开始沉淀的pH 1.9 7.0 6.4 9.5 恰好完全沉淀的pH 3.2 9.0 8.0 11.1 当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全，回答下列问题： （1）基态Ga原子的价电子排布式为_______，基态As有_______种能量不同的电子。 （2）“酸浸”时，被还原生成的离子方程式为_______。 （3）“酸浸”时，ZnS被氧化生成S的化学方程式为_______，分离S和可选用的试剂为_______(填化学式)，充分溶解后进行过滤即可得。 （4）电解制Ga时，金属Ga在电解池的_______(填“阳”或“阴”)极生成。 （5）溶液2经氧化后含有、和，欲先除去，再除去，可先调节溶液pH的范围是_______，过滤后加入_______(填化学式)。 （6）1kg锌的副产品中含有12％，整个流程中Ga的损失率为3％，理论上能制得GaAs的质量为_______kg(保留3位有效数字)。 【答案】（1） 8 （2） （3） （4）阴 （5） MgO或或 （6）0.180 【解析】冶炼锌的副产品(主要含、、ZnS、、ZnO、MgO、等)用稀硫酸和二氧化硫酸浸还原，被还原生成，溶液1中含有，ZnS反应还生成S，不反应存在于滤渣1中，滤渣1中含二氧化硅和S；向溶液1中加入萃取剂甲，分液，萃取后的水相中加水调pH=1、加入萃取剂乙分离出，加入NaOH溶液得到，电解含有的溶液得到Ga，与As加热反应生成GaAs，溶液2中含，有机相1中加入NaOH溶液反萃取得到，要一系列操作得到Ge，以此解答。 （1）Ga是第31号元素，基态Ga原子的价层电子排布式为，基态As原子核外电子排布，有8种能量不同的电子。 （2）由已知信息难溶于水，在酸性条件下，中的Fe(III)被二氧化硫还原为，S(IV)被氧化为，Zn元素溶解为，离子方程式为。 （3）“酸浸还原”时，ZnS与发生归中反应单质S，化学方程式为；S溶于二硫化碳，而不溶，因此分离S和可选用非极性溶剂溶解硫，然后过滤，得到。 （4）据分析，电解时，得电子生成Ga，发生还原反应，反应在阴极发生。 （5）根据已知iii，、和的沉淀pH范围不同，为使完全沉淀，而不沉淀，应调节溶液的pH为3.2~6.4；完全沉淀过滤后，溶液中存在有和，为使完全沉淀，而不沉淀，同时不引入新杂质，需要加入MgO或或等固体调节溶液的pH范围是8.0~9.5。 （6）根据反应前后质量守恒解题，1 kg锌的副产品中含有12％，则初始的质量为，含Ga的质量为，整个流程中Ga的损失率为3％，则GaAs中Ga的质量为，因此GaAs的质量为。 12．（2026·陕西西安·一模）铟是一种银白色的金属，它在合金制造、液晶显示器和太阳能电池等领域有着广泛而重要的应用。含铟化合物是一种重要的半导体材料。利用铟烟灰渣(主要成分为，还含有、PbO、等杂质)为原料生产金属铟的工艺流程如下： 已知：①常温下，，。 ②“热熔解”时浓硫酸作氧化剂，将转化为。 ③难溶于水，但可溶于硫酸。 ④当溶液中离子浓度时，认为离子沉淀完全。 请回答下列问题： （1）In与Al同族，的价电子排布式为___________，它属于元素周期表中___________区元素。 （2）“热熔解”时与浓硫酸反应的化学方程式为___________。 （3）“浸渣”的主要成分为___________(写化学式)。 （4）“还原除砷”时，可将溶液中的转化为，写出反应的离子方程式___________。 （5）已知“滤液1”中含有、和，经氧化后调节pH使沉淀完全，此时溶液中的浓度为，则应调节的pH范围为___________。 （6）工业上常用电解法精炼粗铟，阴极的电极反应式为___________。 （7）含铟化合物是一种重要的半导体材料。半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价成分(在材料中，共价键可以被认为是电子的传导路径)密切相关，将铜铟硒()中的In替换为Al(电负性Al<In<Se)，得到另一种半导体材料铜铝硒()，两种半导体具有相同的黄铜矿型结构，但的导电能力更弱，请从化学键角度解释原因：___________。 【答案】（1） （2） （3）、 （4） （5） （6） （7）电负性，与的电负性差值大于与的电负性差值，所以中化学键的共价成分比中的弱，而共价键可认为是电子的传导路径，共价键越弱，导电能力越弱，故的导电能力更弱 【解析】通过“溶解→分离→除杂→置换”的分步操作，逐步去除、、等杂质，最终利用置换反应富集并制备金属铟，体现了化工生产中“针对性除杂、分步提纯”的思路。 （1）与同族，的价电子排布式为，所以的价电子排布式为。根据元素周期表分区，价电子排布式为的元素属于区元素，故属于区元素； （2）“热熔解”时，与浓硫酸反应，浓硫酸作氧化剂将转化为，根据氧化还原反应原理和原子守恒，反应的化学方程式为； （3）铟烟灰渣主要成分有、、、等，“热熔解”后水浸，不与浓硫酸反应，与浓硫酸反应生成微溶于水的，所以“浸渣”的主要成分为、； （4）“还原除砷”时，将溶液中的转化为，作还原剂被氧化为，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为； （5）已知，当沉淀完全时，，根据，可得，则，。又因为，此时，则，，，所以应调节的范围为； （6）工业上电解法精炼粗铟，阴极上得到电子发生还原反应，电极反应式为； （7）电负性，与的电负性差值大于与的电负性差值，所以中化学键的共价成分比中的弱，而共价键可认为是电子的传导路径，共价键越弱，导电能力越弱，故的导电能力更弱。 24 / 37 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 化学工艺流程综合 1．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： （1）废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 （2）“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 （3）“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 （4）“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 （5）“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀，需小于________(用含a、b的代数式表示)。 （6）滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 （7）滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 2．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）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。 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) （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_______。 （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)。 （4）“沉镁I”中，当为8.0~10.2时，生成碱式碳酸镁，煅烧得到疏松的轻质。过大时，不能得到轻质的原因是_______。 （5）“沉镁Ⅱ”中，加至时，沉淀完全；若加至时沉淀完全溶解，据图分析，写出沉淀溶解的离子方程式_______。 （6）“结晶”中，产物X的化学式为_______。 （7）“焙烧”中，元素发生了_______(填“氧化”或“还原”)反应。 化学工艺流程综合题是陕晋青宁新高考卷中承载“科学态度与社会责任”“变化观念与平衡思想”素养的旗舰题型。该专题已彻底超越对“酸浸-除杂-结晶”等固定套路的机械识别，转向对学生在真实工业情境中解决复杂工程问题能力的深度考查。其命题立意呈现出鲜明的系统化、绿色化与经济性特征： · 强化“物质流-能量流-信息流”三流耦合的系统观：试题不再孤立分析单一工序，而是要求学生统筹原料转化率、试剂循环量、能耗梯度、副产物价值等多维变量。例如2026年陕西西安卷以“锂电正极材料回收”为背景，要求评估“酸浸-萃取-沉淀”路线中硫酸用量、萃取剂再生率、母液回用比例对整体碳足迹的影响，体现从“单点操作”到“全生命周期评价”的认知跃迁。 · 凸显“技术可行性-经济合理性-环境友好性”三重约束的工程思维：命题注重考查学生在多重目标冲突下的权衡决策能力。如通过成本核算判断试剂替代方案、通过原子利用率评价合成路径绿色度、通过排放标准倒逼工艺改进，强调“实验室最优≠工业可行”的现实逻辑。2025年宁夏石嘴山卷以“盐湖卤水提镁”为载体，要求比较石灰乳法与氨法在能耗、纯度、废渣量上的trade-off，引导学生理解工程技术选择的社会嵌入性。 · 融合“国家战略资源安全”与“双碳目标”的价值导向：结合稀土分离、高纯硅制备、废旧电池再生、CO₂矿化利用等关键领域，将工艺知识嵌入国家发展需求语境。如2026年青海西宁卷以“光伏级多晶硅生产”为背景，考查SiHCl₃氢还原尾气中HCl/SiCl₄闭环回收设计，并要求量化绿电替代对碳排放强度的削减效应，体现基础学科服务可持续发展的使命担当。 · 信息载体：从“简化流程图”转向“真实工厂数据包” · 物料衡算表与能量平衡图高频出现：提供各节点流量、组成、温度、压力数据，需验证守恒或诊断瓶颈； · 设备参数与操作条件标注精细化：注明反应器类型、停留时间、搅拌转速、换热面积，要求关联传质传热效率； · 环保与安全指标显性化：给出废水COD限值、废气排放浓度、职业接触限值，需反向推导工艺控制阈值； · 文献专利与技术标准引入：摘录行业规范或创新工艺描述，要求解读技术要点并评估适用性。 · 设问方式：从“是什么/为什么”转向“如何优化”和“为何不选B方案” · 条件选择归因工程化：错误选项常设置“忽略设备腐蚀”“低估分离难度”“高估反应速率”等脱离实际的陷阱； · 改进建议开放但有边界：提出“如何提高金属回收率”“如何降低酸碱消耗”等问题，答案需兼顾技术可行与经济合理； · 评价维度结构化：明确要求从“原子经济性、能源效率、废物最小化、本质安全”四象限评分，避免片面追求单一指标。 · 知识整合：打破模块壁垒，实现跨尺度联动 · 与反应原理联动：用平衡移动解释浸出率上限、用动力学控制确定最佳粒径； · 与物质结构联动：用晶格能预测焙烧温度、用配位稳定性设计选择性浸出剂； · 与分析化学联动：用滴定/光谱数据反推中间产物组成、用杂质含量验证纯化效果。 · 搭建“化学工艺流程”核心分析框架 维度 核心要素 关键思维工具 物质转化 原料预处理、主反应、副反应、分离纯化 物料衡算、转化率/收率计算 能量管理 加热/冷却方式、余热回收、相变热利用 能量平衡、㶲分析 绿色评价 原子利用率、E因子、过程质量强度、碳足迹 绿色化学12原则、LCA简化模型 工程约束 设备选型、操作窗口、安全风险、成本控制 P&ID识读、HAZOP分析雏形 循环经济 试剂再生、母液回用、副产物高值化 闭环设计、共生网络 · 开展“工艺流程系统分析”专项训练 · 经典流程变式拆解：将教材案例（如侯氏制碱、铝土矿提铝）改编为开放优化问题（如“若改用XX溶剂会怎样？”“能否取消某洗涤步骤？”）； · 物料/能量衡算实操：练习基于给定数据的节点平衡计算，识别隐含损失项； · 绿色指标快速估算：熟记常见工艺E因子基准值，能快速判断方案优劣； · 技术标准批判性阅读：练习从国标/行标中提取关键控制参数及其设定依据。 · 培养“系统最优”与“责任伦理”双核思维 · 拒绝局部最优陷阱：高回收率若伴随高能耗或难处理废物，则整体不可持续； · 安全环保一票否决：任何高效但高风险/高污染的方案均不可取，优先考虑本质绿色设计； · 关注教材“化工生产”栏目：“资料卡片”“科学·技术·社会”中的真实案例往往是命题灵感源。 命题方向 核心考点 典型真题/模拟题溯源 命题意图解析 原料预处理与浸出 粉碎目的、酸/碱/盐浸选择、氧化还原助剂 2026陕晋青宁(锂辉石硫酸焙烧活化)；2025陕西渭南(红土镍矿高压酸浸)；2026青海西宁(废旧磷酸铁锂选择性浸出)；2025宁夏石嘴山(锰矿SO₂还原浸出) 考查预处理对后续工序的决定性影响 除杂与分离纯化 pH调控、沉淀转化、溶剂萃取、离子交换、结晶控制 2026陕西西安(Fe³⁺/Al³⁺分步沉淀pH窗口)；2025河南南阳(P204萃取Co/Ni分离系数)；2026白银(NaCl-KCl分级结晶)；2026江西赣州(树脂吸附除重金属) 掌握分离单元操作的选择依据与优化 产品制备与后处理 蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤干燥、煅烧分解 2026重庆永川(MgCl₂·6H₂O脱水防水解)；2025浙江(Li₂CO₃热水洗涤除Na⁺)；2026陕西榆林(CaCO₃煅烧温度控制)；2025广东肇庆(纳米材料冷冻干燥防团聚) 理解后处理对产品品质的关键作用 试剂循环与母液回用 再生方法、累积杂质控制、水平衡 2026山东潍坊(萃取剂酸洗再生)；2025湖北黄冈(母液返回浸出段)；2026河南信阳(蒸发冷凝水回用)；2026宁夏银川(废酸浓缩回用) 培养循环经济意识与系统思维 绿色与安全评价 E因子、原子利用率、三废处理、风险防控 2026陕西咸阳(湿法冶金vs火法冶金碳排对比)；2025四川成都(含氰废水处理工艺)；2026青海海东(无氟稀土分离技术)；2025新疆乌鲁木齐(氯碱厂汞污染替代) 树立可持续发展观与工程伦理 工艺条件优化 温度/pH/浓度/时间多因素协同、响应面思想 2026天水(浸出率正交试验分析)；2025陕西铜川(结晶粒度分布调控)；2026河南郑州(催化加氢选择性优化)；2025宁夏吴忠(膜分离通量衰减对策) 强化多变量系统优化能力 新技术与新工艺 生物冶金、电化学提取、超临界流体、微波辅助 2026陕西宝鸡(细菌浸铜机制)；2025河南洛阳(熔盐电解制钛)；2026青海格尔木(scCO₂萃取咖啡因)；2025平凉(微波干燥节能效果) 对接产业前沿，拓展技术视野 序号 误区表现 正确认知 纠错关键点与典型案例 1 提高温度总能加快反应速率 过高温度可能导致副反应加剧、设备腐蚀、能耗剧增 H₂O₂分解>80℃剧烈失控；钛白粉酸浸>90℃Fe³⁺水解堵塞 2 pH越高除杂越彻底 过高pH可能使两性元素重新溶解或引入新杂质 Al³⁺在pH>10时以Al(OH)₄⁻形式再溶 3 洗涤次数越多产品越纯 过度洗涤增加水耗、延长周期、可能造成产品溶解损失 Li₂CO₃冷水洗3次即可，热水洗反而增溶 4 所有母液都应直接回用 杂质累积可能影响产品质量或反应速率 电镀液母液需定期净化除有机添加剂 5 原子利用率100%=绿色工艺 还需考虑溶剂毒性、能耗、废物处理难度 光气法合成聚碳酸酯原子利用率高但剧毒 6 过滤后滤饼含水率低=干燥效果好 毛细管持水需热力或机械力脱除，仅靠重力过滤无法达到 离心脱水后仍需热风干燥 7 所有金属离子都可用硫化物沉淀 某些硫化物胶状难滤、易氧化、产生H₂S风险 ZnS沉淀需控pH防胶体；CuS在空气中缓慢氧化 8 萃取相比越大分离效果越好 过大相比导致乳化、夹带、反萃困难 Co/Ni萃取相比通常1:1~2:1 9 蒸发至干才能得到固体产品 多数晶体需保留少量母液防包裹杂质，蒸干易结块或分解 KNO₃结晶留10%母液 10 所有废气都可用水吸收 非极性/低溶解度气体需碱液、氧化剂或吸附剂 NOx需NaOH+H₂O₂联合吸收 11 催化剂用量越多反应越快 过量催化剂可能引发副反应或难以分离 Pd/C加氢过量导致过度还原 12 所有废水达标后即可排放 需考虑受纳水体容量、生态毒性、长期累积效应 含磷废水即使达标也可能导致富营养化 13 设备材质选择不影响工艺 腐蚀、催化、污染风险直接影响产品纯度和运行寿命 HF体系必须用PTFE，不锈钢会被腐蚀 14 实验室小试数据可直接放大 传质传热、混合效率、安全裕度随规模非线性变化 釜式反应器放大后热点温度升高导致飞温 15 副产品无价值即为废物 可能作为其他工艺原料或具有潜在用途 钛白粉废酸可用于钢铁酸洗 1．常考的化工术语 关键词 释 义 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 灼烧(煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等 浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程 水浸 与水接触反应或溶解 过滤 固体与液体的分离 滴定 定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定 蒸发结晶 蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出 蒸发浓缩 蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度 水洗 用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等 酸作用 溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等 碱作用 去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀) 2．原料预处理的六种常用方法 方法 目的 研磨、雾化 减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率或使反应更加充分 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 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 3．常见的操作及目的 常见的操作 目的 加氧化剂 氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子 判断能否加其他物质 要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等 分离、提纯 利用过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏、重结晶等常规操作从溶液中得到晶体 提高原子利用率 绿色化学(减少对环境的污染、物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) 在空气中或其他气体中进行的反应或操作 要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的 4．物质分离的6种常用方法 看目的 选方法 分离难溶物质和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法 过滤(热滤或抽滤) 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提纯分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 萃取和分液 提纯溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl 蒸发结晶 提纯溶解度随温度变化较大的溶质，易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等 冷却结晶 分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油 蒸馏与分馏 利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与N2、H2 冷却法 5、温度、浓度、压强的控制 术语 功能 温度的控制 升温 ①加快反应速率或溶解速率； ②促进平衡向吸热方向移动； ③除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质。 ④使沸点相对较低的原料气化 降温 ①防止某物质在高温时会溶解(或分解) ； ② 使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)； ③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离； ④降低晶体的溶解度，减少损失. 控温(用水浴或油浴控温) ①防止某种物质温度过高时会分解或挥发； ②为了使某物质达到沸点挥发出来； ③使催化剂的活性达到最好； ④防止副反应的发生； ⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求； ⑥如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们的溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法 ( 蒸发结晶或浓缩结晶) 。 浓度、压强的控制 增大反应物浓度 、 加压 ①可加快反应速率 。对气体分子数减少的反应，加压使平衡向生成物方向移动。但压强太大，动力消耗更多，设备要求更高，成本增加，故必须综合考虑； ②加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜； ③生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率。 减压蒸馏 减小压强，降低液体的沸点，防止(如浓HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3等)物质分解； 6． pH的控制 术语 功能 控制溶液的PH （1）目的：调节pH值实质上是利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。 （2）原则：不管是调高还是调低，原则都是加过量的除杂剂而不引进新的杂质，这里分两种情况 ①如果要得到滤液，可加固体沉淀剂消耗H＋或OH—，如除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可通过加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等； ②要得到滤渣，则需加入碱性溶液，如氨水或氢氧化钠溶液。调低PH值的原则与调高PH的原则相同。 （3）题目呈现方式：题中通常会以表格数据形式，或“已知信息”给出需求的“适宜PH范围”的信息； （4）解题步骤：①判断溶液呈酸(或碱)性； ②判断调高还是调低； ③选择合适的调节剂。 7．体系环境氛围及其它条件的控制 术语 功能 酸性、 碱性 或 某种 环境 氛围 （1）蒸发或结晶时，加入相应的酸或碱，以抑制某些盐的水解； （2）需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶体，以防止水解。如从海水中提取镁，从MgCl2的溶液里结晶析出的是氯化镁结晶水合物，电解熔化氯化镁才能制得金属镁，要去除氯化镁晶体中的结晶水"需要在氯化氢气流中加热，否则煅烧所得的最后固体不是MgCl2，而是熔点更高的MgO， 具有相似情况的还有FeCl3 、AlCl3等； （3）营造还原性氛围：加热煮沸酸液后再冷却，其目的是排除酸溶液中的氧气，如用废铁制备绿矾晶体，需要把硫酸加热煮沸后再加入，同时还不能加入过量，防止Fe2+被氧化； （4）营造氧化性氛围：加入氧化剂进行氧化，如加入绿色氧化剂 H2O2 将 Fe2+ 氧化转化为Fe3+ 。 8．循环物质的确定 9．副产品的判断 10．陌生情境下氧化还原反应方程式的书写 10-1．陌生情境下氧化还原反应方程式的书写步骤 （1）列物质：“读”取题目中的有效信息，找出发生氧化还原反应的物质或离子，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 （2）标得失：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)，按“氧化剂＋还原剂还原产物＋氧化产物”写出方程式，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、氧化产物的相应计量数。 （3）看环境：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。 （4）查守恒：再依据质量守恒，写出规范的方程式。 例：KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式为_____。 第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。 第二步：按“氧化剂＋还原剂还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成： MnO＋C2OMn2＋＋CO2↑。由MnO→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2O→CO2，碳元素升了1价，1 mol C2O共失去2 mol e－，故在C2O前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnO＋5C2O2Mn2＋＋10CO2↑。 第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O， 2MnO＋5C2O＋H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O 第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下： 2MnO＋5C2O＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 10-2．书写关键——认识并掌握常见的氧化剂、还原剂及产物预测 （1）强氧化性物质或离子： Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4(H＋)、K2Cr2O7(酸性)、PbO2。 常见的氧化剂及还原产物预测： 氧化剂 Cl2(X2) O2 Fe3＋ KMnO4 MnO2 还原产物 Cl－(X－) H2O/O2－/ OH－ Fe2＋ Mn2＋(酸性)； MnO2(中性)； MnO(碱性) Mn2＋ 氧化剂 ClO 浓H2SO4 HNO3 H2O2 PbO2 还原产物 Cl2、ClO2、 Cl－ SO2 NO2(浓)、NO(稀) OH－(碱性)； H2O(酸性) Pb2＋ 氧化剂 酸性K2Cr2O7 HClO、NaClO、 Ca(ClO)2(或ClO－) FeO(H＋) NaBiO3 Na2O2 还原产物 Cr3＋ Cl－、Cl2 Fe3＋ Bi3＋ NaOH(或Na2CO3) （2）强还原性物质或离子： Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、S2O、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)、H2C2O4、CO、NH3等。 常见的还原剂及氧化产物预测： 还原剂 金属单质 (Zn、Fe、Cu等) Fe2＋ S2－(或H2S、NaHS) SO2(或H2SO3、SO、NaHSO3) H2C2O4、C2O H2O2 氧化产物 Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋ Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性) S、SO2(或SO)、SO SO3、SO CO、CO2 O2 还原剂 I－(或HI、NaI) NH3 N2H4 CO S2O H2 氧化产物 I2、IO N2、NO N2 CO2 SO H＋(酸性)、H2O(碱性) 10-3．分步法书写非氧化还原方程式 陌生的非氧化还原反应主要为复分解反应，抓住复分解反应条件推断产物，结合盐类水解、酸碱强弱综合分析。这类复杂的化学反应可以采用分步思考。 例如，碳酸钠、氢氟酸和氢氧化铝混合物在高温下反应制备冰晶石，可以分三步理解： Al(OH)3+3HF=AlF3+3H2O，Na2CO3+2HF=2NaF+CO2↑+H2O，AlF3+3NaF=Na3AlF6。 加合得到总反应式为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF=2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。 再如在碳酸氢钠溶液中加入少量硫酸亚铁溶液制备碳酸亚铁： Fe2++HCO3-=FeCO3↓+H+，H++ HCO3-=CO2↑+H2O， 加合得总反应式为Fe2++2 HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。 11．熟记常用计算公式 （1）物质的质量分数(或纯度)＝×100%。 （2）反应物的转化率＝×100%。 （3）生成物的产率＝×100%。其中理论产量是根据方程式计算出的数值。 12．利用“碘量法”进行物质含量测定 （1）直接碘量法：直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中，I2被还原为I－。 指示剂 淀粉：淀粉遇碘显蓝色，反应极为灵敏。化学计量点稍后，溶液中有过量的碘，碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点，化学计量点后，溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。 适用对象 I2 是较弱的氧化剂，强还原性的S2－、S2O、SO、As2O3、Vc等都可直接滴定。 （2）间接碘量法 分类 ①剩余碘量法：剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液，待I2与测定组分反应完全后，然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘，以求出待测组分含量的方法。滴定反应为： I2(定量过量)＋还原性物质→2I－＋I2(剩余) I2(剩余)＋2S2O32-→S4O62-＋2I－ ②置换碘量法：置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾，供试品将碘化钾氧化析出定量的碘，碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定，从而可求出待测组分含量。滴定反应为： 氧化性物质＋2I－→I2 I2＋2S2O32-→S4O62-＋2I－。 指示剂 淀粉，淀粉指示剂应在近终点时加入，因为当溶液中有大量碘存在时，碘易吸附在淀粉表面，影响终点的正确判断。 适用对象 I－是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质：CrO42-、Cr2O72-、H2O2、 KMnO4、IO3-、Cu2＋、NO3-、NO2-等。 14．Ksp相关计算 考查角度 思路分析 判断沉淀的生成或沉淀是否完全 ①根据离子浓度数据求得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成； ②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全 常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH ①根据氢氧化物的Ksp以及开始沉淀时金属阳离子的初始浓度，计算溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH； ②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，根据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH 计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 根据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K的值越大，转化反应越易进行，转化程度越大 沉淀先后的计算与判断 ①沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀； ②沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀 1．（2026·陕西咸阳·三模）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH： 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： （1）提高“酸浸”速率的方法有_______。(写1条) （2）滤渣1的主要成分 _______ 。 （3）证明将溶液中Fe2+ 全部氧化需用试剂 _______(名称)，现象_______。 （4）“氧化沉钴”中产生Co(OH)3   的离子方程式 _______。 （5）“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式)，残留的浓度为_______。 2．（2026·陕西西安·模拟预测）亚氯酸钠()在食品工业中用于面粉的漂白，提升面粉的白度与稳定性。其使用需严格按照《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》规定使用。化学两步还原法常用于工业合成亚氯酸钠()。一种在实验室中模拟工业合成的实验流程如图所示。 已知：①常压时的沸点为11℃，在空气中体积分数>10%时易爆炸。 ②在酸性和弱碱性溶液中稳定，强碱性溶液中易发生歧化。 回答下列问题： （1）进行溶解操作时需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒和_______。 （2）温度为40℃，试剂X选择和大量空气的混合气体。 ①中需混入大量空气的目的是_______。 ②如图装置可用于分离反应池1反应后的气体，仪器C中盛装的试剂可以是_______。 A．饱和溶液        B．稀和硫酸混合溶液 C．和混合溶液    D．饱和溶液 ③试剂X也可以使用甲醇()代替。已知常压时甲醇的沸点低于乙醇的沸点，其原因是_______。 （3）写出“反应池2”中反应的离子方程式：_______。 （4）“冷却结晶”之后的系列操作是_______，洗涤，_______。 （5）某工厂用10吨工业级的(质量分数为93.72%)生产，最终制得粗品7.52吨，亚氯酸钠粗品中的质量分数为_______%。(保留2位有效数字，已知在此工艺流程中的Cl的损耗率为15%) 3．（2026·山西晋城·三模）铅浮渣是粗铅冶炼副产物，主要成分为、金属及，并含少量。某工厂回收其中的锡、锑的工艺流程如图所示。 已知：①可溶于硝酸生成可溶性铅盐；②可溶于水，在氧化剂作用下转化为难溶的；③，，。 （1）“焙烧”过程中转化为难溶性硫酸盐，同时生成一种能使品红溶液褪色的气体，该反应的化学方程式为________。 （2）在“脱硫”过程中难溶性硫酸盐发生转化反应的离子方程式为________，用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因：________。 （3）“浆化熔炼”时，与共熔生成的化学方程式为________。 （4）“分锑”工序中，若用量不足，可能导致的后果是________。 （5）已知与的性质相似。“沉锡”工序中，加入硫酸调节溶液得到粗沉淀。 ①pH过高会导致沉淀溶解，原因是________。 ②粗沉淀的洗涤操作是________。 （6）常温下，若“沉锡”后溶液中，此时溶液的为________。 4．（2026·山西朔州·二模）钪(Sc)、铁、钴等是重要的金属材料。一种从某工业废渣(主要成分为等)中分离、制备这三种金属化合物的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“焙烧”单元的主要目的是使金属硫化物转化为硫酸盐，转化过程生成的烟气中含大量有毒的气体X，该气体X是_______(填化学式)；“焙烧”单元中，、、发生反应转化为气体X和，该反应的化学方程式是_______。 （2）“水浸”的目的是_______。 （3）“萃取”“反萃取”单元存在可逆反应：，试从平衡移动角度分析“反萃取”的原理：_______。 （4）常温下，草酸的电离常数；草酸钪的溶度积。测得常温下“沉钪”后混合液中：，，则混合液中_______。 （5）“沉铁”操作单元需控制pH不能超过2.0，原因是_______。 （6）“滤液a”经处理后所得溶液可导入_______(填操作单元名称)循环利用。 5．（2025·山西临汾·模拟预测）碲化镉(CdTe)量子点具有优异的光电性能。某科研小组设计以电解精炼铜获得的富碲渣(含Cu、Te、Ag等)为原料合成碲化镉量子点的流程如图： 已知：①。 ②二氧化碲()微溶于水，易溶于强酸、强碱。 回答下列问题： （1）在元素周期表中的位置为______。 （2）“酸浸”时，转化为的化学方程式为______。 （3）“调pH”当沉淀完全时，溶液______；调为9～11的原因是______。 （4）“还原”时，产生的活性氢原子()将碲还原为，还原碲的离子方程式为______。 （5）合成量子点时，加入柠檬酸钠作为包覆剂，利用柠檬酸钠的憎水基团修饰，亲水基团则用于增强其生物相容性，下列最可能替代柠檬酸钠生产具备以上特征量子点的物质是______(填标号)。 A．碳酸钠 B．甲苯 C．乙酸乙酯 D．硬脂酸钠 （6）的立方晶胞如甲图所示。 ①晶体的密度为______(列出计算式)。 ②该晶胞在ABCD面上的投影如乙图所示，则代表原子的位置有______(填数字)。 6．（2026·宁夏吴忠·三模）铟(In)是制备酞菁铟、磷化铟等半导体的重要基础材料，广泛应用于军工、航空航天、平面显示、光电信息、太阳能电池等领域。从铅锌冶炼过程中产生的高铟烟灰(主要含、、ZnO、SiO2、PbO、)中提取金属铟的流程如下： 已知：“氧化酸浸”后铟以的形式存在。“萃取”过程中的萃取剂可用表示，其在酸性溶液中可萃取三价金属离子。 回答下列问题： （1）“氧化酸浸”过程中中的硫元素被氧化为，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________，滤渣除含过量MnO2外，还有___________(填化学式)。 （2）一个配体中有两个配位原子的配体叫双齿配体，就是一种双齿配体。“净化”时加入的主要作用是络合，的配位数是6，“净化”时的离子方程式为___________ ___________。 （3）“萃取”过程的离子方程式为，平衡常数为K。一定温度下萃取率(E%)与c(H+)的关系如下：。当pH=2.30时，萃取率为50%；若将萃取率提升到95%，应调节溶液的pH=___________［已知lg19=1.28。忽略萃取剂浓度在萃取过程中随pH的变化。结果保留小数点后两位］。 （4）锌可以从___________中进行回收。 a．滤渣    b．水相    c．有机相    d．滤液 （5）酞菁铟是有机分子酞菁与铟原子形成的复杂分子，其结构简式如图所示，该分子中不存在的化学键为___________(填字母)。 a．σ键    b．π键    c．离子键    d．配位键 （6）磷化铟的晶胞结构如下图所示，In的配位数为___________；若晶胞参数为anm，则与In原子间距离为的In原子有___________个；该晶体的密度为___________(写出计算式，设阿伏加德罗常数的值为)。 7．（2026·宁夏银川·三模）锂离子电池回收可变废为宝，工业上由正极材料(含有活性物质、炭黑、铝箔、铜及镍的化合物和有机黏结剂等)制备CoS的工艺流程如图： 已知：①P204+Cyanex272为金属离子混合萃取剂； ②；。 回答下列问题： （1）①下列状态的碳原子或离子核外电子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是___________(填序号)。 A．1s22s22p2        B．1s22s22p1        C．1s22s12p3     ②“600℃煅烧”的主要目的为___________。 （2）写出在“酸浸”操作中发生反应的化学方程式为___________。 （3）“萃取”时，各金属离子萃取率与溶液pH的关系如图，则溶液最佳pH为___________。 （4）“沉钴”步骤中应调节溶液的pH为4，pH过大或过小都会使产率降低，原因是___________。溶液中恰好完全沉淀(离子浓度为)时，溶液中浓度为___________。 （5）宽带隙半导体锂离子电池的负极材料是硫化锌，硫化锌具有在充电的同时发生合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示： 途径1充电过程中的电极反应式为：___________(m、n、x、y用具体数字表示) 8．（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 9．（2026·青海西宁·一模）银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域，某团队采用如下工艺从银锌电池(含有、、和少量与石墨)中回收银。 回答下列问题： （1）与同族且相邻，基态原子的价电子排布式为_______。 （2）“氧化浸出”时，Ag参与反应的离子方程式为_______。 （3）“氧化浸出”用硝酸-双氧水协同法浸取，优点是_______，随温度升高，浸出率先增大后减小，其原因是_______。 （4）“滤液”中的阳离子主要有_______。 （5）“浸出”步骤的反应原理为：。将初始浓度相同的溶液加入一定量的中，测不同时银的浸出率，结果如图。在6以下时银浸出率很低，其原因是_______。 （6）甘蔗渣水解液中，对还原起主要作用的官能团名称是_______。 （7）“还原”得到的银锭纯度测定：(白色)，取银锭样品用稀硝酸溶解，得到待测液。取待测液，滴加2滴溶液，再用溶液沉淀。当出现稳定浅红色时消耗溶液。 ①达到滴定终点的现象是_______。 ②银锭纯度为_______。 10．（2026·青海西宁·一模）钽酸锂（）是一种功能材料。一种以钽渣（主要成分是，还含有少量等杂质）为原料制备钽酸锂的流程如下： 回答下列问题： （1）基态氧原子最高能级的电子云轮廓图的形状为________（填名称），Fe位于元素周期表________区。 （2）固体1的用途是________（写一种）。 （3）“焙烧”中，为了增大固、气接触面积，加快反应速率，可以采用________（填“固、气逆向流动”或“固、气顺向流动”），参加反应的化学方程式为________。 （4）流程中可循环利用的物质的电子式为________。 （5）“沉钽”中，如果用浓盐酸替代稀硫酸，反应生成黄绿色气体单质，的还原产物为（强电解质）。写出该反应的离子方程式：________。 （6）产品纯度的测定。称取w g样品溶于适量浓盐酸中完全反应（还原产物为），稀释至250 mL，准确量取25.00 mL该溶液于锥形瓶中，加入缓冲溶液，加入紫脲酸铵混合指示剂，用的标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液V mL。该样品纯度为________（）。如果滴定管没有用待装溶液润洗，测定结果________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。 11．（2026·陕西榆林·模拟预测）砷化镓(GaAs)是一种重要的半导体材料，广泛应用于航空航天、半导体、光电和通讯等领域。一种由冶炼锌的副产品(主要含、、ZnS、、ZnO、MgO、等)制备Ge和CaAs的工艺流程如图1所示。 已知：ⅰ．镓元素类似于Al元素，表现为两性； ⅱ．难溶于水； ⅲ．室温下，该工艺流程中部分金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如表： 金属离子 开始沉淀的pH 1.9 7.0 6.4 9.5 恰好完全沉淀的pH 3.2 9.0 8.0 11.1 当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全，回答下列问题： （1）基态Ga原子的价电子排布式为_______，基态As有_______种能量不同的电子。 （2）“酸浸”时，被还原生成的离子方程式为_______。 （3）“酸浸”时，ZnS被氧化生成S的化学方程式为_______，分离S和可选用的试剂为_______(填化学式)，充分溶解后进行过滤即可得。 （4）电解制Ga时，金属Ga在电解池的_______(填“阳”或“阴”)极生成。 （5）溶液2经氧化后含有、和，欲先除去，再除去，可先调节溶液pH的范围是_______，过滤后加入_______(填化学式)。 （6）1kg锌的副产品中含有12％，整个流程中Ga的损失率为3％，理论上能制得GaAs的质量为_______kg(保留3位有效数字)。 12．（2026·陕西西安·一模）铟是一种银白色的金属，它在合金制造、液晶显示器和太阳能电池等领域有着广泛而重要的应用。含铟化合物是一种重要的半导体材料。利用铟烟灰渣(主要成分为，还含有、PbO、等杂质)为原料生产金属铟的工艺流程如下： 已知：①常温下，，。 ②“热熔解”时浓硫酸作氧化剂，将转化为。 ③难溶于水，但可溶于硫酸。 ④当溶液中离子浓度时，认为离子沉淀完全。 请回答下列问题： （1）In与Al同族，的价电子排布式为___________，它属于元素周期表中___________区元素。 （2）“热熔解”时与浓硫酸反应的化学方程式为___________。 （3）“浸渣”的主要成分为___________(写化学式)。 （4）“还原除砷”时，可将溶液中的转化为，写出反应的离子方程式___________。 （5）已知“滤液1”中含有、和，经氧化后调节pH使沉淀完全，此时溶液中的浓度为，则应调节的pH范围为___________。 （6）工业上常用电解法精炼粗铟，阴极的电极反应式为___________。 （7）含铟化合物是一种重要的半导体材料。半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价成分(在材料中，共价键可以被认为是电子的传导路径)密切相关，将铜铟硒()中的In替换为Al(电负性Al<In<Se)，得到另一种半导体材料铜铝硒()，两种半导体具有相同的黄铜矿型结构，但的导电能力更弱，请从化学键角度解释原因：___________。 20 / 23 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 $