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压轴题11 无机化工流程综合分析
命题预测
本专题考查类型主要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。试题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，是近几年新高考地
区常考题型。
预计2024 年命题重点考查涉及除杂和分离等环节，特别是通过调节溶液的pH 达到除杂
或分离的目的，常涉及除杂及离子的检验等体现能力立意和化学知识的应用，综合性增强，
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。
高频考法
（1）废旧物资提纯回收
（2）矿产资源物质制备
（3）工艺流程与化学图像
（4）工艺流程与晶胞结构
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
1
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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
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
3．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
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。
2
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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。
01 综合考查废旧物资提纯回收
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↑
(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 。
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②写出pH = 14 时甲醛“还原析银”的离子方程式 。
02 综合考查矿产资源物质制备
2.（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3ROH+POCl3
(RO)3PO+3HCl 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 。
4
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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
。
03 综合考查工艺流程与化学图像
3.（2024·山东枣庄·二模）GaN 作为第三代半异体材料广泛应用于大功率充电器和5G 通讯技术，某工厂利
用炼锌矿渣［主要成分
、
、CuO 和
］制备并提取GaN，工艺流程如下：
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已知：ⅰ．镓和铝位于同一主族，性质相似
ⅱ．
可溶于过量氨水生成
ⅲ．常温下，酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度、形成氢氧化物沉淀的pH 和金属离子在该工艺条件
下的萃取率见下表：
金属离子
浓度
—
0.78
0.22
开始沉淀pH
8.0
1.7
5.6
3.0
4.5
完全沉淀pH
9.6
3.2
8.0
4.9
a（a>5.5）
萃取率/%
0
99
0
97~98.5
93
（萃取率指进入有机层中金属离子的百分数；
难被萃取；离子浓度
时即认为沉淀完
全）
回答下列问题：
(1)“酸浸”过程中
发生反应的化学方程式为 。
(2)滤液①中
的浓度为： ；从工业经济性考虑，电解滤液①得到的产物，可用于回收金
属，还可用于 ；滤液①中的主要溶质之一可采用加热浓缩、降温结晶的方法提取，不同降温方
法对析出固体的颗粒大小影响如图所示，若工业生产对产品粒径均一度有要求，则应选用 （填
“快速”“缓慢”或“交速”）降温的方法，原因是 。
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(3)物质A 的化学式为 。反萃取过程中物质B 会溶于水相分离，生成物质B 的离子方程式为
；若通过电解物质B 的溶液可以得到单质Ga，则阴极电极反应式为 。
04 综合考查工艺流程与晶胞结构
4.（2024·河南焦作·一模）综合利用软锰矿(主要含
，还有少量
、
、MgO、CaO、
)和
硫铁矿(主要含
)回收
的工艺流程如图所示：
已知：常温下，各物质的溶度积如下表所示：
物质
请回答下列问题：
(1)“酸浸”时将矿石粉碎，主要目的是 。
(2)浸渣1 中除
和S 外，还有 (填化学式)。S 是
分别与
、
反应产生的，其
中
与
反应的离子方程式为
(3)当离子浓度
时，可视为沉淀完全，则“除铁铝”时应控制
(保留两位有
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效数字)。
(4)“氟化除杂”时除钙的离子反应的平衡常数
(保留两位有效数字)。“转化”时发生反应
的离子方程式为 。
(5)氟化钙的晶胞结构如图所示：
每个
周围最近且距离相等的
个数为 ，若晶体密度为
，用
表示阿伏加德罗
常数的值，则晶体中
与
间的最近距离为 cm(用含
、
的代数式表示)。
05 综合考查化学计算与工艺流程
5.（2024·北京·一模）钡盐沉淀法处理酸性含铬废水(含
、[Ni(CN)4]2-、
等)并回收铬元素的工艺
路线如下：
已知：I．六价铬[Cr(VI)]在水溶液中存在平衡：
+H2O
2
+2H+
II．室温下相关物质的Ksp如下：
化合物
CaSO4
BaSO4
BaCrO4
Ksp
4.9×10-5
1.1×10-10
1.2×10-10
(1)向废水中加入破氰剂NaClO，可以提高镍元素的去除率。①NaClO 能氧化CN-，生成无毒无味气体，补
全该反应的离子方程式： 。
□CN-+□_____+□_____=□
+□_____+□_____
②结合平衡移动原理解释加入NaClO 可提高镍元素的去除率的原因： 。
(2)用石灰乳将含铬废水预调至不同pH，经破氰后取等量的溶液1，向其中加入等量的BaCl2·2H2O，搅拌、
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反应60min，得到Cr(VI)去除率随预调pH 变化如图。与预调pH=6 相比，pH=7 时Cr(VI)的去除率显著提
高，可能的原因有 (写出两条)。
(3)沉淀2 与足量H2SO4反应的离子方程式为 。
(4)溶液2 需处理至Ba2+含量达标后方可排放。可用如下方法测定废水中Ba2+含量。
步骤1：取aL 含Ba2+废水，浓缩至100mL 后，加入过量的Na2CrO4标准溶液，充分反应后过滤，向滤液中
加入指示剂，用0.1mol·L−1HCl 标准溶液滴定至CrO
全部转化为Cr2O
，消耗HCl 标准溶液的体积为
bmL。
步骤2：取100mL 蒸馏水，加入与步骤1 中等量的Na2CrO4标准溶液，加入指示剂，用0.1mol·L−1HCl 标准
溶液滴定，消耗HCl 标准溶液的体积为cmL。
①步骤1 中加入的Na2CrO4标准溶液必须过量，目的是 。
②若废水中其他杂质不参与反应，则废水中Ba2+的含量为 mg·L−1(写出表达式)。
06 综合考查工艺流程与电化学
6.（2024·河北石家庄·二模）铋(Bi)是一种重要的有色金属，工业上通过辉铋矿(主要成分是Bi2S3，含有少
量Si、Fe、Pb、Al 等元素)生产海绵铋的一种工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)为提高“酸浸”速率，可采取的措施为 (写出一条即可)。
(2)“酸浸”时，辉铋矿被浸出到“浸液”中的元素为 (填元素符号)。
(3)“氧化浸出”时，会生成[BiCl6]3-，则该过程发生反应的离子方程式为 。
(4)向“滤液”中通入 (填物质名称)后，所得溶液可循环利用。
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(5)实验研究表明，Bi2S3既不能被硫酸溶解，也不能被NaCl 溶液溶解，但其能被盐酸溶解，分析其原因可
能为 。
(6)工业上也可采用电解法制备铋单质。将“氧化浸出”工序所得的溶液进行氧化处理，调节溶液pH 以除
去Fe3+，再利用下图装置电解获得铋单质。
(已知：Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38；当离子浓度低于10-5 mol/L 时，认为该离子沉淀完全。)
①常温下，需要调节pH 不低于 以除去Fe3+。
N
②
与直流电源的 (填“正极”或“负极”)相连；M 极的电极反应式为 。
1.（2024·河南周口·二模）碲(Te)是半导体、红外探测等领域的重要战略元素。从阳极泥或冶炼烟尘中提取
的粗二氧化碲中含有
、PbO、CuO 等杂质。一种由粗二氧化碲提取纯碲的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)“浸出”步骤中，碲和硒两种元素分别转化为
和
。浸出温度控制在65℃左右，当温度超过
80℃时，碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是 。
(2)
的沸点(387℃)高于
的沸点(191.4℃)，原因是 。
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(3)“净化”步骤中产生的滤渣主要含 (写化学式)和少量硒单质。
(4)化学反应的吉布斯自由能变
。
还原
和
的
随温度T 的变化曲线如图所
示。则“还原除杂”步骤的温度不宜超过 K，该步骤控制在此温度以下的原因是
。
(5)“还原”步骤中产生碲单质的化学方程式为 。
(6)“还原”后的酸性还原尾液中含有少量未被还原的碲，加入还原剂R 进行“尾还原”，可以产生粗碲，
提高碲的回收率。综合还原效率、工艺成本和环保因素，最合适的还原剂是 (填标号)。
A．铁粉 B．氢气 C．硫化钠
2.（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
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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 。
(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 。
3.（2024·黑龙江·二模）氧化铋
是一种淡黄色、低毒的氧化物俗称铋黄，广泛应用于医药合成、能
源材料等领域，也是制作防火纸的材料之一。以铋精矿（主要成分
，还含有
、
等杂质）为原料制备
的一种工艺流程如图所示：
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已知：①
不溶于稀盐酸，“酸浸”后溶液中金属阳离子主要有
等。
②盐酸羟胺常用作还原剂。
③
在
时开始水解，
时
几乎完全水解为白色的
沉淀。
④常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的
见下表：
金属离子
开始沉淀
2.7
7.6
4.7
完全沉淀
3.7
9.6
6.7
回答下列问题：
(1)
与
同主族，
原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)“滤渣1”的主要成分有
、 ，工业上以纯碱、石灰石、 （填化学式）为原料
生产普通玻璃。
(3)写出“酸浸”步骤中
发生氧化还原反应的离子方程式： 。
(4)“转化”步骤中加入盐酸羟胺
的目的是 。“调
”步骤中加入
调节溶
液的
，其合理范围为 。
(5)“滤液2”中主要的金属阳离子有 （填离子符号）；流程中生成
的化学方程式为
。
4.（2024·山东烟台·一模）
是一种光催化材料。工业利用某废催化剂(主要含
、
、NiO 及
少量
、
)制备
的工艺流程如下：
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已知：Ⅰ.
、NiO 都是不溶于水的碱性氧化物
Ⅱ.0.1
溶液的pH=1.0
Ⅲ.
回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分是 ；酸化时，
完全转化为
的最大pH 为 。
(已知
；离子浓度≤10-5mol/L 时沉淀完全)
(2)“酸化”后的溶液中存在
，则“还原”时发生反应的离子方程式为 。
(3)反萃取剂应选用 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)溶液；若“萃取”、“反萃取”的过程
中钒的总回收率为90%，则“还原”时加入的
和“氧化”时加入的
的物质的量之比为
。
(4)生成
的化学方程式为 ，实验测得溶液pH、温度和
溶液浓度对生成
的粒径影响图像如下：
综合分析：制备粒径较小的
晶体的最佳条件是 ；制备过程中需加入NaOH 维持最佳
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pH，若
过量，需要增加NaOH 的用量，原因是 。
5.（2024·广东韶关·二模）二氧化铈（
）是一种典型的金属氧化物，具有较强的氧化性广泛应用于多
相催化反应，并作为汽车尾气净化的三效催化剂的重要组成成分。以氟碳铈矿（主要含
、
等）为原料制备
的一种工艺流程如下图所示：
已知：①“氧化焙烧”后，Ce 元素转化为
和
；②滤液A 中含：
、
等离子。
回答下列问题：
(1)滤渣A 的主要成分是 （填化学式）；“酸浸”不用盐酸的理由是 （答一点即可）。
(2)“系列操作”包含以下几个过程：已知：
不能溶于有机物TBP；
能溶于有机物TBP，且存在反
应：
。“滤液A”中加入有机物TBP 后的分离方法是 ，“有机层B”
中发生反应的离子方程式为 。水层中的一种溶质，理论上可以在工艺流程图中的 工序中
循环利用，减小“调pH”工序中
的用量，节约生产成本。
(3)“调pH”中，要使
沉淀完全（通常认为溶液中离子浓度小于
为沉淀完全），应控制
pH 大于 （已知25℃时
）。
(4)“氧化”中，NaClO 转化为NaCl，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)二氧化铈立方晶胞如图所示，则铈原子Ce 在晶胞中的位置是 ；晶体中一个Ce 周围与其最近的
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O 的个数为 。
6.（2024·北京西城·一模）以方铅矿(主要含
)和废铅膏(主要含
)为原料联合提铅的一种
流程示意图如下。
已知：i．
ii．
物
质
(1)浸出
时，加入过量的盐酸和
溶液的混合液将铅元素全部以
形式浸出。
①“浸出”过程中，发生的主要反应有：
I．
II．
III． (浸出
的离子方程式)
I
②生成的
作II 的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：
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i．
ii． (离子方程式)
③充分浸出后，分离出含
溶液的方法是 。
(2)结晶
向含
的溶液中加入适量的冷水结晶获得
，结合浓度商(Q)与平衡常数(K)的影响因素及大小
关系，解释加入冷水的作用： 。
(3)脱氯碳化
室温时，向
溶液中加入少量浓氨水调至
，然后加入
固体进行脱氯碳化。
①随着脱氯碳化反应进行，溶液的
(填“增大”“减小”或“不变”)。
②脱氯碳化过程中，检测到
。
浊液转化为
的最低
。
(4)还原
将
溶于
溶液可制备
，反应：
。制备高纯铅的原电池原理示意图
如图所示。
①获得高纯铅的电极是 (填“正极”或“负极”)。
②电池的总反应的离子方程式是 。
③从物质和能量利用的角度说明该工艺的优点： 。
7.（2024·湖南岳阳·二模）氧化锌在橡胶、油漆涂料、化工、医疗及食品等行业有着广泛应用。一种以含锌
烟灰(含有
、
、
、
、
、
、
、
等)为原料制备氧化锌的工艺流程如图
所示：
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已知：ⅰ．二价金属氧化物能分别与氨配合生成配离子，如
、
、
；
ⅱ．25℃时相关物质的
如下表：
物质
(1)
态核外电子能级共 个。
(2)“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有
、
，“氧化预处理”的目的是 。
(3)“氨浸”时生成多种配离子，其中生成
的离子方程式为 。
(4)已知：
，则
的化学平衡常数
为 。
(5)“蒸氨”时得到混合气体e 和固体
。
①混合气体e 可返回至 工序循环利用；
②取11.2g 固体，经充分“煅烧”后得到氧化锌8.1g，同时产生的气体通入到足量
溶液中，可得
沉淀9.85g，则固体
的化学式为 。
(6)通过氢电极增压法可利用产品氧化锌进一步制得单质锌(如图)，储罐内
溶解后形成
离
子，电解池中发生总反应的离子方程式为 。
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8.（2024·广东·一模）
是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂，木材和皮革的保存
剂。由菱锌矿(主要成分为
，还含有少量：
、
、
、
、
、PbO，
、CdO 和
)制备
流程如下：
已知：常温下，部分金属阳离子沉淀的pH 如下表。
金属阳离子
开始沉淀pH
6.2
7.4
2.2
7.7
9.1
8.1
3.4
沉淀完全pH
8.2
8.9
3.2
9.7
11.1
10.1
4.7
回答下列问题：
(1)加硫酸浸取后再调节pH=5，过滤获得的滤渣①的主要成分为
、
、
、 和
。
(2)加入
溶液后过滤可以得到
和
两种沉淀，
发生反应的离子方程式为
，常温下，此时溶液pH 仍为5，则溶液残留的微量
的浓度约为 mol/L⋅，根据“转化过
滤”过程，推测若Zn、稀硫酸、Cd 形成原电池，则电势较高的一极为 。
(3)“脱钙镁”后“过滤”所得的滤渣还可以和浓硫酸反应制备HF 以循环使用，则该反应可以发生的原因是
。
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(4)脱完钙和镁之后的
滤液中含有少量的
，
的溶解度曲线如图。由滤液④获得
的具体操作为 。
(5)ZnS 存在如图所示的两种晶胞类型，则两种晶胞的密度之比为 (用含a、b、c 的代数式表
示)。
9.（2024·湖南·一模）湿法炼锌具有能耗低，生成产品纯度高等特点，其主要原料为锌精矿(主要成分为硫
化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，获得较纯锌锭的工艺流程如图：
已知：焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、
、
、CdO。
(1)铜原子的价层电子排布图为 。
(2)“酸浸”中滤渣主要成分为 。
(3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，然后反应速率显著增大，请解释产生
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此现象的原因： 。
(4)写出“赤铁矿除铁”过程中反应的离子方程式： 。
(5)“ —萘酚净化除钴”先是
把
氧化成
，并生成NO，
与有机物发生化学反应生成红
褐色稳定鳌合物沉淀。写出
被氧化的离子方程式： 。
(6)“电解”工艺中，电解液常有较高浓度的
会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu 和
，生成CuCl 沉淀从而除去
。已知：
；
。
请通过具体数据说明上述的反应能完全进行的原因： 。
(7)纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)，同时
负极材料晶胞的组成变化如图所示。
①充电过程中ZnS 到
的电极方程式为 (x 和y 用具体数字表示)。
②若
的晶胞参数为a nm，则EF 间的距离为 nm。
10.（2024·江苏南通·二模）实验室以
为原料制备磷酸亚铁晶体
，其部分实验过程
如下：
(1)将一定体积98%的浓硫酸稀释为200 mL30%的硫酸，除量筒外，还必须使用的玻璃仪器有 。
(2)检验“还原”已完全的实验操作为 。
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(3)向过滤后的滤液中加入
，并用氨水或
调节溶液pH，“共沉淀”生成
。
①若使用
调节溶液pH，“共沉淀”反应的离子方程式为 。
②不使用NaOH 调节溶液pH 的原因是 。
③补充完整利用图所示装置（夹持装置已略去）制取
的实验方案：向三颈烧瓶中加入抗
坏血酸溶液， 至混合液
， ，充分搅拌一段时间，过滤，洗涤固体，真空干燥。
（已知：所用抗坏血酸溶液
，当溶液pH 控制在4~6 之间时，所得晶体质量最好。恒压滴液漏斗
a．b 中分别盛放
溶液和
混合液。）
(4)测定样品中
（
g mol
⋅
）的纯度。取0.6275 g 样品完全溶解后配制成250 mL
溶液，取出25.00 mL 于锥形瓶中，加入一定量的
将铁元素完全氧化，以磺基水杨酸为指示剂，用
0.02000 mol·L
EDTA 标准溶液进行滴定至终点（
与EDTA 按物质的量之比为1 1∶发生反应），消耗
EDTA 溶液15.00 mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度 （写出计算过程）。
11.（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
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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 。
(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 。
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(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
线如图所示。当溶液中的
完全沉淀(
)时，溶液
。
12.（2024·山西太原·一模）四氧化三锰(
)是一种可用于生产锂离子电池正极材料的原料。以天然二
氧化锰粉与硫化锰矿(还含
等元素)为原料制备高纯
的工艺流程如下图所
示。
该工艺条件下，相关金属离子
形成氢氧化物沉淀的
范围如下表：
金属离子
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开始沉淀的
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
回答下列问题：
(1)“氧化”中添加适量的
的作用是 。(用离子方程式表示)
(2)“滤渣2”中主要有 ，“调
”时溶液的
范围应调节为 ~6.2 之间。
(3)“除杂2”的目的是生成
，沉淀除去
。若溶液酸度过高，会导致 。
(4)常温下，利用表格中的数据，计算
。(已知
)
(5)
和氨水混合在
下得到的
的产率最高。若继续升高温度，会导致产率降低，原因可能
是 。
(6)在“沉锰”时，可用尿素
代替
，同时控制温度在
，写出尿素“沉
锰”反应的离子方程式： 。
(7)金属
晶体中的原子堆积方式如图所示，六棱柱底边边长为
，高为
，阿伏加德罗常数的值为
，
的相对原子质量为M，则
晶体的密度为
(已知
，列出计算式即
可)。
13.（2024·广东深圳·一模）锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆（主要含
，还含有少量
、
、
等元素）为原料生产金属锆的工艺流程如下：
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已知：
①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：
、
、
、
；
25℃
②
时，
，
；
物质
沸点/℃
331
315
1300
700
1150
回答下列问题：
(1)“酸溶”后，
元素的化合价为 。
(2)“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成
的离子方程式：
。
(3)“沉淀”后，“废液”中
，则“废液”中
。
(4)“沸腾氯化”时，
转化为
，同时生成一种还原性气体，该反应的化学方程式为
。
(5)
“
①还原”的主要目的是 。
②
沸点远低于
的可能原因为 。
(6)某种掺杂
的
晶胞如图所示，
位于晶胞的面心。
①晶体中每个O 周围与其最近的O 个数为 。
②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中O 与Zr 的最小间距为
，设
为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密
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度为
（列出计算式）。
③如图所示结构（
）与上述晶胞结构不一致的是 （填标号）。
A．
B．
C．
D．
14.（2024·安徽合肥·一模）锗广泛应用于现代高新技术产业。某科研小组用氧化锌烟尘(主要成分为ZnO，
含有ZnFe2O4、PbO、GeO2、GeS2、SiO2及少量As 的化合物等)制取锗并回收锌的一种流程如下：
回答下列问题：
(1)浸渣的主要成分有S、PbSO4和 ；“浸出”后，锗元素以Ge4+形式存在于溶液中，写出“浸
出”时GeS2所发生的离子反应方程式 。
(2)单宁酸(H2L)“沉锗”时主要发生反应
，最佳pH=2.5，pH 过低会导致
，使沉锗率下降；为提高沉锗速率，可采取的措施有 (写一种即可)。
(3)“蒸馏”得到的粗GeCl4中混有少量AsCl3杂质，二者均为分子晶体，AsCl3的空间结构为 ，
其沸点高于GeCl4，原因是 。(相对分子质量GeCl4：214.6，AsCl3：181.4)。
(4)碱浸“电解”法可生产出高质量的锌粉：先加入浓NaOH 溶液将Zn2+转化为
，再电解得到
锌，
中与Zn2+配位的原子是 ，写出电解析出锌的电极反应 。
15.（2024·浙江温州·二模）硝酸盐型熔盐（含
）在太阳能光热发电领域被广泛应用．高纯
的
制备、性质与应用是目前研究的热点，部分生产方法及性质研究如下：
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已知：硝酸工业尾气中主要含
．
请回答：
(1)写出溶液A 中的所有离子 ；方法Ⅱ中，“氧化吸收液”的目的是 ．
(2)下列说法正确的是_________．
A．方法Ⅰ说明：该条件下，酸性
B．方法Ⅱ中，
，氮氧化物才能被足量的
溶液充分吸收
C．
固体与浓硫酸共热，可产生红棕色气体
D．若气体B 是一种单质，则所得固体C 中不能含有三种元素
(3)方法Ⅰ中，用
代替
,得到副产品
．工业上用
溶液浸取菱镁矿的煅烧粉（含
）,不断加热蒸出氨气，以获得较高浓度的
溶液，其原理是 ．
(4)在某温度下，
分解得到的
可用于制备新型高效多功能水处理剂
水溶液放置过
程中会放出无色无味气体、产生沉淀、溶液呈强碱性．请依据上述信息，设计实验检验无色无味气体成分
和沉淀中的金属元素 ．写出
与
共热制取
的化学方程式： ．
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