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专题十一 化学工艺流程 【七大题型】
【新高考专用】
【题型1 综合考查废旧物资提纯回收】…………………………………………………………………………6
【题型2 综合考查废旧物资物质制备】…………………………………………………………………………
13
【题型3 综合考查矿产资源物质制备】…………………………………………………………………………
20
【题型4 综合考查工艺流程与化学图像】………………………………………………………………………
29
【题型5 综合考查工艺流程与晶胞结构】………………………………………………………………………
39
【题型6 综合考查化学计算与工艺流程】………………………………………………………………………
47
【题型7 综合考查工艺流程与化学实验】………………………………………………………………………
57
化学工艺流程题一般是陌生复杂的情境，多以工业流程图的形式呈现，主要考查元素及其化合物性质、化
学反应原理及基本实验操作，常会涉及定量计算。需要关注以下几个方面：(1)常见工业生产都会涉及除杂
和分离等环节，特别常用的是通过调节溶液的pH 达到除杂或分离的目的，注意元素化合物的转化和实验
基本操作的结合，常涉及除杂及离子的检验等。(2)对于产品的提取问题(由溶液到固体主要经历蒸发浓
缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥、保存等)这也是流程图题中的新变化。
2.高考试题统计
(1)物质的组成与分类：
山东卷(2023)，湖北卷(2023)，全国新课标卷(2023)，辽宁卷(2023、2022、2021)，广东卷(2022、2021)，河
北卷(2022、2021)，浙江卷(2023、2022、2021、2020)。
(2)物质的性质与变化：
1
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湖南卷(2023、2022、2021)，广东卷(2022、2021)，河北卷(2022)，湖北卷(2022)，江苏卷(2022、2021)
(3)化学与STSE、传统文化。
全国新课标卷(2023)，山东卷(2023、2022)，河北卷(2022、2021)，辽宁卷(2021)，海南卷(2022、2021)，湖
北卷(2022)，天津卷(2021、2020)。
(4)常用化学用语：
湖北卷(2023)，湖南卷(2023)，辽宁卷(2023、2022、2021)，河北卷(2021)，浙江卷(2023、2022)，北京卷
(2022、2021)。
【知识点1 化工流程中原料预处理及反应条件的控制】
1.原料预处理的方法及目的
方法
目的
解题指导
粉碎、
研磨
将块状或颗粒状的物质磨成粉末
增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更
充分，也是提高“浸出率”的方法之一
浸取
水浸
与水接触反应或溶解
(1)加热、搅拌、适当提高酸(或碱)浓度，可以加快
浸出速率；增加浸出时间可使样品充分溶解，可提
高浸出率
(2)酸溶时所加酸的量不能太多
①过量的酸多消耗后续调节pH 所加的碱性试剂
②如果实验过程有硫化物，酸过量会形成有毒气体
硫化氢
酸浸
与酸接触反应或溶解，使
可溶性金属离子进入溶
液，不溶物通过过滤除去
碱浸
除去油污，溶解酸性氧化
物、铝及其氧化物
灼烧
(焙烧)
1.除去可燃性杂质
2.使原料初步转化
①除去硫、碳单质
②使有机物转化或除去有机物
③高温下原料与空气中氧气反应等
④使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
2.常见的流程中的条件控制
条件控制
目的
反应物用
量或浓度
①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；②增大便宜、易得的反应物
的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行；③增大物质浓度可以加快反应
速率，使平衡发生移动等
降温
①防止某物质在高温时溶解(或分解)；②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)
移动；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等；④降低某些晶体的溶解
度，减少损失等
控温
①结晶获得所需物质；②防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)温度过高时会
分解或挥发；③使某物质达到沸点挥发出来；④使催化剂的活性达到最好；⑤防止副反
应的发生等
加入氧化剂
(或还原剂)
①转化为目标产物的价态；②除去杂质离子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调溶液的pH，
使其转化为Fe(OH)3沉淀除去]
加入沉淀剂
①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)；②加入可溶性碳酸盐，生成
2
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碳酸盐沉淀；③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋
pH 控制
①生成金属氢氧化物，以达到除去金属离子的目的；②抑制盐类水解；③促进盐类水解
生成沉淀，有利于过滤分离
【知识点2 化工流程中物质的分离与提纯】
1.化工生产过程中分离、提纯、除杂
化工生产过程中分离、提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的操作紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结
晶、过滤、洗涤、干燥、蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。
2．常考分离、提纯的方法及操作
(1)从溶液中获取晶体的方法及实验操作
①溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法，实验过程为：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下
降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。
②溶解度受温度影响较大、带有结晶水的盐或可水解的盐，采取冷却结晶的方法，实验过程为：蒸发浓缩
(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
(2)固体物质的洗涤
洗涤试剂
适用范围
目的
蒸馏
水
冷水
产物不溶于水
除去固体表面吸附着的可溶性粒子，可适当降低固体因为溶
解而造成的损失
热水
有特殊的物质其溶解度
随着温度升高而下降
除去固体表面吸附着的可溶性粒子，可适当降低固体因为温
度变化溶解而造成的损失
有机溶剂(酒
精、丙酮等)
固体易溶于水、难溶于
有机溶剂
减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水
分，产品易干燥
饱和溶液
对纯度要求不高的产品
减少固体溶解
酸、碱溶液
产物不溶于酸、碱
除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解
洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3 次
检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入××试剂，若未出现
特征反应现象，则沉淀洗涤干净
(3)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H 2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或
失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
(4)萃取与反萃取
①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
如用CCl4萃取溴水中的Br2。
②反萃取：反萃取是利用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。反萃取剂
主要起破坏有机相中被萃组分结构的作用，使被萃组分生成易溶于水的化合物，或生成既不溶于水也不溶
于有机相的沉淀。经过反萃取及所得反萃液经过进一步处理后，便得到被分离物的成品。反萃后经洗涤不
3
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含或少含萃合物的有机相称再生有机相，继续循环使用。
(5)其他
①蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2 等溶质时，应在HCl 的气流中加
热，以防其水解。
②减压蒸馏的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。
3.物质成分的跟踪与确定
(1)滤渣的确定
(2)副产品的确定
(3)循环物质的确定
4.根据溶解度曲线判断结晶的方法
(1)溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法。
(2)溶解度受温度影响较大的采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。
(3)带有结晶水的盐，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。
【知识点3 化工流程中方程式的书写与计算】
1．书写思路
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断
反应类型：
(1)元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律；
4
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(2)元素化合价有变化则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。
2．流程中陌生的氧化还原反应的书写流程
(1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物)，结合已学知识根据加入的
还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。
(2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
(3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O 等。
(4)根据质量守恒配平反应方程式。
3.化工流程中的有关计算
(1)有关Ksp 的计算
常考形式有：①判断能否沉淀；②判断能否沉淀完全；③计算某一离子的浓度；④沉淀生成和沉淀完全时
pH 的计算。
(2)产率、纯度的计算
①计算公式
纯度＝纯净物的质量/混合物的质量×100%
产物的产率＝产物的实际产量/产物的理论产量×100%
②计算方法：守恒法或关系式法。
【题型1 综合考查废旧物资提纯回收】
【例1】（2024·北京石景山·一模）从铅银渣(含Pb、Ag、Cu 等金属元素)中提取银的流程如下：
已知：PbSO4难溶于水；Ag+可以和SO
形成[Ag(SO3)2]3−。
(1)“酸浸”时，使用H2SO4、NaCl 和NaNO3的混合液作为浸出剂。
①加入NaNO3的作用 。
②固体B 含有 。
(2)用氨水和水合肼(N2H4·H2O)进行“络合浸出”和“还原析银”。
①氨水“络合浸出”的化学方程式是 。
②将水合肼“还原析银”反应的离子方程式补充完整： 。
□ ___________+ N2H4·H2O =N2↑ + H2O + □ ___________ + □ ___________ + □ NH3↑
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(3)用Na2SO3和甲醛进行“络合浸出”和“还原析银”。
①亚硫酸钠“络合浸出”时，银浸出率和溶液pH、浸出时间的关系分别如下图所示，解释银浸出率随溶液
pH 增大先升高后降低的原因 ；分析浸出时间超过4 h，银浸出率降低的原因 。
②写出pH = 14 时甲醛“还原析银”的离子方程式 。
【变式1-1】（2024·四川泸州·二模）工业废气中含大量的
、NO、CO、
，脱硫废水中主要含有
、
、
、
、
、
，以及易被氧化的有机悬浮物和大量的有机硫，有机硫充分曝气
氧化为
。某燃煤厂将工业废气与脱硫废水进行联合净化处理，其工艺流程如下：
常温下：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
开始沉淀时
的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时
的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
(1)曝气氧化中被氧化的离子有 ；滤渣A、C 的化学式依次为 、 。
(2)用
溶液除氮时，发生反应的离子反应方程式为 。
(3)NiOOH 能用作镍镉电池正极材料，氧化沉镍反应的离子方程式为 。
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(4)加盐酸调pH 至5 得到滤渣B，反应的离子方程式为 。
(5)流程中“①通入适量空气”，其NO 与
的最佳物质的量比为 ，气体a 为什么不能直接排
放到大气中？ 。
(6)结合信息计算，“曝气氧化”后当调
时
的浓度为 。
【变式1-2】（2024·河北张家口·一模）一种从废铅膏（含PbSO453.2%，PbO229.5%，PbO11.3%，其他
6%）中回收铅和氧化铅的流程如下：
已知：
，
。
请回答：
(1)已知Pb 位于第六周期，与C 同族，基态Pb 原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“还原”时PbO2会转化为PbSO4，发生反应的化学方程式为 。
(3)将滤液与SO2、Ca（OH）2混合反应，可实现原料NaHSO3的再生。理论上SO2与Ca（OH）2的物质的
量之比为 ，此过程中会产生一种副产物，其化学式为 。
(4)“脱硫”时发生的主要反应的离子方程式为 。
(5)“沉淀”时，发生反应
，该反应的平衡常数
。
(6)“电解”时，阴极的电极反应式为 。
(7)“灼烧”时会有中间产物xPbCO3·yPbO 生成，固体残留率
与温度的关系如图所示，则
358℃时对应固体的成分为 （填化学式）。
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【变式1-3】（2024·北京丰台·一模）冶炼金属产生的酸泥属于有价值危险物。从某酸泥(含Se 单质，HgSe
及锌、铜的化合物等)中回收汞和硒的一种工艺如下：
(1)“氧化浸出”时，酸泥中硒、汞、锌、铜分别以H2SeO3、Hg2+、Zn2+、Cu2+形式进入溶液。
①分离氧化浸出液和浸出渣的操作是 。
②不溶于水的HgSe 被氧化的离子方程式为 。
③浸出时间等其他条件相同时，不同的NaClO3投加量对汞、硒浸出率的影响如图所示。选择最佳NaClO3
投加量并说明理由 。
(2)沉汞后液中磷以最高价形式存在。“还原沉汞”的主要反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为
。
(3)已知Se(s) + Na2SO3(aq)
Na2SeSO3(aq)，粗硒中的杂质不溶于Na2SO3溶液。利用该原理对粗硒进
行提纯，实验操作是 。
(4)粗硒中硒的纯度测定
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i．取0.1 g 粗硒于锥形瓶中，加入15 mL 浓盐酸和1mL 浓硝酸，沸水浴加热，使Se 全部转化为H2SeO3；
ii．除去过量的HNO3和溶解的NO2；
iii．加入2 mL KI 溶液、5 mL 淀粉溶液，然后用c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液进行滴定，到达滴定终点时，
消耗Na2S2O3标准溶液V mL。
已知：H2SeO3 + 4KI + 4HCl = Se + 2I2 + 4KCl + 3H2O
H2SeO3 + 4Na2S2O3 + 4HCl = Se + 2Na2S4O6 + 4NaCl + 3H2O
I2 + 2Na2S2O3
= Na2S4O6 + 2NaI
①到达滴定终点时的现象为 。
②依据现有数据能否计算出粗硒中硒的纯度？若能，请写出计算式；若不能，请写出还需要的数据。
。
【题型2 综合考查废旧物资物质制备】
【例2】（2024·宁夏银川·一模）钢渣是钢铁行业的固体废弃物，含有2CaO·SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3和
V2O3等物质。一种以钢渣粉为原料固定CO2并制备V2O3的工艺流程如图所示。
已知钢渣中Ca 元素质量分数为30%。V2O3在稀盐酸和NH4Cl 混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下，有
关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH 如下表所示：
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Ca2+
开始沉淀的pH
1.9
7.2
3.5
12.4
沉淀完全的pH
2.9
8.2
5.1
13.8
回答下列问题：
(1)浸出1 过程生成的SiO2“包裹”在钢渣表面形成固体膜，阻碍反应物向钢渣扩散。提高浸出率的措施有
(除粉碎外，举1 例)。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是 。
(2)为避免引入杂质离子，氧化剂A 应为 (举1 例)。
(3)滤液C 的溶质可循环利用，试剂B 应为 。
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(4)若钢渣粉中含有钒酸钙
，加入Na2CO3溶液能够使钒酸钙溶解，是因为存在平衡：
。已知
，
，则该平衡常数
(结果保留2 位有效数字)。
(5)富钒渣焙烧可生成钒钙盐，不同钒钙盐的溶解率随pH 变化如图所示。已知浸出2 的pH 约为2.5，则应
控制焙烧条件使该钒钙盐为 。该培烧反应的化学方程式是 。
(6)若Ca 的浸出率为90%，理论上1 吨钢渣在“固碳”中可固定 kgCO2。
【变式2-1】（2024·河北邯郸·一模）Fe3O4@SiO2是一种高效非贵金属光/热催化剂，以废弃还原铁粉(表面
有锈渍，不含其他金属杂质)为原料制备Fe3O4@SiO2的工艺流程如图所示：
已知：25℃时
，
，
。
请回答下列问题：
(1)为了提高铁粉的浸取速率，除了考虑温度、浓度影响因素外，还可以采取的措施有 (填一
条)；经检验浸取液中无Fe3+，其原因为 (用离子方程式解释)。
(2)需在隔绝空气条件下进行的反应设备或操作有反应釜1、 、真空热分解。
(3)实验室 (填“能”或“不能”)用如图所示装置进行“加压过滤”，原因为 。
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(4)已知“浸取液”中无过量的酸，则反应釜2 中反应的离子方程式为 。
(5)反应釜3 中，25℃时Ca2+浓度为50 g L
⋅
，理论上溶液的pH 低于 (
)。
(6)纳米Fe3O4也可以用如下过程制备：
①反应ⅱ中
的作用是 。
②反应ⅱ的化学方程式为 。
【变式2-2】（2024·广东江门·一模）某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料（含有LiCoO2以及少量Ca、
Mg、Fe、Al 等）制备Co2O3和Li2CO3。工艺流程如下：
固体已知：①常温时，有关物质
如下表：
物质
②常温时，
的溶度积
，该数值随温度升高而减小。
(1)LiCoO2中Co 元素的化合价为 ；基态Co 原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“酸浸”时发生反应：
。
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①补充完整上述离子方程式 ；
②旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，但易造成环境污染，原因是 。
(3)已知滤渣2 中含有
，则常温下滤液2 中
mol/L。
(4)滤液3 中含金属元素的离子主要是
，通入空气发生催化氧化反应的离子方程式为 。
(5)沉锂操作过程中的存在反应：
，该操作中需将温度升高
到90℃，原因是 。
(6)由
进一步制得的
具有反萤石结构，晶胞如图所示。
①
在晶胞中的位置为 ；
②设阿伏加德罗常数的值为
。晶胞
的密度为b
，则晶胞参数（棱长）为 pm。
【变式2-3】（2024·陕西榆林·一模）
具有耐高温的惰性，高活性，可广泛应用于制作各种塑料、
橡胶、陶瓷、耐火材料等。工业上以油页岩灰渣（主要成分为
、
，含少量
、
、
和其他不溶于酸、碱的杂质）为原料制备纳米
的流程如下。已知：
熔点高，硬度
大，不溶于酸、碱；常温下，
、
、
；溶液中离子的浓度小于
时可视为该离子沉淀完全。请回答下列
问题：
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(1)油页岩灰渣“70℃下加热”前需要将其粉碎，目的是 ；加入
的目的是 。
(2)滤渣1 的主要成分为 、 及不溶于酸、碱的杂质；加入
调节溶液的
为
13 后，溶液中的
。
(3)若通入过量
，发生的主要反应的离子方程式为 。
(4)写出洗去固体A 表面杂质的简要操作： 。
(5)“煅烧”固体A 反应的化学方程式为 。
【题型3 综合考查矿产资源物质制备】
【例3】（2024·福建莆田·二模）白云石的主要成分为
，还含有少量的
和
。利用白
云石制备碳酸钙和氧化镁，其主要流程的示意图如下。
已知：
。
(1)组成
的四种元素，电负性由大到小的顺序是 。
(2)“氨浸1”在室温下进行，写出氯化铵浸取氧化钙总反应的离子方程式 。
(3)两次“氨浸”的pH 比较；a b(填“>”“=”或“<”)。
(4)“碳化”时，测得碳酸钙的产率及碳酸钙中镁元素的含量随溶液pH 的变化如图所示。
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时，碳化效果最佳。低于该pH，碳酸钙的产率下降，其原因用离子方程式表示：
。
(5)“沉镁”发生反应：
，其平衡常数
(用含氢氧化
的
和
的
的代数式表示)。
(6)制备过程除了充分利用
，还可以循环利用的1 种物质是 (填化学式)。
(7)称取
试样置于烧杯中，加蒸馏水数滴润湿，盖一表面皿，滴加盐酸至固体完全溶解，定容在
的容量瓶内，用移液管吸取
待测液于锥形瓶中，加入相关试剂，摇匀后用
EDTA 溶液滴定至终点(
与EDTA 以等物质的量比反应)。进行平行实验，测得平均消耗EDTA 溶液
。产品中碳酸钙质量分数为 (列出计算式)。
(8)碳酸钙的某种晶胞结构如下图所示。
①每个晶胞中含有 个“
”单元。
②每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为 。
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【变式3-1】（2024·重庆·一模）工业上以菱锰矿(主要成分为MnCO3，含杂质CaCO3、FeCO3、NiCO3)为原
料制取金属锰的工艺流程如下：
已知常温下，溶度积常数(Ksp)如下表：
(1)基态Mn2+的价层电子轨道表示式为 ，
的空间结构为 。
(2)“酸浸”时，为了加快反应速率，可采取的措施有 (答两条)，该过程一般选择硫酸而不用盐
酸的原因是 。
(3)“酸浸”过程中，MnO2发生的主要反应的离子方程式为 。
(4)常温下，加稀氨水时调pH 约为4，则滤渣2 的主要成分是 。
(5)“除杂1”时加入适量的(NH4)2S，除去的主要离子为 ，过滤后得到的滤液中
，则其
的范围是 。
【变式3-2】（2024·福建福州·二模）钨是国防及高新技术应用中极为重要的功能材料之一，由黑钨矿[主
要成分是钨酸亚铁(
)、钨酸锰(
)，少量Si、As 元素]冶炼钨的流程如下：
已知：①钨酸(
)酸性很弱，难溶于水。
②水浸液含
、
、
、
等阴离子。
(1)“焙烧”前，粉碎黑钨矿的目的是 。
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(2)滤渣的主要成分为两种金属氧化物，是
、 。写出生成
的化学方程式
。
(3)“净化”过程中，
的作用是 。
(4)“还原”的总反应为
，实验测得一定条件下，平衡时
的体积
分数随温度的变化曲线如图所示。
①该反应
0(填“>”或“<”)。
②由图可知，a 点处
(填“>”或“<”或“=”)。
900℃
③
时该反应的压强平衡常数
。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的
量分数)
(5)“还原”过程中，氧化钨会与水蒸气反应生成
，其化学方程式为 。
(6)工业上可以采用铝热法还原黄钨(
)生产钨。已知、
①
②
则
的
。
(7)钨酸钙可用于制闪烁计数器、激光器等，往“净化”后的溶液中加入石灰乳发生：
，已知：常温下，
、
的沉淀溶解平衡曲
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线如图所示。当溶液中的
完全沉淀(
)时，溶液
。
【变式3-3】（2024·四川成都·二模）贵金属银有广泛用途。工业上用银锰精矿(主要含
、MnS、
等)制备银，同时获得二氧化锰的流程如下。
回答下列问题：
(1)“浸锰”步骤中产生的浸锰液主要含有
，生成气体的主要成分为 ；用惰性电极电解浸锰
液制
，写出电解总反应的化学方程式 。
(2)已知“浸铁”步骤中
保持不变，反应中n(氧化剂)：n(还原剂)= ；浸铁滤饼的主要成分为
S 和 。
(3)“浸银”时发生反应
，其中
在溶液中是一种稳
定配合物。加入
的作用是 ；结合离子方程式，从平衡角度分析选用氯化物浓溶液的原因是
。
(4)“沉银”步骤中，生成单质银的离子反应方程式为 ，沉银液经处理可再利用，方法是向沉银液中
通入 (写化学式)，通过一步转化后循环再用。
【题型4 综合考查工艺流程与化学图像】
17
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【例4】（2024·四川·二模）工业上以铬铁矿(
，含Al，Si 氧化物等杂质)为主要原料制备重铬酸钾
的工艺流程如图。回答下列问题：
已知：焙烧时
(铁、铬分别为
、
价)转化为
和
，同时A1、Si 氧化物转化为可溶
性钠盐。
(1)“焙烧”过程与
有关的化学反应中，氧化剂和还原剂物质的量之比为 。“浸取”过
程所得滤渣的用途有 (合理即可)。
(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
时，可认为已除尽。
则“中和”时应控制pH 的范围为 ；从平衡移动的角度解释“酸化”过程加入
的原因
。
(3)“冷却结晶”时，相关化学反应方程式为 。
(4)
价铬的化合物毒性较大，需将
转化为毒性较低的
；工业上可采用电解法处理酸性含铬
废水：以铁板做阴、阳极，电解含铬(Ⅵ)废水，示意如图。
18
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①灵敏鉴定废水中的
：向含铬(Ⅵ)废水中加入适量
溶液发生反应，生成在乙醚中较稳定存在的
价的含铬氧化物
，1mol
中含过氧键
的数量是 。
②电解开始时，A 极上主要发生的电极反应式为 。
③电解产生的
将
还原为
同时产生
，其离子方程式为 。
【变式4-1】（2024·湖南衡阳·二模）一种硫酸镍粗品中含有
、
、
、
、
等杂质离
子，采用下列流程可以对硫酸镍进行提纯，并能获取蓝矾。
已知：常温下，①
；
②部分金属离子（起始浓度为0.1
，沉淀完全的浓度为
）生成氢氧化物沉淀的pH 范围
如下表：
金属离子
开始沉淀的pH
1.5
4.2
6.2
6.3
6.9
11.8
完全沉淀的pH
2.8
6.2
8.2
8.3
8.9
13.8
回答下列问题：
(1)“水浸”时常适当加热，加热的目的是 。
19
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(2)常温下，X 是一种气体，则X、
、
中键角从大到小的顺序是 （用化学式表示），
其原因是 。
(3)“沉铁”时，总反应的离子方程式为 ；其中加入
的作用是调节溶液pH＝
（填字母）。
A．1.5 B．4.0 C．6.3 D．6.9
(4)若某次工艺生产中，“沉铁”后，1.0t（体积约为
L）滤液中
，“沉钙”
后，
，则最少加入 g
（保留三位有效数字）。
(5)萃取剂P204 的结构简式如图1 所示，1mol P204 中含 mol 手性碳原子；萃取时，萃取液pH
对相关金属离子的影响如图2 所示，则最适宜的pH 为 。
【变式4-2】（2024·福建龙岩·一模）以大洋锰结核(主要由MnO2和铁氧化物组成，还含有Al、Mg、Zn、
Ca、Si 等元素)为原料，制备MnxOy及Mn(H2PO4)2·2H2O，所得产品具有广泛的用途。制备过程如下图所
示：
已知：①金属离子浓度≤10-5mol/L 时，认为该离子沉淀完全。相关离子形成氢氧化物沉淀的pH 范围如
下：
金属离子
Mn2
＋
Fe2
＋
Fe3
＋
Al3
＋
Mg2
＋
Zn2
＋
20
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开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
25℃
②
时，Ksp(ZnS)=2.9×10-25；Ksp(MnF2)=5.3×10-3；Ksp(MgF2)=7.4×10-11；Ksp(MnCO3)=1.0×10-11。
(1)基态锰原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“浸取”时，有副产物MnS2O6生成，请写出该副反应的化学方程式 。温度对锰的浸出率、
MnS2O6生成率的影响如图所示，为了减少副产物的生成，最适宜的温度 。
(3)“调pH”时，应控制的pH 范围是 。“净化”后滤渣3 的主要成分 。
(4)“沉锰”时，加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式为 。若改用加入(NH4)2CO3溶
液，还会产生Mn(OH)2，可能的原因是：MnCO3(s)＋2OH-(aq)
Mn(OH)2(s)＋CO3
2-(aq)，25℃时，计算
该反应的平衡常数的对数值lg K = (填数值)。
(5)要将“溶解”后的溶液制得Mn(H2PO4)2·2H2O 晶体，操作X 为 、过滤、洗涤、干燥。
(6)“煅烧”时，不同条件下煅烧可制得不同锰的氧化物晶体。
①晶体Ⅰ可作脱硫剂，其长方体晶胞结构如图。阿伏伽德罗常数为NA mol-1，则晶体Ⅰ的密度为
g·cm-3。
②晶体Ⅱ可作电池正极材料，通过Zn2+在晶体Ⅱ中嵌入和脱嵌，实现电极材料充放电的原理如图所示。
“ii”代表电池 (填“充电”或“放电”)过程，“iii”的电极反应式为 。
21
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【变式4-3】（2023·四川绵阳·三模）锡烟尘(主要含ZnO、
、SnO、
、
、
)氧压浸
出分离回收金属的工艺流程如下：
已知：
。请回答下列问题：
(1)“氧压浸出”过程中，生成单质S 的离子方程式为 。
(2)实验测得氧分压对Sn、In、Zn 的浸出率影响如图所示：
结合反应的离子方程式，从平衡移动的角度解释氧分压对Sn 的浸出率的影响： ；最佳氧分压为
。
(3)“萃取”过程中，发生反应
。
①“萃取”实验中，使用的硅酸盐仪器有 。
②“萃余液Ⅰ”中含有的金属离子为 。
(4)“反萃取”过程中将有机层
转移到水层，为使
尽可能多地发生上述转移，可采取的措施为
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。
(5)“反萃取”后，可先中和，再加入Zn 粉置换，中和的目的是 ；已知常温下，“反萃取”后溶液中
的浓度为
，则中和时可调节pH 的最大值为 。
【题型5 综合考查工艺流程与晶胞结构】
【例5】（2024·广东广州·二模）我国是世界上稀土资源最丰富的国家，冶炼提纯技术位于世界前茅。从某
种磷精矿(主要成分为
，含少量
)分离稀土元素钪(
)的工业流程如
下：
(1)钪的基态原子核外价电子排布式为 。
(2)“萃取”的目的是富集
，但其余元素也会按一定比例进入萃取剂中。
①通过
制得有机磷萃取剂
，其中
代表烃基，
对
产
率的影响如下表。
产率/
82
62
20
由表可知：随
中碳原子数增加，
产率降低，请从结构的角度分析原因 。
②“反萃取”的目的是分离
和
元素。向“萃取液”中通入
，
的沉淀率随
的变
化如图。试剂X 为 (填“
”或“
”)，应调节
为 。
23
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③反萃取时，通入
得到
沉淀的过程为：
i．
ii． (写出该过程的化学方程式)。
(3)草酸钪晶体
在空气中加热，
随温度的变化情况如图所示。250℃晶体主
要成分是 (填化学式)，
℃反应的化学方程式为 。
(4)
的一种氢化物晶胞结构如图，晶体中H 周围与其最近的
的个数为 。
为阿伏伽德罗常数
的值，晶胞参数为
，则该晶胞的密度为
。
【变式5-1】（2024·广东佛山·一模）稀土（RE）包括镧（La）、铈（Ce）等元素，是重要的战略资源，
从离子型稀土矿（含Fe、Al 等元素）中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示：
24
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已知：该工艺下，除铈（Ce）外，稀土离子保持＋3 价不变；金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH 见下
表。
离子
开始沉淀时的pH
1.5
4.3
5.6（
为6.2）
沉淀完全时的pH
3.2
5.5
/（
为9.0）
回答下列问题：
(1)“预中和”工序中：
①该工序适宜的pH 范围是 。
②胶状
的X 射线衍射图谱中， （选填“能”或“不能”）观察到明锐的衍射峰。
(2)“调pH”工序中，
发生的离子反应方程式为 。
(3)滤液3 可返回 工序循环使用。
(4)“沉淀”工序产物为 （选填“
”或“
”），理由是 [
：
]。（当反应的
时可认为反应完全）
(5)含氟稀土抛光粉的主要成分为
，焙烧时发生的化学反应方程式为 。
(6)利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强．下列
离子对
交换能力最强的是______。
25
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A．
B．
C．
D．
(7)银铈合金是优良的导电材料，一种银铈晶体结构单元如图（a）所示：
①将该结构单元示意图（b）补充完全 。
②该晶体的化学式为 。
【变式5-2】 （2024·广东梅州·一模）催化裂化（FCC）是石油精炼中最重要的转化之一。FCC 催化剂中
含有多种金属元素，一种针对FCC 废催化剂（含较多的
、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物
质，固载在玻璃纤维上）综合回收利用的工艺流程如下：
已知：①
不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH 溶液；②常温下
，
，
。
。
回答下列问题：
26
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(1)已知基态Ce 原子价层电子排布式为
，它有 个未成对电子，它的最高正化合价为
。
(2)物质X 为 ，若利用pH 传感器监测反应2，当
时，
已沉淀完全（
时视为沉淀完全）。
(3)反应3 的化学反应方程式为 ，其中
的作用与反应1 中的
作
用 （填“相同”或“不相同”）。
(4)从溶液中获得
晶体的“一系列操作”包括 、过滤、洗涤、常温晾干。
的空间构型为 。
(5)氧化铈（
）是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示，则每个
晶胞中
个数为 。
【变式5-3】 （2024·河南信阳·二模）一种银铟矿主要成分为
、
、
、
、
、
、
、
等物质，从该矿获得稀有金属的工艺流程如图所示：
27
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该工艺条件下，金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如表：
金属离子
开始沉淀的pH
2.2
2.1
2.6
4.6
6.24
7.1
完全沉淀(
)的pH
3.2
3.4
4.3
6.6
8.24
9.1
(1)“浸出”过程中金、银、铜分别转化为
、
、
进入溶液，同时生成硫，写出
发生反
应的离子方程式 。
(2)高温水蒸气除铁利用了
易水解的性质，写出该反应的化学方程式 。
(3)“二次还原”得到的滤渣主要成分 (填化学式)。
(4)“二次中和”得到的滤渣除少量
外，主要成分还有 (填化学式)。
(5)“分铅锌”步骤中，维持
饱和水溶液的浓度为0.01mol/L，为使
沉淀完全(沉淀完全是指离子浓度
小于或等于
)，需控制溶液的pH 不小于 。已知
：
；
；
；
(6)一种铜铟硒晶体(化学式为
)的晶胞结构如图所示，晶胞中
和
未标明，用A 或者B 代替。推
断
是 (填“A”或“B”)，晶体中一个
周围与它最近且等距离的A 粒子的个数为
。
【题型6 综合考查化学计算与工艺流程】
【例6】（2024·四川成都·二模）以废钒催化剂(
及有机物)为原料制取
的工艺
28
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流程如下，回答下列问题：
已知：
；
。
(1)低温焙烧的目的是 。
(2)为提高高温氧化的速率，可采取的一种措施是 ，写出
被氧化为
和
的化学方
程式 。
(3)写出浸取时产生的滤渣I 的一种用途 。
(4)沉铝时发生反应的离子方程式为 。
(5)沉钒时控制溶液
，钒以
的形式沉淀，沉钒过程中沉钒率随温度升高先增大，80℃时沉钒
率达最大值，继续升高温度，沉钒率下降。继续升高温度，沉钒率下降的原因是 。室温下，若
的溶度积常数为
，当
刚好沉淀完全时，溶液中
，
则
的电离常数= [
刚好沉淀完全时
]。
(6)称取
产品，加入适量稀硫酸溶解(假设杂质不与硫酸反应)，得到
溶液，再向溶液
中加入
亚硫酸钠溶液
，充分反应后得到
溶液，最后用
的高锰酸钾溶液滴
定剩余亚硫酸钠，达到滴定终点时消耗高锰酸钾溶液
，则
产品的纯度为 。
【变式6-1】（2024·辽宁·一模）废钼催化剂中含有钼、钴、镍等非常有价值的金属元素，回收其中的金属
具有巨大的经济和环境意义。一种从废钼催化剂(主要成分为
、
，含少量CoO、CoS、NiO、
等)中回收有价值金属的工艺流程如下图。
29
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已知：①碱浸后滤液中主要成分为
。
②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
2.2
6.4
7.2
沉淀完全时(
)的pH
3.2
9.0
8.7
③钼酸铵
为白色晶体，具有很高的水溶性，不溶于乙醇。
回答下列问题：
(1)钼酸铵
中Mo 元素的化合价为 ；“焙烧”时
转化为
，该反应的
化学方程式为 。
(2)“碱浸”时NaOH 加入量/钼理论耗量、浸出温度、浸出时间对钼浸出率的影响如图所示。
则“碱浸”时适宜的生产工艺条件：氢氧化钠加入量/钼理论耗量 、浸出温度 、浸
出时间2.4h。
(3)“除铁”时应调节溶液pH 的范围为 。
(4)若“沉钴镍”时调节溶液pH=9.5，则此时溶液中
(pX=-lgX)。
(5)经过降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到
晶体，洗涤时所选用的最佳试剂为
30
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。
(6)100.00kg 该废钼催化剂(含Mo 元素质量分数为10.56%)通过该工艺最终得到30.10kg 七水钼酸铵(相对分
子质量为322)产品，则该工艺中七水钼酸铵的收率为 %(保留一位小数。收率
)。
【变式6-2】（2024·江西鹰潭·一模）镍有广泛的用途，不仅可以用于不锈钢的制造，目前也是三元锂电池
中的重要元素。由红土镍矿(主要成分为NiO，还含有少量
以及铁的氧化物等)可以制取黄钠铁
矾
和
。
(1)Fe 位于元素周期表第 周期第 族。
(2)为加快红土镍矿的溶解，在“酸浸”步骤中可采取的措施是 (举一例)。
(3)“预处理”中，反应的离子方程式为 。
(4)“沉铁”中若采用
作为除铁所需钠源，
的用量对体系pH 和镍的损失影响如图所示。当
的用量超过
时，镍的损失率会增大，其可能的原因是 。(已知
开始沉
淀的pH 分别为2.2、7.5)
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(5)若溶液中
为0.1mol/L，溶液的体积为1L，则要使溶液中
，应加入固
体NaF 为 mol[忽略体积的变化，已知
]。“沉镁”时应保证MgO 将溶液
的pH 调节至5.5～6.0，原因是 。
(6)硫酸钠与硫酸镍晶体的溶解度曲线图如图所示，由滤液Y 制备
的步骤为：
Ⅰ．边搅拌边向滤液Y 中滴加NaOH 溶液至沉淀完全，过滤：
Ⅱ．用蒸馏水洗涤固体；
Ⅲ．将所得固体分批加入足量稀硫酸，搅拌使其完全溶解：
Ⅳ．稍低于___________℃减压蒸发浓缩，降温至稍高于___________℃，趁热过滤。
请回答：
①步骤Ⅱ中确定固体洗涤干净的方法是 。
②步骤Ⅳ中横线上的数字分别是 、 。
【变式6-3】（2024·北京海淀·三模）
是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为
，还含
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有
、
等)为原料制备
的工艺流程如图。
资料：
难溶物
(1)沉淀池1 中，先加
充分反应后再加氨水。写出加
时发生反应的离子方程式： 。
(2)沉淀池2 中，选择含硫沉淀剂而不选择
的原因是 。
(3)如图为
和
的溶解度曲线。从“含
的溶液”中提取
晶体”的操作为
，洗涤干燥。
(4)受实际条件限制，“酸浸池”所得的废渣中还含有
。其含量测定方法如下。
称取
废渣，加酸将锰元素全部溶出成
，过滤，
i．将滤液定容于
容量瓶中；
ii．取
溶液于锥形瓶中，加入少量催化剂和过量
溶液，加热、充分反应后。
iii．煮沸溶液使过量的
分解。
iv．加入指示剂，用
溶液滴定。滴定至终点时消耗
溶液的体积为
33
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重新变成
。
①步骤ii 中反应的离子方程式是 。
②废渣中锰元素的质量分数为 。
③若省略步骤iii，则测定的结果将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)废渣若长期露置于空气，其中的锰元素会逐渐转化为
。研究者用如图装置提取
中的锰元
素。图中“
”代表氢自由基。实验测得电解时间相同时，随外加电流的增大，溶液中
先增大后
减小，减小的原因是 (写出两条)。
【题型7 综合考查工艺流程与化学实验】
【例7】（2024·天津南开·一模）钪（
）是一种功能强大的稀土金属，广泛用于航天、激光、导弹等尖
端科学领域。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁
，还含有少量
、
、
等杂质，从钛铁矿中
提取
的流程如下图：
回答下列问题：
(1)“滤渣”的主要成分是 。
(2)“酸浸”后，钛主要以
的形式存在于溶液中，
在一定条件下可完全水解生成
，写
出
水解的离子方程式： 。
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(3)实验室萃取装置如下图所示，仪器a 的名称为 ，将萃取后的两层液体分开的操作名称为
。
(4)25℃时“调
”先加氨水调节
，过滤除去
。再向滤液中加入氨水调节
，已知
，此时滤液中
的浓度为
。写出检验含
滤液中是否含
的方法： 。
(5)“沉钪”时用到草酸，已知草酸的
；
，则在25℃时，
的草酸溶液中
。
(6)
在空气中“焙烧”时生成
，该反应的化学方程式为 。
【变式7-1】（2024·黑龙江绥化·一模）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤，探索宇宙奥秘离
不开化学。镍铼合金是制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴的重要材料。元素铼（
）的熔点
仅次于钨，是稀有金属之一，地壳中铼的含量极低，多伴生于铜、锌、铅等矿物中。工业上，常从冶炼铜
的富铼渣（含
）中提取铼，其工艺流程如图所示：
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回答下列问题：
(1)矿样粒度与浸出率关系如下图所示，则“浸出”时应将富铼渣粉碎至___________目（填字母）。
A．60
B．80
C．100
D．120
(2)已知“浸出”时反应中
转化为两种强酸，写出富铼渣“浸出”时发生反应的离子方程式：
。
(3)实验室中，操作Ⅲ所用装置应选用___________（填字母）。
A．
B．
C．
D．
(4)“一系列操作”包括① （填操作名称，下同）、冷却结晶、过滤、洗涤和② ；从
下列仪器中选出①②中需使用的仪器，依次为 （填字母）。
A．
B．
C．
D．
(5)已知高铼酸铵是白色片状晶体，微溶于冷水，易溶于热水，欲得纯度更高的高铼酸铵晶体，可通过
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法提纯；“热还原”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
【变式7-2】（2024·四川·一模）硝酸镉晶体
常用于瓷器上色。某学习小组在实验室以
镉黄废料［主要含
(难溶于水)，含少量
、
、
、
］为原料制备硝酸镉晶体，制作流程
如图所示。
已知：①温度较高时，硝酸镉易分解；
25℃
②
，部分氢氧化物的
如下表所示：
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，
、
与一定浓度稀硝酸反应，均生成单质硫和
，
与稀硝酸反应的离子方程式
为 ，该反应中参加反应的硝酸中，被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比为
。“酸浸”所得溶液中，含有的阳离子有
、
、 。
(2)当溶液中离子浓度
时，认为该离子已完全除去。若“除杂”所得滤液中
，则 (填“能”或“不能”)调节溶液
，以达到除去硝酸镉溶液中的
的目的，原因是 。
(3)硝酸镉与硝酸锌的溶解度随温度的变化关系如图。
“系列操作”依次为：
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步骤i：将除杂所得滤液加热浓缩至溶液表面生成薄膜为止；
步骤ii：……
步骤iii：……
步骤iv：在低温烘干，制得硝酸镉晶体成品。
①“步骤i”加热浓缩滤液，用到的仪器有蒸发皿、铁架台(带铁圈)、玻璃棒、石棉网，还需要用到的仪器
有 (填标号)。
a．
b．
c．
d．
②“步骤ii”、“步骤iii”分别为 ， 。
③“步骤iv”中，采用低温烘干的原因是 。
【变式7-3】（2024·江西新余·一模）电子印制工业产生的某退锡废液中含硝酸、锡化合物及少量
和
等，对其处理的流程如图。
25℃
①
时相关的溶度积见表，②
。
化学式
或
溶度积
(1)退锡工艺是利用稀
与Sn 反应生成
，且无气体生成，则生成的硝酸盐是 （填化学
式），已知废液中的
易转化成
。
(2)沉淀1 的主要成分是
，焙烧时，与
反应的化学方程式为 。
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(3)滤液1 中
和
的浓度相近，加入
溶液调pH，25℃时，为了使
沉淀完全，需调节溶液
pH 不小于 。
(4)称取产品
，用大量盐酸溶解，在
保护下，先用Al 片将
还原为
，再用
标准溶液滴定，以淀粉作指示剂，滴定过程中
被还原为
，终点时消耗
溶液
。
①终点时的现象为 。
②写出滴定的离子反应方程式为 。
③产品中Sn 元素的质量分数为 。
(5)某制得的粗锡中主要含有金属Fe、Cu、Pb、Sb 常采用电解精炼法获得精锡。其中
溶液作电解
液，精锡连接电源的 极。检测可知电解后阳极泥中含有Sb、Cu、
等，则电解过程中阳极
电极反应式有
、 。
1. （2023·江苏卷第12 题）室温下，用含少量
的
溶液制备
的过程如题图所示。已
知
，
。下列说法正确的是
A.
溶液中：
B. “除镁”得到的上层清液中：
C
溶液中：
39
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D. “沉锰”后的滤液中：
2.（2023·辽宁卷第10 题）某工厂采用如下工艺制备
，已知焙烧后
元素以
价形式存在，下
列说法错误的是（ ）
A. “焙烧”中产生
B. 滤渣的主要成分为
C. 滤液①中
元素的主要存在形式为
D. 淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
3.（2023·湖南卷第9 题）处理某铜冶金污水(含
)的部分流程如下：
已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示：
物质
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
3.5
完全沉淀pH
3.2
6.7
8.2
4.6
②
。
下列说法错误的是
A. “沉渣Ⅰ”中含有
和
B.
溶液呈碱性，其主要原因是
C. “沉淀池Ⅱ”中，当
和
完全沉淀时，溶液中
40
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D. “出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水
4.（2023·山东卷第13 题）一种制备Cu2O 的工艺路线如图所示，反应Ⅱ所得溶液pH 在3~4 之间，反应Ⅲ
需及时补加NaOH 以保持反应在pH=5 条件下进行。常温下，H2SO3的电离平衡常数
。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B. 低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化
C. 溶液Y 可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ
D. 若Cu2O 产量不变，参与反应Ⅲ的X 与CuSO4物质的量之比
增大时，需补加NaOH 的量减少
5.（2023·江苏卷第14 题）
催化剂能催化
脱除烟气中的NO，反应为
。
（1）催化剂的制备。将预先制备的一定量的
粉末置于80℃的水中，在搅拌下加入一定量的
溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状
催化剂。在水溶液中
水解为
沉淀的离子方程式为___________；反应选用
溶液而不选用
溶液的原因是
___________。
（2）催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、
、
(其余为
)气体匀速通过装有
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催化剂的反应器，测得NO 的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在
320~360℃范围内，NO 转化率随温度变化不明显的原因是___________；反应温度高于380℃，NO 转化率
下降，除因为进入反应器的NO 被还原的量减少外，还有___________(用化学方程式表示)。
（3）废催化剂的回收。回收
废催化剂并制备
的过程可表示为
①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有___________。
②通过萃取可分离钒和钨，在得到的钒酸中含有
。已知
具有八元环结构，其结构式可表
示为___________。
③向pH=8 的
溶液中加入过量的
溶液，生成
沉淀。已知：
，加过量
溶液的目的是___________。
6. （2023·海南卷第15 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：
42
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（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)。
（4）无水BeCl2可用作聚合反应的催化剂。BeO、Cl2与足量C 在600~800℃制备BeCl2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_______%。
7.（2023·广东卷第18 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：
（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“=”)。
43
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（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·全国甲卷第26 题）BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状
BaTiO3。
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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BaCl2、易溶于水的BaS 和微溶于水的CaS。“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
_______。
9.（2023·新课标卷第27 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：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以
存在，在碱性介质中以
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
以达到最好的除杂效果，若pH<9 时，会导致_______；pH>9 时，会导致_______。
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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
或
在碱性条件下，溶解为
或
，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_______。
10.（2023·浙江选考1 月第20 题）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
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，
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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。
11.（2023·全国乙卷第27 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：
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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_______。
12.（2023·辽宁卷第16 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(H2SO5)，1molH2SO5中
过氧键的数目为_______。
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（3）“氧化”中，用石灰乳调节pH=4，Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为
_______(H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
（4）“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时，
Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
（5）“沉钻镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成
，该反应的化学方程式为_______。
（6）“沉镁”中
使
沉淀完全
，需控制pH 不低于_______(精确至0.1)。
13.（2023·湖北卷第16 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_______。
（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_______
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。“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
14.（2023·湖南卷第17 题）超纯Ga(CH3)3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Ga(CH3)3方面取得了显著成果，工
业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下：
已知：①金属Ga 的化学性质和Al 相似，Ga 的熔点为29.8℃；
②Et2O(乙醚)和NR3(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
Ga(CH3)3
Et2O
CH3I
NR3
沸点/℃
55.7
34.6
42.4
365.8
回答下列问题：
（1）晶体Ga(CH3)3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40-45℃的原因是_______，阴极的电极反应式为
_______；
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（3）“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI，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Et2O 得到了循环利用
B. 流程中，“合成Ga2Mg5”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Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3
D. 用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I
（6）直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3
理由是_______；
（7）比较分子中的C-Ga-C 键角大小：Ga(CH3)3_______Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”)，其原因是
_______。
15.（2023·山东卷第17 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Li2CO3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。
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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0.10mol·L-1
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pH=_____。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0mol·L-1，则常温下精制Ⅱ过
程中CO3
2-浓度应控制在_____mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl 外，还将增加
_____的用量(填化学式)。
（3）精制Ⅱ的目的是_____；进行操作X 时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致
_____。
16.（2023·浙江卷6 月第20 题）某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝(
)按如下流程开展实验。
已知：①铝土矿主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH 溶液溶解铝土矿过程中SiO2转变为难溶
性的铝硅酸盐。
②
的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度
当盐基度为0.60~0.85 时，絮凝效果较好。
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请回答：
（1）步骤1 所得滤液中主要溶质的化学式是___________。
（2）下列说法不正确的是___________。
A. 步骤I，反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度
B. 步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量CO2有利于减少Al(OH)3沉淀中的杂质
C. 步骤Ⅲ，为减少Al(OH)3吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D. 步骤中控制Al(OH)3和AlCl3的投料比可控制产品盐基度
（3）步骤V 采用如图所示的蒸汽浴加热，仪器A 的名称是___________；步骤V 不宜用酒精灯直接加热的
原因是___________。
（4）测定产品的盐基度。
Cl-的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取25.00mL。溶液于锥形瓶中，调
，滴加指
示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下，用
标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO 沉淀)，
30 秒内不褪色。平行测试3 次，平均消耗AgNO3标准溶液22.50mL。另测得上述样品溶液中
。
①产品的盐基度为___________。
②测定Cl-过程中溶液pH 过低或过高均会影响测定结果，原因是___________。
17.（2023·浙江卷6 月第18 题）工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
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已知：
请回答：
（1）富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2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SO2，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
C．化合物A 是一种无机酸酯 D．工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4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____。
18.（2023·北京卷第18 题）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。
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
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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：________。
19. （2023·重庆卷第15 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
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溶度积
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_______。
56
