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2026 届高考化学二轮《化学工艺流程》大题专练(八)
1．砷化镓可在一块芯片上同时处理光电数据，因而被广泛应用于遥控、手机、DVD 计算机外设、照
明等诸多光电子领域。从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程
如图所示：
已知：Ga 与Al 化学性质相似。
(1)Ga 位于周期表 区。
(2)“碱浸”后得到的滤渣Ⅰ的化学式为 。“浸出液”中含有的阴离子为OH－、Ga(OH)、
AsO、
等离子，碱浸反应GaAs 发生反应的离子方程式为 。
(3)“中和”Ga(OH)发生反应的离子方程式为 。
(4)若“操作”在实验室完成，则使用到的硅酸盐仪器有酒精灯、烧杯、 、 、玻璃棒。
(5)“酸溶”分离出的滤渣Ⅲ化学式为 。
(6)惰性电极电解NaGa(OH)4溶液时，在电极有金属镓生成，该电极反应式为 。
(7)实际工业中采用硫酸镓溶液与氨水反应“沉镓”，已知常温下Ksp[Ga(OH)3]＝10-34.1，Kb(NH3∙H2O)
＝1.6×10-5，使0.1mol/L 硫酸镓溶液中镓离子刚好沉淀完全[c(Ga3+)＝10-5mol/L]，则溶液中＝ 。
2．氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色等。工业上常用辉铋矿(主要成分是
Bi2S3，还含有少量SiO2、铁的氧化物等杂质)为原料制备氯氧化铋。
已知：①Bi3+在pH＝1 时开始水解，pH≥3 时几乎完全水解为白色的BiOCl 沉淀；
②该工艺下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH 见下表。
金属离子
Fe3+
Fe2+
开始沉淀的pH
1.9
7.2
沉淀完全的pH
2.9
8.2
(1)铋与氮同主族，且位于元素周期表的第六周期，基态Bi 的价电子排布式为 。
(2)“浸渣”的主要成分是S 和 ，“浸取”时生成S 的离子方程式为 。
(3)“充分搅拌”时加入盐酸羟胺的目的是 。
(4)加入碳酸钠粉末制取BiOCl 时，溶液pH 值需控制的合理范围为 ，发生反应的化学方
程式为 。
(5)氯氧化铋(BiOCl)可用作钾离子电池(有机物作离子导体)的负极材料，充电时嵌入K+，BiOCl 被还
原为Bi，则阴极的电极反应式是 。
(6)铋的一种氧化物的立方晶胞结构如图所示，已知最近的两个铋离子之间的距离为apm，阿伏加德
罗常数为NA，则该晶体的密度为 g∙cm-3(列出计算式即可)。
3．钴、镍是重要的战略金属，在工业中占据重要地位。以湿法炼锌过程中产出的钴渣为原料，分离
回收渣中钴、镍的工艺流程如下。
已知：①酸浸液主要含有Zn2+、Co2+、Fe2+、Ni2+、Mn2+等金属阳离子：
②下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为0.1mol·L-1计
算)。
金属离子
Zn2+
Fe3+
Fe2+
Mn2+
Co2+
Ni2+
开始沉淀的pH
6.2
1.5
6.3
8.1
7.6
6.9
完全沉淀的pH
8.2
2.8
8.3
10.1
9.2
8.9
(1)酸浸。投料后，保持温度、浸取时间不变，能提高金属元素浸出率的措施有 。
(2)除铁。先向酸浸液中加入H2O2，反应完成后加入CaCO3调节溶液pH 至4.0~4.5，得到滤渣1 的主
要成分为 。
(3)除镍。Ni2+与丁二酮肟(
)反应生成鲜红色沉淀，可以用来检验Ni2+的存在。
①丁二酮肟中σ 键与π 键数目之比为 。
②Ni2+与丁二酮肟以物质的量之比1∶2 发生反应生成配合物，分子中含有2 个五元环，且通过氢键
形成两个六元环，补充图中该配合物的结构并标注出氢键 。
(4)除锰。在酸性条件下，向除镍后液中加入Na2S2O8溶液选择性氧化Mn2+，反应生成MnO2和SO 的
离子方程式为 。
(5)沉钴。向除锰后的溶液中加入Na2S2O8溶液并控制溶液pH 氧化沉Co2+。将Co(OH)3隔绝空气灼烧
会生成Co2O3；如果控制温度不当，Co(OH)3会生成CoO 杂质，反应的化学方程式是 ；铁、
钴、镍属于中等活泼的金属，根据流程可知：Co2+的还原性 (填“强于”、“弱于”)Fe2+。
(6)上述流程中___________(填字母)可返回湿法炼锌系统回收锌。
A．浸渣B．滤渣1
C．滤渣3
D．滤液
4．SiCl4是生产多晶硅的副产物。可以利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理、进
而回收Li、Co 等金属，部分流程如下：
已知：H2CO3的Ka1＝4.2×10-7、Ka2＝5.6×10-11。
(1)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，请写出“500℃焙烧”的化学方程式 。
(2)“500℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾。SiCl4发生水解时的机理及Si
原子的杂化方式如下图：
SiCl4比CCl4易水解的因素有_______(填序号)。
A．Si－C1 键极性更大
B．Si 的原子半径更大
C．Si－C1 键键能更大
D．Si 有更多的价层轨道
(3)HCO 可以发生自耦电离：2HCO
H2CO3＋CO，其平衡常数的数值K= 。
(4)“沉钴”时，滤液1 与NaHCO3溶液混合时的加料方式是 。
(5)Li2CO3的溶解度随温度变化如下图所示。为了获得更多的Li2CO3，加入Na2CO3溶液后的操作X 为
、洗涤、干燥。
(6)在纯氧中加热分解CoCO3，测得升温过程中固体的质量变化如下图所示。加热分解CoCO3制备
Co3O4需要控制的温度范围为 (写出计算推理过程)。
5．钛的地壳丰度为0.42%，在元素相对丰度中占第10 位，其金属及其化合物广泛应用于航空航天、
生物工程和电子工业等领域。以钛铁矿为原料制备金属钛的生产流程图如下：
(1)基态钛原子的价电子排布图为 。“高温氯化”时焦炭过量且氧化产物只有一种，写出
反应的化学方程式： 。为制备纯度较高的液态Ti，可用控制温度的方法将
杂质Mg 和MgCl2以气体形式分离，已知Ti 和Mg 的晶胞类型相同，离子半径大小相近，解释Ti 熔点高
于Mg 的原因： 。
(2)半导体材料TiO2用途广泛，其在光激发下可催化CO2实现“碳中和”。根据下图反应机理，可以
将从工业尾气中捕获的二氧化碳(CO2)，合成亚运会主火炬的燃料绿色甲醇(CH3OH)，其化学反应方程式
为 。
(3)为测定上述过程中产生TiO2样品的纯度，将样品溶解于强酸性溶液中，加入铝片将TiO2+还原为
Ti3+(其还原性强于Sn2+)，然后以NH4SCN 溶液作指示剂，用FeCl3标准液滴定，则滴定终点的现象是
。
(4)钙钛矿作为新型材料广泛应用于太阳能电池、LED 等领域。
①甲脒碘基钙钛矿FAPbI3与钙钛矿具有相同的晶胞结构a＝b＝c；α＝β＝γ＝90o)，FA+位于晶胞的8
个顶点，I－位于6 个面心，Pb2+位于I－构成的八面体空隙中心。现将Pb2+置于立方体的顶点，请按要求画
出俯视图 。
②2023 年5 月，黄教授团队在《Science》发表文章指出螯合分子BCP(结构如下图所示)与Pb2+相互作
用，不仅能减少因Pb2+流失形成的环境污染，同时能有效提高FAPbI3钙钛矿电池和组件的功率转换效率、
重复性和稳定性。在BCP 结构中两个 (填“a 处N 原子”或“b 处C 原子”)与Pb2+形成螯合，
选择该处原子的原因是 。
6．钴、镍是重要的战略金属，在工业中占据重要地位。以湿法炼锌过程中产出的钴渣为原料，分离
回收渣中钴、镍的工艺流程如下。
已知：①酸浸液主要含有Zn2+、Co2+、Fe2+、Ni2+、Mn2+等金属阳离子：
②下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为0.1mol·L-1计
算)。
金属离子
Zn2+
Fe3+
Fe2+
Mn2+
Co2+
Ni2+
开始沉淀的pH
6.2
1.5
6.3
8.1
7.6
6.9
完全沉淀的pH
8.2
2.8
8.3
10.1
9.2
8.9
(1)酸浸。投料后，保持温度、浸取时间不变，能提高金属元素浸出率的措施有 。
(2)除铁。先向酸浸液中加入H2O2，反应完成后加入CaCO3调节溶液pH 至4.0~4.5，得到滤渣1 的主
要成分为 。
(3)除镍。Ni2+与丁二酮肟(
)反应生成鲜红色沉淀，可以用来检验Ni2+的存在。
①丁二酮肟中σ 键与π 键数目之比为 。
②Ni2+与丁二酮肟以物质的量之比1 2∶发生反应生成配合物，分子中含有2 个五元环，且通过氢键形
成两个六元环，补充图中该配合物的结构并标注出氢键 。
(4)除锰。在酸性条件下，向除镍后液中加入Na2S2O8溶液选择性氧化Mn2+，反应生成MnO2和SO 的
离子方程式为 。
(5)沉钴。向除锰后的溶液中加入Na2S2O8溶液并控制溶液pH 氧化沉Co2+。将Co(OH)3隔绝空气灼烧
会生成Co2O3；如果控制温度不当，Co(OH)3会生成CoO 杂质，反应的化学方程式是 ；铁、
钴、镍属于中等活泼的金属，根据流程可知：Co2+的还原性 (填“强于”、“弱于”)Fe2+。
(6)上述流程中___________(填字母)可返回湿法炼锌系统回收锌。
A．浸渣 B．滤渣1 C．滤渣3 D．滤液
7．钒(V)被称为钢铁行业的“维生素”。从某钒矿石焙砂中(主要含有V2O5和铝铁硅的氧化物)提取钒
的主要流程如下：
已知：i．滤液A 中的阳离子有H+、VO、Fe3+、Al3+等；
ii．“萃取”过程可表示为VO2+＋2HA (有机相)
VOA2(有机相)＋2H+。
金属离子
开始沉淀的pH(c＝0.01mol·L-1)
沉淀完全的pH(c＝10-5mol·L-1)
Fe+
6.8
8.3
Al3+
3.7
4.7
Fe3+
1.8
2.8
(1)“浸钒”时，为加快浸出速率可采取的措施有_________________(写出1 条即可)，滤渣B 的成分为
_________。
(2)“浸钒”过程中，主要发生的离子方程式为__________________。
(3)“萃取”前，用石灰乳先中和的原因是 __________________。
(4)“萃取”与“反萃取”的目的是 ，都需要用到的主要玻璃仪器是________，假
设“滤液C”中c(VO2＋)=amol·L-1，“萃取”和“反萃取”每进行一次，VO2+萃取率为90％，4 次“萃取和
反萃取”后，“滤液C”中残留的c(VO2＋)＝__________mol·L-1。(萃取率＝×100％)
(5)写出“煅烧”过程发生反应的化学方程式__________________。
8．以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4，还含有MgO、Al2O3、SiO2等)为原料制备Na2Cr2O7∙2H2O 的一种工
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)过程Ⅰ中FeCr2O4转化为Fe2O3和Na2CrO4，反应中FeCr2O4与O2的化学计量数之比为 。
(2)滤渣1 主要含有 。
(3)矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c 与pH 的关系如下图所示。
①过程Ⅲ中使用H2SO4溶液的目的是 。
②过程Ⅳ发生反应2CrO＋2H+
Cr2O＋H2O，计算该反应的K≈ 。
(4)利用膜电解技术，以Na2CrO4溶液为阳极室电解质溶液，NaOH 溶液为阴极室电解质溶液也可以制
备Na2Cr2O7，装置如图。
①离子交换膜应该选用 。
a．阴离子交换膜 b．质子交换膜 c．阳离子交换膜
②结合方程式解释Na2Cr2O7产生的原理 。
(5)测定产品中Na2Cr2O7∙2H2O 的质量分数。
称取ag 产品，用500mL 容量瓶配制为待测液。取25mL 待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，
用bmol·L−1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液VmL。产品中Na2Cr2O7∙2H2O(摩尔质量为
Mg∙mol-1)的质量分数为 。
已知：酸性条件下Cr2O 被还原为Cr3+。
9．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(c≤1.0×10-5mol·L-1)时的pH：
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Zn2+
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：
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是______________________________；“滤渣1”中金属元素主要
为_______。
(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是__________________________。取少量反应后的溶液，加
入化学试剂_______检验_______，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_________________________、________________。
(4)“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式)，残留的Co3+浓度为_______mol·L-1。
10．SrCO3是一种重要的含锶化合物，广泛应用于许多领域。以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制
备SrCO3的一种工艺方法如下：
天青石主要元素质量分数如下：
元素
Sr
Ba
Ca
Al
Si
质量分数(%)
36.4
2.0
4.0
0.5
5.0
Ksp(SrSO4)＝3.4×10-7，Ksp(BaSO4)＝1.0×10-10。
回答下列问题：
(1)天青石与碳粉在一定投料比下“煅烧”生成SrS 和碳氧化物，据矿样成分分析结果计算得出，生成
CO2、CO 时失重率分别为30.4%、38.6%，实际热重分析显示失重率为32.6%，则“煅烧”中主要生成的碳
氧化物为___________(填“CO”或“CO2”)。
(2)“煅烧”过程中还可能产生少量对环境有危害的气体，化学式为___________和___________。
(3)“水浸”后滤渣的主要成分除CaSiO3和C 外，还有两种氧化物，化学式为___________和
___________。
(4)“水浸”时需加热，SrS 与热水作用后的溶液呈碱性的主要原因为___________(用化学方程式表示)
(5)“水浸”后的滤液中c(Sr2+)＝0.680mol·L-1，c(Ba2+)＝0.024mol·L-1，“除杂”过程中(忽略H2SO4溶液引
起的体积变化)，为使Sr2+不沉淀，应控制溶液中c(Ba2+)≥___________mol·L-1，每升滤液中篇加入
1.0mol·L-1H2SO4 溶液的体积≤___________mL。
(6)“沉锶”过程中，可溶性Sr(OH)2发生反应的离子方程式为_________________________________。
