第06讲 工业流程题解题策略（复习讲义）（黑吉辽蒙专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

第06讲工业流程题解题策略 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 工业流程题设问规律 知识解构 知识点1 原料预处理与反应条件 ∣ 知识点2 物质的分离与提纯 知识点 3 陌生方程式的书写 考向破译 考向1 考查原料的预处理 ∣ 考向2 考查物质的分离与提纯 考向 3 考查陌生方程式的书写 考点二 工业流程题题型分类 知识解构 知识点1 天然矿物提取类 ∣ 知识点2 贵金属（或特色金属）提取类 知识点 3 废渣（固废）回收类 考向破译 考向1 考 查天然矿物提取类 ∣ 考向2 考查 贵 金属（或特色金属）提取类 考向 3 考查废渣（固废）回收类 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 工业流程选择题 —— 黑吉辽蒙卷T11（3分） 黑吉辽卷T13 （3分） 辽宁卷T10 （3分） —— 工业流程综合题 黑吉辽蒙卷T16 黑吉辽蒙卷T16 黑吉辽卷T16 辽宁卷T16 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 化工流程题型是辽宁高考化学的高频核心考点，属于偏难、区分度较强的题型。特别是第16题固定为化工流程综合题，核心考查：工业分离提纯/资源回收，素材选自工业流程标准：原料预处理→浸出→除杂→分离→产品/循环。命题特点如下： 1.选材规律：聚焦资源回收、新能源/环保，符合东北老工业基地特点； 2.核心方向：过渡元素金属为主：（如Ni、Co、Zn、Pb、Pt、Au等稀有贵金属）、工业废渣/废料资源化，避开单一主族元素，侧重多金属分离、配位/沉淀/萃取联用； 3.符合工业流程真实情境：均来自工业冶金、固废处理；给出 Ksp、配位常数、溶解度、pH - 沉淀区间等定量数据/图表，强调 “工业生产” 与化学原理的互相结合。 4.突出了“绿色环保、循环利用、成本控制”等绿色化学的理念考查。 ►复习目标： 一、知识目标： 1.熟练运用物质结构；氧化还原；化学反应速率和化学平衡移动；水溶液中的离子平衡等核心章节的知识点。 2.实验操作部分：熟练掌握分离提纯/资源回收、提纯制备等操作。 二、能力目标： 1.信息获取与加工能力：能读懂流程框图、已知信息、pH 曲线／沉淀率曲线／浓度—时间图，并从中提取解题依据； 2.原理迁移能力：能将平衡移动原理迁移至新情境，推导粒子浓度关系与平衡移动方向； 3.定量计算能力：能熟练运用化学平衡常数、电离平衡常数、水的离子积常数、难溶电解质溶度积等常数进行计算，能准确计算出产率、转化率、萃取率等工业生产定量数据。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 工业流程题设问规律 知●识●解●构 知识点1 原料预处理与反应条件控制 一、原料预处理的核心目的： 1.提高速率——让"浸出"更快； 2.提高浸出率（转化率）——让原料里的目标元素尽可能多地进入溶液； 3.除杂——把无用或有害的成分除去； 4.转化存在形式——把难溶、难反应的物质变成易溶、易反应的物质（或让易溶杂质变难溶）。 二、常见预处理操作 类别 具体操作 核心目的 典型实例 物 理 方 法​ 1.粉碎 / 研磨 将块状原料粉碎为粉末，增大反应物接触面积，加快浸出/反应速率，提高原料利用率。 铬铁矿、钛铁矿、锂云母粉碎后焙烧 2.洗涤（水洗） 用清水或特定试剂（如稀酸、稀碱）洗涤原料，去除表面吸附的可溶性杂质或灰尘，提高原料纯度 水洗除去 Cl⁻、SO₄²⁻、Na⁺ 3.干燥 去除原料中的水分，防止水分影响后续反应，避免水分导致焙烧温度不均、能耗升高。 焙烧前干燥矿石 化 学 预 处 理 方 法​ 4.氧化焙烧 通空气/O₂等氧化剂，使低价态→高价态、硫化物→氧化物、烧去可燃物 ZnS→ZnO；铬铁矿钠化氧化焙烧 5.还原焙烧 加 C/CO/H₂等还原剂，使高价态→低价态或金属单质，便于后续浸出/磁选 MnO₂→MnO；褐铁矿→Fe₃O₄ 后磁选 6.分解焙烧 去除原料中的挥发性杂质或分解难溶物，如：碳酸盐/氢氧化物分解、脱结晶水、除挥发分 CaCO₃→CaO；Al(OH)₃→Al₂O₃ 7.酸浸 用酸（如 H₂SO₄、HCl）溶解原料中的目标组分，使杂质留在滤渣中。 溶解金属氧化物/碳酸盐/活泼金属，硫酸浸 ZnO、CuO、MnO 8.碱浸 用碱（如 NaOH）溶解两性氧化物、SiO₂、油脂，除油污/脱硅 NaOH 浸铝土矿、浸出 Al/Zn 其他 方法​ 9.磁选 利用原料中各组分磁性差异，分离磁性杂质 磁铁矿、还原焙烧后磁选铁 10.浮选 利用表面疏水性差异，加药剂富集有用矿物 辉钼矿、黄铜矿、方铅矿浮选 三、条件控制 控制的条件 目的 1.浓度控制 ①适当增大反应物浓度：加快反应速率，提高浸出率/转化率；如：酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；又如：增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行； ②浓度不宜过高：可能导致副反应、腐蚀设备、成本升高。如：控制某离子浓度，防止生成其他沉淀 。 2.温度控制 ①结晶获得所需物质；降低某些晶体的溶解度，减少损失等 ②防止某种物质温度过高时会分解或挥发，(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)； ③使某物质达到沸点挥发出来；或降温使某个沸点较高的产物液化，与其他物质分离等； ④使化学平衡向着题目要求的方向移动； ⑤使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生等。 3.压强控制 ①加压：加快气体反应速率，使平衡向气体分子数减少方向移动； ②常压：成本低、设备要求低，多数流程选择常压 4.pH控制 ①调节 pH 使杂质金属离子水解沉淀生成金属氢氧化物，以达到除去金属离子的目的； ②抑制（促进）盐类水解； ③影响弱酸/弱碱电离平衡，改变离子浓度（如 A²⁻、HSO₅⁻、CN⁻ 等） 5.其他条件控制 ①利用生成络合离子影响平衡； ②利用沉淀溶解平衡； ③氧化还原反应影响平衡等。 知识点2 物质的分离与提纯 一、分离提纯的 “除杂原则”：不增；不减；易分离；易复原。 1.不增：不引入 ； 2.不减：不损失 3.易分离：被提纯物与 易于分离。 4.易复原： 易恢复原来的组成、状态。 二、分离与提纯方法 中学常见物理分离方法总表 方法 适用对象 核心目的/原理 典型实例 1.过滤​ 固体 + 液体（不溶物与溶液） ①趁热过滤：溶解度随温度降低急剧减小防止目标物降温析出而损失 ②减压过滤（抽滤）减小压强加快过滤，固体含液少 浸出后"过滤"分离滤渣与浸出液； 除去 NaCl 中的 KNO₃：蒸发结晶后趁热过滤，KNO₃ 留在母液。 2.蒸发结晶​ 溶解度随温度变化小（平缓型） 加热蒸发溶剂使溶质析出 从 NaCl 溶液得 NaCl 晶体 3.冷却结晶​ 溶解度随温度变化大（陡升型） 降温使溶质因溶解度下降析出 KNO₃、CuSO₄·5H₂O、明矾 4.蒸发浓缩、冷却结晶​ 目标物含结晶水 / 受热易分解、水解、氧化 不能蒸干，先浓缩再降温结晶 由溶液制 FeSO₄·7H₂O、MgCl₂·6H₂O、Al₂(SO₄)₃ 5.重结晶​ 固体粗产品进一步提纯 反复溶解—结晶，杂质留在母液 苯甲酸提纯、KNO₃ 提纯 6.蒸馏 / 分馏​ 互溶液体，沸点差异较大 控制温度蒸出低沸点组分 制无水乙醇；石油分馏；海水淡化 7.萃取 + 分液​ 溶质在两种互不相溶溶剂中溶解度不同 溶质从水相转入有机相，静置分层后分液 CCl₄ 萃取溴水/碘水；磷酸酯萃取 Cu²⁺、Co²⁺ 8.反萃取​ 已萃取入有机相的目标物 改变条件（如加酸）使目标物返回水相，与有机相分离 萃取除铁后反萃回收 9.升华​ 常温下固态、受热直接气化 加热升华再冷凝收集 提纯 I₂、萘 10.渗析​ 胶体与溶液中小分子/离子 半透膜只允许小分子通过 用于淀粉或Fe(OH)₃ 胶体提纯 11.膜分离 / 电渗析​ 离子与小分子 选择性透过膜 海水淡化、盐湖提锂浓缩 12.离子交换 溶液中离子 树脂上的 H⁺/Na⁺ 与目标离子交换 硬水软化、稀土分离、制备纯水 中学常见化学分离方法总表 方法 原理 目的 典型实例 1.调 pH 沉淀（水解沉淀）​ 加碱/氧化物/碳酸盐（选含目标元素的试剂（不引入新杂质）消耗 H⁺，使杂质离子水解成氢氧化物沉淀 "促进 Mⁿ⁺ 水解生成 M(OH)ₙ 沉淀"； 除 Fe³⁺：加 CuO / Cu(OH)₂ / CuCO₃ / Cu₂(OH)₂CO₃ 调 pH≈3~4，Fe³⁺→Fe(OH)₃（Cu²⁺ 留在液）；除 Fe³⁺ 提纯 Mg²⁺：加 MgO/Mg(OH)₂/MgCO₃ 2.加沉淀剂（沉淀转化）​ 加入 S²⁻、F⁻、CO₃²⁻、C₂O₄²⁻ 等，生成难溶盐​ "使 Mⁿ⁺ 转化为 MS / MFₙ / MCO₃ 沉淀而除去"​ 用 MnS/NiS 除 Cu²⁺、Pb²⁺（沉淀转化：Cu²⁺ + MnS = CuS↓ + Mn²⁺）；NaF 除 Ca²⁺、Mg²⁺；BaCl₂ 除 SO₄²⁻ 3.热分解法​ 杂质受热分解为气体或目标物分解为氧化物 除去 NH₄⁺、有机物、HCO₃⁻ 灼烧除去 NH₄Cl、草酸盐；煅烧 Al(OH)₃ 得 Al₂O₃ 4.氧化 / 还原法​ 利用氧化反应升高目标物的元素价态/还原反应降低标物的元素价态 改变价态，使杂质变为易沉淀或易除去的形态 "将 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺，便于调 pH 沉淀除去；H₂O₂ 是最优氧化剂（不引入杂质、还原产物为水） 5.电解精炼法​ 利用目标金属与杂质放电顺序/溶解性不同；粗金属作阳极，纯金属作阴极 通过电解法使目标物变成易溶物/沉淀与其他物质分离 粗铜精炼：Cu 溶解并在阴极析出，比 Cu 活泼的杂质留在溶液中，比 Cu 不活泼的成阳极泥（含 Au、Ag） 知识拓展  配位（络合）反应分离​ 溶解（浸出）：配位后生成可溶配合物，沉淀溶解平衡右移； 例如：氨浸：CuO/NiO 用 NH₃-(NH₄)₂CO₃ 浸出形成配离子进入溶液，而Fe 离子不配位生成 Fe(OH)₃ 留在残渣中，实现 Cu/Fe 分离。也可以用于溶解 AgCl 分离：利用不同金属配合物稳定性差异，让目标进溶液、杂质留在渣中（或反之） 例如：有机萃取剂：利用某些金属离子与有机物形成更稳定的配合物进入有机溶剂与水溶液分离实现萃 取，萃取剂要看pH 曲线：金属萃取率随 pH 升高而增大（阳离子交换型），分离两种金属就选两者萃 取率差距最大处的 pH 掩蔽（隐藏）：使杂质离子形成络合物，防止它水解、沉淀干扰后续反应； 例如：利用F⁻或EDTA（乙二胺四乙酸）与金属离子形成络合物掩蔽离子干扰： F⁻+ Fe³⁺→[FeF₆]³⁻；F⁻+ Al³⁺→[AlF₆]³⁻，掩蔽 Fe³⁺Al³⁺，防止其水解沉淀造成干扰 改变氧化还原能力：产物离子络合后，原本难氧化的金属能被氧化溶解。 例如：王水溶金：Cl⁻ 配位 + HNO₃ 氧化，双管齐下使金溶解； 又如：用O₂氧化使金溶解： CN⁻与Au⁺形成极稳定的络合物[Au(CN)₂]⁻，使 Au 还原性显著增强，因而 能被 O₂ 氧化。 知识点3 陌生方程式的书写 一．工业流程题中陌生方程式两大类型 主要分两大类型：类似复分解反应型和氧化还原反应型。 1.类似复分解反应型 a、本质：气体、沉淀、难电离物质都是使平衡正向移动的因素。 b、步骤（1）根据给予信息，研究反应本质，找到气体、沉淀、难电离物质或者其他影响平衡移动的因素（关键步骤）； （2）结合题干所给酸碱环境，合理补写H+、OH-、H2O或其他物质，运用观察法配出这些补写离子或物质的系数（细节部分） 2、氧化还原反应型 a、本质：强氧化剂 + 强还原剂 = 弱氧化剂 + 弱还原剂 b、步骤：第一步：找"两剂两产物"——确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物 （关于常见氧化剂/还原剂请参考《第一章第04讲 氧化还原反应的基本概念和规律（复习讲义）》） 从题干信息中提取：谁被氧化→氧化产物，谁被还原→还原产物（关键步骤）； 第二步：标变价，算得失——计算电子转移数目 标出变价元素的化合价，计算1mol氧化剂得电子数、1mol还原剂失电子数 根据电子守恒，确定氧化剂和还原剂的系数比，进一步确定氧化产物或还原产物 第三步：配平（关于氧化还原反应方程式配平技巧请参考《第一章第05讲 氧化还原反应方程式的配平与计算》） 2．陌生化学(或离子)方程式的书写流程： 考●向●破●译 考向1 考查原料的预处理与控制反应条件 例1（2025·辽宁沈阳·二模）正极材料具有更高的离子扩散速率，是最有前途的锂离子电池正极材料之一。由菱锰矿制备的流程如下： 已知： 1.菱锰矿的主要成分为，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素 2.部分氢氧化物沉淀相关的溶液pH如下表： (若金属离子浓度小于，则认为完全沉淀) 沉淀物 开始沉淀 2.7 7.6 3.4 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 4.7 9.8 (1)为提高溶矿速率，可采取的措施(举1例)_________。 (2)加入石灰乳调pH值的范围为_________，此时溶液中=_________。 【变式1·变题型——原料预处理酸浸】铬作为一种重要的战略金属资源，广泛应用于钢铁、冶金、化工、医药以及航空航天等领域。由高碳铬铁合金粉末（主要为碳、铬、铁的合金，还含有少量的镁、铝、硅的氧化物）制取回收铬单质的工艺流程如图： 已知：1.金属Cr与Fe的化学性质非常相似。 2.，，。 3.的二水合草酸盐均难溶于水。 回答下列问题： (1)稀硫酸浸出过程中，提高“浸出率”的措施有________。 A．粉碎 B．适当升温 C．用98%的硫酸替代稀硫酸 D．延长浸出时间 【变式2·变角度——原料预处理与控制pH值】(2026·黑龙江九师联盟高三联考)利用粉煤灰(主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3等杂质)制备Ga(OH)3的流程如下： 已知：①镓与铝同主族，其化合物性质相似； ②“碱浸”后溶液的主要成分为Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3。 下列说法错误的是( ) A．“焙烧”可将Ga2O3转化为NaGaO2，该反应的化学方程式为Ga2O3+Na2CO32NaGaO2 +CO2↑ B．滤渣1的主要成分是Fe2O3和SiO2 C．“调pH沉镓”通入过量气体A发生反应的离子方程式为[Ga(OH)4]-+CO2 = Ga(OH)3↓ +HCO3- D．“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则滤渣2的主要成分是H2SiO3 【变式3·变角度——原料焙烧预处理】.（2026年沈阳市高三一模）银铜精矿(含铅、铁、砷、硫等杂质元素)高效分离的一种新工艺流程如下： 已知：， 回答下列问题： （4）“焙烧脱硫”、“沉淀转化”均可提高银浸取率，下列说法中错误的是_______。 A．“焙烧脱硫”会产生污染气体，可用碱溶液吸收 B．单质硫颗粒覆盖在银矿物表面影响银的浸出 C．“沉淀转化”和“酸浸2”两步可调换顺序 考向2 考查物质的分离与提纯 例2（2025·黑龙江·一模）以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料合成媒染剂“翠矾”(NiSO4·7H2O)和结构化学研究的热点物质氟镍化钾(K2NiF4)的工艺流程如下： 该工艺条件下，溶液中金属离子开始和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 2.7 3.8 7.6 7.1 完全沉淀的pH 3.7 5.2 9.7 9.2 回答下列问题： (5)“操作A”是 、 、过滤、洗涤、干燥。 【变式1·变角度——考查沉淀分离操作】（2025·吉林·二模）废旧磷酸亚铁锂电池正极片含Al箔、LiFePO4活性材料和少量不溶于酸碱的导电剂，某学习小组在实验室中欲从碱浸渣中回收Li2CO3、FePO4，简易流程如图所示： 已知： ①常温下，。 ②“滤液2”中。 ③沉淀率。 下列说法错误的是( ) A．“酸浸”的主要反应为2LiFePO4+8H++H2O2=2Li++2Fe3++2H3PO4+2H2O B．可通过向“滤液2”中滴加K3[Fe(CN)6]溶液来判断沉铁是否完全 C．“滤液3”中的溶质除少量Na2CO3外，主要为Na2SO4 D．加入等体积的Na2CO3溶液后，“滤液3”中c(CO32-)为0.04mol·L-1，则Li+的沉淀率为90% 【变式2·变角度——考查结晶分离操作】（25-26高三上·辽宁抚顺·期末）从砷化镓废料(主要成分为)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。碱浸后GaAs转化为、，已知：。下列说法不正确的是 A．“碱浸”时，每浸出1molGaAs至少需消耗 B．Ga和Al同主族，推断不属于两性氢氧化物 C．“滤渣Ⅲ”的主要成分为 D．“操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 【变式3·变角度——考查分离操作】从海水提镁的主要步骤如下。下列涉及操作的说法不正确的是 A．操作①：过滤 B．操作②：酸溶 C．操作③：分液 D．操作④：电解 考向3考查陌生方程式的书写 例3以铜矿粉(主要成分是，含少量、、等)为原料制备的工艺流程如图所示。已知：在酸性环境中不稳定，易转化为Cu和。体系中有关离子反应方程式书写错误的是 A．“酸浸”过程： B．“酸浸”过程： C．“氧化”过程： D．“反应”过程： 【变式1·变角度——考查水解方程式书写】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）可作白色颜料，利用废液(含有、、、)制备的工艺流程如图所示。下列说法中错误的是    A．“还原”流程中，“滤渣”的成分有铜和铁 B．“水解”流程中，加水能够促进的水解 C．“水解”流程的离子反应是 D．“洗涤”流程加入的稀盐酸能换成溶液 【变式2·变角度——考查氧化还原反应方程式书写及配平】（25-26高三上·广东深圳·阶段检测）一种用硫铜矿(主要含CuS、Cu2S及少量FeO、Fe2O3等)为原料制备CuCl的工艺流程如下： 已知：①CuCl是难溶于水和醇的白色固体，在热水中迅速水解生成Cu2O； ②CuCl在潮湿的空气中易被氧化，生成的碱式盐为Cu2(OH)3Cl； ③已知、、开始生成沉淀和沉淀完全时的pH如下表： 金属离子 开始沉淀pH 4.7 8.1 1.2 完全沉淀pH 6.7 9.6 3.2 回答下列问题： (1)铜的价电子排布式___________。 (2)写出一种提高“酸浸”速率的方法___________。“酸浸”中，CuS参加反应的方程式：___________。 (配平) (3)用氨气调节pH时，滤渣2的主要成分___________，应将溶液的范围调整为___________≤pH<___________。 (4)“合成”时，生成CuCl发生反应的离子方程式为___________。 (5)干燥CuCl时，应采用低温干燥的方式，试分析其原因___________。 【变式3·变角度——考查氧化还原方程式书写】（2026·内蒙古·一模）利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题： 已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。 ②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。 ③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为________________________________。 (2)加入NaClO3的作用是______________________________________。 (3)加入Na2CO3调pH至5.2，目的是____________________；萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为____________。 考点二 工业流程题题型分类 知●识●解●构 知识点1 天然矿物提取类 一、流程框架：矿石 → 粉碎 → 焙烧 → 浸出 → 除杂 → 转化/富集 → 结晶或煅烧 → 产品 二、常考知识点 考点 具体内容 设问方式 ① 焙烧三型​ 氧化焙烧（硫化物→氧化物）、还原焙烧（高价→低价便于酸浸）、分解焙烧（碳酸盐/氢氧化物分解、脱结晶水） 写焙烧方程式；问"通空气焙烧的目的" ② 浸出剂选择​ 酸浸（硫酸为主）、碱浸（溶两性氧化物与 SiO₂）、水浸（焙烧后的可溶盐）、氨浸（Cu/Ni 成配离子） 问"为何用硫酸不用盐酸"（Cl⁻腐蚀、干扰电解） ③ 调 pH 试剂的选择原则​ 必须含目标元素，不引入新杂质。例如：先氧化后调 pH：H₂O₂ 把 Fe²⁺→Fe³⁺，再用CuO/Cu(OH)₂/CuCO₃调 pH≈3~4，Fe³⁺ 完全沉淀而 Cu²⁺ 不沉淀 除 Cu²⁺ 溶液中的 Fe³⁺ 用 CuO，除 Mg²⁺ 中的 Fe³⁺ 用 MgO ④ 计算​ 开始沉淀 pH、完全沉淀 pH（残留 ≤10⁻⁵ mol/L）、分步沉淀、沉淀转化 已知Ksp计算 pH，（高频考点） ⑤ 结晶方式选择​ 蒸发浓缩、冷却结晶；平缓型→蒸发结晶、趁热过滤；含结晶水/易分解→不可蒸干​ 填空写整套操作："蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤、干燥）" ⑥ 绿色化学 滤渣与母液的去向：滤渣制水泥/制砖/炼铁；母液循环回浸出工序 "可循环利用的物质是____" 三、各矿物的特点 钛铁矿 FeTiO₃：酸解 → TiOSO₄ + FeSO₄ → 冷却结晶析出 FeSO₄·7H₂O（绿矾）​ 除铁 → 滤液水解 → H₂TiO₃ → 煅烧得 TiO₂ 铬铁矿：钠化氧化焙烧（4Fe(CrO₂)₂ + 8Na₂CO₃ + 7O₂ → 8Na₂CrO₄ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂）→ 水浸分离 Cr/Fe → 酸化 CrO₄²⁻→Cr₂O₇²⁻（2CrO₄²⁻ + 2H⁺ ⇌ Cr₂O₇²⁻ + H₂O，注意这是非氧化还原变化，Cr 始终 +6） 软锰矿 MnO₂：MnO₂ 不溶于稀酸，需还原焙烧成 MnO​ 或用 SO₂/Fe²⁺/葡萄糖作还原剂还原浸出 铝土矿：碱浸 → Na[Al(OH)₄] → 通 CO₂析出 Al(OH)₃ → 煅烧得 Al₂O₃ 锂云母/锂辉石：硫酸盐（K₂SO₄/CaSO₄）焙烧转型 → 水浸提锂 硼镁矿：酸解 → 硼酸（硼酸是弱酸，注意"强酸制弱酸"） 知识点2 贵金属（或特色金属）提取类 一、流程框架：原料 →选择性溶解（配位/氧化）→富集（萃取/吸附/离子交换）→分离（反萃取/选择性沉淀）→还原或电解→纯金属 二、常考知识点清单 考点 具体内容 典型考法 ① 配位浸出（本类型灵魂）​ 氰化法：4Au + 8CN⁻ + O₂ + 2H₂O = 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻；硫脲法、硫代硫酸盐法（无氰绿色）；王水（Cl⁻配位 + NO₃⁻氧化）；氨浸 Cu/Ni/Co 写配位浸出方程式 ② 配位改变氧化还原能力​ 配位使游离 c(Mⁿ⁺) 骤降 → 电极电势降低 → 金属还原性增强​ → 弱氧化剂（O₂）也能溶解 Au "为什么 O₂ 就能把金溶了？"——只答"氧气氧化金"不给分 ③ 萃取与反萃取​ 萃取剂 ：能与金属离子形成配合物的有机化合物；萃取率—pH 曲线；分离系数 β；选萃取率差距最大处的 pH 给曲线选最佳 pH、判断谁进有机相 ④ 选择性氧化 / 还原（变价金属核心）​ 利用不同价态性质差异分离：Co²⁺→Co³⁺（与 Ni 分离）；Eu³⁺→Eu²⁺（稀土中唯一易成二价的，据此分离 Eu）；V(+5)→V(+4)；Ce³⁺→Ce⁴⁺ "氧化 X 的目的是____" ⑤ 贵金属的还原回收​ 置换（Zn 置换 [Au(CN)₂]⁻）、电解沉积、H₂/N₂H₄/草酸/Na₂SO₃ 还原 写置换方程式 ⑥ 电解精炼与阳极泥​ 粗铜精炼：活泼杂质（Fe、Zn、Ni）留溶液，不活泼杂质（Au、Ag、Pt）沉为阳极泥​ 判断阳极泥成分 ⑦ 两性羟基配合物​ Al、Zn、Cr(Ⅲ)、Pb 溶于强碱成 [Al(OH)₄]⁻、[Zn(OH)₄]²⁻ 写碱浸方程式 ⑧ 稀散金属回收​ Ga、Ge、Re、Se、Te 多从冶炼烟尘、电解阳极泥、赤泥中回收，考"综合回收"理念 判断分离顺序 ⑨ 绿色化学​ 反萃后有机相再生循环使用 "可循环利用的物质" 三、特色金属速查表 元素 特征价态 特征性质 Co​ +2 / +3 Co³⁺ 在酸性条件下强氧化性；[Co(NH₃)₆]²⁺ 易被氧化 Ni​ +2（稳定） 羰基法 Ni + 4CO ⇌ Ni(CO)₄（低温生成、高温分解精炼镍） V​ +5（VO₂⁺/VO₃⁻）/ +4（VO²⁺） 价态随pH值变化，颜色多变 Mo / W​ +6（MoO₄²⁻ / WO₄²⁻） 硫化物焙烧成氧化物后氨浸成钼酸铵/钨酸铵 Au​ +1 / +3 只溶于具有配位剂的氧化剂（王水、CN⁻+O₂） 稀土​ +3 为主 离子半径相近，只能靠萃取级数分离；Eu 可呈 +2、Ce 可呈 +4 Li​ +1 Li₂CO₃ 溶解度随温度升高而减小（反常！） 知识点3 废渣（固废）回收类 一.流程骨架：废料 → 拆解/粉碎 → 焙烧除有机物​ → 酸浸（常配还原剂）​ → 逐一分离各金属 → 各自回收 → 循环物质回用 二.常考知识点清单 考点 具体内容 典型考法 ① 焙烧除有机物​ 除去粘结剂（PVDF）、隔膜、碳粉、塑料；注意会产生 HF（PVDF 含氟）、CO₂ "焙烧的目的是____"→除去有机物和碳 ② 高价金属需还原后浸出（锂电池特色）​ LiCoO₂ 中 Co 为 +3，需加 H₂O₂/Na₂S₂O₃ 还原为 Co²⁺ 才易溶 写酸浸方程式；问"H₂O₂ 的作用"→作还原剂：2LiCoO₂ + H₂O₂ + 3H₂SO₄ = Li₂SO₄ + 2CoSO₄ + O₂↑ + 4H₂O​​ ③ 多金属协同分离​ Ni/Co/Mn/Li 分离套路：先氧化沉 Mn（MnO₂）→ 萃取分离 Co/Ni→最后加 Na₂CO₃ 沉 Li​ 判断每一步"滤渣/滤液"含什么 ④ Li₂CO₃ 的反常溶解度​ 溶解度随温度升高而减小​→ 用热水洗涤、降温结晶 与前面"结晶方法"相反，极易设陷阱 ⑤ 可循环使用的物质​ 母液、滤渣、萃取剂、NH₃、CO₂、H₂SO₄、H₂O₂ 分解产生的 O₂ 高频设问："该流程中可循环利用的物质是____" ⑥ 铝箔、铜箔的分离​ 碱溶 Al（铝箔）或酸溶其余，利用两性分离 Al与Cu 写 2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑ ⑦电解液与氟的处理​ LiPF₆ 水解产生 HF → 需石灰乳/CaCl₂ 吸收生成 CaF₂ "含氟废水的处理方法" ⑧ 回收率与纯度的权衡​ 浸出率↑常伴随杂质溶出↑；多次浸取提高回收率 "浸出率已达 80%，再延长时间意义不大，原因是____" ⑨绿色化学评价 优点：资源循环利用、减少重金属污染、节能减排、提高原子利用率 风险：产生 SO₂/NOₓ/HF等污染大气气体/含重金属废水，需尾气吸收与废水处理 开放设问："从绿色化学角度评价该工艺" 三、常见废料速查 废料 主要回收对象 关键处理 废旧锂电池正极 Li、Co、Ni、Mn H₂O₂ 还原酸浸；Na₂CO₃ 沉 Li 废旧电路板​ Cu、Au、Ag、Sn 破碎分选 → 酸浸 Cu → 氰化/硫脲提 Au、Ag 废催化剂​ V₂O₅、Mo、Pt、Pd 焙烧除积炭 → 碱浸/酸浸 电解阳极泥​ Au、Ag、Se、Te 焙烧 → 酸浸 → 置换/电解 赤泥 / 冶炼渣​ Fe、Al、Ti、Sc 还原焙烧 — 磁选；酸浸提 Sc、Ti 废旧锌锰电池​ Zn、MnO₂ 焙烧 → 酸浸 → 电解得 Zn 和 MnO₂ 电镀污泥​ Cr、Ni、Cu 氧化 Cr³⁺→CrO₄²⁻ 后碱浸分离 考●向●破●译 考向1 考查天然矿物提取类 例1（2026年大连市双基模拟卷16）以钛铁矿（主要成分为，含有少量、）为主要原料制取和水处理剂聚合氯化铁的工艺流程如图。 已知：I.“酸浸1”所得滤液中阳离子主要有。 II.室温下，的化学平衡常数。回答下列问题： （1）基态钛原子的价层电子排布式为_____。 （2）FeTiO溶于稀硫酸的离子方程式为_____。 （3）写出实验室用溶液检验的离子方程式为_____。 （4）室温下，当“沉钛”阶段上层清液中的时，上层清液的_____。“氧化”时双氧水实际消耗量远大于理论消耗量，其原因为_____。 （5）在高温下，向金红石（）与焦炭的混合物中通入，也可以得到和一种可燃性气体，化学方程式为_____。 （6）TiN具有高硬度、耐磨损、化学稳定性好等特性，是刀具、模具的主流防护涂层。上述流程中，气体有2种成分，其中一种是，则制备的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____；该流程中，能循环利用的物质为_____（填化学式）。 【变式1·变角度——以高硫锰矿为原料提取金属】（2025·辽宁葫芦岛·一模）硫酸锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为MnS及少量FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下： ①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。 ②酸浸时，浸出液的pH与锰的浸出率关系如下图1所示。 ③金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如下图2所示(25℃)，此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54。 (1)Mn2+的价电子排布式为 。 (2)传统工艺处理高硫锰矿时，若不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为 。 (3)实际生产中，酸浸时控制硫酸的量不宜过多，使pH在2左右。请结合图1和制备硫酸锰的流程，说明硫酸的量不宜过多的原因： 。 (4)“中和除杂”时，应调节pH的范围为 ，其中除去Fe3+的离子方程式为 。 (5)“氟化除杂”时，溶液中的Mg2+和Ca2+都沉淀完全时，则F-的最低浓度为 [已知：Ksp(MgF2)=6.4×10-10；Ksp(CaF2)=3.6×10-12]。 (6)碳化结晶的离子方程式为 。 【变式2·变角度——以铬铁矿为原料制备】（2025·吉林长春·三模）以铬铁矿(主要成分为，还含有等)为原料制备的一种工艺流程如图。 已知：与纯碱焙烧水浸后转化为，与纯碱焙烧转化为。 (1)过程Ⅰ中转化为和，写出反应的化学方程式___________。 (2)滤渣1主要含有___________。 (3)矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与的关系如下图所示。 ①过程Ⅲ中使用溶液的目的是___________。 ②过程Ⅳ发生反应，计算该反应的___________。 (4)利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，装置如图。 ①离子交换膜应该选用___________。 a．阴离子交换膜    b．质子交换膜    c．阳离子交换膜 ②结合方程式解释产生的原理___________。 (5)测定产品中的质量分数。 称取产品，用容量瓶配制待测液。取待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。产品中(摩尔质量为)的质量分数为___________。已知：酸性条件下被还原为。 考向2 考查贵金属（或特色金属）提取类 例2钒(V)被广泛应用于钢铁冶炼、合金制备、电池、药物制备等行业。工业上以含钒石煤为原料(主要含煤、，杂质有等)，采用硫酸化焙烧-水浸工艺制备和金属V的主要工艺流程如图所示。 已知：①部分金属离子完全沉淀的pH如表所示。 金属离子 pH 8.6 3.2 4.7 ②有机萃取剂HR对溶液中的离子萃取能力大小：。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，转化为，该反应的化学方程式是___________；“焙烧”的目的一个是将金属元素转化为硫酸盐，另外一个是___________。 (2)“还原”反应是使水浸溶液中的较高价态物种转化为较低价态(如)，联系后续工艺操作解释其原因为___________。 (3)加入氨水调，则“滤渣b”的主要成分是___________(填化学式)。 (4)有机萃取剂HR的“萃取”过程表示为，则“反萃取剂X”的化学式是___________。 (5)“沉钒”时，温度对沉钒率的影响如表所示，由表格中数据可知：温度越高，沉钒率越小，出现这种现象的原因是___________。 沉钒温度/℃ 30 40 60 80 95 沉钒率/% 99.28 99.2 98.9 98.4 97.90 (6)“沉钒”前溶液中的含钒粒子为，则“沉钒”生成沉淀的离子方程式是___________。 (7)制备钒铝合金：将和Al粉混合均匀，置于真空坩埚反应炉中，采用电流引燃混合物，反应完成后，通入纯氩气冷却，最后分离杂质得钒铝合金。与该制备反应类似的反应是___________(填标号)；通入氩气的目的是___________。 a．加热条件下，木炭还原CuO b．催化剂和加热条件下，氧化生成 c．引燃条件下，Al还原 d．电解熔融制备Al (8)某种钒氧化物的长方体晶胞结构如图所示，则该钒的氧化物的化学式是___________；O原子的配位数为___________。 【变式1·变角度——稀土金属提取】（2026·内蒙古包头·二模）铼是航空航天、清洁能源领域的关键金属。以钼精矿（主要成分有、，还含有、、、等杂质）为原料制备高铼酸铵的工艺流程如下。 （1）“氧压碱浸”时的主要产物有、、，写出发生反应的离子方程式___________； （2）“水相1”中的，阴离子主要是、和，“滤渣2”的成分是___________和___________。 （3）“萃取”选用季铵盐比传统萃取剂叔胺对萃取率更高，试从微粒之间的作用力角度分析原因___________。 （4）“反萃取”时生成的化学反应方程式___________；“有机相2”___________（填“能”或“不能”）直接返回到“萃取”步骤实现循环利用。 （5）滤渣3为，，“除磷”过程中按加入充分反应，欲使磷、镁元素共沉淀完全，最低浓度应控制在___________mol/L。 （6）下图是的X射线衍射图谱，则属于___________（填“晶体”或“非晶体”）。 （7）EAN规则指出：配合物中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18则较稳定。提纯Re时，Re单质与CO会自发形成二聚物以满足EAN规则。已知Re与Mn同族，且该二聚物的红外光谱中检测到Re-Re键吸收峰，其分子式为___________。 【变式训练2·变角度——利用萃取与反萃取分离提取稀土金属】.(2026·吉林省长春市·二模) 氟碳铈矿是一种重要的稀土矿物，主要成分为[R代表钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)]，常伴生有Fe、Al、Mg等杂质。一种以氟碳铈矿综合回收Y、La、Ce的工艺路线如下： 已知：①稀土氧化物()可溶于稀盐酸，不溶。 ②常温下各种金属离子完全沉淀的pH如下表： pH 11.6 9.0 8.3 3.2 4.7 ③溶质X的萃取分配系数；萃取率。 回答下列问题： （1）氟碳铈矿中伴生的Al是第___________周期第___________族元素。 （2）在空气中焙烧第一步转化为和，再转化为，第一步转化的化学方程式为___________。 （3）滤渣1中主要成分除了外还有___________(填化学式)。 （4）滤液2中的金属离子主要为___________(填离子符号)。 （5）“萃取”和“反萃取”过程可简化为：(水相)(有机相)(有机相)(水相)，其中代表P507。 ①该过程属于___________(填“阳离子交换”或“阴离子交换”)萃取。 ②若水相为100 mL，萃取时每次用30 mL P507。已知，则理论上第一次萃取时的最大值为___________(忽略萃取过程中液体体积的变化)。 ③“反萃取”过程中加入的试剂是___________。 （6）焙烧得到疏松的固体的原因是___________。 【变式训练3·变载体】（2026·黑龙江哈尔滨·一模）. 氟碳铈矿是一种重要的稀土矿物，主要成分为CeFCO3，R代表钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)，常伴生有Fe、Al、Mg等杂质。以下是一种综合回收钇、镧、铈的工艺流程： 已知：①稀土氧化物(R2O3)可溶于稀盐酸，但CeO2不溶。 ②常温下各种金属离子完全沉淀的pH如下表： Mg2+ La3+ Y3+ Fe3+ Al3+ pH 11.6 9.0 8.3 3.2 4.7 ③H2A2代表P507二聚体，萃取达到平衡时，分配系数=；萃取率=×100%。 回答以下问题： （1）稀土元素Y和Sc为同族元素，位于Sc的下一周期，则基态Y原子的价电子排布式为___________。 （2）CeFCO3在空气中焙烧第一步转化为CeO2和CeF4，CeF4再转化为CeO2，写出第一步的化学反应方程式___________。 （3）滤渣1中主要成分除了Fe(OH)3外还有___________、___________。 （4）萃取过程可简化为：R3+(水相)+3H2A2(有机相)⇌R(HA2)3(有机)+3H+(水相)。 ①该过程属于___________(填“阳离子交换”或“阴离子交换”)萃取。 ②“酸浸”时加100 mL稀盐酸，“萃取”时加30 mL H2A2，La3+在两相的分配系数为10，则La3+单次萃取率为___________(忽略混合过程中液体体积的变化)。 ③反萃取过程中应加入___________(写化学式)来实现。 （5）最终能得到疏松的Y2O3原因为___________。 考向3 考查废渣（固废）回收类 例3（2025·辽宁·一模）锰酸锂电池在电动汽车等领域有广泛应用，以下是用电解锰阳极渣制备锰酸锂的一种方法。 资料： 1.浸出液中的阳离子主要有、、、、、。 2.室温下，金属阳离子浓度为0.1mol/L时，开始沉淀与完全沉淀的pH如下表： 金属离子 开始沉淀 6.3 1.5 3.3 8.9 11.9 8.1 完全沉淀 8.3 2.8 4.6 10.9 13.9 10.1 (1)电解锰阳极渣中锰的主要存在形式为，推测S在反应中体现 性。 (2)ⅱ中除杂过程需经历2步： a．先加入，后用调节pH到5.5，过滤。 b．再加入溶液，过滤。 ①的作用是 (用离子方程式表示)。 ②步骤a除去的离子有 。 ③溶液的作用是 。 ④解释不能通过加入，再调节pH的方法除去所有杂质离子的原因 。 (3)沉锰时向滤液中加入稍过量的溶液，过滤后取滤饼进行多次洗涤后烘干，得到高纯度的。写出生成的离子方程式 。 (4)焙烧过程中需要持续鼓入空气，可能的原因有 、 。 (5)制备锰酸锂过程中反应的化学方程式为，若阳极渣中含有的质量为43.5g，理论上需要加入的质量 (填“>”、“<”或“=”)9.25g，原因是 。 【变式训练1·变角度——利用含钛炉渣提取金属】（24-25高三上·北京·阶段练习）中南大学某课题组研究发现，具有宏观自发极化的钛酸钡材料能抑制锂硫电池中多硫化物穿梭效应，而穿梭效应会制约锂硫电池的商业价值。以含钛炉渣(主要成分是，含少量、、等)为原料制备的流程如图所示： 已知：该工艺中，部分阳离子沉淀的如下表。 阳离子 开始沉淀的 完全沉淀的 请回答下列问题： (1)基态原子的价电子轨道表示式 。 (2)浸渣的主要成分是 (填化学式)。 (3)“还原”过程中有刺激性气味的气体产生，写出该阶段发生主要反应的离子方程式： ；若省去“还原”工艺，产生的不良后果是 。 (4)设计实验检验滤液1中含有： 。 (5)“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。在实验室“焙烧”时，下列仪器中不需要用到的是 (填仪器名称)。 (6)的立方晶系晶胞结构如图所示，离子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值为。 晶胞中离子的分数坐标为 ；该晶体的密度为 (用含的代数式表示)。 【变式训练2·变角度——从废催化剂中提取金属】（2026·黑龙江吉林一模）从废钴钼系催化剂(主要含MoS2、CoS及少量Al2O3、CuO、ZnO)中回收钼的工艺如下所示： 已知酸浸后钼元素主要存在形式为MoO22+和Mo2O52+，仲钼酸盐中为Mo7O24n-。 回答下列问题： (1)Co位于元素周期表第四周期、第 族。 (2) MoS2在空气中高温焙烧生成两种氧化物，有MoO3和 。 (3)“焙烧”中加入CaCO3的优点是 (写一条)。 (4)“酸浸”后Mo的价态不再发生改变，则Mo7O24n-中n= 。 (5)“净化”产生废渣2，其中难溶硫化物主要有ZnS和 。参考溶液中含铝形体浓度负对数与pH关系(如下图所示)，则“净化”时pH最佳控制范围是 (选填标号)。 A ．4~6     B．6~8     C．＞8 (6)“洗脱”时加入氨水的最佳浓度为1.25 mol·L-1。氨水浓度过大，会导致有机萃取剂(酯类物质)失效，从而降低Mo的洗脱效率，有机萃取剂失效的可能原因是 。 (7)用NaClO- NaOH湿法氧化MoS2，直接生成MoO4-和SO42-，对应的离子方程式为 。 【变式训练3·变角度——从电解阳极泥中提取金属】(2026·内蒙古赤峰市·一模)某工厂对电解精炼铜产生的阳极泥(主要含Se、Te、Cu、Ag、Au及少量Pb)进行综合回收。其中回收硒和的工艺流程如下图所示： 已知：①Se、Te与S位于同一主族。 ②是酸性氧化物；是两性氧化物，微溶于水。 回答下列问题： (1)基态Se原子的价层电子排布式为_______。 (2)可增大“焙烧”速率的措施有_______。(任写一条即可) (3)“还原”时与水反应生成的酸被还原，则该酸发生反应的化学方程式为_______。 (4)“精馏”利用了Se与杂质的_______不同而去除杂质。 (5)“碱浸”时，烧渣中的发生反应的离子方程式为_______。 (6)一种更好的“沉碲”的方法是用硝酸铵替代硫酸，替换的优点是_______。 (7)关于该工艺流程说法中正确的是_______。 A．实验室模拟“焙烧”可在烧杯中进行 B．上述流程中，溶液X可循环再利用 C．若先对烧渣水浸，所得滤液可直接用于电解精炼铜 D．“碱浸”所产生的滤渣可继续回收贵金属 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026年·黑吉辽蒙卷）从铜阳极泥（主要成分为和，含少量和）中提取热电材料碲（）的流程如图。已知与适量空气反应可生成。下列说法正确的是 A. “浸渍”时通入过量空气不发生副反应 B. 滤渣可以全部溶于浓 C. 被氧化过程中，溶液碱性增强 D. “沉碲”过程中被氧化 2.（2025年·黑吉辽蒙卷）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 3.（2024·黑、吉、辽卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的并制备，流程如下“脱氯”步骤仅元素化合价发生改变。下列说法正确的是 锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰) 离子 浓度 145 0.03 1 A. “浸铜”时应加入足量，确保铜屑溶解完全 B. “浸铜”反应： C. “脱氯”反应： D. 脱氯液净化后电解，可在阳极得到 4.（2023年·辽宁卷）某工厂采用如下工艺制备，已知焙烧后元素以价形式存在，下列说法错误的是 A. “焙烧”中产生 B. 滤渣的主要成分为 C. 滤液①中元素的主要存在形式为 D. 淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 5.（2026年·黑、吉、辽、蒙卷）某工厂利用镍矿（主要成分为，含少量和）制备超细镍粉，物质转化流程如下（部分反应条件已略去）： 已知：①滤液1中镍以形式存在，硫以和少量形式存在； ②“部分蒸氨”时减小，转化为，。 回答下列问题： （1）依据核外电子排布，元素位于周期表_____区。 （2）“氧压氨浸”时，加压的目的是_____________________，转化为的化学方程式为_______________。 （3）滤液1中铜的主要存在形式为_______（填离子符号）。气体为__________（填化学式）。 （4）“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的，该步骤无沉淀产生，则理论上每转化消耗的物质的量为______。 （5）滤液3浓缩结晶得到的______（填化学式）可用于生成化肥。 （6）近似条件下，不同溶液中二价镍[]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高的还原速率和转化率，应选择_______（填“”或“”）。 已知酸性条件不利于“还原”步骤，解释还原程度较低而还原程度较高的原因：______________________（结合离子方程式作答）。 6.（2025年·黑、吉、辽、蒙卷）. 某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。 已知：①“氧化浸出”时，不发生变化，ZnS转变为； ②； ③酒石酸(记作)结构简式为。 回答下列问题： （1）分子中手性碳原子数目为_______。 （2）“氧化浸出”时，过二硫酸根转变为_______(填离子符号)。 （3）“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为_______。 （4）“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为_______。 （5）滤渣2中的金属元素为_______(填元素符号)。 （6）“浸铅”步骤，和反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为_______，pH过高可能生成_______(填化学式)。 （7）290℃“真空热解”生成2种气态氧化物，该反应的化学方程式为_______。 7.（2024年·黑吉辽卷）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。 （2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为_______。 （3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 （4）“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A. 无需控温 B. 可减少有害气体产生 C. 设备无需耐高温 D. 不产生废液废渣 （5）“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为_______。 （6）“沉金”中的作用为_______。 （7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 8.（2023年·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 回答下列问题： （1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。 （2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。 （3）“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。 （4）“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。 （5）“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。 （6）“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。 9.（2022年·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的分解为，转变为； ②金属活动性：； ③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为_______。 a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度 （2）在空气中单独焙烧生成，反应的化学方程式为_______。 （3）“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②_______。 （4）滤渣的主要成分为_______(填化学式)。 （5）生成气体A的离子方程式为_______。 （6）加入金属Bi的目的是_______。 （7）将100kg辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi元素的质量分数为_______。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第06讲工业流程题解题策略 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点一 工业流程题设问规律 知识解构 知识点1 原料预处理与反应条件 ∣ 知识点2 物质的分离与提纯 知识点 3 陌生方程式的书写 考向破译 考向1 考查原料的预处理 ∣ 考向2 考查物质的分离与提纯 考向 3 考查陌生方程式的书写 考点二 工业流程题题型分类 知识解构 知识点1 天然矿物提取类 ∣ 知识点2 贵金属（或特色金属）提取类 知识点 3 废渣（固废）回收类 考向破译 考向1 考 查天然矿物提取类 ∣ 考向2 考查 贵 金属（或特色金属）提取类 考向 3 考查废渣（固废）回收类 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 工业流程选择题 —— 黑吉辽蒙卷T11（3分） 黑吉辽卷T13 （3分） 辽宁卷T10 （3分） —— 工业流程综合题 黑吉辽蒙卷T16 黑吉辽蒙卷T16 黑吉辽卷T16 辽宁卷T16 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 化工流程题型是辽宁高考化学的高频核心考点，属于偏难、区分度较强的题型。特别是第16题固定为化工流程综合题，核心考查：工业分离提纯/资源回收，素材选自工业流程标准：原料预处理→浸出→除杂→分离→产品/循环。命题特点如下： 1.选材规律：聚焦资源回收、新能源/环保，符合东北老工业基地特点； 2.核心方向：过渡元素金属为主：（如Ni、Co、Zn、Pb、Pt、Au等稀有贵金属）、工业废渣/废料资源化，避开单一主族元素，侧重多金属分离、配位/沉淀/萃取联用； 3.符合工业流程真实情境：均来自工业冶金、固废处理；给出 Ksp、配位常数、溶解度、pH - 沉淀区间等定量数据/图表，强调 “工业生产” 与化学原理的互相结合。 4.突出了“绿色环保、循环利用、成本控制”等绿色化学的理念考查。 ►复习目标： 一、知识目标： 1.熟练运用物质结构；氧化还原；化学反应速率和化学平衡移动；水溶液中的离子平衡等核心章节的知识点。 2.实验操作部分：熟练掌握分离提纯/资源回收、提纯制备等操作。 二、能力目标： 1.信息获取与加工能力：能读懂流程框图、已知信息、pH 曲线／沉淀率曲线／浓度—时间图，并从中提取解题依据； 2.原理迁移能力：能将平衡移动原理迁移至新情境，推导粒子浓度关系与平衡移动方向； 3.定量计算能力：能熟练运用化学平衡常数、电离平衡常数、水的离子积常数、难溶电解质溶度积等常数进行计算，能准确计算出产率、转化率、萃取率等工业生产定量数据。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 工业流程题设问规律 知●识●解●构 知识点1 原料预处理与反应条件控制 一、原料预处理的核心目的： 1.提高速率——让"浸出"更快； 2.提高浸出率（转化率）——让原料里的目标元素尽可能多地进入溶液； 3.除杂——把无用或有害的成分除去； 4.转化存在形式——把难溶、难反应的物质变成易溶、易反应的物质（或让易溶杂质变难溶）。 二、常见预处理操作 类别 具体操作 核心目的 典型实例 物 理 方 法​ 1.粉碎 / 研磨 将块状原料粉碎为粉末，增大反应物接触面积，加快浸出/反应速率，提高原料利用率。 铬铁矿、钛铁矿、锂云母粉碎后焙烧 2.洗涤（水洗） 用清水或特定试剂（如稀酸、稀碱）洗涤原料，去除表面吸附的可溶性杂质或灰尘，提高原料纯度 水洗除去 Cl⁻、SO₄²⁻、Na⁺ 3.干燥 去除原料中的水分，防止水分影响后续反应，避免水分导致焙烧温度不均、能耗升高。 焙烧前干燥矿石 化 学 预 处 理 方 法​ 4.氧化焙烧 通空气/O₂等氧化剂，使低价态→高价态、硫化物→氧化物、烧去可燃物 ZnS→ZnO；铬铁矿钠化氧化焙烧 5.还原焙烧 加 C/CO/H₂等还原剂，使高价态→低价态或金属单质，便于后续浸出/磁选 MnO₂→MnO；褐铁矿→Fe₃O₄ 后磁选 6.分解焙烧 去除原料中的挥发性杂质或分解难溶物，如：碳酸盐/氢氧化物分解、脱结晶水、除挥发分 CaCO₃→CaO；Al(OH)₃→Al₂O₃ 7.酸浸 用酸（如 H₂SO₄、HCl）溶解原料中的目标组分，使杂质留在滤渣中。 溶解金属氧化物/碳酸盐/活泼金属，硫酸浸 ZnO、CuO、MnO 8.碱浸 用碱（如 NaOH）溶解两性氧化物、SiO₂、油脂，除油污/脱硅 NaOH 浸铝土矿、浸出 Al/Zn 其他 方法​ 9.磁选 利用原料中各组分磁性差异，分离磁性杂质 磁铁矿、还原焙烧后磁选铁 10.浮选 利用表面疏水性差异，加药剂富集有用矿物 辉钼矿、黄铜矿、方铅矿浮选 三、条件控制 控制的条件 目的 1.浓度控制 ①适当增大反应物浓度：加快反应速率，提高浸出率/转化率；如：酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；又如：增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行； ②浓度不宜过高：可能导致副反应、腐蚀设备、成本升高。如：控制某离子浓度，防止生成其他沉淀 。 2.温度控制 ①结晶获得所需物质；降低某些晶体的溶解度，减少损失等 ②防止某种物质温度过高时会分解或挥发，(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)； ③使某物质达到沸点挥发出来；或降温使某个沸点较高的产物液化，与其他物质分离等； ④使化学平衡向着题目要求的方向移动； ⑤使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生等。 3.压强控制 ①加压：加快气体反应速率，使平衡向气体分子数减少方向移动； ②常压：成本低、设备要求低，多数流程选择常压 4.pH控制 ①调节 pH 使杂质金属离子水解沉淀生成金属氢氧化物，以达到除去金属离子的目的； ②抑制（促进）盐类水解； ③影响弱酸/弱碱电离平衡，改变离子浓度（如 A²⁻、HSO₅⁻、CN⁻ 等） 5.其他条件控制 ①利用生成络合离子影响平衡； ②利用沉淀溶解平衡； ③氧化还原反应影响平衡等。 知识点2 物质的分离与提纯 一、分离提纯的 “除杂原则”：不增；不减；易分离；易复原。 1.不增：不引入新杂质； 2.不减：不损失目标物质 3.易分离：被提纯物与杂质易于分离。 4.易复原：被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。 二、分离与提纯方法 中学常见物理分离方法总表 方法 适用对象 核心目的/原理 典型实例 1.过滤​ 固体 + 液体（不溶物与溶液） ①趁热过滤：溶解度随温度降低急剧减小防止目标物降温析出而损失 ②减压过滤（抽滤）减小压强加快过滤，固体含液少 浸出后"过滤"分离滤渣与浸出液； 除去 NaCl 中的 KNO₃：蒸发结晶后趁热过滤，KNO₃ 留在母液。 2.蒸发结晶​ 溶解度随温度变化小（平缓型） 加热蒸发溶剂使溶质析出 从 NaCl 溶液得 NaCl 晶体 3.冷却结晶​ 溶解度随温度变化大（陡升型） 降温使溶质因溶解度下降析出 KNO₃、CuSO₄·5H₂O、明矾 4.蒸发浓缩、冷却结晶​ 目标物含结晶水 / 受热易分解、水解、氧化 不能蒸干，先浓缩再降温结晶 由溶液制 FeSO₄·7H₂O、MgCl₂·6H₂O、Al₂(SO₄)₃ 5.重结晶​ 固体粗产品进一步提纯 反复溶解—结晶，杂质留在母液 苯甲酸提纯、KNO₃ 提纯 6.蒸馏 / 分馏​ 互溶液体，沸点差异较大 控制温度蒸出低沸点组分 制无水乙醇；石油分馏；海水淡化 7.萃取 + 分液​ 溶质在两种互不相溶溶剂中溶解度不同 溶质从水相转入有机相，静置分层后分液 CCl₄ 萃取溴水/碘水；磷酸酯萃取 Cu²⁺、Co²⁺ 8.反萃取​ 已萃取入有机相的目标物 改变条件（如加酸）使目标物返回水相，与有机相分离 萃取除铁后反萃回收 9.升华​ 常温下固态、受热直接气化 加热升华再冷凝收集 提纯 I₂、萘 10.渗析​ 胶体与溶液中小分子/离子 半透膜只允许小分子通过 用于淀粉或Fe(OH)₃ 胶体提纯 11.膜分离 / 电渗析​ 离子与小分子 选择性透过膜 海水淡化、盐湖提锂浓缩 12.离子交换 溶液中离子 树脂上的 H⁺/Na⁺ 与目标离子交换 硬水软化、稀土分离、制备纯水 中学常见化学分离方法总表 方法 原理 目的 典型实例 1.调 pH 沉淀（水解沉淀）​ 加碱/氧化物/碳酸盐（选含目标元素的试剂（不引入新杂质）消耗 H⁺，使杂质离子水解成氢氧化物沉淀 "促进 Mⁿ⁺ 水解生成 M(OH)ₙ 沉淀"； 除 Fe³⁺：加 CuO / Cu(OH)₂ / CuCO₃ / Cu₂(OH)₂CO₃ 调 pH≈3~4，Fe³⁺→Fe(OH)₃（Cu²⁺ 留在液）；除 Fe³⁺ 提纯 Mg²⁺：加 MgO/Mg(OH)₂/MgCO₃ 2.加沉淀剂（沉淀转化）​ 加入 S²⁻、F⁻、CO₃²⁻、C₂O₄²⁻ 等，生成难溶盐​ "使 Mⁿ⁺ 转化为 MS / MFₙ / MCO₃ 沉淀而除去"​ 用 MnS/NiS 除 Cu²⁺、Pb²⁺（沉淀转化：Cu²⁺ + MnS = CuS↓ + Mn²⁺）；NaF 除 Ca²⁺、Mg²⁺；BaCl₂ 除 SO₄²⁻ 3.热分解法​ 杂质受热分解为气体或目标物分解为氧化物 除去 NH₄⁺、有机物、HCO₃⁻ 灼烧除去 NH₄Cl、草酸盐；煅烧 Al(OH)₃ 得 Al₂O₃ 4.氧化 / 还原法​ 利用氧化反应升高目标物的元素价态/还原反应降低标物的元素价态 改变价态，使杂质变为易沉淀或易除去的形态 "将 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺，便于调 pH 沉淀除去；H₂O₂ 是最优氧化剂（不引入杂质、还原产物为水） 6.电解精炼法​ 利用目标金属与杂质放电顺序/溶解性不同；粗金属作阳极，纯金属作阴极 通过电解法使目标物变成易溶物/沉淀与其他物质分离 粗铜精炼：Cu 溶解并在阴极析出，比 Cu 活泼的杂质留在溶液中，比 Cu 不活泼的成阳极泥（含 Au、Ag） 知识拓展  配位（络合）反应分离​ 溶解（浸出）：配位后生成可溶配合物，沉淀溶解平衡右移； 例如：氨浸：CuO/NiO 用 NH₃-(NH₄)₂CO₃ 浸出形成配离子进入溶液，而Fe 离子不配位生成 Fe(OH)₃ 留在残渣中，实现 Cu/Fe 分离。也可以用于溶解 AgCl 分离：利用不同金属配合物稳定性差异，让目标进溶液、杂质留在渣中（或反之） 例如：有机萃取剂：利用某些金属离子与有机物形成更稳定的配合物进入有机溶剂与水溶液分离实现萃 取，萃取剂要看pH 曲线：金属萃取率随 pH 升高而增大（阳离子交换型），分离两种金属就选两者萃 取率差距最大处的 pH 掩蔽（隐藏）：使杂质离子形成络合物，防止它水解、沉淀干扰后续反应； 例如：利用F⁻或EDTA（乙二胺四乙酸）与金属离子形成络合物掩蔽离子干扰： F⁻+ Fe³⁺→[FeF₆]³⁻；F⁻+ Al³⁺→[AlF₆]³⁻，掩蔽 Fe³⁺Al³⁺，防止其水解沉淀造成干扰 改变氧化还原能力：产物离子络合后，原本难氧化的金属能被氧化溶解。 例如：王水溶金：Cl⁻ 配位 + HNO₃ 氧化，双管齐下使金溶解； 又如：用O₂氧化使金溶解： CN⁻与Au⁺形成极稳定的络合物[Au(CN)₂]⁻，使 Au 还原性显著增强，因而 能被 O₂ 氧化。 知识点3 陌生方程式的书写 一．工业流程题中陌生方程式两大类型 主要分两大类型：类似复分解反应型和氧化还原反应型。 1.类似复分解反应型 a、本质：气体、沉淀、难电离物质都是使平衡正向移动的因素。 b、步骤（1）根据给予信息，研究反应本质，找到气体、沉淀、难电离物质或者其他影响平衡移动的因素（关键步骤）； （2）结合题干所给酸碱环境，合理补写H+、OH-、H2O或其他物质，运用观察法配出这些补写离子或物质的系数（细节部分） 2、氧化还原反应型 a、本质：强氧化剂 + 强还原剂 = 弱氧化剂 + 弱还原剂 b、步骤：第一步：找"两剂两产物"——确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，从题干信息中提取：谁被氧化→氧化产物，谁被还原→还原产物（关键步骤）；（关于常见氧化剂/还原剂请参考《第一章第04讲 氧化还原反应的基本概念和规律（复习讲义）》） 第二步：标变价，算得失——计算电子转移数目 标出变价元素的化合价，计算1mol氧化剂得电子数、1mol还原剂失电子数 根据电子守恒，确定氧化剂和还原剂的系数比，进一步确定氧化产物或还原产物 第三步：配平（关于氧化还原反应方程式配平技巧请参考《第一章第05讲 氧化还原反应方程式的配平与计算》） 2．陌生化学(或离子)方程式的书写流程： 考●向●破●译 考向1 考查原料的预处理与控制反应条件 例1（2025·辽宁沈阳·二模）正极材料具有更高的离子扩散速率，是最有前途的锂离子电池正极材料之一。由菱锰矿制备的流程如下： 已知： 1.菱锰矿的主要成分为，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素 2.部分氢氧化物沉淀相关的溶液pH如下表： (若金属离子浓度小于，则认为完全沉淀) 沉淀物 开始沉淀 2.7 7.6 3.4 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 4.7 9.8 (1)为提高溶矿速率，可采取的措施(举1例)_________。 (2)加入石灰乳调pH值的范围为_________，此时溶液中=_________。 【答案】(1)粉碎菱锰矿、升高温度、适当增大硫酸浓度(任写一个，合理即可) (2) 4.7~7.7(或4.7 ≤ pH < 7.7) 【分析】菱锰矿经硫酸浸出得到含锰溶液，反应为。加入二氧化锰可将亚铁离子氧化为铁离子，反应为，便于后续调节pH除去铁、铝杂质。 分离后，溶液中的锰离子在电解槽中转化为二氧化锰；所得二氧化锰再与碳酸锂在煅烧窑中反应生成锂锰氧化物正极材料。 【解析】（1）粉碎菱锰矿可增大固液接触面积，使反应速率加快； 【变式1·变题型——原料预处理酸浸】铬作为一种重要的战略金属资源，广泛应用于钢铁、冶金、化工、医药以及航空航天等领域。由高碳铬铁合金粉末（主要为碳、铬、铁的合金，还含有少量的镁、铝、硅的氧化物）制取回收铬单质的工艺流程如图： 已知：1.金属Cr与Fe的化学性质非常相似。 2.，，。 3.的二水合草酸盐均难溶于水。 回答下列问题： (1)稀硫酸浸出过程中，提高“浸出率”的措施有________。 A．粉碎 B．适当升温 C．用98%的硫酸替代稀硫酸 D．延长浸出时间 【答案】(1)ABD 【详解】（1）A．将合金粉末粉碎，可增大反应物的接触面积，使反应更充分，从而提高“浸出率”，A正确； B．适当升温，能加快反应速率，让更多的物质参与反应，提高“浸出率”，B正确； C．98%的硫酸是浓硫酸，浓硫酸主要以分子形式存在，与金属反应的实质是氢离子参与反应，用浓硫酸替代稀硫酸，氢离子浓度不一定增大，且浓硫酸具有强氧化性、脱水性等，可能会使反应变得复杂，甚至不能提高“浸出率”，C错误。 D．延长浸出时间，能让反应有更充足的时间进行，使更多的物质被浸出，提高“浸出率”，D正确； 故选ABD。 【变式2·变角度——原料预处理与控制pH值】(2026·黑龙江九师联盟高三联考)利用粉煤灰(主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3等杂质)制备Ga(OH)3的流程如下： 已知：①镓与铝同主族，其化合物性质相似； ②“碱浸”后溶液的主要成分为Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3。 下列说法错误的是( ) A．“焙烧”可将Ga2O3转化为NaGaO2，该反应的化学方程式为Ga2O3+Na2CO32NaGaO2 +CO2↑ B．滤渣1的主要成分是Fe2O3和SiO2 C．“调pH沉镓”通入过量气体A发生反应的离子方程式为[Ga(OH)4]-+CO2 = Ga(OH)3↓ +HCO3- D．“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则滤渣2的主要成分是H2SiO3 【答案】B 【解析】粉煤灰(主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3等杂质)中加入Na2CO3进行焙烧，Ga2O3、Al2O3、SiO2分别与Na2CO3反应生成盐和二氧化碳，焙烧产物经碱液浸取，不溶的Fe2O3形成滤渣1，而Ga2O3、Al2O3、SiO2均转化为可溶性盐进入溶液，加入稀硫酸，Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3分别生成Na2SO4、Ga2(SO4)3、Al2(SO4)3、H2SiO3沉淀，过滤得到滤渣2，滤渣2为H2SiO3，加入NaOH调pH，再分别通入二氧化碳气体调pH沉铝和沉镓，得到氢氧化铝和氢氧化镓。 A项，“焙烧”后镓元素转化为可溶性钠盐NaGaO2，则反应的化学方程式为Ga2O3+Na2CO32NaCaO2 +CO2↑，A正确； B项，在“焙烧”步骤，酸性氧化物SiO2与Na2CO3反应生成可溶于水的Na2SiO3，因此“碱浸”后SiO2进入滤液1，滤渣1的主要成分应为不参与反应的Fe2O3，B错误； C项，“调pH沉镓”时通入过量气体A生成Ga(OH)3沉淀和NaHCO3，发生反应的离子方程式为[Ga(OH)4]-+CO2 = Ga(OH)3↓ +HCO3-，C正确； D项，“焙烧”时SiO2转化为Na2SiO3，酸化生成H2SiO3沉淀，D正确； 故选B。 【变式3·变角度——原料焙烧预处理】.（2026年沈阳市高三一模）银铜精矿(含铅、铁、砷、硫等杂质元素)高效分离的一种新工艺流程如下： 已知：， 回答下列问题： （4）“焙烧脱硫”、“沉淀转化”均可提高银浸取率，下列说法中错误的是_______。 A．“焙烧脱硫”会产生污染气体，可用碱溶液吸收 B．单质硫颗粒覆盖在银矿物表面影响银的浸出 C．“沉淀转化”和“酸浸2”两步可调换顺序 【答案】（4）C 【解析】（4）A．焙烧脱硫生成SO2，属于酸性污染气体，可用碱溶液吸收，A正确； B．单质硫颗粒覆盖在银矿物表面，会阻碍银矿与后续试剂接触，影响浸出率，B正确； C．沉淀转化是将PbSO4转化为PbCO3，PbCO3易溶于酸浸 2 的酸，若调换顺序，酸浸 2 先溶解PbSO4的程度低，无法有效分离Pb，且影响银浸取，C错误； 故答案选C； 考向2 考查物质的分离与提纯 例2（2025·黑龙江·一模）以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料合成媒染剂“翠矾”(NiSO4·7H2O)和结构化学研究的热点物质氟镍化钾(K2NiF4)的工艺流程如下： 该工艺条件下，溶液中金属离子开始和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 2.7 3.8 7.6 7.1 完全沉淀的pH 3.7 5.2 9.7 9.2 回答下列问题： (5)“操作A”是 、 、过滤、洗涤、干燥。 【答案】(5) 蒸发浓缩 冷却结晶 【详解】（5）从溶液中获得NiSO4·7H2O的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； 【变式1·变角度——考查沉淀分离操作】（2025·吉林·二模）废旧磷酸亚铁锂电池正极片含Al箔、LiFePO4活性材料和少量不溶于酸碱的导电剂，某学习小组在实验室中欲从碱浸渣中回收Li2CO3、FePO4，简易流程如图所示： 已知： ①常温下，。 ②“滤液2”中。 ③沉淀率。 下列说法错误的是( ) A．“酸浸”的主要反应为2LiFePO4+8H++H2O2=2Li++2Fe3++2H3PO4+2H2O B．可通过向“滤液2”中滴加K3[Fe(CN)6]溶液来判断沉铁是否完全 C．“滤液3”中的溶质除少量Na2CO3外，主要为Na2SO4 D．加入等体积的Na2CO3溶液后，“滤液3”中c(CO32-)为0.04mol·L-1，则Li+的沉淀率为90% 【答案】B 【解析】酸浸：加入稀硫酸与H2O2，将LiFePO4中+2价Fe氧化为+3价，Li、Fe、P均溶解进入滤液，滤渣1为不溶的导电剂；沉铁：向滤液1加碳酸钠调节pH，使Fe3+转化为FePO4沉淀分离，得到含Li+的滤液2；沉锂：向滤液2加饱和碳酸钠析出Li2CO3，过滤洗涤后得到目标产物。 A项，“酸浸”中，LiFePO4中Fe为+2价，被H2O2氧化为+3价，根据升降价守恒、电荷守恒、原子守恒，反应的离子方程式2LiFePO4+8H++H2O2=2Li++2Fe3++2H3PO4+2H2O，配平正确，A正确； B项，K3[Fe(CN)6]是用来检验Fe2+的试剂，沉铁过程是沉淀Fe3+，若沉铁不完全，溶液中剩余Fe3+，不能用该试剂检验，无法判断沉铁是否完全，B错误； C项，酸浸加入稀硫酸，流程中多次加入钠盐(碳酸钠)，SO42-始终不沉淀，因此滤液3中除剩余Na2CO3外，主要溶质为Na2SO4，C正确； D项，根据，已知滤液3中c(CO32-)=0.04mol·L-1，可得平衡时： ，c(Li+)=0.2mol·L-1。 加入等体积碳酸钠溶液，原滤液2中c(Li+)=4mol·L-1，稀释后初始c(Li+)=2mol·L-1，因此Li+沉淀率，D正确； 故选B。 【变式2·变角度——考查结晶分离操作】（25-26高三上·辽宁抚顺·期末）从砷化镓废料(主要成分为)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。碱浸后GaAs转化为、，已知：。下列说法不正确的是 A．“碱浸”时，每浸出1molGaAs至少需消耗 B．Ga和Al同主族，推断不属于两性氢氧化物 C．“滤渣Ⅲ”的主要成分为 D．“操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 【答案】B 【详解】A．“碱浸”时，As的化合价由-3变为+5，过氧化氢中氧元素化合价由-1变为-2，根据电子守恒可知，GaAs~4H2O2，每反应1molGaAs，理论上消耗4molH2O2，A正确； B．已知：，说明能够和碱反应，也能够和酸反应，说明属于两性氢氧化物，B错误； C．由分析可知，滤渣Ⅲ的成分是，C正确； D．从Na3AsO4溶液中得到Na3AsO4·12H2O，可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D正确； 故选B。 【变式3·变角度——考查分离操作】从海水提镁的主要步骤如下。下列涉及操作的说法不正确的是 A．操作①：过滤 B．操作②：酸溶 C．操作③：分液 D．操作④：电解 【答案】C 【详解】A．向浓缩海水中加入石灰乳后反应生成沉淀，操作①为过滤分离出该沉淀，A正确； B．与盐酸反应可得到溶液，操作②为酸溶，B正确； C．从溶液获得晶体，需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤操作，分液是分离互不相溶液体混合物的操作，不适用于该过程，C错误； D．镁是活泼金属，工业上通过电解熔融制备金属，操作④为电解，D正确； 故选C。 考向3考查陌生方程式的书写 例3以铜矿粉(主要成分是，含少量、、等)为原料制备的工艺流程如图所示。已知：在酸性环境中不稳定，易转化为Cu和。体系中有关离子反应方程式书写错误的是 A．“酸浸”过程： B．“酸浸”过程： C．“氧化”过程： D．“反应”过程： 【答案】D 【分析】铜矿粉主要成分是，含少量、、等，加入稀硫酸进行“酸浸”时，转化为，转化为，转化为、，而可以将还原为，酸浸后仍存在说明溶液中无，不与稀硫酸反应；加入将氧化为；加入氨水调节pH将转化为沉淀除去；再加入过量的氨水将转化为沉淀除去，滤液进行一系列处理得到，由此解答； 【详解】A．“酸浸”时，和稀硫酸反应生成和，离子方程式为，A正确； B．“酸浸”时，和稀硫酸反应生成、和，可还原由溶于酸所得的，发生反应为，B正确； C．由分析可知，“氧化”过程，将氧化为，自身被还原为，离子方程式为，C正确 D．由分析可知，“反应”过程，过量的氨水将转化为沉淀除去，是弱电解质，不能拆写成离子形式，正确的离子方程式为，D错误； 故选D。 【变式1·变角度——考查水解方程式书写】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）可作白色颜料，利用废液(含有、、、)制备的工艺流程如图所示。下列说法中错误的是    A．“还原”流程中，“滤渣”的成分有铜和铁 B．“水解”流程中，加水能够促进的水解 C．“水解”流程的离子反应是 D．“洗涤”流程加入的稀盐酸能换成溶液 【答案】D 【详解】A．废液加入铁粉发生Fe+2Fe3+=3Fe2+和Fe+Cu2+=Fe2++Cu两个反应，滤渣中有生成的铜和过量的铁，故A正确； B．越稀越水解，加水可以降低氢离子浓度，水解正向移动，可以促进水解，故B正确； C．Sb3+水解生成SbOCl沉淀同时生成氢离子，方程式正确，故C正确； D．“洗涤”流程加入的稀盐酸若换成溶液，会引入Na+杂质，故D错误； 答案选D。 【变式2·变角度——考查氧化还原反应方程式书写及配平】（25-26高三上·广东深圳·阶段检测）一种用硫铜矿(主要含CuS、Cu2S及少量FeO、Fe2O3等)为原料制备CuCl的工艺流程如下： 已知：①CuCl是难溶于水和醇的白色固体，在热水中迅速水解生成Cu2O； ②CuCl在潮湿的空气中易被氧化，生成的碱式盐为Cu2(OH)3Cl； ③已知、、开始生成沉淀和沉淀完全时的pH如下表： 金属离子 开始沉淀pH 4.7 8.1 1.2 完全沉淀pH 6.7 9.6 3.2 回答下列问题： (1)铜的价电子排布式___________。 (2)写出一种提高“酸浸”速率的方法___________。“酸浸”中，CuS参加反应的方程式：___________。 (配平) (3)用氨气调节pH时，滤渣2的主要成分___________，应将溶液的范围调整为___________≤pH<___________。 (4)“合成”时，生成CuCl发生反应的离子方程式为___________。 (5)干燥CuCl时，应采用低温干燥的方式，试分析其原因___________。 【答案】(1)3d10 4s1 (2) 将原料磨碎或提高硫酸浓度或提高反应温度 (3) Fe(OH)3 3.2 4.7 (4) (5)防止CuCl在热水中水解 【分析】“酸浸”步骤，硫铜矿加入硫酸、氧气酸浸，酸浸中硫元素转化为硫单质、二价铁转化为三价铁、一价铜转化为二价铜，方程式为；；，硫单质为滤渣1的主要成分。 “中和”步骤，加入氨水调节pH，使得铁离子成为氢氧化铁沉淀得到滤渣2。 “合成”步骤，二氧化硫具有还原性，能将二价铜离子转化为一价亚铜离子，滤液加入氯化钠、盐酸、二氧化硫生成氯化亚铜，方程式为，洗涤干燥得到产品。 【详解】（1）铜为29号元素，原子价电子排布式为3d104s1 （2）“酸浸”时，CuS和硫酸、氧气反应生成硫酸铜、硫单质和水，化学方程式为，可以通过提高反应温度，提高反应物浓度，增大固体反应物表面接触面积等来提高化学反应速率。 （3）用氨水调pH时溶液中存在Fe3+、Cu2+，要求铁离子完全沉淀而铜离子不沉淀，故溶液的pH范围调整为。 （4）二氧化硫具有还原性，能将铜离子转化为亚铜离子、自身被氧化为硫酸根离子，滤液加入氯化钠、盐酸、二氧化硫生成氯化亚铜和硫酸，反应方程式为。 （5）由于CuCl在热水中迅速水解生成Cu2O，且CuCl在潮湿的空气中易被氧化故需要降低温度同时保持干燥。 【变式3·变角度——考查氧化还原方程式书写】（2026·内蒙古·一模）利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题： 已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。 ②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。 ③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为________________________________。 (2)加入NaClO3的作用是______________________________________。 (3)加入Na2CO3调pH至5.2，目的是____________________；萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为____________。 【答案】＋2H2O (2)将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH时生成Fe(OH)3沉淀而除去 (3)使Fe3＋和Al3＋沉淀完全　CaF2、MgF2 【解析】(1)浸出过程中，Co2O3与盐酸、Na2SO3发生反应，Co2O3转化为Co2＋，Co元素化合价降低，则S元素化合价升高转化为，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式：＋2H2O。 (2)加入NaClO3的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH时生成Fe(OH)3沉淀而除去。 (3)根据工艺流程图，结合表格中提供的数据可知，加Na2CO3调pH至5.2，目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀完全。滤液Ⅰ中含有的金属阳离子为Co2＋、Mn2＋、Mg2＋、Ca2＋等，萃取剂层含锰元素，结合流程图中向滤液Ⅰ中加入了NaF溶液，知沉淀Ⅱ为MgF2、CaF2。 考点二 工业流程题题型分类 知●识●解●构 知识点1 天然矿物提取类 一、流程框架：矿石 → 粉碎 → 焙烧 → 浸出 → 除杂 → 转化/富集 → 结晶或煅烧 → 产品 二、常考知识点 考点 具体内容 设问方式 ① 焙烧三型 氧化焙烧（硫化物→氧化物）、还原焙烧（高价→低价便于酸浸）、分解焙烧（碳酸盐/氢氧化物分解、脱结晶水） 写焙烧方程式；问"通空气焙烧的目的" ② 浸出剂选择 酸浸（硫酸为主）、碱浸（溶两性氧化物与 SiO₂）、水浸（焙烧后的可溶盐）、氨浸（Cu/Ni 成配离子） 问"为何用硫酸不用盐酸"（Cl⁻腐蚀、干扰电解） ③ 调 pH 试剂的选择原则 必须含目标元素，不引入新杂质。例如：先氧化后调 pH：H₂O₂ 把 Fe²⁺→Fe³⁺，再用CuO/Cu(OH)₂/CuCO₃调 pH≈3~4，Fe³⁺ 完全沉淀而 Cu²⁺ 不沉淀 除 Cu²⁺ 溶液中的 Fe³⁺ 用 CuO，除 Mg²⁺ 中的 Fe³⁺ 用 MgO ④ 计算 开始沉淀 pH、完全沉淀 pH（残留 ≤10⁻⁵ mol/L）、分步沉淀、沉淀转化 已知Ksp计算 pH，是高频考点 ⑤ 结晶方式选择 蒸发浓缩、冷却结晶；平缓型→蒸发结晶、趁热过滤；含结晶水/易分解→不可蒸干 填空写整套操作："蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤、干燥）" ⑥ 绿色化学 滤渣与母液的去向：滤渣制水泥/制砖/炼铁；母液循环回浸出工序 "可循环利用的物质是____" 三、各矿物的特点 钛铁矿 FeTiO₃：酸解 → TiOSO₄ + FeSO₄ → 冷却结晶析出 FeSO₄·7H₂O（绿矾）​ 除铁 → 滤液水解 → H₂TiO₃ → 煅烧得 TiO₂ 铬铁矿：钠化氧化焙烧（4Fe(CrO₂)₂ + 8Na₂CO₃ + 7O₂ → 8Na₂CrO₄ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂）→ 水浸分离 Cr/Fe → 酸化 CrO₄²⁻→Cr₂O₇²⁻（2CrO₄²⁻ + 2H⁺ ⇌ Cr₂O₇²⁻ + H₂O，注意这是非氧化还原变化，Cr 始终 +6） 软锰矿 MnO₂：MnO₂ 不溶于稀酸，需还原焙烧成 MnO​ 或用 SO₂/Fe²⁺/葡萄糖作还原剂还原浸出 铝土矿：碱浸 → Na[Al(OH)₄] → 通 CO₂析出 Al(OH)₃ → 煅烧得 Al₂O₃ 锂云母/锂辉石：硫酸盐（K₂SO₄/CaSO₄）焙烧转型 → 水浸提锂 硼镁矿：酸解 → 硼酸（硼酸是弱酸，注意"强酸制弱酸"） 知识点2 贵金属（或特色金属）提取类 一、流程框架：原料 →选择性溶解（配位/氧化）→富集（萃取/吸附/离子交换）→分离（反萃取/选择性沉淀）→还原或电解→纯金属 二、常考知识点清单 考点 具体内容 典型考法 ① 配位浸出（本类型灵魂）​ 氰化法：4Au + 8CN⁻ + O₂ + 2H₂O = 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻；硫脲法、硫代硫酸盐法（无氰绿色）；王水（Cl⁻配位 + NO₃⁻氧化）；氨浸 Cu/Ni/Co 写配位浸出方程式 ② 配位改变氧化还原能力​ 配位使游离 c(Mⁿ⁺) 骤降 → 电极电势降低 → 金属还原性增强​ → 弱氧化剂（O₂）也能溶解 Au "为什么 O₂ 就能把金溶了？"——只答"氧气氧化金"不给分 ③ 萃取与反萃取​ 萃取剂 ：能与金属离子形成配合物的有机化合物；萃取率—pH 曲线；分离系数 β；选萃取率差距最大处的 pH 给曲线选最佳 pH、判断谁进有机相 ④ 选择性氧化 / 还原（变价金属核心）​ 利用不同价态性质差异分离：Co²⁺→Co³⁺（与 Ni 分离）；Eu³⁺→Eu²⁺（稀土中唯一易成二价的，据此分离 Eu）；V(+5)→V(+4)；Ce³⁺→Ce⁴⁺ "氧化 X 的目的是____" ⑤ 贵金属的还原回收​ 置换（Zn 置换 [Au(CN)₂]⁻）、电解沉积、H₂/N₂H₄/草酸/Na₂SO₃ 还原 写置换方程式 ⑥ 电解精炼与阳极泥​ 粗铜精炼：活泼杂质（Fe、Zn、Ni）留溶液，不活泼杂质（Au、Ag、Pt）沉为阳极泥​ 判断阳极泥成分 ⑦ 两性羟基配合物​ Al、Zn、Cr(Ⅲ)、Pb 溶于强碱成 [Al(OH)₄]⁻、[Zn(OH)₄]²⁻ 写碱浸方程式 ⑧ 稀散金属回收​ Ga、Ge、Re、Se、Te 多从冶炼烟尘、电解阳极泥、赤泥中回收，考"综合回收"理念 判断分离顺序 ⑨ 绿色化学​ 反萃后有机相再生循环使用 "可循环利用的物质" 三、特色金属速查表 元素 特征价态 特征性质 Co​ +2 / +3 Co³⁺ 在酸性条件下强氧化性；[Co(NH₃)₆]²⁺ 易被氧化 Ni​ +2（稳定） 羰基法 Ni + 4CO ⇌ Ni(CO)₄（低温生成、高温分解精炼镍） V​ +5（VO₂⁺/VO₃⁻）/ +4（VO²⁺） 价态随pH值变化，颜色多变 Mo / W​ +6（MoO₄²⁻ / WO₄²⁻） 硫化物焙烧成氧化物后氨浸成钼酸铵/钨酸铵 Au​ +1 / +3 只溶于具有配位剂的氧化剂（王水、CN⁻+O₂） 稀土​ +3 为主 离子半径相近，只能靠萃取级数分离；Eu 可呈 +2、Ce 可呈 +4 Li​ +1 Li₂CO₃ 溶解度随温度升高而减小（反常！） 知识点3 废渣（固废）回收类 一.流程骨架：废料 → 拆解/粉碎 → 焙烧除有机物​ → 酸浸（常配还原剂）​ → 逐一分离各金属 → 各自回收 → 循环物质回用 二.常考知识点清单 考点 具体内容 典型考法 ① 焙烧除有机物​ 除去粘结剂（PVDF）、隔膜、碳粉、塑料；注意会产生 HF（PVDF 含氟）、CO₂ "焙烧的目的是____"→除去有机物和碳 ② 高价金属需还原后浸出（锂电池特色）​ LiCoO₂ 中 Co 为 +3，需加 H₂O₂/Na₂S₂O₃ 还原为 Co²⁺ 才易溶 写酸浸方程式；问"H₂O₂ 的作用"→作还原剂：2LiCoO₂ + H₂O₂ + 3H₂SO₄ = Li₂SO₄ + 2CoSO₄ + O₂↑ + 4H₂O​​ ③ 多金属协同分离​ Ni/Co/Mn/Li 分离套路：先氧化沉 Mn（MnO₂）→ 萃取分离 Co/Ni→最后加 Na₂CO₃ 沉 Li​ 判断每一步"滤渣/滤液"含什么 ④ Li₂CO₃ 的反常溶解度​ 溶解度随温度升高而减小​→ 用热水洗涤、降温结晶 与前面"结晶方法"相反，极易设陷阱 ⑤ 可循环使用的物质​ 母液、滤渣、萃取剂、NH₃、CO₂、H₂SO₄、H₂O₂ 分解产生的 O₂ 高频设问："该流程中可循环利用的物质是____" ⑥ 铝箔、铜箔的分离​ 碱溶 Al（铝箔）或酸溶其余，利用两性分离 Al与Cu 写 2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑ ⑦电解液与氟的处理​ LiPF₆ 水解产生 HF → 需石灰乳/CaCl₂ 吸收生成 CaF₂ "含氟废水的处理方法" ⑧ 回收率与纯度的权衡​ 浸出率↑常伴随杂质溶出↑；多次浸取提高回收率 "浸出率已达 80%，再延长时间意义不大，原因是____" ⑨绿色化学评价 优点：资源循环利用、减少重金属污染、节能减排、提高原子利用率 风险：产生 SO₂/NOₓ/HF等污染大气气体/含重金属废水，需尾气吸收与废水处理 开放设问："从绿色化学角度评价该工艺" 三、常见废料速查 废料 主要回收对象 关键处理 废旧锂电池正极 Li、Co、Ni、Mn H₂O₂ 还原酸浸；Na₂CO₃ 沉 Li 废旧电路板​ Cu、Au、Ag、Sn 破碎分选 → 酸浸 Cu → 氰化/硫脲提 Au、Ag 废催化剂​ V₂O₅、Mo、Pt、Pd 焙烧除积炭 → 碱浸/酸浸 电解阳极泥​ Au、Ag、Se、Te 焙烧 → 酸浸 → 置换/电解 赤泥 / 冶炼渣​ Fe、Al、Ti、Sc 还原焙烧 — 磁选；酸浸提 Sc、Ti 废旧锌锰电池​ Zn、MnO₂ 焙烧 → 酸浸 → 电解得 Zn 和 MnO₂ 电镀污泥​ Cr、Ni、Cu 氧化 Cr³⁺→CrO₄²⁻ 后碱浸分离 考●向●破●译 考向1 考查天然矿物提取类 例1（2026年大连市双基模拟卷16）以钛铁矿（主要成分为，含有少量、）为主要原料制取和水处理剂聚合氯化铁的工艺流程如图。 已知：I.“酸浸1”所得滤液中阳离子主要有。 II.室温下，的化学平衡常数。回答下列问题： （1）基态钛原子的价层电子排布式为_____。 （2）FeTiO溶于稀硫酸的离子方程式为_____。 （3）写出实验室用溶液检验的离子方程式为_____。 （4）室温下，当“沉钛”阶段上层清液中的时，上层清液的_____。“氧化”时双氧水实际消耗量远大于理论消耗量，其原因为_____。 （5）在高温下，向金红石（）与焦炭的混合物中通入，也可以得到和一种可燃性气体，化学方程式为_____。 （6）TiN具有高硬度、耐磨损、化学稳定性好等特性，是刀具、模具的主流防护涂层。上述流程中，气体有2种成分，其中一种是，则制备的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____；该流程中，能循环利用的物质为_____（填化学式）。 【答案】（1）3d24s2 （2） （3） （4） ①. 2 ②. 溶液中Fe3+催化H2O2分解，导致H2O2额外消耗 （5） （6） ①. 3:1 ②. HCl 【解析】钛铁矿(主要成分为FeTiO3，含有少量Fe2O3、SiO2)用稀硫酸酸浸，所得滤液中阳离子主要有TiO2+、Fe2+、Fe3+、H+，加入适量铁粉“沉钛”，将TiO2+转化为TiO(OH)2，TiO(OH)2转化为TiCl4后用氨气还原得到TiN，生成物气体X中有2种成分，其中一种是N2，由得失电子守恒可知，另外一种气体是HCl，过滤后滤液中加入酸性双氧水，将Fe2+氧化为Fe3+，然后通入氨气将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，过滤后，氢氧化铁沉淀用盐酸浸取得到FeCl3溶液，“水解聚合”生成[Fe2(OH)aCl6-a]m。 （1）钛原子序数为22，其基态电子排布为[Ar]3d24s2，价层电子排布式为3d24s2。 （2）根据“酸浸1”后滤液中主要阳离子为TiO2+、Fe2+、Fe3+、H+，可以推断FeTiO3与稀硫酸反应生成TiO2+和Fe2+，同时生成水，离子方程式为：。 （3）与Fe2+反应生成蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6]，离子方程式为：。 （4）根据已知反应：，平衡常数  ，将代入可得，，，对于“氧化”步骤，H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，但实际消耗量远大于理论值，原因可能是：溶液中Fe3+催化H2O2分解，导致H₂O₂额外消耗。 （5）根据题意，TiO2与C、Cl2反应生成TiCl4和可燃性气体，可燃性气体应为CO（而非CO₂），因为C过量且高温下CO更稳定，反应方程式为： 。 （6）根据流程，TiCl4与NH3在600℃下反应生成TiN，同时产生气体X（N2和HCl）。反应方程式可写为：，该反应中TiCl4中Ti元素由+4价下降到+3价，NH3中N元素由-3价上升到0价，6个TiCl4是氧化剂，2个是还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为3:1，此外，HCl在“酸浸2”中被使用，可循环利用。 【变式1·变角度——以高硫锰矿为原料提取金属】（2025·辽宁葫芦岛·一模）硫酸锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为MnS及少量FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下： ①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。 ②酸浸时，浸出液的pH与锰的浸出率关系如下图1所示。 ③金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如下图2所示(25℃)，此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54。 (1)Mn2+的价电子排布式为 。 (2)传统工艺处理高硫锰矿时，若不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为 。 (3)实际生产中，酸浸时控制硫酸的量不宜过多，使pH在2左右。请结合图1和制备硫酸锰的流程，说明硫酸的量不宜过多的原因： 。 (4)“中和除杂”时，应调节pH的范围为 ，其中除去Fe3+的离子方程式为 。 (5)“氟化除杂”时，溶液中的Mg2+和Ca2+都沉淀完全时，则F-的最低浓度为 [已知：Ksp(MgF2)=6.4×10-10；Ksp(CaF2)=3.6×10-12]。 (6)碳化结晶的离子方程式为 。 【答案】(1) (2)产生硫化氢等气体，污染环境 (3)由图知，pH为2时锰的浸出率均已接近100%，硫酸过多，对锰的浸出率影响很小，但后续调pH除杂质时会消耗更多的而造成浪费 (4) (5) (6) 【分析】高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)与软锰矿混合焙烧，得到MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO，加入硫酸，得到Mn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+的酸性溶液，加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子便于除去，再加入碳酸钙中和，将铁离子与铝离子以氢氧化物的形式除去，加入MnF2除杂，使溶液中的Mg2+沉淀完全，此时溶液中的金属离子为锰离子，加入碳酸氢铵进行“碳化结晶”，发生反应，加入硫酸溶解碳酸锰，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰的水合物，据此分析解答。 【解析】（1）Mn原子核外电子数为25，原子核外电子排布式为，价电子排布式为，故Mn2+的价电子排布式为； （2）高锰矿含有FeS，传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，产生硫化氢等气体，污染环境； （3）由图知，pH为2时锰的浸出率均已接近100%，硫酸过多，对锰的浸出率影响很小，但后续调pH除杂质时会消耗更多的而造成浪费； （4）中和除杂的目的是除去Al3+、Fe3+，根据图2可知，常温下，Al3+、Fe3+完全沉淀时，即Al3+、Fe3+浓度为10-5mol/L时，pH分别为5.0、3.2，而题中所给信息为Mn2+开始沉淀的pH为7.54，除杂时要Al3+、Fe3+完全沉淀而Mn2+不沉淀，因此调pH范围为是；加入碳酸钙后将Fe3+转化为Fe(OH) 3沉淀，因此反应为：； （5）已知：Ksp(MgF2)=6.4×10-10；Ksp(CaF2)=3.6×10-12，溶液中的Ca2+沉淀完全时，当Mg2+完全沉淀时，需维持c(F−)不低于，因此当时，即此时溶液中Mg2+和Ca2+能都沉淀完全； （6）由分析知，加入碳酸氢铵进行“碳化结晶”，发生反应，生成沉淀。 【变式2·变角度——以铬铁矿为原料制备】（2025·吉林长春·三模）以铬铁矿(主要成分为，还含有等)为原料制备的一种工艺流程如图。 已知：与纯碱焙烧水浸后转化为，与纯碱焙烧转化为。 (1)过程Ⅰ中转化为和，写出反应的化学方程式___________。 (2)滤渣1主要含有___________。 (3)矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与的关系如下图所示。 ①过程Ⅲ中使用溶液的目的是___________。 ②过程Ⅳ发生反应，计算该反应的___________。 (4)利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，装置如图。 ①离子交换膜应该选用___________。 a．阴离子交换膜    b．质子交换膜    c．阳离子交换膜 ②结合方程式解释产生的原理___________。 (5)测定产品中的质量分数。 称取产品，用容量瓶配制待测液。取待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。产品中(摩尔质量为)的质量分数为___________。已知：酸性条件下被还原为。 【答案】(1) (2)和 (3)调节溶液使与转化为沉淀除去 (4)c 阳极发生反应：，导致增大，促进平衡正向移动，产生同时部分移向阴极区，阳极生成 (5) 【详解】（1）由题可知，过程Ⅰ中转化为和，Fe元素、Cr元素化合价上升，则需要氧化剂为O2，反应为：； （2）根据分析可知滤渣1主要含有Fe2O3、MgO； （3）①向过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使、Na2SiO3转化为氢氧化铝和硅酸沉淀（滤渣2）过滤除去； ②过程Ⅳ发生反应，图中的点取pH=2.4，对应，有，又有即，该反应的； （4）以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液，制备，电解过程中实质是电解水，阳极发生反应为：，阴极发生的反应为：，阳极区中由可知，在氢离子浓度较大的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极区产生，为保持溶液为电中性，离子交换膜应该选用阳离子交换膜，让钠离子通过交换膜移向阴极，由此可知总反应方程式为：； ①由分析可知，离子交换膜应该选用阳离子交换膜，故选c； ②由分析可知，产生的原理为：阳极发生反应为：，导致增大，促进平衡正向移动，产生，同时部分钠离子移向阴极区，在阳极区产生Na2Cr2O7； （5）根据得失电子守恒，可得反应的关系式为：，，即。 考向2 考查贵金属（或特色金属）提取类 例2钒(V)被广泛应用于钢铁冶炼、合金制备、电池、药物制备等行业。工业上以含钒石煤为原料(主要含煤、，杂质有等)，采用硫酸化焙烧-水浸工艺制备和金属V的主要工艺流程如图所示。 已知：①部分金属离子完全沉淀的pH如表所示。 金属离子 pH 8.6 3.2 4.7 ②有机萃取剂HR对溶液中的离子萃取能力大小：。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，转化为，该反应的化学方程式是___________；“焙烧”的目的一个是将金属元素转化为硫酸盐，另外一个是___________。 (2)“还原”反应是使水浸溶液中的较高价态物种转化为较低价态(如)，联系后续工艺操作解释其原因为___________。 (3)加入氨水调，则“滤渣b”的主要成分是___________(填化学式)。 (4)有机萃取剂HR的“萃取”过程表示为，则“反萃取剂X”的化学式是___________。 (5)“沉钒”时，温度对沉钒率的影响如表所示，由表格中数据可知：温度越高，沉钒率越小，出现这种现象的原因是___________。 沉钒温度/℃ 30 40 60 80 95 沉钒率/% 99.28 99.2 98.9 98.4 97.90 (6)“沉钒”前溶液中的含钒粒子为，则“沉钒”生成沉淀的离子方程式是___________。 (7)制备钒铝合金：将和Al粉混合均匀，置于真空坩埚反应炉中，采用电流引燃混合物，反应完成后，通入纯氩气冷却，最后分离杂质得钒铝合金。与该制备反应类似的反应是___________(填标号)；通入氩气的目的是___________。 a．加热条件下，木炭还原CuO b．催化剂和加热条件下，氧化生成 c．引燃条件下，Al还原 d．电解熔融制备Al (8)某种钒氧化物的长方体晶胞结构如图所示，则该钒的氧化物的化学式是___________；O原子的配位数为___________。 【答案】(1) 除去煤炭 (2)减少“调pH”时氨水的消耗，有效萃取 (3) (4) (5)铵盐受热分解生成逸出 (6) (7) c 作为保护气，防止冷却时V、Al被氧化 (8) 3 【解析】石煤在200℃条件下在空气和中硫酸化焙烧，煤转化为等气体，转化为和，、转化为相应的硫酸盐，不反应，烧渣经水浸、过滤后得到含有、以及、杂质的滤液，先加入铁粉、硫酸溶液进行还原预处理，将和还原为和，然后再用氨水混合并调节溶液pH=5，除去，过滤后加入有机试剂萃取，静置分液得到含有的有机层，加入H2SO4反萃取，得到含的溶液，再进一步将氧化为，加入沉钒得到多钒酸铵，煅烧得到，最后将还原得到V单质。 （1）“焙烧”时通入和，将氧化为，则该反应的化学方程式是；石煤的主要成分为煤炭，故“焙烧”的目的一个是将金属氧化物转化为硫酸盐，另外一个是通过焙烧除去煤炭； （2）“还原”反应是使水浸溶液中的较高价态物种转化为较低价态，如、、，联系后续加入氨水“调pH”可知，“还原”反应使，减少“调pH”环节对氨水的消耗；由已知信息②，有机萃取剂HR对溶液中的离子萃取能力大小：，故、的“还原”反应，能有效萃取； （3）因“还原”反应将转化为，故加入氨水调时，只析出，则“滤渣b”的主要成分是； （4）有机萃取剂HR的“萃取”过程表示为，该反应为可逆反应，增大时，平衡逆向移动，起到了“反萃取”作用，使释放出来，结合后续“沉钒”后滤液中含，则“反萃取剂X”为； （5）温度越高，沉钒率越小，出现这种现象的原因是温度越高，铵盐受热分解生成逸出； （6）“沉钒”时，加入与反应生成沉淀的离子方程式是； （7）用和Al粉制备钒铝合金的方程式为，该反应为铝热反应，属于置换反应，则：加热条件下，木炭还原CuO的反应为，是置换反应，但还原剂为碳，与铝热反应不同，a不符合题意；催化剂和加热条件下，氧化生成的反应为，是化合反应，不属于置换反应，b不符合题意；引燃条件下，Al还原的反应为，是铝热反应，属于置换反应，c符合题意；电解熔融制备Al的反应为，是分解反应，不属于置换反应，d不符合题意；故选c； 通入氩气的目的是作为保护气，防止冷却时活泼性较高的V、Al被氧化； （8）晶胞中V有个，4个O位于上下面，2个O位于晶胞内，晶胞中O有个，故，即该钒的氧化物化学式是；由晶胞可知，与O距离最近且相等的V的个数为3，故O的配位数为3。 【变式1·变角度——稀土金属提取】（2026·内蒙古包头·二模）铼是航空航天、清洁能源领域的关键金属。以钼精矿（主要成分有、，还含有、、、等杂质）为原料制备高铼酸铵的工艺流程如下。 （1）“氧压碱浸”时的主要产物有、、，写出发生反应的离子方程式___________； （2）“水相1”中的，阴离子主要是、和，“滤渣2”的成分是___________和___________。 （3）“萃取”选用季铵盐比传统萃取剂叔胺对萃取率更高，试从微粒之间的作用力角度分析原因___________。 （4）“反萃取”时生成的化学反应方程式___________；“有机相2”___________（填“能”或“不能”）直接返回到“萃取”步骤实现循环利用。 （5）滤渣3为，，“除磷”过程中按加入充分反应，欲使磷、镁元素共沉淀完全，最低浓度应控制在___________mol/L。 （6）下图是的X射线衍射图谱，则属于___________（填“晶体”或“非晶体”）。 （7）EAN规则指出：配合物中心原子价电子数和配体提供的电子数之和为18则较稳定。提纯Re时，Re单质与CO会自发形成二聚物以满足EAN规则。已知Re与Mn同族，且该二聚物的红外光谱中检测到Re-Re键吸收峰，其分子式为___________。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）季铵盐为离子化合物，阳离子对的吸附能力强于叔胺分子；或季铵盐为离子化合物在水中溶解性更好，可以与更充分接触 （4） ①. ②. 不能 （5） （6）晶体 （7） 【解析】钼精矿(主要成分有、，还含有、、、等杂质)在氧压碱浸时、会生成、、；、、、分别生成、、、等，过滤，滤渣1主要为；滤液中加硫酸调pH可以将、转化成、进入滤渣2；加入进行萃取，得到进入有机相1；分液后，对有机相加进行反萃取，生成，分液后进入水相2中；加入硫酸镁与反应生成沉淀，过滤进入滤渣3；再经过后续处理得到纯品； （1）中从价升高到价，从价升高到价，​共失去电子，得到电子，根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平得离子方程式为：；​ （2）原杂质中的碱浸生成​，碱浸生成，调的酸性条件下，​转化为沉淀，​转化为沉淀； （3）季铵盐电离出带正电的，而叔胺为中性分子，带正电的与阴离子​的静电作用更强，更易结合，萃取率更高； （4）萃取后有机相中​与结合为，反萃取时与反应生成和有机相产物，故反应的化学方程式为：；有机相产物为，与萃取步骤需要的不同，因此不能直接循环利用； （5）沉淀完全时，离子浓度不超过，由，得，根据，代入得： ； （6）晶体的X射线衍射图谱有特征的分立衍射峰，该图谱有明显的衍射峰，因此属于晶体； （7）与同族，价电子数为；二聚存在键，每个从键得到个电子，每个提供个电子，根据EAN规则：，解得，每个结合个，因此二聚体分子式为。 【变式训练2·变角度——利用萃取与反萃取分离提取稀土金属】.(2026·吉林省长春市·二模) 氟碳铈矿是一种重要的稀土矿物，主要成分为[R代表钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)]，常伴生有Fe、Al、Mg等杂质。一种以氟碳铈矿综合回收Y、La、Ce的工艺路线如下： 已知：①稀土氧化物()可溶于稀盐酸，不溶。 ②常温下各种金属离子完全沉淀的pH如下表： pH 11.6 9.0 8.3 3.2 4.7 ③溶质X的萃取分配系数；萃取率。 回答下列问题： （1）氟碳铈矿中伴生的Al是第___________周期第___________族元素。 （2）在空气中焙烧第一步转化为和，再转化为，第一步转化的化学方程式为___________。 （3）滤渣1中主要成分除了外还有___________(填化学式)。 （4）滤液2中的金属离子主要为___________(填离子符号)。 （5）“萃取”和“反萃取”过程可简化为：(水相)(有机相)(有机相)(水相)，其中代表P507。 ①该过程属于___________(填“阳离子交换”或“阴离子交换”)萃取。 ②若水相为100 mL，萃取时每次用30 mL P507。已知，则理论上第一次萃取时的最大值为___________(忽略萃取过程中液体体积的变化)。 ③“反萃取”过程中加入的试剂是___________。 （6）焙烧得到疏松的固体的原因是___________。 【答案】（1） ①. 三 ②. ⅢA （2） （3）、 （4） （5） ①. 阳离子交换 ②. 75% ③. 盐酸(HCl) （6）受热分解产生大量的和气体，逸出的过程中导致产物疏松 【解析】 【分析】该工艺以氟碳铈矿为原料，先氧化焙烧将稀土转化为氧化物，再经稀盐酸浸出、调pH除去、杂质和不溶的，得到含、、的滤液1，滤液1之后经草酸沉淀、焙烧、稀盐酸酸浸后，通过萃取法分离Y和La，水相沉钇后焙烧得到，有机相反萃取得到，实现了钇、镧、铈的综合回收。 （1）Al的原子序数为13，核外电子层为3层，最外层3个电子，位于周期表第三周期第ⅢA族。 （2）中Ce为+3价，焙烧被氧化为+4价，根据原子守恒、电子守恒配平得 。 （3）已知完全沉淀pH=4.7，调节pH=5.0时完全沉淀为；且不溶于稀盐酸，因此滤渣1还含这两种物质。 （4） 调pH除去、、后，滤液1中剩余、、；加入后、沉淀为草酸盐，留在滤液2中。 （5）①该过程水相中的（阳离子）进入有机相，有机相交换出（阳离子）进入水相，属于阳离子交换萃取。 ②设，平衡时，，，，根据，解得，。 ③ 反萃取需要使平衡左移，增大即可，且产物为，加入稀盐酸不引入杂质。 （6）草酸钇焙烧分解生成，同时放出大量、气体，气体逸出后固体形成疏松结构。 【变式训练3·变载体】（2026·黑龙江哈尔滨·一模）. 氟碳铈矿是一种重要的稀土矿物，主要成分为CeFCO3，R代表钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)，常伴生有Fe、Al、Mg等杂质。以下是一种综合回收钇、镧、铈的工艺流程： 已知：①稀土氧化物(R2O3)可溶于稀盐酸，但CeO2不溶。 ②常温下各种金属离子完全沉淀的pH如下表： Mg2+ La3+ Y3+ Fe3+ Al3+ pH 11.6 9.0 8.3 3.2 4.7 ③H2A2代表P507二聚体，萃取达到平衡时，分配系数=；萃取率=×100%。 回答以下问题： （1）稀土元素Y和Sc为同族元素，位于Sc的下一周期，则基态Y原子的价电子排布式为___________。 （2）CeFCO3在空气中焙烧第一步转化为CeO2和CeF4，CeF4再转化为CeO2，写出第一步的化学反应方程式___________。 （3）滤渣1中主要成分除了Fe(OH)3外还有___________、___________。 （4）萃取过程可简化为：R3+(水相)+3H2A2(有机相)⇌R(HA2)3(有机)+3H+(水相)。 ①该过程属于___________(填“阳离子交换”或“阴离子交换”)萃取。 ②“酸浸”时加100 mL稀盐酸，“萃取”时加30 mL H2A2，La3+在两相的分配系数为10，则La3+单次萃取率为___________(忽略混合过程中液体体积的变化)。 ③反萃取过程中应加入___________(写化学式)来实现。 （5）最终能得到疏松的Y2O3原因为___________。 【答案】（1）4d15s2 （2）4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2 （3） ①. Al(OH)3 ②. CeO2 （4） ①. 阳离子交换 ②. 75% ③. HCl （5）焙烧Y2(C2O4)3的过程中有大量的CO、CO2生成，导致生成的Y2O3为疏松的 【解析】该工艺以氟碳铈矿为原料，先氧化焙烧将稀土转化为氧化物，再经稀盐酸浸出、调pH除去Fe3+、Al3+杂质和不溶的CeO2，得到含Y3+、La3+的滤液，之后经草酸沉淀、焙烧、稀盐酸酸浸后，通过萃取法分离Y和La，水相沉钇后焙烧得到Y2O3，有机相反萃取得到LaCl3，实现了钇、镧、铈的综合回收。 （1）Sc是第四周期第ⅢB族元素，Y位于Sc下一周期即第五周期第ⅢB族，第ⅢB族元素价电子排布通式为，故Y的价电子排布为。 （2） CeFCO3中Ce为+3价，焙烧后被O2氧化为+4价的CeO2和CeF4，同时生成二氧化碳，根据原子守恒和得失电子守恒配平得到反应方程式为4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2。 （3）调，根据完全沉淀可知，、均完全沉淀；结合已知信息，​不溶于稀盐酸，因此滤渣1除外，还有和​。 （4）①该过程水相中的阳离子进入有机相，有机相交换出阳离子到水相，属于阳离子交换萃取。 ②分配系数，代入、，得，萃取率。 ③萃取平衡为可逆反应，增大浓度可使平衡逆向移动，实现反萃取，目标产物为氯化物，因此加入。 （5）草酸钇焙烧分解时，会生成、大量气体，气体逸出后留下空隙，因此最终得到疏松的。 考向3 考查废渣（固废）回收类 例3（2025·辽宁·一模）锰酸锂电池在电动汽车等领域有广泛应用，以下是用电解锰阳极渣制备锰酸锂的一种方法。 资料： 1.浸出液中的阳离子主要有、、、、、。 2.室温下，金属阳离子浓度为0.1mol/L时，开始沉淀与完全沉淀的pH如下表： 金属离子 开始沉淀 6.3 1.5 3.3 8.9 11.9 8.1 完全沉淀 8.3 2.8 4.6 10.9 13.9 10.1 (1)电解锰阳极渣中锰的主要存在形式为，推测S在反应中体现 性。 (2)ⅱ中除杂过程需经历2步： a．先加入，后用调节pH到5.5，过滤。 b．再加入溶液，过滤。 ①的作用是 (用离子方程式表示)。 ②步骤a除去的离子有 。 ③溶液的作用是 。 ④解释不能通过加入，再调节pH的方法除去所有杂质离子的原因 。 (3)沉锰时向滤液中加入稍过量的溶液，过滤后取滤饼进行多次洗涤后烘干，得到高纯度的。写出生成的离子方程式 。 (4)焙烧过程中需要持续鼓入空气，可能的原因有 、 。 (5)制备锰酸锂过程中反应的化学方程式为，若阳极渣中含有的质量为43.5g，理论上需要加入的质量 (填“>”、“<”或“=”)9.25g，原因是 。 【答案】(1)还原 (2) 、、 除去、 、、开始沉淀(或完全沉淀)的pH比较接近，不能通过调pH的方法只除去、而保留 (3) (4) 做氧化剂 持续鼓入空气可使氧气的浓度增大，有利于提高化学反应速率，提高产率 (5) > 除杂过程中加入了，Mn元素会进入滤液，最终也要转化为产品 【分析】用电解锰阳极渣制备锰酸锂的流程为：在电解锰阳极渣加入S和进行酸浸还原，过滤除去滤渣后得到含有、、、、、的浸出液，加入，后用调节pH到5.5，过滤除杂后，再加入溶液，过滤掉滤渣后得到主要含的滤液，然后稍过量的溶液进行沉锰得到固体，过滤分离出固体进行焙烧得到，最后进行制备得到产物，据此分析解答。 【解析】（1）电解锰阳极渣中锰的主要存在形式为，加入S和进行酸浸后的浸出液中变为，说明被还原，发生反应：，则加入的S在反应中体现了：还原性。 （2）①浸出液中的完全沉淀的pH与相交，单独沉淀会影响的产量，所以需要将氧化为在低pH时就能完全除去，则加入的的作用是将氧化为：； ②根据资料2和问题①，在步骤a除去的离子有：、、； ③因为经过除杂过程后得到的主要含的滤液，则加入溶液最主要的作用是将、继续转化为和沉淀除去； ④根据资料2的信息可知，、、开始沉淀(或完全沉淀)的pH比较接近，故不能通过调pH的方法只除去、而只得到。 （3）沉锰时向滤液中加入稍过量的溶液与反应得到固体，则反应的离子方程式为：。 （4）焙烧过程是将固体在空气中加热得到，Mn元素化合价升高，反应方程式为：，则焙烧过程中需要持续鼓入空气，可能的原因有：需要提供足量氧气作氧化剂使用、增大空气中氧气的浓度，加快反应速率。 （5）根据反应的化学方程式为，由Mn元素守恒列关系式：，解得，但由于在除杂过程中加入了调节pH，这些Mn元素最终也进入到沉锰环节被转化为，故理论上需要加入的质量大于9.25g。 【变式训练1·变角度——利用含钛炉渣提取金属】（24-25高三上·北京·阶段练习）中南大学某课题组研究发现，具有宏观自发极化的钛酸钡材料能抑制锂硫电池中多硫化物穿梭效应，而穿梭效应会制约锂硫电池的商业价值。以含钛炉渣(主要成分是，含少量、、等)为原料制备的流程如图所示： 已知：该工艺中，部分阳离子沉淀的如下表。 阳离子 开始沉淀的 完全沉淀的 请回答下列问题： (1)基态原子的价电子轨道表示式 。 (2)浸渣的主要成分是 (填化学式)。 (3)“还原”过程中有刺激性气味的气体产生，写出该阶段发生主要反应的离子方程式： ；若省去“还原”工艺，产生的不良后果是 。 (4)设计实验检验滤液1中含有： 。 (5)“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。在实验室“焙烧”时，下列仪器中不需要用到的是 (填仪器名称)。 (6)的立方晶系晶胞结构如图所示，离子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值为。 晶胞中离子的分数坐标为 ；该晶体的密度为 (用含的代数式表示)。 【答案】(1) (2)SiO2、CaSO4 (3) Fe3+进入产品，产品纯度降低 (4)取少量滤液1于试管中，滴加少量溶液，产生蓝色沉淀，则含有Fe2+ (5) 蒸发皿 (6) (，1，) 【分析】含钛炉渣(主要成分是，含少量、、等)中加入硫酸酸浸，TiO2转化为TiO2+，Fe2O3转化为硫酸铁，SiO2不参与反应且氧化钙和硫酸反应生成微溶物硫酸钙，则浸渣的主要成分是SiO2、CaSO4，再加入溶液将还原为，调pH值将TiO2+转化为沉淀，再过滤除去铁元素，再向沉淀加入溶液、溶液混合反应生成，最后经焙烧()得到BaTiO3，据此解答。 【解析】（1）Ti是22号元素，其基态原子的价电子排布式为3d24s2，其价电子轨道表示式为：； （2）由分析可知，浸渣的主要成分是SiO2、CaSO4； （3）“还原”过程中加入溶液将还原为，同时产生具有刺激性气味的气体，则该阶段发生主要反应的离子方程式为：；由表格中的pH可知，若省去“还原”工艺，即不还原，沉钛时也被沉淀一部分，导致产品纯度降低，则产生的不良后果是：Fe3+进入产品，产品纯度降低； （4）检验常用溶液，则设计实验检验滤液1中含有为：取少量滤液1于试管中，滴加少量溶液，产生蓝色沉淀，则含有Fe2+； （5）中的C元素化合价为＋3价，根据流程可知，焙烧产物为、和，即C元素的化合价升高，则中O的化合价降低，所以在空气中“焙烧”时发生反应的化学方程式为：。在实验室焙烧固体时，需要用到坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架，则在实验室“焙烧”时，不需要用到的是蒸发皿； （6）由晶胞图可知，晶胞中B离子的分数坐标为(，1，)；晶胞中、、的数目依次为、1、个，则该晶体的密度。 【变式训练2·变角度——从废催化剂中提取金属】（2026·黑龙江吉林一模）从废钴钼系催化剂(主要含MoS2、CoS及少量Al2O3、CuO、ZnO)中回收钼的工艺如下所示： 已知酸浸后钼元素主要存在形式为MoO22+和Mo2O52+，仲钼酸盐中为Mo7O24n-。 回答下列问题： (1)Co位于元素周期表第四周期、第 族。 (2) MoS2在空气中高温焙烧生成两种氧化物，有MoO3和 。 (3)“焙烧”中加入CaCO3的优点是 (写一条)。 (4)“酸浸”后Mo的价态不再发生改变，则Mo7O24n-中n= 。 (5)“净化”产生废渣2，其中难溶硫化物主要有ZnS和 。参考溶液中含铝形体浓度负对数与pH关系(如下图所示)，则“净化”时pH最佳控制范围是 (选填标号)。 A ．4~6     B．6~8     C．＞8 (6)“洗脱”时加入氨水的最佳浓度为1.25 mol·L-1。氨水浓度过大，会导致有机萃取剂(酯类物质)失效，从而降低Mo的洗脱效率，有机萃取剂失效的可能原因是 。 (7)用NaClO- NaOH湿法氧化MoS2，直接生成MoO4-和SO42-，对应的离子方程式为 。 【答案】(1)Ⅷ (2)SO2 (3)减少SO2排放造成的环境污染 (4)6 (5) CuS B (6)酯类在较浓氨水中发生水解反应(或取代反应或皂化反应) (7)9ClO-+MoS2+6OH-=MoO4-+2SO42-+9Cl-+3H2O 【解析】废钴钼系催化剂在空气中焙烧，生成金属氧化物和二氧化硫，加入碳酸钙吸收二氧化硫防止污染，加硫酸酸浸后得到金属的硫酸盐，由流程图可知，加入硫化铵除去铝离子、铜离子和锌离子，然后萃取分离钴离子和钼离子，用氨水洗脱得到(NH4)2MoO4，加入盐酸调pH后得到仲钼酸铵，据此回答； (1)Co是27号元素，位于周期表第4周期VIII族； (2)MoS2在空气中高温焙烧，Mo生成MoO3，S生成SO2； (3)加入碳酸钙高温下分解生成氧化钙，与SO2反应可以减少SO2排放造成的环境污染； (4)“酸浸”后Mo的价态不再发生改变，则由MoO22+可知其中Mo的化合价为+6，由化合价的代数和等于离子所带电荷数可知+6×7+(-2)×24=-n，解得n=6； (5)净化时加入硫化铵，锌离子、铜离子与硫离子生成ZnS和CuS沉淀，铝离子与硫离子水解相互促进生成氢氧化铝和硫化氢，净化目的是使溶液中含铝形体的浓度尽量低，观察题图可知当pH在6~8时，溶液中含铝形体的浓度最小，说明铝以沉淀形式存在，故选B； (6)氨水浓度过大，溶液碱性过强会导致有机萃取剂(酯类物质)水解，从而降低Mo的洗脱效率； (7)次氯酸根氧化MoS2生成MoO4-和SO42-，自身被还原为氯离子，由此可写出离子方程式9ClO-+MoS2+6OH-=MoO4-+2SO42-+9Cl-+3H2O 【变式训练3·变角度——从电解阳极泥中提取金属】(2026·内蒙古赤峰市·一模)某工厂对电解精炼铜产生的阳极泥(主要含Se、Te、Cu、Ag、Au及少量Pb)进行综合回收。其中回收硒和的工艺流程如下图所示： 已知：①Se、Te与S位于同一主族。 ②是酸性氧化物；是两性氧化物，微溶于水。 回答下列问题： (1)基态Se原子的价层电子排布式为_______。 (2)可增大“焙烧”速率的措施有_______。(任写一条即可) (3)“还原”时与水反应生成的酸被还原，则该酸发生反应的化学方程式为_______。 (4)“精馏”利用了Se与杂质的_______不同而去除杂质。 (5)“碱浸”时，烧渣中的发生反应的离子方程式为_______。 (6)一种更好的“沉碲”的方法是用硝酸铵替代硫酸，替换的优点是_______。 (7)关于该工艺流程说法中正确的是_______。 A．实验室模拟“焙烧”可在烧杯中进行 B．上述流程中，溶液X可循环再利用 C．若先对烧渣水浸，所得滤液可直接用于电解精炼铜 D．“碱浸”所产生的滤渣可继续回收贵金属 【答案】(1)4s24p4 (2)粉碎、搅拌、适当升高温度 (3) (4)沸点 (5) (6)避免硫酸过量导致部分TeO2溶解 (7)BD 【分析】电解精炼铜的阳极泥加入浓硫酸焙烧，可生成SeO2、SO2，二者在水中发生反应生成Se，根据氧化还原反应配平可得反应方程式为：，得到溶液X中含硫酸，烧渣入氢氧化钠碱浸，TeO2具有两性，故与NaOH反应转化为Na2TeO3进入滤液，滤液中加入硫酸可生成TeO2沉淀； 【详解】（1）Se为34号元素，基态Se原子的价层电子排布式为4s24p4； （2）可增大“焙烧”速率的措施有粉碎、搅拌、适当升高温度等； （3）是酸性氧化物，与水反应生成的酸为，“还原”时与水反应生成的酸与发生氧化还原反应生成Se和硫酸，发生反应的化学方程式为； （4）“精馏”利用了Se与杂质的沸点不同而去除杂质。 （5）是两性氧化物，与NaOH反应转化为Na2TeO3进入滤液，反应为：； （6）用硝酸铵替代硫酸，优点为：硝酸铵溶液因水解而呈酸性，能提供H+使转化为TeO2沉淀，避免了酸过量使TeO2溶解，从而导致产率下降； （7）A．焙烧需要高温，实验室模拟“焙烧”不可在烧杯中进行，A错误； B．由分析，上述流程中，溶液X中含硫酸，可循环再利用，B正确； C．水浸后滤液中含铜离子，也含其他杂质离子，需提纯后用于电解精炼铜，C错误； D．“碱浸”所产生的滤渣中含银、金，可继续回收贵金属，D正确； 故选BD。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026年·黑吉辽蒙卷）从铜阳极泥（主要成分为和，含少量和）中提取热电材料碲（）的流程如图。已知与适量空气反应可生成。下列说法正确的是 A. “浸渍”时通入过量空气不发生副反应 B. 滤渣可以全部溶于浓 C. 被氧化过程中，溶液碱性增强 D. “沉碲”过程中被氧化 【答案】C 【解析】铜阳极泥的主要成分为和，含少量和，在“浸渍”操作中，加入Na2S溶液，通入适量空气，和反应生成CuS沉淀，同时生成Na2Te2，和不溶，进入滤渣，滤液1中含有Na2Te2，加入Na2SO3溶液发生氧化还原反应，Na2SO3作氧化剂被还原，同时将Na2Te2氧化为碲粉，滤液2中主要含有低价态含硫化合物用于“浸渍”工序循环利用； A．“浸渍”时和生成的都具有还原性，通入过量空气时，过量会进一步将氧化为更高价态的物质，发生副反应，A错误； B．铜阳极泥中的Au不参与浸渍反应，留在滤渣中，Au不溶于浓硝酸（仅溶于王水），因此滤渣不能全部溶于浓硝酸，B错误； C．被氧化生成的反应方程式为：，反应生成强碱，溶液中增大，碱性增强，C正确； D．滤液1中在中为价，沉碲得到价碲单质，化合价升高被氧化，因此做氧化剂参与氧化还原反应，被还原，D错误； 故选C。 2.（2025年·黑吉辽蒙卷）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 【解析】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。 A．根据分析可知，加入硫酸和稻草浸出，硫酸作催化剂和浸取剂，A正确； B．生物质(稻草)是可再生的，且来源广泛，B正确； C．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； D．“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； 答案选C 3.（2024·黑、吉、辽卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的并制备，流程如下“脱氯”步骤仅元素化合价发生改变。下列说法正确的是 锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰) 离子 浓度 145 0.03 1 A. “浸铜”时应加入足量，确保铜屑溶解完全 B. “浸铜”反应： C. “脱氯”反应： D. 脱氯液净化后电解，可在阳极得到 【答案】C 【解析】铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：，再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，可知“脱氯”步骤发生反应的化学方程式为：，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2+可在阴极得到电子生成Zn。 A．由分析得，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，故A错误； B．“浸铜”时，铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：，故B错误； C．“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，即Cu的化合价升高，Cu2+的化合价降低，发生归中反应，化学方程式为：，故C正确； D．脱氯液净化后电解，Zn2+应在阴极得到电子变为Zn，故D错误； 故选C。 4.（2023年·辽宁卷）某工厂采用如下工艺制备，已知焙烧后元素以价形式存在，下列说法错误的是 A. “焙烧”中产生 B. 滤渣的主要成分为 C. 滤液①中元素的主要存在形式为 D. 淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 【答案】B 【解析】焙烧过程中铁转化为四氧化三铁、铬元素被氧化转化为对应钠盐，水浸中四氧化三铁不溶转化为滤渣，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。 A．铁、铬氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成四氧化三铁、铬酸钠和二氧化碳，A正确； B．焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的主要成分为四氧化三铁，B错误； C．滤液①中元素的化合价是+6价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀溶液显碱性，所以Cr 元素主要存在形式为，C正确； D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，D正确； 故选B。 5.（2026年·黑、吉、辽、蒙卷）某工厂利用镍矿（主要成分为，含少量和）制备超细镍粉，物质转化流程如下（部分反应条件已略去）： 已知：①滤液1中镍以形式存在，硫以和少量形式存在； ②“部分蒸氨”时减小，转化为，。 回答下列问题： （1）依据核外电子排布，元素位于周期表_____区。 （2）“氧压氨浸”时，加压的目的是_____________________，转化为的化学方程式为_______________。 （3）滤液1中铜的主要存在形式为_______（填离子符号）。气体为__________（填化学式）。 （4）“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的，该步骤无沉淀产生，则理论上每转化消耗的物质的量为______。 （5）滤液3浓缩结晶得到的______（填化学式）可用于生成化肥。 （6）近似条件下，不同溶液中二价镍[]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高的还原速率和转化率，应选择_______（填“”或“”）。 已知酸性条件不利于“还原”步骤，解释还原程度较低而还原程度较高的原因：______________________（结合离子方程式作答）。 【答案】（1）d （2） ①. 增大氧气的溶解度（或浓度），加快反应速率 ②. （3） ①. ②. （4）2 （5） （6） ①. 2 ②. 被还原时发生反应：，溶液呈酸性，不利于“还原”步骤；而被还原时发生反应：，不会生成游离的，因此还原程度较高 【解析】镍矿的主要成分为，含少量和，在“氧压氨浸”操作中通入空气、加入氨水，生成、，浸渣为；“部分蒸氨”时挥发逸出的气体为氨气，减小，转化为，转化为CuS沉淀；向滤液2中通入足量O2，将滤液2中剩余的充分氧化为，最后通过H2还原，得到Ni粉，滤液3中的主要成分为硫酸铵； （1）Ni是28号元素，价电子排布为，根据周期表分区规则，属于d区。 （2）加压可增大氧气的溶解度，提高浓度，加快浸出速率，提升镍的浸出率；与氧气、氨水反应生成，根据电子守恒、原子守恒可知化学方程式为。 （3）氨浸过程中，铜离子与氨水形成稳定的；“部分蒸氨沉铜”时，溶液中挥发出来的气体 a 显然是氨气。蒸发氨气会导致溶液中 减小，促使络合物解离进而使铜沉淀。 （4）被氧化为，中S 的平均化合价为 +2价，中S的化合价为+6价，总共失去电子，反应得到4 mol电子，根据电子守恒，消耗的物质的量为。 （5）在“还原”步骤中，被还原生成 Ni 粉，溶液中主要留下的阳离子是生成的（由和结合），阴离子是一直未参与后续反应的。因此滤液 3 浓缩结晶得到的副产品是，硫酸铵是常用氮肥，可做化肥。 （6）观察题给图像，当时，Ni(Ⅱ) 浓度随时间下降最快，且最终能降至 0（完全转化）。而时反应提前停滞（转化率低），时反应速率过慢。因此为提高速率和转化率，应选2； 当时，发生反应：，会释放一个游离的，游离会使溶液呈酸性，而题目已知“酸性条件不利于还原”，因此反应受到抑制，转化率低。 当时，发生反应：，恰好生成2个，体系不会生成游离的，反应能顺利进行到底。 6.（2025年·黑、吉、辽、蒙卷）. 某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。 已知：①“氧化浸出”时，不发生变化，ZnS转变为； ②； ③酒石酸(记作)结构简式为。 回答下列问题： （1）分子中手性碳原子数目为_______。 （2）“氧化浸出”时，过二硫酸根转变为_______(填离子符号)。 （3）“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为_______。 （4）“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为_______。 （5）滤渣2中的金属元素为_______(填元素符号)。 （6）“浸铅”步骤，和反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为_______，pH过高可能生成_______(填化学式)。 （7）290℃“真空热解”生成2种气态氧化物，该反应的化学方程式为_______。 【答案】（1）2 （2） （3）温度升高，反应速率增大，浸出率增大；温度过高，氨气逸出，浸出 率减小 （4）Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu （5）Fe （6） ①. pH 升高，酒石酸根浓度增大，促进PbA的生成 ②. Pb(OH)2或 （7）PbC4H4O6Pb+4CO↑+2H2O↑ 【解析】废渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O氧化浸出过滤，滤液中有[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+，滤渣1有PbSO4和Fe(OH)3，滤液加Zn置换出Cu，除铜后的溶液加(NH4)2S沉锌，得到ZnS，滤渣1用H2A和Na2A浸铅后过滤，滤渣2含Fe元素，滤液经过结晶得到PbA，再真空热解得到纯Pb。 （1）碳原子周围连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子，H2A分子中手性碳原子有2个，； （2）“氧化浸出”时，过二硫酸根作氧化剂，过二硫酸根转变为； （3）“氧化浸出”时，温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O分解生成NH3逸出，且温度高时过二硫酸铵分解，造成浸出率减小； （4）加入Zn发生置换反应，从[Cu(NH3)4]2+置换出Cu单质，离子方程式为：Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu； （5）根据分析，滤渣1有Fe(OH)3和PbSO4，用H2A和Na2A浸铅后过滤，滤渣2含Fe元素的沉淀； （6）“浸铅”步骤发生PbSO4(s)+A2-PbA+，Na2A溶液中存在A2-+H2OHA-+OH-，pH值升高，OH-浓度增大，平衡A2-+H2OHA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-PbA+正向移动，PbA产率增大；pH过高时，OH-浓度过大，会生成Pb(OH)2沉淀，造成PbA产率降低； （7）290℃“真空热解”PbA即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb单质和2种气态氧化物为CO和H2O，反应的化学方程式为：PbC4H4O6Pb+4CO↑+2H2O↑。 7.（2024年·黑吉辽卷）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。 （2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为_______。 （3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 （4）“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A. 无需控温 B. 可减少有害气体产生 C. 设备无需耐高温 D. 不产生废液废渣 （5）“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为_______。 （6）“沉金”中的作用为_______。 （7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 【答案】（1）CuSO4 （2） （3）(或FeAsO4) （4）BC （5）形成配合物，促进金的氧化 （6）作还原剂(或置换Au) （7） ①. ②. NaCN 【解析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（V），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。 （1）“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4； （2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和，离子方程式为：； （3）“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降； （4）A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A不符合题意； B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，可减少有害气体的产生，B符合题意； C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，设备无需耐高温，C符合题意； D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意； 故选BC； （5）“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从而提升金单质的还原性，将Au转化为从而浸出； （6）“沉金”中Zn作还原剂，将还原为Au； （7）滤液②含有，经过H2SO4的酸化，转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。 8.（2023年·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 回答下列问题： （1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。 （2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。 （3）“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。 （4）“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。 （5）“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。 （6）“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。 【答案】（1）适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积 （2）NA （3） ①. ②. CaSO4、Fe(OH)3 （4） ①. 9.0% ②. SO2有还原性，过多将会降低的浓度，降低(Ⅱ)氧化速率 （5） （6）11.1 【解析】在“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，用石灰乳调节，被氧化为，发生反应，Fe3+水解同时生成氢氧化铁，“沉钻镍”过程中，Co2+变为Co(OH)2，在空气中可被氧化成。 （1）用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积 （2）的结构简式为，所以中过氧键的数目为NA （3）用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为：；氢氧化铁的Ksp=10-37.4，当铁离子完全沉淀时，溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L，，c(OH-)=10-10.8mol/L，根据Kw=10-14，pH=3.2，此时溶液的pH=4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁沉淀；由于CaSO4微溶于水，故滤渣还有CaSO4和氢氧化铁； （4）根据图示可知体积分数为0.9%时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，由于SO2有还原性，过多将会降低的浓度，降低(Ⅱ)氧化速率 （5）“沉钻镍”中得到的Co(OH)2，在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为：； （6）氢氧化镁的Ksp=10-10.8， 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1； 9.（2022年·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的分解为，转变为； ②金属活动性：； ③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为_______。 a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度 （2）在空气中单独焙烧生成，反应的化学方程式为_______。 （3）“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②_______。 （4）滤渣的主要成分为_______(填化学式)。 （5）生成气体A的离子方程式为_______。 （6）加入金属Bi的目的是_______。 （7）将100kg辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi元素的质量分数为_______。 【答案】（1）ab （2） （3）抑制金属离子水解 （4）SiO2 （5） （6）将Fe3+转化为Fe2+ （7）24.02% 【解析】已知①焙烧时过量的分解为，转变为，在空气中单独焙烧生成和二氧化硫，经过酸浸，滤渣为二氧化硅，与浓盐酸生成A氯气，滤液中含有Bi3+、Fe3+，加入Bi将Fe3+转化为Fe2+，调节pH得到，据此分析解题。 （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为：进一步粉碎矿石增大与氧气的接触面积；鼓入适当过量的空气 使燃烧更加充分，故选ab； （2）在空气中单独焙烧生成和二氧化硫，反应的化学方程式为； （3）“酸浸”中由于铁离子、Bi3＋易水解，因此溶浸时加入过量浓盐酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率；过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②抑制金属离子水解； （4）由于SiO2不溶于酸和水中，故滤渣的主要成分为SiO2； （5）A为氯气，生成气体A的离子方程式为； （6）金属活动性：，Fe3+在pH为1.6时则产生沉淀，为了铁元素不以沉淀形式出现故加入金属Bi将Fe3+转化为Fe2+，形成氯化亚铁溶液； （7）辉铋矿中Bi元素的质量分数为。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $