文档文本内容
专题10 工艺流程综合题
考点
五年考情（2021-2025）
命题趋势
工艺流程综合题
（5 年5 考）
2025·黑龙江、吉林、辽
宁、内蒙古卷；2024·黑
龙江、吉林、辽宁卷；
2023·辽宁卷；2022·辽
宁卷；2021·辽宁卷
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用
框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学
知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业
生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保
护等相融合，考查物质的制备、检验、分离或提纯
等基本实验原理在化工生产中的实际应用，具有较
强的实用性和综合性，是近几年各地高考化学试题
的常考题型。化工流程型实验题通常以元素化合物
知识为依托，以反应原理、实验操作为考查重点。
重视实验技术在工业生产中的应用，意在引导考生
关注化学的真实性和应用性，体现了能力立意和化
学知识的应用，是今后高考命题的方向和热点，综
合性强，能够很好地考查学生信息获取能力、分析
问题能力、语言表达能力和计算能力等。
1．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、
、FeS 和
CuCl)中的Zn、Pb 元素。
已知：①“氧化浸出”时，
不发生变化，ZnS 转变为
；
②
；
③酒石酸(记作
)结构简式为
。
回答下列问题：
(1)
分子中手性碳原子数目为 。
(2)“氧化浸出”时，过二硫酸根
转变为 (填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为 。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为 。
(5)滤渣2 中的金属元素为 (填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤，
和
反应生成PbA。PbA 产率随体系pH 升高先增大的原因为 ，pH 过高
可能生成 (填化学式)。
(7)290
“
℃真空热解”生成2 种气态氧化物，该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)2
(2)
(3)温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O 分解生成NH3逸出，且温度高时过二硫
酸铵分解，造成浸出率减小
(4)Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu
(5)Fe
(6)pH 值升高，OH-浓度增大，平衡A2-+H2O
HA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-
PbA+
正向移动，PbA 产率增大 Pb(OH)2
(7)Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)
Pb+4CO↑+2H2O↑
【分析】废渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O 氧化浸出过滤，滤液中有[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+，滤渣1 有PbSO4和
Fe(OH)3，滤液加Zn 置换出Cu，除铜后的溶液加(NH4)2S 沉锌，得到ZnS，滤渣1 用H2A 和Na2A 浸铅后过滤，
滤渣2 含Fe 元素，滤液经过结晶得到PbA，再真空热解得到纯Pb。
【详解】（1）
碳原子周围连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子，H2A 分子中手性碳原子有2 个，
；
（2）“氧化浸出”时，过二硫酸根作氧化剂，过二硫酸根转变为
；
（3）“氧化浸出”时，温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O 分解生成NH3逸出，
且温度高时过二硫酸铵分解，造成浸出率减小；
（4）加入Zn 发生置换反应，从[Cu(NH3)4]2+置换出Cu 单质，离子方程式为：Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2+
+Cu；
（5）根据分析，滤渣1 有Fe(OH)3和PbSO4，用H2A 和Na2A 浸铅后过滤，滤渣2 含Fe 元素的沉淀；
（6）“浸铅”步骤发生PbSO4(s)+A2-
PbA+
，Na2A 溶液中存在A2-+H2O
HA-+OH-，pH 值升高，OH-
浓度增大，平衡A2-+H2O
HA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-
PbA+
正向移动，
PbA 产率增大；pH 过高时，OH-浓度过大，会生成Pb(OH)2沉淀，造成PbA 产率降低；
（7）290
“
℃真空热解”PbA 即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb 单质和2 种气态氧化物为CO 和H2O，反应
的化学方程式为：Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)
Pb+4CO↑+2H2O↑。
2．（2025·黑龙江、吉林、辽宁卷）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧
化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的
颗粒被
、
包裹)，
以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为
(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中，
发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节
，生成 (填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含
微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A．无需控温
B．可减少有害气体产生
C．设备无需耐高温
D．不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”，表明
难被
氧化，“浸金”中
的作用为 。
(6)“沉金”中
的作用为 。
(7)滤液②经
酸化，
转化为
和
的化学方程式为 。用碱中和
可生
成 (填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。
【答案】(1)CuSO4
(2)
(3)
(4)BC
(5)做络合剂，将Au 转化为
从而浸出
(6)作还原剂，将
还原为Au
(7)
NaCN
【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2 时进行细菌氧化，金属硫化物中的S 元素转化为硫酸盐，
过滤，滤液中主要含有Fe3+、
、As（V），加碱调节pH 值，Fe3+转化为
胶体，可起到絮凝作
用，促进含As 微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au 与空气中的O2和NaCN 溶液反应，得
到含
的浸出液，加入Zn 进行“沉金”得到Au 和含
的滤液②。
【详解】（1）“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4；
（2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和
，离子方程式为：
；
（3）“沉铁砷”时，加碱调节pH 值，Fe3+转化为
胶体，可起到絮凝作用，促进含As 微粒的沉降；
（4）A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A 不符合题意；
B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S 元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S 元素转化为硫
酸盐，可减少有害气体的产生，B 符合题意；
C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，
设备无需耐高温，C 符合题意；
D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D 不符合题意；
故选BC；
（5）“浸金”中，Au 作还原剂，O2作氧化剂，NaCN 做络合剂，氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从
而提升金单质的还原性，将Au 转化为
从而浸出；
（6）“沉金”中Zn 作还原剂，将
还原为Au；
（7）滤液②含有
，经过H2SO4的酸化，
转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式
为：
；用碱中和HCN 得到的产物，可实现循环利用，
即用NaOH 中和HCN 生成NaCN，NaCN 可用于“浸金”步骤，从而循环利用。
3．（2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含
和
)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
物质
回答下列问题：
(1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为 (答出一条即可)。
(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸
，
中过氧
键的数目为 。
(3)“氧化”中，用石灰乳调节
，
被
氧化为
，该反应的离子方程式为 (
的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为
、 (填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，
(
)
Ⅱ氧化率与时间的关系如下。
体积分数为 时，
(
)
Ⅱ氧化速率最大；继续增大
体积分数时，
(
)
Ⅱ氧化速率减小的原因是 。
(5)“沉钴镍”中得到的
(
)
Ⅱ在空气中可被氧化成
，该反应的化学方程式为 。
(6)“沉镁”中为使
沉淀完全
，需控制
不低于 (精确至0.1)。
【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)NA
(3)
CaSO4、Fe(OH)3
(4) 9.0% SO2有还原性，过多将会降低
的浓度，降低
(
)
Ⅱ氧化速率
(5)
(6)11.1
【分析】在“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸
，用石灰
乳调节
，
被
氧化为
，发生反应
，Fe3+水解同
时生成氢氧化铁，“沉钻镍”过程中，Co2+变为Co(OH)2，在空气中可被氧化成
。
【详解】（1）用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增
大接触面积
（2）
的结构简式为
，所以
中过氧键的数目为NA
（3）用石灰乳调节
，
被
氧化为
，该反应的离子方程式为：
；氢氧化铁的Ksp=10-37.4，当铁离子完全沉淀时，溶液中
c(Fe3+)=10-5mol/L，
，c(OH-)=10-10.8mol/L，根据Kw=10-14，pH=3.2，
此时溶液的pH=4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁沉淀；由于CaSO4微溶于水，故滤渣还有CaSO4和氢
氧化铁；
（4）根据图示可知
体积分数为0.9%时，
(
)
Ⅱ氧化速率最大；继续增大
体积分数时，由于SO2有
还原性，过多将会降低
的浓度，降低
(
)
Ⅱ氧化速率
（5）“沉钻镍”中得到的Co(OH)2，在空气中可被氧化成
，该反应的化学方程式为：
；
（6）氢氧化镁的Ksp=10-10.8， 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp 可计算c(OH-)=10-
2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1。
4．（2022·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为
，含有
、
杂质)与软锰矿(主要成分为
)联合焙烧法制各
和
，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的
分解为
，
转变为
；
②金属活动性：
；
③相关金属离子形成氢氧化物的
范围如下：
开始沉淀
完全沉淀
6.5
8.3
1.6
2.8
8.1
10.1
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为 。
a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度
(2)
在空气中单独焙烧生成
，反应的化学方程式为 。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出
和
；② 。
(4)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(5)生成气体A 的离子方程式为 。
(6)加入金属Bi 的目的是 。
(7)将100kg 辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg 金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量
产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi 的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi 元素的质量分数为 。
【答案】(1)ab
(2)
(3)抑制金属离子水解
(4)SiO2
(5)
(6)将Fe3+转化为Fe2+
(7)24.02%
【分析】已知①焙烧时过量的
分解为
，
转变为
，
在空气中单独焙烧生成
和二氧化硫，经过酸浸，滤渣为二氧化硅，
与浓盐酸生成A 氯气，滤液中含有Bi3+、Fe3+，加入Bi 将
Fe3+转化为Fe2+，调节pH 得到
，据此分析解题。
【详解】（1）为提高焙烧效率，可采取的措施为：进一步粉碎矿石增大与氧气的接触面积；鼓入适当过
量的空气 使燃烧更加充分，故选ab；
（2）
在空气中单独焙烧生成
和二氧化硫，反应的化学方程式为
；
（3）“酸浸”中由于铁离子、Bi3＋易水解，因此溶浸时加入过量浓盐酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生
成不溶性沉淀，提高原料的浸出率；过量浓盐酸的作用为：①充分浸出
和
；②抑制金属离子水解；
（4）由于SiO2不溶于酸和水中，故滤渣的主要成分为SiO2；
（5）A 为氯气，生成气体A 的离子方程式为
；
（6）金属活动性：
，Fe3+在pH 为1.6 时则产生沉淀，为了铁元素不以沉淀形式出现故加入
金属Bi 将Fe3+转化为Fe2+，形成氯化亚铁溶液；
（7）辉铋矿中Bi 元素的质量分数为
。
5．（2021·辽宁卷）从钒铬锰矿渣(主要成分为
、
、
)中提铬的一种工艺流程如下：
已知：pH 较大时，二价锰[
](在空气中易被氧化.回答下列问题：
(1)Cr 元素位于元素周期表第 周期 族。
(2)用
溶液制备
胶体的化学方程式为 。
(3)常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[
]与pH 关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中
，“沉钒”过程控制
，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为 (填
化学式)。
(4)某温度下，
、
的沉淀率与pH 关系如图2。“沉铬”过程最佳pH 为 ；在该条件下滤
液B 中
【
近似为
，
的
近似为
】。
(5)“转化”过程中生成
的离子方程式为 。
(6)“提纯”过程中
的作用为 。
【答案】(1)4 VIB
(2)FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl
(3)
(4) 6.0 1×10-6
(5)Mn2++H2O2+2OH-=MnO2
+2H2O
(6)将加入NaOH 沉铬时导致二价锰[
]被空气中氧气氧化的产物还原为二价锰[Mn(II)]
【分析】分析本工艺流程图可知，“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质，滤液中主要含有
Mn2+和Cr3+，加热NaOH“沉铬”后，Cr3+转化为固体A 为Cr(OH)3沉淀，滤液B 中主要含有MnSO4，加入
Na2S2O3是将加入NaOH 沉铬时导致二价锰[
]被空气中氧气氧化的产物还原为二价锰[Mn(II)]，Cr(OH)3
煅烧后生成Cr2O3，“转化”步骤中的反应离子方程式为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，据此分析解题。
【详解】（1）Cr 是24 号元素，价层电子对排布式为：3d54s1，根据最高能层数等于周期序数，价电子数
等于族序数，故Cr 元素位于元素周期表第4 周期VIB 族，故答案为：4；VIB；
（2）用
溶液制备
胶体的化学方程式为FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl，故答案为：
FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl；
（3）常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[
]与pH 关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中
，
=-2，从图中可知， “沉钒”过程控制
，
=-2 时，与胶体共
沉降的五价钒粒子的存在形态为
，故答案为：
；
（4）某温度下，
、
的沉淀率与pH 关系如图2，由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH 为
6.0；则此时溶液中OH-的浓度为：c(OH-)=10-8mol/L，在该条件下滤液B 中
=
=1×10-6
，故答案为：6.0；1×10-6；
（5）由分析可知，“转化”过程中生成
的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，故答案为：
Mn2++H2O2+2OH-=MnO2
+2H2O；
（6）由分析可知，“提纯”过程中
的作用为将加入NaOH 沉铬时，导致二价锰[
]被空气中
氧气氧化的产物还原为二价锰[Mn(II)]，故答案为：将加入NaOH 沉铬时，导致二价锰[
]被空气中氧
气氧化的产物还原为二价锰[Mn(II)]。
1．（2025·辽宁省抚顺市六校协作体·三模）某钨锰矿渣(主要成分为
、MnO、
、
及铁的氧
化物)综合利用的流程如图：
已知：①P204 的萃取机理：
。
②当溶液中离子浓度小于或等于
mol·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
④
、
。
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
，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
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 。
【答案】(1)
、
(2)盐酸
(3)
(4)提高了
的产量且不引入新的金属离子
(5)2.82 8.60 促进
胶体聚沉
【分析】首先用盐酸对原料进行酸浸，其中WO3、SiO2和盐酸不反应，成为沉淀1 的主要成分，同时滤液1
中含有二价锰离子、三价钪离子，同时可能含有二价和三价铁离子，滤液用P2O4萃取分液，有机相加入氢
氧化钠沉钪得到
沉淀3，加热得到
，水相加入二氧化锰氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化
钠将铁离子转化为氢氧化铁沉淀得到沉淀4，,过滤滤液加入碳酸氢铵得到碳酸锰沉淀；沉淀1 加入氢氧化
钠碱浸、过滤，滤液加入盐酸得到钨酸沉淀2，过滤分离出钨酸沉淀加入氨水溶解得到钨酸铵；
【详解】（1）由分析，“沉淀1”的主要成分是SiO2、WO3；
（2）P204 的萃取机理：
，则使“有机相2”中的P204 萃取剂再生，可以加入盐酸，
氢离子浓度增大，使得平衡逆向移动，使得P204 萃取剂再生，故需选择的试剂为盐酸；
（3）“沉钪”工序中反应为有机相中
和氢氧化钠反应生成氢氧化钪沉淀、RNa，反应为：
；
（4）二氧化锰具有氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子：
，便于
后续铁离子去除，且“氧化”工序中加入活性
，反应生成锰离子，提高了
的产量且不引入新
的杂质金属离子；
（5）常温下，由已知表格数据可知，当铁离子完全沉淀时，
，pOH=11.18，pH=2.82；该过程中锰
离子不能沉淀，且溶液中
的浓度为0.01mol·L-1，则
，pOH=5.40，pH=8.60，故控制pH 的
范围是2.82~8.60；加热可以促进胶体聚沉，则出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是促进
胶体
聚沉。
2．（2025·辽宁省部分重点中学协作体·三模）粉煤灰的主要成分为
、
、FeO、
、MgO、
等。研究小组对其进行综合处理的流程如下：
已知：
①“酸浸”后钛主要以
形式存在，强电解质
在溶液中仅能电离出
和一种阳离子。
②
，
。
③当某离子的浓度低于
时，可忽略该离子的存在。
④
高温下蒸气压大、易挥发。
回答下列问题：
(1)基态Ti 原子核外有 种能量不同的电子。
(2)“酸浸”时在不同温度下，Ti 元素的浸出率如图所示，温度超过70℃后，浸出率下降的原因是
。
(3)加入铁粉的主要目的是 。
(4)要使“滤液2”中
和
完全沉淀，调节pH 的最小值约为 。（保留两位有效数字）
(5)“热还原”中发生反应的化学方程式为 ；
的实际用量远超理论用量，原因是 。
(6)
通过氮掺杂反应生成
，立方晶系
晶胞如图甲所示，
晶胞如图乙所示，图丙表
示
中的Ti 原子沿z 轴方向的投影，则a= 。
【答案】(1)7
(2)
提前水解生成沉淀
(3)将
还原为
(4)4.3
(5)
B2O3高温下蒸气压大、易挥发，只有部分参加了反应
(6)
【分析】粉煤灰的主要成分为
、
、FeO、
、MgO、
等，“酸浸”后，
、FeO、
、MgO 转化为Al3+、Fe2+、Fe3+、Mg2+，
转化为TiO2+，
不反应，过滤，滤渣1 是
；滤液
加铁粉把Fe3+还原为Fe2+，蒸发浓缩、冷却结晶析出
；滤液1 加沸水TiO2+水解为
，
经过“酸洗、水洗、干燥、煅烧”后得到TiO2，TiO2、B2O3、C 在电弧炉中热还原生成TiB2、CO；滤液2 加
双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，调节pH 生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除铁铝，滤渣2 是Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液
3 含有Mg2+经过一系列操作，最后结晶得到
。
【详解】（1）Ti 是22 号元素，基态Ti 原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，有7 种能量不同的电
子。
（2）升高温度促进
水解生成沉淀，所以温度超过70℃后，浸出率下降；
（3）根据流程图，加铁粉后结晶析出
，所以极铁粉的目的是将
还原为
；
（4）
，
，Fe3+更易生成氢氧化铁沉淀，Al3+完全沉淀时
c(OH-)=
，c(H+)=
，要使“滤液2”中
和
完全沉淀，调节pH 的最小值约为4.3；
（5）“热还原”中TiO2、B2O3、C 在电弧炉中热还原生成TiB2、CO，发生反应的化学方程式为
；
高温下蒸气压大、易挥发，只有部分
参加了反应，所以
的实际用量远超理论用量。
（6）根据均摊原则，
晶胞中Ti 原子数为
、O 原子数为
，N
原子数为0.5，则化学式为
，即
。
3．（2025·辽宁省协作体·二模）金属钨是重要的战略资源，我国钨矿的储量居世界第一。由黑钨矿(主要
成分为
，含有少量
的化合物)制取金属钨的流程如图所示。
已知：常温下钨酸
难溶于水，酸性很弱，其钠盐易溶于水。回答下列问题：
(1)已知元素周期表中74 号元素钨与铬同族，钨在元素周期表中的位置是 。
(2)“碱熔”步骤中采用高压碱煮法，“高压”的目的是 ，
发生反应的化学方程式为 。
(3)上述流程中加盐酸“中和至
”时，溶液中的杂质阴离子有
等，则“净
化”过程中，先加入
发生反应的离子方程式为 ，“净化”后所得钨酸钠溶液除
外，还
含主要有 (填化学式)杂质。
(4)高温下，“焙烧”生成的
会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物
，还原制备
W 单质时要适当加快氢气的流速，目的是 。
(5)钨酸钙
和氢氧化钙都是微溶电解质。某温度下
和
的饱和溶液中，
与
(阴离子)的关系如图所示，已知：
(离子)
(离子)。该温度下将
溶液加入石灰乳中得到大
量钨酸钙，该反应的平衡常数
。
【答案】(1)第六周期第
族
(2)增大氧气的浓度，提高反应速率 4FeWO4+O2+8NaOH
2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O
(3)
+H2O2=
+H2O NaCl
(4)用氢气带出反应生成的水蒸气，避免三氧化钨与水蒸气反应生成
(5)
【分析】由黑钨矿冶炼钨的工艺流程：向黑钨矿(主要成分为FeWO4、MnWO4，含有少量Si、As 的化合物)
中通入空气和NaOH，主要反应为：2MnWO4+O2+4NaOH
2MnO2+2Na2WO4+2H2O，4FeWO4+O2+8NaOH
2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O，Si、As 生成相应的盐，水浸时，氧化铁和二氧化锰不溶于水，钨酸钠溶于水，故过
滤后得到的滤液主要含钨酸钠，加盐酸中和至pH=10，加入过氧化氢，
氧化为
，加入氯化
镁，生成难溶于水的MgSiO3、MgHAsO4，过滤，滤渣为：MgSiO3、MgHAsO4，滤液为钨酸钠，加盐酸沉钨
得到钨酸，加热分解产生三氧化钨和水，用氢气还原三氧化钨生成钨，据此分析解答。
【详解】（1）已知元素周期表中74 号元素钨与铬同族，铬位于第四周期第ⅥB 族，则钨在元素周期表中
的位置是第六周期第ⅥB 族，故答案为：第六周期第ⅥB 族；
（2）已知O2在水溶液中的溶解度不大，增大压强可以增大O2在水溶液中的溶解度，提高反应速率，故
“碱熔”步骤中采用高压碱煮法，“高压”的目的是增大氧气的浓度，提高反应速率，由分析可知，
FeWO4发生反应的化学方程式为4FeWO4+O2+8NaOH
2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O，故答案为：增大氧气的浓度，
提高反应速率；4FeWO4+O2+8NaOH
2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；
（3）由分析可知，上述流程中加盐酸“中和至
”时，溶液中的杂质阴离子有
等，则“净化”过程中，加入过氧化氢的目的为将
氧化为
，则加
入H2O2发生反应的离子方程式为：
+H2O2=
+H2O，“净化”后所得钨酸钠溶液除NaOH 外，
还含主要有NaCl 杂质，故答案为：
+H2O2=
+H2O；NaCl；
（4）已知在高温条件下三氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物WO2(OH)2，用氢气还
原三氧化钨冶炼钨时要适当加快氢气的流速，目的是：用氢气带出反应生成的水蒸气，避免三氧化钨与水
蒸气反应生成WO2(OH)2，故答案为：用氢气带出反应生成的水蒸气，避免三氧化钨与水蒸气反应生成
WO2(OH)2；
（5）由题干某温度下
和
的饱和溶液中，
与
(阴离子)的关系图所示信息可知，
当pc(Ca2+)=6 即c(Ca2+)=10-6mol/L 时，溶液中pc(OH-)=0 即c(OH-)=1mol/L，故由Ksp[(Ca(OH)2]=10-6，同理可得
Ksp(CaWO4)=10-7×10-3=10-10，该温度下将
溶液加入石灰乳中得到大量钨酸钙，该反应即Ca(OH)2(s)+
(aq)
CaWO4(s)+2OH-(aq)的平衡常数
=
=
=
=1.0×104，故
答案为：1.0×104。
4．（2025·辽宁省沈阳市·三模）湿法炼锌净化钴渣中含有
的单质及其氧化物。一种
用
萘酚
法提取钴的流程如下。
已知：①
萘酚
溶于碱液而难溶于水，
在碱性溶液中稳定。
②镉
溶于非氧化性酸，生成
③以氢氧化物形式沉淀时，
和溶液
的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)浸渣中含有的金属成分为 。
(2)“除铜”步骤中，处理含铜
“沉铁”后溶液，需至少加入锌粉的质量为 g(“除铜”
后液中
浓度要求小于
，两位有效数字)。
(3)“沉钴”前，将
萘酚
按比例在
溶液中混合配制，这样做的原因 。
(4)“沉钴”时，利用
萘酚与
先合成
亚硝基
萘酚
，然后在酸性环境下，
硝基
萘酚
将
氧化为
，自身被还原为
，该过程的离子方程式为 。
(5)滤液成分中除
外，还含有的金属离子有 。
(6)“沉钴”后形成红褐色络盐沉淀
，若“沉钴”前不除去铜和铁元素，可能引起的后果是
。
(7)
的晶胞具有尖晶石结构。不同价态钴离子和氧离子构成
两种结构，
晶胞由4 个A 和4
个B 构成(如下图)。
如上图建立坐标系，取
，得
晶胞截面如图1，若取
，在图2 中补全相应原子位置
(分别用Δ 和○表示)
【答案】(1)铜
(2)
(3)
萘酚和
均在强碱性环境稳定
(4)
(5)
(6)锌铁离子也可与
形成配合物盐
(7)
【详解】（1）酸性条件下，铜不能与稀硫酸反应溶解，Cd 会溶于非氧化性酸(
)，而Co、Zn、Fe 在
后续流程中有其他反应处理，所以浸渣中含有的金属成分为铜。
（2）根据反应
，
，根据化学计量数之比，
，
。
（3）已知
溶于碱液而难溶于水，
在碱性溶液中稳定，将
、
按比例在NaOH 溶液中混合配制，可使
溶解，且保证
稳定存在，便于后续反应。
（4）根据氧化还原反应规律，结合原子守恒、电荷守恒配平，
将
氧化为
，自身被
还原为
，离子方程式为
。
（5）经过前面的除铁、除铜等步骤，Fe、Cu 被除去，“沉钴” 后Co 也被沉淀，Cd 会溶于非氧化性酸(
)生成
，所以滤液成分中除
外，还含有的金属离子有
和
。
（6）锌铁离子也可与
形成配合物盐，生成杂质沉淀，导致产品纯度降低。
（7）
根据
晶胞结构，z = 7/8 时，参照z = 0 的截面图，结合晶胞中原子的位置关系补全原子位置，将图二
补全得
。
5．（2025·辽宁省鞍山市·二模）由电镀污泥(含
、
、
、
、
、
等)为原料生产
流程如图：
已知：I.
：
II.
能形成无色的
回答下列问题：
(1)氨浸液中的
能使污泥中的一种胶状物转化为疏松的颗粒。
①“氨浸”步骤在
缓冲溶液中，
可被
还原，生成
，该反应的离子方程式
为 ；
②氨浸渣中的
在
射线衍射图谱中产生了明锐衍射峰，则
属于 (填“晶体”或“非晶
体”)；
③
时，若测得氨浸液
为9，则溶液中
(填“>”、“＜”或“=”)；
④
提高了氨浸液和浸渣的分离效率，原因是 ；
⑤氨浸液呈深蓝色，其中呈色离子的结构简式为 。
(2)水浸液中含+6 价Cr 的含氧酸盐，请从平衡移动角度指出A 物质为 (填化学式)，并用适当的化学
用语阐述原理 。
(3)根据
溶解度曲线(如图)指出“系列操作”为 。
【答案】(1)
晶体 = 使胶状物转
化为易于分离的沉淀颗粒
(2)
增大
浓度，促进平衡
正向移动，生成
(3)浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥
【分析】由题给流程可知，向电镀污泥中加入氨水、亚硫酸铵和碳酸铵的混合溶液氨浸，将溶液中的铜离子、
锌离子、银离子转化为四氨合铜离子、四氨合锌离子、二氨合银离子，铁离子和亚铁离子转化为碳酸亚铁沉淀、
铬离子转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氨浸液和氨浸渣；向氨浸渣中加入氢氧化钠、通入空气高压焙烧，将碳
酸亚铁转化为氧化铁、氢氧化铬转化为铬酸钠，焙烧渣水浸、过滤得到含有氧化铁的水浸渣和铬酸钠溶液；向
溶液中加入硫酸溶液调节溶液pH，将溶液中铬酸钠转化为重铬酸钠，反应得到的溶液经浓缩、结晶、过滤、洗
涤、干燥得到重铬酸钠。
【详解】（1）①由分析可知，氨浸时铁离子发生的反应为溶液中的铁离子与亚硫酸根离子、碳酸根离子、氨分
子反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸根离子和铵根离子，反应的离子方程式为
，故答案为：
；
②由碳酸亚铁在X 射线衍射图谱中产生了明锐衍射峰可知，碳酸亚铁属于晶体，故答案为：晶体；
③由电离常数可知，溶液中
=
=
=1，则溶液中一水合氨的浓度与铵根离子浓度相等，故
答案为：=；
④碳酸铵提高了氨浸液和浸渣的分离效率是因为：碳酸铵能使污泥中的胶状物转化为易于分离的沉淀颗粒，故
答案为：使胶状物转化为易于分离的沉淀颗粒；
⑤氨浸液呈深蓝色是因为溶液中存在着结构简式为
的四氨合铜离子，故答案为：
；
（2）由分析可知，水浸液中存在如下平衡：
，向溶液中加入硫酸溶液，溶液中
的氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，有利于重铬酸根离子的生成，故答案为：
；增大
浓度，
促进平衡
正向移动，生成
；
（3）由溶解度曲线可知，得到重铬酸钠的系列操作为浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：浓缩、结晶、
过滤、洗涤、干燥。
6．（2025·辽宁省抚顺市·二模）线路板作为电子工业的基础，是电子产品的重要组成部分，在电子废弃物
中占比约6%。废线路板(主要含有铜、锡、银的金属，以及玻璃纤维，SiO2等)中回收铜的工艺如下：
已知：
①标准还原电位数值越大，越易被还原，部分离子的标准还原电位如表所示：
氧化还原电对
Ce4+/Ce3+
Sn4+/Sn2+
Sn2+/Sn
Ag+/Ag
Cu2+/Cu
NO3
-/NO
标准还原电位/V
1.61
0.16
-0.14
0.8
0.34
0.96
②部分难溶物的溶度积常数如表所示：
分子
式
Sn(OH)2
Sn(OH)4
Cu(OH)2
Ce(OH)3
Ksp
1.4×10-28
1.0×10-55
4.8×10-20
1.1×10-20
(1)一种碱性蚀刻液(主要成分CuCl2、NH4Cl、NH3·H2O)蚀刻电路板的原理如下图所示：
写出线路板上铜箔被腐蚀的总的离子方程式 。
(2)同浓度的(NH4)2Ce(NO3)6溶液与Ce(NO3)4溶液中，c(Ce4+)较大为 (填化学式)溶液。“浸出”步
骤中，金属锡(Sn)主要发生的离子反应方程式为 。与浓硝酸相比，(NH4)2Ce(NO3)6溶液作为浸出
剂具有的优点是 。
(3)铜氨溶液能稳定溶液中的铜离子的浓度，还能调节溶液的pH。“除锡”步骤中，溶液中
c(Cu2+)=0.048mol/L，c(Ce3+)=0.011mol/L，则加入铜氨溶液调节pH 范围为 (当溶液中离子浓度
≤1.0×10-5mol/L，认为该离子完全沉淀)。
(4)“除银”步骤中，活性炭中的有机基团能将Ag+还原并进行吸附，该基团可能为 。
A．羟基 B．羧基 C．氨基
(5)“电解”步骤中，Ce4+在电解池中 (填阳极或阴极)生成。阴极会有副产物HNO2生成，如果在
电解液中加入H2O2能消除HNO2的影响，已知H2O2与HNO2反应后的溶液酸性增强，且无气体生成，请写出
二者反应的离子方程式 。
【答案】(1)
(2) (NH4)2Ce(NO3)6
不会产生污染性气体，有利于环境保护，氧化性能更
好，浸取铜的效果更好，且可以循环利用
(3)1.5≤pH<5
(4)C
(5)阳极
【分析】废线路板(主要含有铜、锡、银的金属，以及玻璃纤维，SiO2等)，加入
浸出，反
应原理是利用
强氧化性，将Cu、Sn、Ag 溶解，Au、SiO2不溶转化为滤渣1，滤液中加入铜氨溶液除锡，
滤液加入活性炭除银，随后电解步骤中，在阴极得到铜，据此解答。
【详解】（1）第Ⅰ步反应为
，第Ⅱ步反应为
，将反应Ⅰ×2+反应Ⅱ得到总反应为
；
（2）
抑制
水解，则同浓度的两种溶液
较大为
；“浸出”步骤中金属锡
被
氧化为
(由表可知，根据标准氧化还原电位可知，其自身被还原为
)，离子方程式为
；与浓硝酸(还原产物为二氧化氮)相比，
溶液作为浸出剂具有的
优点是不会产生污染性气体，有利于环境保护，氧化性能更好，浸取铜的效果更好，且电解后可以循环利
用；
（3）“除锡”中
约为0.048mol/L，则使Cu2+不产生沉淀，溶液中c(OH-)<
=10-9mol/L，即溶液pH 应该<5，同理c(Ce3+)=0.011mol/L，溶液中c(OH-)<
=10-6mol/L，即溶液pH 应该<9，Sn2+完全沉淀即c(Sn2+)<1.0×10-5mol/L，则溶
液中c(OH-)>
=10-12.5mol/L，即溶液pH 应该>1.5，故加入铜氨溶液调节pH 范围
为1.5≤pH<5；
（4）活性炭中的有机基团能将Ag+还原并进行吸附，说明该基团就有还原性，选项中只有氨基(氮是-3 价)
具有还原性，故选C；
（5）“电解”步骤中，铜在阴极析出，阳极上发生反应
，故
在阳极上生成；
与
反应后的溶液酸性增强，说明生成了硝酸，且无气体生成，说明
还原产物为
，离子方程
式为：
。
7．（2025·吉林省吉林市·二模）钌(Ru)为稀有元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。某含钌的
废渣主要成分为Ru、Pb、SiO2、Bi2O3，一种从中回收Ru 制RuCl3的工艺流程如下：
(1)“氧化碱浸”时，两种氧化剂在不同温度下对钌浸出率和渣率分别如图1、图2 所示，则适宜选择的氧化
剂为 。
(2)滤液Ⅰ中溶质主要成分为
和 ；Bi2O3转化为NaBiO2的化学方程式为
。
(3)“还原”过程生成Ru(OH)4和乙醛，且pH 明显增大，则该过程的离子反应方程式为 。
(4)“吸收”过程产生的气体X 经Y 溶液吸收后，经进一步处理可以循环利用，则X 和Y 的化学式分别为
、 。
(5)RuCl3在有机合成中有重要应用，其参与某有机物合成的路线如图3 所示(HAc 代表乙酸，Ph 代表苯基)，
则下列说法正确的是_______。
A．RuCl3为催化剂
B．H2O2作氧化剂
C．HAc 为中间产物
D．主要生成物为
【答案】(1)次氯酸钠
(2)Na2SiO3 Bi2O3+2NaOH=2NaBiO2+H2O
(3)
(4)Cl2 NaOH
(5)BD
【分析】由题给流程可知，含钌的废料中加入氢氧化钠溶液和氧化剂氧化碱浸，Ru 和Pb 被氧化为
和NaHPbO2，SiO2和Bi2O3与氢氧化钠溶液反应生成Na2SiO3和NaBiO2，过滤得到含有
、NaBiO2、
NaHPbO2和Na2SiO3的滤液Ⅰ；向滤液Ⅰ中加入乙醇，将
还原为Ru(OH)4沉淀，过滤得到滤液Ⅱ和
Ru(OH)4；Ru(OH)4在蒸馏条件下被氯酸钠氧化为RuO4，RuO4与盐酸反应生成RuCl3、Cl2和H2O，RuCl3溶液
经结晶得到RuCl3。
【详解】（1）由图可知，相同温度时，次氯酸钠作氧化剂时的钌浸出率高于氯酸钠、渣率低于氯酸钠，
则适宜选择的氧化剂为次氯酸钠；
（2）由分析，滤液Ⅰ中溶质主要成分为
和Na2SiO3；氧化铋与氢氧化钠溶液反
应生成偏铋酸钠和水，反应的化学方程式为Bi2O3+2NaOH=2NaBiO2+H2O；
（3）滤液Ⅰ中加入乙醇，将
还原为Ru(OH)4沉淀，同时生成乙醛，且pH 明显增大，则还生成氢氧根
离子，结合质量守恒，反应为：
；
（4）由分析可知，气体X 为氯气，氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，经进一步处理得
到的次氯酸钠溶液可以循环利用，则Y 为氢氧化钠溶液，故答案为：Cl2、NaOH；
（5）
由图可知，Ru(Ac)3在反应中消耗由被生成，为反应的催化剂；反应中过氧化氢中氧元素化合价降低被还原，
为反应的氧化剂；醋酸、过氧化氢、CH3CH=CHPh 为反应物，
和水是生成物，故选BD。
8．（2025·东北三省四市教研联合体·一模）某工厂采用铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、
Fe2O3]为原料制备电池正极材料LiMn0.5Fe0.5PO4，流程如下：
已知：①原料中铁元素与锰元素物质的量之比
；
②共沉淀后得到Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O；
③相关物质的Ksp如下：
Ksp
回答下列问题：
(1)“酸浸”中，提高浸取速率的方法为 （答出一条即可）。
(2)滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+，写出该工艺条件下Fe 粉与MnO2反应的离子方程式 （忽略Fe
与H2SO4的反应）。
(3)滤渣①成分为 （填化学式）。
(4)“除杂”前滤液①调节pH 不宜过低的原因是 ；pH 过高则会生成 。
(5)滤液②中Mn2+的浓度为0.30mol∙L-1，Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1，“共沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别为
98%和95%，则物质
应为 （填“FeSO4”或“MnSO4”）。
(6)“焙烧”过程中除产品外，还有H2O 和两种气体生成，“焙烧”过程的化学反应方程式为 。
【答案】(1)适当升温（或适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、搅拌）
(2)
(3)CaSO4、SiO2
(4)pH 过低时，易生成HF，不利于生成MgF2和CaF2沉淀 Mn(OH)2、Fe(OH)2沉淀
(5)FeSO4
(6)
【分析】铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、Fe2O3]加入H2SO4酸浸，SiO2不溶，MnO2被Fe
还原生成Mn2+、Fe2+等，CaMg(CO3)2转化为CaSO4沉淀、Mg2+等，过滤后，滤渣为CaSO4、SiO2；滤液中加入
MnF2，由于MgF2、CaF2的Ksp远小于MnF2的Ksp，所以生成MgF2、CaF2沉淀；pH=5，Mn2+的浓度为
0.30mol∙L-1，Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1，Q[Mn(OH)2]=0.30×(10-9)2=3×10-19＜1.9×10-13，Q[Fe(OH)2]=0.25×(10-
9)2=2.5×10-19＜8×10-16，所以不生成Mn(OH)2、Fe(OH)2沉淀；滤液②中加入物质A，使Fe2+、Mn2+浓度比为
1:1，再加入(NH4)2C2O4共沉淀，生成Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O；再加入LiH2PO4、Ar 焙烧，生成LiMn0.5Fe0.5PO4。
【详解】（1）“酸浸”中，可适当提高温度、浓度及接触面积，以提高浸取速率，方法为：适当升温
（或适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、搅拌）。
（2）滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+，则该工艺条件下Fe 粉与MnO2反应，生成Fe2+、Mn2+等，依据得
失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出发生反应的离子方程式：
。
（3）由分析可知，滤渣①成分为：CaSO4、SiO2。
（4）“除杂”前滤液①中加入MnF2，HF 为弱酸，溶液酸性过强时，易生成HF，则调节pH 不宜过低的原
因是：pH 过低时，易生成HF，不利于生成MgF2和CaF2沉淀；pH 过高时，溶液碱性过强，易生成
Mn(OH)2、Fe(OH)2沉淀，则会生成：Mn(OH)2、Fe(OH)2沉淀。
（5）滤液②中Mn2+的浓度为0.30mol∙L-1，Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1，“共沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别
为98%和95%，则
，所以物质A 应为FeSO4。
（6）“焙烧”过程中除产品外，还有H2O 和两种气体生成，由Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O 中加入LiH2PO4、Ar 焙烧，
生成LiMn0.5Fe0.5PO4，可推出生成的两种气体为H2C2O4的分解产物CO、CO2，依据元素守恒，可得出“焙
烧”过程的化学反应方程式为
。
【点睛】焙烧时通入Ar，可隔绝空气，防止Fe2+被氧化。
9．（2025·吉林省·二模）一种基于微波辅助低共熔溶剂的回收方法可实现对废旧锂离子电池中
粗品
(主要成分为
，同时含有少量Fe、Al、C 单质)中
的回收利用，其主要工艺流程如下：
已知：①
难溶于水，
在溶液中可形成
(蓝色)和
(粉红色)；
②25℃时，
；
③季铵盐是指铵离子中的四个氢原子都被烃基取代后生成的化合物。
回答下列问题：
(1)基态钴原子的未成对电子数为 ；
中Co 的化合价为 。
(2)季铵盐和羧酸或多元醇等可形成低共熔溶剂，物理性质与离子液体非常相似。下列说法正确的是
(填字母)。
A．氯化胆碱
与草酸混合可形成低共熔溶剂
B．该低共熔溶剂不导电
C．该低共熔溶剂可以溶解
(3)“微波共熔”中低共熔溶剂和
粗品以不同的液固比在120℃下微波处理
后，锂和钴的浸取率
如图，则最佳液固比为 mL/g；若低共熔溶剂中的草酸加入过多会导致钴的浸取率下降，原因
是 。
(4)已知在水浸过程中溶液由蓝色变为粉红色，写出该变化的离子方程式 。
(5)25℃时，沉钴反应完成后，溶液的
，此时
的浓度为 mg/L。(用科学计数法表示，
保留3 位有效数字)
(6)“滤饼1”经过煅烧得到固体
，“滤饼2”为
固体，混合后经高温烧结得到
的化学方程
式为 。
【答案】(1) 3 +3
(2)AC
(3) 60 若草酸加入过多，钴与草酸结合成难溶的CoC2O4，使Co 的浸出率下降
(4)[CoCl4]2-+6H2O=[Co(H2O)6]2++4Cl-
(5)9.44×10-3
(6)6Li2CO3+4Co3O4+O2
12LiCoO2+6CO2
【分析】废旧锂离子电池
粗品(主要成分为
，同时含有少量Fe、Al、C 单质)加入低共熔剂进
行微波共熔，季铵盐和羧酸或多元醇等可形成低共熔溶剂，故Co 被还原为+2 价，经过水浸滤液中Co 以
[CoCl4]2-存在，加入氢氧化钠沉钴，得到Co(OH)2沉淀即滤饼1 和含有锂离子的滤液2，Co(OH)2固体经过煅
烧得到Co3O4固体，含有锂离子的溶液中加入碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀即滤饼2，碳酸锂和Co3O4高温烧
结，同时通入空气氧化得到LiCoO2产物；
【详解】（1）钴元素原子序数为27，基态钴原子价层电子排布式为3d74s2，故未成对电子数为3；LiCoO2
中O 为-2 价，Li 为+1 价，故Co 为+3 价；
（2）a．离子液体正是有机胺正离子和甲酸根负离子，并且需要还原剂把+3 价的钴还原为+2 价，氯化胆碱
与草酸混合可以很好地满足本题中低共熔溶剂的要求，A 正确；
b．由题中介绍可知，低共熔溶剂物理性质与离子液体非常相似，应当可以导电，B 错误；
c．由题中介绍可知，低共熔溶剂物理性质与离子液体非常相似，可以溶解离子化合物，C 正确；
故选AC；
（3）图中信息显示当液固比为60mL/g 时钴的浸取率最高，当液固比继续增大时，锂的浸取率随液固比的
增大变化不大，因此最佳液固比为60mL/g；若草酸加入过多，钴与草酸结合成难溶的CoC2O4，使Co 的浸
出率下降；
（4）已知
在溶液中可形成
(蓝色)和
(粉红色)；水浸过程中溶液由蓝色变为粉红
色，说明钴元素的存在形式由[CoCl4]2-变为[Co(H2O)6]2-，结合元素守恒得该变化离子方程式为[CoCl4]2-
+6H2O=[Co(H2O)6]2++4Cl-；
（5）25℃时，沉钴反应完成后，溶液的
，即溶液c(H+)=1×10−10mol/L，c(OH-)=1×10−4mol/L，c(Co2+)=
=1.6×10−7mol/L，故Co2+的质量体积浓度=c(Co2+)×59×103mg/L=9.44×10-3mg/L；
（6）滤饼2 是碳酸锂，与Co3O4混合后，高温烧结并在此过程中通入氧气，将Co 从+2 氧化为+3 价，故化
学方程式为6Li2CO3+4Co3O4+O2
12LiCoO2+6CO2。
10．（2025·东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）·一模）用钒铬矿(主要成
分是
制备
和
的流程如下：
已知：①“酸浸”后
转化为
；②
的
近似为
；
(1)基态
原子的核外电子有 种空间运动状态。
(2)“氧化”后溶液中大量存在
，请写出相应的离子方程式： 。
(3)氧化所得溶液中含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示，由4 个
四面体(位于体心的V 为+5 价)，
通过共用顶点氧原子构成八元环，其化学式为 。
(4)调
时使用的是氨水和氯化铵的混合溶液，沉钒率受温度影响的关系如图所示。温度高于
沉钒率
降低的主要原因是
(5)常温下，若“含
溶液”中
，则“沉钒”调
的范围是
。
(6)请写出
煅烧生成
的化学方程式：
(7)
可用于测定水体的
(
是指每升水样中还原性物质被氧化所需要
的质量)。现有某水
样
，酸化后加入
的
溶液
，使水样中的还原性物质完全被氧化，
再用
的
溶液滴定剩余的
，
被还原为
，消耗
溶液
，则
该水样的
为
。
【答案】(1)15
(2)
(3)
(4)氨水具有挥发性，且氯化铵容易受热分解，则温度高于
使得氨水和氯化铵溶液浓度降低，导致沉钒
率降低
(5)4.6
(6)
(7)160
【分析】钒铬矿加硫酸酸浸，
转化为
、Cr(OH)3转化为Cr2(SO4)3，加入Na2S2O8将
氧化
为
，调pH 得到
沉淀和含Cr3+的滤液，
煅烧得到
，滤液多步操作后得到
和硫酸钠的混合液；
【详解】（1）把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨
道数。基态Cr 原子电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，故有15 种空间运动状态。
（2）加入Na2S2O8将
氧化为
，结合质量守恒、电荷守恒可知，同时生成硫酸根离子和氢离子，
反应为：
；
（3）由图，该阴离子中含有4 个
、12 个氧原子，氧的化合价为-2、V 为+5 价，则其化学式为
；
（4）氨水具有挥发性，且氯化铵容易受热分解，则温度高于
使得氨水和氯化铵溶液浓度降低，导致
沉钒率降低；
（5）
的
近似为
，当Cr3+开始沉淀所需
，pOH=9.4，pH=4.6，故答案为4.6；
（6）
煅烧生成
的过程中V 元素化合价没有改变，结合质量守恒，煅烧过程中还会生成氨气
和水，反应为
；
（7）用
的
溶液滴定剩余的
，
被还原为
，反应中铁化合价由+2 变为
+3、铬化合价由+6 变为+3，结合电子守恒存在
，则由
反应消耗
为
，水样中还原性物质被氧化所需的
为
，结合COD 含义、电子守恒，存在
，
则该水样的
为
。
11．（2025·内蒙古包头市·二模）锑白(
)工业上主要用作颜料、阻燃剂、煤染剂和催化剂。以辉锑
矿(主要成分为
，含少量
、
、
、
)为原料制备锑白(
)的工艺流程
如图所示。
已知： ①浸出液中除含过量盐酸和
之外，还含有
。
②
。
③
与
具有相似的化学性质。
回答下列问题：
(1)基态 Sb 原子的价层电子轨道表达式为 。
(2)加快酸浸速率的措施有 (写两种)。
(3)滤渣 1 的成分为硫和 。
(4)“沉铜、铅”步骤中，
、
起始浓度均为
。当铜、铅沉淀完全时，溶液中
。(当离子浓度
时认为沉淀完全)
(5)“除砷”时有
生成，则该反应的化学方程式为 。
(6)水解步骤中生成白色沉淀
的离子方程式为 。“中和”的碱性物质选用氨水而不用
NaOH 溶液的原因是 。
(7)
在空气中充分加热，固体增重率约为 8.22%，则生成的氧化物化学式为 。
【答案】(1)
(2)适当升温、搅拌、适当增加盐酸浓度等
(3)
(4)
(5)
(6)
是一种两性氧化物，溶于氢氧化钠溶液，造成产率降
低
(7)
【分析】辉锑矿加入盐酸“浸出”得“浸出液”，“浸出液”中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有
SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等，“滤渣1”中除了生成的S 之外，还有未溶解的二氧化硅，“浸出液”中加入
Sb 还原SbCl5，生成SbCl3，加入Na2S 时保证Cu2+和Pb2+均沉淀完全，过滤得到的“滤渣2”为CuS、PbS，滤
液中加入NaH2PO2除砷，反应生成亚磷酸、NaCl 和砷单质，过滤得到含SbCl3溶液，水解得到
，加
入碱性物质得到
；
【详解】（1）
Sb 为51 号元素，基态 Sb 原子的价层电子轨道表达式为
；
（2）适当升温、搅拌、适当增加盐酸浓度等能够加快酸浸速率；
（3）由分析，二氧化硅和盐酸不反应，则滤渣 1 的成分为硫和
；
（4）由数据可知，PbS 较CuS 溶解度大，则铅沉淀完全时，需要溶液中
；
（5）由分析，“除砷”时反应生成亚磷酸、NaCl 和砷单质、
，则该反应中As 化合价由+3 变为0、
P 化合价由+1 变为+3，结合电子守恒和质量守恒，化学方程式为
；
（6）水解步骤中，
水解生成白色沉淀
，结合质量守恒，氯离子、水也会参与反应，同时还
生成氢离子，离子方程式为
。已知，
与
具有相似的化
学性质，故“中和”的碱性物质选用氨水而不用 NaOH 溶液的原因是
是一种两性氧化物，溶于氢
氧化钠溶液，造成产率降低；
（7）假设有1mol
（为292g），则含有2molSb、3molO，在空气中充分加热被氧气氧化，固体增重
率约为 8.22%，则增加质量292g×8.22%=24g 为氧元素质量，则生成的氧化物中Sb、O 物质的量之比为
，故为
。
12．（2025·黑龙江省齐齐哈尔市·三模）铈的氧化物
是提高净化汽车尾气催化剂性能的一种重要添加
剂，此外在光催化剂以及抗菌陶瓷和富氧离子环保涂料方面也有广泛应用；工业上利用主要成分为
的含铈矿石制
其工艺流程如下：
(1)“焙烧”过程中常采用高压空气、逆流操作(空气从焙烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，这样操作的目
的是 。
(2)“焙烧”过程中生成1mol 气体X 时转移电子的数目为 。
(3)上述流程中
与盐酸反应的离子方程式 ，该流程中为了避免产生污染性气体，其中盐酸可用
稀硫酸和 替换(填物质名称)。
(4)写出“沉铈”过程中的离子反应方程式 。若“沉铈”中，
恰好沉淀完全
，此时溶液的pH 为5，则溶液中
mol/L(保留2 位有效数字)。
(已知常温下
，
，
。)
(5)
在汽车尾气净化器中发挥关键作用，铈的氧化还原特性使其能够在不同的情况下进行氧气的供给
和消耗。写出
供氧并生成CeO 的化学方程式 。
【答案】(1)增大固体接触面积，增大氧气浓度，提高焙烧速率
(2)
或
(3)
双氧水或过氧化氢
(4)
0.18
(5)
【分析】主要成分为
的含铈矿石，经焙烧得到CeO2、CeF4，铈化合价升高，则空气中的氧气为氧
化剂，气体X 为二氧化碳，CeO2、CeF4加盐酸、硼酸，CeO2转化为CeCl3存在于滤液中，CeF4转化为沉淀
Ce(BF4)3，则铈化合价降低被还原，硼元素化合价不变，则该转化中，盐酸表现为还原性和酸性，Ce(BF4)3
中加入KCl 溶液得到KBF4沉淀；滤液中的CeCl3和碳酸氢铵混合发生反应生成沉淀Ce2(CO3)3，煅烧沉淀得到
CeO2。
【详解】（1）“焙烧”过程中常采用高压空气、逆流操作(空气从焙烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，
这样操作的目的是增大固体接触面积，增大氧气浓度，提高焙烧速率。
（2）据分析，焙烧时发生化学反应：
，气体X 是
，每生成
转移
个电子，故生成
转移电子数为
；
（3）据分析，上述流程中
与盐酸反应为氧化还原反应，离子方程式
，盐酸表现出酸性和还原性，为避免产生污染性气体
，盐酸
可用硫酸和双氧水替换。
（4）“沉铈”过程中元素化合价不变，则“沉铈”中同时有二氧化碳产生，离子反应方程式
。若“沉铈”中，
恰好沉淀完全，
，
，此时溶液的pH 为5，则溶液中
。
（5）
供氧并生成CeO，则该反应为氧化还原反应，CeO 为还原产物，氧气为氧化产物，化学方程式
为
。
13．（2025·黑龙江省九师联盟·三模）铍(Be)广泛用于航空航天、电子元件、导弹与武器制造等领域。一种
以铍矿石(主要成分为
，少量MnO 等)为原料制备铍的工艺流程如图所示。
已知：“烧结”时，未发生氧化还原反应；烧结后，Be、Mn 元素转化成可溶性的
，其
他元素以稳定的氧化物形式存在。
回答下列问题：
(1)“烧结”时，MnO 反应的化学方程式为 。
(2)在元素周期表中，Be 与Al 处于对角线的位置，它们的性质相似。下列说法错误的是___________(填字
母)。
A．Be 是一种轻金属，能与冷水反应
B．BeO 具有高熔点，能耐酸碱腐蚀
C．常温下，
溶液的
D．
溶液和
溶液混合产生沉淀
(3)实验室利用回收的
作氧化剂可制备气体 (填化学式)。
(4)“沉铍”为了得到颗粒状
，采用如下步骤：首先加入足量NaOH 溶液，得到
(溶液
)，再加热煮沸，调节
。从化学平衡移动角度解释获得
的原理： 。
(5)已知几种物质的熔、沸点数据如表所示：
物质
Be
MgO
熔
点/
℃
1287
2850
沸
点/
℃
2970
3600
焦炭还原法和镁还原法都在氩气中进行，氩气的作用是 ；“镁还原法”得到MgO 和Be，分离、
提纯Be 宜采用的方法是 。
(6)铁冰晶石(
)的晶胞结构如图所示。晶胞是正四棱柱形状，
位于顶点和体心。铁冰晶石晶体
的密度为
。(
的摩尔质量为
)
【答案】(1)
(2)AB
(3)
(4)加热、调节pH 为11，促进平衡
向右移动
(5)提供惰性环境，防止空气与铍、镁反应 蒸馏
(6)
【分析】以铍矿石(主要成分为Be2SiO4，还含有少量MnO 等)为原料制备铍，铍矿石加入Na2SiF6、Na2CO3烧
结，烧结时，未发生氧化还原反应，烧结后，Be、Mn 元素以可溶性的Na2BeF4、Na2MnF4形式存在，同时
生成二氧化硅，加入水浸出，过滤，所得滤渣为二氧化硅，滤液中加入NH3•H2O、KMnO4得到MnO2固体，
过滤得到MnO2，滤液中加入NaOH 沉铍，过滤得到的滤渣洗涤烘干然后煅烧得到工业BeO，BeO 可以通过
焦炭还原法或者镁还原法制得金属Be，滤液中加入硫酸铁得到铁冰晶石；
【详解】（1）烧结时MnO 与Na2CO3和Na2SiF6反应得到Na2MnF4，同时产生CO2气体和SiO2，化学方程式
为：
；
（2）A．Al 不能与冷水反应，可知Be 也不能与冷水反应，A 错误；
B．Al2O3是两性氧化物，与酸、碱都能反应，可知BeO 不能耐酸碱腐蚀，B 错误；
C．AlCl3水解显酸性，可知常温下，
水解，溶液的
，C 正确；
D．由Na[Al(OH)4]与Al(NO3)3混合生成Al(OH)3沉淀，可知
溶液和
溶液混合产生
Be(OH)2沉淀，D 正确；
答案选AB；
（3）实验室用浓盐酸和MnO2加热反应制取Cl2，MnO2为氧化剂；
（4）水解反应是吸热反应，升高温度，促进平衡
向右移动，调节pH=11
即降低碱性，有助于平衡向右移动，利于生成Be(OH)2沉淀；
（5）镁、铍和焦炭都能与空气中的氧气反应，镁还能与氮气反应，为了避免氧气参与反应，产生杂质，
在氩气氛围中进行热还原反应；
根据氧化镁和铍的沸点不同，可以采用蒸馏操作分离提纯铍；
（6）由晶胞图可知，含有
的个数为1+8×
，晶胞中有2 个
，晶胞的质量为
，晶
胞的体积为a2b×10-21cm3，铁冰晶石晶体的密度为
。
14．（2025·黑龙江省齐齐哈尔市·二模）稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。从钒
钛磁铁矿中提取钒、钛的工艺流程图如下：
已知：钛渣中主要包括
、
、
和
等。
回答下列问题：
(1)Ti 属于 区元素。
(2)钒渣“焙烧”得到难溶物
，其“浸出”时转化成
进入水相，则“浸出”时反应的离子方
程式为 。
(3)已知常温下
、
。若“沉钒”后溶液中
的浓
度为
、溶液的
，则此时溶液中
。
(4)“试剂a”的作用 。
(5)已知反应：
，但不能由
和
直接反应(即
氯化反应)来制取
试解释原因： 。“高温氯化”工序加入碳单质后可成功发生反应，
是
可燃性气体，该反应的化学方程式为 。
(6)钛渣可用于生产氮化钛，氮化钛广泛用于耐高温、耐磨损及航空航天等领域。氮化钛的一种晶胞结构如
图所示，若晶胞的棱长为
，设阿伏加德罗常数的数值为
，则该氮化钛的密度为
(用含a、
的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)溶解除去二氧化硅杂质
(5)
、
得
，该反应任何温度下都不能自发进行
(6)
【分析】由题干工艺流程图可知，钒钛磁铁矿在空气中高温冶炼出含钒铁水和钛渣(主要包括
、
、
和
等)，含钒铁水再在空气中深度氧化得到半钢水和钒渣，钒渣与CaO 共热焙烧后加CO2和
NH4HCO3溶液，浸出后过滤出CaCO3和滤液，向滤液中加入NH4Cl 固体进行沉钒，即产生NH4VO3，过滤洗
涤干燥，最后对NH4VO3进行煅烧得到NH3和V2O5；向钛渣中先加入盐酸进行酸浸，将Al2O3和Fe3O4分别转
化为可溶性盐，过滤得到滤渣含TiO2、SiO2，向滤渣中加入NaOH 溶液进行碱浸将SiO2转化为Na2SiO3溶液，
过滤得到滤液即Na2SiO3溶液，滤渣主要含TiO2，将TiO2、C 和Cl2高温氯化得到TiCl4和气体Y 为CO，最后
用Na 还原TiCl4制得Ti。
【详解】（1）钛是22 号元素，在周期表第四周期IVB 族，属于
区；
（2）
难溶，“浸出”时
和碳酸氢铵、二氧化碳反应转化成
进入水相，同时生
成碳酸钙沉淀，根据电荷守恒和元素质量守恒，反应的离子方程式为
；
（3）若“沉钒”后溶液中
的浓度为
、溶液的
，
，则此时溶液中
。
（4）信息指出钛渣中主要包括
、
、
和
等，酸可以溶解
、
，不能溶解
，结合后续得到含有钛元素的物质可以知道
也没有和盐酸反应，所以“酸浸”以后固体剩余是
和
。“溶浸”分离出溶液中的杂质，所以该环节是加入碱溶液使
溶解，从而达到除去杂质
的目的；
（5）反应
、
得
，该反应任何温度下都不能自发
进行，所以不能由
和
直接反应来制取
。“高温氯化”工序加入碳单质后可成功发生反应，
是可燃性气体，根据元素守恒，Y 是CO，该反应的化学方程式为
。
（6）Ti 原子位于12 条棱的中点和晶胞的体心，所以晶胞中Ti 原子的个数为
、N 原子数为
，则晶胞的密度为
。
15．（2025·黑龙江省九师联盟·二模）
可用于制备催化剂等。以含钴废料（主要成分为
，还有
少量的
、
、
等）为原料制备
的流程如图所示：
已知：i．水相中含阳离子
、
；ii．
可溶于氨水形成配离子
；酸性条件下氧
化性：
。
回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分是 （填化学式）。
(2)“酸浸”时，
转化为
、
，写出该反应的离子方程式： 。
(3)“还原”时，较为理想的还原剂是 （填字母）。
A．
B．
C．
(4)“除铝”时，
转化为
。
参与反应的离子方程式为 。
(5)“沉钴”时氨水不能过量的原因是 。
(6)制备
时，将
和
按一定比例混合共热得到无水
。写出该反应的化学方程式：
。
(7)
和咪唑（咪唑的结构式为
，其分子中
原子都为
杂化，用“im”表示）可形成
。
①基态
原子的价电子排布式为 。
②下列关于咪唑的说法正确的是 （填字母）。
A．咪唑分子中所有原子位于同一平面上
B．咪唑具有一定的碱性，能与盐酸反应
C．
咪唑分子中
键数目为
D．咪唑分子中只有极性共价键
【答案】(1)
(2)
(3)A
(4)
(5)避免
溶于氨水形成配离子
(6)
(7)
AB
【分析】含钴废料加入稀硫酸酸浸，二氧化硅不反应成为滤渣，钴、镍、铝转化为相应盐溶液，滤液加入
还原剂将三价钴还原为二价钴，加入CoO 调节pH 使得铝离子转化为沉淀，滤液加入有机萃取剂萃取分液
得到含钴元素的有机相，反萃取后得到含
的水相，加入氨水将
转化为沉淀，沉淀处理得到
CoCl2。
【详解】（1）废料中含
，它是酸性氧化物，不溶于硫酸，得到滤渣主要为
；
（2）“酸浸”时，
转化为
、
，则稀硫酸和
反应生成
、
和水：
；
（3）酸性条件下氧化性：
，则
可作为还原剂，将
，且生成
逸出体系，
不引入其他杂质，较为理想；加入
会生成
、
，不适合作为还原剂；
会引入
，不适
合作为还原剂。故选A；
（4）“除铝”时，加入
和氢离子反应，通过调节pH 使得
转化为
，
参与反应的离子
方程式为
。
（5）由于
可溶于氨水形成配离子
，故氨水不能过量。
（6）
和
按一定比例混合共热得到无水
，结合质量守恒，还生成二氧化硫、HCl，
反应的化学方程式为
。
（7）①
为27 号元素，其价电子排布式为
。
②A．因为咪唑的结构式为
，
原子都为
杂化，碳原子也都为
杂化，则分子中所有原
子在同一平面上，A 项正确；
B．咪唑中
原子上有孤电子对，能结合氢离子显示一定碱性，可与盐酸反应，B 项正确；
C．单键均为σ 键，双键中含有1 个σ 键1 个π 键，由结构式可知，
咪唑含有
键，C 项错误；
D．咪唑分子中
与
之间形成的是非极性键，D 项错误。
故选AB。
16．（2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模）硫锰废渣的主要成分是MnS，还含有NiS、CoS 以及少量铁的化合
物，利用常压酸浸—溶剂萃取法从硫锰废渣中回收有价金属锰、钻、镍的工艺流程如下：
已知：①“溶浸”中的
与
均稍过量；②溶液中离子浓度小于
为沉淀完全；③
；④
开始沉淀的
分别为7.2、7.7、
8.1。
回答下列问题：
(1)“溶浸”中发生反应的还原产物是 (填化学式)。MnS 溶于
会生成
，但本工艺“浸出”
过程中无
产生，利用离子方程式说明原因 。
(2)“沉淀”中调节溶液
为3.5，此时
。
(3)“滤渣”中主要有
和 ，不能通过调节溶液的
完成“除钙”的原因是 。
(4)
对萃取剂P204 和P507 萃取金属离子的影响如下图所示。据此推测，“产品1”中主要的金属阳离子
是 ，试剂B 应选用 (填“P204”或“P507”)。
(5)在
介质中，用
氧化
可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的
。写出该反应的离子
方程式 。
【答案】(1)MnSO4 2Fe3+＋H2S= 2Fe2+＋S↓＋2H＋
(2)1.28×10-6或1.25×10-6或4×10-6.5
(3)CaF2 经计算可知，Ca2+完全沉淀时，Ni2+、Co2+、Mn2+均已完全沉淀或氢氧化钙微溶，调pH 值无法
使Ca2+完全沉淀
(4)Mn2+ P507
(5)2Ni2+＋Br2＋6OH-= 2NiO(OH)↓＋2Br-＋2H2O
【分析】硫锰废渣的主要成分是MnS，还含有NiS、CoS 以及少量铁的化合物，先将MnO2，H2SO4，FeSO4
混合进行溶浸，生成MnSO4和Fe2(SO4)3，向其中加入硫锰废渣，进行浸出，由于铁离子的氧化性，硫元素
被氧化为硫单质沉淀，浸出液加入碳酸钙调节pH 使铁离子转化为氢氧化铁沉淀析出，再加入MnF2 除去溶
液中的钙离子，加入萃取剂萃取，得有机相和水相，根据第4 小题图可知水相中主要含Co2+和Ni2+，有机相
1 中主要含Mn2+，有机相反萃取后得到产品1 为MnSO4，水相再次萃取，得到NiSO4溶液和有机相2，有机
相2 中主要含Co2+。
【详解】（1）“溶浸”中二氧化锰和硫酸亚铁发生氧化还原反应，二氧化锰是氧化剂，反应后生成还原
产物是MnSO4，浸出”过程在溶浸后的溶液中发生，溶液中有铁离子，有氧化性，氧化生成的硫化氢得硫
单质，离子方程式为2Fe3+＋H2S= 2Fe2+＋S↓＋2H＋；
（2）根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH-)=4.0×10−38，溶液pH 为3.5，即c(H+)=10-3.5mol/L，c(OH-)=10-10.5mol/L，代
入得c(Fe3+)=4×10-6.5mol/L≈1.25×10-6mol/L；
（3）加入MnF2除钙，故“滤渣”中主要有过量MnF2和CaF2，氢氧化钙微溶，调pH 值无法使Ca2+完全沉
淀，若Ca2+完全沉淀，Ni2+、Co2+、Mn2+均已完全沉淀，无法达到分离的目的；
（4）由图知，P204 对Mn2+萃取率很高，故有机相1 中主要含Mn2+，“产品1”中主要的金属阳离子是
Mn2+，试剂B 萃取后，水相中为Ni2+，故试剂B 对Co2+萃取率高，由图知，P507 符合；
（5）在NaOH 介质中，用Br2氧化NiSO4可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiO(OH)，Br2做氧化剂得电子
反应后生成Br-，离子方程式为2Ni2+＋Br2＋6OH-= 2NiO(OH)↓＋2Br-＋2H2O。
17．（2025·内蒙古乌兰察布市·二模）联合多种工业制备是节能环保，高效生产，减少损耗的重要途径。
钛和钛合金性能优良，广泛用于航空、造船和化学工业中。以钛铁矿（主要成分为
，含有少量的
、
、
）为主要原料制取
和绿矾，同时联合氯碱工业生产甲醇的工艺流程如图所示。
(1)基态Ti 的价层电子轨道表示式为 。
(2)“酸浸”时，
转化为
，铁元素的价态不改变，发生的主要反应的化学方程式为 ；“滤
渣”的主要成分是 。
(3)由“工序①”得到绿矾需用乙醇溶液洗涤，其优点是 。
(4)“加热”过程中
转化为
沉淀，写出该反应的离子方程式 。
(5)下列有关“工序②”和“还原②”步骤的说法正确的是 （填标号）。
a．“工序②”发生反应
b．“还原②”可以用氮气做保护气
c．铝热反应制锰与“还原②”冶炼制钛方法相似
(6)该流程中能循环利用的物质有 （填化学式）。
(7)钛与卤素形成的化合物
的熔点如表所示。
熔点/℃
377
-24
38.3
153
解释
熔点差异的原因 。
【答案】(1)
(2)FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O SiO2和CaSO4
(3)降低绿矾的溶解度以减少溶解损失，且低温烘干时乙醇更容易挥发
(4)
(5)c
(6)H2、Cl2、CO
(7)iF4为离子晶体，熔点最高，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，其相对分子质量增大，分子间范德华力增大，
熔点越高
【分析】钛铁矿的主要成分为FeTiO3，含有少量Fe2O3、SiO2、
，钛铁矿磨细后加入硫酸进行酸浸，
“酸浸”时FeTiO3转化为TiO2+，铁元素的价态不改变，Fe 元素生成FeSO4，Fe2O3和浓硫酸反应生成
Fe2(SO4)3，SiO2不溶于硫酸，
生成硫酸钙，然后滤液中加入铁屑，Fe 和Fe2(SO4)3反应生成FeSO4；电
解饱和食盐水得到Cl2、H2和NaOH，气体B 和气体C 合成甲醇，则B 为H2、A 为Cl2；工序①中滤液通过蒸
发浓缩、冷却结晶得到绿钒，然后加入水进行加热、过滤、灼烧，工序②中加入焦炭、Cl2得到TiCl4，同时
生成气体C 为CO，Mg 还原TiCl4得到Ti，CO、H2合成CH3OH。
【详解】（1）
基态Ti 的价层电子排布式为：3d24s2，轨道表示式为：
；
（2）“酸浸”时FeTiO3转化为TiO2+，铁元素的价态不改变，Fe 元素生成FeSO4，发生的主要反应的化学方
程式为FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O，滤渣的主要成分是SiO2和CaSO4；
（3）绿矾能溶于水，不溶于酒精，对所得到的绿矾晶体用乙醇溶液洗涤，用乙醇溶液洗涤绿矾的优点为：
降低绿矾的溶解度以减少溶解损失，且低温烘干时乙醇更容易挥发；
（4）“加热”过程中
水解转化为
沉淀，该反应的离子方程式
；
（5）a．由分析可知，工序②中加入焦炭、Cl2得到TiCl4，同时生成气体C 为CO，化学方程式为
，故a 错误；
b．N2与Mg 在高温下要反应，故不能用N2作保护气，故b 错误；
c．铝热反应制锰与“还原②”冶炼制钛都是用较活泼金属为还原剂，在高温下冶炼比它不活泼的金属，原
理相似，故c 正确；
答案为：c；
（6）由路程图可知A、B、C 均是可以循环利用的物质，即为H2、Cl2、CO；
（7）TiF4为离子晶体，熔点最高，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，其相对分子质量增大，分子间范德华力增
大，熔点越高；
18．（2025·内蒙古自治区·二模）CdSe 是一种半导体材料。以镉渣(主要成分是Cd，含少量的
、
、
、
等)为原料制备CdSe 的流程如下。回答下列问题：
已知：
已知：
①几种金属离子以金属氢氧化物形式沉淀的pH 如下：
金属离子
开始沉淀的
pH
1.5
6.5
7.2
完全沉淀的
pH
3.3
9.9
？
②常温下，
；
③Co 和Cd 与硫酸反应后分别得到
和
。
(1)上述位于周期表ds 区的金属中，第二电离能和第一电离能相差最大的是 (填元素符号)。
(2)“酸浸”时，其他条件相同，镉的浸出率与温度、时间的关系如图。当镉浸出率为
时，宜采取的实
验条件是 (选择温度、时间)。
(3)“除钴”时加入
、
，恰好得到CoSb 合金。该反应的离子方程式为 。
(4)“除铁”时，先加入
，后加入ZnO 调节pH。调节pH 的范围为 ；过滤得到的“渣2”
的主要成分为
和 (填化学式)。
(5)“电解”后的“废液”可以用于“ ”(填名称)工序，实现资源循环利用；如果用生石灰处理
该“废液”，当pH 为9(常温下)时，
。
(6)CdSe 晶胞如图所示。已知：晶胞底边长为
，高为
，
，
，
为阿伏加德罗常
数的值。该晶体密度为
。
(7)制备CdSe 纳米片的原理是在一定条件下
和
反应，发生反应的化学方程式为
。
【答案】(1)Cu
(2)100℃、6h
(3)
(4) 3.3≤pH＜7.2 Fe(OH)3
(5)酸浸
(6)
(7)
+
=CdSe+
【分析】本题是无机物制备类的工业流程题，镉渣用硫酸酸浸后Co 和Cd 与硫酸反应后分别得到
和
，同时其中含有
、
，除钴，除铁后再电解，电解时反应为
，过滤后加入硒粉即可合成产物，以此解题。
【详解】（1）上述位于周期表ds 区的金属有Zn、Cu，其中铜价层电子排布式为3d104s1，失去一个电子后
形成稳定结构，其第二电离能和第一电离能相差最大，故答案为：Cu；
（2）由图可知，当镉浸出率为
时，宜采取的实验条件是100℃、6h；
（3）根据题意“除钴”时加入
、
，恰好得到CoSb，即此时钴离子，氢离子、锌和
反应生
成CoSb，结合电荷守恒和元素守恒可知，离子方程式为：
；
（4）ZnO 调节溶液 pH 使Fe3+完全沉淀生成Fe(OH)3，Cd2+不 沉淀，由题可知，调节溶液pH 的范围为
3.3≤pH＜7.2；则过滤得到的“渣2”的主要成分为
和Fe(OH)3；
（5）电解硫酸镉溶液生成硫酸、镉和氧气，电解方程式为：
，则
“电解”后的“废液”可以用于酸浸工序，实现资源循环利用；当pH 为9(常温下)时，c(OH-)=1×10-5，则
；
（6）由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Cd 个数为：
=2，Se 个数为：
=2，若CdSe 的
晶胞的高为a nm，底边长为b nm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为：
，一
个晶胞的体积为：
cm3，则其晶体的密度为
=
g·cm-3(用含
a、b、NA的代数式表示)，故答案为：
；
（7）根据题意
和
反应生成CdSe，则相应的方程式为：
+
=CdSe+
。
19．（2025·内蒙古赤峰市·二模）钼具有极强的耐热性和高温力学性能，多用于高温合金和耐高温涂料的
制作。以钼矿粉(主要成分)
，杂质为
)为原料制备金属钼和氮化钼的主要流程图如下：
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程中采用多层逆流(空气从炉底进入，固体粉末从炉顶投入)投料法，该操作的优点为 。
“焙烧”中生成气体A 直接排放到空气中对环境的主要危害是 。
(2)“碱浸”后过滤，废渣成分的化学式为 。
(3)“沉钼”前钼元素主要以
形式存在。写出“沉钼”时的离子方程式 。
(4)根据流程及已有知识推断下列说法正确的是_______。
A．已知Mo 与Cr 同族且相邻，Mo 价电子排布式为
B．
是易溶于水的
弱酸
C．
是碱性氧化物
D．高温下可用
、C、Al 还原
得到金属Mo
(5)氮化钼是合成氨反应的催化剂，其立方晶胞如图所示，已知晶胞参数为anm，则该晶体的化学式为
，晶体的密度为
(
为阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。
【答案】(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率 酸雨
(2)
、
(3)
(4)AD
(5)
【分析】钼矿粉(主要成分)
，杂质为
)为原料焙烧，得到二氧化硫气体（A），其它金属元素与
氧气反应生成对应的金属氧化物（氧化铜、氧化铁、
），加入碳酸钠溶液反应，碱浸后，得到
，沉钼时加入硝酸铵和硝酸，生成
沉淀，再经过一系列转化得到氮化钼；硫酸与
反应得到
，高温条件下得到
，最后还原得到单质钼。
【详解】（1）“焙烧”过程中采用多层逆流投料法的优点是：使空气与钼矿粉充分接触，加快了反应速
率，使反应更充分，提高原料的利用率。“焙烧”中生成的气体A 是
，直接排放到空气中对环境的主
要危害是形成酸雨。
（2）钼矿粉中的
在焙烧时生成
、
等，“碱浸”时
与碱反应进入溶液，而成
、
不与碱反应，所以废渣成分的化学式为
、
。
（3）“沉钼”时加入硝酸铵、硝酸与
反应生成
沉淀，离子方程式为：
。
（4）A．
与
同族且相邻，
的价电子排布式为
，则
价电子排布式为
，A 正确；
B．由“沉钼”的过滤操作可知
是难溶于水的弱酸，B 错误；
C．
能与碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，C 错误；
D．H2、C、Al 在高温下都具有还原性，可用H2、C、Al 还原
得到金属
，D 正确；
故答案为AD。
（5）根据晶胞结构，
原子位于顶点和面心，
原子位于体心内有一个，棱上有四个；
原子个数为：
，
原子个数为
，所以晶胞的化学式为：
。该晶胞的密度为：
。
20．（2025·内蒙古呼和浩特市·二模）
广泛用于生产、生活等方面。以
为1~2 的含钴废液
(主要含
、含少量
、
、
、
等)为原料制备
的流程如下：
已知：常温下，
，
回答下列问题：
(1)基态铜原子的电子排布式为 。
(2)“除铁”工序中，先加入
氧化
，再加入
沉铁，写出氧化过程的离子方程式
。
(3)“除铜”工序中，
的作用是 ；“除铜”与“除铁”工序不能颠倒的原因是
。
(4)“除铜”工序后，溶液中
，“除钙镁”工序中，
完全沉淀时，
。
(5)“沉钴”工序分离
操作要快，否则
在潮湿空气中易被氧化成
，写出发生反应
的化学方程式 。
(6)操作X 是 。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2)ClO +6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O
(3)做还原剂 硫代硫酸钠在酸性条件下能与氢离子反应生成硫、二氧化硫和水，降低还原效率
(4)1.5×10－7mol/L
(5)4Co(OH)2+O2=4CoO(OH) +2H2O
(6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
【分析】由题给流程可知，向含钴废液中加入氯酸钠，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，向反应后的溶
液中加入碳酸钠调节溶液pH，将溶液中的铁离子转化为Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，过滤得到
Na2Fe6(SO4)4(OH)12和滤液；向滤液中加入硫代硫酸钠，将溶液中的铜离子转化为铜，过滤得到铜和滤液；
向滤液中加入氟化钠，将溶液中的钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀，过滤得到氟化钙、氟化镁
和滤液；向滤液中加入氢氧化钠，将溶液中亚钴离子转化为氢氧化亚钴沉淀，过滤得到氢氧化亚钴和滤液；
向氢氧化亚钴中加入盐酸，将氢氧化亚钴转化为氯化亚钴，氯化亚钴溶液在氯化氢氛围中蒸发浓缩、冷却
结晶、过滤、洗涤、干燥得到CoCl2·xH2O 晶体。
【详解】（1）铜元素的原子序数为29，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故答案为：
1s22s22p63s23p63d104s1；
（2）由分析可知，“除铁”工序中加入氯酸钠的目的是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子
方程式为ClO +6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O，故答案为：ClO +6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O；
（3）由分析可知，“除铜”工序中加入硫代硫酸钠的目的是将溶液中的铜离子转化为铜，反应中硫代硫
酸钠是反应的还原剂，硫代硫酸钠能与溶液中的氢离子反应生成硫沉淀、二氧化硫气体和水，由题意可知，
含钴废液呈酸性，所以“除铜”与“除铁”工序不能颠倒，故答案为：做还原剂；硫代硫酸钠在酸性条件
下能与氢离子反应生成硫、二氧化硫和水，降低还原效率；
（4）由溶度积可知，溶液中钙离子完全沉淀时，溶液中氟离子浓度为
=
×10－2mol/L，
则溶液中镁离子浓度为
=1.5×10－7mol/L，故答案为：1.5×10－7mol/L；
（5）由题意可知，氢氧化亚钴在潮湿空气中发生的反应为氢氧化亚钴与空气中的氧气反应生成CoO(OH)，
反应的化学方程式为4Co(OH)2+O2=4CoO(OH) +2H2O，故答案为：4Co(OH)2+O2=4CoO(OH) +2H2O；
（6）由分析可知，操作X 为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、
过滤、洗涤、干燥。
