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专题12 工艺流程综合题
考点
三年考情（2022-2024）
命题趋势
考点1 工艺流
程综合题
◆物质分离和提纯类工艺流程题：2024 广
东卷、2024 湖南卷、2024 河北卷、2024 新
课标卷、2024 全国甲卷、2024 黑吉辽卷、
2024 安徽卷、2023 新课标卷、2023 湖北
卷、2023 辽宁卷、2023 广东卷、2023 浙江
卷、2022 湖南卷、2022 湖北卷、2022 重庆
卷、2022 全国乙卷
◆物质制备类工艺流程题：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1 月、2023 全国甲卷、2023 全国乙卷、
2023 湖南卷、2023 山东卷、2023 北京卷、
2023 浙江卷、2022 全国甲卷、2022 福建
卷、2022 辽宁卷、2022 广东卷、2022 北京
卷、河北卷
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流
程用框图形式表示出来，并根据生产流程
中有关的化学知识步步设问。化工流程题
以现代工业生产为基础，与化学反应原
理、产品提纯、环境保护等相融合，具有
考查知识面广、综合性强、思维容量大的
特点。这类题型不但综合考查考生在中学
阶段所学的元素及其化合物知识以及物质
结构、元素周期律、氧化还原反应、化学
用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、
实验操作等知识，而且更重要的是能突出
考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理
能力，且这类试题陌生度高，文字量大，
包含信息多，思维能力要求高。近年高考
有关考查要点和设问方式没有大的变化，
注意的是有关化学方程式的书写的考查，
有加强的趋势，一般有2~3 个小问会涉及
方程式的书写。
考法01 物质分离提纯类工艺流程题
1. (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。
1
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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_______
。
2
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2. (2024·湖南卷)铜阳极泥(含有Au、
、
、
等)是一种含贵金属的可再生资源，回收
贵金属的化工流程如下：
已知：①当某离子的浓度低于
时，可忽略该离子的存在；
②
；
③
易从溶液中结晶析出；
④不同温度下
的溶解度如下：
温度
℃
0
20
40
60
80
溶解
度/g
14.4
26.1
37.4
33.2
29.0
回答下列问题：
（1）Cu 属于_______区元素，其基态原子的价电子排布式为_______；
（2）“滤液1”中含有
和
，“氧化酸浸”时
反应的离子方程式为_______；
（3）“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的
：
①在“氧化酸浸”工序中，加入适量
的原因是_______。
②在“除金”工序溶液中，
浓度不能超过_______
。
（4）在“银转化”体系中，
和
浓度之和为
，两种离子分布分数
随
浓度的变化关系如图所示，若
浓度为
，则
的浓度为_______
。
3
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（5）滤液4 中溶质主要成分为_______(填化学式)；在连续生产的模式下，“银转化”和“银还原”工序
需在
℃左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是_______。
3. (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
4. (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：
4
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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_______
。
5. (2024·全国甲卷)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
+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10-5mol·L-1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。
②以氢氧化物形式沉淀时，lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH 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，CoO 发生反应的化学方程式是_____。
（3）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1，向其中加入Na2S 至Zn2+沉淀完
5
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全，此时溶液中c(Co2+)=_____mol·L-1，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离_____(填“能”或
“不能”)。
（4）“沉锰”步骤中，生成1.0molMnO2，产生H+的物质的量为_____。
（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，加入适量的NaClO 氧化Co2+，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_____。
6. (2024·黑吉辽卷)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。
7. (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。
6
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回答下列问题：
（1）Cu 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：
_______。
8．（2023·新课标卷）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Cr2O
存在，在碱性介质中以CrO
存在。
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SiO2和___________。
(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MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9 以达
到最好的除杂效果，若pH<9 时，会导致___________；pH>9 时，会导致___________。
7
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(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH 调到1.8 左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1 时，溶解为VO 或VO3+在碱
性条件下，溶解为VO 或VO
，上述性质说明V2O5具有___________(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为___________。
9．（2023·湖北卷）
是生产多晶硅的副产物。利用
对废弃的锂电池正极材料
进行氯化处
理以回收Li、Co 等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
(1)Co 位于元素周期表第_______周期，第_______族。
(2)烧渣是LiCl、
和
的混合物，“500℃焙烧”后剩余的
应先除去，否则水浸时会产生大量
烟雾，用化学方程式表示其原因_______。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体
常用方法的名称是_______。
(4)已知
，若“沉钴过滤”的pH 控制为10.0，则溶液中
浓度为_______
。“850℃煅烧”时的化学方程式为_______。
(5)导致
比
易水解的因素有_______(填标号)。
a．Si-Cl 键极性更大 b．Si 的原子半径更大
c．Si-Cl 键键能更大 d．Si 有更多的价层轨道
10．（2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（
和
)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
物
质
8
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回答下列问题：
(1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸
，
中过氧
键的数目为_______。
(3)“氧化”中，用石灰乳调节
，
被
氧化为
，该反应的离子方程式为_______(
的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为
、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，
(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。
体积分数为_______时，
(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大
体积分数时，
(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钴镍”中得到的
(Ⅱ)在空气中可被氧化成
，该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中为使
沉淀完全
，需控制
不低于_______(精确至0.1)。
11．（2023·广东卷）
均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含
)中，利用氨浸工艺可提取
，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由
、
和
配制。常温下，
与
形成可溶
于水的配离子：
；
易被空气氧化为
；部分氢氧化物的
如下表。
氢氧化物
回答下列问题：
9
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(1)活性
可与水反应，化学方程式为 。
(2)常温下，
的氨性溶液中，
(填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”时，由
转化为
的离子方程式为 。
(4)
会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X 射线衍射图谱中，出
现了
的明锐衍射峰。
①
属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
②
提高了
的浸取速率，其原因是 。
(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A 为 。
②由
可制备
晶体，其立方晶胞如图。
与O 最小间距大于
与O 最小间距，x、y 为整数，
则
在晶胞中的位置为 ；晶体中一个
周围与其最近的O 的个数为 。
(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A 含6 个结晶水，则所得
溶液中
与
的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取
工艺的意义，在于可重复利用
和 (填化学式)。
12．（2023·浙江卷）工业上煅烧含硫矿物产生的
可以按如下流程脱除或利用。
已知：
请回答：
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的
可以在炉内添加
通过途径Ⅰ脱除，写出反应方程式
。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的
，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价 B．化合物A 具有酸性
10
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C．化合物A 是一种无机酸酯 D．工业上途径Ⅱ产生的
也可用浓
吸收
②一定压强下，化合物A 的沸点低于硫酸的原因是 。
(3)设计实验验证化合物A 中含有S 元素 ；写出实验过程中涉及的反应方程式 。
13．（2022·湖南卷）钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为
2
TiO ，含少
量V、Si 和Al 的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗
4
TiCl 中含有的几种物质的沸点：
物质
4
TiCl
3
VOCl
4
SiCl
3
AlCl
沸点/℃
136
127
57
180
回答下列问题：
(1)已知ΔG=ΔH-TΔS，ΔG 的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH 、ΔS 随温度的变化。若ΔG<0 ，
则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是_______。
A．
2
2
C(s)
O (g)
CO (g)
B．
2
2C(s)
O (g)
2CO(g)
C．
2
2
4
2
TiO (s)
2Cl (g)
TiCl (g)
O (g)
D．
2
2
4
2
TiO (s)
C(s)
2Cl (g)
TiCl (g)
CO (g)
(2)
2
TiO 与C、
2
Cl ，在600℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
物质
4
TiCl
CO
2
CO
2
Cl
分压MPa
2
4.59 10
2
1.84 10
2
3.70 10
9
5.98 10
①该温度下，
2
TiO 与C、
2
Cl 反应的总化学方程式为_______；
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是_______。
11
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(3)“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离
4
TiCl 中含Si、Al 杂质的方法是
_______。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg 冶炼Ti 的方法相似的是_______。
A．高炉炼铁
B．电解熔融氯化钠制钠
C．铝热反应制锰
D．氧化汞分解制汞
14．（2022·湖北卷）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水
进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有
+
+
-
Na
Li
Cl
、
、
和少量
2+
2+
Mg
Ca
、
)，并设计了以下流程通过制
备碳酸锂来提取锂。
25℃时相关物质的参数如下：
LiOH 的溶解度：
2
12.4g /100gH O
化合物
sp
K
2
Mg OH
12
5.6 10
2
Ca OH
6
5.5 10
3
CaCO
9
2.8 10
2
3
Li CO
2
2.5 10
12
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回答下列问题：
(1)“沉淀1”为___________。
(2)向“滤液1”中加入适量固体
2
3
Li CO 的目的是___________。
(3)为提高
2
3
Li CO 的析出量和纯度，“操作A”依次为___________、___________、洗涤。
(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备
2
3
Li CO 。查阅资料后，发现文献对常温下的
2
3
Li CO 有不同的描
述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究
3
LiHCO 的性质，将饱和LiCl 溶液与饱和
3
NaHCO
溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，
在该实验条件下
3
LiHCO ___________(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为___________。
(5)他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入
2
3
Na CO 改为通入
2
CO 。这一改动能否达到相同
的效果，作出你的判断并给出理由___________。
15．（2022·重庆卷）电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等，对其处理
的流程如图。
Sn 与Si 同族，25℃时相关的溶度积见表。
化学式
Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)
Fe(OH)3
Cu(OH)2
溶度积
1.0×10-56
4×10-38
2.5×10-20
(1)Na2SnO3的回收
①产品Na2SnO3中Sn 的化合价是______。
②退锡工艺是利用稀HNO3与Sn 反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是_____，废液中的Sn2+易
转化成SnO2·xH2O。
③沉淀1 的主要成分是SnO2，焙烧时，与NaOH 反应的化学方程式为______。
(2)滤液1 的处理
①滤液1 中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH 溶液，先得到的沉淀是______。
②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于______mol•L-1。
(3)产品中锡含量的测定
称取产品1.500g，用大量盐酸溶解，在CO2保护下，先用Al 片将Sn4+还原为Sn2+，再用0.1000mol•L-1KIO3
标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO 被还原为I—，终点时消耗KIO3溶液20.00mL。
①终点时的现象为______，产生I2的离子反应方程式为_____。
②产品中Sn 的质量分数为_____%。
16．（2022·全国乙卷）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有
、
、
和Pb。还有少量Ba、Fe、Al
的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
13
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一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解
质
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的
如下表：
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题：
(1)在“脱硫”中
转化反应的离子方程式为 ，用沉淀溶解平衡原理解释选择
的原因
。
(2)在“脱硫”中，加入
不能使铅膏中
完全转化，原因是 。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(
)，还要加入
。
(ⅰ)能被
氧化的离子是 ；
(ⅱ)
促进了金属Pb 在醋酸中转化为
，其化学方程式为 ；
(ⅲ)
也能使
转化为
，
的作用是 。
(4)“酸浸”后溶液的pH 约为4.9，滤渣的主要成分是 。
(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有 。
考法02 物质制备类工艺流程
17．（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。
14
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（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；i．
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
_______________________________________________________________________。
18. (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：
15
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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)。
19. (2024·浙江卷6 月)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)
16
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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_______。
20. (2024·江苏卷)回收磁性合金钕铁硼(
)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。
（1）钕铁硼在空气中焙烧转化为
、
等(忽略硼的化合物)，用
盐酸酸浸后过滤得
到
溶液和含铁滤渣。Nd、Fe 浸出率(
)随浸取时间变化如图
所示。
①含铁滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
②浸出初期Fe 浸出率先上升后下降的原因是_______。
（2）含铁滤渣用硫酸溶解，经萃取、反萃取提纯后，用于制备铁酸铋。
①用含有机胺(
)
有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的
溶液，原理为：
(有机层)
已知：
其他条件不变，水层初始pH 在0.2~0.8 范围内，随水层pH 增大，有机层中Fe 元素含量迅速增多的原因是
_______。
②反萃取后，
经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示(图中有4 个Fe 原子位于晶胞体对角
线上，O 原子未画出)，其中原子数目比
_______。
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（3）净化后的
溶液通过沉钕、焙烧得到
。
①向
溶液中加入
溶液，
可转化为
沉淀。该反应的离子方程式为
_______。
②将
(摩尔质量为
)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线
如图所示。
时，所得固体产物可表示为
，通过以上实验数据确定该产物中
的比值_______(写出计算过程)。
21. (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)。
18
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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”)。
22. (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_______。
23. (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：
19
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（3）酸性条件下，固体
(微溶于水，其还原产物为无色
)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_______。
24．（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_______。
(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
_______。
25．（2023·全国乙卷）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少
量Si、Fe、Ni、Al 等元素）制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
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MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。
(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LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
26．（2023·湖南卷）超纯
是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开
发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯
方面取得了显著成果，工业上
20
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以粗镓为原料，制备超纯
的工艺流程如下：
已知：①金属
的化学性质和
相似，
的熔点为
；
②
(乙醚)和
(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质
沸点/
55.7
34.6
42.4
365.8
回答下列问题：
(1)晶体
的晶体类型是_______；
(2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在
的原因是_______，阴极的电极反应式为
_______；
(3)“合成
”工序中的产物还包括
和
，写出该反应的化学方程式：_______；
(4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是_______；
(5)下列说法错误的是_______；
A．流程中
得到了循环利用
B．流程中，“合成
”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C．“工序X”的作用是解配
，并蒸出
D．用核磁共振氢谱不能区分
和
21
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(6)直接分解
不能制备超纯
，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯
的理由是_______；
(7)比较分子中的
键角大小：
_______
(填“>”“<”或“=”)，其原因是
_______。
27．（2023·山东卷）盐湖卤水(主要含
、
和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种
以高镁卤水为原料经两段除镁制备
的工艺流程如下：
已知：常温下，
。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)含硼固体中的
在水中存在平衡：
(常温下，
)；
与
溶液反应可制备硼砂
。常温下，在
硼砂溶液中，
水解生成等物质的量浓度的
和
，该水解反应的离子方程式为_____，该溶
液
_____。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中
的浓度为
，则常温下精制Ⅱ过程中
浓度应控制在_____
以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收
外，还将增加_____的
用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是_____；进行操作
时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致
_____。
28．（2023·北京卷）以银锰精矿(主要含
、
、
)和氧化锰矿(主要含
)为原料联合提取银
和锰的一种流程示意图如下。
22
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已知：酸性条件下，
的氧化性强于
。
(1) “浸锰”过程是在
溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除
，有利于后续银的浸出：矿石中
的银以
的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应
，则可推断：
__________(填“>”或
“<”)
。
②在
溶液中，银锰精矿中的
和氧化锰矿中的
发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有
__________。
(2) “浸银”时，使用过量
和
的混合液作为浸出剂，将
中的银以
形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：__________。
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中
的作用：____________________。
(3) “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有______________________________。
②一定温度下，
的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后
的沉淀率逐渐减小的原因：
______________。
(4)结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势：________。
29．（2023·浙江卷）某研究小组制备纳米
，再与金属有机框架
)材料复合制备荧光材料
，流程如下：
已知：①含
锌组分间的转化关系：
②
是
的一种晶型，
以下稳定。
请回答：
(1)步骤Ⅰ，初始滴入
溶液时，体系中主要含锌组分的化学式是 。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．步骤Ⅰ，搅拌的作用是避免反应物浓度局部过高，使反应充分
B．步骤Ⅰ，若将过量
溶液滴入
溶液制备
，可提高
的利用率
23
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C．步骤Ⅱ，为了更好地除去杂质，可用
的热水洗涤
D．步骤Ⅲ，控温煅烧的目的是为了控制
的颗粒大小
(3)步骤Ⅲ，盛放样品的容器名称是 。
(4)用
和过量
反应，得到的沉淀可直接控温煅烧得纳米
，沉淀无需洗涤的原
因是 。
(5)为测定纳米
产品的纯度，可用已知浓度的
标准溶液滴定
。从下列选项中选择合理的仪
器和操作，补全如下步骤[“___________”上填写一件最关键仪器，“(___________)”内填写一种操作，均用
字母表示]。
用___________(称量
样品
)→用烧杯(___________)→用___________(___________)→用移液管
(___________)→用滴定管(盛装
标准溶液，滴定
)
仪器：a、烧杯；b、托盘天平；c、容量瓶；d、分析天平；e、试剂瓶
操作：f、配制一定体积的Zn2+溶液；g、酸溶样品；h、量取一定体积的
溶液；i、装瓶贴标签
(6)制备的
荧光材料可测
浓度。已知
的荧光强度比值与
在一定浓度范围
内的关系如图。
某研究小组取
人血浆铜蓝蛋白(相对分子质量
)，经预处理，将其中
元素全部转化为
并定容至
。取样测得荧光强度比值为10.2，则1 个血浆铜蓝蛋白分子中含 个铜原子。
30．（2022·全国甲卷）硫酸锌(
4
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。
硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为
3
ZnCO ，杂质为
2
SiO 以及Ca、Mg、Fe、Cu 等的化合物。其
制备流程如下：
本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表：
24
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离
子
3+
Fe
2+
Zn
2+
Cu
2+
Fe
2+
Mg
sp
K
38
4.0 10
17
6.7 10
20
2.2 10
16
8.0 10
11
1.8 10
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pH=5 ，最适宜使用的X 是_______(填标号)。
A．
3
2
NH
H O
B．
2
Ca(OH) C．NaOH
滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。
(4)向80 ~ 90℃的滤液①中分批加入适量
4
KMnO 溶液充分反应后过滤，滤渣②中有
2
MnO ，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
2
4
H SO 反应可以释放HF 并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。
31．（2022·福建卷）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含
和
等)提铝的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“浸出”时适当升温的主要目的是_______，
发生反应的离子方程式为_______。
(2)“浸渣”的主要成分除残余
外，还有_______。实验测得，
粉煤灰(
的质量分数为
)经
浸出、干燥后得到
“浸渣”(
的质量分数为
)，
的浸出率为_______。
(3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入
沉铝的目的是_______，“沉铝”的
最佳方案为_______。
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(4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为_______。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回_______工序循环使用。
32．（2022·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为
，含有
、
杂质)与软锰矿(主要成分为
)联合焙烧法制各
和
，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的
分解为
，
转变为
；
②金属活动性：
；
③相关金属离子形成氢氧化物的
范围如下：
开始沉淀
完全沉淀
6.5
8.3
1.6
2.8
8.1
10.1
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为_______。
a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度
(2)
在空气中单独焙烧生成
，反应的化学方程式为_______。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出
和
；②_______。
(4)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
(5)生成气体A 的离子方程式为_______。
26
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(6)加入金属Bi 的目的是_______。
(7)将100kg 辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg 金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量
产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi 的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi 元素的质量分数为_______。
33．（2022·山东卷）工业上以氟磷灰石[
5
4
3
Ca F PO
，含
2
SiO 等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如
下：
回答下列问题：
(1)酸解时有HF 产生。氢氟酸与
2
SiO 反应生成二元强酸
2
6
H SiF ，离子方程式为_______。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比
2-
2
3
6
n Na CO
:n SiF
=1:1加入
2
3
Na CO 脱氟，
充分反应后，
+
c Na
= _______
-1
mol L
；再分批加入一定量的
3
BaCO ，首先转化为沉淀的离子是_______。
6
BaSiF
2
6
Na SiF
4
CaSO
4
BaSO
sp
K
6
1.0 10
6
4.0 10
4
9.0 10
10
1.0 10
(3)
2-
4
SO 浓度(以
3
SO % 计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、
3
4
H PO 浓度(以
2
5
P O % 计)的关系如图甲所
示。酸解后，在所得100℃、
2
5
P O % 为45 的混合体系中，石膏存在形式为_______(填化学式)；洗涤时使用
一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是_______，回收利用洗涤液X 的操作单元是_______；一定温度下，
石膏存在形式与溶液中
2
5
P O % 和
3
SO % 的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是
_______(填标号)。
A．65℃、
2
5
P O %=15、
3
SO %=15 B．80℃、
2
5
P O %=10 、
3
SO %=20
C．65℃、
2
5
P O %=10 、
3
SO %=30 D．80℃、
2
5
P O %=10 、
3
SO %=10
34．（2022·广东卷）稀土(RE )包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可
用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
27
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已知：月桂酸
11
23
C H COOH 熔点为44 C
；月桂酸和
11
23
3
C H COO
RE 均难溶于水。该工艺条件下，稀土
离子保持3
价不变；
11
23
2
C H COO
Mg 的
8
sp
1.8 10
K
，
3
Al(OH) 开始溶解时的pH 为8.8；有关金属离子
沉淀的相关pH 见下表。
离子
2
Mg
3
Fe
3
Al
3
RE
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。(2)“过滤1”前，用NaOH 溶液调pH 至_______的
范围内，该过程中
3
Al 发生反应的离子方程式为_______。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg 元素，滤液2 中
2
Mg 浓度为
1
2.7g L
。为尽可能多地提取
3
RE ，可提
高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中
-
11
23
c C H COO
低于_______
1
mol L
(保留两位有效数
字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快
3
RE 溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂
3
Pt Y 。
①还原
3
YCl 和
4
PtCl 熔融盐制备
3
Pt Y 时，生成1mol
3
Pt Y 转移_______mol 电子。
②
3
Pt Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化
2
O 的还原，发生的电极反应为_______。
35．（2022·北京卷）铵浸法由白云石[主要成分为
3
2
CaMg CO
，含
2
3
Fe O ，
2
SiO 杂质]制备高纯度碳酸钙
和氧化镁。其流程如下：
已知：
物
2
Ca(OH)
2
Mg(OH)
3
CaCO
3
MgCO
28
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质
sp
K
6
5.5 10
12
1.8 10
9
2.8 10
8
3.5 10
(1)煅烧白云石的化学方程式为___________。
(2)根据下表数据分析：
4
n NH
:
Cl n(CaO)
CaO 浸出率/%
MgO 浸出率/%
3
w CaCO
理论值/%
3
w CaCO
实测值/%
2.1:1
98.4
1.1
99.7
-
2.2:1
98.8
1.5
99.2
99.5
2.3:1
98.9
1.8
98.8
99.5
2.4:1
99.1
6.0
95.6
97.6
已知：i．对浸出率给出定义
ii．对
3
w CaCO
给出定义
①“沉钙”反应的化学方程式为___________。
②CaO 浸出率远高于MgO 浸出率的原因为___________。
③不宜选用的“
4
n NH
Cl:n(CaO) ”数值为___________。
④
3
w CaCO
实测值大于理论值的原因为___________。
⑤蒸馏时，随馏出液体积增大，MgO 浸出率可出68.7% 增加至98.9% ，结合化学反应原理解释MgO 浸出
率提高的原因为___________。
(3)滤渣C 为___________。
(4)可循环利用的物质为___________。
36．（2022·河北卷）以焙烧黄铁矿
(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝
颜
料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
29
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(2)黄铁矿研细的目的是 。
(3)还原工序中，不生成S 单质的反应的化学方程式为 。
(4)工序①的名称为 ，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀
中
的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式
为 。
(6)若用还原工序得到的滤液制备
和
，所加试剂为 和 (填化学式，不
引入杂质)。
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