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易错专题 20 化学工艺流程题解题策略
聚焦易错点：
一、物质制备型
1.原料处理阶段
(1)常见原料处理的方法:溶解、水(酸或碱)浸、浸出、灼(焙、煅)烧等。
(2)加快反应速率的方法:搅拌、加热、粉碎等。
2.分离提纯阶段
(1)调pH除杂:控制溶液的酸碱性,使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
(2)加热:加快反应速率或促进平衡向某个反应方向移动。
(3)降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)或使化学平衡向着题目要求的方向移动。
(4)水(酸或碱)溶法:除去可溶性(碱性或酸性)杂质。
(5)氧化剂或还原剂法:除去还原性或氧化性杂质。
(6)分离方法:过滤、蒸发(冷却)结晶、萃取和分液、蒸馏(或分馏)等。
3.获得产品阶段
(1)洗涤:(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中溶解损耗。
(2)根据物质溶解度差异选择正确的方法,如蒸发浓缩、冷却结晶或蒸发结晶、趁热过滤。
二、物质分离提纯型
物质分离提纯型工艺流程题主要是针对混合物的除杂、分离和提纯。解题时找出要得到的主要物质是什么,
混有的杂质有哪些,分析加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么物质,要用什么样的方法才能
将杂质除去,将工艺流程转化为物质的转化流程,明确各步所加试剂或相关操作的目的。工艺流程题中文字
表述题答题方法如下：
1.“加过量试剂”:常考虑反应完全或增大转化率、产率等。
2.“控制pH”:常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。
3.“能否加其他物质”:常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。
4.“控制较低温度”:常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。
5.“判断沉淀是否洗净”:常取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的某种离子。
6.“检验某物质的设计方案”:通常取少量某物质于试管中,加水溶解,再加入另一试剂产生某现象,然后得
出结论。
7.“用某些有机试剂清洗”:(1)降低物质溶解度有利于产品析出;(2)洗涤沉淀可减少损耗和提高利用率等。
8.“在空气中或在其他气体中”:主要考虑O 、HO、CO 或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、
2 2 2防潮解等目的。
考点精练
1．（2024·安徽黄山·二模）氧缺位体 是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿(主要
成分是 ，含 、 等杂质)为原料制备 流程如图所示：
已知：①酸浸后溶液中的金属离子有 和
② 时已知几种金属离子沉淀的 如表所示：
金属氢氧化物
开始沉淀的 1.9 3.4 6.4 7.0
完全沉淀的 3.2 4.7 7.6 9.0
请回答下列问题：
(1) “焙烧”时生成三种氧化物，其中金属氧化物的化学式为 。
(2)焙烧产物中的 在有氧条件下利用石灰石浆液吸收可制得一种副产品 。(填化学式)
(3)流程中，若无“还原”工序，造成的后果是 。
(4)已知 有两种同分异构体，则“沉铁”过程中生成的 的空间结构是
。
(5)“灼烧”工序的化学方程式是 ，“煅烧”时通入 的作用是 。
(6)“煅烧” 得到氧缺位体 时，不同温度范围内，发生变价的金属元素不同，某温度下制得的氧缺位体质量为原质量的 ，则 。
(7)氧缺位体催化分解水制氢可分为两步：
第一步： (完成方程式)；
第二步： 。
2．（2024·四川成都·二模）草酸镍(NiC O )是一种不溶于水的浅绿色粉末，常用于制镍催化剂和镍粉等。以
2 4
铜镍合金废料(主要成分为镍和铜，含有一定量的铁和硅)为原料生产草酸镍的工艺流程如图：
已知：①“浸出”液含有的离子主要有H+、Ni2+、Cu2+、Fe3+、 、 ；
②pH增大，Fe2+被氧化的速率加快，同时生成的Fe3+水解形成更多的胶体能吸附Ni2+。
③草酸的K =6.0×10-2，K =5.0×10-5。
a1 a2
回答下列问题：
(1)生产时为提高合金废料浸出率，下列措施可行的是 (填字母)。
a．适当延长浸出时间 b．高温浸出 c．分批加入混酸浸取并搅拌
(2)“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是 。
(3)“氧化”过程中，控制70℃、pH小于3的条件下进行。
①“氧化”过程的离子方程式为 。
②若pH大于3镍的回收率降低的原因是 。
(4)“过滤”后的滤液中加入(NH ) C O 溶液反应得到草酸镍，过滤得到的草酸镍需要用蒸馏水洗涤，检验晶
4 2 2 4
体是否洗涤干净的方法是 。已知常温下K [NiC O ]=1.70×10-17，当溶液pH=2时，Ni2+沉淀完全
sp 2 4
[c(Ni2+)≤1×10-5mol·L-1时认为完全沉淀]，则此时溶液中草酸的浓度c(H C O )= (保留两位有效数字)。
2 2 4
(5)在空气中加热二水合草酸镍得到NiO，该反应的化学方程式为 。
3．（2024·山西晋中·二模）锰可用于制造特种钢材，在汽车电池、高端装备制造、新材料等领域有广泛应
用。二氧化锰广泛应用于电池、电子工业。以主要成分为 的某锰矿(杂质为 、
等)为原料制备单质锰的一种流程如图所示：已知：金属离子浓度的负对数 与溶液 的关系如图所示：
回答下列问题：
(1)滤液中的溶质为 、 (填化学式)，“氧化除硫”过程中有红褐色固体生成，则 参与
反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸氧化”过程 被氧化的离子方程式为 。
(3)为何不通过调 的方法将 除去： ；已知若溶液中 同时沉淀完全时，溶液
中 ，则相同温度下， 。
(4)通过控制适当的反应条件，电解 溶液时，既可得到 也可得到 ，则生成单质时， 应
在 (填“阳极”或“阴极”)上放电；写出生成 时的电极反应式： 。
(5)已知单质锰的立方晶胞结构如图所示：则锰的配位数是 ；若锰原子半径为 ，阿伏加德罗常数值为 ，则单质锰的密度为
(用含 的代数式表示)。
4．（2024·广东惠州·三模）为回收利用废钒催化剂(含有V O 、VOSO 、SiO 、Fe O 以及钾和铝的硅酸盐)，
2 5 4 2 3 4
科研人员研制了一种回收V O 的新工艺，主要流程如下图。
2 5
已知：i．该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+
开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0
完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7
ii．VOSO 可溶、(VO ) SO 易溶、V O 和NH VO 难溶； ＋2OH-= +H O
4 2 2 4 2 5 4 3 2
(1)“酸浸氧化”时，VO2＋转化成 反应的离子方程式为 ，同时V O 转化为 。滤渣①主要成分
2 5
是 。
(2)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V O ·2H O，随滤液②可除去金属离子K＋以及部分的金属离子有 。
2 5 2
(3)“沉淀转溶”中，V O ·2H O转化为KVO 溶解，写出V O ·2H O与KOH反应的化学方程式 。
2 5 2 3 2 5 2
(4)“调pH”中滤渣④的主要成分是 。
(5)全钒液流储能电池可实现化学能和电能的相互转化，其原理如图所示。①充电过程中，左槽电极反应式为 。
②放电过程中，右槽溶液颜色变化的情况是 。
(6)钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示，钒原子的配位数为 。若该晶胞的密度为ρg/cm3，且用
N 表示阿伏加德罗常数，则该晶胞的边长为 nm。
A
5．（2024·新疆·二模）以菱锰矿(主要成分为MnCO ，还含有铁、镍的碳酸盐以及SiO 杂质)为原料生产次
3 2
锰酸钠(Na MnO )的工艺流程如图：
3 4
已知：
物质 MnS NiS
K 2.0×10-13 1.0×10-21
sp
(1)次锰酸钠中Mn的化合价为 ；滤渣1的主要成分为MnO 和 (填化学式)。
2(2)锰的浸出率结果如图所示。由图可知，所采用的最佳实验条件为 。
(3)浸出液加入MnO 发生的离子反应方程式为 。
2
(4)“除镍”步骤发生的反应为：MnS(s)+Ni2+(aq)=NiS(s)+Mn2+(aq)。反应的平衡常数K= 。
(5)“母液1”中主要溶质的用途 。
(6)煅烧产物MnO 在“共熔”过程中，反应得到Na MnO 及一种单质气体，则该反应的化学方程式为
2 2 4
。
(7)某MnO，四方晶胞结构及其投影如图所示，该晶胞由O2-和Mn3+构成。
x
该晶体中Mn的配位数为 ，Mn与Mn之间最近(顶点和体心)距离为 pm。(用含a、
b的代数式表示)
6．（2024·河北·一模）某铜硫矿富含黄铁矿和磁黄铁矿等硫铁矿物，占原矿矿物总量38％，实验室以此为
原料模拟工业制备纯铜并利用黄铁精矿进行含铬废水处理，工艺流程转化如下：
［注］1.粉碎解离度(不同成分矿石分离程度)与粉碎程度有关，颗粒越细，解离度越高，最高可达93％，但颗粒越细对设备要求越高。
2.铜蓝矿的主要成分为CuS，黄铁矿的主要成分为 。
3.可能用到的数据如下：
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
(1)基态铜原子的空间运动状态为 种。
(2)精磨酸浸过程中，精磨的作用是 ；酸浸一般选用硫酸溶液在纯氧环境中进行，酸浸的化学方程式
为 。
(3)已知增大氧气的浓度可以提高 的浸取率，请结合化学用语解释其原因 。
(4)生石灰碱浸时调节pH的范围为 。
(5)滤渣X的主要成分是 。
(6)向滤液B中通入高压 ，可成功制得单质铜的原因是 。
(7)黄铁精矿处理含铬废水的机理如图所示：
在溶液反应中，黄铁精矿会部分溶解与( )发生氧化还原反应，请结合信息写出此过程的离子反应方
程式： 。
7．（2024·福建龙岩·二模）以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe O 、SiO )和Fe (SO ) 为原料制备的ZnFe O
2 3 2 2 4 3 2 4
脱硫剂，可用于脱除煤气中的H S。脱硫剂的制备过程可表示为
2(1)“浸取”时需不断通入高温水蒸气，其目的是 。
(2)“除杂”包括：向浸取后的滤液中加足量锌粉、过滤、加H O 氧化等步骤。过滤所得滤渣的成分为(填化
2 2
学式) 。
(3)ZnSO 溶液经结晶可得ZnSO ·7H O固体。加热该固体，固体质量保留百分数与温度的关系如图所示。温
4 4 2
度从688℃升高到1050℃时，分解生成的产物中有两种气体(只有一种是氧化物)，该过程中发生反应的化
学方程式为 。
(4)400℃时，将一定比例H 、H S的混合气体以一定流速通过装有ZnFe O 脱硫剂的硫化反应器进行硫化。
2 2 2 4
已知：硫化过程中ZnFe O 反应后生成ZnS和FeS，该过程中发生的化学反应方程式为
2 4
。
(5)①氧化锌晶体的一种晶胞是如图甲所示的立方晶胞，其中与Zn原子距离最近的O原子数目有
个，请在图乙中画出该晶胞沿y轴方向的平面投影图 。
②Zn2+能形成多种配离子，已知Zn2+形成的一种配离子[Zn(NH ) (H O) ]2+只有一种空间结构，则[Zn(NH ) ]2+的
3 2 2 2 3 4
空间结构为 。8．（2024·江西九江·二模）利用废镍催化剂(主要含金属 及其氧化物)合成硫酸镍晶体的一种工
艺流程如下：
常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 如表所示：
金属离子
开始沉淀时 的 7.2 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时 的 8.7 4.7 3.2 9.0
回答下列问题：
(1)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为 。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是 。
(3)若“转化”后的溶液中 浓度为 ，则“调 ”应控制的 范围是 。
(4)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系。
温度 低于30.8℃ 30.8~53.8℃ 53.8~280℃ 高于280℃
晶体形
多种结晶水合物
态
由 溶液获得稳定的 晶体的操作依次是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)① 三种元素二价离子的硫酸盐晶体的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为 ；
② 中阴离子的空间构型为 ；
③丁二酮肟常用于检验 。在稀氨水中，丁二酮肟与 反应生成鲜红色沉淀，其结构如图所示：该配合物中 的配位数为 ；丁二酮肟分子中所含的第二周期元素的第一电离能由大到小的
顺序为 。
9．（2024·广东·一模）钒是重要的战略资源，以硫酸工业产生的废钒催化剂为原料(含 、 、
、 以及少量的 等)，综合回收利用钒、硅、钾实现变废为宝、保护环境的目的，回收工艺
流程如下：
已知：钒的氧化物在酸性条件下以 、 存在， 增大时 可转化为 沉淀。
(1)“水浸”前，通常需要将催化剂粉碎，其目的是 。
(2)“滤渣2”转化为 的化学方程式是 。
(3)“还原酸浸”时：
①硫酸的用量会影响钒的浸出率， 需保持在1.2以下的原因是 。
②过程中除了有 被还原成 ，还涉及的反应离子方程式为 。
③若以磷酸为介质处理废催化剂，可以提高钒的浸出率。一种钒磷配合物的结构如图所示，形成配位键时
V提供 (选填“孤对电子”或“空轨道”)。(4)“萃取”时选择有机萃取剂，原理是： (有机层) (有机层)，“反萃取”应选
择在 环境中进行(选填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(5)加氨水生成 沉淀，若经焙烧得到 产品，则消耗空气中 。
(6)近年来，研究人员发现含钒的锑化物在超导方面表现出潜在的应用前景。某含钒的锑化物晶胞如图1所
示，晶体中包含由V和 组成的二维平面如图2。
该含钒的锑化物化学式为 ，钒原子周围紧邻的锑原子数为 。
10．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）钽（Ta）和铌（Nb）为高新技术产业的关键元素，其单质的性质相似。
一种以花岗伟晶岩型铌钽矿（主要成分为 、 、 和少量的FeO、CaO、MgO等）为原料制
取钽和铌的流程如图一：“浸取”后的浸出液中含有 、 两种二元强酸。
已知：①MIBK为甲基异丁基酮：
② ， ， 。
(1)加快“浸取”速率可采取的措施是 。
(2)“浸取”时得到的“浸渣”主要成分为 （填化学式），“浸取”时还会产生“废气”，“废气”
中除了挥发出的HF还可能有 （填化学式）。 与氢氟酸反应的离子方程式为 。
(3)“萃取”时，若萃取剂MIBK的量一定， （填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效率更高。
(4)用金属钠还原 制取金属铌的化学方程式为 。
(5)钽形成的晶体TaAs在室温下拥有超高的空穴迁移率和较低的电子迁移率。TaAs的晶胞结构如图二所示。
诗写出As的配位数： 。晶体的密度为 （列出计算式，阿伏伽德罗常数的值为 ）。
11．（2024·宁夏银川·一模）金属镓被称为“电子工业脊梁”，与铝同族，性质与铝相似。氮化镓是 5G技
术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为Ga O 、Al O 、SiO ，还有少量Fe O 等杂质)制备
2 3 2 3 2 2 3
镓和氮化镓的流程如图：
常温下，相关元素可溶性组分的物质的量浓度的对数与pH的关系如图所示，当溶液中可溶性组分浓度
c≤10-5 mol·L-1时，可认为已除尽。
回答下列问题：(1)“焙烧”过程中Al O 变为NaAlO ，则Ga O 与纯碱反应的化学方程式为 。
2 3 2 2 3
(2)“碱浸”后滤渣的主要成分为 (写化学式)。用惰性电极电解含[Ga(OH) ]-的溶液可得到金属
4
Ga，阴极的电极反应式为 。
(3)常温下，反应[Ga(OH) ]-(aq) Ga(OH) (s)＋OH-(aq)的平衡常数K= 。
4 3
(4)用石墨为电极电解熔融Ga O 得到Ga单质，电极材料需要定期补充的是 极(填“阴”或
2 3
“阳”)。
(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种
氧化物，可阻止H O 刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
2 2
①该氧化物为 。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H O 与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为+5价，则该反
2 2
应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(6)利用CVD(化学气相沉积)技术，将热分解得到的Ga O 与NH 在高温下反应可制得GaN，同时生成另一种
2 3 3
产物，该反应化学方程式为 。
12．（2024·河北·一模）天然锆英砂(主要成分为 )常含有 等氧化物杂质。工业上
以锆英砂为原科制备 的一种工艺流程如图所示。
已知：i．有机溶剂 (三辛胺与壬醇的混合溶液)与水互不相溶；ii．“萃取”过程中铁元素由 转化成有机配合物进入有机相。
(1)“碱熔”时，锆英砂转化为 ，该反应的化学方程式为 。
(2)“水浸”时，所得“滤液”中溶质的主要成分除 外，还有 (填化学式)。
(3)“酸浸”后，锆元素以 的形式存在于溶液中，此过程中 发生反应的离子方程式为
。
(4)“除铜”时，若测得剩余滤液中 ，通过计算判断溶液中 是否除尽 已知：
常温下， ，溶液中离子浓度低于 即可认为该离子被除尽)。
(5)“有机溶剂 ”中的壬醇 几乎与水互不相溶，解释其原因为 。
(6)已知氯氧化锆 的溶解度、铁的萃取率与盐酸浓度的关系如下图所示。
在“萃取”过程中，应选用盐酸的最适宜浓度为_______(填选项字母)。
A． B． C． D．
(7)“煅烧”时，需要在 条件下发生反应，所得两种气体的体积之比 。
13．（2024·山东·一模）以某种铁钴矿(主要成分为 ，还含有少量 等杂质)为原料制取
和黄钠铁矾的工艺流程如下图所示：回答下列问题：
(1)滤渣3的主要成分为 ；确定“滤液1”中的 已被完全氧化的方法是 。
(2)向“溶液A”中加入适量的 溶液，生成颗粒较大的黄钠铁矾[ ]沉淀的同时还
生成一种气体，这种气体的化学式是 。
(3)向“滤液3”中按物质的量之比为 加入 和 ，若“滤渣4”的成分为 ，总反应的
离子方程式是 。经检测，“滤渣4”是由 和 形成的混合物。隔绝空气灼烧
时， 发生反应的化学方程式是 ；如果控制温度不当， 会生成 杂质，
反应的化学方程式是 。
(4)向“滤液1”中加入的“ 溶液”须控制用量，请解释原因 。
14．（2024·四川南充·一模）锰废渣的硫酸浸出液含有大量 、 、 以及少量的 、 、
、 。通过沉淀-萃取法可以回收其中的锰、钴、镍，流程如图所示。已知：萃取剂a和b均为有机物，可用通式 表示，萃取金属离子时，发生反应：
( 代表被萃取的金属)。
(1) 的作用是 。
(2)该流程中涉及的实验操作有___________(填字母标号)。
A．过滤 B．蒸发结晶 C．分液 D．蒸馏
(3)加入 调 的目的是 。
(4)已知： ， ，向除铁后的溶液中加入 ，当溶液中
时， 。(保留1位有效数字)
(5)写出反萃取出 的离子方程式 。
(6) 、 利用萃取剂b进行分离，二者萃取率随无机相 变化如图所示。无机相的 控制在
左右为宜。
(7)回收液中 浓度的测定：取 回收液，滴入几滴紫脲酸胺指示剂(遇 显橙黄色)，用浓度为 的 溶液进行滴定( )，达到滴定终点时消耗 溶
液的体积 。 物质的量浓度为 。
15．（2023·山西太原·二模）MnCO 可用作电器元件材料，也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸
3
性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制备MnCO ：
3
已知：几种金属离子沉淀的pH如表。
金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Mn2+
开始沉淀的pH 7.5 3.2 5.2 8.8
完全沉淀的pH 9.7 3.7 6.4 10.4
回答下列问题：
(1)①中加入过量MnO 的作用是 。
2
(2)过程③中调pH的目的是 。
(3)过程④中有CO 生成，则生成MnCO 的离子方程是 。
2 3
(4)过程④中得到的副产品的化学式是 。
(5)MnCO 在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则300℃
3
时，剩余固体中n(Mn)：n(O)为 ；图中点D对应固体的成分为 (填化学式)。
(6)NF 与NH 的立体构型相同，两者中心原子的轨道杂化类型均为 ，但NF 不易与Cu2+形成配离子，
3 3 3
其原因 。
(7)一种Hg－Ba－Cu－O高温超导材料的晶胞(长方体)如图所示。已知该晶胞中两个 Ba2+的间距为 cpm，则距离 Ba2+最近的 Hg+数目为 个，二者的最短距离为
pm。(列出计算式即可)。
