第05讲 工业流程题解题策略（培优专项训练）（全国通用）2027年高考化学一轮复习高效培优系列

第05讲 工业流程题解题策略 目 录 真题·命题感知 进阶·强化演练 考向01 物质的制备与工艺流程 考向02 物质的分离提纯与工艺流程 考向03 物质的回收与工艺流程 拔高·模拟预测 真题·命题感知 1.（2026·广西·高考真题）从浓缩海水中获取高纯的工艺如下。已知时的，，。下列说法正确的是 A．常温下，“滤液1”时， B．常温下，“滤液2”时，完全沉淀 C．煅烧“滤渣”回收： D．路线Ⅰ的工艺优于Ⅱ 命题情境 本题以浓缩海水提镁的工艺流程为背景，涉及草酸沉淀钙、氢氧化镁沉淀、煅烧分解及电解制镁等单元操作。海水中有丰富的镁资源，但需先除去钙离子，草酸盐沉淀法是常用分离手段。题目同时考查草酸的电离常数计算、Mg(OH)2的Ksp应用、草酸钙煅烧方程式以及两种提镁路线（电解MgO与电解MgCl2）的优劣比较。该题将化工流程与化学平衡、电化学相结合，体现“科学态度与社会责任”的核心素养。 解题方法 ①比较c(C2O4²—)与c(H2C2O4)可利用Ka1·Ka2/c²(H+)，pH=5时该比值约为2.9×104>1，故c(C2O4²—)大。②判断Mg²+完全沉淀需满足c(Mg²+)<10—5mol/L，pH=9时c(OH—)=10—5，计算c(Mg²+)=5.6×10—2mol/L，远大于10—5，故未完全沉淀。③煅烧CaC2O4的反应为CaC2O4→CaO+CO↑+CO2↑，注意电子守恒和原子守恒。④MgO熔点高，电解时能耗巨大，工业上不采用，而MgCl2熔点较低，电解熔融MgCl2更经济，故路线Ⅱ优于Ⅰ。掌握“比值公式”“完全沉淀标准”“热分解配平”和“工业经济性”四个考点。 2.（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 命题情境 本题以磷废渣（含CaCO3、MgCO3和氟磷灰石）的分离工艺流程为素材，模拟固体废弃物资源化利用中钙、镁、磷的回收。实际中磷矿伴生碳酸盐，需通过焙烧、浸取、浮选等步骤分离。题目考查碳酸盐分解温度差异、铵盐浸取原理、浮选分离依据以及流程中二氧化碳和氨气的循环利用，体现了绿色化学和资源综合利用理念。 解题方法 ①CaCO3分解温度约900℃，而焙烧条件为600℃，故仅MgCO3分解为MgO，CaCO3不分解，且后续浮选得到CaCO3，证明A错误。②MgO与NH4Cl溶液反应生成MgCl2、NH3和H2O，该反应用于弱酸铵盐浸取碱性氧化物。③浮选利用矿物颗粒表面润湿性差异，属物理性质分离，而非化学性质。④流程中焙烧产生CO2，浸取产生NH3，二者可合成碳酸铵或碳酸氢铵作为沉淀剂，与滤液中Mg²⁺生成MgCO3沉淀。掌握“分解温度”“铵盐反应”“浮选原理”和“循环利用”四个知识点。 3.（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 命题情境 本题以工业废料中回收镉和锰的工艺流程为背景，利用硫化物和碳酸盐溶度积差异实现分离。镉和锰在电池和合金工业中有重要价值，其分离常采用沉淀法。题目给出CdS、CdCO3、MnS、MnCO3的Ksp，要求判断试剂选择和沉淀顺序，并写出沉锰离子方程式。此类题将Ksp数据与工艺流程结合，考查沉淀分离的策略设计。 解题方法 ①粉碎增大接触面积，提高浸出率。②比较Ksp：CdS远小于MnS，而CdCO3和MnCO3相近，故选用S²—（如Na2S）优先沉淀Cd²+实现分离。③若先沉锰（加HCO3—），则Cd²+也会因Ksp(CdCO3)与MnCO3接近而共沉，无法分离，故顺序不能对换。④沉锰的离子方程式应为Mn²++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O，不是生成H+，故D错误。注意“Ksp差异选择沉淀剂”“沉淀顺序逻辑”和“方程式正确书写”。 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 命题情境 本题以钢渣（含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3）为原料，采用酸碱协同法分离钙、硅、铁元素，模拟工业废渣资源化利用。钢渣是炼钢副产品，其资源化是循环经济的重要方向。流程中涉及酸浸、氧化、草酸盐沉淀、碱浸和酸化等操作，考查学生对金属离子分离条件、氧化剂选择及pH影响的理解。 解题方法 ①酸浸后滤液含Fe²+、Fe³+、Ca²+，滤渣为SiO2。②加入试剂X的目的是将Fe²+氧化为Fe³+，以便利用Fe2(C2O4)3可溶于水的性质使其留在滤液，而CaC2O4沉淀分离，故X需为氧化剂（如H2O2或O2），不能是Fe粉（还原剂）。③滤渣Ⅰ加NaOH碱浸，SiO2转化为Na2SiO3，再加试剂Y（盐酸）酸化生成H2SiO3沉淀，灼烧得SiO2。④“酸浸”后pH过小，则C2O4²—浓度降低，使Ca²++C2O4²—⇌CaC2O4平衡左移，滤渣Ⅱ质量减少。掌握“氧化剂选择”“草酸盐溶解性差异”和“pH对沉淀的影响”。 进阶·强化演练 考向01 物质的制备与工艺流程 1.（2026·广东茂名·三模）由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的工艺流程如图所示。 已知：25℃时，，，，。 (1)“酸浸”时ZnS发生反应的离子方程式为___________。 (2)当溶液的、时，___________(保留2位有效数字)，此时___________(填“已经”或“没有”)沉淀完全。 (3)“沉锌”前调节溶液的pH至4~5，加入的物质为___________(填标号)。 A．ZnO B．NaOH C． D． (4)硫化锌(ZnS)是一种优良的锂离子电池电极材料，其在充电过程中立方晶胞组成变化如图所示，电极反应为。 ①该锂离子电池工作时，ZnS做电池的___________(填“负”或“正”)极。 ②硫化锌(ZnS)晶体的密度为___________(列出计算式即可，设为阿伏加德罗常数的值)。 ③的化学式为___________(需求出x、y的值)。 (5)用ZnS可以去除酸性废液中的三价砷[As(Ⅲ)]，并可回收生成的沉淀。已知：溶液中As(Ⅲ)主要以弱酸(亚砷酸)形式存在：。60℃时，向含有三价砷的酸性废液中加入足量ZnS，砷回收率随反应时间的变化如图所示。 ①60℃时，ZnS与酸性废液中的反应生成的离子方程式为___________。 ②反应4 h后，砷回收率下降的可能原因是___________。 2.（2026·福建泉州·模拟预测）铼（Re）是一种被广泛用于航空、航天的金属。以钼精矿（主要成分有、，还含有、、、等杂质）为原料制备高铼酸铵（）和单质的工艺流程如图： 已知： ①；②。 回答下列问题： (1)是元素周期表中第六周期元素，与同族，其基态原子价层电子排布式为_________。 (2)下图是的射线衍射图谱，则属于_________（填“晶体”或“非晶体”）。 (3)“氧压碱浸”在高温下进行，该步主要产物有、、，写出发生反应的化学方程式_________。“水相1”中的阴离子主要是和，“滤渣2”的成分是_________。 (4)“反萃取”时发生反应的化学方程式为_________。 (5)“滤渣3”为，，“除磷”过程中按加入，充分反应后，常温下欲使溶液中和均降至，沉淀后的溶液，此时_________。 (6)该工艺流程中可循环利用的物质有_________。 (7)EAN规则指出：配合物中中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18时较稳定。例如符合EAN规则较稳定。与形成的单核配合物不满足EAN规则，故无法稳定存在，会自发二聚以满足EAN规则。已知该二聚物的红外光谱中检测到键吸收峰，其化学式为_________。 (8)三氧化铼晶胞如图所示，其中原子的配位数为_________，填在了围成的_________（填“四面体”“立方体”或“八面体”）空隙中。 3.（2026·江苏连云港·模拟预测）利用氧化锌烟尘(主要成分为难溶的、、、、等固体)制备饲料级碱式氯化锌[]，并通过实验测其化学式。 已知：；； (1)浸取。向氧化锌烟尘中加入足量的盐酸，充分浸取后过滤。滤液中含有、、、Fe2+等阳离子；滤渣1中含有S和SiO2。 ①“浸取”时，生成S的离子方程式：___________。 ②为了加快反应，浸出时需要适当加热，但温度不宜太高的原因是___________。 (2)除砷。调节浸出后滤液的pH，然后通入O2，同时加入FeCl3溶液，充分反应后过滤。 ①通入O2充分反应后所得溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示。___________。() ②加入FeCl3溶液的作用有___________。 (3)除铅。向“除砷”后所得滤液中加入稍过量的ZnCO3固体，充分反应后测得溶液中Zn2+的浓度为，则此时溶液中___________。 (4)测定碱式氯化锌样品的组成。 ①取一定量样品，用少量稀HNO3溶解后配成100.00mL溶液A； ②取25.00mL溶液A，加入足量AgNO3溶液，充分反应后过滤得AgCl0.287g； ③另取25.00mL溶液A，调节pH至4~5，用浓度为的标准溶液滴定Zn2+(离子方程式为)，滴定至终点，消耗标准溶液。则x：y：z的比值为___________。(写出计算过程，否则不得分！) 4.（2026·山东烟台·模拟预测）金属钛在航天、医疗等领域有着广泛的应用。工业上用钛铁矿（主要成分为含有、、、等杂质）为原料制备金属钛的工艺流程如下： 已知：①易水解，只能存在于强酸性溶液中；②时相关物质的见表： 物质 TiO 回答下列问题： (1)“酸浸”时钛铁矿与浓硫酸在 反应生成和，写出该工序中发生的主要反应的化学方程式_____________。 (2)物质X为_____________（填化学式），其作用是_____________________。 (3)“转化”工序加入试剂Y调节pH，试剂Y宜选用下列_________（填标号）。时，若加入Y时溶液中，为防止生成沉淀，应调节溶液的不超过_________（）。 A．    B．    C．    D． (4)“氯化”充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表。该温度下，与、反应的总化学方程式为_____。生成钛的过程中有副产品生成，为节约原料，实现物质的循环利用，对副产物的最佳利用方式是_____。 物质 CO 分压MPa 考向02 物质的分离提纯与工艺流程 1.（2026·广东佛山·二模）钼钨合金在电子设备制造、航空航天等领域应用广泛。一种从钼钨矿(含、、、CaO、MgO、)中提取钼、钨的流程如下： 已知： ①室温下，钼酸()、钨酸()均为弱酸，难溶于盐酸但可溶于硫酸。 ②，当离子浓度低于时，该离子可视为完全沉淀。 (1)CaMoO4中Mo元素的化合价是___________。 (2)“滤液1”含有的金属离子为___________。“氧化”中，MoS2发生如下反应，补充完整离子方程式：___________。 (3)室温下，“转化”中为确保完全沉淀，pH最低应调至___________()。 (4)“离子交换”中，采用含有R4NCl的离子交换树脂对转化液进行交换吸附，吸附原理为：(其中M为Mo或W)。交换后需加入NH4Cl解吸剂对离子交换树脂进行洗脱，洗脱原理为___________。 (5)碱性条件下，“硫化”时，发生反应的离子方程式为___________。该步骤中，(NH4)2S溶液不能过量，原因是___________。 (6)三氧化钨(WO3)是一种良好的催化剂载体，如图为WO3的不完整晶胞结构。 ①在图中补充剩余的氧原子___________。 ②设为阿伏加德罗常数的值，WO3晶体的密度为___________。 2.（2026·广东深圳·三模）锗是一种优良的半导体材料，在红外光材料、精密仪器等领域有着广泛的应用。某锌浸渣中含有ZnO、Fe2O3、GeO2、SiO2、Pb3O4等，利用该锌浸渣提取Ge的工艺流程如图所示。 已知：①部分含锗微粒的主要存在形式与pH的关系如表所示。 pH Ge主要存在形式 ②常温下，该工艺条件中，溶液中部分金属离子开始沉淀和完全沉淀()时的pH如表所示。 金属离子 开始沉淀时的pH 7.5 2.3 6.2 完全沉淀时的pH 9.0 3.2 8.2 ③Zn2+、Fe2+、Ge4+均可与酒石酸(，分子式为C4H6O6)形成配离子。 回答下列问题： (1)Ge与C同主族，锗的简化电子排布式为___________。 (2)Pb3O4在“还原浸出”步骤中发生反应的离子方程式为___________。 (3)“沉锗”时，需控制pH在___________之间；当时，Zn2+未产生沉淀，则浸出液中不超过___________mol·L-1。 (4)“滤渣2”的主要成分为___________(填化学式)。 (5)“酸溶”后，溶液的pH为1.8，向溶液中加入酒石酸萃取剂，发生反应：。 ①若pH升高，锗的萃取率下降，原因是___________。 ②“反萃取”中，反萃取效果与加入试剂的关系如图所示。“反萃取”中可以加入的物质B为___________(填化学式)。 (6)一种含锗的化合物应用于太阳能电池，其晶胞为长方体，结构如图(A)。 ①该含锗化合物晶胞的表示方式有多种，图中___________(填“B”、“C”或“D”)图不能表示此化合物的晶胞。 ②已知：该晶体的最简式的式量为Mr，代表阿伏伽德罗常数的值，该晶胞密度为___________(用代数式表示)。 3.（2026·广东梅州·模拟预测）开发深海矿产资源是人类可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳(主要含、、、、NiO、CuO)中分离获得金属资源的工艺流程如图： 已知：①“还原浸出”后得到的滤液中、、、。 ②常温下，部分金属氢氧化物溶度积如下表。溶液中的金属离子浓度小于或等于时可认为完全沉淀。 氢氧化物 (1)“粉碎”的目的是_______。 (2)“还原浸出”过程中，还原的离子方程式为_______。 (3)“除铁”时，可调至pH<_______(溶液体积变化忽略不计)。 (4)“萃取”过程中，与萃取剂LIX84-I(图a)形成的配合物结构如图b所示。下列说法正确的有_______(填标号)。        A．配位时被还原 B．与N原子形成了配位键 C．配合物与水能形成分子间氢键 D．图a、图b中N原子的杂化类型发生了改变 (5)“电解”时，以Cu片、石墨棒为电极，画出电解池示意图并做相应标注_______。 (6)某含铜化合物在光电子学和太阳能电池领域有潜在应用，其晶胞结构和俯视图如图所示。该化合物中_______；晶体中与Al最近且等距离的S原子的数目为_______。 (7)焙解(高温下隔绝空气发生分解)时的化学方程式为_______。 4.（2026·山东潍坊·三模）以铜阳极泥(含、、、、等)为主要原料提取、和的工艺流程如下： 已知：①硫酸铜650℃分解成氧化铜； ②；    回答下列问题： (1)流程中Se挥发率、Cu浸出率随焙烧温度的变化如下表所示，通常选择500℃焙烧而不采用更高温度的原因是______。 焙烧温度/℃ Se挥发率/% Cu浸出率/% 300 89.3 82.5 400 99.2 86.7 500 99.7 90.8 600 99.8 91.6 700 99.9 84.6 “浸金分银”中生成的离子方程式为______。向“含溶液”中加入过量锌粉置换，过滤，酸洗滤渣即可得较纯净的金。则酸洗时可加入的试剂为______(填化学式)。 (2)“溶银”时发生反应，将固体加入一定浓度的溶液中，固液两相平衡后，，则溶液中______。 (3)“析银”时甲醛被氧化为甲酸盐，此工序发生反应的化学方程式为______。过滤后，滤液经分离提纯所得产品可导入______(填写操作单元名称)循环利用。本工艺还可循环使用的物质是______。 考向03 物质的回收利用与工艺流程 1.（2026·湖北武汉·模拟预测）是一种性能优异的电极材料。一种以红土镍矿(含Fe(Ⅲ)、、、的氧化物)为原料制备的工艺如图所示。 已知：，金属离子浓度时可认为完全沉淀。 回答下列问题： (1)基态的价层电子排布图为________。 (2)“焙烧”前，将矿粉与助剂混合后研磨成糊状的原因是________。 (3)焙烧温度会影响焙烧熟料的成分，550℃和650℃所得焙烧熟料的X射线衍射图如图所示。650℃“焙烧”时，气体的成分为和________(写化学式)。 (4)“水浸”时，需控制水量防止沉淀过多，其原因是：①元素是制备的原料之一；②________。浸出渣的成分为少量和________(写化学式)。 (5)若“水浸”的浸出液中。则“共沉淀”时，应调节的范围为________。 (6)“煅烧”时发生反应的化学方程式为________。 2.（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________。 3.（2026·辽宁朝阳·一模）课题组欲从精粉煤灰(含、、、、)中回收提取铝、镁、铁相关化合物，设计流程如图所示： 已知：常温下，冰晶石微溶于水，碳酸氢镁可溶于水。 回答下列问题： (1)“酸浸”阶段可用“浓硫酸+水”代替稀硫酸，这样做的优点是_______。 (2)“滤渣1”的主要成分在工业上的用途有_______(任写一点)。 (3)纳米级铁黄是制备磁性纳米铁的前驱体，相关反应为，则反应中被氧化的氢原子与被还原的氢原子的物质的量之比为_______。 (4)“热解”时发生反应生成的化学方程式为_______。 (5)“电解”制金属镁须在充满_______的氛围中进行(填选项字母)。 a．　　　　b．　　　c．　　　d． (6)“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为_______。 (7)“滤液”中阴离子除、、外，还有_______(填离子符号)。 4.（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_______。 拔高·模拟预测 1.（2026·内蒙古呼和浩特·模拟预测）高砷烟尘含、、、、等。为降低危害并回收，设计流程如下： 已知：①“酸浸”中被氧化为，在“除锌镉”中未被还原 ②为沉淀 ③“萃取工艺”下各离子萃取率如下表： 离子 萃取率/% 99.41 0.83 70.16 (1)“酸浸”采用加压操作的目的是_______。 (2)“酸浸”中浸渣的主要成分为_______(填化学式)。 (3)“除锌镉”中除去发生的离子反应方程式为_______。 (4)“还原”中可选用多种物质作还原剂： ①选用作还原剂，硫酸浓度对的还原率与的沉淀率影响如图，还原时应选择_______，结合平衡移动原理解释随硫酸浓度增大沉淀率降低的原因：_______。 ②若还原剂为，写出还原的离子反应方程式：_______。 (5)过滤所得需进行洗涤，确定洗涤干净的操作及现象是_______。 (6)高砷烟尘中含少量含铁化合物，“滤液3”中可能混有少量的，“萃取工艺”中应尽快操作且避免长时间接触空气的原因是_______。 2.（2026·河北沧州·一模）金属钛广泛应用于航空航天、医疗等领域。工业上利用钛铁矿(主要成分为，含少量、等杂质)作原料生产金属钛的一种工艺流程如图： 已知：，。 (1)基态钛原子的价层电子排布式为___________。 (2)酸浸时，提高浸取速率的措施有___________(任写一条)。 (3)滤渣Ⅰ的主要成分为___________(填化学式)。 (4)写出生成的离子方程式：___________。 (5)试剂X为___________，加入试剂X的目的是避免水解时生成___________(填化学式，从而有利于提纯Ti）。 (6)常温下，结晶后的滤液中浓度为，则用氨水调节pH应不大于___________。 (7)电解过程中金属钛在___________(填“阴”或“阳”)极析出。镁与在高温下反应也可以制备金属钛，该法与电解法相比劣势明显，其原因是___________。 3.（2026·湖北武汉·一模）铱(Ir)和锇(Os)属于铂族金属，与金、银合称贵重金属，可以用于电气、精密仪表、催化剂等领域。铱锇矿的主要成分有、Os、、OsO2，还含有等杂质，从铱锇矿中提取铱和锇的流程如下：回答下列问题： (1)“高温融合”时发生的反应与铝热反应类似。“酸溶Ⅰ”的目的是___________，溶渣的主要成分除Ir、Os外，还有____________(填化学式)。 (2)“氧化挥发”时将溶渣置于300~800℃的管式炉内，通入空气氧化。“吸收”时用NaOH溶液吸收生成，该反应的离子方程式为_____________。 (3)“沉锇”时，与发生反应。生成的锇盐要立即过滤，滤饼要经无水乙醇多次洗涤，用无水乙醇洗涤的优点是___________________________。 (4)“碱熔”时，“残渣I”中的Ir与反应生成和，该反应的化学方程式为__________。 (5)“沉铜”时，当通入达到饱和时测得溶液的，此时溶液中_________mol·L-1.[已知：25℃，溶于水形成饱和溶液时，；的电离常数，；]。 4.（2026·湖北武汉·三模）一种从铜阳极泥(主要含有、、、等)提取硒和碲的工艺流程如下： 已知：①是两性氧化物，常温下反应过程如下：       ②“蒸硒”的反应之一为：(浓) 回答下列问题： (1)Te的价电子排布式为___________。 (2)“转沉”过程中的离子方程式为___________。 (3)“烟气”溶于水中会获得单质Se，该化学反应方程式为___________。 (4)“碱浸渣”中可以回收的金属元素为___________。(填元素符号) (5)“调”时，为使溶液中残留的含碲微粒浓度小于，理论上调节的范围是___________。 (6)“调”时，若硫酸过量较多，可能溶解生成，可用和通过图1所示转化回收单质Te。改变加入NaCl的量得到Te的还原率变化曲线如图2所示。Cl-在反应中的作用是___________；结合析出方程式说明图2曲线降低的原因___________。 5.（2026·河南平顶山·三模）GaAs是重要的半导体材料。以高砷烟尘(主要成分为、和少量Zn、Pb、In的氧化物)为原料，回收砷和铟的工艺流程如图所示。 已知：①In为第ⅢA族元素。 ②。 ③能溶于水生成对应的酸，“蒸发结晶”步骤转化为。 回答下列问题： (1)提高“酸浸”浸取速率的方法有___________(任写两种)。 (2)“还原1”反应的化学方程式为___________。 (3)①“反萃取”步骤加入的浓HCl作用是___________。 ②“电沉积”阴极发生的电极反应式为___________；“电沉积”完成后，溶液经处理后所得产品导入___________(填操作单元名称)实现循环利用。 (4)“氧化”反应的化学方程式为___________。 (5)“还原2”中，碳的用量对还原过程中部分平衡组分的影响如图所示。当碳的用量超过1.5mol时，生成产物的可能原因是___________。 6.（2026·山西忻州·模拟预测）黑铜泥(主要成分为、，还存在、等)综合回收工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)As和Sb位于同一主族，且Sb位于As的下一周期，写出Sb的价电子排布式___________。 (2)“氧压碱浸”步骤中通入的氧气需要加压的目的是___________，发生反应的化学方程式为___________。 (3)“氧化”步骤中，当温度超过60℃，单位时间内的氧化率会明显降低，其主要原因是___________，“滤渣”的主要成分是___________(填化学式)。 (4)提纯粗的操作为___________(填操作名称)。 (5)生产过程中产生的低浓度废水，可通过如图所示电解法除去从而达到排放标准(电极a和电极c为惰性电极，电极b为铁电极)。 ①的酸性明显强于，其主要原因是___________。 ②在电极a与电极b之间的区域内，溶液中生成沉淀的离子方程式为___________(已知：通过电极a和电极b的电流相等)。 ③电解后废水中的浓度为，则废水中As元素的浓度为___________mg/L(假设电解后废水中的砷元素全部以的形式存在；计算结果小数点后保留3位)。已知：。 7.（2026·福建泉州·模拟预测）锆是一种战略金属，以锆英砂(主要成分为，含少量、杂质)为原料可制取、磷酸锆[]等产品，工艺流程如下： 已知：锆英砂能与烧碱高温反应生成，在水中溶解度很小 (1)是的同族相邻元素，基态原子的价电子排布式为_____。 (2)在下碱熔，全部转化为，反应的化学方程式为_______________。其他条件相同时，控制“碱熔”过程中，测得不同，时，锆英砂转化率随温度变化的关系如图所示。实际生产中选择、；而不选择：、，可能原因是_________________________(从生产成本回答)。 (3)“滤液1”中的溶质除NaOH外，还主要含有_____(填化学式)。 (4)“转型压滤”发生的主要反应的离子方程式为_____。 (5)磷酸锆结合剂中具有胶结性能的化合物为和，中和度[]在之间的物质具有胶结性能。当时，结合剂中的比值为_____。 (6)向中掺杂可制备固体电解质。 ①的晶胞结构如图所示，中部分的位置被占据，得到，同时产生空位。若，则中的空缺率为_____(的空缺率)。 ②水热法制备。不同温度下测得产品的X射线衍射图(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)如图所示，则最佳的制备温度为_____。 8.（2026·福建·模拟预测）电解铜的阳极泥中含、、、、、等物质，以该阳极泥为原料，分离和回收、、、等金属或其化合物的工艺流程如图所示。 已知：易溶于水，、难溶于水；。回答下列问题： (1)PdSe中Pd为＋2价，且“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质，则“氧化焙烧”中，PdSe发生反应的化学方程式为_____________________________________________。 (2)“酸浸”后的滤液b为________________(填化学式)。 (3)“氯浸”工艺中，金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子：、、，的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。 (4)“分金”加入过量草酸的作用，除析出金属Au外，还有__________________________________。 (5)利用“滤液c”可制备Pt，工艺流程如下图所示。在酸性条件下，“沉铂”总反应的离子方程式为_____________________________________________。 (6)“沉钯”之前，测得溶液中，加入等体积的0.8mol/LNH4Cl溶液充分反应，测得反应后混合液中约为_________(忽略溶液混合时的体积变化)。 (7)含硒化合物应用广泛，如硒化锌可用于制造红外线光学仪器。硒化锌为立方晶胞，其结构如图1所示，晶胞的俯视图如图2所示。b处Se的坐标为(0，0，0)，则c处Zn的坐标为_________；用表示阿伏加德罗常数的值，该硒化锌晶体的密度为，则晶胞中c、d两点的距离为_________pm(用含ρ、的计算式表示)。 9.（2026·广西柳州·模拟预测）锝（Tc）在医疗、工业上均有重要用途。某核废料液中含有的主要的离子为、、、、、。用此工业废水获得Tc的工业路线如图所示。 已知：滤液1加入氨水调的目的是把进行沉淀分离。具有强氧化性，还原产物为。 (1)位于元素周期表的第五周期，与同族，则位于__________区，其价层电子排布式为__________。 (2)若让恰好完全沉淀，则m为__________。（已知：；；） (3)滤液3中含，转化为过程中加入的试剂X可能是__________。 a．    b．    c．    d． (4)滤渣2的成分为__________，滤液4中含有的金属阳离子有__________。 (5)浸取过程中发生的离子方程式为______________________。 (6)在稀溶液中电解生成Tc的阴极方程式为______________________，Tc的产率与初始硫酸浓度的关系如图，电解时硫酸浓度过大而Tc的产率下降的原因是________________________________________________。 10.（2026·湖南衡阳·模拟预测）金属锑广泛用于轴承材料、光伏发电等领域，有“工业味精”之称，工业上可以用烟化法制备高纯锑。以辉锑矿(主要成分为，含有砷、铁等元素的杂质)，提纯流程如下，按要求回答问题。 (1)锑元素与氮元素同主族，原子序数相差44，故其在周期表中第________周期第________族。 (2)“焙烧”过程将转化成，该过程的化学方程式为________。 (3)“精炼”过程中，纯碱可以将转化为熔渣，写出该过程的化学方程式：________；该过程中进一步通空气的主要目的是________。 (4)已知几种物质的沸点见下表。 物质 沸点/℃ 1425 Sb 1587 Fe 2862 铁的氧化物 1300～1500分解为铁 ①“烟化”过程控制温度约为________，理由为________。 ②从化学键的角度解释金属铁的沸点高于金属锑的原因为________。 (5)酸性条件电解硫酸锑溶液可精炼锑。以4N精锑和不锈钢作电极，在、25～45℃的条件电解得到5N高纯锑，不锈钢为________(填“阳”或“阴”)极，电极反应为________。 11.（2026·山东威海·二模）将赤泥（含 、、、、 、等）与红土镍矿废料（含 、、、等）混合协同提取有价金属，是近年来备受关注的一种资源化利用新思路。一种以二者为原料，提取合金、的工艺流程如下： 已知：，溶液中离子浓度时，可认为沉淀完全。回答下列问题： (1)工业上一般控制“焙烧”过程产生的烟气中体积比，理由是______________。 (2)“酸浸”得到的滤渣的主要成分为_____（填化学式）。 (3)萃取剂a和b在不同pH条件下对不同元素的萃取率如图所示。最好选用萃取剂_____（填“a”或“b”），根据该萃取剂，应选择最适宜的pH为_____（填标号）。 A．0.5    B．1.5    C．2.5 (4)常温下“反萃取”时，当加入后，混合液的pH为5时，_____（填“能”或不能）、沉淀完全，理由是______________。 (5)“沉钪”过程中发生反应的离子方程式为__________；“空气中灼烧”时，每制取，理论上产生标准状况下_____。 12.（2026·广东深圳·模拟预测）某含锶()废渣主要含有和等，一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。 已知时， (1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有_______(写一条)，“浸出液”中主要的金属离子有Ca2+、_______(填离子符号)。 (2)“盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为_______。 (3)将窝穴体a(结构如下图所示)与K+形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的Sr2+，原因有_______。 A．Sr2+与窝穴体a的空腔更匹配 B．Sr2+与N、O形成离子键 C．窝穴体a识别Sr2+可降低SrCl2在水中的溶解度 D．结合时Sr2+被还原 (4)Sr位于元素周期表第五周期第ⅡA族。由SrCl2∙6H2O制备无水SrCl2的最优方法是_______。 (5)与工业制镁类似，常用电解熔融SrCl2制Sr单质，试写出工业制Sr的化学方程式为_______；以石墨棒为电极，画出电解池示意图并做相应标注_______。 (6)晶体的立方体晶胞如图所示，其中Sr、Ti与O的间距均相等，且Sr与O的最小间距要大于Ti与O的最小间距。 ①该晶胞中，O所在的位置_______(填“棱心”、“面心”或者“体心”，下同)。 ②若该晶体的晶胞以Sr为顶点，则Ti位于晶胞中的位置为_______。 13.（2026·福建泉州·模拟预测）从某种钼镍矿(主要成分为、、，含少量等)分离提取、、等元素的工艺流程如下图所示： 已知：   (1)是第5周期ⅥB族元素，其基态原子的价层电子排布式为__________。 (2)“焙烧”时，生成的化学反应方程式为__________。 (3)(Ⅵ)在水溶液中的存在形态与溶液pH相关，示意如图： “碱浸”时，转化为的离子方程式为__________。 (4)“沉钼”时，当溶液中______，能获得较纯净的。[时，该离子完全沉淀] (5)“酸浸”时，的最佳浸出条件为70℃、35%硝酸、10%硫酸，温度不能高于70℃的原因是__________。 (6)取某批次钼镍矿样品，其中的质量分数为20.0%，在“酸浸”步骤中，的浸出率为91%。理论上，可得到金属的质量__________g。 (7)晶胞投影如图，其晶胞参数：，，且。晶胞中占据两种位置，除顶点外还有__________(填“棱心”“面心”或“体心”)，晶胞中原子的数目为__________。 14.（2026·北京·模拟预测）镍的氧化物()是重要的无机功能材料，广泛应用于电池、陶瓷、催化剂等领域。以镍废料(主要含、、、、等金属)为原料制备的工艺流程如图。 已知：，，。 回答下列问题： (1)基态原子的价层电子排布图为_______；上述涉及的金属元素占据元素周期表中的_______(填数字)个区。 (2)若溶解铜的混酸中，当 _______时溶解铜的质量最大。 (3)从环保角度分析，试剂a宜选择_______(填化学式)；已知黄钠铁矾的组成为，则m、n的关系式为_______。 (4)向“除杂1”所得滤液中通入除去、元素，控制溶液的 ，此时，则溶液中 _______。 (5)“沉镍”时发生反应的离子方程式为_______；为除去草酸镍晶体表面的等离子，需进行洗涤，检验晶体已洗净的操作及现象是_______。 (6) 固体的热失重曲线图如图。将气体产物通过澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊且气体产物能全部被吸收。则 内固体发生的主要反应的化学方程式为_______。 15.（2026·湖北孝感·模拟预测）废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图： 回答下列问题： (1)硒(Se)与硫为同族元素，镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第ⅢA族，中Cu的化合价为_______。 (2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为_______。 (3)25℃时，已知：，，，，“浸出液”中。当金属阳离子浓度小于时沉淀完全，恰好完全沉淀时溶液的pH约为_______(保留一位小数)；若继续加入氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后_______；为探究在氨水中能否溶解，计算反应的平衡常数_______。(已知：，) (4)“滤渣”与混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中是否洗净的试剂是_______；“回流过滤”中的作用是将氢氧化物转化为氯化物和作溶剂。 (5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为_______。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 工业流程题解题策略 目 录 真题·命题感知 进阶·强化演练 考向01 物质的制备与工艺流程 考向02 物质的分离提纯与工艺流程 考向03 物质的回收与工艺流程 拔高·模拟预测 真题·命题感知 1.（2026·广西·高考真题）从浓缩海水中获取高纯的工艺如下。已知时的，，。下列说法正确的是 A．常温下，“滤液1”时， B．常温下，“滤液2”时，完全沉淀 C．煅烧“滤渣”回收： D．路线Ⅰ的工艺优于Ⅱ 【答案】A 【分析】向浓缩海水中，加入草酸和草酸钠，将转化为沉淀，过滤分离；取滤液，向其中加入溶液，将转化为沉淀；高温分解得到或向中加盐酸得到；最后电解或得到高纯Mg。 【解析】常温下时，，故，A正确；时，，未完全沉淀，B错误；给出的反应电子不守恒，煅烧的正确反应为，C错误；熔点远高于，电解能耗远大于电解，路线Ⅱ更优，D错误；故选A。 命题情境 本题以浓缩海水提镁的工艺流程为背景，涉及草酸沉淀钙、氢氧化镁沉淀、煅烧分解及电解制镁等单元操作。海水中有丰富的镁资源，但需先除去钙离子，草酸盐沉淀法是常用分离手段。题目同时考查草酸的电离常数计算、Mg(OH)2的Ksp应用、草酸钙煅烧方程式以及两种提镁路线（电解MgO与电解MgCl2）的优劣比较。该题将化工流程与化学平衡、电化学相结合，体现“科学态度与社会责任”的核心素养。 解题方法 ①比较c(C2O4²—)与c(H2C2O4)可利用Ka1·Ka2/c²(H+)，pH=5时该比值约为2.9×104>1，故c(C2O4²—)大。②判断Mg²+完全沉淀需满足c(Mg²+)<10—5mol/L，pH=9时c(OH—)=10—5，计算c(Mg²+)=5.6×10—2mol/L，远大于10—5，故未完全沉淀。③煅烧CaC2O4的反应为CaC2O4→CaO+CO↑+CO2↑，注意电子守恒和原子守恒。④MgO熔点高，电解时能耗巨大，工业上不采用，而MgCl2熔点较低，电解熔融MgCl2更经济，故路线Ⅱ优于Ⅰ。掌握“比值公式”“完全沉淀标准”“热分解配平”和“工业经济性”四个考点。 2.（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。 命题情境 本题以磷废渣（含CaCO3、MgCO3和氟磷灰石）的分离工艺流程为素材，模拟固体废弃物资源化利用中钙、镁、磷的回收。实际中磷矿伴生碳酸盐，需通过焙烧、浸取、浮选等步骤分离。题目考查碳酸盐分解温度差异、铵盐浸取原理、浮选分离依据以及流程中二氧化碳和氨气的循环利用，体现了绿色化学和资源综合利用理念。 解题方法 ①CaCO3分解温度约900℃，而焙烧条件为600℃，故仅MgCO3分解为MgO，CaCO3不分解，且后续浮选得到CaCO3，证明A错误。②MgO与NH4Cl溶液反应生成MgCl2、NH3和H2O，该反应用于弱酸铵盐浸取碱性氧化物。③浮选利用矿物颗粒表面润湿性差异，属物理性质分离，而非化学性质。④流程中焙烧产生CO2，浸取产生NH3，二者可合成碳酸铵或碳酸氢铵作为沉淀剂，与滤液中Mg²⁺生成MgCO3沉淀。掌握“分解温度”“铵盐反应”“浮选原理”和“循环利用”四个知识点。 3.（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。 命题情境 本题以工业废料中回收镉和锰的工艺流程为背景，利用硫化物和碳酸盐溶度积差异实现分离。镉和锰在电池和合金工业中有重要价值，其分离常采用沉淀法。题目给出CdS、CdCO3、MnS、MnCO3的Ksp，要求判断试剂选择和沉淀顺序，并写出沉锰离子方程式。此类题将Ksp数据与工艺流程结合，考查沉淀分离的策略设计。 解题方法 ①粉碎增大接触面积，提高浸出率。②比较Ksp：CdS远小于MnS，而CdCO3和MnCO3相近，故选用S²—（如Na2S）优先沉淀Cd²+实现分离。③若先沉锰（加HCO3—），则Cd²+也会因Ksp(CdCO3)与MnCO3接近而共沉，无法分离，故顺序不能对换。④沉锰的离子方程式应为Mn²++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O，不是生成H+，故D错误。注意“Ksp差异选择沉淀剂”“沉淀顺序逻辑”和“方程式正确书写”。 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；故选A。 命题情境 本题以钢渣（含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3）为原料，采用酸碱协同法分离钙、硅、铁元素，模拟工业废渣资源化利用。钢渣是炼钢副产品，其资源化是循环经济的重要方向。流程中涉及酸浸、氧化、草酸盐沉淀、碱浸和酸化等操作，考查学生对金属离子分离条件、氧化剂选择及pH影响的理解。 解题方法 ①酸浸后滤液含Fe²+、Fe³+、Ca²+，滤渣为SiO2。②加入试剂X的目的是将Fe²+氧化为Fe³+，以便利用Fe2(C2O4)3可溶于水的性质使其留在滤液，而CaC2O4沉淀分离，故X需为氧化剂（如H2O2或O2），不能是Fe粉（还原剂）。③滤渣Ⅰ加NaOH碱浸，SiO2转化为Na2SiO3，再加试剂Y（盐酸）酸化生成H2SiO3沉淀，灼烧得SiO2。④“酸浸”后pH过小，则C2O4²—浓度降低，使Ca²++C2O4²—⇌CaC2O4平衡左移，滤渣Ⅱ质量减少。掌握“氧化剂选择”“草酸盐溶解性差异”和“pH对沉淀的影响”。 进阶·强化演练 考向01 物质的制备与工艺流程 1.（2026·广东茂名·三模）由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的工艺流程如图所示。 已知：25℃时，，，，。 (1)“酸浸”时ZnS发生反应的离子方程式为___________。 (2)当溶液的、时，___________(保留2位有效数字)，此时___________(填“已经”或“没有”)沉淀完全。 (3)“沉锌”前调节溶液的pH至4~5，加入的物质为___________(填标号)。 A．ZnO B．NaOH C． D． (4)硫化锌(ZnS)是一种优良的锂离子电池电极材料，其在充电过程中立方晶胞组成变化如图所示，电极反应为。 ①该锂离子电池工作时，ZnS做电池的___________(填“负”或“正”)极。 ②硫化锌(ZnS)晶体的密度为___________(列出计算式即可，设为阿伏加德罗常数的值)。 ③的化学式为___________(需求出x、y的值)。 (5)用ZnS可以去除酸性废液中的三价砷[As(Ⅲ)]，并可回收生成的沉淀。已知：溶液中As(Ⅲ)主要以弱酸(亚砷酸)形式存在：。60℃时，向含有三价砷的酸性废液中加入足量ZnS，砷回收率随反应时间的变化如图所示。 ①60℃时，ZnS与酸性废液中的反应生成的离子方程式为___________。 ②反应4 h后，砷回收率下降的可能原因是___________。 【答案】(1) (2) 没有 (3)AD (4) 负 (或其他正确答案) (5) 生成的沉淀附着于反应物固体的表面，阻碍了继续与的反应；随着反应的进行，溶液的增大，溶液中浓度减小，促使平衡正向移动，沉淀重新溶解，砷回收率下降 【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】（1）酸浸时ZnS在酸性条件下被氧化为S单质，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为： 。 （2）当溶液的、时，，由电离常数关系= ，代入数据得： ，结合得： ， 沉淀完全的标准为离子浓度，，因此没有沉淀完全。 （3）调节pH不能引入新杂质，、均可与反应升高pH，不引入新杂质；引入、引入，故选AD。 （4）①由题意知，在充电过程中，ZnS转化为LixZnyS，再转化为Li2S，则在充电时，ZnS发生的是还原反应，充电时的阴极对应放电时的负极，故在锂离子电池中，ZnS做电池的负极。 ②晶胞中，数目为，数目为，晶胞质量，晶胞边长为，因此密度 = 。 ③晶胞中总数为=4，阳离子（、）的总数为，结合电荷平衡：，则，若S的个数为1，则x=1.5，y=0.25，因此化学式为。 （5）①根据质量守恒、电荷守恒和题给信息“酸性废液”， ZnS与反应除了生成外还有锌离子，写出反应的离子方程式为：。 （6）②反应4 h后，砷回收率下降的可能原因是：生成的沉淀附着于反应物固体的表面，阻碍了继续与的反应；随着反应的进行，溶液的增大，溶液中浓度减小，促使平衡正向移动，沉淀重新溶解，砷回收率下降。 2.（2026·福建泉州·模拟预测）铼（Re）是一种被广泛用于航空、航天的金属。以钼精矿（主要成分有、，还含有、、、等杂质）为原料制备高铼酸铵（）和单质的工艺流程如图： 已知： ①；②。 回答下列问题： (1)是元素周期表中第六周期元素，与同族，其基态原子价层电子排布式为_________。 (2)下图是的射线衍射图谱，则属于_________（填“晶体”或“非晶体”）。 (3)“氧压碱浸”在高温下进行，该步主要产物有、、，写出发生反应的化学方程式_________。“水相1”中的阴离子主要是和，“滤渣2”的成分是_________。 (4)“反萃取”时发生反应的化学方程式为_________。 (5)“滤渣3”为，，“除磷”过程中按加入，充分反应后，常温下欲使溶液中和均降至，沉淀后的溶液，此时_________。 (6)该工艺流程中可循环利用的物质有_________。 (7)EAN规则指出：配合物中中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18时较稳定。例如符合EAN规则较稳定。与形成的单核配合物不满足EAN规则，故无法稳定存在，会自发二聚以满足EAN规则。已知该二聚物的红外光谱中检测到键吸收峰，其化学式为_________。 (8)三氧化铼晶胞如图所示，其中原子的配位数为_________，填在了围成的_________（填“四面体”“立方体”或“八面体”）空隙中。 【答案】(1) (2)晶体 (3) 、 (4) (5) (6)、（或） (7) (8) 2 八面体 【分析】钼精矿(主要成分有、，还含有、、、等杂质)在氧压碱浸时，、和、反应生成、、，同时、、、等杂质反应，分别生成、、、等，过滤，可得到滤渣1（），滤液中加硫酸调pH，可以除掉滤液中的、，滤渣2为、，同时提供以备后续萃取时需要，再向滤液中加入进行萃取，在有机相1中得到，“水相1”中得到和，分液后，向有机相1中加进行反萃取，生成，分液后留在水相2中，向水相2中加入的进行除磷时，与反应生成沉淀，过滤除掉，再经过后续处理得到纯品；经热解后得到、和水，进一步被还原为Re粉； 【解析】（1）是元素周期表中第六周期元素，与同族，是第ⅦB元素，故在元素周期表中的位置为第六周期、第ⅦB元素，故基态原子价层电子排布式为； （2）由的X射线衍射图谱可知，具有衍射峰，说明属于晶体； （3）根据流程图及题干信息可知，“氧压碱浸”是在高温下进行的，其中的与、反应生成、和，化学方程式为：； 向“氧压碱浸”后的滤液中加入调节pH，会使滤液中的和转化为沉淀和沉淀，故“滤渣2”的成分是、； （4）由分析可知，有机相1中含有，向有机相1中加进行反萃取，生成，故“反萃取”时发生反应的化学方程式为：； （5）“滤渣3”为，的沉淀溶解平衡常数为，由题干可知，当常温下使溶液中和均降至时，即当时，可求得，此时溶液pH=10，即，又已知，可得； （6）由题意及分析可知，在反萃取后可得到的有机溶剂，热解后可得到的气体（溶于水为），这两种物质都是可以循环利用的； （7）Re与CO形成的单核配合物中中心原子Re的价电子数（7）和配体提供的电子数（）之和为17，不稳定，会自发二聚以满足EAN规则，已知该二聚物的红外光谱中检测到Re-Re键吸收峰，故该二聚物的结构为，这样就满足了中心原子Re价电子数（7）和配体提供的电子数（）之和为18的稳定状态，故该二聚物的分子式为； （8）由晶胞结构图示可知，该晶胞中黑球位于棱心，有个，白球位于顶点，有个，结合晶胞的化学式ReO3可知，黑球代表O，白球代表Re，O周围距离最近且相等的Re有2个（相邻顶点处），所以O原子的配位数为2； 由晶胞图示可知，距离Re最近且相等的O有6个，这6个O构成的结构为八面体，故填在了围成的八面体空隙中。 3.（2026·江苏连云港·模拟预测）利用氧化锌烟尘(主要成分为难溶的、、、、等固体)制备饲料级碱式氯化锌[]，并通过实验测其化学式。 已知：；； (1)浸取。向氧化锌烟尘中加入足量的盐酸，充分浸取后过滤。滤液中含有、、、Fe2+等阳离子；滤渣1中含有S和SiO2。 ①“浸取”时，生成S的离子方程式：___________。 ②为了加快反应，浸出时需要适当加热，但温度不宜太高的原因是___________。 (2)除砷。调节浸出后滤液的pH，然后通入O2，同时加入FeCl3溶液，充分反应后过滤。 ①通入O2充分反应后所得溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示。___________。() ②加入FeCl3溶液的作用有___________。 (3)除铅。向“除砷”后所得滤液中加入稍过量的ZnCO3固体，充分反应后测得溶液中Zn2+的浓度为，则此时溶液中___________。 (4)测定碱式氯化锌样品的组成。 ①取一定量样品，用少量稀HNO3溶解后配成100.00mL溶液A； ②取25.00mL溶液A，加入足量AgNO3溶液，充分反应后过滤得AgCl0.287g； ③另取25.00mL溶液A，调节pH至4~5，用浓度为的标准溶液滴定Zn2+(离子方程式为)，滴定至终点，消耗标准溶液。则x：y：z的比值为___________。(写出计算过程，否则不得分！) 【答案】(1) 盐酸具有挥发性，温度过高会导致HCl挥发，降低酸的浓度，减慢浸取速率 (2) 11.5 提供Fe3+与溶液中结合成难溶的沉淀除去；同时Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体可以吸附杂质 (3) (4)，，x：z = n(Zn2+)：n(Cl-) = 0.005：0.002 = 5：2，根据电荷守恒，，，则x：y：z的比值为5：8：2 【分析】氧化锌烟尘(主要成分为难溶的、、、、等固体) 加入盐酸酸浸，“浸出”过程中的浸出液含有的阳离子是H+、Pb2+、Zn2+、Fe2+，二氧化硅不溶于盐酸，PbS在盐酸中与Fe3+发生氧化还原反应，生成Pb2+和单质硫，Fe3+被还原为Fe2+，则滤渣1主要成分为S和SiO2，除砷时向滤液中加入O2和氯化铁：Fe2+氧化为Fe3+，将砷转化为除去，过滤后的滤液中加入碳酸锌将Pb2+转化为PbCO3除去，过滤后向滤液中加入浓氢氧化钠得到。 【解析】（1）①“浸取”时，PbS在盐酸中与Fe3+发生氧化还原反应生成S的离子方程式：； ②盐酸具有挥发性，温度过高会导致HCl挥发，降低酸的浓度，减慢浸取速率； （2）①H3AsO4第三步电离：，，当pH=11.5时，，，； ②加入FeCl3溶液提供Fe3+与溶液中结合成难溶的沉淀除去；同时Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体可以吸附杂质； （3）溶液中Zn2+的浓度为，，； （4）取25.00 mL溶液A，加入足量AgNO3溶液，充分反应后过滤AgCl 沉淀0.287 g，，，另取25.00 mL溶液A，用浓度为的标准溶液滴定Zn2+，消耗标准溶液25.00 mL，则，x：z = n(Zn2+)：n(Cl-) = 0.005：0.002 = 5：2，根据电荷守恒，，，则x：y：z的比值为5：8：2。 4.（2026·山东烟台·模拟预测）金属钛在航天、医疗等领域有着广泛的应用。工业上用钛铁矿（主要成分为含有、、、等杂质）为原料制备金属钛的工艺流程如下： 已知：①易水解，只能存在于强酸性溶液中；②时相关物质的见表： 物质 TiO 回答下列问题： (1)“酸浸”时钛铁矿与浓硫酸在 反应生成和，写出该工序中发生的主要反应的化学方程式_____________。 (2)物质X为_____________（填化学式），其作用是_____________________。 (3)“转化”工序加入试剂Y调节pH，试剂Y宜选用下列_________（填标号）。时，若加入Y时溶液中，为防止生成沉淀，应调节溶液的不超过_________（）。 A．    B．    C．    D． (4)“氯化”充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表。该温度下，与、反应的总化学方程式为_____。生成钛的过程中有副产品生成，为节约原料，实现物质的循环利用，对副产物的最佳利用方式是_____。 物质 CO 分压MPa 【答案】(1)FeTiO3 +2H2SO4 =TiOSO4 + FeSO4+ 2H2O (2) Fe 防止Fe2+被氧化成Fe3+，在转化时与TiO2＋同时生成沉淀 (3) C 6.6 (4) 电解熔融的氯化镁制备金属镁和氯气 【分析】钛铁矿（主要成分为含有、、、等杂质）加入硫酸“酸浸”，因二氧化硅不与硫酸反应，所以得到不溶于酸的二氧化硅，同时氧化钙转化为硫酸钙沉淀，故矿渣为二氧化硅、硫酸钙；铁、钛、镁转化为硫酸盐，加入试剂X，得到副产品FeSO4•7H2O，试剂X的目的是将三价铁转化为二价铁，所以推知X为Fe；再向滤液中加入试剂Y，通过调节pH使得转化为TiO(OH)2沉淀；煅烧固体TiO(OH)2沉淀得到二氧化钛，加入碳、氯气发生氧化还原反应得到四氯化钛，最终置换转化为钛单质，据此分析。 【解析】（1）根据题意可知，“酸浸”时钛铁矿与浓硫酸在 反应生成和，则该工序中发生的主要反应的化学方程式为：FeTiO3 +2H2SO4 =TiOSO4 + FeSO4+ 2H2O； （2）根据分析可知，铁离子易沉淀，为防止其与共沉淀，与加入试剂X，将铁离子还原为亚铁离子，得到FeSO4•7H2O从溶液中分离出来，故试剂X为Fe； （3）“转化”工序加入试剂Y调节pH，根据已知信息可知，易水解，为生成沉淀，需加入碱性物质，促进其水解，所以应选碳酸钠，其余选项物质的水溶液均显酸性，不符合题意，故选C；根据氢氧化亚铁的Ksp=可知，，所以，所以pH=-lg=14-8+2lg2=6.6； （4）根据表格数据可以看出，该温度下，与、发生氧化还原反应生成TiCl4、CO和CO2，其中n(CO):n(CO2)= :()1:2，根据氧化还原反应配平原则可知，C元素化合价升高，升高的价态为2+24=10，Cl2化合价降低2，据此得出C与Cl2的化学计量数之比为3:5，根据原子守恒得出总化学方程式为；氯化镁可在工业上冶炼镁单质，所以对副产品氯化镁的再利用可以是：电解熔融的氯化镁制备金属镁和氯气。 考向02 物质的分离提纯与工艺流程 1.（2026·广东佛山·二模）钼钨合金在电子设备制造、航空航天等领域应用广泛。一种从钼钨矿(含、、、CaO、MgO、)中提取钼、钨的流程如下： 已知： ①室温下，钼酸()、钨酸()均为弱酸，难溶于盐酸但可溶于硫酸。 ②，当离子浓度低于时，该离子可视为完全沉淀。 (1)CaMoO4中Mo元素的化合价是___________。 (2)“滤液1”含有的金属离子为___________。“氧化”中，MoS2发生如下反应，补充完整离子方程式：___________。 (3)室温下，“转化”中为确保完全沉淀，pH最低应调至___________()。 (4)“离子交换”中，采用含有R4NCl的离子交换树脂对转化液进行交换吸附，吸附原理为：(其中M为Mo或W)。交换后需加入NH4Cl解吸剂对离子交换树脂进行洗脱，洗脱原理为___________。 (5)碱性条件下，“硫化”时，发生反应的离子方程式为___________。该步骤中，(NH4)2S溶液不能过量，原因是___________。 (6)三氧化钨(WO3)是一种良好的催化剂载体，如图为WO3的不完整晶胞结构。 ①在图中补充剩余的氧原子___________。 ②设为阿伏加德罗常数的值，WO3晶体的密度为___________。 【答案】(1)＋6 (2) 、 (3)10.15 (4)增大c(Cl-)，使吸附平衡逆向移动完成洗脱 (5) 防止后续与硫酸铜反应形成CuS杂质 (6) 【分析】该流程的核心逻辑是酸浸除杂氧化溶解 调pH除锰 离子交换富集硫化分离钼钨沉淀提纯钼。利用了钼和钨在化学性质上的细微差异，特别是与硫离子的反应活性不同，来实现两者的分离。 【解析】（1）根据化合物正负化合价代数和为0的规则：Ca为+2价，O为-2价，设Mo化合价为x，则，解得x=+6； （2）确定“滤液1”的金属离子钼钨矿中，、与盐酸反应生成可溶于水的、，因此、进入滤液；、与盐酸反应生成难溶于盐酸的、沉淀，、不与盐酸反应，均进入滤渣。因此“滤液1”含有的金属离子为、。得失电子守恒：中Mo从+4价升至中的+6价，升2价；每个S从-2价升至中的+6价，2个S共升16价，因此总升价为价，中从+4价降至中的+2价，每个降2价，9个总降价为价，得失电子守恒。原子守恒：右侧含12个原子，因此左侧系数为14；9个生成9个，因此系数为9。配平后的离子方程式为：； （3）已知完全沉淀时，根据溶度积常数：则，结合水的离子积，得：，； （4）吸附平衡为：(其中M为Mo或W)。加入后，完全电离出，使溶液中浓度增大，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，转化为，从而实现洗脱。 （5）碱性条件下，与反应生成，结合原子守恒和电荷守恒，离子方程式为：，若过量，溶液中浓度过高，会与反应生成更难溶的沉淀，导致沉淀转化为，使钼重新进入溶液，降低沉钼效率；同时过量的会引入杂质，干扰后续钨的分离提纯。 （6）①补充剩余的氧原子晶胞中，位于体心，位于晶胞的8个顶点、中间4棱、上下2面心，（均摊后原子数为，与原子数1满足的化学式比例）。需在晶胞的底面面心位置补充原子（用空心圆表示）后面左棱上补充原子如图。 ②计算晶体的密度，晶胞中原子数：体心的为1个；晶胞中原子数：8个顶点，每个顶点原子属于晶胞的，中间4棱，每个棱心原子属于晶胞的，2个面心的，每个面心原子属于晶胞的，故个；晶胞质量；晶胞体积（因，）；密度。 2.（2026·广东深圳·三模）锗是一种优良的半导体材料，在红外光材料、精密仪器等领域有着广泛的应用。某锌浸渣中含有ZnO、Fe2O3、GeO2、SiO2、Pb3O4等，利用该锌浸渣提取Ge的工艺流程如图所示。 已知：①部分含锗微粒的主要存在形式与pH的关系如表所示。 pH Ge主要存在形式 ②常温下，该工艺条件中，溶液中部分金属离子开始沉淀和完全沉淀()时的pH如表所示。 金属离子 开始沉淀时的pH 7.5 2.3 6.2 完全沉淀时的pH 9.0 3.2 8.2 ③Zn2+、Fe2+、Ge4+均可与酒石酸(，分子式为C4H6O6)形成配离子。 回答下列问题： (1)Ge与C同主族，锗的简化电子排布式为___________。 (2)Pb3O4在“还原浸出”步骤中发生反应的离子方程式为___________。 (3)“沉锗”时，需控制pH在___________之间；当时，Zn2+未产生沉淀，则浸出液中不超过___________mol·L-1。 (4)“滤渣2”的主要成分为___________(填化学式)。 (5)“酸溶”后，溶液的pH为1.8，向溶液中加入酒石酸萃取剂，发生反应：。 ①若pH升高，锗的萃取率下降，原因是___________。 ②“反萃取”中，反萃取效果与加入试剂的关系如图所示。“反萃取”中可以加入的物质B为___________(填化学式)。 (6)一种含锗的化合物应用于太阳能电池，其晶胞为长方体，结构如图(A)。 ①该含锗化合物晶胞的表示方式有多种，图中___________(填“B”、“C”或“D”)图不能表示此化合物的晶胞。 ②已知：该晶体的最简式的式量为Mr，代表阿伏伽德罗常数的值，该晶胞密度为___________(用代数式表示)。 【答案】(1) (2) (3) (4) (5) 升高，转化为(或)，难以与酒石酸形成络合物 (6) D 【分析】锌浸渣（含、、、、等）在和的作用下还原浸出，作为还原剂，将锌浸渣中的+4价Pb还原为+2价并生成沉淀进入滤渣1，将其中的+3价还原为+2价，同时，和与酸反应溶解，不反应进入滤渣1；随后加入进行沉锗，控制pH在5~6.2，使Ge以形式沉淀，而、留在滤液中；沉锗后的沉淀用硫酸酸溶，调节pH至1.8，使转化为；再加入酒石酸萃取锗，让与酒石酸形成络阴离子进入有机相；最后用溶液反萃取，使络阴离子转化为​，再进一步处理得到Ge。 【解析】（1）Ge与C同主族，的原子序数为32，处于元素周期表的第四周期、第ⅣA族，其简化电子排布式为； （2）可看作是，其中(+4价Pb)被还原为，中硫由+4价被氧化为+6价，故Pb3O4在“还原浸出”步骤中发生反应的化学方程式为：； （3）根据表①和表②及题意可知，沉锗需要将Ge转化为沉淀，要求pH的范围为，同时要保证不沉淀，开始沉淀的pH为6.2，因此“沉锗”时，需控制pH在之间； 根据表②可知，当完全沉淀时pH=8.2，此时溶液中，故，此时，所以；当时，溶液中的，Zn2+未产生沉淀，故； （4）沉锗时加入生石灰(CaO)调pH，与水反应生成，生成的Ca2+在溶液中与反应生成微溶的，因此硫酸酸溶后留在滤渣中，即滤渣2的主要成分为； （5）①由表①可知，当pH升高时，转化为或或，这三种离子难以与酒石酸形成络合物； ②根据反萃取效果图，NaOH溶液的反萃取效果最好，由表①可知碱性条件下最终产物为，因此“反萃取”中可以加入的物质B为； （6）①该锗化合物晶胞表示方式有多种，根据晶胞结构图可知，A中位于顶点有个，I位于面心有个，位于体内有1个；B中位于体内有1个，I位于棱心和面心有，位于顶点有；C中位于体内有1个，I位于棱心有个，位于顶点有个；D中位于体内有1个，I位于棱心有个，位于顶点有个；根据以上分析，B、C晶胞结构与A一致，晶胞中所含微粒相同，D晶胞与A不一致，晶胞中所含微粒不同； ②由上题分析可知该晶胞中含的个数为1，I的个数为3，的个数为1，已知该晶体的最简式的式量为Mr，代表阿伏伽德罗常数的值，则该晶胞的密度为。 3.（2026·广东梅州·模拟预测）开发深海矿产资源是人类可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳(主要含、、、、NiO、CuO)中分离获得金属资源的工艺流程如图： 已知：①“还原浸出”后得到的滤液中、、、。 ②常温下，部分金属氢氧化物溶度积如下表。溶液中的金属离子浓度小于或等于时可认为完全沉淀。 氢氧化物 (1)“粉碎”的目的是_______。 (2)“还原浸出”过程中，还原的离子方程式为_______。 (3)“除铁”时，可调至pH<_______(溶液体积变化忽略不计)。 (4)“萃取”过程中，与萃取剂LIX84-I(图a)形成的配合物结构如图b所示。下列说法正确的有_______(填标号)。        A．配位时被还原 B．与N原子形成了配位键 C．配合物与水能形成分子间氢键 D．图a、图b中N原子的杂化类型发生了改变 (5)“电解”时，以Cu片、石墨棒为电极，画出电解池示意图并做相应标注_______。 (6)某含铜化合物在光电子学和太阳能电池领域有潜在应用，其晶胞结构和俯视图如图所示。该化合物中_______；晶体中与Al最近且等距离的S原子的数目为_______。 (7)焙解(高温下隔绝空气发生分解)时的化学方程式为_______。 【答案】(1)粉碎富钴结壳可以增大固体与溶液的接触面积，从而加快后续“还原浸出”的反应速率，提高原料的浸出率，使反应更充分 (2) (3)5 (4)BC (5) (6) 4 (7) 【分析】富钴结壳经粉碎后，加入和稀硫酸进行还原浸出。其中、等被还原溶解，不溶的作为浸渣滤除。向浸出液中通入空气氧化为，加入调节pH，使铁以形式沉淀除去。铜的提取，利用特效萃取剂LIX84-I萃取溶液中的，经反萃取得到溶液，再通过电解制备金属铜。锰的提取，萃铜后的溶液加入进行硫化沉淀，分离出含锰溶液。经浓缩结晶得到，再经焙解制得。镍钴的提取，硫化沉淀的滤渣经加压浸出后，通过萃取分离技术进一步提取镍和钴。 【解析】（1）“粉碎”的目的粉碎富钴结壳可以增大固体与溶液的接触面积，从而加快后续“还原浸出”的反应速率，提高原料的浸出率，使反应更充分。 （2）在酸性条件下，作为氧化剂，Mn元素从+4价被还原为+2价的；作为还原剂，S元素从+4价被氧化为+6价的。根据得失电子守恒（Mn得，S失），结合原子守恒与电荷守恒，配平得到离子方程式：。 （3）除铁的目标是使完全沉淀（），同时其他金属离子不沉淀。 根据的溶度积：，代入数据：则，同时，要想让完全沉淀，，根据溶度积常数，、、、沉淀分子结构一样，根据溶度积常数大小关系，除铁的上限按算，已知，根据的溶度积：，代入数据：，则，，所以范围为。 （4）A．配位时的化合价没有发生变化，不存在被还原的情况，A错误； B．从配合物结构可知，与原子形成了配位键，B正确； C．配合物中存在基团，能与水能形成分子间氢键，C正确； D．图a、图b中原子的杂化类型均为杂化，没有发生改变，D错误； 本问答案为：BC。 （5）电解溶液制备Cu时，阴极：，选择Cu片作为阴极，析出的Cu附着在Cu片上；阳极：，选择石墨棒作为阳极；电解质溶液为溶液，电源正极接石墨阳极，负极接Cu阴极。示意图标注： （6）原子个数比：利用均摊法计算，原子数为：；原子数为：；原子数为：；因此。与Al最近且等距离的S原子数目：晶胞中Al位于晶胞面上，每个周围有4个最近且等距离的原子。 （7）隔绝空气时，分解生成，元素部分从+2价升至+3价（含2个+3价Mn、1个+2价Mn），元素从+6价降至+4价（生成），O元素部分从-2价升至0价（生成）。根据电子守恒配平：。 4.（2026·山东潍坊·三模）以铜阳极泥(含、、、、等)为主要原料提取、和的工艺流程如下： 已知：①硫酸铜650℃分解成氧化铜； ②；    回答下列问题： (1)流程中Se挥发率、Cu浸出率随焙烧温度的变化如下表所示，通常选择500℃焙烧而不采用更高温度的原因是______。 焙烧温度/℃ Se挥发率/% Cu浸出率/% 300 89.3 82.5 400 99.2 86.7 500 99.7 90.8 600 99.8 91.6 700 99.9 84.6 “浸金分银”中生成的离子方程式为______。向“含溶液”中加入过量锌粉置换，过滤，酸洗滤渣即可得较纯净的金。则酸洗时可加入的试剂为______(填化学式)。 (2)“溶银”时发生反应，将固体加入一定浓度的溶液中，固液两相平衡后，，则溶液中______。 (3)“析银”时甲醛被氧化为甲酸盐，此工序发生反应的化学方程式为______。过滤后，滤液经分离提纯所得产品可导入______(填写操作单元名称)循环利用。本工艺还可循环使用的物质是______。 【答案】(1) 更高温度则能耗高，但Se挥发率、Cu浸出率升高不大；硫酸铜分解 (2) (3) 溶银 【分析】该流程通过“焙烧氧化分离硒→溶浸除铜→氯气配位提金→亚硫酸钠溶银→甲醛还原得银”的分步策略，结合氧化还原、配位反应、溶解性差异等原理，实现了铜阳极泥中、、的高效分离与提取。每一步均针对目标元素的化学特性设计反应条件，确保杂质逐步去除、目标产物定向富集。 【解析】（1）时Se挥发率已达，升温至、时，Se挥发率仅小幅提升（从到）；但时Cu浸出率从降至，结合已知“硫酸铜分解成氧化铜”，高温会导致硫酸铜分解为氧化铜，降低Cu浸出率，同时增加能耗。因此选择的原因是：温度高于时，Se挥发率提升幅度极小，Cu浸出率在时明显下降；且高温会增加能耗，同时硫酸铜会分解为氧化铜，降低Cu的浸出率。“浸金分银”中，与、反应生成，离子方程式为。向“含溶液”中加入过量锌粉置换出，滤渣为、和，因为和能与硝酸反应，而不反应，所以酸洗时可加入的试剂为硝酸（）。 （2），配位平衡的平衡常数。“溶银”反应中，平衡时。联立两个平衡：由得：，由得：结合，代入整理得：代入数据：。 （3）析银的化学方程式甲醛（）中C从0价升至+2价（甲酸盐），失去；中Ag从+1价降至0价，每个Ag得到，根据电子守恒，Ag与C的物质的量之比为。结合环境配平得：。过滤后滤液主要成分为，而“溶银”步骤需要溶液，因此可导入溶银操作单元循环利用。析硒过程有硫酸生成，故还可循环使用的物质是。 考向03 物质的回收利用与工艺流程 1.（2026·湖北武汉·模拟预测）是一种性能优异的电极材料。一种以红土镍矿(含Fe(Ⅲ)、、、的氧化物)为原料制备的工艺如图所示。 已知：，金属离子浓度时可认为完全沉淀。 回答下列问题： (1)基态的价层电子排布图为________。 (2)“焙烧”前，将矿粉与助剂混合后研磨成糊状的原因是________。 (3)焙烧温度会影响焙烧熟料的成分，550℃和650℃所得焙烧熟料的X射线衍射图如图所示。650℃“焙烧”时，气体的成分为和________(写化学式)。 (4)“水浸”时，需控制水量防止沉淀过多，其原因是：①元素是制备的原料之一；②________。浸出渣的成分为少量和________(写化学式)。 (5)若“水浸”的浸出液中。则“共沉淀”时，应调节的范围为________。 (6)“煅烧”时发生反应的化学方程式为________。 【答案】(1) (2)增大矿粉与助剂接触面积，使焙烧反应更充分，提高金属浸出率 (3)、 (4) 水解生成胶体，胶体具有吸附性，会吸附金属阳离子，降低产率 、 (5) (6) 【分析】红土镍矿(含Fe(Ⅲ)、、、的氧化物)，在溶液、固体为助剂、条件下焙烧。金属氧化物与硫酸氢铵、硫酸反应，生成、、；不反应；、受热分解；水浸后，浸渣为、与少量。向金属离子浸出液加浓氨水，调节，使、完全沉淀，保留在溶液中除去。铁、镍的氢氧化物沉淀分解，化合生成目标产物。 【解析】（1） Ni原子序数28，基态原子电子排布：；失去4s轨道2个电子形成，价层电子排布式为，电子排布图为； （2）增大矿粉固体与助剂、硫酸的接触面积，让焙烧反应更充分，同时加快固体焙烧反应速率，提升金属氧化物的转化浸出率； （3）由X射线衍射图可知，550℃焙烧熟料含；650℃熟料出现，说明高温下发生分解：。焙烧助剂为，受热分解，会生成、、； （4）水量过大，溶液稀释，水解平衡正向移动，大量水解生成胶体，胶体具有吸附性，会吸附金属阳离子，降低产率；由分析可知，浸出渣为不溶性的、和少量； （5）由题，要求、完全沉淀（），不沉淀（）。完全沉淀时，，，则；完全沉淀时，，，则；开始沉淀时，，，则，需保证完全沉淀、不沉淀，因此； （6）共沉淀产物为、，高温分解化合方程式为。 2.（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 【分析】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； 【解析】（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。 3.（2026·辽宁朝阳·一模）课题组欲从精粉煤灰(含、、、、)中回收提取铝、镁、铁相关化合物，设计流程如图所示： 已知：常温下，冰晶石微溶于水，碳酸氢镁可溶于水。 回答下列问题： (1)“酸浸”阶段可用“浓硫酸+水”代替稀硫酸，这样做的优点是_______。 (2)“滤渣1”的主要成分在工业上的用途有_______(任写一点)。 (3)纳米级铁黄是制备磁性纳米铁的前驱体，相关反应为，则反应中被氧化的氢原子与被还原的氢原子的物质的量之比为_______。 (4)“热解”时发生反应生成的化学方程式为_______。 (5)“电解”制金属镁须在充满_______的氛围中进行(填选项字母)。 a．　　　　b．　　　c．　　　d． (6)“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为_______。 (7)“滤液”中阴离子除、、外，还有_______(填离子符号)。 【答案】(1)利用浓硫酸与水混合放热，使溶液温度升高，加快酸浸速率 (2)制玻璃、粗硅、光导纤维等 (3)4:3 (4) (5)c (6) (7)、 【分析】稀硫酸溶解金属氧化物 ，​不反应，过滤后滤渣1为，滤液含；加入将氧化为，便于后续沉淀分离；加过量氢氧化钠溶液，、分别生成​、​沉淀，转化为可溶的​，实现铝与铁镁分离；过滤后铁镁是流程上面转化关系以​、​形式存在，铝元素是流程下面转化关系以​形式存在；在高压条件下，向​、混合体系中通入过量 ，转化为可溶于水的，不反应，过滤分离得到​沉淀和溶液；​在120℃下分解得到 和水；而加热分解生成和​，经过一系列转化得到无水氯化镁，无水氯化镁在电解的条件下，转化为镁和氯气；、 、 反应生成，回答下列问题。 【解析】（1）利用浓硫酸与水混合放热，使溶液温度升高，加快酸浸速率； （2）根据分析可知：滤渣1为，可以用作光导纤维、制玻璃、制粗硅； （3）中的硼元素显 价，则氢元素显-1价，反应 中中的氢元素被氧化，反应中被氧化的氢原子与被还原氢原子的物质的量之比为，即 。 （4）根据分析可知：“热解”时发生反应生成的化学方程式 ； （5）根据分析可知：高温下，金属镁会被、 、氧化，分别生成氮化镁、氢气以及氧化镁，电解熔融的氯化镁制镁须在充满Ar的氛围中进行，本题需要在 环境下进行，故本题选c； （6）根据分析可知：“合成”阶段生成冰晶石的离子方程式为 ； （7）“滤液”中阴离子除、、外，还有（氯酸钾的还原产物）、（“酸浸”时加入硫酸。 4.（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 【分析】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。 【解析】（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：。 拔高·模拟预测 1.（2026·内蒙古呼和浩特·模拟预测）高砷烟尘含、、、、等。为降低危害并回收，设计流程如下： 已知：①“酸浸”中被氧化为，在“除锌镉”中未被还原 ②为沉淀 ③“萃取工艺”下各离子萃取率如下表： 离子 萃取率/% 99.41 0.83 70.16 (1)“酸浸”采用加压操作的目的是_______。 (2)“酸浸”中浸渣的主要成分为_______(填化学式)。 (3)“除锌镉”中除去发生的离子反应方程式为_______。 (4)“还原”中可选用多种物质作还原剂： ①选用作还原剂，硫酸浓度对的还原率与的沉淀率影响如图，还原时应选择_______，结合平衡移动原理解释随硫酸浓度增大沉淀率降低的原因：_______。 ②若还原剂为，写出还原的离子反应方程式：_______。 (5)过滤所得需进行洗涤，确定洗涤干净的操作及现象是_______。 (6)高砷烟尘中含少量含铁化合物，“滤液3”中可能混有少量的，“萃取工艺”中应尽快操作且避免长时间接触空气的原因是_______。 【答案】(1)增大O2浓度，加快反应速率 (2)PbSO4 (3)Cd2+ + H2S = CdS↓ + 2H+ (4) 100 H2SO4浓度增大，H+浓度上升，2In3+ + 3H2S6H+ + In2S3↓ 化学平衡向逆反应方向移动，抑制In3+沉淀 (5)取最后一次洗涤液于试管中，加入少量BaCl2，若未产生白色沉淀，则已洗净 (6)防止被空气中的氧化为，避免被萃取引入杂质，保证In的萃取纯度 【分析】高砷烟尘含、、、、等， “酸浸”中被氧化为，与硫酸反应生成硫酸铅沉淀进入滤渣，、、与硫酸反应得到硫酸锌、硫酸镉、硫酸铟进入溶液；“除锌镉”过程中锌离子、镉离子与硫化氢生成硫化锌、硫化镉沉淀被除去，、铟离子进入滤液2中；“还原”过程被还原成沉淀后被除去，铟离子进入滤液3；最后经过萃取工艺，得到富铟液。 【解析】（1）酸浸时通入氧气，加压操作可以增大O2浓度，加快反应速率； （2）由分析可知，“酸浸”中浸渣的主要成分为PbSO4； （3）“除锌镉”过程中通入硫化氢与反应生成硫化镉沉淀和氢离子，发生的离子反应方程式为Cd2+ + H2S = CdS↓ + 2H+； （4）①由图可知，当硫酸浓度为100时，的沉淀率很小，浓度更大对的沉淀率几乎无影响，且的还原率较大，所以还原时应选择100；从平衡移动原理的角度分析，H2SO4浓度增大，H+浓度上升，2In3+ + 3H2S6H+ + In2S3↓ 化学平衡向逆反应方向移动，抑制了In3+沉淀； ②若还原剂为，被还原成，被氧化成硫酸，结合得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，该反应的离子反应方程式为： ； （5）确定洗涤干净需要检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根，故操作及现象是：取最后一次洗涤液于试管中，加入少量BaCl2，若未产生白色沉淀，则已洗净； （6）由“萃取工艺”下各离子萃取率可知，铁离子的萃取率远高于亚铁离子，所以“萃取工艺”中应尽快操作且避免长时间接触空气，防止被空气中的氧化为，避免被萃取引入杂质，保证In的萃取纯度。 2.（2026·河北沧州·一模）金属钛广泛应用于航空航天、医疗等领域。工业上利用钛铁矿(主要成分为，含少量、等杂质)作原料生产金属钛的一种工艺流程如图： 已知：，。 (1)基态钛原子的价层电子排布式为___________。 (2)酸浸时，提高浸取速率的措施有___________(任写一条)。 (3)滤渣Ⅰ的主要成分为___________(填化学式)。 (4)写出生成的离子方程式：___________。 (5)试剂X为___________，加入试剂X的目的是避免水解时生成___________(填化学式，从而有利于提纯Ti）。 (6)常温下，结晶后的滤液中浓度为，则用氨水调节pH应不大于___________。 (7)电解过程中金属钛在___________(填“阴”或“阳”)极析出。镁与在高温下反应也可以制备金属钛，该法与电解法相比劣势明显，其原因是___________。 【答案】(1) (2)搅拌、粉碎钛铁矿、升高浸取温度等(任写一条) (3) (4) (5) Fe (6)6.5 (7) 阴 镁与在高温下反应制备金属钛需要用稀有气体作保护气(或其他合理答案) 【分析】钛铁矿中的及少量经硫酸酸浸后，分别形成含、和的溶液；不溶于酸的进入滤渣Ⅰ。加入铁粉将还原为，防止后续调节酸碱性时生成而混入钛的水解产物。结晶析出以除去大部分亚铁盐，滤液再用氨水调节酸碱性，使水解生成；煅烧得到，最后电解熔融物制得金属钛。 【解析】（1）钛的原子序数为22，基态钛原子的核外电子排布可写为。价层包括未充满的3d能级和最外层4s能级，因此价层电子排布式为。 （2）提高酸浸速率，本质上是增大有效碰撞频率或增大固体与溶液的接触面积。可将钛铁矿粉碎，也可搅拌或在允许范围内适当升高温度。任写一项合理措施即可。 （3）酸浸时，和能够与硫酸反应而进入溶液，不与硫酸反应，故滤渣Ⅰ的主要成分为。 （4）酸浸过程中，钛铁矿的主要成分在酸性条件下生成和。按原子守恒和电荷守恒配平得： 检查可知：钛、铁、氧、氢原子均守恒，方程式两侧总电荷均为正四价。 （5）少量经酸浸后生成。若不除去，后续加氨水时容易生成沉淀，与共同析出而降低产品纯度。加入铁粉可将还原为较难水解的： 因此试剂X为铁粉，所避免生成的杂质沉淀是。 （6）为了使钛充分水解而又不使滤液中的形成沉淀，溶液的酸碱性不能超过亚铁离子开始沉淀时的临界值。由 结晶后滤液中，故 当大于6.5时，将开始生成沉淀并污染钛的水解产物，因此用氨水调节后的应不大于6.5。 （7）电解熔融时，钛元素的化合价降低，钛离子在阴极得到电子并析出金属钛，所以金属钛在阴极生成。镁热还原法的反应可表示为： 该反应需要在高温、无氧无水条件下进行，并使用稀有气体保护，以避免活泼的镁和生成的钛被空气中的氧气等氧化，因此设备和操作条件更严格。 3.（2026·湖北武汉·一模）铱(Ir)和锇(Os)属于铂族金属，与金、银合称贵重金属，可以用于电气、精密仪表、催化剂等领域。铱锇矿的主要成分有、Os、、OsO2，还含有等杂质，从铱锇矿中提取铱和锇的流程如下：回答下列问题： (1)“高温融合”时发生的反应与铝热反应类似。“酸溶Ⅰ”的目的是___________，溶渣的主要成分除Ir、Os外，还有____________(填化学式)。 (2)“氧化挥发”时将溶渣置于300~800℃的管式炉内，通入空气氧化。“吸收”时用NaOH溶液吸收生成，该反应的离子方程式为_____________。 (3)“沉锇”时，与发生反应。生成的锇盐要立即过滤，滤饼要经无水乙醇多次洗涤，用无水乙醇洗涤的优点是___________________________。 (4)“碱熔”时，“残渣I”中的Ir与反应生成和，该反应的化学方程式为__________。 (5)“沉铜”时，当通入达到饱和时测得溶液的，此时溶液中_________mol·L-1.[已知：25℃，溶于水形成饱和溶液时，；的电离常数，；]。 【答案】(1) 除去过量的Al以及铝热反应生成的可溶于盐酸的 Cu (2) (3)减少洗涤目标产物的溶解损耗，同时乙醇易挥发，可快速带走滤饼表面水分，加快滤饼干燥，避免产物长时间接触水发生变质 (4) (5) 【分析】高温融合为类似铝热的反应，过量会将矿中的、、CuO还原为对应金属单质，同时生成；加入盐酸后，Al、均可与盐酸反应溶解，而Ir、Os、Cu不与盐酸反应，因此酸溶可除去这些可溶性杂质，剩余不溶的Ir、Os和Cu构成溶渣；300~800℃通空气，将Os氧化为气态实现挥发分离，剩余不挥发的Ir和Cu为残渣I。锇回收线：挥发的用NaOH溶液吸收得到锇的钠盐，加沉锇得到锇的配合物沉淀，后续处理得到锇粉。铱回收线：残渣I和NaOH、碱熔反应生成铱的含氧钠盐和氧化铜，水浸后分离出不溶的残渣II（），加盐酸酸溶II后通入沉铜除去杂质CuS，后续提纯得到铱粉。 【解析】（1）除去过量的Al以及铝热反应生成的可溶于盐酸的；Cu单质不与盐酸反应，Ir、Os也不溶于盐酸，故溶渣的主要成分除Ir、Os外，还有Cu。 （2）反应中Os元素从+8价的转化为+6价的，发生还原反应，根据氧化还原反应价态有升必有降的规律，氢氧根中O失电子，发生氧化反应，生成氧气，配平后得到该离子方程式为。 （3）减少洗涤目标产物的溶解损耗，同时乙醇易挥发，可快速带走滤饼表面水分，加快滤饼干燥，避免产物长时间接触水发生变质。 （4）Ir从0价被氧化为+4价，每生成1 mol ，Ir失去4 mol电子；中-1价O部分升价为0价生成，得到化学方程式为。 （5）饱和溶液中，二元弱酸的硫离子浓度可通过两步电离常数联立推导： 代入、、、，计算得； 再根据，代入数值解得。 4.（2026·湖北武汉·三模）一种从铜阳极泥(主要含有、、、等)提取硒和碲的工艺流程如下： 已知：①是两性氧化物，常温下反应过程如下：       ②“蒸硒”的反应之一为：(浓) 回答下列问题： (1)Te的价电子排布式为___________。 (2)“转沉”过程中的离子方程式为___________。 (3)“烟气”溶于水中会获得单质Se，该化学反应方程式为___________。 (4)“碱浸渣”中可以回收的金属元素为___________。(填元素符号) (5)“调”时，为使溶液中残留的含碲微粒浓度小于，理论上调节的范围是___________。 (6)“调”时，若硫酸过量较多，可能溶解生成，可用和通过图1所示转化回收单质Te。改变加入NaCl的量得到Te的还原率变化曲线如图2所示。Cl-在反应中的作用是___________；结合析出方程式说明图2曲线降低的原因___________。 【答案】(1) (2) (3) (4)Ag (5)2.8<pH<6.4 (6) 作催化剂 反应达到平衡时，氯离子浓度升高，不利于反应 正向进行，导致还原率下降 【分析】水浸：溶于水进入浸铜液，实现铜元素初步分离；转沉（加入溶液）：转化为沉淀，滤液 Ⅰ 除去硫酸盐；除铅（稀硝酸）：溶于稀硝酸生成溶液除去；蒸硒（浓硫酸、加热）：与浓硫酸反应生成进入烟气，实现硒、碲分离；碱浸（NaOH溶液）：是两性氧化物，和强碱反应，不溶于碱，成为碱浸渣过滤除去；滤液含、；调 pH（稀硫酸）：加入稀硫酸降低 pH，析出固体。 【解析】（1）Te是52号元素，位于元素周期表第五周期第ⅥA族，同主族价电子排布与O、S一致，因此价电子排布式为； （2）水浸后体系中含难溶的，加入溶液，发生沉淀转化，生成更易与稀硝酸反应的，实现铅的后续分离：； （3）烟气中的（+4价Se）作为氧化剂，作为还原剂，在水中发生氧化还原反应，生成单质Se和硫酸，化学反应方程式为：； （4）蒸硒步骤中、经浓硫酸反应生成，后续除铅后剩余的银的化合物不与NaOH溶液反应，进入碱浸渣，因此可回收Ag元素； （5）根据已知的两个平衡常数推导：酸性条件下，，要求，代入得，即；，要求，代入得，即， 因此pH需控制在2.8到6.4之间（），保证含碲总浓度小于； （6）从图1的转化流程可见，参与反应①②后，又在反应③中重新生成，符合催化剂的特征，故在反应中的作用是催化剂；由图1得③析Te反应为，反应达到平衡时，氯离子浓度升高，过量的会使反应平衡逆向移动，导致Te的还原率下降。 5.（2026·河南平顶山·三模）GaAs是重要的半导体材料。以高砷烟尘(主要成分为、和少量Zn、Pb、In的氧化物)为原料，回收砷和铟的工艺流程如图所示。 已知：①In为第ⅢA族元素。 ②。 ③能溶于水生成对应的酸，“蒸发结晶”步骤转化为。 回答下列问题： (1)提高“酸浸”浸取速率的方法有___________(任写两种)。 (2)“还原1”反应的化学方程式为___________。 (3)①“反萃取”步骤加入的浓HCl作用是___________。 ②“电沉积”阴极发生的电极反应式为___________；“电沉积”完成后，溶液经处理后所得产品导入___________(填操作单元名称)实现循环利用。 (4)“氧化”反应的化学方程式为___________。 (5)“还原2”中，碳的用量对还原过程中部分平衡组分的影响如图所示。当碳的用量超过1.5mol时，生成产物的可能原因是___________。 【答案】(1)使高砷烟尘的颗粒更小；适当增大硫酸的浓度(或适当提高酸浸的温度)(合理即可) (2) (3) 增大溶液中浓度，有利于与配位形成，增大溶液中的浓度，平衡逆向移动有利于反萃取 反萃取 (4) (5)还原剂过量，促进被还原成 【分析】该工业流程以高砷烟尘(主要成分为、和少量Zn、Pb、In的氧化物)为原料，分两条主线回收In和As。铟回收线：先通过“酸浸”使烟尘中的金属氧化物溶解，接着“沉锌”除去，再用进行“还原1”反应调整砷的价态，随后通过“萃取”将转移至有机层，之后“反萃取”让回到水层，最后“电沉积”得到铟单质；砷回收线：萃取后的水层经“蒸发结晶”将转化为，再经“氧化”反应生成，最后通过“还原2”反应(碳作还原剂)得到； 【解析】（1）提高“酸浸”浸取速率的方法有使高砷烟尘的颗粒更小，适当增大硫酸的浓度，适当提高酸浸的温度等； （2）由题可知，“还原1”中将还原为，自身被氧化为，因此化学方程式为； （3）①已知萃取的平衡为，浓HCl提供大量，与配位形成；同时增大浓度，使上述平衡逆向移动，促进从有机层转移到水层； ②“电沉积”时，在阴极得电子被还原为In单质，电极反应为；“电沉积”后，废液主要含HCl，可导入反萃取单元循环利用，提供和； （4）“氧化”反应的化学方程式为； （5）“还原2”中，碳是还原剂，还原。当碳的用量超过1.5mol时，还原剂过量，还原性显著增强，会将As的还原产物从低价态进一步还原为。 6.（2026·山西忻州·模拟预测）黑铜泥(主要成分为、，还存在、等)综合回收工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)As和Sb位于同一主族，且Sb位于As的下一周期，写出Sb的价电子排布式___________。 (2)“氧压碱浸”步骤中通入的氧气需要加压的目的是___________，发生反应的化学方程式为___________。 (3)“氧化”步骤中，当温度超过60℃，单位时间内的氧化率会明显降低，其主要原因是___________，“滤渣”的主要成分是___________(填化学式)。 (4)提纯粗的操作为___________(填操作名称)。 (5)生产过程中产生的低浓度废水，可通过如图所示电解法除去从而达到排放标准(电极a和电极c为惰性电极，电极b为铁电极)。 ①的酸性明显强于，其主要原因是___________。 ②在电极a与电极b之间的区域内，溶液中生成沉淀的离子方程式为___________(已知：通过电极a和电极b的电流相等)。 ③电解后废水中的浓度为，则废水中As元素的浓度为___________mg/L(假设电解后废水中的砷元素全部以的形式存在；计算结果小数点后保留3位)。已知：。 【答案】(1) (2) 增大氧气在溶液中的溶解度，增强氧化能力 (3) 温度超过60℃，分解速率增大，浓度显著降低，单位时间内的氧化率降低 S (4)重结晶 (5) 中As为+5价，中As为+3价，As元素的价态越高，As-O-H键中羟基的极性就越强，越容易电离出，故的酸性较强 【分析】该黑铜泥综合回收工艺以黑铜泥（含 Cu3As、Cu2As、As2O5、Sb2O5 等）为原料，通过氧压碱浸分离出含 Cu2O 的碱浸渣和含粗的碱浸液；碱浸渣经硫浸（加 Na2S）生成，硫浸液进一步氧化（加 H2O2）将低价砷、锑氧化为高价态，最终分离得到粗 Na3SbO4；碱浸液则经蒸发浓缩、冷却结晶获得粗 Na2HAsO4·12H2O。流程中各步骤通过调节反应条件（如加压氧气提高浸出率、控制温度避免 H2O2 分解），实现铜、砷、锑的分步富集与回收，同时针对低浓度 H3AsO3 废水采用电解法（铁电极产 Fe2+，经氧化为 Fe3+ 后与 沉淀）除砷，兼顾资源回收与环保处理。 【解析】（1）As位于第四周期ⅤA族，Sb位于As下一周期，即第五周期ⅤA族，主族元素价电子为最外层电子，则其价电子排布式为5s25p3； （2）气体的溶解度随压强增大而增大，因此通入加压后的氧气，溶液中氧气的浓度会增大，从而增强氧化能力；由流程图可知Cu元素转化为，As元素转化为，反应过程中As元素失电子，O元素得电子，化学方程式为； （3）由于受热易分解，温度较高时大量分解，导致的浓度降低，从而使单位时间内氧化率降低；、中的-2价硫具有较强的还原性，易被氧化为S； （4）固体物质中含有杂质，常采用重结晶法进一步提纯； （5）①As元素的价态越高，则吸电子能力就越强，羟基中的共用电子对就越靠近氧，羟基的极性就越强，越容易电离出； ②由于通过电极a和电极b的电流相等，可知生成的和个数之比为1:2，根据图中在溶液中发生反应的反应物和生成物，化学方程式为； ③根据，因此，则废水中As元素的浓度为 。 7.（2026·福建泉州·模拟预测）锆是一种战略金属，以锆英砂(主要成分为，含少量、杂质)为原料可制取、磷酸锆[]等产品，工艺流程如下： 已知：锆英砂能与烧碱高温反应生成，在水中溶解度很小 (1)是的同族相邻元素，基态原子的价电子排布式为_____。 (2)在下碱熔，全部转化为，反应的化学方程式为_______________。其他条件相同时，控制“碱熔”过程中，测得不同，时，锆英砂转化率随温度变化的关系如图所示。实际生产中选择、；而不选择：、，可能原因是_________________________(从生产成本回答)。 (3)“滤液1”中的溶质除NaOH外，还主要含有_____(填化学式)。 (4)“转型压滤”发生的主要反应的离子方程式为_____。 (5)磷酸锆结合剂中具有胶结性能的化合物为和，中和度[]在之间的物质具有胶结性能。当时，结合剂中的比值为_____。 (6)向中掺杂可制备固体电解质。 ①的晶胞结构如图所示，中部分的位置被占据，得到，同时产生空位。若，则中的空缺率为_____(的空缺率)。 ②水热法制备。不同温度下测得产品的X射线衍射图(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)如图所示，则最佳的制备温度为_____。 【答案】(1) (2) 用替代会降低原料成本，升高温度虽会增加能源消耗，但原料成本对生产的影响更大 (3)、 (4) (5) (6) 2% 180 °C 【分析】锆英砂（主要成分为ZrSiO4，含Al2O3、SiO2杂质）和NaOH碱熔时，ZrSiO4转化为难溶的Na2ZrO3，杂质Al2O3、SiO2转化为可溶的钠盐；水洗压滤除去可溶性杂质（过量NaOH、硅酸钠、四羟基合铝酸钠等），难溶的Na2ZrO3进入后续工序；转型压滤加酸使Na2ZrO3转化为ZrO(OH)2沉淀，过滤除去生成的NaCl；再加盐酸酸化ZrO(OH)2得到ZrOCl2，最终结晶得到ZrOCl2·8H2O。 【解析】（1）Zr是40号元素，位于周期表第五周期第IVB族，其核外电子排布式为，价电子排布式为； （2）ZrSiO4与NaOH在750 °C反应生成Na2ZrO3，根据原子守恒，产物还有Na2SiO3和H2O，配平后得到方程式：；CaO比NaOH廉价易得，用CaO替代NaOH可以降低原料成本，虽然温度升高会增加能源消耗，但原料成本对总生产成本的影响更大，因此选择该条件； （3）碱熔时，杂质Al2O3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，SiO2和ZrSiO4反应生成的Na2SiO3均可溶于水，还可能溶解少量Na2ZrO3，因此滤液中除NaOH外还含有Na[Al(OH)4]，Na2SiO3； （4）转型压滤时，Na2ZrO3（难溶）与盐酸反应生成 ZrO(OH)2沉淀，离子方程式为； （5）设，，根据中和度定义：总 ，总，因此，解得 ，即比值为。 （6）①根据，得占据晶胞中位置后的化学式为，根据化合物中各元素化合价代数和为0可知，有空位的中的数目为，若未被占据，且未产生空位时，根据中与的数目比为，可将其化学式视为，则产生的空位数为 1，的空缺率为； ②结合图像，160 °C所得产品中有杂质、的衍射峰；170 °C时，有杂质的衍射峰；180 °C时，只有的衍射峰，因此最佳制备温度为180 °C。 8.（2026·福建·模拟预测）电解铜的阳极泥中含、、、、、等物质，以该阳极泥为原料，分离和回收、、、等金属或其化合物的工艺流程如图所示。 已知：易溶于水，、难溶于水；。回答下列问题： (1)PdSe中Pd为＋2价，且“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质，则“氧化焙烧”中，PdSe发生反应的化学方程式为_____________________________________________。 (2)“酸浸”后的滤液b为________________(填化学式)。 (3)“氯浸”工艺中，金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子：、、，的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。 (4)“分金”加入过量草酸的作用，除析出金属Au外，还有__________________________________。 (5)利用“滤液c”可制备Pt，工艺流程如下图所示。在酸性条件下，“沉铂”总反应的离子方程式为_____________________________________________。 (6)“沉钯”之前，测得溶液中，加入等体积的0.8mol/LNH4Cl溶液充分反应，测得反应后混合液中约为_________(忽略溶液混合时的体积变化)。 (7)含硒化合物应用广泛，如硒化锌可用于制造红外线光学仪器。硒化锌为立方晶胞，其结构如图1所示，晶胞的俯视图如图2所示。b处Se的坐标为(0，0，0)，则c处Zn的坐标为_________；用表示阿伏加德罗常数的值，该硒化锌晶体的密度为，则晶胞中c、d两点的距离为_________pm(用含ρ、的计算式表示)。 【答案】(1) (2)CuSO4 (3)3：2 (4)将还原为，便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离 (5) (6) (7) 【分析】阳极泥加入纯碱（碳酸钠）、空气氧化焙烧，然后加入水，浸取过滤得到含、滤液a，分离出滤渣，滤渣加入稀硫酸溶解氧化铜，得到含硫酸铜的滤液b，分离出含、、的滤渣，加入浓盐酸和氯气进行氯浸，金属、、被氧化为配离子：、、，加入过量草酸将还原为单质、还原为，过滤分离出单质，滤液加入氯化铵得到含滤液c和沉淀，据此分析回答下列问题。 【解析】（1）中为+2价，且“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态转化为单质，反应中化合价由+2变为0，空气中氧气参与反应，氧化合价由0变为-2，化合价由-2变为+4得到，结合电子守恒、质量守恒，发生反应的化学方程式为：。 （2）稀硫酸能和金属氧化物氧化铜反应，反应生成硫酸铜，故“酸浸”后的滤液b为。 （3）被氧化为，元素从0价到+3价，失去，被还原为，每个分子得到。 根据得失电子守恒可知：，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。 （4）草酸具有还原性，由分析结合流程，“分金”加入过量草酸的作用，除析出金属Au外，还有将还原为，便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离。 （5）滤液c溶质为，即，为氧化剂，在酸性条件下，将氧化生成沉淀，被还原为，则“沉铂”总反应的离子方程式为。 （6），则，设原溶液体积为V，等体积混合后总体积2V：混合后初始，，沉淀反应：，过量，消耗，平衡时，则 ，故测得反应后混合液中约为 。 （7）由俯视图可知，c处Zn位于晶胞的左上角位置，以b处Se的坐标为(0，0，0)，其在轴上的投影坐标为、、，故答案为；根据均摊法可知，Zn的原子个数为4，Se的原子个数为，设晶胞的边长为a pm，晶胞的总质量为，由，得，c、d两点落在同一条面对角线上，两点间距为面对角线长度的一半；面对角线的总长为，c、d间距为。 9.（2026·广西柳州·模拟预测）锝（Tc）在医疗、工业上均有重要用途。某核废料液中含有的主要的离子为、、、、、。用此工业废水获得Tc的工业路线如图所示。 已知：滤液1加入氨水调的目的是把进行沉淀分离。具有强氧化性，还原产物为。 (1)位于元素周期表的第五周期，与同族，则位于__________区，其价层电子排布式为__________。 (2)若让恰好完全沉淀，则m为__________。（已知：；；） (3)滤液3中含，转化为过程中加入的试剂X可能是__________。 a．    b．    c．    d． (4)滤渣2的成分为__________，滤液4中含有的金属阳离子有__________。 (5)浸取过程中发生的离子方程式为______________________。 (6)在稀溶液中电解生成Tc的阴极方程式为______________________，Tc的产率与初始硫酸浓度的关系如图，电解时硫酸浓度过大而Tc的产率下降的原因是________________________________________________。 【答案】(1) d (2)3.3 (3)c (4) 、 、 (5) (6) 与存在放电竞争，过大会让阴极上放电生成为主 【分析】本工艺起始原料为含、、、、、的核废料液，目标产物为Tc。第一步加氨水调pH=m，转化为沉淀滤出，滤液1加氨水调pH=8，转化为氢氧化物沉淀滤出，滤液2加，、转化为碳酸盐沉淀滤出，滤液3加还原剂X将还原为滤出，在酸性条件下被氧化为，后续转化为，电解得到Tc。 【解析】（1）Tc与Mn同族，Mn为VIIB族元素，位于d区，价电子排布为，Tc为第五周期VIIB族元素，价电子排布为，属于d区。 （2）恰好完全沉淀时，，代入溶度积表达式：， 。 （3）转化为时Tc元素化合价从+7降低到+4，需要加入还原剂，选项中只有具有还原性，高氯酸、氧气为氧化剂，氢氧化钠不发生氧化还原反应，故选c。 （4）滤液2中含、，加入后，、与反应生成、沉淀，即滤渣2的成分为、；滤液3中含原有的和加入引入的，还原过滤后滤液4中的金属阳离子为、。 （5）浸取过程中，被中的氧化为，被还原为，酸性条件下配平得离子方程式为。 （6）阴极发生还原反应，得电子生成Tc，酸性条件下用配平电荷与原子，得阴极反应式为；硫酸浓度过大时，过高，与在阴极发生放电竞争，优先放电生成，参与还原的电子减少，故Tc产率下降。 10.（2026·湖南衡阳·模拟预测）金属锑广泛用于轴承材料、光伏发电等领域，有“工业味精”之称，工业上可以用烟化法制备高纯锑。以辉锑矿(主要成分为，含有砷、铁等元素的杂质)，提纯流程如下，按要求回答问题。 (1)锑元素与氮元素同主族，原子序数相差44，故其在周期表中第________周期第________族。 (2)“焙烧”过程将转化成，该过程的化学方程式为________。 (3)“精炼”过程中，纯碱可以将转化为熔渣，写出该过程的化学方程式：________；该过程中进一步通空气的主要目的是________。 (4)已知几种物质的沸点见下表。 物质 沸点/℃ 1425 Sb 1587 Fe 2862 铁的氧化物 1300～1500分解为铁 ①“烟化”过程控制温度约为________，理由为________。 ②从化学键的角度解释金属铁的沸点高于金属锑的原因为________。 (5)酸性条件电解硫酸锑溶液可精炼锑。以4N精锑和不锈钢作电极，在、25～45℃的条件电解得到5N高纯锑，不锈钢为________(填“阳”或“阴”)极，电极反应为________。 【答案】(1) 五 ⅤA (2) (3) 将杂质中的砷元素全部转化为 (4) 1587℃ 锑及其氧化物在高温下形成锑蒸气和蒸气挥发出来，与铁及其氧化物分离 铁原子半径小于锑原子，且铁原子的价电子为，锑原子的价电子为，故铁的金属键强于锑 (5) 阴 【解析】（1）锑元素与氮元素同主族，原子序数相差44，则其周期数比氮大3，其在周期表中第五周期第ⅤA族； （2）“焙烧”过程中，锑、砷、铁等元素转化为氧化物，其中转化成和二氧化硫，锑元素化合价不变，硫元素化合价升高：-2→+4，该过程中氧气为氧化剂，氧气中氧元素化合价由0变为-2，结合得失电子守恒，化学方程式为； （3）“精炼”过程中，可以将转化为熔渣，结合质量守恒，反应还生成二氧化碳气体，该过程的化学方程式：；空气中氧气具有氧化性，该过程中进一步通空气的主要目的是利用空气中氧气将杂质中的砷元素全部氧化为； （4）①由流程图知，“烟化”过程的目的是分离铁元素和锑元素，结合表格数据，“烟化”过程应控制温度约为1587℃，原因为：锑及其氧化物在高温下形成锑蒸气和蒸气挥发出来，与铁及其氧化物分离； ②铁和锑都是金属晶体，晶体内部含金属键，金属键的强弱由金属原子半径和价电子数决定。由于铁原子半径小于锑原子，且铁原子的价电子为，锑原子的价电子为，铁中价电子数目更多，使得铁的金属键强于锑，导致金属铁的沸点高于金属锑； （5）由信息可知4N精锑较5N高纯锑纯度低，电解精炼过程中4N精锑为阳极，不锈钢为阴极，硫酸锑溶液为电解液，阴极电极反应为得到电子被还原为Sb：。 11.（2026·山东威海·二模）将赤泥（含 、、、、 、等）与红土镍矿废料（含 、、、等）混合协同提取有价金属，是近年来备受关注的一种资源化利用新思路。一种以二者为原料，提取合金、的工艺流程如下： 已知：，溶液中离子浓度时，可认为沉淀完全。回答下列问题： (1)工业上一般控制“焙烧”过程产生的烟气中体积比，理由是______________。 (2)“酸浸”得到的滤渣的主要成分为_____（填化学式）。 (3)萃取剂a和b在不同pH条件下对不同元素的萃取率如图所示。最好选用萃取剂_____（填“a”或“b”），根据该萃取剂，应选择最适宜的pH为_____（填标号）。 A．0.5    B．1.5    C．2.5 (4)常温下“反萃取”时，当加入后，混合液的pH为5时，_____（填“能”或不能）、沉淀完全，理由是______________。 (5)“沉钪”过程中发生反应的离子方程式为__________；“空气中灼烧”时，每制取，理论上产生标准状况下_____。 【答案】(1)维持还原性气氛，防止已还原金属铁镍被氧化 (2)CaSO4、H2SiO3 (3) a A (4) 不能 ，Sc3+未沉淀完全 (5) 134.4 【分析】赤泥与红土镍矿废料经过混合焙烧，焦炭将Fe和Ni从其氧化物中还原出来，经过磨矿磁选为Fe-Ni合金；而尾渣中主要为CaSiO3、CaAl2O4，并包裹Sc3+，加入硫酸酸浸，溶液中的主要金属离子为Al3+和Sc3+，滤渣为CaSO4和H2SiO3；利用萃取剂进行萃取，Al3+进入水相，而Sc3+进入有机相；利用NaOH进行反萃取，将Sc3+转化为Sc(OH)3；加入硫酸将Sc(OH)3转化为Sc3+，加入草酸溶液转化为，通过灼烧最终得到Sc2O3，由此解答。 【解析】（1）焙烧过程中主要是用焦炭将Fe和Ni从其氧化物中还原出来，CO的体积较多时，可以维持还原性气氛，使、的氧化物充分还原为合金，防止已还原金属铁镍被氧化； （2）由分析可知，滤渣为CaSO4和H2SiO3； （3）由分析可知，萃取过程中是Sc3+进入有机相，因此需要选择对Sc萃取率最大的萃取剂，因此选择萃取剂a；据图可知，萃取剂a在pH变化时对Sc萃取率基本不变，但是随着pH变大，对杂质Al3+的萃取率增大，因此选择的pH为0.5，选A； （4）当pH=5时，，根据Sc(OH)3的溶度积可以计算，Sc3+不能沉淀完全； （5）“沉钪”过程是草酸溶液将Sc3+转化为，因此发生反应的离子方程式为；空气中灼烧时发生的化学方程式为，因此每生成1 molSc2O3，产生6 molCO2，在标准状况下，CO2的体积为。 12.（2026·广东深圳·模拟预测）某含锶()废渣主要含有和等，一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。 已知时， (1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有_______(写一条)，“浸出液”中主要的金属离子有Ca2+、_______(填离子符号)。 (2)“盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为_______。 (3)将窝穴体a(结构如下图所示)与K+形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的Sr2+，原因有_______。 A．Sr2+与窝穴体a的空腔更匹配 B．Sr2+与N、O形成离子键 C．窝穴体a识别Sr2+可降低SrCl2在水中的溶解度 D．结合时Sr2+被还原 (4)Sr位于元素周期表第五周期第ⅡA族。由SrCl2∙6H2O制备无水SrCl2的最优方法是_______。 (5)与工业制镁类似，常用电解熔融SrCl2制Sr单质，试写出工业制Sr的化学方程式为_______；以石墨棒为电极，画出电解池示意图并做相应标注_______。 (6)晶体的立方体晶胞如图所示，其中Sr、Ti与O的间距均相等，且Sr与O的最小间距要大于Ti与O的最小间距。 ①该晶胞中，O所在的位置_______(填“棱心”、“面心”或者“体心”，下同)。 ②若该晶体的晶胞以Sr为顶点，则Ti位于晶胞中的位置为_______。 【答案】(1) 搅拌、粉碎含锶废渣、适当提高酸浸温度、适当提高稀盐酸浓度 Sr2+、Mg2+ (2)SrSO4(s) + Ba2+(aq)⇌BaSO4(s) + Sr2+(aq) (3)AC (4)加热脱水 (5) SrCl2(熔融) Sr+Cl2↑ (6) 棱心 体心 【分析】含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等，加入稀盐酸酸浸，碳酸盐溶解进入滤液，浸出渣1中含有SrSO4、SiO2，加入BaCl2溶液，发生沉淀转化：SrSO4(s)+Ba2+(aq)BaSO4(s)+Sr2+(aq)，得到SrCl2溶液，SrCl2溶液经过系列操作得到SrCl2·6H2O晶体； 【解析】（1）提高浸取速率的措施：将废渣粉碎（或适当升高温度、适当增大稀盐酸浓度、搅拌等，任写一条） 原理：增大接触面积、升温、提高反应物浓度、搅拌均可加快反应速率； 酸浸时，CaCO3、SrCO3、MgCO3和盐酸反应溶解，SrSO4不溶于盐酸、SiO2不与盐酸反应，留在浸出渣1； 浸出液金属离子：Ca2+、Mg2+、Sr2+； （2）已知 Ksp(BaSO4)Ksp(SrSO4)，加入BaCl2，SrSO4沉淀转化为更难溶的BaSO4：SrSO4(s)+Ba2+(aq)BaSO4(s)+Sr2+(aq)； （3）A．窝穴体空腔尺寸与Sr2+匹配，可特异性识别包裹Sr2+；A正确； B．Sr2+与N、O之间是配位键，不是离子键；B错误； C．窝穴体与Sr2+形成超分子配合物，降低锶盐水溶性，实现萃取分离；C正确； D．萃取过程无化合价变化，Sr2+未被还原；D错误； 故答案选AC； （4）Sr(OH)2是强碱，Sr2+不水解，故答案为加热脱水； （5）工业制备Sr为电解熔融的SrCl2，化学方程式为：SrCl2(熔融)Sr + Cl2↑； 电解池示意图标注要点： 容器为电解槽，熔融SrCl2作电解液；两根石墨电极，阴极（连接电源负极） 析出金属Sr，阳极（连接电源正极） 放出Cl2；外接直流电源，标注正负极、阴阳极、产物；故答案为：； （6）①化学式SrTiO3，原子比例：Sr:Ti:O=1:1:3；Ti在立方体8个顶点： 8×= 1 个Ti；Sr在晶胞体心：1 个Sr；氧原子数量需要等于3：若O在12条棱心：12×= 3，刚好匹配计量比SrTiO3；若O在6个面心：6× =3，数量也满足，但结合题干空间距离条件： Ti在顶点，棱心上的O离顶点Ti更近；体心Sr到棱心O距离更远，符合“Sr与O最小间距＞Ti与O最小间距”，因此O正确位置为棱心； ②若以Sr为顶点重构晶胞，原顶点Ti新位置：体心 原晶胞Sr在立方体中心，把Sr挪到顶点后，原来位于8个顶点的Ti就落在新立方体的体心位置。 13.（2026·福建泉州·模拟预测）从某种钼镍矿(主要成分为、、，含少量等)分离提取、、等元素的工艺流程如下图所示： 已知：   (1)是第5周期ⅥB族元素，其基态原子的价层电子排布式为__________。 (2)“焙烧”时，生成的化学反应方程式为__________。 (3)(Ⅵ)在水溶液中的存在形态与溶液pH相关，示意如图： “碱浸”时，转化为的离子方程式为__________。 (4)“沉钼”时，当溶液中______，能获得较纯净的。[时，该离子完全沉淀] (5)“酸浸”时，的最佳浸出条件为70℃、35%硝酸、10%硫酸，温度不能高于70℃的原因是__________。 (6)取某批次钼镍矿样品，其中的质量分数为20.0%，在“酸浸”步骤中，的浸出率为91%。理论上，可得到金属的质量__________g。 (7)晶胞投影如图，其晶胞参数：，，且。晶胞中占据两种位置，除顶点外还有__________(填“棱心”“面心”或“体心”)，晶胞中原子的数目为__________。 【答案】(1)4d55s1 (2) (3) (4) (5)温度过高，硝酸易挥发(或易分解) (6)11.8 (7) 面心 16 【解析】（1）Mo位于第5周期ⅥB族，基态Mo原子的价电子排布式为4d55s1； （2）“焙烧”时，MoS2与空气中氧气高温焙烧，生成MoO3和SO2，化学反应方程式为：； （3）“碱浸”时，转化为的离子方程式为：； （4）已知：，，时，离子完全沉淀；，为不生成CaCO3，需满足，； （5）硝酸受热易分解（挥发），温度过高，硝酸分解（挥发），降低浸出效率； （6），，； （7）Ca2+占据两种位置，从晶胞投影图可知，位于顶点和面心；晶胞中Ca2+为个，则个数也是4个，位于晶胞内部，则晶胞中O原子的数目为4×4=16个。 14.（2026·北京·模拟预测）镍的氧化物()是重要的无机功能材料，广泛应用于电池、陶瓷、催化剂等领域。以镍废料(主要含、、、、等金属)为原料制备的工艺流程如图。 已知：，，。 回答下列问题： (1)基态原子的价层电子排布图为_______；上述涉及的金属元素占据元素周期表中的_______(填数字)个区。 (2)若溶解铜的混酸中，当 _______时溶解铜的质量最大。 (3)从环保角度分析，试剂a宜选择_______(填化学式)；已知黄钠铁矾的组成为，则m、n的关系式为_______。 (4)向“除杂1”所得滤液中通入除去、元素，控制溶液的 ，此时，则溶液中 _______。 (5)“沉镍”时发生反应的离子方程式为_______；为除去草酸镍晶体表面的等离子，需进行洗涤，检验晶体已洗净的操作及现象是_______。 (6) 固体的热失重曲线图如图。将气体产物通过澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊且气体产物能全部被吸收。则 内固体发生的主要反应的化学方程式为_______。 【答案】(1) 3 (2) (3) (4) (5) 取最后一次洗涤液少许于试管，滴加1~2滴盐酸酸化的溶液，若无白色沉淀生成，证明晶体已洗净 (6) 【分析】以含Ni、Zn、Mg、Fe、Cu的镍废料为原料，加入稀硫酸与硝酸混合酸酸溶，金属全部转化为金属阳离子进入溶液；加入环保氧化剂试剂a氧化，加入纯碱生成黄钠铁矾除去铁元素；向滤液通入 调pH，在强酸性条件下沉淀、生成CuS、ZnS滤渣；滤液加NaF沉淀除去镁；剩余含的滤液加入草酸沉镍，析出 晶体，晶体经洗涤、灼烧热分解得到镍的氧化物； 【解析】（1） Fe为26号元素，价层电子排布式为，则价层电子排布图为；涉及的金属Ni、Zn、Mg、Fe、Cu，Mg属于s区，Fe、Ni属于d区，Cu、Zn属于ds区，共3个区； （2）反应离子方程式为，反应中仅作氧化剂，提供部分，2份提供2份，则剩下6份源自，即； （3）环保氧化剂，还原产物无污染，选；黄钠铁矾化学式，整体电中性得 ，即 ； （4）由题，，，。，，，，则； （5）沉镍过程中与草酸反应生成二水合草酸镍沉淀，离子方程式；检验晶体已洗净即检验固体表面无存在，操作及现象为：取最后一次洗涤液少许于试管，滴加1~2滴盐酸酸化的溶液，若无白色沉淀生成，证明晶体已洗净； （6）设 为1 mol（摩尔质量183 g/mol），200 ℃时固体残留率80.27%，得对应固体质量约147 g，为的摩尔质量，说明300~400 ℃区间分解的反应物是无水草酸镍；400 ℃固体残留率为40.98%，剩余固体质量约75 g，对应摩尔质量75 g/mol的，则固体分解产物为氧化镍；分解产生的气体能使澄清石灰水变浑浊且可被完全吸收，说明气体只有，则300~400 ℃的分解反应为。 15.（2026·湖北孝感·模拟预测）废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图： 回答下列问题： (1)硒(Se)与硫为同族元素，镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第ⅢA族，中Cu的化合价为_______。 (2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为_______。 (3)25℃时，已知：，，，，“浸出液”中。当金属阳离子浓度小于时沉淀完全，恰好完全沉淀时溶液的pH约为_______(保留一位小数)；若继续加入氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后_______；为探究在氨水中能否溶解，计算反应的平衡常数_______。(已知：，) (4)“滤渣”与混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中是否洗净的试剂是_______；“回流过滤”中的作用是将氢氧化物转化为氯化物和作溶剂。 (5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为_______。 【答案】(1)+1 (2) (3) 4.7 蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色 (4)HCl溶液、溶液 (5) 【分析】废旧CIGS在空气中高温焙烧以形式除去硒；加入硫酸、过氧化氢酸浸氧化生成硫酸铜、硫酸镓和硫酸铟；向浸出液加入氨水以硫酸四氨合铜形式除去铜元素，其他金属离子形成氢氧化物沉淀；过滤后的滤渣加入以形式除去铟；过滤，滤液经过浓缩结晶得到，通入氨气经高温气相沉积得到GaN，据此分析： 【解析】（1）Se与S同族，Se为-2价；In、Ga为第ⅢA族元素，化合价为+3价。根据化合物化合价代数和为0，设Cu化合价为：，解得； （2）酸浸氧化时，In、Ga已经是+3最高价，只有+1价Cu被氧化为+2价Cu，被还原为水，在硫酸介质中发生该反应，反应方程式为：； （3）① 恰好完全沉淀时，由，得，计算得，。 ② 与过量氨水反应，先生成蓝色沉淀，随后沉淀溶解生成深蓝色的。 ③ 对平衡常数变形推导： ； （4）检验滤渣是否洗净，本质是检验最后一次洗涤液中是否含有，先用盐酸酸化，再加氯化钡溶液检验； （5）与高温气相沉积生成GaN，根据原子守恒，另一产物为HCl，配平得到该方程式。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 工业流程题解题策略 真题·命题感知 1.A 2.A 3.D 4.A 进阶·强化演练 考向01 物质的制备与工艺流程 1.(1) (2) 没有 (3)AD (4) 负 (或其他正确答案) (5) 生成的沉淀附着于反应物固体的表面，阻碍了继续与的反应；随着反应的进行，溶液的增大，溶液中浓度减小，促使平衡正向移动，沉淀重新溶解，砷回收率下降 2.(1) (2)晶体 (3) 、 (4) (5) (6)、（或） (7) (8) 2 八面体 3.(1) 盐酸具有挥发性，温度过高会导致HCl挥发，降低酸的浓度，减慢浸取速率 (2) 11.5 提供Fe3+与溶液中结合成难溶的沉淀除去；同时Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体可以吸附杂质 (3) (4)，，x：z = n(Zn2+)：n(Cl-) = 0.005：0.002 = 5：2，根据电荷守恒，，，则x：y：z的比值为5：8：2 4.(1)FeTiO3 +2H2SO4 =TiOSO4 + FeSO4+ 2H2O (2) Fe 防止Fe2+被氧化成Fe3+，在转化时与TiO2＋同时生成沉淀 (3) C 6.6 (4) 电解熔融的氯化镁制备金属镁和氯气 考向02 物质的分离提纯与工艺流程 1.(1)＋6 (2) 、 (3)10.15 (4)增大c(Cl-)，使吸附平衡逆向移动完成洗脱 (5) 防止后续与硫酸铜反应形成CuS杂质 (6) 2.(1) (2) (3) (4) (5) 升高，转化为(或)，难以与酒石酸形成络合物 (6) D 3.(1)粉碎富钴结壳可以增大固体与溶液的接触面积，从而加快后续“还原浸出”的反应速率，提高原料的浸出率，使反应更充分 (2) (3)5 (4)BC (5) (6) 4 (7) 4.(1) 更高温度则能耗高，但Se挥发率、Cu浸出率升高不大；硫酸铜分解 (2) (3) 溶银 考向03 物质的回收利用与工艺流程 1.(1) (2)增大矿粉与助剂接触面积，使焙烧反应更充分，提高金属浸出率 (3)、 (4) 水解生成胶体，胶体具有吸附性，会吸附金属阳离子，降低产率 、 (5) (6) 2.(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 3.(1)利用浓硫酸与水混合放热，使溶液温度升高，加快酸浸速率 (2)制玻璃、粗硅、光导纤维等 (3)4:3 (4) (5)c (6) (7)、 4.(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 拔高·模拟预测 1.(1)增大O2浓度，加快反应速率 (2)PbSO4 (3)Cd2+ + H2S = CdS↓ + 2H+ (4) 100 H2SO4浓度增大，H+浓度上升，2In3+ + 3H2S6H+ + In2S3↓ 化学平衡向逆反应方向移动，抑制In3+沉淀 (5)取最后一次洗涤液于试管中，加入少量BaCl2，若未产生白色沉淀，则已洗净 (6)防止被空气中的氧化为，避免被萃取引入杂质，保证In的萃取纯度 2.(1) (2)搅拌、粉碎钛铁矿、升高浸取温度等(任写一条) (3) (4) (5) Fe (6)6.5 (7) 阴 镁与在高温下反应制备金属钛需要用稀有气体作保护气(或其他合理答案) 3.(1) 除去过量的Al以及铝热反应生成的可溶于盐酸的 Cu (2) (3)减少洗涤目标产物的溶解损耗，同时乙醇易挥发，可快速带走滤饼表面水分，加快滤饼干燥，避免产物长时间接触水发生变质 (4) (5) 4.(1) (2) (3) (4)Ag (5)2.8<pH<6.4 (6) 作催化剂 反应达到平衡时，氯离子浓度升高，不利于反应 正向进行，导致还原率下降 5.(1)使高砷烟尘的颗粒更小；适当增大硫酸的浓度(或适当提高酸浸的温度)(合理即可) (2) (3) 增大溶液中浓度，有利于与配位形成，增大溶液中的浓度，平衡逆向移动有利于反萃取 反萃取 (4) (5)还原剂过量，促进被还原成 6.(1) (2) 增大氧气在溶液中的溶解度，增强氧化能力 (3) 温度超过60℃，分解速率增大，浓度显著降低，单位时间内的氧化率降低 S (4)重结晶 (5) 中As为+5价，中As为+3价，As元素的价态越高，As-O-H键中羟基的极性就越强，越容易电离出，故的酸性较强 7.(1) (2) 用替代会降低原料成本，升高温度虽会增加能源消耗，但原料成本对生产的影响更大 (3)、 (4) (5) (6) 2% 180 °C 8.(1) (2)CuSO4 (3)3：2 (4)将还原为，便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离 (5) (6) (7) 9.(1) d (2)3.3 (3)c (4) 、 、 (5) (6) 与存在放电竞争，过大会让阴极上放电生成为主 10.(1) 五 ⅤA (2) (3) 将杂质中的砷元素全部转化为 (4) 1587℃ 锑及其氧化物在高温下形成锑蒸气和蒸气挥发出来，与铁及其氧化物分离 铁原子半径小于锑原子，且铁原子的价电子为，锑原子的价电子为，故铁的金属键强于锑 (5) 阴 11.(1)维持还原性气氛，防止已还原金属铁镍被氧化 (2)CaSO4、H2SiO3 (3) a A (4) 不能 ，Sc3+未沉淀完全 (5) 134.4 12.(1) 搅拌、粉碎含锶废渣、适当提高酸浸温度、适当提高稀盐酸浓度 Sr2+、Mg2+ (2)SrSO4(s) + Ba2+(aq)⇌BaSO4(s) + Sr2+(aq) (3)AC (4)加热脱水 (5) SrCl2(熔融) Sr+Cl2↑ (6) 棱心 体心 13.(1)4d55s1 (2) (3) (4) (5)温度过高，硝酸易挥发(或易分解) (6)11.8 (7) 面心 16 14.(1) 3 (2) (3) (4) (5) 取最后一次洗涤液少许于试管，滴加1~2滴盐酸酸化的溶液，若无白色沉淀生成，证明晶体已洗净 (6) 15.(1)+1 (2) (3) 4.7 蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色 (4)HCl溶液、溶液 (5) 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $