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主观题突破(七)　化工流程题的综合分析(A)
1.(2025·九江十校联考)铁、钴、镍主要用于制造合金,是重要的战略性金属。可采用酸浸—氨浸等工艺从铁钴镍矿中(主要含Co2O3、NiO、FeO、Fe2O3,少量MgO、SiO2)提取Fe、Co、Ni,并获得一系列化工产品,部分流程如图:
已知:Co2+易与NH3发生配位生成[Co(NH3)6]2+,[Co(NH3)6]2+不稳定,易被氧化为[Co(NH3)6]3+;Ka(HF)=6.0×
10-4、Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
金属离子 Fe3+ Co3+ Co2+ Ni2+
开始沉淀的pH 1.5 6.5 7 6.9
沉淀完全的pH 2.8 9 10 8.9
回答下列问题:
(1)写出基态Fe3+的价层电子排布式:______________________。
(2)为了提高“酸浸”速率,可采取的措施是____________________________________________________(写出一种即可)。
(3)“除镁”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+,若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是__________________________。
(4)“氧化”的目的是__________________________。“调pH”过程中,溶液的pH范围应调节为___________时才能保证“滤渣2”纯度较高。“结晶”过程通入的酸性气体X是_______(填化学式)。
(5)“还原”过程中,足量SO2与[Co(NH3)6]3+反应的离子方程式为______________________。
(6)“沉镍”过程中会产生一种无色无味的气体,反应的离子方程式是__________________________。
2.(2025·吉安联考)工业含铬废水毒性较大需经处理达标后才能排放。某电镀厂废水中主要含有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:
已知:①部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
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(>9溶解)
②过二硫酸钠(Na2S2O8)是一种强氧化剂,能将Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ);
③在酸性条件下Cr(Ⅵ)主要以Cr2存在。
回答下列问题:
(1)基态Fe2+价层电子轨道表示式为__________________________。
(2)“滤渣1”的主要成分是______________________(填化学式);欲分离滤渣1中各组分可以依次选用___________作试剂。
(3)已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(MgCO3)=6.8×10-6。若水相中c(Ca2+)=c(Mg2+)=0.1 mol·L-1,当c(Ca2+)≤1.0×10-5 mol·L-1时,认为沉淀完全;试通过计算判断Ca2+和Mg2+是否能完全分离:__________________________。
(4)在“过滤”和“萃取分液”时,均需用到的玻璃仪器有_______(填仪器名称),分液漏斗使用前必须___________。
(5)“还原”过程在酸性条件下进行,则发生氧化还原反应的离子方程式为_____________________。
(6)Cr3+能形成多种配位离子,如[Cr(H2O)6]3+、[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+、。配体H2NCH2CH2NH2(乙二胺)属于_______晶体。
3.(2025·湖南模拟)金红石是一种重要的钛矿石,具有较高的稳定性和化学惰性,其主要成分为TiO2,还含有少量Fe、Cr的氧化物。金属钛具有高强度、低密度、耐腐蚀等优良性能,广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。工业上常采用氯化法和还原法相结合的工艺来制备金属钛。工艺流程如下:
(1)Ti原子的价层电子轨道排布式为___________。
(2)金红石粉碎后遇浓硫酸加热酸浸,转化成了TiO2+,加入大量水,水解成TiO2·xH2O,水解过程的化学方程式为______________________。
(3)若氯化过程产生等物质的量的CO和CO2,则该过程发生反应的化学方程式为_____________________。
(4)还原过程用金属镁在高温下还原TiCl4得到金属Ti。
①还原过程需在__________________________(填字母)气氛中进行。
a.氩气 b.N2
c.CO2 d.空气
②下列金属冶炼常用的方式和上述过程相似的是_____________(填字母)。
a.Al b.Fe
c.Na d.Pt
③钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图甲所示,工业中实际生产选择1 000 ℃左右进行,请解释原因:____________________________________________________。
(5)如图乙是“碳中和”反应在钛的氧化物催化作用下的反应机理,该过程的总反应可以表示为__________________________。
(6)四卤化钛熔点如下表所示,利用物质结构的知识解释熔点变化的原因:______________________。
物质 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 -25 38 150
4.稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和SiO2)综合提取钒、钛,并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如图所示:
已知:①“加压焙烧”过程中存在反应2FeCl3(s)===2FeCl2(s)+Cl2(g),生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”;
②“酸浸”所得溶液中钒、钛以V、TiO2+形式存在。
回答下列问题:
(1)基态钛原子的价电子排布式为_______;已知FeV2O4中Fe为+2价,则V的化合价为_____________价。
(2)“加压焙烧”中FeV2O4经“二次氯化”转化为VO2Cl和FeCl2的化学方程式为_____________________。
(3)“酸浸”时,产生的“浸出渣”的主要成分为_______(填化学式)。
(4)已知Ksp[TiO(OH)2]=1×10-29,“沉钛”时,为使TiO2+沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1),需要调节溶液的pH不低于_______;该过程中,加入适量铁粉的目的为______________________。
(5)“氧化”时,H2O2的使用量远大于理论计算量,可能的原因为______________________。
(6)“萃取”时,V先转化为H2V10,再与萃取剂R3N结合,其过程可表示为4R3N+4H++H2V10[R3NH]4H2V10O28,据此分析“反萃取”过程中加入Na2CO3溶液的作用:__________________________。
(7)“沉铁”时,生成黄铵铁矾的离子方程式为______________________。
5.(2025·湖北联考)工业上以铬铁矿(FeCr2O4含有少量Fe2O3和Al2O3等杂质)为主要原料制备K2Cr2O7的工艺流程如图:
已知:①最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2存在,在碱性介质中以存在;
②煅烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4;
③室温下,Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-,K=100.63,Kw=1×10-14
(1)Cr元素位于元素周期表第_____________周期第_____________族。
(2)“煅烧”时FeCr2O4参与反应的化学方程式为______________________。
(3)“滤渣1”的主要成分为_____________。
(4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为______________________,加入硫酸也能达到“酸化”目的,选择CO2的优点是__________________________。
(5)室温下“中和”:[Al(OH)4]-+H+Al(OH)3↓+H2O。控制pH=_____________,可保证[Al(OH)4]-恰好沉淀完全(溶液中浓度为1×10-5 mol/L)。
(6)分光光度法是一种基于物质对光的选择性吸收而建立的常见定性定量分析方法。用分光光度法测产品的纯度时(K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比),测得的质量分数明显偏低,分析原因,发现配制K2Cr2O7待测液时少加了一种试剂,该试剂可以是_____________(填字母)。
A.硫酸 B.氢碘酸
C.硝酸钾 D.氢氧化钾(共38张PPT)
主观题突破(七)　化工流程题的综合分析(A)
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1.(2025·九江十校联考)铁、钴、镍主要用于制造合金，是重要的战略性金属。可采用酸浸—氨浸等工艺从铁钴镍矿中(主要含Co2O3、NiO、FeO、Fe2O3，少量MgO、SiO2)提取Fe、Co、Ni，并获得一系列化工产品，部分流程如图：
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已知：Co2+易与NH3发生配位生成[Co(NH3)6]2+，[Co(NH3)6]2+不稳定,易被氧化为[Co(NH3)6]3+；Ka(HF)=6.0×10-4、Kb(NH3·H2O)=1.8×
10-5；相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：
金属离子 Fe3+ Co3+ Co2+ Ni2+
开始沉淀的pH 1.5 6.5 7 6.9
沉淀完全的pH 2.8 9 10 8.9
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回答下列问题：
(1)写出基态Fe3+的价层电子排布式：_________。
(2)为了提高“酸浸”速率，可采取的措施是_______________________
____________________(写出一种即可)。
3d5
适当增加酸的浓度，将铁钴镍矿粉碎等
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(3)“除镁”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+，若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_________________________________________
______________________________。
(4)“氧化”的目的是____________________。“调pH”过程中，溶液的pH范围应调节为______________时才能保证“滤渣2”纯度较高。“结晶”过程通入的酸性气体X是_______(填化学式)。
F-与H+结合形成弱电解质HF，MgF2(s) Mg2+(aq)+2F-(aq)平衡向右移动
将Fe2+氧化为Fe3+
2.8≤pH<6.5
HCl
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(5)“还原”过程中，足量SO2与[Co(NH3)6]3+反应的离子方程式为_________________________________________________________。
(6)“沉镍”过程中会产生一种无色无味的气体，反应的离子方程式是____________________________________。
2[Co(NH3)6]3++9SO2+10H2O===2Co2++S+12N+8HS
2HC+Ni2+===NiCO3↓+CO2↑+H2O
(1)基态Fe原子的价电子为3d64s2，故基态Fe3+的价层电子排布式为3d5。(2)为了提高“酸浸”速率，可采取的措施是适当增加酸的浓度,将铁钴镍矿粉碎等。(3)沉淀除去Mg2+，若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是F-与H+结合形成弱电解质HF，MgF2(s)
Mg2+(aq)+2F-(aq)平衡向右移动。(4)氧化的目的是将Fe2+氧化为
Fe3+，通过调节pH值得到Fe(OH)3沉淀，除去Fe3+；调节pH值让Fe3+沉淀，Co3+和Ni2+不沉淀，溶液的pH范围应调节为2.8≤pH<
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6.5；为了防止FeCl3水解，需要在氯化氢气流中蒸发结晶。(5)“还原”过程中，足量SO2与[Co(NH3)6]3+反应将三价钴还原为Co2+同时生成N和HS，离子方程式为2[Co(NH3)6]3++9SO2+10H2O===
2Co2++S+12N+8HS。(6)“沉镍”过程中产生无色无味的一种气体是CO2，反应的离子方程式：2HC+Ni2+===NiCO3↓+
CO2↑+H2O。
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2.(2025·吉安联考)工业含铬废水毒性较大需经处理达标后才能排放。某电镀厂废水中主要含有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：
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已知：①部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：
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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(>9溶解)
②过二硫酸钠(Na2S2O8)是一种强氧化剂，能将Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ)；
③在酸性条件下Cr(Ⅵ)主要以Cr2存在。
回答下列问题：
(1)基态Fe2+价层电子轨道表示式为_________________。
(2)“滤渣1”的主要成分是______________________(填化学式)；欲分离滤渣1中各组分可以依次选用___________________作试剂。
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Fe(OH)3、Al(OH)3
NaOH溶液、CO2
(3)已知：Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，Ksp(MgCO3)=6.8×10-6。若水相中c(Ca2+)=c(Mg2+)=0.1 mol·L-1，当c(Ca2+)≤1.0×10-5 mol·L-1时，认为沉淀完全；试通过计算判断Ca2+和Mg2+是否能完全分离：
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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当溶液中c(Ca2+)=1.0×10-5 mol·L-1，c(C)==2.8×10-4
mol·L-1，此时c(Mg2+)·c(C)=2.8×10-5>Ksp(MgCO3)，说明
Ca2+、Mg2+不能完全分离
(4)在“过滤”和“萃取分液”时，均需用到的玻璃仪器有_______(填仪器名称)，分液漏斗使用前必须__________________。
(5)“还原”过程在酸性条件下进行，则发生氧化还原反应的离子方程式为_____________________________________________。
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烧杯
检查是否漏液
Cr2+8H++3S===2Cr3++3S+4H2O
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分子
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3.(2025·湖南模拟)金红石是一种重要的钛矿石，具有较高的稳定性和化学惰性，其主要成分为TiO2，还含有少量Fe、Cr的氧化物。金属钛具有高强度、低密度、耐腐蚀等优良性能，广泛应用于航空航天、化工、医疗器械等领域。工业上常采用氯化法和还原法相结合的工艺来制备金属钛。工艺流程如下：
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(1)Ti原子的价层电子轨道排布式为_____________________。
(2)金红石粉碎后遇浓硫酸加热酸浸，转化成了TiO2+，加入大量水，水解成TiO2·xH2O，水解过程的化学方程式为___________________
_________________________。
(3)若氯化过程产生等物质的量的CO和CO2，则该过程发生反应的化学方程式为_______________________________________。
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TiOSO4+(x+1)H2O
===TiO2·xH2O+H2SO4
3TiO2+4C+6Cl2===3TiCl4+2CO+2CO2
(4)还原过程用金属镁在高温下还原TiCl4得到金属Ti。
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①还原过程需在_________(填字母)气氛中进行。
a.氩气 b.N2
c.CO2 d.空气
②下列金属冶炼常用的方式和上述过程相似的是________(填字母)。
a.Al b.Fe
c.Na d.Pt
a
b
③钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图甲所示，工业中实际生产选择1 000 ℃左右进行，请解释原因：____________________
__________________________________________________。
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800 ℃时，转化率低；1 500 ℃和1 000 ℃的转化率相当，1 500 ℃时能耗太高
(5)如图乙是“碳中和”反应在钛的氧化物催化作用下的反应机理，该过程的总反应可以表示为________________________
_________________________。
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2CH3OH+CO2 HCOOCH3+HCHO+H2O
(6)四卤化钛熔点如下表所示，利用物质结构的知识解释熔点变化的原因：_____________________________________________________
___________________________________________________________________。
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物质 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 -25 38 150
TiF4为离子晶体，熔点较高，TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶体，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，熔点逐渐升高
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4.稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和SiO2)综合提取钒、钛，并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如图所示：
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已知：①“加压焙烧”过程中存在反应2FeCl3(s)===2FeCl2(s)+Cl2(g)，生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”；
②“酸浸”所得溶液中钒、钛以V、TiO2+形式存在。
回答下列问题：
(1)基态钛原子的价电子排布式为_______；已知FeV2O4中Fe为+2价，则V的化合价为______价。
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3d24s2
+3
(2)“加压焙烧”中FeV2O4经“二次氯化”转化为VO2Cl和FeCl2的化学方程式为___________________________________。
(3)“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为_______(填化学式)。
(4)已知Ksp[TiO(OH)2]=1×10-29，“沉钛”时，为使TiO2+沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)，需要调节溶液的pH不低于_______；该过程中，加入适量铁粉的目的为______________________________。
(5)“氧化”时，H2O2的使用量远大于理论计算量，可能的原因为____________________________。
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FeV2O4+2Cl2 FeCl2+2VO2Cl
SiO2
2.0
调节溶液pH使TiO2+沉淀完全
产生的Fe3+催化H2O2的分解
(6)“萃取”时，V先转化为H2V10，再与萃取剂R3N结合，其过程可表示为4R3N+4H++ H2V10 [R3NH]4H2V10O28，据此分析
“反萃取”过程中加入Na2CO3溶液的作用：_______________________
_____________________________________。
(7)“沉铁”时，生成黄铵铁矾的离子方程式为_____________________
__________________________________。
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消耗H+，使萃取反应的平衡逆向移动，将H2V10与萃取剂分离　
N+3Fe3++2S+
6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+
钒钛磁铁矿精矿(主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和SiO2)“加压焙烧”过程中存在反应2FeCl3(s)===2FeCl2(s)+Cl2(g)，生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”，FeV2O4经“二次氯化”转化为VO2Cl、FeCl2，加入盐酸进行酸浸，VO2Cl转化为V，TiO2转化为TiO2+,滤渣含SiO2，加适量铁粉沉钛，调节溶液pH使TiO2+完全生成TiO(OH)2沉淀，加入H2O2将+2价亚铁离子氧化成+3价铁离子，加入有机萃取剂R3N，V先转化为H2V10，再与萃取剂R3N结合
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进入有机相，4R3N+4H++H2V10 [R3NH]4H2V10O28，加酸化的Na2SO4洗涤分液，有机相加入Na2CO3进行反萃取，经一系列操作得V2O5；水相加入(NH4)2SO4生成黄铵铁矾，据此分析。(1)钛为22号元素，其价电子排布式为3d24s2，已知FeV2O4中Fe为+2价,根据化合价代数和为零，则V的化合价为+3价。(2)“加压焙烧”中FeV2O4经“二次氯化”转化为VO2Cl和FeCl2，V由+3价升高到+5价,
Cl由0价降至-1价，根据化合价升降守恒进行配平，化学方程式为
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FeV2O4+2Cl2===FeCl2+2VO2Cl。(3)根据分析可知，“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为SiO2。(4)Ksp[TiO(OH)2]=c(TiO2+)·
c2(OH-)=1.0×10-5 mol·L-1×c2(OH-)=1×10-29，c(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1 c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1，pH不低于2.0；加入适量铁粉的目的：调节溶液pH使TiO2+沉淀完全。(5)“氧化”时，将+2价亚铁离子氧化成+3价铁离子，H2O2的使用量远大于理论计算量，可能的原因为产生的Fe3+催化H2O2的分解。(6)Na2CO3与H+反应，消耗
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H+，使c(H+)降低，使萃取反应的平衡逆向移动，将H2V10与萃取剂分离。(7)“沉铁”时，加入(NH4)2SO4，生成黄铵铁矾的离子方程式为N+3Fe3++2S+6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+。
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5.(2025·湖北联考)工业上以铬铁矿(FeCr2O4含有少量Fe2O3和Al2O3等杂质)为主要原料制备K2Cr2O7的工艺流程如图：
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已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2存在，在碱性介质中以Cr存在；
②煅烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4；
③室温下，Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]-，K=100.63，Kw=1×10-14
(1)Cr元素位于元素周期表第______周期第________族。
(2)“煅烧”时FeCr2O4参与反应的化学方程式为____________________
__________________________________。
(3)“滤渣1”的主要成分为_____________。
(4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为_______________________
_____________________________，加入硫酸也能达到“酸化”目的，选择CO2的优点是____________________________________________
______________________________________________________。
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四
ⅥB
4FeCr2O4+8Na2CO3
+7O2 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
Fe2O3
2Na++2Cr+2CO2+
H2O===Cr2+2NaHCO3↓
析出的白色晶体碳酸氢钠加热后产生的Na2CO3、CO2能循环利用(或CO2来源丰富，廉价易得等合理答案均可)
(5)室温下“中和”：[Al(OH)4]-+H+ Al(OH)3↓+H2O。控制pH=
_____，可保证[Al(OH)4]-恰好沉淀完全(溶液中浓度为1×10-5 mol/L)。
(6)分光光度法是一种基于物质对光的选择性吸收而建立的常见定性
定量分析方法。用分光光度法测产品的纯度时(K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比)，测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制K2Cr2O7待测液时少加了一种试剂，该试剂可以是________(填字母)。
A.硫酸 B.氢碘酸
C.硝酸钾 D.氢氧化钾
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8.37
A
铬铁矿(FeCr2O4含有少量Fe2O3和Al2O3等杂质)加入碳酸钠灼烧，将FeCr2O4转化为Na2CrO4，“焙烧”所得固体为Na2CrO4、Na[Al(OH)]4和Fe2O3，加水浸取，滤渣为难溶性的Fe2O3，滤液中含有可溶性的Na2CrO4、Na[Al(OH)]4，加入CO2中和，得到沉淀Al(OH)3，则滤渣为Al(OH)3，再通入足量CO2酸化，Cr转化为Cr2，向溶液中加入KCl，得到溶解度较小的K2Cr2O7，以此解答。(1)Cr是24号元素，位于元素周期表第四周期第ⅥB族。(2)“煅
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烧”时FeCr2O4和Na2CO3、O2反应转化为Na2CrO4，同时有Fe2O3
和CO2生成，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。(3)由分析
可知，“滤渣1”的主要成分为Fe2O3。(4)“酸化”过程中Cr转化
为Cr2，发生反应的离子方程式为2Na++2Cr+2CO2+H2O
===Cr2+2NaHCO3↓；选择CO2的优点是析出的白色晶体碳酸氢钠加热后产生的Na2CO3、CO2能循环利用或CO2来源丰富，廉价
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易得等。(5)室温下“中和”：[Al(OH)4]-+H+ Al(OH)3↓+H2O，平
衡常数K中和=，由已知③可知，K中和==1013.37,故[Al(OH)4]-完全转化为沉淀时(溶液中浓度为1×10-5 mol/L)，溶
液中c(H+)=10-8.37，即控制pH=8.37可保证[Al(OH)4]-恰好沉淀完全。(6)用分光光度法测定K2Cr2O7时，若配制溶液时缺少了某种强酸，以保持溶液的酸性，会有部分Cr2转化为Cr，则测得Cr2的质量分数会偏低，另外氢碘酸能够和Cr2发生氧化还原反应，导致Cr2的量减小，则少加的试剂为硫酸。
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4主观题突破(七)　化工流程题的综合分析(B)
1.氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示:
已知:①稀土离子易与S形成复盐沉淀,Ce3+和S发生反应:Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O===Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓;
②硫脲:具有还原性,酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2;
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+,两者均能形成氢氧化物沉淀;
④Ce2(CO3)3为白色粉末,难溶于水。
回答下列问题:
(1)58Ce位于元素周期表的第_____________周期第_____________族。
(2)滤渣A的主要成分是_____________(填化学式)。
(3)在另一种生产工艺中,在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧,焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质,请写出焙烧过程中相应的化学方程式:_________________________________。
(4)加入硫脲的目的是将Ce还原为Ce3+,反应的离子方程式为______________________。
(5)步骤③加入盐酸后,通常还需加入另一种化学试剂X,根据题中信息推测,加入X的作用为___________。
(6)下列关于步骤④的说法正确的是_____________(填字母)。
A.过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+,需要将滤液循环以提高产率
B.可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液,不影响产品纯度
C.过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率
D.该步骤发生的反应是2Ce3++6HC===Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
(7)若常温下,Ka2(H2CO3)=5.0×10-11,Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10-28,Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10-5 mol·L-1,此时测得溶液的pH=5,则溶液中c(HC)=_____________ mol·L-1。
2.(2025·南宁测试)钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的电极材料。以水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料制备LiCoO2的工艺流程如图所示:
已知:①Co2+不易被氧化,Co3+具有强氧化性;②[Co(SCN)4]2-在水中不稳定,易溶于有机溶剂;③常温下,Ksp(MgF2)≈4.0×10-11,Ksp(CaF2)≈4.0×10-9。回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为_______。
(2)“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸的原因,除了盐酸可能会挥发,腐蚀设备以外,还有可能的原因是_____________________,该过程中Co2O3发生的反应的离子方程式为___________________________________。
(3)室温下,若金属离子浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可视为沉淀完全,假设在酸浸溶液中Mg2+和Ca2+浓度均为0.1 mol·L-1,则溶液中Mg2+恰好沉淀完全时,溶液中Ca2+的浓度为_____________________。
(4)在水中的稳定性:Fe(SCN)3_____________(填“>”“=”或“<”)[FeF6]3-。流程中“操作”包含的实验操作名称为_____________。
(5)“煅烧”工序发生主要反应的化学方程式为__________________________。
(6)钴酸锂(LiCoO2)的晶胞结构如图所示。晶体中O围绕Co形成八面体,八面体共棱形成层状空间结构,与Li+层交替排列。该晶胞中O的个数为_____________;充电过程中晶胞高度c变大,原因是Li+会从八面体层间脱出,导致____________________________________________________。
3.(2025·沧州监测)利用绿柱石(主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2,还含有少量FeO和Fe2O3)冶炼Be的一种工艺流程如下。
已知:①铍的性质与处于元素周期表对角线的铝相似;
②氯化铍在熔融态时较难电离;
③在强碱性条件下,Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在。
(1)“熔炼”的目的是通过改变绿柱石晶相中的稳定结构增强其反应活性,气体A是_____________。
(2)滤渣1的成分为___________,“溶浸”工序、“沉铁”工序所加试剂改为稀硫酸、氨水和过氧化氢会更好,这是由于____________________________________________________。
(3)“沉铍”时若使用NaOH溶液,将导致铍的产率降低,用离子方程式解释原因:______________________。
(4)“灼烧”工序的化学方程式为______________________。
(5)“高温反应”镁或铍均会和氧气反应,需在惰性气氛中进行,_____________(填“能”或“不能”)选择N2气氛。氯化铍熔融盐电解法也可以制备铍,但在电解过程中需要加入一定量NaCl,加入NaCl的作用是______________________。
(6)该流程中能循环使用的物质有HF、NH3和___________(填化学式)。
4.(2025·泰山联考)稀土是重要的战略资源,包括第ⅢB族的钪、钇和镧系元素共17种元素(表示为RE),中国是最大的稀土氧化物(REO)供应国。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备二氧化铈(CeO2)的一种工艺流程如图。
已知:①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,也能与S结合成[CeSO4]2+;②在硫酸中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能。
回答下列问题:
(1)①中空气与矿料逆流而行,目的是______________________。①至⑩中,发生的主要反应为氧化还原反应的有___________(填序号)。滤液A中主要阳离子是_____________(写离子符号)。
(2)“萃取”时存在平衡:Ce4++n(HA)2Ce·H2n-4A2n+4H+。保持其他条件不变,在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c(S)。通过下图分析Φ随起始料液中c(S)变化的原因:____________________________________________________。
(3)写出⑧中主要反应的离子方程式:______________________。
(4)⑨中沉淀需进行洗涤,写出检验沉淀是否洗涤干净的实验操作及现象:____________________________________________________。
5.(2025·绵阳诊断)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(C11H23COO)3RE均难溶于水;
②该工艺流程中稀土金属离子保持+3价,(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.6×10-8;
③Al(OH)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 Mg2+ Fe3+ Al3+ RE3+
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)Sc3+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(填字母)。
A.s　　B.p　　C.d　　D.ds　　E.f
(2)“氧化”步骤的主要目的是转化Fe2+,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Mg2+浓度为2.4 g/L。为确保滤饼中检测不到Mg元素,滤液中c(C11H23COO-)应低于_______ mol/L。
(5)稀土元素La的一种合金LaNi5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LaNi5H6+6NiO(OH)LaNi5+6NiO+6H2O(碱性介质),写出其放电时负极的电极反应式:_____________________。
6.以炼锌烟尘(主要成分为ZnO,含少量CuO和FeO)为原料,可以制取金属锌和氯化锌,主要工艺流程如下:
已知:①ZnO与Al2O3的化学性质相似;
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2
回答下列问题:
(1)根据金属的“电子气理论”,锌晶体中每个原子贡献_____________个电子形成自由移动的“电子气”,赋予金属良好的导电性和延展性。
(2)氧化锌的一种晶胞结构如图所示,则该晶胞的质量为_____________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)“碱溶”过程中加入NaOH溶液发生反应的化学方程式为______________________;滤渣1的主要成分有______________________。
(4)若要提高炼锌烟尘的“酸溶”速率,可采取的措施有_____________________(任写一条)。
(5)“氧化”过程中加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为____________________________。
(6)下列所给试剂中,“调pH”的试剂X可以是_____________(填字母);若“氧化”后溶液中c(Zn2+)=0.1 mol·L-1,则pH应调整的范围是______________。
a.ZnO b.Zn(OH)2
c.Zn2(OH)2CO3 d.ZnSO4
主观题突破(七)　化工流程题的综合分析(B)
1.答案　(1)六　ⅢB　(2)BaSO4、SiO2　(3)4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O
(4)2Ce++2H+===2Ce3++(SCN2H3)2+4HF　(5)防止Ce3+被氧化　(6)CD
(7)0.2
解析　氟碳铈矿在空气中焙烧,Ce3+在空气中氧化为Ce4+,用硫酸浸取,Ce元素以Ce形式进入溶液,SiO2不反应,BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀,过滤分离,滤渣A为SiO2、BaSO4,含Ce的滤液中加入硫脲将Ce4+还原为Ce3+,Ce2(SO4)3与Na2SO4形成复盐沉淀,过滤分离,复盐沉淀B中加入NaOH,再加入稀盐酸,得到含Ce3+的滤液,再加入碳酸氢铵使Ce3+沉淀为Ce2(CO3)3,最后灼烧分解生成CeO2。(1)58Ce为58号元素,位于元素周期表的第六周期第ⅢB族。(2)由分析,滤渣A的主要成分是BaSO4、SiO2。(3)在氟碳铈矿矿石粉(CeFCO3)中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧,焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质,根据质量守恒得到两种高温气体为二氧化碳和水蒸气,则焙烧过程中反应的化学方程式为4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O。(4)根据信息硫脲()具有还原性,酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2,则加入硫脲的目的是将Ce还原为Ce3+,反应的离子方程式为2Ce++2H+===2Ce3++(SCN2H3)2+4HF。(5)步骤③加入盐酸后,通常还需加入另一种化学试剂X,根据题中信息Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+推测,加入X的作用是防止Ce3+被氧化。(6)由于加入的碳酸氢铵过量,沉淀比较充分,因此过滤后的滤液中含有的Ce3+很少,A项错误;碳酸钠与Ce3+直接快速反应沉淀,在生成沉淀的过程中,其他杂质离子会掺杂在沉淀中,因此不可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液,碳酸钠碱性较强,会生成Ce(OH)3沉淀,会影响产品纯度,B项错误;减压过滤能够大大提高过滤效率,C项正确;Ce3+加入碳酸氢铵反应生成Ce2(CO3)3沉淀,同时生成二氧化碳和水,则该步骤发生的反应是2Ce3++6HC===Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O,D项正确。(7)Ce3+恰好沉淀完全时,c(Ce3+)=1.0×10-5 mol·L-1,则Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10-28=c2(Ce3+)·c3(C)=(1×10-5)2·c3(C),解得c(C)=1.0×10-6 mol·L-1,测得溶液的pH=5,根据Ka2(H2CO3)=5.0×10-11==,解得c(HC)=0.2 mol·L-1。
2.答案　(1)SiO2、CaSO4
(2)Co2O3有强氧化性,易氧化HCl生成Cl2　Co2O3+H2O2+4H+===2Co2++3H2O+O2↑
(3)1.0×10-3 mol·L-1　(4)<　萃取、分液
(5)4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2
(6)6　Li+层和Co—O层吸引力减弱,Co—O层之间的同性排斥使层间距增大(或相邻的Co—O层中Co同性相斥,使层间距增大)
解析　水钴矿主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质。加入稀硫酸和双氧水进行“酸浸”,Co3+被双氧水还原为Co2+,滤渣中有少量硫酸钙、二氧化硅,滤液中含有Co2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+,而后加入氟化铵生成MgF2、CaF2沉淀除Mg2+、Ca2+,加入KSCN与Co2+反应生成[Co(SCN)4]2-进入有机相,三价铁离子生成[FeF6]3-进入水相,而后加入稀硫酸进行反萃取,得到Co2+,加入碳酸钠后得到碳酸钴,再加入碳酸锂和通入空气煅烧得到钴酸锂。(1)二氧化硅难溶于硫酸、硫酸钙微溶,根据分析可知,滤渣的主要成分为SiO2、CaSO4。(2)根据信息说明Co2O3有强氧化性,易氧化HCl生成Cl2,所以“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸,该过程中Co2O3被双氧水还原为Co2+,Co元素化合价由+3降低为+2、双氧水中O元素化合价由-1升高为0,根据得失电子守恒,发生的反应的离子方程式为Co2O3+H2O2+4H+===2Co2++3H2O+O2↑。(3)室温下,若金属离子浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可视为沉淀完全,假设在酸浸溶液中Mg2+和Ca2+浓度均为0.1 mol·L-1,则溶液中Mg2+恰好沉淀完全时,c(F-)==2×10-3,溶液中Ca2+的浓度为=1×10-3 mol·L-1。(4)含[FeF6]3-的水溶液中加入KSCN,没有转化为Fe(SCN)3,可知在水中的稳定性:Fe(SCN)3<[FeF6]3-。流程中“操作”将溶液分为了有机相和无机相,因此操作为萃取、分液。(5)碳酸钴加入碳酸锂,通入空气煅烧得到钴酸锂,在煅烧中,钴的化合价升高,空气中O2参与反应,并放出CO2,反应为4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2。(6)由钴酸锂(LiCoO2)晶胞结构示意图可知,Li位于顶点和内部,个数为8×+2=3,由化学式LiCoO2可知,O原子个数为6;充电过程中,正极材料失电子发生氧化反应,Li+从八面体层间脱出,Li+减少,使Li+层和Co—O层吸引力减弱,Co—O层之间的排斥使层间距离增大。
3.答案　(1)CO2　(2)H2SiO3、CaSO4　浓硫酸和FeO发生反应放出SO2污染性气体
(3)Be2++4OH-===[Be(OH)4]2-
(4)(NH4)2BeF4BeF2+2NH3↑+2HF↑
(5)不能　增强熔融盐的导电性　(6)(NH4)2SO4
解析　绿柱石(主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2,还含有少量FeO和Fe2O3),加入石灰石熔炼,SiO2、Al2O3、BeO分别与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳,加入浓硫酸溶浸,浸出液中含有BeSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,滤渣1为H2SiO3和CaSO4,向滤液中加入硫酸铵沉铝,过滤得到滤液和铝铵矾,在滤液中加氨水调节pH使铁离子转化为沉淀,滤渣2为氢氧化铁,过滤后滤液中含有BeSO4、(NH4)2SO4,再向溶液中加入氨水沉铍得到氢氧化铍,过滤后向氢氧化铍中加入HF、NH3,得到(NH4)2BeF4,(NH4)2BeF4灼烧得到BeF2、NH3和HF,加入镁在高温下反应生成Be,以此解答该题。(1)“熔炼”过程中SiO2、Al2O3、BeO分别与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳,气体A为二氧化碳。(2)加入浓硫酸进行溶浸,浸出液中含有BeSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,滤渣1为H2SiO3和微溶物CaSO4。“溶浸”工序、“沉铁”工序所加试剂改为稀硫酸、氨水和过氧化氢会更好,这是因为浓硫酸具有强氧化性,浓硫酸和FeO发生反应放出SO2污染性气体。(3)由题给信息可知,Be的性质与Al类似,在强碱性条件下,Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在,若使用NaOH溶液,生成[Be(OH)4]2-,因此会降低Be的沉淀率,导致Be的产率降低。离子方程式为Be2++4OH-===[Be(OH)4]2-。(4)根据流程图可知,灼烧时(NH4)2BeF4分解生成BeF2、NH3和HF。反应方程式为(NH4)2BeF4BeF2+2NH3↑+2HF↑。(5)不能选择N2气氛,因为高温下,Be、Mg皆能与N2发生反应生成氮化物。氯化铍在熔融态时较难电离,熔融氯化铍电解制Be时加入NaCl的作用是增强熔融盐导电性。(6)根据元素守恒可知沉铍后的滤液中含有(NH4)2SO4,灼烧过程中会产生HF和NH3,故该流程中能循环使用的物质是(NH4)2SO4、HF、NH3。
4.答案　(1)使气固反应物充分接触,加快反应速率,使Ce3+氧化更加充分　①⑤⑧　N
(2)随着c(S)增大,水层中Ce4+与S结合生成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向左移动,Φ迅速减小
(3)2Ce(OH)3+ClO-+H2O===2Ce(OH)4+Cl-
(4)取适量最后一次的洗涤液于试管中,加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若没有观察到白色沉淀,说明沉淀已经洗涤干净(或若有白色沉淀生成则没有洗涤干净)
解析　由题中流程可知,“氧化焙烧”的目的是将+3价铈氧化成+4价。加稀硫酸,与S结合成[CeSO4]2+,加萃取剂,硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取;分离除去水层,加入氟洗液,除去氟;“反萃取”加H2O2,又将Ce4+还原为Ce3+,发生反应2Ce4++H2O2===2Ce3++O2↑+2H+,加入氨水后Ce3+转化为沉淀,滤液A中主要阳离子是N,再加NaClO溶液可将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4,最后灼烧得到产品。(1)①中空气与矿料逆流而行,目的是使气固反应物充分接触,加快反应速率,使Ce3+氧化更加充分;步骤①“氧化焙烧”将+3价铈氧化成+4价,步骤⑤加H2O2将Ce4+还原为Ce3+,步骤⑧加NaClO溶液将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4,因此发生的主要反应为氧化还原反应的有①⑤⑧;步骤⑥中加入氨水后Ce3+转化为沉淀,滤液A中主要阳离子是N。(2)由平衡Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+,可知加入Na2SO4时,随着c(S)增大,水层中Ce4+与S结合成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向左移动,Φ迅速减小。(3)步骤⑧加NaClO溶液将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4,离子方程式为2Ce(OH)3+ClO-+H2O===2Ce(OH)4+Cl-。(4)加入NaClO后,ClO-中的Cl化合价降低得到Cl-,因此验证沉淀是否洗涤完全,可以检验Cl-,检验沉淀是否洗涤干净的实验操作及现象为取适量最后一次的洗涤液于试管中,加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若没有观察到白色沉淀,说明沉淀已经洗涤干净。
5.答案　(1)Ar　CE
(2)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(3)4.7~6.2　Fe(OH)3、Al(OH)3　(4)4×10-4
(5)LaNi5H6-6e-+6OH-===LaNi5+6H2O
解析　稀土矿(含Fe、Al、Mg等元素)中加入H2SO4“酸浸”将各金属转化为离子,再加入过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+,调pH将Fe3+、Al3+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(C11H23COO)3RE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。(1)Sc为21号元素,基态Sc3+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。(2)“氧化”步骤中Fe2+被过氧化氢氧化为Fe3+,同时过氧化氢被还原生成水,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。(3)据分析,“沉淀除杂”目的是将Fe3+、Al3+转化为对应的氢氧化物沉淀而除去,因此调节pH范围应使Fe3+和Al3+完全沉淀,而不使RE3+沉淀,因此pH的适宜范围是4.7~6.2,此时滤渣的成分有Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)为使得滤饼中检测不到Mg元素,则加入月桂酸钠后Mg2+未开始沉淀,则Q=c(Mg2+)·c2(C11H23COO-)6.答案　(1)2　(2) g　(3)ZnO+2NaOH+H2O===Na2[Zn(OH)4]　CuO和FeO
(4)适当增大盐酸浓度(或搅拌、适当升高温度等)
(5)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(6)abc　2.8≤pH<6.2
解析　由题给流程可知,向炼锌烟尘加入氢氧化钠溶液碱浸,将氧化锌转化为四羟基合锌酸钠,氧化亚铁和氧化铜与氢氧化钠溶液不反应,过滤得到含有氧化铜、氧化亚铁的滤渣和滤液;电解四羟基合锌酸钠溶液,在阴极得到锌;向炼锌烟尘加入盐酸酸浸,金属氧化物转化为可溶的金属氯化物,向反应后的溶液中加入锌粉,将溶液中的铜离子转化为铜,过滤得到含有铜的滤渣和滤液;向滤液中加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,向反应后的溶液中加入氧化锌或氢氧化锌或碱式碳酸锌调节溶液pH在2.8~6.2的范围内,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和氯化锌溶液。(1)锌元素的原子序数为30,基态原子的价电子排布式为3d104s2,根据金属的“电子气理论”,锌晶体中每个原子贡献最外层2个电子形成自由移动的“电子气”,赋予金属良好的导电性和延展性。(2)由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的锌离子个数为4,位于顶点和面心的氧离子个数为8×+6×=4,则晶胞的质量为 g= g。(3)由分析可知,加入氢氧化钠溶液碱浸的目的是将氧化锌转化为四羟基合锌酸钠,反应的化学方程式为ZnO+2NaOH+H2O===Na2[Zn(OH)4];滤渣1的主要成分为氧化铜、氧化亚铁。(4)适当增大盐酸浓度、搅拌、适当升高温度等措施能提高炼锌烟尘的“酸溶”速率。(5)由分析可知,加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。(6)由分析可知,加入氧化锌或氢氧化锌或碱式碳酸锌调节溶液pH在2.8~6.2的范围内的目的是将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀。(共48张PPT)
主观题突破(七)　化工流程题的综合分析(B)
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1.氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：
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回答下列问题：
(1)58Ce位于元素周期表的第_______周期第________族。
(2)滤渣A的主要成分是_________________(填化学式)。
(3)在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式：______________________
______________________________________________。
六
ⅢB
BaSO4、SiO2
4CeFCO3+4NaHCO3+O2
4NaF+4CeO2+8CO2+2H2O
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(4)加入硫脲的目的是将Ce还原为Ce3+，反应的离子方程式为
____________________________________________________。
(5)步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为_________________。
防止Ce3+被氧化
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(6)下列关于步骤④的说法正确的是_________(填字母)。
A.过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+，需要将滤液循环以提高产率
B.可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度
C.过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率
D.该步骤发生的反应是2Ce3++6HC===Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
CD
(7)若常温下，Ka2(H2CO3)=5.0×10-11，Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10-28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10-5 mol·L-1，此时测得溶液的pH=
5，则溶液中c(HC)=__________ mol·L-1。
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2.(2025·南宁测试)钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的电极材料。以水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料制备LiCoO2的工艺流程如图所示：
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已知：①Co2+不易被氧化，Co3+具有强氧化性；②[Co(SCN)4]2-在水中不稳定，易溶于有机溶剂；③常温下，Ksp(MgF2)≈4.0×10-11，Ksp(CaF2)≈4.0×10-9。回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分为________________。
(2)“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸的原因，除了盐酸可能会挥发,腐蚀设备以外，还有可能的原因是_____________________________
_________，该过程中Co2O3发生的反应的离子方程式为_______________________________________。
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SiO2、CaSO4
Co2O3有强氧化性，易氧化HCl生成Cl2
Co2O3+H2O2+4H+===2Co2++3H2O+O2↑
(3)室温下，若金属离子浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时，可视为沉淀完全，假设在酸浸溶液中Mg2+和Ca2+浓度均为0.1 mol·L-1，则溶液中Mg2+恰好沉淀完全时，溶液中Ca2+的浓度为_________________。
(4)在水中的稳定性：Fe(SCN)3______(填“>”“=”或“<”)[FeF6]3-。流程中“操作”包含的实验操作名称为_____________。
(5)“煅烧”工序发生主要反应的化学方程式为_____________________
_____________________。
1
5
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2
3
4
1.0×10-3 mol·L-1
<
萃取、分液
4CoCO3+2Li2CO3+O2
4LiCoO2+6CO2
(6)钴酸锂(LiCoO2)的晶胞结构如图所示。晶体中O围绕Co形成八面体，八面体共棱形成层状空间结构，与Li+层交替排列。该晶胞中O的个数为______；充电过程中晶胞高度c变大，原因是Li+会从八面体层间脱出，导致__________________________
___________________________________________________________________________________________。
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6
Li+层和Co—O层吸引力减弱，Co—O层之间的同性排斥使层间距增大(或相邻的Co—O层中Co同性相斥，使层间距增大)
水钴矿主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂
质。加入稀硫酸和双氧水进行“酸浸”，Co3+被双氧水还原为Co2+，滤渣中有少量硫酸钙、二氧化硅，滤液中含有Co2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+，而后加入氟化铵生成MgF2、CaF2沉淀除Mg2+、Ca2+，加入KSCN与Co2+反应生成[Co(SCN)4]2-进入有机相，三价铁离子生成[FeF6]3-进入水相，而后加入稀硫酸进行反萃取，得到Co2+，加入碳酸钠后得到碳酸钴，再加入碳酸锂和通入空气煅烧得到钴酸锂。
解析
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4
(1)二氧化硅难溶于硫酸、硫酸钙微溶，根据分析可知，滤渣的主要成分为SiO2、CaSO4。(2)根据信息说明Co2O3有强氧化性，易氧化HCl生成Cl2，所以“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸，该过程中Co2O3被双氧水还原为Co2+，Co元素化合价由+3降低为+2、双氧水中O元素化合价由-1升高为0，根据得失电子守恒，发生的反应的离子方程式为Co2O3+H2O2+4H+===2Co2++3H2O+O2↑。(3)室温下，若金属离子浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时，可视为沉淀完全，假设
解析
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在酸浸溶液中Mg2+和Ca2+浓度均为0.1 mol·L-1，则溶液中Mg2+恰好沉淀完全时，c(F-)==2×10-3，溶液中Ca2+的浓度为=1×10-3 mol·L-1。(4)含[FeF6]3-的水溶液中加入KSCN，没有转化为Fe(SCN)3，可知在水中的稳定性：Fe(SCN)3<[FeF6]3-。流程中“操作”将溶液分为了有机相和无机相，因此操作为萃取、分液。(5)碳酸钴加入碳酸锂，通入空气煅烧得到钴酸锂，在煅烧中,
解析
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钴的化合价升高，空气中O2参与反应，并放出CO2，反应为4CoCO3+2Li2CO3+O2 4LiCoO2+6CO2。(6)由钴酸锂(LiCoO2)晶胞结构示意图可知，Li位于顶点和内部，个数为8×+2=3，由化学式LiCoO2可知，O原子个数为6；充电过程中，正极材料失电子发生氧化反应，Li+从八面体层间脱出，Li+减少，使Li+层和Co—O层吸引力减弱，Co—O层之间的排斥使层间距离增大。
解析
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3.(2025·沧州监测)利用绿柱石(主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2，还含有少量FeO和Fe2O3)冶炼Be的一种工艺流程如下。
已知：①铍的性质与处于元素周期表对角线的铝相似；
②氯化铍在熔融态时较难电离；
③在强碱性条件下，Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在。
1
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(1)“熔炼”的目的是通过改变绿柱石晶相中的稳定结构增强其反应活性，气体A是_____________。
(2)滤渣1的成分为__________________，“溶浸”工序、“沉铁”工序所加试剂改为稀硫酸、氨水和过氧化氢会更好，这是由于___________
________________________________。
(3)“沉铍”时若使用NaOH溶液，将导致铍的产率降低，用离子方程式解释原因：___________________________。
CO2
H2SiO3、CaSO4
浓硫酸和FeO发生反应放出SO2污染性气体
Be2++4OH-===[Be(OH)4]2-
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(4)“灼烧”工序的化学方程式为_________________________________
_________。
(5)“高温反应”镁或铍均会和氧气反应，需在惰性气氛中进行，________(填“能”或“不能”)选择N2气氛。氯化铍熔融盐电解法也可以制备铍，但在电解过程中需要加入一定量NaCl，加入NaCl的作用是______________________。
(6)该流程中能循环使用的物质有HF、NH3和___________(填化学式)。
(NH4)2BeF4 BeF2+2NH3↑
+2HF↑
不能
增强熔融盐的导电性
(NH4)2SO4
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绿柱石(主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2，还含有少量FeO和Fe2O3)，加入石灰石熔炼，SiO2、Al2O3、BeO分别与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳，加入浓硫酸溶浸，浸出液中含有BeSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，滤渣1为H2SiO3和CaSO4，向滤液中加入硫酸铵沉铝，过滤得到滤液和铝铵矾，在滤液中加氨水调节pH使铁离子转化为沉淀，滤渣2为氢氧化铁，过滤后滤液中含有BeSO4、(NH4)2SO4，再向溶液中加入氨水沉铍
解析
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4
得到氢氧化铍，过滤后向氢氧化铍中加入HF、NH3，得到(NH4)2BeF4，(NH4)2BeF4灼烧得到BeF2、NH3和HF，加入镁在高温下反应生成Be，以此解答该题。(1)“熔炼”过程中SiO2、Al2O3、BeO分别与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳,气体A为二氧化碳。(2)加入浓硫酸进行溶浸，浸出液中含有
BeSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，滤渣1为H2SiO3和微溶物CaSO4。
“溶浸”工序、“沉铁”工序所加试剂改为稀硫酸、氨水和过氧化氢
解析
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会更好，这是因为浓硫酸具有强氧化性，浓硫酸和FeO发生反应放出SO2污染性气体。(3)由题给信息可知，Be的性质与Al类似，在强碱性条件下，Be元素以[Be(OH)4]2-形式存在，若使用NaOH溶液，生成[Be(OH)4]2-，因此会降低Be的沉淀率，导致Be的产率降低。离子方程式为Be2++4OH-===[Be(OH)4]2-。(4)根据流程图可知,灼烧时(NH4)2BeF4分解生成BeF2、NH3和HF。反应方程式为(NH4)2BeF4 BeF2+2NH3↑+2HF↑。(5)不能选择N2气氛，因
解析
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为高温下，Be、Mg皆能与N2发生反应生成氮化物。氯化铍在熔融态时较难电离，熔融氯化铍电解制Be时加入NaCl的作用是增强熔融盐导电性。(6)根据元素守恒可知沉铍后的滤液中含有(NH4)2SO4，灼烧过程中会产生HF和NH3，故该流程中能循环使用的物质是(NH4)2SO4、HF、NH3。
解析
4.(2025·泰山联考)稀土是重要的战略资源，包括第ⅢB族的钪、钇和镧系元素共17种元素(表示为RE)，中国是最大的稀土氧化物(REO)供应国。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备二氧化铈(CeO2)的一种工艺流程如图。
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4
已知：①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+，也能与S结合成[CeSO4]2+；②在硫酸中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3+不能。
回答下列问题：
(1)①中空气与矿料逆流而行，目的是____________________________
_______________________________。①至⑩中，发生的主要反应为氧化还原反应的有___________(填序号)。滤液A中主要阳离子是_____________(写离子符号)。
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4
使气固反应物充分接触，加快反应速率，使Ce3+氧化更加充分
①⑤⑧
N
(2)“萃取”时存在平衡：Ce4++n(HA)2 Ce·H2n-4A2n+4H+。保持其他条件不变，在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c(S。通过下图分析随起始料液中)变化的原因：_______________________________________________
______________________________________________。
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4
随着c(S)增大，水层中Ce4+与S结合生成[CeSO4]2+，导致萃取平衡向左移动，Φ迅速减小
(3)写出⑧中主要反应的离子方程式：___________________________
_______________。
(4)⑨中沉淀需进行洗涤，写出检验沉淀是否洗涤干净的实验操作及现象：_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________。
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2Ce(OH)3+ClO-+H2O===
2Ce(OH)4+Cl-
取适量最后一次的洗涤液于试管中，加入硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，若没有观察到白色沉淀，说明沉淀已经洗涤干净(或若有白色沉淀生成则没有洗涤干净)
由题中流程可知，“氧化焙烧”的目的是将+3价铈氧化成+4价。加稀硫酸，与S结合成[CeSO4]2+，加萃取剂，硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取；分离除去水层，加入氟洗液，除去氟；“反萃取”加H2O2，又将Ce4+还原为Ce3+，发生反应2Ce4++H2O2===
2Ce3++O2↑+2H+，加入氨水后Ce3+转化为沉淀，滤液A中主要阳离子是N，再加NaClO溶液可将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4，最后灼烧得到产品。(1)①中空气与矿料逆流而行，目的是使气固反应物
解析
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充分接触，加快反应速率，使Ce3+氧化更加充分；步骤①“氧化焙烧”将+3价铈氧化成+4价，步骤⑤加H2O2将Ce4+还原为Ce3+，步骤⑧加NaClO溶液将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4，因此发生的主要反应为氧化还原反应的有①⑤⑧；步骤⑥中加入氨水后Ce3+转化为沉淀，滤液A中主要阳离子是N。(2)由平衡Ce4++n(HA)2
Ce·(H2n-4A2n)+4H+，可知加入Na2SO4时，随着c(S)增大，水层中Ce4+与S结合成[CeSO4]2+，导致萃取平衡向左移动，Φ迅
解析
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速减小。(3)步骤⑧加NaClO溶液将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4，离子方程式为2Ce(OH)3+ClO-+H2O===2Ce(OH)4+Cl-。(4)加入NaClO后,
ClO-中的Cl化合价降低得到Cl-，因此验证沉淀是否洗涤完全，可以检验Cl-，检验沉淀是否洗涤干净的实验操作及现象为取适量最后一次的洗涤液于试管中，加入硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，若没有观察到白色沉淀，说明沉淀已经洗涤干净。
解析
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5.(2025·绵阳诊断)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：
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4
已知：①月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水；
②该工艺流程中稀土金属离子保持+3价，(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.6
×10-8；
③Al(OH)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：
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4
离子 Mg2+ Fe3+ Al3+ RE3+
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)Sc3+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(填字母)。
A.s　　B.p　　C.d　　D.ds　　E.f
Ar
CE
(2)“氧化”步骤的主要目的是转化Fe2+，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Mg2+浓度为2.4 g/L。为确保滤饼中检测不到Mg元素，滤液中c(C11H23COO-)应低于_________ mol/L。
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2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
4.7~6.2
Fe(OH)3、Al(OH)3
4×10-4
(5)稀土元素La的一种合金LaNi5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LaNi5H6+6NiO(OH)
LaNi5+6NiO+6H2O(碱性介质)，写出其放电时负极的电极反应式：__________________________________。
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LaNi5H6-6e-+6OH-===LaNi5+6H2O
稀土矿(含Fe、Al、Mg等元素)中加入H2SO4“酸浸”将各金属转化为离子，再加入过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+，调pH将Fe3+、Al3+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(C11H23COO)3RE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。(1)Sc为21号元素，基态Sc3+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
解析
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素，故选CE。(2)“氧化”步骤中Fe2+被过氧化氢氧化为Fe3+，同时过氧化氢被还原生成水，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+
===2Fe3++2H2O。(3)据分析，“沉淀除杂”目的是将Fe3+、Al3+转化为对应的氢氧化物沉淀而除去，因此调节pH范围应使Fe3+和Al3+完全沉淀，而不使RE3+沉淀，因此pH的适宜范围是4.7~6.2，此时滤渣的成分有Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)为使得滤饼中检测不到Mg元素，则加入月桂酸钠后Mg2+未开始沉淀，则Q=c(Mg2+)·
解析
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c2(C11H23COO-)= mol/L=4×10-4 mol/L。(5)根据电池的总反应式LaNi5H6+6NiO(OH) LaNi5+6NiO+6H2O(碱性介质),放电时负极上LaNi5H6失去电子被氧化生成LaNi5，则电极反应式为LaNi5H6-6e-+6OH-===LaNi5+6H2O。
解析
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6.以炼锌烟尘(主要成分为ZnO，含少量CuO和FeO)为原料，可以制取金属锌和氯化锌，主要工艺流程如下：
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已知：①ZnO与Al2O3的化学性质相似；
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH如下：
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金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2
回答下列问题：
(1)根据金属的“电子气理论”，锌晶体中每个原子贡献_______个电子形成自由移动的“电子气”，赋予金属良好的导电性和延展性。
(2)氧化锌的一种晶胞结构如图所示，则该晶胞的质量为__________
(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
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g
(3)“碱溶”过程中加入NaOH溶液发生反应的化学方程式为____________________________________；滤渣1的主要成分有______________。
(4)若要提高炼锌烟尘的“酸溶”速率，可采取的措施有_____________
_______________________________(任写一条)。
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ZnO+2NaOH+H2O===Na2[Zn(OH)4]
CuO和FeO
适当增大盐酸浓度(或搅拌、适当升高温度等)
(5)“氧化”过程中加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为________________________________。
(6)下列所给试剂中，“调pH”的试剂X可以是____________(填字母)；若“氧化”后溶液中c(Zn2+)=0.1 mol·L-1，则pH应调整的范围是______________。
a.ZnO b.Zn(OH)2
c.Zn2(OH)2CO3 d.ZnSO4
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2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
abc
2.8≤pH<6.2
由题给流程可知，向炼锌烟尘加入氢氧化钠溶液碱浸，将氧化锌转化为四羟基合锌酸钠，氧化亚铁和氧化铜与氢氧化钠溶液不反应，过滤得到含有氧化铜、氧化亚铁的滤渣和滤液；电解四羟基合锌酸钠溶液，在阴极得到锌；向炼锌烟尘加入盐酸酸浸，金属氧化物转化为可溶的金属氯化物，向反应后的溶液中加入锌粉，将溶液中的铜离子转化为铜，过滤得到含有铜的滤渣和滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，
解析
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向反应后的溶液中加入氧化锌或氢氧化锌或碱式碳酸锌调节溶液pH在2.8~6.2的范围内，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和氯化锌溶液。(1)锌元素的原子序数为30，基态原子的价电子排布式为3d104s2，根据金属的“电子气理论”，锌晶体中每个原子贡献最外层2个电子形成自由移动的“电子气”，赋予金属良好的导电性和延展性。(2)由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的锌离子个数为4，位于顶点和面心的氧离子个数为
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8×+6×=4，则晶胞的质量为 g= g。(3)由分析可知，加入氢氧化钠溶液碱浸的目的是将氧化锌转化为四羟基合锌酸钠，反应的化学方程式为ZnO+2NaOH+H2O===Na2[Zn(OH)4]；滤渣1的主要成分为氧化铜、氧化亚铁。(4)适当增大盐酸浓度、搅拌、适当升高温度等措施能提高炼锌烟尘的“酸溶”速率。(5)由分析可知，加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为铁离
解析
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子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。(6)由分析可知，加入氧化锌或氢氧化锌或碱式碳酸锌调节溶液pH在2.8
~6.2的范围内的目的是将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀。
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4热点题空1　常见化学术语的理解
1.解题要领必备
解答工艺流程综合题的关键是分析流程图,对于比较陌生且复杂的流程图,需要宏观把握整个流程,可针对问题分析细节,不必把每个环节的原理都弄清。总体方法:关注箭头的指向(聚焦局部,箭头指入——反应物,箭头指出——生成物)、前后追溯物质(放大局部)、考虑反应实际(物质性质、试剂用量)。
2.识记化工术语
关键词 释义
研磨、 雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分
灼烧 (煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构,使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
浸出率 固体溶解后,离子在溶液中含量的多少
酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程
水浸 与水接触反应或溶解
过滤 固体与液体的分离
滴定 定量测定,可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
蒸发 结晶 蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发 浓缩 蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度
水洗 用水洗去可溶性杂质,类似的还有酸洗、醇洗等
酸作用 溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
碱作用 去油污、去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH、促进水解(沉淀)
1.(2025·山东卷)采用两段焙烧-水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下,(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4,高温则完全分解为气体;Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为_____________________。“高温焙烧”温度为650 ℃,“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有______________________(填化学式)。
(2)在(NH4)2SO4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”)。
2.(2025·河南卷)一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为Fe、Rh(铑)、Pt,含有少量SiO2]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Rh转化为H3[RhCl6],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)。
热点题空1
1.答案　(1)3MnO2+3NH4HSO43MnSO4+N2↑+6H2O↑+NH3↑　Fe2O3、CaSO4　(2)减小
解析　(1)MnO2转化为MnSO4得2e-,NH4HSO4转化为N2失3e-,根据得失电子守恒,MnO2、NH4HSO4的化学计量数分别为3、2,即3MnO2+2NH4HSO43MnSO4+N2,再根据原子守恒,配平化学方程式为3MnO2+3NH4HSO43MnSO4+N2↑+6H2O↑+NH3↑。“高温焙烧”时温度为650 ℃,根据已知信息可知,Fe2(SO4)3可完全分解生成Fe2O3和SO3,“水浸”时Fe2O3不溶于水,CaSO4微溶于水,故所得滤渣主要成分除SiO2外还含有Fe2O3、CaSO4。(2)(NH4)2SO4在高温时完全分解为气体,S元素逸出,故直接“高温焙烧”,金属氧化物转化为硫酸盐的量减小,则“水浸”时金属元素的浸出率减小。
2.答案　(1)除Fe　(2)Rh+6HCl+3HNO3===H3[RhCl6]+3NO2↑+3H2O　SiO2
解析　(1)贵金属合金粉中加入浓盐酸溶解其中的Fe,“酸溶1”的目的是除去合金粉中的Fe。(2)已知“酸溶2”中Rh被氧化为H3[RhCl6],王水中浓硝酸被还原为NO2,结合原子守恒及得失电子守恒可知,该反应的化学方程式为Rh+6HCl+3HNO3===H3[RhCl6]+3NO2↑+3H2O。“滤渣”的主要成分是SiO2。(共12张PPT)
主观题突破(七)
专题九　化工流程题
化工流程题的综合分析
热点题空考法
热点题空1　常见化学术语的理解
1.解题要领必备
解答工艺流程综合题的关键是分析流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，需要宏观把握整个流程，可针对问题分析细节，不必把每个环节的原理都弄清。总体方法：关注箭头的指向(聚焦局部，箭 头指入——反应物，箭头指出——生成物)、前后追溯物质(放大局 部)、考虑反应实际(物质性质、试剂用量)。
核心整合——抓关键
2.识记化工术语
关键词 释义
研磨、 雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧 (煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构，使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
浸出率 固体溶解后，离子在溶液中含量的多少
酸浸 在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
水浸 与水接触反应或溶解
过滤 固体与液体的分离
滴定 定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
蒸发 结晶 蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发浓缩 蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗 用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
酸作用 溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
碱作用 去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)
1.(2025·山东卷)采用两段焙烧-水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素，工艺流程如下：
真题对练——品考向
已知：该工艺条件下，(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4，高温则完全分解为气体；Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。
回答下列问题：
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成，该反应的化学方程式为
_________________________________________________________。
“高温焙烧”温度为650 ℃，“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有______________________(填化学式)。
Fe2O3、CaSO4
(2)在(NH4)2SO4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”)。
减小
解析
焙烧”时温度为650 ℃，根据已知信息可知，Fe2(SO4)3可完全分解生成Fe2O3和SO3，“水浸”时Fe2O3不溶于水，CaSO4微溶于水，故所得滤渣主要成分除SiO2外还含有Fe2O3、CaSO4。(2)(NH4)2SO4在高温时完全分解为气体，S元素逸出，故直接“高温焙烧”，金属 氧化物转化为硫酸盐的量减小，则“水浸”时金属元素的浸出率 减小。
解析
2.(2025·河南卷)一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为Fe、Rh(铑)、Pt，含有少量SiO2]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Rh转化为H3[RhCl6]，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)。
除Fe
Rh+6HCl+3HNO3===H3[RhCl6]+3NO2↑+3H2O
SiO2
(1)贵金属合金粉中加入浓盐酸溶解其中的Fe，“酸溶1”的目的是 除去合金粉中的Fe。(2)已知“酸溶2”中Rh被氧化为H3[RhCl6]，王水中浓硝酸被还原为NO2，结合原子守恒及得失电子守恒可知，该反应的化学方程式为Rh+6HCl+3HNO3===H3[RhCl6]+3NO2↑+ 3H2O。“滤渣”的主要成分是SiO2。
解析热点题空2　反应条件控制
化学反应条件控制的目的及方法
(1)加氧化剂:氧化某物质,生成目标产物或除去某些离子。
(2)判断能否加其他物质:要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等。
(3)控制溶液的pH。
①调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)。
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)。
③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等。
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。
(4)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)。
①防止副反应的发生。
②使化学平衡移动;控制化学反应的方向。
③控制固体的溶解与结晶。
④控制反应速率;使催化剂达到最大活性。
⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发。
⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离。
⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量。
⑧降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求。
(5)在空气中或在其他气体中进行的反应或操作:要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应;或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的。
(6)控制压强:改变速率,使平衡向需要的方向移动。
(7)使用催化剂:加快反应速率,缩短达到平衡的时间。
1.(2025·甘肃卷)研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、As2O3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:As2O3熔点为314 ℃,沸点为460 ℃
分解温度:CuO 1 100 ℃,CuSO4 560 ℃,ZnSO4 680 ℃,PbSO4高于1 000 ℃
Ksp(PbSO4)=1.8×10-8。
(1)设计焙烧温度为600 ℃,理由为____________________________________________________。
(2)将SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液可制得Na2S2O3,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)。
2.软锰矿中含MnO2约70%,SiO2约20%,Al2O3约4%,其余为水分;闪锌矿中含ZnS约80%,FeS、CuS、SiO2共约7%,其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,制取Zn、MnO2和Na2SO4。其工艺流程如图:
Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线(g/100 g水)如图,则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、_____________、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是______________________。
热点题空2
1.答案　(1)使CuSO4受热分解,并分离出As2O3
(2)Na2CO3+2Na2S+4SO2===3Na2S2O3+CO2
(3)使CuO溶解,分离出PbSO4
(4)电解法(或湿法炼铜或还原法)
解析　(1)结合已知温度信息,控制温度为600 ℃时,硫酸盐中只有CuSO4受热分解,且600 ℃高于As2O3的沸点,能使As2O3固体转化为As2O3蒸气,与其余成分分离。(2)将SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液中,发生归中反应生成Na2S2O3,反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO2===3Na2S2O3+CO2。(3)结合图示及元素守恒可知,制酸系统制备的是硫酸,酸浸时CuO溶解得到CuSO4溶液,PbSO4不溶于硫酸,可分离出PbSO4沉淀。(4)从CuSO4溶液中分离出Cu,可采用湿法炼铜的原理,其化学方程式可以为CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu,也可直接电解CuSO4溶液得到Cu。
2.答案　趁热过滤　防止形成Na2SO4·10H2O
解析　由Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线图可知,硫酸钠的溶解度随温度的降低逐渐增大,而十水硫酸钠的溶解度随温度的降低明显减小,由此说明从Ⅳ溶液中制取硫酸钠固体的方法是蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥;用乙醇洗涤硫酸钠固体时,不会析出十水硫酸钠,用水洗涤硫酸钠固体时,随着温度的降低,硫酸钠溶解度增大,容易析出十水硫酸钠固体。(共11张PPT)
主观题突破(七)
专题九　化工流程题
化工流程题的综合分析
热点题空考法
热点题空2　反应条件控制
化学反应条件控制的目的及方法
(1)加氧化剂：氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子。
(2)判断能否加其他物质：要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等。
(3)控制溶液的pH。
①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水
解)。
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)。
核心整合——抓关键
③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。
(4)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)。
①防止副反应的发生。
②使化学平衡移动；控制化学反应的方向。
③控制固体的溶解与结晶。
④控制反应速率；使催化剂达到最大活性。
⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发。
⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离。
⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量。
⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成 本，降低对设备的要求。
(5)在空气中或在其他气体中进行的反应或操作：要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的。
(6)控制压强：改变速率，使平衡向需要的方向移动。
(7)使用催化剂：加快反应速率，缩短达到平衡的时间。
1.(2025·甘肃卷)研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、As2O3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：
真题对练——品考向
已知：As2O3熔点为314 ℃，沸点为460 ℃
分解温度：CuO 1 100 ℃，CuSO4 560 ℃，ZnSO4 680 ℃，PbSO4高于1 000 ℃
Ksp(PbSO4)=1.8×10-8。
(1)设计焙烧温度为600 ℃，理由为___________________________ ___________。
(2)将SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液可制得Na2S2O3，该反应的化学方程式为_______________________________________。
使CuSO4受热分解，并分离出As2O3
Na2CO3+2Na2S+4SO2===3Na2S2O3+CO2
(3)酸浸的目的为_____________________________。
(4)从浸出液得到Cu的方法为__________________________________
(任写一种)。
使CuO溶解，分离出PbSO4
电解法(或湿法炼铜或还原法)
(1)结合已知温度信息，控制温度为600 ℃时，硫酸盐中只有CuSO4受热分解，且600 ℃高于As2O3的沸点，能使As2O3固体转化为As2O3蒸气，与其余成分分离。(2)将SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液中，发生归中反应生成Na2S2O3，反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO2===3Na2S2O3+CO2。(3)结合图示及元素守恒可知，制酸系统制备的是硫酸，酸浸时CuO溶解得到CuSO4溶液，PbSO4不溶于硫酸，可分离出PbSO4沉淀。(4)从CuSO4溶液中分离出Cu，可采用湿法炼铜的原理，其化学方程式可以为CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu，也可直接电解CuSO4溶液得到Cu。
解析
2.软锰矿中含MnO2约70%，SiO2约20%，Al2O3约4%，其余为水分；闪锌矿中含ZnS约80%，FeS、CuS、SiO2共约7%，其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，制取Zn、MnO2和Na2SO4。其工艺流程如图：
Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线(g/100 g水)如图，则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、____________、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是___________________________。
趁热过滤
防止形成Na2SO4·10H2O
由Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线图可知，硫酸钠的溶解度随温度的降低逐渐增大，而十水硫酸钠的溶解度随温度的降低明显减小，由此说明从Ⅳ溶液中制取硫酸钠固体的方法是蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥；用乙醇洗涤硫酸钠固体时，不会析出十水硫酸钠，用水洗涤硫酸钠固体时，随着温度的降低，硫酸钠溶解度增大，容易析出十水硫酸钠固体。
解析热点题空3　物质的转化与分离阶段加入试剂的判断
1.判断加入的试剂及分析试剂作用的基本思路
(1)看反应目的:分析加入试剂后化学反应实现的目的。
(2)看试剂性质:分析加入试剂本身的性质(物质类别、所含元素的化合价、周期表中的位置等)。
(3)看反应产物:分析反应前后的物质组成的变化。
(4)看可能信息:综合利用流程信息和题中设问提供的信息。
2.物质转化与分离阶段常用试剂
(1)氧化剂:KMnO4、H2O2、空气(O2)、Cl2(次氯酸盐、ClO2)、Fe3+、MnO2、NaClO3(KClO3)。
(2)还原剂:SO2或Na2SO3、I-、Fe2+、金属单质、HCl、NaClO2。
(3)酸:HCl、H2C2O4、H2SO4、HNO3。
(4)碱:NH3·H2O、NaOH(KOH)。
(5)盐:KCl、NH4NO3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO3、(NH4)2SO4、(NH4)2C2O4、NaNO3、Na2CO3(碱熔或水溶液)。
(6)调pH的试剂:酸、碱、盐、氧化物。
(7)硫化剂:Na2S、ZnS、FeS、MnS。
(8)氟化剂:MnF2、NaF。
1.(2025·江苏卷)ZnS可用于制备光学材料和回收砷。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:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CdS)=8.0×10-27,Ka1(H2S)=1.0×10-7,Ka2(H2S)=1.2×10-13。当离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为离子沉淀完全。
(1)酸浸时通入O2可提高Zn2+浸出率的原因是_________________________________。
(2)通入H2S除镉。通过计算判断当溶液pH=0、c(H2S)=0.01 mol·L-1时,Cd2+是否沉淀完全______________________________________________________________________________(写出计算过程)。
(3)沉锌前调节溶液的pH至4~5,加入的氧化物为__________________________(填化学式)。
2.(2023·广东卷)Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Al3+、Mg2+)中,利用氨浸工艺可提取Ni、Co,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:
已知:氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下,Ni2+、Co2+、Co3+与NH3形成可溶于水的配离子;lg Kb(NH3·H2O)=-4.7;Co(OH)2易被空气氧化为Co(OH)3。
(1)常温下,pH=9.9的氨性溶液中,c(NH3·H2O)_____________(填“>”“<”或“=”)c(N)。
(2)“氨浸”时,由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2+的离子方程式为____________________________________________________。
(3)“析晶”过程中通入的酸性气体A为_____________。
3.废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰,制备正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3)。
“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是_____________(填化学式)。
热点题空3
1.答案　(1)氧化S2-生成S,促进酸浸反应正向进行;将FeS转化为Fe2(SO4)3,促使ZnS氧化成ZnSO4　(2)溶液中c(H+)=1 mol·L-1,Ka1(H2S)·Ka2(H2S)==1.0×10-7×1.2×10-13=1.2×10-20,c(H2S)=0.01 mol·L-1,c(S2-)=1.2×10-22 mol·L-1,Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=8.0×10-27,c(Cd2+)≈6.67×10-5 mol·L-1>1.0×10-5 mol·L-1,故Cd2+未沉淀完全　(3)ZnO
解析　(1)未通入O2酸浸时发生反应ZnS+H2SO4ZnSO4+H2S↑,酸浸通入O2时ZnS发生反应:ZnS+H2SO4+O2===ZnSO4+H2O+S,通入O2可以氧化H2S生成S,促进酸浸反应正向进行;酸浸通入O2时FeS发生反应:2FeS+3H2SO4+O2===Fe2(SO4)3+3H2O+2S,生成的Fe2(SO4)3可以氧化ZnS:ZnS+Fe2(SO4)3===ZnSO4+S+2FeSO4,促使ZnS转化为ZnSO4,从而提高Zn2+的浸出率。(3)沉锌过程中不能引入杂质,故可加入氧化锌调节溶液的pH。
2.答案　(1)>　(2)2Co(OH)3+12NH3·H2O+S===2[Co(NH3)6]2++S+13H2O+4OH-(或2Co(OH)3+8NH3·H2O+4N+S===2[Co(NH3)6]2++S+13H2O)　(3)HCl
解析　(1)常温下,pH=9.9的氨性溶液中,lg Kb(NH3·H2O)=-4.7,Kb(NH3·H2O)=10-4.7=,===10-0.6<1,则c(NH3·H2O)>c(N)。(3)“析晶”过程中为了防止Ni2+水解,因此通入的酸性气体A为HCl。
3.答案　NaOH
解析　“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,从产物分析,应引入含有钠离子的碱性物质,故加入的化合物X是氢氧化钠,化学式为NaOH。(共12张PPT)
主观题突破(七)
专题九　化工流程题
化工流程题的综合分析
热点题空考法
热点题空3　物质的转化与分离阶段加入试剂的判断
1.判断加入的试剂及分析试剂作用的基本思路
(1)看反应目的：分析加入试剂后化学反应实现的目的。
(2)看试剂性质：分析加入试剂本身的性质(物质类别、所含元素的化合价、周期表中的位置等)。
(3)看反应产物：分析反应前后的物质组成的变化。
(4)看可能信息：综合利用流程信息和题中设问提供的信息。
核心整合——抓关键
2.物质转化与分离阶段常用试剂
(1)氧化剂：KMnO4、H2O2、空气(O2)、Cl2(次氯酸盐、ClO2)、Fe3+、MnO2、NaClO3(KClO3)。
(2)还原剂：SO2或Na2SO3、I-、Fe2+、金属单质、HCl、NaClO2。
(3)酸：HCl、H2C2O4、H2SO4、HNO3。
(4)碱：NH3·H2O、NaOH(KOH)。
(5)盐：KCl、NH4NO3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO3、(NH4)2SO4、(NH4)2C2O4、NaNO3、Na2CO3(碱熔或水溶液)。
(6)调pH的试剂：酸、碱、盐、氧化物。
(7)硫化剂：Na2S、ZnS、FeS、MnS。
(8)氟化剂：MnF2、NaF。
1.(2025·江苏卷)ZnS可用于制备光学材料和回收砷。由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的过程如下：
真题对练——品考向
已知：Ksp(ZnS)=1.6×10-24，Ksp(CdS)=8.0×10-27, Ka1(H2S)=1.0×10-7 , Ka2(H2S)=1.2×10-13。当离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时，认为离子沉淀完全。
(1)酸浸时通入O2可提高Zn2+浸出率的原因是_____________________ _________________________________________________________。
(2)通入H2S除镉。通过计算判断当溶液pH=0、c(H2S)=0.01 mol·L-1时，Cd2+是否沉淀完全。
___________________________________________________________ (写出计算过程)。
氧化S2-生成S，促进酸浸反应正向进行；将FeS转化为Fe2(SO4)3，促使ZnS氧化成ZnSO4
溶液中c(H+)=1 mol·L-1，Ka1(H2S)·Ka2(H2S) ==1.0×10-7×1.2×10-13=1.2×10-20,c(H2S)=0.01 mol·L-1, c(S2-)=1.2×10-22 mol·L-1，Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=8.0×10-27，c(Cd2+)≈6.67×10-5 mol·L-1>1.0×10-5 mol·L-1，故Cd2+未沉淀完全
(3)沉锌前调节溶液的pH至4~5，加入的氧化物为______(填化学式)。
ZnO
解析
2.(2023·广东卷)Ni、Co均 是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Al3+、Mg2+)中，利用氨浸工艺可提取Ni、 Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下, Ni2+、Co2+、Co3+与NH3形成可溶于水的配离子；lg Kb(NH3·H2O)=
-4.7；Co(OH)2易被空气氧化为Co(OH)3。
(1)常温下，pH=9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O)_____(填“>”“<”或“=”)c(N)。
>
(2)“氨浸”时，由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2+的离子方程式为
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)“析晶”过程中通入的酸性气体A为_________。
2Co(OH)3+12NH3·H2O+S===2[Co(NH3)6]2++S+13H2O+
4OH-(或2Co(OH)3+8NH3·H2O+4N+S===2[Co(NH3)6]2++ S+13H2O)
HCl
(1)常温下，pH=9.9的氨性溶液中，lg Kb(NH3·H2O)=-4.7，Kb(NH3·H2O)=10-4.7====
10-0.6<1，则c(NH3·H2O)>c(N)。(3)“析晶”过程中为了防止Ni2+水解，因此通入的酸性气体A为HCl。
解析
3.废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰，制备正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3)。
“除铁”时需将溶液的pH调至3左右，加入的化合物X是__________(填化学式)。
NaOH
“除铁”时需将溶液的pH调至3左右，从产物分析，应引入含有钠离子的碱性物质，故加入的化合物X是氢氧化钠，化学式为NaOH。
解析热点题空4　化学工艺流程中物质的分离与提纯方法
物质转化过程中分离提纯阶段的主要操作
(1)除杂:加入沉淀剂或控制溶液的酸碱性使其形成氢氧化物沉淀。如:除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等来调节溶液的pH。
(2)加热:加快反应速率或使平衡向某个方向移动。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如:侯氏制碱法中的NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
(3)降温:防止某物质在高温时会分解或使平衡向着题目要求的方向移动。
(4)分离。
①固液分离——过滤。
②液液分离。
a.有溶解度差异——结晶或重结晶(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干;蒸发结晶、趁热过滤)。
b.有溶解性差异——(萃取)分液。
c.有沸点差异——蒸馏。
1.磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如图工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表。
金属离子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题:
(1)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是___________。
(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”,最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
(3)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得_____________,循环利用。
2.利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如图所示:
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是_____________。“滤液”中的溶质主要是_____________。
热点题空4
1.答案　(1)Fe3+、Al3+、Mg2+
(2)硫酸　二氧化硅　硫酸钙　(3)硫酸铵
解析　(1)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出Fe3+、Al3+、Mg2+。(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”,故应使用难挥发、高沸点的硫酸,结合流程图可知,酸溶渣的成分为二氧化硅和硫酸钙。(3)反应尾气为氨气,“母液①”含有大量的铵根离子,“母液②”含有大量的硫酸根离子,混合并吸收尾气后获得硫酸铵,进而循环利用。
2.答案　加热　KCl
解析　气体在水中的溶解度随温度的升高而降低,可用加热的方法逐出Cl2。结合题中所给信息,“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl,Cl2被逐出,KH(IO3)2用于后续反应制备KIO3,所以滤液的主要成分是KCl。(共9张PPT)
主观题突破(七)
专题九　化工流程题
化工流程题的综合分析
热点题空考法
热点题空4　化学工艺流程中物质的分离与提纯方法
物质转化过程中分离提纯阶段的主要操作
(1)除杂：加入沉淀剂或控制溶液的酸碱性使其形成氢氧化物沉淀。如：除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等来调节溶液的pH。
(2)加热：加快反应速率或使平衡向某个方向移动。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如：侯氏制碱法中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
核心整合——抓关键
(3)降温：防止某物质在高温时会分解或使平衡向着题目要求的方向移动。
(4)分离。
①固液分离——过滤。
②液液分离。
a.有溶解度差异——结晶或重结晶(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干；蒸发结晶、趁热过滤)。
b.有溶解性差异——(萃取)分液。
c.有沸点差异——蒸馏。
1.磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如图工艺流程回收钛、铝、镁等。
真题对练——品考向
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表。
金属离子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题：
(1)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是___________________。
(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______________、___________。
(3)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得___________，循环利用。
Fe3+、Al3+、Mg2+
硫酸
二氧化硅
硫酸钙
硫酸铵
(1)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出Fe3+、Al3+、Mg2+。(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，故应使用难挥发、高沸点的硫酸，结合流程图可知，酸溶渣的成分为二氧 化硅和硫酸钙。(3)反应尾气为氨气，“母液①”含有大量的铵根离子，“母液②”含有大量的硫酸根离子，混合并吸收尾气后获得硫酸铵，进而循环利用。
解析
2.利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如图所示：

“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是_______。“滤液”中的溶质主要是________。
加热
KCl
气体在水中的溶解度随温度的升高而降低，可用加热的方法逐出Cl2。结合题中所给信息，“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl，Cl2被逐出，KH(IO3)2用于后续反应制备KIO3，所以滤液的主要成分是KCl。
解析热点题空5　化学工艺流程中的相关计算
计算思路
计算 公式 物质的 质量分数 (或纯度) ×100%
产品产率 ×100%
物质的 转化率 ×100%
Ksp的相 关计算 AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq), Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)
计算 方法 关系式法 关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中,利用该法可以节省不必要的中间运算过程,避免计算错误。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系;在多步反应中,若第一步反应的产物是下一步反应的反应物,可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”,找出已知物质和所求物质之间量的关系
1.(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 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cu(OH)2 Ni(OH)2
Ksp(298 K) 2.8×10-39 1.3×10-33 2.2×10-20 5.5×10-16
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有_____________(写出一条)。
(2)“高压加热”时,生成Fe2O3的离子方程式为__________+O2+___________H2O__________Fe2O3↓+__________H+。
(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c(Cu2+)=0.022 mol·L-1,
c(Ni2+)=0.042 mol·L-1。
2.(2024·新课标卷)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时的pH:
Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.5 6.9 - 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
(1)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是_____________________,取少量反应后的溶液,加入化学试剂______________________检验_____________,若出现蓝色沉淀,需补加MnO2。
(2)“除钴液”中主要的盐有_____________(写化学式),残留的Co3+浓度为_____________mol·L-1。
3.(2024·湖南卷)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4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当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可忽略该离子的存在;
②AgCl(s)+Cl-(aq)[AgCl2]-(aq)　K=2.0×10-5;
③Na2SO3易从溶液中结晶析出;
④不同温度下Na2SO3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
(1)Cu属于_____________区元素,其基态原子的价电子排布式为_____________。
(2)“滤液1”中含有Cu2+和H2SeO3,“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为____________________________________________________。
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl:
①在“氧化酸浸”工序中,加入适量NaCl的原因是_____________________。
②在“除金”工序溶液中,Cl-浓度不能超过_____________ mol·L-1。
(4)在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075 mol·L-1,两种离子分布分数δ[δ([Ag(SO3)2]3-)=]随S浓度的变化关系如图所示,若S浓度为1.0 mol·L-1,则[Ag(SO3)3]5-的浓度为_____________ mol·L-1。
(5)滤液4中溶质主要成分为_____________(填化学式);在连续生产的模式下,“银转化”和“银还原”工序需在40 ℃左右进行,若反应温度过高,将难以实现连续生产,原因是____________________________________________________。
热点题空5
1.答案　(1)升高温度、增大SO2分压、降低矿粉的粒度、增大酸的浓度　(2)4Fe2+　4　2　8　(3)5.00
解析　(1)根据影响反应速率的因素知,“酸浸”时提高浸取速率的措施有升高温度、增大SO2分压、降低矿粉的粒度、增大酸的浓度等。(2)“酸浸”后Fe元素转化为Fe2+进入浸取液,高压加热时Fe2+与空气中O2反应最终得到Fe2O3,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平离子方程式为4Fe2++O2+4H2O===2Fe2O3↓+8H+。(3)由表中数据知,Cu2+开始沉淀时c(OH-)= mol·L-1=10-9 mol·L-1,Ni2+开始沉淀时c(OH-)= mol·L-1≈×10-8 mol·L-1>
10-9 mol·L-1,Cu2+先沉淀,而“沉铝”时,Cu2+和Ni2+均不能沉淀,故pH最高可调至-lg=5.00。
2.答案　(1)将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,以便在后续调pH时除去Fe元素　K3[Fe(CN)6]溶液　Fe2+
(2)ZnSO4、K2SO4　10-16.7
解析　由题中信息可知,用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣,得到含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子的溶液,Pb元素的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO4,则“滤渣1”为“酸浸”时生成的PbSO4;向滤液中加入MnO2,将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入ZnO调节pH=4使Fe3+完全转化为Fe(OH)3,则“滤渣Ⅱ”的主要成分为Fe(OH)3,滤液中的金属离子主要是Co2+、Zn2+和Mn2+;最后“氧化沉钴”,加入强氧化剂KMnO4,将溶液中的Co2+氧化为Co3+,在pH=5时Co3+形成Co(OH)3沉淀,而KMnO4则被还原为MnO2,KMnO4还会与溶液中的Mn2+发生归中反应生成MnO2,得到Co(OH)3和MnO2的混合物,“除钴液”中主要含有ZnSO4、K2SO4。(1)酸浸液中含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子。由题表中数据可知,当Fe3+完全沉淀时,Co2+未开始沉淀,而当Fe2+完全沉淀时,Co2+已有一部分沉淀,因此为了除去溶液中的Fe元素且Co2+不沉淀,应先将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH使Fe3+完全水解转化为Fe(OH)3沉淀,因此,MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,以便在后续调pH时除去Fe元素。常用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+,若生成蓝色沉淀,则说明溶液中仍存在Fe2+,需补加MnO2。(2)最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的Zn2+、加入KMnO4“氧化沉钴”时引入的K+,而阴离子是在酸浸时引入的,因此其中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当溶液pH=1.1时c(H+)=10-1.1 mol·L-1,Co3+恰好完全沉淀,此时溶液中c(Co3+)=1.0×10-5 mol·L-1,则c(OH-)==10-12.9 mol·L-1,则Ksp[Co(OH)3]=1.0×10-5×(10-12.9)3=10-43.7。“除钴液”的pH=5,即c(H+)=10-5 mol·L-1,则c(OH-)==10-9 mol·L-1,此时溶液中c(Co3+)== mol·L-1=10-16.7 mol·L-1。
3.答案　(1)ds　3d104s1　(2)Cu2Se+4H2O2+4H+===2Cu2++H2SeO3+5H2O　(3)①使银元素转化为AgCl沉淀　②0.5　(4)0.05　(5)Na2SO3　高于40 ℃后,Na2SO3的溶解度下降,易析出晶体,堵塞管道
解析　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NaClO3、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,进行银转化,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。(1)Cu的原子序数为29,位于第四周期第ⅠB族,属于ds区元素,其基态原子的价电子排布式为3d104s1。(2)滤液1中含有Cu2+和H2SeO3,氧化酸浸时Cu2Se与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应生成CuSO4、H2SeO3和H2O,反应的离子方程式为Cu2Se+4H2O2+4H+===2Cu2++H2SeO3+5H2O。(3)①在“氧化酸浸”工序中,加入适量NaCl的原因是使银元素转化为AgCl沉淀。②由题目可知AgCl(s)+Cl-(aq)[AgCl2]-(aq),在“除金”工序溶液中,若Cl-加入过多,AgCl则会转化为[AgCl2]-,当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可忽略该离子的存在,为了不让AgCl发生转化,则令c([AgCl2]-)=1.0×10-5 mol·L-1,由K==2.0×10-5,可得c(Cl-)=0.5 mol·L-1,即Cl-浓度不能超过0.5 mol·L-1。(4)在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075 mol·L-1,溶液中存在平衡关系:[Ag(SO3)2]3-+S[Ag(SO3)3]5-,当c(S)=0.5 mol·L-1时,此时c([Ag(SO3)2]3-)=c([Ag(SO3)3]5-),则K===2,当c(S)=1 mol·L-1时,K===2,解得c([Ag(SO3)3]5-)=0.05 mol·L-1。(共24张PPT)
主观题突破(七)
专题九　化工流程题
化工流程题的综合分析
热点题空考法
热点题空5　化学工艺流程中的相关计算
计算思路
核心整合——抓关键
计算 公式 物质的质量分数(或纯度) ×100%
产品产率 ×100%
物质的转化率 ×100%
Ksp的相关计算 AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)，
Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)
计算 方法 关系式法 关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以节省不必要的中间运算过程，避免计算错误。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系
1.(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图。
真题对练——品考向
已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cu(OH)2 Ni(OH)2
Ksp(298 K) 2.8×10-39 1.3×10-33 2.2×10-20 5.5×10-16
升高温度、增大SO2分压、降低矿粉的粒度、增大酸的浓度
4Fe2+
4
2
8
5.00
(1)根据影响反应速率的因素知，“酸浸”时提高浸取速率的措施有升高温度、增大SO2分压、降低矿粉的粒度、增大酸的浓度等。(2)“酸浸”后Fe元素转化为Fe2+进入浸取液,高压加热时Fe2+与空气中O2反应最终得到Fe2O3,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平离子方程式为4Fe2++O2+4H2O===2Fe2O3↓+8H+。(3)由表中数据知,Cu2+开始沉淀时c(OH-)= mol·L-1=10-9 mol·L-1 ,
解析
Ni2+开始沉淀时c(OH-)= mol·L-1≈×10-8 mol·L-1> 10-9 mol·L-1，Cu2+先沉淀，而“沉铝”时，Cu2+和Ni2+均不能沉 淀，故pH最高可调至-lg=5.00。
解析
2.(2024·新课标卷)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂 及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时的pH：
Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.5 6.9 - 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
(1)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是_______________________ ____________________________________，取少量反应后的溶液，加入化学试剂______________________检验______，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。
(2)“除钴液”中主要的盐有__________________(写化学式)，残留的Co3+浓度为_________mol·L-1。
将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，以便在后续调pH时除去Fe元素
K3[Fe(CN)6]溶液
Fe2+
ZnSO4、K2SO4
10-16.7
由题中信息可知，用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣，得到含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子的溶 液，Pb元素的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO4，则“滤渣1”为“酸浸”时生成的PbSO4；向滤液中加入MnO2，将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入ZnO调节pH=4使Fe3+完全转化为Fe(OH)3，则“滤渣Ⅱ”的主要成分为Fe(OH)3，滤液中的金属离子主要是Co2+、Zn2+和Mn2+；最后“氧化沉钴”，加入强氧化剂KMnO4，将溶液中的
解析
Co2+氧化为Co3+，在pH=5时Co3+形成Co(OH)3沉淀，而KMnO4则被还原为MnO2，KMnO4还会与溶液中的Mn2+发生归中反应生成MnO2，得到Co(OH)3和MnO2的混合物，“除钴液”中主要含有ZnSO4、K2SO4。(1)酸浸液中含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子。由题表中数据可知，当Fe3+完全沉淀时，Co2+未开始沉 淀，而当Fe2+完全沉淀时，Co2+已有一部分沉淀，因此为了除去溶液中的Fe元素且Co2+不沉淀，应先将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节溶
解析
液的pH使Fe3+完全水解转化为Fe(OH)3沉淀，因此，MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，以便在后续调pH时除去Fe元素。常用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+，若生成蓝色沉淀，则说明溶液中仍存在Fe2+，需补加MnO2。(2)最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的Zn2+、加入KMnO4
“氧化沉钴”时引入的K+，而阴离子是在酸浸时引入的，因此其中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当溶液pH=1.1时c(H+)=
解析
10-1.1 mol·L-1，Co3+恰好完全沉淀，此时溶液中c(Co3+)=1.0×10-5 mol·L-1，则c(OH-)==10-12.9 mol·L-1，则Ksp[Co(OH)3]=1.0× 10-5×(10-12.9)3=10-43.7。“除钴液”的pH=5，即c(H+)=10-5 mol·L-1，则c(OH-)==10-9 mol·L-1，此时溶液中c(Co3+)== mol·L-1=10-16.7 mol·L-1。
解析
3.(2024·湖南卷)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4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：
温度/℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
(1)Cu属于____区元素，其基态原子的价电子排布式为___________。
(2)“滤液1”中含有Cu2+和H2SeO3，“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为__________________________________________。
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl：
①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是______________________________。
②在“除金”工序溶液中，Cl-浓度不能超过________ mol·L-1。
ds
3d104s1
Cu2Se+4H2O2+4H+===2Cu2++H2SeO3+5H2O
使银元素转化为AgCl沉淀
0.5
(4)在“银转化”体系中，[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075 mol·L-1,两种离子分布分数δ[δ([Ag(SO3)2]3-)= ]随S浓度的变化关系如图所示，若S浓度为1.0 mol·L-1，则[Ag(SO3)3]5-的浓度为_________ mol·L-1。
0.05
(5)滤液4中溶质主要成分为_____________(填化学式)；在连续生产的模式下，“银转化”和“银还原”工序需在40 ℃左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是___________________________ _________________________________。
Na2SO3
高于40 ℃后，Na2SO3的溶解度下降，易析出晶体，堵塞管道
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NaClO3、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，进行银转化，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。
解析
(1)Cu的原子序数为29，位于第四周期第ⅠB族，属于ds区元素， 其基态原子的价电子排布式为3d104s1。(2)滤液1中含有Cu2+和H2SeO3，氧化酸浸时Cu2Se与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应生成CuSO4、H2SeO3和H2O，反应的离子方程式为Cu2Se+4H2O2+4H+ ===2Cu2++H2SeO3+5H2O。(3)①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是使银元素转化为AgCl沉淀。②由题目可知AgCl(s)+ Cl-(aq) [AgCl2]-(aq)，在“除金”工序溶液中，若Cl-加入过多，
解析
AgCl则会转化为[AgCl2]-，当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时，可忽略该离子的存在，为了不让AgCl发生转化，则令c([AgCl2]-)=1.0×10-5 mol·L-1，由K==2.0×10-5，可得c(Cl-)=0.5 mol·L-1，即Cl-浓度不能超过0.5 mol·L-1。(4)在“银转化”体系中，[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075 mol·L-1,溶液中存在平衡关系：[Ag(SO3)2]3-+S [Ag(SO3)3]5-，当
解析
c(S)=0.5 mol·L-1时，此时c([Ag(SO3)2]3-)=c([Ag(SO3)3]5-)，则K===2，当c(S)=1 mol·L-1时，K===2，解得c([Ag(SO3)3]5-) =0.05 mol·L-1。
解析

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