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第05 讲 工业流程题解题策略
目录
01
考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 微型工艺基本流程..................................................................................................................
知识点1 微型工艺流程题呈现方式............................................................................................................
知识点2 微型工艺流程题解题策略............................................................................................................
考向1 考查微型工艺流程操作与分析........................................................................................................
思维建模 微型工艺流程中的过程评价思路
考向2 考查微型工艺流程设计与评价.........................................................................................................
考点二 化工工艺综合流程..................................................................................................................
知识点1 化工工艺综合流程概述.................................................................................................................
知识点2 化工工艺综合流程答题策略........................................................................................................
考向1 考查化工工艺流程与物质制备........................................................................................................
思维建模 流程图综合分析模型
考向2 考查化工工艺流程与化学原理.........................................................................................................
思维建模 化学工艺流程常涉及的化学反应原理
04 真题溯源·考向感知............................................................................................................................
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
物质的制备
选择题
非选择题
四川卷T13，3 分
北京卷T18
河北T16
黑吉辽卷T11，3 分
江苏卷T12，3 分
云南卷T7，3 分
湖南卷T11、3 分
河北卷T16
黑吉辽宁卷T13、3 分
安徽卷T15、
新课标卷T27
全国甲卷T26
湖北卷T3 、3 分；
T16
辽宁卷T10、3 分
广东卷T18
浙江卷T12、3 分
新课标卷T8
北京卷T18
物质的分离
提纯
选择题
非选择题
甘肃卷T11，3 分； T
16
四川卷T15
安徽卷T15
河南卷T15
重庆拘拿T15
北京卷T7、3 分
甘肃卷T15
浙江卷6 月T12、3 分
山东卷T18
湖北卷T16
全国甲卷T8
全国乙卷T9
湖南卷T9、3 分
山东卷T13、3 分
北京卷18
考情分析：
1．从命题题型和内容上看，化学工艺流程题在选择题和非选择题中均有呈现。主要考查元素及其化合
物、物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等
必备知识。主要涉及“废水、废气、废渣”的来源，对环境的影响和处理原理，重要化工生产及资源利
用等。突出考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力等综合能力考查。
2．从命题思路上看，化工流程题是高考的热点题型，也是近几年高考主观题中的必考题型。这类试题
通常以实际的工业生产为背景，以化工流程或实验装置图为载体，通过工艺流程图的形式再现生产的
关键环节。考查实验设计、探究与实验分析能力为主，同时涉及基本操作、基本实验方法、装置与
仪器选择、误差分析等知识，题目综合性强，难度大。此类试题陌生度高、文字信息量大，包含信息
多，思维能力要求高，利用化学知识解释和表达工业生产过程中涉及的化学问题，主要是解释和说明生
产过程中的反应原理、分离和提纯方法、选择试剂的理由等。
预计2026 年四川高考仍会以真情境为载体，考查物质的制备、回收、分离提纯等，运用化学反应原理
及相关知识来解决化工生产中的实际问题的能力。高考复习中应重视从实验设计和评价的角度对化工生
产进行模拟；结合化工生产流程的综合应用；化工生产的相关计算等知识的复习。
复习目标：
1．掌握本题型的基本特征，熟悉化工流程图的表示形式以及分析工艺流程图的方法。
2．掌握工业生产中常见的化学术语，如碱洗、酸溶、酸浸等。
3．掌握陌生化学方程式的书写方法，掌握氧化还原反应的基本规律及基应用等。
4．掌握物质除杂、物质回收利用的常见方法。
5．掌握原料预处理、制备过程中控制反应条件的目的和方法。
6．掌握相关计算，如利用化学方程式计算、氧化还原滴定计算、pH 计算、各种常数的计算等。
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考点一 微型工艺基本流程
知识点1 微型工艺流程题呈现方式
1．工艺流程结构及分析
（1）化学工艺流程图“三阶段”： 。
（2）目的与方法分析（如下图）：
2．工艺流程过程分析
操作步骤
设问方向
常考点
原料处理
提高“浸出
率”方法
①将矿石 ；②适当 加快反应速率；③充分 ；④适
当提高浸取液的 等
分析“浸出率”图表，解释“浸出率”高低变化的原因(“浸出率”升
高一般是反应 升高，反应速率 ；但当“浸出率”达到最大
值后，温度升高“浸出率”反而下降，一般是反应试剂的 或
)。选择达到一定较高“浸出率”的时间及温度(注意：一般不止一个
答案)
灼烧、焙烧、
煅烧的目的
①高温下 与空气中氧气反应(如FeS2与氧气生成 和
)；②除去 单质；③有机物转化(如蛋白质燃烧)、除去
等
酸性气体的吸
收方法
常用 溶液吸收(如SO2用 或NaOH 溶液吸收)
控制条件
除去杂质的方
法
加氧化剂，转变金属离子的 (如Fe2＋→Fe3＋)
调节溶液的pH
调溶液pH 常用氢氧化钠、 、金属 [还有酸性气体
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(SO2)、稀盐酸或 ]等。常利用题给金属离子沉淀的pH 信息，
使特定金属离子以 沉淀出来
物质转化的分
析
跟踪物质，分析每一步骤中可能发生的化学反应，书写化学方程式或
离子方程式
、滤液中物质的判断，书写物质的化学式或电子式，分析物质中
的化学键
确定 物质
物质分离
过滤、蒸发结
晶、重结晶、分
液与萃取
仪器的选择(如玻璃仪器的选择)
结晶方法：①晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等， ；
②晶体带结晶水，如胆矾等；将滤液
；
③要得到溶解度受温度影响小的溶质，如除去NaCl 中少量的KNO3：
；
④要得到溶解度受温度影响大的溶质，如除去KNO3中少量的NaCl：
。
晶体的洗涤
用乙醇等有机溶剂洗涤晶体的目的：可以除去晶体表面 的杂质和
水分、减少晶体溶解 ，利用乙醇的易挥发性，有利于晶体的
。
知识点2 微型工艺流程题解题策略
1．工艺流程题过程解读
（1）审题要点：
①了解生产 、原料及产品；②了解题目提供的信息；③分析各步的反应 、原理及物质成分；
④理解物质分离、提纯、条件控制等操作的 及要点。
（2）答题切入点：
①原料及产品的分离提纯；②生产目的及反应原理；③生产要求及反应条件；④有关产率、产量及组成的
计算；⑤绿色化学。
2．工艺流程题破题关键
（1）看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。
（2）看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。
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（3）看箭头：进入的是 (反应物)，出去的是含产品中元素的物质(流程方向)、副产物或 (支线方
向)。
（4）看三线：主线为主产品，分支线为副产品，回头线为循环物。
（5）找信息：明确反应条件的控制和分离提纯方法。
（6）关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。
考向1 考查微型工艺流程操作与分析
例1 (2025·四川攀枝花市·一诊)锶位于IIA 族，其化合物应用广泛，SrSO4常用于陶瓷工业。以青石精矿
(主要含SrSO4)为原料制备高纯硫酸锶的部分工艺流程如图所示。下列说法不正确的是
A. “转化”时，反应温度不宜过高
B. “转化”时，总反应的离子方程式是
C. “煅烧”时主要发生的是分解反应，“浸取”时主要发生的是化合反应
D. “沉淀”时，发生反应
【变式训练1·变载体】(2024·江苏省盐城市三校高三联考)用硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料
铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。
已知：“还原”时，发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=2SO4
2-+15Fe2++16H+；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说
法不正确的是
A．“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B．“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量之比为1∶7
C．“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+、Fe3+和H+
D．“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2++8NH3•H2O+O2=8NH4
++4FeOOH↓+2H2O
【变式训练2·变考法】回收利用废旧镍-镉电池(电池中含有镍、镉、铁及少量钴和有机质等)的一种工艺流
程如图所示：
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已知：
的溶度积
。下列说法错误的是
A．“氧化”工序发生主要反应的离子方程式为
B．“调pH”时溶液中
，则应控制pH 小于5
C．滤液1 经处理之后可循环至沉镍工序中使用
D．“调pH”可选择氨水或NiO
【变式训练3·变题型】（2025 届四川绵阳一模）某硫铁矿烧渣的主要成分是Fe2O3，还含有少量的CuO 及
单质Ag 和Au，一种从该硫铁矿烧渣分离各金属元素的工艺流程如下：
已知：①加入溶剂RH 后发生反应：2RH+Cu2+
CuR2+2H+ ；
② HAuCl4==H++AuCl。
回答下列问题：
（2）步骤①的目的是 。
（3）步骤②包含的操作是：取含CuR2溶液于分液漏斗中， ，振荡静置后，分离出水层，
，过滤后洗涤晶体并干燥。
（4）步骤③发生反应的离子方程式为 。
（5）滤渣2 的化学式为 ，完成步骤④可使用的试剂是 (填序号)。
a．Cu b．Pt c．HCHO d．H2SO4
考向2 考查微型工艺流程设计与评价
例2 (2025·四川泸州中学·模拟)以含钴废渣(主要成分为CoO 和Co2O3，含少量Al2O3和ZnO)为原料制备
CoCO3的工艺流程如图：
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下列说法正确的是
A．酸浸时可采用高温提高酸浸速率
B．除铝时加入Na2CO3溶液过滤后所得滤渣是Al2(CO3)3
C．萃取时萃取剂总量一定，分多次加入萃取比一次加入萃取效果更好
D．沉钴时将含Co2+的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中，可提高CoCO3的产率
思维建模 微型工艺流程中的过程评价思路
（1）化学反应原理——化学原理在实际工业上是否可行；
（2）成本要低——原料的选取使用、设备的损耗等；
（3）原料的利用率要高——利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用；
（4）生产过程要快——化学反应速率；
（5）产率要高——化学平衡；
（6）产品要纯——产品的分离、提纯；
（7）环保问题——反应物尽可能无毒无害无副作用，“三废”处理。
【变式训练1·变考法】(2025·四川八市·一诊)工业上制硫酸的流程如下图所示。下列有关说法不正确的是
A. 黄铁矿的主要成分是
B. 图中采用400~500℃是为了提高
的平衡转化率
C. 用98.3%的浓硫酸吸收是防止形成酸雾，减小吸收速度
D. 可以用98.3%的浓硫酸除去
气体中少量的
杂质
【变式训练2·变载体】 (2025·四川内江市·一模)实验室制备草酸亚铁晶体的流程如图所示。已知：H2C2O4
为二元弱酸，
。下列说法错误的是
A. “酸化”后的溶液中：
B. “沉淀”时发生反应的离子方程式：
C. “过滤”所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
D. Fe2+恰好沉淀完全（浓度等于1.0×10-5mol/L）时，“过滤”所得滤液中c(C2O)=2.1×10-2mol/L
【变式训练3·变题型】（2025 届达州市一模）已知某粗银合金主要含Ag，还有少量Au、Pt等金属。工业
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上采用“湿法分离法”提纯贵重金属，流程如图：
已知：①当溶液中某离子浓度小于1.0×10
−5 mol⋅L
−1时，可认为该离子沉淀完全；
②合金中的Au、Pt 分别和王水反应产生HAuCl4、H2PtCl6溶液和NO 气体。
（1）在“溶浸1”过程中，提高溶浸效率的方法是 ，应选择的酸溶液为 。
A．H2SO4 B．HCl C．HNO3 D．CH3COOH
（2）结合图像回答，“沉银”时若将Ag+沉淀完全，所需最佳条件为 。(纵坐标p(Ag)表示溶液中
的Ag 元素含量的变化，横坐标Cl-浓度单位为mol/L)
（3）“置换”时H2SO4的作用是 。
（4）“溶浸2”过程中Pt 与王水反应的化学方程式为 。
（5）“赶硝”的操作方法是 ，若去掉“赶硝”这一步直接还原产生的后果是 。
（6）“还原”时产生Au 的化学方程式为 。
考点二 化工工艺综合流程
知识点1 化工工艺综合流程概述
1．反应条件的控制
操作目的
答题策略
固体原料进行
“粉碎”
颗粒直径， 浸取时的反应速率， 浸取率
酸(或碱)溶
①原料经酸(或碱)溶后转变成 进入溶液中，以达到与 分离的目的
②用碱性溶液吸收 气体原料
灼烧(焙烧)
①除去 单质；②有机物转化、除去 ；③高温下原料与空气中 反应
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等
金属用热碳酸
钠溶液洗涤
除去金属表面的
过滤
与 的分离；要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。 是
难溶于水的物质，如SiO2、PbSO4、难溶的金属氢氧化物和碳酸盐等
萃取与分液
选用合适的萃取剂(如四氯化碳、金属萃取剂)，萃取后，静置、分液——将分液漏
斗玻璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准。下层液体从 放出，上层液体从
倒出
加入氧化剂(或
还原剂)
①转化为 的价态
②除去杂质离子(如把Fe2＋氧化成 ，而后调溶液的pH，使其转化为
沉淀除去)
加入沉淀剂
①生成 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 沉淀
③加入氟化钠，除去
判断能否加其
他物质
要考虑是否引入 (或影响产物的纯度)等
在空气中或在
其他气体中进
行的反应或操
作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否 ；能否达到隔绝空气、防 、防
、防 等目的
调溶液pH
①生成金属 ，以达到除去金属离子的目的
②抑制 水解
③促进盐类水解生成 ，有利于过滤分离
④用pH 试纸测定溶液的pH：将一小块pH 试纸放在洁净干燥的 或
上，用洁净的玻璃棒蘸取少量待测液点在pH 试纸的 ，待试纸变色后再与标
准比色卡对照读数
控制温度
①控制物质的
②防止某些物质 (如H2O2、氨水、草酸)
③控制反应 、使催化剂达到 、防止 的发生
④控制化学反应的 ，使化学平衡移动
⑤煮沸：促进溶液中的 (如氧气)挥发逸出
⑥趁热过滤：减少因降温而 的溶质的量
洗涤试剂
适用范围
目的
蒸馏
水
冷水
产物 溶于水
除去固体表面吸附着的××杂质；可适当
降低固体因为 而造成的损失
热水
有特殊的物质其
溶解度随着温度
除去固体表面吸附着的××杂质；可适当
降低固体因为温度变化 而造成的损
失
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升高而
有机溶剂(酒精、
丙酮等)
固体易溶于水、
溶于有机溶剂
减少 溶解；利用有机溶剂的挥发性
除去固体表面的 ，产品易
饱和溶液
对纯度要求不高
的产品
减少固体
酸、碱溶液
不溶于酸、
碱
除去固体表面吸附着的 溶于酸、碱
的杂质；减少固体溶解
洗涤沉淀方法：向过滤器中加入蒸馏水至 沉淀，待水 流下后，重复以
上操作 次
提高原子利用
率
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
2．物质的分离提纯
方法
目的
过滤
分离难溶物和可溶物，根据特殊需要采用 过滤、 等方法
萃取和分液
利用物质在互不相溶的溶剂里的 不同来分离、提纯物质
蒸发结晶
提取溶解度随温度升高变化 的物质，如NaCl
冷却结晶
提取溶解度随温度升高明显 的物质、易 的物质或 ,如KNO3、
FeCl3、CuSO4·5H2O
蒸馏和分馏
分离 不同且互溶的液体混合物
冷却分离法
利用某些气体易 的特点来分离气体，如合成氨工业中采用冷却法分离氨气和氮
气、氢气
反萃取法
被萃取物萃入有机相后，一般需要使其重新返回 相，此时把负载有机相与反萃剂
(一般为无机酸或碱的水溶液)接触，使被萃取物转入 相，这一过程相当于萃取的
逆过程,故称为反萃取
3．获得产品常用操作
（1）产品（沉淀）洗涤的原因：
①若滤渣是所需要的物质（产品），洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性 ，得到更纯净的沉淀物
（产品）。
②若滤液是所需要的物质（产品），洗涤的目的是洗涤过滤所得到的 ，把有用的物质如
尽可能洗出来。
③防止污染环境：如果滤渣表面含有一些对环境 的物质，如重金属或CN－，为了防止污染环境，往
往要对残渣进行洗涤。
（2）常用基本操作
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操作
目的
洗涤
冷水、热水、饱和溶液或有机溶剂洗涤，减少产品
在气体氛围中蒸发
如从溶液中析出FeCl3、AlCl3等溶质时，应在 气流中加热，以防
蒸发浓缩、冷却结晶如除去KNO3中的少量NaCl，获得 晶体
蒸发结晶、趁热过滤如除去NaCl 中的少量KNO3，获得 晶体
（3）洗涤的方法：
洗涤的方法
注意点
三个得分点
让过滤后的晶体继续留在
过滤器中，加入洗涤剂浸
没晶体，让洗涤液自然流
下，重复2～3 次即可
在洗涤过程中 搅
拌。因为滤纸已经润
湿，如果搅拌很容易搅
破滤纸，造成晶体
注洗涤液→加洗涤液→重复操作
①注洗涤液：沿 向漏斗中注入洗涤
液
②加洗涤液：洗涤液 晶体
③重复操作：重复操作 次
知识点2 化工工艺综合流程答题策略
1．解题方法综述
（1）粗读题干，挖掘图示，明确目的：图示中一般会出现超出教材范围的知识，但题目有提示或者问题
中不涉及，关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但 将每一种物质都推出，只需问什么推什
么。通过阅读明确生产 ，找到制备物质所需的原料及所含 。
（2）携带问题，精读信息：读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质 (进入与流出)、实验
操作方法。
（3）看清问题，准确规范作答：答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确
性，答题时不具有“连带效应”，即前一问未答出，不会影响后面答题。
2．常用分析方法
（1）首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中
第一种物质( )与最后一种物质( )，从对比分析中找出 之间的关系，弄清生产过程中原料
转化为产品的基本原理和 产品的化工工艺，然后结合题设的问题，逐一推敲解答。
（2）截段分析法：对于用同样的原材料生产两种或多种产品(包括副产品)的工艺流程题，用截段分析法更
容易找到解题的切入点。关键在于看清 产品是如何分开的，以此确定截几段更合适，一般截段
以 为准点。
（3）交叉分析法：有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种 产品，再用这一 产品与
部分其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见
化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析。
3．工艺流程中的物质的确定
（1）基本方法：首先分析题干信息，明确原料 ，看清流程图中的箭头指向，根据物质性质写出相关
的化学反应(离子方程式或化学方程式)，最后根据题干信息确定滤液中物质的成分。
（2）物质的成分确定：
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循环物质
的确定
（1）呈现方式：
①流程图中 箭头的物质。
②生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某
一步 的相关物质。
（2）判断方法：
①从流程需要加入的物质去找：先观察流程中需要加入的物质，再研究后面的流程
中有没有 此物质。
②从能构成可逆反应的物质去找：可逆反应的反应物不能完全转化，应该 再
利用。
④从过滤后的母液中寻找：析出晶体经过过滤后的溶液称为母液，母液是该晶体溶
质的饱和溶液，应该 再利用。
副产品的
确定
①副产品是 ，不是反应物；②从流程图上看，是 产品；③根据制备的
目的看，不是 产品；④通常是人类生产、生活有用的、无毒的、不污染
的产品。
滤渣成分
的确定
①过量的 ；②原料中 的物质；③由原料转化的 ；④
由杂质转化的 。
4．工艺流程中常见问题及答题模板
（1）“操作或措施”答题模板
操作或措施
答题模板
从溶液中得到
晶体的操作
蒸发浓缩→ →过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇
洗等)→
蒸发结晶的操
作
将溶液转移到 中加热，并用 不断搅拌，待有大量晶体出现
时停止加热，利用余热蒸干剩余水分
证明沉淀完全
的操作
静置，取上层 ，加入××试剂(沉淀剂)，若没有 生成，说明沉淀完全
洗涤沉淀的操
作
沿 向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至 ，静置使水
流干，重复操作数次
（2）“目的或原因”答题模板
目的或原因
答题模板
沉淀水洗的目的
除去××( )杂质
沉淀用乙醇洗涤的目的
A．减小固体的 ；B．除去固体表面吸附的 ；C．乙醇
挥发带走水分，使固体
冷凝回流的作用及目的
防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的
控制溶液pH 的目的
防止××离子水解；防止××离子 ；确保××离子沉淀 ；防
止××溶解等；促进/抑制××气体吸收/逸出
加过量A 试剂的原因
使B 物质反应 (或提高B 物质的 )等
温度不高于××℃的原因
温度过高××物质 (如H2O2、NH3·H2O、浓硝酸、NH4HCO3等)
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或××物质 (如浓硝酸、浓盐酸)或××物质 (如Na2SO3
等)或促进××物质 (如AlCl3、FeCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发)的
原因
减小压强，使液体沸点 ，防止××物质受热 (如H2O2、浓
硝酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛
围
抑制××离子的 (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
的原因
除去溶解在水中的 ，防止××物质被
反应容器中和大气相通
的玻璃管的作用
指示容器中压强大小，避免反应容器中压强
考向1 考查化工工艺流程与物质制备
例1 （2025·四川巴中·三模）工业上用钛铁矿(主要含FeTiO3和少量SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3等)通过
如图所示工艺流程制取钛，并进一步回收镁、铝、铁等的化合物。
已知：①酸浸后，钛主要以
形式存在；
为强电解质，在溶液中仅能电离出
和一种正
离子；
25℃
②
，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的
如表所示。
金属离子
开始沉淀的
2.2
6.5
3.5
9.5
恰好沉淀完全
时的
3.2
9.7
4.7
11.1
（1）若要使“分步沉淀”后母液中Fe3+浓度不超过
，则此时溶液pH 至少为多少？
。
（2）“酸浸”时，FeO 与硫酸反应的离子方程式是 。
（3）从水解平衡角度解释“水浸”时生成H2TiO3的原因可能是 。
（4）“分步沉淀”：用氨水逐步调节
至11.1，依次析出的沉淀是： 、Mg(OH)2。
（5）若在“酸浸”后的溶液中加入适量的H2O2，其作用是 。
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思维建模 流程图综合分析模型
【变式训练1·变载体】（2025·湖南卷）一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量
的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液
的工
艺流程如下：
已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。
②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为0.1mol/L)开始沉淀和完全沉淀
的
：
Fe3+
Al3+
Cu2+
Ni2+
Co2+
Mn2+
开始沉淀的pH
1.9
3.3
4.7
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的pH
3.2
4.6
6.7
8.9
9.4
10.1
回答下列问题：
（1）基态
的价层电子排布式为 。
（2）“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是 (写化学式)；SO2还原Co2O3的化学方程式为
。
（3）“沉铁”时，Fe2+转化为Fe2O3的离子方程式为 ，加热至
的主要原因是 。
（4）“沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中
不超过
mol/L。
（5）“第二次萃取”时， 、 (填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M
表示金属元素)更稳定，这些配合物中氮原子的杂化类型为 。
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【变式训练2·变考法】（2025 届四川宜宾叙州区一模）草酸钴在化学中应用广泛，可以用于制取催化剂和
指示剂。以钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)2，还含有少量SiO2、Al2O3、CuO、FeO 及MnO2杂质]
制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示：
常温下，有关沉淀数据如表 (完全沉淀时，金属离子浓度≤1.0×10
−5 mol⋅L
−1)。
沉淀
Mn(OH)2
Co(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
恰好完全沉淀时pH
10.1
9.4
6.7
2.8
5.2
回答下列问题：
（1）“浸取”前，需要对钴矿进行粉碎处理的目的是 ；浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、
Cu2+、Mn2+和SO 离子，写出“浸取”时，Co2O3发生反应的化学方程式： ，写出基态Mn 原子的价
电子排布式 。
（2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。
（3）常温下，“调节pH”得到的沉淀X 的主要成分是 ，若“调节pH”后，溶液c(Co2+)>0.1mol/L，
则需调节溶液pH 的范围是 (忽略溶液的体积变化)。
（4）“提纯”分为萃取和反萃取两步进行，先向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂(HA)2，发生反应：
Co
2++n (HA)2⇌CoA2⋅(n−1)(HA)2+2H
+。当溶液pH 处于4.5 到6.5 之间时，Co2+萃取率随着溶液pH 增大
而增大，其原因是 ；反萃取时，应加入的物质是 (填溶液名称)。
（5）钴的氧化物常用作颜料或反应催化剂，可以由草酸钴晶体在空气中加热制取，取36.6g 草酸钴晶体，
在空气中加热至恒重，得到CoO 与Co3O4的混合物15.8g，该混合物中CoO 与Co3O4的物质的量之比为
。
考向2 考查化工工艺流程与化学原理
例2（2025 届四川内江一模）以银锰精矿（主要含Ag2S、MnS、FeS2）和氧化锰矿（主要含MnO2）为原
料联合提取银、锰及MnO2的一种流程如图：
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已知：酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe3+。
（1）“浸锰”过程中锰元素浸出，发生反应MnS(s)+2H
+(aq)=Mn
2+(aq)+H2S(aq)，同时去除FeS2。
①“浸锰”前，需将矿石磨碎，其目的是 。
②去除FeS2时，FeS2与MnO2转化为铁盐和硫酸盐，该反应的离子方程式为 。
（2）FeS2晶胞如图所示。已知：晶胞密度为ρ g⋅cm
-3，阿伏加德罗常数为NA。
①Fe元素基态原子的价层电子排布式为 。
②晶胞中阴离子之间的最短距离为 pm（用含有ρ、NA的代数式表示）。
（3）“除杂”时，若溶液中c(Mn
2+)=0.2mol/L，欲使溶液中Fe
3+浓度小于1.0×10
-5mol/L，需控制pH
范围为 （已知：室温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10
-38，Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10
-13，lg2=0.3）。
（4）沉锰过程在pH 为7.0 条件下充分进行，反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。沉锰反应中，锰
沉淀率在30° C左右达最大的原因是 。
（5）用惰性电极电解硫酸酸化的MnSO4溶液制备MnO2的装置如图，阳极的电极反应式为 ；
若转移的电子数为6.02×10
22，左室溶液中最终n(H
+)的变化量为 。
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思维建模 化学工艺流程常涉及的化学反应原理
（1）沉淀溶解平衡的相关应用：①沉淀的最小浓度控制；②沉淀转化的条件。
（2）反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用：①反应速率控制；②化学平衡移动；③化学平衡常
数的应用；④反应条件的控制。
（3）氧化还原反应的具体应用：①强弱规律；②守恒规律；③选择规律。
（4）盐类水解的具体应用：①水解规律；②水解反应的控制(抑制或促进)。
【变式训练1·变载体】（2025·河北卷）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工
艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。过程如下：
已知：铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
回答下列问题：
（1）基态铬原子的价层电子排布式： 。
（2）煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式： 。
（3）浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：Fe2O3、H2SiO3、 、 (填化学式)。
（4）酸化工序中需加压的原因： 。
（5）滤液Ⅱ的主要成分： (填化学式)。
（6）补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
（7）滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称)
【变式训练2·变考法】（2025 届四川遂宁中学校·一模）α- Fe2O3粉体具有广泛的用途。工业上用黄钠铁矾
渣[主要成分为Na2Fe6(SO4)4(OH)12，还含有Ni、Ba、Ca、Pb、Mg、Co 等硫酸盐及SiO2]制备高纯度的α-
Fe2O3粉体的工艺流程如下图所示：
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已知：常温下，有关离子沉淀的pH 和物质的溶度积常数分别如表1 和如表2 所示：
表1 有关离子沉淀的pH
离子
Fe3+
Fe2+
Ni2+
Co2+
开始沉淀pH
2.2
5.8
6.9
7.2
完全沉淀pH(c =1.0×10−5 mol·L−1)
3.2
8.3
8.9
9.2
表2 物质的溶度积常数
物质
CoS
NiS
FeS
Ksp
3.0 × 10−26
1.42 × 10−24
3.7 × 10−19
回答下列问题：
（1）“焙烧”中，无烟煤除了用作燃料以外，还用作 。
（2）“酸浸”后，浸渣的主要成分有 ，能提高浸出率的措施有 (任写两点即可)。
（3）“沉钙、镁”中，溶液的pH 不宜太小或太大，应保持在5 左右的原因是 。
（4）“沉镍、钴”中，最先沉淀的离子是 (填离子符号)，若要将溶液中的镍和钴完全沉淀，溶液
中的c(S2−)不低于 mol·L−1。
（5）“沉铁”中，发生反应的离子方程式为 。
1．（2025·四川卷）一种主要成分为Ca3(PO4)2和KAlSi3O8的高钾磷矿，通过如下流程可制得重要的化工产
品白磷(P4)、K2CO3、Al2O3。其中，电炉煅烧发生的反应为：
。
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下列说法错误的是
A. “电炉煅烧”必须隔绝空气
B. 浸渣的主要成分是CaSiO3
C. “炉气水洗”使P4溶于水而与CO 分离
D. “中和沉淀”需要控制溶液的pH
2．（2025·甘肃·高考真题）处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下：
下列说法正确的是
A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式：
B．“碱浸”过程中NaOH 固体加入量越多，Al(OH)3沉淀越完全
C．“氧化”过程中铁元素化合价降低
D．“沉锂”过程利用了
的溶解度比
小的性质
3．（2025·云南·高考真题）稻壳制备纳米Si 的流程图如下。下列说法错误的是
A．
可与NaOH 溶液反应
B．盐酸在该工艺中体现了还原性
C．高纯Si 可用于制造硅太阳能电池
D．制备纳米Si：
4．（2024·北京卷）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A．I 的化学方程式：3FeS2+8O2
Fe3O4+6SO2
B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
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C．将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生
D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
5．（2025·甘肃·高考真题）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、As2O3及Cu、Zn、Pb 的硫酸盐)
中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下：
已知：As2O3熔点314℃，沸点460℃
分解温度：
，
，
，
高于
（1）设计焙烧温度为600℃，理由为 。
（2）将SO2通入Na2CO3和Na2S 的混合溶液可制得Na2S2O3，该反应的化学方程式为 。
（3）酸浸的目的为 。
（4）从浸出液得到Cu 的方法为 (任写一种)。
（5）某含Pb 化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶
胞参数
，
。Cs 与Pb 之间的距离为 pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化
合物的化学式为 ，晶体密度计算式为
(用带有阿伏加德罗常数NA的代数式表示
和
分别表示Cs、Pb 和Br 的摩尔质量)。
6 （2025·四川卷）为了节约资源，减少重金属对环境的污染，一研究小组对某有色金属冶炼厂的高氯烟道
灰(主要含有
等)进行研究，设计如下工艺流程。实现了
铜和锌的分离回收。
回答下列问题：
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（1）铜元素位于元素周期表第_______周期、第_______族。
（2）“碱浸脱氯”使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀。其中，铜盐发生反应的化学方程式为
_______。
（3）滤渣①中，除SiO2外，主要还有_______。
（4）“中和除杂”步骤，调控溶液pH=3.5 左右，发生反应
离子方程式为_______。
（5）“深度脱氯”时，Cl-的存在使锌粉还原产生的Cu 与Cu2+反应，生成能被空气氧化的CuCl 沉淀，使
Cl-被脱除。欲脱除1.0molCl-，理论上需要锌粉_______mol。
（6）CuCl 可以通过_______(填标号)将其溶解，并返回到_______步骤中。
a．盐酸酸化、双氧水氧化 b．硫酸酸化、KMnO4氧化
c．硝酸酸化和氧化 d．硫酸酸化、双氧水氧化
（7）“电解分离”采用无隔膜电解槽，以石墨为阳极，铜为阴极。
①“电解分离”时，阴极产生大量气泡，说明铜、锌分离已完成，其理由是_______。
②“电解分离”前，需要脱氯的原因有_______。
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