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专题08 工艺流程综合题（非选择题）
1．（2026·广东广州·一模）一种从废旧锰酸锂电池的正极材料(主要含
、碳粉和铝
箔)中回收Li 和Mn 的工艺流程如下。
已知：
①常温下，
，
，
。
②常温下，
。
③“酸浸液”主要含有的金属阳离子是
、
。
(1)“碱浸”时，铝单质发生反应的离子方程式为___________。
(2)“酸浸”时，加入
的作用是___________。
(3)“沉锰”时，生成
的离子方程式为____。
：
。
(4)“沉锂”时，pH 至少应调至大于___________，使溶液中
，有利于
的生成。若“沉锂”后滤液中
，则
___________
。
(5)废旧锂电池中的
也可通过电解法回收，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡
固体颗粒，但离子可自由通过；电解质溶液是
和
的混合溶液)。电解过程中，
阴极上
发生的电极反应为___________；理论上消耗
与生成
的物质
的量之比为___________。
(6)
可用于制备
，
的晶胞结构如图所示，该晶胞形状为长方体，边长
分别为a nm、a nm、2a nm。
①晶胞中“
”表示___________(填“
”或“
”)。
②
的空间结构为___________。
③每个
周围与它最近且距离相等的
有___________个。
2．（2026·陕西商洛·一模）利用
对废弃的锂离子电池的正极材料
进行氯化处
理并再生的一种工艺流程如下：
已知：①
。
②
的溶解度曲线如图1 所示。
回答下列问题：
(1)
中，
的化合价为___________。
(2)“烧渣”是
、
和
的混合物，“氯化焙烧”时发生反应的化学方程式为
___________。
(3)常温下，为了使“沉钴”过程中
沉淀完全，溶液的
应该不低于___________[已
知
，
时，可认为
沉淀完全]。
(4)“沉锂”完成后的操作依次为___________、___________、洗涤、干燥。
(5)
在空气中“焙烧”时固体残留率(固体残留率
)随温度
的变化如图2 所示。为了获得纯净的
，则该步骤应该控制的温度为___________(填
字母)。
A．300～400℃
B．500～800℃
C．850～900℃
D．1000℃以上
(6)
是钴的一种配合物，含1 mol 该配合物的溶液与足量
溶
液反应能生成___________mol
，该配合物中
的配位数为___________。
3．（2026·河南焦作·一模）工业生产硫酸(以黄铜矿为原料，主要成分是
，含少量
杂质
)产生大量的废渣和废气，对环境危害极大。一种将这种废渣和废气进行协同处理，
使之资源化综合利用的工艺流程如图所示：
已知：①常温下，
；②
；③离子浓度为
时，可认为该离子在溶液中已完全沉淀。回答下列问题：
(1)“酸浸”工序中加入的“试剂X”为_____(填名称)。“氧化i”工序的目的是_____。
(2)“调pH”工序中
恰好完全沉淀时的
_______(保留三位有效数字)；“调pH”工序
中除了用CuO 外，最好还可以用_______(填化学式)。
(3)上述化工流程中，采用98.3%浓硫酸吸收
，而不是采用水吸收，原因是_______。
(4)“液吸”制备大苏打(
)的化学方程式为_______。
(5)实验室中，“系列操作a”包含_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
4．（2026·辽宁抚顺·一模）金属冶炼在国民经济发展中有着重要作用。工业上以某软锰矿
(主要成分为
，还含有少量
、
及
)为原料制备锰酸锂(
)的工艺
流程如图所示。
已知：当溶液中某离子浓度不大于
时，该离子沉淀完全。室温下相关物质
的
如下表所示。
物质
回答下列问题：
(1)工业上，需进行预处理将软锰矿转化为矿浆，其目的是___________。
(2)浸渣的主要成分是___________(填化学式)。
(3)“酸浸”中，加入
的目的是___________；“酸浸”，浸出液中可能含有
，检
验浸出液中是否存在
的试剂为___________(填化学式)；若溶液中还存在
，为节约
成本，可加入少量___________(填名称)。
(4)若“酸浸”后浸出液中
且已检测无
，则“调pH”时应调节pH
的范围为___________。
(5)“锂化”时，控制
与
的物质的量之比为
，充分混合后，在反应器中加热
制取
，反应器中的反应过程如下：
①升温到
时，
开始分解产生
和
；升温到
时，
开始分解产
生另一种气体X 和固体Y，X 恰好与
分解反应产生的
的物质的量相等，X 是
___________(填化学式，下同)，Y 是___________。
②继续升温到
时，
和固体Y 发生反应，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，
得到高纯度的锰酸锂，写出反应的化学方程式：___________。
5．（2026·山东淄博·一模）采用两矿酸浸法从银锰矿(主要含
、
，少量
、
、
、
、
、
)分离提取
、
、
、
等元素，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“酸浸”时金属氧化物均转化为硫酸盐。
和
反应时生成
和
，理论上
和
恰好完全反应的物质的量之比为___________。
(2)“沉铁”时先加入
的作用为___________。滤渣Ⅱ的主要成分为___________(填化
学式)。
(3)“沉镍”中，
恰好沉淀完全时
，溶液中
，则此时溶液
___________。“浓缩”
溶液至接近饱和，
过滤可除去部分
，其原理是___________。已知
，
，
。
(4)“浸银”时
转化为
和S 的离子方程式为___________。“电解”中阳极产物
与电解液反应后，可返回___________(填操作单元名称)循环利用。
6．（2026·广西桂林·一模）广西大新县是重要锰矿产区，其中的电解锰渣(含大量
及
少量
、
)经湿法回收可获取金属铅和碳酸锰，过程如图所示。
已知：①
25℃
②
，
；
；
25℃
③
，金属阳离子以氢氧化物沉淀时，
和溶液pH 的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)Fe 在元素周期表中的位置为___________。
(2)“沉铁”时，调节溶液pH 的最小值为___________。
(3)“沉锰”时，生成
沉淀的离子方程式为___________；若pH 过高，发生反应
，25℃时，该反应的
___________。
(4)“浸铅”时，
溶液的作用是___________。
(5)“沉铅”的方法是___________。
(6)某温度下，在空气中煅烧
制得的氧化物晶胞结构如图，其化学式为___________；
以A 为原点，已知B 的分数坐标为
，则C 的分数坐标为___________。
7．（2026·河北保定·一模）湿法冶金是提取复杂多金属矿中有价金属的重要手段。某研究
小组以钒铅锌矿为原料［主要成分为
和
］，采用硫酸浸出法综
合回收钒，其工艺流程如下：
已知：i．钒在酸性溶液中以
形式存在，
在温度高于
时易水解生成
沉淀。
ii．浸出液中含有
及微量
等。
iii．溶液中
与
可相互转化：
。
回答下列问题：
(1)“酸浸”前需要先磨矿处理，目的是___________。
(2)钒铅锌矿中钒的化合价为___________，基态
的价电子轨道表示式为___________。
(3)酸浸时
发生反应的离子方程式为___________。
(4)为了探究温度、液固比、时间等不同实验条件对钒铅锌矿中V、Zn 等金属浸出率的影响，
开展了一系列单变量实验。
①图1 为实验在不同温度下所测
元素浸出率的变化，用离子方程式解释温度高于
后V 元素浸出率下降的原因为___________。
②在硫酸浓度确定情况下，根据实验得出浸出率随液固比的变化(图2)，最佳液固比为
___________，原因是___________。
(5)
“
①氧化”步骤中加入
将
转化为
的离子方程式为___________。
②“沉钒”前若溶液中
，“沉钒”后，上层清液中
，则钒元素的沉降率=___________
[
，反应
过程中溶液的体积不变］。
8．（2026·广东·一模）一种从高杂铜阳极泥［主要含
、
、
、
、
、
硒(
)以及碲(
)等］中提取
和
的工艺流程如图所示。
已知：
①室温下，各难溶物的
如表所示。
难溶物
②
极易水解生成沉淀，在水溶液中存在
(
)。
(1)
是第五周期第VIA 族元素，基态
原子的价层电子排布式为___________。
(2)“复合浸出”时，通过调控
和
的比例使铅和银分别以
和
的形
式保留在“浸出渣”中。当“浸出液”中
时，
最大不超
过___________
。
(3)“复合浸出”时加入
除了能使
转化为
沉淀外，还能___________，从而增
加
的浸出率并节约成本；对“浸出液”进一步处理，促进
水解，使其转化为
沉淀，请写出该过程的离子方程式：___________。
(4)“焙烧”过程中，
进入烟气中，实现
和
的分离，再通过“吸收→还原”制备粗
。
被
还原生成粗
时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(5)“碱浸分碲”时，加入
的目的是使
转化为易溶的
，从而提高
的
浸出率，请写出该过程的离子方程式：___________。
(6)高杂铜阳极泥中含有痕量硒铜化合物，其立方晶胞是由如图所示两个边长均为
的小
立方体交错并置而成的。晶胞中
和
之间的最短距离为___________
；
占据晶胞
的顶点和___________；该硒铜化合物的化学式为___________。
9．（2026·河北张家口·一模）碲(Te)堪称“隐藏的黄金”，可用于石油化工、合金、电镀、
催化剂制备等多领域和行业。一种从含碲废渣(含有Te、Cu、Pb、Se、Ag、Au 及
、
CuO、PbO)中提取碲等有价值物质的工艺流程如下。
已知：
、
，溶液中离子浓度
时认为该离子沉淀完全。
回答下列问题：
(1)Te 与O 同族，基态Te 原子的价电子有___________种不同的运动状态。
(2)
“
①球磨”的目的为___________；
②“酸溶”时，控制温度为
的原因为___________；
③所得酸溶渣中除含
外，还含有___________(填化学式)；
④“提碲”反应的化学方程式为___________。
(3)“沉铜、铅”时，所得滤液中
最小为___________
。
(4)“萃取”时，常采用多级萃取的目的为___________。
(5)“提金”反应的离子方程式为___________。
(6)“提硒”时，
被
还原为Se，此过程无需另加保护气即可防止Se 被氧化，其
理由为___________。
10．（2026·河北保定·一模）镍锰钴合金是人造金刚石用触媒片的主要成分之一，从某酸
洗废液(
，主要含有
、
、
)中回收镍、锰、钴的工艺流程如图所示：
已知：
、
回答下列问题：
(1)基态钴原子的价层电子排布式为______。
(2)“中和”时，
需缓慢加入且不断搅拌，其原因是______。
(3)“氨浸”时，
系中微粒的存在形式与pH、氧化还原电势(E)的关系如图所
示，已知
①使镍浸出的合适pH 范围是______。
②洗涤氨浸渣时，采用“氨水洗镍”和“清水洗氨”的方法。采用“氨水洗镍”的原因是
______。
(4)“蒸氨”时同步加入NaOH，生成
的离子方程式是______。
(5)“酸溶”所得溶液中
，加入
可使钴、锰分离，理论
的
最小残留率是______%(残留率
)。
(6)“焙烧”时发生反应的化学方程式是______。
(7)
在水中的溶解度曲线如图所示，
溶液经过______、______、洗涤、干燥
等操作得到
。
11．（2026·北京房山·一模）ZnS 在工业中有广泛应用．可用于回收砷和制备光学材料。
(1)制备ZnS。
由闪锌矿[含ZnS、FeS 及少量硫化镉（CdS）等]制备ZnS 的过程如下：
已知：
。
当离子浓度小于
时，认为离子沉淀完全。
①闪锌矿浸出在高温下进行，采用该条件的目的是_______。
②酸浸时ZnS 发生反应的离子方程式_______。
③酸浸时通入
可提高
浸出率，结合平衡移动原理，解释原因_______。
④通入
除镉。当溶液
时，
_______(填“是”或
“否”)沉淀完全。
(2)ZnS 用于回收砷。用ZnS 去除酸性废液中的三价砷
，并回收生成的
沉淀。
已知：溶液中
主要以弱酸
形式存在，
可缓慢水解。
不同温度下，按
向酸性废液中加入ZnS，砷回收率随反应温度的变化如图
所示。
①写出ZnS 与
反应生成
的离子方程式：_______。
②随温度升高，砷去除率下降的可能原因为_______。
(3)利用ZnS 制备光学材料。如图甲所示，ZnS 晶体中掺入少量CuCl 后，会出现能量不同
的“正电”区域、“负电”区域，光照下发出特定波长的光。
区域A 带_______(填“正电”或“负电”)。区域B“
”中的离子为_______(填离子符号)。
12．（2026·北京丰台·一模）氟碳铈精矿是中国重要的稀土矿产资源，其主要成分为
，含有
等杂质。高纯
在催化剂等领域应用广泛。一种利用氟碳铈精
矿制备
的工艺如图所示：
已知：HF 是一种有毒气体
(1)步骤Ⅰ，氟碳铈精矿焙烧主要生成
，还有少量
。
①
在100～200℃受热分解，化学方程式为_______。
②将
在900℃焙烧生成
的化学方程式配平_______。
(2)步骤Ⅱ，试剂是_______。
(3)步骤Ⅲ，溶液2 中铈的存在形式为
，由滤渣1 生成
的离子方程式有_______。
(4)步骤Ⅳ，滤渣3 的成分为_______。
(5)步骤Ⅴ，滤液3 中，
浓度为
，调节pH 加入
，
价Ce 氧化率随pH
变化如图所示。
已知：
ⅰ．依据电极反应式：
，
价Ce 的还原性随
增大而增强
ⅱ．
①
，随着pH 升高，
增大，原因是_______。
②
，随着pH 升高，
价Ce 氧化率下降，可能的原因为：
氧化性减弱、
因分解而浓度减小导致氧化速率降低；_______。
13．（2026·广东中山·一模）对新能源汽车电池镍钴锰三元材料(主要成分为
，含少量
杂质)回收的一种工艺简化流程如下：
已知：①碱浸后，元素Ni、Co 以氢氧化物［其中Co 为
］、元素Mn 以
形
式浸出。
②离子浓度小于
可认为该离子完全沉淀。
③部分氢氧化物的
如下表：
氢氧化物
(1)基态
的价层电子轨道表示式为______。
(2)“滤液1”中溶质除了
以外，还有______(填化学式)。
(3)“酸浸”后的溶液中
元素以
存在，写出生成
的化学
方程式______。
(4)常温下，“调pH”时，pH 最高可调至______(溶液体积变化可忽略)。已知：“酸浸”后
。
(5)“萃取”时，钴离子形成如下图的配合物。钴离子易被萃取进有机相的原因有______。
A．配位时
被还原
B．配合物与水能形成分子间氢键
C．钴与O 形成配位键
D．萃取剂中有极性较小的疏水基团
(6)写出“沉钴”时，生成
的离子反应方程式______。
(7)
一定条件下可转化为
。假设
的立方晶胞结构下图(a)，则Co 在晶胞中
的位置为______；晶体中与O 原子最近且等距离的Co 原子的个数为______，若下图b 是
该晶胞沿体对角线方向的投影，请在下图(b)上补充另外一种原子位置______。
14．（2026·河北廊坊·一模）七水合硫酸锌(
)在人造纤维、电镀、化工、医药
等方面具有广泛应用。一种用菱锌矿(主要成分是
，杂质为Fe、Mg、Al、Cu、Ca、
Cd、Pb、Mn 等元素的化合物)生产
的工艺流程如图所示。
已知：①常温下，部分金属阳离子沉淀的pH 范围如表。
金属阳离子
开始沉淀时的
pH
6.0
7.0
1.9
7.7
9.1
8.1
3.4
沉淀完全时的
pH
8.0
9.0
3.2
9.7
11.1
10.1
4.7
②醋酸铅
是弱电解质。
回答下列问题：
(1)基态锰原子的未成对电子数为___________。
(2)滤渣1 的主要成分为___________(填化学式)，其中相对分子质量较大的物质难溶于稀硝
酸，却可溶于醋酸铵溶液形成无色溶液，原因是___________。
(3)“除杂”过程中加入
的目的之一是除去
，反应的离子方程式为___________，
加入
的另一目的是___________。
(4)加入物质X 的作用是调pH，则“除杂”步骤调节pH 的最佳范围是___________，物质
X 的最佳选择是___________(填标号)。
a．NaOH b．石灰水 c．ZnO d．氨气
(5)若要使HF 可循环使用，可用___________(填试剂名称)处理滤渣3 以得到较为纯净的
HF。
(6)
受热会失去结晶水，其热重分析曲线如图所示，500K 时残留固体的主要
成分是___________(填化学式)。
15．（2026·山西临汾·一模）回收稀土元素对促进稀土资源循环利用有十分重要的意义。
某钕铁硼废料中主要成分为
、
、
、
、
等金属单质和不溶于水、盐酸的硼硅
酸盐及硫化物。以下为一种回收该钕铁硼废料制取
和
的工艺流程：
已知：①钕的活动性较强，能与酸发生置换反应，其稳定的化合价为+3 价。
②某些金属氢氧化物沉淀完全时的
如下表所示：
金属氢氧化物
沉淀完全时的
5.2
3.2
9.4
9.5
10.1
8.5
回答下列问题：
(1)钴(Co)元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)钕铁硼废料“浸出”前需预处理除去表面的油脂，可以选择的试剂是___________(填标
号)。
A．稀硫酸
B．
溶液
C．纯碱溶液
D．苯
(3)“沉钕”操作中对产品回收率及纯度的影响如图所示。
①“沉钕”的最佳
为___________。
②“沉钕”析出
晶体的离子方程式为___________。
(4)已知氧化性
，写出含有
、
、
的离子方程式
___________。
(5)若“氧化除杂”加
后溶液中
，加入试剂1 调节
的范围是
___________。
(6)萃取过程中发生反应：
，试剂2 为
___________(填名称)。
(7)若用
钕铁硼废料(钕质量分数为
)进行回收，最终得到
，则
的回收率为___________%(精确至0.1)。
16．（2026·广东江门·一模）一种从废旧三元锂离子电池正极片中回收锂及有价金属的工
艺如下。
已知：①废旧三元锂离子电池正极片主要包含LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、铝箔和有机黏合剂；
25℃
②
时，Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2，Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4，Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8。
(1)“碱浸”过程可以除去废旧正极材料的铝箔，写出对应化学反应方程式：______。
(2)“高温焙烧”处理的目的是：______。
(3)“沉淀Mn2+”过程中使用(NH4)2S2O8作沉淀剂，可获得Mn2O3。该反应中氧化剂和还原剂
的物质的量之比为______。
(4)“沉淀Co2+”工序中，假设Co2+恰好完全沉淀时溶液中H2C2O4浓度为x mol·L-1，此时溶液
温度为25℃，溶液的c(H+)=______mol·L-1(列出算式)。
(5)为提高工艺效益，可通过以下方式优化回收工艺：
①联合回收法：三元锂离子和磷酸铁锂两种电池的正极材料整合在同一工艺流程中回收。
可用磷酸亚铁锂(LiFePO4)替换上述流程的______(填选项字母)。
A．茶多酚 B．(NH4)2S2O8 C．Na2CO3
②电氧化浸出技术：使用废旧三元锂离子电池正极片(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)作阳极，0.10mol/L
Na2CO3溶液为电解质溶液，电解回收Li+。若电解后阳极产物为Li1-xNi0.5Co0.2Mn0.3O2，阳极
的电极反应式为：______。
(6)使用Na2CO3回收锂离子后，经系列操作获得储氢材料LixNyHz，其晶胞结构可描述为：
填充在立方体Ⅰ的体心，立方体Ⅰ和立方体Ⅱ无隙交替并置，结构示意图如下。请
回答下列问题：
①x：y：z=______。
②该晶胞密度为______g·cm-3(列出算式，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
17．（2026·山东临沂·一模）一种从银铜锌共生矿(主要成分为
，
，
等)中
分离银、铜的工艺流程如图所示。
已知：①
易被氧化，易与
、
结合；与
结合生成
；
有强烈的疏水性，能附着在气泡上。
②
，
，
，
。
回答下列问题：
(1)“钝化”的目的是生成碱式碳酸锌，可附着在
表面，阻止
与
结合。生成
的离子方程式为______。
(2)“浮选”过程中通入
的目的是______；“氧化”过程中加入
的作用是______。
(3)“酸浸”过程中
，不能发生的原因是
______(写出计算过程)。
(4)“氧化浸取”过程中生成
的离子方程式为______。
(5)“置换”中可选用的试剂X 为______(填标号)。
a．
b．
c．
d．
(6)该工艺流程中能循环使用的物质有______(填化学式)。
18．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）氟碳铈矿是一种重要的稀土矿物，主要成分为CeFCO3，
R 代表钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)，常伴生有Fe、Al、Mg 等杂质。以下是一种综合回收钇、镧、
铈的工艺流程：
已知：①稀土氧化物(R2O3)可溶于稀盐酸，但CeO2不溶。
②常温下各种金属离子完全沉淀的pH 如下表：
Mg2
+
La3
+
Y3
+
Fe3
+
Al3
+
p
H
11.6
9.0
8.3
3.2
4.7
H
③
2A2代表P507 二聚体，萃取达到平衡时，分配系数=
；萃取率=
×100%。
回答以下问题：
(1)稀土元素Y 和Sc 为同族元素，位于Sc 的下一周期，则基态Y 原子的价电子排布式为
___________。
(2)CeFCO3在空气中焙烧第一步转化为CeO2和CeF4，CeF4再转化为CeO2，写出第一步的
化学反应方程式___________。
(3)滤渣1 中主要成分除了Fe(OH)3外还有___________、___________。
(4)萃取过程可简化为：R3+(水相)+3H2A2(有机相)
R(HA
⇌
2)3(有机)+3H+(水相)。
①该过程属于___________(填“阳离子交换”或“阴离子交换”)萃取。
②“酸浸”时加100 mL 稀盐酸，“萃取”时加30 mL H2A2，La3+在两相的分配系数为10，
则La3+单次萃取率为___________(忽略混合过程中液体体积的变化)。
③反萃取过程中应加入___________(写化学式)来实现。
(5)最终能得到疏松的Y2O3原因为___________。
19．（2026·山东青岛·一模）电解锰渣主要成分为
和少量
，实
验室回收锰和铅的流程如图。
已知：①常温下，
，
，
。②
；
。回答下列问题：
(1)“还原酸浸”时pH 控制在2 4
∼之间，PbS 中的
被氧化为
，反应的化学方程式为
_______。pH 不能太小的原因为_______。
(2)“浸出渣”主要成分为_______。
(3)“分步沉淀”中
的平衡常数
_______。
“浸出液2”含
，当出现
沉淀时，
_______
(忽略离
子的水解作用及溶液体积变化)。
(4)“再生除杂1”中加入富铅渣的目的是_______。
(5)为实现“再生液”的循环利用，“试剂X”最好为_______(写化学式)。
20．（2026·辽宁大连·一模）某工厂采用如下工艺回收氟碳铈矿(含有
和少量的Fe、
Al、Mg)中的稀土元素钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)，R 代表Y、La、Ce．
已知：①R2O3可溶于稀盐酸，CeO2不溶于稀盐酸。
②常温下，部分金属离子完全沉淀时的pH 如下表：
pH
11.6
9.0
8.3
3.2
4.7
③某物质萃取达到平衡时，分配系数=
；萃取率=
。
回答下列问题：
(1)元素Y 比Sc 的原子序数大18，其基态原子的价层电子排布式为___________。
(2)
在空气中焙烧，第一步转化为
和
，第二步
转化为CeO2，则第一
步的化学方程式为___________。
(3)滤渣1 的主要成分有Fe(OH)3、___________(填化学式)。
(4)滤液2 的金属离子主要为___________(填离子符号)。
(5)萃取原理：R3+(水相)+3H2A2 (有机相)
R(HA2)3 (有机相)+3H+ (水相)，H2A2代表P507
二聚体。
①该技术属于___________(填“阳离子交换”或“阴离子交换”)萃取。
②若La3+在两相的分配系数为10，则La3+的单次萃取率为___________%(忽略混合过程中
液体体积的变化)。
③反萃取过程中应加入___________实现(填物质名称)。
(6)最终能得到高纯度且疏松的Y2O3的原因为___________。
