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第十二讲 铜及其重要化合物 无机化工流程
【基础巩固】
1．某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是( )
A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl 的生成
2
C．将CuCl 溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl 固体
2 2
D．将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿
【答案】 D
【解析】 A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红
热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl 水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干 CuCl 溶液得不到无水
2 2
CuCl 固体。
2
2．(2020·全国卷Ⅲ,7)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自
孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH) ·CuCO]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH) ·2CuCO]。下列说法
2 3 2 3
错误的是( )
A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度 B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱 D．Cu(OH) ·CuCO 中铜的质量分数高于Cu(OH) ·2CuCO
2 3 2 3
【答案】 C
3．我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO)和赤铜矿(Cu O)与木炭按一定的比例混合后加热至
3 2
800 ℃，即可炼出闪烁似金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是( )
A．“药金”实质上是铜锌合金 B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C．用王水可区别黄金和“药金” D．用火焰灼烧不能区别黄金和“药金”
【答案】 A
【解析】 冶炼“药金”的相关反应的化学方程式为 ZnCO =====ZnO＋CO↑、2ZnO＋C=====2Zn＋
3 2
CO↑、2Cu O＋C=====4Cu＋CO↑，A项正确、B项错误；王水可以溶解黄金和“药金”，C项错误；用
2 2 2
火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金跟空气不反应，而“药金”可以与空气反应，生成的
CuO是黑色的，ZnO是白色的，D项错误。
4．人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示(－1000表示公元前1000年)。下列说法正确的是( )
A．金属越活泼，冶炼的年代一定越晚
B．冶炼金属的历史：电解氯化物比电解氧化物早
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】C．自然界中铜元素以游离态形式存在，故铜的冶炼年代最早
D．金属氧化物(如Al O、Cu O)也属于金属材料
2 3 2
【答案】 B
【解析】 图中铜冶炼的年代比银和金早，而铜比银和金活泼，故A错误；金属氯化物的沸点一般比金属
氧化物的低，在冶炼初期会选择电解金属氯化物，故B正确；自然界中铜以化合态存在，故C错误。
5．(2022·湖南，7)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是( )
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有NaAlF 和CO D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
3 6 2
【答案】 C
【解析】 烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应：NaCO＋HF===NaF＋NaHCO ，向合
2 3 3
成槽中通入 NaAlO ，发生反应：6NaF＋NaAlO ＋4NaHCO ===Na AlF↓＋4NaCO ＋2HO，过滤得到
2 2 3 3 6 2 3 2
NaAlF 和含有NaCO 的滤液。陶瓷的成分中含有SiO ，SiO 能与HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收
3 6 2 3 2 2
塔内衬材料，故A正确；采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正
确；由上述分析知，合成槽内产物主要有 NaAlF 、NaCO 、HO，故 C 错误；滤液的主要成分为
3 6 2 3 2
NaCO，可进入吸收塔循环利用，故D正确。
2 3
6．(2022·陕西榆林模拟)水合肼(N H·H O)的性质类似氨水。利用水合肼处理铜氨{[Cu(NH )]2＋}
2 4 2 3 4
废液回收铜粉的实验流程如图：
下列说法错误的是( )
A．上述三步反应过程均为氧化还原反应
B．反应1的目的是制备NaClO
C．合成水合肼的反应中每消耗1 mol CO(NH ) 转移电子数为N
2 2 A
D．反应3完成后要用到过滤操作
【答案】 C
【解析】 反应1是氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，氯元素化合价发生变化；反应2是
次氯酸钠将尿素氧化为水合肼，氯元素、氮元素化合价发生变化；反应3是[Cu(NH )]2＋被水合肼还原为
3 4
Cu，铜元素、氮元素化合价发生变化，则上述三步反应过程均为氧化还原反应，故 A正确；经分析知反应
1的目的是制备NaClO，用NaClO将尿素氧化为水合肼，故B正确；次氯酸钠将尿素氧化为水合肼，氮元
素化合价由－3价升高至－2价，每消耗1 mol CO(NH ) 转移电子数为2N ，故C错误；反应3完成后要把
2 2 A
铜粉分离出来，用到过滤操作，故D正确。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】7．（2023·北京·高三专题练习）氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组模拟热分解CuCl •2H O制备CuCl的过程，并进行相关物质转化的探究。
2 2
已知：酸性条件下Cu+不稳定
下列说法不正确的是
A．X气体是HCl，可抑制CuCl •2H O加热时水解
2 2
B．途径1中产生的Cl 可以回收利用，也可以通入饱和NaOH溶液中除去
2
C．途径2中200℃时反应的化学方程式为Cu (OH) Cl 2CuO+2HCl↑
2 2 2
D．CuCl与稀硫酸反应的离子方程式为2Cu++4H++SO =2Cu2++SO↑+2H O
2 2
【答案】D
【解析】 热分解CuCl2•2H2O 制备CuCl，为抑制CuCl2水解，要在HCl气流下加热，加热温度大于
300C，发生 ，直接加热CuCl2•2H2O会生成Cu2 (OH ) 2Cl2，Cu2 (OH ) 2Cl2加热
到 200C 生成 CuO。据此解答。A．氯化铜水解生成氢氧化铜和氯化氢，X 气体是 HCl，可抑制
CuCl2•2H2O加热时水解，A正确；B．氯气能被饱和氢氧化钠溶液吸收，防止污染，也可以将其转化为氯
化氢，回收循环利用，B正确；C．途径2中200℃时反应生成氧化铜，由原子守恒可知，还生成氯化氢，
该反应的化学方程式为Cu2(OH)2Cl2 2CuO+2HCl↑，C正确；D．氯化亚铜不溶于水，书写离子方程
式时不能拆开，D错误；故选D。
8.（2023.全国甲卷） 是一种压电材料。以 为原料，采用下列路线可制备粉状 。
回答下列问题：
（1）“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（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BaSO 还原 （2）S2-+Ca2+ =CaS↓
4
（3）c （4）①. 不可行 ②. 产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体 HS会污染空气，而且CaS
2
与盐酸反应生成可溶于水的CaCl ，导致BaCl 溶液中混有CaCl 杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低
2 2 2
（5）BaCl + TiCl + HO +2(NH)C O=BaTi(C O) ↓ +4NHCl + 2HCl （6）1:1
2 4 2 4 2 2 4 2 4 2 4
【解析】
【分析】由流程和题中信息可知，BaSO 与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到 CO、BaCl 、易
4 2
溶于水的BaS和微溶于水的CaS；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和CaS，滤液中有BaCl 和BaS；滤液
2
经酸化后浓缩结晶得到BaCl 晶体；BaCl 晶体溶于水后，加入TiCl 和(NH )C O 将钡离子充分沉淀得到
2 2 4 4 2 2 4
BaTi(C O) ；BaTi(C O) 经热分解得到BaTiO 。（1）“焙烧”步骤中，BaSO 与过量的碳粉及过量的氯
2 4 2 2 4 2 3 4
化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl 、BaS和CaS，BaSO 被还原为BaS，因此，碳粉的主要作用是做还原剂，
2 4
将BaSO 还原。（2）“焙烧”后固体产物有BaCl 、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。易溶于水的BaS
4 2
与过量的CaCl 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S2-+Ca2+
2
=CaS↓。
（3）“酸化”步骤是为了将BaS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BaCl 可溶
2
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HS会污染空气，而且CaS与盐酸反应生成可溶于水的CaCl ，导
2 2
致BaCl 溶液中混有CaCl 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
2 2
BaTi(C O) 的化学方程式为：BaCl + TiCl + HO +2(NH)C O=BaTi(C O) ↓ +4NHCl + 2HCl 。
2 4 2 2 4 2 4 2 2 4 2 4 2 4
（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为：
BaTi(C O) BaTiO +2CO ↑+2CO↑，因此，产生的n(CO): n(CO)=1:1。
2 4 2 3 2 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】9．（2022.全国甲卷）硫酸锌(ZnSO)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫
4
酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO ，杂质为SiO 以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制
3 2
备流程如下：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
离子
回答下列问题：
（1）菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。
（2）为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
（3）加入物质X调溶液 ，最适宜使用的X是_______(填标号)。
A. B. C.
滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。
（4）向 的滤液①中分批加入适量 溶液充分反应后过滤，滤渣②中有 ，该步反应
的离子方程式为_______。
（5）滤液②中加入锌粉的目的是_______。
（6）滤渣④与浓 反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。
【答案】（1）ZnCO ZnO+CO ↑ （2）①. 将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积②.增大硫酸的浓度
3 2
等
（3）①. B ②. Fe(OH) ③. CaSO ④. SiO （4）3Fe2++MnO -+7H O=3Fe(OH) ↓+MnO↓+5H+
3 4 2 4 2 3 2
（5）置换Cu2+为Cu从而除去 （6） ①. CaSO ②. MgSO
4 4
【解析】由题干信息，菱锌矿的主要成分为ZnCO ，杂质为SiO 以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，结合
3 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应 ZnCO ZnO+CO ↑，再加入HSO 酸浸，得到含Zn2+、
3 2 2 4
Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液，加入物质 X 调节 pH=5，结合表格数据，过滤得到 Fe(OH) 、
3
CaSO 、SiO 的滤渣①，滤液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+，再向滤液①中加入KMnO 溶液
4 2 4
氧化Fe2+，过滤得到Fe(OH) 和MnO 的滤渣②，滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，过滤后
3 2
得到滤渣③为Cu，再向滤液③中加入HF脱钙镁，过滤得到滤渣④为CaF 、MgF ，滤液④为ZnSO 溶液，
2 2 4
经一系列处理得到 ZnSO·7H O，据此分析解答。（1）由分析，焙烧时，生成 ZnO的反应为：ZnCO
4 2 3
ZnO+CO ↑；（2）可采用将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸
2
取率；（3）A．NH ·H O易分解产生NH 污染空气，且经济成本较高，故A不适宜；B．Ca(OH) 不会引
3 2 3 2
入新的杂质，且成本较低，故B适宜；C．NaOH会引入杂质Na+，且成本较高，C不适宜；故答案选B；
当沉淀完全时(离子浓度小于10-5mol/L)，结合表格Ksp计算各离子完全沉淀时pH＜5的只有Fe3+，故滤渣
①中有Fe(OH) ，又CaSO 是微溶物，SiO 不溶于酸，故滤渣①的主要成分是Fe(OH) 、CaSO、SiO；
3 4 2 3 4 2
（4）向80~90℃滤液①中加入KMnO 溶液，可氧化Fe2+，得到Fe(OH) 和MnO 的滤渣②，反应的离子方
4 3 2
程式为3Fe2++MnO -+7H O=3Fe(OH) ↓+MnO↓+5H+；（5）滤液②中加入锌粉，发生反应
4 2 3 2
Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，故加入锌粉的目的为置换Cu2+为Cu从而除去；（6）由分析，滤渣④为CaF 、MgF ，
2 2
与浓硫酸反应可得到HF，同时得到的副产物为CaSO、MgSO 。
4 4
【拔高练习】
1．氯化亚铜(CuCl)是一种微溶于水、难溶于乙醇、易被氧化的白色粉末，以黄铜矿(主要成分为CuFeS)为
2
原料制取CuCl的流程如图所示：
已知：在水溶液中存在平衡：CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl ]2－(aq)。下列说法错误的是( )
3
A．“浸取”后所得浸取液可用来腐蚀铜制电路板
B．加入浓盐酸的目的是为了实现CuCl的净化
C．[CuCl ]2－中加水可使平衡CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl ]2－(aq)逆向移动
3 3
D．采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl的产率和纯度
【答案】 A
【解析】 “浸取”后所得浸取液含有FeCl ，FeCl 与Cu单质不能发生反应，因此不可用来腐蚀铜制电路
2 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】板，A错误；加入浓盐酸后溶液中的c(Cl－)增大，CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl ]2－(aq)正向移动，过滤除杂
3
后加水稀释，平衡逆向移动，从而可得纯净的CuCl，故该操作的目的是为了实现CuCl的净化，B、C正确；
乙醇沸点低易挥发，真空中无O 可防止CuCl被氧化，故采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl的产率
2
和纯度，D正确。
2．(2022·四川广元高三模拟)含铬废水会严重污染环境，一种烟气协同处理含铬废水(含CrO、Cr O、泥沙
2
等)的流程如图：
下列说法不正确的是( )
A．“沉降”的主要目的是除去泥沙等不溶物
B．溶液A通常选用硫酸“调pH”，目的是将CrO转化为Cr O
2
C．“还原”过程涉及的氧化还原反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D．母液经处理可获得 SO
2 4
【答案】 C
【解析】 “沉降”可以除去不溶性物质，主要目的是除去泥沙等不溶物，A正确；Cr O＋HO2CrO＋
2 2
2H＋，加入稀硫酸，氢离子浓度变大，平衡逆向移动，CrO转化为Cr O，B正确；“还原”过程涉及的氧
2
化还原反应，二氧化硫生成硫酸根离子，正六价铬转化为正三价铬，根据得失电子守恒可知，3SO ～
2
Cr O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，C错误；加入氨水得到Cr(OH) 沉淀和硫酸铵，过滤，母液
2 3
经处理可获得 SO ，D正确。
2 4
3．(2023·银川高三模拟)工业上以碳酸锰矿(主要成分为MnCO ，另含FeO、Fe O 、CaO等杂质)为主要原
3 2 3
料生产锰酸锂(LiMn O)，工艺流程如下：
2 4
下列说法错误的是( )
A．可采用搅拌的方法提高“酸浸”时碳酸锰矿的浸出速率
B．加入CaO的目的是调节pH，使Fe3＋转化为Fe(OH) 除去
3
C．“合成MnO ”的化学方程式为MnSO ＋KSO＋2HO===MnO↓＋KSO ＋2HSO
2 4 2 2 8 2 2 2 4 2 4
D．“气体1”中含两种气体，一种是CO，另一种可能是CO
2
【答案】 D
【解析】 搅拌可使反应物之间更充分的接触，从而提高“酸浸”时碳酸锰矿的浸出速率，故 A正确；加
入CaO生成氢氧化钙，能使铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去，故B正确；“合成MnO ”是硫酸锰作还原剂，
2
KSO 作氧化剂，根据得失电子守恒可得反应：MnSO ＋KSO ＋2HO===MnO↓＋KSO ＋2HSO ，故C
2 2 8 4 2 2 8 2 2 2 4 2 4
正确；二氧化锰与碳酸锂混合反应生成LiMn O ，LiMn O 中Mn的化合价有＋3价、＋4价两种，可知发
2 4 2 4
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】生了氧化还原反应，二氧化锰作氧化剂，则化合价升高的只能是－2价氧元素，故产物中还有氧气，“气
体1”中所含两种气体应为二氧化碳和氧气，故D错误。
4．(2022·陕西延安高三模拟)黏土钒矿(主要成分为钒的＋3、＋4、＋5价的化合物以及SiO、Al O 等)中钒
2 2 3
的化合物溶于酸后多以VO＋、VO2＋、VO形式存在，采用如图所示工艺流程可由黏土钒矿制备VO。已知：
2 5
VO 在碱性条件下以VO形式存在。下列说法不正确的是( )
2 5
A．“酸浸氧化”中欲使3 mol VO＋被氧化成VO，至少需要1 mol KClO
3
B．滤液1中主要的阴离子有AlO、VO、Cl－、OH－、SO
C．“煅烧”时需要的仪器主要有蒸发皿、玻璃棒、三脚架、酒精灯
D．“煅烧”时，NH VO 受热分解：2NH VO =====VO＋2NH ↑＋HO
4 3 4 3 2 5 3 2
【答案】 C
【解析】 黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括SiO 、Al O 等，加入稀硫酸，使
2 2 3
Al O 生成Al3＋；加入KClO 将VO＋和VO2＋氧化成VO，滤渣1为SiO ，滤液含有VO、K＋、Cl－、Al3＋、
2 3 3 2
SO；加入KOH溶液至pH>13，滤液1含有K＋、AlO、VO、Cl－、OH－、SO，通入CO 生成氢氧化铝沉淀，
2
滤液中加入NH HCO 沉钒得到NH VO ，最后煅烧得到VO。VO＋中V元素为＋3价，VO中V元素为＋5
4 3 4 3 2 5
价，3 mol VO＋被氧化成VO，失去6 mol电子，1 mol KClO 变为KCl得到6 mol电子，得失电子守恒，故
3
A正确；由上述分析可知，滤液1中主要的阴离子有AlO、VO、Cl－、OH－、SO，故B正确；“煅烧”时
需要的仪器主要有坩埚、玻璃棒、三脚架、酒精灯、泥三角等，故C错误；NH VO 煅烧生成VO ，化学
4 3 2 5
方程式为2NH VO =====VO＋2NH ↑＋HO，故D正确。
4 3 2 5 3 2
5.钼酸钠是一种白色结晶性粉末，广泛应用于颜料和化工等领域。工业上用钼精矿(主要成分是 ，含
少量的 )制备钼酸钠晶体( )的简化流程如图所示。下列说法错误的是
已知：浸取液溶质主要为 和 。
A．焙烧时发生反应 B．气体X为 ，废渣的主要成分为
C．从滤液中获得 的操作为蒸发结晶 D．利用纯碱吸收 ，可获得副产品亚硫酸
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】钠
【答案】C
【解析】钼精矿，主要成分是 MoS ，含少量的PbS，在空气中焙烧，MoS 被氧化成MoO ，PbS生成
2 2 3
PbO，S元素变成SO （g），再加入纯碱溶液浸取，得到NaMoO 和NaPbO ，加入NaS，得到PbS而除
2 2 4 2 2 2
去Pb元素，最后将NaMoO 溶液蒸发浓缩，冷却结晶，得到产品NaMoO ·2H O。A．焙烧时，MoS 被氧
2 4 2 4 2 2
化成MoO ，反应的方程式为： ，A正确；B．向溶液中加入纯碱溶液浸取，得
3
到NaMoO 和NaPbO 和CO 气体，再加入NaS，得到PbS而除去Pb元素，B正确；C．NaMoO ·2H O
2 4 2 2 2 2 2 4 2
为含有水分子的结晶水合物，所以将NaMoO 溶液蒸发浓缩，冷却结晶，得到产品NaMoO ·2H O，不能
2 4 2 4 2
直接蒸发结晶，C错误；D．因为HSO >H CO ，可以发生反应：NaCO + SO = NaSO +CO ，所以利
2 3 2 3 2 3 2 2 3 2
用纯碱吸收SO （g），可获得副产品亚硫酸钠，D正确； 故选C。
2
6．（2023春·湖南岳阳·高三岳阳一中校考阶段练习）氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域，一种新型合
成方法如图所示。下列说法正确的是
A．反应①属于自然固氮
B．反应③可利用电解 溶液的方法实现
C．该转化过程的总反应为
D．反应①、②、③、④均属于氧化还原反应
【答案】C
【解析】A．反应①属于人工固氮，A错误； B．反应③可利用电解熔融的MgCl 方法实现，B错误；C．
2
该转化过程的总反应为 ，C正确；D．反应②属于非氧化还原反应，D错误；故选
C。
7．（2023秋·黑龙江齐齐哈尔·高三校联考期末）氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业；
CuCl难溶于水和乙醇，潮湿时易水解氧化。工业以硫化铜精矿为原料，设计符合绿色化学理念的制备
CuCl的流程如图：
下列说法错误的是
A．步骤①焙烧产生的有毒气体用NaOH溶液吸收后可用于③的循环利用
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．步骤②中可以用硝酸代替硫酸，不影响后续处理
C．步骤③离子方程式：
D．步骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl加速干燥，防止发生水解氧化
【答案】B
【解析】步骤①焙烧产生的气体是 SO ，用NaOH溶液吸收，并产生 NaSO ，该物质可用于③的循环利
2 2 3
用，A正确；若步骤②用硝酸代替硫酸，会有硝酸铜生成，所得溶液中含有的 HNO 有氧化性，不利于
3
CuCl的生成，B错误；步骤③中，Cu2+、Cl-和SO 2-反应产生CuCl沉淀和SO 2-，该反应的离子方程式为
3 4
，C正确；CuCl难溶于水和乙醇，潮湿时易水解氧化，步
骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl加速干燥，防止发生水解氧化，D正确。
8．（2023秋·江西吉安·高三江西省宜丰中学统考期末）化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业
和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟侯氏制碱法制备 ，进一步处理
得到产品 和 。实验流程如图：
下列说法正确的是
A．气体N、M分别为 和
B．该流程中只有“食盐水”可以循环使用
C．操作1为过滤，为了加快过滤速率常用玻璃棒搅拌
D．向“母液”中加入NaCl粉末并通入 可得到副产品 ，通入 的目的是增大 的浓度，
有利于析出 并提高纯度
【答案】 D
【解析】 侯氏制碱法的原理为：NaCl + H2O+CO2+NH =NaHCO↓ + NH Cl，NH 极易溶于水，所以
3 3 4 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】先通入NH ，有利于CO 的溶解吸收，充分反应后过滤得到固体NaHCO ，NaHCO 受热分解得到碳酸钠、
3 2 3 3
二氧化碳和水，母液的主要溶质为NH Cl，向母液中加入NaCl粉末并通入NH 有利于氯化铵的析出，得到
4 3
纯度更高的NH Cl。A．NH 极易溶于水，所以先通入NH ，有利于CO 的溶解吸收，即气体N、M分别为
4 3 3 2
NH 和CO ，A项错误；B．根据流程可知，NaHCO 受热分解得到的二氧化碳也可以循环使用，B项错误
3 2 3
C．根据分析可知操作1为过滤，过滤时，为了避免滤纸被损坏，不能用玻璃棒搅拌，C项错误；D．向
“ 母 液 ” 中 加 入 NaCl 粉 末 并 通 入 NH 可 得 到 副 产 品 NH Cl ， 通 入 NH ， 会 发 生 反 应 ：
3 4 3
，平衡正向移动，增大了NH +的浓度，有利于析出NH Cl并提高
4 4
纯度，D项正确；答案选D。
9．（2023·天津·校联考一模）合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正
确的是
A．合成氨采用400～500℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气
C．生成固体1的化学方程式为NaCl+NH +CO +H O=NaHCO ↓+NHCl
3 2 2 3 4
D．1L气体1、2的混合气与1 L NH 在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为
3
1∶1
【答案】A
【解析】由图可知：NH3在催化剂条件下与氧气反应生成气体1为NO气体，NO被氧化生成气体2为
NO2气体，NO2气体与水反应生成硝酸，NH3与CO2、H2O、NaCl反应生成固体1为NaHCO3，NaHCO3
受热分解生成固体2为Na2CO3，据此答题。A．合成氨反应为放热反应，温度越低，反应越向着正向移动，
原料的转化率越高，所以400~500℃不利于提高原料的转化率，故A错误；B．由分析可知：气体2为
NO2气体，NO2气体和溴蒸气都有较强的氧化性，都能使淀粉碘化钾试纸变蓝，故B正确；C．固体1为
碳 酸 氢 钠 ， 氯 化 钠 、 二 氧 化 碳 、 水 和 氨 气 可 以 生 成 碳 酸 氢 钠 固 体 ， 故 方 程 式 为 ：
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，故C正确；D．由分析可知：气体1为NO，气体2为NO2，
1LNO、NO2 的混合气与 1LNH3 在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应方程式为：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1:1，故D正确；故选A。
10．（2023.全国乙卷） 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 ，含有
2 4 3
少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn O 的流程如下：
2 4
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HO 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。
（6）缎烧窑中，生成LiMn O 反应的化学方程式是_______。
2 4
【答案】（1）①. MnCO +H SO =MnSO +H O+CO↑ ②. 粉碎菱锰矿
3 2 4 4 2 2
（2） ①. 将Fe2+氧化为Fe3+ ②. Fe3+可以催化HO 分解
2 2
（3）①. 2.8×10-9 ②. Al3+ （4）BaSO、NiS
4
（5）①. Mn2++2H O H↑+MnO↓+2H+ ②. 加入Mn(OH)
2 2 2 2
（6）2LiCO+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
2
后将溶液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。
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资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（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：
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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
的
MnCO +H SO =MnSO +H O+CO↑、粉碎菱锰矿。（2）根据分析，加入MnO 作用是将酸溶后溶液中含
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有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用HO 氧化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化HO 分解，不能使溶液
2 2 2 2
中的Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化HO 分解。（3）溶矿完成以后，
2 2
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 BaS+Ni2++SO2-=BaSO ↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO 、
4 4 4
NiS。（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
2 2
H↑+MnO↓+2H+；电解时电解液中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
2 2 2
定；故答案为：Mn2++2H O H↑+MnO↓+2H+、加入Mn(OH) 。
2 2 2 2
（6）煅烧窑中 MnO 与 LiCO 发生反应生成 LiMn O ，反应的化学方程式为 2LiCO+8MnO
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4LiMn O+2CO ↑+O ↑；故答案为：2LiCO+8MnO 4LiMn O+2CO ↑+O ↑。
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11.（2023.课标I卷）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：
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。
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回答下列问题：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（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___________。
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（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
3 4 4
以达到最好的除杂效果，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VO 沉淀，VO 在pH<1时，溶解为VO 或
2 5 2 5
VO3+在碱性条件下，溶解为VO 或VO ，上述性质说明VO 具有___________(填标号)。
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A．酸性 B．碱性 C．两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na SO)溶液，反应的离子方程式为___________。
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【答案】（1）NaCrO （2）Fe O （3）Al(OH)
2 4 2 3 3
（4）①. 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
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宜处理 ②. 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
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铵根离子浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀 （5）C （6）2Cr O2-+3S O2-+10H+=4Cr3++6SO2-
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+5H O
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【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
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渣和滤液；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：NaCrO ；（2）由分
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析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe O；（3）由分析可知，沉淀步骤调pH到弱碱
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性的目的是将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，故答案为：Al(OH) ；（4）由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫
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酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为 MgSiO 和MgNH PO 沉淀，若溶液pH<9时，磷酸根会与
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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理；若溶液 pH>9
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时，会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO 沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子
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浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀，故答案为：磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH PO ，同
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资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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，不能形成 MgSiO 沉淀，导致产品中
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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；（5）由题给信息可知，五氧化
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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 O2-
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+3S O2-+10H+=4Cr3++6SO2-+5H O，故答案为：2Cr O2-+3S O2-+10H+=4Cr3++6SO2-+5H O。
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资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】
