资源简介

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重难点13 无机工艺流程
考向 2025考向预测
考向1 原料预处理的常用方法 无机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。 预测2025年高考仍会采用工艺流程图的形式，以元素化合物知识为载体，围绕原料的预处理考查影响速率的因素;围绕经济原则考查循环利用分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)及核心反应或副反应考查物质变化及定量关系;复习时应加以重视!
考向2 转化过程中反应条件的控制方法
考向3 工艺流程中的分离与提纯
考向4 工艺流程中化学(离子)方程式的书写
考向5 工艺流程中Ksp的相关计算
考向6 工艺流程中加入试剂作用和循环物质的确定
【思维导图】
【高分技巧】
一、原料预处理的常用方法
预处理操作 作用或目的分析
研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
目的：提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等
增大接触面积的方法：固体——粉碎、研磨；液体——喷洒；气体——用多孔分散器等
浸取(即浸出/溶解) 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
水浸 与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中
酸浸 在酸性溶液[如：用(浓)硫酸、盐酸等]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；酸还能溶解金属氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解等
碱浸 去油污，在碱性溶液中使两性化合物(Al2O3、ZnO等)溶解，溶解铝、二氧化硅等，不溶物通过过滤除去的过程
醇浸 提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物
浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(工业上往往为了追求更多转化)
提高浸出率的措施：①将矿石研成粉末，提高接触面积；②搅拌，使反应更加充分 ③增大反应物(酸、碱)的浓度； ④适当升温(加热)
灼烧(焙烧) 除去可燃性杂质或使原料初步转化
①除去硫、碳单质； ②有机物转化、除去有机物； ③高温下原料与空气中氧气反应；④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等
煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
二、转化过程中反应条件的控制方法
1．控制溶液的酸碱性(pH)
(1)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性(增强MnO、NO的氧化性)，调节离子的水解程度
(2)控制溶液的pH值使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀而被除去
①原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度，使溶液pH值增大
②pH控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH值~主要离子开始沉淀时pH (注意端值取)
③需要的物质：含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH增大的物质，如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型的物质
④实例：除去CuSO4溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3，调节pH至3~4，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入CuO后，溶液中H+浓度降低，平衡正向移动，Fe(OH)3越聚越多，最终形成沉淀
a．加入CuO的作用：调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3b．加热的目的：促进Fe3＋水解
(3)抑制某些离子的水解，防止产品混入杂质
像盐酸盐、硝酸盐溶液，通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相对应的无水盐时，由于水解生成的盐酸或硝酸挥发，促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯
2．温度控制的类型及其目的
升高温度 ①加快反应速率或溶解速率 ②促进平衡向吸热方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动，如：促进水解生成沉淀 ③除去受热不稳定的杂质，如：H2O2、氨水、铵盐(NH4Cl)、硝酸盐、NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质④使沸点相对低的物质气化或升华
降低温度 ①防止某物质在温度较高时挥发或分解 ②使化学平衡向放热反应的方向移动，从而提高产物的产率 ③使某个沸点高的产物液化，使其与其他物质分离 ④降低晶体的溶解度，使其结晶析出
控制温度在一定范围(综合考虑) 温度过低 反应速率过慢或溶解速率小
温度过高 ①催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降 ②物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等 ③物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等 ④物质氧化，如：Na2SO3等 ⑤物质升华，如：I2 升华
答题策略 ①若用到H2O2、氨水、铵盐、硝酸盐等易分解的物质，控温的目的是防止物质分解 ②若题目中出现有机物或有机溶剂，控温的目的是防止其挥发 ③若溶液中制备物质，常使用加热的方法加快反应速率 ④煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气 ⑤温度范围答题策略 a．温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率, 但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发，(如H2O2、NH4HCO3)分解，(如Na2SO3)氧化或促进(如AlCl3)水解等，影响产品的生成 b．温度不低于××℃的原因：加快反应速率或者对于吸热反应而言可是平衡正移，增加产率
3．浓度
(1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响
(2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响
4．压强：改变反应速率，使平衡向需要的方向移动5．催化剂：选择合适的催化剂，能加快反应速率
三、工艺流程中的分离与提纯
1．过滤：固液分离的一种方法，主要有常压过滤、减压过滤、热过滤
(1)常压过滤：通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除，但值得注意的是需要分析对产品的需求及生产目的的综合考虑，准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分，准确判断是留下滤液还是滤渣
(2)减压过滤(抽滤)：减压过滤和抽滤是指一种操作，其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤，抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤，有时候还可以过滤掉气体，并能达到快速干燥产品的作用
(3)趁热过滤：趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤，但是由于常规过滤操作往往耗时较长，这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而使溶质析出，影响分离效果。因此可使用热过滤仪器、将固液混合物的温度保持在一定范围内进行过滤，所以又称为热过滤
2．蒸发结晶
(1)适用范围：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如：NaCl
(2)蒸发结晶的标志：当有大量晶体出现时，停止加热，利用余热蒸干
3．冷却结晶
(1)适用范围：提取溶解度随温度变化较大的物质(KNO3)、易水解的物质(FeCl3)或结晶水化合物(CuSO4·5H2O)
(2)蒸发结晶的标志：当有少量晶体(晶膜)出现时
4．沉淀洗涤时洗涤剂的选择
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 溶解度随温度升高而升高，且变化较大 除去固体表面吸附着的××杂质，减少固体因为洗涤液温度高造成溶解损失
热水 溶解度随着温度升高而降低 除去固体表面吸附着的××杂质，减少固体因为洗涤液温度低造成溶解损失
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解损失；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，加快干燥速率
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解
洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次
检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净
5．重结晶：将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液，又重新从溶液结晶的过程
6．萃取与反萃取
萃取 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂(萃取剂)把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来的过程，萃取后需要分液。如：用CCl4萃取溴水中的Br2
反萃取 在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取，为萃取的逆过程
7．蒸馏或分馏：蒸馏是利用液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，跟其他组分分离的过程
四、工艺流程中陌生化学(离子)方程式的书写
1．书写关键——熟记氧化剂、还原剂的常见产物
(1)常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂 KMnO4 (酸性) K2Cr2O7 (酸性) 浓硝酸 稀硝酸 H2O2 X2 (卤素) NaClO (或ClO－) KClO3 Fe3＋ PbO2
对应还原产物 Mn2＋ Cr3＋ NO2 NO H2O X－ Cl－ Cl－ Fe2＋ Pb2＋
(2)常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂 Fe2＋ SO2 (H2SO3) SO S2O S2－(H2S) H2C2O4 H2O2 I－ (HI) CO NH3
对应氧化产物 Fe3＋ SO SO SO S CO2 O2 I2 CO2 N2或NO
2．书写方法
(1)第一步：根据题干信息或流程图的入口和出口，判断出反应物和生成物
(2)第二步：确定反应物和生成物中变价元素的化合价，按“氧化剂＋还原剂还原产物＋氧化产物”写出方程式，并按化合价升降的原则配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量系数
(3)第三步：依据电荷守恒、原子守恒和溶液的酸碱性补齐缺失物质并配平。若反应是在水溶液中进行，一般在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O
五、工艺流程中Ksp的相关计算
以“AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)”为例：Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度
六、工艺流程中加入试剂的作用和循环物质的确定
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)看生成物：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．工艺流程中的物质确定
(1)循环物质的确定(2)副产品的确定
(3)滤渣成分的确定
①过量的反应物②原料中不参与反应的物质③由原料转化的生成物④由杂质转化的沉淀物
（建议用时：40分钟）
考向1 原料预处理的常用方法
1．（2024·宁夏银川·模拟预测）活性炭载钯(Pd/C)催化剂被广泛应用于医药和化工行业，某废钯催化剂(钯碳)的杂质主要含炭、有机物及少量Fe、Zn等。如图是利用钯碳制备氧化钯()和Pd的流程。
已知：王水是由浓硝酸和浓盐酸按照体积比1∶3混合而成的具有强氧化性的溶液。
回答下列问题：
(1)实验室中可在 (填仪器名称)中模拟“焚烧”过程。
(2)“溶浸”步骤中钯与王水发生反应生成和一种有毒的无色气体A，A为 (填化学式)，其在空气中变化的化学反应方程式为 ，钯的浸出率与反应的时间、温度的关系如图所示，则最佳的浸取时间和温度为 ，写出“除锌铁”步骤中钯的化合物与试剂Ⅰ反应的化学反应方程式 。
(3)“沉钯”步骤中试剂Ⅱ应为 (填名称)，加入该试剂的目的是 。
2．（2024·四川自贡·模拟预测）高锰酸钾消毒片主要成分为KMnO4，可外用消炎杀菌。用某软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Al2O3、SiO2等杂质)制备KMnO4的流程图如下：
已知：K2MnO4固体和溶液均为墨绿色，溶液呈碱性且能发生可逆的歧化反应。
(1)“熔融煅烧”时，MnO2参与反应的化学方程式为
(2)向“浸取液”中通入CO2，调节其pH，经“过滤”得滤渣Ⅰ，滤渣Ⅰ的成分 。
(3)①“歧化”时，下列酸可以用来代替冰醋酸的是 (填字母)。
A．浓盐酸　　　B．亚硫酸　　　　　C．稀硫酸　　　　D．氢碘酸
②“歧化”时，加入冰醋酸的目的是 。(从平衡移动的角度用必要的离子方程式和文字解释)。
3．（2024·山西晋城·模拟预测）作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(，含有少量、、、等元素)制备的流程如下：
已知：，，。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率，可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量的作用是 。
4．（2024·山西太原·二模）MnCO3可用作电器元件材料，也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制备MnCO3：
已知：几种金属离子沉淀的pH如表。
金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Mn2+
开始沉淀的pH 7.5 3.2 5.2 8.8
完全沉淀的pH 9.7 3.7 6.4 10.4
回答下列问题：
(1)①中加入过量MnO2的作用是 。
(2)过程③中调pH的目的是 。
5．（2024·山西太原·模拟预测）铝氢化钠(NaAlH4)是重要的还原剂。以铝土矿(主要成分Al2O3，含少量SiO2、Fe2O3等杂质)为原料制备NaAlH4的一种流程如图：
(1)碱浸中SiO2转化成难溶的Na2Al2Si2O8，写出生成该物质的离子方程式 。
(2)过滤1得滤渣的主要成分为 ，反应1中加入NaHCO3的目的是 。
考向2 转化过程中反应条件的控制方法
6．（2024·内蒙古包头·一模）镉( Cd)在合金、电池等方面具有重要应用。某铜镉渣中主要含有Cd、CdO，还含有Cu、Zn、Pb、Fe、CuO和SiO2等杂质，从铜镉渣中回收Cd的某种工艺流程如图所示。
已知：①Ksp[CaSO4] =9.1 ×10-6 Ksp[PbSO4]=1.6×10-8
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
离子 Zn2+ Cd2+ Fe2+ Pb2+ Cu2+ Fe3+
开始沉淀时(c=0.01 mol · L-1)的pH 8.2 7.8 7.5 6.7 5.2 2.2
完全沉淀时(c=1.0 ×10-5mol·L-1)的pH 9.7 9.3 9.0 8.5 6.7 3.2
回答下列问题：
(1)将铜镉渣先“浆化”再“酸浸”的目的是 。
(2)“酸浸”时，保持温度和pH均不宜过高的原因是 ；“压滤 ”所得滤渣I的主要成分是 ( 填化学式)； “酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+，其微量存在的主要原因是 。
(3)“除铁”时，加入的石灰乳调节溶液pH的范围是 ， 若石灰乳加过量，缺陷是 。
7．（2024·四川南充·三模）从水钴矿”(主要含Co2O3及少量Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2、MnO、MnO2、CaO等杂质)中制备CoC2O4 2H2O的工艺如图：

已知：①电极电势的大小反映了氧化剂的氧化能力相对大小。见表：
电极电势 Co3+/Co2+ H2O2/H2O ClO-/Cl- Cl2/Cl- O2/H2O Fe3+/Fe2+ I2/I-
E0/V 1.84 1.78 1.49 1.36 1.23 0.77 0.53
②浸出液中主要含有的阳离子有Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Mn2+、Ca2+。
③该工艺条件下，金属离子浓度对数lgc随pH变化情况如图示(浓度≤10-5mol L-1时，该金属离子沉淀完全)。

回答下列问题：
(1)写出MnO2被还原浸出的离子方程式 。Na2SO3除了还原某些金属氧化物外，还有 作用。
(2)“氧化”步骤为了除去Fe2+，不合适的氧化剂有 (填字母标号)。
A．I2 B．O2 C．ClO- D．H2O2
(3)“调pH”的范围是 ，滤渣1主要有、 。
(4)磷酸二异辛酯的作用是 。
(5)加入(NH4)2C2O4沉钴时，初始n[(NH4)2C2O4]/n(Co2+)=1.15，沉淀时间10min，钴的沉淀率随温度升高先增大后减小的原因是 。
8．（2024·云南·一模）镍及其化合物在工业上有广泛应用，红土镍矿是镍资源的主要来源。以某地红土镍矿[主要成分Mg3Si2O5(OH)4、Fe2MgO4、NiO、FeO、Fe2O3]为原料，采用硫酸铵焙烧法选择性提取镍，可减少其他金属杂质浸出，工艺流程如图所示。
已知：①2[Mg3Si2O5(OH)4]+9(NH4)2SO43(NH4)2Mg2(SO4)3+12NH3↑+4SiO2+10H2O↑；
②2Fe2MgO4+15(NH4)2SO4(NH4)2Mg2(SO4)3+16NH3↑+4(NH4)3Fe(SO4)3+8H2O↑
③常温下，NiSO4易溶于水，NiOOH不溶于水。
(1)“焙烧”前将“矿样”与(NH4)2SO4混合研磨的目的是 。
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中，只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为 ，“浸渣"的主要成分除铁的氧化物外还有 (填化学式)。
(3)焙烧温度对浸出率的影响如图所示，最佳焙烧温度是___________(填序号)左右。
A．300℃ B．350℃ C．400℃ D．600℃
(4)若残留在浸出液中的铁完全转化为黄铵铁矾除去，“除铁”时通入NH3调节溶液pH的范围是 。该工艺条件下，Ni2+生成Ni(OH)2沉淀，Fe3+生成Fe(OH)3或黄铵铁矾沉淀定，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
沉淀物 Ni(OH)2 Fe(OH)3 黄铵铁矾
开始沉淀时的pH 7.1 2.7 1.3
沉淀完全(c=1×10-5 mol/L)时的pH 9.2 3.7 2.3
9．（2024·云南曲靖·二模）钴酸锂一般用作锂离子电池的正极材料，需求量大，而我国极度缺乏钴资源，主要依赖进口，因而从废旧电池中进行回收具有重要意义。以废旧钴酸锂电池材料(主要成分为LiCoO2，含单质Cu及为改善电池性能添加的单质Al等)回收钴酸锂的--种工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)废旧钴酸锂电池需经放电、拆解、粉碎预处理，粉碎的目的是 。
(2)“碱浸”所得滤液中主要溶质的化学式为 、NaOH。
(3)H2O2的电子式为 。“酸浸”时H2O2作还原剂，还原产物为Co2+，反应的离子方程式为 ；上述反应的氧化产物又将铜氧化而溶解浸出，该反应的化学方程式为 。
(4)“萃取铜”中的有机萃取剂用HR表示，发生萃取的反应可表示为Cu2+ +2HR CuR2++.2H+。若酸浸后的浸取液pH=1.000，c(Cu2+ ) =0.01001mol·L-1，多次萃取后水相中c(H+)为0.1200mol·L-1，则铜的萃取率为 (溶液体积变化忽略，保留小数点后两位)；为回收铜，可用一定浓度的H2SO4将有机相中的铜反萃取到水相，其原理是
(5)“碱浸”时少量未浸出的残余铝可在“酸浸”时浸出，萃取铜后的溶液需调pH至5.0以上将铝离子沉淀除去。若c(Co2+ ) =0.16mol·L-1，为避免析出Co(OH)2沉淀，则调pH不能超过 。(已知K[Co(OH)2]=1.6×10-15)
(6)“钴、锂共沉淀”时析出CoCO3和li2CO3，经过滤、无水乙醇洗涤、80°C干燥后在750°C煅烧，反应的化学方程式为 。
10．（2024·陕西咸阳·一模）钒酸铋()是一种亮黄色无毒无害的光催化剂，主要应用于高选择性制备氢气。工业上以辉铋矿粉(主要成分是，并含、Bi、和等杂质)为原料制备钒酸铋()的流程如图所示：
已知部分信息如下：
①氧化性：。
②滤液1中的阴离子主要是。
③常温下，几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
氢氧化物
开始沉淀时的pH 7.6 1.6 4.0
完全沉淀时的pH 9.6 3.1 5.5
当溶液中某离子浓度小于时，视为沉淀完全。
回答下列问题：
(1)浸渣1的主要成分为 。
(2)浸取时转化的离子方程式为 。
(3)从工艺流程分析，氧化调节pH环节，除了可用NaOH溶液，还可用 调节，且需调至溶液的pH为 (填范围)。
考向3 工艺流程中的分离与提纯
11．（2024·四川眉山·三模）碳酸锂是制备锂电池的重要原料。一种由α—锂辉石(主要成分可用表示，还含有Al、Fe和Mn元素的氧化物)制备电池级碳酸锂的工艺流程如下：
已知：常温下，各离子沉淀pH范围：
离子
开始沉淀pH 7.6 2.7 3.8 8.3
沉淀完全pH 9.7 3.2 5.2 9.8
回答下列问题：
(1)“煅烧”过程中转化为，写出与生石灰反应的化学反应方程式 。
(2)硫酸作为浸取酸时需要加入少量硝酸，其作用是 ；“调节pH”步骤应当控制的pH范围为 ，
(3)写出“除锰”过程中的离子反应方程式 。若“除钙”后滤液中Li+浓度为0.2mol/L，则该步骤后浓度应该低于 mol/L。
(4)已知、的溶解度(g/100g水)如下表所示：
T/℃ 20 50 80
1.33 1.10 0.85
34.2 32.5 30.7
“沉锂”后应该选择 ℃(选填“20”、“50”和“80”)蒸馏水洗涤，写出检验沉淀是否洗涤干净的操作 。
(5)“沉锂”后所得碳酸锂再次经过“碳化”—“热解”步骤的目的是 。将碳酸锂与混合，在空气中焙烧可制备电池阴极材料，写出其化学反应方程式 。
12．（2024·河南·三模）广泛用于生产、生活等方面。以含钴废液(主要含，还含少量、、、等)为原料制备的工艺流程如图所示：
已知：常温下，，，，。
回答下列问题：
(1)“电解”中阴极反应式为 。
(2)若还原产物为，则生成至少需要 。
(3)“除铜”时还原剂为 (填化学式，下同)；已知“除铜”后滤液中，，在“除钙镁”中，先生成的沉淀是 。
(4)“沉钴”时分离操作要快，否则在潮湿空气中易被氧化成。写出在潮湿空气中发生反应的化学方程式： ；操作在气氛中完成，的作用是 。
(5)的水合物在加热逐步失去结晶水的过程中会呈现不同的颜色：。
根据其性质设计的一种用途： 。
(6)测定样品中结晶水。准确称取样品溶于水配制成溶液，准确量取所配溶液于锥形瓶中，滴滴溶液作指示剂，用的标准溶液滴定至终点，消耗滴定液。
①x= 。
②如果滴加溶液过多或过少，测定结果会产生 (填“系统误差”或“随机误差”)。
13．（2024·内蒙古包头·一模）重铬酸钠（）是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿［主要成分为，还含有、、等杂质］制备，同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示：
已知：，
回答下列问题：
(1)若在实验室将铬铁矿和纯碱的混合物煅烧，该过程一定不需要的仪器是 （填标号）
A．石英坩埚 B．铁坩埚 C．三脚架 D．泥三角 E.蒸发皿
(2)“煅烧”的目的是将转化为，写出生成的化学方程式 。
(3)为提高铬的“浸出”率，可采取的措施为 ；浸出液中溶质除、外，还含有 （填化学式）。
(4)已知部分物质在水中的溶解度曲线如图1所示，若固体E的主要成分是，则“操作a”为 、 、洗涤、干燥。
(5)从溶液B中得到重铬酸钠晶体后，剩余的母液由于仍含有，故不能随意排放，可加入铝粉，将母液中的还原为，不同初始pH下随时间的变化如图2所示。
①初始pH为2.0，用铝粉还原的离子方程式为 。
②初始pH为3.0，反应180min后，溶液中浓度仍较高的可能原因是 。
③调节反应完后的溶液的pH值，使溶液中的金属阳离子生成沉淀，过滤除去后即可排放。若调节pH后的溶液中，则残留的 。
14．（2024·四川成都·模拟预测）某铜硫矿中富含黄铁矿和磁黄铁矿等硫铁矿物，占原矿矿物总量的38%，实验室以此为原料模拟工业制备纯铜并利用黄铁精矿进行含铬废水处理，工艺流程如下：
已知：①粉碎解离度(不同成分矿石分离程度)与粉碎程度有关，颗粒越细，解离度越高，最高可达93%，但颗粒越细对设备要求越高。
②铜蓝矿的主要成分为CuS，黄铁矿的主要成分为。
③可能用到的数据如下：
开始沉淀pH 1.9 4.2
沉淀完全pH 3.2 6.7
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为 。
(2)在酸浸时为了加快酸浸速率，除使用精磨外，还可采取的措施有 (写出两种即可)；酸浸一般选用硫酸溶液在纯氧环境中进行，酸浸的离子方程式为 。
(3)生石灰碱浸时调节pH的范围为 。
(4)滤渣X的主要成分是 (填化学式)。
(5)向滤液B中通入高压，可成功制得单质铜，的作用是 。
(6)利用黄铁精矿为原料，可进一步制得有广泛用途的铁氧体。其中浸取黄铁精矿过程中相关物质的转化关系如图所示，反应I的离子方程式为 ，检验浸取后的溶液中存在的方法是 。
15．（2024·陕西宝鸡·一模）碘化亚铜()是阳极射线管覆盖物，不溶于水和乙醇。下图是工业上由冰铜制取无水碘化亚铜的流程。
(1)步骤a中Cu2S被转化为Cu，同时有大气污染物A生成，相关反应的化学方程式为 。熔渣B主要成分为黑色磁性物质，该物质与足量稀硝酸反应的离子方程式为 。
(2)步骤b中H2O2的作用是 ；步骤c中加入过量NaI涉及的主要反应的离子方程式为 。
(3)步骤d用乙醇洗涤的优点是 ；检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。
(4)气体A可以用足量的NaOH溶液来吸收，其反应的离子方程式为 。
考向4 工艺流程中化学(离子)方程式的书写
16．（2024·宁夏吴忠·一模）某湿法炼锌的萃余液中含有、、、、、及30～60 等，逐级回收有价值金属并制取活性氧化锌的工艺流程如图：
已知：
沉淀物
回答下列问题：
(1)“中和氧化水解”时，先加入适量的石灰石调节溶液的pH为1.0；加入一定量的；再加入石灰石调节溶液的pH为4.0。
①“氧化”时，转化为除去，反应的离子方程式为 ，为提高反应速率可采取的措施 (举1例)。
②“沉渣”的主要成分除、外还有 。
③“氧化”时，若加入过量的，钴元素将会进入“沉渣”中，则氧化水解后的溶液中含钴微粒浓度为 。
(2)“除镉”时，主要反应的离子方程式为 。
(3)“沉锌”时，在近中性条件下加入可得碱式碳酸锌[]固体，同时产生大量的气体。
①产生大量气体的原因是 。
②需洗涤，检验是否洗净的试剂是 。
(4)不同质量分数的溶液在不同温度下析出晶体的物种如图所示。欲从含20% 及微量杂质的“沉锌后液”中直接析出无水，“操作a”步骤为 。
17．（2024·青海西宁·二模）工业上利用软锰矿（主要成分为，含少量、FeO和等杂质）和含的烟气为主要原料，制备无水碳酸锰的工艺流程如图所示。
已知：①难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃时开始分解，在空气中高温加热所得固体产物为。
②不同金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：
离子
开始沉淀时pH 2.7 7.5 7.8
完全沉淀时pH 3.7 9.7 9.8
③，。
回答下列问题：
(1)下列说法正确的是________（填序号）。
A．最好使用粉状软锰矿进行“溶浸” B．废渣1的主要成分和“芯片”相同
C．溶浸时不会发生氧化还原反应 D．废液经处理可用于灌溉农作物
(2)调节溶液的pH前，加入软锰矿发生“氧化”作用的离子方程式是 。
(3)调节pH：加入适量的熟石灰，调节pH=5。充分反应后生成的沉淀有 。如果没有前期的“氧化”环节，pH就需要调节到更大的数值，这样会导致 。
(4)“沉锰”过程中加入氨水的目的是 （从化学平衡移动的角度解释）。“沉锰”过程宜在较低温度下进行，可能的原因是 （写1条即可）。“沉锰”时通过控制合理的pH，就可以控制的浓度，达到不产生的目的，原因是 。
18．（2024·陕西榆林·模拟预测）钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一，我国钴资源缺乏，二次回收利用非常重要。从锂离子二次电池正极废料——铝钴膜(含乙炔黑导电剂涂层的铝箔)中回收Li、Co的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)碱浸时，绝大部分铝被浸出，滤液中含铝元素的离子符号为 。
(2)酸溶时，转化为、，该反应的离子方程式为 ；若用盐酸代替和溶液，酸溶也可得到和溶液，但缺点是 。
(3)碱浸后少量残余的铝在酸溶时进入溶液，需调至5.0以上将铝离子沉淀除去。若，调的范围是 。(已知
(4)鉴别和固体常用方法的名称是 。
(5)将和按物质的量之比混合，在空气中煅烧可制得，该反应的化学方程式为 。
(6)热分解质量变化过程如图所示(其中前隔绝空气，后在空气中)。点残留固体为，则 ；后固体残留物质量增加的主要原因是 。
19．（2024·四川广元·模拟预测）草酸钴在化学中应用广泛，可以用于制取催化剂和指示剂。以钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)2，还含有少量SiO2、Al2O3、CuO、FeO及MnO2杂质] 制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示：
常温下，有关沉淀数据如表 (完全沉淀时，金属离子浓度)。
沉淀
恰好完全沉淀时pH 10.1 9.4 6.7 2.8 5.2
回答下列问题：
(1)“浸取”前，需要对钴矿进行粉碎处理的目的是 ；浸出液中主要含有、、、、和离子，写出“浸取”时，发生反应的化学方程式： ，写出基态Mn原子的价电子排布式 。
(2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。
(3)常温下，“调节pH”得到的沉淀X的主要成分是 ，若“调节pH”后，溶液，则需调节溶液pH的范围是 (忽略溶液的体积变化)。
(4)“提纯”分为萃取和反萃取两步进行，先向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂，发生反应：。当溶液pH处于4.5到6.5之间时，萃取率随着溶液pH增大而增大，其原因是 ；反萃取时，应加入的物质是 (填溶液名称)。
(5)钴的氧化物常用作颜料或反应催化剂，可以由草酸钴晶体在空气中加热制取，取36.6g草酸钴晶体，在空气中加热至恒重，得到CoO与的混合物15.8g，该混合物中CoO与的物质的量之比为 。
20．（2024·四川南充·一模）锰废渣的硫酸浸出液含有大量、、以及少量的、、、。通过沉淀-萃取法可以回收其中的锰、钴、镍，流程如图所示。
已知：萃取剂a和b均为有机物，可用通式表示，萃取金属离子时，发生反应：(代表被萃取的金属)。
(1)的作用是 。
(2)该流程中涉及的实验操作有___________(填字母标号)。
A．过滤 B．蒸发结晶 C．分液 D．蒸馏
(3)加入调的目的是 。
(4)已知：，，向除铁后的溶液中加入，当溶液中时， 。(保留1位有效数字)
(5)写出反萃取出的离子方程式 。
(6)、利用萃取剂b进行分离，二者萃取率随无机相变化如图所示。无机相的控制在 左右为宜。
(7)回收液中浓度的测定：取回收液，滴入几滴紫脲酸胺指示剂(遇显橙黄色)，用浓度为的溶液进行滴定()，达到滴定终点时消耗溶液的体积。物质的量浓度为 。
考向5 工艺流程中Ksp的相关计算
21．（2024·河南·模拟预测）铍酸钾()通常用作电子、光学和航空航天领域的高温、高压材料。以铍矿石(主要成分为，杂质为、等)为原料制备铍酸钾的流程如下：
已知：
①在周期表中，铍和铝处于对角线位置，遵循“对角线”规则。
②适宜浓度下，；。
③298K时，几种氢氧化物的溶度积常数如下：
氢氧化物
回答下列问题：
(1)浸渣的主要成分是 (填化学式)；“熔炼”宜选择的仪器是 (填标号)。
A．陶瓷坩埚 B．铁坩埚 C．铝坩埚 D．石英坩埚
(2)“深度除杂”的最佳试剂R是 和氨水。此时溶液的pH=4， 。
(3)根据产物中含F量(如图所示)选择合适的“沉铍”条件为 。
(4)“碱洗”中用浓NaOH溶液替代稀NaOH溶液，可能的后果是 (用离子方程式表示)。
(5)实际工业生产中，冶炼铍分两步进行：先将BeO转化成无水；后用石墨电极电解混合熔盐制备铍，其主要原因是 ，写出阴极的电极反应式： 。
(6)已知：上述铍矿石含铍质量分数为ω%，上述流程中铍总收率为η%。则100kg这种铍矿石可制备的质量为 kg(用含字母的代数式表示)。
22．（2024·河南·二模）用锌窑渣回收Cu和。已知锌窑渣主要成分有Fe、、、FeS、CuS、等。其流程如下图所示：
回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分是 ，试剂1的化学式为 。
(2)一般的矿物质用盐酸浸出的速率要比硫酸高，但在实际工业生产中一般用硫酸对矿物质进行酸浸。其原因除了盐酸比硫酸价格高外，你认为还有的原因是 (填一种原因即可)。
(3)为了得到目标产物，对沉淀1的处理方法为 ， 。
(4)氧化酸浸装置中，氧气的分压对Cu、Fe的溶出率的影响如图所示。
①CuS氧化酸浸时，生成刺激性气味气体时的离子方程式为 。
②Fe溶出率随氧气分压增大而增大的原因是 。
23．（2024·山西运城·一模）磷酸铁（FePO4）常用作电极材料、陶瓷等。以硫铁矿烧渣（主要成分）Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、CaO、MgO）为原料制备磷酸铁的流程如下：
已知：，，。
回答下列问题：
(1)基态核外电子排布式为 。
(2)浸渣的主要成分为 （填化学式）。
(3)检验“还原”之后的溶液中是否含的操作是 。
(4)经测定“除钙镁”后的溶液中，则溶液中 。
(5)写出“氧化沉铁”时反应的离子方程式： 。纯净磷酸铁呈白色，而实际制备的磷酸铁产品略带棕黄色，可能是产品中混有 （填化学式）杂质。
(6)若1t硫铁矿烧渣中含amolFe2O3、bmolFe3O4，按上述流程理论上最多可生产 （用含a、b的算式表示）kg的FePO4。
24．（2024·山西·模拟预测）是生产含钼催化剂的重要原料，能溶于氨水和强碱。以钼精矿(主要成分是，还含有、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示：
已知：①“焙烧”时和发生反应；元素转化为、、；
②“氨浸”时，元素以的形式进入滤液1中，而元素进入滤渣1中；
③。
回答下列问题：
(1)尾气的成分有和 (填化学式)。
(2)“滤渣1”的主要成分是和 (填化学式)。
(3)写出“除杂”时反应的离子方程式 。除杂后测得溶液中，列式计算并判断是否沉淀完全 。
(4)“酸沉”时加入的作用是 。
(5)写出四钼酸铵[]发生“焙解”的化学方程式 。
(6)的结构和相似，如图，易升华，则晶体类型为 。晶体有多种晶胞，正交相具有独特的层状结构，层与层之间的作用力为范德华力，根据结构和作用力预测正交相晶体在日常生活中可用作 。
(7)工业上还可以在碱性环境下用溶液和反应制备钼酸盐，同时生成副产品硫酸盐，写出该反应的离子方程式 。
25．（2024·山西晋中·二模）锰可用于制造特种钢材，在汽车电池、高端装备制造、新材料等领域有广泛应用。二氧化锰广泛应用于电池、电子工业。以主要成分为的某锰矿(杂质为、等)为原料制备单质锰的一种流程如图所示：
已知：金属离子浓度的负对数与溶液的关系如图所示：
回答下列问题：
(1)滤液中的溶质为、 (填化学式)，“氧化除硫”过程中有红褐色固体生成，则参与反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸氧化”过程被氧化的离子方程式为 。
(3)为何不通过调的方法将除去： ；已知若溶液中同时沉淀完全时，溶液中，则相同温度下， 。
考向6 工艺流程中加入试剂的作用和循环物质的确定
26．（2024·四川德阳·二模）氧化铝粉体材料广泛应用于生物陶瓷、电子、催化剂、航空航天等领域。下图为利用钾明矾石精矿[主要成分为及少量]制备超细的工艺流程。
回答下列问题：
(1)“粉碎”的目的是 。
(2)“碱浸”过程中相关数据如图，则应选择的合适条件为 ，在该条件下，转化为沉淀。
(3)“滤液1”的用途有 (写出一条即可)。
(4)“酸溶”时溶解反应的离子方程式为 。
(5)“沉铝”反应生成难溶物及无色气体，反应的离子方程式为 。检验沉淀是否洗涤干净的方法为 。
(6)流程中部分副产物稍加处理便能循环利用，写出其中一种的化学式 。
(7)工业生产中常用和来沉淀，已知常温下，在和共存的悬浊液中，。则 。[已知]
27．（2024·云南保山·一模）氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于、和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[]。以铜矿粉(含、、CuS及少量FeS等)为原料制取CuCl的工艺流程如图：

已知：FeS高温条件下与氧气反应生成FeO；高温条件下与氧气反应生成；在酸性条件下会发生歧化反应。回答下列问题：
(1)“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。“搅拌”时加入NaCl粉末的作用是 。
(2)可在上述流程中循环利用的物质有 (填化学式)，加热时试剂X的作用是 。
(3)洗涤CuCl晶体所用的试剂为 (填序号)，洗涤后并在真空干燥机内于70℃干燥2小时，冷却，密封包装。于70℃真空干燥的目的是 。
a．饱和溶液　　　b．NaOH溶液　　　c．无水乙醇　　　d．稀硫酸
(4)流程中“滤渣”的主要成分是 (填化学式)。
(5)测定产品中氯化亚铜的质量分数，实验过程如下：准确称取制备的氯化亚铜产品0.250g，将其置于足量的溶液中，待样品全部溶解后，加入适量稀硫酸，用的硫酸铈[]标准溶液滴定到终点，消耗硫酸铈溶液24.60mL，反应中被还原为(已知)，则产品中氯化亚铜的纯度为 (保留三位有效数字)。
28．（2024·河南·模拟预测）以某废锌渣(主要成分为及一定量的、、、、)为原料制备碳酸锌的工艺流程如图：
已知：相关金属离子形成氢氧化物沉淀的如表所示：
金属离子
开始沉淀 5.5 1.3 6.5 7.0 3.3
刚好完全沉淀 8.0 3.2 9.2 8.8 4.7
回答下列问题：
(1)为提高“浸出”效率，可采取的措施有 (任意回答两条)。
(2)铁酸锌()中铁元素的化合价为 。
(3)“浸出”时除直接溶于硫酸外，有部分在酸性条件下与发生了氧化还原反应。
①“浸出”步骤中，滤渣I的主要成分除硫单质外还有 (填化学式)。
②写出在酸性条件下与反应的化学方程式： 。
(4)“转化”步骤中，发生的主要反应的离子方程式为 ；的加入量高于理论值的主要原因为 。
(5)“调”时需调节的最佳范围为 。
(6)铁酸锌可用于循环分解水制氢气，其反应原理如图所示，反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
29．（2024·河南·模拟预测）世界上铬单质及其化合物的生产呈现高速增长，故铬贫矿的利用至关重要。某铬贫矿的主要成分为Fe(CrO2)2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3，采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)已知经“氧化浸出”后，铁元素以Fe2O3形式存在，该过程中Fe(CrO2)2参与反应的化学方程式为 。
(2)“滤渣”可能含有的物质有 (填化学式)。
(3)已知常温下Al(OH)3(s)+H O( l) [Al(OH)4]-(aq)+H+(aq) K=1×10-13.37；Al(OH)3( s) Al3+(aq)+3OH-( aq) Ksp[Al(OH)3]=1×10-33。
经“沉铝”后所得溶液中[Al(OH)4]-的浓度为1×10-5.5mol·L-1此时溶液中的c(H+)= mol·L-1， c(Al3+) = mol·L-1。
(4)实验室将浓硫酸和Na2CrO7溶液“混合”时的具体实验操作为 。
(5)以1.4kg铬贫矿为原料，按照此流程最终得到0.2kgCrO3，原料的利用率为80%，则该铬贫矿中Fe(CrO2)2的百分含量为 。
(6)以节能环保为原则，以化合物M为原料，设计在此工艺流程中的循环利用方案： (结合化学方程式用文字说明)。
30．（2024·河南·一模）冶金工业的钒渣含有V2O3、Cr2O3、SiO2、Fe2O3、FeO等，一种利用钒渣提钒并进行钒、铬分离的工艺流程如图所示：
已知：Ksp(BaCO3)=5.1×10-9，Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10，Ksp(CaCrO4)=2.3×10-2；“净化液”中溶质只含有NaVO3、Na2CrO4。
请回答下列问题：
(1)在“氧化焙烧”中被氧化的元素是 (填元素符号)。
(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有 (答出两条)。
(3)H2SO4“酸浸”得到的副产品①是 ，它的一种用途是 。
(4)“调pH=2”，最适宜使用的酸是 。
(5)“沉铬”反应的离子方程式为 ，“沉铬”反应的理论转化率为 (保留3位有效数字)。
(6)由于母液①最终返回到 工序循环使用，因此，即使“沉铬”转化率低于理论值也不会对铬的回收产生多大的影响。
(7)用NaHSO4“浸出”时发生反应的化学方程式为 。
试卷第1页，共3页
1
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重难点13 无机工艺流程
考向 2025考向预测
考向1 原料预处理的常用方法 无机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。 预测2025年高考仍会采用工艺流程图的形式，以元素化合物知识为载体，围绕原料的预处理考查影响速率的因素;围绕经济原则考查循环利用分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)及核心反应或副反应考查物质变化及定量关系;复习时应加以重视!
考向2 转化过程中反应条件的控制方法
考向3 工艺流程中的分离与提纯
考向4 工艺流程中化学(离子)方程式的书写
考向5 工艺流程中Ksp的相关计算
考向6 工艺流程中加入试剂作用和循环物质的确定
【思维导图】
【高分技巧】
一、原料预处理的常用方法
预处理操作 作用或目的分析
研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
目的：提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等
增大接触面积的方法：固体——粉碎、研磨；液体——喷洒；气体——用多孔分散器等
浸取(即浸出/溶解) 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
水浸 与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中
酸浸 在酸性溶液[如：用(浓)硫酸、盐酸等]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；酸还能溶解金属氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解等
碱浸 去油污，在碱性溶液中使两性化合物(Al2O3、ZnO等)溶解，溶解铝、二氧化硅等，不溶物通过过滤除去的过程
醇浸 提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物
浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(工业上往往为了追求更多转化)
提高浸出率的措施：①将矿石研成粉末，提高接触面积；②搅拌，使反应更加充分 ③增大反应物(酸、碱)的浓度； ④适当升温(加热)
灼烧(焙烧) 除去可燃性杂质或使原料初步转化
①除去硫、碳单质； ②有机物转化、除去有机物； ③高温下原料与空气中氧气反应；④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等
煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
二、转化过程中反应条件的控制方法
1．控制溶液的酸碱性(pH)
(1)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性(增强MnO、NO的氧化性)，调节离子的水解程度
(2)控制溶液的pH值使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀而被除去
①原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度，使溶液pH值增大
②pH控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH值~主要离子开始沉淀时pH (注意端值取)
③需要的物质：含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH增大的物质，如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型的物质
④实例：除去CuSO4溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3，调节pH至3~4，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入CuO后，溶液中H+浓度降低，平衡正向移动，Fe(OH)3越聚越多，最终形成沉淀
a．加入CuO的作用：调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3b．加热的目的：促进Fe3＋水解
(3)抑制某些离子的水解，防止产品混入杂质
像盐酸盐、硝酸盐溶液，通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相对应的无水盐时，由于水解生成的盐酸或硝酸挥发，促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯
2．温度控制的类型及其目的
升高温度 ①加快反应速率或溶解速率 ②促进平衡向吸热方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动，如：促进水解生成沉淀 ③除去受热不稳定的杂质，如：H2O2、氨水、铵盐(NH4Cl)、硝酸盐、NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质④使沸点相对低的物质气化或升华
降低温度 ①防止某物质在温度较高时挥发或分解 ②使化学平衡向放热反应的方向移动，从而提高产物的产率 ③使某个沸点高的产物液化，使其与其他物质分离 ④降低晶体的溶解度，使其结晶析出
控制温度在一定范围(综合考虑) 温度过低 反应速率过慢或溶解速率小
温度过高 ①催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降 ②物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等 ③物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等 ④物质氧化，如：Na2SO3等 ⑤物质升华，如：I2 升华
答题策略 ①若用到H2O2、氨水、铵盐、硝酸盐等易分解的物质，控温的目的是防止物质分解 ②若题目中出现有机物或有机溶剂，控温的目的是防止其挥发 ③若溶液中制备物质，常使用加热的方法加快反应速率 ④煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气 ⑤温度范围答题策略 a．温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率, 但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发，(如H2O2、NH4HCO3)分解，(如Na2SO3)氧化或促进(如AlCl3)水解等，影响产品的生成 b．温度不低于××℃的原因：加快反应速率或者对于吸热反应而言可是平衡正移，增加产率
3．浓度
(1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响
(2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响
4．压强：改变反应速率，使平衡向需要的方向移动5．催化剂：选择合适的催化剂，能加快反应速率
三、工艺流程中的分离与提纯
1．过滤：固液分离的一种方法，主要有常压过滤、减压过滤、热过滤
(1)常压过滤：通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除，但值得注意的是需要分析对产品的需求及生产目的的综合考虑，准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分，准确判断是留下滤液还是滤渣
(2)减压过滤(抽滤)：减压过滤和抽滤是指一种操作，其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤，抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤，有时候还可以过滤掉气体，并能达到快速干燥产品的作用
(3)趁热过滤：趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤，但是由于常规过滤操作往往耗时较长，这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而使溶质析出，影响分离效果。因此可使用热过滤仪器、将固液混合物的温度保持在一定范围内进行过滤，所以又称为热过滤
2．蒸发结晶
(1)适用范围：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如：NaCl
(2)蒸发结晶的标志：当有大量晶体出现时，停止加热，利用余热蒸干
3．冷却结晶
(1)适用范围：提取溶解度随温度变化较大的物质(KNO3)、易水解的物质(FeCl3)或结晶水化合物(CuSO4·5H2O)
(2)蒸发结晶的标志：当有少量晶体(晶膜)出现时
4．沉淀洗涤时洗涤剂的选择
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 溶解度随温度升高而升高，且变化较大 除去固体表面吸附着的××杂质，减少固体因为洗涤液温度高造成溶解损失
热水 溶解度随着温度升高而降低 除去固体表面吸附着的××杂质，减少固体因为洗涤液温度低造成溶解损失
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解损失；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，加快干燥速率
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解
洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次
检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净
5．重结晶：将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液，又重新从溶液结晶的过程
6．萃取与反萃取
萃取 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂(萃取剂)把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来的过程，萃取后需要分液。如：用CCl4萃取溴水中的Br2
反萃取 在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取，为萃取的逆过程
7．蒸馏或分馏：蒸馏是利用液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，跟其他组分分离的过程
四、工艺流程中陌生化学(离子)方程式的书写
1．书写关键——熟记氧化剂、还原剂的常见产物
(1)常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂 KMnO4 (酸性) K2Cr2O7 (酸性) 浓硝酸 稀硝酸 H2O2 X2 (卤素) NaClO (或ClO－) KClO3 Fe3＋ PbO2
对应还原产物 Mn2＋ Cr3＋ NO2 NO H2O X－ Cl－ Cl－ Fe2＋ Pb2＋
(2)常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂 Fe2＋ SO2 (H2SO3) SO S2O S2－(H2S) H2C2O4 H2O2 I－ (HI) CO NH3
对应氧化产物 Fe3＋ SO SO SO S CO2 O2 I2 CO2 N2或NO
2．书写方法
(1)第一步：根据题干信息或流程图的入口和出口，判断出反应物和生成物
(2)第二步：确定反应物和生成物中变价元素的化合价，按“氧化剂＋还原剂还原产物＋氧化产物”写出方程式，并按化合价升降的原则配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量系数
(3)第三步：依据电荷守恒、原子守恒和溶液的酸碱性补齐缺失物质并配平。若反应是在水溶液中进行，一般在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O
五、工艺流程中Ksp的相关计算
以“AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)”为例：Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度
六、工艺流程中加入试剂的作用和循环物质的确定
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)看生成物：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．工艺流程中的物质确定
(1)循环物质的确定(2)副产品的确定
(3)滤渣成分的确定
①过量的反应物②原料中不参与反应的物质③由原料转化的生成物④由杂质转化的沉淀物
（建议用时：40分钟）
考向1 原料预处理的常用方法
1．（2024·宁夏银川·模拟预测）活性炭载钯(Pd/C)催化剂被广泛应用于医药和化工行业，某废钯催化剂(钯碳)的杂质主要含炭、有机物及少量Fe、Zn等。如图是利用钯碳制备氧化钯()和Pd的流程。
已知：王水是由浓硝酸和浓盐酸按照体积比1∶3混合而成的具有强氧化性的溶液。
回答下列问题：
(1)实验室中可在 (填仪器名称)中模拟“焚烧”过程。
(2)“溶浸”步骤中钯与王水发生反应生成和一种有毒的无色气体A，A为 (填化学式)，其在空气中变化的化学反应方程式为 ，钯的浸出率与反应的时间、温度的关系如图所示，则最佳的浸取时间和温度为 ，写出“除锌铁”步骤中钯的化合物与试剂Ⅰ反应的化学反应方程式 。
(3)“沉钯”步骤中试剂Ⅱ应为 (填名称)，加入该试剂的目的是 。
【答案】(1)坩埚
(2) NO 2.5h，90℃
(3) 盐酸 中和，促进[Pd(NH3)4]Cl2转化为[Pd(NH3)2]Cl2沉淀
【详解】（1）坩埚耐高温，实验室可在坩埚中模拟焚烧实验；
（2）由分析知，有毒的无色气体A为NO；NO在空气中与O2迅速反应生成NO2，化学方程式为；由图可知，钯的浸出率最佳的浸取时间和温度为2.5h，90℃；试剂Ⅰ为氨水，与H2[PdCl4]反应生成[Pd(NH3)4]Cl2，化学方程式为；
（3）为了不增加新杂质，“沉钯”步骤中试剂Ⅱ应为盐酸；加入该试剂的目的是中和，促进[Pd(NH3)4]Cl2转化为[Pd(NH3)2]Cl2沉淀；
2．（2024·四川自贡·模拟预测）高锰酸钾消毒片主要成分为KMnO4，可外用消炎杀菌。用某软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Al2O3、SiO2等杂质)制备KMnO4的流程图如下：
已知：K2MnO4固体和溶液均为墨绿色，溶液呈碱性且能发生可逆的歧化反应。
(1)“熔融煅烧”时，MnO2参与反应的化学方程式为
(2)向“浸取液”中通入CO2，调节其pH，经“过滤”得滤渣Ⅰ，滤渣Ⅰ的成分 。
(3)①“歧化”时，下列酸可以用来代替冰醋酸的是 (填字母)。
A．浓盐酸　　　B．亚硫酸　　　　　C．稀硫酸　　　　D．氢碘酸
②“歧化”时，加入冰醋酸的目的是 。(从平衡移动的角度用必要的离子方程式和文字解释)。
【答案】(1)2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O
(2)Al(OH)3、H2SiO3
(3) C 消耗OH-，使平衡3+2H2O2+MnO2(s)+4OH-正向移动，提高KMnO4产率
【详解】（1）“熔融煅烧”时，MnO2被氧气氧化为K2MnO4，化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。
（2）向“浸取液”中通入CO2，KAlO2或四羟基合铝酸钾、K2SiO3溶液分别与二氧化碳、水反应生成氢氧化铝、硅酸，故经调节pH、“过滤”得滤渣Ⅰ的成分为Al(OH)3、H2SiO3。
（3）歧化”时，醋酸的作用是提供酸性环境，得到高锰酸钾：
①A．常温下，KMnO4会和浓盐酸反应，不可用浓盐酸，A不选；
B．亚硫酸有还原性，与KMnO4发生氧化还原反应，不可用亚硫酸，B不选；　　　　　
C．稀硫酸可提供酸性环境，不和锰酸钾、高锰酸钾、二氧化锰反应，可替代醋酸，C选；
D．氢碘酸有还原性，与KMnO4发生氧化还原反应，不可用氢碘酸，D不选；
选C；
②由所给信息可知K2MnO4溶液呈碱性且能发生可逆的歧化反应，即存在3K2MnO4(aq)+2H2O(l)2KMnO4(aq)+MnO2(s)+4KOH(aq)，故“歧化”时，加入冰醋酸的目的是：消耗OH-，使平衡正向移动，提高KMnO4产率。
3．（2024·山西晋城·模拟预测）作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(，含有少量、、、等元素)制备的流程如下：
已知：，，。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率，可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量的作用是 。
【答案】(1) 粉碎矿石、适当增大硫酸的浓度、适当升高温度等（其中一条）
(2)将氧化为，便于形成沉淀而除去
【详解】（1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为，可以通过粉碎矿石、适当增大硫酸的浓度、适当升高温度等措施加快反应速率；
（2）加入少量的作用是将氧化为，便于形成沉淀而除去；
4．（2024·山西太原·二模）MnCO3可用作电器元件材料，也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制备MnCO3：
已知：几种金属离子沉淀的pH如表。
金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Mn2+
开始沉淀的pH 7.5 3.2 5.2 8.8
完全沉淀的pH 9.7 3.7 6.4 10.4
回答下列问题：
(1)①中加入过量MnO2的作用是 。
(2)过程③中调pH的目的是 。
【答案】(1)将Fe2+全部氧化为Fe3+
(2)使Cu2+转化为Cu(OH)2除去
【详解】（1）MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；
（2）调pH=6.4，除去溶液中的铜离子，使Cu2+ 完全沉淀为Cu(OH)2；
5．（2024·山西太原·模拟预测）铝氢化钠(NaAlH4)是重要的还原剂。以铝土矿(主要成分Al2O3，含少量SiO2、Fe2O3等杂质)为原料制备NaAlH4的一种流程如图：
(1)碱浸中SiO2转化成难溶的Na2Al2Si2O8，写出生成该物质的离子方程式 。
(2)过滤1得滤渣的主要成分为 ，反应1中加入NaHCO3的目的是 。
【答案】(1)Al2O3+2SiO2+2Na++2OH-=Na2Al2Si2O8↓+H2O
Fe2O3、Na2Al2Si2O8 与NaAlO2反应生成Al(OH)3，除去过量的NaOH
【详解】(1)碱浸中SiO2转化成难溶的Na2Al2Si2O8，反应的离子方程式为：Al2O3+2SiO2+2Na++2OH-=Na2Al2Si2O8↓+H2O。
(2)根据分析可知过滤1得滤渣的主要成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8，反应1需要将偏铝酸钠转化为Al(OH)3，溶液中含有前一步过量的氢氧化钠，加入NaHCO3先除去氢氧化钠，然后与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝，所以答案是：与NaAlO2反应生成Al(OH)3，除去过量的NaOH。
考向2 转化过程中反应条件的控制方法
6．（2024·内蒙古包头·一模）镉( Cd)在合金、电池等方面具有重要应用。某铜镉渣中主要含有Cd、CdO，还含有Cu、Zn、Pb、Fe、CuO和SiO2等杂质，从铜镉渣中回收Cd的某种工艺流程如图所示。
已知：①Ksp[CaSO4] =9.1 ×10-6 Ksp[PbSO4]=1.6×10-8
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
离子 Zn2+ Cd2+ Fe2+ Pb2+ Cu2+ Fe3+
开始沉淀时(c=0.01 mol · L-1)的pH 8.2 7.8 7.5 6.7 5.2 2.2
完全沉淀时(c=1.0 ×10-5mol·L-1)的pH 9.7 9.3 9.0 8.5 6.7 3.2
回答下列问题：
(1)将铜镉渣先“浆化”再“酸浸”的目的是 。
(2)“酸浸”时，保持温度和pH均不宜过高的原因是 ；“压滤 ”所得滤渣I的主要成分是 ( 填化学式)； “酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+，其微量存在的主要原因是 。
(3)“除铁”时，加入的石灰乳调节溶液pH的范围是 ， 若石灰乳加过量，缺陷是 。
【答案】(1)增大接触面积，提高酸浸速率和浸出率
(2) 抑制Cd2+水解 Cu、SiO2和PbSO4 PbSO4的Ksp不足够小或硫酸的浓度不够大，使溶液中仍有微量Pb2+存在
(3) 3.2【详解】（1）将铜镉渣先“浆化”再“酸浸”的目的是增大接触面积，加快“酸浸”速率,故答案为:增大接触面积，加快“酸浸”速率；
（2）“酸浸”时，温度和pH过高时Cd2+水解程度增大，生成Cd(OH)2沉淀，“酸浸”效率将会降低,故温度和pH均不易过高的原因是防止Cd2+水解;“压滤”所得滤渣I含有没有完全浸取的金属Cu、SiO2 、PbSO4；“酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+，其微量存在的主要原因是PbSO4的Ksp不足够小或硫酸的浓度不够大，使溶液中仍有微量Pb2+存在；故答案为:抑制Cd2+水解；Cu、SiO2、PbSO4；PbSO4的Ksp不足够小或硫酸的浓度不够大，使溶液中仍有微量Pb2+存在；
（3）根据表格数据可得，加入石灰乳调节pH范围为3.27．（2024·四川南充·三模）从水钴矿”(主要含Co2O3及少量Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2、MnO、MnO2、CaO等杂质)中制备CoC2O4 2H2O的工艺如图：

已知：①电极电势的大小反映了氧化剂的氧化能力相对大小。见表：
电极电势 Co3+/Co2+ H2O2/H2O ClO-/Cl- Cl2/Cl- O2/H2O Fe3+/Fe2+ I2/I-
E0/V 1.84 1.78 1.49 1.36 1.23 0.77 0.53
②浸出液中主要含有的阳离子有Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Mn2+、Ca2+。
③该工艺条件下，金属离子浓度对数lgc随pH变化情况如图示(浓度≤10-5mol L-1时，该金属离子沉淀完全)。

回答下列问题：
(1)写出MnO2被还原浸出的离子方程式 。Na2SO3除了还原某些金属氧化物外，还有 作用。
(2)“氧化”步骤为了除去Fe2+，不合适的氧化剂有 (填字母标号)。
A．I2 B．O2 C．ClO- D．H2O2
(3)“调pH”的范围是 ，滤渣1主要有、 。
(4)磷酸二异辛酯的作用是 。
(5)加入(NH4)2C2O4沉钴时，初始n[(NH4)2C2O4]/n(Co2+)=1.15，沉淀时间10min，钴的沉淀率随温度升高先增大后减小的原因是 。
【答案】(1) MnO2+SO+2H+=Mn2++SO+H2O 防止生成Cl2
(2)A
(3) 5.2≤pH＜7.6 Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)富集萃取Co2+，与Na+、Mn2+分离
(5)温度较低时，沉淀速率较慢;温度较高时，CoC2O4溶解度较大
【详解】（1）MnO2被Na2SO3还原浸出Mn2+，反应的离子方程式MnO2++2H+=Mn2+++H2O；Na2SO3除了还原Co3+、Fe3+、MnO2外，还有防止HCl被氧化生成Cl2；
（2）“氧化”步骤将Fe2+氧化为Fe3+以除去Fe2+，可选氧化剂：O2、ClO-、H2O2，选用I2引入杂质I-离子，不合适的氧化剂有I2，故选A；
（3）加入碳酸钠调节pH沉淀Fe3+、Al3+，由已知条件③可知，“调pH”的范围是5.2≤pH＜7.6，滤渣1主要有Fe(OH)3、Al(OH)3；
（4）磷酸二异辛酯的作用是富集萃取Co2+，与Na+、Mn2+分离；
（5）钴的沉淀率随温度升高先增大后减小的原因是：温度较低时，沉淀速率较慢;温度较高时，CoC2O4溶解度较大；
8．（2024·云南·一模）镍及其化合物在工业上有广泛应用，红土镍矿是镍资源的主要来源。以某地红土镍矿[主要成分Mg3Si2O5(OH)4、Fe2MgO4、NiO、FeO、Fe2O3]为原料，采用硫酸铵焙烧法选择性提取镍，可减少其他金属杂质浸出，工艺流程如图所示。
已知：①2[Mg3Si2O5(OH)4]+9(NH4)2SO43(NH4)2Mg2(SO4)3+12NH3↑+4SiO2+10H2O↑；
②2Fe2MgO4+15(NH4)2SO4(NH4)2Mg2(SO4)3+16NH3↑+4(NH4)3Fe(SO4)3+8H2O↑
③常温下，NiSO4易溶于水，NiOOH不溶于水。
(1)“焙烧”前将“矿样”与(NH4)2SO4混合研磨的目的是 。
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中，只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为 ，“浸渣"的主要成分除铁的氧化物外还有 (填化学式)。
(3)焙烧温度对浸出率的影响如图所示，最佳焙烧温度是___________(填序号)左右。
A．300℃ B．350℃ C．400℃ D．600℃
(4)若残留在浸出液中的铁完全转化为黄铵铁矾除去，“除铁”时通入NH3调节溶液pH的范围是 。该工艺条件下，Ni2+生成Ni(OH)2沉淀，Fe3+生成Fe(OH)3或黄铵铁矾沉淀定，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
沉淀物 Ni(OH)2 Fe(OH)3 黄铵铁矾
开始沉淀时的pH 7.1 2.7 1.3
沉淀完全(c=1×10-5 mol/L)时的pH 9.2 3.7 2.3
【答案】(1)扩大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应物充分反应
(2) 4FeO+O2+6(NH4)2SO42Fe2(SO4)3+12NH3↑+6H2O FeO(OH)、SiO2
(3)C
(4)2.3≤pH<2.7
【详解】（1）“焙烧”前将“矿样”与(NH4)2SO4混合研磨的目的是扩大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应物充分接触；
在用热水浸泡过程中，Fe3+会发生水解反应：Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+，而焙烧产生的SiO2不能溶于水，也会进入“浸渣”中，所以“浸渣”的主要成分，除铁的氧化物外还有FeO(OH)、SiO2；
（2）FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为：4FeO+O2+6(NH4)2SO42Fe2(SO4)3+12NH3↑+6H2O；
（3）根据焙烧温度对浸出率的影响，要使Ni的浸出率高，而Fe的浸出率比较低，同时符合节能要求，则最佳焙烧温度是400℃，故合理选项是C；
（4）“除铁”时通入NH3调节溶液pH，使残留在浸出液中的铁完全转化为黄铵铁矾除去，同时Ni2+仍然以离子形式存在于溶液中，则根据表格数据可知调整溶液pH范围为：2.3≤pH＜2.7；
9．（2024·云南曲靖·二模）钴酸锂一般用作锂离子电池的正极材料，需求量大，而我国极度缺乏钴资源，主要依赖进口，因而从废旧电池中进行回收具有重要意义。以废旧钴酸锂电池材料(主要成分为LiCoO2，含单质Cu及为改善电池性能添加的单质Al等)回收钴酸锂的--种工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)废旧钴酸锂电池需经放电、拆解、粉碎预处理，粉碎的目的是 。
(2)“碱浸”所得滤液中主要溶质的化学式为 、NaOH。
(3)H2O2的电子式为 。“酸浸”时H2O2作还原剂，还原产物为Co2+，反应的离子方程式为 ；上述反应的氧化产物又将铜氧化而溶解浸出，该反应的化学方程式为 。
(4)“萃取铜”中的有机萃取剂用HR表示，发生萃取的反应可表示为Cu2+ +2HR CuR2++.2H+。若酸浸后的浸取液pH=1.000，c(Cu2+ ) =0.01001mol·L-1，多次萃取后水相中c(H+)为0.1200mol·L-1，则铜的萃取率为 (溶液体积变化忽略，保留小数点后两位)；为回收铜，可用一定浓度的H2SO4将有机相中的铜反萃取到水相，其原理是
(5)“碱浸”时少量未浸出的残余铝可在“酸浸”时浸出，萃取铜后的溶液需调pH至5.0以上将铝离子沉淀除去。若c(Co2+ ) =0.16mol·L-1，为避免析出Co(OH)2沉淀，则调pH不能超过 。(已知K[Co(OH)2]=1.6×10-15)
(6)“钴、锂共沉淀”时析出CoCO3和li2CO3，经过滤、无水乙醇洗涤、80°C干燥后在750°C煅烧，反应的化学方程式为 。
【答案】(1)提高浸取反应速率和浸取率
(2)NaAlO2
(3) 2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li+ +2Co2++O2↑+4H2O 2Cu +O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O
(4) 99.90% H2SO4使得溶液中氢离子浓度增大，萃取反应平衡逆向移动
(5)7
(6)4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2
【详解】（1）粉碎的目的是可以提高增加反应物的接触面积，提高浸取反应速率和浸取率。
（2）“碱浸”过程中铝能和碱反应生成偏铝酸钠，所以所得滤液中主要溶质的化学式为NaAlO2、NaOH。
（3）过氧化氢为共价化合物，H2O2的电子式为。“酸浸”时H2O2作还原剂，本身被氧化生成氧气，还原产物为Co2+，根据电子守恒和质量守恒配平，反应的离子方程式为2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li+ +2Co2++O2↑+4H2O；上述反应的氧化产物是氧气，将铜氧化后和稀硫酸反应生成硫酸铜而溶解浸出，该反应的化学方程式为2Cu +O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O 。
（4）“萃取铜”中的有机萃取剂用HR表示，发生萃取的反应可表示为Cu2++2HR=CuR2++2H+。若酸浸后的浸取液pH=1.000，氢离子浓度为0.1mol/L，c(Cu2+)=0.01001 mol·L-1，多次萃取后水相中c(H+)为0.1200 mol·L-1，则反应生成的氢离子浓度为0.1200 mol·L-1-0.1mol/L =0.02mol·L-1，根据化学方程式体现的关系可知，有0.01 mol·L-1铜离子发生萃取，则萃取率为=99.90%；为回收铜，可用一定浓度的H2SO4使得溶液中氢离子浓度增大，萃取反应平衡逆向移动，有机相中的铜被反萃取到水相。
（5）若c(Co2+)=0.16mol·L-1，则， mol·L-1，此时pOH=7，pH=7，故调pH不能超过7.0。
（6）CoCO3和Li2CO3在750℃煅烧生成LiCoO2，根据质量守恒还会生成二氧化碳气体，反应的化学方程式为4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2。
10．（2024·陕西咸阳·一模）钒酸铋()是一种亮黄色无毒无害的光催化剂，主要应用于高选择性制备氢气。工业上以辉铋矿粉(主要成分是，并含、Bi、和等杂质)为原料制备钒酸铋()的流程如图所示：
已知部分信息如下：
①氧化性：。
②滤液1中的阴离子主要是。
③常温下，几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
氢氧化物
开始沉淀时的pH 7.6 1.6 4.0
完全沉淀时的pH 9.6 3.1 5.5
当溶液中某离子浓度小于时，视为沉淀完全。
回答下列问题：
(1)浸渣1的主要成分为 。
(2)浸取时转化的离子方程式为 。
(3)从工艺流程分析，氧化调节pH环节，除了可用NaOH溶液，还可用 调节，且需调至溶液的pH为 (填范围)。
【答案】(1)S、
(2)
(3) 或氨水、等
【详解】（1）由上述分析可知，浸渣1的主要成分为S和；
（2）浸取时加盐酸溶解，同时加氯化铁将硫氧化为S单质，离子方程式为：；
（3）加入NaOH的目的是反应掉溶液中的H+，使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，除了可用NaOH溶液，还可用或氨水、等，根据表格中几种离子生成氢氧化物沉淀的pH，调节溶液的pH范围为；
考向3 工艺流程中的分离与提纯
11．（2024·四川眉山·三模）碳酸锂是制备锂电池的重要原料。一种由α—锂辉石(主要成分可用表示，还含有Al、Fe和Mn元素的氧化物)制备电池级碳酸锂的工艺流程如下：
已知：常温下，各离子沉淀pH范围：
离子
开始沉淀pH 7.6 2.7 3.8 8.3
沉淀完全pH 9.7 3.2 5.2 9.8
回答下列问题：
(1)“煅烧”过程中转化为，写出与生石灰反应的化学反应方程式 。
(2)硫酸作为浸取酸时需要加入少量硝酸，其作用是 ；“调节pH”步骤应当控制的pH范围为 ，
(3)写出“除锰”过程中的离子反应方程式 。若“除钙”后滤液中Li+浓度为0.2mol/L，则该步骤后浓度应该低于 mol/L。
(4)已知、的溶解度(g/100g水)如下表所示：
T/℃ 20 50 80
1.33 1.10 0.85
34.2 32.5 30.7
“沉锂”后应该选择 ℃(选填“20”、“50”和“80”)蒸馏水洗涤，写出检验沉淀是否洗涤干净的操作 。
(5)“沉锂”后所得碳酸锂再次经过“碳化”—“热解”步骤的目的是 。将碳酸锂与混合，在空气中焙烧可制备电池阴极材料，写出其化学反应方程式 。
【答案】(1)
(2) 作为氧化剂，将氧化为
(3) 0.55
(4) 80 取最后一次洗涤液于试管中，用盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，若无明显现象则已经洗涤干净
(5) 进一步提高碳酸锂的纯度
【详解】（1）“煅烧”过程中转化为，硅转化为CaSiO3，则与生石灰反应的化学反应方程式为。
（2）硫酸作为浸取酸时需要加入少量硝酸，硝酸具有强氧化性，其作用是：作为氧化剂，将氧化为；“调节pH”时，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，但不能将Mn2+转化为沉淀，此步骤应当控制的pH范围为。
（3）“除锰”过程中，往滤液中加入氨水和NH4HCO3，此时Mn2+转化为MnCO3，离子反应方程式为。若“除钙”后滤液中Li+浓度为0.2mol/L，为避免Li+生成沉淀，溶液中离子浓度积应小于溶度积常数，则该步骤后浓度应低于mol/L=0.55mol/L。
（4）从表中数据可以看出，温度越高，Li2CO3的溶解度越小，则“沉锂”后应该选择80℃蒸馏水洗涤；检验沉淀是否洗涤干净时，应检验滤液中是否含有，操作为：取最后一次洗涤液于试管中，用盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，若无明显现象则已经洗涤干净。
（5）“沉锂”后所得碳酸锂中可能混有Li2SO4杂质，再次经过“碳化”—“热解”步骤的目的是：进一步提高碳酸锂的纯度。将碳酸锂与混合，在空气中焙烧，将Co2+氧化为Co3+，制备电池阴极材料，其化学反应方程式为。
12．（2024·河南·三模）广泛用于生产、生活等方面。以含钴废液(主要含，还含少量、、、等)为原料制备的工艺流程如图所示：
已知：常温下，，，，。
回答下列问题：
(1)“电解”中阴极反应式为 。
(2)若还原产物为，则生成至少需要 。
(3)“除铜”时还原剂为 (填化学式，下同)；已知“除铜”后滤液中，，在“除钙镁”中，先生成的沉淀是 。
(4)“沉钴”时分离操作要快，否则在潮湿空气中易被氧化成。写出在潮湿空气中发生反应的化学方程式： ；操作在气氛中完成，的作用是 。
(5)的水合物在加热逐步失去结晶水的过程中会呈现不同的颜色：。
根据其性质设计的一种用途： 。
(6)测定样品中结晶水。准确称取样品溶于水配制成溶液，准确量取所配溶液于锥形瓶中，滴滴溶液作指示剂，用的标准溶液滴定至终点，消耗滴定液。
①x= 。
②如果滴加溶液过多或过少，测定结果会产生 (填“系统误差”或“随机误差”)。
【答案】(1)
(2)1
(3)
(4) 抑制水解
(5)制硅胶含水量的指示剂、制指示空气湿度变化的“变色花”、制显隐墨水、制温度计、制变色水泥等
(6) 2 随机误差
【详解】（1）阴极发生还原反应，析出铜：；
（2）生成，失去电子，根据得失电子守恒，至少需要；
（3）铜离子变为铜单质，硫代硫酸钠作还原剂；根据离子浓度、溶度积计算，生成时需要，生成时需要，故先生成沉淀；
（4）类似在空气中反应，在潮湿空气中发生反应的化学方程式：；氯化氢气体中结晶氯化钴晶体，抑制氯化钴水解；
（5）从指示水蒸气含量、指示温度两个角度设计实验：制硅胶含水量的指示剂、制指示空气湿度变化的“变色花”、制显隐墨水、制温度计、制变色水泥等；
（6）①根据反应式，原样品的物质的量：，，；
②根据溶度积判断，若滴加指示剂过多，提前到达滴定终点，测得结果偏高，若滴加指示剂较少，会延迟到达终点，测得结果偏小，这些误差都属于操作不当引起的，统属于随机误差。
13．（2024·内蒙古包头·一模）重铬酸钠（）是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿［主要成分为，还含有、、等杂质］制备，同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示：
已知：，
回答下列问题：
(1)若在实验室将铬铁矿和纯碱的混合物煅烧，该过程一定不需要的仪器是 （填标号）
A．石英坩埚 B．铁坩埚 C．三脚架 D．泥三角 E.蒸发皿
(2)“煅烧”的目的是将转化为，写出生成的化学方程式 。
(3)为提高铬的“浸出”率，可采取的措施为 ；浸出液中溶质除、外，还含有 （填化学式）。
(4)已知部分物质在水中的溶解度曲线如图1所示，若固体E的主要成分是，则“操作a”为 、 、洗涤、干燥。
(5)从溶液B中得到重铬酸钠晶体后，剩余的母液由于仍含有，故不能随意排放，可加入铝粉，将母液中的还原为，不同初始pH下随时间的变化如图2所示。
①初始pH为2.0，用铝粉还原的离子方程式为 。
②初始pH为3.0，反应180min后，溶液中浓度仍较高的可能原因是 。
③调节反应完后的溶液的pH值，使溶液中的金属阳离子生成沉淀，过滤除去后即可排放。若调节pH后的溶液中，则残留的 。
【答案】(1)AE
(2)
(3) 粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取 、
(4) 50℃以上加热浓缩 趁热过滤
(5) pH较高（或氢离子浓度较低）时，的氧化性较弱，不利于反应进行
【详解】（1）灼烧固体，应在坩埚中进行，因二氧化硅能与碳酸钠反应，则用铁坩埚，实验还用到三脚架、泥三角、酒精灯，不需要石英坩埚、蒸发皿，故答案为：AE。
（2）煅烧时，Fe(CrO2)2和碳酸钠、氧气反应生成Na2CrO4、Fe2O3、CO2，化学方程式为，故答案为：。
（3）提高铬的“浸出”率，可采取的措施为：粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取；根据调节pH后产生滤渣Al(OH)3和H2SiO3，可知“浸出过滤”后的浸出液中除了含有Na2CO3、Na2CrO4外，还含有Na2SiO3、NaAlO2，故答案为：粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取；、。
（4）根据溶解度曲线的变化可知，Na2Cr2O7的溶解度随温度的升高而增大，在50℃以上Na2SO4的溶解度随温度的升高而降低，“操作a”后得到的溶液B中含Na2Cr2O7，说明固体E为Na2SO4，用趁热过滤除去Na2SO4，则“操作a”为50℃以上加热浓缩、趁热过滤，故答案为：50℃以上加热浓缩；趁热过滤。
（5）①初始pH为2.0，用铝粉还原生成Cr3+，离子方程式为：，故答案为：；
②由方程式可知，反应发生需要大量氢离子，pH较高，氢离子浓度低，故不利于反应进行，H+浓度较低时，此时Cr2O72-的氧化性较弱，故答案为： pH较高（或氢离子浓度较低）时，的氧化性较弱，不利于反应进行；
③已知：，，，根据， 可得，故答案为：。
14．（2024·四川成都·模拟预测）某铜硫矿中富含黄铁矿和磁黄铁矿等硫铁矿物，占原矿矿物总量的38%，实验室以此为原料模拟工业制备纯铜并利用黄铁精矿进行含铬废水处理，工艺流程如下：
已知：①粉碎解离度(不同成分矿石分离程度)与粉碎程度有关，颗粒越细，解离度越高，最高可达93%，但颗粒越细对设备要求越高。
②铜蓝矿的主要成分为CuS，黄铁矿的主要成分为。
③可能用到的数据如下：
开始沉淀pH 1.9 4.2
沉淀完全pH 3.2 6.7
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为 。
(2)在酸浸时为了加快酸浸速率，除使用精磨外，还可采取的措施有 (写出两种即可)；酸浸一般选用硫酸溶液在纯氧环境中进行，酸浸的离子方程式为 。
(3)生石灰碱浸时调节pH的范围为 。
(4)滤渣X的主要成分是 (填化学式)。
(5)向滤液B中通入高压，可成功制得单质铜，的作用是 。
(6)利用黄铁精矿为原料，可进一步制得有广泛用途的铁氧体。其中浸取黄铁精矿过程中相关物质的转化关系如图所示，反应I的离子方程式为 ，检验浸取后的溶液中存在的方法是 。
【答案】(1)-1(或负一价)
(2) 适当升高温度，适当增大酸的浓度
(3)3.2≤pH<4.2
(4)和
(5)作还原剂
(6) 取少许溶液于试管中，先加KSCN溶液，不变色，再加氯水，溶液变红，说明含(或取少许溶液于试管，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成)
【详解】（1）铁元素的化合价为+2，因此硫元素的化合价为-1(或负一价)；
（2）精磨可增加反应物的接触面积，适当升高温度或适当增加酸的浓度都可以在酸浸时加快反应速率，从而加快浸出速率；酸浸时，S元素被氧化成单质S，离子方程式为；
（3）生石灰碱浸调pH是为了除去杂质，pH需要大于或等于3.2，但不能将转化为沉淀，因此pH应小于4.2，即3.2≤pH<4.2；
（4）滤液A中含有和，加入CaO后，除了生成沉淀，还会有生成，即滤渣X的主要成分是和；
（5）将还原为Cu，因此H 作还原剂；
（6）反应I的离子方程式为；；取少许溶液于试管中，先加KSCN溶液，不变色，再加氯水，溶液变红，说明含或取少许溶液于试管，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成。
15．（2024·陕西宝鸡·一模）碘化亚铜()是阳极射线管覆盖物，不溶于水和乙醇。下图是工业上由冰铜制取无水碘化亚铜的流程。
(1)步骤a中Cu2S被转化为Cu，同时有大气污染物A生成，相关反应的化学方程式为 。熔渣B主要成分为黑色磁性物质，该物质与足量稀硝酸反应的离子方程式为 。
(2)步骤b中H2O2的作用是 ；步骤c中加入过量NaI涉及的主要反应的离子方程式为 。
(3)步骤d用乙醇洗涤的优点是 ；检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。
(4)气体A可以用足量的NaOH溶液来吸收，其反应的离子方程式为 。
【答案】(1) Cu2S+O22Cu+SO2 3Fe3O4+28H++NO=9Fe3++NO↑+14H2O
(2) 将Cu2O和Cu氧化为Cu2+ 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
(3) 乙醇与水能以任意比互溶，用乙醇洗涤可以洗去固体表面残余的水分，同时由于乙醇易挥发能达到快速晾干的目的 蘸取最后一次洗涤液进行焰色试验，如果火焰无黄色则已洗净
(4)SO2+2OH-=SO+H2O
【详解】（1）Cu2S被转化为Cu，同时有大气污染物A生成，根据元素守恒可知A为SO2，反应的化学方程式为Cu2S+O22Cu+SO2；熔渣B主要成分为黑色磁性物质，则B为Fe3O4，Fe3O4与足量稀硝酸反应生成一氧化氮、硝酸铁和水，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：3Fe3O4+28H++NO=9Fe3++NO↑+14H2O。
（2）步骤b中H2O2作氧化剂，目的是将Cu2O和Cu氧化为Cu2+；碘离子具有还原性，与铜离子反应生成CuI沉淀和I2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2。
（3）乙醇与水能以任意比互溶，用乙醇洗涤可以洗去固体表面残余的水分，同时由于乙醇易挥发能达到快速晾干的目的；由于沉淀表面可能还残留有硫酸钠，因此检验沉淀是否洗涤干净，可通过焰色试验检验洗涤液中不含钠离子即可，其具体方法为：蘸取最后一次洗涤液进行焰色试验，如果火焰无黄色则已洗净。
（4）A为SO2，SO2可以用足量的NaOH溶液来吸收，其反应的离子方程式为：SO2+2OH-=SO+H2O。
考向4 工艺流程中化学(离子)方程式的书写
16．（2024·宁夏吴忠·一模）某湿法炼锌的萃余液中含有、、、、、及30～60 等，逐级回收有价值金属并制取活性氧化锌的工艺流程如图：
已知：
沉淀物
回答下列问题：
(1)“中和氧化水解”时，先加入适量的石灰石调节溶液的pH为1.0；加入一定量的；再加入石灰石调节溶液的pH为4.0。
①“氧化”时，转化为除去，反应的离子方程式为 ，为提高反应速率可采取的措施 (举1例)。
②“沉渣”的主要成分除、外还有 。
③“氧化”时，若加入过量的，钴元素将会进入“沉渣”中，则氧化水解后的溶液中含钴微粒浓度为 。
(2)“除镉”时，主要反应的离子方程式为 。
(3)“沉锌”时，在近中性条件下加入可得碱式碳酸锌[]固体，同时产生大量的气体。
①产生大量气体的原因是 。
②需洗涤，检验是否洗净的试剂是 。
(4)不同质量分数的溶液在不同温度下析出晶体的物种如图所示。欲从含20% 及微量杂质的“沉锌后液”中直接析出无水，“操作a”步骤为 。
【答案】(1) 搅拌、适当加热等
(2)
(3) 和发生双水解，相互促进，产生和气体 溶液
(4)蒸发浓缩、趁热过滤
【详解】（1）①氧化”时，Mn2+转化为MnO2除去，反应的离子方程式为；
②根据分析，“沉渣”的主要成分除MnO2外，还有氢氧化铁和硫酸钙；
③加入石灰石调节溶液的pH为4.0，Co(OH)3的Ksp= 1.6× 10-44，则水解后的溶液中含钴微粒的浓度为=mol/L；
（2）“除镉”时，是锌置换镉，主要反应的离子方程式为Zn+Cd2+= Zn2++Cd；
（3）①Zn2+和发生双水解，相互促进，产生ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O和大量的CO2气体；
②ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O需洗涤，检验是否洗净，即检验溶液中是否含有碳酸根离子，可以选用的试剂是氯化钡溶液；
（4）从图分析，要想得到硫酸钠，需要进行的操作为蒸发浓缩，趁热过滤。
17．（2024·青海西宁·二模）工业上利用软锰矿（主要成分为，含少量、FeO和等杂质）和含的烟气为主要原料，制备无水碳酸锰的工艺流程如图所示。
已知：①难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃时开始分解，在空气中高温加热所得固体产物为。
②不同金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：
离子
开始沉淀时pH 2.7 7.5 7.8
完全沉淀时pH 3.7 9.7 9.8
③，。
回答下列问题：
(1)下列说法正确的是________（填序号）。
A．最好使用粉状软锰矿进行“溶浸” B．废渣1的主要成分和“芯片”相同
C．溶浸时不会发生氧化还原反应 D．废液经处理可用于灌溉农作物
(2)调节溶液的pH前，加入软锰矿发生“氧化”作用的离子方程式是 。
(3)调节pH：加入适量的熟石灰，调节pH=5。充分反应后生成的沉淀有 。如果没有前期的“氧化”环节，pH就需要调节到更大的数值，这样会导致 。
(4)“沉锰”过程中加入氨水的目的是 （从化学平衡移动的角度解释）。“沉锰”过程宜在较低温度下进行，可能的原因是 （写1条即可）。“沉锰”时通过控制合理的pH，就可以控制的浓度，达到不产生的目的，原因是 。
【答案】(1)AD
(2)
(3) 、 形成（或造成损失）
(4) 促进正向移动（或促进的电离） 防止氨水挥发（或防止碳酸氢铵或防止碳酸锰分解） 浓度小且的溶度积大于的溶度积
【详解】（1）A．将矿石粉碎，增大接触面积，加快反应速率，A正确；
B．废渣1的主要成分为SiO2，“芯片”主要成分为Si，不相同，B错误；
C．据分析溶浸时会发生氧化还原反应，C错误；
D．硫酸铵是一种氮肥， 废液含硫酸铵经处理可用于灌溉农作物，D正确；
选AD。
（2）调节溶液的pH前，加入软锰矿，Fe2+被加入溶液的软锰矿氧化为Fe3+，则发生“氧化”作用的离子方程式是。
（3）由表知，pH≥3.7时铁离子沉淀完全，硫酸钙是微溶物，则加入适量的熟石灰，调节pH=5，充分反应后生成的沉淀有Fe(OH)3、CaSO4。如果没有“氧化”过程的进行，pH≥9.7时亚铁离子才能沉淀完全，此时有部分Mn2+也发生沉淀，则这样会造成的不良后果是：形成Mn(OH)2(或造成Mn2+损失)。
（4）“沉锰”时加入碳酸氢铵以生成MnCO3，该反应中会释放出H+，则该过程中加入氨水的目的是：促进正向移动(或促进的电离)。“沉锰”过程宜在较低温度下进行，可能原因是：防止氨水挥发(或防止碳酸氢铵或防止碳酸锰分解) (写1条即可)。CaCO3与MnCO3是同类型沉淀，Ksp(CaCO3)=8.7×10-9，Ksp(MnCO3)=1.8×10-11，则CaCO3的溶解度大于MnCO3，故“沉锰”时通过控制合理的pH，就可以控制CO的浓度，达到不产生CaCO3的目的。所以原因可以表述为：Ca2+浓度小且CaCO3的溶度积大于MnCO3的溶度积。
18．（2024·陕西榆林·模拟预测）钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一，我国钴资源缺乏，二次回收利用非常重要。从锂离子二次电池正极废料——铝钴膜(含乙炔黑导电剂涂层的铝箔)中回收Li、Co的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)碱浸时，绝大部分铝被浸出，滤液中含铝元素的离子符号为 。
(2)酸溶时，转化为、，该反应的离子方程式为 ；若用盐酸代替和溶液，酸溶也可得到和溶液，但缺点是 。
(3)碱浸后少量残余的铝在酸溶时进入溶液，需调至5.0以上将铝离子沉淀除去。若，调的范围是 。(已知
(4)鉴别和固体常用方法的名称是 。
(5)将和按物质的量之比混合，在空气中煅烧可制得，该反应的化学方程式为 。
(6)热分解质量变化过程如图所示(其中前隔绝空气，后在空气中)。点残留固体为，则 ；后固体残留物质量增加的主要原因是 。
【答案】(1)或
(2) 产生氯气，污染环境
(3)
(4)焰色试验
(5)
(6) 14.70 被空气中的氧气氧化为
【详解】（1）碱浸时，绝大部分铝被浸出，铝和氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2或，所以滤液中含铝元素的离子符号为或；
（2）酸溶时，转化为、，钴元素化合价降低，则过氧化氢被氧化生成氧气，该反应的离子方程式为；若用盐酸代替和溶液，酸溶也可得到和溶液，但Cl-被氧化生成氯气，氯气有毒，即缺点为：产生氯气，污染环境；
（3）碱浸后少量残余的铝在酸溶时进入溶液，需调至5.0以上将铝离子沉淀除去，但又不能沉淀Co2+，若，则据，，c(H+)=10-7mol/L，所以调的范围是；
（4）和具有相同的阴离子，不同的阳离子，鉴别碱金属元素可用焰色试验，所以鉴别和固体常用方法的名称是焰色试验；
（5）将和按物质的量之比混合，在空气中煅烧可制得，反应中钴元素化合价升高，氧气中氧元素化合价降低，根据元素种类可知产物中有二氧化碳，所以该反应的化学方程式为；
（6）初始的质量为18.30g，的物质的量为0.1mol，点残留固体为，则n()=0.1mol，0.1mol×(183-36）g/mol=14.70g；B点的固体质量为8.03g，其中钴元素的质量为0.1mol×59g/mol=5.9g，则氧元素的质量为8.03g-5.9g=2.13g，所以固体中氧原子与钴原子物质的量之比，即B点固体的化学式为Co3O4，后固体在空气中加热，Co3O4与氧气反应生成Co2O3，2Co3O4-3Co2O3，所以残留物质量增加。
19．（2024·四川广元·模拟预测）草酸钴在化学中应用广泛，可以用于制取催化剂和指示剂。以钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)2，还含有少量SiO2、Al2O3、CuO、FeO及MnO2杂质] 制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示：
常温下，有关沉淀数据如表 (完全沉淀时，金属离子浓度)。
沉淀
恰好完全沉淀时pH 10.1 9.4 6.7 2.8 5.2
回答下列问题：
(1)“浸取”前，需要对钴矿进行粉碎处理的目的是 ；浸出液中主要含有、、、、和离子，写出“浸取”时，发生反应的化学方程式： ，写出基态Mn原子的价电子排布式 。
(2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。
(3)常温下，“调节pH”得到的沉淀X的主要成分是 ，若“调节pH”后，溶液，则需调节溶液pH的范围是 (忽略溶液的体积变化)。
(4)“提纯”分为萃取和反萃取两步进行，先向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂，发生反应：。当溶液pH处于4.5到6.5之间时，萃取率随着溶液pH增大而增大，其原因是 ；反萃取时，应加入的物质是 (填溶液名称)。
(5)钴的氧化物常用作颜料或反应催化剂，可以由草酸钴晶体在空气中加热制取，取36.6g草酸钴晶体，在空气中加热至恒重，得到CoO与的混合物15.8g，该混合物中CoO与的物质的量之比为 。
【答案】(1) 增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 3d54s2
(2)
(3) 、、 <7.4
(4) 溶液pH增大，溶液中降低，平衡向正反应方向移动 稀硫酸
(5)1：1
【详解】（1）反应物接触面积越大，反应速率越快，浸取率越大，所以“浸取”前，需要对钻矿进行粉碎处理的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；“浸取“时，Co2O3被还原为Co2+，同时被氧化为，Co元素化合价由+3降低至+2，S元素化合价由+4升高至+6，化合价升降守恒、原子守恒可知Co2O3发生反应的化学方程式为：，Mn是25号元素，基态Mn原子的价电子排布式为：3d54s2。
（2）“氧化”时，H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，H2O2中O元素化合价由+1降低至-2，Fe元素化合价由+2升高至+3，根据化合价升降守恒、原子守恒以及溶液呈酸性可知发生反应的离子方程式为。
（3）根据表中数据知，当Co2+生成沉淀时，Cu2+、Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀，常温下，“调节pH”得到的沉淀X的主要成分是Cu(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3；调节pH时Cu2+、Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀，根据表格中数据可知，pH应该大于6.7，若“调节pH”后，溶液中c(Co2+)>0.1mol L 1，当c(Co2+)=0.1mol L 1时，溶液中c(OH )= =，c(H+)= =10 7.4mol/L，溶液pH=7.4，因此需调节溶液pH的范围是6.7≤pH<7.4。
（4）当溶液pH处于4.5到6.5之间时，Co2+萃取率随溶液pH增大而增大，其原因是溶液的pH增大，溶液中c(H+)减小，平衡向正反应方向移动；反萃取时，应加入的物质是稀硫酸，使该可逆反应平衡逆向移动。
（5）36.6g草酸钴晶体的物质的量为n[CoC2O4 2H2O]= =0.2mol，根据Co原子守恒得n(Co)=n[CoC2O4 2H2O]=0.2mol，设CoO的物质的量为xmol，Co3O4的物质的量为ymol，则 x+3y=0.2、75x+241y=15.8 ，解得x=0.05，y=0.05，因此该混合物中CoO与Co3O4的物质的量之比为0.05mol：0.05mol=1：1。
20．（2024·四川南充·一模）锰废渣的硫酸浸出液含有大量、、以及少量的、、、。通过沉淀-萃取法可以回收其中的锰、钴、镍，流程如图所示。
已知：萃取剂a和b均为有机物，可用通式表示，萃取金属离子时，发生反应：(代表被萃取的金属)。
(1)的作用是 。
(2)该流程中涉及的实验操作有___________(填字母标号)。
A．过滤 B．蒸发结晶 C．分液 D．蒸馏
(3)加入调的目的是 。
(4)已知：，，向除铁后的溶液中加入，当溶液中时， 。(保留1位有效数字)
(5)写出反萃取出的离子方程式 。
(6)、利用萃取剂b进行分离，二者萃取率随无机相变化如图所示。无机相的控制在 左右为宜。
(7)回收液中浓度的测定：取回收液，滴入几滴紫脲酸胺指示剂(遇显橙黄色)，用浓度为的溶液进行滴定()，达到滴定终点时消耗溶液的体积。物质的量浓度为 。
【答案】(1)氧化
(2)AC
(3)使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀除去
(4)0.001
(5)
(6)5.4
(7)0.0250mol/L
【详解】（1）根据题意可知，浸出液中含有二价铁，的作用是氧化；
（2）根据流程图可知，该流程涉及的实验过程有过滤，分液，故选AC；
（3）在用二氧化锰将二价铁氧化为三价铁后，加入碳酸钙调节pH使三价铁形成氢氧化铁沉淀，故目的是：使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀除去；
（4）当溶液中时，，；
（5）根据信息可知，反萃取剂为酸，则反萃取出是加入适量的酸将锰离子反萃取出来，相应的方程式为：；
（6）根据图中信息可知，pH为5.4左右时，、的萃取率相差较大，故无机相的控制在5.4左右；
（7）根据滴定原理可知，Ni2+与H2Y2-的物质的量之比为1∶1，则Ni2+的物质的量为0.1000mol/L×0.0125L =0.00125mol，则Ni2+的物质的量浓度为。
考向5 工艺流程中Ksp的相关计算
21．（2024·河南·模拟预测）铍酸钾()通常用作电子、光学和航空航天领域的高温、高压材料。以铍矿石(主要成分为，杂质为、等)为原料制备铍酸钾的流程如下：
已知：
①在周期表中，铍和铝处于对角线位置，遵循“对角线”规则。
②适宜浓度下，；。
③298K时，几种氢氧化物的溶度积常数如下：
氢氧化物
回答下列问题：
(1)浸渣的主要成分是 (填化学式)；“熔炼”宜选择的仪器是 (填标号)。
A．陶瓷坩埚 B．铁坩埚 C．铝坩埚 D．石英坩埚
(2)“深度除杂”的最佳试剂R是 和氨水。此时溶液的pH=4， 。
(3)根据产物中含F量(如图所示)选择合适的“沉铍”条件为 。
(4)“碱洗”中用浓NaOH溶液替代稀NaOH溶液，可能的后果是 (用离子方程式表示)。
(5)实际工业生产中，冶炼铍分两步进行：先将BeO转化成无水；后用石墨电极电解混合熔盐制备铍，其主要原因是 ，写出阴极的电极反应式： 。
(6)已知：上述铍矿石含铍质量分数为ω%，上述流程中铍总收率为η%。则100kg这种铍矿石可制备的质量为 kg(用含字母的代数式表示)。
【答案】(1) (或) B
(2) 双氧水(或其他合适氧化剂均可)
(3)9%氨水、75℃
(4)
(5) BeO是离子晶体，是分子晶体，BeO的熔点高于，电解耗能较大，加入NaCl增强导电性，电解混合熔盐，制铍成本较低
(6)
【详解】（1）“熔炼”有KOH，陶瓷含，铝坩埚含，石英成分是，它们都与KOH反应，选铁坩埚。
（2）从溶度积数据看出，氢氧化铁溶度积最小，原料含亚铁离子，需要加入双氧水，转化成铁离子，以氢氧化铁形式沉淀；pH=4，，根据溶度积计算，。
（3）依题意，选择9%氨水、75℃条件使产品中氟含量最低。
（4）铍和铝处于对角线位置，是两性氢氧化物，和NaOH反应生成盐和水，离子方程式为：。
（5）用石墨电极电解混合熔盐制备铍，其主要原因是：BeO是离子晶体，是分子晶体，BeO的熔点高于，电解耗能较大，加入NaCl增强导电性，电解混合熔盐，制铍成本较低；混合物中铍以配离子存在，在阴极得到电子生成Be，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：。
（6）上述铍矿石含铍质量分数为ω%，上述流程中铍总收率为η%。则100kg这种铍矿石可制备的质量为。
22．（2024·河南·二模）用锌窑渣回收Cu和。已知锌窑渣主要成分有Fe、、、FeS、CuS、等。其流程如下图所示：
回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分是 ，试剂1的化学式为 。
(2)一般的矿物质用盐酸浸出的速率要比硫酸高，但在实际工业生产中一般用硫酸对矿物质进行酸浸。其原因除了盐酸比硫酸价格高外，你认为还有的原因是 (填一种原因即可)。
(3)为了得到目标产物，对沉淀1的处理方法为 ， 。
(4)氧化酸浸装置中，氧气的分压对Cu、Fe的溶出率的影响如图所示。
①CuS氧化酸浸时，生成刺激性气味气体时的离子方程式为 。
②Fe溶出率随氧气分压增大而增大的原因是 。
【答案】(1) SiO2 Fe
(2)盐酸具有挥发性
(3) 用稀硫酸溶解，过滤，洗涤
(4) 2CuS+3O2+4H+=2Cu2++2SO2+2H2O 氧气的存在促进Fe3O4逐渐被溶解
【详解】（1）由分析可知，滤渣的主要成分是SiO2，试剂1的化学式为Fe。
（2）一般的矿物质用盐酸浸出的速率要比硫酸高，但在实际工业生产中一般用硫酸对矿物质进行酸浸，原因是：盐酸具有挥发性。
（3）沉淀1中含有Cu和过量的铁粉，Cu不和稀硫酸反应，Fe可以和稀硫酸反应，为了得到目标产物，对沉淀1的处理方法为用稀硫酸溶解，过滤，洗涤；由流程图可知，调节溶液pH为3.2时，Fe3+沉淀完全，此时c(Fe3+)=10-5mol/L，c(OH-)= ，。
（4）①CuS氧化酸浸时，生成刺激性气味气体为SO2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：2CuS+3O2+4H+=2Cu2++2SO2+2H2O；
②Fe溶出率随氧气分压增大而增大的原因是氧气的存在促进Fe3O4逐渐被溶解。
23．（2024·山西运城·一模）磷酸铁（FePO4）常用作电极材料、陶瓷等。以硫铁矿烧渣（主要成分）Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、CaO、MgO）为原料制备磷酸铁的流程如下：
已知：，，。
回答下列问题：
(1)基态核外电子排布式为 。
(2)浸渣的主要成分为 （填化学式）。
(3)检验“还原”之后的溶液中是否含的操作是 。
(4)经测定“除钙镁”后的溶液中，则溶液中 。
(5)写出“氧化沉铁”时反应的离子方程式： 。纯净磷酸铁呈白色，而实际制备的磷酸铁产品略带棕黄色，可能是产品中混有 （填化学式）杂质。
(6)若1t硫铁矿烧渣中含amolFe2O3、bmolFe3O4，按上述流程理论上最多可生产 （用含a、b的算式表示）kg的FePO4。
【答案】(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
(2)SiO2
(3)取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若无明显现象，则无Fe3+；
(4)5:2
(5) Fe(OH)3
(6)0.151(3a+4b)
【详解】（1）Fe先失去最外层电子，故基态核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5，故答案为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；
（2）SiO2不溶于盐酸，故浸渣的主要成分为SiO2，故答案为SiO2；
（3）Fe3+的检验试剂为KSCN溶液，故答案为取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若无明显现象，则无Fe3+；
（4）经测定“除钙镁”后的溶液中，，故答案为5:2；
（5）根据题干条件，反应物为磷酸二氢铵、氨水、Fe2+、O2，生成物为FePO4，根据元素守恒、得失电子守恒、电荷守恒写出离子方程式为；反应中Fe3+会与氨水反应生成Fe(OH)3，故答案为，Fe(OH)3；
（6）amolFe2O3与盐酸反应生成2amolFe3+，2amolFe3+再与amol还原铁粉反应生3amol Fe2+。bmolFe3O4与盐酸反应生成2bmolFe3+与bmol Fe2+，2bmolFe3+与bmol还原铁粉反应生成3bmol Fe2+，则溶液中共有(3a+4b)mol Fe2+，根据铁元素守恒则生成(3a+4b)mol FePO4，则生产FePO4的质量为，故答案为0.151(3a+4b)；
24．（2024·山西·模拟预测）是生产含钼催化剂的重要原料，能溶于氨水和强碱。以钼精矿(主要成分是，还含有、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示：
已知：①“焙烧”时和发生反应；元素转化为、、；
②“氨浸”时，元素以的形式进入滤液1中，而元素进入滤渣1中；
③。
回答下列问题：
(1)尾气的成分有和 (填化学式)。
(2)“滤渣1”的主要成分是和 (填化学式)。
(3)写出“除杂”时反应的离子方程式 。除杂后测得溶液中，列式计算并判断是否沉淀完全 。
(4)“酸沉”时加入的作用是 。
(5)写出四钼酸铵[]发生“焙解”的化学方程式 。
(6)的结构和相似，如图，易升华，则晶体类型为 。晶体有多种晶胞，正交相具有独特的层状结构，层与层之间的作用力为范德华力，根据结构和作用力预测正交相晶体在日常生活中可用作 。
(7)工业上还可以在碱性环境下用溶液和反应制备钼酸盐，同时生成副产品硫酸盐，写出该反应的离子方程式 。
【答案】(1)、
(2)、
(3) ，沉淀完全
(4)降低溶液的，使钼酸铵转化为四钼酸铵晶体
(5)
(6) 分子晶体 润滑剂
(7)
【详解】（1）“焙烧”时和发生反应生成CaSiO3和CO2，与氧气反应生成SO2，尾气的成分有和、；
（2）“氨浸”时元素形成进入滤渣1中，和反应生成难溶于水，则“滤渣1”的主要成分是和、；
（3）“除杂”时加入(NH4)2S目的是利用沉淀法将杂质Cu2+转化为金属硫化物CuS沉淀将除去，反应的离子方程式，除杂后测得溶液中，已知，此时溶液中，沉淀完全；
（4）“酸沉”时加入的作用是降低溶液的，使钼酸铵转化为四钼酸铵晶体；
（5）四钼酸铵[]发生“焙解”生成、氨气和水，反应的化学方程式；
（6）的结构和相似，只存在共价键，易升华，则晶体类型为分子晶体，正交相具有独特的层状结构，层与层之间的作用力为范德华力，类似石墨的结构，在日常生活中可用作润滑剂；
（7）次氯酸钠具有强氧化性，能够把MoS2在碱性条件下氧化为和，根据电子转移守恒和质量守恒写出发生反应的离子方程式为：。
25．（2024·山西晋中·二模）锰可用于制造特种钢材，在汽车电池、高端装备制造、新材料等领域有广泛应用。二氧化锰广泛应用于电池、电子工业。以主要成分为的某锰矿(杂质为、等)为原料制备单质锰的一种流程如图所示：
已知：金属离子浓度的负对数与溶液的关系如图所示：
回答下列问题：
(1)滤液中的溶质为、 (填化学式)，“氧化除硫”过程中有红褐色固体生成，则参与反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸氧化”过程被氧化的离子方程式为 。
(3)为何不通过调的方法将除去： ；已知若溶液中同时沉淀完全时，溶液中，则相同温度下， 。
【答案】(1)
(2)
(3) 当沉淀完全时，也会形成沉淀
【详解】（1）矿石中的能与溶液反应生成，故滤液中的溶质为NaOH、Na2SiO3；由图可知，硫化物中硫元素转化为单质硫，红褐色固体是，相应反应的化学方程式为。
（2）“酸浸氧化”过程中，二价铁被氧化为，被还原为，离子方程式为。
（3）由已知图可知，当沉淀完全时，也会形成沉淀，当同时形成沉淀时，溶液中存在、。
考向6 工艺流程中加入试剂的作用和循环物质的确定
26．（2024·四川德阳·二模）氧化铝粉体材料广泛应用于生物陶瓷、电子、催化剂、航空航天等领域。下图为利用钾明矾石精矿[主要成分为及少量]制备超细的工艺流程。
回答下列问题：
(1)“粉碎”的目的是 。
(2)“碱浸”过程中相关数据如图，则应选择的合适条件为 ，在该条件下，转化为沉淀。
(3)“滤液1”的用途有 (写出一条即可)。
(4)“酸溶”时溶解反应的离子方程式为 。
(5)“沉铝”反应生成难溶物及无色气体，反应的离子方程式为 。检验沉淀是否洗涤干净的方法为 。
(6)流程中部分副产物稍加处理便能循环利用，写出其中一种的化学式 。
(7)工业生产中常用和来沉淀，已知常温下，在和共存的悬浊液中，。则 。[已知]
【答案】(1)增大接触面积，加快碱浸速率。
(2)90min，80℃，10%
(3)制肥皂
(4)
(5) 取最后一次洗涤液，加入足量盐酸，若无气泡产生，说明已洗干净。
(6)NH3或CO2
(7)2.5×10-9
【详解】（1）粉碎可以增大固体接触面积，加快反应速率。
（2）碱浸过程中，铝元素要尽可能形成沉淀，浸取率越低越好，钾元素浸取率越高，滤液中回收的钾元素越多，故选择的条件为10%、80℃、90min。
（3）滤液1主要含有未反应完全的氢氧化钾，可以用于制备肥皂。
（4）酸溶时的离子方程式为。
（5）铝离子和碳酸氢铵溶液反应的离子方程式为；洗涤过程中洗去的是沉淀表面的碳酸氢根离子，检验碳酸氢根离子的方法是取最后一次洗涤液，加入足量盐酸，若没有气泡产生，说明已洗干净。
（6）沉铝过程中的二氧化碳、煅烧产生的氨气，两者同时通入水溶液中又可以生成碳酸氢铵。
（7）在硫酸钡和碳酸钡共存的悬浊液中，，已知Ksp(BaSO4)=1.0×10-10，则Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。
27．（2024·云南保山·一模）氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于、和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[]。以铜矿粉(含、、CuS及少量FeS等)为原料制取CuCl的工艺流程如图：

已知：FeS高温条件下与氧气反应生成FeO；高温条件下与氧气反应生成；在酸性条件下会发生歧化反应。回答下列问题：
(1)“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。“搅拌”时加入NaCl粉末的作用是 。
(2)可在上述流程中循环利用的物质有 (填化学式)，加热时试剂X的作用是 。
(3)洗涤CuCl晶体所用的试剂为 (填序号)，洗涤后并在真空干燥机内于70℃干燥2小时，冷却，密封包装。于70℃真空干燥的目的是 。
a．饱和溶液　　　b．NaOH溶液　　　c．无水乙醇　　　d．稀硫酸
(4)流程中“滤渣”的主要成分是 (填化学式)。
(5)测定产品中氯化亚铜的质量分数，实验过程如下：准确称取制备的氯化亚铜产品0.250g，将其置于足量的溶液中，待样品全部溶解后，加入适量稀硫酸，用的硫酸铈[]标准溶液滴定到终点，消耗硫酸铈溶液24.60mL，反应中被还原为(已知)，则产品中氯化亚铜的纯度为 (保留三位有效数字)。
【答案】(1) 与亚铜离子形成氯化亚铜
(2) NH3 作还原剂，将Cu2+还原为Cu+
(3) c 加速乙醇的挥发，防止CuCl被氧化
(4)
(5)
【详解】（1）根据在酸性条件下会发生歧化反应，则酸浸时硫酸与Cu2O反应生成硫酸铜、铜和水，反应方程式：；“搅拌”时加入NaCl粉末的作用为与亚铜离子形成氯化亚铜；
（2）蒸氨过程中可产生NH3在除杂、络合过程中循环利用；据分析可知加入的X为铜单质，可与铜离子发生归中反应，将Cu2+还原为Cu+；
（3）氯化亚铜不溶于、和醇，微溶于水，则洗涤CuCl晶体可选用试剂为乙醇；在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[]，所以70℃真空干燥的目的是加速乙醇的挥发，防止CuCl被氧化；
（4）根据分析可知，过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，氨气调节pH，将铁离子形成沉淀，所以滤渣的主要成分为；
（5）根据，被还原为，离子方程式：，得，所以，CuCl质量分数：。
28．（2024·河南·模拟预测）以某废锌渣(主要成分为及一定量的、、、、)为原料制备碳酸锌的工艺流程如图：
已知：相关金属离子形成氢氧化物沉淀的如表所示：
金属离子
开始沉淀 5.5 1.3 6.5 7.0 3.3
刚好完全沉淀 8.0 3.2 9.2 8.8 4.7
回答下列问题：
(1)为提高“浸出”效率，可采取的措施有 (任意回答两条)。
(2)铁酸锌()中铁元素的化合价为 。
(3)“浸出”时除直接溶于硫酸外，有部分在酸性条件下与发生了氧化还原反应。
①“浸出”步骤中，滤渣I的主要成分除硫单质外还有 (填化学式)。
②写出在酸性条件下与反应的化学方程式： 。
(4)“转化”步骤中，发生的主要反应的离子方程式为 ；的加入量高于理论值的主要原因为 。
(5)“调”时需调节的最佳范围为 。
(6)铁酸锌可用于循环分解水制氢气，其反应原理如图所示，反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
【答案】(1)将废锌渣粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高浸出温度、不断快速的搅拌等(任答两条，合理即可)
(2)+3价
(3) 、
(4) 可以催化分解
(5)
(6)1∶4
【详解】（1）将废锌渣粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高浸出温度、不断快速的搅拌等措施可以提高浸出效率；
（2）由化合价代数和为0可知，ZnFe2O4中铁元素的化合价为+3价；
（3）①由分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分为S、PbSO4、SiO2；
②由分析可知，ZnFe2O4与ZnS在酸性条件下反应得到FeSO4、ZnSO4、S沉淀和水，反应的化学方程式为；
（4）由分析可知，转化步骤中向滤液中加入H2O2溶液，将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为；H2O2在反应生成的Fe3+催化作用下会分解，所以反应中过氧化氢的加入量大于理论值；
（5）由分析可知，调pH时加入NaOH溶液调节溶液pH在4.7 pH<5.5的范围内的目的是将溶液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3沉淀、Al(OH)3沉淀；
（6）由图可知，反应①发生的反应为1200℃条件下，ZnFe2O4受热分解生成ZnO、Fe3O4和O2，反应的化学方程式为6ZnFe2O46ZnO+4Fe3O4+O2↑，反应中铁元素化合价降低被还原，Fe3O4是反应的还原产物，氧元素化合价升高被氧化，O2是氧化产物，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：4。
29．（2024·河南·模拟预测）世界上铬单质及其化合物的生产呈现高速增长，故铬贫矿的利用至关重要。某铬贫矿的主要成分为Fe(CrO2)2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3，采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)已知经“氧化浸出”后，铁元素以Fe2O3形式存在，该过程中Fe(CrO2)2参与反应的化学方程式为 。
(2)“滤渣”可能含有的物质有 (填化学式)。
(3)已知常温下Al(OH)3(s)+H O( l) [Al(OH)4]-(aq)+H+(aq) K=1×10-13.37；Al(OH)3( s) Al3+(aq)+3OH-( aq) Ksp[Al(OH)3]=1×10-33。
经“沉铝”后所得溶液中[Al(OH)4]-的浓度为1×10-5.5mol·L-1此时溶液中的c(H+)= mol·L-1， c(Al3+) = mol·L-1。
(4)实验室将浓硫酸和Na2CrO7溶液“混合”时的具体实验操作为 。
(5)以1.4kg铬贫矿为原料，按照此流程最终得到0.2kgCrO3，原料的利用率为80%，则该铬贫矿中Fe(CrO2)2的百分含量为 。
(6)以节能环保为原则，以化合物M为原料，设计在此工艺流程中的循环利用方案： (结合化学方程式用文字说明)。
【答案】(1)2Fe(CrO2)2+7NaClO+8NaOH═4Na2CrO4+Fe2O3+7NaCl+4H2O
(2)Fe2O3、MgO
(3) 1×10-7.87(或10-7.87) 1×10-14.61(或 10-14.61)
(4)向Na2Cr2O7溶液中边搅拌边缓慢加入浓硫酸
(5)20%
(6)化合物M为NaHCO3固体，可受热分解生成CO2： 2NaHCO3Na2CO3+ H2O+ CO2↑，制得的CO2用于“沉铝”中
【详解】（1）“氧化浸出”时，参与反应的化学方程式为。
（2）结合上述分析可知，经“氧化浸出”后铝元素以 形式存在，滤渣中含有Fe2O3、MgO 。
（3）由可知，，得；结合，，又因为，所以。
（4）将浓硫酸和溶液“混合”时的具体实验操作为向溶液中边搅拌边缓慢加入浓硫酸(并时刻关注温度上升速度，防止液体飞溅)。
（5）设该铬贫矿中铬的百分含量[以计]为，根据铬守恒列关系式：，得到，解得。
（6）化合物②为，可受热分解：，制得的可用于“沉铝”中。
30．（2024·河南·一模）冶金工业的钒渣含有V2O3、Cr2O3、SiO2、Fe2O3、FeO等，一种利用钒渣提钒并进行钒、铬分离的工艺流程如图所示：
已知：Ksp(BaCO3)=5.1×10-9，Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10，Ksp(CaCrO4)=2.3×10-2；“净化液”中溶质只含有NaVO3、Na2CrO4。
请回答下列问题：
(1)在“氧化焙烧”中被氧化的元素是 (填元素符号)。
(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有 (答出两条)。
(3)H2SO4“酸浸”得到的副产品①是 ，它的一种用途是 。
(4)“调pH=2”，最适宜使用的酸是 。
(5)“沉铬”反应的离子方程式为 ，“沉铬”反应的理论转化率为 (保留3位有效数字)。
(6)由于母液①最终返回到 工序循环使用，因此，即使“沉铬”转化率低于理论值也不会对铬的回收产生多大的影响。
(7)用NaHSO4“浸出”时发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)V、Cr、Fe
(2)将焙烧产物粉碎；适当升高温度；搅拌等
(3) CaSO4 作为建筑原料，制造水泥、石膏等
(4)H2SO4
(5) BaCO3+=BaCrO4+或BaCO3(s)+(aq)BaCrO4(s)+(aq) 97.7%
(6)水浸
(7)2BaCrO4+2NaHSO4=Na2Cr2O7+2BaSO4+H2O
【详解】（1）根据分析，氧化焙烧被氧化的元素是：V、Cr、Fe；
（2）为提高“水浸”效率，可采取的措施有：将焙烧产物粉碎；适当升高温度；搅拌等；
（3）H2SO4“酸浸”得到的副产品①是CaSO4，它的一种用途是作为建筑原料，制造水泥、石膏等；
（4）根据流程，阴离子为硫酸根，故“调pH=2”，最适宜使用的酸是H2SO4；
（5）“沉铬”反应沉淀的转化，离子方程式为BaCO3+=BaCrO4+或BaCO3(s)+(aq)BaCrO4(s)+(aq)；沉淀转化的，设铬酸根的起始浓度为amol/L，转化浓度为axmol/L，生成碳酸根的浓度为axmol/L，则，解得x=0.977，故沉铬的理论转化率为；
（6）根据分析，母液①最终返回到水浸工序循环使用；
（7）用NaHSO4“浸出”时发生反应的化学方程式为：2BaCrO4+2NaHSO4=Na2Cr2O7+2BaSO4+H2O。
试卷第1页，共3页
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