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化学工艺流程题是将化工生产中的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，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融
合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分
析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是高考化学命题的常考
题型。
1．（2024·全国·高考真题）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、
锰的
价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于
，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①
。
②以氢氧化物形式沉淀时，
和溶液
的关系如图所示。
第27 讲 化学工艺流程题-----物质的分离与提纯
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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回答下列问题：
(1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是 。
(2)“酸浸”步骤中，
发生反应的化学方程式是 。
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中
和
均为
，向其中加入
至
沉淀完全，
此时溶液中
，据此判断能否实现
和
的完全分离 (填“能”或“不
能”)。
(4)“沉锰”步骤中，生成
，产生
的物质的量为 。
(5)“沉淀”步骤中，用
调
，分离出的滤渣是 。
(6)“沉钴”步骤中，控制溶液
，加入适量的
氧化
，其反应的离子方程式为 。
(7)根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。
（3）“瞻前顾后”分析法：在流程中除了考虑将原料转化为产品，还要考虑副产品的循环使用，这类题
常要瞻前又要顾后。
1．（2024·全国·模拟预测）铷和铯在电子器件、催化剂、特种玻璃、生物化学及医药等应用领域有重要作
用。自然界中的铷、铯储量丰富，但是含量偏低，常和其他碱金属共生。一种由钾铷铯混合矾(含少量
规律·方法·技巧
经典变式练
解答化工工艺流程题的三种方法
（1）首尾分析法：对比流程中第一种物质与产品，从对比中找出原料与产品之间的关系，理清流程中原
料转化为产品的基本原理以及分离除杂的方式，结合题问逐一作答。
（2）截段分析法：对于较复杂的采用截段，再进行整合。
2
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、
、
等硫酸盐)制备铯盐和碳酸铷的部分工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)铷位于元素周期表中的第 周期。
(2)“滤渣Ⅰ”中有Al(OH)3和一种重要的硫酸盐，该硫酸盐在医疗上的主要用途为 。工艺流程中分
两次调pH 的主要目的为 。
(3)“萃铯余液”进行“碳化”的目的是除去溶液中的
等杂质离子。
①“碳化”过程中除去
时，发生反应的离子方程式为 。
②继续通入CO2至过量，“碳化”后溶液中含有大量
，
的分解温度约为175℃，从溶液中制
得碳酸铷的操作是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、 。
(4)利用叠氮酸(HN3)和Rb2CO3两步制取少量金属铷，每一步都会生成一种无色无味气体，已知叠氮酸的酸
性大于碳酸的酸性。该制备过程的化学方程式为 、 。
一、化工流程答题基本思路
核心知识精炼
3
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二、一个完整的无机化工生产流程一般具有下列过程：
三、分离提纯的方法：
1．过滤：一贴二低三靠 四洗； 四洗--为什么要洗--用什么洗----怎么洗涤----洗干净没？
①为什么洗：去除晶体表面的杂质；把目标产物尽可能洗出来，提升产率；
②用什么洗：蒸馏水、冷水、有机溶剂（醇、酮、醚）等；如酒精洗硫酸亚铁铵晶体可降低晶体因溶解造
成损失，可以出去表面的水，酒精易挥发，易干燥。
③怎么洗涤：沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水（其他溶剂）至浸没沉淀，待其自然流下后，重复2~3 次。
④洗干净没：（离子检验）取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加某某试剂（其他操作），产生什么现象？
则是否洗干净。
2．减压过滤（吸滤、抽滤）：减压过滤装置由真空泵、布氏漏斗、吸滤瓶组成。
3．结晶（重结晶）：溶液单一溶质时，所得晶体不带结晶水，如氯化钠溶液结晶过程为----蒸发结晶；所
得晶体带有结晶水，如硫酸铜溶液得到CuSO45H2O 晶体过程为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。
溶液为两种以上溶质时，要得到溶解度受温度影响小得溶质----蒸发结晶，趁热过滤，如除去NaCl 中少量
的KCl；要得到溶解度受温度影响大得溶质----蒸发浓缩，冷却结晶，过滤, 如除KCl 去中少量的NaCl。
4．晶体干燥：自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、烘干（热稳定性较好）。
5．萃取（分液）：当向混合物加入有机试剂（苯、四氯化碳等）后分离的，且题目信息有涉及溶解度不
同时考虑萃取。常见液—液萃取（如用苯或CCl4 萃取水中的溴），固--液萃取（如用酒精浸取黄豆中的豆
油以提高油产量）。一般萃取分液后的混合溶液采取蒸馏的方式分离。海带中提取碘（灼烧---溶解---过滤
—氧化---萃取—蒸馏）。
目标产物
产品的提纯和分离
核心化学反应
对原料的预处理
原料
4
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6．蒸馏（分馏）：题目信息有涉及沸点不同时，考虑蒸馏，常见混合液体或液-固体系.
1．（2024·山东·模拟预测）
为白色粉末，不溶于水，能与
反应生成
，在空气中迅速被氧
化为绿色铜盐。以含铜矿粉（含有
、
、
及铁的氧化物杂质）为原料制备
的流程如图所
示：
请回答下列问题：
(1)含铜矿粉反应后过滤得到的滤渣中含有硫单质，
参与反应的离子方程式为 。
(2)已知：部分氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的
如下表：
开始沉淀的
1.5
4.2
沉淀完全的
3.3
6.7
加入氨水中和调节溶液
的范围是 。
(3)“络合反应”得到
，生成该物质的离子方程式为 ，“络合反应”后得到主要沉淀的
化学式是 。
(4)“蒸氨”得到的
、
用吸收液吸收，得到的吸收液可返回到 工序回收利用。
(5)“中和”过程中加入氢氧化钠溶液调节
为
，
值不能过小的原因是 。
(6)“合成”过程得到
，
在碱性环境中水解生成
。生成
的离子方程式为
。
(7)“酸化”过程中盐酸的浓度不能太大的理由是 。
基础测评
5
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2．（2024·河北保定·二模）钼
及其化合物广泛应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼
以NiS 和
的形式存在，从镍钼矿中分离钼的一种工艺流程如图。
已知：①
在“焙烧”过程中转化为
；
②钼酸铵
为白色晶体，具有很高的水溶性，不溶于乙醇。
(1)
与
同族，基态
原子的价层电子排布式为 。
(2)“焙烧”中
元素转化为
，同时有
生成，写出
在“焙烧”时发生反应的化学方
程式： 。
(3)下列说法正确的是__________（填标号）。
A．电负性：
B．离子半径：
C．第一电离能：
D．基态
中成对电子数与未成对电子数之比为
(4)
中存在的相互作用有__________（填标号）。
A．分子间作用力
B．金属键
C．共价键
D．离子键
(5)经过结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到
，洗涤时所选用的最佳试剂为 。
(6)
该镍钼矿（
元素的质量分数为
）通过该工艺最终得到
钼酸铵产品，则该工艺
中钼酸铵的产率为
。（保留一位小数，产率=
）
(7)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N 原子部分填充在
原
6
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子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示。氮化钼的化学式为 ，
原子周围与之等距
离的
原子个数为
3．（2024·重庆·模拟预测）
纳米材料是一种很有发展前景的储能材料，用菱锰矿(主要成分为
，含有少量CaO、MgO、FeO、
、
等)制备
纳米材料的工艺流程如图所示。
已知：25℃时，各物质的
如表所示。
物质
物质
回答下列问题：
(1)“酸浸”中提高反应速率的可行措施有 (任答一条)；酸浸渣的主要成分是 (填化
学式)。
(2)加入
的目的是氧化 (填离子符号)，写出该离子被氧化生成沉淀的离子方程式：
。
(3)回收的沉淀可与浓硫酸反应生成能腐蚀玻璃的气体，
与浓硫酸在加热的条件下反应的化学方程式为
7
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；25℃时，沉淀后的滤液中
(写最简整数比)。
(4)用去离子水多次洗涤
纳米材料，检验沉淀是否洗涤干净的操作为 。
(5)“高压釜水热反应”溶液pH 应调节为中性，而不能过高的原因是 。
1．（2024·四川成都·模拟预测）钇是稀土元素之一。我国蕴藏着丰富的钇矿石（
，其中Y
为+3 价），工业上通过如下工艺流程制取氧化钇，并获得副产物铍。
已知：i．铍和铝处于元素周期表的对角线位置，化学性质相似。
ii．
、
形成氢氧化物沉淀时的pH 如下表：
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
2.1
3.1
6.0
8.3
(1)钇矿石
用氧化物的形式可表示为 。
(2)将钇矿石与NaOH 共熔的化学方程式补充完整：
________
________
________
________
________
________
________
________
(3)试剂1 应加入过量的 （填名称），滤渣1 的主要成分是 （填化学式）。
能力提升
8
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(4)“系列操作1”为除去BeCl，溶液中的杂质
，请选择合理步骤并排序； （填序号）。
a．加入适量的盐酸 b．通入过量的
c．过滤 d．加入过量的NaOH 溶液
e．加入过量的氨水 f．洗涤
(5)为使
沉淀完全，用氨水调节
时，a 应控制在 范围内；继续加氨水调节
发生反
应的离子方程式为 ；检验
是否沉淀完全的操作是 。
(6)常见的由
固体生产Be 的工业方法有两种：①电解法：电解
混合熔融盐制备Be；②热
还原法：熔融条件下，钾还原
制备Be。以上两种方法你认为哪种更好并说明理由： （合理
即可）。
2．（2024·浙江绍兴·三模）以方铅矿(主要含PbS、FeS)和废铅膏(主要含PbO2、PbO)为原料实现如下转化。
已知：①90℃时，加入过量盐酸和MgCl2溶液的混合液将铅元素全部以
的形式浸出。
②
请回答：
(1)浸出过程中，发生了多个反应。请写出PbO2、PbS 在盐酸和MgCl2溶液的作用下转化为
的离子
方程式 ；在浸出时，MgCl2的作用为 。
(2)H2S 气体主要是由 (填化学式)反应产生的， (填“可以”、“不可以”)用CuSO4
溶液吸收。
(3)下列说法正确的是___________。
A．浸出产生的
最终氧化为
存在于溶液中
9
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B．
的空间构型是正四面体
C．可以向含
的溶液中加入适量的冷水结晶获得PbCl2
D．工业上主要通过电解熔融PbCl2制金属Pb
(4)设计实验，验证结晶后过滤得到的滤液中含有Fe 元素 。
3．（2024·四川雅安·模拟预测）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石(主要成分为
)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH 如下表。
沉淀物
开始沉淀pH
2.7
3.8
7.6
9.4
完全沉淀pH
3.2
5.2
9.7
12.4
(1)步骤前，β锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 。步骤中，酸浸后得到的酸性浊液中含有
Li+、
，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入石灰石调节溶液的pH 到6
沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。浸出渣的主要成分除SiO2外还有 (填写化学式)。
(2)①步骤
中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有
Fe2+、 。如果H2O2溶液加入过量，有气泡冒出，原因是 。
②下列说法正确的是 。
A．步骤的浸出液需冷却后再加入H2O2溶液
B．考虑工业生产成本，步骤
中石灰乳更换成烧碱更佳
C．步骤
母液中只有Na2SO4和NaOH
D．可通过离子交换膜法电解母液回收利用NaOH
(3)在实验室模拟工业生产中的蒸发浓缩操作，需要用到的玻璃仪器有 。
10
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(4)步骤
中得到的Li2CO3固体需要清洗，方法是： 。简述检验Li2CO3已被清洗干净的操作
。
11
