文档文本内容
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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............................................................................................................................
1
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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”：原料预处理、核心化学反应、产品的分离与提纯。
（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将矿石粉碎；②适当加热加快反应速率；③充分搅拌；④适当提高
浸取液的浓度等
分析“浸出率”图表，解释“浸出率”高低变化的原因(“浸出率”升
高一般是反应温度升高，反应速率加快；但当“浸出率”达到最大值
后，温度升高“浸出率”反而下降，一般是反应试剂的分解或挥发)。
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高温下硫化物与空气中氧气反应(如FeS2与氧气生成氧化铁和二氧化
硫)；②除去硫、碳单质；③有机物转化(如蛋白质燃烧)、除去有机物
等
酸性气体的吸
收方法
常用碱性溶液吸收(如SO2用Na2CO3或NaOH 溶液吸收)
控制条件
除去杂质的方
法
加氧化剂，转变金属离子的价态(如Fe2＋→Fe3＋)
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调节溶液的pH
调溶液pH 常用氢氧化钠、碳酸钠、金属氧化物[还有酸性气体(SO2)、
稀盐酸或稀硫酸]等。常利用题给金属离子沉淀的pH 信息，使特定金
属离子以氢氧化物沉淀出来
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
滤渣、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
确定循环物质
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，蒸发结晶；
②晶体带结晶水，如胆矾等；将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；
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：
蒸发浓缩结晶，趁热过滤；
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：
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
晶体的洗涤
用乙醇等有机溶剂洗涤晶体的目的：可以除去晶体表面可溶性的杂质
和水分、减少晶体溶解损耗，利用乙醇的易挥发性，有利于晶体的干
燥。
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了解生产目的、原料及产品；②了解题目提供的信息；③分析各步的反应条件、原理及物质成分；④理
解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。
（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：进入的是投料(反应物)，出去的是含产品中元素的物质(流程方向)、副产物或杂质(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
【答案】B
【解析】相同温度时溶解度SrCO3<SrSO4，溶解度大的物质能转化为溶解度小的物质，所以将青石矿粉和
NH4HCO3溶液、一水合氨充分混合反应，过滤后得到的粗SrCO3中含有杂质SiO2、BaSO4。粗SrCO3焙烧
分解转化成氧化锶和二氧化碳，氧化锶与水反应生成易溶于水的氢氧化锶，难溶的SiO2和BaSO4进入浸渣
中，浸液中含有Sr(OH)2，此时加入(NH4)2SO4溶液，生成沉淀SrSO4，据此分析解题。A．“转化”中反应温
度不宜过高，防止一水合氨分解使NH3 逸出，A 正确；B．“转化”时，总反应的离子方程式是
，B 错误；C．“煅烧”时主要发生SrCO3的分
解反应，“浸取”时主要发生的是化合反应：SrO+H2O=Sr(OH)2，C 正确；D．“沉淀”时加入硫酸铵，发生反
应
，D 正确；故选B。
【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。
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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
【答案】C
【解析】硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)加硫酸溶解，金属氧化物转化为金属阳离子，二氧化硅不溶，再
加FeS2把铁离子还原为亚铁离子，同时生成SO4
2-，过滤，滤渣含有SiO2和FeS2，滤液中含有Fe2+和H+，
滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节pH 生成FeOOH 沉淀，过滤、洗涤、烘干，得到纯净的
FeOOH。A 项，适当提高硫酸浓度，增大氢离子浓度，可增大反应速率，A 正确；B 项，有关的离子方程
式为FeS2+14Fe3++8H2O=2 SO4
2-+15Fe2++16H+，反应中FeS2的Fe 元素化合价不变，S 元素化合价升高，则
SO4
2-为氧化产物，Fe3+转化为Fe2+，化合价降低，Fe2+为还原产物，则“还原”时氧化产物与还原产物质的
物质的量之比为2∶14=1∶7，B 正确；C 项，滤液中含有硫酸亚铁和过量的硫酸，且生成氢离子，则“过滤
I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+和H+，C 错误；D 项，滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节pH
生成FeOOH 沉淀，发生的离子方程式为4Fe2++8NH3•H2O+O2=8NH4
++4FeOOH↓+2H2O，D 正确；故选C。
【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：
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
【答案】B
【解析】废旧镍-镉电池中含有镍、镉、铁及少量钴的低价氧化物和有机质等粉碎后，灼烧除去有机质，用
硫酸酸浸后生成硫酸亚铁、硫酸镉、硫酸镍和硫酸钴，二氧化锰氧化亚铁离子生成铁离子，用氨水或氧化
h 镍调节溶液的pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，硫酸铵沉镍生成晶体，碳酸氢铵沉镉生成碳酸镉；
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A．“氧化”工序中，在酸性条件下MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为
，A 正确；B．为避免生成Ni(OH)2沉淀，需控制溶液中的c(OH-)，利用
Ni(OH)2的溶度积计算，0.02×c2(H+)=2.0×10-15，可得c(OH-)=10-6.5mol/L，则c(H+)=10-7.5mol/L，因此应控制
pH 小于7.5，B 错误；C．“沉镉”时发生的反应为
，因此滤液1 的主要成分为(NH4)2SO4，经处理
之后可循环至沉镍工序中使用，C 正确；D．“调pH”的目的是使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，为避免引入对
后续工序产生影响的杂质，试剂X 可选择氨水或NiO，D 正确；答案选B。
【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
【答案】（2）分离铁离子和铜离子，富集铜元素
（3）滴加稀硫酸 蒸发浓缩、冷却结晶
（4）2AuCl4
−+3H2C2O4=2Au↓+6H++8Cl-+6CO2↑
（5）AgCl ac
【解析】硫铁矿烧渣中加入硫酸，氧化铁转化为硫酸铁，氧化铜转化为硫酸铜，过滤后滤液中含有铁离子
和铜离子，滤渣1 中主要成分为Ag 和Au，滤液中加入溶剂RH，铜离子与RH 反应转化为CuR2，CuR2经
过系列操作得到胆矾。滤渣1 中加入HNO3-NaCl 溶金，Au 转化为HAuCl4，Ag 转化为AgCl，HAuCl4与草
酸反应生成Au，AgCl 与氨水反应生成银氨溶液，最后转化为Ag。
（2）通过步骤①，Cu2+与RH 反应生成了CuR2，通过分液得到含有CuR2的溶液和含有Fe3+的水层，实现
了Cu2+和Fe3+的分离，从而达到富集铜元素的目的。
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（3）步骤②从CuR2的溶液中制取胆矾，先取含CuR2溶液于分液漏斗，滴加稀硫酸使得2RH+Cu2+
CuR2+2H+ 化学平衡逆向移动，将CuR2转化为铜离子，振荡静置后，分离出水层，再经过蒸发浓缩、冷却
结晶得到胆矾。
（4）步骤③中AuCl4
−与草酸反应生成Au，Au 元素得电子则H2C2O4失电子生成二氧化碳，结合原子守恒
和电荷守恒可知，离子方程式为2AuCl4
−+3H2C2O4=2Au↓+6H++8Cl-+6CO2↑。
（5）根据分析可知溶金过程中Ag 与HNO3 先反应生成银离子，银离子结合NaCl 中的氯离子生成AgCl 沉
淀，则滤渣2 化学式为AgCl。步骤④将银氨溶液转化为Ag 单质，Ag 元素得电子则需要加入还原剂，Cu
金属活动性强于Ag，可与[Ag(NH3)2]+反应生成Ag，Pt 金属活动性弱于Ag，不与[Ag(NH3)2]+反应，
HCHO 具有还原性，能与[Ag(NH3)2]+反应生成Ag，硫酸中S 已经是最高价态，不能与[Ag(NH3)2]+反应生成
Ag，故答案选ac。
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：
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
【答案】C
【解析】钴废渣主要 成分为CoO、Co2O3，还含有Al2O3、ZnO 等杂质，加入硫酸酸浸并通入二氧化硫，
纵观整个流程知最后得到CoCO3，说明该过程中二氧化硫起还原作用，硫酸与氧化铝、氧化锌反应，所得
溶液中含有硫酸铝、硫酸锌等，加入碳酸钠溶液调节溶液的pH，使铝离子转化为氢氧化铝沉淀并过滤除
去；加入萃取剂，萃取锌离子，在有机层中加入稀硫酸，可得到硫酸锌，在水相中加入碳酸钠溶液生成
CoCO3固体。A 项，因为温度过高，可能会使用溶液起化学反应，从而无法达到溶浸的目的，酸浸时适当
升高温度可提高酸浸速率，A 项错误；B 项，除铝时加入Na2CO3溶液，发生的反应为：2Al3++3CO3
2-
+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑，过滤后所得滤渣是Al(OH)3，B 项错误；C 项，萃取过程中，多次萃取能使萃取
效率提高，C 项正确；D 项，将含Co2+的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中，碳酸钠过量，液碱性过强，会生
成Co(OH)2沉淀，降低CoCO3的产率，D 项错误；故选C。
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；
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（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
【答案】B
【解析】制硫酸涉及到下列反应：硫黄或黄铁矿在空气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫催化剂作用下加热
反应生成三氧化硫，生产中用浓硫酸代替水吸收SO3，制得发烟硫酸，将发烟硫酸稀释后可制得浓硫酸。
A．黄铁矿的主要成分是FeS2，A 正确； B．二氧化硫反应生成三氧化硫是放热反应，温度较高会使平衡
逆向移动，不利于提高的转化率，选择400-500℃是因为V2O5作催化剂时保持催化活性较好，B 错误；
C．吸收不能用水，用水会生成酸雾，会阻碍的吸收，故工业制硫酸用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止
形成酸雾，以使吸收完全，C 正确； D．98.3%的浓硫酸能吸收三氧化硫，则可以用98.3%的浓硫酸除
去SO2气体中少量的SO3杂质，D 正确；故选B。
【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
【答案】B
【解析】硫酸亚铁铵晶体硫酸酸化，加入过量的草酸，生成的草酸亚铁，难溶于水，可通过抽滤、洗涤并
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干燥获得FeC2O4·H2O，以此分析解答。A．酸化后的溶液中阳离子还有氢离子，根据电荷守恒有等式：
，可得
，A 正确；B．H2C2O4为二元弱酸，
离子方程式中要保留化学式，“ 沉淀” 时发生反应的离子方程式为：
，B 错误；C．“过滤”是固液分离，所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、
玻璃棒，C 正确；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
，D 正确； 故选B。
【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
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 。
【答案】（1）粉碎合金或适当升高温度或适当增加酸溶液浓度或延长溶浸时间 C
（2）25℃、c(Cl
-)=10
-2
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（3）提供酸性环境，加快置换速率
（4）3 Pt +18 HCl+ 4 HNO3=3 H2PtCl6+ 4 NO↑+8 H2O
（5） 通入空气并加热 硝酸会直接与草酸发生氧化还原反应，浪费原料
（6）2HAuCl4+3 H2C2O4=2 Au↓+6CO2↑+8 HCl
【解析】由题给流程可知，向粗银合金中加入硝酸溶液溶浸，将银转化为硝酸银，过滤得到硝酸银溶浸液
和合金；向溶浸液中加入氯化钠溶液，将溶液中的银离子转化为氯化银沉淀，过滤得到氯化银；向氯化银
中加入锌和硫酸溶液，使氯化银转化为银，过滤得到银粉；向合金中加入王水，将金、铂溶解得到含有
HAuCl4、H2PtCl6的溶液，向溶液中通入空气并加热赶走溶液中过量的硝酸，向赶硝后的溶液中加入草酸
溶液，将溶液中的HAuCl4转化为金，过滤得到金粉和含有H2PtCl6的溶液。
（1）粉碎合金、适当升高温度、适当增加酸溶液浓度、延长溶浸时间等措施能提高溶浸效率；由分析可
知，向粗银合金中加入硝酸溶液溶浸的目的是将银转化为硝酸银，故选C，故答案为：粉碎合金或适当升
高温度或适当增加酸溶液浓度或延长溶浸时间；C；
（2）由图可知，25℃氯离子浓度为10—2mol/L 时，溶液中银离子浓度最小，所以沉银所需最佳条件为
25℃、c(Cl
-)=10
-2，故答案为：25℃、c(Cl
-)=10
-2；
（3）由分析可知，置换时加入锌和硫酸溶液的目的是使氯化银转化为银，其中加入硫酸溶液的作用是提
供酸性环境，加快置换速率，故答案为：提供酸性环境，加快置换速率；
（4）由题给信息可知，溶浸2 过程中铂与王水的反应为铂与王水反应生成H2PtCl6、一氧化氮和水，反应
的
化
学
方
程
式
为
3 Pt +18 HCl+ 4 HNO3=3 H2PtCl6+ 4 NO↑+8 H2O，
故
答
案
为
：
3 Pt +18 HCl+ 4 HNO3=3 H2PtCl6+ 4 NO↑+8 H2O；
（5）由分析可知，赶硝的操作为向溶液中通入空气并加热赶走溶液中过量的硝酸，赶硝的目的是防止硝
酸直接与草酸发生氧化还原反应，浪费原料，故答案为：通入空气并加热；硝酸会直接与草酸发生氧化还
原反应，浪费原料；
（6）由分析可知，还原时加入草酸溶液的目的是将溶液中的HAuCl4转化为金，反应的化学方程式为
2HAuCl4+3 H2C2O4=2 Au↓+6CO2↑+8 HCl，故答案为：2HAuCl4+3 H2C2O4=2 Au↓+6CO2↑+8 HCl。
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”
减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率，提高浸取率
酸(或碱)溶
①原料经酸(或碱)溶后转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的
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②用碱性溶液吸收酸性气体原料
灼烧(焙烧)
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
应等
金属用热碳酸
钠溶液洗涤
除去金属表面的油污
过滤
固体与液体的分离；要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶于
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。下层液体从下口放出，上层液体从上
口倒出
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Fe
3 ＋ ，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Ca
2 ＋ 、
Mg
2 ＋
判断能否加其
他物质
要考虑是否引入杂质(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或其他气体是否参与反应；能否达到隔绝空气、防氧化、
防水解、防潮解等目的
调溶液pH
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
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玻璃片或表面皿
上，用洁净的玻璃棒蘸取少量待测液点在pH 试纸的中部，待试纸变色后再与标准
比色卡对照读数
控制温度
①控制物质的溶解与结晶
②防止某些物质分解或挥发(如H2O2、氨水、草酸)
③控制反应速率、使催化剂达到最大活性、防止副反应的发生
④控制化学反应的方向，使化学平衡移动
⑤煮沸：促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出
⑥趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量
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××杂质；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
除去固体表面吸附着的××杂质；可适当
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溶解度随着温度
升高而下降
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，重复以上
操作2 ～
3 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，根据特殊需要采用趁热过滤、抽滤等方法
萃取和分液
利用物质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同来分离、提纯物质
蒸发结晶
提取溶解度随温度升高变化不大的物质，如NaCl
冷却结晶
提取溶解度随温度升高明显增大的物质、易水解的物质或结晶水合物,如KNO3、
FeCl3、CuSO4·5H2O
蒸馏和分馏
分离沸点不同且互溶的液体混合物
冷却分离法
利用某些气体易液化的特点来分离气体，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水相，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，使被萃取物转入水相，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杂质，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滤渣，把有用的物质如目标产物
（
产
品）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有害的物质，如重金属或CN－，为了防止污染环境，往往
要对残渣进行洗涤。
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（2）常用基本操作
操作
目的
洗涤
冷水、热水、饱和溶液或有机溶剂洗涤，减少产品溶解损失
在气体氛围中蒸发
如从溶液中析出FeCl3、AlCl3等溶质时，应在HCl 气流中加热，以防水解
蒸发浓缩、冷却结晶如除去KNO3中的少量NaCl，获得KNO3 晶体
蒸发结晶、趁热过滤如除去NaCl 中的少量KNO3，获得NaCl 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
在洗涤过程中不能搅
拌。因为滤纸已经润
湿，如果搅拌很容易搅
破滤纸，造成晶体损失
注洗涤液→加洗涤液→重复操作
①注洗涤液：沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液
②加洗涤液：洗涤液完全浸没晶体
③重复操作：重复操作2 ～
3 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，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什
么。通过阅读明确生产目的，找到制备物质所需的原料及所含杂质。
（2）携带问题，精读信息：读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(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(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原
料转化为产品的基本原理和分离提纯产品的化工工艺，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。关键在于看清主、副产品是如何分开的，以此确定截几段更合适，一般截段以产
品为准点。
（3）交叉分析法：有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部
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，明确原料成分，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流程图中回头箭头的物质。
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
一步反应的相关物质。
（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
中有没有生成此物质。
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，应该回收再利
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，应该循环再利用。
副产品的
确定
①副产品是生成物，不是反应物；②从流程图上看，是支线产品；③根据制备的目
的看，不是主产品；④通常是人类生产、生活有用的、无毒的、不污染环境的产
品。
滤渣成分
的确定
①过量的反应物；②原料中不参与反应的物质；③由原料转化的生成物；④由杂质
转化的沉淀物。
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→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗
等)→干燥
蒸发结晶的操
作
将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，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，取上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉淀生成，说明沉淀完全
洗涤沉淀的操
作
沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使水自然流
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××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤的目的
A．减小固体的溶解度；B．除去固体表面吸附的杂质；C．乙醇挥
发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流的作用及目的
防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率
控制溶液pH 的目的
防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；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 物质反应完全(或提高B 物质的转化率)等
温度不高于××℃的原因
温度过高××物质分解(如H2O2、NH3·H2O、浓硝酸、NH4HCO3等)或
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××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进
××物质水解(如AlCl3、FeCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发)的
原因
减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝
酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛
围
抑制××离子的水解(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
除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
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过大
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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【答案】（1）3.53
（2）FeO+2H+=Fe2++H2O
（3）TiO2+水解：TiO2++2H2O
H2TiO3+2H+，加热水促进水解平衡右移，生成H2TiO3
（4）Fe(OH)3、Al(OH)3、Fe(OH)2
（5）将Fe2+氧化为Fe3+，便于在后续分步沉淀中除去
【解析】向钛铁矿(主要含FeTiO3和少量SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3等)中加入硫酸，二氧化硅不反应，其
他物质与硫酸反应，过滤，向滤液中加入热水，过滤得到H2TiO3，煅烧得到TiO2，再氯化得到四氯化钛，
四氯化钛和镁反应生成钛和氯化镁，滤液中滴加氨水分步沉淀金属离子得到氢氧化物。
（1）已知Fe(OH)3沉淀完全时
，Fe3+恰好沉淀完全
时的pH 为3.2，此时
，则
。若使母液中Fe3+浓度不超过1.0×10-6mol/L，则
，
pOH=10.47，pH=14-10.47=3.53，所以此时溶液pH 至少为3.53；
（2）FeO 是碱性氧化物，与硫酸反应生成亚铁盐和水，据此写出离子方程式为FeO+2H+=Fe2++H2O；
（3）TiO2+水解的离子方程式为：TiO2++2H2O
H2TiO3+2H+，加热水促进水解平衡右移，生成H2TiO3；
（4）滤液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+，用氨水逐步调节pH 至11.1，由表格数据可知，依次析出的沉淀
是：Fe(OH)3、Al(OH)3、Fe(OH)2、Mg(OH)2；
（5）H2O2具有氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，因为Fe3+在较低pH 时就能沉淀，便于后续除去。
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：
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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 。
【答案】（1）3d84s2
（2）SiO2 SO2+Co2O3+H2SO4==2CoSO4+H2O
（3）
防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成
产率下降
（4）1×10-2
（5）Co2+ Ni2+ sp2
【解析】金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]加入SO2、H2SO4
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进行酸浸还原，得到的滤渣含有SiO2，滤液中含有
，通入空气，调解
pH=3.2，沉铁得到Fe2O3滤渣，继续加入NaOH 调节pH=5.2 沉铝主要得到Al(OH)3，加入萃取剂第一次萃
取Cu2+，分液得到Cu2+的萃取液1，萃余液1 中加入混合萃取剂进行第二次萃取，得到电池级镍钴锰混合
溶液，萃余液2 中电解得到金属锰，据此解答。
（1）Ni 原子的价电子是指3d 和4s 能级上的电子，所以基态Ni 原子的价电子排布式为3d84s2；
（2）由分析可知，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是SiO2；SO2将3 价钴还原为2 价钴，同时由于
硫酸的作用得到CoSO4，化学方程式为SO2+Co2O3+H2SO4==2CoSO4+H2O；
（3）“沉铁”时，Fe2+转化为Fe2O3，铁元素化合价上升，则O2做氧化剂，离子反应为：
；已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，则加热至
200℃的主要原因是防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降；
（4）由表可知，
，“沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，
则
；
（5）由流程可知，第二次萃取时，主要萃取Co2+、Ni2+，因此Co2+、Ni2+与混合萃取剂形成的配合物更稳
定；六元杂环是平面结构，N 原子提供单电子用于环内形成
大π 键，剩余1 对孤对电子形成配位键，N
的价层电子对数为3，是sp2杂化。
【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)。
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（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
。
【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率
Co2O3+ Na2SO3+2H2SO4=2CoSO4+2H2O+ Na2SO4 3d54s2
（2）2Fe
2++ H2O2+2H
+=2Fe
3++2H2O
（3）Cu (OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3 6.7≤pH<7.4
（4）溶液pH 增大，溶液中c(H
+)降低，平衡向正反应方向移动 稀硫酸
（5）1：1
【解析】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(CoC2O4•2H2O)，钴矿中加入Na2SO3、稀硫酸浸取，浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、
Mn2+和SO4
2-离子，则Co、Co(OH)2、Al2O3、CuO、FeO 都和稀硫酸反应生成硫酸盐，MnO2被SO3
2-还原为
Mn2+、Co2O3被还原为Co2+，SO3
2-同时被氧化为SO4
2-，SiO2不溶于稀硫酸，所以浸出渣为SiO2；向滤液中加
入H2O2，H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入NaOH 调节pH 值，Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀而除去，
滤液提纯后加入(NH4)2C2O4 沉钴，得到CoC2O4•2H2O。
（1）反应物接触面积越大，反应速率越快，浸取率越大，所以“浸取”前，需要对钻矿进行粉碎处理的
目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；“浸取“时，Co2O3被还原为Co2+，SO3
2-同时被氧化
为SO4
2-，Co 元素化合价由+3 降低至+2，S 元素化合价由+4 升高至+6，化合价升降守恒、原子守恒可知
Co2O3发生反应的化学方程式为：Co2O3+ Na2SO3+2H2SO4=2CoSO4+2H2O+ Na2SO4，Mn 是25 号元素，
基态Mn 原子的价电子排布式为：3d54s2。
（2）“氧化”时，H2O2 将Fe2+氧化为Fe3+，H2O2中O 元素化合价由+1 降低至-2，Fe 元素化合价由+2 升
高至+3，根据化合价升降守恒、原子守恒以及溶液呈酸性可知发生反应的离子方程式为
2Fe
2++ H2O2+2H
+=2Fe
3++2H2O。
（3）根据表中数据知，当Co2+生成沉淀时，Cu2+、Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀，常温下，“调节pH”
得到的沉淀X 的主要成分是Cu(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3；调节pH 时Cu2+、Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物
沉淀，根据表格中数据可知，pH 应该大于6.7，若“调节pH”后，溶液中c(Co2+)>0.1mol L−1
⋅
，当
c(Co2+)=0.1mol L−1
⋅
时，溶液中c(OH−)= √
Ksp[Co(OH)2]
c(Co
2+)
=
√
Ksp[Co(OH)2]
c(Co
2+)
mol/L=√
10
14.2
−
0.1
mol/L=10
-6.6mol/L，c(H+)= KW
c(OH
-) =10
-14
10
-6.6 mol/L =10−7.4mol/L，溶
液pH=7.4，因此需调节溶液pH 的范围是6.7≤pH<7.4。
（4）当溶液pH 处于4.5 到6.5 之间时，Co2+萃取率随溶液pH 增大而增大，其原因是溶液的pH 增大，溶
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液中c(H+)减小，Co
2++n (HA)2⇌CoA2⋅(n 1
−)(HA)2+2H
+平衡向正反应方向移动；反萃取时，应加入的物
质是稀硫酸，使该可逆反应平衡逆向移动。
（5）36.6g 草酸钴晶体的物质的量为n[CoC2O4·2H2O]= 36.6g
183g/mol =0.2mol，根据Co 原子守恒得n(Co)=
n[CoC2O4·2H2O]=0.2mol，设CoO 的物质的量为xmol，Co3O4的物质的量为ymol，则 x+3y=0.2、75x+
241y=15.8 ，解得x=0.05，y=0.05,因此该混合物中CoO 与Co3O4的物质的量之比为0.05mol：0.05mol=1：
1。
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：
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 。
22
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（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 。
【答案】（1）增大固体与溶液接触面积，加快反应速率，提高浸出效果
2FeS2+15MnO2+28H
+=2Fe
3++15Mn
2++4SO4
2-+14H2O
（2）3d64s2 √2
2 ×
3√
480
ρNA
×10
10pm
（3）3.2<pH<8
（4）温度低于30℃沉锰得速率慢，温度高于30℃，NH4 HCO3分解，沉锰率降低
（5） Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 0.1mol
【解析】根据题干信息分析可知：原料为银锰精矿（主要成分Ag2S、MnS、FeS2）和氧化锰矿（主要成分
MnO2），目标产物为Ag 粉、锰及MnO2。流程图中有两条流程主线，一条以银元素为主元素转化，银锰精
矿和氧化锰矿通过硫酸浸锰，主要发生MnO2+MnS+2H2SO4=S+2MnSO4+2H2O和
3MnO2+2FeS2+6H2SO4=4S+Fe2(SO4)3+3MnSO4+6H2O，Ag2S 不反应，作为浸锰渣进行浸银环节，得到浸
银液，最后转化为Ag 得到粗银粉；另一条以锰元素为主元素，MnS、 MnO2中锰元素转化为MnSO4（杂质
为Fe2(SO4)3）进入浸锰液，加入氨水，调节pH 值，将Fe2(SO4)3生成Fe(OH)3沉淀除去，再加入碳酸氢
铵溶液进行沉锰，将锰离子转化成碳酸锰沉淀，再加入硫酸得到纯净的硫酸锰，经电解得到锰和MnO2，据
此回答。
（1）①“浸锰”前，需将矿石磨碎，其目的是增大固体与溶液接触面积，加快反应速率，提高浸出效
果；
②去除FeS2时，FeS2与MnO2转化为铁盐和硫酸盐，根据得失电子守恒及电荷守恒得离子方程式：
2FeS2+15MnO2+28H
+=2Fe
3++15Mn
2++4SO4
2-+14H2O；
（2）①Fe是第26 号元素，基态原子的价层电子排布式为3d64s2；
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②由图1 知，晶胞中Fe2+共有1
4 ×12+1= 4，S2
2−共有1
8 ×8+ 1
2 ×6= 4，设晶胞边长为apm，该晶胞的密
度为ρ=4×(56+32×2)
a
3×10
−30 NA
g/cm
3= 4.8×10
32
a
3 NA
g/cm
3⇒a=
3√
4.8×10
32
ρNA
，晶胞中阴离子之间的最短距离为1
2
面对角线，为√2
2 ×
3√
480
ρNA
×10
10pm；
（3）“除杂”时，若溶液中c(Mn
2+)=0.2mol⋅L
−1，欲使溶液中Fe
3+浓度小于1×10
-5mol⋅L
−1，
c(OH
-)=√
2×10
−13
0.2
mol/L=1×10
−6 mol/L，pOH=-lg[c(OH
−)]=-lg(1×10
−6)=8，故锰离子不生成
沉淀得pH＜8，c(OH
−)=
3√
4×10
−38
1×10
−5 mol/L=
3√4×10
−11mol/L
pOH=-lg[c(OH
−)]=-lg(
3√4×10
−11)=10.8，故Fe3+符合题意的pH＞14-10.8=3.2，故需控制的pH范围
为3.2<pH<8；
（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℃左右达最大的原因是：温度低于30℃沉锰得速率慢，温度高于30℃，NH4 HCO3分解，沉锰率
降低；
（5）用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO2 时，根据离子的放电顺序，阴极上首先放电的是
H+，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，阳极失电子，发生氧化反应，生成二氧化锰，阳极的电极反应式为
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；若转移的电子数为6.02×1022，根据氢离子和转移电子之间的关系式2H+～
2e-，左室溶液中最终n(H+)的变化量为0.1mol；
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：
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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)
【答案】（1）3d54s1
（2）
（3）Al(OH)3 MgO
（4）增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行
（5）KHCO3
（6）
（7）煅烧
【解析】铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2，与过量KOH 在空气中煅烧，生成
K2CrO4、Fe2O3、MgO，KAlO2、K2SiO3；通入KHCO3、K2CO3CO2浸取，生成Al(OH)3、H2SiO3，Fe2O3、
MgO 不反应，故滤渣Ⅰ为：Al(OH)3、H2SiO3，Fe2O3、MgO，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出
K2CrO4固体，滤液Ⅰ中含有K2CrO4；将K2CrO4中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将K2CrO4转化为
K2Cr2O7，同时副产物KHCO3生成，将K2Cr2O7与KHCO3分离，滤液Ⅱ的主要溶质为KHCO3；Fe(CO)5做
还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的K2CrO4还原为Cr(OH)3，自身转化为Fe(OH)3进入滤渣Ⅱ，KOH 进一步处理得
K2CO3，循环使用，据此分析；
（1）Cr 为24 号元素，基态铬原子的价层电子排布式：3d54s1；
（2）煅烧工序中Fe(CrO2)2与过量KOH、空气中氧气反应生成K2CrO4、Fe2O3、H2O，根据得失电子守恒，
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原子守恒，化学方程式：
；
（3）根据分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分：Al(OH)3、H2SiO3，Fe2O3、MgO；
（4）向K2CrO4中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将K2CrO4转化为K2Cr2O7，加大压强，可以增大CO2
的溶解度，使液体中CO2浓度增大，保证酸化反应充分进行；
（5）根据分析可知，滤液Ⅱ的主要溶质为KHCO3；
（6）Fe(CO)5做还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的K2CrO4还原为Cr(OH)3，自身转化为Fe(OH)3，铁元素由0 价升
高到+3 价，Cr 由+6 价降低到+3 价，根据得失电子守恒，原子守恒，化学方程式：
；
（7）滤渣Ⅱ含有Cr(OH)3和Fe(OH)3可返回煅烧工序。
【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：
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 。
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【答案】（1）还原剂
（2）SiO2、PbSO4、BaSO4、CaSO4 将焙烧产物粉碎、适当增大H2SO4的浓度(或搅拌溶液等)
（3）pH 小于5 时，由HF
H++F−可知，酸性太强，Ca2+、Mg2+可能会因F−浓度太小而不能完全沉淀，
pH 大于5 时，溶液中Fe2+(Co2+、Ni2+)会以氢氧化物的形式沉淀
（4） Co2+ 1.42×10−19
（5）Fe2++HCO3
−+NH3·H2O＝FeCO3↓+H2O+NH4
+
【解析】焙烧时，碳将黄钠铁矾中+3 价的铁还原为+2，硫酸酸浸后二氧化硅不溶，硫酸钡、硫酸铅难溶，
过滤后得到浸渣，向滤液中加入氟化钠沉淀钙离子和镁离子，过滤后滤液中通入硫化氢沉淀镍离子和钴离
子，最后向滤液中加入氨水和碳酸氢铵沉铁得到碳酸亚铁，煅烧碳酸亚铁得到α- Fe2O3粉体，据此解答。
（1）“焙烧”中，无烟煤除了用作燃料以外，还用作还原剂，将黄钠铁矾中+3 价的铁还原为+2，故答案
为：还原剂；
（2）“酸浸”后，硫酸镁、硫酸镍、硫酸钴、硫酸亚铁，部分硫酸钙溶于水，形成混合溶液，难溶于水
的硫酸钡、硫酸铅、二氧化硅，部分硫酸钙进入滤渣中，所以浸渣的主要成分有硫酸钡、硫酸铅、二氧化
硅，硫酸钙，能提高浸出率的措施有将焙烧产物粉碎，适当的增大硫酸浓度、加快搅拌等，故答案为：
SiO2、PbSO4、BaSO4、CaSO4；将焙烧产物粉碎，适当的增大硫酸浓度；
（3）“沉钙、镁”中，溶液的pH 不宜太小或太大，若pH 太小，由HF
H++F−可知，酸性增强，H+与
F-生成HF，降低了F-的浓度，导致钙、镁离子不能沉淀，若pH 大于5，溶液的Fe2+、Co2+、Ni2+会形成氢
氧化物沉淀，影响α-Fe2O3粉体的产量，故答案为：pH 小于5 时，由HF
H++F−可知，酸性太强，Ca2+、
Mg2+可能会因F−浓度太小而不能完全沉淀，pH 大于5 时，溶液中Fe2+(Co2+、Ni2+)会以氢氧化物的形式沉
淀；
（4）由于CoS 和NiS 均为AB 型，且CoS 的Ksp 更小，所以“沉镍、钴”中，最先沉淀的离子是Co2+，
若要将溶液中的镍和钴完全沉淀，即Ni2+完全沉淀即可，根据Ksp（NiS）=c（Ni2+）×c（S2-），则溶液中
的c（S2-）=1.42×10
−24
1×10
−5
mol•L-1=1.42×10-19mol•L-1，故答案为：Co2+；1.42×10-19；
（5）“沉铁”中，发生反应的离子方程式为Fe2++HCO3
−+NH3·H2O＝FeCO3↓+H2O+NH4
+。
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
【答案】C
【解析】主要成分为Ca3(PO4)2和KAlSi3O8的高钾磷矿，与焦炭经电炉煅烧生成CaSiO3、KAlO2、P4气体、
CO 气体，炉气水洗，磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷，尾气为不溶于水的CO，燃烧生成CO2，用于中和
沉淀；炉渣经水浸，浸渣主要成分为不溶于水的CaSiO3，浸液中通入CO2，生成Al(OH)3、K2CO3，过滤
Al(OH)3经燃烧得Al2O3；滤液主要成分为K2CO3，据此分析；A．“电炉煅烧”时生成P4，P4可与氧气反
应，故必须隔绝空气，A 正确；B．根据分析可知，浸渣的主要成分是CaSiO3，B 正确；C．“炉气水洗”
因P4、CO 均不溶于水，磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷，使P4与CO 分离，C 错误；D．“中和沉淀”时
通入的二氧化碳形成的弱酸，不会溶解生成的Al(OH)3（只溶于强酸强碱中），但需要控制溶液的pH，防
止生成KHCO3，D 正确；故选C。
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
【答案】A
【解析】酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)加入铁粉“沉铜”，置换出Cu 单质，溶液加入NaOH 碱
浸，过滤得到Al(OH)3沉淀，滤液加入H2O2，把Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀，在经过多步操作，最后加入
Na2CO3，得到Li2CO3沉淀。A．“沉铜”过程中铁置换出铜单质，发生反应的离子方程式：
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，A 错误；B．Al(OH)3是两性氢氧化物，NaOH 过量，则Al(OH)3会溶解，B 错误；
C．“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+，铁元素化合价升高，C 错误；D．加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀，
利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质，D 正确；答案选D。
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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：
【答案】B
【解析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO2，纳米SiO2和Mg 在650℃发生置换反应生成MgO 和纳米Si，加
盐酸将MgO 转化为MgCl2，过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。A．SiO2是酸性氧化物，与NaOH 反应生成
Na2SiO3和H2O，A 正确；B．盐酸参与的反应为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，该反应是非氧化还原反应，盐
酸体现酸性，没有体现还原性，B 错误；C．高纯硅可以将太阳能转化为电能，故可用于制硅太阳能电
池，C 正确；D．SiO2和Mg 在650℃条件下发生置换反应得到MgO 和纳米Si，反应的化学方程式为
，D 正确；答案选B。
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
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
【答案】B
【解析】黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，SO2和空气中的O2在
400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3，用98.3%的浓硫酸吸收SO3，得到H2SO4。A 项，
反应I 是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，化学方程式：
3FeS2+8O2=====Fe3O4+6SO2，故A 正确；B 项，反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产
成本，如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率，故B 错误；C 项，将黄铁矿换成硫黄，则
不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，故C 正确；D 项，硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液
吸收，故D 正确；故选B。
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：
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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)。
【答案】（1）使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，同时使As2O3沸腾收集
（2）4SO2+Na2CO3+2Na2S=3Na2S2O3+CO2
（3）分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液
（4）电解法或置换法
（5）
CsPbBr3
【解析】铜冶炼烟尘(主要含S、As2O3及Cu、Zn、Pb 的硫酸盐)焙烧将S 转化为二氧化硫，As2O3因沸点低
被蒸出，设计温度为600℃，根据已知信息，硫酸铜被分解，生成氧化铜，硫酸锌和硫酸铅未分解，加水
浸取后，硫酸锌溶于水形成溶液被分离出去，留下氧化铜，硫酸铅，加硫酸溶解，硫酸铅不溶于硫酸，氧
化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，硫酸铜经过电解或置
换法转化为铜，据此解答。
（1）设计焙烧温度为600℃，使硫酸铜分解，而硫酸锌和硫酸铅不分解，使As2O3沸腾收集，故答案为：
使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，使As2O3沸腾收集；
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（2）将SO2通入Na2CO3和Na2S 的混合溶液可制得Na2S2O3，根据元素守恒可知还生成了二氧化碳，该反
应的化学方程式为4SO2+Na2CO3+2Na2S=3Na2S2O3+CO2，故答案为：4SO2+Na2CO3+2Na2S=3Na2S2O3+CO2；
（3）酸浸时，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出
液主要为硫酸铜，故酸浸的目的为分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液；
（4）浸出液主要为硫酸铜，经过电解或置换法转化为铜，故从浸出液得到Cu 的方法有：电解法或置换
法；
（5）某含Pb 化合物室温下晶胞如图所示，Cs 位于体心，个数为1，Pb 位于顶点，个数为
=1，Br 位
于棱心，个数为
=3，该化合物的化学式为CsPbBr3，Cs 位于体心，Pb 位于顶点，Cs 与Pb 之间的距
离为体对角线的一半，由于晶胞参数
，
℃，Cs 与Pb 之间的距离为
pm，
该晶体密度计算式为
，故答案为：
；CsPbBr3；
。
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：
（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_______。
【答案】（1） ①四 ②ⅠB
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（2）2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3
（3）PbSO4 （4）
（5）0.5 （6） ① d
②碱浸脱氯
（7）① 放电顺序：Cu2+>H+>Zn2+，阴极产生大量气泡，说明溶液中已经没有Cu2+，Zn2+因氧化性弱于氢离
子未参与反应，留在溶液中，实现铜、锌的分离 ②. 若不脱氯，Cl-在阳极被氧化生成Cl2污染环境，
氯气可与阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存在安全隐患，且影响铜、锌分离效果
【解析】烟道灰先通过“碱浸脱氯”，使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀，即把CuCl2和ZnCl2转
化为碱式碳酸盐沉淀，再用稀硫酸进行酸浸，除去PbO 和SiO2。“中和除杂”通过调节pH 值使Fe3+转化
为氢氧化铁沉淀而除去。“深度脱氯”时，发生的反应为Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl，Zn+Cu2+=Zn2++Cu，可通
过比例关系计算出需要锌粉的量。CuCl 要溶解并返回到前面的流程中，就不能引入新的杂质离子。“电解
分离”时离子的放电顺序Cu2+在H+之前，Zn 2+在H+之后，产生大量气泡时，说明H+开始放电，即Cu2+已
经全部反应完，铜、锌分离已完成。
（1）铜是29 号元素，其核外电子排布为[Ar]3d104s1，根据元素周期表的结构，电子层数等于周期数，铜有
4 个电子层，所以位于第四周期；其价电子构型为3d104s1，属于第ⅠB 族。
（2）“碱浸脱氯”时，碳酸钠与氯化铜反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]、氯化钠和碳酸氢钠，化学方
程式为2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3。
（3）烟道灰中的PbO 与稀H2SO4反应生成PbSO4沉淀，SiO2不与稀H2SO4反应，所以滤渣①中除SiO2
外，还有PbSO4。
（4）“中和除杂”步骤，调控溶液pH = 3.5 左右，此时溶液中的Fe3+会水解生成氢氧化铁沉淀，离子方程
式为
，加入的Zn2(OH)2CO3与H+反应，促进Fe3+的水解平衡正向移动，
，总离子方程式为
；
（5）“深度脱氯”时发生的反应为Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl，从反应可知脱除2mol Cl-需要1mol Cu，而Zn
与Cu2+反应生成Cu 的反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，即生成1mol Cu 需要1mol Zn。所以脱除1.0mol Cl-，根据
反应比例关系，理论上需要锌粉0.5mol。
（6）a．盐酸酸化和双氧水氧化使CuCl 转化为CuCl2，而最终要获得的是硫酸锌，氯离子为杂质，不能用
盐酸，a 错误；b．KMnO4氧化会引入Mn2+、K+等杂质离子，b 错误；c．硝酸酸化和氧化会引入NO，c 错
误；d．CuCl 能被硫酸酸化的双氧水氧化，且没有引入杂质， d 正确；
故答案为：d；硫酸酸化、双氧水氧化后的溶液可以返回到碱浸脱氯步骤。
（7）①“电解分离”时，放电顺序：Cu2+>H+>Zn2+，阴极发生还原反应，阴极产生大量气泡，说明溶液中
已经没有Cu2+（因为Cu2+会先在阴极得到电子被还原），Zn2+因氧化性弱于氢离子未参与反应，留在溶液
中，此时溶液中的H+得到电子生成H2，产生气泡，所以说明铜、锌分离已完成。
②“电解分离”前，需要脱氯是因为Cl-在阳极会被氧化生成Cl2，污染环境，采用无隔膜电解槽，氯气可
与阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存在安全隐患，同时Cl-存在会使锌粉还原产生的Cu 与Cu2+反应
生成CuCl 沉淀，影响铜的纯度。
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