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猜押9 无机推断及性质综合题
猜押考点
3 年真题
考情分析
押题依据
以矿物综合利用
为主
（2024·黑吉辽卷）
（2023·辽宁卷）
（2022·辽宁卷）
本题常以物质的转化、陌生无机综合推
断、工艺流程等切入口，考查基本概念和
基本理论、元素化合物、实验方案设计
等。
考试通常会有一定
的延续性和稳定
性，本题将继续
与“物质结构与性
质”融合
以无机物质转化
为主
类型一 以矿物综合利用为主
1．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）利用水钴矿(主要成分为
，含少量
、
、
、
、
、
等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程。
已知：①常温下。流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的
如表所示：
沉淀物
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
②
、
均难溶于水。
1
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(1)写出盐酸酸浸水钴矿过程中发生的主要反应的离子方程式 。
(2)结合以上制备流程，推测在此反应条件下，
、
、
的氧化性从强到弱的顺序 。
(3)已知氧化性
ClO ，则沉淀I 的主要成分是 ，萃取剂层所含金属元素只有锰元素，则萃取
后的水层包含的金属阳离子有 。
(4)得到氯化钴晶体的操作I 主要包括：向水层中加入 调整
至
， 、过滤、洗涤、减
压烘干等过程。
(5)根据表格中的数据计算，若某溶液中同时存在
和
两种沉淀，则此溶液中
和
的浓度比值的数量级是 。
(6)取一定质量的二水合草酸钴产品，在空气中加热令其分解，得到钴氧化物(其中钴的价态为
，用
的盐酸溶液恰好将此钴氧化物完全溶解，得到
溶液和标准状况下2.24L 黄绿色气体，则
此钴氧化物的摩尔质量为 。
【答案】(1)
(2)
(3)
、
、
(4) 盐酸 蒸发浓缩、冷却结晶
(5)
(6)
【分析】水钴矿主要成分
及杂质
、
、
、
、
与盐酸反应，
不与盐酸反
应；同时加入
，
将
、
还原为
、
，得到含有
、
、
、
、
、
等离子的浸出液，
以固体形式存在。向浸出液中加入
将
氧化为
，反应为
2
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，再加入
调pH 至5.2。根据阳离子沉淀的pH 数据，
此时
、
会转化为
、
沉淀（沉淀Ⅰ ），而
、
、
、
仍留在滤
液Ⅰ中。向滤液Ⅰ中加入NaF 溶液。
、
会与
反应生成
、
沉淀（沉淀Ⅱ），从而除
去
、
，得到滤液Ⅱ，此时滤液Ⅱ主要含
、
。向滤液Ⅱ中加入萃取剂。萃取剂将
萃取到萃取剂层，
留在水层，实现
与
的分离。向含
的水层中加入草酸铵溶液，发生反
应
。：对含
的水层进行操作Ⅰ（一般为向水
层中加入盐酸调整pH 至2~3，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作 ），得到
晶
体。
【详解】（1）水钴矿主要成分
，加入
和盐酸，
具有氧化性，
具有还原性，
将
氧化为
，自身被还原为
，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到该离
子方程式
。
（2）浸出液中含Co2+、Fe2+、Al3+、Mn2+、Mg2+、Ca2+，加入
，
能将
氧化为
，但不
能将
氧化成
，所以氧化性顺序为
。
（3）加入
调
至5.2 ，根据阳离子以氢氧化物形式沉淀的
数据，
在
=3.7 完全沉淀，
在
=5.2 完全沉淀，所以沉淀Ⅰ主要成分是
、
。加入
溶液沉淀
、
，
萃取剂层只有锰元素，说明锰被萃取除去，那么萃取后的水层包含的金属阳离子有
、Na+。
（4）为抑制
水解，向水层中加盐酸调
至2 ~ 3 ，从溶液中得到
晶体，需经过蒸发浓
3
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缩、冷却结晶、过滤、洗涤、减压烘干等过程 。
（5）
完全沉淀
=9.6，
，
=10-13.8；
完全沉淀
=9.2，
，
=10-14.6。两种沉淀共存时，
，数量级为
。
（6）标准状况下2.24L 氯气物质的量为0.1mol，1.0L1mol/L 盐酸中HCl 物质的量为1mol 。设钴氧化物化学
式为
，根据
，由氯元素守恒可知生成
中Cl 元素物质的量为
，则
物质的量为0.4mol 。根据电子守恒，
，
。根据电荷守恒，
，解得n(O2-)= 0.5mol
，则x y=0.4mol 0.5mol=4 5
∶
∶
∶，则
为
，摩尔质量为
。
2．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）磷酸铁锂电池具有安全、稳定、可长期循环使用等优点。工业上用钛白
渣[主要成分为
，还含有少量
、
及
]为主要原料生产
的工艺流程如
下：
已知：磷酸铁化学式为
；
。请回答下列问题：
(1)“水溶”过程中，
发生水解生成难溶于水的
，反应的化学方程式为 。
(2)某温度时，实验测定滤液2 的
，
mol L
⋅
，则滤液2 中
。
4
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[该温度下，
，
]
(3)“氧化”的目的是 。
(4)一定条件下，探究不同pH 对磷、铁沉淀率的影响如图1 所示，“沉铁”步骤中应选取
，
的沉淀率最高。但随pH 的增大，磷的沉淀率又开始下降，而铁的沉淀率未下降，分析可能的原因
为 。
图1
(5)高温煅烧
步骤中，得到
的同时只生成一种气体(有毒)，该过程反应的化学方程式为
。
(6)已知某磷酸铁锂电池中聚合物隔膜只允许
通过，电池充放电过程中，正极结构变化如图2 所示。
图2
①写出电池放电时正极的电极反应式 。
②若用氢氧燃料电池为该电池充电，标准状况下消耗6.72 L
时，从
电极脱离的
数目为
。(
为阿伏加德罗常数的值)
【答案】(1)TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4
5
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(2)1mol/L
(3)将Fe2+氧化为Fe3+
(4) 2.5 随pH 的增大，Fe3+转化为Fe(OH)3为沉淀
(5)2
+2C+Li2CO3
2
+3CO
(6) Li++
+e-=
0.6NA
【分析】钛白渣[主要成分为
，还含有少量
、
及
]，先水浸，
发生
水解生成难溶于水的
，得到的滤液中含有Fe2+、Fe3+、Mg2+，向滤液中加入铁粉，将Fe3+还原为
Fe2+，加入HF 将Mg2+转化为MgF2沉淀过滤除去，过滤后向滤液中加入双氧水、稀硫酸将Fe2+氧化为Fe3+，
再调节pH 将Fe3+转化为
沉淀，过滤所得沉淀和C、碳酸锂、磷酸反应生成
。
【详解】（1）“水溶”过程中，
发生水解生成难溶于水的
同时有硫酸生成，反应的化学
方程式为：TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4。
（2）某温度时，实验测定滤液2 的
，c(H+)=0.01mol/L，
mol L
⋅
，则c(F-)=
，滤液2 中
。
（3）由分析可知，“氧化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+。
（4）由图可知，pH=2.5 时铁和磷的沉淀率都较高，且磷的沉淀率最高，“沉铁”步骤中应选取
2.5，
随pH 的增大，Fe3+转化为Fe(OH)3为沉淀，磷的沉淀率又开始下降。
（5）高温煅烧
步骤中，C 和
、Li2CO3反应得到
的同时只生成一种有毒气体为CO，根
据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：2
+2C+Li2CO3
2
+3CO
。
（6）①由图可知，放电时
在正极得到电子生成
，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方
6
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程式为：Li++
+e-=
；
②若用氢氧燃料电池为该电池充电，标准状况下消耗6.72 L
的物质的量为
=0.03mol，氢氧燃
料电池的负极电极方程式为：H2-2e-=2H+，转移0.6mol 电子，则从
电极脱离的
数目为0.6NA。
3．（2025·辽宁·模拟预测）锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)是原子序数依次增大的第六周期第Ⅷ族元素，锇、铱不溶
于一般的强酸中，甚至不溶于王水。利用锇铱矿(主要成分为天然锇铱合金及Os2O3、IrO2)冶炼锇铱的工艺
流程如下所示。回答下列问题：
(1)锇铱矿冶炼最大的困难就是“熔矿”，写出一种能促进“熔矿”的措施： ；“熔矿”时Os2O3发
生反应的化学方程式为 。
(2)“酸溶”得到的溶液的主要溶质是 。
(3)加入NaOH 溶液“吸收”OsO4产生Na2OsO4的同时得到一种单质，该反应的离子方程式为 ，可使
所得单质在“ ”操作中循环使用。
(4)得到铱粉过程中，需向含铱溶液中加入Na2S 溶液，除去Ru、Pt 等元素，同时加入一定量盐酸调节溶液
pH，但pH 不宜过低的原因是 。
(5)IrO2的晶胞如图所示，M 代表 (填“Ir”或“O”)；若M 点的坐标为(0，0，0)，N 点的坐标为(0.19，
0.19，0.5)，则P 点坐标为 。
【答案】(1) 将锇铱矿粉碎
(2)AlCl3
(3)
氧化挥发
7
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(4)避免酸性过强，产生H2S 气体，污染空气，且浪费原料
(5) Ir (0.81，0.81，0.5)
【分析】锇铱矿和过量Al 高温融合，发生铝热反应后固体混合物的成分为Ir、Os、Al、Al2O3；用盐酸完全
溶解Al 和氧化铝后过滤，所得溶渣为Ir、Os，将溶渣在空气中高温氧化挥发，用NaOH 溶液吸收OsO4得
Na2OsO4溶液，沉锇后，再经还原即可得到锇粉；同时氧化挥发后的残渣Ⅰ的主要成分为Ir，经系列操作可
得铱粉，据此分析解题。
【详解】（1）从反应速率的影响因素考虑，能促进“熔矿”的措施是：将锇铱矿粉碎；由分析可知，
“熔矿”时Os2O3和铝发生置换反应，反应的化学方程式为
；
（2）结合分析可知，“酸溶”时，用盐酸完全溶解Al 和氧化铝，则得到的溶液的主要溶质是AlCl3；
（3）在该过程中，Os 的价态由+8 价降低到+6 价，根据氧化还原的规律，以及题中的信息可知，该反应的
离子方程式为：
；根据流程可知，可使所得单质在“氧化挥发”操作中
循环使用；
（4）由于该使用过程中使用了硫化钠，硫化钠可以和酸反应生成硫化氢，会污染环境，则答案为：避免
酸性过强，产生H2S 气体，污染空气，且浪费原料；
（5）根据均摊的原则，M 代表的原子个数是8×
+1=2，N 代表的原子的个数是4×
+2=4，结合分子式
IrO2，则M 代表Ir；若M 点的坐标为(0，0，0)，N 点的坐标为(0.19，0.19，0.5)，则P 点坐标为(1-0.19，1-
0.19，0.5)，即P 点坐标为(0.81，0.81，0.5)。
4．（2024·辽宁·模拟预测）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，
、
、
，
8
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；当溶液中离子浓度
时，认为该离子沉淀完全；
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)。
【答案】(1) 除去
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(2)
(3) 防止
溶解，降低产品纯度 酸性条件下
还原
。降低产品产率并产生污染性
气体
(4)
(5) 50%
【分析】铬铁矿(含
和少量
、
、
)加入碳酸镁与二氧化硅反应生成
，“焙
烧”时
与
和
在高温下反应生成
和
，“水浸”所得浸渣的主要成分为
和
，加入硫酸调pH 得到
沉淀，
溶液加入硫酸转化为
，“热还
原”过程为
与
反应生成
和
；
【详解】（1）加入适量
有利于焙烧造渣除去
；提取
时调节滤液pH 的目的是将
沉淀
完全而
不形成沉淀，当
沉淀完全时，溶液中
，即
；当
不形成沉淀时，溶液中
，即
，则调节pH 的范围为
。
（2）由转化关系可知，“焙烧”时
与
和
在高温下反应生成
和
，反应方
程式为
。
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（3）用硫酸“调pH 为7~8”的目的是使
完全转化为
，“酸化”的目的是使
充分
转化为
，两步合并可能会导致
溶解而降低产品纯度；酸性条件下
能还原
，降低产
品产率并产生污染性气体，故“酸化”时不能用盐酸代替硫酸。
（4）“热还原”过程为
与
反应生成
和
，反应方程式为
。
（5）①每个结构单元中含有8 个正四面体空隙和4 个正八面体空隙，其中1 个正四面体空隙被Cr 填充，1
个正八面体空隙被Cr 填充，另有1 个正八面体空隙被Fe 填充。
晶体中，O 原子围成的正八面体
空隙的占用率为50%。
②结构单元的棱长为
，则晶胞参数为
，每个晶胞中含有8 个Fe、16 个Cr、32 个O，则该晶体密
度为
。
5．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）二氧化铈(
)是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含
)为原料制备
的一种工艺流程如图所示：
已知：①
能与
结合成
，也能与
结合成
；
②在硫酸体系中
能被萃取剂[
]萃取，而
不能。
回答下列问题：
(1)氧化焙烧中氧化的目的是 。
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(2)“萃取”时存在反应：
，如图中D 是分配比，表示Ce(IV)分别在有
机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比
保持其它条件不变，若在起始料液中
加入不同量的
以改变水层中的
，请解释D 随起始料液中
变化的原因： 。
(3)“反萃取”中，在稀硫酸和
的作用下
转化为
，反应的离子方程式为： 。
(4)向水层中加入NaOH 溶液来调节溶液的pH，pH 应大于 时，
完全生成
沉淀。
(已知
[
])
(5)
是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧，在尾气消除过
程中发生着
(0≤x≤0.25)的循环，请写出
消除NO 尾气(气体产物是空气的某一
成分)的化学方程式 。
(6)氧化铈
，常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂
，
占据原来
的位置，可以得
到更稳定的结构，如图所示，
晶胞中
与最近
的核间距为a pm。(已知：
的空缺率=
)
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①已知M 点原子的分数坐标为
，则N 点原子的分数坐标为 。
②
晶体的密度为 (只需列出表达式)。
③若掺杂
后得到
的晶体，则此晶体中
的空缺率为 。
【答案】(1)将＋3 价铈氧化为＋4 价
(2)随着
增大，水层中
被
结合成
，导致萃取平衡向左移动，D 迅速减小
(3)
(4)9
(5)
(6)
10%
【分析】氟碳铈矿(主要含CeFCO3)氧化焙烧将将+3 价铈氧化为+4 价，加入盐酸得到Ce4+的溶液，加入萃取
剂，Ce4++n(HA)2
Ce•(H2n-4A2n)+4H+，从而除去溶液中的F-，再加入过氧化氢和硫酸，Ce4+被还原为Ce3+，反
萃取得到Ce3+的溶液，加入NaOH，使Ce3+转化为Ce(OH)3，加入NaClO，Ce(OH)3被氧化为Ce(OH)4。
【详解】（1）原料CeFCO3中Ce 为+3 价，结合题目信息“在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而
Ce3+不能”，所以氧化焙烧的目的是将+3 价铈氧化为+4 价。
（2）D 随起始料液中
变化的原因是：随着
增大，水层中
被
结合成
，
导致萃取平衡向左移动，D 迅速减小。
（3）依据流程中水层含Ce3+可知，Ce4+作氧化剂，H2O2作还原剂，氧化产物一定有氧气，在酸性环境下反
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应，从而写出离子方程式
。
（4）Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀时，Ce3+浓度小于10-5mol/L，依据Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20]，
，c(H+)=
，则pH 大于9 时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉
淀。
（5）根据题目信息“CeO2在氧化气氛中耗氧”，“气体产物是空气的某一成分”，可知NO 的产物是N2，
写出方程式：
。
（6）①根据M 点原子的分数坐标为（0，0，0），N 在面心位置，则N 点原子的分数坐标为
；
②根据均摊原则，CeO2晶胞中Ce4+数为
=4，O2-数为8，CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为
apm，为晶胞体对角线的
，则晶胞边长为
，晶体的密度为
；
④CeO2中阳离子和阴离子的个数比为1:2，若掺杂Y2O3后得到n（CeO2）：n（Y2O3）＝0.6：0.2 的晶体，
阳离子和阴离子的个数比为1:1.8，则此晶体中O2-的空缺率为
=10%。
6．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）钛酸钡(
)是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被誉为“电子陶瓷
工业的支柱”。用高钛渣(主要成分为
，含
、
、
、
等杂质)为原料制备
的工艺流程如图所示：
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已知：a．
在溶液中呈绿色；
是强电解质；
b．部分金属离子开始沉淀的pH 如表所示：
金属离子
开始沉淀pH(
)
1.9
7.0
9.1
回答下列问题：
(1)“碱浸”操作过程中除去的杂质为 (填化学式)。
(2)“水洗”过程中
与水发生离子交换反应：
，滤液2 呈绿色，经除杂处理后可在
(填操作单元名称)步骤循环利用：“熔盐反应”过程中
发生反应的离子方程式为 。
(3)“水解”操作加入
的目的是调节溶液
，可适当提高水解速率。已知
，水解反应
的平衡常数K= 。
(4)“转化”过程加入铁粉的目的是 ，滤液3 中含有的金属阳离子有 。
(5)“共沉淀”过程发生反应：
，“灼烧”
时隔绝空气，发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2) 碱浸
(3)10
(4) 将
转化为
，避免
水解生成
杂质
、
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(5)
【分析】由题给流程可知，向高钛渣中加入氢氧化钠溶液碱浸，将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，过滤得
到含有四羟基合铝酸钠的滤液和滤渣；向滤渣中加入氢氧化钠固体，通入氧气发生熔盐反应，将钛元素、
锰元素的氧化物转化为钛酸钠、锰酸钠，向反应后的固体中加入去离子水水洗，将钛酸钠转化为
沉淀，氧化钙转化为氢氧化钙，过滤得到含有氢氧化钠、氢氧化钙、锰酸钠的滤液和
滤渣，其中滤液经除杂处理后得到的氢氧化钠溶液，可在碱浸步骤循环使用；向滤渣中加入稀硫酸酸溶，
将
转化为TiOSO4溶液，氧化铁、氧化镁转化为硫酸铁、硫酸镁，向溶解得到的溶液中
加入铁粉，将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，再向反应后的溶液中加入氨水调节溶液pH 为2.5，将溶液
中TiOSO4水解生成TiO(OH)2沉淀，过滤得到含有亚铁离子、镁离子的滤液和含有TiO(OH)2的滤渣；向滤渣
中加入草酸溶液，将TiO(OH)2溶解转化为H2[TiO(C2O4)2]溶液，向溶液中加入氯化钡溶液，将溶液中
H2[TiO(C2O4)2]转化为BaTiO(C2O4)2·4H2O 沉淀，过滤得到滤液和BaTiO(C2O4)2·4H2O；BaTiO(C2O4)2·4H2O 煅烧分
解生成钛酸钡。
【详解】（1）由分析可知，加入氢氧化钠溶液碱浸的目的是将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，则“碱
浸”操作过程中除去的杂质为氧化铝；
（2）由分析可知，滤液2 经除杂处理后得到的氢氧化钠溶液可在碱浸步骤循环使用；“熔盐反应”过程中
二氧化锰发生的反应为二氧化锰与氢氧化钠、氧气共热反应生成锰酸钠和水，反应的离子方程式为
；
（3）由方程式可知，反应的平衡常数
；
（4）由分析可知，加入铁粉的目的是将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，防止水解操作时生成氢氧化铁
沉淀；由分析可知，滤液3 中含有的金属阳离子为亚铁离子、镁离子；
（5）由分析可知，BaTiO(C2O4)2·4H2O 煅烧分解生成钛酸钡、一氧化碳、二氧化碳和水，反应的化学方程式
为
。
类型二 以无机物质转化为主
16
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7．（2024·内蒙古包头·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SeO2、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TeCl4和SeCl4。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)粗二氧化碲与浓盐酸反应生成TeCl4的化学方程式为 。
(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
。SO2还原TeCl4和SeCl4的∆G 随温度
的变化曲线如下图所示。
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
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
【答案】(1)温度超过80℃加速浓盐酸挥发，导致浸出率下降
(2)TeO2+4HCl=TeCl4+2H2O
(3)PbS、CuS
(4) 310 低于该温度，TeCl4和SO2反应的△G＞0，TeCl4不会被还原
(5)TeCl4+2SO2+4H2O=Te↓+2H2SO4+4HCl
(6)A
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【分析】从阳极泥或冶炼烟尘中提取的粗二氧化碲中含有SeO2、PbO、CuO 等杂质，加入浓盐酸浸出时，
TeO2、SeO2分别转化为TeCl4、SeCl4，PbO、CuO 转化为PbCl2、CuCl2；加入Na2S 进行净化，PbCl2、CuCl2生
成PbS、CuS 沉淀；通入SO2进行还原除杂，SeCl4转化为粗硒，抽滤后得到粗硒；往滤液中继续通入SO2，
TeCl4被还原为碲粉。将滤液中再加入还原剂R，剩余TeCl4被还原为粗碲。
【详解】（1）浓盐酸受热易挥发，浸出温度控制在65℃左右，当温度超过80℃时，由于浓盐酸挥发而造
成碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是：温度超过80℃加速浓盐酸挥发，导致浸出率下降。
（2）粗二氧化碲与浓盐酸反应生成TeCl4等，则表明发生复分解反应，化学方程式为
TeO2+4HCl=TeCl4+2H2O。
（3）由分析可知，“净化”步骤中产生的滤渣主要含PbS、CuS 和少量硒单质。
（4）“还原除杂”时，需将SeCl4还原为Se，但不能将TeCl4还原，由图中可知，温度超过310K 时，TeCl4
就能被SO2还原，则步骤的温度不宜超过310K，该步骤控制在此温度以下的原因是：低于该温度，TeCl4和
SO2反应的△G＞0，TeCl4不会被还原。
（5）“还原”步骤中，TeCl4被SO2还原为碲单质等，化学方程式为TeCl4+2SO2+4H2O=Te↓+2H2SO4+4HCl。
（6）A．加入铁粉作还原剂时，TeCl4可被还原为Te，即便有少量铁与酸反应，也不会对环境造成较大影响，
且铁粉的成本较低，A 符合题意；
B．氢气难溶于水，在溶液中很难将TeCl4还原，B 不符合题意；
C．硫化钠与酸性溶液反应，会产生剧毒气体硫化氢，造成空气污染，C 不符合题意；
故选A。
【点睛】自发进行的化学反应，其△G＜0。
8．（2024·内蒙古包头·一模）重铬酸钠（
）是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿［主
要成分为
，还含有
、
、
等杂质］制备，同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图
所示：
已知：
，
回答下列问题：
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(1)若在实验室将铬铁矿和纯碱的混合物煅烧，该过程一定不需要的仪器是 （填标号）
A．石英坩埚 B．铁坩埚 C．三脚架 D．泥三角 E.蒸发皿
(2)“煅烧”的目的是将
转化为
，写出生成
的化学方程式 。
(3)为提高铬的“浸出”率，可采取的措施为 ；浸出液中溶质除
、
外，还含有
（填化学式）。
(4)已知部分物质在水中的溶解度曲线如图1 所示，若固体E 的主要成分是
，则“操作a”为
、 、洗涤、干燥。
(5)从溶液B 中得到重铬酸钠晶体后，剩余的母液由于仍含有
，故不能随意排放，可加入铝粉，将母
液中的
还原为
，不同初始pH 下
随时间的变化如图2 所示。
①初始pH 为2.0，用铝粉还原
的离子方程式为 。
②初始pH 为3.0，反应180min 后，溶液中
浓度仍较高的可能原因是 。
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③调节反应完后的溶液的pH 值，使溶液中的金属阳离子生成沉淀，过滤除去后即可排放。若调节pH 后的
溶液中
，则残留的
。
【答案】(1)AE
(2)
(3) 粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取
、
(4) 50℃以上加热浓缩 趁热过滤
(5)
pH 较高（或氢离子浓度较低）时，
的氧化
性较弱，不利于反应进行
【分析】铬铁矿、空气、纯碱高温煅烧，铬铁矿与氧气、碳酸钠反应生成Na2CrO4、二氧化碳、氧化铁，
氧化铝与碳酸钠煅烧生成偏铝酸钠、二氧化碳，二氧化硅与碳酸钠煅烧生成硅酸钠、二氧化碳；水浸，氧
化铁不溶于水，滤渣为氧化铁，滤液中存在Na2CrO4、偏铝酸钠、硅酸钠、NaOH；调节pH 生成氢氧化铝、
硅酸沉淀，滤液为Na2CrO4；Na2CrO4与硫化钠反应生成硫代硫酸钠和氢氧化铬；氢氧化铬煅烧生成氧化铬，
经铝热反应生成Cr；硫酸酸化后，加热蒸发溶剂，趁热过滤即可除去Na2SO4，再冷却结晶，过滤即可得纯
净的Na2Cr2O7晶体。
【详解】（1）灼烧固体，应在坩埚中进行，因二氧化硅能与碳酸钠反应，则用铁坩埚，实验还用到三脚
架、泥三角、酒精灯，不需要石英坩埚、蒸发皿，故答案为：AE。
（2）煅烧时，Fe(CrO2)2和碳酸钠、氧气反应生成Na2CrO4、Fe2O3、CO2，化学方程式为
，故答案为：
。
（3）提高铬的“浸出”率，可采取的措施为：粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取；根据调节pH 后产生滤
渣Al(OH)3和H2SiO3，可知“浸出过滤”后的浸出液中除了含有Na2CO3、Na2CrO4外，还含有Na2SiO3、
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NaAlO2，故答案为：粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取；
、
。
（4）根据溶解度曲线的变化可知，Na2Cr2O7的溶解度随温度的升高而增大，在50℃以上Na2SO4的溶解度
随温度的升高而降低，“操作a”后得到的溶液B 中含Na2Cr2O7，说明固体E 为Na2SO4，用趁热过滤除去
Na2SO4，则“操作a”为50℃以上加热浓缩、趁热过滤，故答案为：50℃以上加热浓缩；趁热过滤。
（5）①初始pH 为2.0，用铝粉还原
生成Cr3+，离子方程式为：
，故答案为：
；
②由方程式
可知，反应发生需要大量氢离子，pH 较高，氢离子
浓度低，故不利于反应进行，H+浓度较低时，此时Cr2O7
2-的氧化性较弱，故答案为： pH 较高（或氢离子
浓度较低）时，
的氧化性较弱，不利于反应进行；
③已知：
，
，
，根据
， 可得
，
故答案为：
。
9．（2024·吉林延边·一模）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 。
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(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 。
【答案】(1)2Cu＋O2
2CuO
(2) 将焙烧物粉碎、升高酸化温度、适当提高硫酸浓度 将CuO 转化为Cu2＋
(3) Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu ZnSO4
(4) 除去过量的Zn 稀硫酸
(5) Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O 1 2∶
【分析】含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4，通入空气进行焙烧，-2 价硫转化为二氧化硫废气，铜与氧
气反应转化为氧化铜，加入硫酸酸化，铜元素全部转化为硫酸铜，加入过量的锌将铜离子置换为铜单质，
过滤后加入稀硫酸出去过量的锌，进行淘洗出去锌，再向铜单质中加入20%硝酸和10%过氧化氢，将铜氧
化为硝酸铜，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到Cu(NO3)2·3H2O；
【详解】（1）加热条件下，Cu 被O2氧化为CuO。答案为：2Cu＋O2
2CuO；
（2）将焙烧物粉碎可增大固体物质与硫酸的接触面积；升高反应温度、增大反应物浓度均能加快化学反
应速率。“酸化”的目的是使CuO 溶解转化为Cu2＋；答案为：将焙烧物粉碎、升高酸化温度、适当提高硫
酸浓度；将CuO 转化为Cu2＋；
（3）Zn 的还原性比Cu 强，故Zn 与Cu2＋反应生成Cu 和Zn2＋；过滤后滤渣为Cu(含有Zn)，滤液为硫酸锌溶
液。答案为：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu；ZnSO4；
（4）“淘洗”的目的是除去前面加入的过量锌，因此试剂b 为稀硫酸。答案为：除去过量的Zn；稀硫酸；
（5）“反应”过程中无红棕色气体产生，由此推知反应不生成NO 或NO2，则反应的化学方程式为Cu＋
H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O。根据生成大量红棕色气体可知生成的是NO2，因还原剂为Cu，化合价由0
升高至＋2，氧化剂为HNO3，其中N 的化合价由＋5 降低为＋4，由氧化还原反应中得失电子守恒可知该反
应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1 2∶。答案为：Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O；1 2∶。
10．（2024·黑龙江绥化·模拟预测）高铁酸盐是一种优良的净水剂。实验室合成高铁酸钾(
)的过程
如图所示：
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已知：相同温度下，KClO 的溶解度小于KOH 的。
回答下列问题：
(1)Fe 位于元素周期表第 周期第 族，
中Fe 的化合价为 。
(2)“反应1”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)“洗气”操作可选用的装置为 (填字母)。
(4)沉淀b 的主要成分为 (填化学式)。从饱和KOH 溶液中得到白色沉淀b 需要使用的玻璃仪器为
。
(5)“反应2”发生主要反应的化学方程式为 。
(6)高铁酸盐还可用电解法制备。利用纯铁作电极插入浓的NaOH 溶液电解制得
的工作原理如图所
示。
①阳极生成
的电极反应式为 。
②对装置进行改进，在阴、阳电极间设置阳离子交换膜，能有效提高
产率，离子交换膜的作用是
。
【答案】(1) 四 Ⅷ +6
(2)1 5∶
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(3)AD
(4) KClO 烧杯、玻璃棒、漏斗
(5)
(6)
避免
在阴极上被还原
【分析】反应1 中高锰酸钾溶液与浓盐酸制取氯气，浓盐酸易挥发，氯气中含有HCl，HCl 会消耗KOH，故
洗气的目的是除去氯气中的HCl，应用饱和食盐水除去HCl，氯气与KOH 溶液在冷水中反应生成KCl 和
KClO，因为相同温度下，KClO 的溶解度小于KOH 的，故沉淀b 的主要成分为KClO。“反应2”发生主要反应
为KClO 氧化Fe(NO3)3制备K2FeO4，据此分析解答。
【详解】（1）Fe 为26 号元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，K2FeO4中K 为+1 价，O 为-2 价，则Fe 为
0-(-2)×4 - (+1)×2=+6。
（2）“反应1”中发生反应
，氧化剂为KMnO4，还原剂为HCl，
则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:10=1:5。
（3）高锰酸钾溶液与浓盐酸制取氯气，浓盐酸易挥发，氯气中含有HCl，HCl 会消耗KOH，故洗气的目的
是除去氯气中的HCl，应用饱和食盐水除去HCl，导气管应长进短出，可选用的装置为AD，且D 中长颈漏
斗可平衡压强。
（4）氯气与KOH 溶液在冷水中反应生成KCl 和KClO，因为相同温度下，KClO 的溶解度小于KOH 的，故沉
淀b 的主要成分为KClO。从饱和KOH 溶液中得到白色沉淀b 需要过滤操作，需要使用的玻璃仪器为烧杯、
玻璃棒、漏斗。
（5）“反应2”发生主要反应为KClO 氧化Fe(NO3)3制备K2FeO4，根据得失电子守恒、元素守恒配平化学方
程式为
。
（6）①阳极铁失去电子发生氧化反应生成
，反应为
；②
中铁
处于高价态，具有氧化性，阳离子交换膜的作用是避免
在阴极上被还原。
11．（2024·辽宁沈阳·一模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬
废水(含Cr3+、Fe3+、Cu2+)和草酸泥渣(含草酸铅、硫酸铅)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下：
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已知：
回答下列问题
(1)草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO，同时放
出CO2，该转化过程的化学方程式为 。
(2)滤渣的主要成分为 、 。(填化学式)
(3)“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为 。(填化学式)
(4)“氧化”工序中发生反应的离子方程式为 。
(5)为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因： 。
(6)处理含
的废水时，Cr(
)
Ⅵ被还原成Cr(
)
Ⅲ。若投入10molFeSO4，使金属阳离子恰好完全形成铁
铬氧体(FeO·FexCryO3，其中FexCryO3中Fe 为+3 价)沉淀，理论上还需要投入Fe2(SO4)3的物质的量为
mol。
【答案】(1) 加快反应速率
(2) Fe(OH)3 Cu(OH)2
(3)NaCrO2
(4)
(5)硝酸过量导致溶液中氢离子浓度增大，使平衡
正向移动，
含量降低，
导致沉铬率下降
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(6)5
【分析】向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，调pH=9，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，铁离子和铜离子
转化为氢氧化铁、氢氧化铜沉淀，过滤得到含氢氧化铁、氢氧化铜的滤渣和滤液；向滤液中加入过氧化氢
溶液，将溶液中的
转化为
；向烘干粉碎的草酸泥渣中加入碳酸钠焙烧，将硫酸铅转化为氧化铅，
将焙烧渣水洗得到的氧化铅溶于硝酸溶液得到硝酸铅，将硝酸铅溶液和铬酸钠溶液混合反应，将铬酸钠转
化为铬酸铅沉淀，过滤得到铬酸铅和滤液；向滤液中加入硫酸亚铁、硫酸铁，将溶液中的铬酸根离子转化
为铁铬氧体，过滤得到达标排放的废水。
【详解】（1）将草酸泥渣“粉碎”可以增大固体的表面积，有利于增大反应物的接触面积，加快反应速
率；“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO，同时放出CO2，该转化过程的化学方程式为
；
（2）向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，铁离子和铜离子转化为氢氧化
铁、氢氧化铜沉淀，过滤得到含氢氧化铁、氢氧化铜的滤渣，所以滤渣的主要成分为Fe(OH)3、Cu(OH)2；
（3）向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，所以“沉淀除杂”所得滤液中
含铬化合物主要为NaCrO2；
（4）“氧化”工序是向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的
转化为
，发生反应的离子方程式
为
；
（5）铬酸钠溶液存在如下平衡：
，硝酸过量会使溶液中的氢离子浓度增大，
平衡向正反应方向移动，溶液中的铬酸根离子浓度减小，导致沉铬率下降，所以为了提高沉铬率， “酸
溶”过程中所加硝酸不能过量；
（6）设加入硫酸铁的物质的量为amol，由铬原子个数守恒可知，铁铬氧体(FeO·FexCryO3，其中FexCryO3中
Fe 为+3 价)的物质的量为
，由铁原子个数守恒可知10+2a=
，由化合价代数和为零可得：
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3x+3y=6，由得失电子守恒可得：
，解得a=5、x=
、y=
，故答案为：5mol。
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