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专题08 工艺流程综合题
1．（2025·安徽合肥·三模）一种以辉钼矿(主要成分为MoS2，含少量Cu、Ca、P等元素的化合物及SiO2等)
为原料制备四钼酸铵[(NH4)2 Mo4O13⋅2H2O]的生产工艺如图所示：
已知：“浸出液”的主要成分是(NH4)2MoO4。
回答下列问题：
(1)铜在周期表中位于第 周期第 族。
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3和SO2，该反应的化学方程式为 。
(3)“氨浸”温度不能过高，原因是 ；“浸出渣”的主要成分有CaMoO4和 (填化学
式)。
(4)“沉铜”时可以将溶液中的[Cu(NH3)4]
2+进一步转化为CuS除去，该反应的离子方程式为 。
(5)“除磷”过程中，若pH太大会导致除磷效果变低，原因是 。
(6)“酸沉”后所得“滤液”中的主要成分是 (填化学式)。
2．（2025·安徽·三模）工业上以硼镁矿(主要成分是Mg2B2O5⋅H2O，还含有Al2O3、MnO、FeO、Fe2O3、
SiO2等杂质)为原料生产硼酸和七水硫酸镁。工艺流程如图：
(1)为提高碱浸效率，可采取的措施有 (任答两点即可)。
(2)Mg2B2O5中B 元素化合价为 ，其与NaOH 溶液反应生成MgO 和NaBO2，则NaBO2溶液中离
子浓度由大到小的顺序为 。
(3)硼砂的主要成为Na2B4O7，易溶于水，且易水解B4O7
2-+7 H2O⇌4 H3BO3(硼酸)+2OH
-(硼酸在常温下溶
解度较小)，写出Na2B4O7与硫酸反应的化学方程式 。
(4)操作II 前“加热”的目的是 。
(5)①固体III 的主要成分除Fe(OH)3之外还含有一种不溶于稀盐酸的黑色固体，该固体是 ，生
成该物质的离子方程式为 。
②若仅考虑使Fe
3+完全沉淀，则加入MgO 调pH 应不小于 (已知：i．25℃下，
Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10
-39；ii．lg3≈0.5；iii．某离子浓度≤10
-5 mol⋅L
-1时，即视为已完全沉淀)。
3．（2025·陕西西安·三模）锆是一种稀有金属，广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。一种以
锆英砂(主要含ZrSiO4，还含有少量Cr、Fe、Hf 等元素)为原料生产金属锆和副产物硅酸钙的工艺流程如
下：
已知：①“酸溶”后各金属元素在溶液中的存在形式为Zr
4+、Fe
3+、HfO
2+、Cr
3+；
②“氨沉”时产物为Zr(OH)4、Cr(OH)3和Fe(OH)3；
25℃
③
时，Ksp[Fe(OH)3]=10
-38，Kb(NH3⋅H2O)=1.8×10
-5；
④部分氯化物的沸点数据如表所示：
物质
ZrCl4
CrCl3
FeCl3
FeCl2
沸点/℃
331
1300
316
700
回答下列问题：
(1)“碱熔”时有Na2ZrO3生成，温度和时问对锆英砂碱熔分解率的影响如图所示，则应采取的条件为
。ZrSiO4发生反应的化学方程式为 。
(2)“萃取”时除去的杂质元素为 ，流程中可循环利用的物质除TOPO 外，还有 (填
化学式)。
(3)沉氨反应结束后溶液中
c(NH4
+)
c(NH3⋅H2O)
=1.8×10
5，则c (Fe
3+)= mol⋅L
-1。
(4)“煅烧”时Zr(OH)4分解生成ZrO2，“沸腾氯化”时ZrO2发生反应的化学方程式为： 。氯化
反应结束通入H2，可以将FeCl3转为FeCl2，其目的是： 。
(5)某种掺杂CaO 的ZrO2晶胞如图所示，Ca 位于晶胞的面心。
Ⅰ．下列说法正确的是： 。
a．已知Zr 在周期表中与Ti 同族且相邻，则Zr 的价电子排布式为：5s
24d
2
b．O 位于Zr 与Ca 构成的四面体内部
c．每个O 周围最紧邻的O 有12 个
Ⅱ．结合图中数据，计算该晶胞的密度ρ= g⋅cm
-3(设NA为阿伏加德罗常数，用含r 和NA的代
数式表示)。
4．（2025·北京海淀·三模）BiOCl 是一种新型的高档环保珠光材料。以辉铋矿和软锰矿为原料制取氯氧化
铋和超细氧化铋的工艺流程如下：
已知：i．Bi
3+易与Cl
-形成BiCl6
3-；pH>3，BiCl6
3-易发生水解为BiOCl。
ii．几种离子沉淀与pH
离子
开始沉淀pH
沉淀完全pH
Mn
2+
8.1
10.1
Fe
2+
6.3
8.3
Fe
3+
1.9
3.3
(1)“联合焙烧”时，Bi2S3和MnO2，在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4。该反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸”时需及时补充浓盐酸控制浸取液pH 小于1.4，其目的是 。
(3)得到BiOCl 的离子方程式为 。
(4)铋能被有机萃取剂（简称TBP）萃取，其萃取原理可表示为：BiCl6
3-(水层)+2TBP(有机层)
⇌BiCl3⋅2TBP(有机层)+3Cl
-(水层)。“萃取”时需向溶液中加入NaCl固体调节Cl
-浓度，萃取率随
c (Cl
-)变化关系如图所示。c (Cl
-)最佳为1.3 mol⋅L
-1的可能原因是 。
(5)“沉淀反萃取”时生成草酸铋[Bi2(C2O4)3⋅7 H2O]晶体。为得到含Cl
-较少的草酸铋晶体，“萃取”后有
机相与草酸溶液的混合方式为 。
5．（2025·浙江·三模）硫元素是生产生活中重要的元素之一，回答下列问题：
(1)SF6被广泛用作高压电器设备的绝缘介质，其分子空间构型为正八面体(见下图)，则该分子中的键角为
。
(2)下列说法正确的_______。
A．基态O 原子的价电子排布图为
B．SO2通入BaCl2溶液中可能产生白色沉淀
C．已知H2S2O7+ H2O =2H2SO4，则向Na2S2O7的水溶液中加入石蕊试液溶液会变红
D．SOCl2分子的空间形状为平面三角形
(3)室温下S4 N4为橙黄色的固体，可用氨气与SCl2反应制得。S4 N4受热分解生成物质的量之比为1：4 的两
种单质。S4 N4分解的化学方程式为 。
(4)生物体的代谢过程中会产生自由基HS⋅，其电子式为 ，S 元素的化合价为 。
(5)用黄铜矿(主要含CuFeS2)制备Cu(NO3)2和绿矾晶体(FeSO4⋅7 H2O)的流程如下：
①在富氧环境中焙烧时发生的主要反应的化学方程式为 。
②溶液B 中存在的微粒有 。
③流程中设计既加10 %的H2O2又加20 %的HNO3的可能的原因是 。
④从溶液B 中获得大颗粒的绿矾晶体的操作是 。
6．（2025·北京房山·三模）以银锰精矿（主要含Ag2S、MnS、FeS2）和氧化锰矿（主要含MnO2）为原料
联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe
3+。硫酸锰受热不分解。
(1)“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除FeS2，有利于后续银的浸出；矿石中
的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应MnS+2H
+= Mn
2++ H2S↑，为提高浸取速率，可采取的措施是： 。
（写出一种即可）
②在H2SO4溶液中，银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应。（已知S 元素被氧化成硫酸根离
子）的离子方程式为： 。
(2)
“
①浸银”时，发生的反应为：2Fe
3++ Ag2S+ 4 Cl
-⇌2Fe
2++2[AgCl2]
-+S，可以使用过量 、
和CaCl2的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以[AgCl2]
-形式浸出。
②结合平衡移动原理，解释“浸银”过程中浸出剂中Cl
-、H
+的作用： 。
(3)“沉银”过程中需要过量的锌粉作为还原剂。
①该步反应的参加反应的离子 。
②一定温度下，Ag 的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释Ag 的沉淀率变化的原因： 。
(4)结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势： 。
7．（2025·河北保定·三模）著名化学家徐光宪在稀土化学等领域取得了卓越成就，被誉为“稀土界的袁隆
平”，稀土元素如今已成为极其重要的战略资源。氧化钪(Sc2O3)广泛应用于航天、激光等科学领域。一种
从赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2、Sc2O3、TiO2)中提取氧化钪的路径如下：
已知：①TiO2难溶于盐酸；
②Ksp[Sc(OH)3]=6.00×10
-31。
(1)基态Sc 原子的价电子轨道表示式为 ；同周期中未成对电子数与Sc 相同的元素有
种。
(2)实验中需要使用480 mL3 mol⋅L
-1的盐酸，用浓盐酸配制实验所需要的盐酸，配制溶液用到的仪器有量
筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
(3)若赤泥在“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而减慢，其原因是 。
(4)若“萃取”时用酸性磷酸酯萃取剂(P507)、苯乙酮、磺化煤油配得的混合液作萃取剂，P507 质量分数
(w)对萃取率的影响如表所示，料液温度对分离系数(β)的影响如图所示，萃取时P507 最佳质量分数及料
液温度分别为 、 。[分离系数指分离后混合体系中某物质的物质的量分数，如
β(Sc/Fe)=n (Sc)
n (Sc)+n (Fe) ×100 %]
w(P507)
分相情
况
钪萃取率
(%)
铁萃取率
(%)
1%
分相容
易
90.74
14.89
2%
分相容
易
91.74
19.88
3%
分相容
易
92.14
13.30
5%
有第三
相
90.59
28.47
8%
轻微乳
化
90.59
34.85
(5)常温下，“滤液”中c(Sc
3+)=0.6 mol⋅L
-1。有机萃取剂萃取Sc
3+的反应原理可表示为：
Sc
3++3 HR =ScR3+3 H
+(HR代表有机萃取剂，ScR3为有机配合物)。
①“萃取”过程中应控制pH 小于 。
②“反萃取”时钪发生反应的离子方程式为 ；操作A 是 。
(6)“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。
8．（2025·北京大兴·三模）对废弃的材料LiCoO2进行处理，制备Li2CO3和Co3O4，工艺流程如图所示：
已知：ⅰ.萃取原理为Co
2++2HR(有机层)⇌
❑
❑
CoR2+2H
+；
ⅱ.LiCoO2、Co(OH)2均难溶于水；
ⅲ.常温下，Ksp(CoCO3)=1.2×10
-13；
ⅳ.当离子浓度小于1×10
-5 mol⋅L
-1时可视为沉淀完全。
(1)“酸浸”前，需将LiCoO2粗品粉碎，其目的是 。
(2)升温能加快酸浸的速率。温度过高时，浸出速率反而会下降，原因是 。“酸浸”时不能用
浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，原因是 。
(3)为提高Li2CO3的析出量和纯度，结合Li2CO3的溶解度曲线(图1)可知“操作”依次为蒸发浓缩、
、洗涤、干燥等。
(4)已知Co
2+萃取率随pH 变化如图2 所示，Co
2+萃取率先升高后下降的原因可能是 。
(5)写出“沉钴”反应的离子方程式 。“沉钴”后的滤液中c(CO3
2-)不低于
mol⋅L
-1。
(6)“煅烧”时发生反应的化学方程式为 。
(7)用稀硫酸溶解mg Co3O4粗品，再加入适量Na2SO3溶液将Co(Ⅲ)全部还原为Co(Ⅱ)，滴入c mol/L铁氰
化钾溶液，滴定终点时消耗VmL。计算Co3O4粗品中Co 元素的质量分数 。(已知：
Co
2++[Fe(CN)6]
3-=Co
3++[Fe(CN)6]
4 -)
9．（2025·北京海淀·三模）稀土是重要的战略资源。氧化铈(CeO2)是应用广泛的稀土氧化物。由氟碳铈矿
为原料制备CeO2的工艺流程如下：
资料：ⅰ．氟碳铈矿的主要成分为CeFCO3，主要杂质有BaO 和SiO2；ⅱ．氢氟酸具有较强的挥发性；
Ka(HF)=6.6×10
-4；ⅲ．Ce(OH)3难溶于水可溶于强酸；Ce2(SO4)3⋅Na2SO4⋅nH2O难溶于水也难溶于强
酸。
(1)“焙烧”在沸腾炉中进行。利用高压空气将矿石粉吹起并悬浮，形成类似液体沸腾的状态。这样操作的
目的是 。
(2)固体A 的主要成分是 。
(3)用硫酸浸出过程中，控制浸出时间40 min、浸出温度55℃，Ce 元素和CeF
3+的浸出率随起始硫酸浓度
的变化如图所示。c(H2SO4)>3 mol⋅L
-1后，CeF
3+的浸出率下降，原因是 。
(4)步骤Ⅰ中硫脲作 剂。
(5)从化学平衡的角度，解释步骤Ⅱ中NaOH 的作用： 。
(6)滤液D 结晶可得到Na2SO4粗品。粗品不经洗涤，直接用热风烘干，既能减少Na2SO4的损失，又能提高
纯度。根据烘干时可能发生的反应，解释热风烘干能提高纯度的原因是 。
10．（2025·山东淄博·三模）用钒渣(主要化学成分为V2O3，含少量CaO、Fe2O3和SiO2) 制备V2O5的工艺
流程如图所示。
已知：I．酸性条件下，+4 价、+5 价V 分别以VO2＋、VO2
+形式存在。II．HA 的萃取原理为Mn＋(水层)
+nHA(有机层)⇌nH＋(水层)+MAn(有机层)；酸性溶液中，HA 对VO
2+、Fe
3+萃取能力强，对
VO2
+、Fe
2+、Ca
2+的萃取能力较弱。回答下列问题：
(1)“焙烧”时V2O3 转化为NaVO3，该反应的化学方程式为 。
(2)“转化”工序加铁粉的主要作用是 。
(3)“萃取”后，水层溶液的pH 的变化为 (填“增大”“不变”或“减小”)“氧化”时发生反应的离
子方程式为 。
(4)“沉钒”中通入NH3的作用之一是调节pH，将VO2
+转化为VO3
-。常温下，维持溶液中NH3·H2O-NH4Cl 总
浓度为c mol·L-1，pH=8，则析出NH4VO3后溶液中c(VO3
-)= mol⋅L
-1。已知常温下，
Ksp(NH4VO3)=a，Kb(NH3·H2O)=b。
(5)“煅烧”工序得到V2O5，其他产物可返回到 工序重新利用；煅烧过程中固体的失重比随温度变化
如图所示，则加热至250℃时，固体成分为 (填化学式)。
11．（2025·辽宁抚顺·三模）某钨锰矿渣(主要成分为WO3、MnO、Sc2O3、SiO2及铁的氧化物)综合利用的
流程如图：
已知：①P204 的萃取机理：2RH+ M
2+⇌R2M +2H
+。
②当溶液中离子浓度小于或等于10
-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。
③常温下，一些常见物质的溶度积常数如下表：
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn (OH)2
K sp
2.8×10
-39
4.9×10
-17
1.6×10
-13
④lg2.8≈0.45、lg2≈0.30。
回答下列问题：
(1)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。
(2)使“有机相2”中的P204 萃取剂再生，需选择的试剂为 (填名称)。
(3)“沉钪”工序中发生沉钪反应的化学方程式为 。
(4)“氧化”工序中加入活性MnO2，其优点是 ；该工序中发生反应的离子方程式为 。
(5)若“除杂”时溶液中Mn
2+的浓度为0.01mol·L-1.则加入NaOH 控制pH 的范围是 ~
(溶液体积变化忽略不计，保留3 位有效数字)；出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是 。
12．（2025·湖南邵阳·三模）四钼酸铵[(NH4)2 Mo4O13⋅2H2O]的用途非常广泛，可用作催化剂、防腐剂、
阻燃剂等。下图是用辉钼矿(含MoS2、V2O5、CuS2、Fe3O4、Al2O3等)制备四钼酸铵和一些副产品的工艺流
程图：
已知：①MoS2、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐。
②“沉钒”后MoO4
2-的形式存在于溶液中；在不同pH条件下MoO4
2-聚合生成多酸根离子，如Mo2O7
2-、
Mo4O13
2-、Mo7O24
6-等，pH越小聚合度越大。
回答下面问题：
(1)V 在元素周期表中的位置是 。
(2)“氧化焙烧”时生成两种气体，写出MoS2发生反应的化学方程式 。
(3)“洗气”过程中“试剂X”可以是 (填字母序号)。
a．NaOH溶液 b．饱和NaHSO3溶液 c．饱和NaHCO3溶液
(4)向“溶液Y”中通入气体2 和气体3 的顺序是先通入 (填化学式)。
(5)“洗脱”工序中洗脱液的主要成分是 (填化学式)。
(6)“沉钼”过程中发生反应的离子方程式是 。
(7)金属Mo 晶胞如图甲所示，原子之间相互位置关系的平面图如图乙所示。该晶胞空间利用率是
(用含有“π”的代数式表示)。(空间利用率= 原子体积
晶胞的体积×100 %)。
13．（2025·浙江嘉兴·三模）钴及其化合物在工业与材料科学中应用广泛。回答下列问题：
(1)关于钴原子结构的描述，下列说法正确的是_______。
A．基态Co 原子3d 轨道上有3 对成对电子
B．Co
3+的离子半径小于Fe
2+的离子半径
C．电子排布为[Ar]3d
64s
2的Co
+处于基态
D．Co 的第三电离能大于第二电离能
(2)某钴氧化物的晶胞结构如图所示：
①该氧化物的化学式为 。
②已知三价钴有强氧化性，将少量该氧化物粉末加入浓盐酸中加热，生成气体的化学式为 。
(3)Co
2+与NH3形成的配合物[Co(NH3)6]
2+的稳定性高于[Co(H2O)6]
2+，从配位键强度分析原因 。
(4)工业上以钴硫精矿(主要成分为CoS，含FeS2、SiO2、MnO2等杂质)为原料制备金属钴的流程如下图：
已知：
沉淀
Fe(OH)3
Co(OH)2
Fe(OH)2
Mn (OH)2
恰好完全
沉淀时pH
2.8
9.4
9.6
10.1
①为提高“酸浸”效率，可采取的措施有 。(写出两种)
②“氧化”过程是向溶液中加入足量NaClO3，发生的离子方程式为 。
③“萃取、反萃取”过程是向“沉铁”后的溶液中，加入某有机酸萃取剂(HA)2，发生反应：
Co
2++n (HA)2⇌
❑
CoA2⋅(n-1)(HA)2+2H
+，实验测得：当溶液pH处于4.5~6.5 范围内，Co
2+萃取率随溶液
pH的增大而增大(如图所示)，其原因是 。
④向萃取所得有机相中加入H2SO4，反萃取得到水相。该工艺中设计萃取、反萃取的目的是 。
14．（2025·江苏苏州·三模）利用菱锰矿[主要成分为MnCO3，含CaMg(CO3)2、SiO2等杂质]制备Mn3O4的
工艺流程如下：
已知：①MnCO3分解吸热；②锰氨配合物能稳定存在的pH 范围为8.2~10.6。
(1)碱浸时，加入质量分数为25%的NaOH 溶液并控制温度为85℃。碱浸时发生反应的离子方程式为 。
(2)控制不同温度在N2氛围中焙烧所得产物成分如下表：
温度/℃
600
700
800
主要成
分
MnCO3、
CaMg(CO3)2
MnO、CaMg(CO3)2、CaCO3、
MgO
MnO、CaCO3、
MgO
①控制800℃时，CaMg(CO3)2发生反应的化学反应方程式为 。
②在密闭装置中焙烧时，若将N2替换为CO2，MnCO3显著分解的温度从600℃升高至700℃，其原因是
。
(3)浸锰时通常使用氨水-(NH4)2CO3混合溶液，将MnO 转化成[Mn(NH3)4]CO3，(NH4)2CO3溶液的作用是
。
(4)沉锰过程中温度对Mn 沉淀率和溶液pH 的影响如图1 所示。随着温度升高，溶液pH 降低的原因是
。
(5)制备高纯Mn3O4；已知：①Mn(OH)2比Mn2+更容易被氧化；②体系中不同温度和pH 下所得产品的X-射
线衍射图(可用于判断某晶态物质是否存在)如图2 所示。请补充完整以MnCO3为原料制备Mn3O4的实验方
案：将MnCO3固体粉碎， ，干燥［须使用的试剂和仪器：H2SO4溶液、BaCl2溶液、NaOH 溶液、
O2、水浴锅］。
15．（2025·辽宁·三模）以铅蓄电池的填充物铅膏(主要含PbSO4、PbO2、PbO和少量FeO)为原料，可生
产三盐基硫酸铅(PbSO4⋅3PbO⋅H2O)，其工艺流程如下：
已知：常温下，Ksp(PbCO3)=7.5×10
-14,Ksp(PbSO4)=2.5×10
-8;Pb(OH)2具有两性，PbO2有强氧化性。
回答下列问题：
(1)“转化”后的难溶物质为PbCO3和PbSO4(少量)，则PbO2转化为PbCO3的离子方程式为 ，“滤液
1“中CO3
2-和SO4
2-浓度的比值为 。
(2)“酸浸”前要对PbCO3固体进行洗涤，检验是否洗涤干净的操作是 。
(3)“除杂”得到的滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(4)在50~60° C“合成”三盐基硫酸铅的化学方程式为 ，“合成”需控制溶液的pH不能大于10 的
原因为 。
(5)已知：PbO2在加热过程中发生分解的失重曲线如图所示，图中a 点时样品失重率
(
样品起始质量- 残留固体质量
样品起始质量
×100 %)为4.0 %。若a 点时残留固体组成表示为PbOx，则x=
(保留两位有效数字)。
16．（2025·宁夏银川·三模）某废旧锂离子电池的正极材料成分为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2和Al，下图为从其中
回收钴、镍的工艺流程。
回答下列问题：
(1)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Ni 位于元素周期第 周期，第 族。
(2)“碱浸过滤”所得滤液的主要成分为 。
(3)“还原焙烧”过程发生反应的化学方程式为 (要求系数为最简整数比)。
(4)“碳化水浸”过程中反应为：Li2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=2LiHCO3(aq)，该反应的标准吉布斯自由能(ΔGθ)
和标准生成焓(ΔHθ)随温度变化如图。该过程需要控制在 (填“a”“b”或c)进行，其原因是
。
a．40 ℃～55 ℃b．60 ℃～70 ℃c．80 ℃～90 ℃
(5)常温下，为寻找“碳化水浸”的最佳pH，将37 g Li2CO3固体加入1 L 水中，通入CO2使固体逐步溶解，
当Li2CO3固体恰好完全溶解时，c(CO❑3
2-)+c(HCO❑3
-)≈0.975 mol·L-1，则溶液中的c(H+)为
mol·L-1(保留两位有效数字，忽略体积变化)。
已知：Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6×10-11
(6)“萃取”的原理是2HR+M2+ ⇌
反萃取
萃取
2H++RM(M2+代表金属离子，HR 代表萃取剂，则反萃取时加入的试剂为
。
17．（2025·北京房山·三模）HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。
(1)方法一：早期以硝石（含NaNO3）为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为：
H2SO4（浓）+ NaNO3= NaHSO4+ HNO3↑。该反应利用了浓硝酸的性质是酸性和 。
(2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。
①工业合成NH3的化学方程式为 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2n mol NO 和n molO2进行反应。在不同压
强下（p1、p2），反应达到平衡时，测得NO 转化率随温度的变化如图所示。比较y 点和x 点的容器容积：
y x，解释原因 。
(3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备HNO3，其原理示意图如下。
①电极a 表面生成NO3
-的电极反应式： 。
②研究发现：N2转化可能的途径为N2→
i
NO→
ii
NO3
-。电极a 表面还发生iii．H2O→O2。iii 的存在，有利于
途径ii，原因是 。
(4)Li2O用于新型锂电池，其晶胞结构如图。立方晶胞棱长为a pm(1pm =10
-10cm)。
①距离Li 最近且等距的O 的数目为 。
②已知阿伏加德罗常数为NA。该晶体的密度为 g⋅cm
-3。
18．（2025·河北保定·三模）高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可
用于制备MnSO4晶体，工艺流程如图所示。已知：硫铁矿主要成分为FeS2(杂质不参与反应)。
该工艺条件下金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示。
金属离子
Fe
3+
Fe
2+
Mn
2+
Mg
2+
开始沉淀pH
2.10
7.45
9.27
9.60
完全沉淀pH
3.20
8.95
10.87
11.13
回答下列问题：
(1)在实验室进行过滤操作，下列仪器不需要用到的是 (填名称)。
(2)FeS2的结构类似于Na2O2，是一种过硫化物，与酸反应生成H2S2，H2S2类似于H2O2，易分解，实验室制
取H2S时，某学生误将FeS2颗粒当作FeS使用，当FeS2和足量盐酸反应完全后，不可能生成的物质为
___________(填字母)。
A．H2S
B．S
C．FeS
D．FeCl2
(3)“反应Ⅱ”中发生反应的离子方程式为 ；“反应Ⅲ”加入MnO2的目的是 ；检验
“反应Ⅲ”完全反应的实验操作是 。
(4)“调pH”时，应控制溶液pH的范围为 ；滤渣Y的成分为 (填化学式)；“系列操
作”为 。
(5)若产品的纯度较低，进一步提纯的方法是 。
19．（2025·四川巴中·三模）工业上用钛铁矿(主要含FeTiO3和少量SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3等)通过如
图所示工艺流程制取钛，并进一步回收镁、铝、铁等的化合物。
已知：①酸浸后，钛主要以TiOSO4形式存在；TiOSO4为强电解质，在溶液中仅能电离出SO4
2-和一种正离
子；
25℃
②
，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示。
金属离子
Fe
3+
Fe
2+
Al
3+
Mg
2+
开始沉淀的pH
2.2
6.5
3.5
9.5
恰好沉淀完全(c=1.0×10
-5 mol⋅L
-1)时的pH
3.2
9.7
4.7
11.1
(1)若要使“分步沉淀”后母液中Fe
3+浓度不超过1.0×10
-6 mol⋅L
-1，则此时溶液pH 至少为多少？
。
(2)“酸浸”时，FeO 与硫酸反应的离子方程式是 。
(3)从水解平衡角度解释“水浸”时生成H2TiO3的原因可能是 。
(4)“分步沉淀”：用氨水逐步调节pH至11.1，依次析出的沉淀是： 、Mg (OH)2。
(5)若在“酸浸”后的溶液中加入适量的H2O2，其作用是 。
20．（2025·江苏南通·三模）工业以钼精矿为原料制备MoO3的过程如下：
、
(1)“焙烧”：将钼精矿置于石英反应罐中并通入空气，高温充分反应得到钼焙砂。冷却后采用XRD 分析焙
烧前后物相的变化如下图所示。写出焙烧时生成MoO3的化学反应方程式： 。
(2)“预处理”：将钼焙砂和HNO3、NH4 NO3混合溶液按一定比例混合，加热反应一段时间，过滤后，得到含
H2MoO4、多钼酸铵[(NH4)2MonO(3n+1)]、SiO2等滤渣。[已知(NH4)2 MonO(3n+1)在水中存在平衡：
(NH4)2MonO(3n+1)(s)⇌2NH4
+(aq)+ MoO4
2-(aq)+(n-1)MoO3(s)]
①“预处理”需在通风设备中进行，原因是 。
②写出CaMoO4转化为(NH4)2 MonO(3n+1)的化学方程式： 。
③其他条件一定，适当增大NH4 NO3浓度，所得滤渣中Mo 的含量增大，原因是 。
(3)“氨浸”：将预处理后所得滤渣用氨水浸泡，其中的H2MoO4、(NH4)2MonO(3n+1)可转化为可溶的
(NH4)2 MoO4，还有少量的CaMoO4难溶于氨水。为进一步提高Mo 元素的浸出率，可在氨水中加入的物质是
。
(4)五钼酸铵[(NH4)4 Mo5O17，M =824g⋅mol
-1]在氮气中焙烧，可逐步分解，最终得到MoO3。取1.648g 五
钼酸铵固体在氮气氛围中焙烧，有气体NH3和H2O生成，维持300℃时加热当固体质量不再变化时，所得固
体[组成为(NH4)a MobOc，Mo 为+6价]质量为1.57g。计算300℃所得固体的化学式，并写出计算过程
。
21．（2025·湖北黄冈·三模）从水钴矿(主要含Co2O3及少量Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2、MnO、MnO2、
CaO 等杂质)中制备CoC2O4⋅2H2O 的工艺如图。
已知：①电极电势的大小反映了氧化剂的氧化能力相对大小。
电极
电势
S2O❑8
2-/SO❑4
2-
Co3+/Co2+
H2O2/H2O
Cl2/Cl-
ClO-/
Cl-
Fe3+/Fe2+
I2/I-
Eθ/V
2.01
1.92
1.78
1.36
0.81
0.77
0.53
②该工艺条件下，金属离子沉淀情况的pH 值如下表所示，沉淀完全视为金属离子浓度为10-5mol/L。
金
属
离
子
Co3+
Co2+
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mg2+
Mn2+
Ca2+
开
始
沉
淀
1.2
7.6
2.7
7.6
4.0
9.9
7.7
9.0
沉
淀
完
全
2.4
9.2
3.7
9.6
5.2
13.2
9.8
11.0
根据题目所给信息，回答下列问题：
(1)写出“浸出”过程中最主要的离子方程式 。“浸出”过程中的Na2SO3的物质的量不足可能
会生成 ，污染环境。
(2)以下物质适合作“氧化”过程中氧化剂的是 (填序号)
a．S2O❑8
2- b．H2O2 c．ClO- d．I2
(3)“调pH”过程的范围为 。
(4)若用R 表示异辛基，萃取剂磷酸二异辛酯的结构式可写为
，“萃取”过程后溶液中的
Co2+采取六配位，以一种中性配分子的形式存在，试将这种分子的结构补充完整 。(不考虑立
体异构)
(5)“反萃取”过程添加的试剂M 是 (写化学式)溶液。试剂M 不宜过量，可能的原因是
。
22．（2025·广东汕头·三模）锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域。某锌浸渣中含有
ZnO、Fe2O3、GeO2、SiO2、PbSO4等，利用锌浸渣提取Ge的实验流程如下图所示：
已知：①部分含锗微粒的存在形式与pH的关系为：
pH
pH<2
pH =2.5∼5
pH>12
Ge 存在形式
Ge
4+
[Ge(OH)3]
+
GeO3
2-
②部分金属离子的沉淀pH：
Fe
2+
Fe
3+
Zn
2+
开始沉淀
7.5
2.3
6.2
沉淀完全
9.0
3.2
8.0
回答下列问题：
(1)“滤渣”的主要成分的化学式是 。
(2)Fe2O3在“还原浸出”步骤中发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉锗”步骤中加入的物质A 属于碱性氧化物，其化学式是 。“沉锗”操作后，Ge 以GeO2
的形式存在，随着pH的升高，Ge的沉淀率升高，“沉锗”操作理论上需控制pH范围为 。
(4)“酸溶”后，溶液的pH为1.8，向溶液中加入酒石酸萃取剂，其原理为酒石酸(C4 H6O6)与含锗微粒形成酒
石酸络阴离子[Ge(C4 H4O6)3]
2-:Ge
4++3C4 H6O6⇌[Ge(C4 H4O6)3]
2-+6 H
+
①若pH升高，锗的萃取率下降，原因是 。
②“反萃取”中加入的物质B 是 (填标号)。
a．NaOH溶液 b．H2SO4溶液 c．NaHSO4溶液
(5)一种锗晶胞结构如下左图，与锗原子距离最近且相等的锗原子有 个，锗原子A 的原子坐标
为(0,0,0)，锗原子B的原子坐标为 ；将该晶胞沿图中体对角线投影，下左图中锗原子B 投影的
位置是下右图的 号位(填数字)。
23．（2025·福建·三模）三氧化二铬(Cr2O3)可用于制备陶瓷、合金、耐火材料等。由铬铁矿(含
FeO⋅Cr2O3和少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)制备Cr2O3的一种流程如下：
已知：
①K sp[Fe(OH)3]= 4×10
-38，K sp[Al(OH)3]=1×10
-34，K sp[Mg (OH)2]=2×10
-11，K w =1×10
-14；当溶
液中金属离子浓度≤1×10
-5 mol⋅L
-1时，可认为该金属离子已沉淀完全。
②“水浸”所得浸渣的主要成分为Fe2O3和MgSiO3。
③3√4 ≈1.6，lg1.6≈0.2。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时，SiO2发生反应的化学方程式为 。
(2)“焙烧”时，每消耗1molFeO⋅Cr2O3，需消耗 molO2。
(3)该实验条件下，从浸渣中提取Fe2O3的方法为：将浸渣酸溶、过滤，得到金属离子浓度均为0.2mol⋅L
-1
的滤液；然后调节滤液pH 的范围为 ，过滤、洗涤、煅烧，得到Fe2O3产品。
(4)“调pH 为7～8”和“酸化”两步不能合并，原因是 。“酸化”时，不能用盐酸代替硫酸，原因是
。
(5)“热还原”过程中生成N2，反应的化学方程式为 。
(6)Cr2O3晶胞结构如图所示，Cr2O3晶体的密度为ρg⋅cm
-3，晶胞体积为Vnm
3。晶胞结构示意图中的小黑
球代表 (填“Cr
3+”或“O
2-”)，阿伏加德罗常数N A= mol
-1。
24．（2025·河北邯郸·三模）NaSbF6(六氟锑酸钠)是光化学反应的催化剂。我国科学家开发的一种以锑矿
(主要含Sb2O3、Sb2S3，还含少量Fe2O3、CuS、Sb2O5等)为原料制备NaSbF6的工艺流程如图所示。
已知：①常温下，K sp(CuS)=6.3×10
-36、K sp[Cu (OH)2]=2.1×10
-20。
②“滤液”中主要含有NaSbO2、Na2S以及NaOH三种溶质。
回答下列问题：
(1)锑矿含有的五种元素(Sb、Fe、Cu、O、S)中位于元素周期表p 区的有 种，基态Sb原子的价电子
排布式为 。
(2)“浸出”时Sb2S3可与NaOH反应生成硫代亚锑酸盐(Na3SbS3)和亚锑酸盐(Na3SbO3)，写出反应的离子方
程式： ；SbS3
3-只能在碱性介质中存在，遇酸则生成硫代亚锑酸(不稳定，与亚硫酸类似，会分解)，
写出Na3SbS3与稀硫酸反应的离子方程式： 。
(3)“滤渣1”的成分是 (填化学式)。
(4)“精制”的目的是除去溶液中的S
2-。常温下，向“滤液”中加入胆矾，生成CuS和Cu (OH)2沉淀，若此时
溶液的pH为10，则溶液中剩余c(S
2-)= mol⋅L
-1。
(5)锑矿粉中Sb的质量分数为20%，整个流程中损失率为5%，则10t锑矿粉理论上能制备NaSbF6的质量为
(保留两位有效数字)t。
(6)工业上还可以通过电解含Na3SbS3、Na2S、NaOH的溶液制备金属Sb，电解过程中，阳极上发生的电极
反应为 。
25．（2025·湖北·三模）固体电解质LATP 的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成
分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2)为原料合成LATP 的工艺流程如图所示。
请回答下列问题：
(1)“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即可)。
(2)“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。
(3)“碱浸”时加入适当过量的NaOH 溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH 溶液和稀硫酸均
不宜过量太多，其主要原因是 。
(4)“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为 。
(5)本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降
低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是 。
(6)常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4＋)≤1.0×10-5 mol·L-1时可认为Ti4＋沉淀完全，则“沉钛”时，
溶液中c(PO❑4
3-)最低为 mol·L-1.
