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专题17 金属有关的工艺流程
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 工业生
产中有关金属
的转化
2024·江苏卷、2023•辽宁省选择性考试、
2020•江苏卷、2019•江苏卷、2018•江苏
卷、2017•江苏卷、2016·江苏卷
在选择题中重点考查工业制备相关问题
为主线综合考查金属元素及其化合物的
性质。在工艺流程题中用含多种金属元
素的矿物制备某种金属化合物，工艺流
程题就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。较好地考查了
考生的知识迁移和应用能力，以及“证
据推理与模型认知”学科核心素养。
考点2 有关金
属及其化合物
的工艺流程
2024·辽吉黑卷、2023•辽宁省选择性考
试、2022•福建卷、2022•山东卷、2020·山
东卷、2021·福建卷、2015·浙江理综
考点1 工业生产中有关金属的转化
1．(2024·江苏卷，10，3 分)在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是( )
A．HCl 制备：NaCl 溶液
和
B．金属Mg 制备：
溶液
C．纯碱工业：
溶液
D．硫酸工业：
【答案】A
【解析】A 项，电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2，H2和Cl2点燃反应生成HCl，故A 的转化可以实现；
B 项，氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液，但是电解氯化镁溶液不能得到Mg，电解熔融MgCl2才能
得到金属镁单质，故B 的转化不能实现；C 项，纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到
NaHCO3，然后NaHCO3受热分解为Na2CO3，故C 的转化不能实现；D 项，工业制备硫酸，首先黄铁矿和
氧气反应生成SO2，但是SO2和水反应生成H2SO3，不能得到H2SO4，故D 的转化不能实现；故选A。
2．(2023•辽宁省选择性考试，3)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A．合成氨：N2+3H2
2NH3
B．制HCl：H2+Cl2
2HCl
1
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C．制粗硅：SiO2+2C
Si+2CO
D．冶炼镁：2MgO(熔融)
2Mg+O2↑
【答案】D
【解析】A 项，工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N2+3H2
2NH3，A 正确；B 项，工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为H2+Cl2
2HCl，B 正确；C 项，工业制粗硅是将SiO2 与C 在高温下反应生成粗硅，反应方程式为SiO2+2C
Si+2CO，C 正确；D 项，冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑，D 错
误；故选D。
3．(2020•江苏卷，10)下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A．
(aq)
(g)
漂白粉(s)
B．
(aq)
(s)
(s)
C．
(aq)
(aq)
(aq)
D．
(s)
(aq)
(s)
【答案】C
【解析】A 项，石灰水中Ca(OH)2浓度太小，一般用氯气和石灰乳反应制取漂白粉，故A 错误；B 项，
碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳与氯化钠溶液不反应，故B 错误；C 项，氧化性Cl2＞Br2＞I2，所以氯
气可以氧化NaBr 得到溴单质，溴单质可以氧化碘化钠得到碘单质，故C 正确；D 项，电解氯化镁溶液无
法得到镁单质，阳极氯离子放电生成氯气，阴极水电离出的氢离子放电产生氢气，同时产生大量氢氧根，
与镁离子产生沉淀，故D 错误。故选C。
4．(2019•江苏卷，9)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A．NaCl(aq)
Cl2(g)
FeCl2(s)
B．MgCl2(aq)
Mg(OH)2(s)
MgO (s)
C．S(s)
SO3(g)
H2SO4(aq)
D．N2(g)
NH3(g)
Na2CO3(s)
【答案】B
【解析】A 项，氯气的氧化性强，与铁单质反应直接生成氯化铁，故A 错误；B 项，氯化镁与石灰乳
发生复分解反应生成氢氧化镁，氢氧化镁高温煅烧生成氧化镁和水，故B 正确；C 项，硫单质在空气中燃
烧只能生成SO2，SO2在与氧气在催化剂条件下生成SO3，故C 错误；D 项，氨气与二氧化碳和氯化钠溶液
反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解可生成碳酸钠，故D 错误；故选B。
5．(2018•江苏卷，9)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A．
2
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B．
C．
D．
【答案】A
【解析】A 项，NaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和
NaOH，两步反应均能实现；B 项，Al 与NaOH 溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2与过量盐酸反应生成
NaCl、AlCl3和H2O，第二步反应不能实现；C 项，AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛基，
蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实现；D 项，Al 与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe
与HCl 反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现；物质间转化均能实现的是A 项，故选A。
6．(2017•江苏卷，7)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ( )
A．Fe
FeCl2
Fe(OH)2
B．S
SO3
H2SO4
C．CaCO3
CaO
CaSiO3
D．NH3
NO
HNO3
【答案】C
【解析】A 项，铁与氯气反应只能生成氯化铁，A 错误；B 项，硫在空气或氧气中燃烧只能生成二氧
化硫，B 错误；C 项，两步均能实现，C 正确；D 项，NO 不与H2O 反应，D 错误。
7．(2016·江苏卷，9)在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A．SiO2
SiCl4
Si
B．FeS2
SO2
H2SO4
C．N2
NH3
NH4Cl(aq)
D．MgCO3
MgCl2(aq)
Mg
【答案】C
【解析】A 项，SiO2与盐酸不反应，错误；B 项，SO2和H2O 反应生成H2SO3，错误；C 项，N2+3H2
2NH3、NH3+HCl==NH4Cl，正确；D 项，金属镁的冶炼方法是电解熔融的氯化镁，错误。故选
C。
考点2 有关金属及化合物的工艺流程
1．(2024·辽吉黑卷，13，3 分)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn，流程如下“脱氯”步
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骤仅Cu 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
Zn2+
Cu2+
Cl-
浓度(g·Lˉ1)
145
0.03
1
A．“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全
B．“浸铜”反应：2Cu+4H++H2O2=2Cu2++ H2↑+2H2O
C．“脱氯”反应：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓
D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn
【答案】C
【解析】铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O，再加
入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu 元素的化合价发生改变，得到CuCl 固体，可知“脱氯”
步骤发生反应的化学方程式为：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2+可在阴
极得到电子生成Zn。A 项，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu 在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，A
错误；B 项，“浸铜”时，铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：Cu+2H++H2O2=Cu2+
+2H2O，B 错误；C 项，“脱氯”步骤中仅Cu 元素的化合价发生改变，得到CuCl 固体，即Cu 的化合价升
高，Cu2+的化合价降低，发生归中反应，化学方程式为：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓，C 正确；D 项，脱氯液净
化后电解，Zn2+应在阴极得到电子变为Zn，D 错误；故选C。
2．(2023•辽宁省选择性考试，10)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr 元素以
价形式
存在，下列说法错误的是( )
A．“焙烧”中产生CO2
B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2
C．滤液①中Cr 元素的主要存在形式为CrO4
2-
D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
【答案】B
【解析】焙烧过程中铁、铬元素均被氧化，同时转化为对应钠盐，水浸时铁酸钠遇水水解生成氢氧化
铁沉淀，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。A 项，铁、铬氧
化物与碳酸钠和氧气反应时生成对应的钠盐和二氧化碳，A 正确；B 项，焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的
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主要成分为氢氧化铁，B 错误；C 项，滤液①中Cr 元素的化合价是+6 价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉
淀溶液显碱性，所以Cr 元素主要存在形式为CrO4
2-，C 正确；D 项，淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，
D 正确； 故选B。
3．(2022•福建卷，6)用铬铁合金(含少量Ni、Co 单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A．“浸出”产生的气体含有H2
B．“除杂”的目的是除去Ni、Co 元素
C．流程中未产生六价铬化合物
D．“滤渣2”的主要成分是Fe2(C2O4)3
【答案】D
【解析】由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成气体为氢气，溶液中含Ni2+、Co2+、Cr3+、Fe2+加入Na2S
分离出滤渣1 含CoS 和NiS，Cr3+、Fe2+不会沉淀，再加入草酸除铁生成FeC2O4，过滤分离出硫酸铬。A 项，
四种金属均与稀硫酸反应生成H2，A 正确；B 项，共有四种金属，由流程可知，沉铁后分离出硫酸铬，则
“除杂"的目的是除去Ni、Co 元素，B 正确；C 项，由上述分析可知，流程中未产生六价铬化合物，C 正
确；D 项，“滤渣2”的主要成分是FeC2O4，D 错误；故选D。
4．(2022•山东卷，12)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe 元素的杂
质)为主要原料制备Cu 粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
下列说法错误的是( )
A．固体X 主要成分是Fe(OH)3和S；金属M 为Zn
B．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出
C．中和调pH 的范围为3.2~4.2
D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu 的生成
【答案】D
【解析】依据题中的工艺流程，CuS 精矿(含有杂质Zn、Fe 元素)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，
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CuS 反应产生为CuSO4、S、H2O，Fe2+被氧化为Fe3+，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉
淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2+、
Zn2+；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被还原为Cu 单质，通过过滤分离出
来；而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn 单质。A 项，固体X 主要成分是S、
Fe(OH)3，金属M 为Zn，A 正确；B 项，CuS 难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)
Cu2+
(aq)+S2-(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促
进金属离子的浸取，B 正确；C 项，根据流程图可知：用NH3调节溶液pH 时，要使Fe3+转化为沉淀，而
Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH 范围，可知中和时应该调节溶液pH 范围为3.2
～4.2，C 正确；D 项，在用H2还原Cu2+变为Cu 单质时，H2失去电子被氧化为H+，与溶液中OH-结合形成
H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于H2失去电子还原Cu 单质，因此不利于Cu 的生成，D
错误；故选D。
5．(2020·山东卷，9)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂
的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SiO2，Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )
A．浸出镁的反应为
B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D．分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
【答案】B
【解析】菱镁矿煅烧后得到轻烧粉，MgCO3转化为MgO，加入氯化铵溶液浸取，浸出的废渣有
SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3，同时产生氨气，则此时浸出液中主要含有Mg2+，加入氨水得到Mg(OH)2沉淀，
煅烧得到高纯镁砂。A 项，高温煅烧后Mg 元素主要以MgO 的形式存在，MgO 可以与铵根水解产生的氢
离子反应，促进铵根的水解，所以得到氯化镁、氨气和水，化学方程式为
MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O，故A 正确；B 项，一水合氨受热易分解，沉镁时在较高温度下进行会
造成一水合氨大量分解，挥发出氨气，降低利用率，故B 错误；C 项，．浸出过程产生的氨气可以回收制
备氨水，沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中，故C 正确；D 项，Fe(OH)3、
Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp，所以当pH 达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀，而Mg2+不沉淀，从而
将其分离，故D 正确；故选B。
6．(2021·福建卷)明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下：
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下列说法错误的是( )
A．FeSO4的分解产物X 为FeO B．本流程涉及复分解反应
C．HNO3的沸点比H2SO4的低
D．制备使用的铁锅易损坏
【答案】A
【解析】A 项，据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3，部分S 元素被还原，则Fe 元素应被氧化，X
为Fe2O3，A 错误；B 项，H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4，为复分解反应，B 正确；C 项，
H2SO4与KNO3混合后，蒸馏过程中生成HNO3，说明HNO3的沸点比H2SO4的低，C 正确；D 项，硫酸、
硝酸均可以和铁反应，所以制备使用的铁锅易损坏，D 正确；故选A。
7．(2015·浙江理综，13)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考
虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：
下列说法不正确的是( )
A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X 选用铁粉
B．固体1 中一定含有SiO2，控制pH 是为了使Al3+转化为Al(OH)3，进入固体2
C．从溶液2 得到FeSO4·7H2O 产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D．若改变方案，在溶液1 中直接加NaOH 至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可
得到FeSO4·7H2O
【答案】D
【解析】A 项，流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3，转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用铁粉还原
Fe3+得到硫酸亚铁，A 正确；B 项，固体1 为SiO2，分离FeSO4和Al2(SO4)3采用的是调控pH 的方法，使
Al3+转化为Al(OH)3沉淀从而与FeSO4分离，B 不正确；C 项，Fe2+容易被氧化，所以在得到FeSO4·7H2O 产
品的过程中，要防止其被氧化和分解，C 正确；D 项，在溶液1 中直接加过量的NaOH 得到的是Fe(OH)2沉
淀，但Fe(OH)2 不稳定，很容易被氧化为Fe(OH)3，这样的话，最终所得的产品不纯，混有较多的杂质
Fe2(SO4)3，D 不正确。故选D。
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