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专题08 工艺流程综合题
1．（2024·江西·二模）以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量SiO2)为原料制备草酸铜(CuC2O4)的流程如图所
示：
回答下列问题：
（1）滤渣中含有单质S 和 (填化学式)，写出“浸取”时反应的化学方程式： 。
（2）“还原”时除生成Cu 外，还有N2生成，写出该反应的离子方程式： 。
（3）“氧化溶解”时，也可以直接用稀硝酸溶解Cu，但没有采用此法，考虑的主要原因是 。
（4）向滤液1 中加入(或通入)___________(填字母)，可得到一种可循环利用的物质。
A．铁
B．氯气
C．高锰酸钾
D．氯化氢
（5）“制备”时
过多会导致
与
生成环状结构的配离子
，该配离子
的结构式为 (不考虑立体异构)。
（6）将一定质量的CuC2O4置于Ar 气中热解，测得剩余固体的质量与原始固体的质量的比值随温度变化的
曲线如图1 所示。350~400℃下剩余固体的化学式为 。
(7)一种储氢合金的晶胞结构如图2 所示。在晶胞中Cu 原子处于面心，Au 原子处于顶点位置。氢原子处于
由Cu 原子与Au 原子构成的四面体空隙中心(如图)，若所有四面体空隙都填满，则储氢后该晶体密度
为
(已知该晶胞的晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为
)。
2．（2024·广西·二模）镍、铬、铜及其化合物在工业上有广泛的应用，从电镀污泥［含有
、
1
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、
、
和
等］中回收制备
和其它金属及其化合物的工艺流程如
图所示。
已知：“萃取”可将金属离子进行富集与分离，原理如下：
(水相)＋2RH(有机相)
(有机相)
(水相)
回答下列问题：
（1）与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有 （填元素符
号）。原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用“
”表示，与之相反的用“
”表示，“
”即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Ni 原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为
。
（2）已知NiO 与MgO 的晶体结构相同，其中
和
的离子半径分别为66pm 和69pm。则熔点：
NiO MgO（填“＞”“＜”或“＝”），理由是 。
（3）滤渣1 的主要成分为 （填化学式）。
（4）电解之后加入碳酸钠调节pH 的目的是 。
（5）反萃取剂A 为 。
（6）“反萃取”得到的
溶液，在碱性条件下可被NaClO 氧化生成NiOOH 沉淀，该反应的离子方程
式为 。
(7)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系：
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8
℃
53.8℃~280℃
高于280℃
晶体形态
多种结晶水合物
由
溶液获得
晶体的操作依次是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
3．（2024·广西·二模）ZnO 是一种难溶于水的白色固体，在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂，医
药上用于制软膏、橡皮膏等。工业上由菱锌矿（主要成分为
、ZnO，还含有少量
、FeO、
、
等杂质）制备ZnO 的工艺流程如图所示：
2
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已知：①常温下：
，
；
②“溶浸”后的溶液所含金属离子主要有：
、
、
、
；
③氧化性顺序：
。
回答下列问题：
（1）基态Zn 原子的最高能层符号为 。
（2）滤渣1 的化学式是 ，“溶浸”过程中
发生反应的离子方程式是 。
（3）“氧化”时适当加热，其目的是 ，但温度不能过高，其原因是 。
（4）已知“氧化”后溶液中
，“调pH”的pH 范围是 （保留两位有效数
字）。（已知：溶液中离子浓度小于等于
时，认为该离子沉淀完全。）“还原”时加入锌粉的
目的是 。
（5）有机萃取剂HA 与
反应的化学方程式为
，则“反萃取”时加入
试剂X 的化学式是 。
（6）在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是 ，“沉锌”得到碱式碳酸锌[化学式为
]，碱式碳酸锌升温过程中固体的质量变化如图所示。350℃时，剩余固体中已不
含碳元素，则剩余固体的成分是 （填化学式）。
4．（2024·贵州·模拟预测）四氧化三铁俗称磁性氧化铁，常用于制造录音磁带和电讯器材，也可作颜料和
抛光剂。某工厂以硫铁矿烧渣(主要含有
等元素的氧化物及
)为原料，制备
的工艺流
程如图所示。
3
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已知：常温下，
、
、
。
回答下列问题：
（1）“酸溶”硫铁矿烧渣时，为了加快酸溶速率可采取的措施有 (任写两条)。
（2）料渣1 的主要成分有 (填化学式)。
（3）常温下，已知溶液中
，要使
沉淀完全，则“调
”的范围是
(保留2 位有效数字，一般离子浓度
认为沉淀完全)。
（4）加入
“沉铁”时，发生反应的离子方程式为 。
（5）①“煅烧1”的目的是将
转化为
，若“煅烧2”阶段发生反应时
，则
该反应的化学方程式为 。
②“煅烧2”时温度对
的纯度有很大影响。已知温度对
纯度的影响如图1 所示，则“煅烧2”
时，温度最好控制在
。
（6）一种铁基超导材料(化学式为
)的晶胞如图2 所示。已知：该晶胞底边边长为
，高为
，l 号原子的高为
。
为阿伏加德罗常数的值。
①该晶胞中，
原子的个数之比为 ；距2 号原子最近的铁有 个。
4
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②该晶体的密度为
，1 号原子的坐标为 。
5．（2024·贵州·二模）偏磷酸钡Ba(PO3)2具有耐高温、透光性良好等性能，是制备磷酸盐光学玻璃的基础
物质。利用湿法磷酸(主要成分为H3PO4，含有少量Mg2+、Fe3+、
、
等杂质)制备偏磷酸钡的一种
工艺的主要流程如图所示：
已知
时：①
；
②将NH3通入H3PO4溶液中，当pH=3.8~4.5 时生成NH4H2PO4，pH=8.0~8.2 时生成(NH4)2HPO4。
回答下列问题：
（1）“滤渣1”中含硫化合物的化学式为 。
（2）“滤渣2”的主要成分有
及
，其中生成
的离子方程式为 ；
下，当
沉淀完全时，
至少为
[当
时认为沉淀完全]。
（3）“氨化”的目的之一是通入NH3调节溶液的pH，当溶液pH 为4.3 时H3PO4转化为 (填化
学式)。
（4）“脱镁”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若将流程中“氨化”与“脱镁”交换，Mg2+沉淀不完
全，原因是 。
（5）“结晶”后得到
晶体，“煅烧”时生成
和
等物质，其反应的化学方程式为
；比较
键角：
(选填“
”“
”或“
”)，其原因是 。
6．（2024·江西赣州·二模）某研究小组模拟用硫酸化焙烧—水浸工艺从高砷铜冶炼烟尘中浸出铜、锌的流
程如下。
已知：①高砷铜冶炼烟尘的主要化学成分为锌、铜、铅的砷酸盐
及氧化物，焙烧时，金属砷
酸盐转化为硫酸盐与
。各元素质量分数如下：
Cu
Zn
As
Pb
In
Ag
5.60%
15.60%
28.68%
22.34%
0.073%
0.01%
5
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25℃
②
时，硫酸铅的溶度积常数
；
③浸出率的计算：浸出率
。
回答下列问题：
（1）基态Zn 原子的价层电子排布式为 。
（2）“焙烧”时，无烟煤除了为焙烧提供热量外，还表现 的作用。请补全
参与
反应的化学方程式：
。
（3）“水浸”时，所得浸渣的主要成分为 (写化学式)，往浸取液中加入的金属单质是
(写化学式)。
（4）高砷铜冶炼烟尘经过焙烧、水浸等工序后，测得浸取液中
为
，请从理论上分
析铅是否沉淀完全？ (列式计算并得出结论)。
（5）铜浸出率的测定：从上述流程中得到的1L 浸取液中取50mL 与过量的酸性KI 完全反应后，过滤，往
滤液中滴加淀粉溶液为指示剂，用
标准溶液滴定，滴定终点时消耗
标准溶
液21.00mL。
(已知：
，
)
①滴定终点的现象为 。
②忽略流程中的损失，可得铜的浸出率为 。
7．（2024·甘肃·三模）硫酸铜可用于游泳池消毒，工业上一种利用含铜矿石（主要含
、
、FeS
以及少量
等）制备硫酸铜晶体的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）为了提高“焙烧”的反应速率，可采取的措施为 （任写一种即可）。
（2）“焙烧”时金属元素均转化为其高价氧化物（CuO、
），
发生反应的化学方程式为
。
（3）“酸溶”后，溶液中的金属阳离子有 ；“滤渣a”用途为 （任写一点即可）。
（4）“转化”时发生反应的离子方程式为 ，不能将双氧水替换为硝酸的原因是 ，
“一系列操作”包括蒸发浓缩、 、过滤、干燥。
（5）硫酸铜晶体（
）结晶水的测定：准确称量硫酸铜晶体的质量
，低温加热至晶体全部
变为白色，冷却至室温后称量，反复几次，最终质量恒为
，则结晶水
（用字母表示）。
6
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（6）某Cu、O 化合物的晶胞结构如图所示，该晶体的密度为
，晶胞参数为
。
O
①
的配位数为 。
②阿伏加德罗常数= （用含
、a 的字母表示）。
8．（2024·河南新乡·二模）以辉铋矿（主要成分为
，含
、
、
杂质）为原料制备铝酸铋
的一种工艺流程如图所示：
已知常温下，部分难溶物的溶度积常数如表：
难溶
物
（不溶于氨水）
（1）铋与氮同主族，则铋元素位于元素周期表 （填“s”“p”“d”或“ds”）区。
（2）已知“滤渣1”中含有S 单质，写出“浸取”时生成S 的主要反应的离子方程式： 。
（3）“还原”时发生主要反应的离子方程式为 ，“碱溶”步骤中加入
的目
的是 。
（4）常温下，“沉淀”前，若“滤液”中Cu 浓度为0.005
，
浓度为0.01
，则“沉
淀”时调pH 的最大值应小于 。[已知：当某离子浓度小于或等于
时，认为该离子
已完全沉淀，
；
不溶于氨水]
（5）中国科学院福建物质结构研究所某团队将
掺杂
（晶胞结构为a）获得空位有序型双钙钛
矿纳米晶体（晶胞结构为b），过程如图所示。若a 和b 的晶胞参数均为x nm，晶胞a 中的
的配
位数为 ，晶胞b 中两个最近的
的距离为 nm，晶体b 的密度为
（写计算式即可）
。
7
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9．（2024·吉林长春·三模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废
水(含
、
、
)和草酸泥渣(含
、
)为原料制备铬酸铅的流程如图所示，已知：
（1）铬元素在周期表中的位置是 ，基态铬原子价电子排布式为 。
（2）草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入
是为了将
转化为
，同
时放出
，该转化过程的化学方程式为 。
（3）滤渣的主要成分为
、 (填化学式)。
（4）“氧化”步骤加入过氧化氢溶液发生反应的离子方程式为 。
（5）为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因是 。
（6）处理含
的废水时，
被还原成
，若投入
，使金属阳离子恰好完全
形成铁铬氧体
沉淀，理论上还需要
的物质的量为
。
10．（2024·吉林白山·二模）钪(
)及其化合物在电子、超导合金和催化剂等领域有重要应用。一种利用
8
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钛白废酸液(含
、
、
的硫酸废液)和赤泥(含有
、
、
、
)联合制备
的
工艺流程如图所示。回答下列问题：
已知：25℃时，
。
（1）基态
的简化电子排布式为 。
（2）为提高“浸取”速率，可采取的措施有 (写出一条即可)，“浸渣”的主要成分是
(写化学式)；水相中含有的金属离子主要是 (写离子符号)。
（3）“除钛”时，加入
的作用是 。
（4）25℃时，若使“反萃取”后水溶液中的
沉淀完全(离子浓度
)，应控制溶液的
不
低于 (保留两位有效数字)。
（5）写出草酸钪晶体
“灼烧”时发生反应的化学方程式： 。
11．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）锑属于氮族元素，广泛用于制造合金、瓷器、颜料、印刷油墨、防爆材
料等。现用锑精矿(主要含有
等杂质)来制备锑和焦锑酸钠
。其工
艺流程如图所示：
已知：常温下，
，
。
回答下列问题：
（1）
位于元素周期表的 区，其基态原子的简化电子排布式为 。
（2）滤渣的主要成分有 。
（3）“碱浸”时，
发生反应的化学方程式为 。
（4）“电解”过程中，阳极上发生的两个电极反应式为 、 。
（5）滤渣
的主要成分有 。
（6）产品
需洗涤、干燥，检验固体是否洗涤干净的试剂为 (填化学式)。
9
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(7)常温条件下，向碱浸液中加入
溶液，生成
和
沉淀时，溶液的
为10，则溶液中剩
余
。
12．（2024·黑龙江·二模）以Al2O3为载体的钯催化剂常用于石化行业加氢催化裂化过程中，工业上以失活
后的废Pd-Al2O3催化剂(主要含有Pd、Al2O3，还有少量PdO、SiO2、C)为原料制备氯化钯的流程如下：
已知：PdO 性质稳定，难溶于水、盐酸。
（1）“焙烧”能有效清除废催化剂表面的积碳，打开Al2O3载体对钯的包裹，提高“氯化浸出”率。依据
下图可判断“焙烧”的温度和时间应控制在 ，若焙烧时间过长，导致“氯化浸出”率下降可
能的原因是 。
（2）“氯化浸出”时使用的盐酸浓度不宜过高的原因是 ，通过该工序可将Pd 转化为
，
呈平面四边形，则
的杂化轨道类型为 (填字母)。
A．sp2杂化 B．sp3杂化 C．dsp2杂化 D．dsp3杂化
（3）滤渣1 为 ，滤渣2 为 。
（4）就“沉钯”中获得的
进行“热分解”，生成的气体可返回 工序继续使用。
（5）工业上也可用
还原
制取海绵Pd，且对环境友好，该反应的化学方程式为
。
13．（2024·安徽安庆·二模）粗氢氧化钴Co(OH)3是以铜钴矿为原料湿法提取而得到的粗制钴盐中间品，
含有MnOOH 以及Al2O3、Fe3O4、Mg 等杂质，粗氢氧化钴湿法制取精制硫酸钴流程如下：
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（1）浸出时添加还原剂SO2对原料中的锰和 (填元素名称)进行有效浸出。保持温度，
流速等条
件不变，Co 浸出率与时间关系如图所示，则
浓度最适宜为 mol/L。
（2）“除杂”时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
。
被
氧化为
，该反应的离子方程式为 (已知：
的电离第一步完全，第二步微弱)。生石灰调
节
(保留一位小数)时，检验反应后的滤液中恰好不存在
(已知：
的
，
离子浓度
时沉淀完全)。
（3）在萃取剂一定量的情况下，提高萃取率的措施有 (答出一点即可)，萃取后水相溶液中存在的
金属离子有 。
（4）硫酸钴的溶解度曲线如图所示，从溶液中获得CoSO4•7H2O 的方法是 。
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14．（2024·安徽·二模）锂离子电池给生活带来了便利，但数量巨大的废旧锂电池的处理问题也日益显
现。对废旧锂离子电池的有效回收，不仅具有巨大的社会、经济效益，而且还可以缓解我国钴和锂等矿产
资源紧缺的压力。以某废旧电池材料为原料(主要成分为
，还含有少量铁、铝等元素的化合物)制备
和
的工艺流程如图所示。
已知：①
微溶于水。
难溶于水，且能与过量的
生成
。
②常温下，几种物质的
。如下表：
物
质
回答下列问题：
（1）基态Co 原子的价电子排布式为 。
（2）“酸浸”过程中
反应的离子方程式为 ；该过程不适合用盐酸代替
，从绿色
化学角度分析其原因是 。
（3）“调pH”时溶液
，常温下，若使杂质离子全部沉淀，则调节pH 的范围是
(已知：离子浓度
时，认为沉淀完全)。
（4）鉴别洗净的
和
固体常用方法的名称是 。
（5）“沉钴”时，钴的沉淀率与
加入量的关系如图所示，随
的进一步增
大，钴的沉淀率减小的原因是 。
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（6）
在空气中“焙烧”转化为
的化学方程式为 。
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