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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 微型化工流程.......................................................................................................................
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 考查物质的制备......................................................................................................................................................
考向2 考查物质的分离提纯、除杂...............................................................................................................................
考点二 工业流程的条件控制和分离提纯....................................................................................
知识点1 物质转化条件的控制与循环物质的确定..................................................................................................
知识点2 化工流程中物质的分离与提纯.....................................................................................................................
考向1 反应条件的控制......................................................................................................................................................
考向2 物质的分离与提纯.................................................................................................................................................
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 图像分析与定量计算.............................................................................................................................................
考向2 化学(或离子)方程式的书写................................................................................................................................
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
2022 年
2021 年
微型工业流程题
选择题
非选择题
辽
宁
卷
T11，3 分
辽宁卷
T13，3 分
辽宁卷T10，
3 分
工业流程综合题
选择题
非选择题
辽
宁
卷
T16，14 分
辽
宁
卷
T16，14 分
辽宁卷T16，
14 分
辽
宁
卷
T16，14 分
辽
宁
卷
T16，14 分
考情分析：
1．从命
型和内容上看，化学工
流程
是必考
型，它是将化工生
程中主要生
段——生
流程
题题
题
题
艺
产过
产阶
产
用框
形式表示出来，并根据生
流程中有关的化学知
步步
。
图
产
识
设问
2．从命
思路上看，化学工
流程
是
代化学工
生
工
流程的
化，它涉及了化工生
程中所遇
题
题
业
艺
现
产
艺
简
产过
到的生
成本、
品提
、
境保
等
，并考
了物
的制
、
、分离提
等
基本操作和基
纯环
题
查
质
备
纯
产
产
护
实际问
检验
实验
本
原理在化工生
中的
用。
实验
产
实际应
3.预计2026 年高考的
仍以某
石
原料制
某物
或以
渣、
液提取某物
背景，呈
化工生
试题
矿
为
备
质
废
废
质为
现
产
流程
，
行命
，
合考
元素化合物知
、氧化
原反
方程式的
写、反
条件的控制与
、
图
题
计
查
识
应
书
应
进
设
综
还
选择产
率的
算、
计
Ksp 的
用、色化学思想的体等，
目
合性
，
度大，旨在考
考生提取信息，迁移
用
应
绿
现题
综
强难
查
应
的
思
能力。
维
逻辑
4．审题策略
(1)看原料：明确化工生
或化学
所需的材料。
产
实验
(2)看目的：把握
干中的“制
”或“提
”等关
，确定化工生
或化学
的目的。
题
备
纯
键词
产
实验
(3)看箭头：进入的是投料(即反
物
应
)；出去的是生成物(包括主
物和副
物
产
产
)。
(4)看三
：主
主
品；分支副
品；回
循
。
环
线
线
产
产
头为
(5)找信息：明确反
条件控制和分离提
方法。
应
纯
(6)关注所加物
的可能作用：参与反
、提供反
氛
、
足定量要求。
质
应
应
围满
5．解题方法
(1)粗
干，挖掘
示，明确目的
题
图
读
示中一般会出
超出教材范
的知
，但
目有提示或者
中不涉及，关注
目的每一个关
字，尽量
图
识
题
题
题
现
围
问
键
弄懂流程
，但不必将每一种物
都推出，只需
什么推什么。通
明确生
目的，找到制
物
所需
图
质
备
质
问
过阅读
产
的原料及所含
。
杂质
(2)携
，精
信息
带问题
读
主干抓住关
字、
；
流程
，重点抓住物
流向
图
质
读
键
词读
(进入与流出)、
操作方法。
实验
(3)看清
，准确
范作答
题
问
规
答
要看清
，不能答非所
，要注意
言表达的科学性和准确性，答
不具有“
效
”，即前一
题
题
题
应
时
问
问
语
时
连带
未答出，不会影响后面答
。
问
题
复习目标：
1．掌握本
型的基本特征，熟悉化工流程
的表示形式以及分析工
流程
的方法。
题
图
图
艺
2．掌握工
生
中常
的化学
，如碱洗、酸溶、酸浸等。
业
产
见
术语
3．掌握陌生化学方程式的
写方法，掌握氧化
原反
的基本
律及基
用等。
书
还
应
规
应
4．掌握物
除
、物
回收利用的常
方法。
质
杂
质
见
5．掌握原料
理、制
程中控制反
条件的目的和方法。
预处
备
应
过
6．掌握相关
算，如利用化学方程式
算、氧化
原滴定
算、
计
计
计
还
pH
算、各种常数的
算等。
计
计
2
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考点一 微型化工流程
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
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
3
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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
知识点2 物质的分离与提纯
1.化工生产过程中分离、提纯、除杂
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操作紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结
晶、过滤、洗涤、干燥、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。
2．常考分离、提纯的方法及操作
(1)从溶液中获取晶体的方法及实验操作
①溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法，实验过程为：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来)、洗涤、干燥。
②溶解度受温度影响较大、带有结晶水的盐或可水解的盐，采取冷却结晶的方法，实验过程为：蒸发浓缩
(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
(2)固体物质的洗涤
洗涤试剂
适用范围
目的
蒸
冷水
产物不溶于水
除去固体表面吸附着的可溶性粒子，可适当降低固体
4
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馏
水
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可溶性粒子，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
洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3 次
检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入××试剂，若未出现特征反
应现象，则沉淀洗涤干净
(3)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H 2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失
去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
(4)萃取与反萃取
①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
如用CCl4萃取溴水中的Br2。
②反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。
(5)其他
①蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl 的气流中加
热，以防其水解。
②减压蒸馏的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。
考向1 考查物质的制备
例1（2025·黑龙江哈尔滨三中·一模）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下。“脱
氯”步骤仅Cu 元素化合价发生改变。下列说法正确的是( )
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)见下表：
离子
Zn2＋
Cu2＋
Cl－
浓度/(g·L－1)
145
0.03
1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O2===2Cu2＋＋H2↑＋2H2O
C.“脱氯”反应：Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl
D.脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn
5
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【答案】C
【解析】铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O，再
加入锌浸出液进行“脱氯”，由“脱氯”步骤中仅Cu 元素的化合价发生改变，得到CuCl 固体可知，“脱
氯”步骤发生反应的离子方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl，过滤得到脱氯液。由分析得，“浸铜”
时，铜屑不能溶解完全，Cu 在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，故A 错误，C 正确；“浸铜”时，铜屑中
加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O，故B 错误；脱氯液
中含大量的Zn2＋，净化后电解，Zn2＋在阴极得到电子生成Zn，故D 错误。
【变式训练1】（2025·内蒙古师大附中·一模）以铝土矿(主要成分Al2O3，含Fe2O3，SiO2等少量杂质)为原
料制备氧化铝的一种工艺流程如下：
已知滤渣的成分为铝硅酸钠和化合物M。下列说法正确的是( )
A.M 为Fe(OH)3
B.“碱溶”主要反应：Al2O3+2OH-==2AlO2
-+H2O
C.“沉铝”主要反应：2AlO2
-+3H2O+CO2==2Al(OH)3↓+CO3
2−
D.铝土矿中Al 的质量分数为n
m×100%
【答案】B
【解析】铝土矿(主要成分Al2O3，含Fe2O3、SiO2等少量杂质)加入氢氧化钠溶液进行碱溶，Fe2O3是碱性氧
化物，不与碱反应，故滤渣中含有Fe2O3 和铝硅酸钠，滤液中通入过量的二氧化碳，发生反应：AlO2
-
+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3
-，灼烧氢氧化铝分解生成三氧化二铝。A.M 为Fe2O3，故A 错误；B.Al2O3是
两性氧化物，“碱溶”的主要反应：Al2O3+2OH-==2AlO2
-+H2O，故B 正确；C.“沉铝”时通入过量的二氧
化碳，发生的主要反应：AlO2
-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3
-，故C 错误；D.铝土矿中Al 的质量分数为
n
102 ×54
m
×100%，故D 错误。
【变式训练2】（2025·吉林通化一中·一模）Fe3O4磁材料应用广泛，制备流程如下图所示。下列说法错误
的是( )
A．“产物1”需要密封保存防止氧化
6
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B．“釜B”中主要反应的化学方程式为4FeCl2＋4CaO＋O2＋6H2O===4CaCl2＋4Fe(OH)3
C．“产物1”与“产物2”中参与生成Fe3O4反应的物质的物质的量之比为2 1∶
D．“分散剂”可破坏形成的胶体来促进氧化
【答案】C
【解析】“产物1”为FeCl2溶液在“釜A”中和CaO 反应生成的Fe(OH)2，由于＋2 价铁易被氧化，因此需
要密封保存防止氧化，故A 正确；“釜B”中FeCl2溶液和CaO、空气中的O2发生氧化还原反应生成
Fe(OH)3，主要反应的化学方程式为4FeCl2＋4CaO＋O2＋6H2O===4CaCl2＋4Fe(OH)3，故B 正确；“产物
1”中铁元素化合价为＋2 价、“产物2”中铁元素化合价为＋3 价，Fe3O4可写为FeO·Fe2O3，参与反应的＋2
价铁与＋3 价铁的物质的量之比为1 2∶，故C 错误；Fe2＋易被氧化为Fe3＋，从而形成Fe(OH)3胶体，“分散
剂”可破坏形成的胶体来促进氧化，故D 正确。
考向2 考查物质的分离提纯、除杂
例2 （2025·辽宁大连·一模）贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进
行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下：
下列说法正确的是( )
A.“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2S
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀硫酸去除残留的碱，以提高纯度
【答案】B
【解析】A 项，BaS 溶液中加入盐酸酸化，发生反应BaS＋2HCl===BaCl2＋H2S↑，加入过量NaOH 发生反
应BaCl2＋2NaOH===Ba(OH)2＋2NaCl，故“气体”主要成分是H2S，结合“系列操作”之后的产物，可知
“溶液1”的主要溶质是NaCl，错误；B 项，经“系列操作”得到Ba(OH)2·8H2O，则其操作为蒸发浓缩至
有晶膜出现时停止加热，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，正确；C 项，“合成反应”的化学方程式为
Ba(OH)2＋Ti(OC4H9)4＋H2O===BaTiO3↓＋4C4H9OH，没有元素化合价发生变化，是非氧化还原反应，错
误；D 项，BaTiO3与稀硫酸反应生成更难溶的BaSO4沉淀，沉积在粗品表面，降低纯度，错误。
【变式训练1】（2025·东北育才学校·一模）以天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Ca、Mg、Si 等元素
的氧化物)为原料制备高纯Mn3O4的工艺流程如下图所示：
下列说法错误的是( )
A．“滤渣1”的成分为S、SiO2和CaSO4
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B．“除杂1”MnCO3可用Mn(OH)2代替
C．“沉锰”时滤液的主要成分为(NH4)2SO4
D．“灼烧”过程每生成1 mol Mn3O4，理论上消耗氧气的体积为22.4 L(标准状况)
【答案】D
【解析】二氧化锰粉与硫化锰矿中加入硫酸“溶浸”，二氧化锰具有氧化性，将硫元素氧化为硫单质，
Fe、Mg 元素的氧化物转化为相应的硫酸盐，Ca 的氧化物转化为微溶的硫酸钙，SiO2不与硫酸反应，过
滤，滤渣1 含有S、SiO2和CaSO4；向滤液中加入MnO2将Fe2＋氧化为Fe3＋，加入MnCO3调节pH 除去Fe3
＋，滤渣2 为Fe(OH)3；向滤液中加入MnF2生成MgF2沉淀除去Mg2＋，滤渣3 为MgF2，滤液中主要含有
Mn2＋，通入NH3沉锰，通入O2、灼烧沉淀得到产品Mn3O4。由分析可知，“滤渣1”的成分为S、SiO2和
CaSO4，A 正确；“除杂1”MnCO3和氢离子反应调节溶液的pH 使得铁离子转化为Fe(OH)3沉淀，且不引入
新杂质，故MnCO3也可用Mn(OH)2代替，B 正确；“沉锰”时通入NH3，滤液的主要成分为(NH4)2SO4，C
正确；“灼烧”过程锰元素化合价由＋2 变为＋，氧化剂氧气中氧元素化合价由0 变为－2，结合得失电子
守恒可知，每生成1 mol Mn3O4，理论上消耗氧气的体积为1 mol×(－2)×3××22.4 L/mol ＝11.2 L(标准状
况)，D 错误。
【变式训练2】（2025·黑龙江海伦·一模）锗在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、化学催
化剂、生物医学等领域有广泛的应用。一种从二氧化锗粗品(主要含GeO2、As2O3)中制备锗的工艺流程如
下:
已知:ⅰ.GeO2与Al2O3的性质相似；
ⅱ.GeCl4易水解，GeCl4的沸点为86.6 ℃；
ⅲ.As2O3+2NaOH===2NaAsO2+H2O，NaAsO2与盐酸反应生成有毒的AsCl3。
下列说法正确的是( )
A.“蒸馏”时改用1 mol·L-1盐酸可节省原料，同时不影响产率
B.实验中蒸馏需要用到的玻璃仪器有冷凝管、牛角管、蒸发皿、锥形瓶等
C.“水解”反应的化学方程式为GeCl4+(n+2)H2O===GeO2·nH2O↓+4HCl
D.若“氧化”的目的是将NaAsO2氧化为Na3AsO4，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3 1∶
【解析】C
【解析】粗品(主要含GeO2、As2O3)中加入NaOH 溶液，生成Na2GeO3和NaAsO2；加入NaClO3溶液，将
NaAsO2氧化为Na3AsO4；因为GeCl4易水解，GeCl4的沸点为86.6 ℃，加入7 mol·L-1盐酸抑制GeCl4的水解，
对溶液进行蒸馏得到GeCl4，再加入高纯水进行水解，生成GeO2·nH2O，烘干得到高纯的GeO2，加入H2，
在650 ℃下将GeO2还原为Ge。GeCl4易水解，“蒸馏”时加入7 mol·L-1盐酸的目的是抑制GeCl4的水解，
若换成1 mol·L-1盐酸，则抑制GeCl4水解的效果不好，会导致产率降低，A 错误；蒸馏操作中不使用蒸发
皿，应该选用蒸馏烧瓶，B 错误；GeCl4易水解，由题图可知“水解”生成GeO2·nH2O，则“水解”时发生
8
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反应的化学方程式为GeCl4+(n+2)H2O===GeO2·nH2O↓+4HCl，C 正确；“氧化”时NaClO3将NaAsO2氧化
为Na3AsO4，则发生反应3AsO2
-+ClO3
-+6OH-===3AsO4
3−+Cl-+3H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
1 3∶，D 错误。
考点二 工业流程的条件控制和分离提纯
知识点1 物质转化条件的控制与循环物质的确定
1．反应条件的控制
条件控制
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，增大反应物的接触面积，增大
反应速率或提高原料利用率
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的氧气反应；④
除去热稳定性差的杂质等
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去除氧化物(膜)
碱溶
①除去金属表面的油污；②溶解铝、氧化铝等
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些金属元素的浸取率；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增大物质浓度可以增大反应速
率，使平衡发生移动等
控温(常用
水浴、冰
浴
或油浴)
加热：①增大反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热反应方向移动；③除去热稳定性差
的杂质，如NaHCO3、NH4Cl 等物质；④使沸点相对较低或易升华的原料汽化；⑤煮沸时促
进溶液中气体(如氧气)的挥发等
降温：①防止某物质在高温时溶解或分解；②使化学平衡向放热反应方向移动；③使某种
沸点较高的产物液化，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防止某物质(如H2O2、浓硝酸、铵盐等)温度过高时分解或
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高；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[如将Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调节溶液的pH，
使Fe3＋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常用试剂：a.调节溶液呈酸性的有稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸(注意氧化性)等；b.调节溶液
呈碱性的有氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢铵等。②使某种或几种金属离子转化为氢氧
化物沉淀，而目标离子不生成沉淀，以达到分离的目的。③创造氧化还原反应所需要的酸
性或碱性环境。④提高或降低某金属离子的萃取率
2.Ksp的相关计算
9
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(1)常考角度
常考角度
解题策略
根据含同种离子的两种化
合物的Ksp数据，求溶液中
不同离子的比值
若溶液中含有I－、Cl－等离子，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl 开始沉淀
时，求溶液中，则有＝＝
判断沉淀的生成或转化
将离子浓度数值代入Ksp表达式，若数值大于Ksp，则沉淀可生成或转化为相
应难溶物质
(2)pH 计算
对于M(OH)n(s)
M
⇌
n＋(aq)＋nOH－(aq)判断开始沉淀与沉淀完全时的pH：
①开始沉淀时的pH 求法：c(OH－)＝，c(H＋)＝，从而确定pH。
②沉淀完全时的pH 求法：当该离子浓度小于或等于1.0×10－5 mol·L－1时，认为已经沉淀完全，c(OH－)＝
mol·L－1，c(H＋)＝，从而确定pH。
3．循环物质的确定
(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，
注意隐含的生成物。
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。
知识点2 化工流程中物质的分离与提纯
1．分离、提纯的操作方法
(1)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过
滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
(2)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来)、洗涤、干燥。
(3)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去
结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
(4)萃取与反萃取
①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
如用CCl4萃取溴水中的Br2。
②反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。
(5)其他
①蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl 的气流中加
热，以防止其水解。
②减压蒸馏的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。
2．沉淀的洗涤
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(1)洗涤试剂、适用范围及目的
(2)检验离子是否已经沉淀完全的方法：将反应混合液静置，向上层清液中继续滴加沉淀剂××，若不再产生
沉淀，则××离子已经沉淀完全，若产生沉淀，则××离子未完全沉淀。
(3)洗涤沉淀的方法：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。
(4)检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴入××试剂，若未出现特征反
应现象，则沉淀已洗涤干净，否则沉淀未洗涤干净。
考向1 反应条件的控制
例1 （2025·吉林四平实验中学·一模）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
【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。
洗涤试剂
适用范围
目的
蒸馏水
冷水
产物不溶于冷水
除去固体表面吸附的××杂质，可适当降低固体因
溶解而造成的损失
热水
物质的溶解度随着温度
升高而减小
除去固体表面吸附的××杂质，可适当降低固体因
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
产物不溶于酸或碱
除去固体表面吸附的可溶于酸或碱的杂质；减少
固体溶解
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【变式训练1】（2025·黑龙江佳木斯·一模）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、
铅、铜、铁、钴、锰的＋2 价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下：
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10－5 mol·L－1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①Ksp(CuS)＝6.3×10－36，Ksp(ZnS)＝2.5×10－22，Ksp(CoS)＝4.0×10－21；
②以氢氧化物形式沉淀时，lg [c(M)/(mol·L－1)]和溶液pH 的关系如下图所示。
回答下列问题：
(1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，目的是_______________________________。
(2)假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2＋)和c(Co2＋)均为0.10 mol·L－1，向其中加入Na2S 至Zn2＋沉淀完全，
此时溶液中c(Co2＋)＝____________mol·L－1，据此判断能否实现Zn2＋和Co2＋的完全分离__________(填
“能”或“不能”)。
(3)根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是
________________________________。
【解析】(1)“酸浸”时将废渣磨碎，能够增大反应物与稀硫酸的接触面积，增大“酸浸”速率。(2)由题给
信息可知，此时c(Zn2＋)≤10－5 mol·L－1，c(S2－)＝≥2.5×10－17 mol·L－1，故c(Co2＋)＝≤1.6×10－4 mol·L－
1<0.10 mol·L－1，Co2＋开始沉淀，故不能实现Zn2＋和Co2＋的完全分离。(3)由题图可知，Zn2＋在pH≈8.2～12
时以Zn(OH)2沉淀形式析出，故回收Zn(OH)2时应调节溶液pH 为8.2～12，再过滤分离。
【答案】(1)增大反应物与稀硫酸的接触面积，增大“酸浸”速率 (2)1.6×10－4 不能 (3)用NaOH 调节滤
液pH 为8.2～12，将析出的沉淀过滤、洗涤、干燥。
考向2 物质的分离与提纯
例2（2025·吉林辽源·一模）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径如
下：
已知：Be2＋＋4HA
BeA
⇌
2(HA)2＋2H＋
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回答下列问题：
(1)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是__________________________________。
(2)“萃取分液”的目的是分离Be2＋和Al3＋，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现
象是_____________________________。
(3)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式：________________________________。“滤液2”可以进入
“__________”步骤再利用。
【答案】(1)快速冷却
(2)先产生白色沉淀，且沉淀立刻溶解
(3)BeA2(HA)2＋6NaOH===Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O 反萃取分液
【解析】(1)将熔融态物质快速冷却可转化为非晶态，故为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态，需要快速冷
却。(2)由已知信息可知，“萃取分液”时Be2＋转化为BeA2(HA)2进入煤油中，水相1 为含有Al3＋的水溶
液，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，先发生反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，随后立即发
生反应Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，故观察到的现象是产生白色沉淀，且沉淀立刻溶解。(3)反萃取时有
机相中存在BeA2(HA)2，由对角线规则可知，Al 与Be 化学性质相似，故有机相中加入过量NaOH 溶液，
BeA2(HA)2转化为[Be(OH)4]2－进入水相2，反应的化学方程式为BeA2(HA)2＋6NaOH===Na2[Be(OH)4]＋
4NaA＋2H2O。“滤液2”的主要成分为NaOH，可以进入“反萃取分液”步骤再利用。
【变式训练1】（2025·内蒙古包头·一模）碘化镍(NiI2)在二维形式上具有“多铁性”，某小组以废镍催化
剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料制备碘化镍的流程如下：
请回答下列问题：
(1)滤渣1 的成分是CaSO4、______________(填化学式)。滤渣2 经过洗涤、干燥、________(填操作名称)可
制铁红。
(2)“萃取”中，萃取剂的密度小于1 g·cm－3，若在实验室中分离萃取液，具体操作是
__________________。
【答案】(1)SiO2 灼烧
(2)取下分液漏斗塞子，旋开活塞，放出下层液体，待下层液体刚好放完，立即关闭活塞，从上口倒出萃取
液
【解析】(1)SiO2不溶于硫酸，CaSO4微溶于水，所以滤渣1 的成分是CaSO4、SiO2；“除铁”时，加入
NaClO 溶液将Fe2＋氧化为Fe(OH)3除去，故滤渣2 是Fe(OH)3，经过洗涤、干燥、灼烧，Fe(OH)3分解可制
铁红。
(2)“萃取”中，萃取剂的密度小于1 g·cm－3，萃取液在上层，若在实验室中分离萃取液，具体操作是取下
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分液漏斗塞子，旋开活塞，放出下层液体，待下层液体刚好放完，立即关闭活塞，从上口倒出萃取液。
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 图像分析与定量计算
例1（2025·辽宁锦州·二模）将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g·mol－1)在氮气氛围中焙烧，剩余固体
质量随温度变化曲线如右图所示。550～600 ℃时，所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c，通过以上实验数
据确定该产物中n(Nd3＋)∶n(CO)的比值：________________________________________
__________________________________________________________________________(写出计算过程)。
【答案】2 1∶，8.84 mg Nd(OH)CO3的物质的量为4×10－5 mol，550～600 ℃时，固体分解产生H2O 与CO2，
质量共减少1.24 mg，其中n(H2O)＝2×10－5mol，m(H2O)＝0.36 mg，则m(CO2)＝1.24 mg－0.36 mg＝0.88
mg，n(CO2)＝2×10－5 mol，剩余固体中n(CO)＝4×10－5 mol－2×10－5 mol＝2×10－5 mol，故产物中n(Nd3
＋)∶n(CO)＝2 1∶
【解析】n[Nd(OH)CO3]＝＝4×10－5mol，其中n(OH－)＝4×10－5mol，550～600 ℃时，Nd(OH)CO3生成
NdaOb(CO3)c，质量减少8.84 mg－7.60 mg＝1.24 mg，焙烧产物中不含H 元素，根据2OH－～H2O，焙烧过
程中生成H2O 的质量为×4×10－5 mol×18 g·mol－1×103 mg·g－1＝0.36 mg，生成CO2的质量为1.24 mg－0.36
mg＝0.88 mg，根据CO～CO2，发生反应的CO 的物质的量为＝2×10－5mol，起始固体中含有CO 的物质的
量＝n[Nd(OH)CO3]＝4×10－5mol，故剩余固体中CO 的物质的量为4×10－5mol－2×10－5mol＝2×10－5 mol，
焙烧过程中，Nd 的量不会减少，剩余固体中Nd3＋的物质的量为4×10－5 mol，故产物中n(Nd3＋)∶n(CO)＝
(4×10－5mol) (2×10
∶
－5mol)＝2 1∶。
【变式训练1】(2025·吉林延边二中·一模)马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]是一种用于机械设备的防锈磷化剂，
工业上利用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量硅、铁、铝等的氧化物)为主要原料，联合处理含SO2的烟气
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并制备马日夫盐的一种工艺流程如下。请回答下列问题：
已知：①Mn(OH)2不稳定，易被空气氧化。
②有机萃取剂是溶解了一种酸性磷酸酯(表示为H2A2)的磺化煤油，萃取时发生的反应主要为Fe3＋＋
3H2A2
Fe(HA
⇌
2)3＋3H＋。
③Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33，Ksp[Mn(OH)2]＝1.0×10－12.8。
(1)若含SO2的烟气中混有空气，不同的浸出时间下，浸出液中Mn2＋、SO 的浓度和pH 测定结果如下图，
在“浸锰”步骤中，主反应的化学方程式为__________________________________________，2 h 后曲线
产生明显差异的原因为_______________________________(用化学方程式表示)。
(2)萃取可分为扩散萃取和动力学萃取两种类型。萃取率随搅拌速度的增加而进一步增加称为扩散萃取，浸
出液受化学反应的控制称为动力学萃取。萃取时搅拌速度和溶液pH 对金属离子萃取率的影响如下图所
示。萃取时，应采用的最佳实验条件为______________________________，pH 过大或过小都会降低Fe3＋
萃取率，结合平衡移动原理解释原因：____________________________________。
(3)若浸出液中Mn2＋的浓度为1.0 mol·L－1，则“调pH”的范围为__________(当离子浓度≤1.0×10－6 mol·L－
1时认为该离子沉淀完全)。
【答案】(1)MnO2＋SO2===MnSO4 2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
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(2)350～400 rpm，pH＝1 pH 小于1 时，氢离子浓度过大，Fe3＋＋3H2A2
Fe(HA
⇌
2)3＋3H＋平衡逆向移动，
Fe3＋萃取率下降；pH 过大，氢离子浓度减小，Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)
⇌
3＋3H＋水解平衡正向移动，生成氢氧
化铁沉淀
(3)5.0≤pH<7.6
【解析】(1)在“浸锰”步骤中，主反应为MnO2转化为Mn2＋，锰元素化合价降低，发生还原反应，故
MnO2与具有还原性的SO2反应，化学方程式为MnO2＋SO2===MnSO4；2 h 后浸出液中相同时间内Mn2＋的
浓度增加量小于SO 的浓度增加量，且pH 下降不明显，说明有副反应2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4发生。
(2)萃取时搅拌速度在350～400 rpm 时，萃取率最大，溶液pH＝1 时，Fe3＋萃取率最大，此时Mn2＋不会被
萃取；pH 小于1 时，Fe3＋萃取率下降，从萃取时的反应Fe3＋＋3H2A2
Fe(HA
⇌
2)3＋3H＋可知，氢离子浓度过
大，平衡逆向移动，导致Fe3＋萃取率下降；pH 过大，氢离子浓度减小，Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)
⇌
3＋3H＋水解
平衡正向移动，生成氢氧化铁沉淀。
(3)“调pH”的目的是使Al3＋完全沉淀除去，Mn2＋不被沉淀出来，若Al3＋完全沉淀，则
Q[Al(OH)3]≥Ksp[Al(OH)3]，c(OH－)≥＝ mol·L－1＝10－9 mol·L－1，c(H＋)≤ mol·L－1＝10－5 mol·L－1，pH≥5.0；
若Mn2＋不被沉淀出来，则Q[Mn(OH)2]<Ksp[Mn(OH)2]，c(OH－)<＝ mol·L－1＝10－6.4mol·L－1，c(H＋)>＝10－
7.6 mol·L－1，pH<7.6；故“调pH”的范围为5.0≤pH<7.6。
考向2 化学(或离子)方程式的书写
例2（2025·黑龙江·二模）贵金属银应用广泛。Ag 与稀HNO3制得AgNO3，常用于循环处理高氯废水。
(1)还原AgCl。在AgCl 沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量0.5 mol·L－1盐酸后静置，充分反应得到Ag。铁
将AgCl 转化为单质Ag 的化学方程式为_________________________________(已知，不与铁圈接触的AgCl
也能转化为Ag)。
(2)Ag 的抗菌性能。纳米Ag 表面能产生Ag＋杀死细菌(如右图所示)，其抗菌性能受溶解氧浓度影响。纳米
Ag 溶解产生Ag＋的离子方程式为_____________________________________。
【答案】(1)Fe＋AgCl＋2HCl===FeCl3＋Ag＋H2↑
(2)4Ag＋4H＋＋O2===4Ag＋＋2H2O
【解析】(1)结合题给信息可知，根据原子守恒和得失电子守恒可得化学方程式为Fe＋AgCl＋
2HCl===FeCl3＋Ag＋H2↑。(2)根据题图可知，O2为氧化剂，H＋也参与反应，结合得失电子守恒、原子守恒
和电荷守恒可得离子方程式为4Ag＋4H＋＋O2===4Ag＋＋2H2O。
【变式训练1】（2025·吉林长春六中·一模）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、
铅、铜、铁、钴、锰的＋2 价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
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回答下列问题：
(1)“酸浸”步骤中，CoO 发生反应的化学方程式是______________________________________。
(2)“沉锰”步骤中，生成1.0 mol MnO2，产生H＋的物质的量为________。
(3)“沉钴”步骤中，控制溶液pH＝5.0～5.5，加入适量的NaClO 氧化Co2＋，反应的离子方程式为
____________________________________。
【答案】(1)CoO＋H2SO4===CoSO4＋H2O
(2)4.0 mol
(3)2Co2＋＋ClO－＋5H2O===2Co(OH)3↓＋Cl－＋4H＋
【解析】(1)CoO 溶于稀硫酸发生反应的化学方程式为CoO＋H2SO4===CoSO4＋H2O。(2)根据题给条件及氧
化还原反应规律，可写出“沉锰”步骤中发生反应的离子方程式为Mn2＋＋S2O＋2H2O===MnO2↓＋2SO＋
4H＋，生成1.0 mol MnO2时，产生4.0 mol H＋。(3)“沉钴”时，Co2＋与ClO－反应转化为Co(OH)3与Cl－，结
合氧化还原反应规律可知，该反应的离子方程式为2Co2＋＋ClO－＋5H2O===2Co(OH)3↓＋Cl－＋4H＋。
【变式训练2】（2025·黑龙江双鸭山·一模）LiFePO4是锂离子电池的电极材料，BaTiO3是用途广泛的压电
材料。钛铁矿的主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备LiFePO4和BaTiO3
的工艺流程如下：
(1)“酸浸”后，钛主要以TiOCl 形式存在，其水解生成TiO2·xH2O 沉淀的离子方程式为
____________________________________。
(2)“高温煅烧”时，由FePO4制备LiFePO4的化学方程式为_____________________________________。
【答案】(1)TiOCl＋(x＋1)H2O===TiO2·xH2O↓＋2H＋＋4Cl－
(2)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4=====2LiFePO4＋H2O＋3CO2↑
【解析】(1)TiOCl 水解生成TiO2·xH2O，根据质量守恒知，生成物还有HCl，水解的离子方程式为TiOCl＋
(x＋1)H2O===TiO2·xH2O↓＋2H＋＋4Cl－。(2)高温煅烧时，反应物为FePO4、Li2CO3、H2C2O4，FePO4中Fe
元素化合价为＋3 价，生成物LiFePO4中Fe 元素化合价为＋2 价，Fe 元素的化合价降低，FePO4为氧化
剂，Li 元素的化合价反应前后不变，故H2C2O4为还原剂，发生氧化反应生成CO2，根据得失电子守恒和质
量守恒配平可得化学方程式为2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4=====2LiFePO4＋H2O＋3CO2↑。
1. （2025·辽宁卷）某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含
和少量
)中提取金属元素，
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流程如图。已知“沉钴”温度下
，下列说法错误的是
A. 硫酸用作催化剂和浸取剂
B. 使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C. “浸出”时，3 种金属元素均被还原
D. “沉钴”后上层清液中
【答案】C
【解析】矿石(含MnO2、Co3O4、Fe2O3)经过硫酸和稻草浸出过滤得到滤液，滤液含有Fe3+、Mn2+、Co2+，
加入Na2CO3沉铁得到FeOOH，过滤，滤液再加入Na2S 沉钴得到CoS，过滤最后得到硫酸锰溶液。根据分
析可知，加入硫酸和稻草浸出，硫酸作催化剂和浸取剂，A 正确； 生物质(稻草)是可再生的，且来源广泛，
B 正确； 根据图示可知，“浸出”时，Fe 的化合价没有变化，Fe 元素没有被还原，C 错误； “沉钴”后
的上层清液存在CoS 的沉淀溶解平衡，满足Q=Ksp=c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4，D 正确；故选C。
2.（2024·辽宁卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的
并制备
，流程如下“脱氯”步骤仅
元素化合
价发生改变。下列说法正确的是
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
浓度
145
0.03
1
A. “浸铜”时应加入足量
，确保铜屑溶解完全
B. “浸铜”反应：
C. “脱氯”反应：
D. 脱氯液净化后电解，可在阳极得到
【答案】C
【解析】铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：
，
再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu 元素的化合价发生改变，得到CuCl 固体，可知“脱
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氯”步骤发生反应的化学方程式为：
，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，
Zn2+可在阴极得到电子生成Zn。由分析得，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu 在“脱氯”步骤还需要
充当还原剂，故A 错误；“浸铜”时，铜屑中加入H2SO4 和H2O2 得到Cu2+，反应的离子方程式为：
，故B 错误；“脱氯”步骤中仅Cu 元素的化合价发生改变，得到CuCl
固体，即Cu 的化合价升高，Cu2+ 的化合价降低，发生归中反应，化学方程式为：
，故C 正确；脱氯液净化后电解，Zn2+应在阴极得到电子变为Zn，故D 错
误；故选C。
3.（2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺制备
，已知焙烧后
元素以
价形式存在，下列说法
错误的是（ ）
A. “焙烧”中产生
B. 滤渣的主要成分为
C. 滤液①中
元素的主要存在形式为
D. 淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
【答案】B
【解析】焙烧过程中铁、铬元素均被氧化，同时转化为对应钠盐，水浸时铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉
淀，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。铁、铬氧化物与碳酸
钠和氧气反应时生成对应的钠盐和二氧化碳，A 正确；焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的主要成分为氢氧化
铁，B 错误；滤液①中Cr 元素的化合价是+6 价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀溶液显碱性，所以Cr
元素主要存在形式为CrO4
2-，C 正确；由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，D 正确；故选B。
4. （2025·辽宁卷）某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、
、FeS 和CuCl)中的Zn、Pb 元素。
已知：①“氧化浸出”时，
不发生变化，ZnS 转变为
；
②
；
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③酒石酸(记作
)结构简式为
。
回答下列问题：
（1）
分子中手性碳原子数目为_______。
（2）“氧化浸出”时，过二硫酸根
转变为_______(填离子符号)。
（3）“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为_______。
（4）“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为_______。
（5）滤渣2 中的金属元素为_______(填元素符号)。
（6）“浸铅”步骤，
和
反应生成PbA。PbA 产率随体系pH 升高先增大的原因为_______，
pH 过高可能生成_______(填化学式)。
（7）290℃“真空热解”生成2 种气态氧化物，该反应的化学方程式为_______。
【答案】（1）2 （2）SO4
2-
（3）温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O 分解生成NH3逸出，且温度高时过
二硫酸铵分解，造成浸出率减小
（4）Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu （5）Fe
（6）pH 值升高，OH-浓度增大，平衡A2-+H2O
HA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)
+A2-
PbA+SO4
2-正向移动，PbA 产率增大 Pb(OH)2
（7）Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)======Pb+4CO↑+2H2O↑
【解析】废渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O 氧化浸出过滤，滤液中有[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+，滤渣1 有
PbSO4和Fe(OH)3，滤液加Zn 置换出Cu，除铜后的溶液加(NH4)2S 沉锌，得到ZnS，滤渣1 用H2A 和Na2A
浸铅后过滤，滤渣2 含Fe 元素，滤液经过结晶得到PbA，再真空热解得到纯Pb。
（1）碳原子周围连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子，H2A 分子中手性碳原子有2 个，
；
（2）“氧化浸出”时，过二硫酸根作氧化剂，过二硫酸根转变为SO4
2-；
（3）“氧化浸出”时，温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O 分解生成NH3逸
出，且温度高时过二硫酸铵分解，造成浸出率减小；
（4）加入Zn 发生置换反应，从[Cu(NH3)4]2+置换出Cu 单质，离子方程式为：Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2+
+Cu；
（5）根据分析，滤渣1 有Fe(OH)3和PbSO4，用H2A 和Na2A 浸铅后过滤，滤渣2 含Fe 元素的沉淀；
（6）“浸铅”步骤发生PbSO4(s)+A2-
PbA+SO4
2-，Na2A 溶液中存在A2-+H2O
HA-+OH-，pH 值升高，
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OH-浓度增大，平衡A2-+H2O
HA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-
PbA+SO4
2-正
向移动，PbA 产率增大；pH 过高时，OH-浓度过大，会生成Pb(OH)2沉淀，造成PbA 产率降低；
（7）290℃“真空热解”PbA 即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb 单质和2 种气态氧化物为CO 和
H2O，反应的化学方程式为：Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)======Pb+4CO↑+2H2O↑。
5.（2024·辽宁卷）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸
盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的
颗粒被
、
包裹)，以提高金的浸
出率并冶炼金，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为
_______(填化学式)。
（2）“细菌氧化”中，
发生反应的离子方程式为_______。
（3）“沉铁砷”时需加碱调节
，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含
微粒的沉降。
（4）“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A. 无需控温
B. 可减少有害气体产生
C. 设备无需耐高温
D. 不产生废液废渣
（5）“真金不拍火炼”，表明
难被
氧化，“浸金”中
的作用为_______。
（6）“沉金”中
的作用为_______。
（7）滤液②经
酸化，
转化为
和
的化学方程式为_______。用碱中和
可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。
【答案】（1）CuSO4 （2）
（3）
（4）BC （5）做络合剂，将Au 转化为
从而浸出
（6）作还原剂，将
还原为Au
（7）
NaCN
【解析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2 时进行细菌氧化，金属硫化物中的S 元素转化为硫酸盐，
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过滤，滤液中主要含有Fe3+、
、As（Ⅵ），加碱调节pH 值，Fe3+转化为
胶体，可起到絮凝
作用，促进含As 微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au 与空气中的O2和NaCN 溶液反应，
得到含
的浸出液，加入Zn 进行“沉金”得到Au 和含
的滤液②。
（1）“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4；
（2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和
，离子方程式为：
；
（3）“沉铁砷”时，加碱调节pH 值，Fe3+转化为
胶体，可起到絮凝作用，促进含As 微粒的沉降；
（4）A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A 不符合题意；
B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S 元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S 元素转化为硫
酸盐，可减少有害气体的产生，B 符合题意；
C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，
设备无需耐高温，C 符合题意；
D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D 不符合题意；
故选BC；
（5）“浸金”中，Au 作还原剂，O2作氧化剂，NaCN 做络合剂，将Au 转化为
从而浸出；
（6）“沉金”中Zn 作还原剂，将
还原为Au；
（7）滤液②含有
，经过H2SO4的酸化，
转化为ZnSO4和HCN，反应得化学
方程式为：
；用碱中和HCN 得到的产物，可实
现循环利用，即用NaOH 中和HCN 生成NaCN，NaCN 可用于“浸金”步骤，从而循环利用。
6.（2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液 (含)
和
)。
实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
物质
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回答下列问题：
（1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
（2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，1molH2SO5中
过氧键的数目为_______。
（3 ）“ 氧化” 中，用石灰乳调节pH=4 ，Mn2+ 被H2SO5 氧化为MnO2 ，该反应的离子方程式为
_______(H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
（4）“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时，
Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
（5）“沉钻镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成
，该反应的化学方程式为_______。
（6）“沉镁”中
使
沉淀完全
，需控制pH 不低于_______(精确至0.1)。
【答案】（1）适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
（2）NA （3）
Fe(OH)3
（4）9.0% SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低Mn(Ⅱ)氧化速率
（5）
（6）11.1
【解析】在“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，用石灰乳
调节pH=4，Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，发生反应
，Fe3+水解同时生成氢
氧化铁，“沉钻镍”过程中，Co2+变为Co(OH)2，在空气中可被氧化成
。
（1）用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面
积
（2）H2SO5的结构简式为
，所以1molH2SO5中过氧键的数目为NA
（3 ）用石灰乳调节pH=4 ，Mn2+ 被H2SO5 氧化为MnO2 ，该反应的离子方程式为：
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；氢氧化铁的Ksp=10-37.4，当铁离子完全沉淀时，溶液中c(Fe3+)=10-
5mol/L，
，c(OH-)=10-10.8mol/L，根据Kw=10-14，pH=3.2，
此时溶液的pH=4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁沉淀，故滤渣还有氢氧化铁；
（4）根据图示可知SO2体积分数为0.9%时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，由于SO2有
还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低Mn(Ⅱ)氧化速率
（5）“沉钻镍”中得到的Co(OH)2，在空气中可被氧化成
，该反应的化学方程式为：
；
（6）氢氧化镁的Ksp=10-10.8， 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp 可计算c(OH-)=10-
2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1；
7. （2022·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为
MnO2)联合焙烧法制各BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe
2+
6.5
8.3
Fe
3+
1.6
2.8
Mn
2+
8.1
10.1
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为 。
a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为 。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi
3+和Mn
2+；② 。
(4)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(5)生成气体A 的离子方程式为 。
(6)加入金属Bi 的目的是 。
(7)将100kg 辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg 金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量BiOCl
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产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi 的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi 元素的质量分数为 。
【答案】(1)ab
(2)2Bi2S3+9O2
高温
¿2Bi2O3+6SO2
¿
(3)抑制金属离子水解
(4)SiO2
(5)Mn2O3+6H
++2Cl
-=2Mn
2++Cl2↑+3H2O
(6)将Fe3+转化为Fe2+
(7)24.02%
【分析】已知①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3，Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3
和二氧化硫，经过酸浸，滤渣为二氧化硅，Mn2O3与浓盐酸生成A 氯气，滤液中含有Bi3+、Fe3+，加入Bi
将Fe3+转化为Fe2+，调节pH 得到BiOCl，据此分析解题。
【解析】（1）为提高焙烧效率，可采取的措施为：进一步粉碎矿石增大与氧气的接触面积；鼓入适当过
量的空气 使燃烧更加充分，故选ab；
（2）Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3和二氧化硫，反应的化学方程式为2Bi2S3+9O2
高温
¿2Bi2O3+6SO2
¿
；
（3）“酸浸”中由于铁离子、Bi3＋易水解，因此溶浸时加入过量浓盐酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生
成不溶性沉淀，提高原料的浸出率；过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi
3+和Mn
2+；②抑制金属离子水解；
（4）由于SiO2不溶于酸和水中，故滤渣的主要成分为SiO2；
（5）A 为氯气，生成气体A 的离子方程式为Mn2O3+6H
++2Cl
-=2Mn
2++Cl2↑+3H2O；
（6）金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu，Fe3+在pH 为1.6 时则产生沉淀，为了铁元素不以沉淀形式出现故加入
金属Bi 将Fe3+转化为Fe2+，形成氯化亚铁溶液；
（7）辉铋矿中Bi 元素的质量分数为32kg×78.5 %−1.1kg
100kg
×100 % =24.02%。
8．（2021·辽宁卷）从钒铬锰矿渣(主要成分为
、
、
)中提铬的一种工艺流程如下：
已知：pH 较大时，二价锰[
](在空气中易被氧化.回答下列问题：
（1）Cr 元素位于元素周期表第_______周期_______族。
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（2）用
溶液制备
胶体的化学方程式为_______。
（3）常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[
]与pH 关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液
中
，“沉钒”过程控制
，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为
_______(填化学式)。
（4）某温度下，
、
的沉淀率与pH 关系如图2。“沉铬”过程最佳pH 为_______；在该条件
下滤液B 中
_______
（
近似为
，
的
近似为
）。
（5）“转化”过程中生成
的离子方程式为_______。
（6）“提纯”过程中
的作用为_______。
【答案】
（1） 4 VIB
（2）FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl
（3）
（4） 6.0 1×10-6
（5）Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O
（6）防止pH 较大时，二价锰[
]被空气中氧气氧化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯
【解析】分析本工艺流程图可知，“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质，滤液中主要含有
Mn2+和Cr3+，加热NaOH“沉铬”后，Cr3+转化为固体A 为Cr(OH)3沉淀，滤液B 中主要含有MnSO4，加入
Na2S2O3主要时防止pH 较大时，二价锰[
]被空气中氧气氧化，Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3，“转化”
步骤中的反应离子方程式为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，据此分析解题。
（1）Cr 是24 号元素，价层电子对排布式为：3d54s1，根据最高能层数等于周期序数，价电子数等于族序
数，故Cr 元素位于元素周期表第4 周期VIB 族，故选4；VIB；
（2）用
溶液制备
胶体的化学方程式为FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl，故选FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl；
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（3）常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[
]与pH 关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液
中
，
=-2，从图中可知， “沉钒”过程控制
，
=-2 时，与胶体
共沉降的五价钒粒子的存在形态为
，故选
；
（4）某温度下，
、
的沉淀率与pH 关系如图2，由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH 为
6.0；则此时溶液中OH-的浓度为：c(OH-)=10-8mol/L，在该条件下滤液B 中
=
=1×10-6
，故选6.0；1×10-6；
（5）由分析可知，“转化”过程中生成
的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，故选Mn2+
+H2O2+2OH-=MnO2+2H2O；
（6）由分析可知，“提纯”过程中
的作用为防止pH 较大时，二价锰[
]被空气中氧气氧
化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯，故选防止pH 较大时，二价锰[
]被空气中氧气
氧化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯。
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