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1．【2023 年广东卷】
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：
（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
专题94 工艺流程——结合理论综合
1
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。
（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)。
2．【2022 年北京卷】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)
2
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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
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___________。
3．（2021·福建真题）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含
，
还有
、
的化合物及
等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题：
（1）“焙烧”产生的气体用_______吸收后可制取氮肥。
（2）“浸出”时，
转化为
。提高单位时间内钼浸出率的措施有_______(任写两种)。温度对
内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度
升高使水大量蒸发，导致_______。
（3）“净化”时，浸出液中残留的
、
转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中
和pH 的关系为：
3
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。为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小于
_______。(已知：
；
和
的
分别为35.2 和17.2)
（4）“净化”后，溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，反应的离子方程
式为_______。
（5）“沉淀”时，加入
的目的是_______。
（6）高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为_______。（已知：(NH4)2Mo4O13
受热分解生成
）
4．（2021·辽宁真题）从钒铬锰矿渣(主要成分为
、
、
)中提铬的一种工艺流程如下：
已知：pH 较大时，二价锰[
](在空气中易被氧化.回答下列问题：
（1）Cr 元素位于元素周期表第_______周期_______族。
（2）用
溶液制备
胶体的化学方程式为_______。
（3）常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[
]与pH 关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中
，“沉钒”过程控制
，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为
_______(填化学式)。
（4）某温度下，
、
的沉淀率与pH 关系如图2。“沉铬”过程最佳pH 为_______；在该条件下
4
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滤液B 中
_______
（
近似为
，
的
近似为
）。
（5）“转化”过程中生成
的离子方程式为_______。
（6）“提纯”过程中
的作用为_______。
5．（2021·全国乙卷真题）磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有
、
、
、
、
以及
少量的
。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的
见下表
金属离子
开始沉淀的
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全
的
3.2
4.7
11.1
13.8
回答下列问题：
（1）“焙烧”中，
、
几乎不发生反应，
、
、
、
转化为相应的硫酸盐，写出
转化为
的化学方程式_______。
（2）“水浸”后“滤液”的
约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节
至11.6，依次析出的金属离子是
_______。
（3）“母液①"中
浓度为_______
。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
（5）“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，
水解析出
沉淀，该反应的离子方程式是
_______。
（6）将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得_______，循环利用。
6．【2022 年山东卷】工业上以氟磷灰石[
，含
等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程
5
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如下：
回答下列问题：
（1）酸解时有
产生。氢氟酸与
反应生成二元强酸
，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
加入
脱氟，
充分反应后，
_______
；再分批加入一定量的
，首先转化为沉淀的离子是
_______。
（3）
浓度(以
计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、
浓度(以
计)的关系如图甲
所示。酸解后，在所得
、
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
和
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．
、
、
B．
、
、
C．
、
、
D．
、
、
7．【2022 年全国乙卷】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。
6
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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________。
8．【2022 年广东卷】稀土(
)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：
7
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已知：月桂酸
熔点为
；月桂酸和
均难溶于水。该工艺条件下，稀土
离子保持
价不变；
的
，
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
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
溶液调pH 至_______的范围内，该过程中
发生反应的离子方程式为
_______。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到
元素，滤液2 中
浓度为
。为尽可能多地提取
，
可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中
低于_______
(保留两
位有效数字)。
（4）①“加热搅拌”有利于加快
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
。
①还原
和
熔融盐制备
时，生成1mol
转移_______
电子。
②
用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化
的还原，发生的电极反应为
_______。
9．（2021·山东真题）工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si 氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠
(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：
（1）焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si 氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆
流而行，目的是___。
（2）矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c 与pH 的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-
5mol•L-1时，可认为已除尽。
8
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中和时pH 的理论范围为___；酸化的目的是___；Fe 元素在___(填操作单元的名称)过程中除去。
（3）蒸发结晶时，过度蒸发将导致___；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用
的物质还有____。
（4）利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：
4Na2CrO4+4H2O
2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在___(填“阴”或“阳”)极室制得，
电解时通过膜的离子主要为___。
10．（2021·湖南真题）
可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以
形式存在，还含有
、
、
、
等物质。以独居石为原料制备
的工艺流程如下：
9
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回答下列问题：
（1）铈的某种核素含有58 个质子和80 个中子，该核素的符号为_______；
（2）为提高“水浸”效率，可采取的措施有_______(至少写两条)；
（3）滤渣Ⅲ的主要成分是_______(填化学式)；
（4）加入絮凝剂的目的是_______；
（5）“沉铈”过程中，生成
的离子方程式为_______，常温下加入的
溶液呈
_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：
的
，
的
，
)；
（6）滤渣Ⅱ的主要成分为
，在高温条件下，
、葡萄糖(
)和
可制备电极材料
，同时生成
和
，该反应的化学方程式为_______
11．（2021·河北真题）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液
相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生
废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg 的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：
（1）高温连续氧化工序中被氧化的元素是_______(填元素符号)。
（2）工序①的名称为__。
（3）滤渣的主要成分是__(填化学式)。
（4）工序③中发生反应的离子方程式为_______。
（5）物质V 可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为__，可代替NaOH
的化学试剂还有_______(填化学式)。
（6）热解工序产生的混合气体最适宜返回工序_______(填“①”或“②”或“③”或“④”)参与内循环。
（7）工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH 为__。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5mol•L-1为
沉淀完全；A1(OH)3+OH-⇌Al(OH) ：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[A1(OH)3]=10-33)
12．（2020 年新课标Ⅲ）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)：
10
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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=0.01 mol·L−1)的pH
沉淀完全时(c=1.0×10−5 mol·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：
（1）“碱浸”中NaOH 的两个作用分别是______________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中
性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。
（2）“滤液②”中含有的金属离子是______________。
（3）“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即
“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。
（4）利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=______________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中
Ni2+浓度为1.0 mol·L−1，则“调pH”应控制的pH 范围是______________。
（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO 氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离
子方程式______________。
（6）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是______________。
13．（2020 年山东新高考）用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS 制备高纯MnCO3的
工艺流程如下：
已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
11
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Ksp
回答下列问题
（1）软锰矿预先粉碎的目的是____________，MnO2与BaS 溶液反应转化为MnO 的化学方程式为
________。
（2）保持BaS 投料量不变，随MnO2与BaS 投料比增大，S 的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的
量达到最大值后会减小，减小的原因是________。
（3）滤液I 可循环使用，应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称)。
（4）净化时需先加入的试剂X 为________(填化学式)。再使用氨水调溶液的pH，则pH 的理论最小值为
_______(当溶液中某离子浓度
时，可认为该离子沉淀完全)。
（5）碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________。
14．【2017 新课标1 卷】Li4Ti5O12 和LiFePO4 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为
FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的
实验条件为___________________。
（2）“酸浸”后，钛主要以
形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。
（3）TiO2·xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示：
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O 转化率%
92
95
97
93
88
分析40 ℃时TiO2·xH2O 转化率最高的原因__________________。
（4）Li2Ti5O15中Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。
12
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（5）若“滤液②”中
，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1 倍），使
恰好沉淀完全即溶液中
，此时是否有Mg3(PO4)2 沉淀生成？
（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为
。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。
13
