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大题01 化工流程综合题
广东卷化学试卷中无机化工流程题以工业真实情境为载体，聚焦“原料处理-反应转化-分离提纯-循环
利用”主线，系统考查化学核心素养与实际问题解决能力。命题规律体现三大特征：一是知识整合性，融
合氧化还原、沉淀溶解平衡、电化学等原理，注重步骤间的逻辑推导；二是情境前沿性，紧扣资源回收
（如锂电材料再生）、战略金属提取等科技热点；三是能力进阶性，从单一知识点辨识转向多变量综合分
析（如pH 调控对多金属离子分步沉淀的影响）。解题核心策略需把握三大维度：步骤目标解析（明确除
杂、富集、转化的阶段性任务）、反应条件优化（结合图表分析温度、浓度、pH 对产率的影响机制）、
绿色化学评价（副产物回收路径与能耗成本权衡）。2025 年考向预计进一步强化学科交叉与创新思维：一
是在情境设计上渗透新能源材料合成（如钠离子电池正极制备）与低碳技术（如工业废气催化转化）；二
是在考查维度上新增热力学分析与工艺对比评价（原子经济性、循环效率）；三是在能力要求上深化定量
推理（多步损失率叠加计算）与微观探析（晶胞参数与离子迁移路径关联）。
常设考向1 原料的预处理
1.（2024·北京·高考真题）利用黄铜矿(主要成分为
，含有
等杂质)生产纯铜，流程示意图如
下。
1
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（1）矿石在焙烧前需粉碎，其作用是 。
2．（2022·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：
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
/
（4）“加热搅拌”有利于加快
溶出、提高产率，其原因是_______。
3.固体电解质LATP 的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量
Al2O3、SiO2)为原料合成LATP 的工艺流程如图所示。
请回答下列问题。
（1）“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即
可)。
（2）“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。
2
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（3）“碱浸”时加入适当过量的NaOH 溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH 溶液和稀硫
酸均不宜过量太多，其主要原因是
。
常见预处理的操作及作用
1、研磨、雾化（将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率
或使反应更充分）：
提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等。
2、浸取(即浸出/溶解)
（1）水浸：与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中。
（2）酸浸：在酸性溶液[如：用(浓)硫酸、盐酸等]中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的
过程；酸还能溶解金属氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解等。
（3）碱浸：去油污，在碱性溶液中使两性化合物(Al2O3、ZnO 等)溶解，溶解铝、二氧化硅等，不溶物通
过过滤除去的过程。
（4）醇浸：提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物。
3、灼烧(焙烧)：除去可燃性杂质或使原料初步转化。①除去硫、碳单质；②有机物转化、除去有机物；
③高温下原料与空气中氧气反应；④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等。
4、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
1.从低品位铜镍矿(含有Fe2O3、FeO、MgO、CuO 等杂质)中提取镍和铜的一种工艺流程如图所示。
（1）上述流程中，增大反应速率的措施是 。
（2）浸出过程中通入O2的目的是 。
2.铈(Ce)是人类发现的第二种稀土元素，铈的氧化物在半导体材料、高级颜料及汽车尾气的净化器方面有
广泛应用。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的工艺流程如图
所示:
3
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已知:①铈的常见化合价为+3、+4，Ce4+不易进入溶液，而Ce3+易进入溶液；
Ce
②
4+能与SO4
2−结合成[CeSO4]2+，Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取。
（1）焙烧后铈元素转化成CeO2和CeF4，焙烧氟碳铈矿的目的是
。
（2）“酸浸Ⅱ”过程中CeO2转化为Ce3+，且产生黄绿色气体，用稀硫酸和H2O2替换盐酸就不会造成环境
污染。则稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式为 。
（3）“操作Ⅰ”的名称是 。
3．湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、镉(Cd)、铜、铁、钴(Co)等金属单质。利用铜镉渣可生产Cu、Cd 及
ZnSO4·7H2O 等，其生产流程如图：
如表是部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为0.1 mol·L－1计算)
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
1.9
7.0
7.2
5.4
沉淀完全的pH
3.2
9.0
9.5
8.2
提高铜镉渣的“浸出”速率的措施有________________________________(写出1 条即可)
4．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的工业原料，能溶于水，不溶于乙醇，其工业制法如下。请回答：
步骤①中碱液洗涤的目的是__________________________
5．CuCl 是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al 及其化合物、SiO2
杂质)，生产CuCl 的工艺流程如下：
4
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废铜料煅烧
1
滤渣
过滤
酸浸
H2O2 H2SO4
1
滤液
1
操作
X
过滤
2
滤渣
2
滤液
1
反应
SO2
食盐
冲稀
大量水
过滤
洗涤
干燥
CuCl
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Cu(OH)2
5.6
6.7
Al(OH)3
3.8
4.7
已知：CuCl 溶于NaCl 的浓溶液可生成CuCl2－，CuCl2－的溶液用水稀释后可生成CuCl 沉淀
煅烧的主要目的是______________________________________
常设考向二 反应条件的控制
1．（2024·广东卷）镓(
)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭
渣(含
和少量的
等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。
工艺中，
是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用
提取金属离子
的原理如图。已知：
①
。
5
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②
(冰晶石)的
为
。
③浸取液中，
和
以
微粒形式存在，
最多可与2 个
配位，其他金属
离子与
的配位可忽略。
（5）“调
”中，
至少应大于 ，使溶液中
，有利于
配离子及
晶体的生成。若“结晶”后溶液中
，则
浓度为
。
2.（2023·海南·统考高考真题）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：
（1）无水
可用作聚合反应的催化剂。BeO、
与足量C 在600~800℃制备
的化学方程式为
。
3.锗是现代化高科技产业重要的基础材料。以含氧化锌烟尘(杂质主要有PbO、GeO2、SiO2、FeO、Ag2O
等)为主要原料制备氧化锌和高纯度单质锗的一种工艺流程如图所示。
已知:①单宁酸是一种只含C、H、O 元素的有机化合物
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pK
②
sp=-lg Ksp，常温下pKsp[Pb(OH)2]=19.8，pKsp[Zn(OH)2]=16.2，
pKsp[Fe(OH)2]=16.4，pKsp[Fe(OH)3]=38.6
③当溶液中某离子的物质的量浓度不大于1.0×10-5 mol/L 时，该离子沉淀完全
（1）如图所示，“酸浸”过程中浓硫酸用量超过理论量会导致锗的浸出率降低，其可能的原因为
。
（2）“调pH”所用试剂X 为 (填一种物质的化学式)，若“酸浸”后溶液中
c(Zn2+)=0.1 mol/L，则应调控pH 的范围为 。
一、条件控制——调溶液的pH
1.调pH 除杂：控制溶液的pH 使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀而被除去。
（1）原理：加入的物质能使溶液中的H+反应，降低了H+浓度，使溶液pH 增大。
（2）pH 调整范围：杂质离子沉淀完全时pH 值～主要离子开始沉淀时pH（注意端值取）。
（3）调pH 需要加入的物质：含主要阳离子（不引入新杂质即可）的难溶性氧化物、氢氧化物或碳酸
盐，能与H+反应，使溶液pH 增大；如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型物质。
（4）除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋：可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的
pH 值。（原因：加CuO 等消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀析出）
（5）除去Cu2＋溶液中混有的Fe2＋：一般先加H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，再加CuO、Cu(OH)2、CuCO3、
Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH 值。
2.抑制某些离子的水解，防止产品混入杂质
像盐酸盐、硝酸盐溶液，通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相应的无水盐时。由于水解
生成的盐酸或硝酸挥发，促使了金属离子水解（水解反应为吸热反应）导致产品不纯。
如：有MgCl2·6 H2O 制无水氯化镁要在HCl 气流中加热，否则MgCl2·6 H2O≜Mg(OH)2↓+2HCl↑+4H2O
3.控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性(增强MnO4
-、NO3
-的氧化性)。
4.调节离子的水解程度。
5.控制PH 的目的的答题思路
（1）pH 调小：抑制某离子水解，防治某离子沉淀
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（2）pH 调大：确保某离子完全沉淀，防止某物质溶解等
二、条件控制——调节温度
1.升高温度（加热）
①加快反应速率或溶解速率；
②促进平衡向某个（吸热）方向移动；如：促进水解生成沉淀
③除去受热不稳定的杂质，如H2O2、铵盐、硝酸盐、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质
④使沸点相对较低或易升华的杂质气化。
2.降低温度
①防止某物质在高温时会挥发(或分解) ；
②使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向），从而提高产物的产率；
③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；
④降低晶体的溶解度，减少损失。
3.控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
（1）温度太低：反应速率太慢或溶解速率太小
（2）温度过高：
①催化剂会失去活性，化学反应速率下降
②物质会分解：如铵盐、H2O2、NaHCO3、氨水等
③物质会挥发：如浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等
④物质易被氧化：如Na2SO3等
⑤物质易升华：如I2升华
4.答题方法与技巧
①若用到双氧水、氨水、铵盐、硝酸盐等易分解的物质，控温的目的是防止物质分解
②若题目中出现有机物和有机溶剂，控温的目的是防止其挥发
③若溶液中制备物质，常使用加热的方法加快反应速率
④煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气
⑤温度范围答题模板
a.温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、
NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。
b.温度不低于××℃的原因:加快反应速率或者对于吸热反应而言可使平衡正移，增加产率
1.金属铑(Rh)是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。一种以高铜铑精矿(主要含Rh，还含有少量
的Cu、Fe 等杂质)为原料提取铑的工艺流程如图所示。
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“定向脱铜”时，铜与铑的沉淀率随pH 变化如图所示，该过程需将溶液pH 调至2，结合图像说明原因:
。
2.从铜阳极泥分铜渣碱浸液中回收碲的工艺流程如图所示。
已知:①碱浸液中碲以TeO4
2−的形式存在；
Na
②
2SO3可将Te(Ⅳ)还原为0 价Te；
TeO
③
2与氧化铝的性质具有一定的相似性。
（1）“还原”过程中，反应温度、反应时间对碲回收率的影响如图1 所示，工业上一般采取的条件为控
制温度为75 ℃，反应时间为120 min，其原因是
。
（2）“还原”过程中，Na2SO3用量对碲回收率的影响如图2，随着Na2SO3用量增加，碲回收率呈先增大
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后减小趋势，请分析当其用量大于理论用量的1.0 倍时，曲线下降的原因:
。
（3）加酸调pH 时发生反应的化学方程式为 ，加入硫酸的量不宜过多，其原因是
。
3.钒酸铋(
)是一种亮黄色无毒无害的光催化剂，主要应用于高选择性制备氢气。工业上以辉铋矿粉
(主要成分是
，并含
、Bi、
和
等杂质)为原料制备钒酸铋(
)的流程如图所示：
已知部分信息如下：
①氧化性：
。
②滤液1 中的阴离子主要是
。
③常温下，几种离子生成氢氧化物沉淀的pH 如下表所示：
氢氧化物
开始沉淀时的pH
7.6
1.6
4.0
完全沉淀时的pH
9.6
3.1
5.5
当溶液中某离子浓度小于
时，视为沉淀完全。
回答下列问题：
（1）从工艺流程分析，氧化调节pH 环节，除了可用NaOH 溶液，还可用 调节，且需调至溶液的
pH 为 (填范围)。
4．金属钛（
）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金
属”。一种由钛铁矿[主要成分是钛酸亚铁
，还含有少量
、
等杂质]为主要原料冶炼金属
钛同时获得副产品绿砜
的工业生产流程如下图所示。
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已知：①
易水解为
。②
在
时生成沉淀，
时沉淀完全。③高温下钛易
与
等反应．
（1）某实验小组为探究混合液中加入铁粉的最佳反应条件，进行了下列有关实验。
①在其它条件不变的情况下，体系中
[指
和
等含正三价铁元素的微粒]含量随
变化如
图1，由图可知，还原体系中
的最佳
范围为 ，试分析，在
介于
之间
时，
量基本保持不变的原因： 。
②保持其它条件不变，体系中
含量随温度变化如图2，由图可知，还原体系中
的最佳反应温
度为
。
a．
b．Ar c．
d．
5．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为
、FeO、
等)为原料制备高档颜料铁红
，具体生产
流程如图：
试回答下列问题：
（1）②步骤IV 的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是 。
③步骤IV 中，
达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH 为8，
为
。试判
断所得
中是否混有
(填“是”或“否”)，请通过简单计算说明理由 (已知：
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)。
常设考向三 陌生方程式的书写
1．（2023·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：
（3）“氨浸”时，由
转化为
的离子方程式为 。
2.（2024·安徽·高考真题）精炼铜产生的铜阳极泥富含
等多种元素。研究人员设计了一种从铜
阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
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（1）“浸取2”步骤中，单质金转化为
的化学方程式为 。
3．（2024·甘肃·高考真题）我国科研人员以高炉渣(主要成分为
，
，
和
等)为原料，对
炼钢烟气(
和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示：
已知：
（1）“水浸2”时主要反应的化学方程式为 ，
书写复杂氧化还原反应方程式的步骤
运用“证据→推理→符号”思路书写复杂氧化还原反应方程式的基本过程如下：
a．“读”取题目中的有效信息(证据)；
b．写出主要反应物和生成物的化学式(推理＋表征)；
c．再依据质量守恒、电荷守恒(基本规律)，写出规范的方程式。
（1）找出发生氧化还原反应的物质或离子。
（2）依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示，或给出的生成
物)。
（3）根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应计量数。
（4）根据原子守恒和溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋、OH－或H2O 的形式使方程
式的两端的电荷守恒。
1.某废镍催化剂的主要成分是Ni Al 合金，还含有少量Cr、Fe 及不溶于酸、碱的有机物。采用如图工艺流
程回收其中的镍，制备镍的氧化物(NixOy)。
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回答下列问题。
（1）在空气中煅烧NiCO3，其热重曲线如图所示，300～400 ℃时NiCO3转化为Ni2O3，反应的化学方程式
为 ；
400～450 ℃生成的固体产物的化学式为 。
（2）工业上可用电解法制取Ni2O3。用NaOH 溶液调节NiCl2溶液pH 至7.5，加入适量硫酸钠后采用惰性
电极进行电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-，再把二价镍氧化为三价镍。写出
ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式: ，
a mol 二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过的电子的物质的量为 mol(假设电解时阳极只考
虑Cl-放电)。
2.仲钼酸铵[(NH4)6Mo7O24]是用作测定磷酸盐、镍、锗、二氧化硒、砷酸盐、生物碱和铅等的试剂。用某含
钼废料(主要含有MoS2、CoS 和Al2O3)制备仲钼酸铵的工艺流程如图所示。
请回答下列问题。
（1）焙烧时MoS2转化为MoO3，则MoS2焙烧时的化学方程式为 。
（2）“调pH 为5.5”生成仲钼酸铵的化学方程式为 。
（3）已知有如下转化关系，则八钼酸铵的化学式为 。
MoO4
2−
Mo7O24
6−(七钼酸根离子)
MoxO y
4−(八钼酸根离子)
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3.重铬酸钾(K2Cr2O7)在实验室和工业上都有广泛应用。如工业中常将其用于制铬矾、火柴、电镀、有机合
成等。工业上以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]制备重铬酸钾的工艺流程
如图所示。
已知:焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe 元素转化为NaFeO2，铝的氧化物转化为NaAlO2。
请回答下列问题。
（1）写出焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式: 。
（2）水浸滤渣的主要成分是Fe(OH)3，写出生成此滤渣的离子方程式:
。
（3）酸化时加冰醋酸调节pH 约等于5，写出酸化过程中反应的离子方程式: 。
4．以铅精矿(含
，
等)为主要原料提取金属
和
的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“置换”中可选用的试剂X 为 (填标号)。
A．
B．
C．
D．
“置换”反应的离子方程式为 。
5．钼具有耐腐耐磨的特性，目前广泛应用于化工、医疗和国防领域。一种使用先进的碱性氧化焙烧法，
从镍钼矿（主要成分是
）中回收钼的流程如图所示：
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已知：①“焙烧”后钼元素以
的形式存在，
的化合价不变且以氧化物的形式存在，“焙烧”
过程中未见有含
气态物的生成。
②
。
③一般离子浓度达到
以下视为沉淀完全。
回答下列问题：
（1）写出“焙烧”过程中
发生反应的化学方程式： 。
常设考向四 物质的分离与提纯
1．（2024·全国甲卷·高考真题）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、
铁、钴、锰的
价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于
，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①
。
②以氢氧化物形式沉淀时，
和溶液
的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）“沉淀”步骤中，用
调
，分离出的滤渣是 。
（2）根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。
2．（2024·湖南·高考真题）铜阳极泥(含有Au、
、
、
等)是一种含贵金属的可再生资
源，回收贵金属的化工流程如下：
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已知：①当某离子的浓度低于
时，可忽略该离子的存在；
②
；
③
易从溶液中结晶析出；
④不同温度下
的溶解度如下：
温度℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
14.4
26.1
37.4
33.2
29.0
回答下列问题：
（1）在“氧化酸浸”工序中，加入适量
的原因是 。
（2）滤液4 中溶质主要成分为 (填化学式)；在连续生产的模式下，“银转化”和“银还原”工序
需在
℃左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是 。
产品的分离与提纯
1. 矿料分离的原则：不引入新杂质，分离提纯后的物质状态不变，实验过程和操作方法简单易行，经济
廉价。
2.物质分离的方法：
（1）物理方法：溶解过滤、水洗、结晶、蒸馏、萃取分液、升华、液化、盐析、渗析、离子交换、
吸附法、浮选法等；
①盐溶液的分离提纯方法：结晶或重结晶(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干；蒸发结晶、趁
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热过滤)
②过滤——固、液分离
③蒸馏——液、液分离(有沸点差异)
④分液——互不相溶的液体间的分离(有溶解性差异)
⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
⑧洗涤(冰水、热水、有机溶剂)
水洗：洗去晶体表面的杂质离子(适用于溶解度小的物质)
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(适用于高温溶解度
大、低温溶解度小的物质)
醇洗(常用于溶解度较大的物质)：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
(若对溶解度小的物质进行醇洗，则是为了洗去杂质离子，并使其尽快干燥)
（2）化学方法：热分解法、酸碱处理法、沉淀法、氧化还原法、电解法。
1.某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如图所示。
操作1 主要包括: 、 、 。洗涤CuSO4·5H2O 粗产品不能用大量水洗，而
要用少量乙醇冲洗，其好处是
。
2.天空课堂第二课中航天员展示了金属锆(40Zr)在无容器实验柜中从液体变成固体时的“再辉”现象。以锆
英石(主要成分是ZrSiO4，还含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料生产锆的流程如图所示。
已知:常温下，ZrCl4是白色固体，604 K 升华，遇水强烈水解ZrCl4+
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9H2O
ZrOCl2·8H2O+2HCl，在浓盐酸中会析出ZrOCl2·8H2O 沉淀。请回答下列问题。
（1）分馏过程中，为防止产品变质，一定需要注意的是 。
（2）实验室中洗涤ZrOCl2·8H2O 沉淀的操作是
。
（3）由于锆铪(Hf)矿石共生，这样制得的锆中常含有少量的铪，需要进一步分离提纯。
溶解分离:将样品溶于氢氟酸后再加入一定量KOH 溶液，锆和铪均以[MF6]2-存在。
①已知在水中K2HfF6比K2ZrF6的溶解度大，且K2ZrF6的溶解度随温度的升高而增大，可以利用
方法进行分离。
②离子交换法:利用强碱型酚醛树脂R—N(CH3)3
+Cl-阴离子交换剂进行交换分离，原理是
2RN(CH3)3Cl+K2ZrF6
[RN(CH3)3]2ZrF6+2KCl；
2RN(CH3)3Cl+K2HfF6
[RN(CH3)3]2HfF6+2KCl。然后再用HF 和HCl 混合溶液为淋洗剂，先后将这两种阴
离子淋洗下来，达到分离的目的。这种方法能够将锆、铪分离的原因是 。
③将所得溶液与有机相磷酸三丁酯(TBP)充分混合、振荡，可以使Zr 与Hf 分离。这种分离方法是
。
3.绿矾(FeSO4·7H2O)在医药和染料生产中有广泛应用。下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方
法。
已知:在H2S 饱和溶液中，SnS 沉淀完全时溶液的pH 为1.6；FeS 开始沉淀时溶液的pH 为3.0，沉淀完全时
的pH 为5.5。
（1）操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2 的目的是 ；通入H2S 至饱和的目的:①除去操
作Ⅰ所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子，② 。
（2）操作Ⅳ的顺序依次为 、冷却结晶、 。
（3）操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②
。
4.合理利用工厂烟灰，变废为宝，对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO，并含少量
的CuO、MnO2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下：
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（1）滤渣②的主要成分有______(填化学式)，回收后可用作冶金原料。
（2）“蒸氨沉锌”工序中，“蒸氨”是将氨及其盐从固液混合物中蒸出，相应的化学方程式为______，蒸
出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回______工序循环使用。
（3）从碱式碳酸锌得到氧化锌的工序名称为______。
（4）将滤渣①用H2SO4溶液处理后得到______溶液和______固体(均填化学式)。
5.综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4)获得3 种金属盐，并进一步利用镓盐制
备具有优异光电性能的氮化镓(GaN)，部分工艺流程如下：
已知：①常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH 见表73-1。
②金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表73-2。
表73-1 金属离子浓度及开始沉淀的pH
表73-2 金属离子的萃取率
金属离子
浓度(mol·L－1)
开始沉淀pH
金属离子
萃取率(%)
Fe2+
1.0×10－3
8.0
Fe2+
0
Fe3+
4.0×10－2
1.7
Fe3+
99
Zn2+
1.5
5.5
Zn2+
0
Ga3+
3.0×10－3
3.0
Ga3+
97－98.5
（1）滤液1 中可回收利用的物质是 ，滤饼的主要成分是 ；
（2）Ga 与Al 同主族，化学性质相似。反萃取后，镓的存在形式为 (填化学式)。
常设考向五 电离常数、溶度积常数的有关计算
1．（2024·新课标·高考真题）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
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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：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(
)时的pH：
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题：
（1）“除钴液”中主要的盐有 (写化学式)，残留的
浓度为
。
2．（2023·广东·高考真题）
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）)常温下，
的氨性溶液中，
(填“>”“<”或“=”)。
电离常数、溶度积常数的有关计算
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1.水溶液中平衡常数之间的关系
（1）平衡常数都只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，升高温度，Ka、Kb、Kw、Kh均增大。
（2）Ka、Kh、Kw三者的关系式为Kh= K w
K a
；Kb、Kh、Kw三者的关系式为Kh= K w
K b
。
（3）二元酸的Ka1、Ka2与相应酸根离子的Kh1、Kh2的关系式为Ka1·Kh2=Kw，Ka2·Kh1=Kw。
（4）反应CdS(s)+2H+(aq)
Cd2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数为K，则K=
K sp(CdS)
K a1( H 2S)· K a2( H 2S)。
2.溶度积(Ksp)的常见计算类型
（1）已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp=a 的饱和AgCl 溶液中 c(Ag+)=√a mol/L。
（2）已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度，如某温度下AgCl 的Ksp=a，在
0.1 mol/L 的NaCl 溶液中加入过量的AgCl 固体，达到平衡后c(Ag+)=10a mol/L。
（3）计算沉淀转化的平衡常数，如Cu2+(aq)+MnS(s)
CuS(s)+Mn2+(aq)，平衡常数K=c(M n
2+)
c(Cu
2+)
=
c(M n
2+)·c(S
2−)
c(Cu
2+)·c(S
2−)
= K sp(MnS)
K sp(CuS)。
1．（2024 广东三模）锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域。一种用锌浸渣(主要含
、
，另含少量ZnS、
以及
)提取Ge 和
的工艺流程如下：
已知：①锗在硫酸中的存在形式：pH≤2.0 时主要为
，
时主要为
。
②常温下，
，
。
请回答下列问题：
（1）“中和沉淀”工序中，所加化合物A 为 (填一种物质的化学式)；调节溶液
，Ge
和Fe 共沉淀，此时滤液中
。
2.25 ℃时，在沉镁的过程中，将MgCl2 溶液滴入Ca(OH)2 悬浊液中，当混合溶液pH=12 时，同时存在
Ca(OH)2、Mg(OH)2两种沉淀，则此时溶液中c(Ca2+) c(Mg
∶
2+)= 。判断此时Mg2+ (填“是”
或“否”)完全沉淀。{Ksp[Ca(OH)2]=4.8×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=6.0×10-12，当某离子浓度降到1×10-5mol·L-1以
下时，认为该离子已经完全沉淀}
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3.若在某温度下，BaMoO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。向100 mL 0.400 mol/L Na2MoO4溶液中滴
加200 mL Ba(OH)2溶液，恰好使MoO4
2−完全沉淀[c(MoO4
2−)=1×10-5 mol/L]，则所加入的Ba(OH)2溶液的浓
度约为 mol/L(混合后，溶液的体积变化忽略不计，计算结果保留到小数点后3 位)。
4.分铜液净化渣主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)、砷(As)等元素的化合物，一种回收工艺流程如图所示:
已知:
“
①碱浸”时，铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物，碱浸液含有Na2TeO3、Na3AsO4；
②“酸浸”时，锑元素反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。
向碱浸液加入盐酸调节pH=4，有TeO2析出，分离出TeO2的操作是 。滤液中As 元素最主要的
存在形式为 (填字母，常温下，H3AsO4 的各级电离常数为Ka1=6.3×10-3、Ka2=1.0×10-7、
Ka3=3.2×10-12)。
A.H3AsO4
B.H2AsO4
-
C.HAsO4
2−
D.AsO4
3−
5.某废旧锂离子电池的正极材料成分为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2和Al，如图为从其中回收钴、镍的工艺流程。
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常温下，为寻找“碳化水浸”的最佳pH，将37 g Li2CO3固体加入1 L 水中，通入CO2使固体逐步溶解，当
Li2CO3固体恰好完全溶解时，2c(CO3
2−)+c(HCO3
-)≈1.0 mol·L-1，则溶液中的c(H+)为 mol·L-1(保留两
位有效数字，忽略体积变化)。
已知:Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。
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