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专题七 自然资源的开发与利用
◆必备知识◆
一、铝土矿提取铝
二、铁铜相关
三、海水提溴、碘
1
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四、锌及其重要化合物
（1）Zn 的性质与Al 相似，与强酸．强碱均反应生成H2。
（2）ZnO、Zn(OH)2与Al2O3、Al(OH)3均为两性化合物。ZnO 或Zn(OH)2与酸反应生
成Zn2+，与强碱反应生成Zn
。
五、钴、镍及其氧化物
（1）常温下，钴、镍在空气中能稳定存在，加热条件下可生成CoO、NiO。
（2）CoO 溶于酸溶液，不溶于水、乙醇、氨水，在空气中焙烧至390~890 ℃时生成
四氧化三钴。NiO 溶于酸和氨水，不溶于水。
（3）Co(OH)2在空气中缓慢地被氧化为棕褐色的Co(OH)3，Ni(OH)2在空气中较稳定，
可采用氧化性较强的Br2将其氧化。
2
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（4）Co3+、Ni3+在酸性溶液中有强氧化性，易被还原，如Co(OH)3、Ni(OH)3在盐酸中
被还原，2Co(OH)3+6HCl
2CoCl2+Cl2↑+6H2O，2Ni(OH)3+6HCl
2NiCl2+Cl2↑+6H2O；
在Na2SO3溶液中．酸性条件下被还原，2Co(OH)3+S
+4H+
2Co2++S
+5H2O，2Ni(OH)3+S
+4H+
2Ni2++S
+5H2O。
六、钒及其化合物的性质
（1）V：常温下不活泼，不能与非氧化性酸及碱作用，但能溶于氢氟酸、硝酸和王水
（2）V2O5：两性氧化物，但以酸性为主，V2O5+6NaOH
2Na3VO4+3H2O；1750 ℃
发生分解反应：2V2O5
2V2O4+O2↑；微溶于水，易形成稳定的胶体；有较强的氧化
性：V2O5+6HCl（浓）
2VOCl2+Cl2↑+3H2O。
（3）VO2+．V
：在酸性介质中，V
具有强氧化性，V
+Fe2++2H+
VO2++Fe3++H2O，2V
+H2C2O4+2H+
2VO2++2CO2↑+2H2O。
七、铬及其化合物的性质
（1）Cr：加热时，与O2反应生成Cr2O3。
（2）Cr2O3：两性氧化物，Cr2O3+6H+
2Cr3++3H2O；Cr2O3+2OH-
2Cr
+H2O。
（3）Cr(OH)3：两性氢氧化物，Cr(OH)3+3H+
Cr3++3H2O；Cr(OH_3+OH-
Cr
+2H2O。
（4）Cr
与Cr2
：①可相互转化，2Cr
（黄色）+2H+
Cr2
（橙色）+H2O。②强氧化性，如5H++Cr2
+3HS
2Cr3++3S
+4H2O，2Na2CrO4+16HCl
2CrCl3+4NaCl+3Cl2↑+8H2O。
八、钛及其化合物的性质
（1）Ti：常温下与酸不反应，但可与HF 反应（Ti+6HF
H2TiF6+2H2↑），也可与热
的浓盐酸反应[2Ti+6HCl（浓）
2TiCl3+3H2↑]。
（2）TiO2：不溶于水和稀酸，可溶解在HF 溶液及热的浓硫酸中；可与Cl2反应：
TiO2+2Cl2
TiCl4+O2；与碱溶液缓慢反应：TiO2+2NaOH
Na2TiO3+H2O；在高温下与
Cl2．C 发生反应：TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO。
（3）TiCl4：暴露在空气中会冒出白烟，TiCl4+3H2O
H2TiO3↓+4HCl；Mg 作还原剂
时可制备金属钛，2Mg+TiCl4
2MgCl2+Ti。
◆解题模型◆
一、解题思维
3
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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。
二、解题模型
微型工艺流程题“四线法”解题模型：
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；
转化线：元素守恒—焙烧、溶浸、沉淀、煅烧、电解、结晶等；
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；
分离线：蒸发、结晶、过滤（趁热过滤）、洗涤、干燥等。
三、解题策略
◆专题特训◆
1．【2024·九省联考广西】实验小组用过量
溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中
的物质进行回收，流程如下。下列有关说法正确的是（ ）
解题步骤
解题策略
首尾呼应
找出主线
①对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料
②根据核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务
分段剖析
明晰细节
③以核心辅助原料为准，把流程划分为原料预处理．核心反应和产品分
离提纯三个阶段
④根据箭头指向，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条
件的作用，融通对流程的整体分析
⑤某些暂时不理解的环节，可“难得糊涂”而“跳过去”，如有必要，
可“顺藤摸瓜”或带着问题回头进行有针对性的分析
由易到难
破解答案
⑥先易后难：先回答与工艺流程非密切相关的问题，确保易拿的分数先
拿到，增强答题信心
⑦变换角度：从基本理论、绿色化学观点、经济角度、安全生产等多角
度答题
⑧对棘手问题：不忘尝试从题给信息中寻找答案
4
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A．浸出液呈中性
B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN 溶液检验是否“氧化”完全
D．溶液a 回收后可用于处理覆铜板
2．【2024·九省联考黑龙江】实验室合成高铁酸钾（
）的过程如下图所示。下列说
法错误的是（ ）
A．气体a 的主要成分为
B．沉淀b 的主要成分为
C．
中
的化合价为
D．反应2 为
3．【2023·浙江6 月】 苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸（含有
少量NaCl 和 泥沙）的提纯方案如下：
下列说法不正确的是（ ）
A．操作 I 中依据苯甲酸的溶解度估算加水量
B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和 NaCl
C．操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹
D．操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体
4．【2023·福建】从炼钢粉尘（主要含 Fe3O4 、Fe2O3 和 ZnO）中提取锌的流程如下：
5
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“盐浸”过程 ZnO 转化为[Zn(NH3)4]2+，并有少量Fe2+和 Fe3+浸出。下列说法错误的是（
）
A．“盐浸”过程若浸液 pH 下降，需补充 NH3
B．“滤渣” 的主要成分为 Fe(OH)3
C．“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2+ + 4H2O + S2- =ZnS↓ + 4NH3·H2O
D．应合理控制(NH4)2S 用量，以便滤液循环使用
5．【2023·辽宁】 某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3 ，已知焙烧后 Cr 元素以+6 价形式
存在，下列说 法错误的是（ ）
A．“焙烧” 中产生 CO2
B．滤渣的主要成分为 Fe(OH)2
C．滤液①中 Cr 元素的主要存在形式为 CrO4
2-
D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
6．【2023·江苏】室温下， 用含少量 Mg2+ 的 MnSO4 溶液制备 MnCO3 的过程如题图所
示。已知 Ksp(MgF2)= 5.2×10-11 ，Ka(HF)= 6.3×10-4 。下列说法正确的是（ ）
A．0.1 mol·L-1 NaF 溶液中：c(F-)= c(Na+)＋c(H+)
B．“除镁”得到的上层清液中：c(Mg2+)=
C．0.1 mol·L- 1 NaHCO3 溶液中：c(CO3
2-)= c(H+)＋c(H2CO3)－c(OH-)
D．“沉锰”后的滤液中：c(Na+)＋c(H+)= c(OH-)＋c(HCO3
-)＋2c(CO3
2-)
7．【2023·湖南卷】处理某铜冶金污水（含Cu2+．Fe3+．Zn2+．Al3+）的部分流程如下：
已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示：
物质
Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
6
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开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
3.5
完全沉淀pH
3.2
6.7
8.2
4.6
②Ksp（CuS）=6.4×10-36，Ksp（ZnS）=1.6×10-24。
下列说法错误的是（ ）。
A．“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B．Na2S 溶液呈碱性，其主要原因是S2-+H2O
HS-+OH-
C．“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2+和Zn2+完全沉淀时，溶液中
=4.0×10-12
D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水
8．【2022·湖南】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
9．【2021·山东】工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法
错误的是（ ）
A．吸收过程中有气体生成
B．结晶后母液中含有NaHCO3
C．气流干燥湿料时温度不宜过高
D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
10．【2021·河北】BiOCl 是一种具有珠光泽的材料，利用金属Bi 制备BiOCl 的工艺流程如
图：
下列说法错误的是（ ）
A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度
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B．转化工序中加入稀HCl 可抑制生成BiONO3
C．水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度
D．水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl 的生成
11．【2021·湖南】一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
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
12．【2021·福建】明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程（部分产物已
省略）如下：
下列说法错误的是（ ）
A．FeSO4的分解产物X 为FeO
B．本流程涉及复分解反应
C．HNO3的沸点比H2SO4的低
D．制备使用的铁锅易损坏
13．【2022·福建】用铬铁合金（含少量
单质）生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．“浸出”产生的气体含有
B．“除杂”的目的是除去
元素
C．流程中未产生六价铬化合物
D．“滤渣2”的主要成分是
8
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◆答案与解析◆
1．D
【分析】从腐蚀废液（主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2）中进行物质回收，由流程可知，先
加入过量的Fe，与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，滤渣中含Fe、Cu，加氯气氧
化FeCl2产生FeCl3，据此分析解题。
9
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【详解】A．腐蚀废液含有Fe3+，Cu2+，Fe2+，水解使得溶液呈酸性，故A 错误；
B．据分析可知，滤渣中含Fe、Cu，故B 错误；
C．氯气氧化FeCl2产生FeCl3，因为FeCl3为产物，只要反应开始就能使KSCN 溶液变
“
”
红，无法检验是否氧化完全，故C 错误；
D．溶液a 为FeCl3，可用于处理覆铜板，故D 正确；
故答案选D。
2．B
【分析】高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气，氯气中混有HCl 气体，通过饱和食盐水洗气除
去HCl 气体，得到气体a 的主要成分为
，氯气和饱和KOH 溶液在10-15℃条件下反应
生成
，由于
的溶解度小于KOH，会析出
白色沉淀，将
和KOH
加入饱和次氯酸钾中发生反应生成
，以此解答。
【详解】A．由分析可知，气体a 的主要成分为
，故A 正确；
B．由分析可知，沉淀b 的主要成分为
，故B 错误；
C．由化合物化合价的代数和为零可知，
中
的化合价为
，故C 正确；
D．反应2 中
和
在碱性条件下发生氧化还原反应生成
和KCl，根据
得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：
，故D 正确；
故选B。
3．B
【分析】苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠，加水、加热溶
解，苯甲酸、NaCl 溶解在水中，泥沙不溶，从而形成悬浊液；趁热过滤出泥沙，同时防止
苯甲酸结晶析出；将滤液冷却结晶，大部分苯甲酸结晶析出，氯化钠仍留在母液中；过
滤、用冷水洗涤，便可得到纯净的苯甲酸。
【详解】A．操作I 中，为减少能耗、减少苯甲酸的溶解损失，溶解所用水的量需加以控
制，可依据苯甲酸的大致含量、溶解度等估算加水量，A 正确；
B．操作Ⅱ趁热过滤的目的，是除去泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出，NaCl 含量少，通常
不结晶析出，B 不正确；
C．操作Ⅲ缓慢冷却结晶，可形成较大的苯甲酸晶体颗粒，同时可减少杂质被包裹在晶体
颗粒内部，C 正确；
D．苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水，所以操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体，既可去除晶体表面
吸附的杂质离子，又能减少溶解损失，D 正确；
故选B。
4．B
10
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“
”
【分析】盐浸过程
转化为
，发生反应
，根据题中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶
解，通入空气氧化后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3
“
”
；沉锌过程发生反应为：
，经洗涤干燥后得到产物ZnS 及滤液
。
【详解】A
“
”
．盐浸过程中消耗氨气，浸液
下降，需补充
，A 正确；
B
“
”
．由分析可知，滤渣的主要成分为Fe3O4和Fe2O3，只含少量的Fe(OH)3，B 错误；
C
“
”
．沉锌过程发生反应
，C 正确；
D．应合理控制
用量，以便滤液循环使用，D 正确；
故选B。
5．B
【分析】焙烧过程中铁转化为三氧化铁、铬元素被氧化转化为对应钠盐，水浸中氧化铁不
溶转化为滤渣，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。
【详解】A．铁、铬氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成氧化铁、铬酸钠和二氧化碳，A 正
确；
B．焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的主要成分为氧化铁，B 错误；
C．滤液①中
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
，C 正确；
D．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。
6．C
【详解】A．
溶液中存在电荷守恒：
，A 错
误；
B
“
”
．除镁得到的上层清液中为
的饱和溶液，有
，故
，B 错误；
C．
溶液中存在质子守恒：
，故
，C 正确；
D
“
”
．沉锰后的滤液中还存在F-、
等离子，故电荷守恒中应增加其他离子使等式成
立，D 错误。
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故选C。
【点睛】
7．D
【分析】污水中含有铜离子、三价铁离子、锌离子、铝离子，首先加入石灰乳除掉三价铁
离子和铝离子，过滤后，加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子，再次过滤后即可达到除
去其中的杂质，以此解题。
【详解】A．根据分析可知氢氧化铁当pH=1.9 时开始沉淀，氢氧化铝当pH=3.5 时开始沉
淀，当pH=4
“
时，则会生成氢氧化铝和氢氧化铁，即沉渣I”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A
正确；
B．硫化钠溶液中的硫离子可以水解，产生氢氧根离子，使溶液显碱性，其第一步水解的
方程式为：S2-+H2O⇌HS-+OH-，B 正确；
C．当铜离子和锌离子完全沉淀时，则硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡，则
，C 正确；
D
“
”
．污水经过处理后其中含有较多的钙离子以及没有除净的铝离子，故出水应该经过阳离
子交换树脂软化处理，达到工业冷却循环用水的标准后，才能使用，D 错误；
故选D。
8．C
【分析】烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应
，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应
，过滤得到
和含有
的
滤液。
【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；
答案选C。
9．B
【分析】根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到结晶成分为
NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加
入纯碱进行中和，涉及的反应为：H2SO3+2Na2CO3= Na2SO3+ 2NaHCO3，NaHSO3+
Na2CO3= Na2SO3+ NaHCO3，所以调节pH 为8 进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通
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入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为：
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3↓，SO2+ NaHCO3= CO2+ NaHSO3↓，此时会析出大量
NaHSO3晶体，经过离心分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品，
据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知，吸收过程中有二氧化碳生成，A 正确；
B．结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO3，假设
产物中存在NaHCO3，则其会与生成的NaHSO3发生反应，且NaHCO3溶解度较低，若其
残留于母液中，会使晶体不纯，假设不成立，B 错误；
C．NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，C 正确；
D．结合上述分析可知，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D 正确；
故选B。
10．D
【详解】A．硝酸为强氧化剂，可与金属铋反应，酸浸工序中分次加入稀
，反应物硝
酸的用量减少，可降低反应剧烈程度，A 正确；
B．金属铋与硝酸反应生成的硝酸铋会发生水解反应生成
，水解的离子方程式为
，转化工序中加入稀
，使氢离子浓度增大，根据勒夏
特列原理分析，硝酸铋水解平衡左移，可抑制生成
，B 正确；
C．氯化铋水解生成
的离子方程式为
，水解工序中加入
少量
，醋酸根会结合氢离子生成弱电解质醋酸，使氢离子浓度减小，根据勒
夏特列原理分析，氯化铋水解平衡右移，促进
水解，C 正确；
D．氯化铋水解生成
的离子方程式为
，水解工序中加入
少量
，铵根离子水解生成氢离子，使氢离子浓度增大，根据勒夏特列原理分
析，氯化铋水解平衡左移，不利于生成
，且部分铋离子与硝酸根、水也会发生反应
，也不利于生成
，综上所述，D 错误；
故选D。
11．D
【分析】海水经一系列处理得到苦卤水，苦卤水中含Mg2+，苦卤水中加物质X 使Mg2+转化
为Mg(OH)2，过滤除去滤液，煅烧Mg(OH)2得MgO，MgO 和C、Cl2
“
”
经氯化得无水
MgCl2。
【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；
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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。
12．A
【详解】A．据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3，部分S 元素被还原，则Fe 元素应
被氧化，X 为Fe2O3，A 错误；
B．H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4，为复分解反应，B 正确；
C．H2SO4与KNO3混合后，蒸馏过程中生成HNO3，说明HNO3的沸点比H2SO4的低，C
正确；
D．硫酸、硝酸均可以和铁反应，所以制备使用的铁锅易损坏，D 正确；
综上所述答案为A。
13．D
【分析】由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成气体为氢气，溶液中含
加入Na2S 分离出滤渣1 含CoS 和NiS，
不会沉淀，再加
入草酸除铁生成FeC2O4，过滤分离出硫酸铬，以此来解答。
【详解】A．四种金属均与稀硫酸反应生成H2，A 正确；
B
“
．共有四种金属，由流程可知，沉铁后分离出硫酸铬，则除杂"的目的是除去Ni、Co 元
素，B 正确；
C．由上述分析可知，流程中未产生六价铬化合物，C 正确；
D
“
．滤渣2”的主要成分是FeC2O4，D 错误；
故本题选D。
14
