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2024 年高考二轮专题强化训练（非选择题）
专题16 工艺流程综合题
考情分析：
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，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融
合，考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，具有较强的实用性和
综合性，是近几年各地高考化学试题的常考题型。化工流程型实验题通常以元素化合物知识为依托，以反
应原理、实验操作为考查重点。重视实验技术在工业生产中的应用，意在引导考生关注化学的真实性和应
用性，体现了能力立意和化学知识的应用，是今后高考命题的方向和热点，综合性强，能够很好地考查学
生信息获取能力、分析问题能力、语言表达能力和计算能力等。
解题策略：
1.读题干，找信息和目的。
找出题干中的“制备”或“提纯”等关键词，明确化工生产的原料、产品和杂质。图示中一般会呈现
超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要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。如制备类无机化工题，可粗读试题，
知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。
2.看问题，根据具体的问题，找出流程中需重点分析的步骤或环节，重点抓住物质流向(“进入”与
“流出”的物质)、操作方法等。
3.局部隔离分析，分析加入什么物质，得到什么物质，发生什么反应(或起到什么作用)。
4.看清问题，规范答题
无论流程如何陌生复杂,最终命题者设置的问题仍然是课本、考纲所要求掌握的知识点而已。大多数
问题用所学知识便可直接回答,但个别地方往往有悖所学知识,这时就要考虑产物、环保、产量、成本等
等。所以答题时要看清所问问题,不能答非所问,要注意语言表达的科学性,如不能将离子方程式写成化学
方程式，方程式要配平，分清实验操作名称还是具体操作步骤等等。
5.特别提醒：每题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答。
典题体验，提升素养：（本题共30 大题）
1．（2023·全国甲卷·统考高考真题）
是一种压电材料。以
为原料，采用下列路线可制备粉状
。
1
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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
。
2．（2023·全国乙卷·统考高考真题）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)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
3．（2023·全国新课标卷·统考高考真题）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：
2
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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 。
(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 。
4．（2023·河北·统考高考真题）闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可
实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的
可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下：
已知：室温下的
。
回答下列问题：
(1)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为 (填化学
式)。
3
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(2)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(3)浸取工序的产物为
，该工序发生反应的化学方程式为 。浸取后滤液的一半经氧化
工序可得深蓝色溶液①，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(4)浸取工序宜在
之间进行，当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因
是 。
(5)补全中和工序中主反应的离子方程式
+ 。
(6)真空干燥的目的为 。
5．（2023·福建·统考高考真题）白合金是铜钴矿冶炼过程的中间产物，一种从白合金(主要含
及少量
)中分离回收金属的流程如下：
(1)“酸浸 1”中，可以加快化学反应速率的措施有 （任写其中一种），CoO 发生反应的离子方程
式 。
(2)“焙烧1”中，晶体[
和
]总质量随温度升高的变化情况如下：
温度区间/℃
晶体总质量
变小
不变
变小
不变
①升温至
过程中，晶体总质量变小的原因是 ；
发生分解的物质是 (填化学
式)。
②为有效分离铁、钴元素，“焙烧1”的温度应控制为 ℃。
(3)
时，
的
。反应
的平衡常数
(列出计算式即可)。经计算可判断
难溶于
稀硫酸。
II.铜的硫化物结构多样。天然硫化铜俗称铜蓝，其晶胞结构如图。
4
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(4)基态
的价电子排布式为 。
(5)晶胞中含有 个
。晶体中微粒间作用力有 (填标号)。
a．氢键 b．离子键 c．共价键 d．金属键
(6)“焙烧2”中
发生反应的化学方程式为 ；“滤渣2”是 (填化学式)。
6．（2023·重庆·统考高考真题）
是一种用途广泛的磁性材料，以
为原料制备
并获得副产
物
水合物的工艺如下。
时各物质溶度积见下表：
物质
溶度积
5
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回答下列问题：
(1)
中
元素的化合价是
和 。
的核外电子排布式为 。
(2)反应釜1 中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是 。
(3)反应釜2 中，加入
和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为 。
②为加快反应速率，可采取的措施有 。(写出两项即可)。
(4)①反应釜3 中，
时，
浓度为
，理论上
不超过 。
②称取
水合物
，加水溶解，加入过量
，将所得沉淀过滤洗涤后，溶于热的稀硫酸中，
用
标准溶液滴定，消耗
。滴定达到终点的现象为 ，该副产物中
的质量分数为 。
7．（2023·广东·统考高考真题）
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：
6
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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)。
8．（2023·山东·统考高考真题）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：
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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
。
9．（2023·湖南·统考高考真题）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，
8
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工业上以粗镓为原料，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： ；
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(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
(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
。
10．（2023·湖北·统考高考真题）
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 。
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(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
11．（2023·辽宁·统考高考真题）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
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)。
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(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)。
12．（2023·海南·统考高考真题）铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战
略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(
，还含有一定量的FeO 和
)生产BeO 的一种工艺流
程如下。
回答问题：
(1)
中Be 的化合价为 。
(2)粉碎的目的是 ；残渣主要成分是 (填化学式)。
(3)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。
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(4)无水
可用作聚合反应的催化剂。BeO、
与足量C 在600~800℃制备
的化学方程式为
。
(5)沉铍时，将pH 从8.0 提高到8.5，则铍的损失降低至原来的 %。
13．（2024 届·安徽滁州·统考一模）2023 年，我国新能源汽车产销量占全球比重超过60％、连续9 年位居
世界第一位；新能源汽车出口120.3 万辆，这一可喜成绩的获得离不开化学人的辛苦付出.锰酸锂离子蓄电
池是第二代锂离子动力电池，性能优良.工业上用某软锰矿（主要成分为
，还含有少量铁、铝及硅的
氧化物）为原料制备锰酸锂
.流程如图：
(1)滤渣I 的主要成分是 。
(2)已知某离子浓度（用
表示）形成沉淀与溶液pH 关系，如下图所示
试判断“精制”过程中，加
调节pH 的范围是 。
(3)工业上也可以将“精制”后的滤液加入
来合成
.已知
的结构式为：
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，其中S 的化合价为 .写出该反应的离子方程式
(4)“沉锰”所得溶液回收可用于 。
(5)“控温、氧化”过程中，溶液温度不宜过高，原因是 。
(6)“锂化”是将
和
按4:1 的物质的量比配料，球磨3～5h，然后升温至600～750℃，保温
24h，自然冷却至室温得产品.请写出化学反应方程式 。
14．（2024 届·广西河池·统考一模）
及其水合物在建筑、工业农业、医药中有着广泛应用。一种以
铁菱镁矿(主要成分是
，还含有
、
及少量
)为原料制备
的工艺流程如
图所示：
回答下列问题：
(1)“焙烧”时通常要将矿石粉碎，目的是 。写出该过程中发生氧化还原反应的化学方程式
。
(2)“滤渣1”的主要成分是 。
(3)从物质分离提纯的角度考虑，“沉铁”时“X”应选用下列物质中的___________(填字母)。
A．氨水
B．NaOH 溶液
C．MgO
D．
(4)25℃时，为保证“沉铁”充分，至少要将溶液的pH 调节到 (已知：①25℃，
，
；②一般认为，离子浓度小于
时该离子即沉降完
全)。检验“沉铁”充分的实验方法是 。
(5)根据
的溶解度随温度变化的情况(如图所示)，由“滤液”获得
的“一系列操作”是
将温度控制在67.5℃以上，蒸发结晶、 、 、干燥。
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(6)除
外，人们发现
也有着广泛应用。
①
可看作是
中的一个O 原子被S 原子取代的产物，
的空间结构是 。
②
的晶胞是
与
构成的长方体，
在晶胞中的位置如图所示。
已知晶胞的体积为V
，阿伏加德罗常数的值为
，
晶体的摩尔体积
(列出计算式)。
15．（2024 届·安徽黄山·统考一模）轻质碳酸钙可用作橡胶的填料。以磷石膏（含
和少量
、
等）为原料制备轻质碳酸钙和铝铵矾的实验流程如图：
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(1)
的价层电子排布式为： 。
(2)“转化”步骤中
转化为
的化学方程式 。
(3)“除杂”时通入
的目的是 ，滤渣的成分是： （填化学式）。
(4)通过下列方法测定产品中碳酸钙的含量：准确称取0.5000g 产品用盐酸充分溶解，过滤，将滤液和洗涤
液转移至250mL 容量瓶中定容、摇匀，记为试液A，取25.00mL 试液A，加入指示剂，调节
，用
标准溶液滴定
，至终点时消耗
溶液
24.60mL.计算产品中碳酸钙的质量分数 。（保留三位有效数字）
(5)铝铵矾
是一种水絮凝剂。请补充由“转化”后的滤液制取铝铵矾的实验方案，部
分物质的溶解度随温度的变化如下图所示：
①在“转化”后的滤液中加入
的
溶液，边加边搅拌，到不再产生气体为止，将所得溶液蒸
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发浓缩至有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤、干燥，得
固体。
②向
溶液中加入
固体，边加边搅拌，当固体完全溶解
后，将所得溶液蒸发浓缩至 （填现象）， （填操作），过滤，用无水乙醇洗涤，
干燥，得到铝铵矾。
16．（2024 届·四川巴中·统考一模）废
催化剂(含
、
、
等)的回收对环境保护和资源循
环利用意义重大。通过如下工艺流程可以回收其中的钛、钒、钨等。
已知：①
、
和
都能与
溶液反应生成可溶性的
、
和不溶性的
；
②
易水解
③
。
回答下列问题：
(1)“球磨”的目的是 。
(2)“碱浸”后通过 (填操作名称)可以实现钛与钒、钨分离。有同学认为在“碱浸”与“酸浸”
之间还应“水洗”，其理由是
(3)“酸浸”后钛主要以
形式存在，“热水解”反应的离子方程式为 。
(4)钒的回收率随溶液的pH 值变化如图所示，pH=8 时回收率最高的原因是 。
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(5)“沉钨”中析出
时，需要加入过量
，其目的是 。
(6)向
的滤液中加入等体积的
溶液(忽略混合过程中的体积变化)，欲使
浓
度小于
，则
溶液的最小浓度为 mol/L。
17．（2024 届·广东汕头·统考一模）2023 年7 月3 日，商务部与海关总署发布公告，宣布对镓、锗相关物
质实施出口管制。金属镓被称为“电子工业脊梁”，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
、
、
，还有少量
等杂质）制备镓和氮化镓的流程如下：
已知：①镓与铝同主族，其化合物性质相似。
②“碱浸”后溶液的主要成分为
、
（四羟基合铝酸钠）、
。
③
；
；
回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的是将
转化为
，该反应的化学方程式为 。
(2)“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则滤渣2 的主要成分是 （写化学式）。
(3)步骤①和②中通入过量气体A 发生反应的离子方程式为 。
(4)取agGaN 样品溶于足量的热NaOH 溶液中，用
溶液将产生的
完全吸收，用
的盐酸滴
定，消耗盐酸VmL，则样品的纯度是 。
(5)一种含镓的药物合成方法如图所示：
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①化合物Ⅰ中环上N 原子的杂化方式为 。
②化合物Ⅱ中Ga 的配位数为 ，x= 。
18．（2024 届·福建泉州·统考一模）苯胺焦油是工业上催化制苯胺的副产物，主要成分为苯胺，含有少量
铂族贵金属、活性炭和Na、K、Fe。回收其中贵金属Pt、Pd 的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“溶解”时
①溶解的目的是去除焦油中的苯胺，若采用直接焚烧的方法去除苯胺会生成 （写一种），造成环境
污染。
②苯胺易溶于乙醇的原因为 。
(2)“还原Ⅰ”时，PtO2、PdO 被还原为金属单质。反应前后碳原子的杂化方式由 变为 。
(3)“氧化浸出”时浸出液含
、
。
①王水是浓盐酸和浓硝酸体积比3:1 的混合液，写出生成
的离子反应方程式 。
②从原子结构角度分析两种配合物配位数不同的原因是 。
③下图为Pt、Pd 浸出率与浸出温度关系图，氧化浸出需对温度适度控制，有关说法正确的是 （选填
序号）。
a．温度控制在80℃左右
b．温度控制在120℃左右
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c．温度越高浸出率越低的原因可能是挥发导致王水浓度降低
d．40℃时Pt 的浸出率远低于Pd 是因为温度低王水的氧化性弱
(4)“沉铂”时，已知
。
①发生反应的化学反应方程式为 。
②若NH4Cl 的投料以固液比0.0535:1(g : mL)时
的消耗率为90%（忽略溶液体积变化），“沉铂”所得
溶液中Pt 元素的物质的量浓度为 mol∙L-1。
(5)“还原Ⅱ”时氧化产物为无毒气体，则该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
19．（2024 届·吉林延边·统考一模）钒(
)被称为钢铁行业的“维生素”。从某钒矿石焙砂中提取钒的主要
流程如下：
已知：i．滤液A 中的阳离子主要有
、
、
、
等；
ii．“萃取”过程可表示为
(有机相)
(有机相)
。
回答下列问题：
(1)钒矿石焙砂要进行研磨粉碎，研磨粉碎的目的是 。
(2)“浸钒”过程中，
与硫酸反应的化学方程式为 。
(3)用铁粉“还原”过程中，有如下转化：
，
；写出其转化的离子方程式： 。
(4)“萃取”前，若不用石灰乳先中和，萃取效果不好，原因是 。
(5)滤渣D 的主要成分 (写化学式)。
(6)用以下方法测量“浸钒”过程中钒的浸出率。从滤液A 中取出
，用蒸馏水稀释至
，加入适量
过硫酸铵，加热，将滤液A 中可能存在的
氧化为
，继续加热煮沸，除去过量的过硫酸铵。冷却
20
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后加入3 滴指示剂，用
的
标准溶液将
滴定为
，共消耗
溶液。
已知：a．所取钒矿石焙砂中钒元素的质量为
克；所得滤液A 的总体积为
；
b．3 滴指示剂消耗
溶液。
①用上述方法测得“浸钒”过程中钒的浸出率为 (用含相应字母的代数式表示)。
②若不除去过量的过硫酸铵，钒浸出率的测定结果将 (填“偏高”“不变”或“偏低”)。
20．（2024 届·贵州贵阳·统考一模）2023 年8 月1 日起，中国对镓、锗相关物项进行出口管制。金属镓有
“电子工业脊梁”的美誉，与铝的化学性质类似，广泛应用于电子、航空航天、光学等领域。从刚玉渣
（含钛、镓的低硅铁合金，还含有少量氧化铝）回收镓的流程如图所示：
室温时，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
开始沉淀时（
）的pH
沉淀完全时（
）的pH
回答下列问题：
(1)基态镓原子的价电子排布式为 。
(2)从溶液中得到
的具体操作为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)“中和沉淀”过程中分离出的滤渣①有
和 （填化学式），若滤液②中阳离子浓度均为
，“中和沉淀”过程中pH 应调节的范围为 。
(4)“碱浸”时镓元素发生的离子方程式为 。
(5)“碳酸化”过程中为防止镓损耗，不能通入过量
的原因为 （用离子方程式表示）。
21
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(6)以纯镓为原料可制得GaN，GaN 晶体的一种立方晶胞如图所示，Ga 的配位数为 ，已知晶胞中
Ga 和N 的最近距离为anm，阿伏加德罗常数值为
，则GaN 的晶体密度为
（列出计算
式）。
21．（2024·四川内江·威远中学校校考一模）高纯碳酸锰(MnCO3)广泛应用于电子工业，是制造高性能磁性
材料的主要原料。工业上以软锰矿(主要成分是MnO2、含有少量的Fe3O4、Al2O3、SiO2)为主要原料制备高纯
碳酸锰的工艺流程如图所示：
已知：①Ksp(MnCO3)=2.2×10-11。
②碳酸锰难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解。
(1)为了加快浸取速率，可以采取的措施是 (写两条即可)，浸取过程中MnO2发生反应的离子方程式
为 。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是 。
(3)沉锰过程中，A 溶液可以选用NH4HCO3溶液或(NH4)2CO3溶液。
①若是选用NH4HCO3溶液，则反应的离子方程式为： 。
②若是选用(NH4)2CO3溶液。取过滤Ⅱ的滤液100mL，其中c(Mn2+)=2.0mol/L，加入等体积的(NH4)2CO3溶液。
如果使“沉锰”后的溶液中c(Mn2+)=1.0×10-10mol/L，则加入的c((NH4)2CO3)= mol/L。
(4)为了得到高纯碳酸锰，在过滤Ⅲ操作后，最好选择用乙醇洗去表面的杂质。选择用乙醇洗涤的原因是
。
(5)在空气中加热所得MnCO3固体(不含其他杂质)，随着温度的升高，残留固体的质量如图所示。则B 点的
成分为 (填化学式)。
22
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22．（2024 届·湖南岳阳·校联考一模）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含
、
、
、
、
和
)。实现钴、镍、镁元素的回收。
已知：
物质
回答下列问题：
(1)基态Co 原子的价层电子轨道表示式为 。
(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(已知
的电离方程式为：
、
)。“氧化”中先用石灰乳调节
，再加入“混合气”，
被
氧化为
，该氧化还原反应过程的离子方程式为： ；得到滤渣的主要成分
为
、 (填化学式)。
23
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(3)“沉钴镍”中得到的
在空气中可被氧化成
，该反应的化学方程式为： 。
(4)“沉镁”中为使
沉淀完全(25
)
℃，需控制pH 不低于 (精确至0.1)。
(5)钴镍渣是湿法炼锌净化渣之一，其中含有少量Co(
)
Ⅱ、Cd(
)
Ⅱ、Fe(
)
Ⅱ、Ni(
)
Ⅱ的硫酸盐及氢氧化物。利
用以下工艺流程回收金属并制备氧化锌：
下列说法正确的是：___________(填标号)。
A．粉碎矿渣、升高温度均可以提高“溶浸”率
B．通过高温焙烧可以将
制得氧化锌
C．根据
中S 的化合价分析，
具有强还原性
D．
可与浓盐酸反应生成
，
参与反应可生成
(6)
可用作聚氯乙烯的染色剂和稳定剂。氨气中
的键角比该配合物中
的键角小，其原因是 。
23．（2024 届·陕西咸阳·统考一模）钒酸铋(
)是一种亮黄色无毒无害的光催化剂，主要应用于高选择
性制备氢气。工业上以辉铋矿粉(主要成分是
，并含
、Bi、
和
等杂质)为原料制备钒酸
铋(
)的流程如图所示：
已知部分信息如下：
24
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①氧化性：
。
②滤液1 中的阴离子主要是
。
③常温下，几种离子生成氢氧化物沉淀的pH 如下表所示：
氢氧化物
开始沉淀时的pH
7.6
1.6
4.0
完全沉淀时的pH
9.6
3.1
5.5
当溶液中某离子浓度小于
时，视为沉淀完全。
回答下列问题：
(1)浸渣1 的主要成分为 。
(2)浸取时
转化的离子方程式为 。
(3)从工艺流程分析，氧化调节pH 环节，除了可用NaOH 溶液，还可用 调节，且需调至溶液的pH
为 (填范围)。
(4)稀释水解时通常通入水蒸气，其目的是 ；水解的化学方程式为 。
(5)设计实验检验气体X 的成分： 。
(6)常温下，
的
为 。
24．（2024 届·四川南充·统考一模）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)。
25
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(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 。
25．（2024 届·江西上饶·统考一模）锌是一种重要的金属，锌及其化合物被广泛应用于汽车、建筑、船舶、
电池等行业。现某科研小组以固体废锌催化剂(主要成分是
，含少量
、
、
、
等杂
质)为原料制备锌的工艺流程如图所示：
26
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已知：
①“浸取”时，
和
转化为
、
进入溶液。
②
时，
，
③深度除杂标准：溶液中
≤2.0×10-6。
(1)“浸取”温度为
，锌的浸出率可达
，继续升温浸出率反而下降，其原因为 。
(2)“滤渣1”的主要成分为
、 。
(3)“深度除锰”是将残留的
转化为
，写出该过程的离子方程式 。
(4)“深度除铜”时，锌的最终回收率，除铜效果(用反应后溶液中的铜锌比
表示)与
加入量的关系曲线如图所示。
①由图可知，当
达到一定量的时候，锌的最终回收率下降的原因是 (用离子方程式解
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释)
②“深度除铜”时
加入量最优选择 (填标号)
A．100% B．110% C．120% D．130%
(5)
原子能形成多种配位化合物，一种锌的配合物结构如图：
①配位键①和②相比，较稳定的是 。
②基态
原子的价电子排布式为 ，位于元素周期表中 区。
③键角③
(填“>”“<”或“=”)
26．（2024 届·广西柳州·南宁三中校联考一模）我国主要以
型锂辉石(主要成分
、
、
，含
有
、
等杂质)为原料，通过硫酸锂苛化法生产氢氧化锂
并制备锂离子电池的正极材料
。流程如下：
已知：①
不溶于水，能溶于强酸。
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②部分金属氢氧化物的
如下表。
物质
③
和
的溶解度随温度变化的曲线如图所示，二者结晶时均以水合物形式析出。
回答如下问题：
(1)“球磨”操作的目的是 。
(2)加入石灰石中和残酸，调节pH 使铁、铝等杂质完全沉淀，则pH 至少为 。(保留一位小数。通常
认为溶液中离子浓度小于
为沉淀完全)
(3)滤渣2 的成分是 。
(4)获得
时，通常“冷冻至0
”
℃，原因是 。
(5)
溶液与
和
混合溶液制备
的化学方程式为 ；两种溶液相互滴加的方式
不同会影响产率和纯度，有同学认为应该将
和
混合液滴加到
溶液中，你认为是否合理
(填“是”或“否”)，说明理由： 。
(6)
需要在高温下成型后才能作为电极，高温成型时要加入少量石墨，则石墨的作用是 (任
写一点)。
27．（2024 届·吉林·校联考模拟预测）五氟化锑主要用作氟化工的催化剂，也用作纺织工业物阻燃剂，在
染料工业中用于制造染料中间体，此外，还用于制备高纯度金属锑、无机离子交换材料和胶体五氧化二锑。
29
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以某锑矿(主要成分为
，含有少量
、
、
等杂质)为原料制备
的工艺流程如下图：
已知：Ⅰ．
、
的
分别为
、
；
Ⅱ．
微溶于水、
难溶于水，它们均为两性氧化物；
难溶于水。
回答下列问题：
(1)已知锑与氮元同素主族，原子序数为51，写出锑的价电子排布图 。
(2)“浸出”时少量
转化为“滤渣1”。其成分为
，加入氨水“除氯”，同时将其转化为
，
能否用
溶液代替氨水 ，(填“能”或“否”)，原因是 。
(3)“沉淀”的过程是加入极稀的
溶液，其目的是使
和
转化为相应的硫化物而除去，当
、
共沉时，
。
(4)“除砷”时，
转化为H3PO4，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量比是 。
(5)“电解”中锑的产率与电压大小关系如下图所示。当电压未超过
V 时，阴极反应方程式为
，当电压超过
V 时，锑的产率降低，阴极还可能发生了 反应。(写出电极反应式)
(6)
与
反应。首次实现了用化学方法制取
，同时生成
和
，化学反应方程式为
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。
28．（2024 届·福建·校联考一模）酸浸法回收废炉渣中(主要为铜、钴、镍、铁等金属元素的氧化物)的铜、
钴、镍的流程如下：
已知：25℃时，
，
。
(1)“磨细”过程的目的是 。
(2)酸浸液中大量铁元素以
存在，加入
可减少铁屑的消耗从而降低成本，
与
反应过程
中会产生气泡，其离子方程式为 。
(3)“滤渣2”主要成分为 (填化学式)。
(4)“镍钴分离”过程
发生反应的离子方程式为 。
(5)“酸溶1”过程用
替换
，从绿色化学角度分析其可行性 。
(6)“焙烧”过程发生反应的化学方程式为 。
(7)已知当
时，认为其沉淀完全。“沉镍”过程的目的是为了将“
”，此时应调节溶液的pH 为 。
(8)“操作X”为 。
29．（2024 届·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：
已知：①25℃时，Ksp(CuS)=6.4×10-36，Ksp(ZnS)=1.6×10-24；
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②25℃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。
①[Zn(NH3)4]2+的配位数为 。
②ZnO 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)。
30．（2024·河南·校联考模拟预测）一种回收锌电解阳极泥(主要成分为
、
和ZnO，还有少量
锰铅氧化物
和Ag)中金属元素锌、锰、铅和银的工艺如图所示。回答下列问题：
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已知：
易溶于水，不溶于乙醇。
(1)
中Pb 的化合价为+2 价，Mn 的化合价有+2 价和+4 价，则氧化物中+2 价和+4 价Mn 的个数比
为 。
(2)“还原酸浸”过程中主要反应的化学方程式为 。
(3)结合
溶解度曲线图分析，由
溶液制得
晶体的“一系列操作”是 、
，用 (填物质的名称)洗涤、干燥。
(4)“电解”时，加入
与水反应生成二元弱酸
，在阴极放电生成Se 单质，有利于
电还原沉
积。则
放电的电极反应式为 。
(5)通过计算说明可用
溶液将“滤渣”中的
转化为
的原因 。[已知：25℃
时
，
]
(6)锰、镍、镓的某种磁性形状记忆型合金的晶胞结构如图所示。
表示阿伏加德罗常数的值。该晶体的
密度为
(列出计算式即可)。
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