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题型三 工艺流程中的答题规范
一、工艺流程中的答题规范
工艺流程题就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生
产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。命题内容广泛，密
切联系生产、生活实际，设问方式灵活，充分体现了“化学是真实的”的命题指导思想，主要特征
是以化工生产为背景，用框图的形式表述生产流程，主题内容广泛，密切联系生产、生活实际，题
材丰富。主要考查学生对已学知识的掌握、理解、迁移、转换、重组和解决实际问题的能力，这对
获取信息的能力、分析问题的能力、表达能力提出了更高的要求。此类题失分的原因主要是回答问
题词不达意、答非所问。
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1．沉淀洗涤操作：沿玻璃棒向漏斗(或过滤器)中加入蒸馏水至完全浸没沉淀，待水自然流下后，重复
操作2～3 次。
2．检验离子是否已经沉淀完全的方法：
答题模板：静置，取少量上层清液于试管中，滴加××试剂(沉淀剂)，若不再产生沉淀，则××离子已经沉
淀完全
实例：在测定Na2SO4和NaCl 的混合物中Na2SO4=的质量分数时，可以再混合物中加入过量BaCl2溶液，
沉淀SO4
2-，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，判断SO4
2-完全沉淀的方法：静置，取少量
上层清液于试管中，滴加BaCl2试剂，若无白色沉淀产生，则SO4
2-离子已经沉淀完全
3．检验沉淀是否洗涤干净的操作
答题模板：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××现象(特征反应现象)，
则沉淀洗涤干净。
规范解答：以FeCl3溶液与NaOH 溶液制得Fe(OH)3沉淀后过滤为例：取最后一次的洗涤液少许于试管
中，加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则沉淀未洗涤干净，若无白色沉淀生成，则沉淀
已经洗涤干净。
注意：要选择一种溶液中浓度较大的、比较容易检验的离子检验，不能检验沉淀本身具有的离子。
4．洗涤液的选择：冰水洗、热水洗、乙醇洗等洗去晶体表面的可溶性杂质离子，并减少晶体在洗涤过
程中的溶解损耗。
例：FeC2O4用热水洗涤的原因：FeC2O4难溶于水，用热水洗涤有利于除去可溶性杂质
5．冰水洗涤的目的： 洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的
溶解损耗。
6．乙醇洗涤的目的： 降低被洗涤物质的溶解度， 减少其在洗涤过程中的溶解损耗，；利用有机溶剂
的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥
7．判断滴定终点的答题规范
答题模板：当滴入最后半滴×××溶液后，溶液由××变成××色(或溶液××色褪去)，且半分钟不恢复原色
实例：用标准盐酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液，酚酞作指示剂，滴定终点的判断：当加入最后
半滴盐酸溶液后，溶液由红色变成无色，且半分钟不恢复原色
8．离子检验答题模板
(1)答题规范：取试样→加水溶解，加入×××试剂，若×××(现象)，则×××(结论)
(2)例：SO4
2-检验：取少量溶液于试管中，加入稀盐酸，再加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明有
SO4
2-
例：检验Fe2+被完全氧化的试剂/操作： 取所得溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若没有蓝
色沉淀产生，证明Fe2+被完全氧化。
9．加H2O2、NaClO3、HNO3等的作用：多为将Fe2+氧化为Fe3+，(若溶液中有其他还原性的离子，也要
考虑，例将Cr3+氧化为CrO4
2-等)
10．H2O2可用什么替代：一般为O2或空气(氧化剂，不引杂)
11．加入试剂除杂：例：含有Cu2+、Cd2+中的溶液中加入Zn
2
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注意：在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去
XX
杂质”，不能答“除杂”
12．蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发 AlCl3溶液时为获得 AlCl3需在 HCl
气流中进行。
13．方案的优缺点：考虑原料是否易得，操作是否简单，成本是否低廉，有无环境污染等。
二、“目的或原因”分析
目的或原因
答题方向
沉淀(晶体)洗涤的目的
若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质，得到更
纯净的沉淀物
若滤液是所需的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣，把有用的物
质如目标产物尽可能洗出来
沉淀(晶体)冰水洗涤的目的
既能洗去晶体表面的杂质离子，且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗
沉淀(晶体)用有机溶剂(酒
精、丙酮等)洗涤的目的
既能洗去晶体表面的杂质离子，且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗，
此外又利用有机溶剂的挥发性，除去固体表面的水分，产品易干燥
控制溶液pH 的目的
防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等
温度不高于×× ℃的原因
温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓
硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)
蒸发、反应时的气体氛围
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3 溶液时需在HCl 气流中进行，加热
MgCl2·6H2O 得MgCl2时需在HCl 气流中进行等)
加热的目的
加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移
动
减压蒸馏(减压蒸发)的原因
减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、
NH4HCO3等)
减压过滤的目的
加快过滤速度
减压烘干的目的
降低产品的烘干温度，防止产品分解
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)
趁热过滤的目的
防止过滤一种晶体或杂质的过程中，因降温而析出另一种晶体
①要滤渣(产品)：防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶解损
耗 如：NaCl (KNO3)
②要滤液(产品)：防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损耗
(除去溶解度小或难溶的杂质)
1．(2023•辽宁省选择性考试，16 节选) (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)。
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【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
(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．(2023•全国乙卷，27 节选)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：
(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_______。
【答案】(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
【解析】(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；(2)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+。
3．(2023•全国甲卷，26)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状
BaTiO3。
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BaCl2、易溶于水的BaS 和微溶于水的CaS。“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
(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BaTiO(C2O4)2的化学方程式为_______。
4
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(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的n(CO2)：n(CO)= _______。
【答案】(1)做还原剂，将BaSO4还原
(2) Ca2++S2-=CaS↓ (3)c
(4)不可行 产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体H2S 会污染空气，而且CaS 与盐酸反应生成
可溶于水的CaCl2，导致BaCl2溶液中混有CaCl2杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低
(5) BaCl2+TiCl4+H2O+2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2+4NH4Cl+2HCl
(6)1：1
【解析】由流程和题中信息可知，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、
BaCl2、易溶于水的BaS 和微溶于水的CaS；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和CaS，滤液中有BaCl2和
BaS；滤液经酸化后浓缩结晶得到BaCl2晶体；BaCl2晶体溶于水后，加入TiCl4和TiCl4将钡离子充分沉淀得
到BaTiO(C2O4)2；BaTiO(C2O4)2经热分解得到BaTiO3。(1)“焙烧”步骤中，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯
化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、BaS 和CaS，BaSO4被还原为BaS，因此，碳粉的主要作用是做还原剂，
将BaSO4还原。(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS 和微溶于水的CaS。易溶于水的BaS 与过
量的CaCl2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Ca2++S2-
=CaS↓。(3)“酸化”步骤是为了将BaS 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BaCl2
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H2S 会污染空气，而且CaS 与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2，
导致BaCl2溶液中混有CaCl2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
BaTiO(C2O4)2的化学方程式为：BaCl2+TiCl4+H2O+2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2+4NH4Cl+2HCl。(6)“热分解”生
成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为，BaTiO(C2O4)2
BaTiO3+2CO2↑+2CO↑，因此，产生的n(CO2)：
n(CO)=1：1。
4．(2023•山东卷，17)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO4
2-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Li2CO3的工艺流程如下：
已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10－3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
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回答下列问题：
(1)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+H2O
[B(OH)4]- +H+ (常温下，Ka=1.010-9.34)；
B(OH)3与NaOH 溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下，在
硼砂溶液中，
[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液
pH=_____。
(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2.0 mol·L-1，则常温下精制Ⅱ
过程中CO3
2-浓度应控制在_____ mol·L-1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
_____。
【答案】(1) [B4O5(OH)4]2-+5H2O=2B(OH)3+2[B(OH)4]- 9.34
(2) CaSO4 5.5×10－4 纯碱
(3)加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+转化为CaCO3(或除去精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+)，提高Li2CO3
纯度 盐酸 浓缩液中因CO3
2-浓度过大使得Li+过早沉淀，即浓缩结晶得到的NaCl 中会混有
Li2CO3，最终所得Li2CO3的产率减小
【解析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱镁后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，该晶体中含有
Na+、Li+、Cl-、SO4
2-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，在此条件
下溶解度最小的是CaSO4，则滤渣Ⅰ的主要成分为CaSO4；由于CaSO4微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加
纯碱又生成沉淀，则滤渣Ⅱ为CaCO3；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Li2CO3。(1)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：
B(OH)3+H2O
[B(OH)4]- +H+ (常温下，K=10-9.34)；B(OH)3与NaOH 溶液反应可制备硼砂
Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下.在0.1mol·L-1硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和
[B(OH)4]-，该水解反应的离子方程式为[B4O5(OH)4]2-+5H2O=2B(OH)3+2[B(OH)4]-，由B 元素守恒可知，
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B(OH)3和[B(OH)4]-的浓度均为0.5mol·L-1，
，则该溶液pH=9.34。(2)滤渣
I 的主要成分是CaSO4；精制I 后溶液中Li+的浓度为2.0 mol·L-1，由
可知，则常温下
精制Ⅱ过程中CO3
2-浓度应控制在
mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除
无法回收HCl 外，后续在浓缩结晶时将生成更多的氯化钠晶体，因此，还将增加纯碱(Na2CO3)的用量。(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CaSO4；由于CaSO4微溶于水，精
制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的Ca2+，还需要除去Ca2+，因此，精制Ⅱ的目的是：加入纯碱将精制Ⅰ所
得滤液中的Ca2+转化为CaCO3(或除去精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+)，提高Li2CO3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CO3
2-浓度过大使得Li+过早沉淀，即浓缩结晶得到的
NaCl 中会混有Li2CO3，最终所得Li2CO3的产率减小。
5．(2023•全国新课标卷，27)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Cr2O7
2-存在，在碱性介质中以CrO4
2-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
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
以达到最好的除杂效果，若
时，会导致_______；
时，会导致_______。
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(5)“分离钒”步骤中，将溶液
调到1.8 左右得到V2O5沉淀，V2O5在
时，溶解为VO2
+或
VO3+在碱性条件下，溶解为VO3
-或VO4
3-，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_______。
【答案】(1)Na2CrO4 (2)Fe2O3 (3)SiO3
2-
(4) 不能形成MgNH4PO4沉淀 不能形成MgSiO3沉淀
(5)C
(6)2Cr2O7
2-+3S2O5
2-+10H+=4Cr3++6SO4
2-+5H2O
【解析】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 将硅元素转化为硅酸沉淀，过滤得到硅酸滤渣和滤液；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。(1)煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠；(2)由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁；
(3)由分析可知，沉淀步骤调pH 到弱碱性的目的是将硅元素转化为硅酸沉淀；(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，会导致
磷元素不能形成MgNH4PO4沉淀若溶液pH>9 时，会导镁离子生成氢氧化钠沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，
导致产品中混有杂质；(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2Cr2O7
2-+3S2O5
2-+10H+=4Cr3++6SO4
2-+5H2O。
6． (2023•广东卷，18 节选)Ni、Co 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2+、
Co2+、Al3+、Mg2+)中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下，Ni2+、Co2+、Co3+与NH3形成可溶
于水的配离子：lgKb(NH3·H2O)=-4.7；Co (OH)2易被空气氧化为Co (OH)3；部分氢氧化物的Ksp如下表。
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氢氧化
物
Co (OH)2
Co (OH)3
Ni(OH)2
Al(OH)3
Mg(OH)2
Ksp
回答下列问题：
(1)活性
可与水反应，化学方程式为 。
(2)常温下，pH=9.9 的氨性溶液中，c(NH3·H2O) c(NH4
+) (填“>”“<”或“=”)。
(4) (NH4)2CO3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NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰。
①NH4Al(OH)2CO3属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
②(NH4)2CO3提高了Ni、Co 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CoCl2可制备AlxCoOy 晶体，其立方晶胞如图。Al 与O 最小间距大于Co 与O 最小间距，x、y 为
整数，则Co 在晶胞中的位置为 ；晶体中一个Al 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HNO3溶液中n(HNO3)与
n(H2O)的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取Ni、Co 工艺的意义，在于可重复利用HNO3和 (填化学式)。
【答案】(1) MgO+H2O=Mg(OH)2 (2)＞
(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) HCl 体心 12
(6) 0.4 或2：5 MgO
【解析】硝酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Al3+、Mg2+)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。(1)活性MgO 可与水反应，化学方程式为MgO+H2O=Mg(OH)2；(2)常温下，pH=9.9 的氨性溶
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液中，lgKb(NH3·H2O)=-4.7，
，
，则c(NH3·H2O)＞c(NH4
+)；(4)(NH4)2CO3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NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰。
①X 射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰，则NH4Al(OH)2CO3属于晶体；②根据题意
(NH4)2CO3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(NH4)2CO3能提高了Ni、Co 的浸
取速率，其原因是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Ni2+水解，因此通入的酸性气体A 为HCl；②由CoCl2可制备AlxCoOy 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，Al 与O 最小间距
大于Co 与O 最小间距，则Al 在顶点，因此Co 在晶胞中的位置为体心；晶体中一个Al 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Al 周围与
其最近的O 的个数为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Mg(NO3)2·6H2O，根据Mg(NO3)2+2H2O
Mg(OH)2+2HNO3，Mg(OH)2
MgO+H2O，还剩余5 个水分
子，因此所得HNO3溶液中n(HNO3)与n(H2O)的比值理论上最高为2：5；②“热解”对于从矿石提取Ni、
Co 工艺的意义，根据前面分析Mg(NO3)2+2H2O
Mg(OH)2+2HNO3，Mg(OH)2
MgO+H2O，在于可重
复利用HNO3和MgO。
7．(2022•河北省选择性考试，15 节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝
Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
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(4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。
【答案】(1) Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
【解析】(1)已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2，故产生的红
渣主要成分为Fe2O3和SiO2，将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充酸浸，反应原理为：
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2；(2)黄铁矿研细的主要目的是增大固液接
触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率；(4)工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得
母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用。
8．(2022•海南省选择性考试，15)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑
为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。
回答问题：
(1)步骤①的目的是_______。
(2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成_______(填化学式)污染环境。
(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu 溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为_______。
(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是_______。
(5)实验证明，滤液D 能将I-氧化为I2。
ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I-氧化为I2，理由是_______。
ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2+将I-氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果_______(不要求写具
体操作过程)。
【答案】(1)除油污 (2)SO2
(3) Cu+ H2O2+ H2SO4=CuSO4+2H2O
(4)胆矾晶体易溶于水
(5) 溶液 C 经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解 取滤液，向其中加入适量硫化钠，使铜
离子恰好完全沉淀，再加入I-，不能被氧化
【解析】由流程中的信息可知，原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤，可以除去原料表面的油污；滤渣固体
B 与过量的稀硫酸、双氧水反应，其中的CuO、CuCO3、Cu(OH)2均转化为CuSO4，溶液C 为硫酸铜溶液
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和稀硫酸的混合液，加热浓缩、冷却结晶、过滤后得到胆矾。(1)原料表面含有少量的油污，Na2CO3溶液呈
碱性，可以除去原料表面的油污，因此，步骤①的目的是：除去原料表面的油污。(2)在加热的条件下，铜
可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，二氧化硫是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2SO4
溶解固体B，将生成SO2污染环境。(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu 溶于稀H2SO4，生成CuSO4和H2O，
该反应的化学方程式为Cu+ H2O2+ H2SO4=CuSO4+2H2O。(4)胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④
得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是：胆矾晶体易溶于水，用水洗涤会导致胆矾的产率降低。(5)ⅰ.
H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量
H2O2将I-氧化为I2，理由是：溶液C 经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解。ⅱ. I-氧化为I2时溶液的颜色会
发生变化；滤液D 中含有CuSO4和H2SO4，乙同学通过实验证实，只能是Cu2+将I-氧化为I2，较简单的方案
是除去溶液中的Cu2+，然后再向其中加入含有I-的溶液，观察溶液是否变色；除去溶液中的Cu2+的方法有
多种，可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物，如加入Na2S 将其转化为CuS 沉淀，因此，乙同学的实
验方案为取少量滤液D，向其中加入适量Na2S 溶液，直至不再有沉淀生成，静置后向上层清液中加入少量
KⅠ溶液；实验结果为：上层清液不变色，证明I-不能被除去Cu2+的溶液氧化，故只能是Cu2+将I-氧化为
I2。
1．(2024·山东省济宁市高三期末节选)电解精炼铜的阳极泥中含有
等
杂质，工业生产上从其中提取银和硒的流程如图所示：
(1)加快“焙烧”速率可采取的一种措施为 。
(2)流出液Ⅰ中溶质的主要成分是 ，分铜液中主要的金属阳离子是 。
(3)“分铜”时，反应温度不能过高，原因是 ，加入氯化钠的主要目的是 。
【答案】(1)将阳极泥粉碎、搅拌或适当升高温度
(2)H2SO4 Na+、Fe3+、Cu2+
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(3)温度过高，H2O2分解 降低银的浸出率
【解析】(1)加快“焙烧”速率的措施为粉碎阳极泥或搅拌；(2)①流出液中主要是反应中生成的硫酸，
即2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；②据分析可知，分铜液中的主要阳离子为Na+、Fe3+、Cu2+；(3)①由于“分
铜”时加入氧化剂H2O2，若温度过高，H2O2则会分解；②加入氯化钠主要目的使Ag+转化成AgCl 沉淀，
降低银的浸出率。
2．(2024·河南三门峡高三阶段性考试节选)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(Sc2O3)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Fe2+易被氧化为Fe3+的原因是 。(从原子结构角度解释)
【答案】(1)将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入H2O2中，
并不断搅拌
(2)Fe2+的价层电子排布式为3d6，易失去1 个电子达到半充满的稳定结构
【解析】(1)不同的液体在混合时，一般是先加密度较小、易挥发的，后加密度大、难挥发的，若混合
时放热，则最后加受热易分解的。因此，混合的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃
棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入 H2O2中，并不断搅拌。(2)Fe2+易被氧化为Fe3+的原因是Fe2+的价层电子排
布式为3d6，易失去1 个电子达到半充满的稳定结构。
3．(2024·重庆渝中高三联考节选)铝酸铋[Bi(AlO2)3]主要用作抗酸药及抗溃疡药，具有中和胃酸和收敛
作用。以辉铋矿(主要成分为 Bi2S3，含有：
等杂质)为原料制备铝酸铋的一种工艺流程如
图所示：
已知：“沉淀”步骤中，不能出现Fe3+，否则后续Bi(OH)3沉淀中会混有Fe(OH)3杂质。请回答下列问题：
(1)铋位于第六周期，且与氮同主族，则铋元素在元素周期表中属于 区，铋的价层电子排布
式为 。
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(2)“浸取”过程中，提高浸出率的措施有 。(写一条即可)
(4)“还原”时， 加入铋的目的是 。
(5)已知进入“碱溶”步骤的物质为经过充分洗涤的Cu(OH)2和 Bi(OH)3固体混合物，为检验是否洗涤干
净，可选择的试剂为 。
A．KSCN 溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液
C．BaCl2溶液
【答案】(1) p 6s26p3 (2)将辉铋矿粉碎
(4)将Fe3+还原为Fe2+，防止沉铋时有Fe(OH)3生成
(5)B
【解析】(1)铋位于第六周期，且与氮同主族，为VA 族元素，则铋元素在元素周期表中属于p 区，铋的
价层电子排布式为6s26p3；(2)“浸取”过程中，提高浸出率的措施有：将辉铋矿粉碎、适当增大盐酸浓度、
适当加热等；(4)题目信息：“沉淀”步骤中，不能出现Fe3+，否则后续Bi(OH)3沉淀中会混有Fe(OH)3杂质，
所以“还原”时，加入铋的目的是将Fe3+还原为Fe2+，防止沉铋时有Fe(OH)3生成；(5)调节溶液pH，将铋
离子和铜离子转化为氢氧化铋、氢氧化铜沉淀，过滤得到滤渣及含亚铁离子的滤液，所以进入“碱溶”步
骤的物质Cu(OH)2和 Bi(OH)3固体混合物，其表面粘附着滤液中的亚铁离子，检验是否洗涤干净，就是检
验亚铁离子，可选择的试剂为K3[Fe(CN)6]溶液，故选B。
4．(2024·河北张家口张垣联盟高三联考节选)金属铼(Re)是重要的新兴金属，应用于国防、石油化工以及
电子制造等领域，通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)可制取金属铼。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼
的硫化物)制取高铼酸铵的流程如下图所示。回答下列问题：
(1)“焙烧”过程加入生石灰的目的 。
(2)“焙烧”常采用高压空气、逆流操作(空气从培烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，这样操作的目的是
，请再举出一项提高“焙烧”效率的合理措施： 。
(3)“浸出”中，浸出率与温度的关系如下左图所示，浸出率与硫酸浓度的关系如下右图所示。工业生产
应选择的适宜条件是 。
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【答案】(1)吸收二氧化硫，避免污染环境
(2) 增大接触面积，提高反应速率，使焙烧充分，提高原料的利用率 适当升温或将矿石粉碎
(3)95℃和c(H2SO4)=3.0mol/L
【解析】(1)二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙，可避免二氧化硫污染环境；(2)“焙烧”常采用高
压空气、逆流操作可增大接触面积，提高反应速率，使焙烧充分，提高原料的利用率；适当升高温度，加
快反应速率，也可提高“焙烧”效率；(3)由图可知95℃和c(H2SO4)=3.0mol/L 时，浸出较高，因此选择的
条件为：95℃和c(H2SO4)=3.0mol/L。
5．(2024·九校联考广西卷节选)《自然》杂志公布最新科学研究成果：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)“除铁"中可通过先加入H2O2溶液再加入NiO 替代NaClO 溶液， H2O2的作用是 (用离子方程
式表示)。
(3)“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，操作是 (填操作名称)。
(4)“分解”过程中通入N2的作用是 。
【答案】(1) SiO2 灼烧
(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2H2O＋2Fe3＋
(3)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
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(4)作为保护气，防止镍被空气中的氧气氧化
【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；滤液中加NaClO
把Fe2＋氧化为Fe(OH)3除去，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)“除铁
“中可通过先加入H2O2溶液再加入NiO 替代NaClO 溶液，H2O2的作用是把Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子
方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2H2O＋2Fe3＋。(3)萃取“中，萃取剂的密度小于1g•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。(4)“分解”过程中通入N2的作用是作为保护气，防止镍被空气中
的氧气氧化。
6．(2024·浙江省台州市高三第一次教学质量评估节选)某研究小组用磷酸和碳酸钠制备
NaH2PO4·2H2O，按如下流程开展实验。
已知：常温下NaH2PO4·2H2O 为无色晶体，易溶于水，不溶于乙醇，熔点60℃，热至100℃时失去全
部结晶水。磷酸易溶于乙醇。25℃，H3PO4的电离常数：Ka1=6.9×10-3，Ka2=6.2×10-8，Ka3=4.8×10-13；H2CO3
的电离常数：Ka1=4.5×10-5，Ka2=4.7×10-11。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅱ蒸发浓缩时，将溶液转移至 (填仪器名称)进行加热。
(3)步骤Ⅰ用pH 试纸检测溶液的pH=4.2～4.6 的具体操作如下，请将操作补充完整：将广泛pH 试纸置
于玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液点在试纸中部，与标准比色卡对照、读数； 。
(4)一系列操作包括：操作A．洗涤和干燥。
①写出操作A 的名称 。
②洗涤时，下列洗涤剂最合适的是 (填序号)。
A．冷水 B．热水 C．乙醇 D．乙醇-水混合溶液
【答案】(1)蒸发皿 (3)当广泛pH 试纸读数为5 时，将精密pH 试纸置于玻璃片上，用玻璃棒蘸取
溶液点在试纸中部，与标准比色卡对照、读数
(4) 过滤 C
【解析】(1)蒸发浓缩需在蒸发皿中进行，故步骤Ⅱ蒸发浓缩时，应将溶液转移至蒸发皿中进行加热。
(2)A 项，碳酸钠固体缓慢分批加入可使溶液pH 不至于过大，得到的产物纯度更高，A 不符合题意；B 项，
NaH2PO4·2H2O 的熔点较低，加热至100℃时会失去全部结晶水，因此当溶液中出现晶膜时就应停止加热，
然后采用冷却结晶的方法得到产品NaH2PO4·2H2O，B 符合题意；C 项，洗涤时不能用玻璃棒搅拌，以免固
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体有一部分溶解而产生损失，C 符合题意；D 项，由于NaH2PO4·2H2O 加热至100℃时会失去全部结晶水，
则干燥时宜采取真空干燥，真空干燥比常压干燥使用的温度低，可避免NaH2PO4·2H2O 发生热分解，D 不
符合题意； 故选BC。(3)用pH 试纸检测溶液的pH，应将广泛pH 试纸置于玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液
点在试纸中部，与标准比色卡对照、读数，当广泛pH 试纸读数为5 时，将精密pH 试纸置于玻璃片上，用
玻璃棒蘸取溶液点在试纸中部，与标准比色卡对照、读数；(4)①操作A 涉及分离固体和液体，名称为过滤；
②NaH2PO4·2H2O 易溶于水，不溶于乙醇，那么洗涤时用乙醇作洗涤剂可最大限度地减少固体的溶解损失，
故乙醇作洗涤剂最合适，选C。
7．(2024·福建福州市八县一中高三联考节选)电池级碳酸锂是制造LiCoO2等锂离子电池必不可少的原
材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO4
2-
等)为原料制取电池级Li2CO3的工艺流程如图：
已知：①HR 为有机萃取剂，难溶于水，可萃取Fe3+，萃取时发生的反应可表示为：Fe3++3HR
FeR3+3H+；
②常温时，1mol·L-1LiOH 溶液的pH=14。
回答下列问题：
(1)“有机层”的主要成分为 (填化学式，下同)；“滤渣1”中含有的物质为 ；使
用HR 萃取剂时，需加入一定量的NaOH 进行处理，其目的是 。
(2)某种HR 的结构简式为
，该分子中可能与Fe3+形成配位键的原子有
。
(3)加适量草酸的目的 。
【答案】(1) FeR3和HR Li2CO3、MgCO3 消耗萃取反应时生成的H+，促进萃取反应的正向进
行，提高萃取率
(2)O、N
(3)使钙离子生成草酸钙，便于除掉
【解析】(1)根据Fe3++3HR
FeR3+3H+平衡可知，有机层中主要是FeR3和HR，根据流程可知沉淀
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主要是碳酸锂和碳酸镁。加入氢氧化钠后氢离子会被消耗，从而使平衡正向移动。(2)从结构可知氧原子、
氮原子都有孤对电子，所以能形成配位键的是N、O；(3)加入草酸的目的是沉淀多余的钙离子。
8．(2024·山西吕梁高三阶段性测试节选)8 月1 日起，为了国家信息安全，我国禁止镓和锗的出口，锗
是一种重要的半导体材料，工业上用精硫锗矿(主要成分为GeS2)制取高纯度锗的工艺流程如图所示：
(1) COCl2分子中各原子均达到8 电子稳定结构，其结构式为 。
(2)800℃升华时通入N2的目的是： 、 。
(3)酸浸时Ge、S 元素均被氧化到最高价态，写出该反应的离子方程式： ，酸浸时温度不
能过高的原因是 。
(4) GeCl4易水解生成GeCl4·n H2O，证明GeCl4·n H2O 沉淀洗涤干净的方法是 。
【答案】(1)
(2) 避免GeS2被氧化，得到较纯净的GeS2 将生成的GeS2带入后续装置
(3) GeS+8H++10NO3
-=GeO2+SO4
2-+10NO2+4H2O 浓HNO3受热易分解
(4)取最后一次洗涤液于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3如果不出现白色沉淀，则证明洗涤干净
【解析】(1)COCl2是共价化合物，各原子均达到8 电子稳定结构，其结构式为
。
(2)800℃升华时通入N2的目的是：避免GeS2被氧化，得到较为纯净的GeS2；并且将生成的GeS2带入后续
装置。(3)酸浸时Ge、S 元素均被氧化到最高价态，说明GeS 被HNO3氧化为GeO2和SO4
2-，根据得失电子
守恒和电荷守恒配平离子方程式为：GeS+8H++10NO3
-=GeO2+SO4
2-+10NO2+4H2O，酸浸时温度不能过高的
原因是浓HNO3受热易分解。(4)GeCl4易水解生成GeCl4·n H2O，洗涤GeCl4·n H2O 的目的是除去Cl-，证明
GeCl4·n H2O 沉淀洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3如果不出现白
色沉淀，则证明洗涤干净。
9．(2024·重庆市名校联盟高三联考节选)I．由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)得
到绿矾(FeSO4·7H2O)，然后制取透明氧化铁颜料的流程如下：
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已知：①透明氧化铁又称纳米氧化铁，粒子直径微小(10~90nm)，包括氧化铁黄(FeOOH)和氧化铁红
(Fe2O3)，难溶于水，在碱性条件下非常稳定；
②Fe3+能将FeS2中的硫元素氧化为+6 价。
回答下列问题：
(1)FeS2的电子式为 。
(2)“滤渣”中的主要成分是 。
(3)“还原”过程中涉及的离子方程式为 。
(4)流程中“
”环节的目的是 。
(5)“沉淀”采用分批加入KOH 溶液，并不断搅拌，这样操作不但可以得到色泽纯正的氢氧化铁，而且
还可以 。
【答案】(1)
(2)二氧化硅和二硫化铁
(3)FeS2+14Fe3+ +8H2O=15Fe2++2SO4
2-+16H+
(4)除去溶液中的Al3+，得到FeSO4溶液
(5)形成细小的氢氧化铁颗粒
【解析】(1)二硫化铁是离子化合物，电子式为
；(2)由分析可知，滤渣为二氧化硅、
二硫化亚铁；(3)由分析可知，还原过程中涉及的反应为过量的二硫化铁将溶液中的铁离子还原为亚铁离子，
反应的离子方程式为FeS2+14Fe3+ +8H2O=15Fe2++2SO4
2-+16H+；(4)由分析可知，流程中结晶再溶解环节的
目的是除去溶液中的铝离子，得到硫酸亚铁溶液；(5)由分析可知，向溶液中分批加入氢氧化钾溶液，并不
断搅拌的目的是得到均匀、色泽纯正的氢氧化铁，使氢氧化铁形成细小的氢氧化铁颗粒便于转化为透明氧
化铁。
10．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：
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操作2 的名称为________________，流程中可循环利用的物质是____________________
【答案】蒸馏 异丙胺
【解析】操作1 得到的物质是硼氢化钠和异丙胺的混合物，异丙胺的沸点为33 ℃，较低，易挥发，可
以通过蒸馏操作分离二者，因此操作2 为蒸馏，分离得到的异丙胺可循环利用，故答案为：蒸馏；异丙胺。
11．实验室用含钴废料(主要成分为Co，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体
( CoC2O4• 2H2O)的流程如图。已知：①草酸钴晶体难溶于水②RH 为机有物(难电离)。回答下列问题：
(1)加入有机萃取剂的目的是_______________________________________
(2)“反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2 的有机层
中加入硫酸溶液，可重新得到RH，写出该步骤反应的离子方程式_____________________
【答案】(1)溶解NiR2，使之与水层分离 (2)NiR2＋2H+===2RH＋Ni2+
【解析】(1)根据分析，加入有机萃取剂的目的是溶解NiR2，使之与水层分离；(2)“反萃取”原理是用
反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2 的有机层中加入硫酸溶液，可重新
得到RH，反应的离子方程式NiR2+2H+=2RH+Ni2+。。
12．实验室用含有绿矾杂质的硫酸铜粗产品(含绿矾及不溶性杂质)制备纯净的胆矾，设计的实验步骤
如下图所示。
已知溶液中A 中加入H2O2，发生反应的离子方程式为___________________________，溶液B 中
加入NaOH 溶液调到pH＝4 的目的是________________________________，操作Ⅰ是___________，操作
Ⅱ是___________________________________________。
【答案】2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O 使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去 过滤 蒸发浓
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缩 冷却结晶
【解析】因为通过调节pH 使Fe2＋沉淀的同时Cu2＋也会同时沉淀，所以通常要将Fe2＋氧化为Fe3＋，通
过调节pH(3 左右)使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去，而此时Cu2＋不会沉淀。所以H2O2的作用是将
Fe2＋氧化为Fe3＋；加入的NaOH 是调pH 以除去Fe3＋；硫酸铜粗产品含有不溶于水的杂质，用蒸馏水溶解
后需过滤，故操作Ⅰ为过滤；从滤液C 制备硫酸铜晶体，由于胆矾受热易分解，所以获得胆矾的操作是蒸
发浓缩，冷却结晶。
13．NaClO2的漂白能力是漂白粉的4～5 倍，NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等。工业上生产
NaClO2的工艺流程如下：
ClO2
发生器
空气
吸收器
双氧水
冷的NaOH溶液
真空蒸发
冷却结晶
重结晶
干燥
NaClO2
吸收器中生成NaClO2 的离子反应方程式为___________________________，其中反应温度不能高于
5℃的可能原因：__________________________________________。
【答案】2ClO2＋2OH－＋H2O2＝2ClO2－＋O2＋2H2O 提高ClO2的利用率(或防止H2O2分解)
【解析】根据生产流程ClO2作氧化剂生成ClO2－，H2O2作还原剂应生成O2，则发生的反应为ClO2＋
H2O2—→ClO2－＋O2，由电子守恒得2ClO2＋H2O2—→2ClO2－＋O2，再据电荷守恒得2ClO2＋H2O2＋2OH－—
→2ClO2－＋O2，最后根据质量守恒产物中添2H2O 即可；反应的温度较低，说明温度高会发生什么变化？
根据体系中的微粒知是H2O2受热易分解，故答案为防止H2O2分解或答提高ClO2的利用率。
14．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：
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_____________________________________________________
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【答案】降低 VO2+、VO2
+在有机相中的萃取能力
ClO3
－ ＋6VO2+＋6NH3·H2O＋3H2O===6NH4VO3↓＋Cl－ ＋12H+
【解析】根据题意可知VO2+在有机相中的萃取能力随pH 增大而增强，所以加入20%硫酸降低VO2+、
VO2
+在有机相中的萃取能力；氧化过程中加入KClO3和氨水将VO2+氧化的红钒沉淀，根据电子守恒和元素
守恒可得离子方程式为ClO3
－ ＋6VO2+＋6NH3·H2O＋3H2O===6NH4VO3↓＋Cl－ ＋12H+。
15．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：__________________________________________________________________
【答案】(1)分液
(2)向有机层中加入稀硫酸，c(H＋)增大，平衡向形成Ce3＋水溶液方向移动
【解析】(1)加入萃取剂后经操作Ⅰ可分离出有机层和硫酸铈稀溶液，则操作Ⅰ为分液。(2)由Ce3＋(水
层)＋3HT(有机层)
CeT3(有机层)＋3H＋(水层)，可知向有机层中加入稀硫酸，c(H＋)增大，平衡向形成
Ce3＋水溶液方向移动，从而获得较纯的含Ce3＋水溶液。
16．钒及其化合物在工业上有许多用途。某钒精矿的主要成分及质量分数如下表：
物质
V2O5
V2O3
K2O
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数%
0.81
1.70
2.11
63.91
5.86
12.51
一种从该钒精矿中提取五氧化二钒的流程如下：
钒精矿
酸浸、氧化
废渣
H2SO4
O2
还原
溶剂萃取与反萃取
流出液
氧化
NaClO3
沉钒
氨水
流出液
煅烧
V2O5
(1)萃取剂对四价钒具有高选择性，且萃取Fe3+而不萃取Fe2+，所以萃取前可用____________(填名称，
下同)对浸出液进行“还原”处理。为检验“还原”后的滤液中是否含有Fe3+，可选用的化学试剂是
__________
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(2)“溶剂萃取与反萃取”可表示为：
溶剂萃取
反萃取
VO2+＋(HR2PO4)2(O)
2H+
＋
(VOR2PO4)2(O)
。其中(HR2PO4)2(O)
为萃取剂，为了提高VO2+的产率，反萃取剂应该呈 __________性(填“酸”“碱”或“中”)
【答案】(1)铁粉 硫氰酸钾溶液 (2)酸
【解析】(1)根据分析可知萃取前可用铁粉对浸出液进行“还原”处理；铁离子与硫氰酸钾溶液反应呈
红色，可用硫氰酸钾溶液检验是否含有铁离子；(2)为了提高VO2+的产率需要平衡左移，则需要溶液中有大
量氢离子，所以反萃取剂应呈酸性。
17．氯化亚铜(CuCl)微溶于水，易被氧化，广泛应用于医药等行业。以废铜渣(铜单质的质量分数为
64%，CuO 的质量分数为8%，其他杂质不含铜元素)为原料，可制备CuCl 并获得副产品(NH4)2SO4，流程
如下：
(1)“浸出”时发生的主要反应有：
反应Ⅰ．CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O
反应Ⅱ．4Cu＋NH4NO3＋5H2SO4＝4CuSO4＋(NH4)2SO4＋3H2O
①浸出温度为20℃时，铜元素浸出率随时间的变化如图所示。铜元素浸出率＝×100%
结合图像，从反应速率的角度分析，可得出的结论是_____________________。
②实际浸出温度选择65℃，可提高单位时间内铜元素浸出率。若温度过高，会产生红棕色气体，该气
体的化学式为___________。
(2)充分浸出后，“还原”时加入的(NH4)2SO3溶液需略过量，“还原”后的滤液经多次循环可提取一
定量的(NH4)2SO4(忽略转化流程中杂质参与的反应)。
①“还原”时(NH4)2SO3溶液过量的原因是________________________________(写出两点)。
②假设铜元素完全浸出，忽略过量的(NH4)2SO3，计算100 g 废铜渣理论上可制得CuCl 与(NH4)2SO4的
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物质的量分别为__________________________(写出计算过程)。
【答案】(1)①t1前，反应速率较快，铜元素浸出率提高较快；t1后，反应速率减慢，随反应时间增加，
铜元素浸出率增幅减慢 ②NO2 (2)①稍过量的(NH4)2SO3 可以使Cu2＋全部被还原，防止CuCl 被氧化
②1.1 mol 0.8 mol
【解析】由制备流程和已知信息可知，废铜渣在硫酸、硝酸铵、硫酸铵作用下发生浸取反应，过滤后
滤液中主要存在硫酸铜和硫酸铵，后经亚硫酸铵还原，铜离子被还原为亚铜离子与氯离子结合生成氯化亚
铜沉淀，亚硫酸铵被氧化为硫酸铵，过滤后得到氯化亚铜和副产物硫酸铵，硫酸铵可循环利用。(1)由图中
曲线可知，t1时间之前曲线斜率较大，说明反应速率较快，铜元素的浸出率提高较快；t1后曲线渐趋平缓，
反应速率变慢，铜元素浸出变慢；温度过高时，硝酸根氧化性增强，还原产物为二氧化氮，二氧化氮为红
棕色气体；(2)亚硫酸根具有还原性，能够将铜离子还原为亚铜离子，同时也能防止亚铜离子被氧化，因此
需要稍过量；由铜单质和氧化铜的质量分数可得100 g 废铜渣中含有铜64 g、氧化铜8 g，则铜元素的物质
的量为＋＝1.1 mol，由铜元素守恒可得生成氯化亚铜的物质的量为1.1 mol；由反应Ⅱ可知，浸出过程中生
成硫酸铵的物质的量为×＝0.25 mol，还原过程中Cu2＋＋(NH4)2SO3―→Cu＋＋(NH4)2SO4，由转移电子守恒
Cu2 ＋
得e －
——→\s\up 4()Cu ＋、(NH4)2SO3
失2 e
－——\s\up 4()(NH4)2SO4 ，n(Cu2 ＋)×1 ＝n(NH4)2SO3)×2 ，1.1 mol×1 ＝
n(NH4)2SO3)×2，n(NH4)2SO3)＝×1.1 mol＝0.55 mol，即生成硫酸铵的物质的量为0.55 mol，则生成硫酸铵的
总物质的量为0.25 mol＋0.55 mol＝0.8 mol。
18．(2024·河南省部分名校高三第三次联考)钴广泛应用于电池、合金等领域。以钴渣(主要含Co2O3和
CoO，还含有 Fe、Mg 等元素以及SiO2、炭、有机物)为原料制备钴的流程如图所示：
已知：①MgF2难溶于水。
②Na2S2O5(焦亚硫酸钠)常作食品抗氧化剂。
③该流程中，部分离子形成氢氧化物沉淀的 pH 如表所示。
Co3+
Fe3+
Fe2+
Co2+
Mg2+
开始沉淀的 pH
0.3
2.7
7.6
7.2
9.6
完全沉淀的pH
1.2
3.2
9.6
9.2
11.1
回答下列问题：
(1)“焙烧”除去的物质是 。
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(2)固体1、固体2 的主要成分依次是 (填化学式)。
(3)“浸取”中不断搅拌，其作用是 。从反应原理考虑，可用浓盐酸代替稀硫酸和焦亚硫酸钠，
但从环保角度考虑，实际上没有代替，其主要原因可是 。
(4)其他条件相同时，“氧化”过程中，氧化率与温度的关系如图所示。
由图判断“氧化”的最佳温度是 ，在此温度下，实际消耗的H2O2远大于理论量，可能的原
因是 。
【答案】(1)碳和有机物 (2) SiO2、Fe(OH)3
(3)使固体和液体充分接触，加快反应速率 浓盐酸会被氧化成氯气，污染环境
(4) 30℃ 过氧化氢不稳定，受热易分解，且反应生成的铁离子是过氧化氢分解的催化剂
【解析】(1)焙烧的过程主要是除去可燃烧的物质，钴渣中的可燃物为炭、有机物，所以“焙烧”除去的物
质是碳和有机物；(2)杂质中只有二氧化硅不溶于稀硫酸，所以加入稀硫酸、焦亚硫酸钠后得到的固体1 为
SiO2，加入焦亚硫酸钠的目的是将Co3+和Fe3+还原为Co2+和Fe2+，加入过氧化氢是将Fe2+氧化为Fe3+，再加
入碳酸钠调节pH 至3.5，可以得到的沉淀只有氢氧化铁，所以固体2 为Fe(OH)3。(3)①“浸取”中不断搅
拌是为了使固体和液体充分接触，提高反应速率；②若采用浓盐酸，浓盐酸具有还原性，其氧化产物为氯
气，产生的氯气会污染环境；(4)①由图像可知，在30℃时，氧化率最高，所以“氧化”的最佳温度是
30℃；②过氧化氢不稳定，受热易分解，且反应产生的铁离子是过氧化氢分解的催化剂，会快速使过氧化
氢分解，导致实际消耗的H2O2远大于理论量。
19．(2024·河南省顶级名校高三教学质量测评)七水硫酸锌可用作媒染剂、木材防腐剂和造纸工业漂白
剂等。利用锌渣(主要成分为ZnO，还含有少量FeO、CuO、PbO、SiO2)制备ZnSO4·7H2O 的工艺流程如下。
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回答下列问题：
(1)锌位于元素周期表的第 周期。
(2)为了提高“酸浸”效果，可采取的措施有 (答两点)。
(3)滤渣①的主要成分有 (填化学式)。
(4)“氧化”操作的第一步是向滤液①中加入漂白粉，产生了一种刺激性气体，充分反应后过滤，该步
反应的离子方程式为 ，第二步加入CaO 的主要作用为 。
(5)“置换”操作中加入锌粉的主要目的为 。
(6)“操作X”的操作步骤为 、冷却结晶、过滤洗涤干燥。
【答案】(1)四
(2)适当提高酸的浓度、粉碎锌白矿或充分搅拌浆料或适当加热等
(3)PbSO4和SiO2
(4) 2Fe2++2ClO-+4H+=2Fe3++Cl2↑+2H2O 调节溶液pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀
(5)与溶液中的铜离子发生置换反应置换出铜
(6)蒸发浓缩
【分析】锌渣(主要成分为ZnO，还含有少量FeO、CuO、PbO、SiO2)中加入稀硫酸溶浸，氧化铅与稀
硫酸反应生成硫酸铅沉淀和水，SiO2不与硫酸反应，CuO、FeO、ZnO 与稀硫酸反应生成硫酸盐和水，过
滤得到硫酸盐溶液和硫酸铅、SiO2；向硫酸盐溶液中加入次氯酸钙溶液将溶液中亚铁离子氧化为铁离子，
再加入CaO 调节溶液pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到氢氧化铁沉淀和硫酸锌和硫酸铜的混
合溶液；向混合溶液中加入锌粉，锌与溶液中的铜离子发生置换反应置换出铜，过滤得到铜和硫酸锌滤液；
滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸锌晶体。(1)锌是30 号元素，位于元素周期
表的第四周期。(2)“酸浸”过程中，为了提高锌元素浸出速率，可采取的措施有：①适当提高酸的浓度，
②粉碎锌白矿或充分搅拌浆料或适当加热等。(3)滤渣①的主要成分有PbSO4和SiO2。(4)“氧化”操作的第
一步是向滤液①中加入漂白粉，将Fe2+氧化为Fe3+，产生了一种刺激性气体为Cl2，根据得失电子守恒和电
荷守恒配平化学方程式为：2Fe2++2ClO-+4H+=2Fe3++Cl2↑+2H2O，第二步加入CaO 的主要作用为调节溶液
pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀。(5)“置换”操作中加入锌粉的主要目的为与溶液中的铜离子发生置换
反应置换出铜。(6)“操作X”的操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸锌晶体。
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20．(2024·湖北武汉市第六中学高三第5 次月考)Fe3O4是一种重要的化工产品，以黄铁矿烧渣(主要含
Fe2O3、Fe3O4、
等物质)为原料制备Fe3O4的过程如下。
(1)酸浸、过滤
①酸浸过程Fe3O4发生反应的离子方程式是 。
②充分酸浸后浸取液中仍有Ca2+残留，加入FeS2可进一步提高钙的脱除率，结合方程式解释原因
。
(2)纯化
①Fe 粉的作用是 。
②检验纯化是否完全还原，应向滤液中加入 。
a．KMnO4溶液 b．K3[Fe(CN)6]溶液 c．KSCN 溶液
(3)制备
将NaOH 溶液与FeSO4溶液(稍过量)按一定比例混合，产生白色沉淀，继而转变为墨绿色，最后变为
黑色。溶液混合的同时通入空气并记录pH 的变化，如图所示。
已知：
ⅰ.pH≈7.8 时，浊液中主要存在Fe(OH)+、Fe(OH)2和少量Fe2+
ⅱ.墨绿色物质主要成分为Fe5O2(OH)5SO4制备过程可能发生了如下历程：
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①0~ t 1时段，pH 明显降低。结合离子方程式解释原因： 。
②t 1~ t 2时段，墨绿色物质的生成与转化(生成Fe3O4)同时进行。
a．生成墨绿色物质的方程式是： 。
b．墨绿色物质转化为Fe3O4的方程式是： 。
③t 2~ t 3时段，pH 继续降低的原因是： 。
【答案】(1) Fe3O4+8H+= Fe2++2Fe3++4H2O FeS2+Ca2+=Fe2++CaS2，难溶的FeS2可转化为更难溶的
CaS2
(2) 还原Fe3+为Fe2+ C
(3) 4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH-，Fe2+被氧气氧化为Fe3+，Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+，Fe3+水解生成H+使
得pH 明显降低 4Fe(OH)2+ Fe(OH)3+Na2SO4=Fe5O2(OH)5SO4+2 NaOH+2H2O
2Fe5O2(OH)5SO4+4Na2SO4=Fe3O4+ Fe(OH)2+ 6 FeSO4+8 NaOH 溶液中含FeOH+，Fe(OH)++H2O
Fe(OH)2+2H+，FeOH+水解使得pH 继续降低
【解析】黄铁矿烧渣主要含Fe2O3、Fe3O4、CaO 等物质，加入硫酸浸取，转化为Fe2+，Fe3+和Ca2+，加
入FeS2除去Ca2+，然后加入Fe 还原Fe3+得到FeSO4，最后在NaOH 和O2条件下生成Fe3O4。(1)①酸浸过程
Fe3O4发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+= Fe2++2Fe3++4H2O；②FeS2+Ca2+=Fe2++CaS2，难溶的FeS2可转化
为更难溶的CaS2，加入FeS2可进一步提高钙的脱除率。(2)①据分析可知，接入Fe 粉还原Fe3+为Fe2+；②
检验纯化是否完全还原，即检验溶液中是否还有Fe3+，应向滤液中加入KSCN 溶液，故选C。(3)①0~ t 1
时段，Fe2+被氧气氧化为Fe3+，离子方程式为4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH-，Fe3+水解生成H+使得pH 明显降
低，离子方程式为Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+；②a．墨绿色物质主要成分为Fe5O2(OH)5SO4，方程式为
4Fe(OH)2+ Fe(OH)3+Na2SO4=Fe5O2(OH)5SO4+2NaOH+2H2O ；b．墨绿色物质转化为Fe3O4，同时生成
Fe(OH)2，方程式为2Fe5O2(OH)5SO4+4Na2SO4=Fe3O4+ Fe(OH)2+ 6 FeSO4+8 NaOH；③t 2~ t 3时段，溶液中
含FeOH+，Fe(OH)++H2O
Fe(OH)2+2H+，FeOH+水解使得pH 继续降低。
21．(2024·山东省中学联盟高三全省大联考)CrCl3是重要的化工试剂，用高铝铬铁矿(主要含Cr2O3和
Al2O3，还含Fe2O3、FeO、MgO、SiO2)制取CrCl3的流程如下：
已知：①
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②相关金属离子在不同浓度下生成氢氧化物沉淀的
如图：
回答下列问题
(1)滤渣1 主要成分是 ，滤渣2 主要成分是 。
(2)试剂X 可选用 ，简述该流程设计添加X 的好处与不好之处，好处是 ，不好
之处是 。
(3)“操作I”为过滤、洗涤，则证明沉淀洗涤干净的操作方法是 。
(4)蒸发结晶操作应在 条件下进行
(5)硼化铬(CrB)可用作耐磨、抗高温氧化涂层和核反应堆中的中子吸收涂层，硼化铬是在650℃时由金
属镁与硼、氯化铬的混合物制得的，写出该反应的化学方程式： 。
【答案】(1) SiO2 Al(OH)3、Fe(OH)3
(2) Cl2或H2O2 将铁一起沉淀，便于以后的利用 增加成本
(3)取适量最后一次洗涤的滤液于试管中，加入BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成
(4)氯化氢气流
(5)2CrCl3+2B+3Mg
CrB+3 Mg Cl2
【解析】高铝铬铁矿(Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、SiO2)与硫酸反应，SiO2不反应，滤渣1 是
SiO2，酸溶后溶液中加入氧化剂X，将Fe2+氧化，调pH=4.7 后从沉淀图分析，Cr3+剩余约10-3 mol·L-1，这
显然与提取CrCl3的设计不符，Cr3+应当进入溶液，考虑到NH3容易配位，因此推测Cr3+转化为配合物
[Cr(NH3)6]3+，Al3+、Fe3+转化成氢氧化物沉淀，故滤渣2 为Al(OH)3、Fe(OH)3。调pH=5.6 后铬元素从溶液中
分离出来了，生成Cr (OH)3沉淀，Cr (OH)3加入盐酸生成CrCl3溶液，在氯化氢气氛中蒸发结晶的产品
CrCl3。CrCl3溶液容易水解，因此蒸发结晶操作应在氯化氢气流进行。(1)由分析可知，滤渣1 主要成分是
SiO2，滤渣2 主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3；(2)由分析可知，试剂X 作氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+，以便
后续步骤中能一次性将Al3+和Fe3+沉淀除去，则试剂X 可选用Cl2和H2O2，由题干图示信息可知，若不将
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Fe2+氧化为Fe3+，则导致Fe2+和Cr3+无法一次性分离，故该流程设计添加X 的好处与不好之处，好处是将铁
一起沉淀，便于以后的利用，不好之处是：需要添加H2O2、Cl2等，而增加成本；(3)由题干工艺流程图可
知，“操作I”为过滤、洗涤，证明沉淀洗涤干净的操作方法即检验最后一次洗涤滤液中是否含有硫酸根或
者铵根离子，具体方法为：取适量最后一次洗涤的滤液于试管中，加入BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，
说明沉淀洗涤干净；(4)由于CrCl3+3H2O
Cr(OH)3+3HCl，HCl 易挥发，故蒸发结晶操作应在氯化氢
气流条件下进行，以抑制CrCl3水解，制得纯净的无水CrCl3；(5)硼化铬是在650℃时由金属镁与硼、氯化
铬的混合物制得的，根据氧化还原反应配平可得，该反应的化学方程式为：2CrCl3+2B+3Mg
CrB+3MgCl2。
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