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重难点13 无机工艺流程
考点
三年考情分析
2025 考向预测
以废旧物资为原料
回收、分离提纯
2024·新课标；2024·海南卷；2024·甘肃卷；2024·湖南卷
2024·全国卷；2024·安徽卷；2023·全国卷；2023·湖北
卷；2023·广东卷；2023·辽宁卷；2023·新课标；2022·福
建卷；
预计2025 年高考会以陌
生复杂的情境，将化工
生产过程中的主要生产
流程用框图形式展示出
来，主要考查信息方程
式的书写、条件的控
制、物质的分离提纯及
成分确定、产率计算等
知识，新高考中又融入
了物质结构与性质的考
查，试题新颖，内容丰
富，阅读量大。
以矿产为原料的制
备
2024·山东卷；2024·福建卷；2024·江西卷；2023·湖南
卷；2023·海南卷；2023·重庆卷；2022·广东卷；2022·全
国卷；2022·重庆卷；2022·北京卷；2022·辽宁卷；
工艺流程与晶胞计
算综合
2024·广西卷；2024·贵州卷；2024·广东卷；2024·甘肃
卷；2024·福建卷；2023·广东卷；
工艺流程与化学图
像综合
2024·北京卷；2024·湖南卷；2024·全国卷；2023·北京
卷；2023·山东卷；2023·辽宁卷；2022·湖南卷；2022·山
东卷；2022·湖北卷；2022·福建卷；
【思维导图】
【高分技巧】
一、化工流程中原料预处理及反应条件的控制
1
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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
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
二、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
2
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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
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
3
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(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。
三、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；
(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
4
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(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。
（建议用时：40 分钟）
考向
01
考查废旧物资提纯回收
1.（河南省信阳市光山一中2023-2024 学年高三模拟）锂电池是目前应用广泛的新型电池，一种回收钴酸
锂废旧电池(主要成分为LiCoO2，同时含有少量Fe、Al、C 单质)的流程如下图所示。
已知：Fe3+能与C2O
结合成[Fe(C2O4)3]3-，[Fe(C2O4)3]3-在强酸性环境下重新转化为Fe3+。
请回答下列问题：
(1)由滤液A 制取CoC2O4·2H2O 的过程发生的 (填“是”或“不是”)氧化还原反应，
CoC2O4·2H2O 中C 的化合价为 ，滤渣I 的主要成份为 。
(2)用过量的NaOH 溶液进行“碱浸”，“碱浸”的目的是 。写出该过程发生的化学反应方程
式 。
(3)加入适量盐酸，LiCoO2溶解后生成的Co3+能将Fe2+氧化为Fe3+，请写出该反应的离子方程式
。
(4)请设计实验方案检验滤液C 中的Cl- 。
(5)高铁酸钠(Na2FeO4 ，其中铁为+6 价)是一种高效多功能水处理剂。工业上用次氯酸钠和氯化铁为原料来
制取高铁酸钠，该反应的离子方程式为： 。
2.（湖南省衡阳中2024 届高三模拟）为解决钒、铬资源的利用问题，利用钒铬渣(含有V2O3、Cr2O3、及
5
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SiO2、Fe2O3、FeO 等)提取钒铬的工艺流程：
已知：25℃时，Cr(OH)3的溶度积常数为6.4×10−31；lg4=0.6
回答下列问题：
(1)“氧化焙烧”该步骤不能使用陶瓷容器，其原因是 。
(2)加快“水浸”的速率，可以采取的措施 (写一种即可)。
(3)“除杂”产生的滤渣2 的成分是 (用化学式表示)。
(4)写出紧接“沉钒”的“煅烧”反应的化学方程式 。
(5)已知双氧水还原
的效率在40℃时最高，解释原因 。
(6)“沉铬”过程中，室温下，当溶液的pH 为5 时，溶液中的Cr3+是否已完全沉淀？(列式计算)
(已知溶液中离子浓度10−5mol/L 时认为已完全沉淀)。
3.（2025 届河北省重点中学高三模拟）金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，广泛应用于电子、航空航天、
光学等领域。从刚玉渣（含钛、镓的低硅铁合金，还含有少量氧化铝）中回收镓的流程如图所示。
常温下，溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全的
如下表所示。
金属离子
开始沉淀时
的
4.5
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时
的
5.5
4.7
3.2
9.0
请回答下列问题：
(1)基态镓原子的外围电子轨道表示式为 。
(2)为加快刚玉渣的酸浸速率，可采取的措施有______（填标号）。
6
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A．将刚玉渣研细
B．适当升高温度
C．使用质量分数为98%的浓硫酸
D．增大体系的压强
(3)从“滤液①”中获得
的具体操作为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(4)“中和沉淀”过程中分离出的“滤渣①”的主要成分为 （填化学式）。若“滤液②”中阳离子浓
度均为
，“中和沉淀”过程中
应调节的范围为 。
(5)“碱浸”时，镓元素参与的反应的化学方程式为 。
(6)“滤渣②”的主要成分为 。
(7)电解
溶液制取镓单质的阴极反应式为 。
4.（吉林省珲春市二中2024-2025 学年高三模拟）某工业含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分，
利用该含铜废料可生产硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·3H2O]，生产的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程中除生成SO2的反应外，另外一个反应的化学方程式是 。
(2)“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有 (写出一条即可)，“酸化”的目的是 。
(3)若试剂a 为Zn，则“置换”的离子方程式为 ，滤液中溶质的化学式是 。
(4)“淘洗”的作用是 ，若图中淘洗液的主要溶质与滤液的溶质相同，则试剂b 是 。
(5)“反应”一步中使用20% HNO3和10% H2O2，整个过程无红棕色气体产生，则发生反应的化学方程式为
；若该步骤只使用20% HNO3，随着反应的进行，温度升高，出现大量红棕色气体，则还原剂与氧化剂的
物质的量之比为 。
5.（海南省海南华侨中学2024 届高三一模）工业上以铬系和非铬系电镀污泥[均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、
Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物，前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物]为主要原料综合回收铜、镍的工艺流程如图：
7
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已知：Ⅰ.
、
、
、
的
依次为
、
、
、
；
Ⅱ.Cr 及其化合物的性质与Al 类似。
回答下列问题：
(1)
中Ni 的化合价为 。
(2)“浸出Ⅰ”时，为提高浸出速率，除适当加热外，还可以采取的措施有 (写出一条)。
(3)“电解Ⅰ”时，铜的电解电压较低，且电解速率很快，铁和铬的存在形式随电解电压的变化如下表。为
得到纯的
，电解电压的范围应选择 V。
电解电压/V
1.0
1.2
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
有
有
有
无
无
无
无
无
无
无
无
无
有
有
(4)“转溶”时，氢氧化钠加入量不宜过多，其原因为 (用离子方程式表示)。
(5)“浸出Ⅱ”时，采取了多次浸取的方式，其目的为 。
(6)流程中除了有机相之外，可以循环利用的物质除
外还有 (填化学式)。
考向
02
考查废旧物资物质制备
6.（上海市复旦大学附属中学2024 届高三三模）一种利用黄铁矿烧渣和硫酸铵废液制备铵铁蓝颜料的工艺
如下。铵铁蓝的化学式为
，难溶于水。
8
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(1)高纯度硫酸铵溶液能够提高铵铁蓝的品质，为除去硫酸铵废液中的
和
，“氧化1”和“调pH”工
序使用的试剂依次是___________(不定项)。
A．酸化的
B．酸性高锰酸钾
C．稀硝酸
D．浓硫酸
(2)黄铁矿在空气中焙烧得到黄铁矿烧渣，“还原”工序获得
洛液，则被氧化的元素是
；“结晶”工序的操作方法是蒸发浓缩， ，过滤，洗涤，干燥。
(3)“沉铁”工序产生沉淀
，则“氧化2”工序发生反应的离子方程式为：
。
7.（广东省深圳市福田区红岭中学2024-2025 学年高三模拟）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：
已知：①常温下，部分金属离子(Mn+)形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下：
Mn+
Fe2+
Al3+
Mg2+
Ca2+
Co2+
开始沉淀
6.3
3.8
9.6
10.6
6.6
完全沉淀c(Mn+)≤10-6
8.3
5.4
12.0
12.6
9.1
K
②
sp[Mg(OH)2]=5.6×10-12
回答下列问题：
(1)基态Co 原子的价层电子中，未成对电子与成对电子数目的比值为 。
9
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(2)“酸浸”时发生反应：
。
①补充上述离子方程式中的缺项 ；
②若用盐酸代替草酸进行“酸浸”，可能带来的影响是 。
(3)①滤液2 中c(Mg2+) mol·L-1；
②向滤液2 中加入NH4F 固体的目的除了沉淀Mg2+外，还有 。
(4)滤液3 中含金属元素的离子主要是[Co(NH3)6]2+，通入空气发生催化氧化反应过程中，氧化剂和还原剂的
物质的量之比为 。
(5)已知沉锂过程中有气体生成，写出“沉锂”过程中的离子方程式 。
(6)由Li2CO3可进一步制备Li2O，Li2O 的某一种晶胞具有如图所示结构。
①晶胞中O2-的配位数为 ；
②设阿伏加德罗常数的值为NA，Li2O 晶胞的密度为b
，则晶胞参数(棱长)为 pm。(列出
含有字母的表达式)
8.（安徽省芜湖市第一中学2024 届高三模拟）以焙烧黄铁矿
(杂质为石英等)产生的红渣为原料，制备
铵铁蓝
的工艺流程如图所示：
(1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是 。
10
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(3)还原工序中，不生成S 单质，该反应的化学方程式为 。
(4)若用还原工序得到的滤液制备
和
，所加试剂为
和 (填化学式，
不引入杂质)。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀为
，氧化工序发生反应的离子方程式如下：
___________
___________
___________
___________
___________
请配平该离子方程式 。
(6)
晶体的晶胞形状为立方体，边长为a nm，结构如图所示。
①
的配位数是 。
②
的摩尔质量为120g/mol，阿伏加德罗常数用
表示。该晶体的密度为
。
考向
03
考查矿产资源物质制备
9.（湖北省腾云联盟2024-2025 学年高三联考）钛白粉
是一种重要的工业原料，可作白色颜料和增
白剂。一种以钛铁矿(主要成分是
，含有少量的CaO、
等杂质)为原料生产制备
的
工艺流程如下：
11
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回答下列问题：
(1)基态Ti 的核外价电子排布式为 。
(2)“酸浸”是用硫酸在加热下“溶煮”钛铁矿，“滤液1”中Ti 的存在形式为
，则“酸浸”中
发生反应的离子方程式为 。由图可知，当浸出率为70%时，所采用的实验条件为
。
(3)绿矾是
，则“还原”加入过量铁屑的目的是 。
(4)“水解”过程中适当稀释并加热的目的是 。
(5)钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用Mg 与
反应制备金属钛。下列金属冶炼方法与Mg 冶
炼Ti 的方法相似的是___________。
A．高炉炼铁 B．电解熔融NaCl 制钠 C．铝热反应制锰 D．
分解制银
(6)
转化为
有以下两种方法。在
时反应的热化学方程式如下：
①
②
请分析方法②加入C(s)的目的是 。
10.（四川省荣县中学2024-2025 学年高三模拟）高锰酸钾消毒片主要成分为KMnO4，可外用消炎杀菌。
用某软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Al2O3、SiO2等杂质)制备KMnO4的流程图如下：
12
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已知：K2MnO4固体和溶液均为墨绿色，溶液呈碱性且能发生可逆的歧化反应。
(1)“熔融煅烧”时，MnO2参与反应的化学方程式为
(2)向“浸取液”中通入CO2，调节其pH，经“过滤”得滤渣Ⅰ，滤渣Ⅰ的成分 。
(3)
“
①歧化”时，下列酸可以用来代替冰醋酸的是 (填字母)。
A．浓盐酸 B．亚硫酸 C．稀硫酸 D．氢碘酸
②“歧化”时，加入冰醋酸的目的是 。(从平衡移动的角度用必要的离子方程式和文字解释)。
(4)由于直接歧化制备高锰酸钾的产率不高，且后续分离纯化步骤较多，目前工业上较多采用电解K2MnO4
水溶液法制备(如图)，试写出该电解过程总反应的离子方程式： 。
11.（海南省2024-2025 学年高三诊断）铝元素是地壳中含量最丰富的金属元素，金属铝在航天航空、建筑
制造等行业中应用极为广泛。利用铝土矿(主要成分为
，还含有少量
、
)冶炼金属铝的工艺
流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“粉碎”的目的是增大后续“碱浸”的浸取反应速率，写出另外一种提高“碱浸”反应速率的措施：
。
13
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(2)滤渣a 的化学式是 。
(3)“酸化”时生成滤渣b 的离子方程式是 。
(4)“反应i”得到的滤液中的溶质属于盐的是 (填化学式)。
(5)
“热解”理论上生成固体产物的质量为 g。
(6)工业上铝可用于冶炼某些高熔点的金属，如V、
、
等，写出
与
反应制V 的化学方程式：
。
12.（西省三晋名校2024-2025 学年高三联考）氮化钛
常作仿金饰品，乳酸亚铁常作补铁制剂。以
钛铁矿（主要含
，还含少量
、
）为原料制备氮化钛和乳酸亚铁的工艺如图，回答下列问
题：
部分物质的熔点、沸点数据如表所示：
物质
Mg
Ti
熔点
648.8
714
1667
沸点
136.4
1090
1412
3287
(1)Ti 位于元素周期表第 周期 族。
(2)其他条件不变，“酸浸”时铁、钛浸出率与硫酸质量分数的关系如图所示。
14
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“酸浸”时宜选择的硫酸质量分数为 %。
(3)“熔炼”时，温度在
，反应还能得到一种具有还原性和可燃性的气体。“熔炼”的化学方程
式为 。
(4)“还原”时得到钛和另一产物M，采用蒸馏法分离出钛，控制蒸馏的最低温度为 ，工业上用惰
性材料作为电极来电解熔融的M，阳极的电极反应式为 。
(5)利用
溶液和过量
溶液制备
的离子方程式为 ；用酸性
溶液滴定法
测定乳酸亚铁产品的纯度，所有操作均正确，但经多次实验结果发现，测得值高于实际值，其原因是
。已知滴定反应为
（未配平）。
(6)钛、氮组成的一种化合物的晶胞如图所示，钛的配位数为 ，该晶体的密度为
，
已知
、
原子半径之和等于
（Ti、N 相切），
为阿伏加德罗常数的值。
13.（山东省Eternal7 社区2024-2025 学年高三模拟）我国是稀土大国，储量大、矿种多。稀土元素的物
理性质和化学性质极为相似，常见化合价
价其中钇(Y)元素(
：89)是激光和超导的重要材料，工业上
通过如下工艺流程用钇矿石(
)制取氧化钇。
已知：
i．铍和铝符合元素周期表的对角线规则；
ii．草酸铵与稀土草酸盐可形成可溶性络合物；
iii．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的
如下表：
15
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开始沉
淀
完全沉淀
2.7
3.8
6.7
8.2
请回答下列问题：
(1)试写出“共熔”过程中的化学反应方程式： 。
(2)若使
完全沉淀，需用氨水调节
，则a 应控制在 ，并写出判断
是否沉淀完全的
实验方法： 。
(3)下图为稀土草酸盐在无机酸和不同浓度沉淀剂的混合溶液中的溶解度(
)曲线，其中
，已知
。请据此描述“过程I”的实验方
案： 。(可供选择的试剂：
、
溶液、
、
、
、
、
氨水、蒸馏水)
(4)上述得到的草酸盐沉淀实际上应表示为
，以下为该化合物的热重曲线分析图，试确定
整数
，并写出过程④的化学反应方程式： 。
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(5)已知钇的另外一种二元化合物X 具有金属般的导电性能，晶体结构如图所示，其间可捕获自由电子(
)，且碳以
单元存在，据此猜想X 的微粒组成可表示为 。
考向
04
考查工艺流程与晶体结构
14.（2024 届辽宁省名校联盟高三联考）三氧化二铬(
)可用于制备陶瓷、合金、耐火材料等。由铬铁
矿(含
和少量
、
、
)制备
的一种流程如下：
已知：①该实验条件下，
、
、
，
；当溶液中离子浓度
时，认为该离子沉淀完全；
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②
，
。
回答下列问题：
(1)“水浸”所得浸渣的主要成分为
和
，“球磨”时加入适量
的作用为 ；该
实验条件下，从浸渣中提取
的方法为浸渣酸溶、过滤，得到金属离子浓度均为
的滤液，调
节滤液pH 的范围是 ，过滤，洗涤，煅烧得产品。
(2)“焙烧”时
发生反应的化学方程式为 。
(3)“调pH 为7~8”和“酸化”两步不能合并的原因为 ；其中不能用盐酸代替硫酸的原因为
。
(4)“热还原”过程中生成
，该反应的化学方程式为 。
(5)
晶体为尖晶石结构，其中O 原子堆成如图所示的结构单元，该结构单元中O 原子围成的正四
面体空隙的
填充Cr，Fe 和剩余Cr 填充在O 原子围成的正八面体空隙中；
的立方晶胞由8 个
图示结构单元无隙并置而成。
①
晶体中，O 原子围成的正八面体空隙的占用率为 。
②若该结构单元的棱长为
，设阿伏加德罗常数的值为
，则该晶体的密度为
(用
含a、
的代数式表示)。
15.（陕西省渭南高级中学2025 届高三联考）一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐(如
、
)
的新工艺如图所示，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，也不产生废弃物，能实现
Cr-Fe-Al-Mg 的深度利用和
的循环利用。
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回答下列问题：
(1)
中Fe、Cr 元素的化合价分别为 价、 价。
(2)固体Ⅲ的成分是 (填化学式)；工序ⅲ中反应的化学方程式为 。
(3)混合气体Ⅳ最适宜返回工序 (填序号，只填一项)参与内循环。
(4)工业上常利用电解法制
，其原理如图(电极均为惰性电极)所示：
①装置中H 为 (填离子符号)离子交换膜。
②电极a 的电极反应式为 。
③电路中有0.2mol 电子转移时，右侧溶液总质量理论上减少 g。
(5)某氮化铬的晶胞结构与氯化钠相似，若该晶胞中N 原子的位置如图1 所示，请画出晶胞中Cr 原子沿x
轴方向的投影图(在图2 中涂黑相应位置的圆圈) 。
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16.（湖南省娄底市2023-2024 学年高三模拟）以含镍废料(主要成分为
，含少量
和
)为原料制备碳酸钴
和
的工艺流程如图。下列说法正确的
是
(1)“滤渣I”成分是 。
(2)氧化步骤的离子方程式为 ，“沉钴”反应的离子方程式为 。
(3)基态
的电子排布式为 。
(4)从
溶液通过操作 获得
晶体。
(5)所得的
经过煅烧可以得到
，进一步用于合成钛酸钴。一种钛酸钴的晶胞结构如图所示，钛
酸钴的化学式为 。该立方晶胞参数为
，设
为阿伏加德罗常数的值，该钛酸钴晶体的密度为
(列出计算式)。
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17.（山西省运城市康杰中学2024-2025 学年高三一模）磷酸铁（FePO4）常用作电极材料、陶瓷等。以硫
铁矿烧渣（主要成分）Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、CaO、MgO）为原料制备磷酸铁的流程如下：
已知：
，
，
。
回答下列问题：
(1)基态
核外电子排布式为 。
(2)浸渣的主要成分为 （填化学式）。
(3)检验“还原”之后的溶液中是否含
的操作是 。
(4)经测定“除钙镁”后的溶液中
，则溶液中
。
(5)写出“氧化沉铁”时反应的离子方程式： 。纯净磷酸铁呈白色，而实际制备的磷酸铁产品略带
棕黄色，可能是产品中混有 （填化学式）杂质。
(6)若1t 硫铁矿烧渣中含amolFe2O3、bmolFe3O4，按上述流程理论上最多可生产 （用含a、b 的算
式表示）kg 的FePO4。
(7)CaF2晶体的晶胞结构如图所示，晶体中相邻的8 个F-形成的最小正方体的体积与晶胞体积的比是
。
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考向
05
考查工艺流程与化学图像
18.（2024 届陕西省榆林市第十中学高三模拟）钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一，
我国钴资源缺乏，二次回收利用非常重要。从锂离子二次电池正极废料——铝钴膜(含
乙炔黑导电
剂涂层的铝箔)中回收Li、Co 的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)碱浸时，绝大部分铝被浸出，滤液中含铝元素的离子符号为 。
(2)酸溶时，
转化为
、
，该反应的离子方程式为 ；若用盐酸代替
和
溶液，酸溶也可得到
和
溶液，但缺点是 。
(3)碱浸后少量残余的铝在酸溶时进入溶液，需调
至5.0 以上将铝离子沉淀除去。若
，调
的范围是 。(已知
(4)鉴别
和固体
常用方法的名称是 。
(5)将
和
按物质的量之比
混合，在空气中煅烧可制得
，该反应的化学方程式为
。
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(6)
热分解质量变化过程如图所示(其中
前隔绝空气，
后在空气
中)。
点残留固体为
，则
；
后固体残留物质量增加的主要原因是
。
19.（2024 届湖北省武昌实验中学高三模拟）V 有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种，一种
从钒页岩(一种主要含Si、Fe、Al、V 元素的矿石)中提取V 的工艺流程如下：
已知：①“酸浸”时有
生成。②“萃取”时离子萃取率的大小顺序为
。回
答下列问题：
(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-Na2SO4与钒页岩形成混合物，这样做的目的是 。
(2)“滤渣Ⅰ”除掉的主要杂质元素是 (填元素符号)。
(3)H2C2O4作用是将
转化为
，转化的目的是 ，发生的离子反应方程式为 。
(4)“沉钒”时，生成
沉淀，“步骤X”的目的是 ，写出“煅烧”时的化学反应方程式
。
(5)以“沉钒率”(
沉淀中V 的质量和钒页岩中钒的质量之比)表示钒的回收率如图所示，温度高于
80℃时沉钒率下降的原因是 。
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20.（2024 届湖南省永州市高三二模）一种以转炉钒渣(主要含有
、
、
、
等物质)
为原料制备
的工艺流程如下：
已知：①室温条件，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如表所示：
金属离子
开始沉淀时
的pH
1.9
8.1
3.7
沉淀完全时
的pH
3.2
10.1
4.7
②各种形态五价钒粒子总浓度的对数
与pH 关系下图：
(1)若在实验室中进行煅烧钒渣，能否使用陶瓷坩埚： (填“能”或“不能”)，理由是 。
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(2)“焙烧”中
转化为
和
的化学方程式为 。
(3)“酸浸”后所得浸出液中，阳离子除
、
、
、
外，还含有 (写离子符号)。
(4)“滤渣2”的主要成分为
、 等沉淀。
(5)已知“沉钒”时，溶液中
，控制溶液
，则五价钒粒子的存在形态为 。
“沉钒”时，钒元素全部转化为
沉淀，写出该反应的离子方程式 。
(6)“还原”步骤中，
转化为
和
，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
21.（江西省红色十校2025 届高三一模）硫酸铈铵
是分析化学常用的滴定剂。以氟碳
铈矿(含
等)为原料制备硫酸铈铵的流程如图所示。
已知部分信息如下：
①
在空气中易被氧化为
具有强氧化性；
②稀土离子易与
形成复盐沉淀，
发生反应：
。
回答下列问题：
(1)
中铈元素的化合价为 ；滤渣A 的主要成分有
、 (填化学式)。
(2)“焙烧”中常采用高压空气、逆流操作(空气从焙烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，这样操作的目的是
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。
(3)“酸浸”中，铈金属浸出率与温度关系如图1 所示，与硫酸浓度关系如图2 所示。工业生产应选择的适宜
条件是 。若用稀盐酸进行酸浸，则会造成的影响是 。
(4)“沉铈”中，硫脲的作用是 。
(5)向含
溶液中加入
反应生成
的离子方程式为 。
(6)测定产品纯度。称取
产品溶于水，配制成
溶液，准确量取
配制溶液于锥形瓶，加入
硫酸亚铁铵
溶液恰好完全反应。该产品纯度为 %(杂质
不参与反应；
摩尔质量为
；滴定反应为
)。
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