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

**基本信息** 聚焦沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用，通过物质制备、分离提纯及综合应用三大模块，系统构建Ksp计算与工业流程结合的解题逻辑，培养科学思维与问题解决能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |物质制备的工艺流程|3题|结合Ce、Zn、Mn等物质制备，考查沉淀条件控制|以Ksp为核心，推导离子沉淀完全的pH范围及反应可行性| |物质分离提纯的工艺流程|3题|涉及Cr、V、Fe等元素分离，强调杂质去除原理|通过沉淀转化、pH调节实现目标离子与杂质分离，体现物质性质决定分离方法| |溶度积与工艺流程的综合应用|10题|含计算、方程式书写等综合设问，结合真实工业场景|整合Ksp计算、离子反应、流程分析，形成“原理→应用→拓展”的逻辑链条|

专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用 类型一 物质制备的工艺流程 1.（25-26高三上·江苏常州·阶段检测）室温下，用含有少量的CeCl3溶液制备Ce2(CO3)3的流程如图所示。 已知：①Ksp(FePO4)=1.3×10-22；②测得“除磷”后的滤液中c(Fe3+)=1x10-2mol/L；③0.1mol·L-1NH4HCO3溶液pH约为8； 下列说法不正确的是    A．0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中有c(NH3·H2O)<c(H2CO3) B．“除磷”后上层清液中=1.3×10-20mol/L C．“沉铈”所得滤液中大量存在的阳离子有Mg2+、、H+ D．“沉铈”后的滤液中有c(H+)<c(NH3·H2O)+c(OH-) 【答案】C 【解析】溶液存在和，溶液pH约为8，的水解程度大于，所以，A正确；，“除磷”后的滤液中，所以，B正确；“聚沉”过程中加入MgO，“沉铈”过程中加入过量的，所得滤液中大量存在的阳离子有Mg2+、，但是没有大量的H+，C错误；“沉铈”后的滤液中含有，还有过量的,根据质子守恒，有 ，则有 ，D正确；故选C。 2.（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末）以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下： 已知：常温下，Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39；Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20；lg0.28≈-0.55.离子浓度小于10-5mol/L时，可认为沉淀完全，下列说法错误的是 A．常温下使Fe3+沉淀完全的最小pH≈2.82 B．第一次调节pH至3左右，“滤渣2”的成分是Zn和Cu C．第二次调节pH可以用ZnO，也可以用Zn(OH)2或ZnCO3 D．沉淀过程中发生反应的离子方程式为Zn2++Na2S=ZnS↓+2Na+ 【答案】D 【分析】锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)加入稀硫酸溶解，所得溶液中含有+2、+3价铁、+2价锌、+2价铜离子，再加入H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入ZnO调节pH值，先使Fe3+以Fe(OH)3沉淀而过滤除去，再加Zn置换溶液中Cu而过滤除去，最后调节pH再使Zn2+转化成Zn(OH)2沉淀，再向沉淀中加入使其转化为沉淀。 【解析】常温下Fe(OH)3沉淀的溶度积常数Ksp=2.8×10-39，使Fe3+沉淀完全，Fe3+沉淀完全时c(OH-)=，pOH=-lg=11+ ×0.55=11+0.18，所以溶液的pH最小为：pH=14-(11+0.18)=2.82，计算pH≈2.82，A正确；加入Zn还原Cu2+，滤渣为过量Zn和Cu，B正确；调节pH可用ZnO，也可以用Zn(OH)2或ZnCO3，不引入杂质的Zn化合物，C正确；加入Na2S时，Na2S与Zn(OH)2发生反应产生ZnS、NaOH，由于Zn(OH)2难溶于水，主要以固体形式存在，应该写化学式，发生沉淀转化反应的离子方程式应该为：Zn(OH)2(s) +S2-(aq)=ZnS(s) +2OH-(aq)，D错误；故选D。 3.（25-26高二·湖南株洲·阶段检测）硫酸锰在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中有广泛的应用。利用软锰矿(主要成分为MnO2，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制备硫酸锰的流程如下： 已知：常温下，Ksp(ZnS) =1.2×l0－24、Ksp(MnS)=1.5×10－15 关于该流程说法错误的是 A．“酸浸”时，为了缩短浸取时间，常加入少量FeSO4溶液，FeSO4的作用可能是作催化剂。 B．“沉锌”反应为：Zn2+(aq)+MnS(s)ZnS(s)+Mn2+(aq)，该反应的平衡常数K为1.25×109 C．“除铁”时加二氧化锰是为了氧化Fe2+，然后向溶液加适量氨水将溶液pH调节为3～4 D．该流程中可以循环利用的物质是ZnS 【答案】C 【解析】酸浸时，为了缩短浸取时间，常加入少量FeSO4溶液，说明FeSO4能够加快化学反应速率，因此其作用可能是作催化剂，A正确；“沉锌”反应为：Zn2+(aq)+MnS(s)ZnS(s)+Mn2+(aq)，该反应的平衡常数K==1.25×109，B正确；除铁时加二氧化锰是为了氧化Fe2+ 为Fe3+，反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，在调整溶液pH时不能使用氨水，否则就会引入杂质离子NH4+，应该使用含有Zn2+或Mn2+的物质，如加入Zn(OH)2、ZnCO3、MnCO3等将溶液pH调节为3～4，C错误；根据流程图可知：MnS沉锌得到ZnS，ZnS可循环到“酸溶”步骤中得到充分利用，故该流程中可以循环利用的物质是ZnS，D正确；故选C。 类型二 物质分离提纯的工艺流程 4.（25-26·湖南株洲·期末）某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如下： 已知：Ksp[Cr(OH)3]约为1×10-30。 下列说法错误的是 A．“灼烧”步骤的尾气中含CO2 B．“沉铝”步骤的离子方程式为 C．“分离钒”步骤中将溶液PH调到1.8左右得到V2O5沉淀，此时溶液中之后Cr元素的存在形式主要为 D．要使“转化沉铬”的溶液中Cr3+完全沉淀需调节溶液的PH>5.67 【答案】B 【分析】铬钒渣(含Cr2O3、Al2O3、V2O3)在Na2CO3、O2作用下灼烧，钒和铬分别被氧化为相应的最高价含氧酸盐NaVO3、Na2CrO4，铝氧化物转化为Na[Al(OH)4]，溶解后所得滤液中含有Na2CrO4、Na[Al(OH)4]和NaVO3，向其中通入足量CO2气体，Na[Al(OH)4]反应转化为Al(OH)3沉淀析出，然后过滤，向滤液中加入稀硫酸调整溶液pH，使溶液显强酸性，NaVO3转化为V2O5沉淀，过滤除去沉淀，Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，然后向所得的滤液中加入NaOH、Na2C2O4，发生氧化还原反应产生Cr(OH)3沉淀，从而达到分离钒并制备Cr(OH)3的目的。 【解析】在“灼烧”步骤，Cr2O3、V2O3、Al2O3与Na2CO3、O2反应产生相应钠盐的同时产生CO2，因此所得的尾气中含CO2，故A正确；“沉铝”步骤通入CO2足量，反应产生NaHCO3，该反应的离子方程式为[Al(OH)4] -+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+，故B错误；“分离钒”之后，所得溶液显强酸性，根据题意可知：Cr元素的存在形式主要为，故C正确；要使“转化沉铬”的溶液中Cr3+完全沉淀此时c(Cr3+)<1×10-5mol/L，，常温下，需调节溶液的pH>5.67，故D正确；故选B。 5.（25-26高三上·内蒙古包头·期末）某工厂利用铬钒渣(含、和)分离钒并制备的流程如下。已知：①“转化沉铬”温度下约为，②溶液中离子浓度小于时，可视为沉淀完全。下列说法错误的是 A．“灼烧”时，发生的化学反应有 B．“沉铝”步骤的离子方程式为 C．“分离钒”步骤中将溶液pH调到1.8左右得到沉淀，此时溶液中Cr元素的主要存在形式为 D．要使“转化沉铬”的溶液中完全沉淀需将溶液的pH调节至5.67以上 【答案】B 【分析】以含、、的铬钒渣为原料，先在、条件下灼烧，将、氧化为可溶性的、，转化为；经溶解、除矿渣后，通入足量进行“沉铝”，使以沉淀除去；再加入稀调节pH至1.8左右，使以沉淀分离；最后加入、进行“转化沉铬”，将还原为，再调节pH使以沉淀析出，得到目标产物。 【解析】“灼烧”时，在、作用下被氧化为，从+3价升至+6价，作为氧化剂被还原为-2价，根据得失电子守恒、原子守恒配平，反应方程式为：，A正确；“沉铝”步骤中通入的是足量，与足量反应时，会生成而非，正确的离子方程式应为：，B错误；在酸性条件下会发生平衡转化：，pH调至1.8（强酸性）时，平衡正向移动，元素主要以形式存在，C正确；已知，当完全沉淀时，，代入得：，因此，，，即需将pH调节至5.67以上，D正确；故选B。 6.（25-26高二下·四川宜宾·期末）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含、和少量)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下，下列说法错误的是 A．稻草可能起还原作用 B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C．“沉铁”过程中铁元素化合价不变 D．沉铁后的“滤液”中：， 【答案】D 【分析】稻草(含大量纤维素)在稀硫酸的催化作用下发生水解生成葡萄糖，葡萄糖作还原剂，在酸性条件下，将高价的金属元素还原，向“浸出”后所得滤液中加入Na2CO3，Fe元素转化为FeOOH，实现Fe元素的分离，FeOOH与Fe2O3中Fe元素均为+3价，说明“浸出”过程中Fe元素未被还原；向“沉铁”后所得滤液中加入Na2S，Co元素转化为CoS，实现Co元素与Mn元素的分离，此时Mn、Co元素均为+2价，MnO2中Mn元素为+4价，Co3O4中Co元素平均化合价为+价，可知“浸出”过程中Mn、Co元素均被还原； 【解析】由分析可知，稻草的作用是提供还原剂，A正确；稻草来源于农业生产，来源广泛，是可再生能源，B正确；“沉铁”过程向“浸出”后所得滤液中加入Na2CO3，Fe元素转化为FeOOH，实现Fe元素的分离，FeOOH与Fe2O3中Fe元素均为+3价，铁元素化合价不变，C正确；沉钴时达到沉淀溶解平衡，故，得。 未沉淀，说明，已知，代入得： ，即，D错误；故选D。 类型三 溶度积与工艺流程的综合应用 7.（25-26高二上·河南·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是MnO2，还含有少量PbO、CuO及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿(FeS2)为原料可制备MnCO3，其流程如图所示： 已知常温下，Ksp(MnF2)=5.0×10-3，Ksp(CaF2)=3.5×10-11。 (1)基态Fe2+的价电子轨道表示式为___________。 (2)加快“酸浸”速率的措施有___________(填两条)。稀酸X为___________(填名称)。“酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 (3)滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、___________(填化学式)。 (4)加入MnF2时发生反应的离子方程式为___________。如果“净化”所得溶液中Mn2+的浓度为2mol/L，则溶液中c(Ca2+)=___________mol·L-1。 (5)NaHCO3溶液中的元素守恒式为___________。加入NaHCO3溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式：___________。 【答案】(1) (2)加热；搅拌；粉碎 稀硫酸 3：2 (3)Fe(OH)3 (4)MnF2(s)+Ca2+(aq)⇌CaF2(s)+Mn2+(aq)1.4×10-8 mol/L (5) 【分析】MnO2 在酸性条件下有强氧化性，FeS2有强还原性，二者在酸浸的时候会发生氧化还原反应，结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸。然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，但是用CaO来调pH又会导致溶液中留下较多的Ca2+，净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去，过滤得到的滤液含有MnSO4，然后加入碳酸氢钠沉锰，处理得到MnCO3； 【解析】（1）Fe2＋价层电子排布式为 3d6，则排布图为； （2）加快酸浸的两种方法是加热；搅拌；粉碎；结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸； “酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，反应的离子方程式为2FeS2+ 3MnO2 +12H+= 2Fe3++4S+3Mn2++6H2O，则该反应中氧化剂MnO2与还原剂FeS2的物质的量之比为3：2； （3）然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，同时产生的Ca2+与硫酸根离子形成微溶的CaSO4，滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、Fe(OH)3，答案为Fe(OH)3； （4）“净化”过程加入MnF2发生反应的离子方程式为MnF2(s)+Ca2+(aq)⇌CaF2(s)+Mn2+(aq)；Mn2+的浓度为2 mol•L-1，由于c(Mn2+)=2.0 mol/L，所以c(Ca2+)=2.0 mol/L×7.0×10-9=1.4×10-8 mol/L； （5）NaHCO3中钠原子与C原子个数比为1：1，NaHCO3溶液中的元素守恒式为； 在得到的硫酸锰中加入碳酸氢钠使其转化成碳酸锰沉淀，发生反应。 8.（25-26高二上·辽宁沈阳·期中）硫酸镍是一种重要的化工原料，无机工业常用其生产硫酸镍铵、氧化镍、碳酸镍等。粗硫酸镍晶体中含有等杂质离子，现欲进一步提纯硫酸镍晶体，设计如下流程： 已知：室温下， (1)Ni在周期表中的位置为______。 (2)通入气体发生反应的离子方程式为______、______。 (3)加入的主要目的是______。 (4)试剂X可以是NiO或等，目的是______。 (5)反应3加入的目的是______。 (6)由溶液得到的操作为______。 【答案】(1)第四周期Ⅷ族 (2)Cu2++H2S=CuS↓+2H+ 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ (3)把Fe2+氧化为Fe3+ (4)调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁 (5)生成CaF2沉淀除Ca2+ (6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 【分析】粗硫酸镍晶体中含有等杂质离子，水浸，通入H2S生成CuS沉淀除Cu2+，过滤，滤液加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，加NiO或调节pH生成氢氧化铁沉淀除Fe3+，过滤，滤液加入生成CaF2沉淀除Ca2+，过滤，滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到。 【解析】（1）Ni是28号元素，在第四周期Ⅷ族； （2）Cu2+、S2-反应生成CuS，Fe3+能把H2S氧化为S，通入气体发生反应的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+、2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+； （3）具有氧化性，能把Fe2+氧化为Fe3+，加入的主要目的是把Fe2+氧化为Fe3+； （4）试剂X可以是NiO或等，NiO或能与H+反应，调节溶液pH生成氢氧化铁沉淀，加NiO或的目的是调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁。 （5）反应3加入生成CaF2沉淀，加入的目的是生成CaF2沉淀除Ca2+； （6）由溶液得到的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 9.（25-26高二上·重庆渝中·阶段检测）工业上用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取KMnO4。其流程示意图如下： 已知：①Ksp(CuS)=1.3×10-36、Ksp(MnS)=2×10-13； ②金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表： Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 开始沉淀时 8.3 7.6 2.7 6.7 完全沉淀时 9.8 9.6 3.7 9 回答下列问题： (1)写出滤渣1的一种工业用途：___________________。实验室模拟该流程过程中，洗涤滤渣1的具体操作方法为____________________。 (2)试剂a最好选用________（填选项字母）。 A．氯水         B．高锰酸钾          C．次氯酸钠         D．浓盐酸 (3)试剂b可选用______（填选项字母）。 A．氨水    B．稀硫酸    C．碳酸锰 D．Mn(OH)2 E.NaOH (4)试剂c为MnS，写出滤液2中加入MnS后发生反应的离子方程式：_________。 (5)工业上用硫酸溶解碳酸锰，而不用盐酸溶解，其原因是_______________。 (6)KMnO4是一种常用的滴定试剂，某同学用酸性高锰酸钾溶液测定滤液1中Fe2+的含量。滴定过程中，每次均量取25.00 mL的滤液1置于锥形瓶中，滴定三次平均消耗掉0.1000 mol/L的KMnO4溶液20.00 mL，则滤液1中Fe2+的浓度为__________g/L（保留三位有效数字）。 【答案】（1）制造光导纤维，冶炼硅，制玻璃等 沿玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流尽后，重复操作2-3次 （2） B （3） CD （4） MnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Mn2+ (aq) （5）若用盐酸溶解碳酸锰，电解时溶液中的Cl-会失去电子生成氯气，而不生成 （6） 22.4 【分析】菱锰矿用盐酸酸浸，MnCO3、FeCO3、Cu2（OH）2CO3与盐酸反应，SiO2不与盐酸反应，过滤得到滤渣1为SiO2，滤液1中含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜及剩余的HCl，向滤液中加入试剂a为高锰酸钾，将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，加入试剂b为碳酸锰、Mn（OH）2等调节PH=4时Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，滤液2中加入试剂c为MnS，将溶液中Cu2+氧化为CuS沉淀过滤除去，滤液3中为MnCl2，最后经电解得到KMnO4。 【解析】（1）二氧化硅可用于制造光导纤维，冶炼硅，制玻璃等；洗涤滤渣1的具体操作方法为将沉淀放在过滤器中，水浸没沉淀自然流下，重复2～3次，故答案为：制造光导纤维，冶炼硅，制玻璃等；沿玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流尽后，重复操作2-3次； （2）试剂a将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，且不能引入新杂质，只有高锰酸钾符合，故答案为：B； （3）试剂b调节pH使铁离子转化为沉淀，但不能引入新杂质，则加入试剂b为碳酸锰、Mn（OH）2等，故答案为：CD； （4）MnS与氯化铜反应转化更难溶的CuS，同时得到氯化镁，反应离子方程式为MnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Mn2+ (aq)，故答案为：MnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Mn2+ (aq)； （5）工业上用硫酸溶解碳酸锰，而不用盐酸溶解，其原因是氯离子放电生成有毒气体氯气，故答案为：若用盐酸溶解碳酸锰，电解时溶液中的Cl-会失去电子生成氯气，而不生成； （6）高锰酸钾与Fe2+的反应是MnO4-～Mn2+～5e-；Fe2+～Fe3+～e-；依据电子守恒，铁离子和亚铁离子前乘5，依据原子守恒和电荷守恒得到反应的离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；设25.00mL的滤液1中Fe2+的物质的量xmol，则： 所以x=0.01mol，则滤液1中Fe2+的浓度为=22.4g/L，故答案为：22.4。 1.（25-26高二上·重庆·阶段检测）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含、和少量)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下，下列说法错误的是 A．稻草的作用可能是提供还原剂 B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C．“浸出”后过滤得到的滤液含有、、 D．“沉钴”后上层清液中 【答案】C 【分析】稻草(含大量纤维素)在稀硫酸的催化作用下发生水解生成葡萄糖，葡萄糖作还原剂，在酸性条件下，将高价的金属元素还原，向“浸出”后所得滤液中加入Na2CO3，Fe元素转化为FeOOH，实现Fe元素的分离，FeOOH与Fe2O3中Fe元素均为+3价，说明“浸出”过程中Fe元素未被还原；向“沉铁”后所得滤液中加入Na2S，Co元素转化为CoS，实现Co元素与Mn元素的分离，此时Mn、Co元素均为+2价，MnO2中Mn元素为+4价，Co3O4中Co元素平均化合价为+价，可知“浸出”过程中Mn、Co元素均被还原。 【解析】由分析可知，稻草的作用是提供还原剂，A正确；稻草来源于农业生产，来源广泛，是可再生能源，B正确；由分析可知，“浸出”后过滤得到的滤液含有Fe3+、Mn2+和Co2+，C错误；加入Na2S，生成CoS沉淀，则CoS在溶液中存在沉淀溶解平衡，说明“沉钴”后上层清液为CoS饱和溶液，则，D正确；故选C。 2.（25-26高三上·福建厦门·期中）在电子材料领域有广泛用途。利用水钴矿(主要成分为，含有、FeO、、等杂质)制备的流程如图。 已知：①“沉铁”中被空气氧化为阴离子自由基； ②25℃时，的平衡常数； ③。 下列说法错误的是 A．“酸浸”时表现了还原性 B．“沉铁”反应的离子方程式为： C．“沉钴”的平衡常数约为 D．“滤液”的主要成分为和 【答案】D 【分析】水钴矿(主要成分为Co2O3、SiO2、FeO、Fe2O3、MnO2)加入H2SO4、H2O2进行酸浸，得到Co2+、Fe2+、Mn2+还有SiO2，过滤后滤渣1为SiO2；滤液中加入Na2SO3并通入空气后，被氧化为，并使铁元素全部转化为沉淀，过滤后滤渣2为Fe(OH)3，滤液中加入萃取剂萃取后，Mn2+在有机相中，水相经过一系列操作后得到CoSO4固体；CoSO4加入氨水进行碱溶得到Co(NH3)，再加入热的氢氧化钠溶液后进行沉钴，过滤后得到β-Co(OH)2； 【解析】“酸浸”中Co2O3、MnO2与H2SO4、H2O2发生反应生成Co2+、Mn2+和氧气，H2O2中O由-1价升到0价，体现H2O2的还原性，A正确；沉铁”中Fe2+被Na2SO3与空气混合产生的自由基氧化生成铁离子，被还原为，反应的离子方程式为：，B正确；“沉钴”中发生的反应为，该反应的K=====1.7×109，C正确；由分析可知，“滤液”的主要成分为，无，加入过量热NaOH溶液后会生成氨气，D错误；故选D。 3.（2026·黑龙江吉林·模拟预测）某工厂利用甘蔗渣从含MnO2、NiO和少量Fe2O3的冶炼废渣中提取金属元素的流程如图所示。已知“沉镍”温度下，。下列说法正确的是 A．“还原浸出”中，甘蔗渣将Mn(Ⅳ)还原为Mn(Ⅱ) B．“沉铁”时需要控制溶液的 C．“沉铁”与“沉镍”的顺序可以互换 D．“沉镍”后上层清液中， 【答案】B 【分析】冶炼废渣经过硫酸和甘蔗渣浸出、过滤得到滤液，滤液含有Fe3+、Mn2+、Ni2+，加入Na2CO3沉铁得到FeOOH，过滤，滤液再加入Na2S沉镍得到NiS，过滤最后得到硫酸锰溶液。 【解析】“还原浸出”中甘蔗渣中的纤维素先水解为葡萄糖，葡萄糖具有还原性，将Mn(Ⅳ)（来自MnO2）还原为Mn(Ⅱ)（最终以MnSO4形式存在），A错误；“沉铁”时若pH过小，FeOOH会溶解无法析出，若pH过大，Fe3+水解为，Ni2+、Mn2+也会生成氢氧化物沉淀引入杂质，因此需要控制溶液pH，B正确；若二者顺序互换，先加Na2S时，Fe3+会与S2-发生氧化还原反应，且Fe、Ni都会生成硫化物沉淀，无法实现铁和镍的分离，顺序不可互换，C错误；“沉镍”后上层清液是NiS的饱和溶液，达到沉淀溶解平衡时，D错误；故选B。 4.（25-26高三上·北京·阶段检测）处理某酸浸液(主要含、、、)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式： B．“碱浸”过程中应加入过量固体，确保沉淀完全 C．“氧化”过程中体系的pH会降低 D．“沉锂”过程利用了的溶解度比大的性质 【答案】C 【分析】酸浸液(主要含、、、)加入铁粉“沉铜”，置换出Cu单质，溶液加入NaOH碱浸，过滤得到Al(OH)3沉淀，滤液加入H2O2，把Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，在经过多步操作，最后加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀。 【解析】“沉铜”过程中，Fe与Cu2+发生置换反应，Fe的还原性较强，但Cu2+的氧化性不足以将Fe氧化为Fe3+，正确离子方程式应为Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu，A错误；“碱浸”目的是沉淀Al3+生成Al(OH)3，若加入过量NaOH，Al(OH)3会与OH-反应生成，导致Al3+无法沉淀完全，B错误；“氧化”过程中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+发生强烈的水解反应：，生成，导致体系pH降低，C正确；加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀，利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小的性质，D错误；故选C。 5.（2026·辽宁·二模）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，其制备流程如图(常温下，Ksp[Cu(OH)2]=2.21×10-20，Ksp[Al(OH)3]=1.30×10-33，)，以下说法错误的是 A．常温下，若“悬浊液”中=1.7×109，则溶液的pH=10 B．“晶化”过程中，需保持恒温60℃，可采用的加热方式为水浴加热 C．“还原”过程中所发生反应的化学方程式为NiO+H2Ni+H2O，CuO+H2Cu+H2O D．洗涤过程中，检验滤饼是否洗净的方法是取上层清液于试管中，先滴加稀盐酸，再滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净 【答案】D 【分析】混合溶液加入尿素调节pH得到镁、铝、镍、铜的悬浊液，保持恒温60℃晶化后过滤得到滤饼洗涤烘干焙烧得到四者的金属氧化物，使用氢气还原得到产品，以此解题。 【解析】由于，把带入，求出，故pH=10，A选项正确；为保持恒温60℃，应采用的加热方式为水浴加热，B选项正确；“还原”过程中为用把焙烧后的氧化物还原为金属单质，C选项正确；“洗涤”过程中，检验滤饼是否洗净的方法是取最后一次滤液于试管中，先滴加HCl，再滴加，看是否有沉淀产生，D选项错误；故选D。 6.（2026·湖南长沙·一模）锰酸锂(LiMn2O4)是最早制得的具有三维锂离子通道的正极材料。以MnSO4和LiFePO4为原料制备锰酸锂的流程如图：(已知：Ksp(FePO4)=1.3×10-22) 下列说法正确的是 A．NaClO3的作用是将二价铁氧化为三价铁 B．“沉铁”过程所得滤渣的主要成分是Fe(OH)2 C．反应器Ⅱ中产生的气体是CO2 D．K2S2O8中O为-2价，其作用是氧化MnSO4 【答案】A 【分析】LiFePO4加入盐酸和氯酸钠浸取，浸取过程中亚铁离子被氧化成铁离子，再加入碳酸钠溶液调节pH，使Fe3+沉淀，得到的滤渣为白色固体，说明不是氢氧化铁沉淀，根据元素守恒可知该沉淀应为FePO4，之后再加入饱和的碳酸钠溶液得到碳酸锂沉淀；MnSO4与K2S2O8反应，Mn2+被氧化成MnO2生成沉淀析出；将MnO2与Li2CO3混合反应得到锰酸锂。 【解析】分析可知，NaClO3的作用是将二价铁氧化为三价铁，A说法正确；“沉铁”过程，所得滤渣中铁为+3价，且为白色，不是氢氧化亚铁，利用原子守恒，其主要成分是FePO4，B说法错误；反应器Ⅱ中二氧化锰与碳酸锂反应生成LiMn2O4，Mn的化合价降低，C的化合价最高，则O的化合价升高，应有氧气产生，则产生的气体是CO2和O2混合气体，C说法错误；K2S2O8中S的化合价为+6价，K为+1价，O的化合价有-2、-1价，则 S2O82- 中存在“-O-O-”键，作用是氧化MnSO4，D说法错误；答案为A。 7.（25-26高三上·辽宁大连·期末）纳米ZnS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Zn、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如图： 已知:Ksp[Fe(OH)3]=3.8×10-38;Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20，Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列说法不正确的是(　　) A．酸浸时FeO与稀硝酸反应的离子方程式为3FeO+10H++NO=3 Fe3++NO↑+5H2O B．将酸浸的尾气循环利用，加入的X气体可以是O2 C．滤渣2中的成分是Zn和Fe D．当溶液中Zn2+浓度小于1.0×10-5mol·L-1时，则可认为其沉淀完全。若要使Zn2+沉淀完全，溶液中S2-浓度应大于1.6×10-19mol·L-1 【答案】C 【分析】锌灰（主要成分为Zn、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CuO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F、Zn2+、Cu2+，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ZnS。据此解答。 【解析】稀硝酸具有强氧化性，与FeO发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，则离子方程式为：3FeO+10H++NO=3 Fe3++NO↑+5H2O ，故A正确；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B正确；由于硝酸的强氧化性，则酸浸后所得溶液中含有F、Zn2+、Cu2+，再加入ZnO调节pH使F转化为Fe(OH)3沉淀而过滤除去，再加锌置换出溶液中铜而过滤除去，所以最终过滤出来的滤渣有置换出的铜和过量的锌，故C错误；当Qc>Ksp(ZnS)时才生成ZnS沉淀，即c(S2-)> mol·L-1=1.6×10-19mol·L-1，故D正确；故选C。 8.（2026·辽宁·三模）某工厂由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备纯净ZnS的流程如图。 已知：Ksp(FeS)=6.3×10-18，Ksp(ZnS)=1.6×10-24，Ksp(CdS)=8.0×10-27，Ka1(H2S)=1.0×10-7，Ka2(H2S)=1.2×10-13。当离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时，认为离子沉淀完全。下列说法正确的是 A．“酸浸”时，用98%的硫酸可有效提高酸浸速率 B．用H2O2代替O2能加快反应并降低生产成本 C．“除铁”时可加入ZnO，“调pH”时需加入酸性物质 D．“除镉”时，当溶液pH=1、c(H2S)=0.01mol·L-1时，Cd2+沉淀完全 【答案】D 【分析】闪锌矿中含ZnS、FeS、少量硫化镉等，加入H2SO4、O2，酸浸后，ZnS、FeS、CdS分别转化为Zn2+、Fe3+、Cd2+，硫元素转化为硫单质，经过除铁、除镉除去Fe3+和Cd2+，调pH、沉锌后获得ZnS，据此解答。 【解析】98%的浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在，电离出的浓度很低，无法提高酸浸速率，实际酸浸常用稀硫酸，A错误；​的价格远高于​，用​代替​会提高生产成本，B错误；“酸浸”后溶液为强酸性，“除铁”时加入是为了消耗、升高pH，使沉淀除去，但后续“沉锌”得到ZnS需要更大的浓度，浓度越高，浓度越低，因此“调pH”应加入碱性物质升高pH，C错误；根据的电离常数得：，代入已知条件pH=1即、得：，再根据得：，因此沉淀完全，D正确；故选D。 9.（2026·广东珠海·二模）草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O）可用于制镍催化剂，某小组用废镍催化剂(成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如下: 已知：①Ksp(CaF2）=1.46×10-10，Ksp(CaC2O4）=2.34×10-9。 ②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算）。 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3+ 1.1 3.2 Fe2+ 5.8 8.8 Al3+ 3.0 5.0 Ni2+ 6.7 9.5 （1）“粉碎”的目的是 __________。 （2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图。“酸浸”的适宜温度与时间分别为_______(填字母）。 a．30℃、30min      b．90℃、150min       c．70℃、120min    d．90℃、120min （3）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是____________。将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用75%乙醇溶液洗涤、110 ℃下烘干，得草酸镍晶体。用75%乙醇溶液洗涤的目的是________________。 （4）在除铁和铝工序中，应先加入H2O2氧化，再加氢氧化镍调节pH值的范围为_________。第2步中加入适量NH4F溶液的作用是_______________。 （5）将得到的草酸镍晶体在真空中加热至320℃分解可重新制得单质镍催化剂，写出该制备过程的化学方程式：_________________________。 （6）已知废镍催化剂中镍的质量分数为5.9%，则100kg废镍催化剂最多可制得____kg草酸镍晶体（Ni：59，C：12，H：1，O：16）。 【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率 （2） c （3）静置，在上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液，若不产生沉淀，则Ni2+已经沉淀完全 洗去(NH4)2SO4杂质、便于烘干、减少草酸镍晶体损失 （4） 5.0≤pH＜6.7 除去杂质Ca2+ （5）NiC2O4•2H2ONi+2CO2↑+2H2O （6）18.3 【解析】（1）将固体反应物“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率；（2）根据镍浸出率可知在温度是70℃时浸出率很高，从反应时间看120min浸出率很高，故知选择的条件是70℃、120min ，选项是c；（3）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全可以用继续滴加(NH4)2C2O4溶液，观察是否产生沉淀判断，实验步骤及现象是是静置，在上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液，若不产生沉淀，则Ni2+已经沉淀完全；将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用75%乙醇溶液洗涤、110℃下烘干，得草酸镍晶体．用75%乙醇溶液洗涤的目的是洗去(NH4)2SO4杂质、便于烘干、减少草酸镍晶体损失；（4）在除铁和铝工序中，应先加入H2O2氧化Fe2+为Fe3+，再加氢氧化镍调节pH值，根据各种金属阳离子形成沉淀及沉淀完全的pH范围可知，当溶液的pH为5.0时溶液中的Fe3+、Al3+就沉淀完全，当pH≥6.7时Ni2+开始形成沉淀，为了使杂质离子尽可能除干净，同时Ni2+不能形成沉淀，因此溶液的pH范围为5.0≤pH＜6.7；根据Ksp(CaF2)=1.46×10﹣10<Ksp(CaC2O4)=2.34×10﹣9，第2步中加入适量NH4F溶液目的是与电离产生的F-离子溶液中的Ca2+形成CaF2沉淀，将Ca2+除去；（5）将得到的草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O)在真空中加热至320℃分解可重新制得单质镍催化剂，根据质量守恒电离可得该制备过程的化学方程式是NiC2O4•2H2ONi+2CO2↑+2H2O；（6）由于在废镍催化剂中镍的质量分数为5.9%，则根据Ni元素守恒可的关系式：Ni—NiC2O4•2H2O，m(NiC2O4•2H2O)：m(Ni)="183:" 59，在100kg废镍催化剂中含有Ni的质量是5.9%×100kg=5.9kg，所以最多可制得草酸镍晶体的质量是(183÷59) ×5.9kg=18.3kg。 10.（2026·安徽·模拟预测）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某废渣含有钴、铅、铜、铁、镁、钙的价氧化物。从该废渣中提取钴和制取胆矾的一种流程如下。 已知：①常温下，，，； ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 金属离子 开始沉淀时的 2.7 7.5 7.6 4.7 完全沉淀时的 3.7 9.0 9.1 6.2 ③萃取的反应原理；； 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 (1)Co位于元素周期表中第_______周期第_______族。 (2)“滤渣1”的主要成分为_______。向“滤液1”中需先加A物质，再加B物质，若加入的A为无机非金属化合物的溶液，则A试剂为_______(化学式)，加入B试剂的目的是_______。 (3)常温下，若“滤液2”中(忽略溶液中极少量的)，除去“滤液2”中的，至少需加入固体的质量为_______(忽略溶液体积的变化)。 (4)“反萃取”步骤中加入的“试剂”的名称为_______。 (5)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_______。 【答案】(1)四 Ⅷ (2)硫酸铅、硫酸钙 H2O2 调节pH，使铁离子转为氢氧化物沉淀除去 (3)5.46g (4)稀硫酸 (5) 【分析】炼锌废渣含有钴、铅、铜、铁、镁、钙的+2价氧化物，经稀硫酸酸浸时，+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液，同时部分钙离子液生成不溶物硫酸钙，则滤渣1为硫酸铅、硫酸钙，过滤后，滤液中加入氧化剂A氧化亚铁离子为铁离子，加入B调节pH，铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去，则滤渣2为氢氧化铁，滤液加入NaF沉淀Ca2+、Mg2+，得到CaF2、MgF2沉淀，则滤渣3为CaF2、MgF2；滤液加入HR萃取铜离子，然后加入试剂a为稀硫酸反萃取，水相得到硫酸铜溶液，进一步得到胆矾；萃取铜离子后的水相加入KMnO4氧化钴离子为Co（OH）3，同时得到MnO2，据此回答。 【解析】（1）Co为27号元素，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。 （2）根据分析，“滤渣1”的主要成分为硫酸铅、硫酸钙。结合各离子沉淀的pH，需要保证铁元素沉淀而钴离子不沉淀，由于亚铁离子和钴离子沉淀的pH接近，需要把亚铁离子氧化为铁离子，向“滤液1”中需先加A物质，再加B物质，若加入的A为无机非金属化合物的溶液，则A试剂为H2O2，加入B试剂的目的是调节pH，使铁离子转为氢氧化物沉淀除去。 （3）沉淀镁离子后，溶液中存在，溶液中，除去“滤液2”中的，至少需加入固体的质量为。 （4）根据分析，“反萃取”步骤中加入的“试剂”的名称为稀硫酸。 （5）“氧化沉钴”中KMnO4氧化钴离子为Co(OH)3，同时得到MnO2，氧化还原反应的离子方程式为。 11.（2026·重庆·模拟预测）CeO2是一种重要的稀有金属氧化物，在催化与检测方面有广泛的应用前景。工业上从水晶石废料(含有SiO2、CaO、CeO2、Na2O、MgO)中提取CeO2的流程如下： 已知：Ksp[Ce(OH)3]=8×10-20，1g2=0.3。回答下列问题： (1)基态Mg原子的核外电子排布式为___________。 (2)“浸取”得到的滤液中含有的金属离子有___________；“还原浸取”得到的滤渣的主要成分为___________。 (3)“还原浸取”生成Ce2(SO4)3的化学反应方程式为___________。 (4)“沉铈”过程中生成Ce(OH)3氨水浓度过大导致沉铈率下降的主要原因可能是___________。若常温下使溶液中Ce3+完全沉淀(Ce3+的浓度低于1.0×10-5mol·L-1)，则溶液的pH不低于___________(保留小数点后一位)。 (5)“煅烧”过程中Ce(OH)3转化为CeO2，下图为一定质量原料在不同实验条件下煅烧的结果，应选择的最佳温度为___________。 A．<350℃ B．350~450℃ C．500~600℃ D．>600℃ (6)Ce(SO4)2可用于测定CuCl样品中CuCl的含量：称取0.2500g CuCl样品，加入10mL 0.5mol·L-1的FeCl3溶液，样品完全溶解后(CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl-)，加入邻菲罗啉作指示剂，用0.1000mol·L-1的Ce(SO4)2标准溶液滴定(Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+)，达到终点时消耗Ce(SO4)2溶液的体积平均为25.20mL。增加空白对照实验，消耗0.20mL Ce(SO4)2标准溶液。该样品中CuCl的质量分数为___________(保留小数点后一位)。 【答案】(1)或 (2) (3) (4)氨水浓度过大，碱性过强，导致进一步结合，生成可溶性配离子（或碱性过强，直接生成可溶性配合物）（答案合理即可） 9.3 (5)B (6) 【分析】首先浸取工序向水晶石废料（含、、、、）中加入稀盐酸，、、属于碱性氧化物，与稀盐酸发生反应生成可溶性盐进入溶液，和与稀盐酸不反应，以固体形式存在，成为滤渣；过滤后得到含、、的滤液和含、的滤渣；随后向滤渣（含、）中加入硫酸和，作为氧化剂，作为还原剂，发生氧化还原反应，从+4价被还原为+3价，进入溶液（生成），不与硫酸、反应，成为新的滤渣；过滤后得到含的滤液和含的滤渣；向含的滤液中加入，与电离出的结合，发生反应：，生成沉淀；煅烧工序即将沉淀进行煅烧，发生分解并被氧化，反应为：，最终得到，据此分析作答。 【解析】（1）是第12号元素，核外有12个电子，则基态原子的核外电子排布式为或； （2）根据分析可知，和不溶于稀盐酸中，而均可溶于盐酸中，故金属离子为；滤渣的成分是提取后剩下的； （3）“还原浸取”过程中作还原剂，作氧化剂，产物有氧气生成，根据得失电子守恒及物料守恒，可知化学反应方程式为：； （4）氨水浓度过大时，溶液碱性过强，高碱性条件下可进一步结合，生成可溶性的羟基合铈配离子，导致沉铈率下降（或碱性过强，直接生成可溶性配合物）；根据题中信息并代入相关数据：，常温下，则； （5）制备产品需要同时兼顾质量（产率）和纯度，<350℃纯度较低；350~450℃区间，纯度明显上升，且质量适中；500~600℃区间，质量和纯度都有所下降；>600℃时纯度明显下滑，质量上升也不明显；故应选择的最佳温度为350~450℃，选B； （6）根据题中对应的反应方程式，可知存在关系，相当于这一数据，计算出消耗的的物质的量等于的物质的量，则，故的质量分数。 12.（2026·天津·一模）锶(Sr)位于元素周期表第五周期ⅡA族。一种利用含锶废渣(主要含有SrSO4、SrCO3、SiO2、MgCO3 等)制备SrCl2·6H2O和SrO2·8H2O的流程如下。 已知：Ksp(SrSO4)=10-6.46；Ksp(BaSO4)=10-9.97； (1)“浸出渣”中主要含有_______(填化学式)。 (2)①由SrCl2溶液制备SrO2·8H2O的离子方程式为_______。 ②制备SrO2·8H2O时，测得相同时间内H2O2的利用率随其质量分数的变化关系如图所示。H2O2利用率随质量分数变化的原因是_______。 (3)测定SrCl2·6H2O纯度。将除去BaCl2的SrCl2溶液加热蒸发，冷却结晶，可得SrCl2·6H2O晶体。称量1.500g该晶体加水溶解(溶液中除Cl-外，无其它离子与Ag+反应)，配成100mL 溶液。取25.00mL 溶液于锥形瓶中，滴入几滴K2CrO4溶液，用0.1000mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定，重复实验三次，平均消耗20.00mL AgNO3溶液。 [已知：Ag2CrO4为砖红色沉淀，M(SrCl2·6H2O)=267g·mol-1] ①滴定到达终点的标志为_______。 ②产品中SrCl2·6H2O的质量分数为_______。 ③以下操作会导致测定结果偏小的是_______。 a．滴定终点时俯视读数 b．盛装硝酸银溶液的滴定管未润洗 c．加入较多的K2CrO4溶液 (4)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是_______(填字母)。 a．常温加压　　b．加热脱水　　c．在HCl气流中加热 (5)“酸浸”时能否改用稀硫酸，其原因_______。 【答案】(1)SrSO4、SiO2 (2)Sr2++H2O2+2NH3∙H2O+6H2O=SrO2∙8H2O↓+2或Sr2++H2O2+2NH3+8H2O=SrO2∙8H2O↓+2 由图可知，H2O2浓度低于20%时，随着双氧水浓度增大，反应速率加快，高于20%时，随着双氧水浓度增大，反应放热或Sr2+起着催化作用，H2O2分解速率加快 (3)当滴入最后半滴AgNO3标准溶液时，产生砖红色沉淀，且半分钟内不消失 71.2% ac (4)b (5)是，加入硫酸后，Sr元素主要以的形式存在，再通过盐浸得到溶液 【分析】含锶废渣通过加稀盐酸酸浸，、溶解，、不溶于盐酸进入浸出渣；再通过盐浸步骤加入溶液，利用的溶度积远小于溶度积，实现的沉淀分离，溶液保留，为后续制备提供原料；后续加入氨水、，利用的氧化性实现制备。 【解析】（1）根据分析可知，浸出渣据分析知“浸出渣”中主要含有、； （2）①根据原子守恒、电荷守恒，电子转移守恒可得由溶液制备的离子方程式为或； ②由图可知，浓度低于20%时，随着双氧水浓度增大，反应速率加快，利用率增大；高于20%时，随着双氧水浓度增大，反应放热或Sr2+起着催化作用，导致分解速率加快，所以利用率降低； （3）①根据题意可知，滴定到达终点的标志为当滴入最后半滴标准溶液时，产生砖红色沉淀（），且半分钟内不消失； ②根据题意有关系式：，则，则产品中的质量分数为； ③a．滴定终点时俯视读数，消耗标准溶液体积偏小，纯度偏小，a正确；盛装硝酸银溶液的滴定管未润洗，消耗标准溶液体积偏大，纯度偏大，b错误；加入较多的溶液，溶液中浓度偏大，会使砖红色沉淀提前出现，滴定终点提前，消耗标准溶液体积偏小，测定的纯度偏小，c正确；故选ac； （4）Sr的金属活动性大于Ca，属于活泼金属，不存在水解，故由制备无水的最优方法是加热脱水，故选b； （5）是，加入硫酸后，Sr元素主要以的形式存在，再通过盐浸得到溶液。 13.（25-26高三上·四川广安·阶段检测）铬酸铅(PbCrO4)又称铬黄，是一种重要的黄色颜料。工业上以铬渣(主要成分Cr2O3，含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料制备铬酸铅，实现资源的再利用，流程如下。 已知： ① 2+2H+ +H2O；    ②Ksp(PbCO3)=8×10-14 。 (1)基态Pb是价电子排布图为___________。 (2)“粉碎 ”的目的是___________。 (3)“氧化焙烧 ”时，Cr2O3发生的化学方程式为___________。 (4)“除杂 ”中生成金属化合物的离子方程式___________。 (5)“调 pH ”一般调至接近中性，原因是___________。 (6)一系列操作包括___________、研磨粉碎 (7)一幼童经检验血铅含量达450μg/L(1μg=10-6g)，已知工业铬黄颜料中铬酸铅的含量约为 50%，假设幼童体内血液总量为2L，且摄入的铅经过代谢最终有 0.1%滞留在血液中，该幼童等效于摄入了___________g颜料。 (保留一位小数，PbCrO4相对分子质量为323) 【答案】(1)   (2)增大反应物的接触面积，加快后续氧化焙烧等过程的反应速率，使焙烧更充分 (3) (4) (5)pH过高可能导致沉铬时生成PbCO3杂质；pH过低c(OH-)过高，会促使转化为 (6)过滤、洗涤、干燥 (7)2.8 【分析】将铬渣(主要成分Cr2O3，含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)粉碎，加入、氧化焙烧后，转化为，水浸后，滤渣1为不溶于水的，通入除杂，将滤液中的、转化为Al(OH)3、H2SiO3沉淀除掉，故滤渣2为 Al(OH)3、H2SiO3，滤液中含有，加入硝酸“调pH”一般调至接近中性，一方面防止形成，另一方面可防止 转化为，加入硝酸铅沉淀得到 ，经过系列操作得到铬酸铅，据此解答。 【解析】（1） Pb与C元素位于同一主族，为第六周期ⅣA族，价电子排布式为6s26p2，价电子排布图为：。 （2）“粉碎 ”的目的是增大反应物的接触面积，加快后续氧化焙烧等过程的反应速率，使焙烧更充分。 （3）”氧化焙烧”时，与NaOH、反应生成了，做氧化剂，被氧化为，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为： 。 （4）由分析可知，“除杂 ”中和CO2反应生成金属化合物Al(OH)3，离子方程式为：。 （5）“除杂”过程中会生成NaHCO3，调 pH 至接近中性，原因是：若pH较高，发生离子反应：，导致沉铬时生成PbCO3杂质；若pH较低，发生反应：，导致PbCO3产率下降。 （6）一系列操作通常包括“过滤、洗涤、干燥”等，然后再研磨粉碎。 （7）幼童血铅总量为 450 μg / L × 2 L = 900 μg (即 0.0009 g)，设这是摄入铅总量的 0.1%，则摄入铅 == 0.9 g，工业铬黄中约 50% 为 PbCrO4，PbCrO4 中铅所占质量分数为 。故颜料中铅的质量分数 ≈ 0.50 × 64.1% = 0.3205，即摄入颜料质量 = (保留一位小数)。 14.（25-26高三上·四川遂宁·期中）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备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。 回答下列问题： (1)Mn基态原子的价电子排布式为___________。 (2)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为___________。为提高溶矿速率，可采取的措施___________(举1例)。 (3)加入少量MnO2的作用是___________。 (4)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=___________mol·L-1。 (5)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有___________。 (6)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为___________。 【答案】(1)3d54s2 (2) 粉碎菱锰矿；不断地搅拌；适当增大硫酸浓度；适当升高温度等 (3)将Fe2+氧化为Fe3+ (4)2.8×10-9 (5)BaSO4、NiS (6)Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+ 【分析】菱锰矿主要含有，还含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素，反应器中，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元素，加石灰乳调节至pH≈7生成氢氧化铝沉淀除铝元素，加BaS生成NiS除Ni元素，过滤，滤液中含有硫酸锰，电解硫酸锰溶液得到，煅烧窑中碳酸锂、二氧化锰反应生成。 【解析】（1）Mn的原子序数为25号，基态原子的价电子排布式为：3d54s2； （2）硫酸溶矿过程中，和稀硫酸反应生成硫酸锰、二氧化碳、水，主要反应的化学方程式为；根据影响反应速率的因素，粉碎菱锰矿、不断地搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸浓度都能提高溶矿速率； （3）具有氧化性，加入少量的作用是将Fe2+氧化为Fe3+； （4）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，c(OH-)=1×10-10 mol•L-1，此时c(Fe3+)=mol/L=2.8×10-9 mol•L-1； （5）加入少量BaS溶液除去Ni2+，可知生成的沉淀有BaSO4、NiS； （6）在电解槽中，发生反应生成，反应的离子方程式为。 15.（25-26高三上·广东中山·期中）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴、制备锂电池材料的一种流程如下。 已知：Ksp(CuS)=6.3×10-36，Ksp(ZnS)=2.5×10-22，Ksp(CoS)=4.0×10-21 回答下列问题： (1)为了提高“酸浸”效率，除了将废渣磨碎，还可以______。 (2)“酸浸”步骤中，分离出的滤渣的化学式是______。 (3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10molL-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+) = ______mol/L，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离______(填“能”或“不能”)。 (4)“沉锰”步骤中，Na2S2O8 的作用是______。 (5)“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0-5.5，加入适量的NaClO氧化Co2+，其反应的离子方程式为______。 (6)钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的正极材料，其晶胞结构如图。充放电过程中，由Co-O键构成的CoO2层如同坚固的脚手架，在锂离子脱出和嵌入时保持结构稳定。已知：O、Co、Li的电负性分别为3.44、1.88、0.98。 ①从电负性角度分析，LiCoO2中O—Co键是______键。放电时，钴元素的化合价______(填“升高”、“降低”或“不变”)，同时，锂离子______(填“嵌入”或“脱出”)钴酸锂晶体。 ②该晶体的密度为______g•cm-3 (用含a、c、NA的计算式表示)。(原子量：Li- 7 O-16  Co-59) 【答案】(1)适当升温、适当提高硫酸浓度 (2)Cu、PbSO4 (3)1.6 × 10-4 不能 (4)分别氧化Mn2+、Fe2+为MnO2、Fe3+，以便除去 (5)2Co2++ClO-+5H2O=2Co(OH)3↓+4H++Cl- (6)共价键 降低 嵌入 【分析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质，经稀硫酸酸浸时，铜不溶解，Zn及其他+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液；然后通入硫化氢沉铜生成CuS沉淀；过滤后，滤液中加入Na2S2O8将锰离子氧化为二氧化锰除去，同时亚铁离子也被氧化为铁离子；再次过滤后，用氢氧化钠调节pH=4，铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去；再次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴，得到Co(OH)3，处理后得到LiCoO2； 【解析】（1）“酸浸”前，为了提高“酸浸”效率，除了将废渣磨碎，还可以适当升温、适当提高硫酸浓度； （2）由分析，分离出的滤渣的化学式是Cu、PbSO4； （3）加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中，，此时绝大部分二价钴离子也已经沉淀，据此判断不能实现Zn2+和Co2+的完全分离； （4）由流程结合分析，“沉锰”步骤中，Na2S2O8 的作用是分别氧化Mn2+、Fe2+为MnO2、Fe3+，以便除去； （5）反应为酸性条件下，次氯酸根离子氧化二价钴离子生成Co(OH)3沉淀，反应中钴化合价由+2变为+3、氯化合价由+1变为-1，结合电子守恒，反应为：2Co2++ClO-+5H2O=2Co(OH)3↓+4H++Cl-； （6）①氧、钴电负性差值为3.44-1.88=1.56<1.7，则从电负性角度分析，LiCoO2中O—Co键是共价键键；放电时，负极锂失去电子化合价升高，则正极钴酸锂中钴元素的化合价会降低，阳离子向正极移动，故同时，锂离子嵌入钴酸锂晶体。 ②据“均摊法”，晶胞中含个Li，结合化学式LiCoO2，则晶体密度为。 1.（2026·贵州·高考真题）某磷废渣的主要成分为、和，一种对其进行分离的工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．“焙烧”的目的是使、分解 B．“浸取”可能的反应为 C．“滤渣浮选”利用了和物理性质的差异 D．“滤液沉淀”可以利用流程中产生的和制备沉淀剂 【答案】A 【分析】磷废渣主要含、、，先在600℃下焙烧，该温度仅分解释放并生成，与不分解，焙烧产物加入溶液，75℃、pH=6.0条件下浸取，与反应生成并释放，过滤后得到含的滤液与含、的滤渣，滤渣添加油脂浮选剂，依靠两种固体表面润湿性物理性质差异浮选分离出，剩余，滤液可通入流程自产的与配成碳酸盐沉淀剂，使转化为沉淀完成镁的分离回收。 【解析】分解温度高于，焙烧时仅分解，未分解，且后续浮选得到，故“焙烧”目的不是使分解，A错误；焙烧后分解生成，溶液呈酸性，加热条件下与反应生成、和，反应式符合反应规律，B正确；浮选是利用和表面润湿性等物理性质的差异进行分离，C正确；流程中焙烧产生、浸取产生，二者通入水中可生成碳酸盐作为沉淀剂，与滤液中反应生成，D正确；故选A。 2.（2025·湖南·高考真题）工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下： 已知：①富集液中两种金属离子浓度相当。 ②常温下，金属化合物的： 金属化合物 下列说法错误的是 A．粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率 B．试剂X可以是溶液 C．“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换 D．“沉锰”时，发生反应的离子方程式为 【答案】D 【分析】富集液中含有两种金属离子，其浓度相当，加入试剂X沉铬，由金属化合物的可知，CdCO3、MnCO3的接近，不易分离，则试剂X选择含的试剂，得到CdS滤饼，加入溶液沉锰，发生反应：，据此解答。 【解析】粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积，有利于提高金属元素的浸出率，A正确；由分析可知，试剂X可以是溶液，B正确；若先加入溶液进行“沉锰”，由题中信息以及数据可知，金属离子浓度相当，则也会沉淀，后续流程中无法分离Cd和Mn，所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换，C正确；“沉锰”时，发生反应的离子方程式是：，D错误；故选D。 3.（2025·甘肃·高考真题）处理某酸浸液(主要含)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式： B．“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，沉淀越完全 C．“氧化”过程中铁元素化合价降低 D．“沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质 【答案】D 【分析】酸浸液(主要含)加入铁粉“沉铜”，置换出Cu单质，溶液加入NaOH碱浸，过滤得到Al(OH)3沉淀，滤液加入H2O2，把Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀，在经过多步操作，最后加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀。 【解析】“沉铜”过程中铁置换出铜单质，发生反应的离子方程式：，A错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，NaOH过量，则Al(OH)3会溶解，B错误；“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+，铁元素化合价升高，C错误；加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀，利用了的溶解度比小的性质，D正确；故选D。 4.（2025·山东·高考真题）钢渣中富含等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的元素，流程如下。已知：能溶于水；，。下列说法错误的是 A．试剂X可选用粉 B．试剂Y可选用盐酸 C．“分离”后元素主要存在于滤液Ⅱ中 D．“酸浸”后滤液Ⅰ的过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 【答案】A 【分析】钢渣通过盐酸酸浸，得到滤液I中含有Fe2+、Fe3+、Ca2+等，滤渣I为SiO2，滤渣I加入NaOH溶液碱浸，得到含有Na2SiO3的浸取液，加入试剂Y(可以是盐酸)生成硅酸沉淀，最后得到SiO2，滤液I加入试剂X和H2C2O4分离，由于Fe2(C2O4)3能溶于水，试剂X将Fe2+氧化为Fe3+，再加入H2C2O4，使CaC2O4先沉淀，滤渣II为CaC2O4，滤液II中有Fe3+，依次解题。 【解析】根据分析，加入试剂X的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂X应该是氧化剂，不可以是Fe粉，A错误；加入试剂Y，将Na2SiO3转化为H2SiO3沉淀，最后转化为SiO2，试剂Y可以是盐酸，B正确；根据分析，“分离”后Fe元素主要存在于滤液II中，C正确；“酸浸”后滤液I中pH过小，酸性强，造成C2浓度小，使Ca2+(aq)+ C2(aq) CaC2O4(s)平衡逆向移动，得到CaC2O4沉淀少，滤渣II质量减少，D正确； 答案选A。 5.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含和少量)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下，下列说法错误的是 A．硫酸用作催化剂和浸取剂 B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C．“浸出”时，3种金属元素均被还原 D．“沉钴”后上层清液中 【答案】C 【分析】矿石(含MnO2、Co3O4、Fe2O3)经过硫酸和稻草浸出过滤得到滤液，滤液含有Fe3+、Mn2+、Co2+，加入Na2CO3沉铁得到FeOOH，过滤，滤液再加入Na2S沉钴得到CoS，过滤最后得到硫酸锰溶液。 【解析】矿石溶解时金属氧化物与酸发生复分解反应生成可溶性盐而被浸出，硫酸作浸取剂，“浸出”后矿石中的金属元素被还原，而稻草中的纤维素是非还原糖，在酸性条件下水解为葡萄糖等还原糖，在此过程中硫酸作催化剂，A正确；生物质(稻草)是可再生的，且来源广泛，B正确；根据图示可知，“浸出”时，Fe的化合价没有变化，Fe元素没有被还原，C错误；“沉钴”后的上层清液存在CoS的沉淀溶解平衡，满足Q=Ksp=c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4，D正确；故选C。 6.（2024·湖南·高考真题）中和法生产的工艺流程如下： 已知：①的电离常数：，， ②易风化。 下列说法错误的是 A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液 B．“调pH”工序中X为或 C．“结晶”工序中溶液显酸性 D．“干燥”工序需在低温下进行 【答案】C 【分析】和先发生反应，通过加入X调节pH，使产物完全转化为，通过结晶、过滤、干燥，最终得到成品。 【解析】铁是较活泼金属，可与反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液，A项正确；若“中和”工序加入过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入；若“中和”工序加入过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入NaOH，所以“调pH”工序中X为NaOH或，B项正确；“结晶”工序中的溶液为饱和溶液，由已知可知的，，则的水解常数，由于，则的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C项错误；由于易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D项正确；故选C。 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 类型一 物质制备的工艺流程 1．C 2．D 3．C 类型二 物质分离提纯的工艺流程 4．B 5．B 6．D 类型三 溶度积与工艺流程的综合应用 7．(1) (2)加热；搅拌；粉碎 稀硫酸 3：2 (3)Fe(OH)3 (4)MnF2(s)+Ca2+(aq)⇌CaF2(s)+Mn2+(aq)1.4×10-8 mol/L (5) 8．(1)第四周期Ⅷ族 (2)Cu2++H2S=CuS↓+2H+ 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ (3)把Fe2+氧化为Fe3+ (4)调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁 (5)生成CaF2沉淀除Ca2+ (6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 9．（1）制造光导纤维，冶炼硅，制玻璃等 沿玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流尽后，重复操作2-3次 （2） B （3） CD （4） MnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Mn2+ (aq) （5）若用盐酸溶解碳酸锰，电解时溶液中的Cl-会失去电子生成氯气，而不生成 （6） 22.4 1．C 2．D 3．B 4．C 5．D 6．A 7．C 8．D 9．（1）增大接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率 （2） c （3）静置，在上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液，若不产生沉淀，则Ni2+已经沉淀完全 洗去(NH4)2SO4杂质、便于烘干、减少草酸镍晶体损失 （4） 5.0≤pH＜6.7 除去杂质Ca2+ （5）NiC2O4•2H2ONi+2CO2↑+2H2O （6）18.3 10．(1)四 Ⅷ (2)硫酸铅、硫酸钙 H2O2 调节pH，使铁离子转为氢氧化物沉淀除去 (3)5.46g (4)稀硫酸 (5) 11．(1)或 (2) (3) (4)氨水浓度过大，碱性过强，导致进一步结合，生成可溶性配离子（或碱性过强，直接生成可溶性配合物）（答案合理即可） 9.3 (5)B (6) 12．(1)SrSO4、SiO2 (2)Sr2++H2O2+2NH3∙H2O+6H2O=SrO2∙8H2O↓+2或Sr2++H2O2+2NH3+8H2O=SrO2∙8H2O↓+2 由图可知，H2O2浓度低于20%时，随着双氧水浓度增大，反应速率加快，高于20%时，随着双氧水浓度增大，反应放热或Sr2+起着催化作用，H2O2分解速率加快 (3)当滴入最后半滴AgNO3标准溶液时，产生砖红色沉淀，且半分钟内不消失 71.2% ac (4)b (5)是，加入硫酸后，Sr元素主要以的形式存在，再通过盐浸得到溶液 13．(1)   (2)增大反应物的接触面积，加快后续氧化焙烧等过程的反应速率，使焙烧更充分 (3) (4) (5)pH过高可能导致沉铬时生成PbCO3杂质；pH过低c(OH-)过高，会促使转化为 (6)过滤、洗涤、干燥 (7)2.8 14．(1)3d54s2 (2) 粉碎菱锰矿；不断地搅拌；适当增大硫酸浓度；适当升高温度等 (3)将Fe2+氧化为Fe3+ (4)2.8×10-9 (5)BaSO4、NiS (6)Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+ 15．(1)适当升温、适当提高硫酸浓度 (2)Cu、PbSO4 (3)1.6 × 10-4 不能 (4)分别氧化Mn2+、Fe2+为MnO2、Fe3+，以便除去 (5)2Co2++ClO-+5H2O=2Co(OH)3↓+4H++Cl- (6)共价键 降低 嵌入 1．A 2．D 3．D 4．A 5．C 6．C 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 类型一 物质制备的工艺流程 1.（25-26高三上·江苏常州·阶段检测）室温下，用含有少量的CeCl3溶液制备Ce2(CO3)3的流程如图所示。 已知：①Ksp(FePO4)=1.3×10-22；②测得“除磷”后的滤液中c(Fe3+)=1x10-2mol/L；③0.1mol·L-1NH4HCO3溶液pH约为8； 下列说法不正确的是    A．0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中有c(NH3·H2O)<c(H2CO3) B．“除磷”后上层清液中=1.3×10-20mol/L C．“沉铈”所得滤液中大量存在的阳离子有Mg2+、、H+ D．“沉铈”后的滤液中有c(H+)<c(NH3·H2O)+c(OH-) 2.（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末）以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下： 已知：常温下，Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39；Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20；lg0.28≈-0.55.离子浓度小于10-5mol/L时，可认为沉淀完全，下列说法错误的是 A．常温下使Fe3+沉淀完全的最小pH≈2.82 B．第一次调节pH至3左右，“滤渣2”的成分是Zn和Cu C．第二次调节pH可以用ZnO，也可以用Zn(OH)2或ZnCO3 D．沉淀过程中发生反应的离子方程式为Zn2++Na2S=ZnS↓+2Na+ 3.（25-26高二·湖南株洲·阶段检测）硫酸锰在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中有广泛的应用。利用软锰矿(主要成分为MnO2，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制备硫酸锰的流程如下： 已知：常温下，Ksp(ZnS) =1.2×l0－24、Ksp(MnS)=1.5×10－15 关于该流程说法错误的是 A．“酸浸”时，为了缩短浸取时间，常加入少量FeSO4溶液，FeSO4的作用可能是作催化剂。 B．“沉锌”反应为：Zn2+(aq)+MnS(s)ZnS(s)+Mn2+(aq)，该反应的平衡常数K为1.25×109 C．“除铁”时加二氧化锰是为了氧化Fe2+，然后向溶液加适量氨水将溶液pH调节为3～4 D．该流程中可以循环利用的物质是ZnS 类型二 物质分离提纯的工艺流程 4.（25-26·湖南株洲·期末）某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如下： 已知：Ksp[Cr(OH)3]约为1×10-30。 下列说法错误的是 A．“灼烧”步骤的尾气中含CO2 B．“沉铝”步骤的离子方程式为 C．“分离钒”步骤中将溶液PH调到1.8左右得到V2O5沉淀，此时溶液中之后Cr元素的存在形式主要为 D．要使“转化沉铬”的溶液中Cr3+完全沉淀需调节溶液的PH>5.67 5.（25-26高三上·内蒙古包头·期末）某工厂利用铬钒渣(含、和)分离钒并制备的流程如下。已知：①“转化沉铬”温度下约为，②溶液中离子浓度小于时，可视为沉淀完全。下列说法错误的是 A．“灼烧”时，发生的化学反应有 B．“沉铝”步骤的离子方程式为 C．“分离钒”步骤中将溶液pH调到1.8左右得到沉淀，此时溶液中Cr元素的主要存在形式为 D．要使“转化沉铬”的溶液中完全沉淀需将溶液的pH调节至5.67以上 6.（25-26高二下·四川宜宾·期末）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含、和少量)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下，下列说法错误的是 A．稻草可能起还原作用 B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C．“沉铁”过程中铁元素化合价不变 D．沉铁后的“滤液”中：， 类型三 溶度积与工艺流程的综合应用 7.（25-26高二上·河南·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是MnO2，还含有少量PbO、CuO及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿(FeS2)为原料可制备MnCO3，其流程如图所示： 已知常温下，Ksp(MnF2)=5.0×10-3，Ksp(CaF2)=3.5×10-11。 (1)基态Fe2+的价电子轨道表示式为___________。 (2)加快“酸浸”速率的措施有___________(填两条)。稀酸X为___________(填名称)。“酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 (3)滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、___________(填化学式)。 (4)加入MnF2时发生反应的离子方程式为___________。如果“净化”所得溶液中Mn2+的浓度为2mol/L，则溶液中c(Ca2+)=___________mol·L-1。 (5)NaHCO3溶液中的元素守恒式为___________。加入NaHCO3溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式：___________。 8.（25-26高二上·辽宁沈阳·期中）硫酸镍是一种重要的化工原料，无机工业常用其生产硫酸镍铵、氧化镍、碳酸镍等。粗硫酸镍晶体中含有等杂质离子，现欲进一步提纯硫酸镍晶体，设计如下流程： 已知：室温下， (1)Ni在周期表中的位置为______。 (2)通入气体发生反应的离子方程式为______、______。 (3)加入的主要目的是______。 (4)试剂X可以是NiO或等，目的是______。 (5)反应3加入的目的是______。 (6)由溶液得到的操作为______。 9.（25-26高二上·重庆渝中·阶段检测）工业上用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取KMnO4。其流程示意图如下： 已知：①Ksp(CuS)=1.3×10-36、Ksp(MnS)=2×10-13； ②金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表： Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 开始沉淀时 8.3 7.6 2.7 6.7 完全沉淀时 9.8 9.6 3.7 9 回答下列问题： (1)写出滤渣1的一种工业用途：___________________。实验室模拟该流程过程中，洗涤滤渣1的具体操作方法为____________________。 (2)试剂a最好选用________（填选项字母）。 A．氯水         B．高锰酸钾          C．次氯酸钠         D．浓盐酸 (3)试剂b可选用______（填选项字母）。 A．氨水    B．稀硫酸    C．碳酸锰 D．Mn(OH)2 E.NaOH (4)试剂c为MnS，写出滤液2中加入MnS后发生反应的离子方程式：_________。 (5)工业上用硫酸溶解碳酸锰，而不用盐酸溶解，其原因是_______________。 (6)KMnO4是一种常用的滴定试剂，某同学用酸性高锰酸钾溶液测定滤液1中Fe2+的含量。滴定过程中，每次均量取25.00 mL的滤液1置于锥形瓶中，滴定三次平均消耗掉0.1000 mol/L的KMnO4溶液20.00 mL，则滤液1中Fe2+的浓度为__________g/L（保留三位有效数字）。 1.（25-26高二上·重庆·阶段检测）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含、和少量)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下，下列说法错误的是 A．稻草的作用可能是提供还原剂 B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C．“浸出”后过滤得到的滤液含有、、 D．“沉钴”后上层清液中 2.（25-26高三上·福建厦门·期中）在电子材料领域有广泛用途。利用水钴矿(主要成分为，含有、FeO、、等杂质)制备的流程如图。 已知：①“沉铁”中被空气氧化为阴离子自由基； ②25℃时，的平衡常数； ③。 下列说法错误的是 A．“酸浸”时表现了还原性 B．“沉铁”反应的离子方程式为： C．“沉钴”的平衡常数约为 D．“滤液”的主要成分为和 3.（2026·黑龙江吉林·模拟预测）某工厂利用甘蔗渣从含MnO2、NiO和少量Fe2O3的冶炼废渣中提取金属元素的流程如图所示。已知“沉镍”温度下，。下列说法正确的是 A．“还原浸出”中，甘蔗渣将Mn(Ⅳ)还原为Mn(Ⅱ) B．“沉铁”时需要控制溶液的 C．“沉铁”与“沉镍”的顺序可以互换 D．“沉镍”后上层清液中， 4.（25-26高三上·北京·阶段检测）处理某酸浸液(主要含、、、)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式： B．“碱浸”过程中应加入过量固体，确保沉淀完全 C．“氧化”过程中体系的pH会降低 D．“沉锂”过程利用了的溶解度比大的性质 5.（2026·辽宁·二模）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，其制备流程如图(常温下，Ksp[Cu(OH)2]=2.21×10-20，Ksp[Al(OH)3]=1.30×10-33，)，以下说法错误的是 A．常温下，若“悬浊液”中=1.7×109，则溶液的pH=10 B．“晶化”过程中，需保持恒温60℃，可采用的加热方式为水浴加热 C．“还原”过程中所发生反应的化学方程式为NiO+H2Ni+H2O，CuO+H2Cu+H2O D．洗涤过程中，检验滤饼是否洗净的方法是取上层清液于试管中，先滴加稀盐酸，再滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净 6.（2026·湖南长沙·一模）锰酸锂(LiMn2O4)是最早制得的具有三维锂离子通道的正极材料。以MnSO4和LiFePO4为原料制备锰酸锂的流程如图：(已知：Ksp(FePO4)=1.3×10-22) 下列说法正确的是 A．NaClO3的作用是将二价铁氧化为三价铁 B．“沉铁”过程所得滤渣的主要成分是Fe(OH)2 C．反应器Ⅱ中产生的气体是CO2 D．K2S2O8中O为-2价，其作用是氧化MnSO4 7.（25-26高三上·辽宁大连·期末）纳米ZnS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Zn、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如图： 已知:Ksp[Fe(OH)3]=3.8×10-38;Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20，Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列说法不正确的是(　　) A．酸浸时FeO与稀硝酸反应的离子方程式为3FeO+10H++NO=3 Fe3++NO↑+5H2O B．将酸浸的尾气循环利用，加入的X气体可以是O2 C．滤渣2中的成分是Zn和Fe D．当溶液中Zn2+浓度小于1.0×10-5mol·L-1时，则可认为其沉淀完全。若要使Zn2+沉淀完全，溶液中S2-浓度应大于1.6×10-19mol·L-1 8.（2026·辽宁·三模）某工厂由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备纯净ZnS的流程如图。 已知：Ksp(FeS)=6.3×10-18，Ksp(ZnS)=1.6×10-24，Ksp(CdS)=8.0×10-27，Ka1(H2S)=1.0×10-7，Ka2(H2S)=1.2×10-13。当离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时，认为离子沉淀完全。下列说法正确的是 A．“酸浸”时，用98%的硫酸可有效提高酸浸速率 B．用H2O2代替O2能加快反应并降低生产成本 C．“除铁”时可加入ZnO，“调pH”时需加入酸性物质 D．“除镉”时，当溶液pH=1、c(H2S)=0.01mol·L-1时，Cd2+沉淀完全 9.（2026·广东珠海·二模）草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O）可用于制镍催化剂，某小组用废镍催化剂(成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如下: 已知：①Ksp(CaF2）=1.46×10-10，Ksp(CaC2O4）=2.34×10-9。 ②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算）。 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3+ 1.1 3.2 Fe2+ 5.8 8.8 Al3+ 3.0 5.0 Ni2+ 6.7 9.5 （1）“粉碎”的目的是 __________。 （2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图。“酸浸”的适宜温度与时间分别为_______(填字母）。 a．30℃、30min      b．90℃、150min       c．70℃、120min    d．90℃、120min （3）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是____________。将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用75%乙醇溶液洗涤、110 ℃下烘干，得草酸镍晶体。用75%乙醇溶液洗涤的目的是________________。 （4）在除铁和铝工序中，应先加入H2O2氧化，再加氢氧化镍调节pH值的范围为_________。第2步中加入适量NH4F溶液的作用是_______________。 （5）将得到的草酸镍晶体在真空中加热至320℃分解可重新制得单质镍催化剂，写出该制备过程的化学方程式：_________________________。 （6）已知废镍催化剂中镍的质量分数为5.9%，则100kg废镍催化剂最多可制得____kg草酸镍晶体（Ni：59，C：12，H：1，O：16）。 10.（2026·安徽·模拟预测）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某废渣含有钴、铅、铜、铁、镁、钙的价氧化物。从该废渣中提取钴和制取胆矾的一种流程如下。 已知：①常温下，，，； ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 金属离子 开始沉淀时的 2.7 7.5 7.6 4.7 完全沉淀时的 3.7 9.0 9.1 6.2 ③萃取的反应原理；； 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 (1)Co位于元素周期表中第_______周期第_______族。 (2)“滤渣1”的主要成分为_______。向“滤液1”中需先加A物质，再加B物质，若加入的A为无机非金属化合物的溶液，则A试剂为_______(化学式)，加入B试剂的目的是_______。 (3)常温下，若“滤液2”中(忽略溶液中极少量的)，除去“滤液2”中的，至少需加入固体的质量为_______(忽略溶液体积的变化)。 (4)“反萃取”步骤中加入的“试剂”的名称为_______。 (5)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_______。 11.（2026·重庆·模拟预测）CeO2是一种重要的稀有金属氧化物，在催化与检测方面有广泛的应用前景。工业上从水晶石废料(含有SiO2、CaO、CeO2、Na2O、MgO)中提取CeO2的流程如下： 已知：Ksp[Ce(OH)3]=8×10-20，1g2=0.3。回答下列问题： (1)基态Mg原子的核外电子排布式为___________。 (2)“浸取”得到的滤液中含有的金属离子有___________；“还原浸取”得到的滤渣的主要成分为___________。 (3)“还原浸取”生成Ce2(SO4)3的化学反应方程式为___________。 (4)“沉铈”过程中生成Ce(OH)3氨水浓度过大导致沉铈率下降的主要原因可能是___________。若常温下使溶液中Ce3+完全沉淀(Ce3+的浓度低于1.0×10-5mol·L-1)，则溶液的pH不低于___________(保留小数点后一位)。 (5)“煅烧”过程中Ce(OH)3转化为CeO2，下图为一定质量原料在不同实验条件下煅烧的结果，应选择的最佳温度为___________。 A．<350℃ B．350~450℃ C．500~600℃ D．>600℃ (6)Ce(SO4)2可用于测定CuCl样品中CuCl的含量：称取0.2500g CuCl样品，加入10mL 0.5mol·L-1的FeCl3溶液，样品完全溶解后(CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl-)，加入邻菲罗啉作指示剂，用0.1000mol·L-1的Ce(SO4)2标准溶液滴定(Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+)，达到终点时消耗Ce(SO4)2溶液的体积平均为25.20mL。增加空白对照实验，消耗0.20mL Ce(SO4)2标准溶液。该样品中CuCl的质量分数为___________(保留小数点后一位)。 12.（2026·天津·一模）锶(Sr)位于元素周期表第五周期ⅡA族。一种利用含锶废渣(主要含有SrSO4、SrCO3、SiO2、MgCO3 等)制备SrCl2·6H2O和SrO2·8H2O的流程如下。 已知：Ksp(SrSO4)=10-6.46；Ksp(BaSO4)=10-9.97； (1)“浸出渣”中主要含有_______(填化学式)。 (2)①由SrCl2溶液制备SrO2·8H2O的离子方程式为_______。 ②制备SrO2·8H2O时，测得相同时间内H2O2的利用率随其质量分数的变化关系如图所示。H2O2利用率随质量分数变化的原因是_______。 (3)测定SrCl2·6H2O纯度。将除去BaCl2的SrCl2溶液加热蒸发，冷却结晶，可得SrCl2·6H2O晶体。称量1.500g该晶体加水溶解(溶液中除Cl-外，无其它离子与Ag+反应)，配成100mL 溶液。取25.00mL 溶液于锥形瓶中，滴入几滴K2CrO4溶液，用0.1000mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定，重复实验三次，平均消耗20.00mL AgNO3溶液。 [已知：Ag2CrO4为砖红色沉淀，M(SrCl2·6H2O)=267g·mol-1] ①滴定到达终点的标志为_______。 ②产品中SrCl2·6H2O的质量分数为_______。 ③以下操作会导致测定结果偏小的是_______。 a．滴定终点时俯视读数 b．盛装硝酸银溶液的滴定管未润洗 c．加入较多的K2CrO4溶液 (4)由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2的最优方法是_______(填字母)。 a．常温加压　　b．加热脱水　　c．在HCl气流中加热 (5)“酸浸”时能否改用稀硫酸，其原因_______。 13.（25-26高三上·四川广安·阶段检测）铬酸铅(PbCrO4)又称铬黄，是一种重要的黄色颜料。工业上以铬渣(主要成分Cr2O3，含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料制备铬酸铅，实现资源的再利用，流程如下。 已知： ① 2+2H+ +H2O；    ②Ksp(PbCO3)=8×10-14 。 (1)基态Pb是价电子排布图为___________。 (2)“粉碎 ”的目的是___________。 (3)“氧化焙烧 ”时，Cr2O3发生的化学方程式为___________。 (4)“除杂 ”中生成金属化合物的离子方程式___________。 (5)“调 pH ”一般调至接近中性，原因是___________。 (6)一系列操作包括___________、研磨粉碎 (7)一幼童经检验血铅含量达450μg/L(1μg=10-6g)，已知工业铬黄颜料中铬酸铅的含量约为 50%，假设幼童体内血液总量为2L，且摄入的铅经过代谢最终有 0.1%滞留在血液中，该幼童等效于摄入了___________g颜料。 (保留一位小数，PbCrO4相对分子质量为323) 14.（25-26高三上·四川遂宁·期中）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备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。 回答下列问题： (1)Mn基态原子的价电子排布式为___________。 (2)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为___________。为提高溶矿速率，可采取的措施___________(举1例)。 (3)加入少量MnO2的作用是___________。 (4)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=___________mol·L-1。 (5)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有___________。 (6)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为___________。 15.（25-26高三上·广东中山·期中）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴、制备锂电池材料的一种流程如下。 已知：Ksp(CuS)=6.3×10-36，Ksp(ZnS)=2.5×10-22，Ksp(CoS)=4.0×10-21 回答下列问题： (1)为了提高“酸浸”效率，除了将废渣磨碎，还可以______。 (2)“酸浸”步骤中，分离出的滤渣的化学式是______。 (3)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10molL-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+) = ______mol/L，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离______(填“能”或“不能”)。 (4)“沉锰”步骤中，Na2S2O8 的作用是______。 (5)“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0-5.5，加入适量的NaClO氧化Co2+，其反应的离子方程式为______。 (6)钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的正极材料，其晶胞结构如图。充放电过程中，由Co-O键构成的CoO2层如同坚固的脚手架，在锂离子脱出和嵌入时保持结构稳定。已知：O、Co、Li的电负性分别为3.44、1.88、0.98。 ①从电负性角度分析，LiCoO2中O—Co键是______键。放电时，钴元素的化合价______(填“升高”、“降低”或“不变”)，同时，锂离子______(填“嵌入”或“脱出”)钴酸锂晶体。 ②该晶体的密度为______g•cm-3 (用含a、c、NA的计算式表示)。(原子量：Li- 7 O-16  Co-59) 1.（2026·贵州·高考真题）某磷废渣的主要成分为、和，一种对其进行分离的工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．“焙烧”的目的是使、分解 B．“浸取”可能的反应为 C．“滤渣浮选”利用了和物理性质的差异 D．“滤液沉淀”可以利用流程中产生的和制备沉淀剂 2.（2025·湖南·高考真题）工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下： 已知：①富集液中两种金属离子浓度相当。 ②常温下，金属化合物的： 金属化合物 下列说法错误的是 A．粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率 B．试剂X可以是溶液 C．“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换 D．“沉锰”时，发生反应的离子方程式为 3.（2025·甘肃·高考真题）处理某酸浸液(主要含)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式： B．“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，沉淀越完全 C．“氧化”过程中铁元素化合价降低 D．“沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质 4.（2025·山东·高考真题）钢渣中富含等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的元素，流程如下。已知：能溶于水；，。下列说法错误的是 A．试剂X可选用粉 B．试剂Y可选用盐酸 C．“分离”后元素主要存在于滤液Ⅱ中 D．“酸浸”后滤液Ⅰ的过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 5.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含和少量)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下，下列说法错误的是 A．硫酸用作催化剂和浸取剂 B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C．“浸出”时，3种金属元素均被还原 D．“沉钴”后上层清液中 6.（2024·湖南·高考真题）中和法生产的工艺流程如下： 已知：①的电离常数：，， ②易风化。 下列说法错误的是 A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液 B．“调pH”工序中X为或 C．“结晶”工序中溶液显酸性 D．“干燥”工序需在低温下进行 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 $