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化学方程式是最具有化学学科特征的一种化学用语，新情境方程式的书写是高考题中常见的题型，也
是“信息量大”的一类题型，用于考查学生接受、整合化学信息和分析解决问题的能力，新情境方程式综
合性强，能力要求高，也是考生失分较多的题型之一，而近几年化工生产流程及实验探究中对新情境方程
式的考查是重点，越来越注重结合新信息书写陌生的化学方程式（离子方程式）。
1．（2024·全国·高考真题）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：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(
)时的pH：
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题：
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。
【答案】(3)
第28 讲 新情境方程式的书写
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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【解析】（3）由分析可知，该过程发生两个氧化还原反应，根据分析中两个反应的反应物、产物与反应
环境(
)，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式：
、
；
2．（2024·江苏·高考真题）贵金属银应用广泛。Ag 与稀
制得
，常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀
。在高氯水样中加入
使
浓度约为
，当滴加
溶液至开始产生
沉淀(忽略滴加过程的体积增加)，此时溶液中
浓度约为
。[已知：
，
]
(2)还原
。在
沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量
盐酸后静置，充分反应得到Ag。
①铁将
转化为单质Ag 的化学方程式为 。
②不与铁圈直接接触的
也能转化为Ag 的原因是 。
③为判断
是否完全转化，补充完整实验方案：取出铁圈，搅拌均匀，取少量混合物过滤， [实
验中必须使用的试剂和设备：稀
、
溶液，通风设备]
(3)Ag 的抗菌性能。纳米Ag 表面能产生
杀死细菌(如图所示)，其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag 溶解产生
的离子方程式为 。
2
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②实验表明溶解氧浓度过高，纳米Ag 的抗菌性能下降，主要原因是 。
【答案】(1)
(2)
形成了以Fe 为负极，AgCl 为正极，盐酸为电解质溶液的
原电池，正极AgCl 得到电子，电极反应式为
，生成Ag 洗涤，向最后一次洗涤液
中滴加硝酸银溶液，确保氯离子洗净，开启通风设备，向滤渣中加入足量稀HNO3，搅拌，若固体完全溶
解，则AgCl 完全转化，若固体未完全溶解，则AgCl 未完全转化
(3)
纳米Ag 与氧气生成Ag2O，使得Ag+浓度下降
【解析】（1）
浓度约为
，当滴加
溶液至开始产生
沉淀，此时
，
；
（2）①在足量
盐酸中静置，铁将AgCl 转化为单质Ag，反应的化学方程式为：
；
②不与铁圈直接接触的AgCl 也能转化为Ag，是因为形成了以Fe 为负极，AgCl 为正极，盐酸为电解质溶
液的原电池，正极AgCl 得到电子，电极反应式为
，生成Ag；
③判断AgCl 是否完全转化，即检验混合物中是否含有AgCl，若AgCl 完全转化，则剩余固体全部为银，
可完全溶于稀硝酸，若AgCl 未完全转化，剩余AgCl 不能溶于稀硝酸，则可用稀硝酸检验，稀硝酸参与反
应可能会产生氮氧化物，反应需在通风设备中进行，反应后的溶液中存在氯离子，若未将滤渣洗净，氯离
子会干扰实验，所以首先需要检验氯离子是否洗净，实验方案为：取出铁圈，搅拌均匀，取少量混合物过
3
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滤，洗涤，向最后一次洗涤液中滴加AgNO3溶液，确保氯离子洗净，打开通风设备，向洗涤干净的滤渣中
加入足量稀HNO3，搅拌，若固体完全溶解，则AgCl 完全转化，若固体未完全溶解，则AgCl 未完全转化；
（3）①纳米Ag 溶解时被氧化为Ag+，离子方程式为：
；
②溶解氧浓度过高，纳米Ag 与氧气生成Ag2O，使得Ag+浓度下降，抗菌性能下降。
一、工艺流程和实验探究中的氧化还原方程式的书写方法
1．①细读题干寻找提纯对象，结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。
②细读题干寻找实验目的，通读题目中从实验步骤中了解操作步骤，结合装置分析实验过程，与实验
目的相对应。
2．确定未知反应的反应物和生成物，根据题意分析溶液环境，配平氧化还原方程式。
3．配平步骤：
第1 步：根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
第2 步：按“氧化剂+还原剂——氧化产物+还原产物”写出方程式，根据得失电子守恒对方程式进行配平。
第3 步：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。
第4 步：根据质量守恒配平反应方程式。
1．（2024·浙江·高考真题）矿物资源的综合利用有多种方法，如铅锌矿(主要成分为
)的利用有火
法和电解法等。
已知：①
；
②电解前后
总量不变；③
易溶于水。
请回答：
(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果，
中硫元素体现的性质是 (选填“氧
规律·方法·技巧
经典变式练
4
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化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B 中有少量
，该物质可溶于浓盐酸，
元素转化为
，写出该反应的化学方程式 ；从该反应液中提取
的步骤如下：加热
条件下，加入 (填一种反应试剂)，充分反应，趁热过滤，冷却结晶，得到产品。
(2)下列说法正确的是_______。
A．电解池中发生的总反应是
(条件省略)
B．产物B 主要是铅氧化物与锌氧化物
C．
化合物C 在水溶液中最多可中和
D．
的氧化性弱于
(3)D 的结构为
(
或
)，设计实验先除去样品D 中的硫元素，再用除去硫元素后的溶液探究
X 为何种元素。
①实验方案：取D 的溶液，加入足量
溶液，加热充分反应，然后 ；
②写出D(用
表示)的溶液与足量
溶液反应的离子方程式 。
【答案】(1) 还原性 Pb3O4+14HCl(浓)=
+4H2O+Cl2↑ PbO 或Pb(OH)2或PbCO3
(2)AB
(3) 加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应，静置后取上层清液，再加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白
色沉淀，则有Cl-，反之则有F-
+3OH-=
+X-+2H2O
【分析】
铅锌矿(主要成分为
)富氧煅烧得到SO2和Pb、Zn 元素的氧化物，SO2与等物质的量的ClF 反应得
到化合物C，结构简式为
，化合物C(
)水解生成液态化合物D(
，X=F 或
5
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Cl)和气态化合物E(HCl 或HF)。
【解析】（1）根据富氧煅烧和通电电解的结果，
中硫元素化合价升高，体现的性质是还原性。产物B
中有少量
，该物质可溶于浓盐酸，
元素转化为
，该反应的化学方程式：
Pb3O4+14HCl(浓)=
+4H2O+Cl2↑；根据
可得反应：
，要从该反应液中提取
，则所加试剂应能消耗H+使平衡逆向移动，且
不引入杂质，则步骤为：加热条件下，加入PbO 或Pb(OH)2或PbCO3，充分反应，趁热过滤，冷却结晶；
（2）A． 根据图示和已知②可知，电解池中阳极上Fe2+生成Fe3+，Fe3+氧化PbS 生成S、Pb2+和Fe2+，阴极
上PbCl2生成Pb，发生的总反应是：
(条件省略)，A 正确；
B． 据分析，铅锌矿(主要成分为
)富氧煅烧得到SO2和Pb、Zn 元素的氧化物，则产物B 主要是
铅氧化物与锌氧化物，B 正确；
C． 据分析，化合物C 是
，卤素原子被-OH 取代后生成H2SO4和HCl、HF，则
化合物C
在水溶液中最多可中和
，C 错误；
D．
的氧化性由+1 价的Cl 表现，Cl2的氧化性由0 价的Cl 表现，则ClF 的氧化锌强于
，D 错误；
故选AB。
（3）
D
①
的结构为
(X=F 或Cl)，加入足量NaOH 溶液，加热充分反应，生成Na2SO4和NaX，则实验
方案为：取D 的溶液，加入足量NaOH 溶液，加热充分反应，然后加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应，静置
后取上层清液，再加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则有Cl-，反之则有F-；②D(用HSO3X
表示)的溶液与足量NaOH 溶液反应生成Na2SO4和NaX，发生反应的离子方程式是：HSO3X+3OH-=
+X-+2H2O。
6
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2．（2024·湖北·高考真题）学习小组为探究
、
能否催化
的分解及相关性质，室温下进行了
实验I~Ⅳ。
实验I
实验Ⅱ
实验Ⅲ
无明显变化
溶液变为红色，伴有气泡产
生
溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气
体
已知：
为粉红色、
为蓝色、
为红色、
为墨绿色。回
答下列问题：
(1)配制
的
溶液，需要用到下列仪器中的 (填标号)。
a．
b．
c．
d．
(2)实验I 表明
(填“能”或“不能”)催化
的分解。实验Ⅱ中
大大过量的
原因是 。实验Ⅲ初步表明
能催化
的分解，写出
在实验Ⅲ中所发生反应的
离子方程式 、 。
(3)实验I 表明，反应
难以正向进行，利用化学平衡
移动原理，分析
、
分别与
配位后，正向反应能够进行的原因 。
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实验Ⅳ：
(4)实验Ⅳ中，A 到B 溶液变为蓝色，并产生气体；B 到C 溶液变为粉红色，并产生气体。从A 到C 所产生
的气体的分子式分别为 、 。
【答案】(1)bc
(2) 不能
与
按物质的量之比4:1 发生反应
，实验中
与
的物质的量之比为32:3
(3)实验Ⅲ的现象表明，Co3+、Co2+分别与
配位时，
更易与
反应生成
（该反应为快反应），导致
几乎不能转化为
，这样使得
的浓度减
小的幅度远远大于
减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正
反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行
(4)
【分析】本题探究
、
能否催化
的分解及相关性质。实验Ⅰ中无明显变化，证明
不能催化
的分解；实验Ⅱ中溶液变为红色，证明
易转化为
；
实验Ⅲ中溶液变为墨绿色，说明
更易与
反应生成
，并且初步证明
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在
的作用下易被
氧化为
；实验Ⅳ中溶液先变蓝后变红，并且前后均
有气体生成，证明在酸性条件下，
易转化为
，
氧化性强，可以把
氧化为
。
【解析】（1）配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到容量瓶、胶头滴管等等，因此选bc。
（2）CoSO4溶液中存在大量的
，向其中加入30%的
后无明显变化，因此，实验I 表明
不能催化
的分解。实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为
，实验中
与
的物质的量之比为32:3，因此，
大大过量的原因是：
与
按物质的量之比4:1 发生反应
，实验中
与
的物质的量之比为32:3。实验Ⅲ的实
验现象表明在
的作用下
能与
反应生成
，然后
能催化
的分
解，因此，
在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为
、
。
（3）实验I 表明，反应
难以正向进行。实验Ⅲ的现
象表明，Co3+、Co2+分别与
配位时，
更易与
反应生成
（该反应为快反
应），导致
几乎不能转化为
，这样使得
的浓度减小的幅度远远大
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于
减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，
因此，上述反应能够正向进行。
（4）实验Ⅳ中，A 到B 溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生了
；B 到C 溶液变为粉红色，并产生气体，说明发生了
，因此从A 到C 所产生的气体的分子式分别为
和
。
一、工艺流程中的化学反应类型
化学反应最常见的考试形式为新情景方程式的书写，要求能够根据反应类型寻找对应的反应规律，最常见
的是溶液中的反应（离子反应），主要有四类反应：
（1）普通的复分解反应 （2）氧化还原反应
（3）配位（络合）反应 （4）双水解反应
二、化工流程中新情境方程式的书写思路
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，除遵循质量守恒外，还要遵循得失电子守恒规律。最后根据题
目要求写出化学方程式或离子方程式（需要遵循 电荷守恒规律）即可。
三、非氧化还原反应方程式的书写
非氧化还原反应主要包括三类：（1）普通的复分解反应 （2）配位（络合）反应 （3）双水解反应
1．普通的复分解反应发生的条件：
①产生水等弱电解质 ②产生难溶电解质 ③产生挥发性物质等
弱电解质、难溶弱电解质、难溶物可以引申出强酸制弱酸、沉淀转化等规律，也可以用平衡常数理解（热
力学基础）。
2．常见的配位（络合）反应
核心知识精炼
10
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（1） AgNO3 + NH3.H2O =AgOH(沉淀）+ NH4NO3
AgOH + 2NH3.H2O = Ag(NH3)2OH + 2H2O (制银氨络合反应）
（2） CuSO4 + 2NH3.H2O = Cu(OH)2(沉淀）+ (NH4)2SO4
Cu(OH)2 + 4NH3.H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O (制铜氨络离子）
（3）常见的络合物
[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4](OH)2、[Fe(SCN)3] 、[Cu(NH3)4]SO4、K3[Fe(CN)6]、Fe3[Fe(CN)6]2、Na3AlF6
3．双水解反应
Al3＋、Fe3+、Mg2+与AlO、HCO、CO
、S2-等会发生双水解反应。
四、氧化还原反应方程式的书写
1．新情境氧化还原反应方程式的书写方法
根据电子转移数或常见化
合价确定未知产物中元素
的化合价；根据溶液的酸
碱性确定未知物的类别
→
根据
电子
守恒
配平
→
根据溶液的
酸碱性确定
参与反应的
或
→
根据
电荷
守恒
配平
→
根据原子
守恒确定
并配平其
他物质
2．识记常见氧化剂、还原剂及产物
（1）常见的氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；MnO(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3＋
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
X2(卤素单质)
X－
H2O2
OH－(碱性)；H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3)
NaClO(或ClO－)
Cl－、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2
PbO2
Pb2＋
（2）常见的还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
Fe2＋
Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SO)
SO
S2－(或H2S)
S、SO2(或SO)、SO
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H2C2O4
CO2
H2O2
O2
I－(或HI)
I2、IO
CO
CO2
金属单质(Zn、Fe、Cu 等)
Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋
3．氧化还原反应方程式的三步配平
①根据化合价升降法配平两剂两产物；
②根据电荷守恒补充 H＋和 OH－；
③根据原子守恒补充 H2O 并配平所有原子。
4．“补缺”的技巧
缺项化学方程式的配平：配平化学方程式时，有时要用H+、OH-、H2O 来使化学方程式两边电荷及原子
守恒，总的原则是酸性溶液中不能出现OH-，碱性溶液中不能出现H+，具体方法如下：
酸性环境
碱性环境
反应物中少氧
左边加H2O，右边加H+
左边加OH-，右边加H2O
反应物中多氧
左边加H+，右边加H2O
左边加H2O，右边加OH-
五、掌握氧化还原反应的常用规律
1．（2024·安徽安庆·模拟预测）铋（Bi）及其化合物在电子材料等领域有着广泛作用。以某铋矿（主要成
基础测评
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分为
、
，主要杂质
和
）制取
并回收锰的工艺流程如下：
按要求回答下列问题。
(4)已知
在2.0<pH<11.0 的环境中，易水解成BiOCl 沉淀。写出该反应的化学方程式： 。
【答案】(4)
【解析】（4）
在2.0<pH<11.0 的环境中，易水解成BiOCl 沉淀，根据质量守恒可知，还生成HCl，
该反应的化学方程式：
。
2．（2024·四川成都·模拟预测）某铜硫矿中富含黄铁矿和磁黄铁矿等硫铁矿物，占原矿矿物总量的38%，
实验室以此为原料模拟工业制备纯铜并利用黄铁精矿进行含铬废水处理，工艺流程如下：
已知：①粉碎解离度(不同成分矿石分离程度)与粉碎程度有关，颗粒越细，解离度越高，最高可达93%，
但颗粒越细对设备要求越高。
②铜蓝矿的主要成分为CuS，黄铁矿的主要成分为
。
③可能用到的数据如下：
开始沉淀pH
1.9
4.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
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(2)在酸浸时为了加快酸浸速率，除使用精磨外，还可采取的措施有 (写出两种即可)；酸浸一般
选用硫酸溶液在纯氧环境中进行，酸浸的离子方程式为 。
(6)利用黄铁精矿为原料，可进一步制得有广泛用途的铁氧体。其中浸取黄铁精矿过程中相关物质的转化关
系如图所示，反应I 的离子方程式为 ，检验浸取后的溶液中存在
的方法是 。
【答案】(2) 适当升高温度，适当增大酸的浓度
(6)
取少许溶液于试管中，先加KSCN 溶液，不变色，
再加氯水，溶液变红，说明含
(或取少许溶液于试管，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成)
【解析】（2）精磨可增加反应物的接触面积，适当升高温度或适当增加酸的浓度都可以在酸浸时加快反
应速率，从而加快浸出速率；酸浸时，S 元素被
氧化成单质S，离子方程式为
；
（6）反应I 的离子方程式为；
；取少许溶液于试管中，先加
KSCN 溶液，不变色，再加氯水，溶液变红，说明含
或取少许溶液于试管，加入铁氰化钾溶液，有蓝
色沉淀生成。
3．（2024·湖北武汉·模拟预测）V 有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种，一种从钒页岩(一种
主要含Si、Fe、Al、V 元素的矿石)中提取V 的工艺流程如下：
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已知：①“酸浸”时有
生成。②“萃取”时离子萃取率的大小顺序为
。回
答下列问题：
(3)H2C2O4作用是将
转化为
，转化的目的是 ，发生的离子反应方程式为 。
(4)“沉钒”时，生成
沉淀，“步骤X”的目的是 ，写出“煅烧”时的化学反应方程式
。
【答案】(3) VO2+的浸取率大于
，转化为VO2+可以提高钒的浸取率 2
+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O
(4) 将VO2+氧化为
2NH4VO3
2NH3↑+V2O5+H2O
【解析】（3）题干信息显示，VO2+的浸取率大于
，则H2C2O4作用是将
转化为
，所以转化
的目的是：VO2+的浸取率大于
，转化为VO2+可以提高钒的浸取率；发生的离子反应方程式为2
+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O。
（4）“沉钒”时，生成
沉淀，则“步骤X”操作后，VO2+转化为
，所以目的是将VO2+氧化为
，“煅烧”时的化学反应方程式为2NH4VO3
2NH3↑+V2O5+H2O。
4．（2024·甘肃张掖·三模）以水钴矿(
，含
、
、
)和辉铜矿(
，含
、
)为原料制取胆矾和单质钴。
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已知：
①常温下，
，
，
；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的
见下表：
金属离子
开始沉淀时
的
2.7
7.5
7.6
4.7
完全沉淀时
的
3.7
9.0
9.1
6.2
③萃取
的反应原理；
；
④
、
、
、
均能与强酸反应产生
。
回答下列问题：
(1)“酸浸”过程硫元素价态变为
价，写出“酸浸”过程中主要反应的化学方程式： 。
【答案】(1)
【解析】（1）“酸浸”过程
元素化合价
价降为
价，硫元素价有
价变为
价，
元素化合价
由
价升高为
价，根据得失电子守恒及质量守恒，化学方程式：
；
5．（2024·陕西榆林·模拟预测）钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一，我国钴资源缺乏，
二次回收利用非常重要。从锂离子二次电池正极废料——铝钴膜(含
乙炔黑导电剂涂层的铝箔)中回
收Li、Co 的工艺流程如下：
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回答下列问题：
(2)酸溶时，
转化为
、
，该反应的离子方程式为 ；若用盐酸代替
和
溶液，酸溶也可得到
和
溶液，但缺点是 。
(5)将
和
按物质的量之比
混合，在空气中煅烧可制得
，该反应的化学方程式为
。
【答案】(2)
产生氯气，污染环境
(5)
【解析】
（2）酸溶时，
转化为
、
，钴元素化合价降低，则过氧化氢被氧化生成氧气，该反应
的离子方程式为
；若用盐酸代替
和
溶液，
酸溶也可得到
和
溶液，但Cl-被
氧化生成氯气，氯气有毒，即缺点为：产生氯气，污染
环境；
（5）将
和
按物质的量之比
混合，在空气中煅烧可制得
，反应中钴元素化合价升
高，氧气中氧元素化合价降低，根据元素种类可知产物中有二氧化碳，所以该反应的化学方程式为
；
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6．（2024·湖北·模拟预测）从“钛磁铁矿”冶炼金属铁后的“含钛高炉渣”中提取金属钛的工艺流程如下：
已知：①“含钛高炉渣”的组成如下：
组分
其他
质量分数%
34
6~16
17~19
14~16
8.0~9.0
3.0~4.2
0.8
②“水浸”溶液的
。
请回答下列问题：
(2)某实验小组模拟“熔融”过程的反应，将固体
与
按物质的量1：2 混合反应生成
反应过程的热重曲线如图所示。
①“熔融”过程生成
的方程式为 。
②“水浸”后滤渣主要有 。
【答案】(2)
SiO2、CaSO4
【解析】（2）①某实验小组模拟“熔融”过程的反应，将固体
与
按物质的量1：2 混合
反应，设
与
的物质的量依次为1mol、2 mol，则固体混合物为400g，结合分析与元素质
量守恒，得到CaSO4、
的物质的量依次为1mol、1 mol，它们的质量共296g，
18
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，根据
反应过程的热重曲线可知，此时逸出的气体为氨气和水蒸气。则 “熔融”过程生成
的方程式为
。
②据分析，“水浸”后滤渣主要有SiO2、CaSO4。
7．（22-23 高三上·广西南宁·阶段练习）铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点-96.5℃，沸点
117 ℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，在有机合成中主要作氧化剂、氯化剂
和溶剂。在实验中可用重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠制备。反应原理为：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠
反应生成CrO3与HCl 气体两种中间产物，然后CrO3迅速与HCl 气体反应生成铬酰氯。实验装置如下(夹持
装置略)：
回答下列问题：
(1)仪器A 的名称是 。装置B 的进水口为 (填“a”或“b”)。
(2)投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产量，原因是 。
(3)浓硫酸在反应前应进行冷却，其目的是 。
(4)写出CrO3与HCl 气体反应生成铬酰氯的化学反应方程式 。
(5)反应结束后，用电热套加热装置A，并收集117 ℃左右的馏分，发现H 中充满红棕色气体，没有收集到
液体，请改进这一蒸馏装置并给出理由 。
(6)图中缺少尾气处理装置，应选用下列装置中的 (填标号)，该装置的作用是 。
【答案】(1) 圆底烧瓶 b
(2)产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3 参与反应
(3)防止反应温度过高，反应速率过快
19
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(4)CrO3+2HCl=CrO2Cl2+H2O
(5)用冰水浴冷却装置H，冰水浴温度较低，可使铬酰氯蒸气液化并减少液态铬酰氯的挥发
(6) B 碱石灰可吸收未反应的氯化氢气体(或未冷凝的铬酰氯蒸气)，并可防止空气中的水蒸气进
入装置
【分析】铬酰氯常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，在实验中可用重铬酸钾、浓硫
酸与氯化钠制备。反应原理为：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3与HCl 气体两种中间产物，
然后CrO3迅速与HCl 气体反应生成铬酰氯，则实验时需控制反应温度，让CrO3与HCl 气体反应生成铬酰
氯后再蒸出，若浓硫酸与重铬酸钾反应速率过快，则可能造成CrO3与HCl 反应不充分。吸收尾气时，需防
止产物与空气及水蒸气接触。
【解析】（1）仪器A 的名称是：圆底烧瓶。装置B 为直形冷凝管，为增强冷凝效果，冷却水流向都是下
进上出，故进水口为b。
（2）投料后，浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3与HCl 气体两种中间产物，然后CrO3迅速
与HCl 气体反应生成铬酰氯，则投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产量，原因是：产生
过量的氯化氢气体，使更多的CrO3 参与反应。
（3）浓硫酸在反应前应进行冷却，其目的是：防止反应温度过高，反应速率过快。
（4）CrO3与HCl 气体反应，生成铬酰氯和水，化学的反应方程式为CrO3+2HCl=CrO2Cl2+H2O。
（5）反应结束后，用电热套加热装置A，并收集117 ℃左右的馏分，发现H 中充满红棕色气体，没有收
集到液体，表明通过冷凝管的铬酰氯蒸汽并未液化，应降温将其液化，则改进这一蒸馏装置的方法及理由
为：用冰水浴冷却装置H，冰水浴温度较低，可使铬酰氯蒸气液化并减少液态铬酰氯的挥发。
（6）题中信息显示，铬酰氯放置在空气中会迅速挥发并水解，所以铬酰氯不能与空气接触，也不能接触
水蒸气，无水氯化钙不能吸收酸性气体，NaOH 溶液会产生水蒸气，所以图中缺少尾气处理装置，应选用
下列装置中的B，该装置的作用是：碱石灰可吸收未反应的氯化氢气体(或未冷凝的铬酰氯蒸气)，并可防
止空气中的水蒸气进入装置。
1．（2024·湖南·高考真题）铜阳极泥(含有Au、
、
、
等)是一种含贵金属的可再生资源，
回收贵金属的化工流程如下：
能力提升
20
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已知：①当某离子的浓度低于
时，可忽略该离子的存在；
②
；
③
易从溶液中结晶析出；
④不同温度下
的溶解度如下：
温度℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
14.4
26.1
37.4
33.2
29.0
回答下列问题：
(1)Cu 属于 区元素，其基态原子的价电子排布式为 ；
(2)“滤液1”中含有
和
，“氧化酸浸”时
反应的离子方程式为 ；
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的
：
①在“氧化酸浸”工序中，加入适量
的原因是 。
②在“除金”工序溶液中，
浓度不能超过
。
(4)在“银转化”体系中，
和
浓度之和为
，两种离子分布分数
随
浓度的变化关系如图所示，若
浓度
为
，则
的浓度为
。
21
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(5)滤液4 中溶质主要成分为 (填化学式)；在连续生产的模式下，“银转化”和“银还原”工序需在
℃左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是 。
【答案】(1) ds 3d104s1
(2)
(3) 使银元素转化为AgCl 沉淀 0.5
(4)0.05
(5)
高于40℃后，
的溶解度下降，“银转化”和“银还原”的效率降低，难以实
现连续生产
【分析】铜阳极泥（含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等）加入H2O2、H2SO4、NaCl 氧化酸浸，由题中信息
可知，滤液1 中含有Cu2+和H2SeO3，滤渣1 中含有Au、AgCl、PbSO4；滤渣1 中加入NaClO、H2SO4、
NaCl，将Au 转化为Na[AuCl4]除去，滤液2 中含有Na[AuCl4]，滤渣2 中含有AgCl、PbSO4；在滤渣2 中加
入Na2SO3，将AgCl 转化为Ag2SO3，过滤除去PbSO4，滤液3 含有Ag2SO3；滤液2 中加入Na2S2O4，将Ag
元素还原为Ag 单质，Na2S2O4转化为Na2SO3，滤液4 中溶质主要为Na2SO3，可继续进行银转化过程。
【解析】（1）Cu 的原子序数为29，位于第四周期第ⅠB 族，位于ds 区，其基态原子的价电子排布式为
3d104s1；
（2）滤液1 中含有Cu2+和H2SeO3，氧化酸浸时Cu2Se 与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应，生成
、
和
，反应的离子方程式为：
；
（3）①在“氧化酸浸”工序中，加入适量
的原因是使银元素转化为AgCl 沉淀；
22
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②由题目可知
，在“除金”工序溶液中，若
加入过多，AgCl 则会转
化为
，当某离子的浓度低于1.0×10−5mol L
⋅
−1时，可忽略该离子的存在，为了不让AgCl 发生转化，
则另
，由
，可得
，即
浓度不能
超过
；
（4）在“银转化”体系中，
和
浓度之和为
，溶液中存在平衡关系：
，当
时，此时
，则该平衡关系的平衡常数
，当
时，
，解得此时
；
（5）由分析可知滤液4 中溶质主要成分为Na2SO3；由不同温度下
的溶解度可知，高于40℃后，
的溶解度下降，“银转化”和“银还原”的效率降低，难以实现连续生产。
2．（2024·江苏南京·模拟预测）重铬酸钾(K2Cr2O7)在实验室和工业上都有广泛应用，如用于制铬矾、制火
柴、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿［主要成分为Fe(CrO2)2，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物］制备
重铬酸钾的工艺流程如下图所示：
23
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已知：
①焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe 元素转化为NaFeO2，Cr 元素转化为Na2CrO4。
②矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c 与pH 的关系如图1 所示。当溶液中可溶性组分浓度c≤10-5
mol·L-1时，可认为已除尽。
③有关物质的溶解度如图2 所示。
回答下列问题：
(2)写出焙烧过程中生成Na2CrO4反应的化学方程式 。
(3)水浸滤渣的主要成分是Fe(OH)3，写出生成此滤渣的离子方程式 。
【答案】
(2)
(3)
【解析】（2）焙烧过程中生成Na2CrO4的化学方程式为
24
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。
（3）根据分析，生成滤渣的离子方程式为
。
3．（2024·北京·三模）
是一种重要的化工原料，可用于制革，印染等工业。
(1)以铬铁矿（主要成分为
，还含有MgO、
、
等）为原料制备
的工艺
流程如图。
已知：Al2O3与纯碱焙烧转化为NaAlO2，SiO2与纯碱焙烧转化为Na2SiO3。
①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是 。
②焙烧的目的是将
转化为
并将Al、Si 氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时
发生的化学方程式 。
【答案】(1) 增大接触面积，提高反应速率，使矿石充分反应
Fe2O3和MgO 调节溶液pH 使
与
转化为沉淀除去 4.5~9.3 1014.8
【解析】（1）①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，可增大矿石与空气的接触面积，则其目的是：
增大接触面积，提高反应速率，使矿石充分反应。
②焙烧的目的是将
转化为
并将Al、Si 氧化物转化为可溶性钠盐，则FeO 被O2氧化为
25
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Fe2O3，焙烧时
发生的化学方程式为
。
4．（2024·四川眉山·三模）碳酸锂是制备锂电池的重要原料。一种由α—锂辉石(主要成分可用
表示，还含有Al、Fe 和Mn 元素的氧化物)制备电池级碳酸锂的工艺流程如下：
已知：常温下
，各离子沉淀pH 范围：
离子
开始沉淀pH
7.6
2.7
3.8
8.3
沉淀完全pH
9.7
3.2
5.2
9.8
回答下列问题：
(1)“煅烧”过程中
转化为
，写出
与生石灰反应的化学反应方程式 。
(2)硫酸作为浸取酸时需要加入少量硝酸，其作用是 ；“调节pH”步骤应当控制的pH 范围为
，
(3)写出“除锰”过程中的离子反应方程式 。若“除钙”后滤液中Li+浓度为0.2mol/L，则该步骤后
浓度应该低于 mol/L。
(4)已知
、
的溶解度(g/100g 水)如下表所示：
T/℃
20
50
80
1.33
1.10
0.85
26
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34.2
32.5
30.7
“沉锂”后应该选择 ℃(选填“20”、“50”和“80”)蒸馏水洗涤，写出检验沉淀是否洗涤干净的操
作 。
(5)“沉锂”后所得碳酸锂再次经过“碳化”—“热解”步骤的目的是 。将碳酸锂与
混合，在
空气中焙烧可制备电池阴极材料
，写出其化学反应方程式 。
【答案】(1)
(2) 作为氧化剂，将
氧化为
(3)
0.55
(4) 80 取最后一次洗涤液于试管中，用盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，若无明显现象则已经洗涤
干净
(5) 进一步提高碳酸锂的纯度
【分析】由α—锂辉石(主要成分可用
表示，还含有Al、Fe 和Mn 元素的氧化物)制备电池级碳酸
锂时，先往α—锂辉石中加入生石灰进行煅烧，然后加入硫酸、硝酸浸取，从后续操作看，此步操作除去
了硅，则浸渣应为CaSiO3；往滤液中加入NaOH 溶液，Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤后，
往滤液中加入氨水和NH4HCO3，此时Mn2+转化为MnCO3而成为滤渣；往滤液中加入Na2CO3溶液，将
Ca2+转化为CaCO3沉淀；过滤后，往滤液中加入饱和Na2CO3溶液，Li+转化为Li2CO3沉淀；过滤后滤渣再
进行碳化，将Li2CO3转化为LiHCO3，过滤后去除滤渣，将滤液进行热解，此时LiHCO3转化为电池级碳酸
锂。
【解析】（1）“煅烧”过程中
转化为
，硅转化为CaSiO3，则
与生石灰反应的
化学反应方程式为
。
27
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（2）硫酸作为浸取酸时需要加入少量硝酸，硝酸具有强氧化性，其作用是：作为氧化剂，将
氧化为
；“调节pH”时，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，但不能将Mn2+转化为沉淀，此步骤应
当控制的pH 范围为
。
（3）“除锰”过程中，往滤液中加入氨水和NH4HCO3，此时Mn2+转化为MnCO3，离子反应方程式为
。若“除钙”后滤液中Li+浓度为0.2mol/L，为避免Li+生
成沉淀，溶液中离子浓度积应小于溶度积常数，则该步骤后
浓度应低于
mol/L=0.55mol/L。
（4）从表中数据可以看出，温度越高，Li2CO3的溶解度越小，则“沉锂”后应该选择80℃蒸馏水洗涤；
检验沉淀是否洗涤干净时，应检验滤液中是否含有
，操作为：取最后一次洗涤液于试管中，用盐酸酸
化，再滴加氯化钡溶液，若无明显现象则已经洗涤干净。
（5）“沉锂”后所得碳酸锂中可能混有Li2SO4杂质，再次经过“碳化”—“热解”步骤的目的是：进一
步提高碳酸锂的纯度。将碳酸锂与
混合，在空气中焙烧，将Co2+氧化为Co3+，制备电池阴极材料
，其化学反应方程式为
。
5．（2024·福建厦门·模拟预测）一种利用炼锌渣(主要含
、
、
、
和一定量的
、不
溶性杂质)为原料制备硫化锌及高纯镓的流程如图所示：
已知：①电解制取镓时，溶液中的氯离子会影响镓的析出。②
。
(1)基态
的价层电子排布式为 ，
中含有
键的数目为 。
28
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(2)黄钠铁矾的化学式为
，晶体颗粒大、易沉降。
①“沉铁”时生成黄钠铁矾的离子方程式为 。
【答案】(1) 3d10 8NA
(2)
直接调pH 沉铁易生成Fe(OH)3胶体，不
容易过滤；Fe(OH)3胶体同时容易吸附Zn2+而造成ZnS 损失
【解析】（1）锌为30 号原子，Zn2+的价层电子排布式为3d10；
中，OH-中氧原子和氢原子存在σ
键，OH-与Ga 以σ 键结合，所以1mol
中含有σ 键的物质的量为8mol，数目为8NA。
（2）①“沉铁”时，加入硫酸钠生成黄钠铁矾沉淀，离子方程式为
；
②直接调pH 沉铁易生成Fe(OH)3胶体，不容易过滤；Fe(OH)3胶体同时容易吸附Zn2+而造成ZnS 损失。
6．（23-24 高三下·山东·阶段练习）污染物的处理和资源的充分利用是化学重要的研究课题，工业上用化
工厂尾气中低浓度
还原软锰矿(主要成分为
，另含有少量铁、铝、铜、镍、铅等金属化合物)制备
高性能磁性材料的主要原料
的流程如下：
已知：①常温时部分硫化物难溶盐的
即如下
难溶
物
②
难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，
时开始分解；
③溶液中某离子的浓度
时，即可认为该离子已沉淀完全。
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(1)为提高“还原酸浸”的效率，可以采取的措施有 (答出一条即可)；上述流程多次涉及过滤操作，
实验室进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器有烧杯、 。
(2)“还原酸浸”中所发生的最主要的氧化还原反应的离子方程式为 。
(3)“除铁铝”时用
除去溶液中的
时发生反应的离子方程式为 。
(4)“除铜镍铅”时，为使它们完全沉淀，需控制溶液中
的浓度的最小值为
。
(5)“沉锰”反应的离子方程式为 。
(6)“洗涤、干燥”中，为减少损失，宜选用的洗涤剂为 。
【答案】(1) 将软锰矿粉碎、升高酸浸温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等 漏斗、玻璃棒
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)乙醇
【分析】MnO2具有氧化性，能够与SO2反应。加入MnCO3，可以促进Fe3＋、Al3＋水解，使之转化为
Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去。根据已知①，MnS 相较于CuS、PbS、NiS 更易溶，通过调节S2－的浓度，除
去铜镍铅。最终加入NaHCO3，得到MnCO3沉淀。
【解析】（1）①为提高“还原酸浸”的效率，可以采取的措施有将软锰矿粉碎、升高酸浸温度、适当增
大硫酸浓度、搅拌等，故答案为：将软锰矿粉碎、升高酸浸温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等；
②实验室进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：漏斗、玻璃棒；
（2）“还原酸浸”中所发生的最主要的氧化还原反应的离子方程式为
，故答案
为：
；
（3）“除铁铝”步骤中，用
除去溶液中的
时发生反应的离子方程式为
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，故答案为：
；
（4）由于
为同一类型难溶盐，则
大小反映了它们溶解度的大小，所以溶解度最大的是
沉淀。“除铜镍铅”步骤中，为使它们完全沉淀，需控制溶液中
的浓度，使溶解度最大的
完全
沉淀即可，由此可计算
的浓度最小值为
，故答案为：
；
（5）“沉锰”步骤中发生反应的离子方程式为
，故答案为：
；
（6）因为
难溶于乙醇，潮湿时易被空气氧化，所以“洗涤、干燥”步骤中，为减少损失宜选用的
洗涤剂为乙醇，故答案为：乙醇。
7．（2024 高三·全国·专题练习）草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其
钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。
回答下列问题：
(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C 中可观察到的现象是
，反应的离子方程式为 ，说明分解产物中含有 。装置B 的主要作用是 。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B 和下图所示的
部分装置(可以重复选用)进行实验。
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①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、 。装置H 反应管中盛有的物质是
。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO 的现象是 。
(3)若将上图装置C 中的澄清石灰水改为水玻璃，则装置C 中的现象是 ，反应的离子方程式为
，此现象说明H2SiO3比H2CO3的酸性 。
(4)若把上图装置C 中的澄清石灰水改为饱和Na2CO3溶液，则装置C 中的现象是 ，反应的离子
方程式为 。
【答案】(1) 有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋H2O CO2
冷凝(水蒸气、草酸蒸气等)，防止草酸进入装置C 和Ca2＋反应生成沉淀，干扰CO2的检验
(2) F、D、G、H、D、I CuO H 中黑色粉末变为红色，其前的D 中澄清石灰水无现象，其后
的D 中澄清石灰水变浑浊
(3) 产生白色沉淀或变浑浊，且有气泡逸出 CO2＋
＋H2O=H2SiO3↓＋
弱
(4) 产生白色沉淀或变浑浊，有气泡逸出 2Na＋＋
＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓
【分析】草酸晶体（H2C2O4•2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，
如果草酸受热分解，分解时会产生二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙
盐难溶于水，B 装置温度较低，有冷凝作用，防止干扰实验；要检验生成CO，在甲组实验后，用浓氢氧
化钠除去二氧化碳，用澄清石灰水检验二氧化碳，用碱石灰干燥CO，利用CO 的还原性将CuO 还原，再
利用澄清石灰水检验生成的二氧化碳，用排水法收集CO，据此判断。
【解析】（1）草酸晶体(H2C2O4•2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，
如果草酸受热分解，分解时会产生二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成难溶的碳酸钙沉淀而使澄清石
灰水变浑浊，所以C 中观察到的现象是：有气泡冒出且澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，离子方
程式为CO2＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋H2O。
根据C 中澄清石灰水变浑浊可知草酸晶体分解产物中有CO2；草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶
于水，草酸易挥发，导致生成的气体中含有草酸，草酸和氢氧化钙反应生成难溶的草酸钙而干扰二氧化碳
的检验，B 装置温度较低，有冷凝作用，冷凝水蒸气和草酸，防止干扰二氧化碳的检验；
32
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（2）①要检验生成CO，需要排除二氧化碳的干扰，在甲组实验后，用浓氢氧化钠除去二氧化碳，用澄清
石灰水检验二氧化碳是否除尽，用碱石灰干燥CO，利用CO 和CuO 发生反应生成CO2，再利用澄清石灰
水检验生成的二氧化碳，用排水法收集CO 避免污染环境，所以其连接顺序是A、B、F、D、G、H、D、
I；H 装置中盛放的物质应该具有氧化性，且和CO 反应有明显现象发生，CuO 能被CO 还原且反应过程中
黑色固体变为红色，现象明显，所以H 中盛放的物质是CuO；
CO
②
具有还原性，其氧化产物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，且CO 将黑色的CuO 还原
为红色的Cu，只要H 中黑色固体转化为红色且其后的D 装置溶液变浑浊就说明含有CO。
（3）澄清石灰水改为水玻璃，CO2与水玻璃产生硅酸白色沉淀或变浑浊，且有气泡逸出，反应的离子方程
式为：CO2＋
＋H2O=H2SiO3↓＋
，此现象原理为强酸制弱酸，说明H2SiO3比H2CO3的酸性弱；
（4）澄清石灰水改为饱和Na2CO3溶液，CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3沉淀，现象是产生白色
沉淀或变浑浊，有气泡逸出，反应的离子方程式为：2Na＋＋
＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓；
33
