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专题13 工艺流程综合题
1．（2025·湖南卷）一种从深海多金属结核[主要含
，有少量的
]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液
的工艺
流程如下：
已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。
②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为
)开始沉淀和完全沉淀
的
：
开始沉淀的
1.9
3.3
4.7
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的
3.2
4.6
6.7
8.9
9.4
10.1
回答下列问题：
(1)基态
的价层电子排布式为 。
(2)“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是 (写化学式)；
还原
的化学方程式为 。
(3)“沉铁”时，
转化为
的离子方程式为 ，加热至
的主要原因是 。
(4)“沉铝”时，未产生
沉淀，该溶液中
不超过
。
(5)“第二次萃取”时， 、 (填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M 表
示金属元素)更稳定，这些配合物中氮原子的杂化类型为 。
2．（2025·陕西、山西、青海、宁夏卷）一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为
的
硫酸盐)的工艺流程如下。
已知：①常温下
，
，
；
②
结构式为
。
回答下列问题：
(1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有 、 。(写出两种)
(2)“沉锰I”中，写出形成的
被氧化成
的化学方程式 。当
将要
开始沉淀时，溶液中剩余
浓度为
。
(3)“沉锰Ⅱ”中，过量的
经加热水解去除，最终产物是
和 (填化学式)。
(4)“沉镁I”中，当
为8.0~10.2 时，生成碱式碳酸镁
，煅烧得到疏松的轻质
。
过大时，不能得到轻质
的原因是 。
(5)“沉镁Ⅱ”中，加
至
时，
沉淀完全；若加至
时沉淀完全溶解，据图分析，写
出沉淀溶解的离子方程式 。
(6)“结晶”中，产物X 的化学式为 。
(7)“焙烧”中，
元素发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。
3．（2025·河北卷）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为
重铬酸钾同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。过程如下：
已知：铬铁矿主要成分是
。
回答下列问题：
(1)基态铬原子的价层电子排布式： 。
(2)煅烧工序中
反应生成
的化学方程式： 。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：
、 、 (填化学式)。
(4)酸化工序中需加压的原因： 。
(5)滤液Ⅱ的主要成分： (填化学式)。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
(7)滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称)
4．（2025·河南卷）一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为
、
(铑)、
，含有少量
]中
尽可能回收铑的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“酸溶1”的目的是 。
(2)已知“酸溶2”中
转化为
，则生成该物质的化学方程式为 ；“滤渣”的主要成分是
(填化学式)。
(3)“沉铑”中得到的沉淀经“灼烧”后分解成铑单质，但夹杂少量
和
，则“高温还原”中发生
反应的化学方程式为 。
(4)若“活化还原”在室温下进行，
初始浓度为
，为避免生成
沉淀，溶液适宜
的
为 (填标号)[已知
的
]。
A．2.0 B．4.0 C．6.0
(5)“活化还原”中，
必须过量，其与
(III)反应可生成
，提升了
的还原速率，该配
离子中
的化合价为 ；反应中同时生成
，
(III)以
计，则理论上
和
(III)
反应的物质的量之比为 。
(6)“酸溶3”的目的是 。
5．（2025·云南卷）从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、
、
、CuO、
等)中提取Au、Ag，并回
收其它有价金属的一种工艺如下：
已知：①金-银矿中Cu、Mn 元素的含量分别为0.19%、2.35%。
②25℃时，
的
为
。
回答下列问题：
(1)基态Cu 原子的价层电子排布式为 。
(2)“还原酸浸”时，
反应的离子方程式为 。
(3)“浸金银”时，Au 溶解涉及的主要反应如下：
①
②
上述过程中的催化剂为 。
(4)“沉铜”前，“滤液1”多次循环的目的为 。
(5)根据“还原酸浸”“氧化”，推断
的氧化性由强到弱的顺序为 。
(6)25
“
℃沉铁”后，调节“滤液4”的pH 至8.0，无
析出，则
。
(7)一种锑锰
合金的立方晶胞结构如图。
①该晶胞中，每个Sb 周围与它最近且相等距离的Mn 有 个。
②
为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为anm，则晶体的密度为
(列出计算式即可)。
6．（2025·湖北卷）氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备：
Ⅰ
Ⅱ
已知：室温下，
是难溶酸性氧化物，
的溶解度极低。
时，
的溶解度为
水，温度对其溶解度影响不大。
回答下列问题：
(1)基态氟离子的电子排布式为 。
(2)
时，
饱和溶液的浓度为
，用c 表示
的溶度积
。
(3)工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为
。分析沉淀的成分，测得反应的转化率
为78%。水浸分离，
的产率仅为8%。
①工艺Ⅰ的固相反应 (填“正向”或“逆向”)进行程度大。
②分析以上产率变化，推测溶解度
(填“>”或“<”)
(4)工艺Ⅱ水浸后
的产率可达81%，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式 。
(5)从滤液Ⅱ获取
晶体的操作为 (填标号)。
a．蒸发至大量晶体析出，趁热过滤 b．蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤
(6)研磨能够促进固相反应的原因可能有 (填标号)。
a．增大反应物间的接触面积 b．破坏反应物的化学键
c．降低反应的活化能 d．研钵表面跟反应物更好接触
7．（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 。
-8．（2025·江苏卷）
可用于制备光学材料和回收砷。
(1)制备
。由闪锌矿[含
及少量硫化镉
等]制备
的过程如下：
已知：
。当离子浓度小
于
时，认为离子沉淀完全。
①酸浸时通入
可提高
浸出率的原因是 。
②通入
除镉。通过计算判断当溶液
时，
是否沉淀完全 (写出
计算过程)。
③沉锌前调节溶液的
至
，加入的氧化物为 (填化学式)。
(2)制备光学材料。如图甲所示，
晶体中掺入少量
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“
”中的离子为 (填离子符号)，区域B 带 (填“正电”或“负电”)。
(3)回收砷。用
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，
。
时，按
向酸性废液中加入
，砷回收率随反应时间的变化如图乙所示。
①写出
与
反应生成
的离子方程式： 。
②反应
后，砷回收率下降的原因有 。
9．（2025·重庆卷）硒(Se)广泛应用于农业和生物医药等领域，一种利用H2Se 热解制备高纯硒的流程如
下：
已知H2Se 的沸点为231K，回答下列问题：
(1)真空焙烧时生成的主要产物为
，其中Se 的化合价为 ，Al 元素基态原子的电子排布式为
。
(2)氢化过程没有发生化合价的变化，Al 元素转化为Al2O3·xH2O，则反应的化学方程式为 。
(3)热解反应：
。冷凝时，将混合气体温度迅速降至500K 得到固态硒。
Se 由气态直接转变为固态的过程称为 。迅速降温的目的 ；冷凝后尾气的成分为 (填
化学式)。
(4)Se 的含量可根据行业标准YS/T 226.12-2009 进行测定，测定过程中Se 的化合价变化如下：
称取粗硒样品0.1000g，经过程①将其溶解转化为弱酸H2SeO3，并消除测定过程中的干扰。在酸性介质中，
先加入0.1000mol·L-1 Na2S2O3标准溶液40.00mL，在加入少量KI 和淀粉溶液，继续用Na2S2O3标准溶液滴定
至蓝色消失为终点(原理为
)，又消耗8.00mL。过程②中Se(IV)与Na2S2O3反
应的物质的量之比为1：4，且反应最快。过程③的离子方程式为 。该样品中Se 的质量分数为
。
10．（2025·安徽卷）某含锶(
)废渣主要含有
和
等，一种提取该废
渣中锶的流程如下图所示。
已知
时，
回答下列问题：
(1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA 族。基态原子价电子排布式为 。
(2)“浸出液”中主要的金属离子有
、 (填离子符号)。
(3)“盐浸”中
转化反应的离子方程式为 ；
时，向
粉末中加入
溶液，充分反应后，理论上溶液中
(忽略溶液体
积的变化)。
(4)其他条件相同时，盐浸
，浸出温度对锶浸出率的影响如图1 所示。随温度升高锶浸出率增大的原因是
。
(5)“浸出渣2”中主要含有
、 (填化学式)。
(6)将窝穴体a(结构如图2 所示)与
形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的
，原因是 。
(7)由
制备无水
的最优方法是 (填标号)。
a．加热脱水 b．在
气流中加热 c．常温加压 d．加热加压
11．（2025·北京卷）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。
(1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。
铅酸电池工作原理：
①充电时，阴极发生的电极反应为 。
②放电时，产生a 库仑电量，消耗
的物质的量为
。已知：转移
电子所产生的电量
为96500 库仑。
③
作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，
参与电极反应并有利于保持电压
稳定。该体系中
不氧化
，
氧化性弱与其结构有关，
的空间结构是 。
④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：
电极在
作用下产生的
可将
电极氧化。
氧化
发生反应的化学方程式为 。
(2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系
示意图如下。
①将
等物质转化为
的过程中，步骤I 加入
溶液的目的是 。
②步骤Ⅱ、Ⅲ中
和
作用分别是 。
(3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒
，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、
多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 (填序号)。
a．增强负极导电性
b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒
c．碳材料作还原剂，使
被还原
12．（2025·广东卷）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、
Cu、Ni 等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。
已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O 等元素。
氢氧化物
(1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有 (写一条)。
(2)“高压加热”时，生成
的离子方程式为： 。
(3)“沉铝”时，pH 最高可调至 (溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中
，
。
(4)“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。
A．镍与N、O 形成配位键
B．配位时
被还原
C．配合物与水能形成分子间氢键
D．烷基链具有疏水性
(5)
晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之
比
，则
；晶体中与Cu 原子最近且等距离的原子的数目为 。
(6)①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量
，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe 不断生成。该
步骤发生反应的化学方程式为 和 。
②“电解”时，
颗粒分散于溶液中，以Fe 片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意
图并做相应标注 。
③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是 (写一条)。
13．（2025·甘肃卷）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、
及Cu、Zn、Pb 的硫酸盐)中高
效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下：
已知：
熔点314℃，沸点460℃
分解温度：
，
，
，
高于
(1)设计焙烧温度为600℃，理由为 。
(2)将
通入
和
的混合溶液可制得
，该反应的化学方程式为 。
(3)酸浸的目的为 。
(4)从浸出液得到Cu 的方法为 (任写一种)。
(5)某含Pb 化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞
参数
，
。
与Pb 之间的距离为 pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合
物的化学式为 ，晶体密度计算式为
(用带有阿伏加德罗常数
的代数式表示
和
分别表示Cs、Pb 和Br 的摩尔质量)。
14．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含
及
等元素
的氧化物)分离提取
等元素，工艺流程如下：
已知：该工艺条件下，
低温分解生成
，高温则完全分解为气体；
在
完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于
。
回答下列问题：
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。
与
反应转化为
时有
生成，该反
应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为
，“水浸”所得滤渣主要成分除
外还含有
(填化学式)。
(2)在
投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，“水浸时金属元素的浸
出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)
萃取
反应为：
(有机相)
(水相)
(有机相)
(水相)。“反萃取”时加入的试
剂为 (填化学式)。
(4)“沉钴”中，
时
恰好沉淀完全
，则此时溶液中
。已知：
。
“溶解”时发生反应的
离子方程式为 。
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。
15．（2025·上海卷）工业从低品位锗矿中提取精锗，使用分步升温的方法：
(1)验证矿石中的锗元素可使用的方法为 。
A．原子发射光谱法 B．红外光谱法 C．X 射线衍射
(2)
既能和强酸反应，也能与强碱反应，由此推测
是 氧化物。
已知矿中含有
、煤焦油、
等杂质，相关物质的熔、沸点如下表所示：
煤焦油
熔点
升华
沸点
(3)使用分段升温的原因是 。
(4)下图为在不同温度下，使用不同浓度的
真空还原时，
元素的萃出率，图可知真空还原
采用的最佳温度及浓度为_______。
A．
，2.5% B．
，5.0%
C．
，2.5%
D．
，2.5%
(5)真空还原阶段用
除
，产物还有
等生成，写出该阶段的化学方
程式 。
采用滴定法测定样品中
元素含量的方法如下：
(以下实验过程根据回忆所得信息结合文献资料重新整合所得，仅供参考)
准确称取
含锗矿石粉末，置于圆底烧瓶中。加入
浓盐酸和
溶液，加热至微沸(溶解)冷却后，
加入
，搅拌至溶液变为无色。将溶液转移至锥形瓶，用稀盐酸
冲洗烧瓶并入锥形瓶中。
加入
磷酸
，冷却溶液至
以下(冰水浴)，用橡胶塞密封锥形瓶。向锥形瓶中加入
淀粉溶液作为指示剂。用
标准溶液滴定至滴定终点。
记录消耗的
体积为
。
(还原)
(主反应)
(终点反应)
(6)装置a 名称为_______。
A．锥形瓶
B．恒压滴液漏斗
C．球形冷凝管
D．滴定管
(7)滴定终点时，颜色由 变为 ，半分钟不褪色
。
(8)滴定时为什么要用橡胶塞塞紧锥形瓶 ？(真空还原)
(9)已知
，求
样品(固体)中
元素的质量分数【纯度】 (用c、V、m 表示)。
(10)滴定结果纯度偏大，可能的原因是_______。
A．未用
标准溶液润洗滴定管
B．未用
将样品从冷凝管中洗入锥形瓶(仪器a)
C．滴定结束后，在滴定管尖嘴处出现气泡
D．在常温下滴定(未保持在
以下滴定)
1．（2025·江苏连云港·一模）以钴锰废渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe 等）为原料制备
Co3O4。
(1)“酸浸、还原”。向钴锰废渣中加入稀H2SO4和H2O2，充分反应后，过滤。
①在加料完成后，提高浸取效率的措施有 写2 点)。
②过滤后，滤渣的主要成分为 。
(2)“除杂”。在搅拌下，向“酸浸、还原”后得到的滤液中加入MnCO3调节溶液的pH＝4，除去溶液中的
Fe3+，过滤。向得到的滤液中加入MnF2固体除去溶液中的Ca2+。
①加入MnCO3除去溶液中Fe3+的离子方程式为 。
②滤液中加入MnF2固体发生的反应为MnF2＋Ca2+
CaF
⇌
2＋Mn2+。已知：K＞105认为反应进行完全；
Ksp(MnF2)=1.2×10-3，Ksp(CaF2)=1.6×10-10。结合计算解释MnF2能除去Ca2+的原因： 。
(3)“萃取和反萃取”。向除杂后得到的滤液中加入有机萃取剂(用HA 表示)萃取金属离子，原理为Co2+＋
2HA(有机层)
CoA
⇌
2(有机层)＋2H+ (水层)，充分反应后，分离出有机层。向有机层中加入稀硫酸，进行反萃
取得到富含Co2+的溶液。
①“萃取”时，随着pH 的升高，Co2+在有机萃取剂中萃取率增大，其原因是 。
②“反萃取”时，为使Co2+尽可能多地转移到水层，应选择的实验条件或采取的实验操作有 。
(4)“制备”。已知：CoC2O4从水溶液中析出的主要成分为CoC2O4·2H2O，其在空气中受热的质量变化曲线如
图所示。请补充由上述反萃取后得到的富含Co2+的溶液制备Co3O4的实验方案：取富含Co2+的溶液，
，得到Co3O4。(须使用的试剂：0.1mol·L−1Na2C2O4溶液、盐酸、BaCl2溶液)。
2．（2025·广西南宁·三模）广西是我国重要的稀土资源基地，稀土(RE)包括镧(La)、铈(Ce)等元素，从离
子型稀土矿(含Fe、Al 等元素)中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示。
已知：该工艺下，除铈(Ce)外，稀土离子保持＋3 价不变；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合
物；金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH 见下表。
开始沉淀时的pH
1.5
4.3
5.6
沉淀完全时的pH
3.2
5.5
/
回答下列问题：
(1)“预中和”工序中，适宜的pH 范围是 。
(2)利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强。下列
离子对
交换能力最强的是___________。
A．
B．
C．
D．
(3)“草酸化”过程中，测得稀土(RE)的沉淀率随
的变化情况如图所示。当草酸用量过多时，稀土
(RE)的沉淀率下降的原因是 。
(4)“沉淀”工序产物为 ［填“
”或“
”］，理由是 。｛
，
｝。(当反应的
时可认为反应完全)
(5)含氟稀土抛光粉的主要成分为
，“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。
(6)氧化铈(
)常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂
，
占据原来
的位置，可以得到
更稳定的结构，这种稳定的结构使得氧化铈具有许多独特的性质和应用，
晶胞中
与最近
的核
间距为apm。(已知：
)
①若掺杂Y2O3后得到n(CeO2)：n(Y2O3)=0.6：0.2 的晶体，则此晶体中
的空缺率为 。
②
晶体的密度为 (列出表达式)
。
3．（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＋、
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
萃取能力强，对
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
转化为
。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(
)=
。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)。
4．（2025·河北承德、张家口·一模）氯化铊的化学式为
，为白色结晶性粉末，微溶于冷水，不溶
于乙醇，主要用于毛发脱除剂，也用于烟花、信号弹和照明弹等。从某含铊废料(主要成分为
、
、
、
、
、
、
等)中提取并制备
的工艺流程如下。
回答下列问题：
(1)
中
的化合价为 ；残渣的主要成分为 。
(2)“浸取”过程中提高浸取率的方法有 (任写两种)。
(3)工业上常常从“萃取”步骤得到的水相中逐步沉淀出金属离子回收利用，若沉淀前溶液中金属离子的浓
度均为
，第一步沉淀金属离子需要调节溶液pH 的大小范围为 。{已知：常温下，
、
、
，当离子浓度
时，
认为该离子沉淀完全}
(4)“还原、沉淀”过程中生成无污染气体，其发生反应的离子方程式为 。
(5)“一系列操作”具体是指 。
(6)
的立方晶胞结构与
相同，则与
等距离且最近的Tl 有 个；若两
个Tl 间的最近距离为
，TlCl 晶体的密度为
，则阿伏加德罗常数
(列出计
算式)。
5．（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
广泛应用于航天、激光等科学领域。
一种从赤泥(主要成分为
)中提取氧化钪的路径如下：
已知：①
难溶于盐酸；
②
。
(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
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( )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
]
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
有机萃取剂萃取
的反应原理可表示为：
(
代表有机萃取剂，
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 。
6．（2025·河北保定·二模）
是锌锰电池的正极材料，
是一种绿色净水剂。以某锰矿(主要
成分是
，含少量Mn 和Fe)为原料制备
和
的流程如图。回答下列问题：
已知：常温下，部分金属离子在溶液中沉淀的pH 如表所示。
金属离子
开始沉淀的pH
1.9
7.0
8.1
完全沉淀的pH
3.2
9.0
10.1
(1)Mn 和Fe 两元素的部分电离能数据如下表所示。
元素
Mn
Fe
电离能/(
)
717
759
1509
1561
3248
2957
Mn 的第三电离能大于Fe 的第三电离能，其主要原因是 。
(2)提高“酸浸”速率的措施有 (填一种即可)。
(3)“调pH”范围为 ，
能转化为
的原因是 。
(4)“氧化2”的离子方程式为 ；
净水时被还原成
，
水解生成
胶体，胶
体不同于溶液、浊液的本质特征是 。
(5)“电解”会产生废液，该废液可循环用于 (填名称)工序。
(6)“灼烧”中制备
的化学方程式为 ；某温度下，在空气中灼烧
生成锰的氧化物
M，固体失重率约为33.62%，则M 的化学式为 。
7．（2025·河北衡水·三模）以固体废锌催化剂(主要成分为
及少量
)为原
料制备锌的工艺流程如图：
已知：①“浸取”时，
、
转化为
、
进入溶液；
②
时，
、
；
③深度除杂标准：溶液中
；
④有机萃取剂(用
表示)可萃取出
，其萃取原理反应为：
。
(1)基态
原子价电子排布式为 。
(2)“浸取”温度为
时，锌浸出率可达
，继续升温浸出率反而下降，其原因为 。
(3)“操作a”的名称为 。
(4)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的
转化为
，离子方程式为 。
(5)“深度除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比
表示]
与“
加入量”[以
表示] 的关系曲线如图所示。
①当
加入量
时，锌的最终回收率下降的原因是 (用离子方程式表示)，该反应
的平衡常数为 (计算结果保留小数点后两位)。(已知：
的
)
②“深度除铜”时
加入量最好应选 。
a．
b．
c．
d．
(6)“电解”时，使用惰性电极，阴极存在竞争反应。该竞争反应的电极反应式为 。
8．（2025·辽宁抚顺·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 。
9．（2025·陕西渭南·二模）纳米氧化锌是性能优异的半导体催化剂，以工业含锌废渣(主要成分为
ZnO，还含有
、
、
、
、
等)制取高纯氧化锌的工艺流程如下。
已知：金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH 如下表所示。
金属离子
开始沉淀时的
1.9
4.7
6.2
3.4
完全沉淀时的
3.3
6.7
8.2
4.7
回答下列问题：
(1)基态
价层电子轨道表示式为 。
(2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。
(3)“调pH”的范围为 。若室温下将溶液的pH 调为4，则此时
的浓度为
(已知
)。
(4)为表征纳米ZnO 的晶体结构，仪器测得结果如图1 所示，所用仪器是___________(填字母)。
A．核磁共振仪
B．质谱仪
C．红外光谱仪
D．X 射线衍射仪
(5)“沉锌”过程获得
，离子方程式为 。
(6)“母液”通过 、 、过滤、洗涤、干燥可获得
晶体。480℃下，
分解过程中含氮物质随时间变化关系如图2 所示。该条件下
分解的
化学方程式为 。
(7)实验室中进行“灼烧”时，会用到下列仪器中的___________(填字母)。
A．
B．
C．
D．
10．（2025·北京昌平·二模）锰酸锂电池在电动汽车等领域有广泛应用，以下是用电解锰阳极渣制备锰
酸锂的一种方法。
资料：
1.浸出被中的阳离子主要有
、
、
、
、
、
。
2.室温下，金属阳离子浓度为0.1mol/L 时，开始沉淀与完全沉淀的pH 如下表：
金属离子
开始沉淀
6.3
1.5
3.3
8.9
11.9
8.1
完全沉淀
8.3
2.8
4.6
10.9
13.9
10.1
(1)电解锰阳极渣中锰的主要存在形式为
，推测S 在反应中体现 性。
(2)ⅱ中除杂过程需经历2 步：
a．先加入
，后用
调节pH 到5.5，过滤。
b．再加入
溶液，过滤。
①
的作用是 (用离子方程式表示)。
②步骤a 除去的离子有 。
③
溶液的作用是 。
④解释不能通过加入
，再调节pH 的方法除去所有杂质离子的原因 。
(3)沉锰时向滤液中加入稍过量的
溶液，过滤后取滤饼进行多次洗涤后烘干，得到高纯度的
。写出生成
的离子方程式 。
(4)焙烧过程中需要持续鼓入空气，可能的原因有 、 。
(5)制备锰酸锂过程中反应的化学方程式为
，若阳极渣中
含有
的质量为43.5g，理论上需要加入
的质量 (填“>”、“<”或“=”)9.25g，原因是 。
11．（2025·贵州毕节·二模）近年来全球电动汽车销量激增，废旧锂电池的回收愈发迫在眉睫。以废旧
三元锂电池正极材料的硫酸浸出液（含Ni、Co、Mn、Li）为研究对象，采用Cyanex 301（一种酸性萃取
剂）选择性分离回收其中的
和
；
和
代表萃取率。工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)Co 在周期表中的位置 。
(2)水相经加碱调节
后，通入空气可将
氧化成固体氧化物，从而实现分离，写出反应的离子方程式
。
(3)
遇到氨性溶液（由
、
和
配制）会转化为
，此时
氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)Cyanex 301 是一种酸性萃取剂，其与金属离子的萃取反应可简易表示为：
式中：
为被萃金属离子；
为萃取剂
Cyanex 301，结合下图第一次反萃取过程中HCl 的浓度应为 mol/L，简述选择此浓度的原因
。
(5)提纯的镍和钴可用于制取镍四甲基酞箐与钴四氨基酞箐双位点电催化剂，下图中镍的化合价为 。
(6)从
溶液中获取干燥的
晶体的操作步骤为 。
(7)由
等物质可制备
晶体，其立方晶胞如图所示。
与
最小间距大于
与
最小间距，
、
为整数。则
在晶胞中的位置为 ；晶体中一个Al 周围与其最近的O 的个数为 。
12．（2025·山西晋中·二模）锂离子电池的应用很广，某锂离子电池正极材料有钴酸锂（
）和
铝箔等，现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源。
回答下列问题：
(1)气体X 是 （填化学式）。
(2)写出“碱浸”中发生反应的化学方程式： 。
(3)“酸浸”中试剂
的作用是 。
(4)“萃取分离”中钴、锂的萃取率与平衡时溶液
的关系如图所示，
一般选择5 左右，理由是
。
(5)“反萃取”的原理：
，则反萃取剂
是 （填化学式）。
(6)写出“沉钴”中发生反应的离子方程式： 。
(7)若“沉锂”前
，加入等体积
的
溶液，此时实验所得沉锂率为
[已知
；
；结果保留三位有效数字]。
13．（2025·福建厦门·二模）铜阳极泥的主要成分为
、
、
、
、
，从铜阳极泥中
提取金、银的工艺流程如下：
(1)“浸铜”时，鼓入空气的目的有提供氧化剂、 。
(2)“浸铜”时，
反应生成S 的化学方程式为 。
(3)硫脲(
)呈平面结构，可简写为
，强酸性条件下有还原性。“浸金银”中：
①硫脲与尿素(
)结构相似，熔点更高的原因是 。
②已知：25℃时
则
。
③
的结构为
，
反应生成
的离子方程式为
，与
配位的原子是
而不是
的原因是 。
④浸出液
对金浸出率的影响如图。随着浸出液
升高，金浸出率先升高后降低的原因是 。
⑤浸出渣的主要成分有S、 。
(4)“电解”时，生成
的电极反应式为 。
(5)“离子交换”除去金属离子后，吸附后液可返回 工序循环使用。
14．（2025·云南大理·二模）某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴的+2 价氧化物及锌和铜的单质。从该
废渣中提取钴的一种流程如下。
已知：常温下，
。回答下列问题：
(1)基态Co 原子的价电子轨道表示式为 。
(2)“酸浸”步骤中，可提高含钴废渣浸出率的措施有 （写出一种）。
(3)“浸出渣”的主要成分为 （填化学式）。
(4)在“铜渣”中检测不到Co2+，“除铜液”中Co2+浓度为0.18mol∙L-1，则此时溶液的c(H+)＞ mol∙L-1。
【已知常温下，饱和H2S 水溶液中：
；
，
】
(5)在“氧化”步骤中若Na2S2O8过量会将Co2+氧化为Co3+，写出该反应的离子方程式 。
(6)Co 的一种氧化物的晶胞如图所示，该晶体中Co2+的配位数是 ；已知Co2+的半径为a nm，O2-的半
径为b nm，Co2+和O2-在晶体中是紧密堆积排列的，则该晶体的密度为 g∙cm-3。
15．（2025·江西景德镇·二模）镍氯电池的正极材料为
和镀镍钢，负极材料为稀土(
)、镍、
钴、锰、铝储氢合金。从废镍氢电池电极材料中回收相关金属具有重要的意义，某种回收处理工艺如图，
回答相应问题。
已知
、
，当
时可认为沉淀完全。
(1)画出基态
原子的价电子轨道表示式 。
(2)沉土时得到的稀土化合物从盐的分类角度属于 (填字母)；
a.铵盐 b.硫酸盐 c.复盐 d.酸式盐
稀土元素
通常以+3 价最为稳定，少数会出现+4 价，
中+3 和+4 价
的个数比为 。
(3)滤渣中含有
、
、
，写出除杂时
参与的离子方程式 。
(4)共沉步骤中，当溶液中
时，溶液的
；此时
沉淀 。(填“完
全”或“不完全”)
(5)滤液中可回收循环使用的物质是 。
16．（2025·广东深圳·一模）二氧化铈(CeO2)是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)
为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示：
已知：①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+，也能与SO
结合成[CeSO4]2+：
②在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3+不能；
③当某离子的浓度低于1.0×10-5mol·L-1时，该离子沉淀完全。
(1)氧化焙烧中氧化的目的是 。
(2)“萃取”时存在反应：Ce4++n(HA)2
Ce·(H2n-4A2n)+4H+，如图中D 是分配比，表示Ce(
)
Ⅳ分别在有机层中与
水层中存在形式的物质的量浓度之比D=
，保持其它条件不变，若在起始料液中加入不同量
的Na2SO4以改变水层中的c(
)，请解释D 随起始料液中c(
)变化的原因 。
(3)“反萃取”中，温度太高，反应速率逐渐减小的原因是 。
(4)常温下，向水层中加入NaOH 溶液来调节溶液的pH，pH 应大于 时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。
(已知Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20])
(5)“氧化”步骤的离子方程式为 。
(6)氧化铈CeO2，常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂Y2O3，Y3+占据原来Ce4+的位置，可以得到更
稳定的结构，如图所示，CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为apm。(已知：O2-的空缺率=
×100%)。
①晶体CeO2中每个Ce 周围与其最近的Ce 个数为 。
②CeO2晶体的密度为 g·cm-3(只需列出表达式)。
③若掺杂Y2O3后得到n(CeO2):n(Y2O3)=3:1 的晶体，则此晶体中O2-的空缺率为 。
17．（2025·湖南邵阳·三模）四钼酸铵
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
、
、
、
、
等)制备四钼酸铵和一些副产品的
工艺流程图：
已知：①
、
、
均可与纯碱反应生成对应的钠盐。
②“沉钒”后
的形式存在于溶液中；在不同
条件下
聚合生成多酸根离子，如
、
、
等，
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
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．
溶液 b．饱和
溶液 c．饱和
溶液
(4)向“溶液
”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)。(
)。
18．（2025·四川巴中·三模）工业上用钛铁矿(主要含
和少量
、
、
、
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
形式存在；
为强电解质，在溶液中仅能电离出
和一种正
离子；
②25℃，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的
如表所示。
金属离子
开始沉淀的
2.2
6.5
3.5
9.5
恰好沉淀完全
时的
3.2
9.7
4.7
11.1
(1)若要使“分步沉淀”后母液中
浓度不超过
，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
的原因可能是 。
(4)“分步沉淀”：用氨水逐步调节
至11.1，依次析出的沉淀是： 、
。
(5)若在“酸浸”后的溶液中加入适量的
，其作用是 。
19．（2025·福建福州·二模）用锂辉石(主要成分：LiAlSi2O6，含少量MgO、CaO、FeO、Fe2O3等)制备
Li2CO3的工艺流程如下：
已知：25℃，4 种物质的溶度积或电离常数如下。
Li2CO3
Al(OH)3
Fe(OH)3
H2CO3
回答下列问题：
(1)组成LiAlSi2O6的元素中，未成对电子数最少的基态原子为 。
(2)“焙烧”时控制温度250~300℃，温度不宜过高的原因是 。
(3)“浸出液”中含有Li+、Al3+、Fe2+、Fe3+，还含有的金属阳离子是 。
(4)加入H2O2，发生反应的离子方程式为 。
(5)溶液的pH：“滤液I” “滤液Ⅱ”(填“>”“<”或“=”)。
(6)25℃，滤液Ⅱ经处理后
，在1L 该溶液中加入Na2CO3粉末至溶液的pH=10，锂的沉淀率
达到95%，则至少需要Na2CO3 mol。(忽略溶液体积变化)
(7)由滤液Ⅲ得到副产品Na2SO4•10H2O 的操作是 、过滤、洗涤、干燥。
(8)由Li2CO3进一步制得的Li2O 具有反萤石结构，晶胞如图所示。
①晶胞中与Li+最近的Li+共有 个。
②已知Li+间最近距离为anm，则
与Li+间最近距离为 nm。
20．（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
、
、
、
、
等，利用锌浸渣提取
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
的关系为：
pH
pH<2
pH>12
Ge 存在形式
②部分金属离子的沉淀
：
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)
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
的形式存在，随着
的升高，
的沉淀率升高，“沉锗”操作理论上需控制
范围为 。
(4)“酸溶”后，溶液的
为1.8，向溶液中加入酒石酸萃取剂，其原理为酒石酸
与含锗微粒形成
酒石酸络阴离子
①若
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．
溶液 b．
溶液 c．
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
，锗原子
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)。
