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微专题25 化学工艺流程题-----原料的预处理
1．（2023·全国·统考高考真题）LiMn O 作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO ，
2 4 3
含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn O 的流程如下：
2 4
预处理
已知：K [Fe(OH) ]=2.8×10-39，K [Al(OH) ]=1.3×10-33，K [Ni(OH) ]=5.5×10-16。
sp 3 sp 3 sp 2
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率，可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量MnO 的作用是 。不宜使用H O 替代MnO ，原因是 。
2 2 2 2
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)= mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属
离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应
不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(6)煅烧窑中，生成LiMn O 反应的化学方程式是 。
2 4
【答案】(1) MnCO +H SO =MnSO +H O+CO ↑ 粉碎菱锰矿
3 2 4 4 2 2
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+可以催化H O 分解
2 2
(3) 2.8×10-9 Al3+
(4)BaSO 、NiS
4
(5) Mn2++2H O H ↑+MnO ↓+2H+ 加入Mn(OH)
2 2 2 2
(6)2Li CO +8MnO 4LiMn O +2CO ↑+O ↑
2 3 2 2 4 2 2
【解析】根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO ，可将固体溶解为离子，将杂质中
2
的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO 可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；随后
2
将溶液pH调至制约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出
来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置
于电解槽中电解，得到MnO ，将MnO 与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn O 。
2 2 2 4
（1）菱锰矿中主要含有MnCO ，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：
3
MnCO +H SO =MnSO +H O+CO ↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎；故答案为：
3 2 4 4 2 2
MnCO +H SO =MnSO +H O+CO ↑、粉碎菱锰矿。
3 2 4 4 2 2
（2）根据分析，加入MnO 的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用H O 氧化Fe2+，
2 2 2
因为氧化后生成的Fe3+可以催化H O 分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为
2 2
Fe3+、Fe3+可以催化H O 分解。
2 2
（3）溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1，此时体系中含有的c(Fe3+)=
=2.8×10-9mol·L-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石灰乳调节
至pH≈7，这时溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-1，c(Al3+)小
于1.0×10-5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：2.8×10-9、Al3+。
（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为Ba2++S2-+Ni2++SO =BaSO ↓+NiS↓，生成
4
的沉淀有BaSO 、NiS。
4
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（5）在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO ，反应的离子方程式为Mn2++2H O H ↑+MnO ↓+2H+；电解
2 2 2 2
时电解液中Mn2+大量减少，H+大量增加，需要加入Mn(OH) 以保持电解液成分的稳定；故答案为：Mn2+
2
+2H O H ↑+MnO ↓+2H+、加入Mn(OH) 。
2 2 2 2
（6）煅烧窑中MnO 与Li CO 发生反应生成LiMn O ，反应的化学方程式为2Li CO +8MnO
2 2 3 2 4 2 3 2
4LiMn O +2CO ↑+O ↑；故答案为：2Li CO +8MnO 4LiMn O +2CO ↑+O ↑。
2 4 2 2 2 3 2 2 4 2 2
一、化工流程答题基本思路
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】二、一个完整的无机化工生产流程一般具有下列过程：
原料 对原料的预处理 核心化学反应 产品的提纯和分离 目标产物
三、原料预处理：
酸浸：溶解、去氧化膜等，使得可溶性的离子进入溶液中，不溶物过滤去除。
碱浸：去油污（酯）、溶解铝、二氧化硅、氧化铝等，使得可溶性的离子进入溶液中，不容物过滤去除。
水浸：与水反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中。
研磨（雾化、粉碎）：增大反应接触面积，以加快化学反应速率或使反应更充分。
灼烧（焙烧、煅烧）：使物质高温分解或者氧化去除杂质、改变物质结构，使物质能溶解。如从海带中提
取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。如煅烧高岭土。
加入其他物质：如有机物醇、四氯化碳、无机盐等----反应、溶解。
四、原料预处理过程中常考知识点：
1．增大原料浸出率（离子在溶液中的含量多少）的措施：搅拌、适当升高温度、延长浸出时间、增大浸
出液的浓度、固体粉碎增大接触面积
2．提高固体的焙烧效率方法：增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧、适当升温等。
3．加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向（一般是有利于生成物生成的方向）移动
1．（2023·全国·统考高考真题） 是一种压电材料。以 为原料，采用下列路线可制备粉状
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】。
预处理
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 。
(2)“焙烧”后固体产物有 、易溶于水的 和微溶于水的 。“浸取”时主要反应的离子方程式为
。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是 (填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？ ，其原因是 。
(5)“沉淀”步骤中生成 的化学方程式为 。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的 。
【答案】(1)做还原剂，将 还原
(2)
(3)c
(4) 不可行 产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体 会污染空气，而且 与盐酸反应生成
可溶于水的 ，导致 溶液中混有 杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低
(5)
(6)
【解析】由流程和题中信息可知， 与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到 、 、易
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】溶于水的 和微溶于水的 ；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和 ，滤液中有 和 ；滤液
经酸化后浓缩结晶得到 晶体； 晶体溶于水后，加入 和 将钡离子充分沉淀得
到 ； 经热分解得到 。
（1）“焙烧”步骤中， 与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到 、 、 和 ，
被还原为 ，因此，碳粉的主要作用是做还原剂，将 还原。
（2）“焙烧”后固体产物有 、易溶于水的 和微溶于水的 。易溶于水的 与过量的
可以发生复分解反应生成硫化钙沉淀，因此，“浸取”时主要反应的离子方程式为 。
（3）“酸化”步骤是为了将 转化为易溶液于的钡盐，由于硫酸钡和磷酸钡均不溶于水，而 可溶
于水，因此，应选用的酸是盐酸，选c。
（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体
会污染空气，而且 与盐酸反应生成可溶于水的 ，导致 溶液中混有 杂质无法除去、
最终所得产品的纯度降低。
（5）“沉淀”步骤中生成 的化学方程式为： + + =
。
（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为， ，
因此，产生的 = 。
2．（2021·湖北·高考真题）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CuIn Ga Se 。
0.5 0.5 2
某探究小组回收处理流程如图：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】预处理
回答下列问题：
(1)硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为___；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，
CuIn Ga Se 中Cu的化合价为___。
0.5 0.5 2
(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：K (NH ·H O)≈2.0×10-5，K [Ga(OH) ]≈1.0×10-35，K [In(OH) ]≈1.0×10-33，K [Cu(OH) ]≈1.0×10-
b 3 2 sp 3 sp 3 sp 2
20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀
时溶液的pH约为___(保留一位小数)；若继续加入6.0mol·L-1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Ga(OH) 在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH) +NH ·H O [Ga(OH) ]-+NH 的平衡
3 3 3 2 4
常数K=___。
(已知：Ga3++4OH- [Ga(OH) ]- K′= ≈1.0×1034)
4
(4)“滤渣”与SOCl 混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO 是否洗净的试剂是___；“回流过滤”中SOCl
2 2
的作用是将氢氧化物转化为氯化物和___。
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为___。
【答案】(1) 6 +1
(2)Cu O+H O +2H SO =2CuSO +3H O
2 2 2 2 4 4 2
(3) 4.7 蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色 2.0×10-6
(4) HCl溶液、BaCl 溶液 作溶剂
2
(5)GaCl +NH GaN+3HCl
3 3
【解析】(1)硫为第VIA族元素，硒(Se)与硫为同族元素，故Se的最外层电子数为6，镓(Ga)和铟(In)位于元
素周期表第IIIA族，则根据正负化合价为零则可以知道CuIn Ga Se 中Cu的化合价为+1；
0.5 0.5 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(2)“酸浸氧化”为酸性条件下H O 烧渣中Cu O反应，其方程式为：Cu O+H O +2H SO =2CuSO +3H O；
2 2 2 2 2 2 2 4 4 2
(3)In3+恰好完全沉淀时 ， ，故答案是PH=4.7；蓝色沉淀是
氢氧化铜，继续滴加氨水会生成四氨合铜离子，这时氢氧化铜会溶解，故答案是蓝色沉淀溶解，溶液变成
深蓝色；由反应方程式可知 ，由K′= ≈1.0×1034，得
即
，代入数据可
知K=2.0×10-6；
(4)检验滤渣中SO 是否洗净可以加入强酸和含钡离子的盐，故试剂是HCl溶液、BaCl 溶液；通过“回流过
2
滤”分为两部分滤渣和滤液，故SOCl 的另一个作用是作溶剂；
2
(5)高温气相沉积”过程中是氨气和GaCl 反应，其方程式为：GaCl +NH GaN+3HCl。
3 3 3
1．（2023·全国·统考高考真题）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要
杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr O 存在，在碱性介质中以CrO 存在。
2
预处理
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 (填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO 和 。
2
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO 和MgNH PO 的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到
3 4 4
最好的除杂效果，若pH<9时，会导致 ；pH>9时，会导致 。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V O 沉淀，V O 在pH<1时，溶解为VO 或VO3+在碱性
2 5 2 5
条件下，溶解为VO 或VO ，上述性质说明V O 具有 (填标号)。
2 5
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na S O )溶液，反应的离子方程式为 。
2 2 5
【答案】(1)Na CrO
2 4
(2)Fe O
2 3
(3)Al(OH)
3
(4) 磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处
4 4
理 会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO 沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离
3
子浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀
4 4
(5)C
(6)2Cr O +3S O +10H+=4Cr3++6SO +5H O
2 2 2
【解析】由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的
最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫
酸调节溶液pH将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到强氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、
硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO 和MgNH PO 沉淀，过滤得到含有MgSiO 、MgNH PO 的滤渣
3 4 4 3 4 4
和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向
滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得
到氢氧化铬。
（1）由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：Na CrO ；
2 4
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（2）由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe O ；
2 3
（3）由分析可知，沉淀步骤调pH到弱碱性的目的是将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，故答案为：Al(OH) ；
3
（4）由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiO 和MgNH PO
3 4 4
沉淀，若溶液pH<9时，磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀，同时可能产生硅酸
4 4
胶状沉淀不宜处理；若溶液pH>9时，会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO 沉淀，导致产品中
3
混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀，故答案为：磷酸根会与H+反应使
4 4
其浓度降低导致MgNH PO ，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能
4 4
形成MgSiO 沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀；
3 4 4
（5）由题给信息可知，五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液发生生成盐和水的两性
氧化物，故选C；
（6）由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子方程式
为2Cr O +3S O +10H+=4Cr3++6SO +5H O，故答案为：2Cr O +3S O +10H+=4Cr3++6SO +5H O。
2 2 2 2 2 2
2．（2023·湖南郴州·统考三模）铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为 ，
含 、CuO、 等杂质)制备 的工艺流程如下：
预处理
已知：
i． 易水解。 难溶于冷水。
ii．“氧化浸取”时，铋元素转化为 ，硫元素转化为硫单质。
iii． 。
回答下列问题：
(1)为提高“浸取”速率，采取的措施有：升高温度、 (写出一条)。辉铋矿浸取率随温度的变化
曲线如图，高于40℃时浸取率快速下降，其可能的原因是 。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(2)“氧化浸取”时， 和 发生反应的物质的量之比为 。
(3)“除铜”时发生反应： ，则
。
(4)“转化”时，生成 的离子方程式为 。
(5)已知酸性环境下， 可以将 氧化成 ( 被还原成 )。请设计一个原电池装置来证
明这一点，在下图中的两个方框内标出两烧杯溶液中溶质的化学式 ，并写出正极的电极反应
式： 。
(6)取 产品w g，加入足量稀硫酸和 稀溶液使其完全反应，再用a mol·L 标准溶液
滴定生成的 ，当溶液紫红色恰好褪去时，消耗b mL标准溶液。该产品的纯度为 (用含
w、a、b的代数式表示)。
【答案】(1) 将辉铋矿粉碎研磨(或适当提高盐酸浓度或搅拌等) 高于40℃时，盐酸挥发、双氧水
分解
(2)3∶2
(3)
(4)
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(5)
(6) 或
【解析】由题干信息，辉铋矿主要成分为Bi S ，含FeS、CuO、SiO 等杂质，向辉铋矿中加入H O 和盐酸进
2 3 2 2 2
行氧化浸取，发生的反应有: Bi S +3H O +6H+=2Bi3++3S+6H O，2FeS+3H O +6H+=2Fe3++2S+6H O，
2 3 2 2 2 2 2 2
CuO+2H+=Cu2++H O，得到含S和SiO 的滤渣1，滤液中含有Bi3+、Fe2+和Cu2+，再调节pH除去Fe3+，得到滤
2 2
渣2为Fe(OH) ，过滤后向滤液中加入氨水，发生反应Cu2++4NH (g) [Cu (NH ) ]2+，过滤后得固体为氢氧
3 3 3 4
化铋沉淀，加入盐酸溶液滤渣，再加入NaOH、NaClO，发生反应
得到产品NaBiO 。
3
（1）为提高“浸取”速率，采取的措施有：升高温度、将辉铋矿粉碎研磨(或适当提高盐酸浓度或搅拌等)。
高于40℃时浸取率快速下降，其可能的原因是高于40℃时，盐酸挥发、双氧水分解。
（2）由分析可知，“氧化浸取”时， 和 发生反应Bi S +3H O +6H+=2Bi3++3S+6H O， 和
2 3 2 2 2
发生反应的物质的量之比为3∶2。
（3）已知① ，②
，反应②-①，可得反应
， 。
（4）由分析可知，生成 的离子方程式为： 。
（5）酸性环境下， 可以将 氧化成 ( 被还原成 )，则Mn2+在负极失去电子生成
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】， 在正极得到电子生成 ，根据电子流向可知左侧为正极区，右侧为负极区，设计原电池为
，正极的电极反应式：
。
（6）根据得失电子守恒可知，草酸和高锰酸根离子反应的关系式为5 ~2MnO ，又因为
5NaBiO +2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO +5Na++7H O，可得出关系式：NaBiO ~ ，滴定安全时消耗b mLa
3 2 3
mol·L 标准溶液，该产品的纯度 。
3．（2023·海南海口·海南中学校考三模）从低品位铜镍矿(含有Fe O 、FeO、MgO、CuO等杂质)资源中提
2 3
取镍和铜的一种工艺流程如下：
预处理
(1)上述流程中，加快反应速率的措施是 。
(2)萃取时发生反应：Cu2+ + 2HR CuR + 2H+(HR、CuR 在有机层，Cu2+、H+等在水层)。解释反萃取时
2 2
H SO 的作用： 。
2 4
(3)黄钠铁矾[NaFe (OH) (SO ) ]比Fe(OH) 更易形成沉淀。反应终点pH与Fe3+、Ni2+沉淀率的关系如下表。
3 6 4 2 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】沉淀率/%
反应终点pH
Fe3+ Ni2+
1.5 94.04 0.19
2.5 99.21 0.56
3.8 99.91 3.31
① 生成黄钠铁矾的离子方程式是 。
② 沉淀Fe3+时最适宜选用的反应终点pH是 。
(4)第二次使用MgO调节pH使Ni2+沉淀完全，宜将pH调节至 (填序号)(已知K [Ni(OH) ] = 2.1×10-
sp 2
15)。
a.6~7 b.9~10 c.11~12
【答案】(1)研磨
(2)加入H SO ，使Cu2+ + 2HR CuR + 2H+逆向进行，Cu2+进入水层
2 4 2
(3) Na+ + 3Fe3+ + 2SO + 6H O = NaFe (OH) (SO ) ↓+ 6H+或Na+ + 3Fe3+ + 2SO +3MgO + 3H O =
2 3 6 4 2 2
NaFe (OH) (SO ) ↓+ 3Mg2+ 2.5
3 6 4 2
(4)b
【解析】铜镍矿研磨，通入氧气、加入硫酸浸取得到浸出液含有铁、铜、镁、镍的硫酸盐溶液，加入萃取
剂使得铜离子进入有机层，有机层加入硫酸反萃取得到含铜离子溶液，处理得到铜；水层加入硫酸钠、氧
化镁得到黄钠铁矾沉淀和滤液，滤液加入氧化镁调节pH得到氢氧化镍固体，处理得到镍；
（1）上述流程中，加快反应速率的措施是研磨，研磨可以增大反应物的接触面积，加快反应；
（2）反萃取时加入H SO ，使Cu2+ + 2HR CuR + 2H+逆向进行，利于Cu2+进入水层而被反萃取；
2 4 2
（3）① 得到水层加入氧化镁调节pH，加入硫酸钠，钠离子、硫酸根离子、铁离子生成生成黄钠铁矾沉淀，
根据质量守恒可知，水也会参与反应，反应的离子方程式是Na+ + 3Fe3+ + 2SO + 6H O =
2
NaFe (OH) (SO ) ↓+ 6H+或Na+ + 3Fe3+ + 2SO +3MgO + 3H O = NaFe (OH) (SO ) ↓+ 3Mg2+。
3 6 4 2 2 3 6 4 2
② 由图表可知，沉淀Fe3+时最适宜选用的反应终点pH是2.5，此时铁离子几乎沉淀完全，而镍离子几乎没
有沉淀；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（4）使Ni2+沉淀完全，则 ，pOH≈4.9，
pH≈9.1，故选b。
4．（2023·广东汕头·金山中学校考三模）钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。以含钒石煤(主要成
分为 、 ，杂质有 、 及 、 、 等化合物)制备单质钒的工艺流程如图所示。
预处理
已知：
①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀时和完全沉淀时的 如下表所示：
金属离子
开始沉淀时 1.9 7.0 3.0 8.1
完全沉底时 3.2 9.0 4.7 10.1
② ， ， 远大于 。
回答下列问题：
(1)为了提高“焙烧”效率，可采取的措施有 、
(2)“焙烧”时， 、 都转化为 ，写出 转化为 的化学方程式为
(3)“水浸”加入 调节溶液的 为8.5，可完全除去的金属离子有 ，部分除去的金属离
子有 。“水浸”加入过量 不能使 完全转化为 ，原因是 。
(4)“离子交换”与“洗脱”可表示为 ( 为强碱性阴离子交换树脂，
为 在水溶液中的实际存在形式)，则“洗脱”过程中“淋洗液”最好选用
(5)“沉钒”过程析出 晶体，需要加入过量 ，目的是 。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(6)钒的某种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞的长、宽、高分别是apm、bpm、cpm，阿伏加德罗常数的
值为 ，则该晶体的密度为 (用含a、b、c、 的代数式表示)。
【答案】(1) 将钒石煤和 混合粉碎 适当提高焙烧温度；适当增大氧气流量
(2)
(3) 、 、 反应 的平衡常数
(4) 溶液
(5)利用同离子效应，促进 晶体的析出，提高沉钒率(利用沉淀溶解平衡也可)
(6)
【解析】含钒石煤(主要成分为 、 ，杂质有 、 及 、 、 等化合物)中加入
CaCO ，通入O 焙烧， 、 都转化为 ，水浸并加入Na CO 调节pH为8.5，根据表中各物
3 2 2 3
质开始沉淀和完全沉淀的pH可知，此时Fe3+和Al3+沉淀完全，Mg2+和Mn2+部分沉淀，随后进行离子交换，
用淋洗液洗脱，加入NH Cl沉钒，煅烧后加入钙冶炼最后生成单质钒。
4
（1）为加快反应速率，提高“焙烧”效率，可采取将钒石煤和 混合粉碎，增大反应物的接触面积；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】适当提高焙烧温度；适当增大氧气流量等措施实现。
（2）“焙烧”时，加入CaCO 并通入氧气， 、 都转化为 ，反应的化学方程式为
3
。
（3）“水浸”时加入 调节溶液的 为8.5，根据表格数据可得已完全沉淀的离子有 、 ，
部分沉淀的有 、 ；CaSiO 与CaCO 沉淀转化的方程式为
3 3
，其平衡常数 ，
故不能完全转化。
（4）“洗脱”过程是让反应 逆向进行，即需要加入氯离子，为了不引
入其他杂质，最好选用便宜易得的饱和NaCl溶液。
（5）“沉钒”过程中需要加入过量 ，其目的是利用同离子效应，促进 晶体的析出，提高
沉钒率。
（6）该晶胞中，位于面上和晶胞内部的O原子数为 ，位于顶点和体心的V原子数为
，则该晶体的密度 。
5．（2021·山东·高考真题）工业上以铬铁矿(FeCr O ，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠
2 4
(Na Cr O •2H O)的工艺流程如图。回答下列问题：
2 2 7 2
理预
处
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(1)焙烧的目的是将FeCr O 转化为Na CrO 并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而
2 4 2 4
行，目的是___。
(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-
5mol•L-1时，可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为___；酸化的目的是___；Fe元素在___(填操作单元的名称)过程中除去。
(3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致___；冷却结晶所得母液中，除Na Cr O 外，可在上述流程中循环利用的
2 2 7
物质还有____。
(4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na CrO 为主要原料制备Na Cr O 的总反应方程式为：
2 4 2 2 7
4Na CrO +4H O 2Na Cr O +4NaOH+2H ↑+O ↑。则Na Cr O 在___(填“阴”或“阳”)极室制得，电解
2 4 2 2 2 7 2 2 2 2 7
时通过膜的离子主要为___。
【答案】 (1) 增大反应物接触面积，提高化学反应速率
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(2) 使 平衡正向移动，提高Na Cr O 的产率 浸
2 2 7
取
(3) 过度蒸发，导致Na Cr O ·2H O（提早）析出 H SO
2 2 7 2 2 4
(4) 阳 Na＋
【解析】(1)焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O 向上流动，增大固体与气体的接触面积，提
2
高化学反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，提高化学反应速率。
(2)中和时调节溶液pH目的是将 、 转化为沉淀过滤除去，由图可知，当溶液pH≥4.5时，Al3+除尽，
当溶液pH＞9.3时，H SiO 会再溶解生成 ，因此中和时pH的理论范围为 ；将Al元素和
2 3
Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以 和 存在，溶液中存在平衡：
，降低溶液pH，平衡正向移动，可提高Na Cr O 的产率；由上述分析可知，
2 2 7
Fe元素在“浸取”操作中除去，故答案为： ；使 平衡正向移
动，提高Na Cr O 的产率；浸取。
2 2 7
(3)蒸发结晶时，过度蒸发会导致Na Cr O ·2H O（提早）析出。
2 2 7 2
(4)由4Na CrO +4H O 2Na Cr O +4NaOH+2H ↑+O ↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上水失
2 4 2 2 2 7 2 2
去电子生成H＋和O ，阴极上H+得到电子生成H ，由 可知， 在氢离
2 2
子浓度较大的电极室中制得，即Na Cr O 在阳极室产生；电解过程中，阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在
2 2 7
阴极生成，所以为提高制备Na Cr O 的效率，Na＋通过离子交换膜移向阴极，故答案为：阳；Na＋。
2 2 7
6．（2021·福建·高考真题）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含
，还有 、 的化合物及 等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】回答下列问题： 预处理
(1)“焙烧”产生的气体用_______吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”时， 转化为 。提高单位时间内钼浸出率的措施有_______(任写两种)。温度对
内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过 后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大
量蒸发，导致_______。
(3)“净化”时，浸出液中残留的 、 转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中 和pH的关系为：
。为了使溶液中的杂质离子浓度小于 ，应控制溶液的pH不小于_______。
(已知： ； 和 的 分别为35.2和17.2)
(4)“净化”后，溶液中若有低价钼(以 表示)，可加入适量 将其氧化为 ，反应的离子方程式
为_______。
(5)“沉淀”时，加入 的目的是_______。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(6)高温下用 还原(NH ) Mo O 可制得金属钼，反应的化学方程式为_______。【已知：(NH ) Mo O 受热
4 2 4 13 4 2 4 13
分解生成 】
【答案】(1)氨水
(2) 适当升温、搅拌、增加 用量(增大 浓度)等 晶体析出，混入浸渣
(3)3.9
(4)
(5)提供 ，使 充分转化为沉淀析出
(6)
【解析】(1)“焙烧”产生的气体为SO ，用氨水吸收后可制取氮肥硫酸铵；
2
(2)“浸出”时，提高单位时间内钼浸出率即提高反应速率，措施有适当升温、搅拌、增加 用量(增大
浓度)(任写两种)；当浸出温度超过 后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量
蒸发，导致 晶体析出，混入浸渣；
(3) 和 的 分别为35.2和17.2，则K (CuS)=10-35.2，K (FeS)=10-17.2，要使Cu2+浓度小于
sp sp
，则S2-浓度大于 mol/L=10-29.2mol/L，要使Fe2+浓度小于 ，则S2-浓度大
于 mol/L=10-11.2mol/L，综述：c(S2-)>10-11.2mol/L，c(S2-)=10-11.2mol/L时，lg(10-11.2)=pH-15.1，pH=15.1-
11.2=3.9，综上所述，为了使溶液中的杂质离子浓度小于 ，应控制溶液的pH不小于3.9；
(4)溶液中若有低价钼(以 表示)，可加入适量 将其氧化为 ，则氧化剂为 ，还原产物
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】为-2价的O，还原剂为 ，氧化产物为 ，则反应的离子方程式为 ；
(5)由流程可知“沉淀”时，产生的沉淀为(NH ) Mo O ·2H O，因此加入 的目的是提供 ，使
4 2 4 13 2
充分转化为沉淀析出；
(6)高温下用 还原(NH ) Mo O 可制得金属钼，结合得失电子守恒、原子守恒可知反应的化学方程式为
4 2 4 13
。
1．（2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测）从分金渣(主要成分为AgCl、 、 、 )中获取
高纯银的流程如图所示：
预处理
已知：在上述反应的温度下 ，
(1)“预处理”加入 溶液将 转化为AgCl，反应的化学方程式为 。
(2)氯化银的晶胞如图， 周 围最近且等距离的 数目为
。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(3)已知： ， ，“分银”时，AgCl与 反应生成
，该反应的平衡常数 。
(4)“分银”时， 的浓度与溶液pH的关系如图1； 及其与 形成的微粒的浓度分数 随
溶液pH变化的关系如图2。“分银”时，终点pH需控制的范围及原因为 。
(5)“还原”时发生反应的离子方程式为 。
(6)已如 (白色)，测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应)：
①称取制备的银样品1.0800g，加适量稀硝酸溶解，定容到100mL容量瓶中。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中，酸化后滴入几滴 溶液作指示剂，再用
标准溶液滴定，滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2次，所用 标准溶液的平均体积为24.00mL。
计算样品中银的质量分数(写出计算过程) 。
【答案】(1)
(2)12
(3)
(4)8~9；pH8~9时 浓度较大，有利于AgCl与 反应生成
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(5)
(6)96.0%
【解析】由流程可知，“预处理”时FeCl 溶液和Ag S发生氧化还原生成FeCl 、S和AgCl，“分银”时AgCl
3 2 2
与Na SO 反应生成 从而使银元素与分银渣分离，且溶液中存在 = Ag++2SO ，
2 3
加入盐酸沉银，促使 = Ag++2SO 平衡正向移动，电离出Ag+，Ag+与分银液中的Cl-反应生成
AgCl，最后 将AgCl还原。
（1）“预处理”时FeCl 溶液和Ag S发生氧化还原生成FeCl 、S和AgCl，反应的化学方程式为：
3 2 2
。
（2）由底面面心的原子可知，在上层、同层、下层各会有4个距离最近且相等的 ，故共12个。
（3）反应 的平衡常数K = ，“分银”时，AgCl与
1
反应生成 ，离子方程式为：AgCl+2 +Cl-，该反应的平衡常数K=
=K =
1
。
（4）“分银”时，终点pH需控制的范围为：8~9；原因为：pH8~9时 浓度较大，有利于AgCl与
反应生成 。
（5）“还原”时， 将AgCl还原为Ag，Ag元素由+1价下降到0价，N元素由-2价上升到0价，
根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】。
（6）已如Ag++SCN-=AgSCN↓(白色)，则n(Ag)=n(SCN-)=24.00×10-3L×0.1000 mol/L× =9.6×10-3mol，则样
品中银的质量分数为 =96.0%。
2．（2023·江西·校联考二模）钯(Pd)是一种贵金属，活性炭载钯催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业，
但使用过程中因生成难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、 及
少量Fe、Cu等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图：
预处理
已知：I．阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为 、
( 表示树脂的有机成分)。
Ⅱ．“沉钯”时得到氯钯酸铵 固体，不溶于冷水，可溶于稀盐酸。
请回答下列问题：
(1)进行“焙烧”的目的是 。
(2)“浸取”时，加入 有利于Pd的溶解，生成的四氯合钯(Ⅱ)酸( )为二元强酸。加入浓盐酸
和 后主要反应的离子方程式： 。
(3)“离子交换除杂”应使用 (填“阳离子”或“阴离子”)树脂。
(4)“还原”过程 转化为 ，在反应器出口处器壁内侧有白色晶体生成，该过程发生的化学方程式为
，且该反应的副产物可循环利用至 环节(填环节名称)。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(5)研究表明有些过渡金属型氢化物能高效的储存和输送氢能源，如LaH 、TiH ，已知标准状况下，1体
2.76 1.73
积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64g·cm-3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的
氢化物的化学式 。在第二步还原过程中，也可用 代替N H 进行热还原，但消耗的H 质量比理论
2 4 2
值略高，其原因是 。
【答案】(1)除去混合物中的有机物和活性炭，同时将金属氧化为金属氧化物有利于浸出
(2)
(3)阴离子
(4) 2(NH )PdCl + N H = N + 2Pd + 4NH Cl + 4HCl 浸取与洗脱
4 4 2 4 2 4
(5) PdH 钯是一种优良的储氢金属，由于钯吸收储存了部分氢气，所以消耗的H 质量比理论值
0.8 2
略高
【解析】废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、 及少量Fe、Cu等元素)在空气中焙烧，将有机
物燃烧、金属氧化为金属氧化物，用甲酸还原得到金属单质，过滤，将钯渣用浓盐酸、氯酸钠浸取，再过
滤，将滤液用离子交换除杂，再用洗脱机洗脱，再用浓氨水沉钯，得到的产物用N H 还原得到Pd。
2 4
（1）根据题中信息一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、 及少量Fe、Cu等元素)，则进
行“焙烧”的目的是除去混合物中的有机物和活性炭，同时将金属氧化为金属氧化物有利于浸出；故答案
为：除去混合物中的有机物和活性炭，同时将金属氧化为金属氧化物有利于浸出。
（2）“浸取”时，加入 有利于Pd的溶解，生成的四氯合钯(Ⅱ)酸( )为二元强酸，则电离
出 ，因此加入浓盐酸和 后主要反应是Pd和氯酸钠、盐酸反应生成四氯合钯(Ⅱ)酸钠、四氯
合钯(Ⅱ)和水，其反应的离子方程式： ；故答案为：
。
（3）由于溶液中含有 ，因此 “离子交换除杂”应使用阴离子树脂将 交换；故答案为：阴离
子。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（4）“沉钯”时得到氯钯酸铵 固体，则“还原”过程 转化为 ，在反应器出口处器
壁内侧有白色晶体生成，该过程发生的化学方程式为2(NH )PdCl + N H = N + 2Pd + 4NH Cl + 4HCl，根据
4 4 2 4 2 4
流程图中盐酸用于浸取，洗脱过程中将 变为(NH )PdCl ，因此该反应的副产物可循环利用至浸取与洗
4 4
脱环节；故答案为：2(NH )PdCl + N H = N + 2Pd + 4NH Cl + 4HCl；浸取与洗脱。
4 4 2 4 2 4
（5）研究表明有些过渡金属型氢化物能高效的储存和输送氢能源，如LaH 、TiH ，已知标准状况下，1
2.76 1.73
体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64g·cm-3，相对原子质量为106.4)，则1L(物质的量
为 )，896L氢气的物质的量为40mol，则钯(Pd)的氢化物的化学式PdH 。在
0.8
第二步还原过程中，也可用 代替N H 进行热还原，但消耗的H 质量比理论值略高，其原因是钯是一种
2 4 2
优良的储氢金属，由于钯吸收储存了部分氢气，所以消耗的H 质量比理论值略高；故答案为：PdH ；钯
2 0.8
是一种优良的储氢金属，由于钯吸收储存了部分氢气，所以消耗的H 质量比理论值略高。
2
3．（2023·云南·校联考二模）六水合氯化镍(NiCl ·6H O)常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要
2 2
含NiS、CuS、FeS)制备六水合氯化镍晶体，设计流程如图所示：
预处理
已知： K (NiS)= 1.07×10-21， K (CuS)= 1.27×10-26。
sp sp
回答下列问题：
(1)①写出“酸溶”时，NiS发生反应的离子方程式： 。
②“酸溶”时，为减少生产过程对大气的污染，通常还需通入过量的 (填气体名称)。
(2)试剂a应选用下列物质中的_______(填标号)。
A．NaOH B．Ni(OH)
2
C．Na CO D．Ni(NO )
2 3 3 2
(3)“除铜”过程发生反应的离子方程式是 ，若要求溶液中Cu2+浓度小于1×10-5mol/L，则应控制溶液
中Ni2+浓度 。(结果保留两位小数)
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(4)“沉镍”所得沉淀有多种组成，可表示为xNiCO ·yNi( OH) ·zH O，若试剂b为纯净物，试剂b可以是
3 2 2
。 为测定沉淀的组成，进行下列实验：称取干燥沉淀样品3. 41g，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变
化的曲线如图所示(500°C~750°C条件下加热，收集到的气体产物只有一种，750°C以上残留固体为NiO)。通
过计算确定该样品的化学式为 。
(5)由xNiCO ·yNi( OH) ·zH O固体制备NiCl ·6H O的实验方案是：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节溶液
3 2 2 2 2
的pH值，蒸发浓缩， ，过滤， ，干燥(NiCl 溶解度曲线如图所示)。
2
【答案】(1) 3NiS+8H++2 =3Ni2++3S+2NO↑+4H O 空气
2
(2)B
(3) NiS+ Cu2+= CuS + Ni2+ 大于0.84mol/L
(4) Na CO (合理答案均可) NiCO ·2Ni(OH) ·2H O
2 3 3 2 2
(5) 冷却至0°C左右结晶 用冰水洗涤
【解析】某实验室以镍矿渣(主要含NiS、CuS、FeS)制备六水合氯化镍晶体，加入稀硫酸和稀硝酸进行酸溶，
该过程中-2的S元素被氧化为S单质，过滤除去，滤液中的溶质为Ni2+、Cu2+和Fe3+，向滤液中加入试剂a
调节pH使Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀，该过程不能引入新的杂质，试剂a为Ni(OH) ，过滤后向滤液中加入NiS
3 2
沉淀Cu2+，然后加入试剂b沉镍。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（1）①“酸溶”时，NiS和稀硝酸发生氧化还原反应生成S单质和NO，根据氧化还原反应的规律配平离子
方程式为：3NiS+8H++2 =3Ni2++3S+2NO↑+4H O；
2
②“酸溶”时会产生NO污染空气，可以先通入过量的空气氧化NiS，再加入稀硝酸酸化。
（2）向滤液中加入试剂a调节pH使Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀，该过程不能引入新的杂质，NaOH和Na CO
3 2 3
会引入Na+，Ni(NO ) 不能调节pH，则试剂a可以是Ni(OH) ，故选B。
3 2 2
（3）“除铜”过程中NiS和Cu(NO ) 反应生成CuS和Ni(NO ) ，离子方程式为：NiS+ Cu2+= CuS + Ni2+；若要
3 2 3 2
求溶液中Cu2+浓度小于1×10-5mol/L，则溶液中c(S2-)= ，溶液
中Ni2+浓度c(Ni2+)= ，若要求溶液中Cu2+浓度小于1×10-5mol/L，则应
控制溶液中Ni2+浓度大于0.84mol/L。
（4）“沉镍”所得沉淀有多种组成，可表示为xNiCO ·yNi( OH) ·zH O，若试剂b为纯净物，试剂b可以是
3 2 2
Na CO 。700℃以上残留固体为NiO，所n(NiO)= =0.03mol，500°C~750°C条件下收集到的气体产物
2 3
只有一种，应是CO ，则n(CO )= =0.01mol，根据C元素守恒可知3.41g样品中含有
2 2
0.01molNiCO ，根据Ni元素守恒可知样品中含有0.02molNi(OH) ，第一阶段失去的成分应为H O，n(H O)=
3 2 2 2
=0.04mol，0.02molNi(OH) 可以产生0.02mol H O，所以样品中含有0.02mol H O，则
2 2 2
x:y:z=0.01mol:0.02mol:0.02mol=1:2:2，所以化学式为NiCO ·2Ni(OH) ·2H O。
3 2 2
（5）由xNiCO ·yNi( OH) ·zH O固体制备NiCl ·6H O的实验方案是：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节溶
3 2 2 2 2
液的pH值，蒸发浓缩，冷却至0°C左右结晶，过滤，用冰水洗涤，干燥。
4．（2023·重庆沙坪坝·重庆八中校考二模）氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。一种利用炼锌矿渣(主要含
铁酸镓 、铁酸锌 、 、 )制备GaN的工艺流程如下：
预处理
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】已知：①常温下， ， ， 。
②Ga与Al同主族，化学性质相似。
③ 、 的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见下表。
反萃取率/%
盐酸浓度/
2 86.9 9.4
4 69.1 52.1
6 17.5 71.3
回答下列问题：
(1)基态镓的电子排布式为 ，GaN晶胞结构与金刚石类似，其中N原子的轨道杂化类型为 。
(2)提高“酸溶”时溶出率的方法有 (任写2种)。
(3)酸浸时 发生反应的化学方程式为 。
(4)“酸浸”所得浸出液中 、 浓度分别为 、 。常温下，为尽可能多地提取 并
确保不混入 ，“调pH”时需用CaO调节pH的范围为 (假设调pH时溶液体积不变)；“酸
溶”所得滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(5)“脱铁”和“反萃取”时，所用盐酸的浓度 ， (选填上表中盐酸的浓度)。
(6)“沉镓”时，若加入NaOH的量过多，会导致 的沉淀率降低，原因是 (用离子方程式表示)。
【答案】(1)
(2)搅拌、适当增大酸的浓度、适当升温
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(3)
(4)
(5) 6mol/L 2mol/L
(6) (或答 )
【解析】炼锌矿渣(主要含铁酸镓 、铁酸锌 、 、 )中加入稀硫酸并通入氧气，
不溶于稀硫酸，浸出渣为 ，Fe2+被氧气氧化为Fe3+，加入CaO调节pH，从已知①可知，
相对 和 较大，因此控制pH可使 、 完全沉淀而 不沉淀，滤液
中为硫酸锌，再加入稀硫酸酸溶，溶液中含有 和 ，加入萃取剂萃取，然后加入amol/L盐酸进行脱
铁，再加入bmol/L的盐酸进行反萃取，根据表中数据可知，脱铁时盐酸浓度较高，促使 更多地进入水
相被除去，盐酸浓度为6mol/L，反萃取中要保证 更可能多地进入水相，则此时盐酸浓度为2mol/L，随
后加入NaOH沉镓生成 ， 经过热分解生成 ，最后经过CVD得到GaN。
（1）镓原子序数为31，则基态镓的电子排布式为 ；金刚石中的C原子均为 杂化，GaN
晶胞结构与金刚石类似，则N原子也为 杂化。
（2）为加快反应速率，提高“酸溶”时溶出率，可采取搅拌、适当增大酸的浓度、适当升温等方法。
（3）酸浸时， 和H SO 、O 反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为
2 4 2
。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（4）酸浸所得浸出液中 、 浓度分别为0.21g/L和65g/L即0.003mol/L和1mol/L，需使 、
完全沉淀(浓度小于 )而 不沉淀。根据 ， 开始沉淀时
， 开始沉淀的pH=14-pOH=5.7，根据 的 相对
的 更小，说明铁先沉淀完，再Ga沉淀完。由 ， 时
= ，则 沉淀完全的pH=14-pOH=4，则调节pH为 ；酸
溶前调节pH时加入了CaO，加入稀硫酸，钙离子和硫酸根离子反应生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，故酸溶
滤渣中为 。
（5）根据分析可知脱铁时盐酸浓度较高，促使 更多地进入水相被除去，盐酸浓度为6mol/L，反萃取
中要保证 更可能多地进入水相，则此时盐酸浓度为2mol/L。
（6）Ga与Al同主族，化学性质相似，沉镓时加入NaOH过多，则生成的 重新溶解生成 ，
离子方程式为 或者 。
5．（2023·海南海口·海南华侨中学校考二模）穿甲弹的弹芯用钨合金制造。工业上以黑钨矿(主要成分是
FeWO 、MnWO ，含少量的Fe O 、SiO )为原料冶炼钨的流程如图所示。
4 4 2 3 2
已知：钨酸H WO 难溶于水。
2 4
回答下列问题： 预处理
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(1)浸取在加热、通空气条件下进行，FeWO 转化为Na WO 的化学方程式为 。
4 2 4
(2)“滤渣1”的成分为 。除硅时，加入稀盐酸调节pH时，如果pH太低，钨的产率会降低，其原因
是 。
(3)“系列操作X”的目的是去除部分氨，使(NH ) WO 转化为仲钨酸铵 析出并分离，则该系
4 2 4
列操作是 。
(4)已知：含大量钨酸钙固体的溶液中存在 。 时，
，当温度升高至 时， ，则 (填“ ”“ ”或“ ”)0。
【答案】(1)
(2) 硅酸(或H SiO ) 若酸性太强，钨酸钠会转化成钨酸沉淀，导致钨的产率降低
2 3
(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(4)＜
【解析】黑钨矿(主要成分是FeWO 、MnWO ，含少量的Fe O 、SiO )中加入Na CO 浸取，生成Na WO 、
4 4 2 3 2 2 3 2 4
Na SiO 、Fe O 等，过滤分离出Fe O ；往滤液中加入HCl、调溶液的pH=8，Na SiO 转化为H SiO 等，过滤
2 3 2 3 2 3 2 3 2 3
得滤液；往滤液中加入CaCl 溶液，生成CaWO 等；加入盐酸发生反应，将CaWO 转化为H WO 沉淀；再
2 4 4 2 4
加氨水溶解，H WO 转化为(NH ) WO 进入溶液，过滤得滤液；将滤液经过系列操作X，使(NH ) WO 转化为
2 4 4 2 4 4 2 4
仲钨酸铵 析出并分离；煅烧后生成WO ；加入还原剂，将WO 还原为W。
3 3
（1）浸取在加热、通空气条件下进行，FeWO 转化为Na WO ，同时有O 参加反应，生成Fe O 等，化学
4 2 4 2 2 3
方程式为 。答案为：
；
（2）由分析可知，“滤渣1”的成分为硅酸(或H SiO )。除硅时，加入稀盐酸调节pH时，如果pH太低，
2 3
Na WO 会转化为H WO 沉淀，从而使钨的产率降低，则其原因是：若酸性太强，钨酸钠会转化成钨酸沉淀，
2 4 2 4
导致钨的产率降低。答案为：硅酸(或H SiO )；若酸性太强，钨酸钠会转化成钨酸沉淀，导致钨的产率降低；
2 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（3）“系列操作X”的目的是去除部分氨，通过蒸发浓缩，使(NH ) WO 转化为仲钨酸铵 ，
4 2 4
同时增大浓度，降低温度后 结晶析出，则该系列操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、
洗涤。答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；
（4）温度由T K升高到T K，pCa由5增大到5.5，则c(Ca2+)减小，
1 2
平衡逆向移动，所以 ＜0。答案为：＜。
6．（2023·陕西商洛·统考三模）固体电解质LATP的化学式为Li Al Ti (PO ) ，某研究人员以钛铁矿精粉
1.4 0.4 1.6 4 3
(主要成分为FeTiO ，含少量Al O ，SiO )为原料合成LATP的工艺流程如图所示。
3 2 3 2
预处理
请回答下列问题：
(1)LATP中钛的化合价为 价。
(2)“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即可)。
(3)“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。
(4)“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不
宜过量太多，其主要原因是 。
(5)“沉钛”时生成Ti (PO ) 的化学方程式为 。
3 4 4
(6)本实验洗涤Ti (PO ) 时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降
3 4 4
低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是 。
(7)常温下，Ti (PO ) 的K =a，当溶液中c(Ti4+)≤1.0×10-5mol·L-1时可认为Ti4+沉淀完全，则“沉钛”时，溶液
3 4 4 sp
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】中c( )最低为 mol·L-1。
【答案】(1)+4
(2) 增大固体接触面积，提高碱浸速率 适当加热(或搅拌或适当增大NaOH溶液浓度等合理答案)
(3)Al O 、SiO
2 3 2
(4)成本增大
(5)3TiOSO +4H PO =Ti (PO ) ↓+3H SO +3H O
4 3 4 3 4 4 2 4 2
(6)平衡气压、防倒吸稳定过滤速度等
(7) (或 )
【解析】（1）LATP的化学式为Li Al Ti (PO ) ，Li的化合价为+1价，Al为+3价，P为+5价，O为-2价，
1.4 0.4 1.6 4 3
根据正负化合价代数和为0的原则，Ti的化合价为+4价；
（2）“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率；为了达到加快反应速率的目的，还可以适当升温
或搅拌，以及适当增加NaOH溶液的浓度等；
（3）钛铁矿粉碎过筛后主要成分为FeTiO ，含少量Al O 、SiO ，加入NaOH溶液“碱浸”的目的是除去杂
3 2 3 2
质Al O ，SiO ；
2 3 2
（4）NaOH溶液、H SO 溶液均具有强烈的腐蚀作用，NaOH 溶液和稀硫酸均不宜过量太多，使用过量的
2 4
NaOH、H SO 会增加成本；
2 4
（5）“沉钛”时加入磷酸生成Ti (PO ) 的化学方程式为：4H PO + 3TiOSO = Ti (PO ) ↓+ 3H SO + 3H O；
3 4 4 3 4 4 3 4 4 2 4 2
（6）抽滤原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，抽气泵中的压强降低容易出现倒吸现象，需要加入
“安全瓶”平衡气压，防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中且可以稳定过滤速度等；
（7）Ti (PO ) (s) 3Ti4+(aq) + 4 (aq)，K = c3(Ti4+)·c4( )，当Ti4+沉淀完全时c ( )=
3 4 4 sp min
(或 )。
7．（2023·山东潍坊·统考三模） 可用于油漆颜料及羊毛处理。工业上以高铁铬铁矿(主要成分为
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】，含 、 、 等杂质)为原料生产 和金属Al的工艺流程如图。
预处理
已知：
I．“焙烧”过程中， 反应转化为
Ⅱ．若溶液中相关离子的物质的量浓度为c，则常温时，lgc与溶液pH的关系如图所示。
Ⅲ． (黄色) (橙色) 。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时， 发生反应的化学方程式为 。
(2)“水浸”后滤渣主要成分为 (填化学式)；“调pH”时通入的“气体X”是 。
(3)常温下，图像上M点对应的溶液 。
(4)用稀硫酸进行“酸浸”，调节溶液pH的最大值为 。“沉铝”后
的母液Ⅱ的主要成分为 。
(5)加入 “析铬”时， 被还原的离子方程式为 。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【答案】(1)
(2)
(3)6.9
(4) 2.8
(5)
【分析】工业上以高铁铬铁矿(主要成分为Cr O ，含Fe O 、SiO 、 Al O 等杂质)为原料生产Cr(OH) 和金属
2 3 2 3 2 2 3 3
Al，高铁铬铁矿通入空气、加入碳酸钠焙烧生成二氧化碳，“焙烧”过程中，Cr O 反应转化为Na CrO ，
2 3 2 4
二氧化硅和碳酸钠反应生成硅酸钠，氧化铝和碳酸钠反应生成偏铝酸钠，过滤得到滤渣为Fe O ，通入二氧
2 3
化碳气体调节溶液pH析铬，加入硫化钠生成Cr(OH) ，过滤得到母液蒸发浓缩冷却结晶、过滤洗涤、干燥
3
得到碳酸钠晶体失去结晶水得到碳酸钠固体，析铬后的固体为硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀，加入硫酸酸浸，
过滤得到硅酸和铝盐溶液，加入过量氨水沉铝生成氢氧化铝沉淀，煅烧得到氧化铝和水，氧化铝熔融电解
得到铝，母液Ⅱ主要是铵盐硫酸铵；
【解析】（1）“焙烧”过程中，Cr O 反应转化为Na CrO ，Cr O 发生反应的化学方程式为:
2 3 2 4 2 3
，答案为 ；
（2）上述分析可知，“水浸”后滤渣主要成分为:Fe O ，“调pH”时通入的“气体X”是: CO ，答案为:
2 3 2
Fe O ；CO ；
2 3 2
（3） (黄色) (橙色) ，M点c( )=c(
)， ，c(H+)= =10-6.9mol/L，pH=n=6.9，答案为6.9；
（4）用稀硫酸进行“酸浸”，生成硫酸铝溶液和硅酸沉淀，图像中铝离子浓度最大时，lgc(Al3+)=0.4，
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】c(OH-)=10-0.4mol/L， ，c(OH-)= =10-11.2mol/L，
c(H+)= =10-2.8mol/L，pH=2.8，调节溶液pH的最大值为2.8；“沉铝”后的母液Ⅱ的主要成分为
；
（5）加入 “析铬”时， 被还原的离子方程式为 ，
答案为 。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】
