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专题08 工艺流程综合题
1．（2025•成都石室中学•二模）一种以湿法炼锌的净化渣（含有Co、Zn、Fe、Cu 等金属的单质及其氧化
物）为原料提取钴（Ⅱ）的工艺流程如图所示：
已知：①常温下，
。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下表：
金属离子
开始沉淀时（
）的pH
6.2
4.0
7 9
2.2
7.5
沉淀完全时（
）的pH
8.5
5.0
9.2
3.2
9.0
回答下列问题：
（1）“浸出渣”的主要成分为______（填化学式）。
（2）
常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到
，除铜后溶液中
的浓度为0.18mol/L，则此
时溶液的pH<______[已知常温下，饱和
水溶液中存在关系式：
]。
（3）过硫酸钠（
）能将
和
氧化，
和
反应的离子方程式为______。
（4）“氧化”后，溶液中
浓度为0.01mol/L，利用碳酸钠溶液调节溶液pH。“沉铁”时，调节溶
液pH 的范围是______，“沉钴”步骤中，溶液pH 不宜过大的原因是______。
（5）“钴回收后废液”中含有的金属离子主要有______。
（6）“转化”步骤中有黄绿色气体产生，反应的离子方程式为______；若用过氧化氢和稀硫酸代替浓盐
酸，其优点是______。
【答案】（1）Cu （2）0.5
（3）
（4） ①. 4.0>pH>3.2（或3.2～4.0） ②. 使
充分沉淀，同时保证
不发生沉淀
（5）
和
（6） ①.
②. 避免还原
时产生有毒的氯
气
【解析】
【分析】湿法炼锌净化渣经过硫酸的酸浸，未反应的铜成为浸出渣，在浸出液中加入硫化钠固体除去铜离
子，然后在除铜液中加入过硫酸钠将溶液中的二价铁转化为三价铁，二价钴转化为三价钴，通过加入碳酸
钠来调节溶液的pH 除去铁元素，在净化液中再加入碳酸钠将溶液中的钴元素转化为氢氧化钴沉淀，另浓
盐酸转化为钴（Ⅱ），浓缩结晶得到钴（Ⅱ），据此分析；
【小问1 详解】
铜单质不溶于稀硫酸，则“浸出渣”的主要成分为Cu；
【小问2 详解】
“除铜液”中
的浓度为
，
，
，常温下，饱和
水溶液中存在关系式：
，则此时溶液中
，pH=0.5；
【小问3 详解】
过硫酸钠（
）能将
氧化，
和
反应的离子方程式为
；
【小问4 详解】
“沉铁”时，为了使铁离子完全沉淀，钴离子不沉淀，根据表中数据可知，控制溶液pH 的范围：
4.0>pH≥3.2；“沉铁”后，调节溶液pH 将溶液中的钴元素转化为氢氧化钴沉淀，同时保证
不发生沉淀，
因此，“沉钴”步骤中溶液pH 不宜过大；
【小问5 详解】
“钴回收后废液”中含有的金属离子主要有
和
；
【小问6 详解】
“转化”步骤中有黄绿色气体产生是因为氢氧化钴与浓盐酸反应生成氯化亚钴、黄绿色气体氯气和水，离子
方程式为
；若用过氧化氢和稀硫酸代替浓盐酸，氢氧
化钴与过氧化氢和稀硫酸混合溶液反应生成硫酸亚钴、氧气和水，与加入浓盐酸相比最大的优点是可以避
免生成有毒的氯气，可以减少对环境的污染。
2．（2025•四川成都•二模）热化学吸附储能技术是一种最新的热能存储技术，介质材料
能量密度适宜，成本低廉。从苦土中（主要含有MgO，还含有少量硅、铁、铝、锰、钙的氧化物）中提取
的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“酸浸”时，为保证浸取充分，应维持体系
，同时可以______（填一项合理措施）。
（2）已知：在
下，
，
。“调pH”时应完全
沉淀
和
，使其浓度小于
，应调节
______（保留两位小数）。用MgO 而
不用CaO 调节pH 的优点是______（写一条）。
（3）“氧化”主要包含：①除铁：将
转化为______（写化学式）而除去；②除锰
：______
（写离子方程式）。该步骤中应严格控制NaClO 的用量，否则Mn 元素可能会因______而无法完全除去。
（4）
和
的溶解度（
水）随温度变化数据如下：
0.22
3
0.24
4
0.255
0.26
4
0.265
0.24
4
0.23
4
22
28.2
33.7
38.9
44.5
54.6
55.8
滤液中含
和
质量比为1：120，则“除钙”的具体操作是______。
【答案】（1）适当升温或不断搅拌或适当延长浸取时间或将废渣研磨粉碎
（2） ①. 4.67 ②. 不引入过多新杂质或便于过滤去除
（3） ①.
②.
③. 被氧化到更高价态
（如
、
）
（4）加热浓缩，趁热过滤
【解析】
【分析】向苦土中加硫酸溶液进行酸浸，酸浸液中存在H+、
等，
不溶与酸，加MgO 调pH 沉淀
，加NaClO 将
氧化为
除去，
氧化为
除去，然后再通过
的溶解度差异分离
。
【小问1 详解】
“酸浸”时，为保证浸取充分，可以适当升温或不断搅拌或适当延长浸取时间或将废渣研磨粉碎等。
【小问2 详解】
沉
淀
：
，沉淀
：
，因此应调
节
；用MgO 而不用CaO 调节pH 的优点是不引入过多新杂质或便于过滤去除。
【小问3 详解】
据分析，NaClO 为氧化剂，将
氧化为
除去；
被NaClO 氧化为
除去，NaClO 还
原为NaCl，除锰的离子方程式为
；Mn 元素存在多种价态，更
高价态的锰（如
、
）是可溶的，因此应严格控制NaClO 的用量，否则Mn 元素可能会因被氧
化到更高价态（如
、
）而无法完全除去。
【小问4 详解】
根据表格数据可知，
的溶解度随温度变化不大，且远小于
，
的溶解度随温
度升高而明显升高，因此“除钙”的具体操作是加热浓缩，趁热过滤。
3.（2025•邛崃市第一中学•二模）铜阳极泥(含有
、
、
、
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：
已知：
①
；
②
易从溶液中结晶析出；
③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）为提高“氧化酸浸”
效率，可采取的措施有_______(任写二种)。
（2）“滤液1”中含有
和
，“滤渣1”含有Au 及_______、_______(填化学式)。
（3）“除金”时反应的离子方程式为_______。
（4）“氧化酸浸”和“除金”工序均需控制加入的NaCl 不过量，原因是_______。
（5）“银还原”工序消耗的
与产生的
的物质的量之比为_______。
（6）为实现连续生产，“银转化”和“银还原”工序一般需控制温度在_______℃左右进行。
（7）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。“除金”时，硫代硫酸根
也可作为配体提供
孤电子对与
形成
，
可看作是
中的一个
原子被S 原子取代的产物。
①硫代硫酸根
的空间构型为：_______。
②分别判断
中的中心S 原子和端基S 原子能否做配位原子并说明理由：_______。
【答案】（1）搅拌或粉碎或适当升高温度等
（2） ①.
.
②
（3）
（4）防止氯化钠过量导致
转化为
（5）1：2 （6）40
（7） ①. 四面体形 ②. 中心S 原子无孤电子对不可以做配位原子，端基S 原子有孤电子对可以做
配位原子
【解析】
【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
和
，过滤除去PbSO4，滤液3 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。
【小问1 详解】
搅拌、粉碎、适当升高温度等措施能提高“氧化酸浸”的效率，故答案为：搅拌或粉碎或适当升高温度等；
【小问2 详解】
由分析可知，滤渣的主要成分为金、氯化银、硫酸铅，故答案为：
；
；
【小问3 详解】
由分析可知，加入氯酸钠、硫酸和氯化钠混合溶液除金的目的是将金转化为Na[AuCl4]，反应的离子方程
式为
，故答案为：
；
【小问4 详解】
由题给信息可知，氯化银能与溶液中的氯离子反应转化为二氯合银离子，所以“氧化酸浸”和“除金”工序均
需控制加入的氯化钠不过量，否则会使银的产率降低，故答案为：防止氯化钠过量导致
转化为
；
【小问5 详解】
由分析可知，加入Na2S2O4溶液将[Ag(SO3)2]3-转化为银时，Na2S2O4被氧化为可以循环使用的Na2SO3，由得
失电子数目守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；
【小问6 详解】
由题给信息可知，高于40℃后，亚硫酸钠的溶解度减小，会使“银转化”和“银还原”的效率降低，难以
实现连续生产，导致银的产率降低，故答案为：40；
【小问7 详解】
①由题意可知，硫代硫酸根离子中中心原子硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间
构型为四面体形，故答案为：四面体形；
②硫代硫酸根离子中中心原子硫原子的孤对电子对数为0，而端基硫原子有孤电子对，所以代硫酸根离子
中的中心硫原子不能做配位原子，端基硫原子能做配位原子，故答案为：中心S 原子无孤电子对不可以做
配位原子，端基S 原子有孤电子对可以做配位原子。
4.（2025•四川达州•二模）氧化钪（Sc2O3）是一种稀土氧化物，广泛地应用于原子能、航空航天、荧光、
电子、高技术陶瓷等领域。工业上以钨渣[含W，Sc，Si，Ca，Na，Zr（锆）等诸多元素的氧化物]为原料
提取高纯度氧化钪的流程如下：
查阅资料：1．钨的氧化物WO3是酸性氧化物；
2．萃取相是采用TBP 和P204 与煤油按一定比例混合而成的有机相（TP）；
3．萃取相比O/W 即为有机相与被萃取的酸性溶液的体积比；
4．逆流萃取指萃取剂与原溶液逆向流动的萃取。单极萃取指仅进行一次萃取的操作。
（1）钪的基态原子价电子轨道表示式为___________。
（2）“萃取”采用逆流萃取，相比单级萃取
优势有____________。“萃取”过程中萃取相比O/W 和搅拌速
度直接影响萃取率，请根据表格中的数据选择的最佳萃取相比O/W 和搅拌器转速分别为______。
表1 萃取相比试验结果
萃取相比O/W
1:10
1:15
1:20
1:25
1:30
1:35
1:40
萃取率%
90
90
90
80
75
70
60
表2 搅拌速度试验结果
搅拌器转速/ r/min
150
300
450
600
700
萃取率%
70
80
90
少量乳浊液
大量乳浊液
（3）Sc3+与P204 形成的配合物可表示为Sc(HA2)3，则加氢氧化钠溶液“反萃取”过程中生成Sc(OH)3的化学
方程式为___________。
（4） Sc(OH)3粗品用盐酸溶解，并控制溶液pH 为6，加Na2HPO4溶液除钙。若除钙时pH 调节过小，可
能导致的后果是______。
（5）苦杏仁酸（
）在酸性条件下可与Zr4+形成配合物，请解释其与Zr4+配位的化学原理
是____________。
（6）空气中“煅烧”时发生反应的化学方程式为_____________。
【答案】（1）
（2） ①. 逆流萃取可提高萃取效率，减少萃取剂用量
②. 1：20、450r/min
（3）Sc(HA2)3+3NaOH=Sc(OH)3↓+3NaHA2或者Sc(HA2)3+6NaOH=Sc(OH)3↓+3Na2A2+3H2O
（4）
转化为
，钙盐溶解，降低除钙效率
（5）苦杏仁酸中O 提供孤电子对填充在Zr4+的空轨道中配位
（6）2Sc2(C2O4)3+3O2
2Sc2O3+12CO2
【解析】
【分析】由题干流程图可知，向钨渣[含W，Sc，Si，Ca，Na，Zr（锆）等诸多元素的氧化物]中加入硫酸
进行浸出即将Sc、Na 和Zr 的氧化物转化为Sc3+、Na+、Zr4+，而WO3、 SiO2为酸性氧化物与硫酸不反应留
在滤渣1 中，CaSO4为微溶物，即CaO 转化部分转化为CaSO4留在滤渣1 中，过滤得到含有Ca2+、Sc3+、
Na+、Zr4+的滤液，向其中加入TP 进行萃取得到有机相和水相，然后向有机相中加入NaOH 进行反萃取得
到水相和有机相，向水相中加入HCl、Na2HPO4将Ca2+转化为CaHPO4或Ca3(PO4)2进行除钙，得到滤渣2，
向滤液2 中加入苦杏仁酸进行除锆，最后向滤液中加入草酸进行沉钪得到Sc2(C2O4)3，过滤得到
Sc2(C2O4)3，最后煅烧Sc2(C2O4)3得到氧化钪，据此分析解题。
【小问1 详解】
已知Sc 是21 号元素，故钪的基态原子价电子轨道表示式为
，故答案为：
；
【小问2 详解】
由题干信息可知，“萃取”采用逆流萃取能够增大接触面积，提高萃取率，即相比单级萃取的优势有逆流萃
取可提高萃取效率，减少萃取剂用量，“萃取”过程中萃取相比O/W 和搅拌速度直接影响萃取率，根据表格
中的数据可知：O/W 比为1:20 时萃取率为90%，450r/min 时萃取率为90%，故选择的最佳萃取相比O/W
和搅拌器转速分别为450r/min，故答案为：逆流萃取可提高萃取效率，减少萃取剂用量；1:20，450r/min；
【小问3 详解】
Sc3+与P204 形成的配合物可表示为Sc(HA2)3，则加氢氧化钠溶液“反萃取”过程中生成Sc(OH)3的化学方程
式为Sc(HA2)3+3NaOH=Sc(OH)3↓+3NaHA2或者Sc(HA2)3+6NaOH=Sc(OH)3↓+3Na2A2+3H2O，故答案为：
Sc(HA2)3+3NaOH=Sc(OH)3↓+3NaHA2或者Sc(HA2)3+6NaOH=Sc(OH)3↓+3Na2A2+3H2O；
【小问4 详解】
已知Ca3(PO4)2、CaHPO4是沉淀，Ca(H2PO4)2是可溶于水，故Sc(OH)3粗品用盐酸溶解，并控制溶液pH 为
6，加Na2HPO4溶液除钙。若除钙时pH 调节过小，可能导致的后果是
转化为
，钙盐溶解，
降低除钙效率，故答案为：
转化为
，钙盐溶解，降低除钙效率；
【小问5 详解】
已知苦杏仁酸中O 原子周围均含有孤电子对，Zr4+核外有空轨道，故O 与Zr4+之间能够通过形成配位键结
合成配位化合物，故在酸性条件下可与Zr4+形成配合物，故答案为：苦杏仁酸中O 提供孤电子对填充在
Zr4+的空轨道中配位；
【小问6 详解】
由分析可知，空气中“煅烧”时是煅烧Sc2(C2O4)3生成Sc2O3和CO2，根据氧化还原反应配平可得，该过程发
生反应的化学方程式为：2Sc2(C2O4)3+3O2
2Sc2O3+12CO2，故答案为：2Sc2(C2O4)3+3O2
2Sc2O3+12CO2。
5.（2025•四川达州渠县中学•二模）铜阳极泥(主要含有铜、银、金、铅等单质)是一种含贵金属的可再生资
源，一种从铜阳极泥中分离提取多种金属元素的工艺流程如上图(所加试剂均过量)：
已知：①溶液2 中
的主要存在形式为
②
请回答：
（1）沉淀B 的主要成分为_______(填化学式)，从氧化还原的角度分析，步骤5 中
体现的性质是
_______。
（2）步骤2 中单质金发生反应的离子方程式为_______。
（3）下列说法正确的是_______。
A. 步骤1 中加入
的主要作用是使溶解出的
转化为
沉淀
B. 步骤1 可通过粉碎阳极泥、加热、搅拌、改用浓硫酸等方式加快反应速率
C. 溶液1 可经浓缩后蒸发结晶，趁热过滤取滤渣，得到胆矾粗产品
D. 溶液4 若返回步骤3 中循环使用，需补加
以保证银的浸出率
（4）
溶液中含硫微粒物质的量分数与
的关系如图所示。
步骤4 中加入稀硫酸调节溶液
可析出
，请用离子方程式表示析出
的原因：_______。
（5）工业上变废为宝获得
的另一途径是：在铅酸蓄电池废料中加入
作为催化剂，将废料转化
为
，涉及的反应如下：
①
②
已知
和
难溶于
，通过对比有无催化剂的实验组，观察不到明显差异。请设计实验，证明
的催化作用，写出操作和现象。_______。
【答案】（1） ①. AgCl、PbSO4
.
②还原性
（2）
（3）AD
（4）
（5）向H2SO4酸化的FeSO4中加KSCN，无明显现象，加少量PbO2溶液变红；取少量溶液加过量Pb，红
色褪去，可证明Fe2+为催化剂
【解析】
【分析】铜阳极泥中含有铜、银、金、铅等单质，经过步骤1 后，铜溶解得到硫酸铜溶液即溶液1，银与
铅溶解后分别得到氯化银与硫酸铅沉淀，金不溶即沉淀A 为氯化银、硫酸铅、金，经过步骤2 后，Au 与
氯离子形成配合物溶解，所以沉淀B 为氯化银与硫酸铅，经过步骤3，氯化银溶解
得到溶液3，经过步骤4 得到氯化银沉淀；步骤5 加入甲醛，将
还原为银单质，得到的亚硫酸钠溶液可以重复利用。
【小问1 详解】
由分析可知，沉淀B 为AgCl、PbSO4，步骤5 中HCHO 主要作用是将
中的银离子还原为单
质银，所以此处甲醛的作用是还原剂体现还原性；
故答案为：AgCl、PbSO4；还原性；
【小问2 详解】
单质金在HCl 酸性条件下，在氧化剂NaClO3的氧化作用下，金与氯离子形成配合物，则对应的离子方程
式为
；
故答案为：
；
【小问3 详解】
A．步骤1 中加入NaCl 主要作用是使溶解出Ag+的转化为AgCl 沉淀，A 正确；
B．步骤1 可通过粉碎阳极泥、加热、搅拌加快反应速率，改用浓硫酸溶于水放热会加快双氧水分解，反
而不利于银、铅、铜溶解，B 错误；
C．溶液1 是硫酸铜溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到胆矾粗产品，C 错误；
D．溶液4 含有
，溶液4 可返回步骤3 中循环使用，但甲醛做还原剂，被氧化为甲酸使溶液4 呈酸性，
可能发生反应
，故需补加
中和酸，以保证银的浸出率，D 正确；
故答案为：AD；
【小问4 详解】
步骤4 中加入稀硫酸调节溶液pH=4 时，由图可知此条件下主要存在亚硫酸氢根，银离子将从配合物中脱
离出来与氯离子结合生成沉淀析出，对应离子方程式为
；
故答案为：
；
【小问5 详解】
反应①中亚铁离子被氧化成铁离子，反应②中铁离子又被还原生成亚铁离子，整个过程中，亚铁离子的质
量不变，因此，只要证明反应后的溶液中有Fe2+，无Fe3+即可证明
的催化作用，故操作方法和现象是：
向H2SO4酸化的FeSO4中加KSCN，无明显现象，加少量PbO2溶液变红；取少量溶液加过量Pb，红色褪去，
可证明Fe2+为催化剂；
故答案为：向H2SO4酸化的FeSO4中加KSCN，无明显现象，加少量PbO2溶液变红；取少量溶液加过量
Pb，红色褪去，可证明Fe2+为催化剂。
6.（2025•四川达州渠县中学•二模）废物利用利国利民，回收处理钒铬渣(含有
及
等)，并利用废渣提取钒铬的工艺流程如图：
已知：①25℃时，
溶度积常数为
。
②氧化焙烧步骤中
分别转化为
。
③酸性溶液中，
的氧化性强于
。
回答下列问题：
（1）“氧化焙烧”该步骤不能使用陶瓷容器，其原因是___________，其涉及的化学方程式为___________。
（2）加快“氧化焙烧”的速率，可以采取的措施是___________。
（3）水浸产生的滤渣1 的成分是___________(用化学式表示)。
（4）“除杂”后，Cr 元素主要以
存在，结合离子方程式，利用相关原理解释其原因：___________。
（5）写出“还原”步骤中发生反应的离子方程式：___________。
（6）在“还原”步骤中，选硫酸酸化而不选盐酸酸化，其原因是___________。
【答案】（1） ①. 因为陶瓷中含有二氧化硅，高温时与碳酸钠反应导致陶瓷容器损坏 ②.
（2）将钒铬渣粉碎 （3）
（4）因为存在
的平衡，加入硫酸，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，所
以Cr 元素主要以
存在
（5）
（6）
会将盐酸氧化为氯气
【解析】
【分析】本流程中“氧化焙烧”步骤中V2O3、Cr2O3、SiO2分别转化为NaVO3、Na2CrO4、Na2SiO3，
Fe2O3、FeO 则变为Fe2O3，水浸后过滤出滤渣1 为Fe2O3，向滤液中加入硫酸得到硅酸沉淀，过滤出得到滤
渣2 为H2SiO3，加入硫酸铵沉淀钒元素，生成NH4VO3沉淀，对NH4VO3进行焙烧得到V2O5，反应方程式
为：
，向滤液中加入双氧水和硫酸，加入硫酸，增大氢离子浓度，
Cr 元素主要以
存在，
将
氧化成
，
还原为Cr3+，离子方程式为：
，然后加入氨水，沉淀铬，Cr3++3NH3·H2O=Cr(OH)3↓+3NH
，再对Cr(OH)3进行灼烧，2Cr(OH)3
Cr2O3+3H2O，据此分析解题。
【小问1 详解】
因为陶瓷中含有二氧化硅，高温时二氧化硅与碳酸钠反应会生成硅酸钠，导致陶瓷容器损坏，相关方程式
为
。
【小问2 详解】
将钒铬渣粉碎，可以增大固体表面积，加快反应速率。
【小问3 详解】
氧化焙烧过程中
及
分别转化为
转化为
不与碳酸钠反应，所以滤渣1 的成分为
。
【小问4 详解】
因为存在
的平衡，加入硫酸，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，所以Cr
元素主要以
存在。
【小问5 详解】
具有强氧化性，在酸性条件下能把
氧化成
，铬元素被还原成
，相关离子方程式为
。
【小问6 详解】
根据信息可知：酸性溶液中，
的氧化性强于
，而二氧化锰能将浓盐酸中的氯离子氧化为氯
气，所以
会将盐酸氧化为氯气。
7.（2025•四川德阳•二模）镍钴合金是航天领域重要材料之一，一种利用废钴镍矿(含有较高的
及一定量的
和
等元素)回收
和
的工艺流程如下：
已知：
对
和
具有高选择性。回答下列问题：
（1）基态Co 原子的价电子排布图为_______。
（2）“滤渣”的主要成分为_______(填化学式)。
（3）“还原”中加入
的主要目的是_______。
（4）“萃取”时
萃取
反应原理为
，从平衡移动角度分析“反萃取”的原
理：_______。
（5）“沉钴”时，按照
加入试剂，生成
沉淀，则沉钴时总反应的离
子方程式为_______。
（6）“灼烧”在隔绝空气条件下进行，如控制温度不当会生成
杂质，生成
的化学方程式为
_______。
（7）“水相1”中含有丰富的金属资源，经三道工序可回收
溶液。结合题干信息，选用所给试剂，
将下列工艺流程补充完整。(可选试剂为：
)
①_______、②_______；A_______、B_______。
【答案】（1）
（2）
（3）将
全部还原为
，防止
萃取
从而影响分离提纯
的效果
（4）反萃取发生
的逆反应，加入
平衡逆向移动，
从
中脱离出
来
（5）
（6）
（7） ①.
或
②.
.
③氧化 ④. 沉铁
【解析】
【分析】向废钴镍矿(含有较高的
及一定量的
和
等元素)中加入稀硫酸进行常压
浸出，得到含
的硫酸盐和难溶的
，过滤的到滤渣，故滤
渣的主要成分为
，向滤液中加入Fe，将
全部还原为
，加入
萃取剂将
萃取，则水相1 中含有
的硫酸盐，向含有
的硫酸盐中加入酸进行反萃取，
得
到
水
相
2
，
向
水
相
2
中
加
入
，
发
生
反应，得到
沉淀和
溶液，将
进行灼烧分解得到
，
溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到
，据此回答。
【小问1 详解】
Co 为27 号元素，价电子排布式为
，故基态Co 原子的价电子排布图为
；
【小问2 详解】
由分析知，“滤渣”的主要成分为
；
【小问3 详解】
加入
“还原”，将
全部还原为
，防止
萃取
从而影响分离提纯
的效果；
【小问4 详解】
反萃取发生
的逆反应，加入酸，
浓度增加，平衡逆向移动，使
从
中脱离出来；
【小问5 详解】
“沉钴”时，按照
加入试剂
先被氧化为
，再与
发
生双水解生成
沉淀，则沉钴时总反应的离子方程式为
；
【小问6 详解】
“灼烧”在隔绝空气条件下进行，如控制温度不当会生成
杂质，Co 的化合价由+3 降低为+2，则O 的化
合价由-2 升高到0 价生成氧气，化学方程式为
；
【小问7 详解】
由分析知，“水相1”中含有
的硫酸盐，有丰富的金属资源，向水相1 中先加入NaF 进
行沉镁，得到MgF2沉淀，再向溶液中加入
或
，将
“氧化”为
，再加入
进
行调pH“沉铁”得到
沉淀，过滤得到
溶液。
8.（2025•四川乐山第一中学•二模）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
＜1
以下
一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2
+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主
要成分是__________________。
（2）“氧化”中欲使3 mol 的VO2+变为VO2
+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
（3）“中和”作用之一是使钒以V4O12
4−形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。
（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O12
4−
R4V4O12+4OH−（以ROH 为强碱性阴离子交
换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”“碱”“中”）。
（5）“流出液”中阳离子最多的是________。
（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
【答案】 ①. V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O
.
②SiO2
.
③0.5
.
④Fe(OH)3、Al(OH)3
.
⑤碱
⑥. K＋ ⑦. 2NH4VO3
V2O5＋H2O＋2NH3↑
【解析】
【分析】从废钒催化剂中回收V2O5，由流程可知，“酸浸”时V2O5转化为VO2
+，V2O4转成VO2+．氧化铁、
氧化铝均转化为金属阳离子，只有SiO2 不溶，则过滤得到的滤渣1 为SiO2，然后加氧化剂KClO3，将
VO2+变为VO2
+，再加KOH 时，铁离子、铝离子转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，同时中和硫酸，过
滤得到的滤渣2 为Fe（OH）3、Al（OH）3，“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+V4O12
4-
R4V4O12+4OH-，由ROH 为强碱性阴离子交换树脂可知，碱性条件下利用反应逆向移动，流出
液中主要为硫酸钾，“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，“煅烧”时分解生成V2O5，以此解答该题。
【详解】（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2
+，V 元素化合价不变，说明不是氧化还原反应，根据原子守恒可
知反应的离子方程式为V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O；二氧化硅与酸不反应，则“废渣1”的主要成分是二氧化
硅；
（2）“氧化”中欲使3 mol
VO2+变为VO2
+，V 元素化合价从＋4 价升高到＋5 价，而氧化剂KClO3中氯元
素化合价从＋5 价降低到－1 价，则根据电子得失守恒可知需要氯酸钾的物质的量为少3mol÷6＝0.5mol；
（3）“中和”作用之一是使钒以V4O12
4−形式存在于溶液中，同时生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，则“废渣2”
中含有Fe（OH）3、Al（OH）3；
（4）根据方程式可知为了提高洗脱效率，反应应该向逆反应方向进行，因此淋洗液应该呈碱性；
（5）由于前面加入了氯酸钾和氢氧化钾，则“流出液”中阳离子最多的是钾离子；
（6）根据原子守恒可知偏钒酸铵（NH4VO3“煅烧”生成七氧化二钒、氨气和水，发生反应的化学方程式为
2NH4VO3
V2O5＋H2O＋2NH3↑。
9.（2025•四川乐山第一中学•二模）重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3＋，同时还含有少量的Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性较强。为回
收利用，通常采用如下流程处理：
注：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时所需的pH，如下表：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
9.6
11.1
8
9
（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填字母，下同)。
A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4
（2）加入NaOH 溶液调整溶液pH＝8 时，除去的离子是________；
已知钠离子交换树脂的原理：Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交换除去的杂质离子是
____________。
A.Fe3＋ B.Al3＋ C.Ca2＋ D.Mg2＋
（3）还原过程在酸性条件下进行，每消耗0.8 mol Cr2O 转移4.8 mol e－，该反应离子方程式为
________________________________________________________________________。
Ⅱ.酸性条件下，六价铬主要以Cr2O 形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O 的废水，该法用Fe 作电极
电解含Cr2O 的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH 升高，产生Cr(OH)3溶液。
（1）电解时能否用Cu 电极来代替Fe 电极？________(填“能”或“不能”)，理由是_____________。
（2）常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝1×10－20，假设溶液的c(Cr3＋)=0.01mol/L，当pH 应为______时开始生
成沉淀。
【答案】 ①. A
.
②AB
.
③CD
.
④3S2O ＋4Cr2O ＋26H＋===6SO ＋8Cr3＋＋13H2O
.
⑤不
能 ⑥. 因阳极产生的Cu2＋不能使Cr2O 还原到低价态 ⑦. 8
【解析】
【详解】I.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,加双氧水把亚铁离子
氧化为铁离子,同时Cr3+被氧化为Cr2O7
2-,加氢氧化钠调节pH=8,则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉
淀,过滤,滤液中主要含有Cr2O7
2-、Ca2+和Mg2+等,通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+,然后加Na2S2O3把
Cr2O7
2-还原为Cr3+,再调节pH 得到Cr(OH)(H2O)5SO4，
(1)加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子,同时不能引入新的杂质,所以可以用Na2O2代替H2O2，故
答案为A；
(2)根据表中数据可知,pH=8 时,Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,则Fe3+、Al3+被除去;通过钠离子
交换树脂,除去Ca2+和Mg2+；故答案为AB；CD；
(3)每消耗0.8molCr2O7
2-转移4.8mole
−,则1molCr2O7
2-转移6mol 电子,所以生成Cr3+,S2O3
2-被氧化为SO4
2-,则
反应的离子方程式为：3S2O3
2-+4Cr2O7
2-+26H+═6SO4
2-+8Cr3++13H2O；故答案为3S2O3
2-＋4Cr2O7
2-＋26H＋===6SO4
2-
＋8Cr3＋＋13H2O
Ⅱ.(1)若用Cu 电极来代替Fe 电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，
不能和重铬酸根之间发生反应，故答案为不能;因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O7
2-还原到低价态；
(2)由Cr(OH)3的溶度积Ksp＝1×10－20可得Ksp＝c(Cr3+)×c3(OH
−)=0.01×c3(OH
−)=1×10－20，c(OH
−)=1×10－
6，所以c(H+)=1×10－8，pH=8，故答案为8
10.（2025•四川泸县五中•二模）一种以钌矿石[主要含Ru(CO3)2还含少量的Al2O3、FeO、MgO、SiO2和
CaO 等]为原料制备钌(Ru)的流程如图，回答下列问题：
已知：①常温下，Ksp(CaF2)=1.5×10-10，Ksp(MgF2)=7.4×10-11，
≈2.7，
≈3.9
②离子浓度等于或低于1×10-5mol•L-1时，则认为该离子已被完全除去。
（1）气体A 的成分为______，滤液1 中溶质为______。
（2）“沉铁”的离子方程式为______。
（3）“软化”时，溶液中钙离子和镁离子的浓度分别为0.01mol•L-1和0.02mol•L-1，常温下取2.0L 该滤液，
使其中Ca2+、Mg2+沉淀完全，则至少需要加入NaF 的物质的量为______。
（4）“灼烧”时Ar 的作用是______。
（5）产生相同量的钌，方案1 中消耗H2与方案2 中产生CO2的物质的量比值为______；从安全角度分析，
方案2 优于方案1，其理由是______。
【答案】（1） ①. CO2
. Na
②
2SiO3、NaAl(OH)4
（2）6Na++12Fe2++2
+18
+6H2O=3Na2Fe4(SO4)6(OH)2↓+2Cl-+6OH-
（3）0.1278mol
（4）作保护气，防止钌与空气中的氧气反应
（5） ①. 1:2
.
②方案1 使用氢气作还原剂，氢气是易燃易爆气体，方案2 更安全
【解析】
【分析】熔融后得到熔块为金属氧化物和熔融混合生成的高温不分解的盐，Ru(CO3)2热分解，气体A 为
CO2，水浸时，熔融得到的硅酸钠、四羟基合铝酸钠（偏铝酸钠）溶解，即为滤液1 的溶质，酸浸后溶液
中有Ru3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+，沉铁时加入氯酸钠在碱性条件下把二价铁转化为三价铁并生成
Na2Fe4(SO4)6(OH)2沉淀除去，软化步骤是加入氟离子使Mg2+、Ca2+变为氟化物沉淀除去，软化后的液体即
为含Ru3+的溶液，通过后续步骤得Ru；
【小问1 详解】
由分析知，A 为CO2，滤液1 中溶质为Na2SiO3、NaAl(OH)4；
【小问2 详解】
“沉铁”时，氯酸钠在碱性条件下把二价铁转化为三价铁并生成Na2Fe4(SO4)6(OH)2沉淀，离子方程式为
6Na++12Fe2++2
+18
+6H2O=3Na2Fe4(SO4)6(OH)2↓+2Cl-+6OH-；
【小问3 详解】
Ksp(MgF2)=7.4×10-11更小，说明Mg2+先沉淀完全，故以Ca2+完全沉淀计算，Ksp(CaF2)=1.5×10-10=
，当c(Ca2+)=1×10-5mol•L-1时，
，则加上沉淀的
氟离子，需加入NaF 的物质的量为
；
【小问4 详解】
“灼烧”时，方案1 中有还原性的H2，未加入Ar,方案二加了Ar，故Ar 的作用是作保护气，防止钌与空
气中的氧气反应；
【小问5 详解】
Ru 从+2 价变为0 价，每生成1molRu，需要H21mol，分解产生CO22mol，方案1 中消耗H2与方案2 中产生
CO2的物质的量比值为1:2，从安全角度分析，方案2 优于方案1，从安全角度分析，方案2 优于方案1。
11.（2025•四川绵阳普明中学•二模）焦亚硫酸钠(
)是一种重要的还原剂，在印染、电镀、酿造等
工业生产中发挥着重要作用。利用烟道气中的
生产
的流程图如下。
已知：①
的过饱和溶液，经结晶脱水得到
；②
，
；③
受热150℃以上易分解，露置空气中易氧化成硫酸钠；④
与强酸反应生成
。
（1）已知焦亚硫酸钠溶液中，存在如下平衡
，且
中含有
键，试写出
焦亚硫酸(
)的结构式___________。
（2）生产
的过程中，涉及多次调节溶液pH。
①试分析步骤I 中，溶液显酸性的原因___________(结合化学原理，列式计算说明)，并写出其中发生的化
学方程式___________。
②步骤III 中通入
的目的是___________。
（3）结晶脱水所得的
晶体中往往含有杂质
固体，试设计实验说明___________。
（4）“结晶脱水”过程，为了得到较为纯净的产品，操作时应注意___________。
【答案】（1 ）
或
（2 ） ①.
，
电离程度大于
其水解，所以溶液呈酸性 ②.
.
③
形成NaHSO3过饱
和溶液，以便结晶脱水得到NaHSO3晶体
（3）取少量结晶脱水所得的晶体，先加入过量的盐酸，至气泡不再产生，滴入几滴氯化钡溶液，若产生
白色沉淀，则证明含有杂质硫酸钠；
（4）在隔绝氧气的环境中，低于150℃加热进行结晶脱水
【解析】
【分析】向饱和碳酸钠溶液中通入
调pH=4.1，发生反应：
，得到
溶液；再加入碳酸钠固体调pH 为
，
得到
溶液；然后再通入
调pH=4.1，此时反应为SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，得到NaHSO3过
饱和溶液，由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得Na2S2O5，发生的反应为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O。
【小问1 详解】
焦亚硫酸钠溶液中，存在如下平衡
，
中含有
键，焦亚硫酸(
)
的结构式
或
；
【小问2 详解】
①向饱和碳酸钠溶液中通入
调pH=4.1，反应为
，得到
溶液，
，
的电离程度大于其水解，所以溶液显酸性，其中发生反应的化学方程式
；
②步骤III 中通入
，此时反应为SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，形成NaHSO3过饱和溶液，以便结晶脱
水得到NaHSO3晶体；
【小问3 详解】
结晶脱水所得的
晶体中往往含有杂质
固体，取少量结晶脱水所得的晶体，先加入过量
的盐酸，至气泡不再产生，滴入几滴氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明含有杂质硫酸钠；
【小问4 详解】
受热150℃以上易分解，露置空气中易氧化成硫酸钠，“结晶脱水”过程，为了得到较为纯净的
产品，操作时应在隔绝氧气的环境中，低于150℃加热进行结晶脱水。
12.（2025•四川绵阳•二模）我国自2024 年10 月1 日起开始施行《稀土管理条例》，稀土（RE）包括钪
（Sc）、钇（Y）和镧系共17 种元素。一种从稀土矿（含Fe、Al、Mg 等元素）中分离稀土金属的工艺流
程如下：
已知：①月桂酸和
均难溶于水。
②该工艺流程中稀土金属离子保持
价；
的
。
③
开始溶解时的pH 为9，有关金属离子沉淀的相关pH 见下表：
离子
开始沉淀时的
pH
8.8
1.5
3.6
6.2∼7.
4
沉淀完全时的
pH
/
3.2
4.7
/
（1）
的基态电子排布式与______原子的基态电子排布式相同；稀土元素位于周期表中的______区
（填标号）。
A．s B．p C．d D．ds E．f
（2）“氧化”步骤的主要目的是转化
，发生反应的离子方程式为______。
（3）“沉淀除杂”前调pH 的适宜范围是______，滤渣的成分有______。
（4）“沉淀RE”后，滤液中
浓度为
。为确保滤饼中检测不到Mg 元素，滤液中
应低于______
。
（5）稀土元素La
一种合金
是较好的储氢材料，贮氢后的合金用于制作镍氢二次电池，该电池的
总反应是
（碱性介质），写出其放电时负极的电
极反应式：______。
【答案】（1） ①. Ar
.
②CE
（2）
（3） ①. 4.7～6.2
.
②
、
（4）
（5）
【解析】
【分析】稀土矿(含Fe、Al、Mg 等元素)中加入
“酸浸”将各金属转化为离子，再加入过氧化氢将
氧化为
，调pH 将
、
转化为对应的氢氧化物沉淀而除去，再向滤液中加月桂酸钠将稀
土金属元素转化为
沉淀，再向其滤饼中加入盐酸并加热搅拌、冷却结晶以除去月桂酸，
得到RECl3，据此解答。
【小问1 详解】
Sc 为21 号元素，基态
核外有18 个电子，其电子排布式与Ar 原子的基态电子排布式相同；稀土元素
包括d 区的Sc、Y 和f 区的镧系元素，故选CE；
【小问2 详解】
“氧化”步骤中
被过氧化氢氧化为
，同时过氧化氢被还原生成水，反应的离子方程式为：
；
【小问3 详解】
据分析，“沉淀除杂”目的是将
、
转化为对应的氢氧化物沉淀而除去，因此调节pH 范围应使
和
完全沉淀，而不使
沉淀，因此pH 的适宜范围是4.7～6.2，此时滤渣的成分有
、
；
【小问4 详解】
为使得滤饼中检测不到Mg 元素，则加入月桂酸钠后
未开始沉淀，则
，即
；
小问5 详解】
根据电池的总反应式
(碱性介质)，放电时负极上
失去电子被氧化生成
，则电极反应式为：
13.（2025•四川南充•二模）脱硝催化剂在燃煤电厂、钢铁、水泥、炼焦化学等领域得到广泛应用。一种干
湿法结合回收废弃SCR 脱硝催化剂(主要成分为
、
和
)的工艺流程如下。
已知：
Ⅰ.钠化焙烧过程生成难溶于水的
和易溶于水的
；沉钒过程生成的沉淀为
。
II.
为一种有机协同萃取剂，由
和TBP 组成。
Ⅲ.“逆流”指料液和萃取剂以相反的方向流动。
（1）实验室模拟“操作a”和“操作b”无需使用的仪器是_______(填标号)。
A. 烧杯
B. 漏斗
C. 蒸馏烧瓶
D. 玻璃棒
（2）“酸浸还原”的目的是将
还原为
，相关化学反应方程式为_______。
（3）“酸浸还原”过程，反应温度和液固比对钒浸出率的影响如下图所示，综合考虑浸出效率及成本，
应选择的最佳温度和液固比分别为_______和_______。
（4）“焙烧”和“煅烧”过程产生的气体分别是_______和_______(填化学式)。
（5）回收V 和W 元素均采取了“逆流萃取”和“逆流反萃取”，“逆流”的优点是_______。
（6）回收V 元素，加入
-TBP 萃取发生的化学反应为：
①
②
从平衡角度分析，TBP 的作用是_______。向逆流萃取后的溶液中，加入
，进行逆流反萃取，发生
的总反应的化学方程式为_______。
【答案】（1）C （2）
（3） ①. 140℃
.
②20：1
（4） ①.
.
②
（5）使原料充分接触，提高萃取效率
（6 ） ①. 降低
浓度，促进反应①正向移动，提高萃取率 ②.
【解析】
【分析】废弃SCR 脱硝催化剂(主要成分为
、
和
)，经过“酸浸还原”将
还原为
；
经过“逆流萃取”、“逆流反萃取”可以回收V 元素；经过氧化、沉钒过程通过调节
pH 生成
沉淀，煅烧后得到
；钠化焙烧过程生成难溶于水的
和易溶于水的
，加水溶解后过滤，可以得到
溶液和
固体；
溶液经过“逆流萃取”、
“逆流反萃取”可以回收W，最后处理可得到
；
酸溶后，经过处理得到
，据此分析作
答。
【小问1 详解】
“操作a”和“操作b”均为过滤操作，需漏斗、烧杯、玻璃棒，不需要蒸馏烧瓶，故答案为：C。
【小问2 详解】
“酸浸还原”的目的是将
还原为
，根据氧化还原反应原理，该反应为
与硫酸和亚硫酸
钠反应，生成
、硫酸钠和水的过程，化学反应方程式为：
，故答案为：
。
【小问3 详解】
由图可知，液固比分别20：1 时钒浸出率最高，此时温度为140℃、160℃和180℃，综合考虑浸出效率及
成本，应选择的最佳温度为140℃，故答案为：140℃；20：1。
【小问4 详解】
“焙烧”时，加入碳酸钠生成难溶于水的
和易溶于水的
，根据质量守恒可知，生成的气
体为
；用氨水进行“沉钒”，得到含铵根的化合物，该化合物进过“煅烧”，生成
的同时，还
会产生
，故答案为：
；
。
【小问5 详解】
由信息可知，“逆流”指料液和萃取剂以相反的方向流动，该操作可以使原料充分接触，提高萃取效率，
故答案为：使原料充分接触，提高萃取效率。
【小问6 详解】
由反应②可知，加入TBP，可使
转化为
，从而降低
浓度，促
进反应①正向移动，提高萃取率；逆流萃取后的溶液中，加入
，则
与
反应，生成
的过程，化学方程式为
，
故答案为：降低
浓度，促进反应①正向移动，提高萃取率；
。
14.（2025•四川南充第一中学•二模）高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级
氧化锌(含
等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如
下：
已知
。
回答下列问题：
（1）浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种)：___________。
（2）氧化时，加入
溶液是为了将浸出液中的
和
均转化为沉淀而除去，(溶液中
元
素全部转化为
)，请分别写出
除去
和
的离子方程式___________，___________。
（3）加入锌粉的目的是___________。
（4）已知
浸出液中，
、
。
①若要除尽
上述浸出液中的
和
，需加入___________
。
②加入
溶液反应一段时间后，溶液中
，若溶液
，则此时
___________(填“能”或“不能”)生成沉淀。
【答案】（1）搅拌、将氧化锌粉碎、升高温度、增加硫酸浓度等
（
2
）
①
.
.
②
（3）调节溶液pH，除去溶液中Cu2+、Ni2+、Cd2+等
（4） ①. 7.9
.
②不能
【解析】
【分析】工业级氧化锌加入硫酸酸浸，浸出液加入高锰酸钾氧化亚铁离子为氢氧化铁沉淀、氧化锰离子为
二氧化锰沉淀，然后加入锌调节pH，除去溶液中Cu2+、Ni2+、Cd2+等，过滤滤液加入碳酸钠将锌离子转化
为碳酸锌沉淀，吸滤、煅烧得到成品。
【小问1 详解】
增大接触面积可以提高浸出效率，如搅拌、将氧化锌粉碎等；也可以适当升高温度、增加硫酸浓度等加快
反应速率，提高浸出效率；
【小问2 详解】
高锰酸钾氧化亚铁离子反应中，Mn 元素化合价由+7 价降低为MnO2中+4 价，共降低3 价，Fe 元素化合价
由+2 价升高为Fe(OH)3中+3 价，共升高1 价，化合价升降最小公倍数为3，则高锰酸根离子的系数为1，
Fe2+的系数为3，结合质量守恒配平反应为：
；高锰酸
钾氧化锰离子反应中高锰酸钾Mn 元素化合价由+7 价降低为MnO2中+4 价，共降低3 价，锰离子中锰元素
化合价由+2 价升高为二氧化锰中+4 价，共升高2 价，化合价升降最小公倍数为6，则高锰酸根离子的系数
为2，Mn2+的系数为3，结合质量守恒配平反应为：
；
【小问3 详解】
加入锌粉的目的是和溶液中氢离子反应，调节溶液pH，除去溶液中Cu2+、Ni2+、Cd2+等，使其转化为沉淀；
【小问4 详解】
①浸出液中
、
，1m3上述浸出液中，
Fe2+
物质的量为
，Mn2+的物质的量
，
、
，可知需
要高锰酸钾的物质的量为
，需要高锰酸钾的质量为0.05mol×158g/
mol=7.9g；
②
溶
液
中
，
若
溶
液
，
pOH=11
，
则
，故此时
不能生成沉淀。
15.（2025•四川攀枝花第三高级中学•二模）电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量
Fe3+和Cu2+等，对其处理的流程如图。
Sn 与Si 同族，25℃时相关的溶度积见表。
化学式
Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)
Fe(OH)3
Cu(OH)2
溶度积
1.0×10-56
4×10-38
2.5×10-20
（1）Na2SnO3的回收
①产品Na2SnO3中Sn 的化合价是______。
②退锡工艺是利用稀HNO3与Sn 反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是_____，废液中的
Sn2+易转化成SnO2·xH2O。
③沉淀1 的主要成分是SnO2，焙烧时，与NaOH 反应的化学方程式为______。
（2）滤液1 的处理
①滤液1 中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH 溶液，先得到的沉淀是______。
②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于______mol•L-1。
（3）产品中锡含量的测定
称取产品1.500g，用大量盐酸溶解，在CO2保护下，先用Al 片将Sn4+还原为Sn2+，再用0.1000mol•L-1KIO3
标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO 被还原为I—，终点时消耗KIO3溶液20.00mL。
①终点时的现象为______，产生I2的离子反应方程式为_____。
②产品中Sn 的质量分数为_____%。
【答案】（1） ①. +4 价 ②. Sn(NO3)2、NH4NO3
.
③SnO2+2NaOH
Na2SnO3+H2O
（2） ①. Fe(OH)3
.
②2×10-7
（3） ①. 滴入最后半滴KIO3标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色 ②. IO +5I-
+6H+=3I2+3H2O
.
③47.6%
【解析】
【分析】由题给流程可知，向退锡废液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH 为1.5，将锡的化合物转化为二氧
化锡，过滤得到含有铁离子、铜离子的滤液1 和沉淀1；向沉淀1 中加入氢氧化钠焙烧将二氧化锡转化为
锡酸钠后，水浸、过滤得到锡酸钠溶液，溶液经蒸发结晶得到锡酸钠。
【小问1 详解】
①由化合价代数和为0 可知，锡酸钠中锡元素的化合价为+4 价，故答案为：+4 价；
②由分析可知，退锡工艺中发生的反应为锡与稀硝酸反应生成硝酸亚锡、硝酸铵和水，则则生成的硝酸盐
是硝酸亚锡和硝酸铵，故答案为：Sn(NO3)2、NH4NO3；
③由沉淀1 的主要成分是二氧化锡可知，焙烧时发生的反应为二氧化锡和氢氧化钠高温条件下反应生成锡
酸钠和水，反应的化学方程式为SnO2+2NaOH
Na2SnO3+H2O，故答案为：SnO2+2NaOH
Na2SnO3+H2O；
【小问2 详解】
①由溶度积可知，向滤液1 中加入氢氧化钠溶液，溶解度小的氢氧化铁先沉淀，故答案为：Fe(OH)3；
②由溶度积可知，25℃时，铜离子沉淀完全时，溶液中的氢氧根离子浓度为
=5×10-
8mol/L，则溶液中的氢离子浓度不大于2×10-7mol/L，故答案为：2×10-7；
【小问3 详解】
①由题意可知，碘酸钾先与二价锡离子反应生成碘离子，当二价锡反应完，碘离子与碘酸根反应生成碘单
质，碘遇淀粉溶液变蓝色时，溶液由无色变为蓝色，则终点时的现象为滴入最后半滴碘酸钾标准溶液，溶
液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，反应生成碘的离子方程式为IO +3Sn2++6H+=I-+3Sn4++3H2O，IO
+5I-+6H+=3I2+3 H2O，故答案为：滴入最后半滴KIO3标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色；
IO +5I-+6H+=3I2+3 H2O；
②由得失电子数目守恒可知，滴定消耗20.00mL0.1000mol•L-1碘酸钾溶液，则1.500g 产品中锡元素的质量
分数为
×100%=47.6%，故答案为：47.6%。
16.（2025•四川遂宁射洪中学•二模）以锌灰(含
及少量(PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和
为原
料可以制备脱硫剂
，该脱硫剂的制备硫化、再生过程可表示为：
请回答下列问题：
（1）“浸取”时需不断通入高温水蒸气，其目的是_______。
（2）“除杂”包括加适量锌粉、过滤、加
氧化等步骤，除
和
外，与锌粉反应的离子还有
_______(填离子符号)。
（3）“沉锌铁”时反应体系温度不能过高，可能的原因是_______。
（4）
时，将一定比例
、CO、CO2和H2S 的混合气体以一定流速通过装有脱硫剂
的硫
化反应器，已知硫化过程中，
与H2、H2S 反应生成
和
，其化学方程式为_______。
（5）将硫化后的固体在
的混合气体中加热再生，固体质量随温度变化的曲线如图
所示，在
范围内，固体质量增加的主要原因可能是_______。
（6）
能形成多种配离子，已知
形成的一种配离子
只有一种空间结构，
则
的空间结构为_______。
【答案】（1）升高温度，加快反应速率
（2）
、
（3）防止促进
水解生成
沉淀或防止
受热分解
（4）
（5）ZnS 和FeS 吸收氧气，ZnS 和FeS 部分被氧化为硫酸盐
（6）正四面体
【解析】
【分析】由题给流程可知，向锌灰中加入稀硫酸浸取，将金属元素转化为硫酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反
应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣和滤液(硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸)；加入适量锌粉，将
溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁、硫酸铜转化为铜、硫酸转化为硫酸锌，溶液中加入硫酸铁溶液调节锌、
铁的配比，再加入碳酸氢铵溶液，将溶液中的铁离子、锌离子转化为脱硫剂
，过滤、洗涤、干
燥得到
；
与含H2S 煤气反应生成硫化亚铁、硫化锌达到硫化的目的；向硫化亚铁、硫
化锌中通入氧气得到
达到再生的目的，据此分析；
【小问1 详解】
“浸取”时不断通入高温水蒸气可以使溶液的温度升高，反应速率加快；
【小问2 详解】
由分析可知，加入适量锌粉的目的是将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁、硫酸铜转化为铜、硫酸转化为硫
酸锌，则与锌粉反应的离子为铅离子、铜离子、铁离子和氢离子，故答案为：
、
；
【小问3 详解】
“沉锌铁”时反应体系温度不能过高的原因是温度过高会促进溶液中的铁离子发生水解反应生成氢氧化铁
沉淀，且碳酸氢铵不稳定，受热分解，不利于
的生成；
【小问4 详解】
由题意可知，生成硫化亚铁、硫化锌的反应为400℃条件下
与硫化氢和氢气反应生成硫化亚铁、
硫化锌和水，反应的化学方程式为
；
【小问5 详解】
在
范围内，固体质量增加的主要原因可能是ZnS 和FeS 吸收氧气，ZnS 和FeS 部分被氧化为
硫酸盐导致固体质量增加；
【小问6 详解】
由配离子
只有一种空间结构可知，四氨合锌离子为正四面体结构，不是平面结构。
17.（2025•四川雅安•二模）
可用于红外光谱分析用溶剂、显像管生产等。以某矿渣(主要成分为
，含有少量
等杂质)为原料制备
的工艺流程如图所示：
已知： ①Sb 属于第 VA 族元素，主要化合价为 +3、+5 价。
② 常温下，
。
③
微溶于水、
难溶于水，它们均为两性氧化物。
回答下列问题：
（1）基态 As 的简化电子排布式为___________；As、P、Cl 三种元素最高价含氧酸酸性由强到弱的顺序
为___________(用化学式表示)。
（2）“滤渣 1”的主要成分是 SbOCl，为了提高锑的利用率，将滤渣 1 用氨水浸取使其转化为
，
写出该反应的化学方程式：___________。
（3）已知“沉淀”阶段溶液中
。当“沉淀”后溶液中
时，该阶段是否有
沉淀生成？___________(通过计算说明，简要写
出计算过程，不考虑溶液体积的变化)。
（4）已知
分子结构中含 1 个-OH，“除砷”时，
的氧化产物为
。
①
属于___________盐(填“正”或“酸式”)。
中磷原子的杂化类型为___________。
②“除砷”过程中生成 As 单质的离子方程式是___________。
（5）已知
在一定温度下发生分解，充分反应后，固体残留率为
，则剩余固体
氧化物的化学式为___________(已知：残留率
)。
【答案】（1） ①. [Ar]
.
②
（2）
（
3
）
根
据
，
当
时
，
，
此
时
，故无
沉淀
生成
（4） ①. 正 ②.
.
③
（5）
【解析】
【分析】以某矿渣(主要成分为Sb2O3，含有少量CuO、As2O3等杂质)为原料制备SbCl3，矿渣用盐酸浸出，
Sb2O3、CuO、As2O3分别与盐酸反应生成SbCl3、CuCl2、AsCl3，过滤除去难溶性杂质，滤液中加入Na2S，
沉淀Cu2+，过滤得到滤渣3 为CuS，滤液中加入NaH2PO2除去AsCl3，发生氧化还原反应生成As 单质和磷
酸，电解SbCl3制得金属Sb，用氯气氯化Sb 制得SbCl3。
小问1 详解】
As 的原子序数为33，则核外电子数为33，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3；
As 位于第VA 族，同周期元素自左到右，非金属性逐渐增大，同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减小，
As、P、Cl 三种元素的非金属性从大到小的顺序为Cl>P>As，As、P、Cl 三种元素最高价含氧酸酸性从大
到小的顺序为HClO4>H3PO4>H3AsO4；
【小问2 详解】
“滤渣1”
主要成分是SbOCl，将滤渣1 用氨水浸取使SbOCl 转化为Sb2O3，即SbOCl 和NH3∙H2O 反应生
成Sb2O3、NH4Cl 和H2O，化学方程式为：
；
【小问3 详解】
根据
，当
时，
，此时
，Qc<Ksp，故无
沉淀生成；
【小问4 详解】
①已知
分子结构中含 1 个-OH，次磷酸为一元中强酸，NaH2PO2的化学名称为次磷酸钠，属于
正盐；
H3PO4中磷原子的价层电子对数为4+
=4，磷原子的杂化类型为sp3；
②“除砷”过程中AsCl3和NaH2PO2反应生成As，NaH2PO2的氧化产物为H3PO4，P 元素化合价升高，As
元素化合价降低，根据得失电子守恒和原子守恒配平离子方程式为：
；
【小问5 详解】
的摩尔质量为299g/mol，假设有299g
含有1mol 的Sb，质量为122g，高
温分解剩余固体为氧化物的质量为299g×51.5%≈154g，氧元素的质量为154g-122g=32g，n(Sb)：
n(O)=1：
=1:2，剩余氧化物的化学式为SbO2。
18. （2025• 四川宜宾• 二模）钒触媒常用作
转化为
的催化剂。一种从废钒触媒（含
、
、
等）中回收
的工艺如下图：
已知：①
易溶于硫酸；
②
为两性氧化物，溶于酸生成
，在高温下易被还原；
③“滤饼”的主要成分为
。
回答下列问题：
（1）基态钒原子的简化电子排布式为_____。
（2）“浸取”步骤，
参与反应的化学方程式为_____。
（3）“氧化”步骤，生成
的离子方程式为_____。
（4）“碱溶”步骤，加入
的量不宜过多，原因是_____。
（5）“沉钒”步骤，加
生成沉淀
。该步骤需要加入过量的
，请从平衡的角
度解释原因_____。
（6）“滤液1”和“滤液2”中都含有的盐是_____。
（7）“煅烧”步骤需要通入一定量的空气，原因是_____。
【答案】（1）[Ar]
（2）
（3）
（4）加入过多
，后续会消耗更多
，增加成本
（5）
过量，增大
浓度，平衡向生成
方向移动，便于完全沉淀
（6）
、
（7）提供氧化氛围，防止
在高温下被
还原
【解析】
【分析】废钒催化剂(含有
、
、
)加入稀硫酸，
不溶液于稀硫酸，
则滤渣为
，滤液中含有
、Fe3+、K+、Na+、H+、Al3+ 、
，加氯酸钠进行氧化生成沉钒，
转化为
，沉钒过滤后成为滤饼，滤饼主要成分为
，滤液中含有
、
Fe3+、K+、Na+、H+、Al3+、Cl-、
，滤饼中加入
，
转化为NaVO3；加入
稀硫酸调节pH=2，与氯化铵反应生成
沉淀，煅烧
分解为V2O5，据此分析；
【小问1 详解】
钒是第23 号元素，基态钒原子的简化电子排布式为[Ar]
；
【小问2 详解】
为两性氧化物，溶于酸生成
，“浸取”步骤，
参与反应的化学方程式为
；
【小问3 详解】
“氧化”步骤，氯酸钠具氧化性做氧化剂，
被氧化生成
的离子方程式为：
；
【小问4 详解】
“碱溶”步骤，加入
的量不宜过多，原因是：加入过多
，后续调节pH 值，会消耗更多
，增加成本；
【小问5 详解】
加
生成沉淀
，加入过量的
，
过量，增大
浓度，平衡向生成
方向移动，便于完全沉淀；
【小问6 详解】
由分析可知，“滤液1”（加稀硫酸浸取和氧化步骤） 和“滤液2”（碱溶和调pH 步骤）都含有的盐是
、
；
【小问7 详解】
煅烧
分解为V2O5是产生
，
具有氧化性，
具有还原性，故提供氧化氛围，
防止
在高温下被
还原；
19.（2025•四川宜宾第三中学•二模）一种银铟矿主要成分为Au、Ag2S、CuS、ZnS、PbS、FeS、In2O3、
Ga2O3等物质，从该矿获得稀有金属的工艺流程如图所示：
该工艺条件下，金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如表：
金属离子
Fe3+
In3+
Ga3+
Cu2+
Zn2+
Pb2+
开始沉淀的pH
2.2
2.1
2.6
4.6
6.24
7.1
完全沉淀(c=1.0×10-5mol·L-1)
的pH
3.2
3.4
4.3
6.6
8.24
9.1
（1）“浸出”过程中金、银分别转化为AuCl 、AgCl 进入溶液，同时生成硫，写出Ag2S 发生反应的离子
方程式____。
（2）高温水蒸气除铁利用了FeCl3易水解的性质，写出该反应的化学方程式____。
（3）“二次还原”得到的滤液中主要的阳离子有H+、Na+、Ca2+、Zn2+、Pb3+、In3+、____。
（4）“二次中和”得到的滤渣除少量Fe(OH)3外，主要成分还有____(写化学式)。
（5）“分铅锌”步骤中，维持H2S 饱和水溶液的浓度为0.1mol·L-1，为使Zn2+沉淀完全，需控制溶液的pH 不
小于____已知：lg3≈0.48；Ksp(ZnS)=3.0×10-25，Ka1(H2S)=1.0×10-7，Ka2(H2S)=1.0×10-13]。
（6）已知：氧化还原反应可看成由两个半反应组成，每个半反应具有一定的电极电势(用“φ”表示)，φ 越
大则该物质的氧化性越强，φ 越低则该物质的还原性越强。浸出步骤中金反应的两个半反应如下：
HClO+H++2e-=C1-+H2O φ=1.49+
lg
AuCl4
-+3e-=4C1-+Au φ=0.994+
lg
(φ 与半反应式的系数无关，仅与浓度有关，cθ=1mol·L-1)
如图是Au 的浸出率与NaCl 溶液浓度的关系，请解释A 点以后，金浸出率减小的原因是____。
【答案】（1）Ag2S+2H++3Cl-+ClO-=2AgCl +S+H2O
（2）2FeCl3+3H2O(g)
Fe2O3↓+6HCl↑
（3）Fe2+、Ga3+
（4）In(OH)3、Ga(OH)3
（5）0.74 （6）c(Cl-)增大，φ 均减小，次氯酸氧化性减弱，Au 的还原性增强，减弱程度大于增强程度，
故Au 的浸出率减小
【解析】
【分析】本题是一道由银铟矿制备稀有金属的工业流程题，首先用氯化钠，盐酸，次氯酸钠混合物从原材
料浸出有用的物质，之后用水蒸气使其中的三价铁生成氧化铁，再用碳酸钙中和过量的酸，再用铜置换出
银和铜，再用铁置换出其中的铜，再经过调pH 和除杂，最终得到贫液，以此解题。
【小问1 详解】
浸出Ag2S 同时生成硫，是与NaClO 发生氧化还原反应，离子方程式为：Ag2S+2H++3Cl-+ClO-=2AgCl
+S+H2O；
小问2 详解】
由流程可知除铁生成了氧化铁和氯化氢，则对应的化学方程式为：2FeCl3+3H2O(g)
Fe2O3↓+6HCl↑；
【小问3 详解】
“二次还原”加入铁主要是与铜离子反应，方程式为：
，另外原料中的Ga2O3在浸出时
引入的Ga3+也会留在溶液中，因此主要的阳离子还有：Fe2+、Ga3+；
【小问4 详解】
“二次中和”加入碳酸钙调pH=4.5，根据表中信息得到的滤渣还有In(OH)3、Ga(OH)3；
【小问5 详解】
Zn2+沉淀完全，溶液中
，此时
，
，
，
，
，
，
，
，
，
，pH 不小于
0.74；
【小问6 详解】
由φ=1.49+
lg
可知，c(Cl-)越大，φ 越小，即HClO 氧化性越小，由φ=0.994+
lg
可知，c(Cl-)越大，φ 越小，AuCl 的还原性越强，因此，HClO 与AuCl 反应速
率减慢，金浸出率减小，故答案为：c(Cl-)增大，φ 均减小，次氯酸氧化性减弱，Au 的还原性增强，减弱
程度大于增强程度，故Au 的浸出率减小。
20.（2025•四川资阳安岳中学•二模）工业上常以黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3， 含有少量FeO、SiO2、
Al2O3、 CaO、MgO 等杂质)为原料制备水处理剂聚合硫酸铁
,n>2、m<10},其工艺
流程如图所示：
已知： Ksp[Fe(OH)3]= 1.0×10- 38、Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16、 Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11；当某离子浓度≦1.0×10-
5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。
回答下列问题：
（1）为了提高黄铁矿烧渣的“碱浸”速率，可以采取的措施有__________(至少 答两条)。
（2）“碱浸”过程中，杂质与NaOH 反应的离子方程式为_____________。
（3）“酸溶1”所得滤渣的主要成分为________(填化学式)，在实验室中分离出滤渣的操作名称为
___________。
（4）“氧化”工序中加入H2O2溶液的目的是________________________。
（5）若“氧化”后的溶液中Mg2+浓度为0.1 mol·L-1， 则常温下“沉铁”时需满足的pH 范围是
_______________。
（6）“水解聚合”生成聚合硫酸铁的化学方程式为________________。
【答案】（1）将烧渣粉碎、搅拌、适当升温、适当增大NaOH 溶液浓度
（2）SiO2+2OH- =
+H2O ，Al2O3+2OH-= 2
+H2O 或Al2O3+2OH- +3H2O=2[Al(OH)4] -
（3） ①. CaSO4
.
②过滤
（4）将Fe2+氧化为Fe3+, 提高聚合硫酸铁产品的产量
（5）3≦pH<9 （6）mFe2(SO4)3+mnH2O=
+
H2SO4
【解析】
【分析】黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3， 含有少量FeO、SiO2、 Al2O3、 CaO、MgO 等杂质)加入氢氧化
钠溶液，氧化铝和二氧化硅溶解，生成偏铝酸钠和硅酸钠，经过过滤进入到滤液中，滤渣中加入硫酸，金
属氧化物都溶解，分别生成硫酸铁和硫酸亚铁，硫酸钙和硫酸镁，硫酸钙不溶于水，过滤形成滤渣，滤液
中加入过氧化氢溶液，亚铁离子被氧化生成铁离子，通入氨气调节pH，生成氢氧化铁沉淀，沉淀中加入
硫酸形成硫酸铁溶液，最后得到聚合硫酸铁。据此解答。
【小问1 详解】
为了提高碱浸速率，可以将烧渣粉碎、搅拌、适当升温、适当增大NaOH 溶液浓度。
【小问2 详解】
碱浸过程中氧化铝和二氧化硅与氢氧化钠反应，反应的离子方程式为：SiO2+2OH- =
+H2O ，
Al2O3+2OH-= 2
+H2O 或Al2O3+2OH- +3H2O=2[Al(OH)4] -。
【小问3 详解】
酸溶1 所得滤渣为硫酸钙，分离滤渣的操作为过滤。
【小问4 详解】
加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，便于与其他离子进行分离，提高聚合硫酸铁产品的产量。
【小问5 详解】
铁离子完全沉淀时浓度为≦1.0×10-5mol·L-1，则
mol·L-1，对应的pH 为
3，镁离子开始沉淀时
mol·L-1，对应的pH 为9，则常温下“沉铁”时需满
足的pH 范围是3≦pH<9。
【小问6 详解】
硫酸铁溶液中“水解聚合”生成聚合硫酸铁的化学方程式为：mFe2(SO4)3+mnH2O=
+
H2SO4。
21.（2025•四川资阳安岳中学•二模）工业上可用钒炉渣(主要含有
，还含有少量
、
等杂质)制取
，其流程如下：
已知
价钒在溶液中的主要存在形式与溶液的pH 的关系如表所示：
pH
4~6
6~8
8~10
10~12
主要存在形
式
（1）焙烧前，将钒炉渣粉碎的目的为_______。
（2）加入
焙烧可将
转化为可溶性的
，该转化反应中生成的还有另一种固体
产物，其为_______，该固体产物常用作_______。
（3）用
溶液除硅、磷时，滤渣的主要成分为
、
。若滤液中
，则
_______
。{已知：
，
}
（4）沉钒工序中用
调节溶液的
，当
时，
的产量明显降低，原因为
_______。
（5）沉钒后的操作是_______、干燥。写出获得
的化学方程式：_______。
【答案】（1）增大接触面积，使反应快速而充分
（2） ①.
.
②红色颜料
（3）
（4）
时，
转化为
（5） ①. 过滤、洗涤 ②.
【解析】
【分析】钒炉渣通入氧气和碳酸钠焙烧生成
、
、Na2SiO3、Na2PO3，加水过滤出浸出渣氧化
铁，加入硫酸镁沉淀得到
、
，过滤得到
，加入硫酸铵得到
，加热
分解得到
；
【小问1 详解】
焙烧前，将钒炉渣粉碎的目的为增大接触面积，使反应快速而充分；
【小问2 详解】
转化为可溶性的
，V 元素化合价降低被还原，则Fe 元素化合价升高，另一种固体产物
为
；常用作红色颜料；
【小问3 详解】
，
；
【小问4 详解】
已知pH 在4~6 时主要存在形式为
，当
时，
的产量明显降低，原因为
时，
转化为
；
【小问5 详解】
沉钒后分离出
操作是过滤、洗涤、干燥。获得
的化学方程式：
。
