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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 流程中原料的预处理...........................................................................................................
知识点1 流程中原料的预处理方法及目的...........................................................................................
考向1 考查流程中原料的预处理方法....................................................................................................
考点二 流程中反应条件的控制.......................................................................................................
知识点1 流程中反应条件的控制方法........................................................................................................
考向1 考查流程中反应条件的控制............................................................................................................
考点三 物质的分离与提纯...............................................................................................................
知识点1 有关沉淀的洗涤............................................................................................................................
知识点2 产品分离、提纯的常用方法........................................................................................................
考向1 考查洗涤的方法................................................................................................................................
考向2 考查分离、提纯方法选择................................................................................................................
考点四 题型突破方法.......................................................................................................................
知识点1 常考无机化工流程的呈现形式....................................................................................................
知识点2 题型突破方法................................................................................................................................
考向1 考查回收再利用................................................................................................................................
考向2 考查物质的制备................................................................................................................................
04 真题溯源·考向感知...........................................................................................................................
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
物质的制备、检
验、分离提纯等
实验基本操作和
基本实验原理在
化工生产中的实
际应用
选择题
非选择题
T15
T15
考情分析：
分析近两年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：
1.从考查题型和内容上看，高考命题以非选择题呈现，主要考查物质的制备、检验、分离提纯等实验基本
操作和基本实验原理在化工生产中的实际应用。考查内容主要有以下四个方面：
（1）物质制备类化工流程题综合分析；
（2）提纯类化工流程题综合分析；
（3）化学原理类化工流程综合分析，考查沉淀的生成、溶解和转化等在工业生产中的应用；
（4）图像、图表信息加工类化工流程综合分析。
2.从命题思路上看，侧重以实际工业生产为背景，将化工生产过程中主要生产阶段——生产流程用框图形
式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，涉及了化工生产过程中所遇到的生产成本、产
品提纯、环境保护等实际问题。
3.2026 高考预测：2026 年高考对工业流程题将主要考查物质的制备、检验、分离提纯等实验基本操作和
基本实验原理在化工生产中的实际应用。
4.根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几个方面：
（1）流程中原料的预处理。
（2）流程中反应条件的控制。
（3）物质的分离与提纯。
（4）题型突破方法。
复习目标：
1．培养从试题提供的新信息中准确地提取实质性内容，并与已有知识块整合重组为新知识块的能力。
2．培养将分析和解决问题的过程及成果用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达并做出解释
的能力。
2
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考点一 流程中原料的预处理
知识点1 流程中原料的预处理方法及目的
方法
目的
研磨、雾化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触
面积，以加快反应速率或使反应更充分
水浸
与水接触反应或溶解
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
3
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碱浸
除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
灼烧
除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除
去可燃性杂质
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
考向1 考查流程中原料的预处理
例1 （2025·安徽芜湖·一模）铬作为一种重要的战略金属资源，广泛应用于钢铁、冶金、化工、医药以及
航空航天等领域。由高碳铬铁合金粉末（主要为碳、铬、铁的合金，还含有少量的镁、铝、硅的氧化物）
制取回收铬单质的工艺流程如图：
已知：1.金属Cr 与Fe 的化学性质非常相似。
2.
，
，
。
3.
的二水合草酸盐均难溶于水。
回答下列问题：
(1)稀硫酸浸出过程中，提高“浸出率”的措施有________。
A．粉碎
B．适当升温
C．用98%的硫酸替代稀硫酸
D．延长浸出时间
【答案】(1)ABD
【详解】（1）A．将合金粉末粉碎，可增大反应物的接触面积，使反应更充分，从而提高“浸出率”，A
正确；
B．适当升温，能加快反应速率，让更多的物质参与反应，提高“浸出率”，B 正确；
C．98%的硫酸是浓硫酸，浓硫酸主要以分子形式存在，与金属反应的实质是氢离子参与反应，用浓硫酸
替代稀硫酸，氢离子浓度不一定增大，且浓硫酸具有强氧化性、脱水性等，可能会使反应变得复杂，甚至
不能提高“浸出率”，C 错误。
D．延长浸出时间，能让反应有更充足的时间进行，使更多的物质被浸出，提高“浸出率”，D 正确；
故选ABD。
【变式训练1·变载体】（2025·安徽黄山·一模）某高炉炼铁工艺产生的炉渣中，主要成分有
以及少量的
。为节约和充分利用资源，现通过如下工艺流程
回收钒、钛、铝、镁等。
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常温下，相关金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 见下表
金属离子
开始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全
的pH
3.2
4.7
11.1
回答下列问题：
(2)为提高“水浸”的浸取率，可采取的措施有 (写一种)。
【答案】(2)搅拌、适当升高温度等
【详解】（2）为提高“水浸”的浸取率，可采取的措施有搅拌、适当升高温度等。
【变式训练2·变载体】（2025·安徽·三模）工业上以硼镁矿(主要成分是
，还含有
、
、
、
、
等杂质)为原料生产硼酸和七水硫酸镁。工艺流程如图：
(1)为提高碱浸效率，可采取的措施有 (任答两点即可)。
【答案】(1)粉碎硼镁矿，适当升温，不断搅拌，适当增大NaOH 溶液的浓度
【详解】（1）提高浸出效率的措施有：粉碎硼镁矿，适当升温，不断搅拌；
【变式训练3·变情境】稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领
域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下：
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已知：废弃CRT 荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)
成分含量/%
Y2O3
ZnO
Al2O3
PbO2
MgO
预处理前
24.28
41.82
7.81
1.67
0.19
预处理后
68.51
5.42
4.33
5.43
0.50
试回答步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的为________________。
【答案】除去ZnO 和Al2O3
【解析】由已知中预处理前和预处理后的成分含量变化可得，预处理的目的为除去ZnO 和Al2O3。
考点二 流程中反应条件的控制
知识点1 流程中反应条件的控制方法
1．控制溶液的pH
(1)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。
(2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2
＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。
②调节pH 所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH 增大；不引入新杂质。例如：若要除去
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。
2．控制反应的温度
(1)控制化学反应速率。
(2)控制平衡移动方向。
(3)控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
(4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
(5)防止或实现某物质水解或分解。
(6)使催化剂达到最大活性。
(7)防止副反应的发生。
3．调节反应物的浓度
(1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产
生的影响。
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(2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响。
4．控制反应体系的压强
(1)改变化学反应速率。
(2)影响平衡移动的方向。
5．使用催化剂
加快反应速率，提高生产效率。
考向1 考查流程中反应条件的控制
例1（2025·安徽蚌埠·三模）工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS，含有
，
等杂质)制备
晶体，工艺流程如下：
已知：①
；
②
，
。
(3)“调pH”的目的是 。
【答案】（3）使Fe3+和Al3+，转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去。
【详解】（3）浸渣后的滤液中含有Fe3+和Al3+，通过调pH 使之转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去。
【变式训练1·变载体】辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝
酸铜的工艺流程如图所示：
(1)“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低的原因是___________。
(2)“保温除铁”过程中，加入CuO 的目的是______________________________；“蒸发浓缩、冷却结
晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是____________。
【答案】(1)温度高苯容易挥发，温度低溶解速率小
(2)调节溶液的pH，使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀 抑制Cu2＋的水解
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【解析】(1)苯是有机溶剂，易挥发，所以温度高苯容易挥发，而温度低溶解速率小，因此回收S 过程中温
度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低。(2)氧化铜是碱性氧化物，能与酸反应调节溶液的pH，所以氧
化铜的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀而析出。
【变式训练2·变情境】利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2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，回答下列问题：
已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。
②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。
③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见下表：
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
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
(1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为________________________________。
(2)加入NaClO3的作用是______________________________________。
(3)加入Na2CO3调pH 至5.2，目的是____________________；萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为
____________。
【答案】(1)Co2O3+SO3
2−+4 H
+===2Co
2++SO4
2−＋2H2O
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH 时生成Fe(OH)3沉淀而除去
(3)使Fe3＋和Al3＋沉淀完全 CaF2、MgF2
【解析】(1)浸出过程中，Co2O3与盐酸、Na2SO3发生反应，Co2O3转化为Co2＋，Co 元素化合价降低，则S
元素化合价升高，SO3
2−转化为SO4
2−，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式：
Co2O3+SO3
2−+4 H
+===2Co
2++SO4
2−＋2H2O。
(2)加入NaClO3的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH 时生成Fe(OH)3沉淀而除去。
(3)根据工艺流程图，结合表格中提供的数据可知，加Na2CO3调pH 至5.2，目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀完
全。滤液Ⅰ中含有的金属阳离子为Co2＋、Mn2＋、Mg2＋、Ca2＋等，萃取剂层含锰元素，结合流程图中向滤
液Ⅰ中加入了NaF 溶液，知沉淀Ⅱ为MgF2、CaF2。
考点三 物质的分离与提纯
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知识点1 有关沉淀的洗涤
1.洗涤剂的选择
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
有特殊的物质其溶解度随着温
度升高而下降
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溶解的损失
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
2.洗涤的方法
(1)洗涤的方法：让过滤后的晶体继续留在过滤器中，沿玻璃棒向过滤器中加入洗涤剂至浸没晶体，让洗涤
液自然流下，重复2～3 次即可。
(2)注意点：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。
(3)三个得分点：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 产品分离、提纯的常用方法
产品分离、提纯的常用方法有：
(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。
(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的
溴。
(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如从溶液中提取NaCl。
(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、
CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O 等。
(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。
(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。
考向1 考查洗涤的方法
例1 （2025·安徽·三模）稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途，如硝酸铈铵
是重要的化工原料，它易溶于水和乙醇，几乎不溶于浓硝酸。以氟碳铈矿(主要成分为
)为原料制备
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硝酸铈铵流程如下。回答下列问题：
已知：焙烧后含铈成分为
和
。
(7)可用浓硝酸洗涤产品，洗涤操作的实验方法是 。
【答案】(7)用玻璃棒向漏斗中引流入浓硝酸至固体全部浸没，待溶液自然流出，重复
次
【解析】（7）洗涤产品用浓硝酸，洗涤操作的实验方法是：用玻璃棒向漏斗中引流入浓硝酸至固体全部
浸没，待溶液自然流出，重复
次。
【变式训练1·变载体】SnSO4是一种重要的硫酸盐，在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下：
实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是_______________________。
【答案】(沿着玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3 次
【解析】漂洗沉淀就是洗涤沉淀，需要直接在过滤器中进行，(沿着玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至
浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3 次。
【变式训练2·变考法】以磷石膏(主要成分为CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
匀速向浆料中通入CO2，当浆料清液pH 接近6.5 时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴
离子为SO4
2−和HCO3
−；检验固体洗涤是否完全的方法是________________。
【答案】取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化后，再滴加BaCl2溶液，若不产生白色沉
淀，则表明已洗涤完全
【解析】滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO4
2−和HCO3
−，固体洗涤是否干净应检验SO4
2−。
【变式训练3·变题型】CuSO4·5H2O 是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O 的实验室制
备流程图。
如果采用重量法测定CuSO4·5H2O 的含量，完成下列步骤：①________，②加水溶解，③加氯化钡溶液，
沉淀，④过滤( 其余步骤省略) 。在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其方法是
_________________________。
【答案】称量样品 静置，取上层清液于试管中，向其中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，证明
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已沉淀完全
【解析】需要检验是否沉淀完全，即检验溶液中是否有SO4
2−剩余。
考向2 考查分离、提纯方法选择
例2 （2025·安徽·三模）以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料
合成媒染剂“翠矾”(NiSO4·7H2O)和结构化学研究的热点物质氟镍化钾(K2NiF4)的工艺流程如下：
该工艺条件下，溶液中金属离子开始和完全沉淀的pH 如下表所示：
金属离子
Fe3+
Al3+
Fe2+
Ni2+
开始沉淀
的pH
2.7
3.8
7.6
7.1
完全沉淀
的pH
3.7
5.2
9.7
9.2
回答下列问题：
(5)“操作A”是 、 、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(5) 蒸发浓缩 冷却结晶
【详解】（5）从溶液中获得NiSO4·7H2O 的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
【变式训练1·变载体】（2025·安徽合肥·三模）镓、锗均是重要金属，一种从炼锌矿渣｛主要含铁酸锗(
)，铁酸镓[
]，铁酸锌(
)｝中回收镓、锗的工艺流程如下：
已知：25℃时，
、
、
、
，
、
。
(3)25℃时，“沉镓”过程中，若溶液中的
、
，当
沉淀完全
(离子浓度小于
，可认为沉淀完全)时，
、
是否开始沉淀，判断并说明理由：
；使
和
分离的方法为 。
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【答案】
(3)未开始沉淀，
沉淀完全时的pH=4.3，
和
开始沉淀的pH 均为5.5 加入双氧水氧化，然
后加入氧化锌调pH 小于5.5，将铁元素沉淀完全后，过滤
【详解】
（3）根据已知中的
数据，当
沉淀完全(离子浓度小于
，可认为沉淀完全)时，
，
；若溶液中的
开
始沉淀，此时
，
；若溶液中的
开始
沉淀，此时
，
，当
沉淀完全(离子浓度小于
)时，可认为沉淀完全时，
、
没有开始沉淀；当
沉淀完全时，有
，换算得
，因
沉淀的pH 比
小，则使
和
分离的方法可以为加入双氧水把
氧化为
，然后加入氧化锌调pH 小于5.5，将铁元素沉淀完全后，过滤进行分离。
【变式训练2·变考法】 SO2是硫酸工业尾气的主要成分。以硫酸工业的尾气为原料制备硫酸钾和硫酸锰晶
体(MnSO4·H2O)的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)如图所示是几种盐的溶解度曲线。反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4 溶液中加入KCl 溶液后，进行蒸发浓缩、
________、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品。
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(2)检验硫酸钾样品中是否含有氯化物杂质的实验操作是__________________。
【答案】
(1)趁热过滤
(2)取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，取上层清液滴加HNO3酸化的AgNO3溶液
【解析】(1)在相同温度下，K2SO4的溶解度最小，反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl 溶液，进行蒸发
浓缩后，K＋和SO4
2−以K2SO4的形式结晶析出，此时趁热过滤，可得到K2SO4晶体，同时也可防止其他盐结
晶析出。
(2)因为Ag2SO4 是微溶于水的白色固体，所以用HNO3 酸化的AgNO3 溶液检验Cl－时，应先加入过量
Ba(NO3)2溶液使SO4
2−完全沉淀。
【变式训练3·变情境】锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、
CaO 等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图甲所示。
(1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图乙所示。为减少MnS2O6的
生成，“浸锰”的适宜温度是________，“滤渣Ⅰ”的成分是________(填化学式)。该步骤中可以再加入
MnSO4以促进“滤渣Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：______________。
(2)“滤液Ⅰ”中需要先加入MnO2 充分反应后再调pH，写出加入MnO2 时发生反应的离子方程式：
____________________________。
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【答案】(1)90 ℃ SiO2、CaSO4 c(SO4
2−)增大，使平衡Ca
2+ (aq)+SO4
2−(aq)
CaSO
⇌
4(s)正向移动，促进
CaSO4析出 (2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
【解析】流程分析：
考点四 题型突破方法
知识点1 常考无机化工流程的呈现形式
知识点2 题型突破方法
1．读图要领
(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。
(3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。
(5)找信息：明确反应条件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。
2．审题——破题秘诀
(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
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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。
3．工业流程题中常用的关键词
(1)灼烧(煅烧、焙烧)：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质，如海带中提取碘。
(2)酸：溶解，去氧化物(膜)，调节pH 促进水解(或生成沉淀)。
(3)碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH 促进水解(或生成沉淀)。
(4)盐：用于吸收气体，如碳酸钠、亚硫酸钠溶液吸收CO2、SO2，FeCl2溶液用于吸收Cl2，亚硫酸氢铵溶液
用于吸收NH3等等。
(5)氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去(沉淀)的离子。
(6)还原剂：还原某物质，转化某物质、获得某种产品等。
(7)控制pH：通过加入氧化物等方法调节pH，促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离。
(8)加热(煮沸、蒸馏、分馏等)：促进水解，聚沉后利于分离物质，等等。
4．确定工艺流程中重要物质的方法
(1)循环物质的确定
(2)副产品的判断
(3)滤渣、滤液成分的确定
要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步中与每一种试剂反应的情况：
①反应过程中哪些物质(离子)消失了。
②所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子，要考虑这些离子间是否会发生反应。
5．记忆答题术语，规范作答——关键要素
(1)增大原料浸出率(离子在溶液中含量的多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速
(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。
(2)加热的目的：加快反应速率或促使平衡向某个方向移动。
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(3)温度不高于x ℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成物质挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2)、
氧化(如Na2SO3)或促进物质水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。
(4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法：蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结
晶、过滤、洗涤(冰水洗、乙醇洗)、干燥。
(5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温
度下降，杂质也会以晶体的形式析出)、洗涤、干燥。
(6)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、挥发(如H2O2、浓硝酸、
NH4HCO3)。
(7)冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并减少被洗涤物质在洗涤过程中的溶解损耗。
(8)乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。
(9)蒸发时的气体环境：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl 气流中进行。
(10)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的气体(如氧气)，防止物质被氧化。
考向1 考查回收再利用
例1 (2025·安徽省江淮十校·三模)废旧钴酸锂电池的电极材料可以回收再利用，避免对环境造成污染。其
正极材料主要含有钴酸锂(LiCoO2)，还含有少量Fe、Al 等。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些
金属资源。
已知：
。
(1)基态Co 原子价电子排布式为 。NH4HCO3中各元素电负性由大到小的顺序为 。
(2)“沉钴”中得到的是CoCO3，写出该步骤中发生反应的离子方程式 。
(3)“浸出渣”中加入足量“H2O2”的作用是 。
(4)“废渣”的主要成分是 (填化学式)。
(5)从“沉钴”中得到的CoCO3不是很纯，还会含有锂、铁等杂质，工业上，在pH 为8~10 时，可以用硫酸
铵和氨水的混合溶液“络合浸取法”生成[Co(NH3)6]2+进行提纯，生产过程中硫酸铵溶液的作用是
。
(6)已知碳酸锂的溶解度曲线如图所示，为提高碳酸锂的析出量和纯度，“操作A”应该为 、
、洗涤、干燥。
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(7)“沉钴”后得到0.2 mol/L 的Li+溶液，如果加入等体积Na2CO3溶液有沉淀产生，则所加碳酸钠溶液的浓
度c(Na2CO3)＞ mol/L(结果保留2 位有效数字)。
【答案】(1) 3d74s2 O＞N＞C＞H
(2)
(3)作还原剂，使+3 价钴变为+2 钴；作氧化剂，氧化亚铁离子变为铁离子
(4)Fe(OH)3
(5)作缓冲剂，防止pH 过大，生成Co(OH)2沉淀
(6) 蒸发浓缩 趁热过滤
(7)0.17
【分析】废旧钴酸锂电池的正极材料主要含有钴酸锂(LiCoO2)，还含有少量Fe、Al 等，碱浸的目的是为了
溶解除去正极材料中的铝元素，在浸出渣中加硫酸和过氧化氢，主要是把钴酸锂(LiCoO2)转化成Co2+，所
以过氧化氢作还原剂，同时，H2O2还可以把溶液中残留的亚铁离子氧化成铁离子，在调整溶液的pH=5，
能够Fe3+形成Fe(OH)3沉淀分离除去，再向沉淀后的溶液中加入NH4HCO3，形成CoCO3沉淀，再向含有
Li+的溶液中加入一定浓度的Na2CO3溶液，产生Li2CO3，结合物质溶解度与温度的关系，经蒸发浓缩、趁
热过滤，就得到Li2CO3沉淀。
【详解】（1）基态Co 原子的原子序数为27，根据构造原理可知基态Co 原子的价电子排布式为3d74s2；
在NH4HCO3中含有N、H、C、O 四种元素，电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力，一般来
说，元素的非金属性越强，其电负性越大，元素的非金属性：O＞N＞C＞H，所以电负性由大到小的顺序
为：O＞N＞C＞H；
（2）在“沉钴”过程中，Co2+与
反应生成CoCO3沉淀、CO2和H2O，反应的离子方程式为：
；
（3）“浸出渣”中含有Fe(OH)2，向其中加入H2SO4和足量H2O2，能够将Fe(OH)2与酸反应产生的Fe2+氧
化为Fe3+，便于后续沉淀除去铁元素，同时还能够作还原剂，将+3 价LiCoO2还原为+2 价的Co2+，便于后
面形成CoCO3沉淀；故“浸出渣”中加入足量H2O2的作用是作还原剂，使三价钴变为二价钴；同时作氧
化剂，氧化Fe2+变为Fe3+；
（4）由流程可知：调节pH=5 时，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，所以“废渣”的主要成分是Fe(OH)3；
（5）硫酸铵溶液的作用是提供
与氨水共同调节溶液的pH 至8～10，形成缓冲溶液，使溶液中的
Co2+形成稳定的[Co(NH3)6]2+，而不产生Co(OH)2沉淀，而锂、铁等杂质元素不形成络合物，从而实现与钴
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的分离，达到提纯物质的目的；
（6）由碳酸锂的溶解度曲线可知：碳酸锂的溶解度随温度升高而降低，为提高碳酸锂的析出量和纯度，
“操作A”应该为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥；
（7）“沉钴”后得到0.2 mol/L 的Li+溶液，加入等体积Na2CO3溶液后，Li+浓度变为c(Li+)=0.l mol/L，根
据Ksp(Li2CO3)=c2(Li+)·c(
)=8.6×10-4，当有Li2CO3沉淀产生时，c(
)=
。由于加入的是等体积的Na2CO3溶液，所以混合前所加碳酸钠
溶液的浓度应该是c(Na2CO3)＞0.086 mol/L×2=0.l7 mol/L。
【变式训练1·变载体】(2025·安徽省蚌埠第二中学·最后一模)火法炼铅烟尘的主要成分为
及
铜、锌、镉、砷的氧化物，回收处理炼铅烟尘可实现资源再生。某工艺流程如图所示：
已知i．
易溶于水，热稳定性好；
ii．
。
回答下列问题：
(1)基态
原子的价层电子排布式为 。
(2)步骤①中浓硫酸可将
氧化成
，该反应的化学方程式为 。
(3)滤渣Ⅰ的主要成分为 (填化学式)。
(4)反应相同时间，步骤①浓硫酸活化中酸矿体积质量比和硫酸质量浓度对各元素浸出率的影响如图所示，
则最优的反应条件是酸矿体积质量比为 ，硫酸质量浓度为 。
(5)步骤③中饱和
溶液的作用是 。
(6)步骤④的操作为冷却、稀释，请从化学平衡移动原理分析这样操作的原因： 。
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(7)步骤⑤中，当
浓度为
时，
为 。
【答案】(1)6s26p2
(2)As2O3+2H2SO4(浓)+H2O
2H3AsO4+2SO2↑
(3)SiO2、PbSO4
(4) 1.1∶1 60g·L-1
(5)使PbSO4转化成[PbCl4]2-，与不溶杂质分离开
(6)存在平衡PbCl2(s)+2Cl-(aq)
[PbCl4]2-(aq) ΔH>0，冷却、稀释使平衡逆向移动，有利于生成更多的
PbCl2
(7)
×104
【分析】炼铅烟尘在加热条件下经浓硫酸活化后，再经过稀硫酸浸取得到滤渣Ⅰ和滤液1，滤渣Ⅰ为不与
酸反应的SiO2和PbSO4，滤液1 中含H3AsO4、ZnSO4、CdSO4、CuSO4；滤渣Ⅰ与浓盐酸、饱和NaCl 溶液
在加热条件下反应得到含[PbCl4]2-的溶液，滤渣Ⅱ为SiO2；步骤④的操作为冷却、稀释，使得PbCl2(s)+2Cl-
(aq)
[PbCl4]2-(aq) ΔH>0 的平衡逆向移动，析出PbCl2，向PbCl2中加饱和Na2SO4溶液发生沉淀转化，生
成PbSO4。
【详解】（1）Pb 为82 号元素，位于第六周期第ⅣA 族，基态Pb 原子的价层电子排布式为6s26p2。
（2）步骤①中浓硫酸可将As2O3氧化成H3AsO4，As 元素的化合价由+3 升高至+5，则S 元素的化合价应由
+6 降低到+4，结合得失电子守恒、质量守恒可知，该反应的化学方程式为As2O3+2H2SO4(浓)+H2O
2H3AsO4+2SO2↑。
（3）由分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2、PbSO4。
（4）由图可知，当酸矿体积质量比为1.1 1∶、硫酸的质量浓度为60g·L-1时，杂质元素的浸出率达到最高，
利于除去。
（5）饱和NaCl 溶液中氯离子浓度很大，可以使得PbSO4转化成[PbCl4]2-，与不溶杂质分离开。
（6）因存在平衡PbCl2(s)+2Cl-(aq)
[PbCl4]2-(aq) ΔH>0，该平衡正向为吸热过程，则冷却、稀释利于平
衡逆向移动，有利于生成更多的PbCl2。
（7）步骤⑤中，当Cl-浓度为0.6 mol·L-1时，
=
=
=
=
=
×104。
【变式训练2·变考法】(2025·安徽芜湖·一模)铬作为一种重要的战略金属资源，广泛应用于钢铁、冶金、化
工、医药以及航空航天等领域。由高碳铬铁合金粉末（主要为碳、铬、铁的合金，还含有少量的镁、铝、
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硅的氧化物）制取回收铬单质的工艺流程如图：
已知：1.金属Cr 与Fe 的化学性质非常相似。
2.
，
，
。
3.
的二水合草酸盐均难溶于水。
回答下列问题：
(1)稀硫酸浸出过程中，提高“浸出率”的措施有________。
A．粉碎
B．适当升温
C．用98%的硫酸替代稀硫酸
D．延长浸出时间
(2)滤液①中含有的阳离子除
外，还有 ，滤渣①的成分有 。
(3)滤渣②为
，常温下，滤液②中
浓度最大为 。
(4)向滤液③中通入空气，加入氨水后发生的主要反应的离子方程式为 。
(5)实验室中进行铝与氧化铬的反应时，氯酸钾的作用是 。
(6)副产品是 （填化学式），从溶液中获得副产品的操作为 、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1)ABD
(2)
、C
(3)
(4)
(5)助燃剂
(6)
低温浓缩、冷却结晶（蒸发浓缩、冷却结晶也可）
【分析】高碳铬铁合金粉末（主要为碳、铬、铁的合金，还含有少量的镁、铝、硅的氧化物）加稀硫酸浸
出，转化为含Fe2+、Cr2+、Al3+、Mg2+、H+的滤液①和含C 和SiO2的滤渣①，加入纯碱后调节pH，将
Al3+转化为滤渣②，主要成分为Al(OH)3，滤液②中加入草酸沉淀Fe2+，转化为滤渣③，成分为二水合草酸
亚铁，滤液③通入通空气、加入氨水，将Cr2+转化为Cr(OH)3，加热Cr(OH)3转化为Cr2O3，最后被还原为
Cr，据此回答。
【详解】（1）A．将合金粉末粉碎，可增大反应物的接触面积，使反应更充分，从而提高“浸出率”，A
正确；
B．适当升温，能加快反应速率，让更多的物质参与反应，提高“浸出率”，B 正确；
C．98%的硫酸是浓硫酸，浓硫酸主要以分子形式存在，与金属反应的实质是氢离子参与反应，用浓硫酸
替代稀硫酸，氢离子浓度不一定增大，且浓硫酸具有强氧化性、脱水性等，可能会使反应变得复杂，甚至
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不能提高“浸出率”，C 错误。
D．延长浸出时间，能让反应有更充足的时间进行，使更多的物质被浸出，提高“浸出率”，D 正确；
故选ABD。
（2）高碳铬铁合金粉末中的铁、铬与稀硫酸反应，分别生成Fe2+、Cr2+，所以滤液①中含有的阳离子除
Mg2+、Al3+外，还有
，硅的氧化物SiO2以及碳不与稀硫酸反应，所以滤渣①的成分有
、C。
（3）已知Ksp[Cr(OH)2]=2.0×10-16，当Cr2+浓度最大时，Cr(OH)2达到溶解平衡，Ksp[Cr(OH)2]=c(Cr2+)
×c2(OH-)。常温下，pH = 6，则
，将c(OH-)= 10-8mol/L 代入Ksp表达式，可得
；
（4）向滤液③中通入空气，Cr2+被氧气氧化为Cr3+，加入氨水后，Cr3+与氨水反应生成Cr(OH)3沉淀，根据
氧化还原反应和离子反应的规律，写出离子方程式为
。
（5）实验室中铝与氧化铬的反应需要较高的温度才能进行，氯酸钾在反应中分解，放出热量，故为助燃
剂。
（6）由于
和
可以结合形成
，且
的溶解度等性质使得它能以晶体形式从溶液
中分离出来，因此经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作，可得到副产品
。
【变式训练3·变情境】(2025·安徽黄山·一模)某高炉炼铁工艺产生的炉渣中，主要成分有
以及少量的
。为节约和充分利用资源，现通过如下工艺流程
回收钒、钛、铝、镁等。
常温下，相关金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 见下表
金属离子
开始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全
的pH
3.2
4.7
11.1
回答下列问题：
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(1)基态Ⅴ的价层电子排布式为 ，“焙烧”中，
、
几乎不发生反应，而
、MgO、
CaO、
、
转化为相应的硫酸盐。写出焙烧过程中
转化为
的化学方程式
。
(2)为提高“水浸”的浸取率，可采取的措施有 (写一种)。
(3)“分步沉淀”开始前，溶液pH 约为2.0，在“分步沉淀”中，通入氨气逐步调节pH 至12.1，依次析出的
金属离子是 ，滤液2 中
的浓度为 。
(4)水浸渣“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，溶液中的
水解析出
沉淀，该反应的离子
方程式是 ，酸溶渣的主要成分有 。
(5)该工艺流程中，可循环利用的物质有 。
【答案】(1) 3d34s2
+O2+2(NH4)2SO4
2
+2NH3
+H2O
(2)搅拌、适当升高温度等
(3) Fe3+、Al3+、Mg2+ 1×10-7
(4)
+(x+1)H2O
+2H+ SiO2、CaSO4
(5)氨气、硫酸铵和硫酸
【分析】某高炉炼铁工艺产生的炉渣中，主要成分有
以及少量的
，“焙烧”中，
、
几乎不发生反应，而
、MgO、CaO、
、
转化为相应的硫
酸盐，
转化为
，尾气为氨气；将焙烧后物质加入热水水浸，二氧化钛、二氧化硅不溶于
水，微溶的硫酸钙部分溶于水，
、硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水， 过滤得到含有二氧化
钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有
、硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液1，滤液1 用热
水水解，
转化为V2O5，加入氨气分布沉淀，溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀，过滤得到含
有硫酸铵、硫酸钙的滤液2，加入适量NH4F 将Ca2+转化为CaF2沉淀，母液1 中含有硫酸铵；向水浸渣中
加入硫酸，二氧化硅和硫酸钙与硫酸不反应，二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4，过滤得到含有二氧化
硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液；将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热，使TiOSO4完全水解生成
TiO2·x H2O 沉淀和硫酸，过滤得到含有硫酸的母液2 和TiO2·x H2O。
【详解】（1）V 是23 号元素，核外含有23 个电子，基态Ⅴ的价层电子排布式为3d34s2，焙烧过程中
和O2、(NH4)2SO4转化为
，同时有NH3生成，化学方程式为：
+O2+2(NH4)2SO4
2
+2NH3
+H2O。
（2）为提高“水浸”的浸取率，可采取的措施有搅拌、适当升高温度等。
（3）“分步沉淀”开始前，溶液pH 约为2.0，在“分步沉淀”中，通入氨气逐步调节pH 至12.1，由表格
数据可知，依次析出的金属离子是Fe3+、Al3+、Mg2+，
完全沉淀的pH 为11.1，则Ksp[Mg(OH)2]=c(
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)c2(OH-)=1×10-5×
=10-10.8，调节pH 至12.1 时，滤液2 中
的浓度为
。
（4）溶液中的
水解析出
沉淀，该反应的离子方程式是：
+(x+1)H2O
+2H+。由分析可知，滤液2 中
的浓度为SiO2、CaSO4。
（5）由分析可知，煅烧尾气是氨气，母液1 中含有硫酸铵，母液2 中含有硫酸，可以循环使用的是氨气、
硫酸铵和硫酸。
考向2 考查物质的制备
例2 (2025·安徽芜湖·二模)稀土元素钪(Sc)广泛应用于航空航天、超导、激光、核能等领域，以钛白水解工
业废酸(含Sc3+、TiO2+、Fe2+、Fe3+等离子)为原料制备ScCl3及TiO2一种工艺流程如下：
已知：①当溶液中离子浓度减小至
时可认为沉淀完全；
Ag
②
2CrO4为砖红色固体；
，
。
回答下列问题
(1)基态Sc 原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“萃取”的目的是富集Sc，通过
制得有机磷萃取剂(RO)3PO，其中R
代表烃基，R 不同，(RO)3PO 产率也不同。当R 为“-CH2CH3”时，(RO)3PO 产率大于R 为“-CH2CH2CH3”
时，请从结构的角度分析原因 。
(3)“溶解富集”时，发生的主要反应的离子方程式是 。
(4)“转化”过程中还原剂和氧化剂物质的量之比为 。
(5)“转化”后钛元素以TiOSO4形式存在，其水解反应的化学方程式是 。
(6)取ScCl3粗产品(含难溶Sc2O3杂质)溶于水，配成溶液，采用K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴
定，滴定终点现象为 。当溶液中
恰好沉淀完全时，此时溶液中
。
【答案】(1)
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(2)随着碳原子数增加，“-CH2CH2CH3”推电子能力强于“-CH2CH3”，O-H 键更难断裂，(RO)3PO 产率降低
(3)
(4)1 1∶
(5)
(6) 当滴入最后半滴标准液时，出现砖红色沉淀，且半分钟内不变色
【分析】钛白水解工业废酸(含Sc3+、TiO2+、Fe2+、Fe3+等离子)加入有机萃取剂，用稀硫酸和双氧水洗涤，
TiO2+转化为
进入水相，经
转化为
，水解得到
，最终得到
。
有机层再经过
反萃取，过滤得到
和
沉淀，滤渣用10%盐酸溶解富集，得到
。
【详解】（1）基态Sc 原子的原子序数是21，价层电子表示式为
，价层电子轨道表示式为
；
（2）当R 为“-CH2CH3”时，(RO)3PO 产率大于R 为“-CH2CH2CH3”时，原因是：随着碳原子数增加，“-
CH2CH2CH3”推电子能力强于“-CH2CH3”，O-H 键更难断裂，(RO)3PO 产率降低；
（3） “溶解富集”主要是将难溶的 Sc(OH)3 溶于酸得到 Sc3+，其离子方程式为：
；
（4）“转化”过程中，
与
反应，
中
中的O 由-1 价降到-2 价，
中的S 由+4 价升到+6 价，根据得失电子守恒，还原剂和氧化剂物质的量之比为：1:1；
（5）“转化”后钛元素以TiOSO4形式存在，其水解生成
，方程式为：
；
（6）取ScCl3粗产品(含难溶Sc2O3杂质)溶于水，配成溶液，采用K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴
定，
先与ScCl3中的
生成
沉淀，
反应完，
再与
生成
砖红色沉淀，故滴
定终点现象为：当滴入最后半滴标准液时，出现砖红色沉淀，且半分钟内不变色；当溶液中
恰好沉淀
完全时，此时溶液中
，
。
【变式训练1·变载体】(2025·安徽师范大学附属中学·模拟预测)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某
废渣含有钴、铅、铜、铁、镁、钙的
价氧化物。从该废渣中提取钴和制取胆矾的一种流程如下。
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已知：①常温下，
，
，
；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的
见下表：
金属离子
开始沉淀时
的
2.7
7.5
7.6
4.7
完全沉淀时
的
3.7
9.0
9.1
6.2
③萃取
的反应原理；
；
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。
(1)Co 位于元素周期表中第 周期第 族。
(2)“滤渣1”的主要成分为 。向“滤液1”中需先加A 物质，再加B 物质，若加入的A 为无机非金属
化合物的溶液，则A 试剂为 (化学式)，加入B 试剂的目的是 。
(3)常温下，若“滤液2”中
(忽略溶液中极少量的
)，除去
“滤液2”中的
，
至少需加入
固体的质量为
(忽略溶液体积的变化)。
(4)“反萃取”步骤中加入的“试剂
”的名称为 。
(5)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 。
【答案】(1) 四 Ⅷ
(2) 硫酸铅、硫酸钙 H2O2 调节pH，使铁离子转为氢氧化物沉淀除去
(3)5.46g
(4)稀硫酸
(5)
【分析】炼锌废渣含有钴、铅、铜、铁、镁、钙的+2 价氧化物，经稀硫酸酸浸时，+2 价氧化物除铅元素
转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2 价阳离子进入溶液，同时部分钙离子液生成不溶物硫酸钙，
则滤渣1 为硫酸铅、硫酸钙，过滤后，滤液中加入氧化剂A 氧化亚铁离子为铁离子，加入B 调节pH，铁
离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去，则滤渣2 为氢氧化铁，滤液加入NaF 沉淀Ca2+、Mg2+，得到CaF2、
MgF2沉淀，则滤渣3 为CaF2、MgF2；滤液加入HR 萃取铜离子，然后加入试剂a 为稀硫酸反萃取，水相得
到硫酸铜溶液，进一步得到胆矾；萃取铜离子后的水相加入KMnO4氧化钴离子为Co（OH）3，同时得到
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习~~~
MnO2，据此回答。
【详解】（1）Co 为27 号元素，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。
（2）根据分析，“滤渣1”的主要成分为硫酸铅、硫酸钙。结合各离子沉淀的pH，需要保证铁元素沉淀而
钴离子不沉淀，由于亚铁离子和钴离子沉淀的pH 接近，需要把亚铁离子氧化为铁离子，向“滤液1”中需
先加A 物质，再加B 物质，若加入的A 为无机非金属化合物的溶液，则A 试剂为H2O2，加入B 试剂的目
的是调节pH，使铁离子转为氢氧化物沉淀除去。
（3）沉淀镁离子后，溶液中存在
，溶液中
，除去
“滤液2”中的
，至少需加入
固体的质量为
。
（4）根据分析，“反萃取”步骤中加入的“试剂
”的名称为稀硫酸。
（5）“氧化沉钴”中KMnO4氧化钴离子为Co(OH)3，同时得到MnO2，氧化还原反应的离子方程式为
。
【变式训练2·变考法】(2025·安徽省皖江名校联考·模拟预测)工业上以硼镁矿(主要成分是
，
还含有
、
、
、
、
等杂质)为原料生产硼酸和七水硫酸镁。工艺流程如图：
(1)为提高碱浸效率，可采取的措施有 (任答两点即可)。
(2)
中B 元素化合价为 ，其与NaOH 溶液反应生成MgO 和
，则
溶液中
离子浓度由大到小的顺序为 。
(3)硼砂的主要成为
，易溶于水，且易水解
(硼酸)
(硼酸在常温下
溶解度较小)，写出
与硫酸反应的化学方程式 。
(4)操作II 前“加热”的目的是 。
(5)①固体III 的主要成分除
之外还含有一种不溶于稀盐酸的黑色固体，该固体是 ，生
成该物质的离子方程式为 。
②若仅考虑使
完全沉淀，则加入MgO 调pH 应不小于 (已知：i．
下，
；ii．
；iii．某离子浓度
时，即视为已完全沉淀)。
【答案】(1)粉碎硼镁矿，适当升温，不断搅拌，适当增大NaOH 溶液的浓度
(2)
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(3)
(4)破坏胶体的形成，便于过滤
(5)
2.8
【分析】
流程分析如下：
；
【详解】（1）提高浸出效率的措施有：粉碎硼镁矿，适当升温，不断搅拌；
（2）根据化合物中元素化合价和为0 即可求出B 元素化合价为+3，
在溶液中存在的过程为
，
，溶液显碱性，可得出：
；
（3）已知“
，易溶于水，且易水解
(硼酸)
，(硼酸在常温下溶解
度较小)”，得出
与硫酸反应的化学方程式为：
；
（4）操作II 是过滤分离
与
、
溶液，故加热目的是破坏硅酸胶体的形成，便于过
滤；
（5）①由流程分析可知黑色物质为
，即写出方程式为
；
②调pH 的目的是沉淀
，欲使其完全沉淀，应使
，则
，则
，故
。
【变式训练3·变情境】(2025·安徽师范大学附属中学·三模)五氧化二钒常作为化学工业中的催化剂，广泛用
于冶金化工等行业，工业上以石煤（含有V2O3、V2O5、Al2O3等）来制备V2O5的一种工艺流程如下：
已知：①
（偏钒酸铵）是白色粉末，微溶于冷水，可溶于热水。
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②
沉淀生成和溶解的pH 如下表所示：
物质
开始沉淀的
pH
完全沉淀的
pH
沉淀开始溶解的
pH
沉淀完全溶解的
pH
2.2
5.1
7.1
8.1
3.3
4.7
8.7
12.8
回答下列问题：
(1)Ⅴ位于元素周期表第 周期第 族。元素的第一电离能：N O（填“＞”或“＜”）。
(2)“钠化焙烧”过程中V2O5转化为可溶性NaVO3，同时有黄绿色气体生成的化学方程式为 。
(3)粗V2O5中含有
，可通过加入NaOH 溶液碱溶除去，需调节pH 的范围为 。
(4)已知：室温下，
，
，向偏钒酸铵的悬浊液中加入
CaCl2溶液，当溶液中
时，溶液中
mol/L。
(5)产品纯度测定：将
产品溶于足量稀硫酸配成100 mL
溶液。取20.00 mL 该溶液于锥形瓶
中，用a mol/L
标准溶液进行滴定，经过三次平行实验，达到滴定终点时平均消耗标准溶液的体积
为20.00 mL。已知：
。该产品中V2O5的质量分数是
%。
(6)碳化钒晶体主要用于制造钒钢等，其立方晶胞结构如图所示。
①碳化钒晶胞中与碳原子距离最近且相等的碳原子数目为 。
②若碳化钒晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数为 nm(列出计算式)。
【答案】(1) 四（或4） ⅤB ＞
(2)
(3)
（或8.1~8.7）
(4)0.8
(5)
(6) 12
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【分析】石煤含有V2O3、V2O5、Al2O3等，石煤通入空气和NaCl 一起钠化焙烧生成偏钒酸钠、偏铝酸钠，
水浸、用稀硫酸调pH 生成V2O5沉淀，V2O5和氢氧化钠溶液反应生成NaVO3溶液，加氯化铵溶液生成
NH4VO3沉淀，灼烧NH4VO3得到精制V2O5。
【详解】（1）V 是23 号元素，其在元素周期表中的位置第四周期第ⅤB 族；
一般情况下同一周期元素，原子序数越大，元素的第一电离能就越大。但当元素处于第ⅡA、第ⅤA 时，
原子核外电子处于轨道的全满、半满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素，N、O 是同一周
期元素，N 是第二周期第ⅤA 元素，O 是第二周期第ⅥA 元素，所以第一电离能：N＞O；
（2）“钠化焙烧”过程中V2O5转化为可溶性NaVO3，同时有黄绿色气体生成，说明氯化钠被氧气氧化为
Cl2，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方程式为
；
（3）粗V2O5中含有Al(OH)3，可根据Al(OH)3是两性氢氧化物，通过NaOH 溶液碱溶除去，根据V2O5、
Al(OH)3沉淀完全溶解与开始溶解的pH 大小，为使V2O5完全溶解，而Al(OH)3不溶解，根据表格中两种物
质开始溶解与完全溶解的pH 关系，可知需调节pH 的范围为8.1≤pH<8.7；
（4）向偏钒酸铵的悬浊液中加入CaCl2，当溶液中c(Ca2+) =1mol/L 时，c(
)=
mol/L=2×10-3 mol/L，溶液中c(
)=
；
（5）根据V 元素守恒和
，可得反应关系式
V2O5~2VO2+~H2C2O4，m g 产品中V2O5的物质的量为n(V2O5)=0.02 L×a mol/L×
=0.1a mol，则该产品
中V2O5的质量分数是
；
（6）在碳化钒晶胞中，碳原子位于体心、棱心上，钒原子位于顶点和面心，则晶胞中所含碳原子数为
1+12×
=4；所含钒原子数为8×
+6×
=4。
①在碳化钒晶胞中，我们选取中心碳原子为研究对象，与该碳原子距离最近且相等的碳原子分别位于棱
心，棱心上共有12 个碳原子，则碳化钒晶胞中与碳原子距离最近且相等的碳原子数目为12；
②设晶胞参数为x nm，若碳化钒合金的密度为p g·cm-3，阿伏加德罗常数值为NA，则p g·cm-3=
，解得x=
nm。
1．（2025·安徽卷）某含锶(
)废渣主要含有
和
等，一种提取该废渣
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中锶的流程如下图所示。
已知
时，
回答下列问题：
(1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA 族。基态原子价电子排布式为 。
(2)“浸出液”中主要的金属离子有
、 (填离子符号)。
(3)“盐浸”中
转化反应的离子方程式为 ；
时，向
粉末中加入
溶液，充分反应后，理论上溶液中
(忽略溶液体
积的变化)。
(4)其他条件相同时，盐浸
，浸出温度对锶浸出率的影响如图1 所示。随温度升高锶浸出率增大的原因
是 。
(5)“浸出渣2”中主要含有
、 (填化学式)。
(6)将窝穴体a(结构如图2 所示)与
形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的
，原因是
。
(7)由
制备无水
的最优方法是 (填标号)。
a．加热脱水 b．在
气流中加热 c．常温加压 d．加热加压
【答案】(1)
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(2)
、
(3)
(4)升高温度，
与
有效碰撞次数增加，反应速率加快，所以锶浸出率增大；
(5)
、
(6)窝穴体a 的空腔与
更匹配，可通过分子间相互作用形成超分子，且
具有更多的空轨道，能够与
更多的N、O 形成配位键，形成超分子后，结构更稳定
(7)a
【分析】含锶(
)废渣主要含有
和
等，加入稀盐酸酸浸，碳酸盐溶解
进入滤液，浸出渣1 中含有
，加入
溶液，发生沉淀转化，
，得到
溶液，经过系列操作得到
晶体；
【详解】（1）锶位于元素周期表第五周期第ⅡA 族，基态原子价电子排布式为
；
（2）由分析可知，碳酸盐均能溶于盐酸，“浸出液”中主要的金属离子有
、
、
；
（3）由分析可知，“盐浸”中发生沉淀的转化，离子方程式：
；该反应的平衡常数
，平衡常数很大，近似认
为
完全转化，溶液中剩余
，则
，列三段
式：
，理论上溶液中
；
（4）随温度升高锶浸出率增大，原因是升高温度，
与
有效碰撞次数增加，反应速率加快，所
以锶浸出率增大；
（5）“盐浸”时发生沉淀的转化，生成了
，
不参与反应，故浸出渣2”中主要含有
、
、
；
（6）窝穴体a 与
形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的
，原因是窝穴体a 的空腔与
更
匹配，可通过分子间相互作用形成超分子，且
具有更多的空轨道，能够与更多的N、O 形成配位键，
形成超分子后，结构更稳定；
（7）
为强碱，则
也是强碱，
不水解，排除b，由平衡移动原理可知
制
备无水
的方法加压不利于脱水，排除c、d，故选a。
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2．（2024·安徽卷）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
泥中分离提取金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
(1)
位于元素周期表第 周期第 族。
(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是 。
(3)“浸取2”步骤中，单质金转化为
的化学方程式为 。
(4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的 (填化学式)转化为
。
(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为 。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物
质为 (填化学式)。
(6)“还原”步骤中，被氧化的
与产物
的物质的量之比为 。
(7)
可被
氧化为
。从物质结构的角度分析
的结构为(a)而不是(b)的原因： 。
【答案】(1) 四 ⅠB
(2)Cu2+
(3)
(4)AgCl
(5)
(6)3：4
(7)(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，
且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构
【分析】精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au 等元素，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu 被转化为
Cu2+进入浸取液1 中，Ag、Au 不反应，浸渣1 中含有Ag 和Au；浸渣1 中加入盐酸、H2O2浸取，Au 转化
为HAuCl4进入浸取液2，Ag 转化为AgCl，浸渣2 中含有AgCl；浸取液2 中加入N2H4将HAuCl4还原为
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Au，同时N2H4被氧化为N2；浸渣2 中加入
，将AgCl 转化为
，得到浸出液3，利用
电沉积法将
还原为Ag。
【详解】（1）Cu 的原子序数为29，位于第四周期第ⅠB 族；
（2）由分析可知，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu 被转化为Cu2+进入浸取液1 中，故浸取液1 中含有
的金属离子主要是Cu2+；
（3）浸取2 步骤中，Au 与盐酸、H2O2反应氧化还原反应，生成HAuCl4和H2O，根据得失电子守恒及质量
守恒，可得反应得化学方程式为：
；
（4）根据分析可知，浸渣2 中含有AgCl，与
反应转化为
；
（5）电沉积步骤中，阴极发生还原反应，
得电子被还原为Ag，电极反应式为：
；阴极反应生成
，同时阴极区溶液中含有Na+，故电沉积步骤完成后，
阴极区溶液中可循环利用得物质为
；
（6）还原步骤中， HAuCl4被还原为Au，Au 化合价由+3 价变为0 价，一个HAuCl4转移3 个电子，N2H4
被氧化为N2，N 的化合价由-2 价变为0 价，一个N2H4转移4 个电子，根据得失电子守恒，被氧化的N2H4
与产物Au 的物质的量之比为3：4；
（7）(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳
定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构。
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