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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第20 讲 化学工艺流程总结
本讲复习目标
1、掌握化学工艺流程原料预处理、分离与提纯方法；
2、掌握化学工艺流程涉及到的常见计算。
夯基·知识精讲
一、化学工艺流程图概览
“无机化工流程”大
题的常考点：
(1)原料的预处理。
(2)转化过程中反应条件的控制方法
(3)分离、提纯等基本操作。
(4)物质的转化原理。
(5)陌生化学方程式的书写。
(6)加入试剂的作用和循环物质的确定
(7)物质成分的判断(滤渣、循环物质等)。
(8)有关Ksp 及含量测定等计算。
无机化工流程中常用
术语
研磨、雾化：将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面
积，以加快反应速率或使反应更充分
灼饶(煅烧)：使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧
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石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取：向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸
溶、碱溶、醇溶等
酸浸：在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
碱浸：除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
水浸：与水接触反应或溶解
蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶
体析出
蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗：用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
二、化工流程中条件的控制
条件控制
思考角度
固体原料粉
碎或研磨、
液体原料雾
化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率
或使反应更充分。
目的：提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等
增大接触面积的方法：固体——粉碎、研磨；液体——喷洒；气体——用多孔分散器等
焙烧或灼烧
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除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等。
煅烧
改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。
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溶解两性化合物(Al2O3、ZnO 等)，溶解铝、二氧化硅等
水浸
与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中
2
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醇浸
提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物
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(一般是有利于生成物生成的方向)；如：促进水解生成
沉淀。
③除杂，除去热不稳定的杂质，如：H2O2、氨水、铵盐(NH4Cl)、硝酸盐、NaHCO3、
Ca(HCO3)2、KMnO4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
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，使其结晶析出，减少损失等
控制温度在
一定范围(综
合考虑)
温度过低：反应速率过慢或溶解速率小
温度过高：** 错误的表达式 **催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降
** 错误的表达式 **物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等
** 错误的表达式 **物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇
等
** 错误的表达式 **物质氧化，如：Na2SO3等
** 错误的表达式 **物质升华，如：I2
升华
控制温度(常
用水浴、冰
浴或油浴)
①防止副反应的发生
②使化学平衡移动；控制化学反应的方向
③控制固体的溶解与结晶
④控制反应速率；使催化剂达到最大活性
⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发
⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离
⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量
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⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要
求
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
加入氧化剂
(或还原剂)
①氧化(或还原)某物质，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)调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出，以达到除去金属离子的目
的；
** 错误的表达式 **原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度，使溶液
pH 值增大
** 错误的表达式 **pH 控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH 值~主要离子开始沉淀时
pH (注意两端取值)
** 错误的表达式 **需要的物质：含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或
氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH 增大的物质，如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等
类型的物质
** 错误的表达式 **实例：除去CuSO4 溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入CuO、
Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3，调节pH 至3~4，使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀除去。
Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3H＋，加入CuO 后，溶液中H+浓度
降低，平衡正向移动，Fe(OH)3越聚越多，最终形成沉淀
a．加入CuO 的作用：调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3
b．加热的目的：促进Fe3＋水解
(2)抑制盐类水解；
像盐酸盐、硝酸盐溶液，通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相对应
的无水盐时，由于水解生成的盐酸或硝酸挥发，促使了金属离子水解(水解反应为吸热反
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应)导致产品不纯
如：由MgCl2·6H2O 制无水MgCl2要在HCl 气流中加热，否则：
MgCl2·6H2O
Mg(OH)2＋2HCl↑＋4H2O
(3)促进盐类水解生成沉淀，有利于过滤分离
(4)“酸作用”还可除去氧化物(膜)
(5)“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等
(6)特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
【注意】调节pH 的试剂选取：
①选取流程中出现的物质；
②未学习过的物质且题目又无信息提示的一般不做考虑；
③已学的常见酸碱(NaOH、Na2CO3、HCl、H2SO4、NH3·H2O、HNO3)。
洗涤晶体
①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质
②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗
③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，
减少损耗等
④洗涤沉淀的方法：往漏斗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
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；或能否达到隔绝空气、防氧化、防水
解、防潮解等目的
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
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)
分离、提纯
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作
从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩―→冷却结晶―→过滤―→洗涤、干燥
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【例题1】氯化磷酸三钠[(Na3PO4·12H2O)4·NaClO]的熔点为62 ℃，常温下较稳定，受热易分解，具有良好
的灭菌、消毒、漂白作用，可广泛地用于医院、餐馆、食品加工等行业。一种以磷矿石[主要成分为
Ca5(PO4)3F]为原料生产氯化磷酸三钠的工艺流程如图。回答下列问题：
磷矿石制成磷矿粉的目的是___________________。
【例题2】污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿
(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾
气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
用MnCO3能除去溶液中的Al3＋和Fe3＋，其原理是__________________________________。
【例题3】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
流程如下所示：
“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___________________。
【例题4】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
流程如下所示：
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“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_________________________________。
【例题5】铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿的形式存在，其主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈
矿提取CeCl3的一种工艺流程如下：
加热CeCl3·6H2O 和NH4Cl 的固体混合物可得固体无水CeCl3，其中NH4Cl 的作用是________________。
三、工艺流程中的分离、提纯、除杂及答题要领
操作
答题指导
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。过滤主要有
常压过滤、减压过滤、热过滤。
(1)常压过滤：
通过预处理、调节pH 等工序可实现对杂质的去除，但值得注意的是需要分
析对产品的需求及生产目的的综合考虑，准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣
的主要成分，准确判断是留下滤液还是滤渣。
(2)减压过滤(抽滤)：
减压过滤和抽滤是指一种操作，其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过
滤，抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤，有时候还可以过滤掉气
体，并能达到快速干燥产品的作用。
(3)趁热过滤：
趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤，但是
由于常规过滤操作往往耗时较长，这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而
使溶质析出，影响分离效果。因此可使用热过滤仪器、将固液混合物的温度保持
在一定范围内进行过滤，所以又称为热过滤。
蒸发结晶
(1)适用范围：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如：NaCl
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(2)蒸发结晶的标志：当有大量晶体出现时，停止加热，利用余热蒸干
(3)实例
①从NaCl 溶液中获取NaCl 固体
a．方法：蒸发结晶
b．具体操作：加热蒸发，当析出大量NaCl 晶体时，停止加热，利用余热蒸
干
NaCl
②
溶液中混有少量的 KNO3溶液
a．方法：蒸发结晶、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
b．具体操作：若将混合溶液加热蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，
母液中是KNO3和少量NaCl，这样就可以分离出大部分NaCl
c．趁热过滤的目的：防止KNO3溶液因降温析出，影响NaCl 的纯度
(4)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)。
冷却结晶
(1)适用范围：提取溶解度随温度变化较大的物质(KNO3)、易水解的物质(FeCl3)或
结晶水化合物(CuSO4·5H2O)。
(2)蒸发结晶的标志：当有少量晶体(晶膜)出现时
(3)实例：KNO3溶液中混有少量的 NaCl 溶液
a．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
b．具体操作：若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是KNO3，
母液中是NaCl 和少量KNO3，这样就可以分离出大部分KNO3。
重结晶
将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液，又重新从溶液结晶的过程。
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
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。
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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。
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
有特殊性的物质，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
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
某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净
蒸馏或分馏
蒸馏是利用液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一
组分变成蒸气再冷凝成液体，跟其他组分分离的过程。
减压蒸馏
减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。
冷却法
利用气体易液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离氨与氮气、氢气。
【例题1】精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯纤维的重要化工原料。生产过程产生的氧化残渣主要含有苯甲
酸、对苯二甲酸、钴锰催化剂等。采用以下工艺流程可实现PTA 残渣中有效成分苯甲酸和Co2+、Mn2+的回
收与纯化，达到废物再利用的目的。
操作I 的方法是_________；实验室进行操作Ⅱ主要用的玻璃仪器有________________________。
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【例题2】三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O，其相对分子质量为990)简称“三盐”，不溶于水及有机溶剂。
主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品，也可用于人造革等软质制品。以铅泥(主要成分为
PbO、Pb 及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示，已知：Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，Ksp(PbCO3)
＝1.46×10－13
根据下图溶解度曲线，由滤液1 得到Na2SO4固体的操作为：将“滤液1”_______、______、用乙醇洗涤后
干燥
【例题3】氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料，以氟碳铈矿为原料
提取铈的工艺流程如图所示。回答下列问题：
(1)HT 是一种难溶于水的有机溶剂，则操作Ⅰ的名称为__________。
(2)有机物HT 能将Ce3＋从水溶液中提取出来，该过程可表示：Ce3＋(水层)＋3HT(有机层)
CeT3(有机层)
＋3H＋(水层)。向CeT3(有机层)中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3＋水溶液，从平衡角度解释其原因：
__________________________________________________________________。
【例题4】粘土帆矿(含V2O5、Fe2O3、Al2O3、SiO2等不溶性成分)制备V2O5的工艺流程如下：
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已知：①硫酸氧钒[(VO)SO4]高温易分解生成VO2和SO3
②萃取剂对相关离子的萃取能力如下表：
微粒
VO2+
VO2
+
Fe3+
Fe2+
萃取能力
强(随pH 增大而增强)
弱
强
弱
“反萃取”用 20%硫酸目的为__________________，“氧化”的离子方程式为____________________。
【例题5】硼氢化钠(NaBH4)广泛用于化工生产，常温下能与水反应，易溶于异丙胺(沸点为33 ℃)。工业上
可用硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O，含少量杂质Fe3O4)制取NaBH4，其工艺流程如下：
操作2 的名称为________________，流程中可循环利用的物质是____________________。
四、工艺流程中的物质确定及方程式书写
1、工艺流程中的物质确定
首先分析题干信息，明确原料成分，看清流程图中的箭头指向，根据物质性质写出相关的化学反应(离
子方程式或化学方程式)，最后根据题干信息确定滤液中物质的成分。滤液中物质的成分确定的思维模型如
图所示：
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循环物质的确定
副产品的确定
滤渣成分的确定
①过量的反应物。
②原料中不参与反应的物质。
③由原料转化的生成物。
④由杂质转化的沉淀物。
2、工艺流程中的方程式书写
（1）陌生非氧化还原反应方程式的书写建模
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)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)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）氧化还原反应方程式的书写
①常见氧化剂及其还原产物
氧化剂
Cl2(X2)
O2
Fe3＋
酸性KMnO4
MnO2
还原产物
Cl－(X－)
H2O/O2－/ OH－
Fe2＋
Mn2＋
Mn2＋
氧化剂
ClO
浓H2SO4
HNO3
H2O2(H＋)
PbO2
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还原产物
Cl－
SO2
NO2(浓)、NO(稀)
H2O
Pb2＋
氧化剂
酸性K2Cr2O7
HClO
FeO(H＋)
NaBiO3
—
还原产物
Cr3＋
Cl－
Fe3＋
Bi3＋
—
②常见还原剂及其氧化产物
还原剂
金属单质
Fe2＋
H2S/S2－
SO2/SO
氧化产物
金属离子
Fe3＋
S、SO2
SO3、SO
还原剂
HI/I－
NH3
N2H4
CO
氧化产物
I2
N2、NO
N2
CO2
（3）把握陌生氧化还原反应方程式的书写步骤
①首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物)，结合已学知识根据加入
的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。
②根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
③根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O 等。
④根据质量守恒配平反应方程式。
【例题1】钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5 价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸
盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示：
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
Mn2＋
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开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同时还有________离子被氧化。写出VO＋转化为VO 反应的
离子方程式________________________________。
【例题2】ZrO2 常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量
FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取：
已知：ZrSiO4能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2＋
(1)“熔融”过程中，ZrSiO4发生反应的化学方程式为________________________________。
(2)滤渣Ⅲ的成分是Zr(CO3)2·nZr(OH)4。“调pH＝8.0”时，所发生反应的离子方程式为______________。
【例题3】利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2)制备纳米Fe3O4的工艺流程如下：
“还原”时FeS2被氧化为SO，该反应的离子方程式：_____________________________。
【例题4】利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污
泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下，回答下列问题：
(1)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O，写出此反应的离子方程式：___________。_
(2)加入NaOH 溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2O 转化为CrO，写出该反
应的离子方程式_____________________________________________________________________
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(3)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式________________________________________
【例题5】磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。一种回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片
(主要成分为LiFePO4、炭黑和铝箔)中金属的流程如下：
(1)步骤①中“碱溶”的化学方程式为______________________。
(2)步骤②中反应的离子方程式为______________________________，若用H2O2代替HNO3，其反应的离子
方程式为________________________________。
(3)步骤④反应的离子方程式为______________________________。
五、化工流程中的有关计算
1、溶度积Ksp的相关计算
(1)判断能否沉淀。
(2)判断能否沉淀完全。
(3)计算某一离子的浓度。
(4)沉淀生成和沉淀完全时pH 的计算。
(5)分步沉淀问题分析
①定义
如果一种溶液中同时含有I－和Cl－，当慢慢滴入AgNO3 溶液时，刚开始只生成AgI 沉淀；加入的
AgNO3到一定量时才出现AgCl 沉淀，这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。
②原理
在含有同浓度I－和Cl－的溶液中，加入AgNO3 溶液，之所以AgI 沉淀先生成，是因为Ksp(AgI)比
Ksp(AgCl)小，假定溶液中c(I－)＝c(Cl－)＝0.01 mol·L－1，刚开始生成AgI 和AgCl 沉淀时所需要的Ag＋浓度
分别是：
c(Ag＋)AgI＝ mol·L－1＝9.3×10－15 mol·L－1
c(Ag＋)AgCl＝ mol·L－1＝1.8×10－8 mol·L－1
可见沉淀I－所需要的c(Ag＋)要小得多，所以AgI 先沉淀，继续滴加AgNO3，当c(Ag＋)＝1.8×10－8
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mol·L－1时，AgCl 沉淀也开始生成，这时c(I－)、c(Cl－)和c(Ag＋)同时平衡：
c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)＝9.3×10－17
c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)＝1.8×10－10
两式相除得：＝≈1.9×106
如果溶液中c(Cl－)>1.9×106c(I－)，向其中滴加AgNO3溶液时，则要先生成AgCl 沉淀。
2、物质组成、含量的计算
计算
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%
Ksp的相关计算
AmBn(s)
mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)
3、利用“碘量法”进行物质含量测定
（1）直接碘量法
直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中，I2被还原为I－。
(1)指示剂
淀粉：淀粉遇碘显蓝色，反应极为灵敏。化学计量点稍后，溶液中有过量的碘，碘与淀粉结合显蓝色
而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点，化学计量点后，溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。
(2)适用对象
I2 是较弱的氧化剂，强还原性的S2－、S2O、SO、As2O3、Vc 等都可直接滴定。
（2）间接碘量法
(1)分类
①剩余碘量法
剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液，待I2与测定组分反应完全
后，然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘，以求出待测组分含量的方法。滴定反应为：
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I2(定量过量)＋还原性物质―→2I－＋I2(剩余)
I2(剩余)＋2S2O―→S4O＋2I－
②置换碘量法
置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾，供试品将碘化钾氧化析出定量的碘，碘再
用硫代硫酸钠滴定液滴定，从而可求出待测组分含量。滴定反应为：氧化性物质＋2I－―→I2
I2＋2S2O―→S4O＋2I－。
(2)指示剂
淀粉，淀粉指示剂应在近终点时加入，因为当溶液中有大量碘存在时，碘易吸附在淀粉表面，影响终
点的正确判断。
(3)适用对象
I－是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质：CrO、Cr2O、H2O2、 KMnO4、IO、Cu2＋、NO、NO
等。
【例题1】溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用作分析试剂、生产荧光粉等。以镉铁矿(成分为 CdO2、Fe2O3、FeO 及少
量的Al2O3 和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的工艺流程如下：
已知：Cd(SO4)2 溶于水
实际工业生产中，有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中 Cd2＋的含量，其原理：Cd2＋＋
2NaR===2Na＋＋ CdR2 ，其中NaR 为阳离子交换树脂。常温下，将沉镉后的溶液(此时溶液 pH＝6)经过阳
离子交换树脂后，测得溶液中的 Na＋比交换前增加了 0.055 2 g·L－1，则该条件下Cd(OH)2 的Ksp 值为
_______。
【例题2】用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS 制备高纯MnCO3的工艺流程如下：
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已知：MnO2是一种两性氧化物；25 ℃时相关物质的Ksp见下表
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Ksp
1×10－16.3
1×10－38.6
1×10－32.3
1×10－12.7
净化时需先加入的试剂X 为________(填化学式)，再使用氨水调溶液的pH，则pH 的理论最小值为
________(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5 mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全)。
【例题3】高纯硝酸锶Sr(NO3)2 可用于制造信号灯、光学玻璃等。工业级硝酸锶含硝酸钙、硝酸钡等杂
质，提纯流程如下：
已知：
①“滤渣1”的成分为Ba(NO3)2、Sr(NO3)2；
②铬酸(H2CrO4)为弱酸。
为了测定“滤渣2”中BaCrO4的含量，进行以下实验：
m g“滤渣2”――→溶液――→滴定终点时消耗V mL Na2S2O3溶液
(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)
(1)“滤渣2”中BaCrO4(摩尔质量为M g·mol－1)的质量分数为________(用代数式表示)。
(2)若加入的HI 溶液过量太多，测定结果会__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【例题4】二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括：①粗盐精制；②
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电解微酸性NaCl 溶液；③ClO2的制取。工艺流程如下图：
提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH 溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液。
ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了
以下实验：
步骤1：准确量取ClO2溶液10.00 mL，稀释成100 mL 试样。
步骤2：量取V1 mL 试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI 晶体，摇匀，在暗处
静置30 分钟。(已知ClO2＋I－＋H＋===I2＋Cl－＋H2O 未配平)
步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已
知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)
(1)准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是____________。
(2)上述步骤3 中滴定终点的现象是___________________。
(3)若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质，则实验结果________(填“偏高”“偏低”
或“无影响”)。
(4)根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为______ mol·L－1(用含字母的代数式表示)。
【例题5】在1.0 mol ·L－1Co2＋溶液中，含有少量Fe3＋杂质。问应如何控制pH，才能达到除去Fe3＋杂质的
目的？[已知：Ksp[Co(OH)2]＝1.0×10－15，Ksp[Fe(OH)3]＝8.0×10－38]
提能·课后精练
1．（2023·全国·高三专题练习）工业上利用含铅废渣(主要成分为
)制备碱式硫酸铅(
)的简易流程如图所示。下列说法错误的是
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A．“转化”过程生成的气体为
B．由流程可推测，
C．该工艺中滤液2 可循环利用
D．该流程发生了氧化还原反应
2．（2023·全国·高三统考专题练习）“太空金属”钛广泛应用于新型功能材料等方面，工业上用钛铁矿
(主要成分是TiO2，含少量FeO 和Fe2O3)冶炼金属钛的工艺流程如图所示，下列说法正确的是
A．基态钛原子核外有4 个未成对电子
B．金属Mg 与TiCl4可在氮气气氛条件下进行反应
C．步骤II 加热可促进TiO2+的水解
D．步骤III 中可能发生的反应为TiO2+2Cl2+C
TiCl4+CO
3．（2023·全国·高三专题练习）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
4．（2023·全国·高三专题练习）工业上以软锰矿(主要成分为
)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰
酸钾，主要流程如下，下列说法错误的是
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A．“熔融氧化”应在铁坩埚中进行
B．“锰酸钾歧化(锰元素化合价既升高又降低)”可以用
代替
C．该流程中可循环使用的物质是
D．“滤液蒸发结晶”过程中加热蒸发至有较多晶体析出时停止加热
5．（2023·全国·高三专题练习）钛(熔点为1668℃)广泛应用于生活和科技等各领域，用镁还原
制取
金属钛是钛生产的重要方法，其简化工艺流程如下，下列说法错误的是
A．工业上，一般选择电解熔融
制备金属
B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为
C．“真空蒸馏”的目的是为了降低单质
和
的沸点，使其气化分离出去
D．“电解”时，阴极上生成单质a，可用作其他联产过程的氧化剂
6．（2023·全国·高三专题练习）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而重要的应用。一种从二氧化锗粗品(主要含
、
)中制备锗的工艺流程如
下：
已知：
i.
与
的性质相似；
ii.
易水解，
的沸点为86.6℃；
21
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iii.
，
与盐酸反应生成有毒的
。
下列说法正确的是
A．“蒸馏”时改用1
盐酸可节省原料，同时不影响产率
B．工业上对高纯
和
的混合物进行电解制备硅锗合金，则产品在阳极区生成
C．“水解”反应的化学方程式为
D．若“氧化”的目的是将
氧化为
，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
3 1∶
7．（2023·全国·高三专题练习）与氮同主族，在中性及碱性环境下常以
的形式存在，铋及其化合
物广泛应用于电子、医药等领域。以辉铋矿(主要成分为
，含少量
等杂质)为原料，采用湿法冶
金工艺制备精铋的工艺流程如图所示，下列说法错误的是
A．“浸出”产生S 的主要离子反应为
B．“浸出”时盐酸可以还原杂质
C．“浸出”“置换”“再生”“电解精炼”中均有氧化还原反应发生
D．“再生液”不能加入“浸出”操作中循环利用
8．（2023 秋·新疆·高三校联考期末）碳酸锂是制备高纯锂化合物和锂合金的主要原料，在玻璃和陶瓷制
造、医药、有色金属冶炼、锂电池电极材料等领域具有广阔的应用前景。某化学小组在实验室用含锂废渣
(主要含Li2O，还含有少量其他能溶于盐酸的金属氧化物及少量碳单质)制备碳酸锂的流程如图所示：
下列说法错误的是
A．“浸渣”的主要成分是碳单质
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B．“萃取”和“反萃取”均应在烧杯中进行
C．“蒸发浓缩”的目的之一是除去过量的HCl
D．“沉锂”后所得母液中含有NaCl
9．（2023 秋·江苏南通·高三统考期末）纳米ZnS 具有独特的光电效应。以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、
ZnO，还含有
、FeO、CuO 等杂质)为原料制备纳米ZnS 的工业流程如下：
下列说法正确的是
A．“酸浸”时FeO 反应的离子方程式为
B．“还原”的目的是将
转化为
C．“沉淀”的离子方程式为
D．ZnS 晶胞(如图所示)中每个
周围距离最近的
有4 个
10．（2023·全国·高三专题练习）实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图甲所示，反应过程中铬
元素的化合价变化如图乙。已知：深蓝色溶液中生成了CrO5。
下列说法正确的是
A．0～5s 过程中，发生的离子反应为：
23
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B．实验开始至30s，溶液中发生的总反应离子方程式为
C．30～80s 过程中，Cr 元素被氧化，可能是溶解的氧气和剩余的H2O2所致
D．0s～80s 时，溶液中含铬微粒依次发生氧化反应、还原反应和氧化反应
11．（2023 秋·湖南·高三校联考阶段练习）大力推广锂电池新能源汽车对实现“碳达峰”和“碳中和”具
有重要意义。
与
都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为
，还有
少量MgO、
等杂质)来制备，工艺流程如下：
已知：“酸浸”后，钛主要以
形式存在，
。下列说法
不正确的是。
A．在制备
时需要加入水，同时加热，促使水解反应趋于完全
B．在制备
的过程中会生成
(Ti 为
价)，则
中过氧键的数目为8
C．滤液②中的阳离子有
、
、
D．高温煅烧反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2 1∶
12．（2022 秋·广东·高三统考阶段练习）某工厂以菱锰矿(MnCO3)［含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂
质］为原料生产硫酸锰晶体的工艺流程如下图所示：
常温下几种金属氢氧化物沉淀时的pH：
开始沉淀时的pH
7.2
2.7
4.7
完全沉淀时的pH
10.0
3.7
6.7
24
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下列说法错误的是
A．试剂a 只能是
溶液
B．调pH 时，为不引入新的杂质，试剂b 可以选择
C．pH 调整的范围为
D．过滤所得的晶体最后用乙醇洗涤
13．（2022 秋·广东广州·高三广州科学城中学校考阶段练习）以铝土矿(主要成分
，含
，
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
B．“碱溶”主要反应：
=
C．“沉铝”主要反应：
D．铝土矿中Al 的质量分数为品
14．（2022 秋·黑龙江牡丹江·高三牡丹江一中专题练习）某火电厂的粉煤灰的主要成分为
、
、
、
、
、
等。研究小组对其进行综合处理的流程：
，
。已知：“酸浸”后钛主要以
形式存在，强电解质
在溶液中仅
能电离
和一种阳离子，该离子会水解，下列说法正确的是
A．滤渣1 为
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B．加入铁粉的主要目的是为了消耗过量硫酸
C．为使滤渣2 沉淀完全，需“调
”最小为4
D．
溶液制备
过程中需要通入
的气流
15．（2022·全国·高三专题练习）铼(Re)是一种极其稀少的贵金属。一种以辉钼矿(主要含有MoS2以及少量
ReS2、CuReS4、FeS、SiO2等)为原料制备铼的工艺流程如下：
已知“氧化焙烧”后成分有：SiO2、Re2O7、MoO3、CuO、Fe3O4，其中Re2O7、MoO3与氨水反应分别生成
NH4ReO4、(NH4)2MoO4。
下列说法错误的是
A．“氧化焙烧”时，ReS2反应后的氧化产物为Re2O7和SO2
B．若改用NaOH 溶液代替氨水“浸出”，滤渣成分不变
C．由MoS2生成1mol MoO3，转移14mol 电子
D．“电沉积”后，金属铼在阴极生成
16．（2023·广东·统考高考真题）
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
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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”)。
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)。
17．（2021·广东·校联考模拟预测）废旧锂离子电池的正极材料主要成分是
，还含有少量金属Al、
Fe 以及其他不溶性物质，采用如下工艺流程回收其中的钴制备Co 单质：溶液中金属离子开始沉淀和完全
沉淀的pH 如下表所示：
金属离子
开始沉淀时(
)的pH
7.8
3.7
2.2
7.5
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沉淀完全时(
)的pH
9.3
4.7
3.2
9.0
回答下列问题：
(1)“滤液1”中主要存在的阴离子有 。
(2)“酸浸”中
发生反应的化学方程式为 。“酸浸”时需要控制温度在80～85℃，温度不宜过
高的原因是 。
(3)如果“酸浸”后的溶液中
浓度为1.0
，则“调
”应控制的pH 范围是 。
(4)“滤液2”中可回收利用的物质主要是 (填化学式)。
(5)“酸溶”中发生反应的离子方程式为 。
(6)“电解”时装置如图所示，阴极电极反应式为 ，电解后a 室中的电解质溶液可以返回 工序循
环使用。
18．（2023·广东汕头·统考三模）碲在冶金工业中用途广泛，被誉为现代工业的维生素。某精炼铜的阳极
泥经过处理后的主要成分为
等，从中回收碲和胆矾的工艺如下：
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已知：
①高温熔烧后的产物为
和
；
②
在酸性条件下会发生歧化反应；
③
元素在酸化和碱浸后分别转化为
和
两种易溶于水的盐。
回答下列问题：
(1)“高温焙烧”时，从结构的角度分析
的产物是
而不是
的原因为 。
(2)“酸化”时还需要加入一定量的
，其目的是 。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为 。
(4)碱浸后铜元素的存在形式为 (写化学式)。
(5)“电解”制
的原理如图，其中N 与电源的 (填“正极”或“负极”)相连：与M 相连的惰
性电极上发生电极反应式为 。
(6)胆矾的结构如图所示。下列说法正确的是___________。
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A．胆矾晶体中含有离子键、配位键、氢键等化学键
B．胆矾属于离子晶体
C．
的空间结构为正四面体形
D．电负性O＞S，第一电离能
(7)
的立方晶胞结构如图。其中
的配位数为 ；已知晶胞边长为
，
为阿伏伽德
罗常数的值，则该晶体的密度为
(列出计算式即可)。
19．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考三模）
和
是重要的化工原料.现以锌精矿和软锰矿
为原料制备
和
晶体的流程如图(已知：锌精矿主要成分为ZnS，含少量FeS；软锰矿主要成分
为
，还含有少量
、
)
已知：
①“酸浸”时有大量淡黄色物质生成
②
，
，
，
，
，
③离子浓度
时，认为离子沉淀完全
④用有机溶剂从水溶液中萃取A 时，萃取率
回答下列问题：
(1)“酸浸”时为了提高反应速率，可以采取的措施有 (写一条即可)；“酸浸”时通入空气的目的是
；滤渣1 主要成分为
(2)若溶液中
、
浓度均为
，“除杂”时应控制溶液的pH 范围是
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(3)已知：有机萃取剂P204(用HA 表示)萃取金属离子(
)的反应为
(易溶于有机溶剂)
；不同pH 下有机萃取剂(P204)萃取金属离子的顺序及萃取率(E)如图所示
①某实验小组以P204 为萃取剂，利用萃取法分离溶液中的
和
，在“调pH”阶段最好调节溶液的
pH 约为 (填标号，下同)；在“反萃取”阶段，加硫酸调节溶液的pH 约为
A．0 B．1.2 C．3 D．4
②当萃取剂不断萃取
时，溶液的酸性 (填“增大”或“减小”)
③若25℃、
时，用HA 萃取
溶液，
(HA)的平衡常数
；用等体积的HA 一
次性萃取
溶液，
萃取率为 %(保留三位有效数字)
(4)由水相生产
晶体的“系列操作1”包括 (填操作名称)、过滤、洗涤、干燥
(5)工艺流程中可循环利用的物质除有机萃取剂P204 外，还有 (填化学式)
20．（2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考三模）钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等
方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(
)的一种流程如图：
回答下列问题：
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而
成。混合的实验操作是 。
(2)钪锰矿石中含铁元素，其中
易被氧化为
的原因是 。(从原子结构角度解释)
(3)常温下，先加入氨水调节pH=3，过滤，滤渣主要成分是 。(已知：
、
、
)。
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(4)已知
，
，
。“沉钪”时得到草酸钪的离子方程式
是： ，此反应的平衡常数K= (用含a、b、c 的代数式表示)。反应过程中，草酸用量过多
时，钪的沉淀率下降，原因可能是 。
(5)草酸钪晶体[
]；在空气中加热，
随温度的变化情况如图所示。250℃
时，晶体的主要成分是 (填化学式)。550~850℃发生反应的化学方程式为 。
32
