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微专题突破9 化学反应原理透视二
一、选择题
1．（2024·江苏盐城市高三期中）碳元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。12C、
13C、14C是碳元素的3种核素，碳元素不仅可以形成金刚石等单质，还能形成 CO 、CH 、CHOH、
2 4 3
CHCHOH、HCOONa、NaHCO 等重要化合物。CH 具有较大的燃烧热(890.3 kJ·mol－1)，是常见燃料。
3 2 3 4
用NaOH溶液吸收CO 生成NaHCO 溶液是CO“固定”再利用的方法之一、电解NaHCO 溶液可获得
2 3 2 3
CH；向NaHCO 溶液中加入铁粉，反应初期产生H 并生成FeCO，FeCO 迅速转化为活性Fe O ，活性
4 3 2 3 3 3 4－x
Fe O －x催化HCO －加氢生成HCOO－。“侯氏制碱法”是以CO 、NH 、NaCl为原料制备NaCO 。活
3 4 3 2 3 2 3
性Fe O 催化HCO －加氢生成HCOO－的总反应为：HCO －＋H========HCOO－＋3HO，可能的反应历
3 4－x 3 3 2 2
程如下图所示。下列说法正确的是
A．HCOO－的空间构型是三角锥形
B．该总反应为置换反应
C．步骤Ⅰ中吸附在Fe上的H与C结合
D．反应中消耗11.2 mL H 转移电子0.001 mol
2
【答案】C
【解析】A项，根据HCOO－结构可知，中心原子C形成3个σ，无孤电子对，为平面三角形，错误；
B项，根据题干信息可知，该反应生成物中无单质生成，不符合置换反应定义，错误；C项，吸附在Fe
上的H显负电性，与显正电性的C结合，正确；D项，未指明气体是否处于标准状况，无法利用气体摩
尔体积进行计算，错误。
2．（2025·广西上学期二调）电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O 反应可得MO
3
＋。与CH 反应能高选择性的生成甲醇。MO＋分别与CH、CD 反应，体系的能量随反应进程的变化如下
4 4 4
图所示(两者历程相似，图中以CH 示例)。已知：直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，
4
反应速率会变慢。下列说法错误的是
A．步骤I和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是I
B．MO＋与CD 反应的能量变化应为图中曲线c
4
C．若MO＋与CHD 反应，氘代甲醇的产量CHDOD＞CHD OH
2 2 2 2
D．若MO＋与CHD 反应，生成的氘代甲醇有2种
3
【答案】C微专题突破9 化学反应原理二
【解析】A项，由图可知，步骤Ⅰ涉及碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，
所以涉及氢原子成键变化的是步骤Ⅰ，正确；B项，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，
反应速率会变慢，说明正反应活化能会增大，则MO＋与CD 反应的能量变化应为图中曲线c，正确；C项，
4
直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则氧更容易和H而不是和D生
成羟基，故氘代甲醇的产量CHDOD＜CHD OH，错误；D项，根据反应机理可知，若MO＋与CHD 反应，
2 2 2
生成的氘代甲醇可能为CHD OD或CDOH，共2种，正确。
2 3
3．（2023·南京模拟）草酸亚铁(FeC O)是生产磷酸铁锂电池的原料，实验室可通过如图反应制取：
2 4
已知室温时：K (HC O)＝5.6×10－2、K (HC O)＝1.5×10－4、K (FeC O)＝2.1×10－7。
a1 2 2 4 a2 2 2 4 sp 2 4
下列说法正确的是
A．酸化、溶解后的溶液中存在：2c(Fe2＋)＋c(H＋)＜c(NH)＋c(OH－)
B．室温下，0.10 mol·L－1NaHC O 溶液中存在：c(C O)＜c(HC O)
2 4 2 2 2 4
C．向稀硫酸酸化的KMnO 溶液中滴加NaC O 溶液至溶液褪色，反应的离子方程式为5C O＋2MnO
4 2 2 4 2
＋8HO＝0CO↑＋2Mn2＋＋16OH－
2 2
D．室温时反应Fe2＋＋HC O＝FeC O＋2H＋的平衡常数K＝40
2 2 4 2 4
【答案】D
【解析】A项，酸化、溶解后的溶液中存在电荷守恒：2c(Fe2＋)＋c(H＋)＋c(NH)＝2c(SO)＋c(OH
－)，c(SO)>c(NH)，则2c(Fe2＋)＋c(H＋)＞c(NH)＋c(OH－)，错误；B项，室温下，0.10 mol·L－
1NaHC O 溶液中，K (HC O)＝1.5×10－4＞K (HC O)＝，说明HC O的电离程度大于其水解程度，则存
2 4 a2 2 2 4 h 2 2
在c(HC O)＜c(C O)，错误；C项，向稀硫酸酸化的KMnO 溶液中滴加NaC O 溶液至溶液褪色，反应
2 2 4 2 4 2 2 4
的离子方程式为5C O＋2MnO＋16H＋＝10CO↑＋2Mn2＋＋8HO，错误；D项，室温时反应Fe2＋＋
2 2 2
HC O＝FeC O＋2H＋的平衡常数K＝＝＝＝＝＝40，正确。
2 2 4 2 4
4．（2023·苏州中学、淮阴中学、姜堰中学、海门中学联考）已知：室温下，K (HS)＝10－7，
a1 2
K (HS)＝10－12.9。通过下列实验探究含硫化合物的性质。
a2 2
实验1：测得0.1 mol·L－1 NaHS溶液的pH＞7。
实验2：向0.1 mol·L－1 NaHS溶液中通入过量Cl，无淡黄色沉淀产生。
2
实验3：向0.1 mol·L－1 NaHS溶液中加入等体积0.1 mol·L－1 NaHCO 溶液充分混合，无气泡产生。
3
下列说法正确的是
A．由实验1可知：c(H＋)·c(S2－)＞c(HS)·c(OH－)
2
B．实验2说明HS－不能被Cl 氧化
2
C．实验3所得溶液中：c(S2－)＋c(HS－)＋c(HS)＞c(CO)＋c(HCO)＋c(HCO)
2 2 3
D．0.001 mol·L－1 Na S溶液中：c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(H＋)
2
【答案】D
【解析】A项，NaHS溶液的pH＞7，说明HS－的水解程度大于其电离程度，则c(HS)＞c(S2－)，
2
c(OH－)＞c(H＋)，故c(H＋)·c(S2－)＜c(HS)·c(OH－)，错误；B项，HS－能被Cl 氧化，实验2没有淡
2 2
黄色沉淀产生，可能是Cl 将HS－氧化为SO，错误；C项，向0.1 mol·L－1 NaHS溶液中加入等体积0.1
2
mol·L－1 NaHCO 溶液充分混合，无气泡产生，C、S原子守恒知，c(S2－)＋c(HS－)＋c(HS)＝c(CO)＋
3 2
c(HCO)＋c(H CO)，错误；D项，0.001 mol·L－1 Na S溶液中，S2－发生两步微弱水解，第一步水解产生
2 3 2
OH－和HS－，第二步水解产生OH－和HS，溶液呈碱性，则c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(H＋)，正确。
2
5．（2024·南通海安期末）室温下，通过下列实验探究NaHS溶液的性质。
实验 实验操作和现象
1 向0.1 mol·L－1NaHS溶液中滴加几滴酚酞试剂，溶液变红
2 向0.1 mol·L－1NaHS溶液中加入等体积0.1 mol·L－1NaOH溶液充分混合
3 向0.1 mol·L－1NaHS溶液中通入少量氯气，有淡黄色沉淀产生
4 向0.1 mol·L－1NaHS溶液中加入等体积0.1 mol·L－1HCl溶液，有气体放出
下列有关说法正确的是
A．实验1中0.1 mol·L－1NaHS溶液中：c(S2－)＞c(HS)
2
B．实验2中所得溶液中：c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(HS)
2
C．实验3中反应的离子方程式：HS－＋Cl＝S↓＋H＋＋2Cl－
2
D．实验4中所得溶液中：c(S2－)＋c(OH－)＝c(HS)＋c(H＋)
2
2
细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找【答案】C
【解析】A项，NaHS溶液中加酚酞溶液变红，说明溶液显碱性，HS－的水解程度大于其电离程度，
故c(HS)＞c(S2－)，错误；B项，等体积等浓度NaHS溶液与NaOH溶液混合后恰好反应生成NaS，
2 2
NaS溶液中存在物料守恒：c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS－)＋c(HS)]，错误；C项，NaHS溶液中通入氯气
2 2
产生淡黄色沉淀，说明氯气将硫元素氧化为硫单质，对应离子方程式为HS－＋Cl ＝S↓＋H＋＋2Cl－，正
2
确；D项，NaHS与盐酸反应生成NaCl和HS，故c(Na＋)＝c(Cl－)，结合电荷守恒：2c(S2－)＋c(OH－)
2
＋c(HS－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，得2c(S2－)＋c(OH－)＋c(HS－)＝c(H＋)，若HS未逸出，则存在
2
物料守恒：c(Na＋)＝c(HS)＋c(S2－)＋c(HS－)，联立电荷守恒得：c(S2－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(H＋)＋
2
c(HS)，D项中等式不成立，若HS部分逸出，由物料守恒可知c(Na＋)＞c(HS)＋c(S2－)＋c(HS－)，D
2 2 2
项等式不成立，错误。
6．（2023·泰州期末）室温下，某兴趣小组通过下列实验制备少量NaHCO 并探究其性质。
3
实验1：测得100 mL 14 mol·L－1 氨水的pH约为12。
实验2：向上述氨水中加NaCl粉末至饱和，通入足量CO 后析出晶体。
2
实验3：将所得混合物静置后过滤、洗涤、干燥，得到NaHCO 。
3
实验4：配制100 mL一定浓度的NaHCO 溶液，测得pH为8.0。
3
下列说法正确的是
A．依据实验1推测K (NH ·HO)≈7×10－26
b 3 2
B．依据实验2推测溶解度：NaHCO ＞NaCl
3
C．实验3所得滤液中：c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
D．实验4的溶液中：c(HCO)－c(CO)＝9.9×10－7 mol·L－1
2 3
【答案】D
【解析】A项，测得100 mL 14 mol·L－1氨水的pH约为12，c(H＋)＝10－12 mol·L－1，c(OH－)＝10－2
mol·L－1，则K (NH ·HO)＝＝＞7×10－26，错误；B项，实验2中发生的反应为NaCl＋CO＋HO＋NH
b 3 2 2 2 3
＝NaHCO ↓＋NH Cl，析出NaHCO ，说明溶解度：NaHCO ＜NaCl，错误；C项，实验3所得滤液中
3 4 3 3
主要含有NH Cl，且含有少量NaHCO ，由电荷守恒知，溶液中存在：c(Na＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝c(OH
4 3
－)＋c(Cl－)＋2c(CO)＋c(HCO)，错误；D项，实验4的溶液为NaHCO 溶液，存在质子守恒：c(CO)＋
3
c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)，则c(HCO)－c(CO)＝c(OH－)－c(H＋)＝(10－6－10－8) mol·L－1＝9.9×10－
2 3 2 3
7 mol·L－1，正确。
7．（2024·常州高级中学开学考试）室温下，通过下列实验探究NaCO 的性质。已知：25 ℃时，
2 3
HSO 的K ＝1.4×10－2、K ＝1.0×10－7，HCO 的K ＝4.3×10－7、K ＝5.6×10－11。
2 3 a1 a2 2 3 a1 a2
实验1：配制50 mL 0.1 mol·L－1 Na CO 溶液，测得溶液pH约为12；
2 3
实验2：取10 mL 0.1 mol·L－1 Na CO 溶液，向其中加入一定量CaSO 固体充分搅拌，一段时间后过
2 3 4
滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，固体部分溶解；
实验3：取10 mL 0.1 mol·L－1 Na CO 溶液，向其中缓慢滴入等体积0.1 mol·L－1稀盐酸。
2 3
下列说法正确的是
A．实验1所得溶液中，c(Na＋)＜c(CO)＋c(HCO)
B．实验2，加入稀盐酸后的上层清液中c(Ca2＋)＝c(SO)
C．实验3反应后溶液中存在：c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(HCO)
2 3
D．25 ℃时，反应CO＋HSO HCO＋HSO的平衡常数K＝2.5×108
2 3
【答案】D
【解析】A项，NaCO 溶液呈碱性，c(OH－)＞c(H＋)，电荷守恒关系为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)
2 3
＋2c(CO)＋c(OH－)，则c(Na＋)＞c(HCO)＋2c(CO)＞c(CO)＋c(HCO)，错误；B项，向滤渣中加入足
量稀盐酸，固体部分溶解，则滤渣为CaCO 和CaSO 的混合物，CaCO 溶于盐酸生成CaCl ，CaSO 存在
3 4 3 2 4
溶解平衡，则实验2加入稀盐酸后的上层清液中c(Ca2＋)＞c(SO)，错误；C项，NaCO 溶液中滴入等体
2 3
积0.1 mol·L－1稀盐酸后生成NaHCO 和NaCl，存在c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(HCO)＋c(Cl－)，则
3 2 3
c(Na＋)＞c(CO)＋c(HCO)＋c(HCO)，错误；D项，反应CO＋HSO HCO＋HSO的平衡常数K＝
2 3 2 3
＝＝＝2.5×108，正确。
8．（2024·扬州期末）室温下取NH Cl、氨水进行如下实验。
4
实验1：将0.1 mol·L－1NH Cl 溶液和0.1 mol·L－1氨水等体积混合，混合溶液的pH＞7。
4微专题突破9 化学反应原理二
实验2：将0.1 mol·L－1氨水与0.1 mol·L－1 FeCl 溶液等体积混合，生成红褐色沉淀。
3
实验3：向0.1 mol·L－1 NH Cl溶液中通入少量NH 。
4 3
实验4：向10 mL0.1 mol·L－1氨水中滴加20 mL 0.1 mol·L－1 盐酸。
下列说法正确的是
A．K (NH ·HO)＜10－7
b 3 2
B．实验2说明混合时溶液中存在：K [Fe(OH)]＞c3(OH－)·c(Fe3＋)
sp 3
C．实验3中NH的水解程度减小
D．实验4所得混合溶液中c(H＋)＜c(NH)＋c(NH ·HO)＋c(OH－)
3 2
【答案】C
【解析】A项，若K （NH ·HO）＜10－7，则铵根离子水解平衡常数K ＞10－7，则0.1 mol·L－
b 3 2 h
1NH Cl 溶液和0.1 mol·L－1氨水等体积混合时溶液呈酸性，而与题意相违背，错误；B项，实验2说明
4
混合时溶液中存在Q＞K [Fe(OH)]，因此有沉淀生成，错误；C项，向0.1 mol·L－1 NH Cl溶液中通入
sp 3 4
少量NH ，一水合氨浓度增大，铵根离子水解平衡逆向移动，因此实验3中NH的水解程度减小，正确；
3
D项，向10 mL 0.1 mol·L－1氨水中滴加20 mL 0.1 mol·L－1盐酸，溶质是氯化铵和HCl且两者浓度相
等，根据电荷守恒得c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，根据物料守恒得c(Cl－)＝2c(NH)＋
2c(NH ·HO)，两式联立得到c(H＋)＝c(NH)＋2c(NH ·HO)＋c(OH－)，因此实验4所得混合溶液中
3 2 3 2
c(H＋)＞c(NH)＋c(NH ·HO)＋c(OH－)，错误。
3 2
9．（2023·南通一模）常温下，将FeSO 溶液与NH HCO 溶液混合可制得FeCO ，混合过程中有气
4 4 3 3
体产生。已知：K (NH ·HO)＝1.8×10－5，K (HCO)＝4.5×10－7，K (HCO)＝4.7×10－11，
b 3 2 a1 2 3 a2 2 3
K (FeCO)＝3.13×10－11。下列说法不正确的是
sp 3
A．向100 mL pH＝10氨水中通入少量CO，反应后溶液中存在：c(CO)＞c(HCO)
2
B．0.1 mol·L－1 NH HCO 溶液中：c(HCO)＞c(CO)＋c(NH ·HO)
4 3 2 3 3 2
C．生成FeCO 的离子方程式为Fe2＋＋2HCO＝FeCO↓＋CO↑＋HO
3 3 2 2
D．生成FeCO 沉淀后的上层清液中：c(Fe2＋)·c(CO)＝K (FeCO)
3 sp 3
【答案】A
【解析】A项，通入少量CO，pH仍约为10，CO＋2NH ·HO＝(NH )CO＋HO，K (HCO)＝
2 2 3 2 4 2 3 2 a2 2 3
＝＝4.7×10－11，则＝＜1，可知c(CO)＜c(HCO)，错误；B项，K (NH)＝＝＜K (HCO)＝＝，则HCO
h h
的水解程度大于NH的水解程度，溶液呈碱性：c(OH－)＞c(H＋)，NH HCO 溶液的质子守恒式为c(H＋)
4 3
＋c(HCO)＝c(OH－)＋c(CO)＋c(NH ·HO)，则c(HCO)＞c(CO)＋c(NH ·HO)，正确；C项，
2 3 3 2 2 3 3 2
HCO电离出CO和H＋，Fe2＋结合CO生成FeCO ，H＋结合HCO生成CO 和HO，离子方程式为Fe2＋＋
3 2 2
2HCO＝FeCO↓＋CO↑＋HO，正确；D项，生成FeCO 沉淀后的上层清液为FeCO 的饱和溶液，溶
3 2 2 3 3
液中：c(Fe2＋)·c(CO)＝K (FeCO)，正确。
sp 3
10．（2025·连云港市上学期期中）室温下，通过下列实验探究NaS溶液的性质。
2
实验1：用pH计测量0.1 mol·L－1 NaS溶液的pH，测得pH为12.65。
2
实验2：向0.1 mol·L－1的NaS溶液中通入HCl气体至pH＝7(忽略溶液体积的变化及HS的挥发)。
2 2
实验3：向1 mL 0.1 mol·L－1的NaS溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1 HS溶液。
2 2
已知：K (HS)＝9.1×10－8，K (HS)＝1.0×10－12，K (HCO)＝4.3×10－7，K (HCO)＝5.6×10－
a1 2 a2 2 a1 2 3 a2 2 3
11。
下列说法正确 的是
A．实验1所得溶液中：c(S2－)＜c(HS－)
B．实验2所得溶液中：c(Cl－)＋c(S2－)－c(HS)＝0.1 mol·L－1
2
C．实验3中：反应S2－＋HS＝2HS－的平衡常数K＝9.1×10－20
2
D．向NaS溶液中通入少量CO 的离子方程式CO＋S2－＋HO＝HS↑＋CO2－
2 2 2 2 2 3
【答案】B
【解析】A项，用pH计测量0.1 mol·L－1 NaS溶液的pH，测得pH为12.65，溶液呈碱性，S2－水解
2
生成HS－，水解是微弱的，则c(S2－)＞c(HS－)，错误；B项，向0.1 mol·L－1的NaS溶液中通入HCl气
2
体至pH＝7，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)，溶液中存在物料守恒：c(S2－)＋c(HS)＋c(HS－)＝0.1
2
mol·L－1，电荷守恒：2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，c(Na＋)＝0.2 mol·L－1，
结合上式可得c(Cl－)＋c(S2－)－c(HS)＝0.1 mol·L－1，正确；C项，反应S2－＋HS＝2HS－的平衡常数
2 2
K＝＝＝＝＝＝9.1×104，错误；D项，电离常数越大，酸性越强，则酸性：HCO＞HS＞HCO －＞HS
2 3 2 3
4
细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找－，根据强酸制取弱酸的原理，向NA2S溶液中通入少量CO 生成NaHS和NaCO，离子方程式为：CO
2 2 3 2
＋2S2－＋HO＝2HS－＋CO2－，错误。
2 3
的
11．（2025·常州市上学期期中）常温下，向20 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中缓慢滴入0.1
mol·L－1的HCOOH溶液，混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示。
已知：常温下HCOOH的电离常数K＝1.8×10－4。下列说法不正确的是
a
A．水的电离程度：M＜N
B．M点：2c(HCOO－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
C．N点：c(HCOO－)＞c(OH－)＞c(HCOOH)＞c(H＋)
D．当V(HCOOH)＝10 mL时，c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOOH)＋c(HCOO－)
【答案】D
【解析】向20 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液中缓慢滴入0.1 mol·L－1的HCOOH溶液，当滴入
20 mL HCOOH溶液时，恰好完全反应生成HCOONa，c(HCOONa)＝0.05 mol·L－1，HCOO－水解平衡
常数为K ＝≈＝＝，求得的c(OH－)非常小，几乎可以忽略不计，则下降的曲线表示c(OH－)浓度的变化；
h
当 V(HCOOH)＝20 mL，溶质为 HCOONa，c(HCOONa)＝0.05 mol·L－1，HCOO－少部分水解，
c(HCOO－)略小于0.05 mol·L－1，故上升的曲线代表c(HCOO－)。
A项，N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa，此时仅存在HCOONa的水解，对水
的电离是促进作用，M点时仍剩余有未反应的NaOH，对水的电离是抑制的，故水的电离程度M＜N，正
确；B项，M点溶液中电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)，M点为交点可知c(HCOO－)
＝c(OH－)，联合可得2c(HCOO－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，正确；C项，由分析可知，N点溶质为0.05
mol·L－1 HCOONa，HCOO－发生水解，同时水还会电离，则满足离子浓度关系c(HCOO－)＞c(OH－)＞
c(HCOOH)；由K＝得到＝＜1，则c(HCOOH)＞c(H＋)，正确；D项，当V(HCOOH)＝10 mL时，溶
a
液中的溶质为c(NaOH)＝c(HCOONa)，根据电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)，物料
守恒有c(Na＋)＝2c(HCOO－)＋2c(HCOOH)，联立得到c(OH－)＝c(H＋)＋2c(HCOOH)＋c(HCOO－)，
错误。
二、填空题
12．MgO催化CO 合成碳酸乙烯酯( )可能的反应机理如图所示，根据元素电负性的变化规律，
2
步 骤 Ⅰ 、 Ⅱ 的 过 程 可 描 述 为
____________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________。微专题突破9 化学反应原理二
【答案】环氧乙烷中的电负性大的氧原子吸附在镁离子上；环氧乙烷中的碳氧键断裂，二氧化碳中
的一个氧原子与环氧乙烷中的一个碳原子结合，二氧化碳中的碳原子与氧离子结合
【解析】MgO催化CO 合成碳酸乙烯酯( )可能的反应机理过程中,根据元素电负性的变化规律,
2
步骤Ⅰ、Ⅱ的过程可描述为环氧乙烷中的电负性大的氧原子吸附在镁离子上,环氧乙烷中的碳氧键断裂,二
氧化碳中的一个氧原子与环氧乙烷中的一个碳原子结合,二氧化碳中的碳原子与氧离子结合。
13．（2025·南通市如东县第一次调研）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有
锌、铅、铜、铁、钴、锰的＋2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10－5 mol·L－1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①K (ZnS)＝2.5×10－22，K (CuS)＝6.3×10－36，K (CoS)＝4.0×10－21。
sp sp sp
②以氢氧化物形式沉淀时，lgc(M)/mol·L－1和溶液pH的关系如图所示。
（1）一定时间内，提高“酸浸”过程中钻元素浸出率的措施：________________________________
___________________________________________(写出两条即可)。
（2）“酸浸”过程中硫酸过量太多会降低铜的沉淀率，其原因________________________________
______________________________________________。
（3）写出沉锰过程中离子反应方程式____________________________________________________。
（4）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2＋)和c(Co2＋)均为0.10 mol·L－1，向其中加入NaS至Zn2＋
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恰好沉淀完全时，通过计算判断能否实现Zn2＋和Co2＋完全分离___________________________________
___________________________________________________________________________________。
（5）“沉淀”步骤中，用NaOH调pH＝4，分离出的滤渣是_______________。
（6）“沉钴”步骤中，控制溶液pH＝5.0～5.5之间，补充完整由“沉钴”后的滤液制备
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细节决定成败 目标成就未来 找找找找找找找找找找找找找找找找找找找找
找找ZnSO •7HO的实验方案：
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__________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________。(实验中
可选用的试剂：NaOH溶液、稀硫酸)
【答案】（1）粉碎炼锌废渣、适当提高硫酸浓度、适当升高温度、搅拌等 （2）酸性过强，HS的
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溶解度减小，c(S2－)减小，CuS沉淀时的速率减小 （3）SO2－＋Mn2＋＋2HO＝2SO 2－＋MnO ↓＋4H＋
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（4）Zn2＋沉淀完全时，溶液中c(S2－)＝＝2.5×10－17 mol·L－1，Q (CoS)＝0.10×2.5×10－17＝2.5×10－18＞
C
K (CoS)，有CoS沉淀生成，所以不能实现Zn2＋和Co2＋完全分离或Zn2＋完全沉淀时，c(Co2＋)＝＝1.6×10
sp
－4 mol·L－1＞10－5 mol·L－1，所以不能实现Zn2＋和Co2＋完全分离 （5）Fe(OH) （6）边搅拌边向滤液
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中滴加NaOH溶液，控制溶液的pH接近12但不大于12，过滤，向沉淀中滴加入稀硫酸溶液直至固体完
全溶解，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥
【解析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的＋2价氧化物及锌和铜的单质，经稀硫酸酸浸时，
铜不溶解，Zn及其他价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的＋2价阳离子进入溶
液；然后通入硫化氢沉铜生成CuS沉淀；过滤后，滤液中加入NaSO 将锰离子氧化为二氧化锰除去，同
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时亚铁离子也被氧化为铁离子；再次过滤后，用氢氧化钠调节 pH＝4，铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀
除去；第三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴，得到Co(OH) 。
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（1）“酸浸”前，将废渣粉碎炼锌废渣、适当提高硫酸浓度、适当升高温度、搅拌增大固体与酸反
应的接触面积，提高钴元素的浸出效率；故答案为：粉碎炼锌废渣、适当提高硫酸浓度、适当升高温度、
搅拌；（2）酸性过强，HS的溶解度减小，c(S2－)减小，CuS沉淀时的速率减小，“酸浸”过程中硫酸
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过量太多会降低铜的沉淀率；故答案为：酸性过强，HS的溶解度减小，c(S2－)减小，CuS沉淀时的速率
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减小；（3）“沉锰”步骤中，NaSO 将Mn2＋氧化为二氧化锰除去，发生的反应为SO2－＋Mn2＋＋2HO
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＝2SO 2－＋MnO ↓＋4H＋；故答案为：SO2－＋Mn2＋＋2HO＝2SO 2－＋MnO ↓＋4H＋；（4）假设“沉
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铜”后得到的滤液中c(Zn2＋)和c(Co2＋)均为0.10 mol·L－1，向其中加入NaS至Zn2＋沉淀完全，此时溶液
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中c(S2－)＝ mol·L－1＝2.5×10－17 mol·L－1，Q(CoS)＝2.5×10−18＞K (CoS)，有CoS沉淀生成，所以不能
c sp
实现Zn2＋和Co2＋完全分离或Zn2＋完全沉淀时，c(Co2＋)＝＝1.6×10−4 mol·L－1＞10−5 mol·L－1，所以不能
实现Zn2＋和Co2＋完全分离；故答案为：Zn2＋沉淀完全时，溶液中c(S2－)＝2.5×10−17 mol·L－1，Q(CoS)
c
＝2.5×10−18 mol·L－1＞K (CoS)，有CoS沉淀生成，所以不能实现Zn2＋和Co2＋完全分离或Zn2＋完全时，
sp
c(Co2＋)＝1,6×10−4 mol·L－1＞10−5 mol·L－1，所以不能实现Zn2＋和Co2＋完全分离；（5）“沉锰”步骤中，
SO2－同时将Fe2＋氧化为Fe3＋，“沉淀”步骤中用NaOH调pH＝4，Fe3＋可以完全沉淀为Fe(OH)，因此，
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分离出的滤渣是Fe(OH)；故答案为：Fe(OH)；（6）根据题中给出的信息，“沉钴”后的滤液的pH＝
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5.0～5.5，溶液中有元素以形式存在，当pH＞12后氢氧化锌会溶解转化为Zn(OH)2－，因此，边搅拌边
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向滤液中滴加NaOH溶液，控制溶液的pH接近12但不大于12，过滤，向沉淀中滴加入稀硫酸溶液直至
固体完全溶解，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥；故答案为：边搅拌边向滤液中滴加NaOH
溶液，控制溶液的pH接近12但不大于12，过滤，向沉淀中滴加入稀硫酸溶液直至固体完全溶解，蒸发
浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥。
