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专题验收评价
专题14 化学工艺流程综合
内容概览
A·常考题不丢分
【考点一 物质制备类化工流程题】
【考点二 提纯类化工流程题】
【微专题 化工流程题中定量计算】
B·综合素养拿高分/拓展培优拿高分
C·挑战真题争满分
【考点一 物质制备类化工流程题】
1．（2023·山东淄博·统考一模）工业上以钛铁矿(主要成分为FeTiO3，含有SiO2、Fe3O4、MgO、CaO 杂质)
为原料制备金属钛，并得到副产品FeSO4•7H2O，其工艺流程如图：
已知：①TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中；高温下Ti 易与N2，H2反应。
25℃
②
时相关物质的Ksp见表：
1
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物
质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Mg(OH)2
TiO(OH)2
Ksp
1.0×10-16.3
1.0×10-38.6
1.0×10-11.6
1.0×10-29
回答下列问题：
（1）矿渣的主要成分是_____；试剂A 为_____(填化学式)。
（2）“酸段”时，钛铁矿与浓硫酸在160～200℃反应，FeTiO3转化为Fe2+和TiO2+，该工序主要反应的化
学方程式为_____；加水浸取前需先冷却的目的是_____。
（3）“转化”工序，加入试剂B 调节pH。
①试剂B 为_____(填标号)。
A．H2SO4 B．H2O2 C．Na2CO3 D．NH4Cl
②为沉钛完全[c(TiO2+)≤1.0×10-5mol•L-1]需要调节溶液的pH 略大于_____。
（4）“沸腾氯化”中，氯气与矿料逆流而行，目的是_____，充分反应后，混合气体中各组分的分压如表：
物质
TiCl4
Cl2
CO
CO2
分压MPa
4.59×10-2
4.98×10-9
1.84×10-2
3.70×10-2
该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为_____。
（5）高温下镁与TiCl4反应制备粗钛时需加保护气，下列可作为保护气的是_____(填标号)。
A．N2
B．H2
C．CO2
D．Ar
2．（2023·全国·高三）高铁酸钾
是一种暗紫色固体，在低温碱性条件下比较稳定，微溶于
浓溶液。工业上湿法制备
的流程如图：
（1）强碱性介质中，
可氧化
生成高铁酸钠，写出该反应的离子方程式：___________。
（2）请比较工业上湿法制备
的条件下
和
的溶解度大小：
___________(填
“>”“<”或“=”)
2
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（3）将
粗品[含有
等杂质]转化为
的实验方案为
a、在不断搅拌下，将
粗品溶于冷的
溶液中，快速过滤除去
等难溶的物质。
b、将滤液置于___________中，向滤液中加入___________，过滤。
c、对产品进行洗涤时使用乙醇，其目的是___________(答两点)。
（4）高铁酸盐具有强氧化性，溶液
越小氧化性越强，可用于除去废水中的氨、重金属等。
的
浓度与
关系如图1 所示；用
除去某氨氮
废水，氨氮去除率与
关系如图2 所示；用
处理
浓度为
的含锌废水
，锌残留量与
关系如图3 所
示[已知：
与
反应生成
的过程中，可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀]。
①图2 中，
越大氨氮的去除率越大，其原因可能是___________。
②图3 中，
时锌的去除率比
时大得多，其原因是___________。(从锌元素的存在的形态角度
说明)。
3．（2023 上·河南南阳·高三统考期末）硫化镍矿的主要成分是NiS，还含有MgS、FeS、一些不溶性物质
等，工业上用硫化镍矿制备金属镍的工艺流程如图所示：
3
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（1）硫化镍矿粉磨的目的是 ，“酸浸”时，硫化镍与稀盐酸反应的化学方程式为 。
（2）“氧化、除铁”过程中加入H2O2溶液时，发生反应的离子方程式为 ，加入氧化镍的目的是除
去铁元素，用化学平衡移动原理解释除去铁元素的原因 。
（3）已知Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15，Ksp[Mg(OH)2]=2.0×10-11，若“除镁”后的滤液中Ni2+的浓度等于10-
5mol·L-1，则滤液中c(Mg2+)= 。
（4）电解硫酸镍溶液时，在 极得到镍单质，电解产物 (填化学式)可以循环使用。
4．（2023 上·北京海淀·高三统考期中）软锰矿浆(主要成分
)可吸收烟气中的
，同时可制备
，工艺流程如下：
资料：①吸收
后的软锰矿浆中含有
、
、
、
等阳离子；
②金属离子沉淀的pH 如下表。
金属离子
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
6.2
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
8.2
（1）脱硫的产物是
，软锰矿中
所起的作用是 。
（2）过程1 向浆液中通入
的目的是 。
（3）滤渣1 的成分是 ，过程2 中发生反应的离子方程式为 。
（4）制备
的过程中，一般控制溶液的pH 范围为5~7，不宜过大或过小，原因是 。
（5）已知：常温下，
溶液的pH 约为9.3，
溶液的pH 约为7.8.请推测物质A，并写
出制备
时发生反应的离子方程式： 。
（6）取m g 碳酸锰样品，加适量硫酸加热溶解后，用
的
溶液滴定，至滴定终点时，消耗
4
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溶液的体积为
。(已知：反应产物为
，杂质不参与反应),样品中
质量分数的计算
式为 (用质量分数表示)。
5．（2023·四川凉山·统考二模）工业上以软锰矿(MnO2)为原料制备高锰酸钾(KMnO4)的流程如下：
回答下列问题：
（1）写出MnO2、KOH 与空气共熔发生反应的化学方程式 。
（2）反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。假设无其他副反应发生，该步反应
K2MnO4的最大理论转化率为 %(保留一位小数)。
（3）操作I 为 。
（4）已知有关物质在不同温度(单位：℃)下的溶解度(单位：g/100g 水中)如下图：
据图推断操作II 最好采用 。反应①中若CO2通入过量造成的影响是 。
（5）上述流程中可以循环利用的物质有 。
（6）由于直接歧化制备高锰酸钾的产率不高，且后续分离纯化步骤较多，目前工业上较多采用电解
K2MnO4水溶液法制备，试写出该电解过程总反应的化学方程式 。
【考点二 提纯类化工流程题】
1．（2023 秋·福建南平）高浓度氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素。某氮肥厂处理氨氮废水
的方案如图，回答下列问题：
5
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（1）“pH 调节池”加入“NaOH 溶液”的目的是_____。
（2）“吹出塔”用热空气比用冷空气吹脱效果更好的原因是_____。
（3）“氧化池”中氨氮去除率与溶液pH 的关系如图所示，则去除氨氮废水最适宜的pH_____。
（4）“排放池”中用活性炭除去水中残余的氯。这是利用活性炭的_____性。
（5）“硝化池”是在硝化菌的作用下实现NH →NO →NO 转化，在碱性条件下NH 被氧气氧化成NO
的总反应的离子方程式为_____。
（6）“反硝化池”是在一定条件下向废水中加入有机物如甲醇(CH3OH)，实现HNO3→NO →N2转化，
0.5molHNO3完全转化成N2转移电子的物质的量为_____。
2．（2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测）Fe3O4是一种重要的化工产品，以黄铁矿烧渣(主要含
Fe2O3、Fe3O4、CaO 等物质)为原料制备Fe3O4的过程如下。
（1）酸浸、过滤
① 酸浸过程Fe3O4发生反应的离子方程式是 。
② 充分酸浸后浸取液中仍有Ca2+
残留，加入FeS2可进一步提高钙的脱除率，结合方程式解释原因
。
（2）纯化
6
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Fe
①
粉的作用是 。
② 检验纯化是否完全还原，应向滤液中加入 。
a．KMnO4溶液 b．K3[Fe(CN)6]溶液 c．KSCN 溶液
（3）制备
将NaOH 溶液与FeSO4溶液(稍过量)按一定比例混合，产生白色沉淀，继而转变为墨绿色，最后变为黑色。
溶液混合的同时通入空气并记录pH 的变化，如图所示。
已知：
ⅰ．pH≈7.8 时，浊液中主要存在Fe(OH)＋、 Fe(OH)2和少量Fe2+
ⅱ．墨绿色物质主要成分为Fe5O2(OH)5SO4
制备过程可能发生了如下历程：
0
①～t1时段，pH 明显降低。结合离子方程式解释原因： 。
t
②
1～t2时段，墨绿色物质的生成与转化(生成Fe3O4)同时进行。
a．生成墨绿色物质的方程式是： 。
b．墨绿色物质转化为Fe3O4的方程式是： 。
t
③
2～t3时段，pH 继续降低的原因是： 。
3．（2023 上·黑龙江牡丹江·高三牡丹江市第二高级中学校考期中）一种由粗铋(Bi：97.88%，Pb：1.69%，
Cu：0.427%，其他不与硝酸反应的难溶性物质：0.003%)制备高纯铋的氧化物的工艺流程如图所示。
7
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已知：滤液1 的主要成分为
，还含有少量的
、
。
回答下列问题：
（1）将粗铋熔化后水淬成颗粒状的目的为 。
（2）操作a 的名称为 。
（3）加入碳酸铵溶液调pH 时应对溶液进行适当加热的原因为 ，加热时温度不宜过高的原因为
。
（4）加入氨水—碳酸铵溶液后可使
转化为
，对应的化学方程式为 。
（5）采用热重法分析碳酸氧铋(
)(摩尔质量为
)“煅烧”时的分解产物，测得样品煅烧
时固体残留率(
)随温度的变化始质图所示，则流程图中“煅烧”所得“产品”的化
学式和所得“气体”的电子式分别为 、 。
（6）流程图中所示“产品”也可以通过直接煅烧硝酸氧铋制得，该方案的缺点是 。
4．（2023·云南保山·统考二模）二氧化锰无论在实验室还是在生产、生活中均有广泛应用，制备方法有多
种。
I．工业上可以用制备对苯二酚的废液为原料生产二氧化锰。此工艺对节约资源、保护环境、提高经济效益
有着重要意义。经分析知该废液中含有硫酸锰、硫酸铵、硫酸以及Fe2+、Co2+、Ni2+等金属离子。以此为原
料制备化学二氧化锰的流程如图所示。
8
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（1）常温下几种有关难溶硫化物的溶度积常数如下表，若除去Fe2+后的废液中Mn2+浓度为1mol/L，欲使
Co2+和Ni2+完全沉淀，而Mn2+不受损失，S2-的浓度范围应控制在 。
化合物
MnS
CoS (a 型)
NiS
Ksp
2.5× 10-10
4×10-21
1. 07×10-21
（2）步骤③的离子方程式为 。
（3）步骤⑥的化学方程式为 。
（4）涉及过滤的操作有 (填操作序号)。
（5）步骤③得到副产品的化学式为 。
Ⅱ．生产电解二氧化锰的原理是在93°C 左右以石墨为电极电解硫酸锰和硫酸的混合溶液
（6）写出阳极的电极反应式： 。
Ⅲ．双氧水氧化法制备二氧化锰时所发生的反应为MnSO4 +2NH3+H2O2 = MnO2+(NH4)2SO4，在溶液的
pH、过氧化氢的用量和反应时间一定的情况下，温度对实验结果的影响如图所示。
(7)MnO2的回收率随着温度升高先增大后减小的可能原因是 。
Ⅳ.实验室采用碘量法测定产品中二氧化锰的含量。操作方法为称取m g(0.1~0. 2g)样品于碘量瓶中，加入
少量蒸馏水润湿，再加入20mL 硫磷混酸[ V(H2SO4) ： V(H3PO4) ： V(H2O)]=2：2：1， 20%的KI 溶液
15mL，塞上塞子，摇匀后在室温下暗处静置15~30min。待完全反应后，立即用硫代硫酸钠标准溶液(浓度
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为c mol/L)滴定至溶液变为浅黄色，滴加3mL 0. 5%的淀粉指示剂，继续滴定至溶液中蓝色消失为止(共加
入标准溶液V mL)。其主要反应为MnO2+2I- +4H+= Mn2++I2+2H2O I2+2
=2I-+
，
(8)产品中二氧化锰的质量分数为 (列出表达式，用含c、V、 m 的式子表示)。
5．（2023·山东济宁·统考二模）钪(Sc)元素在国防、航天、激光、核能、医疗等方面有广泛应用。赤泥含
有
、
、
、
等，以赤泥为原料提取氧化钪
的流程如下：
已知：①
，
易水解；②常温下，“浸出液”中
，
。
回答下列问题：
（1）操作A 是 。
（2）“溶解”中
作用有将
转化成
、作溶剂和 。
（3）“萃取”是用酸性磷酸酯萃取剂(P507)、苯乙酮、磺化煤油配得的混合液作萃取剂，P507 质量分数
(w)对萃取率的影响如表所示、料液温度对分离系数(β)的影响如图1 所示，萃取时P507 最佳质量分数及料
液温度分别为 、 。“萃取”过程中应控制pH 小于 。
[分离系数指分离后混合体系中某物质的物质的量分数，如
％]
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w(P507)
分相情况
钪萃取率(％)
铁萃取率(％)
1％
分相容易
90.74
14.89
2％
分相容易
91.74
19.88
3％
分相容易
92.14
13.30
5％
有第三相
90.59
28.47
8％
轻微乳化
90.59
34.85
（4）已知
，
，
。“沉钪”时，发生反应：
，此反应的平衡常数
(用含m、n、p 的代数式表示)。
（5）草酸钪晶体
隔绝空气加热，
随温度的变化情况如图所示。
550℃时，晶体的成分是 (填化学式)，550～850℃，生成气体的物质的量之比为
(已知
的摩尔质量为
)。
【微专题 化工流程题中定量计算】
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1.(2024·河南三门峡高三考试·节选)钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广
泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图：
（3）常温下，先加入氨水调节pH=3，过滤，滤渣主要成分是 。(已知：Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13，
Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39，Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31)
2.（2024 上·辽宁沈阳·高三沈阳二中校考期末）
在生物制药、废水处理、电极材料中有重要应用。
一种以软锰矿(主要成分为
，含有少量铁、铝、镁和硅的氧化物)、硫铁矿(主要成分为
为原料制
备
，的工艺流程如图。
已知：①相关金属离子(浓度为
)形成氢氧化物沉淀的pH 范围：
金属离子
开始沉淀的
8.1
6.3
1.8
8.9
3.0
沉淀完全的
10.1
8.3
3.2
10.9
4.7
②一些难溶电解质的溶度积常数：
难溶电解质
(室温)
③
在酸性条件下比较稳定，高于5.5 时易被
氧化
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请回答：
（4）常温下，
的电离常数：
。“沉锰”过程中控制
(室温)，为使
(浓度
)沉淀完全，混合液中
至少为
。
（5）
在空气中加热转化为不同价态锰的氧化物
，热重曲线如图，图中
点对应固体的成分
为 (填化学式)。
3.(2024·浙江省高三联考·节选)巫山桃花铁矿是重庆迄今发现的最大铁矿，储量上亿吨，按市场估值在400
亿以上。其所含化学成分有Fe2O3、MgO、SiO2和不溶物(不溶物不参与反应)。现模拟用该铁矿来制备高铁
酸钠[Na2FeO4]，其流程设计如图：
已知：常温下，几种难溶氢氧化物的Ksp
难溶物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Ksp
8×10-16
4×10-38
2×10-11
（4）常温下，若测得操作1 后所得滤液中c(Mg2+)=0.2mol/L，则调pH 时的最佳取值范围为 。(已知
lg2=0.3，当某离子浓度≤10-5mol/L 时可认为其完全沉淀，计算结果保留1 位小数)。
4.（2023 上·江苏南通·高三江苏省如东高级中学校联考学业考试）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸
取液(含Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)，实现镍、钴、镁元素的回收。
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回答下列问题：
（5）将“钴镍渣”酸溶后，进行如下流程：
②“镍钴分离”后溶液中c(Ni2＋)=1.0mol·L-1，若“滤液1”中c(CO
)=10-5mol·L-1，则沉镍率=
(要求写出计算过程)。[已知：Ksp(NiCO3)=1.0×10-7，沉镍率=
]
5．（2023·四川雅安·统考模拟预测）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe 及其氧化
物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
某温度下，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
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH
沉淀完全时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.0
回答下列问题：
（4）利用上述表格数据，计算Fe(OH)2的Ksp= (列出计算式即可，不用化简)。如果“转化”后的溶
液中Ni2+浓度为1.0mol·L-1，则“调pH”应控制pH 不超过 (填数值)。
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（6）将400kg 废弃镍催化剂进行上述流程，充分回收利用，最后制得硫酸镍晶体质量为281kg，则该废弃
镍催化剂中Ni 元素的质量分数为 。
1．（2024·陕西西安·统考一模）以硫酸厂矿渣（含
等）为原料制备铁黄
的一种工艺流程如图所示：
资料:
i.
化学性质极不活泼,不溶于水也不溶于酸或碱。
ii.
;
。
（1）向“酸浸”后的溶液中加入
,溶液会变红,变红的原因是 （用离子方程式表示）。
（2）“滤渣"中主要成分有 (填化学式)。
（3）“沉铁”过程中铁元素大部分转化为
,但往往有少量副产物
生成,分析原因是
。
（4）若用
“沉铁”,则无副产物
产生,当
恰好沉淀完全时(浓度为
),溶液中
为
。
（5）写出氧化过程生成铁黄的化学方程式 。
（6）检验“滤液”中金属离子的实验操作及现象为 。
(7)为确定“滤液"中
的物质的量浓度，选用
标准溶液滴定溶液中的
，离子方程式为
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（未配平）。取
滤液"进行滴定，消耗
，
标准溶液
则滤液中
。
2．（2024·河南南阳·方城第一高级中学校考模拟预测）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织
物等。已知：饱和NaClO2溶液在温度低于38℃时析出NaCO2•3H2O 晶体，温度高于38℃时析出NaClO2晶
体，温度高于60℃时，NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。其生产工艺如图所示。
回答下列问题：
（1）NaClO2中氯元素的化合价为 。
（2）“反应I”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（3）“反应Ⅱ”的离子方程式为 。
（4）“反应”所用“食盐水”由粗盐水精制而成。精制时，为除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+和
，需要
用到试剂：①NaOH 溶液②Na2CO3溶液③BaCl2溶液④稀盐酸，所用试剂的加入顺序正确的是
___________。(填标号)
A．①②③④
B．②①③④
C．③①②④
D．③②①④
（5）“一系列操作”为蒸发浓缩、趁热过滤、 、干燥，其中“趁热过滤”应控制的温度范围
是 。
（6）“反应Ⅱ”产生的Cl2可用于制备含氯消毒剂。将Cl2通入足量NaOH 溶液中，加热后得到NaCl、
NaClO、NaClO3的混合液。经测定ClO-与
的物质的量浓度之比为3 1∶，则Cl2与NaOH 溶液反应时，被
氧化的氯元素与被还原的氯元素的物质的量之比为 。
3．（2023·河北邢台·宁晋中学校考模拟预测）某研究小组以硫铁矿制硫酸后的废渣为原料制备絮凝剂聚合
氯化铁
，按如下流程进行实验。
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已知：①硫铁矿的主要成分是
，含有少量
；
②
的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度
；
③表面活性剂为聚乙烯醇，具有较大的比表面积。
回答下列问题：
（1）写出基态Fe 原子的价层电子轨道表示式： 。
（2）硫铁矿焙烧时的化学方程式为 。
（3）写出一条可提高酸浸时的浸出率和酸浸速率的措施： ，酸浸时温度不宜过高的原因为
。
（4）表面活性剂聚乙烯醇的水溶性 (“好”或“不好”)，其原因是 。
（5）已知常温下
，假定滤液中
，则NaOH 调pH 不能大于
，pH 大于该值后的影响是 。
（6）最后一步使用水浴加热的原因是 。
(7)盐基度的测定：称取一定质量的聚合氯化铁固体，分成两等份，一份测得
；另一份在
空气中加强热分解，最终得到红棕色固体8.0g，则该聚合氯化铁的盐基度为 (保留2 位有效数
字)。
4．（2024·江苏苏州·校考模拟预测）废弃的锂离子电池中含有多种金属元素，需回收处理。柠檬酸因具有
酸性和较好的络合性，可用于浸出金属离子并得到柠檬酸浸出液。下图是某小组研究从柠檬酸浸出液中分
离出铜并制备碱式碳酸铜
的制备流程。
（1）在“调pH 分离铜”的步骤中，理论上铜离子完全沉淀时pH 为6.67，本实验中测得pH=8 时铜的沉淀
率仅为7.2%，远小于理论分析结果，可能的原因为 。
（2）在“还原法沉铜”的步骤中，利用抗坏血酸(C6H8O6)能有效的将Cu(Ⅱ)还原成金属Cu。抗坏血酸
(C6H8O6)易被氧化为脱氢抗坏血酸(C6H6O6)；且受热易分解。
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①抗坏血酸还原
的离子方程式为 。
②某实验小组研究了相同条件下温度对Cu 沉淀率的影响。从如图可以看出，随着温度的升高，相同时间
内Cu 的沉淀率先逐渐增加，在80℃时达到最高点，后略有下降，下降可能的原因是 。
（3）将所得铜粉制备为
溶液后再制备碱式碳酸铜。已知碱式碳酸铜的产率随起始：
与
的比值和溶液pH 的关系如图所示。
①补充完整由
溶液制取碱式碳酸铜的实验方案：向烧杯中加入
溶液，
将烧杯置于70℃的水浴中， ，低温烘干，得到碱式碳酸铜(实验中可选用的试剂或仪器：
溶液、0.1mol/LNaOH 溶液、0.1mol/L 盐酸、pH 计)。
②实验时发现，若反应时溶液pH 过大，所得碱式碳酸铜的产率偏低，但产品中Cu 元素含量偏大，原因是
。
5．（2024·山西晋城·统考一模）锌是一种重要的金属，一种以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO，含少量
Fe2O3、CuO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图所示：
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已知：①25℃时，Ksp(CuS)=6.4×10-36，Ksp(ZnS)=1.6×10-24；
25℃
②
时，Zn2+＋4NH3
[Zn(NH3)4]2+，K=2.5×109。
（1）Zn、Cu 在元素周期表中位于 区，第二电离能：I(Cu) (填“>”或“<”)I(Zn)。
（2）“浸取”时，ZnO、CuO 分别转化为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液。
[Zn(NH
①
3)4]2+的配位数为 。
ZnO
②
发生反应的离子方程式为 。
③“浸取”温度应控制在30℃左右，其原因为 。
（3）“除铜”时，当加入的(NH4)2S 超量时，会发生反应[Zn(NH3)4]2++S2-
ZnS↓+4NH3导致锌的回收率下
降，该反应的平衡常数数值为 。
（4）锌与铜相似，在潮湿的空气中可生成碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]，写出反应的化学方程式：
。
（5）用锌与铜合成的高纯铜锌合金滤料被广泛应用于各种水处理设备中。一种铜锌合金的晶胞结构如图，
已知：晶胞参数为anm。
①与Cu 原子等距离且最近的Cu 原子有 个。
②该铜锌合金晶体的密度为 g/cm3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
6．（2024·江西宜春·江西省宜春市第一中学校考模拟预测）以废旧锂离子电池(主要成分为
)为原料
制备棒状草酸钴晶体(
，微溶于水，溶解度随温度升高而逐渐增大)的一种方法如下图所示，
该法经济可行，为工业化回收废旧锂电池中有色金属提供了依据。
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已知：①浸出液中除Co2+、
外，还含
、
，
，
，
，
等离子；
②
，
；
。
回答下列问题：
（1）“浸出”时，
与
、稀硫酸反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（2）“水解沉淀铝铜”时，沉淀铝反应的离子方程式为 。
（3）沉淀2 的成分为
和 ，“氧化沉淀铁锰”时，生成
的离子方程式为
。
（4）“沉钴”时，温度与钴的沉淀率的关系如图所示，沉淀反应时间为10 min，反应温度为50℃以上时，
温度升高，而钴的沉淀率下降，可能原因为 。
（5）“沉钴”时也可用
溶液代替
，反应为
，则该反应的平衡常数为 ，若平衡时
mol L
⋅
-1，
，则此时
Co2+是否沉淀完全？ (填“是”或“否”，离子浓度≤10-5 mol L
⋅
-1即可认为沉淀完全)。
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7.（2023·全国·高三）某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含
等)来制取
较纯净的氯化钾晶体及液溴，他们设计了如下流程：
回答以下问题：
（1）操作Ⅰ的名称为_______；要从橙色液体中分离出溴，所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和
温度计外，还有_______。
（2）试剂Y 的化学式为_______；检验
已除尽的方法是_______。
（3）写出操作Ⅲ的具体操作步骤：_______。
8．（2023·陕西渭南·统考模拟预测）铍及其化合物用途广泛，以绿柱石(主要组成是
，
还含少量铁元素)和方解石(主要成分是
)为原料生产铍的工艺流程如图所示：
已知：铝铵矾
在不同温度下的溶解度如下表：
温度/℃
0
10
20
30
40
60
溶解度/g
2.10
5.00
7.74
10.9
14.9
26.7
回答下列问题：
（5）“沉铍”时加入氨水调节pH 至7.5，列式并计算说明此时溶液中的铍离子是否沉淀完全 。(已知：
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该条件下，
；离子浓度
时，可认为离子沉淀完全)
9．（2023 上·广东珠海·高三珠海市实验中学校考开学考试）LiNiO2是一种应用广泛的电动汽车电极材料，
以铁镍合金的废角料(含少量铜)为原料，生产电极材料LiNiO2的部分工艺流程如下：
已知：①表中列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0mol·L－1计
算)。
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Ni2+
6.7
9.5
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
②
；
回答下列问题：
（4）“除铜”时若选用NaOH，会导致部分Ni2+也产生沉淀，当溶液中Ni(OH)2、Cu(OH)2沉淀同时存在时，
溶液中c(Ni2+)：c(Cu2+)= 。
10．（2023·江苏镇江·江苏省镇江第一中学校考一模）钴的氧化物常用于制取催化剂和颜料等。以钴渣(要
成分是CoO、Co2O3、含少量Ni、Al2O3等杂质)为原料可支取钴的氧化物的流程如图(部分产物和条件省略)。
已知：①Co2+和Co3+均易与NH3形成配合物；
②氧化性：Co2O3>O2>Cl2；
③部分金属离子沉淀的pH 如下表(开始沉淀的pH 按离子浓度为1.00mol/L 计算)：
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金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Co2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
3.0
6.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
5.0
9.2
回答下列问题：
（5）热分解：在纯氧中加热分解CoCO3，测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。加热分解
CoCO3制备CoO 需要控制的温度为 (写出计算推理过程)。
1．（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_______。
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（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
_______。
2．（2022·重庆·统考高考真题）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______。
25℃
②
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_____%。
3．（2022·浙江·统考高考真题）某兴趣小组用四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)为原料
制备无水二氯化锰，按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略)：
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已知：①无水二氯化锰极易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯。
②制备无水二氯化锰的主要反应：(CH3COO)2Mn+CH3COCl
MnCl2↓+2(CH3COO)2O。
③乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl。
请回答：
（1）步骤Ⅰ：所获固体主要成分是_________(用化学式表示)。
（2）步骤Ⅰ在室温下反应，步骤Ⅱ在加热回流下反应，目的分别是________。
（3）步骤Ⅲ：下列操作中正确的是_________。
A．用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上
B．用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀
C．用乙醇作为洗涤剂，在洗涤沉淀时，应开大水龙头，使洗涤剂快速通过沉淀物
D．洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作
（4）步骤Ⅳ：①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭
安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序：________。
纯化完成→(_____)→(_____)→(_____)→(_____)→将产品转至干燥器中保存
a.拔出圆底烧瓶的瓶塞
b.关闭抽气泵
c.关闭加热器，待烧瓶冷却至室温
d.打开安全瓶上旋塞
②图2 装置中U 形管内NaOH 固体的作用是________。
（5）用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度；乙同学通过测定产品
中氯元素的含量确定纯度。合理的是_________(填“甲”或“乙”)同学的方法。
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4．（2022·北京·高考真题）白云石的主要化学成分为
，还含有质量分数约为2.1%的Fe2O3和
1.0%的SiO2。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁，流程示意图如下。
已知：
物
质
（1）白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为___________。
（2）
用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。
氧化物(
)浸出
率/%
产品中
纯度/%
产品中Mg 杂质含量/%
(以
计)
计算值
实测值
2.1 1∶
98.4
1.1
99.1
99.7
——
2.2 1∶
98.8
1.5
98.7
99.5
0.06
2.4 1∶
99.1
6.0
95.2
97.6
2.20
备注：ⅰ、
浸出率=(浸出的
质量/煅烧得到的
质量)
(M 代表Ca 或Mg)
ⅱ、
纯度计算值为滤液A 中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中
纯度。
①解释“浸钙”过程中主要浸出
的原因是___________。
②沉钙反应的离子方程式为___________。
③“浸钙”过程不适宜选用
的比例为___________。
④产品中
纯度的实测值高于计算值的原因是___________。
（3）“浸镁”过程中，取固体B 与一定浓度的
溶液混合，充分反应后
的浸出率低于
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60%。加热蒸馏，
的浸出率随馏出液体积增大而增大，最终可达98.9%。从化学平衡的角度解释浸出
率增大的原因是___________。
（4）滤渣C 中含有的物质是___________。
（5）该流程中可循环利用的物质是___________。
5．（2021·重庆·统考高考真题）电镀在工业生产中具有重要作用，某电镀厂生产的废水经预处理后含有
和少量的Cu2+、Ni2+，能够采用如图流程进行逐一分离， 实现资源再利用。
已知： Ksp(CuS)=6.3 ×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19
回答下列问题：
（1）
中Cr 元素的化合价为_______。
（2）还原池中有Cr3+生成，反应的离子方程式为_______。
（3）沉淀1 为Cr(OH)3，其性质与Al(OH)3相似，则Cr(OH)3与NaOH 溶液反应的化学方程式_______。
（4）Na2S 溶液呈碱性的原因是_______(用离子方程式表示)，沉淀2 为_______。
（5）若废水中还含有Cd2+，pH=4 时Cd2+的浓度为_______mol·L-1，用该结果说明Cd2+影响上述流程进行分
离的原因是_______(设H2S 平衡浓度为1.0× 10-6mol·L-1。已知：H2S 的K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15，
Ksp(CdS)=7.0×10-27)
6．（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：
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（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___________。
（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___________。
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