专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用（重难点讲义）化学人教版选择性必修1

本讲义聚焦沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用这一核心知识点，系统梳理Ksp计算、pH精准调控、沉淀转化原理等内容，衔接废水处理、湿法冶金、材料制备等工业情境，通过典例与对练题构建从理论到实践的学习支架。 该资料以真实工业流程（如含铜废水处理、稀土提取）为载体，培养学生科学思维，通过Ksp定量分析与图像解读提升科学探究能力，渗透绿色环保理念强化科学态度与责任。课中辅助教师高效教学，课后帮助学生查漏补缺，巩固知识应用。

专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用 重难目标 1.运用Ksp进行沉淀顺序判断与pH范围精准调控，理解沉淀转化原理及在实际除杂中的应用。 2.结合图像信息进行多步流程中沉淀与溶解的定量综合分析，以及从复杂真实的工业情境中提炼平衡模型并建立准确的数学计算关系。 考情分析 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用是高考化学工艺流程题的灵魂与核心考查方向。命题多借助真实的矿物提取、废水处理、电池材料回收等工业情境，辅以金属离子浓度对数图、pH—沉淀率曲线等信息载体，考查学生将平衡理论迁移至实际生产的综合能力。 考查内容主要围绕三个方面： 一是pH的精准调控与沉淀分离，要求学生能根据Ksp数据计算使特定离子完全沉淀或开始沉淀的pH范围，实现不同金属离子的分步沉淀与分离； 二是沉淀的转化与溶解，涉及利用沉淀转化原理实现重金属去除、难溶物的酸溶或配位溶解等工艺环节，重点考查平衡移动方向与条件控制的判断； 三是绿色环保与循环利用，如富集、回收目标金属及废液的无害化处理，渗透绿色化学理念与社会责任意识。 一、沉淀溶解平衡在废水处理中的应用 化学沉淀法是处理重金属废水最常用的技术手段。通过向废水中加入碱性物质（如石灰、氢氧化钠）或硫化物，可使重金属离子转化为难溶的氢氧化物或硫化物沉淀而从水中分离。 以含Cu2+废水为例，加入石灰生成Cu(OH)2沉淀（Ksp≈2.2×10-20）。但仅调至pH=7时，Cu2+仍有一定残留，需进一步提高pH或改用溶解度更小的沉淀剂。若加入Na2S，CuS的Ksp仅为6×10-36，可使Cu2+浓度降至极低，实现深度净化。此外，利用FeS与Cu2+的沉淀转化反应：FeS(s) + Cu2+(aq) → CuS(s) + Fe2+(aq)，由于CuS的溶度积远小于FeS，反应正向进行，该方法在处理含铜工业废水时经济高效。 对于含多种金属离子的废水，可依据不同金属硫化物的Ksp差异进行分步沉淀。例如，在矿山酸性废水中，按Ag+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+的顺序依次析出，从而实现有价金属的选择性回收。含硫酸盐的矿井水可加入钡盐，利用BaSO4极小的Ksp（1.1×10-10）去除SO42-；含氟废水则通过生成CaF2沉淀（Ksp≈3.9×10-11）除氟。 二、沉淀溶解平衡在湿法冶金中的应用 湿法冶金中，利用不同金属离子氢氧化物的Ksp差异，通过控制溶液pH可实现选择性沉淀分离。例如，红土镍矿盐酸浸出液中含有Mg2+、Ni2+、Co2+等离子，由于Ni(OH)2和Co(OH)2的Ksp远小于Mg(OH)2，在适当pH条件下镍、钴优先沉淀，从而与镁分离。 在电镀污泥酸浸出液中，Cu2+和Ni2+的分离可利用CuS与NiS溶度积的显著差异，用硫化钠选择性沉淀Cu2+，实现铜镍的有效分离。同样，Fe3+因Fe(OH)3的Ksp极小（2.8×10-39），可在较低pH下完全沉淀，常用于溶液中铁杂质的预先去除。 对于稀土元素的提取，离子吸附型稀土矿的浸出液中加入草酸，因稀土草酸盐的溶度积很小，可选择性沉淀稀土离子，获得高纯度的稀土产品。 三、沉淀溶解平衡在材料制备中的应用 沉淀法是合成功能材料和纳米材料的重要途径。在金属有机框架材料的制备中，通过调控沉淀条件（温度、浓度、pH）控制晶粒尺寸和结构，溶度积规则为沉淀剂的选择和用量提供了理论依据。 均匀沉淀法常用于制备纳米氧化物。以尿素为沉淀剂制备纳米ZnO为例，尿素水解释放OH-，与Zn2+反应生成前驱体沉淀，通过热力学计算确定最佳pH和温度，可获得粒径均匀的纳米材料。此外，沉淀-煅烧法可制备纳米刚玉颗粒，尺寸可控在8 nm以内。在锰锌软磁铁氧体材料的制备中，利用复盐沉淀净化法从硫酸盐溶液中深度除去Fe2+、Mn2+等杂质，为高纯粉体的合成提供原料保障。 四、沉淀溶解平衡在化工生产与资源回收中的应用 化工生产中，利用沉淀反应除去杂质是常见手段。如工业氯化铵中混有的FeCl3，溶解后加入氨水调节pH至7~8，Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而被除去。 沉淀转化在资源回收中具有重要意义。污水处理厂污泥富含磷元素，通过酸浸使磷、镁等离子进入溶液，再调节pH使鸟粪石（MgNH4PO4·6H2O）沉淀析出。鸟粪石溶度积较低，可实现磷的高效回收，同时产物可作缓释肥料，实现废物资源化。 题型01 物质制备的工艺流程 【典例1】（25-26高二下·山东潍坊·期中）柠檬酸铁铵是一种常见的补铁剂，其制备流程如下： 已知：、；柠檬酸亚铁微溶于冷水，易溶于热水。 下列说法正确的是 A．步骤①制备FeCO3时，应将FeSO4溶液加入Na2CO3溶液中 B．可用KSCN溶液检验步骤③中柠檬酸亚铁是否反应完全 C．步骤③控制温度50℃~60℃既利于柠檬酸亚铁溶解，又避免温度过高造成H2O2分解 D．步骤⑤系列操作包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 【答案】C 【解析】因为，所以制备时，应该先加入，防止浓度过大水解产生，A项错误；应用检验，检验，B项错误；柠檬酸亚铁微溶于冷水，易溶于热水，温度过低，不利于溶解，同时反应物活化分子百分数低，反应速率慢，温度过高，会分解；C项正确；步骤⑤为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，D项错误；故选C。 【对练1】（25-26高二下·江苏徐州·期中）一种以烟气中制备轻质的流程如下： 已知且时视为沉淀完全。下列说法错误的是 A．“反应I”中增大氨水浓度能提高烟气中去除率 B．“反应II”中溶液的导电能力随石灰乳的加入快速上升 C．若测得“滤液”中，则沉淀完全 D．所得“滤液”可转移到“反应I”中循环利用 【答案】B 【分析】将烟气通入氨水中发生反应Ⅰ生成碳酸铵，再加入石灰乳发生反应Ⅱ生成碳酸钙和氨水，过滤得到的滤液中含有氨水，可循环使用；所得碳酸钙沉淀进行洗涤干燥，得到轻质。 【解析】“反应I”中增大氨水浓度，可以充分吸收二氧化碳，能提高烟气中去除率，选项A正确；加入石灰乳时生成碳酸钙沉淀和氨水，故初始时溶液中的铵根离子、碳酸根离子因反应而快速降低导致导电能力快速降低，后加入过量的氢氧化钙，由于生成氨水的电离及过量氢氧化钙的电离导致离子浓度增大，导电能力逐渐上升，选项B错误；若测得“滤液”中，则，，故沉淀完全，选项C正确；所得“滤液”中含有氨水，可转移到“反应I”中循环利用，选项D正确；故选B。 【对练2】（25-26高二下·湖南长沙·期中）某兴趣小组利用初处理过的工业废铜制备胆矾()的流程如下，下列说法正确的是 A．常温下，流程中pH可以调到3，此时溶液中的 B．流程中可换成Cu C．可使用X射线衍射仪或红外光谱仪检验产物是否为晶体 D．X可能是稀硫酸，延长浸泡时间，可以提高铜的浸出速率 【答案】A 【分析】工业含铁废铜中先加入X进行溶解，若X可能为稀硫酸等，再加入具有强氧化性的过氧化氢溶液，II中的金属阳离子为Cu2+、Fe3+，加碱式碳酸铜可调节pH使Fe3+沉淀而Cu2+不沉淀，经加热煮沸、过滤分离得到滤液，滤液中含硫酸铜，加硫酸(抑制Cu2+的水解)后经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤可制得胆矾。 【解析】常温下，流程中pH=3时，Fe3+完全沉淀而Cu2+未开始沉淀，则成立，A正确；流程中加是为了消耗溶液中的H+而增大pH值，使Fe3+完全沉淀，而Cu与H+不反应，不能用Cu代替，可用CuO代替，B错误；X射线衍射仪可检验产物是否为晶体，红外光谱仪主要用于分析有机物中的官能团、化学键，不能检验产物是否为晶体，C错误；X可能是稀硫酸，加稀硫酸后铁溶解，铜和稀硫酸不反应，铜不溶解(加过氧化氢溶液后铜才能溶解)，延长浸泡时间不可以提高铜的浸出速率，D错误；故选A。 题型02 物质的回收利用工艺流程 【典例2】（25-26高三上·北京·期末）某工厂采用如图所示工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)，实现镍、钴、镁元素的回收。 已知：① “氧化”过程产生中间产物H2SO5(S为+6价)；镍钴渣的成分是Ni(OH)2和Co(OH)2； ② 离子浓度≤1×10−5 mol·L−1时，认为该离子沉淀完全； ③ 室温下Ksp[Mg(OH)2] = 10−10.8. 下列说法不正确的是 A．H2SO5中含有过氧键 B．“氧化”过程所得滤渣成分可能有Fe(OH)3、MnO2、CaSO4 C．根据该流程可判断Ksp：Ni(OH)2>Fe(OH)2 D．“沉镁”过程中欲使Mg2+沉淀完全，需控制pH≥11.1 【答案】C 【分析】镍钴矿硫酸浸取液中加入石灰乳并通入SO2和空气的混合气体，将Mn2+转化为MnO2沉淀，Fe2+被氧化为Fe3+并转化为Fe(OH)3沉淀，还有CaSO4生成，滤渣的主要成分是MnO2、CaSO4、Fe(OH)3；滤液中加入NaOH调节pH，得到沉淀Ni(OH)2和Co(OH)2；再向滤液中加入NaOH，得到Mg(OH)2。 【解析】H2SO5 (S为＋6价)的结构式为，存在一个过氧键，A正确； 由流程图可知，“氧化”中Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，H2SO5被还原为，Ca2+与结合生成CaSO4，Fe2+被氧化成Fe3+，调节pH=4，Fe3+沉淀为Fe(OH)3，故滤渣成分为MnO2、CaSO4、Fe(OH)3，B正确；流程中“氧化”后滤液经“沉钴镍”得到Ni(OH)2和Co(OH)2，说明Ni2+、Co2+在后续步骤沉淀，而Fe2+若未被氧化，在“氧化”步骤pH=4时[Fe(OH)2沉淀需pH≈5.5]不会沉淀，若Fe2+被氧化为Fe3+则已在“氧化”步骤沉淀为Fe(OH)3，整个流程未涉及Fe(OH)2沉淀，无法比较Ni(OH)2与Fe(OH)2的Ksp，C错误；当Mg2+恰好完全沉淀时，，，，，pH=11.1，故需控制pH≥11.1，D正确；故选C。 【对练1】（25-26高三上·河北石家庄·阶段检测）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：“氧化”过程产生中间产物(S为＋6价)；离子浓度小于时，认为该离子沉淀完全；室温下。 下列说法正确的是 A．中含有过氧键 B．“氧化”过程所得滤渣成分为 C．根据该流程可判断： D．“沉镁”过程中欲使沉淀完全，需控制pH≥2.9 【答案】A 【分析】镍钴矿硫酸浸取液，通入石灰乳，和空气的混合气体，将Mn2+转化为MnO2沉淀，Fe2+被氧化为Fe3+并转化为沉淀，还有CaSO4生成，滤渣的主要成分是MnO2、CaSO4、；滤液中加入NaOH调节pH，得到沉淀、；再向滤液中加入NaOH，得到； 【解析】(S为＋6价)的结构式为，存在一个过氧键，A正确；由流程图可知，“氧化”中Mn2+被氧化为MnO2，被还原为，Ca2+与结合生成CaSO4，Fe2+被氧化成Fe3+，调节pH=4，Fe3+沉淀为，故滤渣成分为MnO2、CaSO4、，B错误；由流程图可知，滤液中加入NaOH，先沉淀出钴和镍，继续加入NaOH才沉淀出镁，故判断：，C错误；当Mg2+恰好完全沉淀时，，， ，，pH=11.1，故需控制pH≥11.1，D错误；故选A。 【对练2】10.（25-26高二下·江苏南京·期中）CuCl常用作有机合成的催化剂，由废铜屑经如下可以转化制得。已知“沉淀”时的反应为[CuCl2]-CuCl↓＋2Cl-，Ksp(CuCl)=1×10-6。 关于转化流程，下列说法正确的是 A．“氧化”时每消耗1 mol H2O2，同时生成0.5 mol O2 B．“还原”反应的离子方程式为2Cu2+＋4Cl-＋SO＋H2O=2[CuCl2]-＋SO＋2H+ C．SO 与SO中“O-S-O”的键角比较：前者>后者 D．“滤液”中c(Cu+)=1×10-6 mol·L-1 【答案】B 【分析】本题由废铜屑制备氯化亚铜，首先在酸性条件下用过氧化氢氧化废铜屑，随后用亚硫酸钠还原铜离子为+1价铜，加水沉淀，过滤后得到产物，以此解题。 【解析】氧化时作氧化剂，其还原产物为水，无O2生成，A错误；“还原”反应时，铜离子将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，本身被还原为+1价铜，为酸性环境，离子方程式为：2Cu2+＋4Cl-＋SO＋H2O=2[CuCl2]-＋SO＋2H+，B正确；SO中的中心原子有1对孤对电子，SO中的中心原子没有孤对电子，孤对电子对成键电子对的斥力较大，则键角前者<后者，C错误；“沉淀”时的反应为[CuCl2]-⇌CuCl↓＋Cl-，可知溶液中含大量的氯离子，结合Ksp(CuCl)=1×10-6可知，CuCl饱和溶液中c(Cu＋)=1×10-3 mol·L-1，氯离子浓度越大时c(Cu＋)越小，“滤液”中c(Cu＋)小于1×10-3mol·L-1，D错误；故选B。 题型03 溶度积与工艺流程的综合应用 【典例3】37.（25-26高二上·河南平顶山·阶段检测）重铬酸钾(K2Cr2O7)又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂，在工业上用途广泛。已知水溶液中存在平衡：()。请回答下列问题： (1)复分解法制备重铬酸钾 以Na2CrO4溶液为原料，步骤如下： ①先向Na2CrO4溶液中加入酸调节溶液pH，其目的是___________。 ②再向①的溶液中加入适量KCl，搅拌溶解、蒸发浓缩、冷却结晶，抽滤得到K2Cr2O7粗产品。则相同温度时的溶解度：Na2Cr2O7___________ K2Cr2O7 (填“﹥”“﹤”或“=”)。 (2)电化学法制备重铬酸钾 以净化后的铬酸钾(K2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图所示。      ①不锈钢电极的电极反应式为___________。 ②阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因是___________。 (3)工业上常用钡盐沉淀法处理含有K2Cr2O7的废水，达到含铬废水达标排放、六价铬[Cr(Ⅵ)]回收利用、保护环境和节约资源的目的。已知具体流程如下图所示：    ①从步骤i→Ⅱ生成沉淀2的总反应离子方程式为___________。 ②向沉淀2中加入硫酸，回收Cr(Ⅵ)。加入不同浓度硫酸，每次均搅拌10小时，硫酸浓度对重铬酸的回收率如图甲所示。但当硫酸浓度高于时，重铬酸的回收率没有明显变化，结合图乙分析其原因是___________。    【答案】(1)将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7 > (2) 阳极上H2O放电，溶液中H+浓度增大，使转化为部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区溶液的主要溶质变为K2Cr2O7 (3) 生成的BaSO4难溶于水，会覆盖在BaCrO4固体的表面，阻碍反应的进行 【分析】通过调节酸碱性，使平衡发生移动，进行分析；含K2Cr2O7及少量、Cu2+的废水加澄清石灰水调节pH，得到沉淀1为氢氧化铜，滤液1中加入氯化钡晶体，得到的滤液2检测Cr(Ⅵ)是否达标；沉淀2主要成分为铬酸钡，加入一定浓度硫酸处理得到重铬酸及硫酸钡沉淀； 【解析】（1）①先向Na2CrO4溶液中加入酸调节溶液pH，平衡逆向移动，将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7； ②再向①的溶液中加入适量KCl，搅拌溶解、蒸发浓缩、冷却结晶，抽滤得到K2Cr2O7粗产品，则K2Cr2O7溶解度更小而以晶体析出，故相同温度时的溶解度：Na2Cr2O7> K2Cr2O7； （2）①不锈钢电极连接电源的负极，为阴极，阴极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气，电极反应式为； ②阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因是：阳极上H2O放电，溶液中H+浓度增大，使转化为部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区溶液的主要溶质变为K2Cr2O7； （3）①从步骤i→Ⅱ生成沉淀2是在氢氧化钙、重铬酸根离子和钡离子反应生成铬酸钡沉淀，故总反应离子方程式为； ②当硫酸浓度高于时，生成的BaSO4难溶于水，会覆盖在BaCrO4固体的表面，阻碍反应的进行，故重铬酸的回收率没有明显变化。 【对练1】（25-26高二上·广东·期末）某工业原料主要成分是NH4Cl、FeCl3和AlCl3。利用此原料可以得到多种工业产品。分析下面流程，回答问题。    已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 (1)用稀硫酸中和等体积等pH值的氨水和烧碱溶液，前者需要消耗的酸液体积_______（填“大”“小”或“相同”） (2)计算溶液②中Fe3＋的物质的量浓度为________________mol/L (3)缓冲溶液中存在的平衡体系有：_____________________________ 此时溶液中c(NH4＋)_____c(Cl-)(填>、=、<)。 (4)在缓冲溶液中加入少量盐酸或者NaOH溶液，溶液的pH值几乎依然为9.2。简述原理：_________ 请举出另一种缓冲溶液的例子(写化学式)______________________。 (5)常温下向较浓的溶液④中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_______________________________________________________。 【答案】(1)大 (2)4.0×10-20 (3) > (4)当加入少量酸时，平衡体系(Ⅱ)产生的OH-与酸反应，消耗了加入的H+，当加入少量碱时，平衡体系(Ⅰ)的NH4+与碱反应，消耗了加入的OH-，从而可在一定范围内维持溶液pH大致不变 CH3COONa-CH3COOH (5)AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡： ，通入HCl气体使溶液中c(Cl-)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体 【解析】（1）pH相同的氨水和烧碱，氨水的物质的量浓度大，所以需要的酸的体积大，答案为：大； （2）溶液的pH=8,所以=10-8mol/L，10-6mol/L，根据  =4.0×10-38, =4.0×10-20 mol/L,答案为：4.0×10-20 mol/L； （3）缓冲溶液中有铵根离子，所以存在铵根离子的水解平衡，，溶液中有一水合氨，，存在一水合氨的电离平衡，溶液中肯定存在水的电离平衡， 。由于溶液中的pH=9.2，所以溶液显碱性，说明氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，根据电荷守恒，所以铵根离子浓度大于氯离子浓度，答案为： ，>； （4）缓冲溶液中加入少量盐酸，平衡体系(Ⅱ)产生的OH-与酸反应，消耗了加入的H+，当加入少量碱时，平衡体系(Ⅰ)的NH4+与碱反应，消耗了加入的OH-，从而可在一定范围内维持溶液pH大致不变，类似的缓冲溶液有CH3COONa-CH3COOH，答案为：当加入少量酸时，平衡体系(Ⅱ)产生的OH-与酸反应，消耗了加入的H+，当加入少量碱时，平衡体系(Ⅰ)的NH4+与碱反应，消耗了加入的OH-，从而可在一定范围内维持溶液pH大致不变，CH3COONa-CH3COOH； （5）沉淀①为氢氧化铝和氢氧化铁，加入过量氢氧化钠后溶液③为偏铝酸钠，沉淀②为氢氧化铁沉淀，溶液③中加入足量的盐酸，得到的溶液④为氯化铝溶液，在AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：，通入HCl气体使溶液中c(Cl-)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体，答案为：AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡： ，通入HCl气体使溶液中c(Cl-)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体。 【对练2】（25-26高二下·江苏苏州·期末）某工业含Fe废渣(主要成分为Fe2O3、MgO、SiO2)制备NaFePO4的流程如下： 已知：常温下，Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，Ksp(FePO4)=1.3×10-22。 (1)“酸浸”时，Fe2O3发生反应的化学方程式为______，滤渣成分为______。 (2)常温下，“碱沉”时控制溶液pH为3.0。 ①此时溶液中c(Fe3＋)=______mol·L-1。 ②“碱沉”的目的是______。 (3)“沉铁”时，向酸溶后的溶液中，先加NH4H2PO4溶液再加氨水生成FePO4沉淀。 ①“沉铁”反应的离子方程式为______。 ②随着氨水的加入，溶液pH增大，溶液中c(PO)______。 a． 增大        b． 减小        c． 先减小后增大        d． 先增大后减小 (4)“固相球磨”时，FePO4、Na2CO3和葡萄糖(C6H12O6)反应产生NaFePO4，同时生成含碳气体只有CO，该反应的化学方程式为______。 (5)测定NaFePO4产品的纯度：称量NaFePO4(相对分子质量174)固体样品8.700 g，用稀硫酸溶解后稀释为100 mL，取出25.00 mL溶液，以二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.1000 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点(K2Cr2O7被还原为Cr3+)，平行滴定3次，平均消耗K2Cr2O7标准溶液20.00 mL。计算产品中NaFePO4的纯度_______________(写出计算过程)。 【答案】(1)Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O SiO2 (2)2.8×10-6 铁元素的富集、镁杂质的去除 (3)Fe3＋＋2NH3·H2O＋H2PO=FePO4↓＋2 NH＋2H2O a (4)3Na2CO3＋C6H12O6＋6FePO46NaFePO4↓＋9CO↑＋6H2O (5)6NaFePO4～K2Cr2O7 25.00 mL 溶液中：n(NaFePO4)=6×0.100 0 mol·L-1×20.00 mL×10-3L·mL-1=1.2×10-2 mol 原产品中：m(NaFePO4)=1.2×10-2 mol×174 g·mol-1×=8.352 g 产品中NaFePO4的纯度=×100%=96.00% 【分析】含铁废渣主要含Fe2O3、MgO、SiO2，先加稀硫酸酸浸，金属氧化物溶解生成Fe2(SO4)3、MgSO4，SiO2不反应成为滤渣；向酸浸滤液加NaOH碱沉，控制pH=3.0，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，Mg2+留在滤液，实现铁、镁分离；Fe(OH)3沉淀再加稀硫酸酸溶得到Fe2(SO4)3溶液；向该溶液加NH4H2PO4和氨水沉铁，Fe3+被还原为Fe2+并生成FePO4沉淀；最后FePO4、Na2CO3与葡萄糖固相球磨，葡萄糖作还原剂，得到目标产物NaFePO4，同时生成CO气体； 【解析】（1）酸浸时Fe2O3发生的化学方程式为：Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O； SiO2不与稀硫酸反应，酸浸过滤后成为滤渣； （2）①Ksp[Fe(OH)3] = c(Fe3+)·c3(OH-)；pH=3.0，c(H+)=10-3 mol·L-1，c(OH-)==10-11mol·L-1；c(Fe3+)===2.8×10-6mol·L-1； ②使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀析出而富集，除去溶液中的Mg2+； （3）①沉铁时Fe3+被葡萄糖还原为Fe2+，与、NH3·H2O生成FePO4，离子方程式： Fe3+ + +NH3·H2O = FePO4↓ + + H2O； ②存在多级电离：H+ + 、H+ + ，加入氨水消耗H+，电离平衡正向移动，c()增大；故答案选a； （4）反应物：FePO4、Na2CO3、C6H12O6；生成物：NaFePO4、CO、H2O；化合价：Fe3+→Fe2+（得1e-），葡萄糖中C平均0价→CO中+2价（失2e-，1个葡萄糖6个C共失12e-） ，Na2CO3中C+4价→CO中+2价（得2e-）；反应中，C6H12O6和Na2CO3的碳全部转化为一氧化碳，C6H12O6的氧转化为水，Na2CO3的氧转化为一氧化碳；因此设C6H12O6系数为1，则Na2CO3系数为3，CO系数为9，H2O系数为6；再配平剩余物质，得6FePO4 + 3Na2CO3 + C6H12O66NaFePO4↓ + 9CO↑ + 6H2O； （5）滴定反应离子方程式： + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O；可得关系式：NaFePO4~Fe2+~6；n(K2Cr2O7)=0.1000 mol·L-1×20.00×10-3L =2.000×10-3 mol；25.00 mL待测液中： n(NaFePO4)=6n(K2Cr2O7)=6×2.000×10-3 mol=1.2×10-2 mol；100 mL溶液中： n总(NaFePO4)=1.2×10-2 mol×=0.04800 mol；m(NaFePO4)=0.04800 mol×174 g·mol-1=8.352 g；纯度=×100% = 96.00%。 1.（2026·湖南长沙·二模）一种提取含锶废渣(主要含有、、和等)中锶的流程如图所示。 已知：①锶(Sr)位于元素周期表的第五周期第ⅡA族； ②25℃时，， 下列说法错误的是 A．“浸出液”中的阳离子主要有、、、 B．“盐浸”中转化反应的离子方程式： C．在过饱和溶液中加入晶种可以促使晶体析出，结晶速度越慢越易得到大颗粒晶体 D．由制备无水，需要在气流中加热 【答案】D 【分析】含锶(Sr)废渣主要含有，和等，加入稀盐酸“酸浸”，碳酸盐溶解进入浸出液，浸出渣1中含有，加入溶液，发生沉淀转化：，得到溶液，溶液经过系列操作得到：晶体，失水得到，据此分析。 【解析】碳酸盐均能溶于盐酸，“浸出液”中的阳离子主要有，A不符合题意；加入溶液，发生沉淀转化：，B不符合题意；加入晶种后引发结晶，结晶速度越慢越易得到大颗粒晶体，C不符合题意；据题给信息“锶(Sr)位于元素周期表的第五周期第ⅡA族”，可知为强碱，是强酸强碱盐，不会水解，其结晶水合物加热脱水无需在HCl气流中，D符合题意；故选D。 2.（25-26高二下·江苏苏州·阶段检测）实验室采用如图所示流程分离和的淡黄色固体混合物。实验中所用氨水和硝酸的浓度均为，且体积相等。假设流程中每一步均实现物质的完全分离，下列说法正确的是 A． B．结合的能力： C．溶液中水的电离程度：无色溶液>氨水>硝酸 D．由于具有感光性，可用进行人工降雨 【答案】C 【分析】由流程可知：氯化银和碘化银的混合物中滴加浓氨水，分离出黄色的碘化银固体和无色溶液1，说明氯化银溶于足量氨水，无色溶液1与足量稀硝酸反应，又生成了白色固体氯化银，说明氢离子夺走了与银离子结合的氨气，生成了铵根离子； 【解析】和的淡黄色固体加入足量氨水，得到黄色固体和，说明溶解度，即，A错误；无色溶液1含有，加入硝酸后转化为和，故说明结合NH3的能力：Ag＋<H＋，B错误；无色溶液Ⅱ是NH4NO3溶液，会发生水解，可促进水的电离，氨水和硝酸的浓度均为，是弱碱，而硝酸时强酸，同浓度时，硝酸对水的电离起到的抑制作用更大，故溶液中水的电离程度：无色溶液Ⅱ>氨水>硝酸，C正确； 的晶体结构与冰相似，可作为人工降雨的晶核，但与其感光性无关，其感光的特性可制造照相感光乳剂，D错误；故选C。 3.（2026·四川雅安·二模）从锂离子电池正极材料(含少量金属)中提取和，得到的和在空气中煅烧，可实现的再生。一种现行回收工艺的流程如下图所示。已知：，。下列说法正确的是 A．“浸取”反应中，正极材料成分为还原剂 B．“浸取”时转化为和 C．“滤液2”中的浓度比的浓度大 D．再生： 【答案】B 【分析】正极材料LiCoO2 (含少量金属Cu)中加入H2SO4、H2O2，Co3+被还原为Co2+，同时生成O2；Cu与H2O2、H2SO4作用转化为CuSO4；将反应后的溶液中加入NaOH溶液沉铜，Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀，过滤后，往滤液中继续加入NaOH溶液沉钴，此时Co2+转化为Co(OH)2沉淀；将滤液2经过一系列操作，最后制得Li2CO3，据此回答。 【解析】浸取” 时，加入H2O2，H2O2作还原剂，将LiCoO2中Co元素由+3价还原为+2价，所以正极材料成分是氧化剂，A错误；“浸取” 时，在H2SO4和H2O2作用下，LiCoO2发生还原反应，转化为Li2SO4和CoSO4，B正确；“沉铜”“沉钴” 时加入NaOH，， ，的溶度积远小于，在相同条件下Cu2+更易沉淀，所以 “滤液 2” 中Cu2+的浓度比Co2+的浓度小，C错误；和Li2CO3在空气中煅烧生成LiCoO2，Co元素化合价升高，空气中氧气作氧化剂参与反应，反应方程式应为，D错误；故选B。 4.（25-26高二上·河北邯郸·阶段检测）某工厂煤粉灰的主要成分为等。研究小组对其进行综合处理的流程如下： 已知：，当离子浓度时，可认为该离子已完全除去；“酸浸”后钛主要以形式存在，强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子，该阳离子会水解。 下列说法错误的是 A．“滤液2”中加入双氧水后，体系中发生的主要反应为 B．“酸洗”用到的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯和玻璃棒 C．要使“滤液2”中和完全沉淀，调节的最小值约为4.3 D．用制备无水，可以在气流中加热 【答案】B 【分析】煤粉灰的主要成分为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等，“酸浸”后，Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO分别转化为Al3+、Fe2+、Fe3+、Mg2+，TiO2转化为TiOSO4，强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出和一种阳离子，该阳离子会水解，为TiO2+，SiO2不反应，进入“滤渣1”中，加入铁粉，Fe3+被还原为Fe2+，结晶得FeSO4⋅7H2O，TiO2+水解后得到TiO2⋅xH2O，经过“酸洗、水洗、干燥、煅烧”后得到TiO2，“滤液2”中加入双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+，调节pH，可生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，“滤液3”含有Mg2+，经过一系列操作，最后结晶得到MgCl2⋅6H2O。 【解析】“滤液2”中加入双氧水后，Fe2+被氧化为Fe3+，体系中发生主要反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，A正确；“酸洗”用到的玻璃仪器为普通漏斗、烧杯和玻璃棒，B错误；氢氧化铁的溶度积小于氢氧化铝的溶度积、且两者类型相同，要使“滤液2”中Al3+和Fe3+完全沉淀，溶液中OH-浓度最小值为c(OH-)=mol/L，c(H+)=mol/L，pH约为4.3，C正确；用MgCl2⋅6H2O制备无水MgCl2，为了防止MgCl2水解，需要在HCl气流中加热，D正确；故选B。 5.（25-26高二上·福建福州·期末）纳米具有独特的光电效应，在电学、磁学、光学等领域应用广泛。以工业废渣锌灰(主要成分为、，还含有、、等杂质)为原料制备纳米的工业流程如下： (已知；；) 下列说法不正确的是 A．酸浸时与稀反应的离子方程式为 B．滤渣1中的成分为和；滤渣2中的成分为和 C．将酸浸的尾气循环利用，加入的气体可以是 D．当溶液中浓度为小于时，则可认为其沉淀完全。若要使沉淀完全，溶液中浓度应大于 【答案】B 【分析】锌灰(主要成分为、，还含有、、等杂质)，加入稀硝酸溶解，根据硝酸的强氧化性则所得溶液中含有三价铁、二价锌、二价铜离子，再加入氧化锌调节pH值先使三价铁以氢氧化铁沉淀而过滤除去，再加锌置换溶液中铜而过滤除去，最后调节pH再使锌离子转化成氢氧化锌沉淀，再用硫化氢溶解沉淀氢氧化锌得到纳米ZnS。 【解析】由于稀硝酸的强氧化性，所以FeO与稀HNO3反应离子方程式为：，故A正确；由于氢氧化铜的溶度积大于氢氧化铁，则滤渣1中的成分为，滤渣2中的成分为Zn和Cu，故B错误；稀硝酸酸浸的尾气为一氧化氮，根据要循环利用则将NO进一步再转化成硝酸即4NO+3O2+2H2O=4HNO3，所以通空气或者氧气，将酸浸的尾气循环利用，加入的X气体可以是O2，故C正确；当Qc＞Ksp，才生成ZnS沉淀，即S2﹣浓度大于 ，故D正确；故选B。 6.（25-26高二下·湖南·期中）室温时，实验室以含铬废液(主要含、、、)制取含溶液的流程如下： 已知： ①室温时，，； ②“氧化”时转化为。 下列说法正确的是 A．“过滤Ⅰ”所得滤液中 B．“氧化”时的离子方程式为 C．“酸化”时溶液pH越低，转化为的比例越高 D．将“含的溶液”蒸干可得纯净的固体 【答案】C 【分析】含铬废液加入KOH溶液调节pH，将转化为、转化为，过滤后，向滤渣中加入、KOH将转化为，过滤分离出滤液，加入盐酸酸化得到含有的溶液； 【解析】 “过滤Ⅰ”所得滤液中pH=8，则pOH=6，，，A错误；已知“氧化”时转化为，具有强氧化性，“氧化”时在碱性条件下将氧化为，离子方程式为，B错误；，“酸化”时溶液pH越低，氢离子浓度越大，平衡逆向移动，使得转化为的比例越高，C正确；“酸化”时加入的盐酸与KOH反应生成KCl，将“含的溶液”蒸干会因混有KCl而得不到纯净的固体，D错误； 答案选C。 7.（25-26·安徽安庆·联考）软磁材料可由阳极渣和黄铁矿制得。阳极渣的主要成分为且含有少量Pb、Fe、Cu等元素的化合物。制备流程如下。 25℃时，。下列说法错误的是 A．X可为稀硫酸 B．滤渣2成分是和 C．“酸浸”时中的铁元素转化为，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3：2 D．利用替代CaO可优化该流程 【答案】B 【分析】黄铁矿和阳极渣加稀硫酸酸浸，发生氧化还原反应，过滤，滤渣1为S、PbSO4，滤液中加H2O2和CaO，其中CaO调溶液pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，过滤，滤液中加MnF2沉淀Ca2+，过滤得到含MnSO4的滤液，然后经过一系列处理得Mn3O4。 【解析】MnO2具有较强氧化性，具有较强还原性，据流程图可知，后续操作得到MnSO4，所以X可为稀硫酸，故A正确；滤液中加CaO调溶液pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，由于CaSO4微溶，所以滤渣2的成分是、CaSO4和Fe(OH)3，故B错误；“酸浸”时中的铁元素转化为，MnO2被还原为MnSO4，反应的离子方程式为，所以该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2，故C正确；利用替代CaO可避免引入杂质Ca2+，即可优化该流程，故D正确；故选B。 8.（25-26高二下·河北·联考）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有和,还有少量的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过如图流程实现铅的回收。以下说法错误的是 已知：。 A．的价电子排布式为,位于元素周期表的p区 B．在“脱硫”中发生反应：，此沉淀转化的平衡常数 C．在“酸浸”中，应不断提高反应温度以利于加快反应的转化速率 D．“沉铅”的滤液中主要的阳离子为 【答案】C 【分析】铅膏加入碳酸钠脱硫，PbSO4和碳酸根离子反应转化为碳酸铅沉淀；过滤后固体加入醋酸、过氧化氢酸浸，“酸浸”中H2O2具有氧化性，可以氧化Pb转化为Pb(Ac)2、氧化Fe2+为三价铁离子；同时过氧化氢能使PbO2转化为Pb(Ac)2，调节pH使铁、铝转化为沉淀过滤除去，滤液加入氢氧化钠沉铅，一系列转化后得到PbO，以此解答。 【解析】Pb是第六周期VIA族元素，价电子排布式为，位于元素周期表的p区，故A正确；向铅膏中加入碳酸钠溶液后，硫酸铅转化为碳酸铅，发生反应：，反应的平衡常数，B正确；在“酸浸”中，不断提高温度，会分解，不利于加快反应转化的速率，C错误；“沉铅”的步骤中加入氢氧化钠，转化为沉淀，滤液中主要的阳离子为，D正确；故选C。 9.（25-26高三上·山东·阶段检测）由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备锂电池正极材料LiMn2O4的流程如下： 已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。下列说法错误的是 A．上述流程中有三种元素被氧化 B．从利用率考虑“反应器”中不宜使用H2O2替代MnO2 C．溶矿反应完成后，“反应器”中溶液pH=4，则Fe3+和Al3+都沉淀完全 D．加入少量BaS溶液以除去Ni2+，“滤渣”的成分至少有四种 【答案】C 【分析】菱锰矿主要含有MnCO3，还含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素，硫酸溶矿MnCO3和稀硫酸反应生成硫酸锰，同时得到硫酸亚铁、硫酸镍、硫酸铝等盐，用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁，加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝，加BaS生成NiS除Ni，过滤，滤液中含有硫酸锰，电解硫酸锰溶液得到MnO2，煅烧窑中碳酸锂、二氧化锰反应生成LiMn2O4，据此分析解题。 【解析】用二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁过程中Fe元素被氧化，电解硫酸锰溶液得到MnO2过程中Mn元素被氧化，煅烧窑中碳酸锂、二氧化锰反应生成LiMn2O4过程中Mn和O元素被氧化，所以共有三种元素被氧化，故A正确；MnO2具有氧化性，加入少量MnO2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋可以催化H2O2分解，所以不宜使用H2O2替代MnO2，故B正确；pH=4，c(OH−)＝1×10−10mol/L，根据Fe(OH)3和Al(OH)3的Ksp可知，，此时，，Al3+没有沉淀完全，故C错误；有分析可知，加入少量BaS溶液除去Ni2＋，可知生成的沉淀有BaSO4、NiS，此外，二氧化锰把硫酸亚铁氧化为氢氧化铁沉淀除铁，加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝，所以 “滤渣”的成分至少有四种，故D正确；故选C。 10.（25-26高三上·山东青岛·期中）某工厂煤粉灰的主要成分为SiO2、Al2O3，FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小组对其进行综合处理的流程如下： 已知：Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38；“酸浸”后钛主要以TiOSO4形式存在，强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出SO和一种阳离子，该阳离子会水解。 下列说法错误的是 A．加入铁粉的主要目的是消耗过量的硫酸 B．假设滤液1中Al3+、Fe3+浓度均为0.4mol/L，则“水解”调pH不应高于1.7 C．TiO2·XH2O失去2个结晶水质量减少19.1%，则x=6 D．当滤液2中Al3+完全沉淀时，滤液中=2.5×103 【答案】A 【分析】粉煤灰的主要成分为SiO2、Al2O3，FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等，加入硫酸酸浸过滤得到滤渣1和滤液，氧化铝溶解生成硫酸铝，氧化亚铁溶解生成硫酸亚铁，氧化铁溶解生成硫酸铁，氧化镁溶解生成硫酸镁，“酸浸”后钛主要以TiOSO4形式存在，滤渣为二氧化硅，加入铁粉还原铁离子生成亚铁离子，结晶析出硫酸亚铁晶体，过滤，得到滤液1含硫酸铝、硫酸镁、TiOSO4、少量硫酸亚铁，水解过滤，TiOSO4生成TiO2·xH2O，经酸洗水洗干燥和灼烧后得到TiO2，滤液2中含硫酸铝和硫酸镁、少量硫酸亚铁，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铝离子和铁离子全部沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液3含硫酸镁，最终获取MgCl2·6H2O。 【解析】由分析可知，加入铁粉的作用是将Fe3+还原为Fe2+，A错误；“水解”的目的是让TiOSO4和水反应生成TiO2·xH2O，不能让Fe3+和Al3+水解，假设滤液1中Al3+、Fe3+浓度均为0.4mol/L，Fe3+开始沉淀时溶液的c(OH-)= ，c(H+)==10-1.7mol/L，pH=1.7，Al3+开始沉淀时溶液的c(OH-)= ，c(H+)=，pH=2.8，则“水解”调pH不应高于1.7，B正确；TiO2·xH2O失去2个结晶水质量减少19.1%，则，解得x=6，C正确；当滤液2中Al3+完全沉淀时，滤液中2.5×103，D正确；故选A。 11.（25-26高二上·广东珠海·期末）以镁铝复合氧化物(MgO-Al2O3)为载体的负载型镍铜双金属催化剂(Ni-Cu/MgO-Al2O3)是一种新型高效加氢或脱氢催化剂，该催化剂的制备流程如下： 已知：常温下，Ksp[Cu(OH)2]=2.21×10-20，Ksp[Al(OH)3]=1.30×10-33。 回答下列问题： (1)实验室配制Al2(SO4)3溶液时，需用硫酸酸化的目的是_______。 (2)在加热条件下，尿素[CO(NH2)2]在水中发生水解反应，放出_______和_______两种气体(写化学式)。 (3)下列说法错误的是_______ A．“调pH”过程中，目的是把金属阳离子转化为氢氧化物 B．“晶化”过程中，需保持恒温60°C，可采用水浴加热 C．“焙烧”过程中，可使用蒸发皿或坩埚 D．“还原”过程中，以M代表Ni或Cu，所发生的反应为MO+H2M+H2O (4)“一系列操作”中，包含洗涤和110°C下干燥操作，则洗涤过程中检验滤饼是否洗净的方法是_______。 (5)常温下，若“悬浊液”中)=1.7×109，则溶液的pH=________。 (6)①NiSO4易溶于水，其水溶液显酸性。0.1mol·L-1NiSO4溶液中各离子浓度的大小顺序为_______。 ②NiSO4溶液可在强碱溶液中被NaClO氧化，得到用作镍镉电池正极材料的NiOOH。该反应的离子方程式为_______。 【答案】(1)抑制Al3+的水解 (2)NH3 CO2 (3)C (4)取最后一次洗涤液少量于试管，向试管中加入稀盐酸，再加入氯化钡，若有白色沉淀则未洗净，若无沉淀则已洗净 (5)10 (6)c(SO)> c(Ni2+)> c(H+)> c(OH- )2Ni2+ +ClO- +4OH- =2NiOOH↓+Cl -+H2O 【分析】将MgSO4、Al2(SO4)3、NiSO4、CuSO4混合溶液在90℃下加入尿素发生反应生成悬浊液Mg(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2、Ni(OH)2，在60℃净化过滤，得到滤饼，洗涤、干燥，焙烧得到MgO、CuO、NiO、Al2O3，在550℃温度下用氢气还原； 【解析】（1）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，目的是抑制Al3+水解，故答案为：抑制Al3+水解； （2）在加热条件下，尿素[CO(NH2)2]在水中发生水解反应，生成两种气体，根据元素知，生成二氧化碳和氨气，反应方程式为，故答案为：CO2；NH3； （3）A.“调pH”过程中，加入尿素发生反应生成悬浊液Mg(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2、Ni(OH)2，故A正确； B.“晶化”过程中，需保持恒温60°C，100℃以下可采用水浴加热，故B正确； C.“焙烧”过程中，不可使用蒸发皿，故C错误； D.“还原”过程中，以M代表Ni或Cu,所发生的反应为，故D正确；故选C； （4）“洗涤”过程中，检验滤饼是否洗净实际上是检验，用盐酸、氯化钡溶液检验最后一次洗涤液中是否生成白色沉淀，则检验滤饼是否洗净的方法是为取最后一次洗涤液少量于试管，向试管中加入稀盐酸，再加入氯化钡，若有白色沉淀则未洗净，若无沉淀则已洗净，故答案为：取最后一次洗涤液少量于试管，向试管中加入稀盐酸，再加入氯化钡，若有白色沉淀则未洗净，若无沉淀则已洗净； （5）常温下，若“悬浊液”中×c(OH-)=1.7×109，c(OH-)=1.0×10-4mol/L，溶液中c(H+)=mol/L=1.0×10-10mol/L，则溶液的pH=-lgc(H+)=-lg1.0×10-10=10，故答案为：10； （6）①NiSO4易溶于水，其水溶液显酸性，c(H+)＞c(OH- )，依据电荷守恒可知0.1mol•L-1NiSO4溶液中各离子浓度的大小顺序为c()＞c(Ni2+)＞c(H+)＞c(OH- )，故答案为：c()＞c(Ni2+)＞c(H+)＞c(OH- )； ②反萃取剂X为硫酸，“反萃取”得到的NiSO4溶液，可在强碱溶液中被NaClO氧化，得到用作镍镉电池正极材料的NiOOH，此反应的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O，故答案为：2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O。 12.（25-26高三上·广东佛山·阶段检测）电解锰阳极泥(主要含和少量铅、硒、钙等氧化物)制备富锂锰基正极材料的化工流程如下： 已知：①，。 ②可与、形成、。 回答下列问题： (1)为提高锰元素的浸出率，可采取___________措施(任写一条)。 (2)“酸浸还原”主要反应的化学方程式为___________。 (3)“滤渣”成分为和___________。 (4)“混盐配制”中，与以1：3比例配制，由“浸出液”获得的操作为___________，过滤、洗涤、干燥。 (5)“共沉淀工艺”反应的离子方程式为： ___________，该步骤中若过高易形成___________杂质。 (6)可用___________(填试剂)证明固体已洗涤干净。 (7)一种含、、记忆合金的立方晶胞结构如下图。 ①该晶胞中粒子个数最简比___________； ②设该合金最简式的式量为，晶胞密度为，则和之间的最短距离为___________。 【答案】(1)研磨、适当升高温度、适当提高硫酸浓度等(任写一条) (2) (3)、(任写一个) (4)蒸发浓缩，冷却结晶 (5)3， 、(任写一个) (6)盐酸、溶液 (7)1：1：2 或 【分析】电解锰阳极泥主要含和少量铅、硒、钙等氧化物；电解锰阳极泥“酸浸还原”， 被还原为硫酸锰，硒的氧化物被还原为Se单质，铅、钙的氧化物转化为硫酸铅、硫酸钙沉淀，“水洗过滤”，滤渣是Se、、；滤液中含有硫酸锰，滤液中加硫酸镍晶体，与以1：3比例配制，通入氨水、碳酸氢铵的混合液，过滤得到碳酸盐前驱体(Ni0.25Mn0.75)CO3，(Ni0.25Mn0.75)CO3和过量5%的碳酸锂“混合煅烧”Li1.2Ni0.2Mn0.6O2。 【解析】（1）根据影响反应速率的因素，为提高锰元素的浸出率，可采取研磨、适当升高温度、适当提高硫酸浓度等。 （2）“酸浸还原”主要把二氧化锰还原为硫酸锰，反应的化学方程式为； （3）根据以上分析，“滤渣”成分为和、； （4）为防止失去结晶水，由“浸出液”获得的操作为蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。 （5）(Ni0.25Mn0.75)CO3中Ni、Mn比为1:3，根据元素守恒， 的化学计量数为3，同时生成4个 ，“共沉淀工艺”反应的离子方程式为：，该步骤中若过高易形成、杂质。 （6）可能含有杂质硫酸铵，若洗涤液中不含硫酸根离子，说明已洗涤干净，向最后一次的洗涤液中先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，无沉淀生成证明固体已洗涤干净。 （7）①根据均摊原则，晶胞中Ni原子数为 、Mn原子数为4、Ga原子数为4，该晶胞中粒子个数最简比1：1：2； ②设该合金最简式的式量为，晶胞密度为，晶胞的边长为anm，则，和之间的最短距离为晶胞边长的一半，则和之间的最短距离为 。 13.（25-26高二下·重庆九龙坡·期中）是冶炼金属钛的重要原料。氟化法从含钛电炉渣（主要含有Ti、Si、Fe、Ca元素）中制备的流程如下： 已知： 回答下列问题： (1)滤渣的主要成分为和_________。 (2)“除铁”步骤中，溶液中残留的以钠盐形式析出，离子方程式为_________。 (3)“水解”步骤中，和的水解率（）与溶液pH的关系如下图所示。为提高分离效果，“水解”的最佳pH为_________。水解后的滤液需返回工艺进行循环，目的是_________。 (4)“水解”生成沉淀的化学方程式为_________。 (5)“煅烧”产生的气体中可循环使用的物质是_________和_________（填化学式）。 (6)如下图所示，“煅烧”温度达1000℃时，锐钛矿型（晶胞Ⅰ，Ti位于晶胞顶点、侧面和体心）转换成金红石型（晶胞Ⅱ），晶胞体积。则晶体密度比________（填最简整数比）。 【答案】(1) (2) (3)9.0 循环利用，提高钛元素的利用率，且能减少污染物排放 (4) (5) HF (6) 【分析】该流程以含 Ti、Si、Fe、Ca 元素的含钛电炉渣为原料制备二氧化钛，先向原料中加入混合体系进行氟化浸出，体系中的氟离子会与铁、钙离子结合生成和形成滤渣除去，钛、硅元素则转化为可溶性氟配合物留在滤液中；向氟化浸出后的滤液加入饱和氯化钠溶液完成除铁步骤并产生沉淀，除去体系中的铁杂质，剩余含钛滤液加入氨水进行水解，钛元素转化为固体析出，过滤分离出滤液后，将水解得到的固体通入水蒸气高温煅烧，固体分解产生气体，最终得到目标产物。 【解析】（1）由分析可知，滤渣的主要成分为和； （2）“除铁”步骤溶液中残留的和钠离子结合以钠盐的形式析出，离子方程式为：； （3）“水解”步骤中通过水解生成沉淀而和分离，结合题图可知，“水解”的最佳pH为9.0，此时几乎不水解，的水解率较高；水解后的滤液需返回工艺进行循环，目的是循环利用，提高钛元素的利用率，且能减少污染物排放； （4）“水解”生成沉淀，结合质量守恒定律，应还生成含H、F元素的物质，反应为； （5）和水蒸气“煅烧”生成二氧化钛和气体，结合质量守恒定律，可知气体为和HF，可以分别在“水解”“氟化浸出”环节循环使用； （6）据均摊法，晶胞I中含个Ti、晶胞Ⅱ中含个Ti，结合化学式，则1个晶胞Ⅰ中含4个，一个晶胞Ⅱ中含2个，则。 14.（25-26高三下·陕西西安·期中）白云石的主要成分为CaMg(CO3)2，还含有少量SiO2和Fe2O3。利用白云石制备CaCO3和MgO，其主要流程如图所示。 已知：Ksp[Ca(OH)2]=5.5×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=5.5×10-12。 (1)钙元素在元素周期表的位置是__________。 (2)“氨浸1”在常温下进行，NH4Cl溶液浸取CaO的总反应的离子方程式为______________。两次“氨浸”过程，pH较大的是_________(填“a”或“b”)。 (3)“滤渣1”的主要成分是___________ (填化学式)。 (4)“碳化”过程中CaCO3产率及CaCO3中镁元素含量随溶液pH的变化如图所示。pH约为____时，“碳化”效果最好，低于该pH时，CaCO3产率降低，其原因是________________。 (5)生产过程中，可以循环利用的物质为_______(填化学式)。 【答案】(1)第四周期第ⅡA族 (2)CaO+H2O+2=Ca2++2 NH3·H2O a (3)MgO (4)7.0 pH约为7.0时，碳酸钙产率最高，pH低于7时(继续通入CO2) ，发生CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2， CaCO3产率降低 (5)CO2、NH4Cl、NH3·H2O 【分析】白云石的主要化学成分为CaMg(CO3)2，还含有少量的SiO2和Fe2O3，白云石样品煅烧后，CaMg(CO3)2转化为氧化钙、氧化镁，加入氯化铵溶解、浸钙，过滤，大部分钙离子进入滤液1，通入二氧化碳生成碳酸钙沉淀，分离出含有MgO、SiO2和Fe2O3的滤渣1，2步浸氨在滤液2中含有镁离子，滤渣2中为SiO2和Fe2O3，向滤液再加入碳酸铵沉淀镁，生成碱式碳酸镁沉淀，过滤得到碳酸镁和含有硫酸铵的滤液，洗涤沉淀、干燥、煅烧得到氧化镁，据此分析作答。 【解析】（1）钙是20号元素，在元素周期表的第四周期第IIA族。 （2）常温下，NH4Cl溶液浸取CaO发生反应CaO+H2O=Ca(OH)2和Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2 NH3·H2O，其总反应的离子方程式为CaO+H2O+2=Ca2++2 NH3·H2O。“氨浸1”过程，需要溶解Ca(OH)2，“氨浸2”过程，需要溶解Mg(OH)2，再结合两者的Ksp大小和表达式可判断，“氨浸1”过程碱性更强，pH更大。 （3）根据流程可判断，“滤渣1”主要成分是MgO，还有少量杂质。 （4）根据图判断，CaCO3产率最高(即“碳化”效果最好)时，对应的pH约为7.0；pH低于7时(继续通入CO2)，发生CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2，整体来看，CaCO3产率在降低。 （5）白云石煅烧会生成CO2，“沉镁”过程会生成NH4Cl，氨浸1和氨浸2生成NH3·H2O，再结合流程图可知，可循环利用的物质是CO2、NH4Cl和NH3·H2O。 15.（25-26高三上·江西南昌·期中）精炼铜工业中的阳极泥含、、、(金)等物质，回收流程示意图如下。 已知：；Ksp(AgCl)=1.0×10-10 ； Ag+(aq)+2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)   K=2.5×107； “浸金液”中含有。 (1)基态Cu原子的价层电子排布式为___________。 (2)“浸铜”过程，分解产生的·OH(羟基自由基)，写出与·OH反应的化学方程式：___________。 (3)“浸铜渣”中含有Au和___________，“浸铜”工序加入的NaCl不过量，原因是___________。 (4)“浸金”工序中，Au反应的离子方程式为___________。 (5)“浸银”过程中涉及反应AgCl(s)+ 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl-(aq)，则该反应的平衡常数K的值为___________，若采用10 m3氨水浸取143.5 kg AgCl固体，并使其完全反应，理论上需要氨水浓度至少为___________。(忽略溶液体积变化，不考虑NH3·H2O电离)。 (6)浓度的测定：取“浸金液”，加入溶液，使完全沉淀后，用标准溶液滴定剩余的溶液，消耗溶液。该方案测定浓度是否准确，理由是___________。 【答案】(1)3d104s1 (2)Cu+2OH+H2SO4=CuSO4+2H2O (3)AgCl 防止氯化钠过量导致转化为 (4) (5)2.5×10-3 2.2 (6)不准确，浸金液中与Fe2+反应，Cl-与反应，影响测定结果 【分析】精炼铜工业中的阳极泥含、、、等物质，加入双氧水、稀硫酸，将铜元素转化为硫酸铜，Se转化为H2SeO3，再加入NaCl，将Ag元素转化为AgCl，Au不参加化学反应，过滤后，“浸铜液”中主要含有H2O2、H2SO4、H2SeO3、CuSO4，“浸铜渣”中含有AgCl、Au，再加入NaClO3强氧化剂，将Au转化为，过滤后，“浸金液”中主要溶质为、HCl、NaClO3， “浸金渣”中成分为AgCl，再加入氨水，将AgCl转化为，后续利用水合肼还原获得Ag，以此分析解答。 【解析】（1）Cu是29号元素，核外含有29个电子，基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1。 （2）·OH为具有强氧化性自由基，将Cu氧化为Cu2+，·OH被还原为H2O，根据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式为：Cu+2OH+H2SO4=CuSO4+2H2O。 （3）由分析可知，“浸铜渣”中含有Au和AgCl，已知：，“浸铜”工序加入的NaCl不过量，原因是防止氯化钠过量导致转化为。 （4）“浸铜渣”中含有AgCl、Au，再加入NaClO3强氧化剂，将Au转化为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （5）已知：① Ksp(AgCl)=1.0×10-10 ；②Ag+(aq)+2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)   K1=2.5×107，①+②可得AgCl(s)+ 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl-(aq)的平衡常数K= Ksp(AgCl) K1=1.0×10-10×2.5×107=2.5×10-3，143.5 kg AgCl的物质的量为=1000mol，根据AgCl(s)+ 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl-(aq)可知需要消耗2000 mol NH3，生成[Ag(NH3)2]+ (aq)和Cl- (aq) 各1000mol；根据平衡常数计算平衡后应该还剩余的 NH3，设剩余 NH3为 x mol，溶液体积为10 m3=10000L，平衡常数 ，得出 x=20000，所以共需要 NH3的物质的量为2000mol+20000mol=22000mol，浓度为=2.2mol/L。 （6）由上述分析可知，“浸金液中主要溶质为、HCl、NaClO3，浓度的测定原理：利用Fe2+还原Au元素，再通过标准溶液滴定剩余的FeSO4溶液，但由于浸金液中能与Fe2+反应，以及Cl-能与反应，会影响实验结果，因此实验设计方案不准确。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用 重难目标 1.运用Ksp进行沉淀顺序判断与pH范围精准调控，理解沉淀转化原理及在实际除杂中的应用。 2.结合图像信息进行多步流程中沉淀与溶解的定量综合分析，以及从复杂真实的工业情境中提炼平衡模型并建立准确的数学计算关系。 考情分析 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用是高考化学工艺流程题的灵魂与核心考查方向。命题多借助真实的矿物提取、废水处理、电池材料回收等工业情境，辅以金属离子浓度对数图、pH—沉淀率曲线等信息载体，考查学生将平衡理论迁移至实际生产的综合能力。 考查内容主要围绕三个方面： 一是pH的精准调控与沉淀分离，要求学生能根据Ksp数据计算使特定离子完全沉淀或开始沉淀的pH范围，实现不同金属离子的分步沉淀与分离； 二是沉淀的转化与溶解，涉及利用沉淀转化原理实现重金属去除、难溶物的酸溶或配位溶解等工艺环节，重点考查平衡移动方向与条件控制的判断； 三是绿色环保与循环利用，如富集、回收目标金属及废液的无害化处理，渗透绿色化学理念与社会责任意识。 一、沉淀溶解平衡在废水处理中的应用 化学沉淀法是处理重金属废水最常用的技术手段。通过向废水中加入碱性物质（如石灰、氢氧化钠）或硫化物，可使重金属离子转化为难溶的氢氧化物或硫化物沉淀而从水中分离。 以含Cu2+废水为例，加入石灰生成Cu(OH)2沉淀（Ksp≈2.2×10-20）。但仅调至pH=7时，Cu2+仍有一定残留，需进一步提高pH或改用溶解度更小的沉淀剂。若加入Na2S，CuS的Ksp仅为6×10-36，可使Cu2+浓度降至极低，实现深度净化。此外，利用FeS与Cu2+的沉淀转化反应：FeS(s) + Cu2+(aq) → CuS(s) + Fe2+(aq)，由于CuS的溶度积远小于FeS，反应正向进行，该方法在处理含铜工业废水时经济高效。 对于含多种金属离子的废水，可依据不同金属硫化物的Ksp差异进行分步沉淀。例如，在矿山酸性废水中，按Ag+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+的顺序依次析出，从而实现有价金属的选择性回收。含硫酸盐的矿井水可加入钡盐，利用BaSO4极小的Ksp（1.1×10-10）去除SO42-；含氟废水则通过生成CaF2沉淀（Ksp≈3.9×10-11）除氟。 二、沉淀溶解平衡在湿法冶金中的应用 湿法冶金中，利用不同金属离子氢氧化物的Ksp差异，通过控制溶液pH可实现选择性沉淀分离。例如，红土镍矿盐酸浸出液中含有Mg2+、Ni2+、Co2+等离子，由于Ni(OH)2和Co(OH)2的Ksp远小于Mg(OH)2，在适当pH条件下镍、钴优先沉淀，从而与镁分离。 在电镀污泥酸浸出液中，Cu2+和Ni2+的分离可利用CuS与NiS溶度积的显著差异，用硫化钠选择性沉淀Cu2+，实现铜镍的有效分离。同样，Fe3+因Fe(OH)3的Ksp极小（2.8×10-39），可在较低pH下完全沉淀，常用于溶液中铁杂质的预先去除。 对于稀土元素的提取，离子吸附型稀土矿的浸出液中加入草酸，因稀土草酸盐的溶度积很小，可选择性沉淀稀土离子，获得高纯度的稀土产品。 三、沉淀溶解平衡在材料制备中的应用 沉淀法是合成功能材料和纳米材料的重要途径。在金属有机框架材料的制备中，通过调控沉淀条件（温度、浓度、pH）控制晶粒尺寸和结构，溶度积规则为沉淀剂的选择和用量提供了理论依据。 均匀沉淀法常用于制备纳米氧化物。以尿素为沉淀剂制备纳米ZnO为例，尿素水解释放OH-，与Zn2+反应生成前驱体沉淀，通过热力学计算确定最佳pH和温度，可获得粒径均匀的纳米材料。此外，沉淀-煅烧法可制备纳米刚玉颗粒，尺寸可控在8 nm以内。在锰锌软磁铁氧体材料的制备中，利用复盐沉淀净化法从硫酸盐溶液中深度除去Fe2+、Mn2+等杂质，为高纯粉体的合成提供原料保障。 四、沉淀溶解平衡在化工生产与资源回收中的应用 化工生产中，利用沉淀反应除去杂质是常见手段。如工业氯化铵中混有的FeCl3，溶解后加入氨水调节pH至7~8，Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而被除去。 沉淀转化在资源回收中具有重要意义。污水处理厂污泥富含磷元素，通过酸浸使磷、镁等离子进入溶液，再调节pH使鸟粪石（MgNH4PO4·6H2O）沉淀析出。鸟粪石溶度积较低，可实现磷的高效回收，同时产物可作缓释肥料，实现废物资源化。 题型01 物质制备的工艺流程 【典例1】（25-26高二下·山东潍坊·期中）柠檬酸铁铵是一种常见的补铁剂，其制备流程如下： 已知：、；柠檬酸亚铁微溶于冷水，易溶于热水。 下列说法正确的是 A．步骤①制备FeCO3时，应将FeSO4溶液加入Na2CO3溶液中 B．可用KSCN溶液检验步骤③中柠檬酸亚铁是否反应完全 C．步骤③控制温度50℃~60℃既利于柠檬酸亚铁溶解，又避免温度过高造成H2O2分解 D．步骤⑤系列操作包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 【对练1】（25-26高二下·江苏徐州·期中）一种以烟气中制备轻质的流程如下： 已知且时视为沉淀完全。下列说法错误的是 A．“反应I”中增大氨水浓度能提高烟气中去除率 B．“反应II”中溶液的导电能力随石灰乳的加入快速上升 C．若测得“滤液”中，则沉淀完全 D．所得“滤液”可转移到“反应I”中循环利用 【对练2】（25-26高二下·湖南长沙·期中）某兴趣小组利用初处理过的工业废铜制备胆矾()的流程如下，下列说法正确的是 A．常温下，流程中pH可以调到3，此时溶液中的 B．流程中可换成Cu C．可使用X射线衍射仪或红外光谱仪检验产物是否为晶体 D．X可能是稀硫酸，延长浸泡时间，可以提高铜的浸出速率 题型02 物质的回收利用工艺流程 【典例2】（25-26高三上·北京·期末）某工厂采用如图所示工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)，实现镍、钴、镁元素的回收。 已知：① “氧化”过程产生中间产物H2SO5(S为+6价)；镍钴渣的成分是Ni(OH)2和Co(OH)2； ② 离子浓度≤1×10−5 mol·L−1时，认为该离子沉淀完全； ③ 室温下Ksp[Mg(OH)2] = 10−10.8. 下列说法不正确的是 A．H2SO5中含有过氧键 B．“氧化”过程所得滤渣成分可能有Fe(OH)3、MnO2、CaSO4 C．根据该流程可判断Ksp：Ni(OH)2>Fe(OH)2 D．“沉镁”过程中欲使Mg2+沉淀完全，需控制pH≥11.1 【对练1】（25-26高三上·河北石家庄·阶段检测）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：“氧化”过程产生中间产物(S为＋6价)；离子浓度小于时，认为该离子沉淀完全；室温下。 下列说法正确的是 A．中含有过氧键 B．“氧化”过程所得滤渣成分为 C．根据该流程可判断： D．“沉镁”过程中欲使沉淀完全，需控制pH≥2.9 【对练2】10.（25-26高二下·江苏南京·期中）CuCl常用作有机合成的催化剂，由废铜屑经如下可以转化制得。已知“沉淀”时的反应为[CuCl2]-CuCl↓＋2Cl-，Ksp(CuCl)=1×10-6。 关于转化流程，下列说法正确的是 A．“氧化”时每消耗1 mol H2O2，同时生成0.5 mol O2 B．“还原”反应的离子方程式为2Cu2+＋4Cl-＋SO＋H2O=2[CuCl2]-＋SO＋2H+ C．SO 与SO中“O-S-O”的键角比较：前者>后者 D．“滤液”中c(Cu+)=1×10-6 mol·L-1 题型03 溶度积与工艺流程的综合应用 【典例3】37.（25-26高二上·河南平顶山·阶段检测）重铬酸钾(K2Cr2O7)又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂，在工业上用途广泛。已知水溶液中存在平衡：()。请回答下列问题： (1)复分解法制备重铬酸钾 以Na2CrO4溶液为原料，步骤如下： ①先向Na2CrO4溶液中加入酸调节溶液pH，其目的是___________。 ②再向①的溶液中加入适量KCl，搅拌溶解、蒸发浓缩、冷却结晶，抽滤得到K2Cr2O7粗产品。则相同温度时的溶解度：Na2Cr2O7___________ K2Cr2O7 (填“﹥”“﹤”或“=”)。 (2)电化学法制备重铬酸钾 以净化后的铬酸钾(K2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图所示。      ①不锈钢电极的电极反应式为___________。 ②阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因是___________。 (3)工业上常用钡盐沉淀法处理含有K2Cr2O7的废水，达到含铬废水达标排放、六价铬[Cr(Ⅵ)]回收利用、保护环境和节约资源的目的。已知具体流程如下图所示：    ①从步骤i→Ⅱ生成沉淀2的总反应离子方程式为___________。 ②向沉淀2中加入硫酸，回收Cr(Ⅵ)。加入不同浓度硫酸，每次均搅拌10小时，硫酸浓度对重铬酸的回收率如图甲所示。但当硫酸浓度高于时，重铬酸的回收率没有明显变化，结合图乙分析其原因是___________。    【对练1】（25-26高二上·广东·期末）某工业原料主要成分是NH4Cl、FeCl3和AlCl3。利用此原料可以得到多种工业产品。分析下面流程，回答问题。    已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 (1)用稀硫酸中和等体积等pH值的氨水和烧碱溶液，前者需要消耗的酸液体积_______（填“大”“小”或“相同”） (2)计算溶液②中Fe3＋的物质的量浓度为________________mol/L (3)缓冲溶液中存在的平衡体系有：_____________________________ 此时溶液中c(NH4＋)_____c(Cl-)(填>、=、<)。 (4)在缓冲溶液中加入少量盐酸或者NaOH溶液，溶液的pH值几乎依然为9.2。简述原理：_________ 请举出另一种缓冲溶液的例子(写化学式)______________________。 (5)常温下向较浓的溶液④中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_______________________________________________________。 【对练2】（25-26高二下·江苏苏州·期末）某工业含Fe废渣(主要成分为Fe2O3、MgO、SiO2)制备NaFePO4的流程如下： 已知：常温下，Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，Ksp(FePO4)=1.3×10-22。 (1)“酸浸”时，Fe2O3发生反应的化学方程式为______，滤渣成分为______。 (2)常温下，“碱沉”时控制溶液pH为3.0。 ①此时溶液中c(Fe3＋)=______mol·L-1。 ②“碱沉”的目的是______。 (3)“沉铁”时，向酸溶后的溶液中，先加NH4H2PO4溶液再加氨水生成FePO4沉淀。 ①“沉铁”反应的离子方程式为______。 ②随着氨水的加入，溶液pH增大，溶液中c(PO)______。 a． 增大        b． 减小        c． 先减小后增大        d． 先增大后减小 (4)“固相球磨”时，FePO4、Na2CO3和葡萄糖(C6H12O6)反应产生NaFePO4，同时生成含碳气体只有CO，该反应的化学方程式为______。 (5)测定NaFePO4产品的纯度：称量NaFePO4(相对分子质量174)固体样品8.700 g，用稀硫酸溶解后稀释为100 mL，取出25.00 mL溶液，以二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.1000 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点(K2Cr2O7被还原为Cr3+)，平行滴定3次，平均消耗K2Cr2O7标准溶液20.00 mL。计算产品中NaFePO4的纯度_______________(写出计算过程)。 1.（2026·湖南长沙·二模）一种提取含锶废渣(主要含有、、和等)中锶的流程如图所示。 已知：①锶(Sr)位于元素周期表的第五周期第ⅡA族； ②25℃时，， 下列说法错误的是 A．“浸出液”中的阳离子主要有、、、 B．“盐浸”中转化反应的离子方程式： C．在过饱和溶液中加入晶种可以促使晶体析出，结晶速度越慢越易得到大颗粒晶体 D．由制备无水，需要在气流中加热 2.（25-26高二下·江苏苏州·阶段检测）实验室采用如图所示流程分离和的淡黄色固体混合物。实验中所用氨水和硝酸的浓度均为，且体积相等。假设流程中每一步均实现物质的完全分离，下列说法正确的是 A． B．结合的能力： C．溶液中水的电离程度：无色溶液>氨水>硝酸 D．由于具有感光性，可用进行人工降雨 3.（2026·四川雅安·二模）从锂离子电池正极材料(含少量金属)中提取和，得到的和在空气中煅烧，可实现的再生。一种现行回收工艺的流程如下图所示。已知：，。下列说法正确的是 A．“浸取”反应中，正极材料成分为还原剂 B．“浸取”时转化为和 C．“滤液2”中的浓度比的浓度大 D．再生： 4.（25-26高二上·河北邯郸·阶段检测）某工厂煤粉灰的主要成分为等。研究小组对其进行综合处理的流程如下： 已知：，当离子浓度时，可认为该离子已完全除去；“酸浸”后钛主要以形式存在，强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子，该阳离子会水解。 下列说法错误的是 A．“滤液2”中加入双氧水后，体系中发生的主要反应为 B．“酸洗”用到的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯和玻璃棒 C．要使“滤液2”中和完全沉淀，调节的最小值约为4.3 D．用制备无水，可以在气流中加热 5.（25-26高二上·福建福州·期末）纳米具有独特的光电效应，在电学、磁学、光学等领域应用广泛。以工业废渣锌灰(主要成分为、，还含有、、等杂质)为原料制备纳米的工业流程如下： (已知；；) 下列说法不正确的是 A．酸浸时与稀反应的离子方程式为 B．滤渣1中的成分为和；滤渣2中的成分为和 C．将酸浸的尾气循环利用，加入的气体可以是 D．当溶液中浓度为小于时，则可认为其沉淀完全。若要使沉淀完全，溶液中浓度应大于 6.（25-26高二下·湖南·期中）室温时，实验室以含铬废液(主要含、、、)制取含溶液的流程如下： 已知： ①室温时，，； ②“氧化”时转化为。 下列说法正确的是 A．“过滤Ⅰ”所得滤液中 B．“氧化”时的离子方程式为 C．“酸化”时溶液pH越低，转化为的比例越高 D．将“含的溶液”蒸干可得纯净的固体 7.（25-26·安徽安庆·联考）软磁材料可由阳极渣和黄铁矿制得。阳极渣的主要成分为且含有少量Pb、Fe、Cu等元素的化合物。制备流程如下。 25℃时，。下列说法错误的是 A．X可为稀硫酸 B．滤渣2成分是和 C．“酸浸”时中的铁元素转化为，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3：2 D．利用替代CaO可优化该流程 8.（25-26高二下·河北·联考）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有和,还有少量的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过如图流程实现铅的回收。以下说法错误的是 已知：。 A．的价电子排布式为,位于元素周期表的p区 B．在“脱硫”中发生反应：，此沉淀转化的平衡常数 C．在“酸浸”中，应不断提高反应温度以利于加快反应的转化速率 D．“沉铅”的滤液中主要的阳离子为 9.（25-26高三上·山东·阶段检测）由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备锂电池正极材料LiMn2O4的流程如下： 已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。下列说法错误的是 A．上述流程中有三种元素被氧化 B．从利用率考虑“反应器”中不宜使用H2O2替代MnO2 C．溶矿反应完成后，“反应器”中溶液pH=4，则Fe3+和Al3+都沉淀完全 D．加入少量BaS溶液以除去Ni2+，“滤渣”的成分至少有四种 10.（25-26高三上·山东青岛·期中）某工厂煤粉灰的主要成分为SiO2、Al2O3，FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小组对其进行综合处理的流程如下： 已知：Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38；“酸浸”后钛主要以TiOSO4形式存在，强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出SO和一种阳离子，该阳离子会水解。 下列说法错误的是 A．加入铁粉的主要目的是消耗过量的硫酸 B．假设滤液1中Al3+、Fe3+浓度均为0.4mol/L，则“水解”调pH不应高于1.7 C．TiO2·XH2O失去2个结晶水质量减少19.1%，则x=6 D．当滤液2中Al3+完全沉淀时，滤液中=2.5×103 11.（25-26高二上·广东珠海·期末）以镁铝复合氧化物(MgO-Al2O3)为载体的负载型镍铜双金属催化剂(Ni-Cu/MgO-Al2O3)是一种新型高效加氢或脱氢催化剂，该催化剂的制备流程如下： 已知：常温下，Ksp[Cu(OH)2]=2.21×10-20，Ksp[Al(OH)3]=1.30×10-33。 回答下列问题： (1)实验室配制Al2(SO4)3溶液时，需用硫酸酸化的目的是_______。 (2)在加热条件下，尿素[CO(NH2)2]在水中发生水解反应，放出_______和_______两种气体(写化学式)。 (3)下列说法错误的是_______ A．“调pH”过程中，目的是把金属阳离子转化为氢氧化物 B．“晶化”过程中，需保持恒温60°C，可采用水浴加热 C．“焙烧”过程中，可使用蒸发皿或坩埚 D．“还原”过程中，以M代表Ni或Cu，所发生的反应为MO+H2M+H2O (4)“一系列操作”中，包含洗涤和110°C下干燥操作，则洗涤过程中检验滤饼是否洗净的方法是_______。 (5)常温下，若“悬浊液”中)=1.7×109，则溶液的pH=________。 (6)①NiSO4易溶于水，其水溶液显酸性。0.1mol·L-1NiSO4溶液中各离子浓度的大小顺序为_______。 ②NiSO4溶液可在强碱溶液中被NaClO氧化，得到用作镍镉电池正极材料的NiOOH。该反应的离子方程式为_______。 12.（25-26高三上·广东佛山·阶段检测）电解锰阳极泥(主要含和少量铅、硒、钙等氧化物)制备富锂锰基正极材料的化工流程如下： 已知：①，。 ②可与、形成、。 回答下列问题： (1)为提高锰元素的浸出率，可采取___________措施(任写一条)。 (2)“酸浸还原”主要反应的化学方程式为___________。 (3)“滤渣”成分为和___________。 (4)“混盐配制”中，与以1：3比例配制，由“浸出液”获得的操作为___________，过滤、洗涤、干燥。 (5)“共沉淀工艺”反应的离子方程式为： ___________，该步骤中若过高易形成___________杂质。 (6)可用___________(填试剂)证明固体已洗涤干净。 (7)一种含、、记忆合金的立方晶胞结构如下图。 ①该晶胞中粒子个数最简比___________； ②设该合金最简式的式量为，晶胞密度为，则和之间的最短距离为___________。 13.（25-26高二下·重庆九龙坡·期中）是冶炼金属钛的重要原料。氟化法从含钛电炉渣（主要含有Ti、Si、Fe、Ca元素）中制备的流程如下： 已知： 回答下列问题： (1)滤渣的主要成分为和_________。 (2)“除铁”步骤中，溶液中残留的以钠盐形式析出，离子方程式为_________。 (3)“水解”步骤中，和的水解率（）与溶液pH的关系如下图所示。为提高分离效果，“水解”的最佳pH为_________。水解后的滤液需返回工艺进行循环，目的是_________。 (4)“水解”生成沉淀的化学方程式为_________。 (5)“煅烧”产生的气体中可循环使用的物质是_________和_________（填化学式）。 (6)如下图所示，“煅烧”温度达1000℃时，锐钛矿型（晶胞Ⅰ，Ti位于晶胞顶点、侧面和体心）转换成金红石型（晶胞Ⅱ），晶胞体积。则晶体密度比________（填最简整数比）。 14.（25-26高三下·陕西西安·期中）白云石的主要成分为CaMg(CO3)2，还含有少量SiO2和Fe2O3。利用白云石制备CaCO3和MgO，其主要流程如图所示。 已知：Ksp[Ca(OH)2]=5.5×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=5.5×10-12。 (1)钙元素在元素周期表的位置是__________。 (2)“氨浸1”在常温下进行，NH4Cl溶液浸取CaO的总反应的离子方程式为______________。两次“氨浸”过程，pH较大的是_________(填“a”或“b”)。 (3)“滤渣1”的主要成分是___________ (填化学式)。 (4)“碳化”过程中CaCO3产率及CaCO3中镁元素含量随溶液pH的变化如图所示。pH约为____时，“碳化”效果最好，低于该pH时，CaCO3产率降低，其原因是________________。 (5)生产过程中，可以循环利用的物质为_______(填化学式)。 15.（25-26高三上·江西南昌·期中）精炼铜工业中的阳极泥含、、、(金)等物质，回收流程示意图如下。 已知：；Ksp(AgCl)=1.0×10-10 ； Ag+(aq)+2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)   K=2.5×107； “浸金液”中含有。 (1)基态Cu原子的价层电子排布式为___________。 (2)“浸铜”过程，分解产生的·OH(羟基自由基)，写出与·OH反应的化学方程式：___________。 (3)“浸铜渣”中含有Au和___________，“浸铜”工序加入的NaCl不过量，原因是___________。 (4)“浸金”工序中，Au反应的离子方程式为___________。 (5)“浸银”过程中涉及反应AgCl(s)+ 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl-(aq)，则该反应的平衡常数K的值为___________，若采用10 m3氨水浸取143.5 kg AgCl固体，并使其完全反应，理论上需要氨水浓度至少为___________。(忽略溶液体积变化，不考虑NH3·H2O电离)。 (6)浓度的测定：取“浸金液”，加入溶液，使完全沉淀后，用标准溶液滴定剩余的溶液，消耗溶液。该方案测定浓度是否准确，理由是___________。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $