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第05 讲 工业流程题解题策略
目录
01 课标达标练
题型01 考查流程中原料的预处理方法
题型02 考查流程中反应条件的控制
题型03 考查洗涤的方法
题型04 考查分离、提纯方法选择
题型05 题型突破——综合考查回收再利用
题型06 题型突破——综合考查物质的制备
02 核心突破练
03 真题溯源练
题型01 考查流程中原料的预处理方法
1．(2026 届高三上·安徽大联考·开学考)某废弃锂离子电池正极材料(含
、
及少量Al、Fe 等杂
质)的湿法回收流程如图所示：
已知：①常温下，溶液中金属离子完全转化为氢氧化物沉淀时的pH 如下表：
金属离子
pH
4.7
8.6
3.2
9.0
1.1
10.1
②
微溶于水，在冷水中的溶解度比在热水中的大。
回答下列问题：
1
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(2)“酸浸”时为加快浸取速率，可采取的措施有 (写出两种)。
【答案】(2)粉碎正极材料、适当加热或搅拌等
【详解】（2）根据影响反应速率的因素，粉碎正极材料、适当加热或搅拌等可加快“酸浸”时的速率；
2．(2026 届高三上·安徽大联考·开学考)镓(Ga)是一种用途广泛的稀散金属，被誉为“电子工业脊梁”，微
量伴生于铝土矿中，某铝冶炼厂的废渣中含有铝、镓、锌、铁等金属元素的单质或氧化物。研究人员设计
了一种镓的回收流程，如图所示。
已知：
①Ga 与Al 性质相似，
是两性氢氧化物；“酸浸”后
为Ga 最稳定存在形式。
②TBP(磷酸三丁酯)是一种广泛使用的中性萃取剂，对Ga(
)
Ⅲ和Fe(
)
Ⅲ均有较强萃取能力。
(1)用盐酸浸取废渣时，提高浸取速率的方法为 (答出一条即可)。
【答案】(1)适当升高温度、粉碎废渣、搅拌、适当提高酸的浓度
【详解】（1）影响速率的因素中，可选用的方法为适当升高温度、粉碎废渣、搅拌、适当提高酸的浓
度；
题型02 考查流程中反应条件的控制
3．(2025 届·安徽省A10 联盟·最后一卷)POM 是一种常用的浸渍试剂，一种从辉钼矿(主要含有
、
、
、
，以及其它惰性杂质)获得POM、Ni 以及
的流程如下图所示：
已知：“闪速焙烧”所得烧渣中生成的氧化物有
、
、
；氨水不能溶解
、
等。
请回答下列问题：
(3)“脱硫”工序需控制温度在
之间，原因是 。
(4)其他条件一定时，钼的浸出率与“氨溶”温度和时间的关系如下图。“氨溶”条件宜采用 ，渉
及的离子方程式为 。
2
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【答案】(3)温度过低，反应速率慢；温度过高NaClO 或HClO 不稳定分解
(4) 80℃、60 min
【详解】（3）从反应速率角度分析，温度低反应速率慢，不利于生产效率；从物质性质角度分析，温度
过高，参与脱硫反应NaClO 或生成的HClO 易分解，影响脱硫效果；因此答案为：温度过低，反应速率慢；
温度过高NaClO 或HClO 不稳定分解。
（4）从钼的浸出率与“氨溶”温度时间和关系图看，在80℃时浸出率较高，时间60 min 左右浸出率较
好，且再增加时间浸出率提升不明显，所以答案为80℃、60 min；根据分析可知MoO3与氨水的反应方程
式，由于氨水是弱电解质，生成物(NH4)2MoO4可溶，故其离子方程式为：
。
4．(2025 高三上·安徽省池州市·教学质量统一监测)镓作为一种战略金属，广泛应用于现代军事、无线通
讯、生物、太阳能电池、半导体等诸多新兴领域，在航空航天中也具有重要地位。一种由砷化镓废料（主
要含
、
、
、
等难溶物）制备镓的工艺流程如图：
已知：①
在周期表中位于
的正下方，性质与
相似；
②常温下，相关元素可溶性组分物质的量浓度与
的关系如图所示。
回答下列问题：
(3)“碱浸”温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因是 。
【答案】
3
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(3)温度低于70℃，反应速率较慢，温度高于70℃，
分解
【详解】（3）因为温度低于70℃，反应速率较慢，温度高于70℃，
分解，所以“碱浸”温度控制在
70℃左右，温度不能过高或过低；
5．(2026 届高三上·安徽省六安第一中学·第一次检测 )某废合金的主要成分为Sn、Cu、Pb、Fe，一种综合
回收的工艺流程如图所示：
已知：常温下，Ksp(PbCl2)=1.6×10-5，Ksp(PbSO4)=1.6×10-8，Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10-27.85。
回答下列问题：
(4)常温下，为使Sn2+完全沉淀，“调pH”时应使溶液pH 不低于 (结果保留1 位小数)。
【答案】
(4)2.6
【详解】（4）Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10-27.85，则
，为使Sn2+完全沉淀，即
，则需
，此时
，
所以pH=-lgc(H+)≥2.575≈2.6，故“调pH”时应使溶液pH 不低于2.6。
题型03 考查洗涤的方法
6．(2025 届高三下·安徽省蚌埠市·第二次质检)由含银废催化剂(主要含
、
及少量
、
、
、
等，
不溶于硝酸)制备粗银的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(3)“过程Ⅱ”中，检验沉淀表面的
已洗涤干净的试剂可以用 。
4
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【答案】
(3)KSCN 溶液或亚铁氰化钾溶液
【详解】（3）由分析可知，操作Ⅱ的沉淀表面有残留的铁离子，检验操作Ⅱ的沉淀是否洗涤干净的方法
是：取适量最后一次洗涤液于试管中，加入几滴KSCN 溶液或亚铁氰化钾溶液，若溶液不变红或不产生蓝
色沉淀，说明沉淀已被洗涤干净；
7．(2025 届高三上·安徽阜阳临泉县田家炳实验中学·12 月月考)四氧化三锰是一种重要的电子和新能源基础
原材料，可以用于生产软磁锰锌铁氧体、锂电正极材料锰酸锂和负温度系数热敏电阻等。以软锰矿(主要成
分为MnO2，还含少量Fe、Si、Al 等的氧化物)和硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料可制备大颗粒的Mn3O4。
说明：
Ⅰ．“浸取”：研究发现，酸浸时FeS2和MnO2颗粒反应的原理如图1 所示(部分产物未标出)。
Ⅱ．通空气“氧化”：将“沉淀”步骤所得的含少量Mn2(OH)2SO4的Mn(OH)2固体滤出，洗净，加水打成
浆，浆液边加热边持续通入空气，制得Mn3O4。
Ⅲ．氢氧化物开始和完全沉淀时溶液的pH 见下表：
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀的
pH
3.4
2.2
6.3
8.1
完全沉淀的
pH
5.2
3.2
9.7
10.4
(5)检验“沉淀”已洗净的操作是 。
【答案】(5)取少许最后一次洗涤液于试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净
(6) 6
×107
【详解】
（5）沉淀表面含有硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀，故检验“沉淀”已洗净的操作
是：取最后一次的洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的
溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净；
5
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题型04 考查分离、提纯方法选择
8．(2025 届高三上·安徽省马鞍山市·第一次教学质量监测)纯净的
是白色粉末状固体，俗称钛白，常用
作高级颜料。一种由钛铁矿(主要含
，其他杂质可忽略)制备
的工艺流程如下：
已知：①萃取剂三烷基氧磷(TRPO)对Fe(
)
Ⅲ和Ti(
)
Ⅳ均有萃取能力，萃取剂叔胺(N235)对Fe(
)
Ⅲ有非常强的
选择性。②高纯钛液(
)水解可得到偏钛酸(
)。③Ti(
)
Ⅲ可被
氧化为Ti(
)
Ⅳ。回答下列问
题：
(2)“冷冻结晶”的目的是 ；“转化”反应的离子方程式为 。
【答案】(2) 析出FeCl2晶体，减少溶液中
含量，防止后续操作中消耗过多的H2O2和萃取剂
【详解】（2）“冷冻结晶”的目的是降低温度有利于析出FeCl2晶体，减少溶液中
含量，防止后续操
作中消耗过多的H2O2和萃取剂。“转化”工序中加入
会将
氧化为
，反应的离子方程式为：
。
9．(2025 届高三下·安徽省华师联盟·5 月质量检测试)以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3
和不溶性杂质等)为原料合成媒染剂“翠矾”(NiSO4·7H2O)和结构化学研究的热点物质氟镍化钾(K2NiF4)的工
艺流程如下：
该工艺条件下，溶液中金属离子开始和完全沉淀的pH 如下表所示：
金属离子
Fe3+
Al3+
Fe2+
Ni2+
开始沉淀的
pH
2.7
3.8
7.6
7.1
完全沉淀的
pH
3.7
5.2
9.7
9.2
回答下列问题：
6
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(5)“操作A”是 、 、过滤、洗涤、干燥。
【答案】
(5) 蒸发浓缩 冷却结晶
【详解】（5）从溶液中获得NiSO4·7H2O 的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
题型05 题型突破——综合考查回收再利用
10．(2025 届高三下·安徽五校联考·5 月月考)铜冶炼产生的铜渣是重要的二次矿产资源。从一种铜渣(主要含
、
、
和
及少量单质
、
)中回收硅、铁、钴、铜的工艺如下：
已知：①
易形成凝胶，难过滤，250℃时，易脱水。
②25℃时，相关物质的
见下表
物质
回答下列问题：
(1)基态
原子的价电子排布式为 。
(2)“酸浸”时，有空气参与反应，
溶解的化学方程式为 。
(3)“高温固化”的作用是 。
(4)“氧化”中氧化剂不选用硝酸代替
的原因是 。
(5)25
“
℃碱沉1”中，
时，
沉淀完全(
)。
(6)“滤液3”中存在的主要阳离子有 。
(7)一种铜金合金的晶胞中
原子处于面心，
原子处于晶胞顶点；该晶体具有储氢功能，氢原子可进入
由
原子与
原子构成的四面体空隙中，该晶体储氢后的晶胞结构如图所示，若“●”同等代表
原
子与
原子，则该晶体储氢后的化学式为 。
【答案】(1)
7
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(2)
(3)使
脱水转化为
，便于除去
(4)不引入杂质
(5)2.8
(6)
和
(7)
【分析】铜渣加入稀硫酸酸浸，再高温固化将H4SiO4脱水生成SiO2便于除去，加水浸取，滤液中有Fe2+、
Cu2+、Co2+等离子，滤渣为SiO2，加入氧化剂氧化将Fe2+氧化为Fe3+离子氧化剂选择H2O2，不会引入杂质，
加入氨水调节pH 值使Fe3+离子沉淀除去，滤渣2 为Fe(OH)3，滤液中再加入氨水，使Cu2+转化为水胆矾，滤
液3 中有CoSO4和(NH4)2SO4，据此分析；
【详解】（1）Co 是第27 号元素，基态
原子的价电子排布式为
；
（2）“酸浸”时，因为铜在金属活动性顺序中位于氢之后，不能直接与硫酸反应，需要氧气参与将其氧
化，所以在有空气参与的情况下，铜与硫酸反应，化学方程式为
；
（3）已知
易形成凝胶，难过滤，250℃时易脱水，“高温固化”的作用是使
脱水转化为
，便于后续过滤分离
（4）“氧化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，不能引入杂质，可选用的最佳试剂为H2O2；且硝酸的还原产物
会污染空气；
（5）对于
，
，已知
，Fe3+沉淀完全时
，则
，
，所以pH≥2.8；
（6）整个流程中，加入硫酸进行酸浸，“滤渣3”中可回收的盐主要有
和
，故存在的主要
阳离子有
和
；
（7）晶胞中Cu 原子处于面心，Au 原子处于晶胞顶点，据“均摊法”，晶胞中含
个Cu、
个
Au；氢原子可进入由Cu 原子与Au 原子构成的四面体空隙中，则晶胞中含有8 个H，则该晶体储氢后的化
学式为
。
11．(2025 届·安徽省普通高中学业水平选择性考试·冲刺卷)湿法炼锌的主要工序有焙烧、浸出、净化和电
积，浸出后获得大量的含Zn、Co、Ni、Fe、Mn、Cd 等金属的钴镍渣，为有效回收钴镍渣中的有价金属，
设计如图所示的工艺流程：
8
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(1)基态Co 原子的价电子排布式为 。
(2)加热能提高“酸浸”速率，除此外还可采取的措施有 (填1 条即可)。“酸溶”时却不宜采用加
热的方法来加快反应速率，其原因是 。
(3)“氧化分离”时，过硫酸钠的用量与溶液中金属离子的脱除率的关系如图所示。
①氧化剂Na2S2O8的阴离子结构为
，其中硫元素化合价为 ，其阴离子结构片段
S—O—O—S 中的所有原子 (填“在”或“不在”)一条直线上。
②流程中过硫酸钠的加入量应为理论量的 (填字母)倍。
a.2~3 b.4~5 c.7~8
(4)滤渣1 中主要含MnO2、 ，写出生成MnO2的离子方程式： 。
(5)由碱式碳酸锌可制备ZnO，ZnO 的晶胞结构如图，则锌的配位数为 ；已知晶胞参数为a cm，该晶
体的密度为 g·cm-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
【答案】(1)3d74s2
(2) 搅拌 加热时MnO2可能会与盐酸反应(或加热会使HCl 挥发,降低利用率)
(3) +6 不在 c
9
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(4) Fe(OH)3、Co(OH)3 Mn2++
+4OH-=MnO2↓+2
+2H2O
(5) 4
【分析】钴镍渣(含Zn、Co、Ni、Fe、Mn、Cd 等金属)中加入硫酸充分酸浸，过滤除去浸渣；向滤液中加入
锌粉除镉，将溶液中的镉元素还原为单质镉，过滤得到海绵镉，再向滤液中加入Na2S2O8、NaOH 进行氧化
分离，此时生成的Co(OH)3、Fe(OH)3、MnO2沉淀而成为滤渣1，滤液中主要含有Ni2+、Zn2+，滤液除镍后所
得的净化液经过一系列操作得到xZnCO3∙yZn(OH)2∙zH2O，再向滤渣1 中加入盐酸进行酸溶，将Co(OH)3、
Fe(OH)3溶解，而MnO2不溶，过滤得到MnO2；向滤液中加入氨水进行络合，过滤得到的滤渣2 为
Fe(OH)3，经灼烧得到铁红；同时得到[Co(NH3)6]Cl3滤液，据此解答。
【详解】（1）Co 是27 号元素，其原子核外有27 个电子，基态Co 原子的价电子排布式为3d74s2；
（2）加热能提高“酸浸”速率，除此外还可适当增大酸的浓度、不断搅拌混合物等，则除此外还可采取
的措施有搅拌等。当盐酸浓度较大时，加热可能会与MnO2反应，且盐酸具有挥发性，所以“酸溶”时不
宜采用加热的方法来加快反应速率，其原因是：加热时MnO2可能会与盐酸反应(或加热会使HCl 挥发，降
低利用率)；
（3）
①Na2S2O8的阴离子(
)存在一个过氧键，有两个氧原子的化合价为-1 价，剩余6
个氧原子的化合价为-2 价，则硫元素化合价为+6 价；过硫酸钠阴离子结构中存在过氧键，根据过氧化氢中
过氧键的结构可知，阴离子结构片段S—O—O—S 中的所有原子不在一条直线上；
②由图可知，过硫酸钠的用量为理论量的7 倍时，Mn2+、Co2+、Fe2+的脱除率接近100%，则过硫酸钠的用量
应为理论量的7~8 倍，故选c。
（4）由分析可知，滤渣1 中主要含MnO2、Fe(OH)3、Co(OH)3，Mn2+和
在碱性环境下发生氧化还原反
应生成MnO2、
和
，根据得失电子守恒和电荷守恒配平可得生成MnO2的离子方程式为：Mn2++
+4OH-=MnO2↓+
+2H2O；
（5）在ZnO 晶胞中，含Zn 原子个数为
，含O 原子个数为4，由ZnO 的晶胞结构图可以看
出，O 原子周围有4 个Zn，则Zn 原子周围也有4 个O，所以锌的配位数为4；已知晶胞参数为acm，则该
晶体的密度为
。
12．(2025 届高三下·安徽阜阳临泉第二中学·期中)锂电池中一些金属的回收利用是未来发展的一大方向。将
废弃锂电池的正极材料LiCoO2进行氯化处理回收Li 的工艺流程如下：
10
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回答下列问题：
(1)Co 在元素周期表的位置为 ，Co2+和Co3+的未成对电子数之比为 。
(2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，滤饼2 的主要成分的化学式为 ，“500 ℃焙烧”反应生成的
氧化产物与还原产物的物质的量之比为 ；碳酸锂(Li2CO3)与CoCO3按n(Li) n(Co)=1:1
∶
混合，然后在空
气中于700 ℃烧结可合成锂电池的正极材料LiCoO2，该反应的化学方程式为 。
(3)碳酸锂的溶解度随温度变化的关系如图所示，向滤液2 中加入Na2CO3固体，将温度升至90 ℃是为了提
高沉淀反应速率和 ，得到碳酸锂沉淀的操作为 (填字母)。
a.静置，过滤 b.加热后，趁热过滤 c.蒸发浓缩、冷却结晶 d.蒸发结晶
(4)取100 mL 滤液2，其中c(Li+)=0.10 mol·L-1，为使锂元素的回收率不低于80%，则至少应加入Na2CO3固体
的物质的量为 mol[已知Ksp(Li2CO3)=3.6×10-4]。
【答案】(1) 第四周期第Ⅷ族 3：4
(2) Co(OH)2 1：4 2Li2CO3 +4CoCO3 +O2
4LiCoO2 +6CO2
(3) 减少Li2CO3的溶解量，提高产率 b
(4)0.094
【分析】废弃锂电池的正极材料和四氯化硅在500℃条件下焙烧生成氯化锂、氯化亚钴、二氧化硅等；烧
渣经水浸、过滤得到含有二氧化硅的滤饼和滤液1；向滤液1 中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的亚钴离子
转化为氢氧化亚钴沉淀，过滤得到含有氢氧化亚钴的滤饼和滤液2；向滤液2 中加入碳酸钠溶液，将溶液
中的锂离子转化为碳酸锂沉淀，过滤得到碳酸锂。
【详解】（1）钴元素的原子序数为27，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，基态亚钴离子和钴离子的价电
子排布式分别为3d7和3d6，则未成对电子数之比为3：4，故答案为：第四周期第Ⅷ族；3：4；
（2）烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，由分析可知，加入氢氧化钠溶液的目的是将溶液中的亚钴离子转
化为氢氧化亚钴沉淀，则滤饼2 的主要成分是氢氧化亚钴；500 ℃焙烧时发生的反应为4LiCoO2+3SiCl4
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4LiCl+4CoCl2+3SiO2+O2↑，反应中钴元素的化合价由+3 价降低位+2 价，被还原，二氯化亚钴为还原产物，氧
元素的化合价升高被氧化，氧气是氧化产物，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：4；由题意可
知，生成钴酸锂的反应为碳酸锂和碳酸亚钴在700 ℃条件下反应生成钴酸锂和二氧化碳，反应的化学方程
式为2Li2CO3 +4CoCO3 +O2
4LiCoO2 +6CO2，故答案为：Co(OH)2；1：4；2Li2CO3 +4CoCO3 +O2
4LiCoO2 +6CO2；
（3）由图可知，碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小，则向滤液2 中加入碳酸钠溶液，将温度升高至
90℃是为了提高沉淀反应速率和减小碳酸锂的溶解量，提高产率，得到碳酸锂沉淀的操作为加热后，趁热
过滤，故答案为：减少Li2CO3的溶解量，提高产率；b；
（4）由题意可知，为使锂元素的回收率不低于80%，锂离子沉淀需要碳酸钠的物质的量为0.1mol/
L×0.1L×80%×
=0.004mol，溶液中剩余的锂离子浓度为0.1mol/L×20%=0.02mol/L，由溶度积可知，溶液中碳
酸根离子物质的量为
mol/L×0.1L=0.09mol，则最少需要碳酸钠的物质的量为
0.004mol+0.09mol=0.094mol，故答案为：0.094。
13．(2025 届高三下·安徽省合肥市·第二次教学质量检测)废旧磷酸铁锂电池提锂渣的主要成分为磷酸铁(
)，还有石墨粉、铝和铜的氧化物等，某科研小组从提锂渣中回收磷酸铁并实现正极材料再生的流程
如下。
已知：①
和
均难溶于水，但在强酸或磷酸条件下可生成易溶的磷酸二氢盐；
②铁磷溶液的主要成分为
。
回答下列问题：
(1)为提高提锂渣的“浸出”率，可采取的措施有 (写出一条)。
(2)“除杂”时加入适量铁粉可使
形成
沉淀从溶液中分离，原因是 ；“滤渣”的主要
成分有石墨、
和 (填化学式)。
(3)“氧化”后生成难溶性的
，该反应的化学方程式为 。
(4)“氧化”终点所得溶液需调节一定
以使铁、磷元素充分沉淀制备磷酸铁，终点
对制备磷酸铁过程
的影响如下图所示。由图分析，终点
约为 最适宜，若大于该
，会导致 。
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(5)“滤液”中可循环使用的物质主要是 (填化学式)。
(6)“煅烧”时葡萄糖的作用是 。
【答案】(1)将提锂渣磨成粉末(或适当升温等，合理即可)
(2)
与
反应，使
转化为
，从而使
沉淀 Cu
(3)
(4) 2.5(或2-2.5 之间)
生成
，使磷酸铁中杂质增多
(5)
(6)作还原剂
【分析】提锂渣的主要成分为磷酸铁(
)，还有石墨粉、铝和铜的氧化物等，加入稀硫酸和磷酸将固
体溶解，加入铁粉可降低溶液酸度，使得
形成
沉淀从溶液中分离，铁磷溶液的主要成分
被过氧化氢氧化后生成
，从溶液中滤出后经脱水后，加入葡萄糖和碳酸锂，发生反
应生成LiFePO4，实现正极材料再生。
【详解】（1）为提高提锂渣的“浸出”率，可采取将提锂渣磨成粉末(或适当升温等)的措施；
（2）“除杂”时加入适量铁粉，
与
反应，使
转化为
，从而使
沉淀；根据分析可
知，“滤渣”的主要成分有石墨、
和Cu；
（3）
在
作用下被氧化为
，化学方程式：
；
（4）根据图示，终点
约为2.5 时，Fe、P 元素沉淀率都比较高，且基本达到最大；若大于该
，会导
致
生成
，使磷酸铁中杂质增多；
（5）滤液中剩余的硫酸可循环使用；
（6）“煅烧”时葡萄糖中的C 元素起还原性作用，将硫酸铁中的铁元素还原为+2 价，实现正极材料的再
生。
题型06 题型突破——综合考查物质的制备
13
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14．(2025 届高三下·皖南八校·三模)脆硫铅锑矿除含铅和锑主要金属外还含有铁、银、锌、铜、砷、铟等多
种杂质金属，通常被认为是
，该矿必须通过冶金过程才能分离铅锑。空气氧化法制备焦锑酸
钠、硫代硫酸钠的工艺流程如下图所示：
已知：①铅、铁、银、锌、铜、铟元素都进入铅渣；
②“碱浸”后，锑、砷分别以硫代亚锑酸钠
、硫代亚砷酸钠
形式存在；
③常温下，
，
，通常残留在溶液中的离子浓度小于
时就认为沉淀完全；
④
难溶于冷水。
回答下列问题：
(1)焦锑酸钠中Sb 元素的化合价为 ，硫代亚砷酸钠中As 元素的杂化方式为 。
(2)“碱浸”中，加入NaOH 提供碱性环境的作用是 。“操作Ⅰ”中用到的玻璃仪器有烧杯、 、
。
(3)“碱浸”过程中，
发生反应的化学方程式为 。
(4)制备焦锑酸钠反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)常温下，若铅渣经过处理后溶液中只有
和
，且浓度均为
，使
完全沉淀而
不
沉淀，需控制溶液pH 的范围是 。
(6)基态As 原子的价电子排布式为 。砷化镓立方晶系结构如图所示，砷化镓的晶胞参数为xpm，阿
伏加德罗常数的值为
，则晶胞密度为
。
【答案】(1)
(2) 抑制
的水解 漏斗 玻璃棒
(3)
(4)
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(5)
(6)
【分析】加入
、
“碱浸”后，铅、铁、银、锌、铜、铟元素都进入铅渣，锑、砷分别以硫代
亚锑酸钠
、硫代亚砷酸钠
形式存在于浸出液中；通入压缩空气“空气氧化”，硫代亚
锑酸钠
转化为焦锑酸钠[NaSb(OH)6]沉淀和硫代硫酸钠溶液
，过滤除去焦锑酸钠
[NaSb(OH)6]，“氧化后液”中主要成分为硫代亚砷酸钠
和硫代硫酸钠
，据此回答问
题。
【详解】（1）焦锑酸钠[NaSb(OH)6]中Na、O、H 元素的价态分别为+1、-2、+1，根据化合物中元素正、负
化合价的代数和等于零可知，焦锑酸钠中Sb 元素的化合价为
；As 元素在元素周期表中的位置是第四周
期第ⅤA 族，
中As 的孤电子对数
，价层电子对数
，As 元素的杂化方式为
。
（2）
易水解，因此“碱浸”中，加入NaOH 提供碱性环境的作用是抑制
的水解；“操作Ⅰ”为
过滤，该操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
（3）“碱浸”过程中，
被
溶液溶解生成硫代亚锑酸钠
，发生反应的化学方程式为
。
（4）通入压缩空气“空气氧化”，硫代亚锑酸钠
转化为焦锑酸钠[NaSb(OH)6]沉淀和硫代硫酸钠
溶液
，根据电子守恒和元素守恒，制备焦锑酸钠反应的化学方程式为
，氧化剂
和还原剂
的物质的量
之比为
。
（5）溶液中
的浓度为
，则
，则
开始沉淀时溶液
；
，当溶液中
时
完全沉淀，
，解得
，
，
，故使
完全沉淀而
不沉淀，需控制溶液pH 的范围是
。
（6）As 元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅤA 族，因此基态As 原子的价电子排布式为
；由
晶胞结构图可知，每个晶胞中含As 原子：
个，Ga：4 个，砷化镓晶胞密度
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。
15．(2025 届高三下·安徽黄山·质量检测)钛白粉(
)是一种性能优良、应用广泛的白色颜料，工业上以钛
铁矿精矿(主要成分为
，含少量
、
和
)为原料冶炼钛白粉的流程如图所示。
已知：酸解后，钛主要以
形式存在。室温条件下，在
的溶液中
会完全水解生成
沉淀。
回答下列问题：
(1)基态
原子核外价层电子排布式为 。
(2)试剂X 应为 (填化学式)。
(3)酸解过程中，
发生的非氧化还原反应的化学方程式为 。
(4)酸解后需要加入铁粉还原的原因是 。
(5)测定样品中
纯度：取
样品，在酸性条件下充分溶解，加入适量铝粉将
还原为
。过滤
并洗涤，将所得滤液和洗涤液合并配制成
溶液。取
所配溶液于锥形瓶中，滴加几滴
溶液，用
标准溶液滴定，将
转化成
，重复操作3 次，平均消耗
标准溶液。
①该样品中
的质量分数是 (保留2 位有效数字)。
②若其他操作都正确，量取待测液的滴定管没有润洗，则测得结果将 (填“偏高”、“偏低”
或“无影响”)。
(6)一种四方晶系
的晶胞结构如下图所示，晶胞参数为
、
、
。
原子的配位数是
，该晶体的密度是
(用含
的代数式表示)
【答案】(1)3d24s2
(2)NaOH 溶液
(3)
+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O
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(4)防止加纯碱调节pH 生成氢氧化铁沉淀，酸解后需要加入铁粉把Fe3+还原为Fe2+
(5) 91% 偏低
(6) 3
【分析】钛铁矿精矿主要成分为
，含少量
、
和
。钛铁矿加碱溶浸，
、
和
氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠、硅酸钠，
和
与氢氧化钠不反应，过滤，滤渣中含有
和
，用浓硫酸“酸解”滤渣，酸解液中主要含有
、Fe2+、Fe3+，加铁粉把Fe3+还原为
Fe2+，加纯碱调节pH 使
水解为
沉淀，过滤出
，
煅烧得
。
【详解】（1）Ti 是22 号元素，基态
原子核外价层电子排布式为3d24s2；
（2）“溶浸”目的是除去
、
，
、
和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠、硅酸钠，所
以试剂X 应为NaOH 溶液。
（3）酸解过程中，钛主要以
形式存在，
发生的非氧化还原反应，可知
和浓硫酸反应
生成硫酸亚铁、TiOSO4、水，反应的化学方程式为
+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O
（4）
与浓硫酸反应生成硫酸铁，酸解液中主要含有
、Fe2+、Fe3+，Fe3+易水解，为防止加纯碱调
节pH 生成氢氧化铁沉淀，酸解后需要加入铁粉把Fe3+还原为Fe2+；
（5）测定样品中
纯度：取
样品，在酸性条件下充分溶解，加入适量铝粉将
还原为
。
过滤并洗涤，将所得滤液和洗涤液合并配制成
溶液。取
所配溶液于锥形瓶中，滴加几滴
溶液，用
标准溶液滴定，将
转化成
，Ti 元素化合价由+3 升高为
+4，Fe 元素化合价由+3 降低为+2，根据得失电子守恒得滴定关系式
~~
，根据钛元素守
恒，
~~
~~~
，n(
)=n［
］=
，
重复操作3 次，平均消耗
标准溶液。
①该样品中
的质量分数是
。
②若其他操作都正确，量取待测液的滴定管没有润洗，待测液浓度偏小，消耗标准液体积偏小，则测得结
果将偏低。
（6）根据晶胞结构图，晶胞中黑球数为
、白球数为
，根据
的化学式可知，黑
球表示Ti 原子、白球表示O 原子，Ti 周围有6 个O 原子，Ti 的配位数为6，Ti、O 比为1:2，所以
原子的
配位数是3。晶胞参数为
、
、
。该晶体的密度是
16．(2025 届高三下·安徽江南十校联考·一模)稀土金属已成为发展尖端科学技术不可缺少的材料，我国稀土
资源丰富，其中铈(Ce)是稀土中丰度最高的元素，其在电子材料、催化剂等方面的应用非常广泛。以氟碳
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铈矿石(含
)为原料制备
的工艺流程可表示为：
(1)“氧化焙烧”时，为提高反应速率和原料利用率，将空气从焙烧炉 通入(填“顶部”或“底
部”)。
(2)在硫酸介质中Ce(
)
Ⅳ可被磷酸二异辛酯(
)萃取，Ce(
)
Ⅲ不能被萃取。
①磷酸二异辛酯在煤油中通过氢键形成对称的环状二聚体，较大的烃基会使与之连接的氧原子难以形成氢
键，该环状二聚体结构式可表示为 。
②被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，本题实验条件下
。向
20mL 含
Ce(
)
Ⅳ的酸浸液中加入10mL 萃取剂，充分振荡、静置后，水层中
。
③“反萃取”过程中
的作用是 。
(3)加入硫脲
还原酸浸液中的
离子，生成二硫甲脒
和
，硫脲
和
反应的离子方程式为 。
(4)氧化铈(
)是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示，
和
之间
可进行可逆的电荷转移。假设
晶胞棱长为apm。
晶胞中
与最近
的核间距为
pm(用含a 参数表示)，每个
晶胞中
个数为 (用含x 参数表示)。
【答案】(1)底部
(2)
0.01 将Ce(
)
Ⅳ还原为Ce(
)
Ⅲ，使其进入水层
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(3)
2
(4)
【分析】氟碳铈矿CeFCO3焙烧时和氧气反应生成CeO2、CeF4和气体X 是CO2，化学方程式为：
，然后加入稀硫酸形成含Ce4+、
的溶液，加入有机萃取剂萃取
分液，取有机相用过氧化氢将Ce4+还原为
后反萃取得
，最终得
；
【详解】（1）“焙烧”采用逆流操作可增大反应物的接触面积，有利于提高反应速率，使焙烧更加充
分，提高原料的利用率，故粉碎后的矿渣从顶部加入，将空气从焙烧炉底部通入；
（2）
①磷酸二异辛酯在煤油中通过氢键形成对称的环状二聚体，较大的烃基会使与之连接的氧原子难以形成氢
键，该环状二聚体结构式可表示为;
；
②被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，
。向20ml 含
的酸浸液中加入10ml 萃取剂，充分振荡、静置后，水层中有
，解得
；
③反萃取时加
，可将+4 价铈还原为+3 价，使其进入水层；
（3）
加入硫脲(
)，将+4 价的Ce 还原为+3 价，硫脲和
反应的离子方程式为：
2
；
（4）Ce4+占据顶点和面心位置，为面心立方堆积，O2-填充在四面体空隙处，CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的
核间距为晶胞对角线长度的
，即
；假设CeO2-x中Ce4+和Ce3+的个数分别为m 和n，则m+n=1，由化
合价代数和为0 可得4m+3n=4-2x，解得m=1-2x，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的Ce4+或Ce3+的个数为
8×
+6×
=4，所以每个晶胞中Ce4+的个数为4-8x。
17．(2025 届高三下·安徽天一大联考·3 月月考)碳酸锂广泛应用于高能锂电池制造领域。工业生产中有一种
以铁锂云母(主要成分为K2O、Li2O、FeO、Al2O3、SiO2等)为原料制备碳酸锂的工艺，其工艺流程如图所示：
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回答下列问题：
(1)“溶解”时，为了提高溶解速率，可采取的措施为 (答两点)。
(2)“氧化”时通入空气，该步骤的离子方程式为 。
(3)“沉铁”时生成
，则“转化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)“电渗析”的装置如图所示，则N 电极与外接电源的 (填“正”或“负”)极相连；x、y 为离
子交换膜，则y 为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜；通过电渗析可以在 (用字母
A、B、C、D 表示)区域获取浓缩的LiCl 溶液。
(5)一定条件下，将饱和LiCl 溶液与饱和NaHCO3溶液等体积混合，初始时无明显现象，稍后溶液变浑浊并
伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。反应中产生的气体是 (填化学式)，该反应的离子方程式为
。
【答案】(1)粉碎铁锂云母、搅拌、适当升温等
(2)
(3)
(4) 负 阴 AC
(5) CO2
【分析】铁锂云母中加盐酸溶解，二氧化硅不与盐酸反应，故不溶，溶液中含钾离子、锂离子、亚铁离
子、铝离子等，用空气把亚铁离子氧化为铁离子，加
沉铁，过滤所得沉淀加氢氧化钠后转
变为
和
，转化后过滤所得滤液中
可循环利用，沉铁后的滤液加氢
氧化钠、氟化钠沉铝，所得滤液通过电渗析浓缩氯化锂溶液，蒸发后加碳酸钠沉锂，得Li2CO3。
【详解】（1）“溶解”时，为了提高溶解速率，可采取的措施为粉碎铁锂云母、搅拌、适当升温等。
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（2）“氧化”时，用空气把亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为
。
（3）“沉铁”时生成
沉淀，加氢氧化钠后转变为
和
，则“转化”
时发生反应的离子方程式为
。
（4）根据电渗析示意图，N 电极上生成H2可知，N 极为阴极，接外接电源的负极，M 极为阳极，接外接
电源的正极；且氯离子不能到阳极上放电，则x 膜为阳离子交换膜，y 膜为阴离子交换膜。M 极区域的
Li+通过x 膜移到A 区，B 区的Cl-通过y 膜移到A 区，A 区域获取浓缩的LiCl 溶液，B 区的Li+通过x 膜移到C
区，D 区的Cl-通过y 膜移到C 区，C 区域获取浓缩的LiCl 溶液。
（5）饱和LiCl 溶液和饱和NaHCO3溶液等体积混合后，产生了LiHCO3和NaCl，随后LiHCO3分解产生了CO2
和Li2CO3，反应的离子方程式为
。
1．(2025 届高三下·安徽部分学校·开学考)一种以含锑矿渣(主要成分为
，还含有
等)为原料制备含锑化工品锑白
和五氟化锑
的工艺如下：
已知：①“浸出渣”的主要成分为S 和
；“溶浸”液的主要阳离子有：
；
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的
如下表所示：
金属离子
开始沉淀时
2.2
7.5
9.6
完全沉淀时
3.2
9.0
11.1
请回答下列问题：
(1)基态
原子的电子排布式为
。
(2)“溶浸”工序时
被氧化的化学方程式为 。
(3)“还原”工序的目的是 。
(4)“一系列操作”为：向滤液中通入足量
，再将滤液
调至范围为 ，析出
沉淀，过滤将
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沉淀溶于 ，可返回“溶浸”工序循环使用。
(5)“脱氯”工序反应的离子方程式为 。
(6)在“隔膜电解”(以惰性材料为电极)过程中，电压大小对
的产率有很大影响，当电压控制不当，锑的
产率降低，是因为析锑电极发生了反应： (写出电极反应式)。
(7)“氟化”反应宜在 材质的实验仪器或设备中进行。(填序号)
a．玻璃 b．聚四氟乙烯塑料 c．铁
【答案】(1)
(2)
(3)将
还原为
，防止“水解”阶段析出
沉淀
(4)
(或合理答案) 盐酸
(5)
(6)
(7)b
【分析】溶浸步骤中，含锑矿渣的成份有Sb2S3、Fe2O3、MgO、SiO2，Fe2O3、MgO 属于碱性氧化物，SiO2为
酸性氧化物，加入盐酸溶液，Fe2O3、MgO 与盐酸反应生成FeCl3、MgCl2，根据信息，滤渣中含有S 单质和
SiO2，Sb2S3与FeCl3溶液反应生成Sb3+、S、Fe2+；还原步骤中，Sb 与Fe3+发生反应得到Sb3+、Fe2+；水解步骤
中，让Sb3+水解成SbOCl，滤液中含有Mg2+、Fe2+等离子，滤液经过转化，获得含FeCl3的溶液，在溶浸步骤
中循环使用；脱氯步骤中，根据流程可知，脱氯后Sb 元素转化成Sb2O3，因此SbOCl 与氨水发生
2SbOCl+2NH3·H2O=Sb2O3+2NH +2Cl-+H2O；酸溶步骤中，SbOCl 与盐酸反应生成Sb3+、Cl-；在经过后续操作，
获得SbF5。
【详解】（1）Sb 位于第五周期ⅤA 族，原子序数为51，其基态原子电子排布式为[Kr]4d105s25p3；
（2）浸出渣的主要成分为S 和SiO2，硫元素被氧化为硫单质，FeCl3作氧化剂，铁元素被还原为Fe2+，利用
原子守恒和得失电子数目守恒，推出化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=2SbCl3+6FeCl2+3S；
（3）根据流程可知，水解步骤中Sb3+水解为SbOCl，根据表格中数据，此时Fe3+开始出现沉淀，生成
Fe(OH)3，影响SbOCl 的纯度，即还原工序中加入Sb，将Fe3+还原成Fe2+，防止“水解”阶段析出Fe(OH)3沉
淀；
（4）滤液中含有Mg2+、Fe2+等离子，向滤液中通入足量的氯气，将Fe2+氧化成Fe3+，再将滤液pH 调至范围
为3.2≤pH＜9.6，使铁元素完全转化成氢氧化铁，过滤后，将沉淀溶于盐酸，得到氯化铁溶液，返回“溶
浸”工序循环使用；
（5）根据上述分析，脱氯工序反应的离子方程式为2SbOCl+2NH3·H2O=Sb2O3+2NH +2Cl-+H2O；
（6）“酸溶”工序中得到SbCl3、HCl，析出锑单质，发生在阴极，电压控制不当，锑的产率降低，可能该
电极上发生2H++2e-=H2↑，导致锑的产率降低；
（7）“氟化”工序中通入HF，HF 能腐蚀玻璃，HF 为酸，能腐蚀铁，因此该反应适宜在聚四氟乙烯塑料材
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质的实验仪器或设备中进行，故答案为b。
2．(2025 届·安徽省滁州市·一模)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应
用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe 的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的
工艺如下：
已知溶液中相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下：
金属离子
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Zn2+
Mn2+
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
8.1
沉淀完全的pH
2.8
8.9
1.1
9.4
8.2
10.1
回答下列问题：
(1)为了加快废渣的“酸浸”速率可以采取的措施 、 (任写两条)。
(2)滤渣1 的主要成分是 (写化学式)。Pb 元素位于元素周期表中第ⅣA 族，Pb3O4中Pb 元素的化
合价为+2 价和 价。
(3)加入MnO2这一步反应的离子方程式为 。
(4)“氧化沉钴”过程中，若氧化等物质的量的Co2+和Mn2+，消耗KMnO4的物质的量之比为 。
(5)“除钴液”中残留的Co3+浓度为 。
(6)一种含Co、Ni 和Ga 元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga 与Ni 交替填充在Co 构成的立方体体心，形
成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比N(Co):N(Ga):N(Ni)= ，其立方晶胞
的体积为 nm3。
【答案】(1) 粉碎废渣 提高硫酸浓度
(2) PbSO4 +4
(3)MnO2+2Fe2++4H+＝2Fe3++Mn2++2H2O
(4)1:2
(5)10-16.7 mol·L-1
(6) 2:1:1
【分析】由题给信息可知，用硫酸处理湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe 的单质或氧化物)，得
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到含有Co2+、Zn2+、Fe2+、SO
等离子的溶液，Pb 的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO4。过滤后，
滤液中加入MnO2，将Fe2+氧化为Fe3+。然后加入ZnO，调节溶液pH，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3。再次过滤
后，滤液中的金属离子主要是Co2+、Zn2+和Mn2+；最后“氧化沉钴”加入强氧化剂KMnO4，将溶液中的
Co2+氧化为Co3+，Co3+形成Co(OH)3沉淀，而KMnO4被还原为MnO2。KMnO4还会与溶液中的Mn2+发生归中
反应生成MnO2，得到Co(OH)3和MnO2的混合物，“除钴液”中主要含有ZnSO4、K2SO4。据此解答。
【详解】（1）可以通过粉碎废渣、提高硫酸浓度、加热、搅拌等方式加快反应速率，提高钴元素的浸出
效率。答案为：粉碎废渣；提高硫酸浓度；
（2）由分析可知，滤渣1 为PbSO4；Pb 位于元素周期表中第ⅣA 族，其最高正价为+4 价。根据化合物的
化合价代数和为0，可知Pb3O4中Pb 元素的化合价为+2 价和+4 价。答案为：PbSO4；+4；
（3）加入MnO2，MnO2将Fe2+氧化为Fe3+。离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+＝2Fe3++Mn2++2H2O。答案为：
MnO2+2Fe2++4H+＝2Fe3++Mn2++2H2O；
（4）KMnO4氧化Co2+的离子方程式为：MnO +3Co2++7H2O＝3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+；KMnO4氧化Mn2+的
离子方程式为：2MnO +3Mn2++2H2O＝5MnO2↓+4H+；根据离子方程式可知，若氧化等物质的量的Co2+和
Mn2+，消耗KMnO4的物质的量之比为1:2。答案为：1:2；
（5）根据题给数据，可知Co3+完全沉淀时的pH=1.1，此时c(Co3+)=10-5mol·L-1，c(OH-)=10-12.9 mol·L-1。则
Ksp[Co(OH)3]=c(Co3+)×c3(OH-)=10-43.7 (mol·L-1)4。“除钴液”的pH=5，则“除钴液”中残留的Co3+的浓度=
Ksp[Co(OH)3]÷c3(OH-)=
。答案为：10-16.7 mol·L-1；
（6）
合金的晶体结构可描述为Ga 与Ni 交替填充在Co 构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元：
。该结构类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中Ga 和Ni 形成的8 个小正方体。体心为Co，根
据均摊法，可知晶胞中Ga、Ni 个数为4，Co 个数为8，粒子个数最简比Co:Ga:Ni=2:1:1，由图可知，晶胞棱
长为2apm，故晶胞的体积为
。答案为：2:1:1；
。
3．(2025 届高三下·安徽部分地市·适应性考试)从镉废渣(含CdO 和少量ZnO、MnO、FeO 等)中回收镉的流程
如下：
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一些金属离子沉淀时的pH 如下：
金属氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Zn(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀
2.3
6.8
6.1
8.1
完全沉淀
3.2
8.3
8.1
10.1
(1)滤渣1 中含CaSO4，滤渣2 为 MnO2和 ，加入KMnO4的作用是 (写两点)。
(2)“置换”所发生反应的离子方程式为 。
(3)“熔炼”所发生反应的化学方程式为 ，当反应装置中 (填写反应现象)，停止加热，利用Cd
与Na2ZnO2的 (填写物理性质)不同，将Cd 从装置的下口放出，从而分离出Cd。
(4)处理含镉废水常用化学沉淀法，以下是几种难溶化合物的溶度积常数(25
)
℃：Ksp(CdS)=3.6×10-29，
Ksp(CdCO3)=5.2×10-12， Ksp[Cd(OH)2]=2.0×10-16，Ksp(FeS)=6.3×10-18.可知，沉淀Cd2+效果最佳的试剂是 。
a．Na2CO3 b．FeS c．CaO d．Ca(OH)2
若采用生石灰处理含镉废水最佳pH 为11，此时溶液中c(Cd2+)= 。
【答案】(1) Fe(OH)3 在pH=5 时，将Mn2+氧化为MnO2、将Fe2+氧化为Fe(OH)3而除去
(2)Zn+Cd2+=Zn2++Cd
(3) Zn+ 2NaOH =Na2ZnO2+H2↑ 基本没有气泡逸出时 密度
(4) b 2.0×10-10mol/L
【分析】铜镉渣加入稀硫酸酸浸后，CdO 和少量ZnO、MnO、FeO 转化为相应盐溶液，加入氢氧化钙得到
硫酸钙沉淀，过滤滤液加入高锰酸钾，pH=5 环境下，结合表中氢氧化铁沉淀数据，高锰酸钾氧化亚铁离子
为铁离子生成氢氧化铁沉淀，同时高锰酸钾、锰离子发生归中反应生成二氧化锰固体得到滤渣2，过滤滤
液加入锌置换出海绵镉，海绵镉含有过量锌单质，加入氢氧化钠除去锌分离出镉单质；
【详解】（1）由分析，滤渣1 中含CaSO4，滤渣2 为 MnO2和Fe(OH)3；加入KMnO4的作用是在pH=5 时，
将Mn2+氧化为MnO2、将Fe2+氧化为Fe(OH)3而除去；
（2）滤液加入锌置换出海绵镉，反应为：Zn+Cd2+=Zn2++Cd；
（3）由流程图结合分析，“熔炼”所发生反应为锌和氢氧化钠反应生成氢气和Na2ZnO2，化学方程式为
Zn+ 2NaOH =Na2ZnO2+H2↑，反应生成氢气，当反应装置中基本没有气泡逸出时，说明反应基本完成，停止
加热，利用Cd 与Na2ZnO2的密度不同，将Cd 从装置的下口放出，从而分离出Cd。
（4）同种类型的电解质，Ksp越小，溶解度越小，沉淀越完全，CdS、CdCO3，CdS 溶解度最小，
，饱和Cd(OH)2溶液，
，则利用沉淀转化原理，将FeS 转化为CdS 效
率较高，故选b；采用生石灰处理含镉废水最佳pH 为11，生石灰和水生成氢氧化钙，pOH=3，此时溶液中
。
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4．(2025 届高三上·安徽淮北和淮南·一模)废催化剂中金属资源的回收利用可以降低生产成本。从某废催化
剂(主要成分为
、
、
等)中回收
和
的流程如下：
回答下列问题：
(1)“焙烧”时产生的气体是 (填化学式)。
(2)“水浸”后的滤液中铝的存在形式为 (填化学式)。
(3)“酸浸”过程发生的主要反应为
，相同
时间内镍的浸出率与温度的关系如图1 所示，温度高于
镍的浸出率下降的原因是 。
(4)已知
时，相关金属离子完全沉淀(离子浓度
)时的pH 如下表，“除杂”时控制溶液的
pH 为6.9，此时溶液中
的浓度为
。
金属离子
pH
8.3
3.2
4.7
8.9
(5)“氧化”过程发生的离子反应方程式为 。工业上可电解碱性
悬浊液制备
，阳
极反应式为 。
(6)图2、图3 分别为扫描电子显微镜下
和
微观形貌图，
作为催化剂的载体的优
势是 。
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【答案】(1)
(2)
(3)酸浸镍的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，使镍的浸出率降低
(4)0.1
(5)
(6)孔径更小、比表面积更大，可以增大催化剂与反应物的接触面积，增大反应速率
【分析】废催化剂主要含
、
、
等，加碳酸钠焙烧后得到NiO、
、
，水
浸后得到固体和滤液，固体为NiO、
，经酸浸、除杂可除去铁元素，再经氧化阶段可得到
；
焙烧后的NaAlO2遇水生成Na[Al(OH)4]，滤液中铝元素以
形式存在，调pH 后得到
，再经
焙烧可获得
。
【详解】（1）焙烧时加入
，提供碱性环境，主要发生：
、
，则气体为
。
（2）结合分析知，焙烧后的NaAlO2遇水生成Na[Al(OH)4]，离子方程式：
，则
“水浸”后的滤液中铝的存在形式为
。
（3）根据题目信息可知，可从化学平衡移动的角度解释镍的浸出率降低的原因，酸浸镍的反应为放热反
应，升高温度平衡逆向移动，使镍的浸出率降低。
（4）由
在
时完全沉淀可知
的
，当控制
时，即
，由
可计算出
。
（5）“氧化”过程
将
氧化成
而自身被还原为
，根据化合价升降守恒、电荷守恒、元
素守恒可确定反应的离子方程式为
。电解碱性
悬浊
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液制备
，阳极发生氧化反应，
失去电子被氧化为
，则阳极反应式为
。
（6）观察可知，
结构的孔径更小，比表面积更大，更有利于催化剂的分散，从而增大催化剂和
反应物的接触面积，增大反应速率。
5．(2025 届高三上·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·12 月月考)火法炼铅烟尘的主要成分为
及
铜、锌、镉、砷的氧化物，回收处理炼铅烟尘可实现资源再生。某工艺流程如图：
已知：i．
易溶于水，热稳定性好；
ii．
。
(1)基态Pb 原子的价电子排布式为 。
(2)步骤①中浓硫酸可将
氧化成
，该化学反应方程式为 。
(3)滤渣I 成分有 (填化学式)。
(4)反应相同时间，步骤①浓硫酸活化中酸矿体积质量比和硫酸质量浓度对各元素浸出率的影响如图所示，
则最优的反应条件是酸矿体积质量比为 ，硫酸质量浓度为 。
(5)步骤③中饱和
溶液的作用是 。
(6)步骤④的操作为冷却、稀释，请从化学平衡移动原理分析这样操作的原因： 。
(7)步骤⑤中，当
浓度为
时，
为 。
【答案】(1)
(2)
(3)
、
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(4) 1.1:1
(5)使
转化成
，与不溶杂质分离开
(6)因存在平衡
，降温、稀释平衡逆向移动，有利于生成更多的
(7)
【分析】炼铅烟尘浓硫酸活化后稀硫酸浸取，滤渣1 为不反应的SiO2、生成的沉淀PbSO4，滤液1 中含
H3AsO4、ZnSO4、CdSO4、CuSO4；滤渣Ⅰ与浓盐酸、饱和氯化钠溶液在加热条件下反应得到含
的溶
液，滤渣Ⅱ为：SiO2；步骤④的操作为冷却、稀释，使得
平衡逆向
移动，析出PbCl2；再加饱和硫酸钠溶液发生沉淀转化，生成PbSO4。
【详解】（1）Pb 为82 号元素，基态Pb 原子的价电子排布式为
；
（2）步骤①中浓硫酸可将
氧化成
，反应中As 化合价由+3 升高为+5，则硫被还原，化合价
由+6 变为+4，结合电子守恒，该化学反应方程式为
；
（3）由分析，滤渣I 成分有
、
；
（4）由图可知，当酸矿体积质量比为1.1:1，硫酸的质量浓度为
时，杂质元素的浸出率达到最高，
利于除去；
（5）饱和
溶液中氯离子浓度很大，可以使得
转化成
，与不溶杂质分离开；
（6）因存在平衡
，该平衡正向为吸热过程，则降温、稀释利于平衡
逆向移动，有利于生成更多的
；
（7）步骤⑤中，当
浓度为
时，
=
。
6．(2025 届高三上·安徽六安第二中学·12 月月考)
在工业、农业等方面有广泛的应用，工业上
可由高铁菱锰矿(主要成分为
，含有
、
、
、
等杂质)制备，部分工艺流程如图
所示：
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相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按离子浓度为
计算)：
金属离子
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
(1)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(2)“调pH”范围至5~6，滤渣2 的成分除了
，还有 ，“除杂”过程中加入
的目的是
。
(3)“沉锰”过程中发生反应的化学方程式为 。
(4)
在水中的溶解度与温度关系如图。由
获得较纯净的
晶体的方法是：将
溶于适量的稀硫酸，控制温度在80
~90
℃
℃之间蒸发结晶， ，得到
晶体，洗
涤、烘干。晶体通常采用减压烘干的原因是 。
【答案】(1)
(2)
、
除去
(3)
(4) 趁热过滤 防止失去结晶水
【分析】高铁菱锰矿，主要成分为
，含有
、
、
、
等杂质，加入
酸
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浸，滤液中含有
，滤渣含有
，向滤液中加入
，可以将
氧化成
，加入氨水调节
，使
、
形成
和
沉淀，加入
除去
，滤渣3 为
沉
淀，最后向含有
的滤液中加入
和氨水的混合物，发生反应：
，得到
，再经过一系列的反应和操
作，制得
晶体。
【详解】（1）向滤液中加入
，可以将
氧化成
，发生反应的离子方程式为
；
（2）根据以上分析，“调pH”范围至5~6，滤渣2 的成分除了
，还有
、
；加入
除去
，滤渣3 为
沉淀；
（3）向含有
的滤液中加入
和氨水的混合物，发生反应：
，得到
；
（4）根据图像信息，要得到
晶体，需要将
溶于适量的稀硫酸，控制温度在
80
~90
℃
℃之间蒸发结晶，趁热过滤；晶体通常采用减压烘干的原因是防止失去结晶水。
7．(2025 届高三上·安徽安徽皖南八校大联考·12 月月考)重铬酸钾又称红矾钾，用于制铬钒、火柴、电镀、
有机合成等。工业上一般以铬铁矿为原料制备重铬酸钾，铬铁矿的主要成分为[
]，还含有硅、铝
等杂质。制备流程如图所示：
已知：
①熔块中含有
、
等；
②
；
③
，
；
④
。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中要加快高温氧化的速率，可采取除升温外的措施有 。
(2)步骤Ⅰ中[
]反应的化学方程式为 。
(3)下列有关该工艺过程中的步骤说法错误的是 (填标号)。
A．滤渣1 中含量最多的金属元素是Fe B．步骤Ⅲ中pH 较大时效果更好
C．步骤Ⅳ中pH 大于步骤Ⅲ中pH
(4)某工厂用a 吨铬铁矿粉(含
45%)制备
，最终得到产品b 吨，产率为 。
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(5)含
的废水有毒，工业上常用电解法来处理含
的酸性废水。实验室利用如图所示装置模拟处
理含
的酸性废水。乙室中以
沉降去除
。
①碳棒应接外接电源的 极。离子交换膜Y 允许通过的离子是 。
②常温下，当电解到pH= 时，三价铬离子沉淀完全(离子浓度
时，沉淀完全)。
③乙室中
因转化为
沉降而去除，写出乙室中发生的离子反应方程式： 。
【答案】(1)粉碎等
(2)
(3)BC
(4)
或
或
(5) 负
5.6
【分析】铬铁矿石的主要成分为Fe(CrO2)2 ，还含有硅、铝等杂质，铬铁矿石加入碳酸钠、通入氧气高温氧
化生成
和Fe2O3、NaAlO2、Na2SiO3和CO2；将熔块水浸、过滤、洗涤，滤渣1 主要成分为Fe2O3；取
滤液1 调pH=7 过滤，滤渣2 为Al(OH)3，滤液2 继续调pH 使
转化为
，再加KCl 得到
，据此分析解答。
【详解】（1）将矿石粉碎等都可以加快高温氧化速率；
（2）步骤Ⅰ中铬铁矿被氧气氧化为
和Fe2O3，Cr 元素化合价由+3 升高为+6、铁元素化合价由+2 升
高为+3，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为
；
（3）A．由分析可知，滤渣1 中主要是
，故含量最多的金属元素是Fe，A 正确；
B．由分析可知，滤渣2 为Al(OH)3，若步骤Ⅲ中pH 过大，
会溶解进入滤液2，因此步骤Ⅲ中pH 较
大时效果不一定更好，B 错误；
C．由分析可知，步骤Ⅳ中滤液2 到滤液3 是由
生成
，根据
可
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知，要加
，因此步骤Ⅳ中pH 小于步骤Ⅲ中pH，C 错误；
故答案选BC；
（4）由
～
可列式计算如下：
或
或
；
（5）去除
的原理是利用铁棒失电子生成二价铁离子，二价铁离子通过离子交换膜Y 进入乙室将
还原成三价铬离子以氢氧化铬沉降除去，因此碳棒是阴极，连接外接电源的负极，铁棒是阳极；据
此分析解答；
①由分析可知，Y 膜允许通过的离子是
；
②三价铬离子沉淀完全时，
，即
，c(H+)=
，pH=5.6；
③由分析可知，二价铁离子通过离子交换膜Y 进入乙室将
还原成三价铬离子以氢氧化铬沉降除去，
离子反应方程式为：
。
8．(2025 届高三上·安徽省名校·12 月月考)泻盐（
）被广泛用于临床，如导泻、利胆等。以菱
镁矿渣（主要成分是
，含少量
、
、
、
、
、
等）为原料制备泻盐的流
程如图所示。
已知：①常温下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀（离子浓度小于
）时的
如下表：
阳离子
开始沉淀时的
完全沉淀时的
②
、
两种物质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)提高“酸浸”速率的措施有 （写出两点）；滤渣1 的主要成分为 （填化学
式）。
(2)写出“氧化”步骤中发生反应的离子方程式： 。
(3)“调
”步骤中
的范围为 。
(4)“操作
”步骤为：蒸发浓缩、 。
(5)已知
的热失重曲线如图所示，写出
过程发生反应的化学方程式： ；点
时固体产物是 （填化学式）。
【答案】(1) 适当提高硫酸的浓度；适当升高温度；搅拌；将矿石粉碎
（写成
、
也算对）
(2)
(3)
(4)趁热过滤
(5)
【分析】向菱镁矿渣中加入足量稀硫酸“酸浸”得到对应的硫酸盐，其中
不参与反应，生成的
微溶，则滤渣1 的主要成分为
和少量的
，再向滤液中加入
将
氧化为
，再加入试
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剂MgO 调节pH，将
、
转化为
和
沉淀除去，再经过煮沸，“操作a”包括蒸发浓
缩、趁热过滤除钙后，此时溶液主要含有
，最后经“一系列操作”蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗
涤、干燥得到
。
【详解】（1）“酸浸”浸出效率可以适当提高硫酸的浓度；适当升高温度、搅拌、将矿石粉碎等；经分
析可知滤渣的主要成分为
和CaSO4；
（2）加入
将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：
；
（3）加入试剂MgO 调节pH，沉淀
和
且不引其他杂质离子，但镁离子不沉淀，根据所给数据pH
范围为
；
（4）根据图可知CaSO4溶解度随温度升高而升高幅度不大，若从溶液中得到
应采取蒸发浓
缩、趁热过滤，除钙同时防止硫酸镁晶体析出；
（5）初始取硫酸镁晶体的物质的量为
，失重时，先部分脱水，后全部脱水，最后硫酸镁部分分
解，最终硫酸镁全部分解，生成稳定的氧化镁。根据每个点数据，依据相对分子质量判断。在失重过程中
镁元素始终存在于固体中且质量不变。计算如下：
代号
a
b
c
d
e
摩尔质量/
246
138
120
280
40
组成
b、c 的组成分别是
、
，则b→c 的化学方程式：
；e 点在1124℃时所得固体的化学式为MgO。
9．(2025 届高三上·安徽省合肥一中·阶段性诊断)某工厂用废旧钴基合金(主要成分为
，还含有
、
、
、
、
等)制备
，工艺流程如下：
已知：①该工艺条件下，
、
不能氧化
；部分金属氢氧化物沉淀时
如下表
沉淀物
开始沉淀
7.6
7.6
7.8
完全沉淀
9.6
9.2
8.8
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当金属阳离子的离子浓度为
时，则认为沉淀完全
②25℃时，
，
，
回答下列问题：
(1)基态
原子的价层电子的轨道表示式为 。
(2)“碱浸”时与
反应的化学方程式为 。
(3)“酸浸”所得“浸渣”中金属元素为 。
(4)“除铁”时需要控制溶液的
范围是 (保留一位小数)。若“沉镁”后的中
，溶液的
为6，则
。
(5)“氧化”时反应的离子方程式为 。
(6)某钴单质催化剂(
)的晶胞如图所示，其中8 个
原子位于顶点，8 个
原子位于棱上，4 个
原子位于晶胞内部，其余位于面上。已知晶胞底边长分别为
和
，高为
，设
为阿伏加
德罗常数的值，则该晶体密度为
。
【答案】(1)
(2)
(3)Pb、Ca
(4) 2.82~7.6
(5)
(6)
【分析】废旧钴基合金主要成分为
，还含有
、
、
、
、
等。用氢氧化钠“碱
浸”
生成四羟基合铝酸钠除氧化铝，滤渣“酸浸”生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀，滤液中含有硫酸
钴、硫酸铁、硫酸亚铁、少量硫酸钙、硫酸镁，滤液中加双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加氨水生成氢
氧化铁沉淀除铁，滤液中加HF 生成MgF2、CaF2沉淀除钙、除镁，滤液中加高锰酸钾、硫酸，Co2+被氧化生
成
沉淀；
【详解】（1）
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是第27 号元素，基态
原子的价层电子的轨道表示式为
；
（2）“碱浸”时氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，反应的化学方程式为
；
（3）“酸浸”时
、
和硫酸反应生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀，所得“浸渣”的成分为
、
，金属元素为Pb 和Ca；
（4）
mol/L，
，
，
范围是2.82~7.6；沉镁”时硫酸镁和HF 反应
生成沉淀MgF2，反应的离子方程式为
。若“沉镁”后的溶液中
，
， 则
mol/L，
，则此
；
（5）“氧化”时加高锰酸钾把Co2+氧化成
，反应的离子方程式为
；
（6）根据均摊原则，晶胞中Co 原子数为
，晶胞体积为
，则该晶体密度为
。
10．(2025 届高三上·安徽合肥第一中学·第二次教学质量检测)以钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁下
)为主
要原料制备钛白粉
常用硫酸法，工艺流程如下：
(1)为提高“酸解”效率，可采取的措施有 (写一条即可)；
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(2)加入铁屑的目的是 。浸出还原后所得溶液中含有
和少量
等阳离子。已知常温下
为
，若所得溶液中
的物质的量浓度为
，当溶液的
时，
开始沉淀。
(3)
水解得到
，则其水解方程式为 。
(4)为避免废硫酸污染，请你向工厂提出有益建议 (写一条即可)
(5)
可制备纳米
：以
为载体，用
和水蒸气反应生成
，再控制温度生成纳米
。测定产物
组成的方法如下：
步骤一：取样品
在酸性条件下充分溶解，并用适量铝将
还原为
，过滤并洗涤，将所得滤液
和洗涤液合注入
容量瓶，并用稀硫酸定容，得待测液。
步骤二：取待测液
于锥形瓶中，加几滴
溶液作指示剂，用
的
标
准溶液滴定，将
氧化为
。重复滴定2 次。滴定所得的相关数据如下表：
滴定序号
待测液体积
标准溶液滴
定管起点读数
标准溶液滴
定管终点读数
1
25.00
0.02
24.02
2
25.00
0.08
24.06
3
25.00
0.12
24.14
通过计算确定该样品的组成为 。
(6)锐钛矿型
晶胞结构和
沿c 轴方向投影如图所示，已知晶胞参数
，则
的配位数为 ，锐钛矿型
的晶体密度为
(设
为阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。
【答案】(1)研磨粉碎、搅拌、升高温度
(2) 避免亚铁离子被氧化 大于10
(3)
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(4)
进行中和；生产硫酸铵化肥；浓缩再利用等
(5)
(6) 6
【分析】钛铁矿加入硫酸酸解，浸出液加入铁屑防止亚铁离子被氧化，加入絮凝剂沉降后分离出溶液，冷
却结晶分离出绿矾晶体，溶液浓缩、水解得到
，过滤固液分离出固体，水洗漂白，盐处理后煅
烧、研磨、表面处理得到钛白粉；
【详解】（1）为提高“酸解”效率，可采取的措施有研磨粉碎、搅拌、升高温度等；
（2）亚铁离子容易被空气中氧气氧化为铁离子，铁单质能将铁离子还原为亚铁离子，故加入铁屑的目的
是避免亚铁离子被氧化；所得溶液中
的物质的量浓度为
，
，pOH=4，则pH=10 时，
开始沉淀。
（3）
水解得到
沉淀，结合质量守恒，还生成氢离子，则其水解离子方程式为
；
（4）为避免废硫酸污染，可以加入氢氧化钙中和或生产硫酸铵化肥、浓缩再利用等，防止酸液污染；
（5）由表，三次滴定消耗标准溶液的体积依次为24.00mL、23.98mL、24.02mL，三次滴定消耗标准溶液的
平均值为24.00mL，用
的
标准溶液滴定，将
氧化为
，结合电子守恒、
质量守恒存在：
，则
为
，
质量为
，水为
，则x y=0.024 0.01=12 5
∶
∶
∶，该样品的组成为
；
（6）由图，中心
周围有6 个最近的氧，
的配位数为6；根据“均摊法”，晶胞中含
个Ti，结合化学式，则晶体密度为
。
1．（2025·江西卷）稀散金属镓(
，ⅢA 族)是重要的战略资源。以棕刚玉烟尘(主要成分为
、
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、
、
和少量
)为原料制备金属镓的工艺流程图如下：
回答下列问题：
(1)滤液1 的
为
，依据
(
)
Ⅲ和
(
)
Ⅳ的分布系数图，铝元素在溶液中的主要存在形式为
(填化学式)，
与碱反应的离子方程式为 、 。
(2)水热再生过程中，需要定量补充
固体的目的是 ，以获得高纯度分子筛(
)材料。滤液2 的
(填“大于”或“小于”)滤液1 的
。
(3)已知树脂片段的结构为
。在吸附
时，中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用是
。
(4)操作X 为 。
(5)硅-钾化肥可改良土壤环境。依据其一有效组分的晶胞结构，推测该组分中钾离子能被植物吸收的原因是
。
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【答案】(1)
(2) 使溶液中的
为
大于
(3)配位作用
(4)浓缩结晶、过滤
(5)钾离子处在结构的层间及空洞中，能够通过阳离子交换释放
【分析】棕刚玉烟尘(主要成分为
、
、
、
和少量
)加KOH 水热浸取，得到硅-
钾化肥及滤液1，滤液1 的
为
，依据
(
)
Ⅲ和
(
)
Ⅳ的分布系数图，铝元素在溶液中的主要存在形
式为
，硅元素在溶液中的主要存在形式为
与
，镓元素在溶液中的主要存在形式为
（铝元素与镓元素同主族，单质镓的性质与铝相似），加入
固体水热再生，过滤获得
高纯度分子筛(
)材料，同时得到含有
的滤液2，用树脂吸附滤液2 中的
，再加入K2S、KOH 进行树脂解吸得到含
的溶液，将所得溶液浓缩结晶、过滤除去析出的K2S 晶
体，得到富镓溶液，电解富镓溶液得到Ga 单质。
【详解】（1）根据分析，滤液1 的
为
，依据
(
)
Ⅲ和
(
)
Ⅳ的分布系数图，铝元素在溶液中的主
要存在形式为
，硅元素在溶液中的主要存在形式为
与
，故
与碱反应的离子方程
式为
、
；
（2）根据分析，加入
固体水热再生的目的是获得高纯度分子筛(
)材料，同时得
到含有
的滤液2，水热再生过程中，为了使溶液中的
为
，需要定量补充
固体，更好地得到
。滤液1 的主要成分为
、
、
、
，
向滤液1 中加入水解后呈碱性的
固体后过滤得到滤液2：2K4SiO4+2KAl(OH)4+3H2O=2
↓+8KOH、2K3HSiO4+2KAl(OH)4+H2O=2
↓+6KOH，滤液的碱性变强，故滤液
2 的
大于滤液1 的
；
（3）
已知树脂片段的结构为
，其中的N 与O 原子均存在孤电子对，
的中心镓离子提供空
轨道，形成配位键，则在吸附
时，中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用是配位作用；
（4）根据分析，用树脂吸附滤液2 中的
，再加入K2S、KOH 进行进行树脂解吸得到含
的溶液，将所得溶液浓缩结晶、过滤除去析出的K2S 晶体，得到富镓溶液，故操作X 为浓缩结晶、过滤；
（5）从晶胞结构来看，钾离子处在结构的层间及空洞中，钾离子与晶胞结构中的其他离子结合力较弱，
能够通过阳离子交换释放，从而脱离晶胞进入土壤中，能被植物吸收。
41
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2．（2025·四川卷）为了节约资源，减少重金属对环境的污染，一研究小组对某有色金属冶炼厂的高氯烟
道灰(主要含有
等)进行研究，设计如下工艺流程。实现了
铜和锌的分离回收。
回答下列问题：
(1)铜元素位于元素周期表第 周期、第 族。
(2)“碱浸脱氯”使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀。其中，铜盐发生反应的化学方程式为
。
(3)滤渣①中，除
外，主要还有 。
(4)“中和除杂”步骤，调控溶液
左右，发生反应的离子方程式为 。
(5)“深度脱氯”时，
的存在使锌粉还原产生的
与
反应，生成能被空气氧化的
沉淀，使
被脱除。欲脱除
，理论上需要锌粉
。
(6)
可以通过 (填标号)将其溶解，并返回到 步骤中。
a．盐酸酸化、双氧水氧化 b．硫酸酸化、
氧化
c．硝酸酸化和氧化 d．硫酸酸化、双氧水氧化
(7)“电解分离”采用无隔膜电解槽，以石墨为阳极，铜为阴极。
①“电解分离”时，阴极产生大量气泡，说明铜、锌分离已完成，其理由是 。
②“电解分离”前，需要脱氯的原因有 。
【答案】(1) 四 ⅠB
(2)2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3或2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2
(3)PbSO4
(4)
(5)0.5
(6) d 碱浸脱氯
(7) 放电顺序：
，阴极产生大量气泡，说明溶液中已经没有Cu2+，Zn2+因氧化性弱于氢
离子未参与反应，留在溶液中，实现铜、锌的分离 若不脱氯，Cl-在阳极被氧化生成Cl2污染环境，氯
气可与阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存在安全隐患，且影响铜、锌分离效果
【分析】烟道灰先通过“碱浸脱氯”，使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀，即把CuCl2和ZnCl2转
化为碱式碳酸盐沉淀，再用稀硫酸进行酸浸，除去PbO 和SiO2。“中和除杂”通过调节pH 值使Fe3+转化为
氢氧化铁沉淀而除去。“深度脱氯”时，发生的反应为
，
，
42
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可通过比例关系计算出需要锌粉的量。CuCl 要溶解并返回到前面的流程中，就不能引入新的杂质离子。
“电解分离”时离子的放电顺序Cu2+在H+之前，Zn 2+在H+之后，产生大量气泡时，说明H+开始放电，即
Cu2+已经全部反应完，铜、锌分离已完成。
【详解】（1）铜是29 号元素，其核外电子排布为[Ar]3d104s1，根据元素周期表的结构，电子层数等于周期
数，铜有4 个电子层，所以位于第四周期；其价电子构型为3d104s1，属于第ⅠB 族。
（2）“碱浸脱氯”时，碳酸钠与氯化铜反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]、氯化钠和碳酸氢钠，化学方程
式为2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3或2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2
。
（3）烟道灰中的PbO 与稀H2SO4反应生成PbSO4沉淀，SiO2不与稀H2SO4反应，所以滤渣①中除SiO2外，还
有PbSO4。
（4）“中和除杂”步骤，调控溶液pH = 3.5 左右，此时溶液中的Fe3+会水解生成氢氧化铁沉淀，离子方程
式为
，加入的Zn2(OH)2CO3与H+反应，促进Fe3+的水解平衡正向移动，
，总离子方程式为
；
（5）“深度脱氯”时发生的反应为
，从反应可知脱除2mol Cl-需要1mol Cu，而
Zn 与Cu2+反应生成Cu 的反应为
，即生成1mol Cu 需要1mol Zn。所以脱除1.0mol Cl-，
根据反应比例关系，理论上需要锌粉0.5mol。
（6）a．盐酸酸化和双氧水氧化使CuCl 转化为CuCl2，而最终要获得的是硫酸锌，氯离子为杂质，不能用
盐酸，a 错误；
b．KMnO4氧化会引入Mn2+、K+等杂质离子，b 错误；
c．硝酸酸化和氧化会引入
，c 错误；
d．
能被硫酸酸化的双氧水氧化，且没有引入杂质， d 正确；
故答案为：d；
硫酸酸化、双氧水氧化后的溶液可以返回到碱浸脱氯步骤。
（7）①“电解分离”时，放电顺序：
，阴极发生还原反应，阴极产生大量气泡，说明溶
液中已经没有Cu2+（因为Cu2+会先在阴极得到电子被还原），Zn2+因氧化性弱于氢离子未参与反应，留在溶
液中，此时溶液中的H+得到电子生成H2，产生气泡，所以说明铜、锌分离已完成。
②“电解分离”前，需要脱氯是因为Cl-在阳极会被氧化生成Cl2，污染环境，采用无隔膜电解槽，氯气可与
阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存在安全隐患，同时Cl-存在会使锌粉还原产生的Cu 与Cu2+反应生成
CuCl 沉淀，影响铜的纯度。
3．（2025·新课标卷）我国的蛇纹石资源十分丰富，它的主要成分是
，伴生有少量
、
、
等元素。利用蛇纹石转化与绿矾分解的耦合回收
并矿化固定二氧化碳的实验流程如图所示。
43
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已知：
回答下列问题：
(1)绿矾(
)在高温下分解，得到红棕色固体和气体产物，反应的化学方程式为 。
(2)经“焙烧①”“水浸”，过滤分离后，滤液中金属离子的浓度(
)分别为：
、
、
、
。滤渣①的主要成分是 、 。
(3)加入
“调
”，过滤后，滤渣②是 、 ，滤液中
的浓度为
。
(4)“焙烧②”后得到
。
晶胞如图所示，晶胞中含有
的个数为 。
(5)调节“沉镍”后的溶液为碱性，“矿化”反应的离子方程式为 。
(6)
蛇纹石“矿化”固定
，得到
，相当于固定
L(标准
状况)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)4
(5)
(6)89.6
【分析】蛇纹石资主要成分是
，伴生有少量
、
、
等元素和绿矾(
)混合
高温焙烧
经“焙烧①”，生成氧化镁、二氧化硅、水；
高温下分解，得到红
棕色固体
和气体产物三氧化硫、二氧化硫；加水水浸过滤得到滤渣①为
、
；滤液中含有
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、
、
、
、
，加入
调节pH=6，将
、
转化为
、
沉淀，
过滤滤渣②为
、
；滤液中含有
、
、
，加入沉淀剂将镍离子转化为氢氧化镍
沉淀，氢氧化镍焙烧后得到氧化镍；调节“沉镍”后的溶液通入二氧化碳“矿化”发生反应
，得到产物。
【详解】（1）绿矾(
)在高温下分解，得到红棕色固体
和气体产物三氧化硫、二氧化硫，
反应的化学方程式为
，故答案为：
；
（2）
经“焙烧①”，生成氧化镁、二氧化硅、水；
分解生成
、二氧化
硫、三氧化硫， “水浸”，过滤分离后，滤渣①的主要成分是为
、
，故答案为：
；
；
（3）加入
“调
”，
，
，
，
，溶液中没有铁离子、氯离子，两者均以
氢氧化物沉淀下来，过滤后，滤渣②是为
、
；滤液中
的浓度为
，故答案为：
；
；
；
（4）因为离子半径
，
晶胞图中
位于8 个顶点，6 个面心，1 个晶胞中
的个数为
，故答案为：4；
（5）调节“沉镍”后的溶液为碱性，通入二氧化碳“矿化”发生反应
，故答案为：
；
（6）
物质的量为
，根据C 原子守恒
，固定
为
，标准状况下的体积为
，
故答案为：89.6。
4．（2025·湖南卷）一种从深海多金属结核[主要含
，有少量的
]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液
的工艺
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流程如下：
已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。
②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为
)开始沉淀和完全沉淀
的
：
开始沉淀的
1.9
3.3
4.7
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的
3.2
4.6
6.7
8.9
9.4
10.1
回答下列问题：
(1)基态
的价层电子排布式为 。
(2)“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是 (写化学式)；
还原
的化学方程式为 。
(3)“沉铁”时，
转化为
的离子方程式为 ，加热至
的主要原因是 。
(4)“沉铝”时，未产生
沉淀，该溶液中
不超过
。
(5)“第二次萃取”时， 、 (填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M 表
示金属元素)更稳定，这些配合物中氮原子的杂化类型为 。
【答案】(1)
(2)
(3)
防止形成
胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造
成产率下降
(4)
46
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(5)
sp2
【分析】金属结核[主要含
，有少量的
]加入
、
进行酸浸还原，得到的滤渣含有
，滤液中含有
，通入空
气，调解pH=3.2，沉铁得到
滤渣，继续加入NaOH 调节pH=5.2 沉铝主要得到
，加入萃取剂第
一次萃取
，分液得到
的萃取液1，萃余液1 中加入混合萃取剂进行第二次萃取，得到电池级镍钴
锰混合溶液，萃余液2 中电解得到金属锰，据此解答。
【详解】（1）
原子的价电子是指
和
能级上的电子，所以基态
原子的价电子排布式为
；
（2）由分析可知，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是
；
将3 价钴还原为2 价钴，同时由于
硫酸的作用得到
，化学方程式为
；
（3）“沉铁”时，
转化为
，铁元素化合价上升，则
做氧化剂，离子反应为：
；已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，则加热至
的主要原因是防止形成
胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降；
（4）由表可知，
，“沉铝”时，未产生
沉
淀，则
；
（5）由流程可知，第二次萃取时，主要萃取
，因此
与混合萃取剂形成的配合物更稳
定；六元杂环是平面结构，N 原子提供单电子用于环内形成
大π 键，剩余1 对孤对电子形成配位键，N
的价层电子对数为3，是sp2杂化。
5．（2025·广东卷）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、
Ni 等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。
已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O 等元素。
氢氧化物
(1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有 (写一条)。
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(2)“高压加热”时，生成
的离子方程式为： 。
(3)“沉铝”时，pH 最高可调至 (溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中
，
。
(4)“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。
A．镍与N、O 形成配位键
B．配位时
被还原
C．配合物与水能形成分子间氢键
D．烷基链具有疏水性
(5)
晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之
比
，则
；晶体中与Cu 原子最近且等距离的原子的数目为 。
(6)①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量
，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe 不断生成。该
步骤发生反应的化学方程式为 和 。
②“电解”时，
颗粒分散于溶液中，以Fe 片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意
图并做相应标注 。
③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是 (写一
条)。
【答案】(1)搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等
(2)4Fe2++O2+4H2O
2Fe2O3↓+8H+
(3)5
(4)AD
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(5) 3：1：1 12
(6) 2NH3
N2+3H2 Fe2O3+3H2
2Fe+3H2O
没有污染物产生
【分析】矿粉酸浸通入SO2酸浸，浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等，调节pH=3.0，通入空气加热得到
Fe2O3，Fe2O3可以通过还原得到Fe 单质，也可以用电解得到Fe 单质，滤液1 在常温下沉铝，滤液2 选择萃
取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu 配合物和Ni 配合物，最终得到产品NixCuyNz。
【详解】（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有：搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等；
（2）由于通入
“酸浸”，故浸取液中不含有
，“高压加热”时，Fe2+在酸性条件下被氧化为
，离子方程式为：4Fe2++O2+4H2O
2Fe2O3↓+8H+；
（3）“沉铝”时，保证Cu2+和Ni2+不沉淀，Cu(OH)2的溶度积更小，
，根据
Ksp=c(Cu2+)×c2(OH-)=0.022×c2(OH-)=2.2×10-20，得出c(OH-)=10-9mol/L，pH=5；
（4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有：
A、镍与N、O 形成配位键，可以使镍进入有机相，A 正确；
B、配体
中提供孤对电子的O 原子带一个单位负电，可以视作是得到一个电子的阴离
子，其余配体不带电，整个配合物不显电性，形成配合物后，中心离子还是Ni2+，Ni2+化合价不变，B 错
误；
C、配合物与水形成氢键，不能解释镍进入有机相，C 错误；
D、烷基具有疏水性，可以使其进入有机相，D 正确；
答案选AD；
（5）根据同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比
，设晶胞边长为a，由几何
关系可知，面心的原子与顶点的原子距离为
，面心的原子与体心的原子距离为
，则可以确定，晶
胞中面心原子为Ni，有6×
个，顶点原子为Cu，有8×
个，体心的原子为N，有1 个，则x：y：
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z=3：1：1；
根据分析，Cu 原子处于顶角，距离最近且等距离的原子为面心上Ni 原子，数目为
；
（6）①氨气分解为N2和H2，H2还原Fe2O3得到Fe 单质和水，化学方程式为：2NH3
N2+3H2、
Fe2O3+3H2
2Fe+3H2O；
②电解Fe2O3颗粒得到Fe 单质，在阴极发生还原反应，则Fe 片为阴极，石墨做阳极，电解液为NaOH 溶液
和
颗粒，装置图如下：
；
③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是没有污染性的CO
气体产生。
6．（2025·北京卷）利用工业废气中的
制备焦亚硫酸钠(
)的一种流程示意图如下。
已知：
物质
、
(1)制
已知：
由
制
的热化学方程式为 。
(2)制
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I．在多级串联反应釜中，
悬浊液与持续通入的
进行如下反应：
第一步：
第二步：
Ⅱ．当反应釜中溶液
达到3.8~4.1 时，形成的
悬浊液转化为
固体。
①Ⅱ中生成
的化学方程式是 。
②配碱槽中，母液和过量
配制反应液，发生反应的化学方程式是 。
③多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是 ，需除去。
④尾气吸收器中，吸收的气体有 。
(3)理论研究
、
与
的反应。一定温度时，在
浓度均为
的
和
的混合溶液中，随
的增加，
和
平衡转化率的变化如图。
①
，与
优先反应的离子是 。
②
，
平衡转化率上升而
平衡转化率下降，结合方程式解释原因： 。
【答案】(1)
(2)
、
SO2
(3)
时，产生的二氧化碳逸出，使反应正向进行，
平衡转化率上升，亚硫酸
氢根浓度增大，抑制了的亚硫酸根和二氧化硫的反应，所以
平衡转化率上升而
平衡转化率下降
【分析】硫化氢通入燃烧炉中燃烧，生成了二氧化硫，还有少量氮气，氧气等，二氧化硫与碳酸钠在反应
釜中反应，产生的废气用氢氧化钠吸收，出料液离心分离得到产品，母液中含有亚硫酸氢钠，返回配碱槽
中循环使用。
【详解】（1）已知：
反应Ⅰ：
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反应Ⅱ：
将Ⅰ×2+
×2
Ⅱ
得：
，
所以由
制
的热化学方程式为
；
（2）① 当反应釜中溶液
达到3.8~4.1 时，形成的
悬浊液转化为
固体，根据元素守
恒，还有水生成，化学方程式：
；
②根据多级串联反应釜中的化学方程式可知，除了生成的焦亚硫酸钠外，母液中有亚硫酸氢钠剩余，又因
为
＞
，亚硫酸氢钠与过量
发生反应的化学方程式为：
；
③在燃烧炉中反应冷却后的气体中混有氧气，氧气能氧化亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，生成硫酸钠，所以多次
循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是
，需除去；
④碳酸氢钠与二氧化硫发生的化学方程式为
，生成了二氧化碳，二氧化碳
用氢氧化钠吸收，转化成碳酸钠，可到多级串联反应釜中循环使用，所以尾气吸收器中吸收的气体有
，在多级串联反应釜中持续通入的
，则尾气吸收器中吸收的气体还有
；
故答案为：
；
；
；
、SO2；
（3）① 由图可知，①
，时，碳酸氢根平衡转化率较低，而亚硫酸根的平衡转化率较高，所以
与
优先反应；
②一定温度时，在
浓度均为
的
和
的混合溶液中，发生的反应为：
，
，
时，产生的二氧化碳逸出，使反应正
向进行，
平衡转化率上升，亚硫酸氢根浓度增大，抑制了的亚硫酸根和二氧化硫的反应，所以
平衡转化率上升而
平衡转化率下降。
故答案为：
；
时，产生的二氧化碳逸出，使反应正向进行，
平衡转化率上升，亚硫酸
氢根浓度增大，抑制了的亚硫酸根和二氧化硫的反应，所以
平衡转化率上升而
平衡转化率下
降。
7．（2025·云南卷）从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、
、
、CuO、
等)中提取Au、Ag，并回收
其它有价金属的一种工艺如下：
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已知：①金-银矿中Cu、Mn 元素的含量分别为0.19%、2.35%。
②25℃时，
的
为
。
回答下列问题：
(1)基态Cu 原子的价层电子排布式为 。
(2)“还原酸浸”时，
反应的离子方程式为 。
(3)“浸金银”时，Au 溶解涉及的主要反应如下：
①
②
上述过程中的催化剂为 。
(4)“沉铜”前，“滤液1”多次循环的目的为 。
(5)根据“还原酸浸”“氧化”，推断
的氧化性由强到弱的顺序为 。
(6)25
“
℃沉铁”后，调节“滤液4”的pH 至8.0，无
析出，则
。
(7)一种锑锰
合金的立方晶胞结构如图。
①该晶胞中，每个Sb 周围与它最近且相等距离的Mn 有 个。
②
为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为anm，则晶体的密度为
(列出计算式即可)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)大幅度降低硫酸和亚硫酸钠的消耗成本，同时减少废水产生量及处理成本，并通过持续去除杂质提高金
银的富含度
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(5)
(6)0.19
(7) 12
【分析】由流程可知，矿石经“还原酸浸”，
、
被还原为
和
，CuO 被溶解为
，
Au、Ag、
不溶进入“滤渣1”；“沉铜”时，
被铁粉还原为Cu；“氧化时”
被氧化为
；
“沉铁”时，
转化为沉淀，后续转化为氧化铁；“沉锰”时，
沉淀为碳酸锰。“浸金银”时，
Au、Ag 被混合液浸出，后续提炼出Au、Ag。
【详解】（1）Cu 为29 号元素，基态Cu 原子的核外电子排布属于洪物规则的特例，其价电子数为11，其
价层电子排布式为
。
（2）“还原酸浸”时，
被亚硫酸钠还原为
，该反应的离子方程式为
。
（3）“浸金银”时，Au 溶解涉及的主要反应如下：
①
②
分析以上两反应可知，
参与了反应①，但在反应②又重新生成，其质量和性质在反应前后没
发生变化，因此，上述过程中的催化剂为
。
（4）“还原酸浸”所得“滤液1”中含有一定浓度的未反应的硫酸和亚硫酸钠，多次循环利用“滤液1”对
矿石进行“还原酸浸”可以充分利用其中的有效成分，大大减少了原料的浪费，从而有效降低成本；其
次，持续地将杂质元素溶解并带出矿石体系，可以使矿石中的金银的相对品位得到提升，为后续提纯工序
创造更好的条件；第三，还可以减少废水的排放量和处理成本；第四，可以回收更多的有价值的溶解成
分。综上所述，“沉铜”前，“滤液1”多次循环的目的为：大幅度降低硫酸和亚硫酸钠的消耗成本，同时
减少废水产生量及处理成本，并通过持续去除杂质提高金银的富含度。
（5）“还原酸浸”时，
和CuO 可以被硫酸溶解转化为
和
，亚硫酸钠将
还原为
，而
并未被还原，因此，
的氧化性强于
；“氧化”时，
被
氧化为
，因此，
的氧化性强于
。综上所述，根据“还原酸浸”“氧化”，推断
的氧化性由强到弱的
顺序为
。
（6）25
“
℃沉铁”后，调节“滤液4”的pH 至8.0，此时
，无
析出，根据
的
为
，则
。
（7）由晶胞结构可知，该晶胞为面心立方， Sb 位于晶胞的顶点，其与邻近的3 个面的面心上的Mn 距离
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最近且距离相等，每个顶点参与形成8 个晶胞，而每个面心参与形成2 个晶胞，因此，该晶胞中，每个Sb
周围与它最近且相等距离的Mn 有
个。
②由晶胞结构和均摊法可知，该晶胞中平均占有1 个Sb 和3 个Mn，因此，该晶胞的质量为
，
该晶胞的体积为
，晶体的密度为
。
8．（2025·陕西、山西、宁夏、青海卷）一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为
的硫
酸盐)的工艺流程如下。
已知：①常温下
，
，
；
②
结构式为
。
回答下列问题：
(1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有 、 。(写出两种)
(2)“沉锰I”中，写出形成的
被氧化成
的化学方程式 。当
将要
开始沉淀时，溶液中剩余
浓度为
。
(3)“沉锰Ⅱ”中，过量的
经加热水解去除，最终产物是
和 (填化学式)。
(4)“沉镁I”中，当
为8.0~10.2 时，生成碱式碳酸镁
，煅烧得到疏松的轻质
。
过大时，不能得到轻质
的原因是 。
(5)“沉镁Ⅱ”中，加
至
时，
沉淀完全；若加至
时沉淀完全溶解，据图分析，写
出沉淀溶解的离子方程式 。
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(6)“结晶”中，产物X 的化学式为 。
(7)“焙烧”中，
元素发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。
【答案】(1) 搅拌 适当升温等
(2) 6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O 10-2.15
(3)O2
(4)pH 过大，沉淀为Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质
(5)
(6)(NH4)2SO4
(7)还原
【分析】废盐溶液加入氨水，通入氧气沉锰I 得到Mn3O4，溶液再加入(NH4)2S2O8，进行沉锰Ⅱ得到MnO2，
产生有气体O2，溶液再加入NH4HCO3和NH3·H2O 调节pH 沉镁I，得到MgCO3，煅烧得到MgO，溶液再加入
H3PO4沉镁Ⅱ，得到MgNH4PO4·6H2O 沉淀，溶液加入H2SO4调节pH=6.0 结晶得到X 硫酸铵，最后与MnO2和
Mn3O4焙烧，经过多步处理得到MnSO4·H2O。
【详解】（1）加快废盐的溶解可以采取搅拌、适当升温、粉碎等；
（2）Mn(OH)2被O2氧化得到Mn3O4，化学方程式为：6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O；
根据
=
，
=10-2.15mol/L；
（3）“沉锰Ⅱ”中，过量的
经加热水解去除，
中存在过氧键，在加热和水存在下发
生水解，生成
和
：
，
分解
，总反应为
，最终产物是
和O2；
（4）
煅烧有CO2生成，可以得到疏松的轻质氧化镁，pH 过大，沉淀为
Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质
；
（5）由题中信息可知，pH=8 时，产生的沉淀为
，调节到pH=4，磷元素存在形式为
，磷酸
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不是强酸，不能拆，离子方程式为：
；
（6）溶液中存在铵根离子和硫酸根离子，结晶后X 为(NH4)2SO4；
（7）“焙烧”中，Mn3O4和MnO2最终生成MnSO4·H2O，
元素化合价降低，发生了还原反应。
9．（2025·河北卷）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重
铬酸钾同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。过程如下：
已知：铬铁矿主要成分是
。
回答下列问题：
(1)基态铬原子的价层电子排布式： 。
(2)煅烧工序中
反应生成
的化学方程式： 。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：
、 、 (填化学式)。
(4)酸化工序中需加压的原因： 。
(5)滤液Ⅱ的主要成分： (填化学式)。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
(7)滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称)
【答案】(1)
(2)
(3)
MgO
(4)增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行
(5)
(6)
(7)煅烧
【分析】铬铁矿主要成分是
，与过量KOH 在空气中煅烧，生成
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、Fe2O3、MgO，
；通入
/CO2浸取，生成
，
、MgO 不反应，故滤渣Ⅰ为：
，
、MgO，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出
固体，滤液Ⅰ中含有
；将
中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将
转化为
，同时副产物
生成，将
与
分离，滤液Ⅱ的主要溶质为
；
做还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的
还原为
，自身转化为
进入滤渣Ⅱ，KOH 进一步处理
得
，循环使用，据此分析；
【详解】（1）Cr 为24 号元素，基态铬原子的价层电子排布式：
；
（2）煅烧工序中
与过量KOH、空气中氧气反应生成
、Fe2O3、
，根据得失电子守
恒，原子守恒，化学方程式：
；
（3）根据分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分：
、
MgO；
（4）向
中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将
转化为
，加大压强，可以增大CO2
的溶解度，使液体中CO2浓度增大，保证酸化反应充分进行；
（5）根据分析可知，滤液Ⅱ的主要溶质为
；
（6）
做还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的
还原为
，自身转化为
，铁元素由0
价升高到+3 价，Cr 由+6 价降低到+3 价，根据得失电子守恒，原子守恒，化学方程式：
；
（7）滤渣Ⅱ含有
和
可返回煅烧工序。
10．（2025·河南卷）一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为
、
(铑)、
，含有少量
]中
尽可能回收铑的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“酸溶1”的目的是 。
(2)已知“酸溶2”中
转化为
，则生成该物质的化学方程式为 ；“滤渣”的主要成分是
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(填化学式)。
(3)“沉铑”中得到的沉淀经“灼烧”后分解成铑单质，但夹杂少量
和
，则“高温还原”中发生
反应的化学方程式为 。
(4)若“活化还原”在室温下进行，
初始浓度为
，为避免生成
沉淀，溶液适宜
的
为 (填标号)[已知
的
]。
A．2.0 B．4.0 C．6.0
(5)“活化还原”中，
必须过量，其与
(III)反应可生成
，提升了
的还原速率，该配
离子中
的化合价为 ；反应中同时生成
，
(III)以
计，则理论上
和
(III)
反应的物质的量之比为 。
(6)“酸溶3”的目的是 。
【答案】(1)溶解Fe，使其进入溶液，从而通过过滤实现分离
(2)
SiO2
(3)
、
(4)A
(5) +1 6：1
(6)除去滤渣中未反应的Zn 及生成的Sn
【分析】贵金属合金粉[主要成分为
、
(铑)、
，含有少量
]中尽可能回收铑的工艺流程中，加入
浓盐酸溶解其中Fe，过滤后实现分离，再向滤渣中加入王水(浓盐酸与浓硝酸混合酸)氧化溶解Rh，
转
化为
，Pt 转化为相关可溶物，SiO2不溶，过滤后进行分离；煮沸滤液除去盐酸、硝酸，再加入
浓盐酸、DETA 将部分铑元素沉淀，过滤后，滤渣进行灼烧分解为Rh、
和
，再用H2进行高温
还原得到铑单质，向滤液中加入NH4Cl 将铂元素相关化合物转化为沉淀除去，加入SnCl2将
(III)转化为
，再加入Zn 进行还原，生成Rh，由于Zn 过量有剩余，加入浓盐酸溶解过量的Zn 和生成的
Sn，实现Zn 与Rh 分离，过滤获得铑粉，以此分析解答。
【详解】（1）原料合金粉主要成分为Fe、Rh、Pt 和少量SiO2，Fe 易溶于酸(如盐酸或硫酸)，而Rh 和Pt 在
常温下不易被非氧化性酸溶解，SiO2不溶于酸，因此“酸溶1”使用非氧化性酸溶解Fe 生成可溶性盐，过滤
后Fe(II)进入滤液，剩余滤渣主要为Rh、Pt 和SiO2，实现初步分离，故答案为：溶解Fe，使其进入溶液，
从而通过过滤实现分离。
（2）“酸溶2”中
转化为
，Rh 元素化合价由0 升高至+3，HNO3中N 元素化合价由+5 降低至
+2 生成NO，结合化合价升降守恒以及原子守恒可知反应化学方程式为
；由上述分析可知该过程中滤渣的主要成分为SiO2。
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（3）“高温还原”过程中，
和
均被H2还原为Rh，Rh 元素化合价均由+3 降低至0，根据化合
价升降守恒以及原子守恒可知反应方程式为
、
。
（4）
初始浓度为
，则溶液中
，当恰好生成
沉淀
时，
，
，
，因
此为避免生成
沉淀，溶液的pH<2.4，故答案为A。
（5）配离子
中，配体
带1 个负电荷，设Rh 的化合价为x，则
，则
x=+1 价；
(III)以
计，反应中Rh(III)还原至Rh(I)，每个Rh 得到2 个电子，SnCl2为还原剂，部分被
氧化为
，Sn(II)被氧化为Sn(IV)，每个Sn 失去2 个电子，同时反应过程中，部分SnCl2结合一个Cl-形
成
，作为新的配体，每生成1 个
，需要5 个SnCl2，因此理论上
和
(III)反应
的物质的量之比为
。
（6）由于“二次还原”过程中，为确保
完全反应，加入的Zn 需过量，过滤后剩余Zn 和生
成物Rh、Sn 存在于滤渣中，因此再向滤渣中加入浓盐酸的目的为：除去滤渣中未反应的Zn 及生成的Sn。
11．（2025·甘肃卷）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、
及Cu、Zn、Pb 的硫酸盐)中高效
回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下：
已知：
熔点314℃，沸点460℃
分解温度：
，
，
，
高于
(1)设计焙烧温度为600℃，理由为 。
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(2)将
通入
和
的混合溶液可制得
，该反应的化学方程式为 。
(3)酸浸的目的为 。
(4)从浸出液得到Cu 的方法为 (任写一种)。
(5)某含Pb 化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞
参数
，
。
与Pb 之间的距离为 pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合
物的化学式为 ，晶体密度计算式为
(用带有阿伏加德罗常数
的代数式表示
和
分别表示Cs、Pb 和Br 的摩尔质量)。
【答案】(1)使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，同时使As2O3沸腾收集
(2)4
+
+2
=3
+CO2
(3)分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液
(4)电解法或置换法
(5)
CsPbBr3
【分析】铜冶炼烟尘(主要含S、
及Cu、Zn、Pb 的硫酸盐)焙烧将S 转化为二氧化硫，
因沸点低
被蒸出，设计温度为600℃，根据已知信息，硫酸铜被分解，生成氧化铜，硫酸锌和硫酸铅未分解，加水
浸取后，硫酸锌溶于水形成溶液被分离出去，留下氧化铜，硫酸铅，加硫酸溶解，硫酸铅不溶于硫酸，氧
化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，硫酸铜经过电解或置
换法转化为铜，据此解答。
【详解】（1）设计焙烧温度为600℃，使硫酸铜分解，而硫酸锌和硫酸铅不分解，使As2O3沸腾收集，故
答案为：使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，使As2O3沸腾收集；
（2）将
通入
和
的混合溶液可制得
，根据元素守恒可知还生成了二氧化碳，该反
应的化学方程式为4
+
+2
=3
+CO2，故答案为：4
+
+2
=3
+CO2；
（3）酸浸时，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出
液主要为硫酸铜，故酸浸的目的为分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液；
（4）浸出液主要为硫酸铜，经过电解或置换法转化为铜，故从浸出液得到Cu 的方法有：电解法或置换
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法；
（5）某含Pb 化合物室温下晶胞如图所示，Cs 位于体心，个数为1，Pb 位于顶点，个数为
=1，Br 位于
棱心，个数为
=3，该化合物的化学式为CsPbBr3，Cs 位于体心，Pb 位于顶点，
与Pb 之间的距离为
体对角线的一半，由于晶胞参数
，
℃，
与Pb 之间的距离为
pm，该晶
体密度计算式为
，故答案为：
；CsPbBr3；
。
12．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主要含
及
等元素
的氧化物)分离提取
等元素，工艺流程如下：
已知：该工艺条件下，
低温分解生成
，高温则完全分解为气体；
在
完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于
。
回答下列问题：
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。
与
反应转化为
时有
生成，该反
应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为
，“水浸”所得滤渣主要成分除
外还含有
(填化学式)。
(2)在
投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，“水浸时金属元素的浸
出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)
萃取
反应为：
(有机相)
(水相)
(有机相)
(水相)。“反萃取”时加入的试
剂为 (填化学式)。
(4)“沉钴”中，
时
恰好沉淀完全
，则此时溶液中
。已知：
。
“溶解”时发生反应的
离子方程式为 。
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。
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【答案】(1)
Fe2O3、CaSO4
(2)减小
(3)H2SO4
(4) 4×10-4
(5)低温焙烧
【分析】采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿中分离提取
等元素，加入硫酸铵低温焙烧，金
属氧化物均转化为硫酸盐，如硫酸锰、硫酸铁、硫酸钴、硫酸钙等，产生的气体有氨气，氮气等，氨气用
稀硫酸吸收，得到硫酸铵溶液，得到的硫酸盐经
高温焙烧，只有硫酸铁发生了分解，产生三氧化硫
气体和氧化铁，水浸后，过滤分离出滤渣，滤渣主要为二氧化硅，氧化铁，及硫酸钙，后续萃取分离，将
铜元素萃取到有机相中，最终得到硫酸铜溶液，水相主要含有钴元素和锰元素，加入硫化钠，调节pH，生
成硫化钴，过滤分离最终得到硫酸钴溶液，滤液中加入碳酸氢铵，生成碳酸锰沉淀，据此解答。
【详解】（1）低温焙烧，金属氧化物均转化为硫酸盐，二氧化锰与硫酸氢铵反应，转化为硫酸锰和氮
气，根据电子得失守恒可知还有氨气生成，化学方程式为：
；根据已知条件，高温焙烧的温度为650℃，
只有硫酸铁发生分解，生成三氧化硫气体和氧化铁，二氧化硅，氧化铁，硫酸钙等在水中溶解度都较小，
所以“水浸”所得滤渣的主要成分除了SiO2外还含有，Fe2O3、CaSO4；故答案为：
；Fe2O3、CaSO4；
（2）根据已知条件，硫酸铵低温分解成硫酸氢铵，高温则完全分解成气体，如果直接高温焙烧，则硫酸
铵会分解，物质的量减少，导致金属元素的浸出率减小，故答案为：减小；
（3）根据萃取的化学方程式：
(有机相)
(水相)
(有机相)
(水相)，加入有机相将铜
离子萃取到有机相中，反萃取时需要使平衡逆向移到，生成铜离子，而且为了不引入新的杂质，应加入的
试剂为稀H2SO4，故答案为：H2SO4；
（4）沉钴时，pH=4 时Co2+恰好沉淀完全，其浓度为c(Co2+)=1×10-5mol/L，此时c(H+)=1×10-4mol/L，根据
Ksp((CoS)= 4×10-21，推出
，又因为Ka1(H2S)= 1×10-7，Ka2(H2S)= 1×10-
13，
，则c(H2S)=
=
=4×10-4 mol/L；由流程图可知，CoS 溶解时加入了过氧化氢，稀硫酸，生成了CoSO4和S，
化学方程式为：
，改写成离子方程式为：
。故答案为：4×10-4；
；
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（5）由分析可知，沉锰过程中，加入碳酸氢铵，生成碳酸锰，二氧化碳，硫酸铵等，过滤后滤液中的硫
酸铵可并入吸收液中，经过处理后导入低温焙烧循环使用，故答案为：低温焙烧。
13．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、
、FeS 和
CuCl)中的Zn、Pb 元素。
已知：①“氧化浸出”时，
不发生变化，ZnS 转变为
；
②
；
③酒石酸(记作
)结构简式为
。
回答下列问题：
(1)
分子中手性碳原子数目为 。
(2)“氧化浸出”时，过二硫酸根
转变为 (填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为 。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为 。
(5)滤渣2 中的金属元素为 (填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤，
和
反应生成PbA。PbA 产率随体系pH 升高先增大的原因为 ，pH 过高
可能生成 (填化学式)。
(7)290
“
℃真空热解”生成2 种气态氧化物，该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)2
(2)
(3)温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O 分解生成NH3逸出，且温度高时过二硫
酸铵分解，造成浸出率减小
(4)Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu
(5)Fe
(6) pH 值升高，OH-浓度增大，平衡A2-+H2O
HA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-
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PbA+
正向移动，PbA 产率增大 Pb(OH)2
(7)Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)
Pb+4CO↑+2H2O↑
【分析】废渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O 氧化浸出过滤，滤液中有[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+，滤渣1 有PbSO4和
Fe(OH)3，滤液加Zn 置换出Cu，除铜后的溶液加(NH4)2S 沉锌，得到ZnS，滤渣1 用H2A 和Na2A 浸铅后过
滤，滤渣2 含Fe 元素，滤液经过结晶得到PbA，再真空热解得到纯Pb。
【详解】（1）
碳原子周围连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子，H2A 分子中手性碳原子有2 个，
；
（2）“氧化浸出”时，过二硫酸根作氧化剂，过二硫酸根转变为
；
（3）“氧化浸出”时，温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O 分解生成NH3逸
出，且温度高时过二硫酸铵分解，造成浸出率减小；
（4）加入Zn 发生置换反应，从[Cu(NH3)4]2+置换出Cu 单质，离子方程式为：Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2+
+Cu；
（5）根据分析，滤渣1 有Fe(OH)3和PbSO4，用H2A 和Na2A 浸铅后过滤，滤渣2 含Fe 元素的沉淀；
（6）“浸铅”步骤发生PbSO4(s)+A2-
PbA+
，Na2A 溶液中存在A2-+H2O
HA-+OH-，pH 值升高，OH-
浓度增大，平衡A2-+H2O
HA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-
PbA+
正向移动，
PbA 产率增大；pH 过高时，OH-浓度过大，会生成Pb(OH)2沉淀，造成PbA 产率降低；
（7）290
“
℃真空热解”PbA 即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb 单质和2 种气态氧化物为CO 和H2O，反应
的化学方程式为：Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)
Pb+4CO↑+2H2O↑。
14．（2025·重庆卷）硒(Se)广泛应用于农业和生物医药等领域，一种利用H2Se 热解制备高纯硒的流程如
下：
已知H2Se 的沸点为231K，回答下列问题：
(1)真空焙烧时生成的主要产物为
，其中Se 的化合价为 ，Al 元素基态原子的电子排布式为
。
(2)氢化过程没有发生化合价的变化，Al 元素转化为Al2O3·xH2O，则反应的化学方程式为 。
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(3)热解反应：
。冷凝时，将混合气体温度迅速降至500K 得到固态硒。
Se 由气态直接转变为固态的过程称为 。迅速降温的目的 ；冷凝后尾气的成分为 (填
化学式)。
(4)Se 的含量可根据行业标准YS/T 226.12-2009 进行测定，测定过程中Se 的化合价变化如下：
称取粗硒样品0.1000g，经过程①将其溶解转化为弱酸H2SeO3，并消除测定过程中的干扰。在酸性介质
中，先加入0.1000mol·L-1 Na2S2O3标准溶液40.00mL，在加入少量KI 和淀粉溶液，继续用Na2S2O3标准溶液
滴定至蓝色消失为终点(原理为
)，又消耗8.00mL。过程②中Se(IV)与Na2S2O3
反应的物质的量之比为1：4，且反应最快。过程③的离子方程式为 。该样品中Se 的质量分数为
。
【答案】(1)
(2)
(3) 凝华 减少
生成，提高Se 产率
，
(4)
94.8%
【分析】粗Se 加入铝粉焙烧得到
，通入水蒸气氢化得到
，脱水后热解发生反应：
，冷凝后得到精Se；
【详解】（1）Al 是IIIA 族元素，化合价为+3 价，则Se 化合价为-2 价；铝的基态电子排布式为
；
（2）“氢化”过程是
与水蒸气反应生成
，化学方程式为
；
（3）从气态变为固态的过程为凝华；已知热解正向是吸热反应，降温时，为避免平衡逆向移动，需要迅
速冷凝Se 蒸汽，故目的是减少
生成，提高Se 产率；尾气种含有
以及少量的
；
（4）反应③是
被KI 还原为Se 的过程，离子方程式为：
；
第一次加入40.00mL 的
溶液和KI 溶液，二者同时做还原剂，将
还原为Se，第二次再加入同
浓度的
滴定上一步生成的碘单质，整个过程相当于48mL 0.1mol/L 的
溶液与
反
应，根据已知条件Se(IV)与
反应的物质的量之比为
，则
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，样品中Se 的含量：
。
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