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2025年高考化学考向分析
专项 无机工艺流程分析
解题觉醒
追踪元素分析法:确认目标元素，画出“目标元素主干线”，追踪好目标元素。
1.（2020山东）用软锰矿（主要成分为，含少量、）和 制备高纯
的工艺流程如下：
已知：是一种两性氧化物；时相关物质的 见下表。
物质
回答下列问题：
（1） 软锰矿预先粉碎的目的是______________________________________， 与
溶液反应转化为 的化学方程式为_______________________________________。
增大接触面积，充分反应，提高反应速率
（2） 保持投料量不变，随与投料比增大， 的量达到最大值后无明显变
化，而 的量达到最大值后会减小，减小的原因是__________________________
______。
过量的消耗了产生的
（3） 滤液Ⅰ可循环使用，应当将其导入到______操作中（填操作单元的名称）。
蒸发
（4） 净化时需先加入的试剂为______（填化学式），再使用氨水调溶液的，则
的理论最小值为____（当溶液中某离子浓度 时，可认为该离子
沉淀完全）。
4.9
（5） 碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________________________
___________。
【解析】
（1）对软锰矿进行粉碎，其表面积增大，在后续加入硫化钡溶液时，固体与溶液接触
面积增大，充分反应，能提高反应速率。分析该制备工艺流程图可知，“反应”操作中硫
化钡中的硫转化为硫单质，硫化钡中的钡转化为氢氧化钡，故软锰矿中的二氧化锰在
“反应”操作中被硫化钡中的还原，元素由价转化为价，故与 溶液
反应转化为的化学方程式为 。（2）随
与投料比增大，的量达到最大值后无明显变化，这是因为还原剂 已经完
全反应，所以即使再加也不会再生成。加入的的量增大，而 的量
减少，是因为为两性氧化物，能与强碱反应，从而导致 的量减少。
（3）滤液Ⅰ中仍含少量的 ，为提高其产率，可将滤液Ⅰ导入前边的“蒸发”操作中。
（4）由软锰矿中的杂质成分有、 可知，经酸解后，得到的滤液中含有的主
要金属阳离子有、和 ，结合表中四种氢氧化物的溶度积数据可知，为减
少的损失，需将转化为，然后再调节溶液的，使杂质、
转化为、 沉淀，故“净化”操作中需加入氧化剂，结合后续操作中的物质
转化，为了不引入新的杂质，且不氧化，“净化”操作中加入的试剂 为过氧化氢
溶液。根据表格数据可知，和为同类型的难溶电解质且
的稍大，所以当完全沉淀时，也一定完全沉淀，因此计算、 皆完
全沉淀的，取的 数据计算。由已知信息可知，沉淀完全的最大金属离子
的浓度为 ，此时
，则
， ，此
时 。（5）由工艺流程图中的“碳化”操作可知，该操作中加入的物质是碳酸氢
铵、氨水，而“压滤”操作后的滤液中含 ，由目标产物可知，该反应的生成物中有
碳酸锰，故“碳化”过程中发生反应的离子方程式为
。
2.（2023山东济南检测）工业上利用石煤矿粉（主要含及少量、 ）为原
料生产 ，工艺流程如下：
已知：①“水溶”“转沉”“转化”后，所得含钒物质依次为、、 ；
②不同下， （Ⅴ）在溶液中的主要存在形式见下表：
主要离子
时， 。
（1） “焙烧”时， 发生反应的化学方程式为
_________________________________________。
（2） 滤液Ⅰ的成分为_______（填化学式）；先“转沉”后“转化”的目的是____________。
（3） 滤渣Ⅱ经高温煅烧后水浸，所得物质可导入到______操作单元中循环使用。
富集钒元素
转沉
（4） “沉钒”中析出晶体时，需要加入过量 ，其原因是①_____________
_______________，②_________________________________________。 时，测得
“转化”后滤液中，为使“沉钒”时钒元素的沉降率达到 ，应调
节溶液中至少为____ 。
调节，将转化为
利用同离子效应，使尽可能析出完全
0.2
（5） “煅烧”时，由制得产品 ，但反应体系中，若不及时分离气体Ⅱ，部
分会转化成，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 ，该反应的化学方程
式为___________________________________。
【解析】
（1）根据“水溶”后所得含钒物质为，知“焙烧”时被氧化成 ，又“焙
烧”时加入、、水蒸气，根据原子守恒知还有 生成，发生反应的化学方程式为
。（2）“转沉”时，发生反应：
，滤液Ⅰ的主要成分为 ，先
“转沉”后“转化”的目的是富集钒元素。（3）滤渣Ⅱ为 ，经高温煅烧生成 ，
水浸后生成，可以导入到“转沉”中循环利用。（4） 水解使溶液显酸
性，结合已知②可知，过量的可以调节，将转化为 ，同时也可以利用
同离子效应，使尽可能析出完全。滤液中 ，由元素质量
守恒知，钒元素的沉降率达到 时溶液中
，则
。（5） 气体Ⅱ含， 可
将还原成，得，根据氧化剂与还原剂物质的量之比为 知，
被氧化成，配平化学方程式为 。
3.（前沿科技）（2022湖北）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重
视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水（含有、、
和少量、 ），并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
时相关物质的参数如下：
的溶解度：
化合物
回答下列问题：
（1） “沉淀1”为_________。
（2） 向“滤液1”中加入适量固体 的目的是________
______________________________________。
将转化成沉淀除去，同时不引入新杂质
（3） 为提高 的析出量和纯度，“操作A”依次为____
______、__________、洗涤。
蒸发浓缩
趁热过滤
（4） 有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备 。查
阅资料后，发现文献对常温下的 有不同的描述：①
是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究 的
性质，将饱和溶液与饱和 溶液等体积混合，起
初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生
成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下
________（填“稳定”或“不稳定”），有关反应的离子方程
式为_______________________________________________。
不稳定
（5） 他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”
加入改为通入 。这一改动能否达到相同的效果，
作出你的判断并给出理由： __________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________ 。
能达到相同效果。“滤液2”
中含有、，若将加入的操作改为通入 ，
则当通入过量后可以生成 ，根据（4）可知
不稳定，最后又变成 沉淀
【解析】
（1）“浓缩卤水”中含、、和少量、，由于 是微溶物而
是难溶物，所以加入石灰乳后可以生成 沉淀。（2）根据题给物质的
数据计算溶解度可知，溶解度远大于 ，向“滤液1”中加入适量固体
可以沉淀溶液中的，反应后生成沉淀和，不但除去 同时也不
会引入新的杂质。（3）向“滤液2”中加入，经过“操作A”处理后 从溶液中
析出形成沉淀，根据的溶解度曲线可知，随着温度升高， 的溶解度降低，
因此溶液要升温到较高温度时才能析出 ，故“操作A”依次为蒸发浓缩、趁热过滤
（【提醒】原因：避免产物固体因降温又再度溶解，而导致产率降低）、洗涤。（4）
根据题目信息“将饱和溶液与饱和 溶液等体积混合，起初无明显变化，随后
溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀”可以判断，该实验条件下 不稳
定。由实验现象可以推出，白色沉淀应为,气泡应为 ，有关反应的离子方程式
为。（5）“滤液2”中含有、 ，若将加
入的操作改为通入，则当通入过量后可以生成 ，根据（4）可知
不稳定，最后又变成沉淀。因此加入和通入 最终都是得到
沉淀，效果相同。
4.（2022辽宁）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）联合焙烧法制备和 ，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____。
．进一步粉碎矿石 ．鼓入适当过量的空气 ．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：①充分浸出和 ；②___________________
_________。
抑制溶液中的金属阳离子水解
（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 的目的是__________________。
将转化为
【解析】 .
（1）要提高焙烧效率，可以增大矿石与空气的接触面积，因此进一步粉碎矿石是可行
的， 项正确。鼓入适当过量的空气，可以提供足量的氧气使矿石尽可能转化为氧化
物，项正确。降低焙烧温度，会使反应速率减慢，不利于提高焙烧效率， 项错误。
（2）由题目信息“在空气中单独焙烧生成”可知，中价被 氧化为
，经过焙烧转变为，化学方程式为 。（3）
溶液中的金属阳离子如、 的水解程度都特别大，“酸浸”中过量浓盐酸的作用除
了可以充分浸出和以外，还可以提供较高浓度的 抑制金属阳离子的水解。
（4）“酸浸”后的滤渣为难溶于的。（5）的生成是具有氧化性的 氧化
了中的价，被还原成 ，（【提醒】类比二氧化锰与浓盐酸反应制
氯气）离子方程式为 。
（6）在时也会大量析出沉淀，那就会和目标产物 沉淀混在
一起降低纯度。所以在调水解沉淀前，要加入 作还原剂（不引入新杂
质），将还原为 。
5.（2023四川攀枝花三模）从铜电解液分离出的粗硫酸镍晶体中含有大量的杂质元素
（、、、、 等），我国科学家对粗硫酸镍进行精制提纯，其工艺流程如图1所
示。
图1
已知：ⅰ．含镍溶液中的主要离子有、、、、、和 ；
ⅱ．部分物质的电离常数和溶度积常数如表所示。
物质 电离常数 物质 溶度积常数 物质 溶度积常数
回答下列问题：
（1） 将粗硫酸镍溶液的调小至 ，加入的试剂是________。
（2） 滤渣1中除外，还含有和。反应生成和 的离子方程式是
___________________________________________。
稀硫酸
（3） 解释“氧化除杂”时，加入和能析出 的原因：_______________
____________________________________________________________________________
______________________________________________。
将氧化为，发生水解反应，加入的会和反应，使的水解平衡正向移动，生成沉淀
图1
（4） 用沉淀溶解平衡原理解释用 能够“氟化除杂”的原因： ___________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
_____________ 。
因为
的平衡常数
，所以加入能够将 完全转
化为 沉淀
图2
（5） 结合图2分析，“P204萃取”时，应调节水溶液的
为___（填标号）。
C
A.1.2
B.2.1
C.3.3
D.4.5
（6） “硫化除杂”之后，若溶液，溶液中 ，理论上溶液
中___________ （计算结果保留两位有效数字）。
（7） 写出精制硫酸镍溶液得到硫酸镍晶体后，一种综合利用“母液”的方法：________
____________________________________________________________________________
___________________。
将“母液” 与萃取后的溶液合并使用或向“母液”中加入适量的溶液，过滤，将得到的用于“氧化除杂”步骤
图1
【解析】
（1）调节时不能引入新的杂质，加入的试剂是稀硫酸。（2）， 得
电子化合价降低，，失电子化合价升高，根据原子守恒知还有 生成，根据
得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为
。（3）考虑的氧化性和 的水
解。将氧化为，发生水解反应 ，加入的
会和反应，使的水解平衡正向移动，生成 沉淀。（4）“用沉淀
溶解平衡原理解释”，则与溶度积有关。由题表数据可知，反应
的平衡常数
，所以加入能够将 完全转
化为 沉淀。（5）“P204萃取”时，杂质锌元素最大程度除去，目标元素最大程度保
留。由题图2可知，“P204萃取”水溶液的约为3.3时，基本已经除尽，且此时
损失不大，如果过大，损失较多；过小， 有较多剩余，则应调节水溶液
的为，故选C。（6）“硫化除杂”之后，溶液 ，溶液中
，则 ，又
，则
，又
，则
。 （7）精制硫酸镍溶液得到硫酸
镍晶体后，可将“母液”与萃取后的溶液合并使用或向“母液”中加入适量的 溶液，
过滤，将得到的 用于“氧化除杂”步骤等。
6.（方式创新·模块融合）（2023重庆一中模拟）三氧化二砷 可用于治疗急性早
幼粒细胞白血病。利用某酸性含砷废水（含、）可提取 ，其工艺流
程如图1所示。
图1
已知：为两性氧化物；易溶于过量的溶液中； 在加热过
程中会失水生成 。
回答下列问题：
（1） 中砷元素的化合价为____。
（2） “焙烧”操作中， 参与反应的化学方程式为______________________________。
（3） “碱浸”的目的是____________________________________，滤渣 的主要成分是
_______（填化学式）。
（4） “氧化”操作的目的是_____________________________（用离子方程式表示）。
将转化为，与分离
（5） “还原、加热”过程中制得，则消耗标准状况下气体 的体积为_____
。
448
（6） 砷酸钠 可用作可逆电池，装置如图2所示，其反应原理为
。为探究溶液对 氧化性的影响，测得
输出电压与溶液的变化关系如图3所示。则点时，盐桥中 ______（填“向左”“向右”
或“不”）移动， 点时，负极的电极反应式为_________________________________。
向左
【解析】
（1）由化合物中各元素化合价代数和为0可知，中砷元素为 价。（2）“焙烧”
操作中与反应生成，元素化合价降低，元素化合价不变，则 元素化
合价升高，即有生成，反应的化学方程式为 。
（3）为两性氧化物，能与反应转化为可溶的，不能与
反应，因此“碱浸”的目的是将转化为，与分离，滤渣 的主要成分
是。（4）“氧化”操作中加入过氧化氢溶液，将转化为 ，离子方
程式为 。（5）“还原、加热”过程中根据原子守恒、得
失电子守恒可得关系式：，则生成
时，消耗标准状况下的体积为 。（6）由题图
2、3可知，点时，溶液，电压大于0，平衡正向移动，转化为 ,得电
子，则A池中石墨电极为正极，B池中石墨电极为负极，盐桥中钾离子移向正极区，即
向左侧A池移动。点时，增大，电压小于0，平衡逆向移动，转化为 ，得电子，
则B池中石墨电极为正极，A池中石墨电极为负极， 在负极失去电子发生氧化反应
生成，则电极反应式为 。
7.（方式创新·模块融合）（2023湖南邵阳二模）某废镍催化剂的主要成分是 合
金，还含有少量、 及不溶于酸碱的有机物。采用如图1所示工艺流程回收其中的镍，
制备镍的氧化物 。
图1
图2
图3
回答下列问题：
（1） “碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为__________________________________
__________________________________________________________________________。
（2） “溶解”后的溶液中，所含金属离子有、、、 、______。
（3） 在空气中煅烧，其热重曲线如图2所示，时 转化为
，反应的化学方程式为___________________________________； 生
成的固体产物的化学式为_______。
（4） 金属镍的配合物 的中心原子的价电子数与配体提供的成键电子总数之和
为18，则___；与结构相似，分子内 键与 键个数之比为_____。
4
（5） 的晶胞结构如图3所示，其中原子坐标参数A为，C为（1，， ）。
① B的原子坐标参数为_______。
② 若晶胞棱长为,则晶体的密度为____________（用含、 的代数式
表示， 表示阿伏加德罗常数的值）。
（6） 原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用 表示，与之相
反的用 表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态铁原子，其自旋磁量子数的代数
和为_________。
或
【解析】
（1）“碱浸”时发生的主要反应是铝和氢氧化钠反应，离子方程式为
。
（2）由分析可知，“溶解”过程中硝酸将部分铁元素氧化为 ，因此“溶解”后的溶液
中，所含金属离子有、、、、 。
（3）
（4）的价层电子排布式为 ，价层电子数为10，每个配体提供一个电子对，则
，；与结构相似（【注意】和 互为等电子体，等电子体具
有相似的结构特征，二者的空间结构均为直线形），含有，则1个分子含有1个
键、2个 键，分子内 键与 键个数之比为 。
（5）①由题图3晶胞结构可知，原子坐标参数A为，C为（1，， ），则B的原
子坐标参数为。②根据“均摊法”，晶胞中含的个数为 ，含
的个数为，则 晶体的密度为
。
（6）是26号元素，基态核外电子排布式是，若一种自旋状态用 表示，
与之相反的用表示，则基态 原子的价层电子的自旋磁量子数的代数和为
，也可以是 ，故对于基态铁原子，其自旋磁量子数的代
数和为或 。
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