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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 微型工业流程题...................................................................................................................
知识点1 微型工艺流程中题的呈现方式....................................................................................................
知识点2 工艺流程中的实验操作分析........................................................................................................
考向1 考查微型工艺流程中的实验操作....................................................................................................
【思维建模】 原料处理→分离提纯→获得产品
考向2 考查微型工艺流程中的过程评价....................................................................................................
【思维建模】 微型工艺流程中的过程评价思路
考点二 化工流程综合题................................................................................................................
知识点1 原料预处理与反应条件................................................................................................................
知识点2 物质的分离与提纯........................................................................................................................
考向1 考查化学工艺流程与物质制备........................................................................................................
【思维建模】 “四线法”解题模型
考向2 考查物质的分离提纯、除杂............................................................................................................
考向3 考查化学工艺流程与反应原理........................................................................................................
【思维建模】 化学工艺流程常涉及的化学反应原理
考点三 工业流程中的图像分析与定量计算...................................................................................
知识点1 图像分析与定量计算....................................................................................................................
知识点2 化工流程中化学(或离子)方程式的书写......................................................................................
考向1 考查图像分析与定量计算................................................................................................................
考向2 考查化学(或离子)方程式的书写......................................................................................................
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
2022 年
2021 年
微型工业流程题
选择题
非选择题
12 题3 分
11 题3 分
9 题3 分
6 题3 分
化工流程综合题
选择题
非选择题
16 题14
分
16 题11 分
17 题15 分
17 题14 分
17 题14 分
工业流程中的图
像分析与定量计
算
选择题
非选择题
16 题3 分
考情分析：
1．从命题题型和内容上看，化学工艺流程题是必考题型，它是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。
2．从命题思路上看，化学工艺流程题是现代化学工业生产工艺流程的简化，它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，并考查了物质的制备、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。
3．预计2026 年高考的试题仍以某矿石为原料制备某物质或以废渣、废液提取某物质为背景，呈现化工生
产流程图，进行命题设计，综合考查元素化合物知识、氧化还原反应方程式的书写、反应条件的控制与选
择、产率的计算、Ksp 的应用、绿色化学思想的体现等，题目综合性强，难度大，旨在考查考生提取信
息，迁移应用的逻辑思维能力。
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。
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考点一 微型工业流程题
知识点1 微型工艺流程中题的呈现方式
知识点2 工艺流程中的实验操作分析
1．流程中的“操作步骤”
操作步骤
高频设问
答题指导
原料处理
如何提高“浸出
率”？
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)
焙烧
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
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＋)
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(二氧化硫)、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
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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
2．流程中的“操作目的”
操作目的
答题指导
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
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Fe3＋，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)
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②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀
③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋
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 计测量溶液的pH
⑤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
洗涤晶体
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)
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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除杂、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。
考向1 考查微型工艺流程中的实验操作
例1（2025·湖南益阳·一模）某含锶(Sr)废渣主要含有
、
、
、
和
等，一种提
取该废渣中锶的流程如下图所示。已知25℃时，
，
；Sr 的化学性
质与Ba 类似。下列说法错误的是
A．“浸出液”中主要的金属离子有
、
、
B．“盐浸”中沉淀转化的离子方程式为
，其平衡常数
C．
溶液不可用
溶液替代
D．由
制备无水
时需在HCl 气流中加热
【答案】D
【详解】A．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
、
、
，A
正确；
B．由分析可知，“盐浸”中沉淀转化的离子方程式为
，该反
应的平衡常数
，B 正确；
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C．使用
溶液会引入
杂质，所以不能用
溶液替代
溶液，C 正确；
D．Sr 的化学性质与Ba 类似，
为强碱，则
也是强碱，
不水解，故由
制备
无水
时无需在HCl 气流中加热，D 错误；
故选D。
思维建模 原料处理→分离提纯→获得产品
微型工艺流程题目在流程中一般分为3 个过程：原料处理→分离提纯→获得产品，其中化工生产过程中分
离提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘
干，或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。
【变式训练1】（2025·湖南张家界·三模）工业上以
和纯碱为原料制备无水
的主要流程如图。
下列分析正确的是
A．母液的
B．中和后的溶液中的溶质不止两种
C．实验室模拟分离湿料和母液时仅需要用到玻璃棒和漏斗
D．工业上用黄铁矿在高温下和氧气反应制备
时可生成磁铁矿
【答案】B
【详解】A．母液是结晶
后的溶液，
溶液中
电离大于水解显酸性（pH<7），且母液
需中和至pH=8，说明母液本身pH<7，A 错误；
B．中和步骤中，母液（含
）与纯碱（
）反应，
与
反应生成
和
，
pH=8 的碱性溶液中溶质可能有
、
及过量
，不止两种，B 正确；
C．分离湿料（晶体）和母液为过滤操作，需漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸等，仅用玻璃棒和漏斗不够，C
错误；
D．黄铁矿（
）高温与氧气反应生成
和
（赤铁矿），而非磁铁矿（
），D 错误；
故答案选B。
【变式训练2】（2025·湖南长沙·二模）某汽车安全气囊的产气药剂主要含有叠氮化钠
，该物质是
一种无色晶体，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。某硝酸工厂处理尾气并制备叠氮化钠的工艺流程如
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图所示。下列说法正确的是
A．合成
时，每生成
，转移1mol 电子
B．试剂①与试剂②分别为乙醚、乙醇
C．合成
的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D．已知
的中心原子N 采取sp 杂化，且存在两个大
键，则每个大
键可用
表示
【答案】D
【详解】A．合成
的反应为
，该反应方程式中1molNO 反应失
1e⁻，1mol
反应得1e⁻，生成2mol
转移1mol 电子，则生成1mol
转移0.5mol 电子，A 错
误；
B．
易溶于水、微溶于乙醇、不溶于乙醚。结晶后洗涤需减少溶解损失，先用乙醇洗去水溶性杂质，
再用乙醚洗去乙醇，故试剂①为乙醇、②为乙醚，B 错误；
C．合成
的反应为．
，
作氧化剂→
，
作还原剂→
，
氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1，C 错误；
D．
与
等电子体，直线形，中心N sp 杂化，存在两个垂直的大π 键，每个大π 键由3 个N 原子参与，
含4 个电子，用
表示，D 正确。
故选D。
考向2 考查微型工艺流程中的过程评价
例2（2025·湖南岳阳·二模）从炼钢粉尘(主要含
和ZnO)中提取锌的流程如下：
“盐浸”过程ZnO 转化为
，并有少量
和
浸出。下列说法正确的是
A．“盐浸”过程若浸液pH 下降，需补充
B．“滤渣”的主要成分为
C．“沉锌”过程发生反应
D．应合理控制
用量，以便滤液循环使用
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【答案】D
【详解】A．反应需要控制在
的碱性环境中进行，当浸液pH 下降，碱性减弱，需要补充碱性物质，
则需要补充的是：
，A 错误；
B．根据分析，“滤渣”的主要成分为大量未溶解的
及少量溶解最终形成的
沉淀，
B 错误；
C．根据分析，“沉锌”过程发生的反应为：
，C 错误；
D．根据分析，“沉锌”后得到的滤液主要成分为：
，可以返回到“盐浸”循环使用，因此需要控
制
用量，让“沉锌”后的滤液中只含
，D 正确；
故答案为：D。
思维建模 微型工艺流程中的过程评价思路
流程的最终目的就是收益最大化，工艺流程题设中的问题顺序通常与流程图的流程顺序是一致的，且一个
问题对应流程图的一个或依次相连的若干个环节，做题时只需找到所需回答的问题与流程图中相关信息的
一一对应关系，“顺藤摸瓜”就可以有效解决相关问题，对流程进行在效评价。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】（2025·湖南邵阳·二模）实验室用
等作原料制取少量
的实验流程如下：
下列说法错误的是
A．流程中可以循环使用的物质是
B．“熔融”时应先将
和
混合加热一段时间后再加入
C．“溶解”后的溶液中存在大量的
、
、
D．“熔融”时发生了氧化还原反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
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【答案】B
【详解】A．结合流程，可以循环使用的物质是MnO2，A 正确；
B．氯酸钾和二氧化锰混合加热一段时间，氯酸钾会分解，B 错误；
C．氯酸钾在碱性条件下将二氧化锰氧化成锰酸钾，自身被还原成氯离子，溶解后的溶液中含有大量的锰
酸根离子、氯离子和钾离子，C 正确；
D．“熔融”时发生的氧化还原反应为
，氧化剂KClO3与还
原剂MnO2的物质的量之比为1:3，D 正确；
故答案选B。
【变式训练2】（2024·湖南·模拟预测）一种以
为原料制备海绵钛的流程如下图所示，下列说法错误
的是
A．流程中有可以循环利用的物质
B．工业上通过
与焦炭和氯气共热制备
C．冷凝物中有四种成分
D．物质X 是氯气
【答案】C
【详解】A．根据流程图可知，前面消耗镁，后面生成镁，故镁可以循环使用，A 正确；
B．工业上可以通过二氧化钛与焦炭、氯气在共热的情况下制备四氯化钛，化学方程式为
，B 正确；
C．冷凝物中是未反应完的四氯化钛，C 错误；
D．电解熔融状态氯化镁生成镁和氯气，故X 为氯气，D 正确；
答案选C。
考点二 化工流程综合题
知识点1 原料预处理与反应条件
1.原料预处理的方法及目的
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处理方法
目的
固体原料粉碎
或研磨
减小颗粒直径增大反应物接触面积，增大浸取时的反应速率，提高浸取率
煅烧或灼烧
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；④
除去受热不稳定的杂质等
酸浸
①溶解转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的；②去氧化物(膜)
碱溶
①除去金属表面的油污；②溶解铝、氧化铝等
加热
①加快反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热反应方向移动；③除杂，除去受热不稳
定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl 等物质；④使沸点相对较低或易升
华的原料气化；⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等
2.反应条件的控制及目的
条件控制
目的
反应物用
量或浓度
①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；②增大便宜、易得的反应物
的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行；③增大物质浓度可以加快反应
速率，使平衡发生移动等
降温
①防止某物质在高温时溶解(或分解)；②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)
移动；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等；④降低某些晶体的溶解
度，减少损失等
控温
①结晶获得所需物质；②防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)温度过高时会分
解或挥发；③使某物质达到沸点挥发出来；④使催化剂的活性达到最好；⑤防止副反应
的发生等
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Fe3＋，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Ca2＋、Mg2＋
pH 控制
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
3.控制反应条件的七种常用方法
(1)调节溶液的
pH
。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH 所需的物质一般应满足两点：
①能与
H ＋反应
，使溶液pH 变大。
②不引入新杂质，如要除去Cu2＋中混有的Fe3＋时，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶
液的pH，不可加入NaOH 溶液、氨水等。
(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
(3)控制压强。改变速率，影响平衡。
(4)使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。
(5)趁热过滤。防止某物质降温时析出。
(6)冰水
( 或有机溶剂
) 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。
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(7)氧化：氧化剂的选择要依据试题设置的情境，常见的氧化剂有氯气、过氧化氢、氧气和次氯酸钠等，
为了避免引入新的杂质，通常选择的氧化剂有过氧化氢和氧气。
知识点2 物质的分离与提纯
1．常用的分离方法
(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。
2．常用的提纯方法
(1)水溶法：除去可溶性杂质。
(2)酸溶法：除去碱性杂质。
(3)碱溶法：除去酸性杂质。
(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。
(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。
(6)调节溶液的pH 法：如除去酸性溶液中的Fe3＋等。
得分速记
可循环物质的判断
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。
(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。
(3)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。
考向1 考查化学工艺流程与物质制备
例1 （2023·湖南衡阳·三模）世界上铬单质及其化合物的生产量呈现高速增长趋势，故铬贫矿的利用至关
重要，某铬贫矿主要成分为
，还含有
、
、
，采用次氯酸钠法处理矿石并制备
的工艺流程如图所示：
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回答下列问题：
(1)为了提高“氧化浸出”效率，可采取的措施有 (任答一条)。
(2)已知经“氧化浸出”后，铁元素以
形式存在，该过程中
参与反应的化学方程式为
。
(3)滤渣可能含有的物质有 (填化学式)。
(4)经“沉铝”后所得溶液中
的浓度为
，已知：常温下，
；
，此时溶液中
，
。
(5)实验室将浓硫酸和
溶液“混合”时的具体实验操作为 。
(6)以
铬贫矿为原料，按照此流程最终得到
，核算的原料利用率为
，则该铬贫矿中铬的
百分含量[以
计]为 。
(7)以节能环保为原则，试以化合物②为原料制定在此工艺流程中的循环利用方案： (结合化学
方程式用文字说明)。
【答案】(1)粉碎矿石(答案合理即可)
(2)
(3)
、
(4)
(5)向
溶液中边搅拌边缓慢加入浓硫酸
(6)
(7)化合物②为
，可受热分解：
，制得的
用于“沉铝”中
(答案合理即可)
【详解】（1）为了提高“氧化浸出”效果，可采取的措施有粉碎矿石等。
（2）“氧化浸出”时，
参与反应的化学方程式为
。
（3）结合上述分析可知，经“氧化浸出”后铝元素以
形式存在，滤渣中含有
、
。
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（4）由
可知，
，得
；结合
，
，又因
为
，所以
。
（5）将浓硫酸和
溶液“混合”时的具体实验操作为向
溶液中边搅拌边缓慢加入浓硫酸
(并时刻关注温度上升速度，防止液体飞溅)。
（6）设该铬贫矿中铬的百分含量[以
计]为
，根据铬守恒列关系式：
，得到
，解得
。
（7）化合物②为
，可受热分解：
，制得的
可用于“沉铝”
中。
思维建模 “四线法”解题模型
1、试剂线：为达到最终目的加入的物质，起到氧化还原、非氧化还原的作用；
2、转化线：元素守恒—焙烧、溶浸、沉淀、煅烧、电解、结晶等；
3、除杂线：复分解沉淀、置换沉淀、氧化还原沉淀；加热产生气体等；
4、分离线：蒸发、结晶、过滤(趁热过滤)、洗涤、干燥等。
【变式训练1】（2023·湖南郴州·一模）氧化锌在橡胶、油漆涂料、化工、医疗及食品等行业有着广泛应用。
一种以含锌烟灰(含有ZnO、CuO、PbO、FeO、Fe2O3、MnO、MnO2、CdO 等)为原料制备氧化锌的工艺流
程如图所示：
已知：i.二价金属氧化物能分别与氨配合生成配离子，如Fe(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)可生成[Fe(NH3)2]2+、[Zn(NH3)4]2+；
ii.25℃时相关物质的Ksp如表：
物质
MnS
FeS
ZnS
PbS
CdS
CuS
Ksp
2.5×10-13
6.3×10-18
1.6×10-24
8.0×10-28
3.6×10-29
6.3×10-36
iii.Zn(OH)2和ZnCO3的分解温度分别为125℃、300℃。
请回答下列问题：
(1)“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2，写出生成FeOOH 的离子方程式： 。
(2)若“氨浸”阶段溶解ZnO 时消耗的n(NH3•H2O)：n(NH4HCO3)=2：1，写出该反应的离子方程式：
。
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(3)“深度净化”时，可采用以下两种方案：
方案甲：加入足量锌粉。该方案所得滤渣c 中除了含Zn、Cd 之外，还含有 (填化学式)。
方案乙：加入Na2S 粉末。已知杂质离子浓度较为接近且远小于含锌离子的浓度。则杂质离子生成沉淀的
先后顺序依次为 (写沉淀的化学式)；工业生产中常采用方案甲而不采用方案乙，其原因为 。
(4)“蒸氨”时得到混合气体e 和固体Znx(OH)y(CO3)z。混合气体e 可返回至 工序循环利用；研究发
现Znx(OH)y(CO3)z热分解得到ZnO 的过程可分为两步。某实验小组取11.2gZnx(OH)y(CO3)z固体进行热重分
析，两步反应的固体失重率(
×100%)依次为8.0%、19.6%，则Znx(OH)y(CO3)z的化学式为
。
【答案】(1)2FeO+ClO-+H2O=2FeOOH+Cl-
(2)ZnO+4NH3•H2O+2HCO =[Zn(NH3)4]2++2CO
+5H2O
(3) Pb、Cu CuS、CdS、PbS c(Zn2+)较大，ZnS 可能会析出，导致产品产率低
(4) 氨浸 Zn2(OH)2CO3
【详解】（1）氧化预处理阶段用次氯酸钙氧化Fe2+生成FeOOH，反应的离子方程式为：2FeO+ClO-
+H2O=2FeOOH+Cl-；
（2）“氨浸”阶段溶解ZnO 时消耗的n(NH3•H2O)：n(NH4HCO3)=2：1，同时生成[Zn(NH3)4]2+离子，对应
的方程式为：ZnO+4NH3•H2O+2HCO =[Zn(NH3)4]2++2CO
+5H2O；
（3）加入足量锌粉，可以把溶液中的Pb2+、Cu2+、Cd2+离子全部置换出来生成单质，滤渣中有Pb、Cu、
Cd 和多余的Zn；根据表中给出的溶度积常数，CuS 小于CdS 小于PbS 的溶度积，溶度积小的先沉淀，故
沉淀的先后顺序为CuS、CdS、PbS；采用乙方案由于c(Zn2+)较大，ZnS 可能会析出，导致产品产率低；
（4）“蒸氨”时得混合气体e 为氨气、二氧化碳和水，可返回至浸出工序循环利用；n(ZnO)=
，热分解得到ZnO 的过程中，第一步失去水，第二步失去二氧化碳，故
n(H2O)=
，n(CO2)=
，则n(Zn)；n(H)：n(C)=2：2：1=
Zn2(OH)2CO3。
【变式训练2】（2024·湖南长沙·模拟预测）金属钼(Mo)、镍(Ni)是重要的战略金属，广泛应用在钢铁、化
工等领域，辉银矿的主要
，还含有Ni、V、Fe 等金属元素，处理辉钼矿有火法和湿法两种工艺。下
图是用NaClO 溶液(pH>9)湿法浸取辉钼矿制备仲钼酸铵[
]的工艺流程(已知：次氯酸钠溶液
化学性质不稳定，常温下缓慢分解成NaCl，
和
)。
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请回答下列问题：
(1)传统的火法工艺是在空气中灼烧辉铝矿得到
和
，和上述湿法工艺相比这种方法最大的缺陷是
。
(2)浸取辉钼矿之前要先将辉钼矿磨碎，目的是 。
(3)步骤①中
溶于NaClO 溶液，发生反应的离子方程式为 。
(4)步骤②由于
易溶于有机萃取剂，可以发生草取。步骤③反萃取时使用的X 试剂为 ，步骤
②③的作用为 。
(5)某科研小组研究温度对步骤①中浸取率的影响。实验条件为NaClO)的浓度为130g/L，汉取液pH=9。反
应时间1.5h 温度控制为采用冷水浴冷却和不冷却两种，实验结果见下表：
反应条
性
反应现象和结果
冷水浴
反应温度保持30℃左右，Mo 元素的浸取率为83.3%。
不冷却
温度上升很快，最高为60℃左右，有大量的气泡产生，Mo 元素的浸取率为7.8%。
出现上表实验结果的原因为 。
(6)碳钢在空气中容易被腐蚀，加入钼酸盐有利于缓蚀，其缓蚀原理是在钢铁表面形成
保护
膜。密闭式循环冷却水系统中的碳铜管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入
，则
的作用是
。
【答案】(1)生产中生成大量
废气
(2)增大与NaClO 溶液的接触面积，加快反应速率，提高产率
(3)
(4) 氨水 使
富集，除去杂质离子
(5)辉钼铝矿浸取是放热反应，降低温度会使反应进行彻底，并避免NaClO 分解
(6)替代空气中氧气起氧化剂作用
【详解】（1）传统的火法工艺，
被空气中的氧气氧化为
和
，该反点的化学方程式为
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；
有毒，和湿法工艺相比这种方法最大的缺陷是生成大量
气体，污
染空气；
（2）将辉钼矿磨碎能增大其与NaClO 溶液的接触面积，加快反应速率；
（3）步骤①中
被NaClO 溶液氧化为
、
，1mol
失18mol 电子，1mol NaClO 得2mol
电子，根据得失电子守恒，发生反应的离子方程式为
；
（4）根据题意，
在酸性溶液下存在，
在碱性条件下存在，步骤③反萃取时使用的X 试剂为
氯水，步骤②③可以除去
、
、
等杂质离子，也可以使
富集；
（5）不冷却时温度上升很快，可知反应放热；由“有大量的气泡产生”可推测有气体产物生成，Mo 元素
的浸取率只有7.8%，可知高温条体下NaClO 分解放出氧气，降低温度，会使
被NaClO 溶液氮化为
、
的反应进行彻底，并能避免NaClO 分解；
（6）密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼盐外还需加入
，
相当于空气，
的作用是替代空气中氧气起氧化剂作用。
考向2 考查物质的分离提纯、除杂
例2（2025·湖南衡阳·模拟预测）我国有丰富的
资源，中科院过程工程研究所公布了利用
制备重要工业用碱(
)及盐(
)的闭路循环绿色工艺流程：
某校化学兴趣小组根据该流程在实验室中进行实验。回答下列问题：
(1)用以下实验装置图进行流程中的“一次反应”：
①装置A 中橡皮管a 的作用是 。
②装置B 中
能否用苯来代替，说明理由 。
③装置B 中发生反应的离子方程式为 。
(2)在“二次反应”中，硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐
，分离该复盐与溶液需要的仪器除烧杯、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器是
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。
(3)依据该流程的闭路循环绿色的特点，“一次反应”与“煅烧(350℃)”的实验中均采用如图所示装置处理
尾气，则烧杯中的X 溶液最好是 溶液。
(4)利用
制备重要工业用碱(
)及盐(
)的闭路循环绿色工艺流程中可以循环利用的物
质有 (填化学式)。
(5)测定产品硫酸氢钠的纯度：称取
所得产品，配成
溶液，每次取出配制的溶液
，用
标准溶液滴定，测得的实验数据如下表：
序号
1
2
3
4
标准溶液体积/mL
20.05
18.40
19.95
20.00
所得产品硫酸氢钠的纯度为 (用质量百分数表示)。
【答案】(1) 平衡压强，使分液漏斗中的液体顺利流入烧瓶中 苯的密度小于水，苯在水上层，装
置B 中
不能用苯来代替；
(2)漏斗
(3)Na2SO4
(4)NH3、
(5)93.75%
【详解】(1)①装置A 中橡皮管连接分液漏斗上口和烧瓶，平衡分液漏斗和圆底烧瓶内的压强，使分液漏斗
中的液体顺利流入烧瓶。
②氨气难溶于
，
密度大于水，氨气先通入
中，能防止倒吸，苯的密度小于水，苯在水上层，
装置B 中
不能用苯来代替；
③装置B 中
、二氧化碳、氨气反应生成碳酸氢钠沉淀、硫酸铵，发生反应的离子方程式为
；
(2)
的溶解度比较小，用过滤法分离该复盐与溶液，过滤需要的仪器除烧杯、玻
璃棒、漏斗。
(3)依据该流程的闭路循环绿色的特点，为使X 吸收氨气后的溶液在“一次反应”中循环利用，烧杯中的X
溶液最好是Na2SO4溶液。
(4)根据流程图，利用
制备重要工业用碱(
)及盐(
)的闭路循环绿色工艺流程中，可
以循环利用的物质有NH3、
。
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(5)滴定过程发生反应NaHSO4+NaOH= Na2SO4+H2O；第二次实验数据明显超出正常误差范围，第二次实验
数据舍去不用，平均消耗氢氧化钠溶液的体积为20.00mL，则20mL 所配溶液中含有NaHSO4的物质的量
是0.02L×0.1mol/L=0.002mol，所得产品硫酸氢钠的纯度为
。
【变式训练1】（2022·河北·高考真题）以焙烧黄铁矿
(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝
颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是 。
(3)还原工序中，不生成S 单质的反应的化学方程式为 。
(4)工序①的名称为 ，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀
中
的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式
为 。
(6)若用还原工序得到的滤液制备
和
，所加试剂为 和 (填化学式，不
引入杂质)。
【答案】(1) Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O
15FeSO4+8H2SO4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
(5) +2； 6Fe(NH4)2Fe(CN)6+
+6H+
6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+
(6) H2O2 NH3·H2O
【详解】（1）由分析可知，红渣的主要成分为：Fe2O3，滤渣①的主要成分为：SiO2，故答案为：Fe2O3；
SiO2；
（2）黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率，故答案为：增
大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率；
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（3）由分析可知，还原工序中，不产生S 单质沉淀，则硫元素被氧化为
，反应原理为：14Fe3+
+FeS2+8H2O=15Fe2++2
+16H+，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O
15FeSO4+8H2SO4，故答案为：
7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O
15FeSO4+8H2SO4；
（4）由分析可知，工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO4溶液和
H2SO4可以循环利用，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
（5）沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe 的化合价为+2 价和[Fe(CN)6]4-中的+3 价，由分析可
知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+
+6H+
6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6
，故答案为：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6+
+6H+
6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6
；
（6）由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2
溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行
灼烧，即可制得Fe2O3·x H2O 和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O，故答案为：H2O2；
NH3·H2O。
【变式训练2】（2025·湖南长沙·三模）铂族金属是国家战略性金属，被誉为“现代工业维他命”。从某矿
渣[含钯(
)、铂(
)、
、
及
等]中提取
、
、
的工艺如下。
已知：
、
经“氧化浸取”转化为
、
；“氨合”后，
主要以
的形式存在；常温下，
的
，
。
(1)
、
与
为同族元素，位于元素周期表的 区。
(2)“氧化浸取”时，
发生反应的化学方程式为 。
(3)“滤液Ⅱ”中的溶质可在 工序中循环利用。
(4)常温下，“沉镍”时，需调节溶液
，此时
。
(5)含钯催化剂可与其他催化剂协同催化乙烯氧化为乙醛的反应，该催化氧化反应经历如图所示5 步
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(
→
)
①
⑤，其中发挥催化作用的阳离子有 。
(6)含
、
、的化合物可用于太阳能电池材料。一定条件下，其中一种晶体可由立方结构(结构单元如
图ⅰ所示)转化为四方结构(晶胞结构如图ⅱ所示)，两种结构的棱边夹角均为
，且转化过程中原子个数
比保持不变。
①立方结构中
、
、的原子个数比为 ；
②立方结构单元与四方晶胞结构的密度之比为 。
【答案】(1)d
(2)
(3)沉铂
(4)0.084 或
(5)
、
(6)
【详解】（1）Fe 是26 号元素，位于周期表中的第4 周期第Ⅷ族，位于d 区，Pt、Pd 与Fe 为同族元素，
也位于元素周期表的d 区。
（2）结合信息可知，Pd、Pt 经“氧化浸取”转化为
、
，此时Pd 发生反应的化学方程
式为
。
（3）结合分析可知，“滤液Ⅱ”中的溶质的主要成分是氯化铵，则可在沉铂工序中循环利用。
（4）由于pH=2，则c(H+)=10-2mol/L，
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。
（5）先消耗后生成的物质可认为是催化剂，由图可知，步骤①→⑤中发挥催化作用的阳离子有
、
。
（6）①由图可知，立方结构中Pd、Cs、I 个数分别为：Pd：
，Cs：1，I：
，则其原子个
数比为1：2：6；
②四方结构中Pd：
，由于转化过程中原子个数比保持不变，则其中Pd、Cs、I 个数分别为2，
4，12，设立方结构单元的摩尔质量为M，则四方晶胞结构的摩尔质量为4M，立方结构单元与四方晶胞结
构的密度比为：
。
考向3 考查化学工艺流程与反应原理
例3（2025·湖南永州·一模）钴的消耗量近40%用于充电电池材料，如用于锂离子电池的钴酸锂，用于镍
氢电池的氧化亚钴等。钴在地壳中的平均含量为0.001%(质量)，大多伴生于镍、铜、铁、铅、锌、银、锰
等矿床中。以炼锌净化渣(含有Co、Zn、Fe、Cu、Pb、
等)为原料提取钴的工艺流程如图所示：(已知：
常温下，
，
)
回答下列问题：
(1)为了提高炼锌净化渣的浸出速率，工业上常用的方法是 (写两种)。
(2)“浸出渣”中一定含有的物质为 (填化学式)。
(3)119g 过硫酸钠(
)中含有
数目为 ，“氧化”过程中，发生的最主要的离子方
程式为 。
(4)
常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到
，“除铜液”中
浓度为0.18mol/L，则此时溶液的
。[已知常温下，饱和
水溶液中存在关系式：
（mol/L)3]。
(5)电动汽车正逐步取代油车，其中大部分电动汽车使用的是钴酸锂(
)电池，电解质为一种能传导
的高分子材料，电池反应式为：
，充电时阳极的电极反应式为
。用此锂电池电解精炼铜，若电路中通过3mol 电子时，阴极增重 g。
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【答案】(1)粉碎、搅拌、适当升温、适当增加硫酸的浓度等(写出两种即可)
(2)
(3)
(4)0.5
(5)
96
【详解】（1）为了提高炼锌净化渣的浸出速率，工业上常用的方法是粉碎、搅拌、适当升温、适当增加
硫酸的浓度等。
（2）根据工艺流程图分析，其他金属均与硫酸反应，铜虽不能直接反应，但是有
的存在
，可以溶解Cu，所以沉淀中一定存在的是
；
（3）根据化合价，1 个
有两个
价的氧，根据提示可知是存在一个过氧根；氧化过程中，
与
发生反应，
氧化为
，
还原为
，离子方程式为
；
（4）除铜液中
浓度为0.18mol·L-1，
，
mol/L
mol/L，常温下，饱和
水溶液中存在关系式：
，则此时溶液中
mol/L，故
；
（5）根据题意，阳极失去电子，由题意中电解质的条件可以写出
，电解精
炼铜，阴极增重，生成铜单质，为1.5mol，根据相对原子质量可计算出96g。
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：
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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】（2025·湖南张家界·三模）硫化铋
在光催化剂、锂离子电池等领域具有重要的潜在
价值。一种以氧化铋渣（主要成分是
和
）为原料，制取高纯
并回收锰的工艺流程如图所示。
已知：①常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如表所示：
金属离子
开始沉淀的pH
2.2
5.2
3.6
沉淀完全（
）的pH
3.2
6.7
4.7
②硫代乙酰胺
在酸性溶液中会水解为乙酰胺（
可溶于水）和硫化氢；硫化氢会
进一步发生反应：
。
回答下列问题：
(1)基态
的价电子排布式为 。
(2)“酸浸”时，
转化为
的离子方程式为 。
(3)从“滤液1”中可回收的金属主要有 （填化学式）。
(4)“沉铋”时，
转化为BiOCl 沉淀的化学方程式为 。
(5)“转化”的两种方法如下：
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方法一：第一步，用
溶液将BiOCl 转化为
，发生反应
；第二步，
受热分解为
，发
生反应的化学方程式为 。
方法二：第一步，用NaOH 溶液将BiOCl 转化为
；第二步，
受热分解为
．已知：
常温下，
，反应
。
常温下，当BiOCl 恰好完全转化为
时，溶液中
，此时溶液
。
(6)“硫化”后需用蒸馏水洗涤
固体，洗涤固体的操作方法是 ，同时可有效除去
上吸附的
（填名称）。
【答案】(1)3d5
(2)
+6H+=2
+3H2O
(3)Al、Cu
(4)BiCl3+Na2CO3=BiOCl
+CO2
+2NaCl
(5)
13
(6) 将待洗涤的固体放在过滤器的滤纸上，用玻璃棒引流，向固体表面滴加适量蒸馏水，使溶剂缓慢
流过固体，重复2-3 次 乙酰胺和氯化氢
【详解】（1）Mn 是25 号元素，基态Mn 原子价电子排布式为3d54s2，则基态
的价电子排布式为
3d5。
（2）“酸浸”时，
和硫酸反应转化为
的离子方程式为：
+6H+=2
+3H2O。
（3）由分析可知，“滤液1”中含有Fe3+、Al3+、Cu2+，可回收的金属主要有Al、Cu。
（4）“沉铋”时，BiCl3和Na2CO3、NaCl 反应生成BiOCl 沉淀和CO2，化学方程式为：
BiCl3+Na2CO3=BiOCl
+CO2
+2NaCl。
（5）
受热分解为
和CO2，发生反应的化学方程式为：
；已知
的
，常温下，当
BiOCl 恰好完全转化为
时，溶液中
，
=
，
，则c(OH-)=
，c(H+)=10-13mol/L，此时溶液pH=13。
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（6）由分析可知，“硫化”后需用蒸馏水洗涤
固体，洗涤固体的操作方法是：将待洗涤的固体放在
过滤器的滤纸上，用玻璃棒引流，向固体表面滴加适量蒸馏水，使溶剂缓慢流过固体，重复2-3 次。硫代
乙酰胺
在酸性溶液中会水解为乙酰胺（
可溶于水）和硫化氢；硫化氢会进一步发
生反应：
，则洗涤可有效除去
上吸附的乙酰胺(
)和氯化氢。
【变式训练2】（2025·湖南长沙·三模）三氯化六氨合钴(Ⅲ)
是一种重要的含钴配合物，
由
制备它的装置和步骤如下(夹持装置已省略)：
已知：活性炭为催化剂，
在溶液中较稳定，
具有较强还原性。回答下列问题：
(1)向混合液加入
溶液与氨水时，应最先打开活塞 (填字母代号)；加入所有试剂后，水浴的温
度控制在
左右，反应约30 分钟。球形干燥管中试剂为 。
(2)
制备
的总反应化学方程式为 。
(3)由滤渣获取
的步骤：向滤渣中加入
左右的热水，充分搅拌后，趁热过滤，向
滤液加入少量甲，冷却结晶后过滤，用乙洗涤晶体
次，低温干燥。
①趁热过滤的目的是 。
②关于试剂甲和乙，下列选项合理的是 (填字母)。
A．甲为浓盐酸，乙为水 B．甲为乙醇，乙为浓盐酸 C．甲为浓盐酸，乙为乙醇
(4)称取
样品，加入盛有足量氢氧化钠溶液的烧瓶中并加热，将生成的氨气通入装
有
盐酸的锥形瓶中，充分吸收，向锥形瓶加入
滴甲基橙，用
的
滴定(杂质不反应)。
①达滴定终点时，共消耗
溶液
，则样品的纯度为 (保留四位有效数字)。
②下列操作会使纯度测量值偏高的是 (填字母)。
A．滴定前，碱式滴定管水洗后未润洗 B．滴定前尖嘴处无气泡，滴定后有气泡
C．滴定终点时俯视滴定管刻度 D．滴定时选用酚酞为指示剂
(5)请指出该装置存在的缺陷： 。
【答案】(1) d
或
(2)
(或写
，
系数为2，反应条件：
，活性炭)
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(3) 除去不溶性物质活性炭，避免产物析出 C
(4)
BC
(5)缺少温度计
【详解】（1）Co2+在溶液中较稳定，[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，为了将不易被氧化的Co2+转化为具有较
强还原性的[Co(NH3)6]2+，应该先打开d 进行络合反应，再打开b 进行氧化；干燥管的作用是吸收多余的氨
气且防止空气中的水蒸气进入装置，干燥管中试剂为P2O5或CaCl2。
（2）CoCl2和NH3•H2O、H2O2反应生成[Co(NH3)6]Cl3，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为：
。
（3）①趁热过滤的目的是除去不溶性物质活性炭，避免产物析出。
②由分析可知，滤渣中
表面有残留的氨水，加入浓盐酸可以消耗氨水且抑制
的电离，
能够溶于水，所以过量的盐酸要用乙醇洗涤，故答案为
C。
（4）①称取
样品，加入盛有足量氢氧化钠溶液的烧瓶中并加热，发生反应：
，将生成的氨气通入装有
盐
酸的锥形瓶中，充分吸收，向锥形瓶加入
滴甲基橙，用
的
滴定，达滴定终点时，
共消耗
溶液
，则剩余
，消耗
，则
，
，样品纯度为
；
A
②．碱式滴定管未润洗，会造成
标准溶液浓度变小，用量增多，导致滴定结果剩余盐酸的结果偏
大，消耗
偏小，
偏小，故A 错误；
B．若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后出现气泡，
偏小，致滴定结果剩余盐酸的结果偏小，
消耗
偏大，
偏大，故B 正确；
C．终点读数时，俯视滴定管的刻度，
偏小，导致滴定结果剩余盐酸的结果偏小，消耗
偏大，
偏大，故C 正确；
D．酚酞的变色范围是8.2~10.0，滴定时选用酚酞为指示剂，则
偏大，导致滴定结果剩余盐酸的
结果偏大，消耗
偏小，
偏小，故D 错误；
故答案为BC。
（5）由题意，水浴的温度控制在
左右，但是装置中缺少温度计。
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考点三 工业流程中的图像分析与定量计算
知识点1 图像分析与定量计算
1．化工流程中的图像分析
(1)会识图：一看面、二看线、三看点(弄清纵、横坐标的含义；弄清起点、拐点、终点的含义；看清曲线
的变化趋势)。
(2)会析数：分析数据、图像中隐含的信息，弄清各数据的含义及变化规律，将数据和图像信息加工成化
学语言，同时联系化学概念、化学原理等理论知识进行分析解答。
2．化工流程中的定量计算
(1)常见类型及解题方法
常见类型
解题方法
计算物质含量
根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除
以样品的总量，即可得出该成分的含量
确定物质化学式
①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量；②根据电荷守恒，确定未知离子
的物质的量；③根据质量守恒，确定结晶水的物质的量；④各粒子的物质的量之
比即为物质化学式的下标比
(2)定量计算的常用公式
物质的质量分数(或纯度)
×100%
产品产率
×100%
物质的转化率
×100%
3.热重曲线分析的解题模型
(1)设晶体的物质的量为1 mol，质量为m。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
(3)计算每步固体剩余的质量(m 余)，样品的固体残留率＝×100%。
(4)晶体中金属元素的质量不会减少，仍在m 余中。
(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m 氧，由n 金属∶n 氧，即可求出失重后物质的化学式。
知识点2 化工流程中化学(或离子)方程式的书写
1．化学(或离子)方程式的书写思路
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断
反应类型。
(1)若元素化合价无变化，则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律。
(2)若元素化合价有变化，则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。
2．陌生氧化还原反应化学(或离子)方程式的书写流程
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考向1 考查图像分析与定量计算
例1 （2024·湖南娄底·一模）实验探究是化学学习的方法之一，某化学实验小组进行
在
气
氛中受热分解实验，根据实验结果或现象，所得结论不正确的是
A．
脱水热分解，其热重曲线如图所示。根据实验结果推算出：x=4，y=1
B．
热分解后，其固态产物的颜色为红色，说明生成的物质为
C．生成的气态产物通过酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明产生了
D．把产生的气态产物通过氯化钡溶液，立即有沉淀生成，不能证明其气态产物中含有
【答案】D
【详解】A．由分析知，100℃时，生成FeSO4 4H
⋅
2O，即x=4，200℃时，分解生成FeSO4 H
⋅
2O，即y=1，
A 正确；
B．由分析知，FeSO4热分解后，其固态产物的颜色为红色，说明最终生成的物质为Fe2O3，B 正确；
C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是常温有还原性的气体，反应中可能生成的有还原性的气体只有SO2，
故生成的气态产物通过酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明产生了SO2，C 正确；
D．把产生的气态产物通过氯化钡溶液，立即有沉淀生成，因为SO2无法和氯化钡溶液反应得到硫酸钡沉
淀，故可以说明其气态产物中含有SO3，故D 错误；
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本题选D。
【变式训练1】（2024·湖南·模拟预测）
是制造钒铁合金的原料。从废钒催化剂(含
以及不溶于酸
的杂质)中回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，其工艺流程如图：
已知：①“酸浸”时，
转化为
。
②
具有氧化性。
回答下列问题：
(1)基态钒原子的价层电子排布式为 。
(2)写出“还原”时发生反应的离子方程式： 。
(3)将“还原”后含
的溶液进行“萃取”和“反萃取”提纯，制得钒酸盐，原理为
，经“萃取”和“反萃取”后，钒的总回收率为90%，则
“还原”时消耗的
和“氧化”时消耗的
的物质的量之比为 。
(4)“沉钒”过程会析出
晶体。
①需要加入过量
，目的是 。
②以沉钒率(
沉淀中钒的质量和废钒催化剂中钒的质量之比)表示钒的回收率，沉钒率与沉淀温度
的关系如图所示，温度高于80℃时沉钒率下降的原因是 。
(5)取
进行煅烧获得
，过程中减少的质量(
)随温度变化的曲线如图所示。
①写出C 到D 过程中发生反应的化学方程式： 。
②煅烧时不断鼓入空气的目的是 。
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【答案】(1)
(2)
(3)10：3
(4) 利用同离子效应，促进
晶体的析出，提高沉钒率
的水解程度增大，
浓度
减小(若答到“温度升高，
溶解度增大”亦可)
(5)
(或
) 防止
还原
(或防止
氧化
)
【详解】（1）钒（V）是23 号元素，根据核外电子排布规律，其基态原子的电子排布式为
，价层电子是指能参与成键的电子，对于过渡元素，包括最外层电子和次外层d 轨道电
子，所以价层电子排布式为
；
（2）“酸浸” 时
转化为
，加入
进行还原，
中V 为+5 价，被还原为
（V 为+4
价），
被氧化为
，根据氧化还原反应得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式，得
到
；
（3）由
可知，“还原”，生成1mol
时消耗的
的物
质的量为0.5mol，由于钒的总回收率为90%，则“氧化”时，由
反应可知，消耗
，需要
的
，“还原”时消耗的
和“氧化”
时消耗的
的物质的量之比为
；
（4）①“沉钒” 过程发生反应生成
，加入过量
，溶液中
浓度增大，根据沉淀溶解
平衡原理，利用同离子效应，促进
晶体的析出，提高沉钒率；
②如图，温度高于80℃时，
的水解程度增大，
浓度减小(若答到“温度升高，
溶解度增
大”亦可)，沉钒率下降；
（5）①
，A 到B 减少的质量为34.0g，
，
，则B 点到C 点的固体为
，C 到D 减少的质量为
，
相当于1mol 水的质量，D 点的化学式为V2O5，C 到D 过程中的化学方程式为
(或
)；
②
具有还原性，能还原
，为防止
被还原，所以煅烧时不断鼓入空气。
【变式训练2】（2024·湖南·模拟预测）陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点，利用含钴
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废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔，LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图：
(1)加入NaOH 溶液碱浸时发生反应的离子反应方程式 ，酸溶时，H2O2的作用是 。
(2)实验操作①的名称是 操作②用到的玻璃仪器有： 。
(3)已知钴、锂在有机磷萃取剂中的萃取率与pH 的关系如下图所示，则有机磷萃取时最佳pH 为 。
(4)CO(OH)2在空气中加热时，固体(不含其他杂质)，质量随温度变化的曲线如图所示，290℃时，所得固体
物质的化学式为： 。
(5)Co2+萃取的反应原理如下：
，则从有机相中分离出CoSO4需向有机溶
剂中加入以下哪种试剂_______。
A．H2SO4
B．NaOH
C．HR
D．Co(OH)2
(6)“沉钴”时，Na2CO3的滴速过快或浓度太大，都会导致产品不纯，请分析原因： 。
【答案】(1)
作还原剂，将+3 价钴还原为+2 价钴
(2) 过滤 分液漏斗 、烧杯
(3)5.5
(4)Co2O3
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(5)A
(6)Na2CO3的滴速过快或浓度太大，会使溶液碱性增强而产生Co(OH)2
【详解】（1）加入NaOH 溶液碱浸时发生反应的离子反应方程式为：
，
由分析知，H2O2的作用为还原剂，将+3 价钴还原为+2 价钴；故答案为：
；
作还原剂，将+3 价钴还原为+2 价钴。
（2）根据分析可知操作①的名称是为过滤，操作②为萃取、分液操作，所用玻璃仪器有：分液漏斗 、烧
杯，故答案为：过滤；分液漏斗 、烧杯。
（3）萃取时，确保Co2+萃取率高，但Li+萃取率要低，结合图象知，最佳pH 为5.3~6 区间(或5.5 左右)，
故答案为：5.5。
（4）290oC 时，所得固体的摩尔质量为
，可知固体为CoO1.5，即Co2O3，
（5）Co2+萃取的反应原理如下：
，反萃取即使萃取平衡向逆向移动，根
据平衡移动原理，在不引入新杂质的情况下可加入H2SO4，使平衡逆向移动，从而达到反萃取目的，故答
案选A。
（6）“沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大，都会导致产品不纯，原因为：若Na2CO3的滴速过快或浓
度太大，会使溶液碱性增强而产生Co(OH)2杂质，故答案为：Na2CO3的滴速过快或浓度太大，会使溶液碱
性增强而产生Co(OH)2。
考向2 考查化学(或离子)方程式的书写
例2（2025·湖南长沙·二模）一种以废旧电池正极材料(主要成分为
，其中
为
价，还
含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂)为原料制备
的流程如下：
下列说法错误的是
A．“灼烧”后的固体产物中，
和
均为
价
B．在“酸浸”过程中所滴加的
的作用为氧化剂
C．“沉锰”过程中，溶液先变为紫红色，原因为
D．“合成”
过程中，发生反应会有
和
放出
【答案】B
【详解】A．灼烧时有机黏合剂和炭黑被氧化除去，铝箔被氧化为
（
为+3 价），原
中
为+3 价，灼烧后
仍为+3 价，A 正确；
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B．碱浸后滤渣含
等高价金属离子，
具有强氧化性，酸浸时会氧化
生成
，自身被还原为
，
作还原剂而非氧化剂，B 错误；
C．沉锰时加入
（含
，强氧化剂），将
氧化为紫红色
，离子方程式
，C 正确；
D．合成
时，发生反应
，D 正确；
故答案选B。
【变式训练1】（2025·湖南长沙·二模）一种铂铼废催化剂(
，含
、积碳等杂质)中金属
元素的综合回收利用的工艺流程如下。
已知：①高铼酸(铵NH4ReO4)微溶于冷水，易溶于热水；
②室温下：
。
下列说法正确的是
A．“滤渣Ⅰ”的成分为积碳、
，滤渣Ⅱ的成分为
B．“操作Ⅰ”为：过滤、洗涤、干燥。
C．“溶解Ⅲ”中反应的离子方程式为：
D．理论上获得
铼粉，理论上需要标准状况下
的体积至少为
。
【答案】C
【详解】A．“焙烧”可除去积碳（转化为CO2气体），则“滤渣Ⅰ”的成分为不与NaOH 溶液反应的
Pt、Fe3O4，而不含积碳，“调pH”后生成的滤渣Ⅱ的成分为Al(OH)3，A 错误；
B．“操作Ⅰ”目的是获得NH4ReO4晶体，因NH4ReO4微溶于冷水、易溶于热水，需经蒸发浓缩、冷却结
晶、过滤、洗涤、干燥，仅“过滤、洗涤、干燥”不完整，B 错误；
C．“溶解Ⅲ”中，酸性环境下Pt 被
氧化为
，Pt 元素化合价从0 价升至+4 价，
中Cl 元素
化合价从+5 价降至-1 价，根据得失电子守恒，Pt 与
系数之比为3 2∶，结合电荷守恒和原子守恒配平其
反应的离子方程式为：
，C 正确；
D．3.72 gRe 的物质的量为
，Re 元素化合价从+7 价降至0 价需得0.14mole⁻，H2中氢元
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素化合价从0 价升至+1 价，理论上需要H20.07mol，标准状况下其体积为0.07mol×22.4L/
mol=1.568L≠1.344L，D 错误；
故选C。
【变式训练2】（2025·湖南长沙·二模）从蚀刻废液中回收硫酸铜的工艺流程如图：
已知：
，下列说法错误的是
A．混合时酸性过强或碱性过强，铜的回收率均会降低
B．“滤液”中，
C．混合过程中发生的反应之一为
D．溶解滤渣时用稀硫酸，更有利于提高产品纯度和铜回收率
【答案】D
【详解】A．酸性过强时，H+会溶解Cu(OH)Cl 沉淀（Cu(OH)Cl+2H+=Cu2++Cl-+2H2O）；碱性过强时，
[Cu(NH3)4]2+不易解离，铜难以转化为沉淀，均导致铜回收率降低，A 正确；
B．滤液pH=5.86，溶液呈酸性。NH3·H2O 的电离平衡常数
，则
。pH=5.86 时，
，代入得
，故n(
)>n(NH₃·H₂O)，B 正确；
C．由上述分析可知反应之一为[Cu(NH3)4]2++3H++Cl-+H₂O=Cu(OH)Cl↓+4
，C 正确；
D．用浓硫酸溶解Cu(OH)Cl 时会生成HCl，而浓硫酸具有强酸性和吸水性，有利于HCl 气体逸出，减少杂
质，用稀硫酸不利于提高纯度，D 错误；
故答案选D。
1．（2025·湖南·高考真题）工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料
中回收镉、锰的部分工艺流程如下：
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已知：①富集液中两种金属离子浓度相当。
②常温下，金属化合物的
；
金属化合物
下列说法错误的是
A．粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B．试剂X 可以是
溶液
C．“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D．“沉锰”时，发生反应的离子方程式为
【答案】D
【详解】A．粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积，有利于提高金属元素的浸出率，A 正确；
B．由分析可知，试剂X 可以是
溶液，B 正确；
C．若先加入
溶液进行“沉锰”，由题中信息以及
数据可知，金属离子
浓度相当，
则
也会沉淀，后续流程中无法分离Cd 和Mn，所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换，C 正确；
D．“沉锰”时，发生反应的离子方程式是：
，D 错误；
故选D。
2．（2024·湖南·高考真题）中和法生产
的工艺流程如下：
已知：①
的电离常数：
，
，
②
易风化。
下列说法错误的是
A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入
溶液
B．“调pH”工序中X 为
或
C．“结晶”工序中溶液显酸性
D．“干燥”工序需在低温下进行
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【答案】C
【详解】A．铁是较活泼金属，可与
反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加
入
溶液，A 项正确；
B．若“中和”工序加入
过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入
；若“中和”工序加入
过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入
NaOH，所以“调pH”工序中X 为NaOH 或
，B 项正确；
C．“结晶”工序中的溶液为饱和
溶液，由已知可知
的
，
，则
的水解常数
，由于
，则
的水解程度大于电离程度，
溶液显碱性，C 项错误；
D．由于
易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D 项正确；
故选C。
3．（2022·湖南·高考真题）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有
和
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
【答案】C
【详解】A．陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与烟气中的HF 发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材
料，故A 正确；
B．采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B 正确；
C．由上述分析可知，合成槽内发生反应
，产物是
和
，故C 错误；
D．由上述分析可知，滤液的主要成分为
，可进入吸收塔循环利用，故D 正确；
故选C。
4．（2021·湖南·高考真题）一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
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下列说法错误的是
A．物质X 常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融
制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水
【答案】D
【详解】A．物质X 的作用是使Mg2+转化为Mg(OH)2，工业上常采用CaO，发生CaO+H2O=Ca(OH)2，
Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+，A 正确；
B．Mg 是较活泼金属，工业上常用电解熔融
制备金属镁，B 正确；
C．由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C，生成物之一为MgCl2，C 在高温下能将二氧化碳还原
为CO，则“气体”为CO，反应方程式为
，C 正确；
D．“煅烧”后得到MgO，MgO 和盐酸反应得到MgCl2溶液，由于MgCl2在溶液中水解为氢氧化镁和
HCl，将所得溶液加热蒸发HCl 会逸出，MgCl2水解平衡正向移动，得到氢氧化镁，得不到无水MgCl2，D
错误；
选D。
5．（2025·湖南·高考真题）一种从深海多金属结核[主要含
，有少量的
]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
)开始沉淀和完全沉淀
的
：
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开始沉淀的
1.9
3.3
4.7
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的
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)；
还原
的化学方程式为 。
(3)“沉铁”时，
转化为
的离子方程式为 ，加热至
的主要原因是 。
(4)“沉铝”时，未产生
沉淀，该溶液中
不超过
。
(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)
(2)
(3)
防止形成
胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造
成产率下降
(4)
(5)
sp2
【详解】（1）
原子的价电子是指
和
能级上的电子，所以基态
原子的价电子排布式为
；
（2）由分析可知，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是
；
将3 价钴还原为2 价钴，同时由于
硫酸的作用得到
，化学方程式为
；
（3）“沉铁”时，
转化为
，铁元素化合价上升，则
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
的主要原因是防止形成
胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降；
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（4）由表可知，
，“沉铝”时，未产生
沉淀，
则
；
（5）由流程可知，第二次萃取时，主要萃取
，因此
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。
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