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专题八——化工流程
◆必备知识◆
识高考-题型解读
善总结-答题模板构建
勤积累-解题技巧解读
一、无机工艺流程试题的结构模型
无机化工流程题是近年来高考中备受关注的一种题型，该类题源于生产实际，以解决
化学实际问题为目的，将化工生产过程中的主要生产流程用框图形式展示出来，并根据其
中涉及的化学知识步步设问，使问题情境真实，构成与化工生产紧密联系的化学工艺流程
题。题型可以是选择题，也可以是主观题。以物质制备和物质的分离提纯为主的工艺流程
题考查元素化合物和实验操作．实际生产的相关知识。试题新颖，内容丰富，阅读量大，
其结构分题头．流程图和问题三部分。题头一般简单介绍该工艺生产的原料和生产目的，
流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺展示出来，问题部分主要根据生
产过程中涉及的化学知识设计一系列的问题。
1
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二、无机工艺流程试题的“明线”与“暗线”
四线
内涵
试剂线
分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物
的转化等。
操作线
分离杂质和产品需要进行的分离．提纯操作等。
杂质线
分清各步去除杂质的种类，杂质的去除顺序．方法及条件等。
产品线
工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离．提
纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化。
三、工艺流程题过程解读
（1）读流程图。
①箭头：箭头进入的是投料(反应物)，出去的是主产物或副产物(生成物)。
②三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。
（2）解题要点。
①审题要点：a.了解生产目的、原料及产品；b.了解题目提供的信息；c.分析各步的反
应条件、原理及物质成分；d.理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。
流程图一般三大部分：原料预处理．核心化学反应．产品的分离与提纯
呈现模式
识图方法
箭头的意
义
图1：箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物．副产物)
图2：箭头表示反应物分步加入和生成物出来
图3：返回的箭头一般是“循环利用”的物质
1
图
2
图
3
图
2
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②答题切入点：a.原料及产品的分离提纯；b.生产目的及反应原理；c.生产要求及反应
条件；d.有关产率、产量及组成的计算；e.绿色化学。
（3）解题方法。
①首尾分析法：对线型流程工艺(从原料到产品为一条线的生产工序)试题，首先对比
分析流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从此分析中找出它们的关系，
弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺，再结合题设问题，逐一解答。
②分段分析法：对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产品)的工艺流
程题，用此法更容易找到解题的切入点。
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要产品，这种题适合用交叉分析法。就是将提
供的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。
四、无机化工流程题中表述性词汇“十大答题方向”
化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语，这些表述性词语就是隐性
的信息，它可以暗示我们所应考虑的答题角度。
①“控制较低温度”——常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。
②“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、提高产率等。
③“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。
④“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反
应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。
⑤“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液置于试管中，向其中滴加某试
剂，以检验某种离子是否存在。
⑥“检验某物质的设计方案”——通常取少量某液体置于试管中，加入另一试剂，通
过产生的某种现象得出结论。
⑦“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。
⑧“用某些有机试剂清洗”——常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高
利用率等。
⑨“趁热过滤(或冰水洗涤)”的目的——防止某些物质降温时会析出(或升温时会溶解)
而带入新的杂质。
⑩“反应中采取加热措施”的作用——一般是为了增大反应速率或加速某固体的溶
解。
3
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五、化工流程试题的一般解题策略
（1）审题“四角度”
审题干
** 错误的表达式 **明确原料的主要成分和杂质成分
** 错误的表达式 **明确目的
审信息
** 错误的表达式 **寻找信息再流程中的作用
** 错误的表达式 **寻找信息与某设问的对立关系
审流程
** 错误的表达式 **明确三线：主线产物，分支副产物，回线为循环物
** 错误的表达式 **结合设问的问题细审流程中转化原理，找出进料物
质(反应物)和出去物质(生成物)的主产物和副产物
审设问
明确答什么，答的问题与哪步流程有关，考查的什么知识等
（2）破题“三方法”
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，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答
分段分
析法
对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流
程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点
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
[解题思路]
首尾对比：对比分析原料与目标产物之间的关系，比较物质变化和主要元素化合价
的变化；主元素跟踪：跟踪主要物质(元素)的转化形式和转化方法，即原料→中间转
化物质→目标产物；除杂分析：分析原料中的“杂质”转化除去过程，分析每一步
骤的目的以及反应产物、反应过程；综合判断：根据题干信息、流程信息、题中设
问信息审题、解题(读完全题再做题)
（3）解题“三步骤”
第一步：读题头，得目的，找原料，明产品，解决“干什么”
通过阅读题头，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，
通过对比分析工业流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，弄清从原料
出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素
第二步：读题干，析过程，看措施，推用意，解决“怎么做”
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题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来。分析流程中的
每一步骤的反应物是什么？发生了什么反应？利用了什么原理(氧化还原、溶解度、电离平
衡、水解平衡、溶解平衡)？该反应造成了什么后果？(除目标物质外还产生了什么杂质或
副产物？这些物质又是如何分离、提纯和循环利用的？如何体现绿色化学思想？)每一步操
作进行到什么程度最佳？在此过程中抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而
服务，在回答相关操作的原因或目的时要从对产品的影响层面作答。
第三步：读题问，逐空填答，用语要规范，解决“怎么写”
从化学原理的角度、用化学语言作答；要抓住主要问题，针对具体问题做具体分析。
具体答题要点如下：
审清
楚
要看清题目要求，按要求答题。如：写离子方程式还是化学方程式；写物质的
名称还是化学式等；方程式中反应物、产物的分子式书写要正确；尤其是化学
方程式要配平，电极反应式和化学方程式一定要书写正确；正确使用等号或可
逆符号；沉淀、气体、水溶液等符号要标明
答规
范
回答问题要准确全面，注意语言表达的规范性，例如评价或比较实验方案时要
全面考虑：反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类
多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；仪器、设备
是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少
答完
整
要答到对产品生产的影响这一步！
①除杂：除去……中的……(只写“除杂”一类是不给分的)
②干燥：除去……气体中的水蒸气，防止……
◆专题八专题特训◆
1．【2024·九省联考甘肃】利用含锌废料(主要成分是氧化锌，含有少量铁．铝．铜．锰等
金属氧化物或盐)制备氯化锌的一种工艺流程如下：
（1）为了提高盐酸浸取效率，可采取的措施有___________。
（2）浸取温度不宜超过60℃，原因是___________。
（3）为优化工艺流程，盐酸浸取后直接进行高锰酸钾氧化除杂。结合下列图表选择浸
取工艺最佳
范围为___________，理由是___________。
A．1.5-2.0 B．2.0-3.0 C．3.0-4.0 D．4.5-5.0
金属离子
开始沉淀的
沉淀完全的
6.8
8.3
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（4）滤渣的主要成分有
___________和
，该工艺中去除锰的离子方
程式为__________。
（5）最适宜使用的还原剂是___________，理由为___________。
（6）氯化锌溶液在蒸发浓缩过程中如操作不当将有碱式盐
生成，该反应
方程式为___________，产品中
含量与蒸发温度关系如图所示，工艺
要求
含量不超过2.30%，降低
产品中含量的方法有
________。
2．【2023·全国乙卷】LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿
（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al 等元素）制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
（1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率，可采取的措施
(举1 例)。
（2）加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是 。
（3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)= mol·L-1；用石灰乳
调节至pH≈7，除去的金属离子是 。
3.7
4.7
1.8
2.8
5.2
6.7
8.6
10.1
6.7
8.2
6
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（4）加入少量BaS 溶液除去Ni2+，生成的沉淀有 。
（5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行，为保
持电解液成分稳定，应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
（6）煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
3．【2023·全国新课标卷】铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式
存在，主要杂质为铁．铝．硅．磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流
程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O
存在，在碱性介质中以CrO
存在。
回答下列问题：
（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为
(填化学式)。
（2）水浸渣中主要有SiO2和 。
（3）“沉淀”步骤调pH 到弱碱性，主要除去的杂质是 。
（4）“除硅磷”步骤中，使硅．磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需
要控制溶液的pH≈9 以达到最好的除杂效果，若pH<9 时，会导致
；pH>9 时，会导致
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH 调到1.8 左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1 时，
溶解为VO 或VO3+在碱性条件下，溶解为VO 或VO
，上述性质说明V2O5
具有 (填标号)。
A．酸性 B．碱性
C．两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为
4．【2023·北京】以银锰精矿(主要含
．
．
)和氧化锰矿(主要含
)为原
料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，
的氧化性强于
。
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（1）“浸锰”过程是在
溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除
，有利
于后
续银的浸出：矿石中的银以
的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应
，则可推断：
(填“>”或“<”)
。
②在
溶液中，银锰精矿中的
和氧化锰矿中的
发生反应，则浸锰液中
主要的金属阳离子有 。
（2）“浸银”时，使用过量
和
的混合液作为浸出剂，将
中的
银以
形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中
的作用： 。
（3）“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 。
②一定温度下，
的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后
的沉淀率
逐渐减小的原因：
。
（4）结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优
势：
。
5．【2023·山东】盐湖卤水(主要含
．
和硼酸根等)是锂盐的重要
来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备
的工艺流程如下：
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已知：常温下，
。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所
示。
回答下列问题：
（1）含硼固体中的
在水中存在平衡：
(常温
下，
)；
与
溶液反应可制备硼砂
。常温下，
在
硼砂溶液中，
水解生成等物质的量浓度的
和
，该水解反应的离子方程式为 ，该溶液
。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分是 (填化学式)；精制Ⅰ后溶液中
的浓度为
，
则常温下精制Ⅱ过程中
浓度应控制在
以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，
除无法回收
外，还将增加 的用量(填化学式)。
（3）精制Ⅱ的目的是 ；进行操作时应选择的试剂是 ，若不进行该操作而直
接浓缩，将导致 。
6．【2023·海南】铍的氧化物广泛应用于原子能．航天．电子．陶瓷等领域，是重要的战
略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(
，还含有一定量的FeO 和
)生
产BeO 的一种工艺流程如下。
回答问题：
（1）
中Be 的化合价为 。
（2）粉碎的目的是 ；残渣主要成分是 (填化学式)。
（3）该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。
（4）无水
可用作聚合反应的催化剂。BeO．
与足量C 在600-800℃制备
的化学方程式为
（5）沉铍时，将pH 从8.0 提高到8.5，则铍的损失降低至原来的 %。
7．【2023·辽宁】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。
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已知：
物质
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
，
中过氧键的数目为 。
（3）“氧化”中，用石灰乳调节
，
被
氧化为
，该反应的离
子方程式为 (
的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为
．
(填化学式)。
（4）“氧化”中保持空气通入速率不变，
(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。
体积
分数为 时，
(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大
体积分数时，
(Ⅱ)氧化速率减小
的原因是 。
（5）“沉钴镍”中得到的
(Ⅱ)在空气中可被氧化成
，该反应的化学方程
式。
（6）“沉镁”中为使
沉淀完全
，需控制
不低于 (精确至0.1)。
8．【2023·河北】闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取
可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的
可用于催化、医药、冶金等重要领
域工艺流程如
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已知：室温下的
。
回答下列问题：
（1）首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝．足量液氨．空气和盐酸反应得到，其主要
成分为 (填化学式)。
（2）滤渣的主要成分为 (填化学式)。
（3）浸取工序的产物为
，该工序发生反应的化学方程式为 。浸
取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①，氧化工序发生反应的离子方程式为
。
（4）浸取工序宜在
之间进行，当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外
加热即可进行浸取的原因是 。
（5）补全中和工序中主反应的离子方程式
+
（6）真空干燥的目的为 。
9．【2022·重庆】电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸．锡化合物及少量Fe3+和
Cu2+等，对其处理的流程如图所示。
Sn 与Si 同族，25℃时相关的溶度积见表。
化学
式
Sn(OH)4(或
SnO2·2H2O)
Fe(OH)3
Cu(OH)2
溶度
积
1.0×10-56
4×10-38
2.5×10-20
（1）Na2SnO3的回收
①产品Na2SnO3中Sn 的化合价是 。
②退锡工艺是利用稀HNO3与Sn 反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是
，废液中的Sn2+易转化成SnO2·xH2O。
③沉淀1 的主要成分是SnO2，焙烧时，与NaOH 反应的化学方程式为 。
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（2）滤液1 的处理
①滤液1 中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH 溶液，先得到的沉淀是 。
25℃
②
时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于 mol•L-1。
（3）产品中锡含量的测定
称取产品1.500g，用大量盐酸溶解，在CO2保护下，先用Al 片将Sn4+还原为Sn2+，再
用0.1000mol•L-1KIO3标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO 被还原为I-，终点时
消耗KIO3溶液20.00mL。
①终点时的现象为 ，产生I2的离子反应方程式为 。
②产品中Sn 的质量分数为 %。
10．【2022·辽宁】某工厂采用辉铋矿(主要成分为
，含有
．
杂质)与软锰矿
(主要成分为
)联合焙烧法制各
和
，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的
分解为
，
转变为
；
②金属活动性：
；
③相关金属离子形成氢氧化物的
范围如下：
开始沉淀
完全沉淀
6.5
8.3
1.6
2.8
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）
在空气中单独焙烧生成
，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
和
；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
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 。
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11．【2022·湖北】全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣
小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有
和少量
)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
时相关物质的参数如下：
的溶解度：
回答下列问题：
（1）“沉淀1”为 。
（2）向“滤液1”中加入适量固体
的目的是 。
（3）为提高
的析出量和纯度，“操作A”依次为 ． ．洗
涤。
（4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备
。查阅资料后，发现文献对常温
下的
有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究
的
性质，将饱和LiCl 溶液与饱和
溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑
浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下
(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为 。
（5）他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入
改为通入
。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由 。
12．【2022·全国乙卷】废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有
．
．
和Pb。还有
少量Ba．Fe．Al 的盐或氧化物等。为了保护环境．充分利用铅资源，通过下图流程实
现铅的回收。
化合物
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一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的
如下表：
金属氢氧化物
开始沉淀的
pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的
pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题：
（1）在“脱硫”中
转化反应的离子方程式为 ，用沉淀溶解平衡原理解
释
选择
的原因 。
（2）在“脱硫”中，加入
不能使铅膏中
完全转化，原因是 。
（3）在“酸浸”中，除加入醋酸(
)，还要加入
。
（ⅰ）能被
氧化的离子是 ；
（ⅱ）
促进了金属Pb 在醋酸中转化为
，其化学方程式为 ；
（ⅲ）
也能使
转化为
，
的作用是 。
（4）“酸浸”后溶液的pH 约为4.9，滤渣的主要成分是 。
（5）“沉铅”的滤液中，金属离子有 。
13．【2022·全国甲卷】．硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐．电镀．医
学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2
以及Ca．Mg．Fe．Cu 等的化合物。其制备流程如下：
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本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
离
子
回答下列问题：
（1）菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 。
（2）为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有 ． 。
（3）加入物质X 调溶液
，最适宜使用的X 是 (填标号)。
A.
B.
C.
滤渣①的主要成分是 ． ． 。
（4）向
的滤液①中分批加入适量
溶液充分反应后过滤，滤渣②中有
，该步反应的离子方程式为 。
（5）滤液②中加入锌粉的目的是 。
（6）滤渣④与浓
反应可以释放HF 并循环利用，同时得到的副产物是
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◆答案与解析◆
1．(1)将固体废料粉碎、适当加热等
(2)减少盐酸的挥发、降低Zn2+的水解程度，防止生成氢氧化锌
(3) D 在pH4.5~5.0 的范围内，Fe3+和Al3+变为氢氧化物，而Zn2+不会沉淀
(4) Al(OH)3
(5)
单质锌
不会带入新的杂质
(6)
减压蒸发，控制温度不超过300oC
【分析】利用含锌废料(主要成分是氧化锌，含有少量铁、铝、铜、锰等金属氧化物或盐)
制备氯化锌的流程分析如下：含锌废料先用盐酸浸取，同时调pH 除掉将铝离子、铁离子
变为沉淀，加入高锰酸钾进行氧化除杂将铁氧化为高价态的氢氧化物沉淀，加入还原剂将
铜还原为单质除掉，得到较纯净的氯化锌，最后进行蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化锌固
体。
【详解】（1）为了提高盐酸浸取效率，可采取的措施有将固体废料粉碎、适当加热等；
（2）浸取温度不宜超过60℃，原因是减少盐酸的挥发、降低Zn2+的水解程度，防止生成
氢氧化锌；
（3）浸取的目的是要将Fe3+和Al3+变为氢氧化物，而Zn2+不能沉淀，根据表格中的数据，
应该调pH 的范围是4.7~6.7，合理的选项为D；
（4）根据上述分析，滤渣的主要成分为
、Al(OH)3、和
，该工艺中去除锰的
原理为锰离子和高锰酸钾发生归中反应生成二氧化锰，离子方程式为
，
（5）考虑到不能带入新的杂质，故最合适的还原剂是单质锌；
（6）氯化锌溶液在蒸发浓缩过程中如操作不当将有碱式盐
生成，该反应方程式
为
，根据图像，要控制
含量不超过2.30%，降低
产品中
含量的方法有减压蒸发，控制温度不超过300oC。
2．(1) MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑ 粉碎菱锰矿
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+可以催化H2O2分解
(3) 2.8×10-9 Al3+
(4)BaSO4、NiS
(5) Mn2++2H2O
H2↑+MnO2↓+2H+ 加入Mn(OH)2
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(6)2Li2CO3+8MnO2
4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【分析】根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为
离子，将杂质中的Fe、Ni、Al 等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO2可以
将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；随后将溶液pH 调至制约等于7，此时，根据已知条件给出的
三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的
Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于电解槽中电解，得
到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
【详解】（1）菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应
的化学方程式为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿
粉碎；故答案为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑、粉碎菱锰矿。
（2）根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用
H2O2氧化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧
化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。
（3）溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1，此时体
系中含有的c(Fe3+)=
=2.8×10-9mol·L-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-
5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1，
溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-2mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5，Al3+沉淀完
全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：2.8×10-9、Al3+。
（4）加入少量BaS 溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为Ba2++S2-+Ni2++SO
=BaSO4↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS。
（5）在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2++2H2O
H2↑+MnO2↓+2H+；电解时电解液中Mn2+大量减少，H+大量增加，需要加入Mn(OH)2以保
持电解液成分的稳定；故答案为：Mn2++2H2O
H2↑+MnO2↓+2H+、加入Mn(OH)2。
（6）煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为
2Li2CO3+8MnO2
4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑；故答案为：2Li2CO3+8MnO2
4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
3．(1)Na2CrO4
(2)Fe2O3
(3)Al(OH)3
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(4) 磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅
酸胶状沉淀不宜处理
会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产
品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
(5)C
(6)2Cr2O
+3S2O
+10H+=4Cr3++6SO
+5H2O
【分析】由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元
素转化为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的
滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH 将Al 元素转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到
氢氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为
MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中
加入稀硫酸调节溶液pH 将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤
液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH 将铬元素转化为氢氧化铬
沉淀，过滤得到氢氧化铬。
【详解】（1）由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：Na2CrO4；
（2）由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe2O3；
（3）由分析可知，沉淀步骤调pH 到弱碱性的目的是将Al 元素转化为氢氧化铝沉淀，故答
案为：Al(OH)3；
（4）由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为
MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，若溶液pH<9 时，磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致
MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；若溶液pH>9 时，会导
镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵
根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，故答案为：磷酸根会与H+反应使其浓度降
低导致MgNH4PO4，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；会导镁离子生成氢氧化镁沉
淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致
MgNH4PO4无法完全沉淀；
（5）由题给信息可知，五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液发生生
成盐和水的两性氧化物，故选C；
（6）由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反
应的离子方程式为2Cr2O
+3S2O
+10H+=4Cr3++6SO
+5H2O，故答案为：2Cr2O
+3S2O
+10H+=4Cr3++6SO
+5H2O。
4．(1) >
、
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(2)
是为了与
电离出的
结合生成
，使平衡正向移动，提高
的浸出率；
是为了抑制
水解，防
止生成
沉淀
(3)
、
被氧气氧化为
，
把
氧化为
(4)可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中，得到
，同时将银元素和锰元素
分离开；生成的
还可以用于浸银，节约氧化剂
【分析】银锰精矿(主要含
、
、
)和氧化锰矿(主要含
)混合加
溶
液，使矿石中的锰元素浸出，同时去除
，矿石中的银以
的形式残留于浸锰渣
中，浸锰液中主要的金属阳离子有
、
；浸锰渣中
与过量
和
的混合液反应，将
中的银以
形式浸出，用铁粉把
还原为金属
银。
【详解】（1
“
”
）①浸锰过程中，矿石中的银以
的形式残留于浸锰渣中，
发生反
应
，硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸，则可推断：
>
；
②根据信息，在
溶液中二氧化锰可将
氧化为
，自身被还原为
，则浸锰
液中主要的金属阳离子有
、
。
（2）①
中S 元素化合价升高，Fe 元素化合价降低，根据得失电子守恒、元素守恒，
该离子方程式为
；
②
是为了与
电离出的
结合生成
，使平衡正向移动，提高
的浸出
率；
是为了抑制
水解，防止生成
沉淀。
（3）①铁粉可将
还原为单质银，过量的铁粉还可以与铁离子发生反应，因此离子
方程式为
、
；
②溶液中生成的
会被空气中的氧气缓慢氧化为
，
把部分
氧化为
，因此
后银的沉淀率逐渐降低。
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（4
“
”
）联合提取银和锰的优势在于浸锰过程可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液
中，将银元素和锰元素分离开，利用
的氧化性将
中的
氧化为
，同时生
成的
还可以用于浸银，节约氧化剂，同时得到
。
5．(1)
(2)
、Mg(OH)2
CaO
(3) 加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的
转化为
（或除去精制Ⅰ所得滤液中的
），提高
纯度
盐酸
浓缩液中因
浓度过大使得
过早沉淀，即
浓缩结晶得到的
中会混有
，最终所得
的产率减小
【分析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱硼后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，该
晶体中含有Na+、Li+、Cl-、
等，焙烧后生成HCl 气体；烧渣水浸后过滤，滤液中加生
石灰后产生沉淀，滤渣Ⅰ的主要成分为Mg(OH)2、
；精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又
生成沉淀，则滤渣Ⅱ为
、Mg(OH)2；精制Ⅱ所得滤液经操作X 后，所得溶液经浓缩
结晶、过滤得到氯化钠，浓缩后的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂，得到
。
【详解】（1）含硼固体中的
在水中存在平衡：
(常温下，
)；
与
溶液反应可制
备硼砂
。常温下.在
硼砂溶液中，
水解生成
等物质的量浓度的
和
，该水解反应的离子方程式为
，由B 元素守恒可知，
和
的浓度均为
，
，则该溶液
。
（2）由分析可知，滤渣I 的主要成分是
、Mg(OH)2；精制I 后溶液中
的浓度为
2.0
，由
可知，则常温下精制Ⅱ过程中
浓度应控制在
以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，若不回收HCl，整个
溶液将呈强酸性，因此为达到除Mg2+离子所需的碱性pH 首先需要额外多消耗CaO，同时
多引入的Ca2+离子需要更多的纯碱除去，因此，还将增加生石灰（CaO）和纯碱（
）的用量。
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（3）精制Ⅰ中，烧渣水浸后的滤液中加生石灰后产生的滤渣Ⅰ的主要成分为
；由
于
微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的
，还需要除去
，因此，
精制Ⅱ的目的是：加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的
转化为
（或除去精制Ⅰ所得
滤液中的
），提高
纯度。操作X 是为了除去剩余的碳酸根离子，为了防止引入
杂质离子，应选择的试剂是盐酸；加入盐酸的目的是除去剩余的碳酸根离子，若不进行该
操作而直接浓缩，将导致浓缩液中因
浓度过大使得
过早沉淀，即浓缩结晶得到的
中会混有
，最终所得
的产率减小。
6．(1)+2
(2)
增大反应物的接触面积加快反应速率，提高浸取率
SiO2
(3)(NH4)2SO4
(4)BeO+Cl2+C
CO+BeCl2
(5)10
【分析】绿柱石煅烧生成氧化物，浓硫酸浸取，SiO2不溶于硫酸，残渣是SiO2，加硫酸铵
调节pH=1.5 除去铝离子，加入氨水调节pH=5.1 除去铁离子，再加入氨水到pH=8.0 生成
Be(OH)2沉淀，滤液硫酸铵循环利用。
【详解】（1）按照正负化合价代数和为0，Be 的化合价为+2+价；
（2）粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快浸取速率，提高浸取率；残渣的成分是不
溶于酸的SiO2；
（3）最后的滤液中的硫酸铵可以在除铝步骤中循环利用；
（4）BeO、
与足量C 在600~800°C 生成BeCl2同时生成CO，化学方程式为
BeO+Cl2+C
CO+BeCl2；
（5）设Be(OH)2的溶度积常数为Ksp，K=c(Be2+)×c2(OH-)，c(Be2+)=
，当pH=8.0
时，c(OH-)=10-6mol/L，铍损失浓度为c(Be2+)=
mol/L，当pH=8.5 时，c(OH-)=10-
5.5mol/L，铍损失浓度为c(Be2+)=
mol/L，损失降低至原来的10%。
【点睛】
7．(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)
CaSO4、Fe(OH)3
(4) 9.0% SO2有还原性，过多将会降低
的浓度，降低
(
)
Ⅱ氧化速率
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(5)
(6)11.1
“
”
【分析】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
，用石灰乳调节
，
被
氧化为
，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
。
【详解】（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）
的结构简式为
，所以
中过氧键的数目为
NA
（3）用石灰乳调节
，
被
氧化为
，该反应的离子方程式为：
；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；由
于CaSO4微溶于水，故滤渣还有CaSO4和氢氧化铁；
（4）根据图示可知
体积分数为0.9%时，
(
)
Ⅱ氧化速率最大；继续增大
体积分
数时，由于SO2有还原性，过多将会降低
的浓度，降低
(
)
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；
8．(1)
(2)
(3)
(4)盐酸和液氨反应放热
(5)
(6)防止干燥过程中
被空气中的
氧化
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【分析】由题给流程可知，铜包钢用由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到的二氯化
四氨合铜深蓝色溶液浸取，将铜转化为一氯化二氨合亚铜，过滤得到含有铁的滤渣和一氯
化二氨合亚铜滤液；将滤液的一半经氧化工序将一氯化二氨合亚铜可以循环使用的二氯化
四氨合铜；滤液的一半加入加入硫酸、盐酸中和，将一氯化二氨合亚铜转化为硫酸亚铜和
氯化亚铜沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸亚铜的滤液和氯化亚铜；氯化亚铜经盐酸、乙
醇洗涤后，真空干燥得到氯化亚铜；硫酸亚铜溶液发生置换反应生成海绵铜。
【详解】（1）由分析可知，由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到的深蓝色溶液①
为二氯化四氨合铜，故答案为：
；
（2）由分析可知，滤渣的主要成分为铁，故答案为：Fe；
（3）由分析可知，浸取工序发生的反应为二氯化四氨合铜溶液与铜反应生成一氯化二氨
合亚铜，反应的化学方程式为
；氧化工序中一氯化
二氨合亚铜发生的反应为一氯化二氨合亚铜溶液与氨水、氧气反应生成二氯化四氨合铜和
水，反应的离子方程式为
，故
答案为：
；
；
（4）浸取工序中盐酸与氨水反应生成氯化铵和水的反应为放热反应，反应放出的热量可
以使反应温度保持在30~40℃之间，所以当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热
即可进行浸取，故答案为：盐酸和液氨反应放热；
（5）由题给方程式可知，溶液中加二氨合亚铜离子与氯离子、氢离子反应生成氯化亚铜
沉淀和铵根离子，反应的离子方程式为
+
，故答案
为：
；
；
（6）氯化亚铜易被空气中的氧气氧化，所以为了防止干燥过程中氯化亚铜被氧化，应采
用真空干燥的方法干燥，故答案为：防止干燥过程中
被空气中的
氧化。
9．(1) +4
价
Sn(NO3)2、NH4NO3 SnO2+2NaOH
Na2SnO3+H2O
(2) Fe(OH)3 2×10-7
(3) 滴入最后一滴KIO3
标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色
IO
+5I-+6H+=3I2+3H2O 47.6%
【分析】由题给流程可知，向退锡废液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH 为1.5，将锡的化
合物转化为二氧化锡，过滤得到含有铁离子、铜离子的滤液1 和沉淀1；向沉淀1 中加入
氢氧化钠焙烧将二氧化锡转化为锡酸钠后，水浸、过滤得到锡酸钠溶液，溶液经蒸发结晶
得到锡酸钠。
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【详解】（1）①由化合价代数和为0 可知，锡酸钠中锡元素的化合价为+4 价，故答案
为：+4 价；
②由分析可知，退锡工艺中发生的反应为锡与稀硝酸反应生成硝酸亚锡、硝酸铵和水，则
则生成的硝酸盐是硝酸亚锡和硝酸铵，故答案为：Sn(NO3)2、NH4NO3；
③由沉淀1 的主要成分是二氧化锡可知，焙烧时发生的反应为二氧化锡和氢氧化钠高温条
件下反应生成锡酸钠和水，反应的化学方程式为SnO2+2NaOH
Na2SnO3+H2O，故答
案为：SnO2+2NaOH
Na2SnO3+H2O；
（2）①由溶度积可知，向滤液1 中加入氢氧化钠溶液，溶解度小的氢氧化铁先沉淀，故答
案为：Fe(OH)3；
②由溶度积可知，25℃时，铜离子沉淀完全时，溶液中的氢氧根离子浓度为
=5×10-8mol/L，则溶液中的氢离子浓度不大于2×10-7mol/L，故答案为：
2×10-7；
（3）①由题意可知，碘酸钾先与二价锡离子反应生成碘离子，当二价锡反应完，碘离子
与碘酸根反应生成碘单质，碘遇淀粉溶液变蓝色时，溶液由无色变为蓝色，则终点时的现
象为滴入最后一滴碘酸钾标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，反应生成
碘的离子方程式为IO +3Sn2++6H+=I-+3Sn4++3H2O，IO +5I-+6H+=3I2+3 H2O，故答案
为：滴入最后一滴KIO3标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色；IO +5I-
+6H+=3I2+3 H2O；
②由得失电子数目守恒可知，滴定消耗20.00mL0.1000mol•L-1碘酸钾溶液，则1.500g 产
品中锡元素的质量分数为
×100%=47.6%，故答案为：47.6%。
10．(1)ab
(2)
(3)抑制金属离子水解
(4)SiO2
(5)
(6)将Fe3+转化为Fe2+
(7)24.02%
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【分析】已知①焙烧时过量的
分解为
，
转变为
，
在空气中单独
焙烧生成
和二氧化硫，经过酸浸，滤渣为二氧化硅，
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
，据此分析解题。
【详解】（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）
在空气中单独焙烧生成
和二氧化硫，反应的化学方程式为
；
（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
和
；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
；
（6）金属活动性：
，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
。
11．(1)Mg(OH)2
(2)将
转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质
(3)
蒸发浓缩
趁热过滤
(4)
不稳定
Li+ + HCO = LiHCO3↓，2LiHCO3 = Li2CO3+ CO2↑+ H2O
(5)能达到相同效果，因为改为通入过量的
，则LiOH 转化为LiHCO3，结合(4)的探究
结果，LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果
【分析】浓缩卤水(含有
和少量
)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含
有
和
的滤液1，沉淀1 为Mg(OH)2，向滤液1 中加入Li2CO3后，得到滤
液2，含有的离子为
和OH-，沉淀2 为CaCO3，向滤液2 中加入Na2CO3，
得到Li2CO3沉淀，再通过蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤、干燥后得到产品Li2CO3。
【详解】（1）浓缩卤水中含有
，当加入石灰乳后，转化为Mg(OH)2沉淀，所以沉淀
1 为Mg(OH)2；
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（2）滤液1 中含有
和
，结合已知条件：LiOH 的溶解度和化合物的溶度
积常数，可推测，加入Li2CO3的目的是将
转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂
质；
（3）由Li2CO3的溶解度曲线可知，温度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在温度高时，溶
解度小，有利于析出，所以为提高
的析出量和纯度，需要在较高温度下析出并过滤
得到沉淀，即依次蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤。故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤；
（4）饱和LiCl 和饱和NaHCO3等体积混合后，产生了LiHCO3和NaCl，随后LiHCO3分解
产生了CO2和Li2CO3。故答案为：不稳定，Li+ + HCO = LiHCO3↓，2LiHCO3 = Li2CO3+
CO2↑+ H2O；
（5
“
）滤液2”中含有LiOH，加入
，目的是将LiOH 转化为Li2CO3。若改为通入过
量的
，则LiOH 转化为LiHCO3，结合(4)的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生
Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果。故答案为：能达到相同效果，因为改为通入过
量的
，则LiOH 转化为LiHCO3，结合(4)的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生
Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果。
12．(1) PbSO4(s)+CO
(aq)= PbCO3(s)+SO
(aq) 反应PbSO4(s)+CO
(aq)=
PbCO3(s)+SO
(aq)的平衡常数K=
=3.4 105>105，PbSO4可以比较彻底的转化为
PbCO3
(2)反应BaSO4(s)+CO
(aq)= BaCO3(s)+SO
(aq)的平衡常数K=
=0.04<<105，反
应正向进行的程度有限
(3) Fe2+ Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O 作还原剂
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)Ba2+、Na+
【分析】铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO 和Pb，还有少量Ba、Fe、Al 的盐或氧化
物等，向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫，硫酸铅转化为碳酸铅，过滤，向所得固体中加
入醋酸、过氧化氢进行酸浸，过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，酸浸后溶液
的pH 约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH 可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化
铁，过滤后，向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅，得到氢氧化铅沉淀，滤液中的金属阳
离子主要为钠离子和钡离子，氢氧化铅再进行处理得到PbO。
【详解】（1
“
”
）脱硫中，碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠，反应的离子方程
式为：PbSO4(s)+CO
(aq)= PbCO3(s)+SO
(aq)，由一些难溶电解质的溶度积常数的数
据可知，Ksp(PbCO3)=7.4 10-14，Ksp(PbSO4)=2.5 10-8，反应PbSO4(s)+CO
(aq)=
26
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PbCO3(s)+SO
(aq)的平衡常数K=
=
=
=
≈3.4
105>105，说明可以转化的比较彻底，且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中，减少
铅的损失。
（2）反应BaSO4(s)+CO
(aq)= BaCO3(s)+SO
(aq)的平衡常数K=
=
=
=
≈0.04<<105，说明该反应正向进行的程度有限，
因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
（3）（i）过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子。
（ii）过氧化氢促进金属Pb 在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2，过氧化氢与Pb、HAc 发生氧还
原反应生成Pb(Ac)2和H2O，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为：
Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。
（iii）过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，铅元素化合价由+4 价降低到了+2 价，PbO2
是氧化剂，则过氧化氢是还原剂。
（4）酸浸后溶液的pH 约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH 可知，滤渣主要成分为氢
氧化铝、氢氧化铁。
（5）依据分析可知，加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化，铁离子、铝离子转化
为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅，因此沉铅的滤
液中，金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
13．(1)ZnCO3
ZnO+CO2↑
(2)
将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积
增大硫酸的浓度等
(3) B Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
(4)3Fe2++
+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(5)置换Cu2+为Cu 从而除去
(6) CaSO4 MgSO4
【分析】由题干信息，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu
等的化合物，结合流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应ZnCO3
ZnO+CO2↑，再加
入H2SO4酸浸，得到含Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液，加入物质X 调节
pH=5，结合表格数据，过滤得到Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的滤渣①，滤液①中主要含有
Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+，再向滤液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+，过滤得到
Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu，过滤后得
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到滤渣③为Cu，再向滤液③中加入HF 脱钙镁，过滤得到滤渣④为CaF2、MgF2，滤液④
为ZnSO4溶液，经一系列处理得到ZnSO4·7H2O，据此分析解答。
【详解】（1）由分析，焙烧时，生成ZnO 的反应为：ZnCO3
ZnO+CO2↑；
（2）可采用将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸取
率；
（3）A．NH3·H2O 易分解产生NH3污染空气，且经济成本较高，故A 不适宜；
B．Ca(OH)2不会引入新的杂质，且成本较低，故B 适宜；
C．NaOH 会引入杂质Na+，且成本较高，C 不适宜；
故答案选B；
当沉淀完全时(离子浓度小于10-5mol/L)，结合表格Ksp 计算各离子完全沉淀时pH＜5 的只
有Fe3+
①
，故滤渣
中有Fe(OH)3，又CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸，故滤渣①的主要成
分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2；
（4）向80~90℃
①
滤液
中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2+，得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣
②，反应的离子方程式为3Fe2++
+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+；
（5）滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，故加入锌粉的目的为置换Cu2+为
Cu 从而除去；
（6）由分析，滤渣④为CaF2、MgF2，与浓硫酸反应可得到HF，同时得到的副产物为
CaSO4、MgSO4。
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◆专题八 备考方向◆
1．【2024·九省联考江西】锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用，锡精矿
中
主要有
、S、
、
、
等杂质元素。下图为锡的冶炼工艺流程。
已知：
性质稳定，难溶于酸。
回答下列问题：
（1）锡的原子序数为50，其价层电子排布式为 ，在元素周期表中位于
区。
（2）烟尘中的主要杂质元素是 (填元素符号)。
（3）酸浸时，
生成
，该反应的离子方程式为 ，为了提高铅的浸出
率，最宜添加 (填标号)。
A．
B．
C．
D．
（4）还原时需加入过量的焦炭，写出该反应的化学方程式 。
（5）电解精炼时，以
和少量
作为电解液，电源的负极与 (填“粗
锡”或“精锡”)相连；
的作用是 、 。
2．【2024·九省联考河南】（14 分）钢渣是钢铁行业的固体废弃物，含有
和
等物质。一种以钢渣粉为原料固定
并制
备
的工艺流程如图所示。
已知钢渣中
元素质量分数为
在稀盐酸和
混合溶液中不易被浸出。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的
如下表所示：
金属离子
29
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开始沉淀的
1.9
7.2
3.5
12.4
沉淀完全的
2.9
8.2
5.1
13.8
回答下列问题：
（1）浸出1 过程生成的
“包裹”在钢渣表面形成固体膜，阻碍反应物向钢渣扩
散。提高浸出率的措施有 (除粉碎外，举1 例)。该浸出过程不使用稀硫酸代
替稀盐酸的原因是 。
（2）为避免引入杂质离子，氧化剂
应为 (举1 例)。
（3）滤液
的溶质可循环利用，试剂
应为 。
（4）若
的浸出率为
，理论上1 吨钢渣在“固碳”中可固定
。
（5）富钒渣焙烧可生成钒钙盐，不同钒钙盐的溶解率随
变化如图所示。已知浸出
2 的pH 约为2.5，则应控制焙烧条件使该钒钙盐为 。该培烧反应的化学方
程式是
。
（6）微细碳酸钙广泛应用于医药．食品等领域，某种碳酸钙晶胞如图所示。已知
，该晶体密度为
(列出计
算式，阿伏加德罗常数的值为
)。
3．【2024·九省联考黑龙江·辽宁】
是一种重要的含锶化合物，广泛应用于许多领
域。以天青石(主要成分为
)为原料制备
的一种工艺方法如下：
天青石主要元素质量分数如下：
30
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元素
质量分数(
)
36.4
2.0
4.0
0.5
5.0
。
回答下列问题：
（1）天青石与碳粉在一定投料比下“煅烧”生成
和碳氧化物，据矿样成分分析
结果计算得出，生成
、
时失重率分别为
、
，实际热重分
析显示失重率为32.6%，则“煅烧”中主要生成的碳氧化物为________(填“
”或“
”)。
（2）“煅烧”过程中还可能产生少量对环境有危害的气体，化学式为___________和
___________。
（3）“水浸”后滤渣的主要成分除
和C 外，还有两种氧化物，化学式为
___________和___________。
（4）“水浸”时需加热，
与热水作用后的溶液呈碱性的主要原因为
___________(用化学方程式表示)
（5）“水浸”后的滤液中
，“除
杂”过程中(忽略
溶液引起的体积变化)，为使
不沉淀，应控制溶液中
___________
，每升滤液中篇加入
溶液的体
积
___________
。
（6）“沉锶”过程中，可溶性
发生反应的离子方程式为___________。
4．【2024·九省联考安徽】钼(
)及其化合物广泛地应用于医疗卫生．国防等领域。某镍
钼矿中的镍和钼以
和
形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到
的一
种工艺流程如下：
回答下列问题：
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（1）
位于元素周期表第____周期第_____族。
中钼元素的化合价为
_____。
（2）“焙烧”中生成
的化学方程式为_______。
（3）
用量对钼浸出率和浸取液中
浓度的影响如图1 所示，分析实际生
产中选择
用量为理论用量1.2 倍的原因：_______。
（4）
的溶解度曲线如图2 所示，为充分分离
，工艺流
程中的“操作
”应为_______(填标号)。
A．蒸发结晶 B．低温结晶 C．蒸馏 D．萃取
（5）为充分利用资源，“离子交换萃取”步骤产生的交换溶液应返回“_______”步
骤。
（6）
分解可得
。高温下，用铝粉还原
得到金属钼的化
学方程式为_______。
5．【2023·全国甲卷】
是一种压电材料。以
为原料，采用下列路线可制备粉
状
。
回答下列问题：
（1）“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 。
（2）“焙烧”后固体产物有
．易溶于水的
和微溶于水的
。“浸取”时
主要反应的离子方程式为 。
（3）“酸化”步骤应选用的酸是 (填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
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（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？ ，其原因是 。
（5）“沉淀”步骤中生成
的化学方程式为 。
（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的
。
6．【2023·重庆】
是一种用途广泛的磁性材料，以
为原料制备
并获得副
产物
水合物的工艺如下。
时各物质溶度积见下表：
物质
溶度积
回答下列问题：
（1）
中
元素的化合价是
和 。
的核外电子排布式为 。
（2）反应釜1 中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是 。
（3）反应釜2 中，加入
和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为 。
②为加快反应速率，可采取的措施有 。(写出两项即可)。
（4）①反应釜3 中，
时，
浓度为
，理论上
不超过 。
②称取
水合物
，加水溶解，加入过量
，将所得沉淀过滤洗
涤后，溶于热的稀硫酸中，用
标准溶液滴定，消耗
。滴定达到终点的现象为 ，该副产物中
的质量分数为 。
7．【2023·浙江 6 月】工业上煅烧含硫矿物产生的
可以按如下流程脱除或利用。
已知：
33
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请回答：
（1）富氧煅烧燃煤产生的低浓度的
可以在炉内添加
通过途径Ⅰ脱除，写出
反应方程式
。
（2）煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的
，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价 B．化合物A 具有酸性
C．化合物A 是一种无机酸酯 D．工业上途径Ⅱ产生的
也可用浓
吸收
②一定压强下，化合物A 的沸点低于硫酸的原因是 。
（3）设计实验验证化合物A 中含有S 元素 ；写出实验过程中涉及的反应方程式
8．【2023·江苏】
催化剂能催化
脱除烟气中的NO，反应为
。
（1）催化剂的制备。将预先制备的一定量的
粉末置于80℃的水中，在搅
拌下加入一定量的
溶液，经蒸发．焙烧等工序得到颗粒状
催化剂。在水溶液中
水解为
沉淀的离子方程式为 ；反应选用
溶液而不选用
溶液的原因是 。
（2）催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO．
．
(其余为
)气体匀速通
过装有
催化剂的反应器，测得NO 的转化率随温度的变化如题图所
示。反应温度在320~360℃范围内，NO 转化率随温度变化不明显的原因是
；反应温度高于380℃，NO 转化率下降，除因为进入反应器的NO 被还原的量减少
外，还有
(用化学方程式表示)。
（3）废催化剂的回收。回收
废催化剂并制备
的过程可表示
为
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①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有
②通过萃取可分离钒和钨，在得到的钒酸中含有
。已知
具有八元
环结构，其结构式可表示为 。
③向pH=8 的
溶液中加入过量的
溶液，生成
沉淀。已知：
，加过量
溶液的目的是 。
9．【2023·广东】
均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含
)中，利用氨浸工艺可提取
，并获得高附加值化工产
品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由
．
和
配制。常温下，
与
形成可溶于水的配离子：
；
易被空
气氧化为
；部分氢氧化物的
如下表。
氢氧化物
回答下列问题：
（1）活性
可与水反应，化学方程式为 。
（2）常温下，
的氨性溶液中，
(填“>”“<”或“=”)
（3）“氨浸”时，由
转化为
的离子方程式为 。
（4）
会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的
X
射线衍射图谱中，出现了
的明锐衍射峰。
①
属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
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②
提高了
的浸取速率，其原因是 。
（5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A 为 。
②由
可制备
晶体，其立方晶胞如图。
与O 最小间距大于
与
O 最小间距，x、y 为整数，则
在晶胞中的位置为 ；晶体中一个
周围与其最近的O 的个数为 。
（6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A 含6 个结晶水，则所得
溶液中
与
的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取
工艺的意义，在于可重复利用
和
(填化学式)。
10．【2023·湖北】
是生产多晶硅的副产物。利用
对废弃的锂电池正极材料
进行氯化处理以回收Li、Co 等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）Co 位于元素周期表第 周期，第 族。
（2）烧渣是LiCl、
和
的混合物，“500℃焙烧”后剩余的
应先除去，
否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因 。
（3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体
常用方法的名称是 。
（4）已知
，若“沉钴过滤”的pH 控制为10.0，则溶液中
浓度为
。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。
（5）导致
比
易水解的因素有 (填标号)。
a．Si-Cl 键极性更大 b．Si 的原子半径更大
c．Si-Cl 键键能更大 d．Si 有更多的价层轨道
11．【2023·江苏】实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备
，其实验过程可
表示为
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（1）在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入
气体，生成
，反应为
，其平衡常数K 与
、
、
、
的代数关系式为
；下列实验操作一定能提高氧
化镁浆料吸收
效率的有 (填序号)。
A．水浴加热氧化镁浆料
B．加快搅拌速率
C．降低通入
气体的速率
D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通
（2）在催化剂作用下
被
氧化为
。已
知
的溶解度为0.57g(20℃)，
氧化溶液中
的离
子方程式为 ；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中
被
氧化的速率随pH 的变化如题图甲所示。在pH=6~8 范围内，pH 增大，浆料中
的氧化速率增大，其主要原因是 。
（3）制取
晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的
浆料与
溶液充分反应。
浆料与
溶液的加料方式是 ；
补充完整制取
晶体的实验方案：向含有少量
．
的
溶液中，
。(已知：
、
在
时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从
饱和溶液中
结晶出
，
在150~170℃下干燥得到
，实验中需要
使用MgO 粉末)
12．【2023·湖南】超纯
是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国
科技工作者开发了超纯纯化．超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯
方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯
的工艺流
程如下：
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已知：①金属
的化学性质和
相似，
的熔点为
；
②
(乙醚)和
(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质
沸点/
55.7
34.6
42.4
365.8
回答下列问题：
（1）晶体
的晶体类型是 ；
（2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在
的原因是 ，阴
极的电极反应式为 ；
（3）“合成
”工序中的产物还包括
和
，写出该反应的
化学方程式： ；
（4）“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是 。
（5）下列说法错误的是_______；
A．流程中
得到了循环利用
B．流程中，“合成
”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C．“工序X”的作用是解配
，并蒸出
D．用核磁共振氢谱不能区分
和
（6）直接分解
不能制备超纯
，而本流程采用“配体交
换”工
艺制备超纯
的理由是 ；
（7）比较分子中
的键角大小：
(
“
填>”“<”
“
或=”)，其原因是 。
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13．【2022·山东】 工业上以氟磷灰石[
，含
等杂质]为原料生产磷酸和石
膏，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）酸解时有
产生。氢氟酸与
反应生成二元强酸
，离子方程式为
（2）部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比
加入
脱氟，充分反应后，
；再分批加入一定量的
，首先转化为沉淀的离子是
。
（3）
浓度(以
计)在一定范围时，石膏存在形式与温度．
浓度(以
计)的关系如图甲所示。酸解后，在所得
、
为45 的混合体系
中，石膏存在形式为 (填化学式)；洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使
用水，原因是 ，回收利用洗涤液X 的操作单元是 ；一定温度下，
石膏存在形式与溶液中
和
的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解
所得石膏结晶转化的是 (填标号)。
A．
、
、
B．
、
、
C．
、
、
D．
、
、
14．【2022 湖南】钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为
，含少量V、Si 和Al 的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
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已知“降温收尘”后，粗
中含有的几种物质的沸点：
物质
沸点/
136
127
57
180
回答下列问题：
（1）已知
，
的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略
．
随
温度的变化。若
，则该反应可以自发进行。根据下图判断：
时，下列反应不能
自发进行的是_______。
A．
B．
C．
D．
（2）
与C、
，在
的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下
表：
物质
分压
①该温度下，
与C、
反应的总化学方程式为 ；
②随着温度升高，尾气中
的含量升高，原因是 。
（3）“除钒”过程中的化学方程式为 ；“除硅．铝”过程中，分离
中含
、
杂质的方法是
。
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（4）“除钒”和“除硅．铝”的顺序 (填“能”或“不能”)交换，理由是
。
（5）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入
冶炼
的方法相似的是_______。
A．高炉炼铁 B．电解熔融氯化钠制钠
C．铝热反应制锰
D．氧化汞分解制汞
15．【2022·广东】稀土(
)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特
有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如
下：
已知：月桂酸
熔点为
；月桂酸和
均难溶于水。该
工艺条件下，稀土离子保持
价不变；
的
，
开始
溶解时的pH 为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH 见下表。
离子
开始沉淀时的
pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的
pH
/
3.2
4.7
/
（1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是 。
（2）“过滤1”前，用
溶液调pH 至 的范围内，该过程中
发生反应
的离子方程式为 。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到
元素，滤液2 中
浓度为
。为尽可
能多地提取
，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中
低于
(保留两位有效数字)。
（4）①“加热搅拌”有利于加快
溶出．提高产率，其原因是 。
②“操作X”的过程为：先 ，再固液分离。
（5）该工艺中，可再生循环利用的物质有 (写化学式)。
（6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂
。
①还原
和
熔融盐制备
时，生成1mol
转移
电子。
②
用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化
的还原，发
生的电极反应为 。
16．【2021·重庆】电镀在工业生产中具有重要作用，某电镀厂生产的废水经预处理后含有
和少量的Cu2+．Ni2+，能够采用如图流程进行逐一分离， 实现资源再利用。
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已知：Ksp(CuS)=6.3 ×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19
回答下列问题：
（1）
中Cr 元素的化合价为 。
（2）还原池中有Cr3+生成，反应的离子方程式为 。
（3）沉淀1 为Cr(OH)3，其性质与Al(OH)3相似，则Cr(OH)3与NaOH 溶液反应的化学
方程式 。
（4）Na2S 溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示)，沉淀2 为 。
（5）若废水中还含有Cd2+，pH=4 时Cd2+的浓度为 mol·L-1，用该结果说明
Cd2+影响上述流程进行分离的原因是
(设H2S
平衡浓度为1.0× 10-6mol·L-1。已知：H2S 的K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15，
Ksp(CdS)=7.0×10-27)
17．【2021·福建】四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿
(主要含
，还有
．
的化合物及
等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下
图所示。
回答下列问题：
（1）“焙烧”产生的气体用 吸收后可制取氮肥。
（2）“浸出”时，
转化为
。提高单位时间内钼浸出率的措施有
(任写两种)。温度对
内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致
。
42
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（3）“净化”时，浸出液中残留的
、
转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中
和pH 的关系为：
。为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小于 。
(已知：
；
和
的
分别为35.2 和17.2)
（4）“净化”后，溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，反应的离子方程式为 。
（5）“沉淀”时，加入
的目的是 。
（6）高温下用H2还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为 。[已
知：(NH4)2Mo4O13受热分解生成MoO3]
43
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◆参考答案◆
1．(1) 5s25p2 p
(2)
、
(3)
D
(4)
(5)
精锡
增强溶液的导电性
防止Sn2+的水解
(6)
【分析】锡精矿
中主要有
、S、
、
、
等杂质元素，锡精矿后加入稀盐酸
溶解，由于
性质稳定，难溶于酸，过滤得到
，再使用焦炭还原
得到粗锡，
最后电解精炼得到精锡，据此分析解题。
【详解】（1）锡的原子序数为50，其价层电子排布式为5s25p2，在元素周期表中位于p
区，故答案为5s25p2；p。
（2）焙烧时
、S、
、
、
杂元素转化为氧化物，由题可知，加入稀盐酸后的滤
液经过处理得到Fe 和Pb，所以烟尘中的主要杂质元素是
、
，故答案为
、
。
（3）酸浸时，
生成
，离子方程式为
，浸出
过程中添加氯化钠，可促使氯化铅转化成铅的氯络阴离子，提高其浸出效果，故答案为
；D。
（4）使用焦炭还原
得到粗锡，化学方程式为
，故答案为
。
（5）电解精炼时，与电源的负极的是精锡；以
和少量
作为电解液，
在
水溶液中的电离，可以增强溶液的导电性；可以防止Sn2+的水解，故答案为精锡；增强溶
液的导电性；防止Sn2+的水解。
（6）由题可知，
与强碱反应获得
，则
与熔融
反应的化学方程式为
，故答案为
。
2．(1)
适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌
稀硫酸与2CaO∙SiO2反应形
成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散
44
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(2)H2O2或氯水
(3)氨水
(4)297
(5) Ca2V2O7 V2O3+2CaCO3+O2
Ca2V2O7+2CO2
(6)
×1023
【分析】钢渣中含有2CaO∙SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3和V2O3等，钢渣中加入稀盐酸、
NH4Cl
“
进行浸出1”，经过滤得到富钒渣，滤液中含Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+，滤液中加入
氧化剂A 将Fe2+氧化成Fe3+，加入试剂B 将Fe3+、Al3+转化成铁铝渣而除去，然后加入试
剂B 调pH，再吸收CO2“
”
固碳得到微细CaCO3和滤液C；富钒渣与CaCO3在空气中焙烧
“
得焙烧产物，焙烧产物中加入稀硫酸进行浸出2”经过滤得滤渣和滤液，滤液经系列操作得
V2O5，用还原剂将V2O5还原为V2O3。
【详解】（1）浸出1 过程生成的SiO2 “
”
包裹在钢渣表面形成固体膜，阻碍反应物向钢渣
扩散。提高浸出率的措施有：适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌等。该浸出过程
不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是：稀硫酸与2CaO∙SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖
在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散。
（2）加入氧化剂A 的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，为避免引入杂质离子，氧化剂A 应为
H2O2或氯水。
（3）加入试剂B 的目的使Fe3+、Al3+转化成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去，继续加入试剂
B 调pH
“
”
，便于固碳时形成CaCO3，滤液C 的溶质可循环利用，试剂B 应为氨水。
（4）钢渣中Ca 元素的质量分数为30%，若Ca 的浸出率为90%，理论上1
“
吨钢渣在固
”
碳中可固定CO2的质量为
=297kg。
（5）由图可知浸出2 的pH 约为2.5 时，Ca2V2O7的溶解率最大，故应控制焙烧条件使钒
钙盐为Ca2V2O7；该焙烧过程中V 元素的化合价由+3 价升至+5 价，O2为氧化剂，根据得
失电子守恒和原子守恒，该焙烧反应的化学方程式为V2O3+2CaCO3+O2
Ca2V2O7+2CO2。
（6）该晶胞中含Ca2+的个数为4×
+4×
+2×
+2×
+4=6，含
的个数4×
+4×
+4=6，1 个晶胞的质量为
g，晶胞的体积为
=
×(4.99×10-7cm)2×(17.3×10-
45
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7cm)=
×4.992×17.3×10-21cm3，该晶体密度为
g÷(
×4.992×17.3×10-21cm3)=
×1023g/cm3。
3．(1)CO2
(2) CO SO2
(3) Al2O3 SiO2
(4)SrS+2H2O
H2S+Sr(OH)2
(5) 2×10-4 23.8
(6)Sr2++2OH-+CO2=SrCO3↓+H2O
【分析】天青石与碳粉混合煅烧生成SrS 和碳氧化物，水浸后滤液中加入硫酸，除去钡离
子，过滤后滤液中通入二氧化碳，生成碳酸锶。
【详解】（1）生成CO2、CO 时失重率分别为30.4%、38.6%，实际热重分析显示失重率
为32.6%，说明两者都有，设生成的碳氧化物中CO2含量为x，则CO 含量为(1-x)，则有
,因此煅烧中主要生成的碳氧化物为CO2；
（2）煅烧过程中还可能生成少量对环境有危害的气体，天青石的主要成分为SrSO4，能生
成的有害气体只有SO2，碳粉能生成的有害气体只有CO，其他物质无法生成有害气体，
则两种气体的化学式为SO2和CO；
（3）天青石中含有Ba、Ca、Al 和Si，Si 转化的SiO2和Al 转化的Al2O3不能溶于水，所以
两种氧化物为Al2O3和SiO2；
（4）SrS 溶于水几乎完全水解，使溶液呈碱性，化学方程式为
；
（5）根据Ksp(SrSO4)=3.4×10-7可知，SrSO4开始沉淀时，硫酸根离子浓度为
，为使Sr2+不沉淀，硫酸根离子浓度需小于5×10-
7mol/L，则钡离子浓度需大于
，为使Sr2+不沉淀，在1L 溶
液中总的钡离子物质的量减硫酸消耗的钡离子物质的量，还余下
，硫酸根
与钡离子满足1:1 反应，则1L 中硫酸的物质的量为
，硫酸浓度为1mol/L，则体积为23.8mL；
（6）沉锶过程中，可溶性Sr(OH)2溶液与二氧化碳反应生成碳酸锶沉淀和水，离子方程式
为
。
46
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4．(1)
四
Ⅷ
+6
(2)
(3)若高于1.2 倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2 倍，钼浸出率较低
(4)B
(5)浸取
(6)
【分析】镍钼矿（
、
等）加入碳酸钠并通入空气焙烧，发生反应
，
，加水后，
进入溶液中，加入硫酸镁除去
多余的碳酸根，过滤后再通过低温结晶（根据
的溶解度随温度变化特点
确定），将硫酸钠分离出来，溶液经过离子交换萃取等一系列操作后可得钼酸铵。
【详解】（1）Ni 是第28 号元素，位于元素周期表第四周期，第Ⅷ族；根据化合物中元素
化合价代数和为0，可得钼酸铵中Mo 的化合价为+6 价；
（2）
与碳酸钠和空气焙烧，反应化学方程式为：
（3）若高于1.2 倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2 倍，钼浸出率较低；
（4）温度较低时，硫酸钠的溶解度远低于钼酸钠，故选用低温结晶；
（5）交换溶液主要含Na+，应返回浸取步骤，可以大大降低废水的排放；
（6）高温下，用铝粉还原
得到金属钼和氧化铝，化学方程式为：
。
5．(1)做还原剂，将
还原
(2)
(3)c
(4)
不可行
产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体
会污染空气，而且
与盐酸反应生成可溶于水的
，导致
溶液中混有
杂质无法除去、最终所得
产品的纯度降低
(5)
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(6)
【分析】由流程和题中信息可知，
与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到
、
、易溶于水的
和微溶于水的
；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和
，滤液中有
和
；滤液经酸化后浓缩结晶得到
晶体；
晶体溶于水
后，加入
和
将钡离子充分沉淀得到
；
经热
分解得到
。
【详解】（1
“
”
）焙烧步骤中，
与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到
、
、
和
，
被还原为
，因此，碳粉的主要作用是做还原剂，将
还原。
（2
“
”
）焙烧后固体产物有
、易溶于水的
和微溶于水的
。易溶于水的
与
过量的
“
”
可以发生复分解反应生成硫化钙沉淀，因此，浸取时主要反应的离子方程式
为
。
（3
“
”
）酸化步骤是为了将
转化为易溶液于的钡盐，由于硫酸钡和磷酸钡均不溶于水，
而
可溶于水，因此，应选用的酸是盐酸，选c。
（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：产物中的硫化物与酸反应生
成的有毒气体
会污染空气，而且
与盐酸反应生成可溶于水的
，导致
溶
液中混有
杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低。
（5
“
”
）沉淀步骤中生成
的化学方程式为：
+
+
=
。
（6
“
”
）热分解生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为，
，因此，产生的
=
。
6．(1) +3 1s22s22p6
(2)防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁
(3)
适当升高温度、搅拌
(4) 11
最后半滴标准液加入后，溶液变为红色，且半分钟内不变色
66.6%
【分析】
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溶液加入氧化钙生成氢氧化亚铁，
溶液加入氧化钙和空气生成氢氧化铁，反应
釜1、2 中物质混合后调节pH，加压过滤分离出沉淀处理得到四氧化三铁，滤液处理得到
氯化钙水合物；，
【详解】（1）
可以写成
，故
元素的化合价是
和+3。
为氧原子
得到2 个电子形成的，核外电子排布式为1s22s22p6；
（2）空气中氧气具有氧化性，反应釜1 中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是防止
二价铁被空气中氧气氧化为三价铁；
（3）①反应釜2 中，加入
和分散剂的同时通入空气，氧气将二价铁氧化三价铁，三
价铁与氧化钙和水生成的氢氧化钙生成氢氧化铁，反应的离子方程式为
。
②为加快反应速率，可采取的措施有适当升高温度、搅拌等；
（4）①反应釜3 中，
时，
浓度为
，反应不能使钙离子生成沉淀，防止
引入杂质，故此时
，pOH=3，pH=11，故
理论上
不超过11。
②高锰酸钾溶液紫红色，故滴定达到终点的现象为：最后半滴标准液加入后，溶液变为红
色，且半分钟内不变色；
氯化钙和草酸钠转化为草酸钙沉淀
，草酸钙沉淀加入硫酸转化为草酸，草酸和高锰
酸钾发生氧化还原反应：
，结合质量守恒
可知，
，则该副产物中
的质量分数为
。
【点睛】
7．(1)
(2) BCD 硫酸分子能形成更多的分子间氢键
(3) 取化合物A 加入足量氢氧化钠，反应完全后加入盐酸酸化，无明显现象，再加入
氯化钡生成白色沉淀，说明A 中含有S
元素
+2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
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【分析】含硫矿物燃烧生成二氧化硫，二氧化硫和氧气、碳酸钙生成硫酸钙和二氧化碳，
二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫，三氧化硫和等物质量的甲醇发生已知反应生成A：
；
【详解】（1）氧气具有氧化性，能被四价硫氧化为六价硫，二氧化硫、空气中氧气、碳酸
钙高温生成硫酸钙和二氧化碳，反应为
；
（2）①A．硫的电负性大于碳、氢等，故燃煤中的有机硫主要呈负价，A 错误；
B．根据分析可知，化合物A 分子中与硫直接相连的基团中有-OH，故能电离出氢离子，
具有酸性，B 正确；
C．化合物A 含有
基团，类似酯基-COO-结构，为硫酸和醇生成的酯，是一种无
机酸酯，C 正确；
D．工业上途径Ⅱ产生的
也可用浓
吸收用于生产发烟硫酸，D 正确；
故选BCD；
②一定压强下，化合物A 分子只有1 个-OH 能形成氢键，而硫酸分子中有2 个-OH 形成氢
键，故导致A 的沸点低于硫酸；
（3）由分析可知，A 为
，A 碱性水解可以生成硫酸根、甲醇，硫酸根离
子能和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，故实验设计为：取化合物A 加入足量氢氧化
钠，反应完全后加入盐酸酸化，无明显现象，再加入氯化钡生成白色沉淀，说明A 中含有
S 元素；涉及反应为：
+2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。
8．(1)
制得的催化剂中不含Na+
(2) 在该温度范围内，催化剂活性变化不大，消耗NO 的反应速率与生成NO 的反应速
率随温度升高而增大，对NO
转化率的影响相互抵消
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(3)
提高反应温度、延长浸出时间
促
进
充分沉淀
【详解】（1）在水溶液中
水解为
沉淀的离子方程式为
；反应选用
溶液而不选用
溶液的原因是制得的
催化剂中不含Na+；
（2）反应温度在320~360℃范围内，NO 转化率随温度变化不明显的原因是此温度范围内，
催化剂活性变化不大，消耗NO 的反应速率与生成NO 的反应速率随温度升高而增大，对
NO 转化率的影响相互抵消。反应温度高于380℃，NO 转化率下降，有可能体系产生了
NO，如
。
（3）提高钒元素浸出率的方法还有提高反应温度、延长浸出时间，已知
具有八元
环结构，且V 连有五根共价键，结构式可表示为
。
饱和溶液中存在溶解平衡
，加过量
溶液
有利于增加铵根离子浓度，促进平衡向析出沉淀的方向移动，提高
的含量，促进
充分沉淀。
【点睛】
9．(1)
(2)＞
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(3)
或
(4)
晶体
减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面
积
(5)
体心
12
(6) 0.4 或
【分析】硝酸浸取液(含
)中加入活性氧化镁调节溶液pH 值，过
滤，得到滤液主要是硝酸镁，结晶纯化得到硝酸镁晶体，再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥
加入氨性溶液氨浸，过滤，向滤液中进行镍钴分离，，经过一系列得到氯化铬和饱和氯化
镍溶液，向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。
【详解】（1）活性
可与水反应，化学方程式为
；故答案为：
。
（2）常温下，
的氨性溶液中，
，
，
，则
＞
；故答案为：＞。
（3
“
”
）氨浸时，
与亚硫酸根发生氧化还原反应，再与氨水反应生成
，则由
转化为
的离子方程式为
或
；故答案为：
或
。
（4）
会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X 射
线衍射图谱中，出现了
的明锐衍射峰。
X
①
射线衍射图谱中，出现了
的明锐衍射峰，则
属于晶
体；故答案为：晶体。
②根据题意
会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物，则
能提高了
的浸取速率，其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包
52
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裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积；故答案为：减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包
裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。
（5
“
”
）①析晶过程中为了防止
水解，因此通入的酸性气体A 为
；故答案为：
。
②由
可制备
晶体，其立方晶胞如图。x、y 为整数，根据图中信息Co、Al 都
只有一个原子，而氧(白色)原子有3 个，
与O 最小间距大于
与O 最小间距，则Al 在
顶点，因此
在晶胞中的位置为体心；晶体中一个
周围与其最近的O 原子，以顶点Al
分析，面心的氧原子一个横截面有4 个，三个横截面共12 个，因此晶体中一个
周围与
其最近的O 的个数为12；故答案为：体心；12。
（6
“
”
）①结晶纯化过程中，没有引入新物质。晶体A 含6 个结晶水，则晶体A 为
，根据
，
，还剩余5 个水分子，因此所得
溶液中
与
的比值理论上最高为
；故答案为：0.4 或
。
“
”
②热解对于从矿石提取
工艺的意义，根据前面分析
，
，在于可重复利用
和
；故答案为：
。
10．(1) 4 Ⅷ
(2)
(3)焰色反应
(4)
(5)abd
【分析】由流程和题中信息可知，
粗品与
在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，
烧渣是LiCl、
和
的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1 和滤饼1，滤饼1 的主
要成分是
和
；滤液1 用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2（主要成分为
）和滤液2（主要溶质为LiCl）；滤饼2 置于空气中在850℃煅烧得到
；滤
液2 经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3 和滤饼3，滤饼3 为
。
【详解】（1）Co 是27 号元素，其原子有4 个电子层，其价电子排布为
，元素周期
表第8、9、10 三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第4 周期、第Ⅷ族。
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（2
“
）500℃
”
焙烧后剩余的
应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯
化硅与可水反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是：
遇水剧烈水解，生成硅酸和氯
化氢，该反应的化学方程式为
。
（3
“
）洗净的滤饼3”的主要成分为
，常用焰色反应鉴别
和
，
的焰色反应为紫红色，而
“
的焰色反应为黄色。故鉴别滤饼3”和固体
常用
方法的名称是焰色反应。
（4）已知
“
”
，若沉钴过滤的pH 控制为10.0，则溶液中
，
浓度为
“
。850℃
”
煅烧时，
与
反应生成
和
，该反应的化学方程式为
。
（5）a．Si-Cl
键极性更大，则Si-Cl 键更易断裂，因此，
比
易水解，a 有关；
b．Si 的原子半径更大，因此，
中的共用电子对更加偏向于
，从而导致Si-Cl 键极
性更大，且Si 原子更易受到水电离的
的进攻，因此，
比
易水解，b 有关；
c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si-Cl 键键能更大不能说明Si-Cl 更易断
裂，故不能说明
比
易水解，c 无关；
d．Si 有更多的价层轨道，因此更易与水电离的
形成化学键，从而导致
比
易
水解，d 有关；
综上所述，导致
比
易水解的因素有abd。
11．(1)
BD
(2)
pH 增大，抑制
的水解，反应物
的浓度增大，
故可加快氧化速率
(3) 用滴液漏斗向盛有MgSO3
浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液
分批加入少
量氧化镁粉末，搅拌，直至用pH 试纸测得pH≥5，过滤；将滤液蒸发浓缩、降温至室温结
晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。
【分析】本实验的目的是为了制取
，首先在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢
通入
气体，生成
，然后使一定量的
浆料与
溶液充分反应生成硫酸
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镁，在硫酸镁的溶液中加入氧化镁调节溶液的pH 除去三价铁和三价铝，将滤液蒸发浓
缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥即可得到
；
【详解】（1）已知下列反应：
①
K
②
③
④
⑤
⑥
根据盖斯定律，①=
-
+
+
-
②③④⑤⑥
，故K=
；
A．加热可加快反应速率，但温度升高，SO2在水中溶解度降低，且会导致H2SO3受热分
解，不一定能提高吸收SO2效率，A 错误；
B．加快搅拌速率，可以使反应物充分接触，提高吸收SO2效率，B 正确；
C．降低通入SO2气体的速率，SO2可与MgO 浆料充分接触，但会降低反应速率，不一定
能提高吸收SO2效率，C 错误；
D．多孔球泡可以让SO2与MgO 浆料充分接触，能提高吸收SO2效率，D 正确；
故选BD。
（2）根据题意，O2氧化溶液中的
，
被氧化为
，1molO2氧化2mol
，故
氧化溶液中
的离子方程式为：
；
pH 增大，抑制
的水解，反应物
的浓度增大，故可加快氧化速率；
（3）在进行含固体物质的反应物与液体反应的实验时，应将含固体物质的反应物放在三颈
瓶中，通过滴液漏斗滴加液体，H2SO4溶液的滴加速率要慢，以免H2SO4过量；
根据题意，首先需要调节pH≥5 以除去Fe3+、Al3+杂质，需要用到的试剂为MgO 粉末，操
作细节为分批加入少量MgO 粉末，以免pH 过高，不断搅拌进行反应直至检测到pH≥5，
然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；接着需要从溶液中得到
，根据题目
信息，室温下结晶只能得到
，因此需要在150~170℃下干燥得到
，操作细节为将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在
150~170℃干燥。
【点睛】
12．(1)分子晶体
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(2) 温度太低，不利于Ga 的熔化，温度太高，Ga 可能与NaoH 反应产生大量氢气，
会有爆炸危险。
+3eˉ+2H2O=Ga+4OH-（或[Ga(OH)4]-+3eˉ=Ga+4OH-）
(3)8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2
+3
+2
；
(4)CH4
(5)D
(6)NR3沸点较高，易与Ga(CH3)3分离，Et2O 的沸点低于Ga(CH3)3，一起气化，难以得到
超纯Ga(CH3)3
(7) > Ga(CH3)3中Ga 为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga 为
sp3杂化，所以为四面体结构，故夹角较小
【分析】以粗镓为原料，制备超纯
，粗Ga 经过电解精炼得到纯Ga，Ga 和Mg
反应生产Ga2Mg5，Ga2Mg5和CH3I、Et2O 反应生成
、MgI2和CH3MgI，然
后经过蒸发溶剂、蒸馏，除去残渣MgI2、CH3MgI，加入NR3进行配体交换、进一步蒸出
得到超纯
，Et2O 重复利用，据此解答。
【详解】（1）晶体
的沸点较低，晶体类型是分子晶体；
（2）电解池温度控制在
，温度太低，不利于Ga 的熔化，温度太高，Ga 可能与
NaoH 反应产生大量氢气，会有爆炸危险；粗Ga 在阳极失去电子，阴极得到Ga，电极反
应式为
+3eˉ+2H2O=Ga+4OH-（或[Ga(OH)4]-+3eˉ=Ga+4OH-）；
（3
“
）合成
”工序中的产物还包括
和
，该反应的化学方程式
8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2
+3
+2
；
（4
“
”
）残渣含
，经纯水处理，能产生可燃性气体CH4；
（5）A.根据分析，流程中
得到了循环利用，A 正确；
B.
“
容易和水反应，容易被氧化，则流程中，合成
”
“
至工序X”需
在无水无氧的条件下进行，B 正确；
C. “
”
配体交换得到
“
，工序X”先解构
后蒸出
，C
正确；
D.二者甲基的环境不同，核磁共振氢谱化学位移不同，用核磁共振氢谱能区分
和
，D 错误；
故选D；
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（6）直接分解
时由于Et2O 的沸点较低，与Ga(CH3)3一起蒸出，不能制
备超纯
“
”
，而本流程采用配体交换工艺制备超纯
的理由是，根据题给
相关物质沸点可知，NR3沸点远高于Ga(CH3)3，与Ga(CH3)3易分离；
（7）分子中的
键角
>
，其原因是Ga(CH3)3中Ga 为
sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga 为sp3杂化，所以为四面体结构，故
夹角较小。
13．(1)6HF+SiO2=2H++
+2H2O
(2)
(3) CaSO4•0.5H2O 抑制CaSO4
的溶解，提高产品石膏的产率
酸解
AD
【分析】氟磷灰石用硫酸溶解后过滤，得到粗磷酸和滤渣，滤渣经洗涤后结晶转化为石
膏；粗磷酸以精制I 脱氟、除硫酸根离子和
，过滤，滤液经精制II 等一系列操作得到
磷酸。
【详解】（1）氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6，该反应的离子方程式为
6HF+SiO2=2H++
+2H2O。
（2）精制1 中，按物质的量之比n(Na2CO3):n(
)= 1:1 加入Na2CO3脱氟，该反应的化
学方程式为H2SiF6+ Na2CO3= Na2SiF6↓+CO2↑+ H2O，充分反应后得到沉淀Na2SiF6，溶液
中有饱和的Na2SiF6，且c(Na+)=2c(
)，根据Na2SiF6的溶度积可知Ksp= c2(Na+)• c(
)=4c3(
)，c(
) =
mol•L-1，因此c(Na+)=2c(
)=
mol•L-1；同时，粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液，c(Ca2+)=c(
)=
mol•L-1；分批加入一定量的BaCO3，当BaSiF6沉淀开始生成时，
c(Ba2+)=
mol•L-1，当BaSO4沉淀开始生成时，c(Ba2+)=
mol•L-1，因此，首先转化为沉淀的离子是
，然后才是
。
（3）根据图中的坐标信息，酸解后，在所得100℃、P2O5%为45 的混合体系中，石膏存
在形式为CaSO4•0.5H2O；CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的，因此，洗涤时使用一
定浓度的硫酸溶液而不使用水的原因是：减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率；
洗涤液X 中含有硫酸，其具有回收利用的价值，由于酸解时使用的也是硫酸，因此，回收
利用洗涤液X 的操作单元是：酸解。由图甲信息可知，温度越低，越有利于实现酸解所得
石膏结晶的转化，由图乙信息可知，体系温度为65℃时，位于65℃线上方的晶体全部以
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CaSO4•0.5H2O 形式存在，位于65℃线下方的晶体全部以CaSO4•2H2O。体系温度为80℃
时，位于80℃线下方的晶体全部以CaSO4•2H2O 形式存在，位于80℃线上方的晶体全部
以CaSO4•0.5H2O 形式存在，据此分析：
A
．P2O5%= l5、SO3%= 15，由图乙信息可知，该点坐标位于65℃线以下，晶体以
CaSO4•2H2O 形式存在，可以实现石膏晶体的转化，A 符合题意；
B
．P2O5%= 10、SO3%= 20，由图乙信息可知，该点坐标位于80℃线的上方，晶体全部
以CaSO4•0.5H2O
形式存在，故不能实现晶体的转化，B 不符合题意；
C．P2O5%= 10、SO3%= 30，由图乙信息可知，该点坐标位于65℃线上方，晶体全部以
CaSO4•0.5H2O
形式存在，故不能实现晶体转化，C 不符合题意；
D
．P2O5%=10、SO3%= 10，由图乙信息可知，该点坐标位于80℃线下方，晶体全部以
CaSO4•2H2O 形式存在，故能实现晶体的完全转化，D 符合题意；
综上所述，能实现酸解所得石膏结晶转化的是AD。
14．(1)C
(2) 5TiO2+6C+10Cl2
5TiCl4+2CO+4CO2 随着温度升高，CO2与C 发生反应
(3) 3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3 蒸馏
(4)
“
”
“
”
“
”
不能
若先除硅、铝再除钒，除钒时需要加入Al，又引入Al 杂质；
(5)AC
【分析】钛渣中加入C、Cl2进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗
TiCl4，加入单质Al 除钒，再除硅、铝得到纯TiCl4，加入Mg 还原得到Ti。
【详解】（1）记①
②
③
④
，
；
A．由图可知，600℃时
的
，反应自发进行，故A 不符合题意；
B．由图可知，600℃时
的
，反应自发进行，故B 不符合题意；
C．由图可知，600℃时
的
，反应不能自发进行，故
C 符合题意；
D．根据盖斯定律，
可由①+③得到，则600℃时其
，反应自发进行，故D 不符合题意；
故选C；
（2）①根据表中数据可知，该温度下C 主要生成CO 和CO2，根据相同条件下气体的压
强之比是物质的量之比可知TiCl4、CO 和CO2的物质的量之比约是5：2：4，所以TiO2与
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C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2+6C+10Cl2
5TiCl4+2CO+4CO2，故答案为：
5TiO2+6C+10Cl2
5TiCl4+2CO+4CO2；
②随着温度升高，CO2与C 发生反应
，导致CO 含量升高，故答案为：随
着温度升高，CO2与C 发生反应
；
（3
“
”
）降温收尘后钒元素主要以VOCl3形式存在，加入Al 得到VOCl2渣，根据得失电子守
恒和元素守恒配平方程式为3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3；AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较
“
大，除硅、铝"过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl3、SiCl4，故答案为：
3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3；蒸馏；
（4
“
”
“
”
“
”
）若先除硅、铝再除钒，除钒时需要加入Al，又引入Al
“
”
“
杂质，因此除钒和除
”
“
”
“
”
“
”
硅、铝的顺序不能交换，故答案为：不能；若先除硅、铝再除钒，除钒时需要加入
Al，又引入Al 杂质；
（5）本工艺中加入Mg 冶炼Ti 的方法为热还原法；
A．高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁，属于热还原法，故A
符合题意；
B．电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B 不符合题意；
C．铝热反应制锰是利用Al 作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C 符
合题意；
D．Hg 为不活泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D 不符合题意；
故答案选AC，故答案为：AC。
15．(1)Fe2+
(2) 4.7
pH<6.2
(3)4.0 10-4
(4) 加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更
彻底，提高溶出速度，提高产率
冷却结晶
(5)MgSO4
(6) 15 O2+4e-+2H2O=4OH-
【分析】由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中
含有
、
、
、
、
、
等离子，经氧化调pH 使
、
形成沉
淀，经过滤除去，滤液1 中含有
、
、
等离子，加入月桂酸钠，使
形成
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沉淀，滤液2 主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热
搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。
【详解】（1
“
）由分析可知，氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将
Fe2+氧化为Fe3+，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2+，故答案为：
Fe2+；
（2）由表中数据可知，
沉淀完全的pH 为4.7，而
开始沉淀的pH 为6.2~7.4，所
以为保证
、
沉淀完全，且
不沉淀，要用
溶液调pH 至4.7
pH<6.2 的
范围内，该过程中
发生反应的离子方程式为
，故答案为：4.7
pH<6.2；
；
（3）滤液2 中
浓度为
，即0.1125mol/L，根据
，若要加入月桂酸钠后只生成
，而不产生
，则
=
=4.0 10-4
，故答案为：4.0
10-4；
（4
“
”
）①加热搅拌有利于加快
溶出、提高产率，其原因是加热可以提高反应物粒子运
动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率，故
答案为：加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更
彻底，提高溶出速度，提高产率；
“
②
操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸
熔点为
，
“
故操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离，故答案为：冷却结晶；
（5）由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4，故答案为：MgSO4；
（6）①
中Y 为+3 价，
中Pt 为+4 价，而
中金属均为0 价，所以还原
和
熔融盐制备
时，生成1mol
转移15
电子，故答案为：15；
②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2+4e-
+2H2O=4OH，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-。
16．(1)+6
(2)
(3)Cr(OH)3+ NaOH = NaCrO2 + 2H2O
(4) S2- + H2O
HS- + OH- CuS
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(5) 1.0×10 -7mol/L 在沉淀池2 中进行的沉淀Cu2+反应需要调节溶液体系pH=4，
经过计算可以发现此时c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L，可以认为Cd2+与Cu2+此时均完全沉淀，即
沉淀2 是CuS 和CdS 的混合物而无法准确分离开
【分析】废水经预处理后含有
和少量的
、
，题目要对其中所含离子进行逐
“
”
一分离，实现资源再利用。这是解题的关键，根据要求逐一分离这一点，结合流程及题
目给出的信息
，可以推断沉淀1、沉淀2、沉淀3
分别为
、CuS、NiS。
【详解】（1）利用化合物中元素化合价代数和为0 来解答，不过这里的是离子，所以各元
素化合价代数和等于该离子所带的电荷数（要带上正负），即：若假设
，则
2x+7×(-2)=-2，可得x=+6，
故答案为：+6；
（2）从流程可知，还原池中加入了含有
和少量的
、
废水，
和用于调
节溶液酸碱性的
，且还原池中有
生成，即
转变成了
，依据氧化还原
反应的规律可推断
转变为
，按照电子守恒和质量守恒即可写出正确的离子反
应方程式：
，
故答案为：
；
（3）
的性质与
相似，依据反应
，可以写出
与NaOH 溶液反应的化学方程式
，
故答案为：
；
（4）
溶液呈碱性是由于盐类水解，
是多元弱酸的正盐，水解反应分两步进行：
第一步
，第二步
；沉淀池2 和沉淀池3 都
是利用
溶液进行分离，结合
可知，CuS 更容
易沉淀，故沉淀2 为CuS；
故答案为：
；CuS；
（5）H2S 的
、
，pH=4 时，
，则
，而沉淀池2 中进行的沉淀
反应需要
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调节溶液体系pH=4，此时
，可以认为Cd2+与
Cu2+此时均完全沉淀，即沉淀2 是CuS 和CdS 的混合物而无法准确分离开；
故答案为：
；在沉淀池2 中进行的沉淀Cu2+反应需要调节溶液体系pH=4，经过计
算可以发现此时c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L，可以认为Cd2+与Cu2+此时均完全沉淀，即沉淀2
是CuS 和CdS 的混合物而无法准确分离开。
17．(1)氨水
(2) 适当升温、搅拌、增加
用量(增大
浓度)
等
晶体析
出，混入浸渣
(3)3.9
(4)
(5)提供
，使
充分转化为沉淀析出
(6)
【分析】钼精矿(主要含
，还有
、
的化合物及
等)通入氧气焙烧得到
、CuO、Fe2O3、SiO2和SO2，焙烧产生的气体主要为SO2；
、CuO、Fe2O3、SiO2
加Na2CO3、H2O 浸出，
转化为
，铜、铁大多转化为氢氧化物，SiO2不反应，
浸渣为SiO2、氢氧化铁、氢氧化铜等，浸出液含
和少量Cu2+、Fe2+，加(NH4)2S 净
化，Cu2+、Fe2+转化CuS、FeS 沉淀，滤渣为CuS、FeS，滤液主要含
，滤液中加
NH4NO3、HNO3进行沉淀得到(NH4)2Mo4O13·2H2O。
【详解】（1
“
”
）焙烧产生的气体为SO2，用氨水吸收后可制取氮肥硫酸铵；
（2
“
”
）浸出时，提高单位时间内钼浸出率即提高反应速率，措施有适当升温、搅拌、增加
用量(增大
浓度)(任写两种)；当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降
低，主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致
晶体析出，混入浸渣；
（3）
和
的
分别为35.2 和17.2，则Ksp(CuS)=10-35.2，Ksp(FeS)=10-17.2，要使
Cu2+浓度小于
，则S2-浓度大于
mol/L=10-29.2mol/L，要使Fe2+浓度小
于
，则S2-浓度大于
mol/L=10-11.2mol/L，综述：c(S2-)>10-11.2mol/L，
c(S2-)=10-11.2mol/L 时，lg(10-11.2)=pH-15.1，pH=15.1-11.2=3.9，综上所述，为了使溶液中
的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小于3.9；
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（4）溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，则氧化剂为
，还原产物为-2 价的O，还原剂为
，氧化产物为
，则反应的离子方程式
为
；
（5
“
”
）由流程可知沉淀时，产生的沉淀为(NH4)2Mo4O13·2H2O，因此加入
的目的是
提供
，使
充分转化为沉淀析出；
（6）高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，结合得失电子守恒、原子守恒可知反
应的化学方程式为
。
63
