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2026 届高考化学二轮《化学工艺流程》大题专练(四)
1．铟被广泛应用于电子工业、航空航天、太阳能电池新材料等高科技领域。从铜烟灰氧压酸浸渣(主
要含PbSO4、FeAsO4∙2H2O、SiO2、S、In2O3、In2S3)中提取铟的工艺如图所示。
已知：①焙烧后金属元素均以硫酸盐的形式存在。
②As2O3微溶于水
③In(OH)3性质与Al(OH)3类似
④FeS4O6为强电解质
回答下列问题：
(1)FeAsO4∙2H2O 中铁元素化合价为＋3 价，As 的化合价为_______。
(2)“硫酸化焙烧”时，其他条件一定，焙烧温度对“水浸”时铟、铁浸出率的影响如图所示。
适宜的焙烧温度是_______℃，温度过高铟、铁浸出率降低的原因是_______________________。
(3)“水浸”工艺中的浸渣除了As2O3外，还含有_______。
(4)“还原铁”工艺反应的离子方程式为___________________________________________。
(5)“萃取除铁”工艺中，用30%的P2O4作萃取剂时，发现当溶液pH＞1.5 后，铟萃取率随pH 值的升
高而下降，原因是_______________________________。
(6)“置换铟”时，发现会有少量的气体AsH3生成，AsH3的电子式为___________________，生成
AsH3的离子方程式为_________________________________。
(7)整个工艺流程中，可循环利用的溶液是___________________。
2．草酸钴在化学中应用广泛，可以用于制取催化剂和指示剂。以钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、
Co(OH)2，还含有少量SiO2、Al2O3、CuO、FeO 及MnO2杂质]制取草酸钴晶体(CoC2O4∙2H2O)的工艺流程
如图所示：
常温下，有关沉淀数据如表(“完全沉淀时，金属离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)。
沉淀
Mn(OH)2
Co(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
恰好完全沉淀时pH
10.1
9.4
6.7
2.8
5.2
回答下列问题：
(1)“浸取”前，需要对钴矿进行粉碎处理的目的是 ；浸
出渣的主要成分是 。(填化学式)。浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、Cu2+、
Mn2+和SO 离子，写出“浸取”时，Co2O3发生反应的化学方程式： 。
(2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。
(3)常温下，“调节pH”得到的沉淀X 的主要成分是 ；若“调节
pH” 后，溶液c(Co2+)＞0.1mol·L-1，则需调节溶液pH 的范围是 (忽略溶液的体积变化)。
(4)“提纯”分为萃取和反萃取两步进行，先向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂(HA)2，发生反应：
Co2+＋n(HA)2
CoA2∙(n－1)(HA)2＋2H+。当溶液pH 处于4.5 到6.5 之间时，Co2+萃取率随着溶
液pH
增大而增大，其原因是 ；反萃取时，应加入的物质是_______(填溶液名称)。
(5)钴的氧化物常用作颜料或反应催化剂，可以由草酸钴晶体在空气中加热制取，取36.6g 草酸钴晶
体，在空气中加热至恒重，得到CoO 与Co3O4的混合物15.8g，该混合物中CoO 与Co3O4的物质的量
之比为_______。
3．硫酸工业所得废钒催化剂主要含VOSO4、V2O5、SiO2、K2SO4和Fe2O3。一种利用废钒催化剂制取
V2O5的流程如图所示：
已知：①“酸浸”后的溶液中含钒元素的离子是VO2+。
②钒元素的存在形态较多，部分四价钒和五价钒物种的分布分数δ 与pH 的关系如图所示。
(1)写出“酸浸”时V2O5发生反应的离子方程式_________________。
(2)“调pH”时，控制溶液的pH＞11，其目的是_______________。
(3)写出“氧化”时发生反应的离子方程式_________________。
(4)“沉钒”时控制溶液pH 约为7，生成偏钒酸铵(NH4VO3)固体．沉钒率随温度变化如图，温度高于
80℃，沉钒率下降的原因是_______________。
(5)在“煅烧”NH4VO3的过程中，固体的残留率(×100%)随温度变化的曲线如图所示，则A 点剩余固
体的成分为__________________(填化学式)。
(6)在空气中“煅烧”NH4VO3分解制备V2O5，分解一段时间后，得到一种无色有刺激性气味的气体，
随后固体中检测到了V2O4杂质，不断搅拌，充分反应后，最终无该杂质．请分析生成V2O4的原因______。
4．镉(Cd)在合金、电池等方面具有重要应用。某铜镉渣中主要含有Cd、CdO，还含有Cu、Zn、
Pb、Fe、CuO 和SiO2等杂质，从铜镉渣中回收Cd 的某种工艺流程如图所示。
已知：①Ksp[CaSO4]＝9.1 ×10-6 ，Ksp[PbSO4]＝1.6×10-8
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如表所示：
离子
Zn2+
Cd2+
Fe2+
Pb2+
Cu2+
Fe3+
开始沉淀时(c=0.01 mol · L-1)的pH
8.2
7.8
7.5
6.7
5.2
2.2
完全沉淀时(c=1.0 ×10-5mol·L-1)的pH
9.7
9.3
9.0
8.5
6.7
3.2
回答下列问题：
(1)将铜镉渣先“浆化”再“酸浸”的目的是_______。
(2)“酸浸”时，保持温度和pH 均不宜过高的原因是_______；“压滤 ”所得滤渣I 的主要成分是
_______(填化学式)； “酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+，其微量存在的主要原因是_______。
(3)“除铁”时，加入的石灰乳调节溶液pH 的范围是_______ ， 若石灰乳加过量，缺陷是_______。
(4)将“置换”出来的海绵镉在空气中堆放进行“自然氧化” ，再用硫酸进行“酸溶”，“置换净
化”处理是将残余的微量的Cu2+和Pb2+进行深度脱除，以提高阴极镉产品的纯度，“置换净化”所发生的
离子反应方程式为_______。
(5)电极电位是表示某种离子或原子在溶液中得失电子的难易程度。在25°C 下，部分电对的电极电位
如表所示。
电对
Fe3+/Fe2+
Cu2+/Cu
H+/H2
Pb2+/Pb
Cd2+/Cd
Fe2+/Fe
Zn2+/Zn
Ca2+/Ca
电极电
位/V
+0.771
+0.337
0
－0.126
－0.402
－0.442
－0.762
－2. 86
根据表中信息和已有知识可知，电对的电极电位数值越大，电对中氧化态粒子的氧化性_______(填
“越强”或“越弱”)。采用低电流条件“电积”时，阴极主要发生的电极反应是_______。
5．利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种
化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：
已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Na+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等。
②沉淀I 中只含有两种沉淀。 ③已知氧化性：Co3+>MnO2>ClO>Fe3+
④流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见表：
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉
淀
2.7
7.6
7.6
4.0
7.7
完全沉
淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
(1)得到水钴矿的前一步是对粗矿的粉末“焙烧”，该步氧化数据如表所示：
空气氧化法
氧化温度/℃
氧化率/%
氧化时间/h
暴露空气中
450～500
88
14
对流空气氧化炉
中
450～500
98
6
在对流空气中氧化效率高且氧化时间短的原因是________________________。
(2)浸出过程中加入Na2SO3作用是_______。
(3)NaClO3在浸出液中发生反应的离子方程式为______________________________。
(4)加入Na2CO3调pH 至5.2，目的是___________________________；萃取剂层含锰元素，则加入
NaF 溶液所得沉淀II 的主要成分为_______。
(5)操作I 包括：向水层加入______调整pH 至2～3，蒸发浓缩_____、过滤、洗涤、减压烘干等过程。
(6)根据表格中的数据计算Ksp[Co(OH)2]＝_____(假设离子浓度小于等于10-5mol/L 视为完全沉淀，已
知100.4=2.5)
(7)将草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)置于空气中加热，受热过程中 290～320℃温度范围得到剩余的固体
物质化学式为Co3O4，同时产生CO2，写出该过程的化学方程式____________________________。
6．铋的化合物在电催化和光催化领域都有广泛应用。一种从含铋矿渣(主要成分是CuBi2O4、CuO、
Fe2O3、Al2O3、SiO2等)中提取高纯Bi2S3的工艺如下：
已知：
①乙酰胺(CH3CONH2)有臭味、有毒，熔点为82.3℃，沸点为221℃，可溶于水。
②常温下，Ksp[Bi(OH)3]＝4.0×10-31，BiOCl＋H2O
Bi3+＋2OH－＋Cl－ K＝1.6×10-31。
③该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下：
离子
Fe3+
Al3+
Cu2+
开始沉淀的pH
1.5
3.6
4.5
沉淀完全的pH
3.2
4.7
6.7
回答下列问题：
(1) CuBi2O4中的Cu 的化合价为＋2，则Bi 的化合价是_______。
(2)“沉铋”时加入NaOH 溶液，Bi3+转化为BiOCl 沉淀的离子方程式是_____________。往“沉铋”所
得滤液中加入铁粉可回收其中的_______(填化学式)金属。
(3)“洗涤”时先用水洗，再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是为了除去滤饼中的_______(填化学
式)杂质。
(4)“转化”分两步进行：第一步BiOCl 转化为Bi(OH)3，反应的离子方程式为___________________；
第二步Bi(OH)3受热分解，2 Bi(OH)3===Bi2O3＋3H2O。常温下，当BiOCl 恰好完全转化成Bi(OH)3时，溶
液中Cl－浓度为0.04mol·L-1，则此时溶液的pH 为_______。
(5)“合成”所得乙酰胺的水溶液经_____________。(填操作)可获得乙酰胺固体，以再生硫代乙酰胺
(CH3CSNH2)。
(6)钼酸铋(Bi2MoO6)可用于光催化水的分解，其晶胞结构(不含氧原子)如图所示，晶胞参数为anm，
anm，cnm，晶胞棱边夹角均为90°。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。已知原
子1 的坐标为(,,0)，则原子2 的坐标为_____________。
②设阿伏加德罗常数的值为NA，Bi2MoO6的式量为Mr，Bi2MoO6则晶体的密度为_______g∙cm-3 (列计
算式)。
7．活化二氧化锰在能源化学上有着重要作用，工业上利用精制软锰矿粉(MnO2)通过下列流程制备：
已知：蒸发结晶得到MnSO4。
(1)泥浆化的目的是___________________________________________________________。
(2)“第一次焙烧”温度是1 000 ℃，生成Mn3O4、SO2和O2，“第二次焙烧”温度为700 ℃，产物为
Mn2O3；700 ℃时焙烧的氧化剂为________________(填化学式)。
(3)“酸歧化”的离子方程式为_____________________________________________。
(4)活化MnO2中不能含有铜、铅等重金属元素，在“中和过滤”前需要加入某种正盐而除去重金属离
子，该盐的名称是____________。
(5)“第一次焙烧”所产生的SO2，可以部分转化为硫酸(转化率100%)以便降低成本，理论上转化为硫
酸的SO2占全部的SO2的质量分数为________。
(6)在碱性锌锰电池(Zn|KOH|MnO2)中，活化MnO2[生成MnO(OH)]作电池的________极，其电极反应
为______________________________。废电池经过一系列工艺得到MnO2和MnO(OH)混合物，该混合物
经过__________________(填方法)可以直接得到活化MnO2。
8．比亚迪采用磷酸亚铁锂技术的刀片电池，大幅度提高了电动汽车的续航里程。以硫铁矿(主要成分
是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备LiFePO4的流程如下：
已知几种金属离子沉淀的pH 如表所示：
金属氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀的pH
2.3
7.5
4.0
完全沉淀的pH
4.1
9.7
5.2
请回答下列问题：
(1)SO2分子的空间结构为_______形。基态Fe 原子的电子排布式为_______。
(2)“还原”反应的离子方程式为___________________。
(3)“试剂R”是一种绿色氧化剂，其中心原子杂化方式为_______。
(4)从平衡的角度解析加FeO“除铝”的原因(结合离子方程式说明)___________________。
(5)常温下，Ksp(FePO4)＝1.3×10-22，“沉铁”中为了使c(Fe3+)≤1×10-5mol·L-1，c(PO)最小为
_______mol·L-1。
(6)流程中在“高温煅烧”条件下，由FePO4制备LiFePO4的化学方程式为：___________。
(7)磷酸亚铁锂的晶胞结构如图所示：
长方体晶胞的长和宽均为apm，高为bpm，NA为阿伏加德罗常数，晶体密度为_______g/cm3。
9．我国科研人员以高炉渣(主要成分为CaO，MgO，Al2O3和SiO2等)为原料，对炼钢烟气(CO2和水
蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示：
已知：Ksp(CaSO4)＝4.9×10-5，Ksp(CaCO3)＝3.4×10-9
(1)高炉渣与(NH4)2SO4经焙烧产生的“气体”是_______。
(2)“滤渣”的主要成分是CaSO4和____________。
(3)“水浸2”时主要反应的化学方程式为__________________，该反应能进行的原因是____________。
(4)铝产品NH4Al(SO4)2∙12H2O 可用于________________________。
(5)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x 轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参
数a≠c，α＝β＝γ＝90O。图丙中Ca 与N 的距离为_______pm；化合物的化学式是_______，其摩尔质量为
Mg∙mol-1，阿伏加德罗常数的值是NA，则晶体的密度为_______g∙cm-3(列出计算表达式)。
10．精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au 等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离
提收金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
(1)Cu 位于元素周期表第_______周期第_______族。
(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。
(3)“浸取2”步骤中，单质金转化为HAuCl4的化学方程式为_________________________________。
(4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为[Ag(S2O3)2]3-。
(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为____________________________。“电沉积”步骤完成后，
阴极区溶液中可循环利用的物质为_______(填化学式)。
(6)“还原”步骤中，被氧化的N2H4与产物Au 的物质的量之比为_______。
(7)Na2S2O3可被I2氧化为Na2S4O6。从物质结构的角度分析S4O 的结构为(a)而不是(b)的原因：
__________________________________________。
