文档内容
考点 33 工业流程题解题策略
目录
.....................................................................................................................................................1
1.高考真题考点分布...................................................................................................................................................1
2.命题规律及备考策略...............................................................................................................................................1
.....................................................................................................................................................2
考法01 微型工业流程...............................................................................................................................................2
考法02 综合工业流程...............................................................................................................................................5
...................................................................................................................................................15
1.高考真题考点分布
考点内容 考点分布
2024广东卷、2024湖南卷、2024河北卷、2024辽宁卷、2024安徽卷、2024新课标卷、
物质分离和提 2024全国甲卷、2023湖北卷、2023辽宁卷、2023广东卷、2023浙江卷、2023新课标
纯类 卷、
2022湖南卷、2022湖北卷、2022重庆卷、2022全国乙卷
2024北京卷、2024甘肃卷、2024浙江卷6月、2024江苏卷、2024山东卷、2024湖北
卷、2024浙江卷、2023全国甲卷、2023全国乙卷、2023湖南卷、2023山东卷、2023北
物质制备类 京卷、2023浙江卷、2022福建卷、2022辽宁卷、2022广东卷、2022北京卷、2022河北
卷、
2022全国甲卷
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看，以化工流程或实验装置图为载体，考查物质的制备、回收、分离
提纯等仍是高考命题的热点。
【备考策略】
1．审题策略
(1)看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。
(2)看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。
(3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。(4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。
(5)找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。
(6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。
2．解题方法
(1)粗读题干，挖掘图示，明确目的
图示中一般会出现超出教材范围的知识，但题目有提示或者问题中不涉及，关注题目的每一个关键字，尽
量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。通过阅读明确生产目的，找到制备物质
所需的原料及所含杂质。
(2)携带问题，精读信息
读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(进入与流出)、实验操作方法。
(3)看清问题，准确规范作答
答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确性，答题时不具有“连带效应”，即
前一问未答出，不会影响后面答题。
【命题预测】
预计2025年高考会以新的工业流程情境为载体考查物质的制备、分离、提纯、回收等知识，重点考查学
生分析问题、解决问题的能力，题目难度一般较大。
考法01 微型工业流程
化学工艺流程选择题是近几年高考的热点，将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图的形式表
示出来，并根据生产流程中有关的化学知识设计选项，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题；主要涉
及物质的性质、分离提纯、反应原理、实验操作等知识点。由于此类试题陌生度高，对学生的能力要求也
大，加上有的试题文字信息量大，所以这类选择题容易出错。考查的内容主要有：
（1）金属冶炼类，常以Cr、Mn、V、Zn等元素化合物的制备流程为载体，考查不同价态物质转化规律，
条件控制、物质的分离提纯等关键能力。
（2）物质制备类，如胆矾、绿矾、明矾、氧化铁、硝酸铜等物质的制备。
考向01 考查物质的制备
【例1】（2024·湖南株洲·一模）铜的氯化物是重要的化工原料，常用作有机合成催化剂。实验室用粗铜
(含杂质Fe)制备氯化亚铜、氯化铜晶体的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．固体1和固体2中Fe元素的价态相同B．检验溶液2中的杂质离子是否除尽可以选用KSCN溶液或铁氰化钾溶液
C．试剂X可能是CuO，操作②中结晶时需要通入HCl气体
D．反应②的离子方程式为2Cu2＋＋SO ＋2HO＋2Cl－===2CuCl↓＋SO＋4H＋
2 2
考向02 考查物质的分离提纯、除杂
【例2】（2024·山西长治·模拟）某矿石中含有硅、铁、铝的氧化物，为综合开发资源提高矿石的利用率，
化工厂采取如图工艺制备铁红和AlCl ·6H O。下列说法错误的是( )
3 2
A.“酸浸”过程中选择盐酸比硫酸更为合适
B．“氧化”过程中少量多次添加双氧水可有效减少Fe3＋催化HO 分解
2 2
C．“洗涤”的操作是将沉淀转移至洁净的烧杯中，加蒸馏水清洗2～3次
D．将SOCl 与AlCl ·6H O混合并加热，可得到无水AlCl
2 3 2 3
【对点1】（2024·河南商丘·模拟）高铁酸钾(K FeO)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程
2 4
如图所示：
下列叙述不正确的是( )
A．用KFeO 作水处理剂时，既能杀菌消毒又能净化水
2 4
B．反应Ⅰ中尾气可用FeCl 溶液吸收再利用
2
C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D．该条件下，物质的溶解性：NaFeO＜KFeO
2 4 2 4
【对点2】（2024·浙江金华·模拟）电镀污泥(包含Ni、Ca、Fe、Al等金属阳离子)对环境污染极大，是典
型危险废弃物。某科研团队设计了从电镀污泥中提取镍的流程，如图所示。
根据以上信息，下列说法错误的是( )
A.“浸出渣”的主要成分可能是CaCO 、Fe(OH) 、Al(OH)
3 3 3
B．“氨浸”时适当提高氨水浓度和反应温度，有利于增大浸出率
C．该流程中“有机萃取剂”和“萃余液”均可重复使用，且重复使用的目的相同
D．“富集”与“还原”之间的操作可能是沉淀、过滤、洗涤、干燥、灼烧考法02 综合工业流程
一、工业流程试题的呈现形式
【方法技巧】读图要领
(1)箭头：进入的是 (反应物)，出去的是含产品中元素的物质(流程方向)、副产物或 (支线方向)。
(2)三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。
二、流程中原料的预处理
方法 目的
研
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以 反
磨、
应速率或使反应
雾化
水浸 与水接触反应或溶解
酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过 除去
碱浸 除去油污，溶解 氧化物、铝及其氧化物
灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质
煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
三、流程中反应条件的控制
1．控制溶液的pH
(1)控制反应的发生，增强物质的 性或 性，或改变水解程度。
(2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成 沉淀。
①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。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2
＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。
②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去
Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH) 、CuCO、Cu (OH) CO 等物质来调节溶液的pH。
2 3 2 2 3
2．控制反应的温度
(1)控制 。
(2)控制 方向。
(3)控制固体的 ，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
(4)促进溶液中气体的 或实现蒸馏。
(5)防止或实现某物质 或 。
(6)使催化剂达到最大 。
(7)防止副反应的发生。
3．调节反应物的浓度(1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的 ，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操
作产生的影响。
(2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的 ，但对后续操作也会产生影响。
4．控制反应体系的压强
(1)改变化学 。
(2)影响 的方向。
5．使用催化剂
加快 ，提高生产效率。
四、物质的分离与提纯
(一)沉淀洗涤
1．对沉淀洗涤的原因
(1)若滤渣是所需要的物质，洗涤的目的是除去晶体表面的 杂质，得到更纯净的沉淀物。
(2)若滤液是所需要的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的 ，把有用的物质如目标产物尽可能洗出
来。
(3)防止污染环境：如果滤渣表面含有一些对环境有害的物质，如重金属或CN－，为了防止污染环境，往往
要对残渣进行洗涤。
2．洗涤剂的选择
洗涤试剂 适用范围 目的
除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因
冷水 产物不溶于水
为溶解而造成的损失
蒸
有特殊的物质其溶解度随着温 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因
馏 热水
度升高而下降 为温度变化而造成溶解的损失
水
固体易溶于水，难溶于有机溶 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面
有机溶剂
剂 的水分，产品易干燥
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱
体溶解
3.洗涤的方法
洗涤的方法 注意点 三个得分点
让过滤后的晶体继续留在过 在洗涤过程中不能搅 注洗涤液→加洗涤液→重复操作
滤器中，加入洗涤剂浸没晶 拌。因为滤纸已经润 (1)注洗涤液：沿 向漏斗中注入洗涤液
体，让洗涤液自然流下，重 湿，如果搅拌很容易搅 (2)加洗涤液：洗涤液 晶体
复2～3次即可 破滤纸，造成晶体损失 (3)重复操作：重复操作2～3次
(二)产品分离、提纯
1．结晶——固体物质从溶液中析出的过程。
(1)蒸发浓缩、冷却结晶：如制取含结晶水的物质、除去KNO 中的少量NaCl。
3
(2)蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO。
32．过滤——固、液分离。
3．洗涤——用冷水、酒精或电解质溶液洗去固体表面吸附的溶质。
4．蒸馏——分离 的液体混合物。
5．分液—— 的液体间的分离。
6．萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。(反萃取)
7．升华——将可直接汽化的固体分离出来。
8．盐析——加无机盐使溶质的 降低而析出。
9．冷却——利用气体易液化的特点分离气体，如工业合成氨中分离出液氨。
五、工业流程中的计算
化工流程题中涉及的计算主要有：样品的质量分数或纯度的计算，物质的转化率或产率、物质的量浓度、
物质的质量的计算。
1．计算公式
(1)n＝，n＝，n＝cV(aq)
(2)物质的质量分数(或纯度)＝×100%
(3)产品产率＝×100%
(4)物质的转化率＝×100%
2．计算方法——关系式法
关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以节省不必要的中间运算过程，避免
计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应
中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”，找出
已知物质和所求物质之间量的关系。
如水中溶氧量(DO)的测定：
碱性条件下，O 将Mn2＋氧化为MnO(OH) ：①2Mn2＋＋O＋4OH－===2MnO(OH)↓
2 2 2 2
酸性条件下，MnO(OH) 将I－氧化为I：②MnO(OH) ＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I＋3HO
2 2 2 2 2
用NaSO 标准溶液滴定生成的I：③2SO2-＋I===S O2-＋2I－
2 2 3 2 2 3 2 4 6
可得关系式：O～2Mn2＋～2MnO(OH) ～2I～4NaSO
2 2 2 2 2 3
考向01 物质制备型工业流程
【例1】（2024·湖北荆州·三模）钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还
包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO、Fe O。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH VO 。
2 3 4 4 3
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＋ Mn2＋开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1
回答下列问题：
(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是_________________________________________。
(2)“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同时还有________离子被氧化。写出VO＋转化为VO反应
的离子方程式_______________________________________________。
(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为VO·xHO，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、______，以
2 5 2
及部分的______。
(4)“沉淀转溶”中，VO·xHO转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是________。
2 5 2
(5)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是_________________________。
(6)“沉钒”中析出NH VO 晶体时，需要加入过量NH Cl，其原因是
4 3 4
___________________________________________________________________。
【思维建模】流程图建模——理清流程图的各环节
[识图方法]
图1箭头表示反应物加入同时生成物出来；
图2箭头表示反应物分步加入和生成物出来；
图3箭头表示循环反应。
考向02 分离提纯型工业流程
【例2】（2024·湖北武汉·模拟）V有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种，一种从钒页岩(一
种主要含Si、Fe、Al、V元素的矿石)中提取V的工艺流程如下：
已知：①“酸浸”时有 生成。②“萃取”时离子萃取率的大小顺序为 。回答下列问题：
(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-Na SO 与钒页岩形成混合物，这样做的目的是 。
2 4
(2)“滤渣Ⅰ”除掉的主要杂质元素是 (填元素符号)。
(3)H C O 作用是将 转化为 ，转化的目的是 ，发生的离子反应方程式为 。
2 2 4
(4)“沉钒”时，生成 沉淀，“步骤X”的目的是 ，写出“煅烧”时的化学反应方程式
。
(5)以“沉钒率”( 沉淀中V的质量和钒页岩中钒的质量之比)表示钒的回收率如图所示，温度高于
80℃时沉钒率下降的原因是 。
【思维建模】解题思维建模——通过“三审”建立系统思维
(1)审题干——明确原料成分和目的要求
(2)审流程——明确各步转化原理和目的
①看箭头：进入的是原料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
②看三线：主线主产品、分支副产品、回头为循环。
③找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。
④关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。
(3)审问题——明确答什么
①不要答非所问：要看清题目要求，按要求答题，防止答非所问。
②规范答题：回答问题要准确全面，注意语言表达的规范性，特别是化学用语的书写与表示要准确、规
范。
【对点1】（2024·江苏南京·模拟预测）重铬酸钾(K Cr O)在实验室和工业上都有广泛应用，如用于制铬
2 2 7矾、制火柴、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿［主要成分为Fe(CrO )，杂质主要为硅、铁、铝的氧化
2 2
物］制备重铬酸钾的工艺流程如下图所示：
已知：
①焙烧时Fe(CrO ) 中的Fe元素转化为NaFeO ，Cr元素转化为NaCrO。
2 2 2 2 4
②矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如图1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。
③有关物质的溶解度如图2所示。
回答下列问题：
(1)基态铬原子价电子轨道表示式为 。
(2)写出焙烧过程中生成NaCrO 反应的化学方程式 。
2 4
(3)水浸滤渣的主要成分是Fe(OH) ，写出生成此滤渣的离子方程式 。
3
(4)中和步骤中理论pH的范围是 。
(5)酸化时加冰醋酸，酸化的目的是 ，能不能用盐酸代替醋酸 (填“能”或“不能”)。重铬
酸(H Cr O)是一种较强的酸，写出它的结构式 。
2 2 7
(6)工序1加入KCl的目的是 。【对点2】（2024·陕西商洛·模拟预测）以含铍废渣(主要含有 、还含有
)为原料制备单质 的工艺流程如下：
已知： 及其化合物的性质与 及其化合物的性质类似。
回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(2)“沉铝”反应的化学方程式为 。
(3)“氧化、除铁”过程中，氧化剂可使用 或 ，氧化相同量的 ，理论上消耗
。
(4)试剂X选择氨水而不选择 溶液的原因是 。
(5)写出“合成”反应的化学方程式： 。
(6)“转化”时需要真空环境的原因是 ，该反应类型为 (填基本反应类型)。
(7)若含铍废渣中 的含量为 ，上述工艺流程中 的损失率为 ，则 含铍混合物理论上可以生产
(列出计算式即可)。
1.（2024·安徽安庆·模拟预测）铋（Bi）及其化合物在电子材料等领域有着广泛作用。以某铋矿（主要成分
为 、 ，主要杂质 和 ）制取 并回收锰的工艺流程如下：
按要求回答下列问题。
(1)元素Bi较同主族N的周期数大4，写出基态Bi原子的价层电子排布式 。
(2)滤渣1的主要成分的晶体类型为 。(3)“还原”步骤中Bi粉的作用为 。
(4)已知 在2.03， 易发生水解为BiOCl。ii.几种离子沉淀与pH的关系如下。
离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+
开始沉淀pH 8.1 6.3 1.9
沉淀完全pH 10.1 8.3 3.3
(1)“联合焙烧”时，BiS 和MnO 在空气中反应生成 BiO 和MnSO ，该反应的化学方程式为 。
2 3 2 2 3 4
(2)“酸浸”时需及时补充浓盐酸调节浸取液的 pH，一般控制浸取液pH小于1.4，其目的是 。
(3)“转化”时加入金属Bi的作用是 ，得到BiOCl的离子方程式为 。
(4)铋能被有机萃取剂(简称 TBP)萃取，其萃取原理可表示为
。“萃取”时需向溶液中加入NaCl固体调节Cl-浓度，
萃取率随c(Cl-)变化关系如图所示，c(Cl-)最佳为1.3 mol·L-1。c(Cl-)＞1.3mol·L−1 时，铋离子萃取率下降的可
能原因是 。
(5)“沉淀反萃取”时生成草酸铋[Bi (C O)·7H O] 晶体。为得到含 Cl- 较少的草酸铋晶体，“萃取”后有机
2 2 4 3 2
相与草酸溶液的混合方式为 。
5．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）二氧化铈( )是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备 的一种工艺流程如图所示：
已知：① 能与 结合成 ，也能与 结合成 ；
②在硫酸体系中 能被萃取剂[ ]萃取，而 不能。
回答下列问题：
(1)氧化焙烧中氧化的目的是 。
(2)“萃取”时存在反应： ，如图中D是分配比，表示Ce(IV)分别在有
机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比 保持其它条件不变，若在起始料液中
加入不同量的 以改变水层中的 ，请解释D随起始料液中 变化的原因：
。
(3)“反萃取”中，在稀硫酸和 的作用下 转化为 ，反应的离子方程式为： 。
(4)向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH，pH应大于 时， 完全生成 沉淀。
(已知 [ ])
(5) 是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧，在尾气消除过
程中发生着 (0≤x≤0.25)的循环，请写出 消除NO尾气(气体产物是空气的某一
成分)的化学方程式 。
(6)氧化铈 ，常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂 ， 占据原来 的位置，可以得
到更稳定的结构，如图所示， 晶胞中 与最近 的核间距为a pm。(已知： 的空缺率=
)①已知M点原子的分数坐标为 ，则N点原子的分数坐标为 。
② 晶体的密度为 (只需列出表达式)。
③若掺杂 后得到 的晶体，则此晶体中 的空缺率为 。
6．（2024·北京·三模） 是一种重要的化工原料，可用于制革，印染等工业。
(1)以铬铁矿（主要成分为 ，还含有MgO、 、 等）为原料制备 的工艺
流程如图。
已知：Al O 与纯碱焙烧转化为NaAlO ，SiO 与纯碱焙烧转化为NaSiO。
2 3 2 2 2 3
①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是 。
②焙烧的目的是将 转化为 并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时
发生的化学方程式 。
③滤渣1主要含有 。
④矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如下图所示。
ⅰ．过程Ⅲ中用HSO 溶液的目的是 ，pH的理论范围为 。
2 4
ⅱ．过程Ⅳ发生反应 ，计算该反应的K≈ 。
(2)测定产品中 的质量分数。
称取a g产品，用500mL容量瓶配制为待测液。取25mL待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用b mol∙L-1(NH )Fe(SO ) 标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液v mL。产品中 （摩尔质量为
4 2 4 2
）的质量分数为 。（列计算式）
(3)利用膜电解技术，以 溶液为阳极室电解质溶液，NaOH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 （填序号）。
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NaCr O 产生的原理 。
2 2 7
已知：酸性条件下 被还原为Cr3+。
7．（2024·辽宁·模拟预测）钴广泛应用于电池、合金等领域。以含钴废料(主要含 和 ，还含有
等元素以及 、碳、有机物)为原料制备钴的流程如下：
已知：① 难溶于水。
② (焦亚硫酸钠)常作食品抗氧化剂。
③常温下，部分氢氧化物沉淀的 如表所示。
开始沉淀
0.3 2.7 7.6 7.2 9.6
完全沉淀
1.2 3.2 9.6 9.2 11.1
④氧化性： 。
回答下列问题：
(1)“浸取”时硫酸不宜用浓盐酸代替，其原因是 (用离子方程式表示)。(2)其他条件相同时，“氧化”过程中，氧化率与温度的关系如图1所示，氧化率与 的关系如图2所示
(不考虑 的情况)。
“氧化”的最佳条件是 。在此条件下，实际消耗的双氧水远大于理论用量，可能的原因是
。
(3)有人认为“除镁”可以通过调节 代替加入 ，请你评价： (判断是否可行，简述理
由)。
(4)工业上也可利用图3装置实现制备 。
①石墨电极的电极反应式为 。生成 时，室1中溶液理论上减少 g。
②相较于直接电解 溶液，图3中“三室两膜”装置突出优点是 。(从绿色化学角度分析)
(5)钴的一种氧化物的晶胞如图所示，已知 。钴离子的配位数为 ，晶胞中原子
空间利用率为 。[用含 和π的代数式表示，已知：晶胞中原子空间利用率
]
8．（2024·湖南长沙·三模）硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品等。工业生产中
利用方铅矿(主要成分为 ，含有 等杂质)制备 晶体，工艺流程如下：已知：① ；
② 。
(1)基态 原子的价层电子排布式为 。
(2)“浸取”时，由 转化为 的离子方程式为 。
(3)滤渣2的主要成分是 (填化学式)。
(4)由该工艺可知，反应 属于 。反应(填“放热”或“吸
热”)。
(5)“沉淀转化”步骤完成后溶液中的 浓度为 ，则此时溶液中的 浓度为
(6)滤液a可循环利用，试剂M是 。(填化学式)。
(7)PbS的立方晶胞如图所示，已知晶体密度为 ，阿伏加德罗常数的值为 ，则晶胞中硫离子与铅
离子最近的距离为 nm。
9．（2024·山东济南·模拟预测）偏磷酸钡 具有耐高温、透光性良好等性能，是制备磷酸盐光学
玻璃的基础物质。利用湿法磷酸(主要成分为 ，含有少量 、 、 、 等杂质)制备偏
磷酸钡的一种工艺的主要流程如图所示：
已知25℃时：① ， ， ， ，②将 通入 溶液中，当 时生成 ， 时生成 ，
时生成 ，磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性
类似于碳酸盐。
回答下列问题：
(1)加入适量 的主要目的是 。
(2)“滤渣2”的主要成分有 、S及 ，则脱砷元素和铁元素的反应中共消耗
(用含a和b的代数式表示)；25℃下，“脱砷铁”后滤液中 ，则
。
(3)“氨化”的目的之一是通入适量 调节溶液的pH，从保证产率的角度出发，此时 转化为A，A
为 (填化学式)。
(4)“脱镁”的目的是生成MgF 沉淀除去Mg2+。若将流程中“氨化”与“脱镁”交换，Mg2+沉淀不完全，原
2
因是 。
(5)“结晶”后得到A的晶体，与硫酸钡“煅烧”时生成 、两种气体(空间构型分别为三角锥形和平
面三角形)等物质，其反应的化学方程式为 。
10．（2024·湖北武汉·模拟预测）磷锂铝石 是一种含锂、铝的氟磷酸盐，常含
等元素，是含锂较高的工业矿物之一。以磷锂铝石为原料制备锂离子动力电池正极材
料 的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)滤渣1的成分为 和 （填化学式）。
(2)“氧化”的目的是 （语言叙述），滤渣2的成分为 。
(3) 的溶解度曲线如图所示。图中a、b对应温度下 的溶度积之比 ，
“沉锂”时，控制温度为 ，饱和 的浓度约为 （填“可能”或“不可
能”）沉淀完全。[ 饱和溶液的密度近似为 ， 认为沉淀完全]。(4)“沉锂”时反应 ，测得 沉淀率随温度升高而增加，其原因是 （任写一条即可）。
(5)“沉锂”后分离得到 的操作是蒸发结晶、 、洗涤、干燥。
(6)“合成”在高温下进行，写出该反应的化学方程式： （葡萄糖→ ）。
11．（2024·广东·三模） 和 应用于电镀、机械、航空等众多工业领域。从一种 合金废料
生产工业硫酸镍和锡酸钠的工艺流程如下图所示。
已知：①“酸浸”后滤液中的主要金属阳离子为 、 、 、 。
②“一次除铁”后溶液中仍有少量 。“萃取除铁、反萃取、制 和制 ”的原理是：
(有机相) (有机相)， 和 代表金属阳离子或 。金属阳离子
和 的结合能力： 。
③常温下， ， ； ，
。
(1)“酸浸”时，Ni与硝酸反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
(2)“碱熔”时， 发生反应的化学方程式为 。
(3)“沉锡”时，常温下 恰好完全沉淀为 时 ，
(填“>”“<”或“=”)。
(4)“一次除铁”的总反应离子方程式为 。(5)“萃取除铁”时，用 制取 进行萃取，而不用 直接进行萃取的原因是
。
(6)“反萃取”时，萃余液的溶质含 ，试剂1是 。
(7)“制 ”时，溶液1的主要成分是 (填化学式)。
(8)某镍和砷形成的晶体，晶胞结构如图1，沿z轴方向的投影为图2。
①该晶体中As周围最近的Ni有 个。
②该晶体的密度为 ，晶胞参数为apm，bpm，则阿伏加德罗常数的数值 (用含a、
b、 的代数式表示)。
12．（2024·山东·二模）我国钴资源相对贫乏，而湿法炼锌固体废弃物中含有较多的钴元素(高钴渣)，以下
为一种高钴渣综合利用回收钴等各种金属元素的生产工艺。回答有关问题：
已知：I．高钴渣物相组成： 、 、 、 、CuO等。
Ⅱ．溶度积： 。
Ⅲ． 是两性氢氧化物，可与强碱反应成 。
(1)高钴渣酸浸过程中完全转化为 ，写出反应的化学方程式： ，滤渣1的主要成分是
(填化学式)。
(2)实验发现硫酸酸浸过程中，浸出液中金属离子浓度随硫酸浓度(质量分数)的变化情况如下图，工业生产中选择18%的硫酸作为浸出试剂，理由是 。锰浸出量( )随硫酸浓度增大而升高的可能原因为
。
(3)滤液1加入碳酸钠溶液中和除杂，应调节pH最小为 (保留一位小数)，该过程中滴加碳酸钠溶液的
速度要慢，否则会生成 ，写出反应的离子方程式： 。
(4)一次除锌后滤渣4主要成分为 ，经检测发现即使一次除锌过程中NaOH溶液足量，在
中仍存在一定量的锌元素，可能的原因是
(5)为除掉 中少量的锌，可在酸溶后加入有机络合试剂204(试剂B)萃取二次除锌，络合试剂结构
为 (R为结构复杂的烃基)，其电离后阴离子容易与 配位。实验发现二次除锌时pH应控制
在4.0附近，不宜过低或过高，可能的原因是 。
13．（2024·湖南长沙·三模）铼是一种稀有贵重金属，广泛用于制造飞机、卫星和火箭的外壳等。工业上
一种利用富铼矿渣(主要成分ReS )提取铼的工艺流程如图所示：
2
已知：①“焙烧”得到的固体成分有Re O、ReO 以及铁、铜和硅的氧化物；
2 7 3
②Re O 是酸性氧化物，HReO 的性质与HClO 的性质相似；高铼酸铵( )微溶于冷水，易溶于热
2 7 4 4
水；③室温下， 。
回答下列问题：
(1)Re O 与水反应的离子方程式为 ；室温下，加入氨水后，测得溶液pH约为11，则溶液中
2 7
(填“>”“<”或“=”) 。
(2)“焙烧”时，空气从焙烧炉底部通入，粉碎后的矿渣从顶部加入，目的是 。
(3)写出“热解”时发生反应的主要化学方程式： 。
(4)测得制得的铼粉(含少量Re O)中Re与O的原子个数比为1∶0.35，则该产品的纯度为 %(保留
2 7
三位有效数字)。
(5)已知ReO 的立方晶胞结构如图所示，则Re在晶胞中的位置为 ；晶体中一个Re周围与其最
3
近的O的个数为 。
14．（2024·山西晋中·模拟预测）钴蓝[ ]是一种重要的蓝色颜料。利用含钴废料（主要成分为
，还含有少量Al以及 、 、 ）制备钴蓝的一种工艺流程如图：
已知： ，
请回答以下问题：
(1)“碱浸”时所得滤液主要成分为NaOH、 和 ，写出生成 的化学方程式：
；“操作”的分离方法是 。
(2)“酸溶”时有能使带火星的木条复燃的气体产生，写出 发生反应的离子方程式为： ；
“酸溶”时能否使用盐酸代替硫酸 （填“能”或“不能”）？
(3)已知钴、锂在有机磷萃取剂中的萃取率与pH的关系如图所示，则有机磷萃取的最佳pH为 。(4)若 溶液中 ，为防止沉钴过程中产生 沉淀，需控制溶液的pH小于
（保留一位小数）；灼烧过程中主要反应的化学方程式为 。
(5)可以通过电解 溶液获得单质Co和较浓的盐酸，工作原理如图所示：
其中膜a和膜b中，属于阳离子交换膜的是 （填“膜a”或“膜b”）。若Ⅱ室溶液中溶质的质量
增加了73g，则获得的单质Co质量为 。
15．（2024·陕西安康·模拟预测）硅酸盐锆矿的主要成分为 ，还含有Fe、Al、Cu的氧化物，以该矿
石为原料生产 的工艺流程如图所示：
已知：“加热转化”后得到的成分有 、 、 、 和 。
回答下列问题：
(1)“加热转化”时，提前将CO和 按一定比例混合均匀后由硅酸盐锆矿的下端向上通入，其目的是
；该过程中 发生反应的化学方程式为 。
(2)已知 易水解生成硅酸和盐酸，则“碱浸”时硅酸发生反应的离子方程式为 。
(3)常温下， ，测得“除铜”后溶液中 ，通过计算判断溶液中
是否除尽： (写出计算过程，溶液中离子浓度低于 即可认为该离子被除
尽)。
(4) 难溶于有机溶剂； 易溶于有机溶剂 (密度小于水)，微溶于水。若可选试剂为
和有机溶剂 ，则从除铜后的溶液中“除铁”的具体操作为 ，再用硫酸将含有
的有机层反萃取，得到含 的溶液进入下一步流程(补全操作)。(5)常温下， ，“沉锆”后 的溶液中， (填“
”“ ”或“ ”)。
(6)若 硅酸盐锆矿经上述流程后，最后制得 ，则原矿石中 的百分含量为 (忽
略过程中Zr的消耗，保留两位有效数字)。
1.（2024·辽宁卷）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
2.（2024·北京卷）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. I的化学方程式：
B. Ⅱ中的反应条件都是为了提高 平衡转化率
C. 将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D. 生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
3.（2024·湖南卷）中和法生产 的工艺流程如下：已知：① 的电离常数： ， ，
② 易风化。
下列说法错误的是
A. “中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入 溶液
B. “调pH”工序中X为 或
C. “结晶”工序中溶液显酸性
D. “干燥”工序需在低温下进行
4.（2024·甘肃卷）我国科研人员以高炉渣(主要成分为 ， ， 和 等)为原料，对炼钢
烟气( 和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示：
已知：
（1）高炉渣与 经焙烧产生的“气体”是_______。
（2）“滤渣”的主要成分是 和_______。
（3）“水浸2”时主要反应的化学方程式为_______，该反应能进行的原因是_______。
（4）铝产品 可用于_______。
（5）某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数
。图丙中 与N的距离为_______ ；化合物的化学式是_______，其摩尔质量为
，阿伏加德罗常数的值是 ，则晶体的密度为_______ (列出计算表达式)。5.（2024·广东卷）镓( )在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭
渣(含 和少量的 等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。
工艺中， 是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用
提取金属离子 的原理如图。已知：
① 。
② (冰晶石)的 为 。
③浸取液中， 和 以 微粒形式存在， 最多可与2个 配位，其他
金属离子与 的配位可忽略。
（1）“电解”中，反应的化学方程式为_______。
（2）“浸取”中，由 形成 的离子方程式为_______。
（3）“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过 ，从而有利于的分离。
（4）“ 提取”中，原料液的 浓度越_______，越有利于 的提取；研究表明，原料液酸度过
高，会降低 的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以
进一步提高 的提取率。
（5）“调 ”中， 至少应大于_______，使溶液中 ，有利于 配离子及
晶体的生成。若“结晶”后溶液中 ，则 浓度为_______
。
（6）一种含 、 、 元素的记忆合金的晶体结构可描述为 与 交替填充在 构成的立方体体
心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比 _______，其立方晶胞的体
积为_______ 。
6.（2024·安徽卷）精炼铜产生的铜阳极泥富含 等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极
泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
（1） 位于元素周期表第_______周期第_______族。
（2）“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。
（3）“浸取2”步骤中，单质金转化为 的化学方程式为_______。
（4）“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为 。
（5）“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为_______。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用
的物质为_______(填化学式)。
（6）“还原”步骤中，被氧化的 与产物 的物质的量之比为_______。（7） 可被 氧化为 。从物质结构的角度分析 的结构为(a)而不是(b)的原因：
_______。
7.（2024·河北卷） 是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从
石煤中提取 的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。
已知：i石煤是一种含 的矿物，杂质为大量 和少量 等；苛化泥的主要成分为
等。
ⅱ高温下，苛化泥的主要成分可与 反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙 和偏铝酸钙
均难溶于水。回答下列问题：
（1）钒原子的价层电子排布式为_______；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为_______，产生的气体①
为_______(填化学式)。
（2）水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为_______(填化
学式)。
（3）在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为_______； 加压导入盐浸
工序可提高浸出率的原因为_______；浸取后低浓度的滤液①进入_______(填工序名称)，可实现钒元素的
充分利用。
（4）洗脱工序中洗脱液的主要成分为_______(填化学式)。
（5）下列不利于沉钒过程的两种操作为_______(填序号)。
a．延长沉钒时间 b．将溶液调至碱性 c．搅拌 d．降低 溶液的浓度
8.（2024·湖北卷）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐 中提取铍的路径为：已知：
回答下列问题：
（1）基态 的轨道表示式为_______。
（2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是_______。
（3）“萃取分液”的目的是分离 和 ，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察
到的现象是_______。
（4）写出反萃取生成 的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利用。
（5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是_______。
（6） 与醋酸反应得到某含4个 的配合物，4个 位于以1个O原子为中心的四面体的4个
顶点，且每个 的配位环境相同， 与 间通过 相连，其化学式为_______。
9.（2024·甲卷）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
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 ，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：① 。
②以氢氧化物形式沉淀时， 和溶液 的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是_____。（2）“酸浸”步骤中， 发生反应的化学方程式是_____。
（3）假设“沉铜”后得到的滤液中 和 均为 ，向其中加入 至 沉淀
完全，此时溶液中 _____ ，据此判断能否实现 和 的完全分离_____(填“能”或
“不能”)。
（4）“沉锰”步骤中，生成 ，产生 的物质的量为_____。
（5）“沉淀”步骤中，用 调 ，分离出的滤渣是_____。
（6）“沉钴”步骤中，控制溶液 ，加入适量的 氧化 ，其反应的离子方程式为
_____。
（7）根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是_____。
10.（2024·辽宁卷）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）“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“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）“真金不拍火炼”，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。
11.（2024·山东卷）以铅精矿(含 ， 等)为主要原料提取金属 和 的工艺流程如下：回答下列问题：
（1）“热浸”时，难溶的 和 转化为 和 及单质硫。溶解等物质的量的 和
时，消耗 物质的量之比为_______；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时 挥发外，
另一目的是防止产生_______(填化学式)。
（2）将“过滤Ⅱ”得到的 沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属 “电解I”阳极产物
用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为_______。
（3）“还原”中加入铅精矿的目的是_______。
（4）“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)。
A． B． C． D．
“置换”反应的离子方程式为_______。
（5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作_______(填“阴极”或“阳极”)。
12.（2024·新课标卷）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种
从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如
下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全( )时的pH：
开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
回答下列问题：
（1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是_______；“滤渣1”中金属元素主要为_______。
（2）“过滤1”后的溶液中加入 的作用是_______。取少量反应后的溶液，加入化学试剂_______检验
_______，若出现蓝色沉淀，需补加 。（3）“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_______、_______。
（4）“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式)，残留的 浓度为_______ 。
13.（2024·浙江卷1月）固态化合物Y的组成为 ，以Y为原料实现如下转化。
已知： 与溶液A中金属离子均不能形成配合物。
请回答：
（1）依据步骤Ⅲ， 、 和 中溶解度最大的是_______。写出溶液C中的所有阴离子
_______。步骤Ⅱ中，加入 的作用是_______。
（2）下列说法正确的是_______。
A. 气体D是形成酸雨的主要成分 B. 固体E可能含有
C. 可溶于 溶液 D. 碱性：
（3）酸性条件下，固体 (微溶于水，其还原产物为无色 的)可氧化 为 ，根据该反
应原理，设计实验验证Y中含有 元素_______；写出 转化为 的离子方程式_______。
14.（2024·浙江卷）矿物资源的综合利用有多种方法，如铅锌矿(主要成分为 )的利用有火法和电
解法等。
已知：① ；
②电解前后 总量不变；③ 易溶于水。
请回答：
（1）根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果， 中硫元素体现的性质是_______(选填
“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量 ，该物质可溶于浓盐
酸， 元素转化为 ，写出该反应的化学方程式_______；从该反应液中提取 的步骤如
下：加热条件下，加入_______(填一种反应试剂)，充分反应，趁热过滤，冷却结晶，得到产品。（2）下列说法正确的是_______。
A. 电解池中发生的总反应是 (条件省略)
B. 产物B主要是铅氧化物与锌氧化物
C. 化合物C在水溶液中最多可中和
D. 的氧化性弱于
（3）D的结构为 ( 或 )，设计实验先除去样品D中的硫元素，再用除去硫元素后的溶液
探究X为何种元素。
①实验方案：取D的溶液，加入足量 溶液，加热充分反应，然后_______；
②写出D(用 表示)的溶液与足量 溶液反应的离子方程式_______。
15.（2024·北京卷）利用黄铜矿(主要成分为 ，含有 等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。
（1）矿石在焙烧前需粉碎，其作用是_______。
（2） 的作用是利用其分解产生的 使矿石中的铜元素转化为 。 发生
热分解的化学方程式是_______。
（3）矿石和过量 按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸
收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图； 和 时，固体B中所含铜、铁的主要物
质如表。
温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质400
500
①温度低于 ，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是_______。
②温度高于 ，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是
_______。
（4）用离子方程式表示置换过程中加入 的目的_______。
（5）粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的 溶液做电解液，并维持一定的 和
。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是_______。
