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压轴题10 无机化工流程综合分析
一、条件控制及目的
(1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH 所需的物质一般应满足两点：
①能与H＋反应，使溶液pH 变大；
②不引入新杂质，如要除去Cu2＋中混有的Fe3＋时，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶
液的pH，不可加入NaOH 溶液、氨水等。
(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
(3)控制压强。改变速率，影响平衡。
(4)使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。
二、原料处理方法及目的
方法
目的
研磨、雾化
减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率或使反应更加
充分
水浸
与水接触反应或溶解
酸浸
与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，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
除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂
质
煅烧
改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
酸作用
溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
碱作用
去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)
三、操作与试剂及“目的、原因、作用”
操作与试剂
目的、原因、作用(答题模板)
沉淀水洗
除去××(可溶于水)杂质
沉淀用
乙醇洗涤
①减小固体的溶解度；②除去固体表面吸附的杂质；③乙醇挥发带走水分，使固
体快速干燥
冰水洗涤
洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
冷凝回流
防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率
控制溶液pH
防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解；促
进/抑制××气体吸收/逸出
加过量
A 试剂
使B 物质反应完全(或提高B 物质的转化率)
1
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温度不高
于××℃
温度过高××物质分解(如H2O2、NH3·H2O、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如
浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)
趁热过滤
防止某物质降温时结晶析出
蒸发结晶
蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发浓缩
蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
减压蒸馏
(减压蒸发)
减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3
等)
蒸发、反应时
的气体氛围
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl 气流中进行；加热
MgCl2·6H2O 得MgCl2时需在HCl 气流中进行等)
配制某溶液
前先煮沸水
除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
反应容器中
和大气相通
的玻璃管
平衡压强，避免反应容器中压强过大
四、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H2O2、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
2
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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
含或少含萃合物的有机相称再生有机相，继续循环使用。
题型01 综合考查废旧物资分离提纯
1.（江苏省苏北四市2025 届高三上学期一模联考）从高铟烟灰中(主要含
、
、
、
等)提
取铟的过程如下：
已知：使用有机萃取剂时，搅拌速度过快，易造成有机相乳化。
(1)氧化酸浸：向高铟烟灰中加入
和稀
充分反应，硫元素被氧化为
，
①写出
反应的离子方程式： 。
②过滤所得滤渣含
、
和 (填化学式)。
(2)萃取：向滤液中加入有机萃取剂(HA)并搅拌，发生反应：
(水相)+3HA(有机相)
(有机相)
3
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(水相)。在一定条件下，搅拌速度与铟萃取率关系如图-1 所示，铟萃取率先增大后减小的可能原因是
。
(3)反萃取：
(有机相
(水相)
(水相)
(有机相)，有机相与水相体积比和反萃取
率，水相中铟浓度的关系如图-2 所示，操作时选择有机相与水相体积比为 ，原因是 。
(4)制备钢：分液，向水相中加入足量Zn，反应的化学方程式为 。若锌粉的利用率为
，获得
6.9kg 铟时需要使用锌粉 kg(写出计算过程)。
题型02 综合考查矿产资源物质制备
2.（河北省秦皇岛市2025 届高三第一次模拟）铈（
）是地球上镧系元素中含量最丰富的稀土金属，可
用于制备玻璃添加剂，汽车尾气净化催化剂等。工业上利用某种含铈矿石（主要成分为
，还含少
量
、
等）制取金属铈的一种工艺流程如图。回答下列问题：
已知：①
；
②硫酸体系中，
在
中的溶解度大于其在水中的溶解度，
与之相反。
(1)焙烧时常采用逆流操作，即空气从焙烧炉下部通入，矿石从焙烧炉上部加入，这样操作的目的是
。
(2)滤渣的主要成分是
和 （填化学式），写出一条该物质在医疗上的应用： 。
(3)步骤Ⅲ的操作名称是 。
(4)步骤IV 中发生反应的离子方程式为 ，该步骤通常控制温度为
的原因是 。
4
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(5)步骤IV 后，向水层中加入
溶液来调节溶液的
，
大于 时，
完全生成
沉
淀。已知当溶液中某离子浓度小于
时，可认为该离子沉淀完全。
(6)加热
制备无水
时，
的作用是 。下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入
钙冶炼
的方法相似的是 （填字母）。
A．高炉炼铁 B．电解熔融
制钠
C．利用铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞
题型03 综合考查工艺流程与化学图像
3.（江苏省南京市、盐城市2024-2025 学年高三上学期一模考）高铁锌焙烧矿渣主要含
。一种利用焙烧矿渣制备
并生产黄铵铁矾的流程如下：
回答下列问题。
(1)“酸浸”前要将焙烧矿渣进行粉碎处理的原因是 。
(2)“酸浸”时，控制反应温度65℃、硫酸初始酸度
，滤渣中锌元素的质量分数随时间变化的关系如
下图所示。当浸出时间超过
后，滤渣中锌元素的质量分数反而升高的原因是 。
(3)“沉矾”生成黄铵铁矾[
]，需控制溶液
、温度不超过
。
①生成黄铵铁矾的化学方程式为 。
5
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②控制溶液温度不能过高的原因是 。
③
超过1.5，可发生反应
。其平衡常数
与
、
的代数关系式为
。
(4)加热
晶体，测得加热过程中剩余固体的质量随温度的变化关系如下图所示。A 点物质
为 (填化学式)。
题型04 综合考查工艺流程与晶胞结构
4.（广东省佛山市2024-2025 学年高三上学期教学质量检测）电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、
Co、Mn 等的氧化物。一种回收路线如下：
已知：I.萃取时反应：M2＋(水相)＋2RH(有机相)
MR2(有机相)＋2H＋(水相)，(K(M2+)为萃取反应的平衡常
数，M2＋代表Ni2＋或Co2＋)。
II．该工艺下，Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2；饱和Na2CO3的浓度约为1.5mol·L-1。
(1)Mn 属于 区元素。
(2)“碱浸”时，Al 箔发生反应的离子方程式为 。
(3)“酸浸”时，Co3O4被还原为Co2＋，1molCo3O4需添加Na2SO3 mol。
(4)“沉锰”时，Mn2＋发生反应的离子方程式为 。
6
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(5)“镍钴分离”时，NiR2和CoR2的浓度相近，通过调控pH，可将Ni2＋、Co2＋依次从有机溶剂HR 中分离
出来，可知
(填“>”“<”或“=”)
(6)该工艺中能循环利用的物质有 (填化学式)。
(7)通过计算说明“沉锂”时Li＋是否可以沉淀完全 。
(8)正极材料的结构如图所示，粒子个数比Ni：Co：Mn= ，该材料化学式为 。
题型05 综合考查工艺流程与化学计算
5.（清华大学THUSSAT 中学生标准学术能力2025 届高三下学期诊断性测试）用软锰矿(主要成分为
，含少量
、
、
、
、
、
等杂质)制备高纯
的工艺流程如图所示：
已知：25℃时相关物质的
见下表。
物质
回答下列问题：
(1)“浸出”过程中主要反应的离子方程式为 ，浸出渣成分为 。
7
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(2)“除杂1”中
的作用是 ，调节溶液的
的理论最小值为 。(离子浓度
时认为反应完全)
(3)加入
的目的是 。
(4)“碳化”过程中反应的离子方程式为 。
(5)“系列操作”中包含洗涤、干燥等流程，采用低温干燥的原因是 。
(6)
纯度测定
步骤一：称取g 产品，加酸溶解并配制成100.00
溶液：取25.00
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，煮沸溶液使过量的
分解。
步骤二：加入指示剂，用c
溶液滴定。滴定至终点时消耗
溶液的
体积为d
。
已知：
(未配平)，则
的质量分数为 。
题型06 综合考查工艺流程与电化学
6.（湖南省重点中学2024-2025 学年高三下学期联考）高纯碳酸锰常用于制造通讯器材，以贫软锰矿(主要
成分是
，含有
、
、
、
、
等杂质))和黄铁矿(
)为原料，制备高纯碳酸锰
的工艺流程如下。
已知：①相关金属离子
形成氢氧化物沉淀的pH 范围如表。
金属离子
开始沉淀的pH
3.8
1.5
6.3
10.6
8.8
9.6
沉淀完全的pH
5.2
2.8
8.3
12.6
10.8
11.6
8
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②常温下，
、
、
的溶度积分别为
、
、
。
(1)为了加快“酸浸”速率，可采取的措施是 (任答一条即可)，已知“滤渣①”中不含单质硫，
写出“酸浸”时
与
反应的化学方程式： 。
(2)“中和净化”中调节溶液的pH 范围为 ；“二次净化”后溶液中的
，则
。
(3)“沉锰”中
溶液浓度对纯度、产率的影响如图所示，应选择的浓度为 ，得到纯净
碳酸锰的“系列操作”包括 。
(4)纯净碳酸锰溶于硫酸后再进行电解制备锰，装置如图所示，
进入阳极区发生副反应生成
造成
资源浪费，该副反应的电极反应为 。
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1.（湖南省沅澧共同体2024-2025 学年高三下学期联考）镍是重要的战略储备金属，广泛用于国防、航空
航天、能源领域。从红土镍矿中冶炼镍成为了研究热点，红土镍矿主要含有NiO、SiO2、Fe2O3、Fe3O4等
成分。一种碳还原-超声氨浸工艺流程如图所示：
已知：氨性溶液由NH3•H2O、NH4HCO3配制；“还原焙烧”反应的产物为镍铁合金、硅酸钙。
回答下列问题：
(1)“气体A”为 (填名称)。
(2)“氨浸”时的温度为20℃，在此条件下超声浸出一小时，浸出率可达60%以上，选择该温度的原因是
。
(3)
经过“氨浸”后转化为含[Ni(NH3)4]2+的某酸式盐，写出“氨浸”中Ni 发生反应的离子方程式：
。
(4)“操作Ⅰ”中需使用的玻璃仪器为 。
(5)“系列操作”中包含高温热解碱式碳酸镍生成NiO，再通入H2制得Ni 单质。请写出“高温热解”的化学
方程式： ；若生产59 吨镍，理论上需要H2 kg。
(6)碱式碳酸镍受热过程中可能生成其它镍的氧化物，其中一种晶胞结构如下图所示，该氧化物的化学式为
，该晶胞的俯视图为 (填字母代号)。
A．
B．
C．
2.（山东省青岛市2025 届高三下学期第一次适应性检测）碲(Te)是重要的半导体材料，被誉为“现代工
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业、国防与尖端技术的维生素”。工业上以电解精炼铜渣(含
)为主要原料提取
和
的工艺
流程如下：
已知：二氧化碲
为两性氧化物，难溶于水，碱性条件下转化为
。回答下列问题。
(1)碲在元素周期表中的位置为 。
“硫酸化焙烧”及“水浸”试验结果如下表所示：
编
号
焙烧温
度/℃
硫酸加入比
例
水浸渣
渣
率/%
Cu 含
量/%
Te 含
量/%
1
500
1.5
62
20.89
50.09
2
500
1.2
60
24.21
51.74
3
450
1.5
50
4.98
62.02
4
450
1.2
52
9.44
59.67
5
400
1.5
59
17.81
52.72
6
400
1.2
55
23.80
56.58
注：硫酸加入比例为硫酸实际加入量与理论加入量的比值
(2)“硫酸化焙烧”过程中焙烧温度与硫酸加入比例最佳条件为 (填编号)。
(3)“碱浸渣”能循环利用的原因为 。“硫酸化焙烧”
反应的化学方程式为
。
(4)“试剂X”可选用 (填标号)，“沉碲”反应的离子方程式为 。
A．
B．
C．氨水
(5)若生产得到“碲粉”2.56t，理论上至少需加入纯度为93.6%的
固体的质量为 t(保留
两位小数)。
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3.（江苏省镇江市2025 届高三第一次调研测试）一种以软锰矿（主要含
和少量
、
、
、
等）和黄铁矿（主要成分为
）为原料制备
的流程如下：
(1)酸浸。将软锰矿、黄铁矿与
溶液混合搅拌，反应过程中铁元素的变化为
。90℃下酸浸，锰元素浸出率及
、
的
（质量浓度）随时间的变化
如图所示。
0~20min
①
内，
中的硫元素被氧化为
。此时，
和
发生主要反应的离子方程式为
。
0~20min
②
内，
逐渐增大的原因是 。
100min
③
后，
逐渐减小的原因是 。
(2)除铁。向“酸浸”所得浸出液中加入过量
，调节溶液pH，充分反应后过滤。
的实际用量比
理论计算用量大得多，其原因是 。
(3)制
。向“除镁、钙”后的溶液中滴加适量氨水，充分反应后过滤、洗涤。将所得沉淀加水制成悬
浊液，向其中通入空气可制得
。若通入空气时间过长，所得
样品中锰元素的质量分数会降
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低，其原因是 。
(4)测
样品纯度。称取
样品于锥形瓶中，加入
溶液和适量
稀硫酸，加热。待固体完全溶解后，冷却，用
的
溶液滴定过量的
，消耗
溶液
。不考虑杂质反应，计算样品中
的纯度 （写出计算过程）。
已知：
，
。
4.（江苏省南通市2025 届高三第一次调研）利用废弃的铂镍合金靶材回收金属铂的部分实验过程如下：
(1)拟利用如图所示装置边搅拌边持续加热8h。为提高盐酸利用率，图中三颈烧瓶a 口处还需要添加的仪器
为 。
(2)将“酸浸”后的固体充分洗涤后加至浓硝酸和浓盐酸的混酸中发生氧化反应，得到含
的溶
液。
①写出Pt 发生反应的化学方程式： 。
②该过程需控制在40℃左右的原因是 。
(3)“沉铂”原理为
，
。向
的溶液中加入等体积的
溶液，为使
，所加
溶液浓度最小为
（忽略混合时溶液的体积变化）。
(4)通过还原法或直接煅烧法均可制金属铂。
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①向
溶液中加入
溶液，充分反应后得到金属铂，同时有
逸出。还原
，参加反应
的物质的量为 mol。
②将
隔绝空气煅烧可以得到
、
、
和
。实验室可通过测定分解产物中
的量
计算
回收率。请补充完整该测定过程中的实验方案：称取一定质量的
样品于硬质直玻璃
管中，加强热，用去离子水充分吸收产生的气体后，稀释至一定体积， 。
已知：（ⅰ）当溶液pH 介于6.5~10 时，
的主要存在形式为
；
（ⅱ）
，
。
须使用的试剂和仪器：
溶液、
溶液、
标准溶液；滴定管、锥形瓶、
pH 计。
5.（江西省赣州市2025 届高三下学期一模）一种从电子工业废渣（主要成分为金、银、钯，含有机物及其
他金属杂质）提取贵金属的工艺流程如下。
已知：室温下，
为
，当溶液中离子浓度小于
时，可认为离子沉淀完全。
回答下列问题：
(1)“高温灼烧”时温度控制在
的原因是 。
(2)“分离银”加入NaCl 反应生成 沉淀（填化学式），在
含
的浸出液中至少加入
才能使
沉淀完全（保留小数点后两位数字）。
(3)“还原”步骤的化学方程式为 。
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(4)用水合肼
还原
得到金属Pd，其化学方程式为 。
(5)从滤渣1 中可回收金，其回收流程如下：
①“还原”步骤中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
②黄金按质量分数分级（如12K、18K、22K、24K），纯金为24K，一种
合金的晶胞结构如图所
示。
该合金中Au 的配位数为 ，为 K 金。
6.（陕西省重点中学2024-2025 学年高三下学期联考）以某种锰尘(主要成分为
，杂质为
、
MgO、CaO 和FeO)为原料制备高纯
的工艺流程如图。
已知：①25℃时，
、
。
②溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全时溶液的pH 如表。
金属离子
开始沉淀时溶液的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
沉淀完全时溶液的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
回答下列问题：
(1)Mn 元素位于元素周期表的 (填“s”“p”“d”或“ds”)区。
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(2)“酸浸”过程中反应生成的气体①为 (填化学式，下同)；滤渣①的主要成分是 。
(3)保持其他条件不变，在不同温度下“酸浸”时锰元素的浸出率随时间的变化如图。则“酸浸”的最佳温
度是 ℃，最佳时间是 mɪn。
(4)“除杂②”后所得滤液中，
。
(5)“沉淀”过程发生反应的化学方程式为 。“沉淀”步骤反应完全后，分离出
的操作
为 ，该操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。
(6)取5.00g 碳酸锰样品，加入适量硫酸，加热，待固体完全溶解后，用1.000mol·L-1的
溶液滴定，
至滴定终点时，消耗
溶液的体积为23.50mL。已知：最终反应产物为
，设杂质均不参与反
应。则样品中
的质量分数为 %(保留2 位小数)。
7.（广东省肇庆市2024-2025 学年高三二模）贵金属在电子工业领域有着重要应用。一种从废旧电路板富
集回收的金属粉末含金、银、锑、铅等中回收金、银及制备锑钾合金的工艺流程如图所示。
已知：①金属元素“酸溶”主要转化为
、
、
、
等；
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②
⇌
⇌
；
③常温下，
；
④金属离子完全沉淀时，其离子浓度为
。
(1)“酸溶”过程中，先将金属进行粉碎的目的为 ；溶解后得到含
价金属元素的配离子为
填化学式。
(2)“水解”过程中，
水解生成SbOCl 的离子方程式为 。
(3)“溶银”过程中，常温下当溶液
时，溶液中
填“>”“<”或“=”
。
(4)“还原”过程中，加入的绿色还原剂
是二元弱碱，其在水中第一步电离方程式为
⇌
，则第二步电离的电离方程式为 。
(5)“沉铅”过程中，从平衡移动的角度分析加入硫酸的作用为 ；若“沉铅”时
完全转化为
，则此时溶液中
不低于
。
(6)某立方晶系锑钾合金可作为钾离子电池电极材料。该锑钾合金晶体可描述为如图所示的两个立方体交替
出现的晶体结构。则晶体中Sb 周围与其最近的K 的个数为 。该合金晶胞中，原子个数最简比
Sb：
，其立方晶胞的体积为
。
8.（广东省广州市真光中学2025 届高三模拟）
和
应用于电镀、机械、航空等众多工业领域。从一种
合金废料生产工业硫酸镍和锡酸钠的工艺流程如下图所示。
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已知：①“酸浸”后滤液中的主要金属阳离子为
、
、
、
。
②“一次除铁”后溶液中仍有少量
。“萃取除铁、反萃取、制
和制
”的原理是：
(有机相)
(有机相)，
和
代表金属阳离子或
。金属阳离子
和
的结合能力：
。
③常温下，
，
；
，
。
(1)“酸浸”时，Ni 与硝酸反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
(2)“碱熔”时，SnO2发生反应的化学方程式为 。
(3)“沉锡”时，常温下
恰好完全沉淀为
时
，
(填“>”“<”或“=”)。
(4)“一次除铁”的总反应离子方程式为 。
(5)“反萃取”时，萃余液的溶质含FeCl3，试剂1 是 。
(6)“制
”时，溶液1 的主要成分是 (填化学式)。
(7)某镍和砷形成的晶体，晶胞结构如图1，沿z 轴方向的投影为图2。
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①该晶体中As 周围最近的Ni 有 个。
②该晶体的密度为
，晶胞参数为apm，bpm，则阿伏加德罗常数的数值
(用含a、
b、
的代数式表示)。
9.（河北省唐山市2025 届高三下学期一模）有机净化钴渣的主要成分为螯合物
、
等(M 代表
、
、
)，一种从其中回收钴的工艺流程如下：
已知：①25℃时，
，
。
②“萃取”可将金属离子进行富集与分离，原理为：
。
回答下列问题：
(1)
的基态原子价电子排布式为 。
(2)酸洗的反应机理为
。酸洗时，溶液
对钴锌分离系数
(系数越大，分离越彻底)、钴损失率、锌浸出率的影响如图所示。
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结合图像分析，酸洗时所用溶液的
一般控制在 左右；在酸性溶液中，该有机鳌合剂与金属
螯合的能力：
(填“
”或“
”)。
(3)“热解”工序中，钴元素转化为
、
，从环保角度考虑，不在空气中直接热解的主要原因为
。
(4)“氧压酸浸”工序中，
中的硫转化为
价，反应的离子方程式为 ，浸渣的主要成分为
。
(5)调
的目的为除去溶液中的
。25℃时，若浸取液中
，则调
的范围应为
。
(6)“反萃取”工序中，试剂X 为 。
10.（山东省实验中学2025 届高三下学期模拟）以铂钯精矿(含Se、Te、Au、Pt、Pd 等)为原料，提取贵金
属Au、Pt、Pd 的工艺流程如图所示：
已知：①“氯化浸出”时，Au、Pt、Pd 以AuCl 、PtCl
、PdCl
形式存在；
(NH
②
4)2PtCl6和(NH4)2PdCl6难溶于水，(NH4)2PtCl4易溶于水；
③室温：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6；571/2≈7.5。
(1)“焙烧”时，Se、Te 转化为可溶于水的Na2SeO3和Na2TeO4.转化等物质的量的Se、Te 时，消耗NaClO3的
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物质的量之比为 ；根据下图判断“焙烧”适宜的温度范围是 (填标号)。
A．300-350K B．350-400K C．400-450K D．450-500K
(2)一般条件下Au 很难被Cl2氧化，但用浓盐酸作浸出液，可使Au 被Cl2氧化，由此分析“氯化浸出”过
程中浓盐酸的作用为 。
(3)“还原”得到金的离子方程式为 ；加入过量SO2的目的是 。
(4)“煅烧”时还生成N2、NH4Cl 和一种气体，该气体用少量水吸收后可重复用于“ ”操作单
元。
(5)“沉铂”先通入的气体X 为 (填化学式)。“沉铂”中，若向c(PtCl
)=0.125mol/L 的溶液里
加入等体积的NH4Cl 溶液，使PtCl
沉淀完全，则NH4Cl 溶液浓度最小值为 mol/L(结果保留
两位小数，忽略溶液混合后体积的变化)。
11.（辽宁省名校联盟2025 届高三下学期联考）镓是一种战略金属元素，一种由湿法提锌浸出渣(含Ga、
Pb、Zn、Fe 等元素的氧化物)生产镓的流程如下：
(1)“酸浸”步骤中，随着湿法提锌浸出渣含
量的升高，
的浸出率降低的原因是 ，在含Pb 量
不变的条件下，可提高Ga 浸出率的措施是 (任答一点)。
(2)“还原”步骤中，若
物质选择
(难溶于水)，可得到黄色沉淀，该步骤
发生反应的离子方程式为
，可用于证明
反应完全的试剂是 (填化学式)。
(3)部分离子浓度
与
关系如下图所示。
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根据流程和图中信息判断“中和沉镓”后所得滤液中的主要过渡金属阳离子为 (填离子符号)。
(4)“电解”时需严格控制电解液pH，若pH 过低可能造成的后果是 。
(5)已知镓的化学性质与铝相似，“碱浸”时为了节约成本，有研究人员提出B 物质使用氨水。已知
时，
，
。试通过计
算推测该条件下
在
中的溶解趋势。写出简要计算过程并得出结论： 。
12.（陕西省2025 届高三下学期三模）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：①一定条件下一些金属氢氧化物的
如下：
物质
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
，
的电离第
一步完全，第二步微弱。
回答下列问题：
(1)
在周期表中的第 周期第 族。
(2)从物质结构的角度分析
的结构式是（a）还是（b） 。
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(3)“氧化”中，
被
氧化为
，滤渣的成分为
、 、 （填化学式），
检验滤液1 中是否有
选用的试剂是 。
(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，过量的
也能还原
，使
（Ⅱ）氧化速率
减小，写出
和
溶液反应的离子方程式 。
(5)“沉钴镍”中为使
、
沉淀完全而
不沉淀（已知：滤液1 中
浓度为
，当离
子浓度为
时认为沉淀完全），需控制pH 范围为 （精确至0.1）。
(6)科学家设计了采用强碱性电解质的
二次电池，电池反应为
，请写出充电时阳极电极反应 。
13.（安徽省滁州市2025 届高三一模）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着
广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe 的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高
钴成品的工艺如下：
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已知溶液中相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下：
金属离子
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Zn2+
Mn2+
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
8.1
沉淀完全的pH
2.8
8.9
1.1
9.4
8.2
10.1
回答下列问题：
(1)为了加快废渣的“酸浸”速率可以采取的措施 、 (任写两条)。
(2)滤渣1 的主要成分是 (写化学式)。Pb 元素位于元素周期表中第ⅣA 族，Pb3O4中Pb 元素的
化合价为+2 价和 价。
(3)加入MnO2这一步反应的离子方程式为 。
(4)“氧化沉钴”过程中，若氧化等物质的量的Co2+和Mn2+，消耗KMnO4的物质的量之比为 。
(5)“除钴液”中残留的Co3+浓度为 。
(6)一种含Co、Ni 和Ga 元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga 与Ni 交替填充在Co 构成的立方体体心，
形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比N(Co):N(Ga):N(Ni)= ，其立方
晶胞的体积为 nm3。
14.（河南省创新发展联盟2025 届高三下学期一模）电解铜的阳极泥中含
、
、
、
、
、
等物质，以该阳极泥为原料，分离和回收Au、Pt、Pd、Cu 等金属或其化合物的工艺流程如图所示：
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已知：
易溶于水，
、
难溶于水；
。回
答下列问题：
(1)PtTe 中Pt 为+2 价，且“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态Pt、Pd 均转化为单质，则“氧化焙烧”中，
PtTe 发生反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸”的目的是 。
(3)“氯浸”工艺中，金属
、
、
被氧化为配离子：
、
、
，
的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)“分金”加入过量草酸的作用，除析出金属Au 外，还有 。
(5)“沉钯”之前，测得溶液中
，加入等体积的
溶液充分反应，测得反应后
混合液中
，则初始加入
溶液的浓度约为
(忽略溶液混
合时的体积变化)。
(6)利用“滤液c”可制备Pt，工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为 。
15.（广西来宾市2025 届高三一模）在钐钴永磁材料的成型加工过程中，会产生合金渣（含有Sm、Co、
Cu、Fe）。从该合金渣提取钴（Co）和钐（Sm）的一种工艺流程如下。
已知：
是一种稀土元素，活动性介于Na 与Al 之间。
回答下列问题：
(1)与Co 同周期同族的元素还有Fe 和 （填元素符号）。
(2)工业上可通过 （填“电解”“热还原”或“热分解”）法制备Sm。
(3)“浸渣”的主要成分是 ；“破碎酸浸”过程中Sm 发生反应的化学方程式为 。
(4)“沉铁”过程中加入氨水的主要目的是调节pH。结合图中实验数据可知，溶液的最佳pH 为 。
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的实际用量通常要大于理论用量，原因是 。
(5)“
”隔绝空气“灼烧”得
，反应的化学方程式为 。
(6)Sm、Ni、O 形成的稀土镍基氧化物的晶胞结构中Sm 和O 如图所示，Ni 位于O 形成的正八面体空隙
中，则该稀土镍基氧化物的化学式为 。
16.（山东省淄博市2025 届高三一模）为推动生产方式的绿色化转型，工业上以软锰矿(主要成分为
，含
、
、
)制
并协同回收
、
，以实现绿色化生产的流程如下
已知：I．25℃，
：
11.25℃，
，
，
回答下列问题：
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(1)“酸浸”中主要反应的化学方程式为 。
(2)“盐浸”中
、
转换为可溶性配合物。反应
，25℃时，其平衡常数
；滤渣1
主要成分的化学式为 。
(3)“沉铅”中，加入
至
开始沉淀时，溶液中
。若
浓度过大，
将导致沉铅率降低，其原因是 。
(4)“精制I”发生反应的离子方程式为 。净化液可返回 工序循环使用。
(5)电解制锰如图所示，则b 极的电极反应式为 。电解时需保持阴极室溶液
不宜过低的原因是
。
17.（河北省石家庄市实验中学2025 届高三下学期一模）金属Ru 被广泛用于制笔行业。某实验小组以某钌
废料[主要成分是Ru(CO3)2，含RuO4(其中Ru 为＋6 价)、FeO、MgO、CaO 和SiO2等]为原料制备Ru 的流
程如下：
已知：常温下Ksp(CaF2)=1.5×10-10，Ksp(MgF2)=7.4×10-11；离子浓度小于或等于1×10-5 mol·L-1时认为该离子
已被完全除去。
(1)滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(2)“酸浸”中RuO4转化为Ru(SO4)2的离子方程式为 。
(3)“除杂1”中氯元素被还原成最低价态。若只氧化Fe2＋，生成3 mol Na2Fe4(SO4)6(OH)2理论上需要
mol NaClO3。
(4)“除杂1”之后，若滤液中c(Mg2＋)=c(Ca2＋)，则“除杂2”中先生成的沉淀是 。“除杂2”后的
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滤液中c(F-)=0.01 mol·L-1，则Ca2＋和Mg2＋是否除尽？ (填“是”或“否”)。
(5)“除杂2”宜选择的容器材质有 (填序号)。
A．陶瓷 B．铁 C．石英
(6)为优化方案1，该小组设计出方案2 如下，从安全角度分析，方案2 优于方案1 的理由是 。
(7)CaF2晶胞如图所示，Ca2＋将晶胞切割成8 个小空隙，F-填充在Ca2＋构成的 (填“正八面体”
“正方体”或“正四面体”)空隙中，其填充率为 (填充率=
×100%)。
18.（山东省烟台市2025 届高三下学期第一次适应性检测）一种铂铼废催化剂(Pt、Re，含Al2O3、Fe3O4、
积碳等杂质)中金属元素的综合回收利用的工艺流程如下。
已知：①高铼酸铵(NH4ReO4)微溶于冷水，易溶于热水；
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②室温下：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6，
≈7.5。
回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的：①将铼转化为Re2O7，② ；“溶解Ⅰ”中含铼化合物发生反应的离子方程
式为 。
(2)“滤渣Ⅱ”的成分为 ，“操作Ⅰ”为 、过滤、洗涤、干燥。
(3)“溶解Ⅲ”中反应的离子方程式为 ；“沉铂”时，若溶液中c([PtCl6]2-)=0.1mol/L，加入等体
积NH4Cl 溶液，[PtCl6]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)所需NH4Cl 的最小浓度为 mol/L(忽略溶液混
合后体积的变化)。
(4)“高温还原”时，工业上用价格稍贵的H2，而不选用廉价还原剂碳的原因是 ；理论上获得
3.72g 铼粉，需要标准状况下H2的体积至少为 L。
【答案】(1) 除积碳
(2) Al(OH)3 蒸发浓缩、冷却结晶
(3) 3Pt+16Cl-+2
+12H+=3[PtCl6]2-+6H2O 1.7
(4) 不引入杂质，便于分离提纯铼 1.568
19.（北京市平谷区2025 届高三下学期一模）废旧锂离子电池的正极材料含钴酸锂
，锰酸锂
，镍酸锂（
）以及铝片、石墨粉等，某小组设计方案回收金属元素，流程如下：
已知：过硫酸根离子的结构为：
不同温度下碳酸锂的溶解度如下表：
温度
（℃）
20
40
60
80
100
29
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溶解度
（g）
1.33
1.17
1.08
0.85
0.72
(1)锂离子电池工作时，能量的主要转化方式为 。
(2)在废旧电池的初步处理及碱浸环节，为加快速率，除了对原料粉碎处理，还可以采用的措施有
（写出其中一种即可），步骤①发生反应的离子方程式为 。
(3)滤液A 中的
、
、
均为
价，则
的主要作用是 。
(4)写出过程③中
发生反应的离子方程式 ；步骤②中不能用盐酸酸化溶液的原因是 。
(5)滤液C 中
。
(6)滤液C 反应后获得碳酸锂固体的步骤主要有： 、 、洗涤、干燥。剩余液体中含有的阴离子
主要有 （写离子符号）。
20.（福建省龙岩市2025 届高三下学期一模）下图是以氟碳铈矿(主要含
、
等)为原料制备二氧
化铈(
)的一种工艺流程。
回答下列问题：
(1)“氧化焙烧”中铈元素转化为
和
，该反应的还原产物是 。
(2)“酸浸”中。
①生成滤渣A 的化学反应方程式是 。
②“酸浸”时，铈的浸出率与温度、
的关系如图所示：当温度高于
时，
的浸出率下降的可能
原因是 (填字母标号)。
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A．温度升高，
挥发 B．生成
的反应为吸热反应 C．温度升高，
水解程度增大 D．温度升
高，稀硫酸分解
(3)若测得水层中
，滤液B 的
，忽略溶液体积变化，“调
”后
的沉淀百
分率是 。(已知
时
)
(4)“氧化”中的化学反应方程式为 。
(5)已知
的立方晶胞结构如图所示，用
表示阿伏加德罗常数值。
①
的配位数为 。
②
填充在
构成的 空隙中。
③该晶胞的密度为
，则晶胞中
、
之间的最近距离为
(用含
的代数式表示)。
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