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专题11 工艺流程综合题
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
考点1 工艺流程综合题（5年5考） 2025山东卷第17题 2024山东卷第18题 2023山东卷第17题 2022山东卷第17题 2021山东卷第17题 工艺流程题综合考査考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高，是山东卷主观题必考题型。
考点1 化学反应机理
1．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下：
已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。
回答下列问题：
（1）“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有生成，该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为，“水浸”所得滤渣主要成分除外还含有 (填化学式)。
（2）在投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，“水浸时金属元素的浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）萃取反应为：(有机相)(水相)(有机相)(水相)。“反萃取”时加入的试剂为 (填化学式)。
（4）“沉钴”中，时恰好沉淀完全，则此时溶液中 。已知：。“溶解”时发生反应的离子方程式为 。
（5）“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。
【答案】（1） Fe2O3、CaSO4
（2）减小
（3）H2SO4
（4）4×10-4
（5）低温焙烧
【分析】采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿中分离提取等元素，加入硫酸铵低温焙烧，金属氧化物均转化为硫酸盐，如硫酸锰、硫酸铁、硫酸钴、硫酸钙等，产生的气体有氨气，氮气等，氨气用稀硫酸吸收，得到硫酸铵溶液，得到的硫酸盐经高温焙烧，只有硫酸铁发生了分解，产生三氧化硫气体和氧化铁，水浸后，过滤分离出滤渣，滤渣主要为二氧化硅，氧化铁，及硫酸钙，后续萃取分离，将铜元素萃取到有机相中，最终得到硫酸铜溶液，水相主要含有钴元素和锰元素，加入硫化钠，调节pH，生成硫化钴，过滤分离最终得到硫酸钴溶液，滤液中加入碳酸氢铵，生成碳酸锰沉淀，据此解答。
【解析】（1）低温焙烧，金属氧化物均转化为硫酸盐，二氧化锰与硫酸氢铵反应，转化为硫酸锰和氮气，根据电子得失守恒可知还有氨气生成，化学方程式为：；根据已知条件，高温焙烧的温度为650℃，只有硫酸铁发生分解，生成三氧化硫气体和氧化铁，二氧化硅，氧化铁，硫酸钙等在水中溶解度都较小，所以“水浸”所得滤渣的主要成分除了SiO2外还含有，Fe2O3、CaSO4；故答案为：；Fe2O3、CaSO4；
（2）根据已知条件，硫酸铵低温分解成硫酸氢铵，高温则完全分解成气体，如果直接高温焙烧，则硫酸铵会分解，物质的量减少，导致金属元素的浸出率减小，故答案为：减小；
（3）根据萃取的化学方程式：(有机相)(水相)(有机相)(水相)，加入有机相将铜离子萃取到有机相中，反萃取时需要使平衡逆向移到，生成铜离子，而且为了不引入新的杂质，应加入的试剂为稀H2SO4，故答案为：H2SO4；
（4）沉钴时，pH=4时Co2+恰好沉淀完全，其浓度为c(Co2+)=1×10-5mol/L，此时c(H+)=1×10-4mol/L，根据Ksp((CoS)= 4×10-21，推出，又因为Ka1(H2S)= 1×10-7，Ka2(H2S)= 1×10-13，，则c(H2S)= ==4×10-4 mol/L；由流程图可知，CoS溶解时加入了过氧化氢，稀硫酸，生成了CoSO4和S，化学方程式为：，改写成离子方程式为：。故答案为：4×10-4；；
（5）由分析可知，沉锰过程中，加入碳酸氢铵，生成碳酸锰，二氧化碳，硫酸铵等，过滤后滤液中的硫酸铵可并入吸收液中，经过处理后导入低温焙烧循环使用，故答案为：低温焙烧。
2．（2024·山东卷）以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为 ；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时挥发外，另一目的是防止产生 (填化学式)。
（2）将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为 。
（3）“还原”中加入铅精矿的目的是 。
（4）“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。
A． B． C． D．
“置换”反应的离子方程式为 。
（5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作 (填“阴极”或“阳极”)。
【答案】（1）1:1 H2S
（2）热浸
（3）将过量的Fe3+还原为Fe2+
（4）C
（5）阳极
【分析】本题以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和， “热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫，被还原为Fe2+，过滤I除掉单质硫滤渣，滤液中在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀，然后用饱和食盐水热溶，增大氯离子浓度，使PbCl2又转化为，电解得到Pb；过滤II后的滤液成分主要为、FeCl2、FeCl3，故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2，试剂X将置换为Ag，得到富银铅泥，试剂X为铅，尾液为FeCl2。
【解析】（1）“热浸”时，将和中-2价的硫氧化为单质硫，被还原为Fe2+，在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变，所以等物质的量的和时，S2-物质的量相等，所以消耗的物质的量相等，比值为1:1；溶液中盐酸浓度过大，这里主要考虑氢离子浓度会过大，会生成H2S 气体。
（2）“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，会溶解为，电解溶液制备金属，在阴极产生，阳极Cl-放电产生Cl2， 尾液成分为FeCl2，FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3，可以在热浸中循环使用。
（3）过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+，根据还原之后可以得到含硫滤渣，“还原”中加入铅精矿的目的是是将将过量的Fe3+还原为Fe2+。
（4）“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥，为了防止引入其他杂质，则试剂X应为Pb，发生的反应为：。
（5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，电解Ⅱ得到金属银和金属铅，将银和铅分离出来，所以不可能作为阴极，应作为阳极板，阳极放电视，银变成阳极泥而沉降下来，铅失电子为Pb2+，阴极得电子得到Pb，所以电极板应作阳极。
3．（2023·山东卷）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下：
已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液_____。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在_____以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加_____的用量(填化学式)。
（3）精制Ⅱ的目的是_____；进行操作时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。
【答案】（1）
（2） 纯碱
（3）加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的转化为（或除去精制Ⅰ所得滤液中的），提高纯度 盐酸 浓缩液中因浓度过大使得过早沉淀，即浓缩结晶得到的中会混有，最终所得的产率减小
【分析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱镁后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，该晶体中含有Na+、Li+、Cl-、等，焙烧后生成HCl气体；烧渣水浸后过滤，滤液中加生石灰后产生沉淀，在此条件下溶解度最小的是，则滤渣Ⅰ的主要成分为；由于微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又生成沉淀，则滤渣Ⅱ为;精制Ⅱ所得滤液经操作X后，所得溶液经浓缩结晶、过滤得到氯化钠，浓缩后的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂，得到。
【解析】（1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下.在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为，由B元素守恒可知，和的浓度均为，，则该溶液。
（2）由分析可知，滤渣I的主要成分是；精制I后溶液中的浓度为2.0，由可知，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，后续在浓缩结晶时将生成更多的氯化钠晶体，因此，还将增加纯碱（）的用量。
（3）精制Ⅰ中，烧渣水浸后的滤液中加生石灰后产生的滤渣Ⅰ的主要成分为；由于微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的，还需要除去，因此，精制Ⅱ的目的是：加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的转化为（或除去精制Ⅰ所得滤液中的），提高纯度。操作X是为了除去剩余的碳酸根离子，为了防止引入杂质离子，应选择的试剂是盐酸；加入盐酸的目的是除去剩余的碳酸根离子，若不进行该操作而直接浓缩，将导致浓缩液中因浓度过大使得过早沉淀，即浓缩结晶得到的中会混有，最终所得的产率减小。
4．（2022·山东卷）工业上以氟磷灰石[，含等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸，离子方程式为_______。
（2）部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比加入脱氟，充分反应后，_______；再分批加入一定量的，首先转化为沉淀的离子是_______。
（3）浓度(以计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、浓度(以计)的关系如图甲所示。酸解后，在所得、为45的混合体系中，石膏存在形式为_______(填化学式)；洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是_______，回收利用洗涤液X的操作单元是_______；一定温度下，石膏存在形式与溶液中和的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是_______(填标号)。
A．、、 B．、、
C．、、 D．、、
【答案】（1）6HF+SiO2=2H+++2H2O
（2）
（3） CaSO4 0.5H2O 减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率 酸解 D
【解析】氟磷灰石用硫酸溶解后过滤，得到粗磷酸和滤渣，滤渣经洗涤后结晶转化为石膏；粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和，过滤，滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
（1）氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6，该反应的离子方程式为6HF+SiO2=2H+++2H2O。
（2）精制1中，按物质的量之比n(Na2CO3):n()= 1:1加入Na2CO3脱氟，该反应的化学方程式为H2SiF6+ Na2CO3= Na2SiF6↓+CO2↑+ H2O，充分反应后得到沉淀Na2SiF6，溶液中有饱和的Na2SiF6，且c(Na+)=2c()，根据Na2SiF6的溶度积可知Ksp= c2(Na+) c()=4c3()，c() =mol L-1，因此c(Na+)=2c()=mol L-1；同时，粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液，c(Ca2+)=c()=mol L-1；分批加入一定量的BaCO3，当BaSiF6沉淀开始生成时，c(Ba2+)= mol L-1，当BaSO4沉淀开始生成时，c(Ba2+)= mol L-1，因此，首先转化为沉淀的离子是，然后才是。
（3）根据图中的坐标信息，酸解后，在所得100℃、P2O5%为45的混合体系中，石膏存在形式为CaSO4 0.5H2O；CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的，因此，洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水的原因是：减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率；洗涤液X中含有硫酸，其具有回收利用的价值，由于酸解时使用的也是硫酸，因此，回收利用洗涤液X的操作单元是：酸解。由图甲信息可知，温度越低，越有利于实现酸解所得石膏结晶的转化，由图乙信息可知，位于65℃线上方的晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在，位于80℃线下方，晶体全部以CaSO4 2H2O形式存在，在两线之间的以两种晶体的混合物形式存在：
A． P2O5%= l5、SO3%= 15，由图乙信息可知，该点坐标位于两个温度线之间，故不能实现晶体的完全转化，A不符合题意；
B． P2O5%= 10、SO3%= 20，由图乙信息可知，该点坐标位于两个温度线（65℃、80℃）之间，故不能实现晶体的完全转化， B不符合题意；
C．P2O5%= 10、SO3%= 30，由图乙信息可知，该点坐标位于，该点坐标位于65℃线上方，晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在，故不能实现晶体转化， C不符合题意；
D． P2O5%=10、SO3%= 10，由图乙信息可知，该点坐标位于80℃线下方，晶体全部以CaSO4 2H2O形式存在，故能实现晶体的完全转化，D符合题意；
综上所述，能实现酸解所得石膏结晶转化的是D。
5．（2021·山东卷）工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7 2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：
（1）焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是___。
（2）矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol L-1时，可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为___；酸化的目的是___；Fe元素在___(填操作单元的名称)过程中除去。
（3）蒸发结晶时，过度蒸发将导致___；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有____。
（4）利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在___(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为___。
【答案】增大反应物接触面积，提高化学反应速率 使平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率 浸取 所得溶液中含有大量Na2SO4 10H2O H2SO4 阳 Na＋
【分析】
以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7 2H2O)过程中，向铬铁矿中加入纯碱和O2进行焙烧，FeCr2O4转化为Na2CrO4，Fe(II)被O2氧化成Fe2O3，Al、Si氧化物转化为NaAlO2、Na2SiO3，加入水进行“浸取”，Fe2O3不溶于水，过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使、转化为沉淀过滤除去，再向滤液中加入H2SO4，将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，将溶液蒸发结晶将Na2SO4除去，所得溶液冷却结晶得到Na2Cr2O7 2H2O晶体，母液中还含有大量H2SO4。据此解答。
【解析】
（1）焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O2向上流动，增大固体与气体的接触面积，提高化学反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，提高化学反应速率。
（2）中和时调节溶液pH目的是将、转化为沉淀过滤除去，由图可知，当溶液pH≥4.5时，Al3+除尽，当溶液pH＞9.3时，H2SiO3会再溶解生成，因此中和时pH的理论范围为；将Al元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以和存在，溶液中存在平衡：，降低溶液pH，平衡正向移动，可提高Na2Cr2O7的产率；由上述分析可知，Fe元素在“浸取”操作中除去，故答案为：；使平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率；浸取。
（3）蒸发结晶时，Na2SO4主要以Na2SO4 10H2O存在，Na2SO4 10H2O的溶解度随温度升高先增大后减小，若蒸发结晶时，过度蒸发将导致所得溶液中含有大量Na2SO4 10H2O；由上述分析可知，流程中循环利用的物质除Na2Cr2O7外，还有H2SO4，故答案为：所得溶液中含有大量Na2SO4 10H2O；H2SO4。
（4）由4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成H＋和O2，阴极上H+得到电子生成H2，由可知，在氢离子浓度较大的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极室产生；电解过程中，阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所以为提高制备Na2Cr2O7的效率，Na＋通过离子交换膜移向阴极，故答案为：阳；Na＋。
1．（2025·山东淄博·三模）用钒渣(主要化学成分为V2O3，含少量CaO、Fe2O3和SiO2) 制备V2O5的工艺流程如图所示。
已知：I．酸性条件下，+4价、+5价V分别以VO2＋、形式存在。II．HA的萃取原理为Mn＋(水层)+nHA(有机层)nH＋(水层)+MAn(有机层)；酸性溶液中，HA对萃取能力强，对的萃取能力较弱。回答下列问题：
（1）“焙烧”时V2O3 转化为NaVO3，该反应的化学方程式为 。
（2）“转化”工序加铁粉的主要作用是 。
（3）“萃取”后，水层溶液的pH的变化为 (填“增大”“不变”或“减小”)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
（4）“沉钒”中通入NH3的作用之一是调节pH，将转化为。常温下，维持溶液中NH3·H2O-NH4Cl总浓度为c mol L-1，pH=8，则析出NH4VO3后溶液中c()= 。已知常温下，Ksp(NH4VO3)=a，Kb(NH3·H2O)=b。
（5）“煅烧”工序得到V2O5，其他产物可返回到 工序重新利用；煅烧过程中固体的失重比随温度变化如图所示，则加热至250℃时，固体成分为 (填化学式)。
【答案】（1）
（2）将还原为、将还原为
（3）减小
（4）
（5）沉钒
【分析】钒渣(主要化学成分为V2O3，含少量CaO、Fe2O3和SiO2)加入Na2CO3，在足量空气中进行焙烧，主要发生反应，加入稀硫酸进行酸浸，得到含VO2＋、、、等的溶液和滤渣，向溶液中加入铁粉进行转化，将还原为、将还原为，由于，HA对萃取能力强，对的萃取能力较弱，加入HA将进行萃取，加入稀硫酸进行反萃取，得到含的溶液，加入NaClO3进行氧化，发生反应，将氧化为，加入NH3·H2O和NH4Cl进行沉钒，得到NH4VO3，将NH4VO3煅烧得到V2O5，据此回答。
【解析】（1）焙烧时，V2O3、Na2CO3与空气中氧气在高温下发生反应，将V2O3转化为；
（2）HA对萃取能力强，对的萃取能力较弱，向溶液中加入铁粉进行转化，将还原为、将还原为，还原后不被萃取，实现与V分离；
（3）由萃取原理Mn＋(水层)+nHA(有机层)nH＋(水层)+MAn(有机层)，生成，“萃取”后，水层溶液的pH减小；氧化时，被NaClO3氧化为，离子方程式：；
（4）pH=8时，，，，由，，总浓度，解得，由，则；
（5）NH4VO3煅烧时由NH3和水生成，可返回沉钒工序（沉钒需要 NH3）；设为（质量为117g），时，失重比14.53%时，失重质量（质量），发生反应，剩余的固体为。
2．（2025·山东临沂·三模）利用工业烟尘(主要成分为、、、、等)制备和的流程如下。
已知：该工艺条件下，，，，；易形成胶体吸附含锗微粒。
回答下列问题：
（1）“一段低酸还原”中生成的离子方程式为 ；的作用是 ；酸浓度不宜过大的原因是 。
（2）“二段高酸氧压”过程中，存在反应，该反应的平衡常数 ，同时通入氧气的目的是 。
（3）“沉锗”时，若溶液中，为提高锗的纯度，则常温下溶液pH的理论最大值为 ；“水解”的另一种产物用水吸收后可循环使用，利用该吸收液的操作单元为 。
（4）“沉锌铁”过程中，生成的离子方程式为 。
【答案】（1） 将还原为，防止胶体对锗的吸附 防止产生或，污染空气
（2） 氧化的浓度减小，平衡不断正向移动，提高的浸出率
（3）6.5 氯化蒸馏
（4）
【分析】工业烟尘(主要成分为、、、、等)中加ZnSO3、H2SO4进行“一段低酸还原”、“二段高酸还原”后得铅渣，将“一段低酸还原”和“二段高酸还原”所得物质混合后加单宁酸沉锗，过滤得滤液和滤渣，滤液中加双氧水氧化、加碳酸氢钠溶液沉锌铁得ZnFeO4，滤渣焙烧后加浓盐酸氯化蒸馏，然后加水水解得。
【解析】（1）在“一段低酸还原”中，与反应生成和，离子方程式为；中S元素化合价为 + 4价，具有还原性，其作用是将还原为，防止胶体对锗的吸附；若酸的浓度过大，即c(H+)过大，则会产生SO2或H2S，两者有毒、会污染空气，所以酸浓度不宜过大的原因是：防止产生或，污染空气。
（2）反应的平衡常数，根据，，则；通入的能氧化，使的浓度减小，平衡不断正向移动，从而提高的浸出率。
（3）为提高锗的纯度，要防止沉淀，当开始沉淀时，，pOH = 7.5 ，则pH = 6.5 ，所以常温下溶液pH的理论最大值为6.5；“氯化蒸馏”中以形式存在，“水解”时，另一种产物HCl用水吸收后得到盐酸，可用于“氯化蒸馏”单元。
（4）“沉锌铁”过程中，反应物有、、、，产物有，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，离子方程式为。
3．（2025·山东滨州·二模）工业上利用废酸(主要含)浸出冶炼铜产生的烟尘(含、CuO、CuS、、FeS、、等)，实现了砷的去除(以形式)及铜的回收，达到了以废治废的目的。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）氧化浸出时，鼓入空气的主要目的是 ，CuS参与反应的离子方程式为 。
（2）滤渣的主要成分是 (填化学式)。
（3）深度氧化中全部被氧化为，该转化的化学反应方程式为 。
（4）在某条件下，中和除砷、铁时，不同的中和终点pH条件下，溶液中的砷、铁质量浓度(ρ)及铜、砷、铁的入渣率如下表所示。
中和终点pH 入渣率/％
As Fe Cu As Fe
1.6 4.28 5.37 1.83 51.59 46.12
2.0 0.33 0.26 2.66 94.63 97.05
2.4 0.25 0.15 3.23 95.78 97.35
3.5 0.20 0.16 8.35 97.02 97.84
4.0 0.19 0.14 33.25 97.93 98.25
结合以上数据判断，中和除砷、铁最佳pH范围为 (填标号)，请分析原因 。
A．1．6—1．8 　　 B．2.0—2.2 　　 C．3.3—3.5 　　 D．3.8—4.0
（5）有机萃取剂用HR表示，发生萃取的反应可表示为。若中和除砷、铁后溶液，，多次萃取后水相中为，则铜的萃取率为 ％(保留两位小数，忽略溶液体积变化)。
（6）反萃取中，下列说法正确的是_______。
A．反萃取剂可选择浓硫酸以提高反萃取率
B．分液漏斗使用前有两处需检查是否漏液
C．经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置分层
D．反萃取后，被转移至水相
【答案】（1）空气中氧气可做氧化剂，将金属硫化物中的S氧化为硫单质，促进硫化物的浸出
（2）
（3）
（4）B pH过小，浓度低，不利于沉淀的形成，pH过大，形成沉淀，入渣率较高
（5）90.91
（6）BD
【分析】烟尘(含、CuO、CuS、、FeS、、等)通入空气，用废酸(主要含)浸取，过滤得滤渣S，滤液主要为，、、、、，通入得到滤渣，加入深度氧化，全部被氧化为，加入石灰中和除砷、铁（以形式），加入有机萃取（），反萃取得到硫酸铜，电解得到铜单质，据此分析；
【解析】（1）氧化浸出时，鼓入空气的主要目的是空气中氧气可做氧化剂，将二价铁氧化成三价铁，氧化CuS生成、S单质，促进硫化物的浸出；CuS参与反应的离子方程式为；
（2）根据分析可知，滤渣的主要成分是；
（3）深度氧化中全部被氧化为，做氧化剂，Mn化合价由+5降至+2，As化合价由+3升至+5，根据化合价升高总和相等，该转化的化学反应方程式为；
（4）在pH=2.0时，溶液中的砷、铁质量浓度(ρ)很小，同时砷、铁的入渣率较高、铜的入渣率较低，故选B；原因是：pH过小，浓度低，不利于沉淀的形成，pH过大，形成沉淀，入渣率较高；
（5）根据已知列三段式：
，铜的萃取率为；
（6）A．反萃取剂可选择稀硫酸以提高反萃取率，浓硫酸氢离子浓度低，不利于萃取平衡逆移，A错误；
B．分液漏斗使用前，上口塞子和活塞有两处需检查是否漏液，B正确；
C．经几次振荡并放气后，分液漏斗放置在铁架台上静置分层，C错误；
D．萃取是被转移至有机相，反萃取后，被转移至水相，D正确；
故选BD。
4．（2025·山东潍坊·二模）以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S5和SiO2等)为原料制备金属Sb和PbCl2的一种工艺流程如下：
已知：①“酸浸”浸出液中含有SbCl3、PbCl、AsCl3等；物质X、SbCl3、AsCl3均易水解；“酸浸”和“电解”过程无气体放出；
②25℃时，Ksp(PbSO4)=2.55×10-8，Ksp(PbCl2)=1.7×10-5。
回答下列问题：
（1）“滤渣”的成分是 (填化学式)，“酸浸”时需加过量盐酸的目的：①与辉锑矿充分反应；② 。
（2）物质X是 (填化学式)，金属Y的作用是 。
（3）“除砷”时氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3，反应的化学方程式为 。
（4）“浸取”时温度与NaCl溶液的浓度对铅浸出率和PbCl2溶解度的影响如图所示：
①浸取铅的最合适的条件是 。
②循环浸取“沉铅”滤渣，向浸取后的溶液中加入适量BaCl2溶液处理后，加水使NaCl浓度稀释至1.5mol·L-1的目的是 。
③25℃时，PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl(aq)的平衡常数为K1，浸取中反应PbSO4(s)+4Cl-(aq)PbCl(aq)+SO(aq)的平衡常数K= (用含K1的代数式表示)。
【答案】（1）S和SiO2 抑制SbCl3、AsCl3、SbCl5水解
（2）SbCl5 将SbCl5还原为SbCl3
（3）2AsCl3+3NaH2PO2+3H2O＝2As+3H3PO3+3NaCl+3HCl
（4）4.5mol·L-1NaCl溶液，85℃ 降低PbCl2的溶解度，使PbCl2充分析出，提高Pb回收率 1.5×10-3K1
【分析】辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S5和SiO2等)中加入过量盐酸和物质X进行“酸浸”，矿石中的硫化物转化为可溶的氯化物和硫，二氧化硅不参与反应，过滤得到含有硫、二氧化硅的滤渣和含有物质X、SbCl3、、AsCl3等的滤液；向滤液中加入金属Y，该过程应发生氧化还原反应；“除砷”步骤中加入NaH2PO2，将溶液中的三氯化砷还原为砷，过滤得到砷和滤液；向滤液中加入稀硫酸，将转化为PbSO4沉淀，过滤后得到SbCl3溶液和主要含PbSO4的滤渣；向滤渣中加入NaCl溶液浸取得到PbCl2；电解SbCl3溶液，Sb3+在阴极得到电子发生还原反应生成Sb，在阳极失去电子生成SbCl5，由此可知物质X为SbCl5，电解得到的SbCl5可以返回“酸浸”步骤循环使用；金属Y为Sb，将“酸浸”浸出液中的SbCl5还原为SbCl3，据此解答。
【解析】（1）根据分析可知，滤渣的成分是S和SiO2，根据已知条件①中“物质X、SbCl3、AsCl3均易水解”可知，“酸浸”时需加过量盐酸的目的：①与辉锑矿充分反应；②抑制SbCl3、AsCl3、SbCl5水解；
（2）由流程图可知，物质X在电解步骤中生成，且“电解过程无气体放出”，则电解过程中SbCl3发生氧化还原反应生成Sb和SbCl5，所以物质X是SbCl5，“酸浸”步骤的浸出液中含有剩余的SbCl5，“转化”步骤中目的是将SbCl5转化为SbCl3，金属Y为Sb，则金属Y的作用是：将SbCl5还原为SbCl3；
（3）“除砷”过程中发生氧化还原反应，As3+被还原为As，则AsCl3作氧化剂，NaH2PO2作还原剂，根据氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3，结合氧化还原规律可得反应的化学方程式为：2AsCl3+3NaH2PO2+3H2O=2As+3H3PO3+3NaCl+3HCl；
（4）①由图可知，铅的浸取率在85℃、4.5mol·L-1NaCl溶液中最大，则浸取铅最合适的条件是4.5mol·L-1NaCl溶液、85℃；
②由图可知，NaCl溶液浓度为1.5mol·L-1时，PbCl2溶解度≤25g，因此加水使NaCl浓度稀释至1.5mol·L-1，可降低PbCl2的溶解度，使更多的PbCl2析出，从而提高Pb的回收率，则加水使NaCl浓度稀释至1.5mol·L-1的目的是：降低PbCl2的溶解度，使PbCl2充分析出，提高Pb回收率；
③PbSO4(s)Pb2+(aq)+(aq)的Ksp=c(Pb2+)×c()=2.55×10-8，PbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl-(aq)的Ksp=c(Pb2+)×c2(Cl-)=1.7×10-5，PbCl2(s)+2Cl-(aq)(aq)的平衡常数K1=，PbSO4(s)+4Cl-(aq)(aq)+(aq)的平衡常数K==。
5．（2025·山东菏泽·二模）以锗矿石(NiS、ZnS、，含等杂质)为主要原料制备Ge、Ni和的工艺流程如下：
已知：①锗在硫酸中的存在形式：时主要为，时主要为沉淀；
②和(以计)开始沉淀的pH分别为6.2和6.9，完全沉淀时的pH分别为8.2和8.9.
回答下列问题：
（1）“氧化酸浸”时，控制溶液，浸渣的主要成分为和S，则反应的离子方程式为 。
（2）“操作2”的名称为 。有人依据已知②认为可以直接调pH分离和，以省去有机物使用时可能造成的污染，分析该方法是否正确 。
（3）“调pH、萃取”时，萃取原理为。在硫酸盐溶液中，该萃取剂对某些金属离子的萃取率[萃取率]与pH的变化关系如图所示。在一定范围内，萃取率升高的原因是 。已知在时，达到萃取平衡时，。若在滤液中加入等体积萃取剂进行充分萃取，则的萃取率为 %(保留两位有效数字)。
（4）“电解”制备Ni时，电解池的阴极电极材料为 (填化学式)。电解后的溶液可在工艺中循环使用，利用该电解液的操作单元为 (填标号)。
A．氧化酸浸 B．中和沉淀 C．调节pH、萃取 D．反萃取
【答案】（1）
（2）分液 若要完全沉淀，溶液的pH至少需调至8.2，此时也接近沉淀完全，所以此方法不正确
（3）随着pH的升高被消耗，促进萃取金属离子的反应正向移动 98
（4）Ni AC
【分析】向锗矿石(NiS、ZnS、，含等杂质)中加入H2SO4和H2O2进行氧化酸浸，氧化酸浸时，发生、、反应，将S元素氧化为S单质，不反应，过滤得到滤渣为S、，过程中得到硫酸锌、硫酸镍，需注意：锗在硫酸中的存在形式：时主要为，时主要为沉淀，加入氧化锌调节pH，操作1为过滤，滤渣为氧化锗，经还原得到锗；滤液含有硫酸锌、硫酸镍，加入稀硫酸调pH后萃取，分液，萃余液为硫酸镍，加入Ni(OH)2后电解得到Ni；有机相中经反萃取得到硫酸锌溶液，结晶得到，据此回答。
【解析】（1）由信息可知“氧化酸浸”时，控制溶液，锗在硫酸中的存在形式主要为，故反应的离子方程式为；
（2）由流程可知，“操作2”是分液；由和(以计)开始沉淀的pH分别为6.2和6.9，完全沉淀时的pH分别为8.2和8.9可知，若要完全沉淀，溶液的pH至少需调至8.2，此时也接近沉淀完全，所以此方法不正确；
（3）①由萃取原理可知，随着pH的升高被消耗，促进萃取金属离子的反应正向移动；
②设滤液中初始物质的量为n0，加入等体积萃取剂后，设水相体积和有机相体积均为V，已知，设萃取后水相中，则有机相中 ，根据，即，解得 ，萃取率；
（4）电解制备Ni时，阴极发生还原反应，得到电子生成Ni，阴极电极材料一般为待制备金属，所以阴极电极材料为Ni；由分析知，加入稀硫酸调pH后萃取，分液，萃余液为硫酸镍和稀硫酸，加入Ni(OH)2后生成硫酸镍，电解硫酸镍溶液，发生反应，得到Ni和硫酸，可以返回到氧化酸浸和调节pH、萃取中循环使用，故选AC。
6．（2025·山东聊城·二模）电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质，以该阳极泥为原料，分离和回收Au、Pt、Pd等金属或其化合物的工艺流程如图所示：
已知：①(NH4)2PtCl4易溶于水；②(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水；Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。
回答下列问题：
（1）Se在元素周期表中的位置是 ，“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质，则PdSe发生反应的化学方程式为 。
（2）“酸浸”的目的是 。
（3）“氯浸”工艺中，金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子：[PtCl6]2-、[PdCl6]2-、[AuCl4]-，其中Pd→[PdCl6]2-的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（4）“分金”加入过量草酸的目的；①析出金属Au，② 。
（5）“沉钯”之前，测得溶液中c0{[PdCl6]2-}=0.2mol·L-1，加入等体积的NH4Cl溶液充分反应，测得反应后混合液中c{[PdCl6]2-}=1.1×10-6mol·L-1，则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为 (忽略溶液混合时的体积变化)。
（6）利用“滤液c”可制备Pt，工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为 。
【答案】（1）第四周期第ⅥA族
（2）使CuO转化为CuSO4，使CuO与其他物质分离
（3）2：1
（4）将[PtCl6]2-还原为[PtCl4]2-
（5）1.0
（6）
【分析】阳极泥加入纯碱(碳酸钠)、空气焙烧，然后加入水，浸取过滤得到含Na2TeO3、Na2SeO3滤液a，分离出滤渣，滤渣加入稀硫酸酸浸溶解氧化铜得到含硫酸铜的滤液b，分离出含Au、Pt、Pd的滤渣，加入浓盐酸和氯气氯浸，金属、、被氧化为配离子：、、，加入草酸将还原为金单质、还原为，过滤分离出金单质，滤液加入氯化铵得到含滤液c和沉淀。
【解析】（1）Se与O位于同一个主族，其在元素周期表中的位置是第四周期第ⅥA族；PdSe中Pd为+2价，且“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态Pd转化为单质，反应中Pd化合价由+2变为0，空气中氧气参与反应，氧化合价由0变为-2，Se化合价由-2变为+4得到，结合电子守恒、质量守恒，PdSe发生反应的化学方程式为；
（2）稀硫酸能和金属氧化物氧化铜反应，而不和、、反应，故目的为：使转化为，使与其他物质分离；
（3），Pd化合价由0变为+4，为还原剂，氯气中氯化合价由0变为-1，为氧化剂，结合电子守恒存在，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1；
（4）草酸具有还原性，由分析结合流程，“分金”加入过量草酸的作用，除析出金属Au外，还有将还原为，便于后续使含物种与含物种分离；
（5）反应后混合液中，则此时，结合反应，设初始加入NH4Cl溶液体积为V，则溶液总体积为2V，则初始加入溶液的浓度约为；
（6）“沉铂”总反应为和氯酸根离子发生氧化还原反应生成，反应中Pt化合价由+2变为+4、氯酸根离子中氯化合价由+5变为-1，结合电子守恒、质量守恒，反应为。
7．（2025·山东济宁·二模）旧电池的回收利用成为当前世界各国研究的重要课题，从废旧酸性锌锰电池(主要成份为碳棒、Zn、Fe、Cu、ZnCl2、NH4Cl以及MnO2)中回收Zn和MnO2的工艺如图所示：
已知：的平衡常数称为稳定平衡常数，；当离子浓度小于时，可认为该离子完全除去。
回答以下问题：
（1）“浸出”时为了加快浸出速率，可采取的措施有 (写出一点)。
（2）“溶解”时加入的作用是 ，的实际消耗量比理论值高的原因 。
（3）“沉锰”时，发生反应的离子方程式为 ，“煅烧”时参加反应的气体与生成气体的物质的量之比为 。
（4）已知“浸出”液中Fe2+、Zn2+的浓度均为0.1mol·L-1，“净化”时，需调节溶液pH的合理范围是 。
化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
Ksp近似值 10-17 10-17 10-38
Zn(OH)2为两性氢氧化物，可与NaOH溶液发生反应Zn(OH)2(s)+2OH-(aq)[Zn(OH)4]2-(aq)，其平衡常数K= 。
【答案】（1）适当升高温度、适当增大酸的浓度
（2）还原剂 催化过氧化氢分解
（3） 1：2
（4）3～6 0.45
【分析】黑色固体混合物中主要含有、碳等，机械分离后将黑色固体水浸，过滤后进行灼烧，得到粗二氧化锰，然后加入双氧水和硫酸，对其进行还原，方程式为：，然后加入碳酸氢铵，发生复分解反应，离子方程式为：，最后煅烧获得，金属外壳含有Zn、Fe、Cu，加入稀硫酸以后，形成相应的金属离子，加入双氧水，把氧化为，加入氢氧化钠，将转化为氢氧化物沉淀除去，最后电解硫酸锌得到锌。
【解析】（1）“浸出”时为了加快浸出速率，可采取的措施有适当升高温度、适当增大酸的浓度、搅拌等。
（2）溶解的时候，加入双氧水是作还原剂，将还原为，由于混合物中含有二氧化锰，可以作为双氧水分解的催化剂，导致双氧水损失，所以的实际消耗量比理论值高。
（3）“沉锰”时加入碳酸氢铵，发生复分解反应，离子方程式为：，“煅烧”时的方程式为：，参加反应的气体与生成气体的物质的量之比为。
（4）“浸出”液中和的浓度均为，加入双氧水，把氧化为，由的溶度积，求得沉淀完全时的氢氧根浓度为：，则；再由 的溶度积，计算出开始沉淀时的氢氧根浓度为：，其，所以“净化”时，要保证把完全沉淀而锌离子不沉淀，需调节溶液的合理范围是。根据，其平衡常数表达式为：，对其进行变形，可得。
8．（2025·山东日照·二模）利用废旧三元锂离子电池正极材料(主要成分为 、还有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下图所示：
已知：①溶解度随温度升高而减小。②、易与转化为稳定配离子；③ ， ， 。
回答下列问题：
（1）三元锂废料 中Ni、Mn的化合价分别为+2、+4价，若 ，则Co元素的化合价为 。
（2）“碱浸”后的滤液中存在的阴离子有 (填化学式)。
（3）“酸浸”后溶液中、、的浓度均为，欲使沉淀完全(离子浓度小于)，而不沉淀、理论上需调节溶液 范围为 。实际“沉钴”时，在加入 之前需要先加入一定量氨水，其目的是 。
（4）“沉锰”时需要调pH=5，此时锰以形式存在，加入溶液后，溶液先变成紫红色，后紫红色又褪去。则溶液变紫红色发生反应的离子方程式为 。
（5）“沉锂”时发生反应 (已知 、 、 ，用含a、b、c的代数式表示)。
（6）“沉锂”操作中需升温到90℃，原因是①加快反应速率；② 。
【答案】（1）+3
（2）和
（3） 、易与NH3转化为稳定配离子，沉钴时不发生共沉淀
（4）
（5）
（6）Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，有利于沉锂；随温度升高到90℃，碳酸分解，平衡正向移动，提高产率
【分析】三元锂离子电池正极材料粉碎灼烧除去炭黑、有机粘合剂，铝箔转化为氧化铝，碱浸后氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，酸浸时加入硫酸和过氧化氢将金属转化成离子，通过加一水合氨、草酸铵“沉钴”除去钴元素，产生的是CoC2O4 2H2O，说明此时钴元素的价态为+2价，说明加入的过氧化氢作为还原剂还原钴元素为+2价，加入K2S2O8溶液通过氧化还原将锰元素转化为二氧化锰，加入碳酸钠和氢氧化钠除镍，最后将锂离子转化成碳酸锂。
【解析】（1）根据已知，三元锂废料化学式为 ，Li、Ni、Mn、O的化合价分别为+1、+2、+4、-2价，则Co的化合价为，故答案为+3。
（2）“碱浸”时碱将氧化铝转化成四羟基合铝酸钠钠，所以滤液中大量存在的阴离子和剩余的，故答案为：和。
（3）当完全沉淀(离子浓度小于)时：，，，所以只要锰离子不沉淀，镍离子就一定不沉淀，当锰离子恰好不沉淀时，浓度均为，，需调节的范围为，加入之前须先加入一定量氨水，推测所加氨水的作用为将、转化为稳定配离子，避免沉钴时与共沉淀。答案：；、易与NH3转化为稳定配离子，沉钴时不发生共沉淀。
（4）首先被氧化为，离子方程式为。
（5）。
（6）沉锂操作过程中需将温度升高到90℃的原因有：加快反应速率；Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，温度升高到90℃，有利于沉锂；温度升高到90℃，碳酸分解，平衡正向移动，提高产率。
9．（2025·山东省实验中学·一模）以铂钯精矿(含Se、Te、Au、Pt、Pd等)为原料，提取贵金属Au、Pt、Pd的工艺流程如图所示：
已知：①“氯化浸出”时，Au、Pt、Pd以AuCl、PtCl、PdCl形式存在；
②(NH4)2PtCl6和(NH4)2PdCl6难溶于水，(NH4)2PtCl4易溶于水；
③室温：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6；571/2≈7.5。
（1）“焙烧”时，Se、Te转化为可溶于水的Na2SeO3和Na2TeO4.转化等物质的量的Se、Te时，消耗NaClO3的物质的量之比为 ；根据下图判断“焙烧”适宜的温度范围是 (填标号)。
A．300-350K B．350-400K C．400-450K D．450-500K
（2）一般条件下Au很难被Cl2氧化，但用浓盐酸作浸出液，可使Au被Cl2氧化，由此分析“氯化浸出”过程中浓盐酸的作用为 。
（3）“还原”得到金的离子方程式为 ；加入过量SO2的目的是 。
（4）“煅烧”时还生成N2、NH4Cl和一种气体，该气体用少量水吸收后可重复用于“ ”操作单元。
（5）“沉铂”先通入的气体X为 (填化学式)。“沉铂”中，若向c(PtCl)=0.125mol/L的溶液里加入等体积的NH4Cl溶液，使PtCl沉淀完全，则NH4Cl溶液浓度最小值为 mol/L(结果保留两位小数，忽略溶液混合后体积的变化)。
【答案】（1）2:3 B
（2）Cl-做配体，与金离子形成稳定的配合物，提高Au的还原性，将Au转化为，从而浸出Au
（3）2+3SO2+6H2O=2Au+8Cl-+3+12H+ 将全部转化为Au，将还原为
（4）氯化浸出
（5）Cl2 1.75
【分析】将铂钯精矿、碳酸钠、氯酸钠混合焙烧，将硒、碲转化为Na2SeO3和Na2TeO4，加水水浸、过滤得到含有Na2SeO3和Na2TeO4的滤液和滤渣；向滤渣中加入浓盐酸，通入氯气氯化浸出，将Au、Pt、Pd转化为、、，过滤得到滤渣和滤液；向滤液中通入过量二氧化硫，将溶液中的四氯合金酸根离子转化为金、六氯合铂酸根离子转化为四氯合铂酸根离子，过滤得到金和滤液；向滤液中加入氯化铵沉钯，将溶液中的六氯合钯酸根离子转化为六氯合钯酸铵沉淀，过滤得到六氯合钯酸铵和滤液；六氯合钯酸铵煅烧分解得到钯；向滤液中通入氯气，将溶液中的四氯合铂酸根离子转化为六氯合铂酸根离子，加入氯化铵沉铂，将溶液中的六氯合铂酸铵沉淀，过滤得到尾液和六氯合铂酸铵；六氯合铂酸铵经铂精炼得到铂。
【解析】（1）由得失电子数目守恒可知，硒、碲转化为Na2SeO3和Na2TeO4时，硒、碲化合价分别升高到+4价和+6价，则消耗氧化剂氯酸钠的物质的量比为4:6=2:3；由图可知，温度为350—400K时，硒、碲脱除率最高，所以“焙烧”适宜的条件为温度为350—400K，故答案为：2：3；温度为350—400K；
（2）一般条件下Au很难被Cl2氧化，用浓盐酸作浸出液，盐酸电离出的Cl-做配体，与金离子形成稳定的配合物，提高Au的还原性，将Au转化为，从而浸出Au；
（3）由分析可知，通入过量二氧化硫的目的是将溶液中的四氯合金酸根离子转化为金、六氯合铂酸根离子转化为四氯合铂酸根离子，得到金的反应的离子方程式为2+3SO2+6H2O=2Au+8Cl-+3+12H+；
（4）由图可知，六氯合钯酸铵煅烧分解得到钯、氮气、氯化铵和氯化氢，反应生成的氯化氢可以重复用于氯化浸出操作单元；
（5）由分析可知，沉铂时先通入气体氯气，目的是将溶液中的四氯合铂酸根离子转化为六氯合铂酸根离子，故答案为：Cl2；
(NH4)2PdCl62+，Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6，沉淀完全时浓度小于1×10-5mol/L，代入数据可得c()=，设原溶液体积为VL，则沉淀需要溶液的物质的量为2V×0.125，溶液等体积混合后，c()=，则加入溶液的浓度最小为；
10．（2025·山东泰安·一模）氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿（主要成分是，含、等杂质）为原料制备的流程如下：
已知：
①酸浸后溶液中的金属离子有、、和。
②25℃时，几种金属离子沉淀的pH如表所示：
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 1.9 3.4 6.4 7.0
完全沉淀的pH 3.2 4.7 7.6 9.0
回答下列问题：
（1）“焙烧”时生成三种氧化物（其中Fe的氧化物形式为），其化学方程式为 。
（2）加Cu“还原”的目的是 ；加CuO调pH范围为 ；滤渣2的主要成分有 。
（3）流程中可以循环利用的物质是 ；滤渣3可以用于 操作单元。
（4）在中充分煅烧制备氧缺位体，若氧缺位体质量为原质量的96.6%，则氧缺位体中+3，+2铁元素物质的量之比为 。
（5）氧缺位体分解水制氢分两步：
第一步 （完成方程式）；
第二步：。
【答案】（1）
（2）将Fe3+还原为Fe2+，防止Fe3+在调pH时变成Fe(OH)3而除去 4.7≤pH<6.4 Cu和Al(OH)3
（3）NH3 灼烧
（4）49：51
（5）
【分析】氧气具有氧化性，已知，酸浸后溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Al3+和Fe3+，“焙烧”时生成三种氧化物，结合质量守恒可知，“焙烧”中黄铜矿的与氧气反应生成SO2、CuO、Fe3O4，加入硫酸将金属氧化物转化相应硫酸盐溶液，滤渣1为不反应的二氧化硅，加入Cu还原铁离子为Fe2+，加入CuO调pH使Al3+完全沉淀，而Cu2+、Fe3+不沉淀，滤渣2主要成分是氢氧化铝沉淀，含少量铜、氧化铜；加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，加入过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]SO4，Fe3+与弱碱氨水反应生成Fe(OH)3沉淀，[Cu(NH3)4]SO4经系列操作生成CuO，灼烧时CuO与氢氧化铁反应生成CuFe2O4，在氮气做保护气下煅烧生成，以此解答。
【解析】（1）由分析可知，“焙烧”时生成三种氧化物（其中Fe的氧化物形式为），结合质量守恒可知，另外两种氧化物为SO2、CuO，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。
（2）还原流程后调pH使得Al3+完全沉淀，而Cu2+、Fe3+不沉淀，由于铁离子会较铝离子首先沉淀，故加Cu“还原”的目是将Fe3+还原为Fe2+，防止Fe3+在调pH时变成Fe(OH)3而除去。加CuO调pH的范围为4.7≤pH<6.4，这是为了Al3+完全沉淀，而Cu2+和Fe2+不沉淀。滤渣2的主要成分是过量的Cu和Al(OH)3。
（3）“沉铁”时加入过量的氨水，CuSO4和氨水反应生成[Cu(NH3)4]SO4，“沉铜”过程中需要让Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀，这个过程中会有NH3生成，NH3溶于水得到氨水，可以在“沉铁”时循环利用；滤渣3是Fe(OH)3，可以用于“灼烧”步骤和CuO反应生成CuFe2O4。
（4）在中充分煅烧制备氧缺位体，若氧缺位体质量为原质量的96.6%，说明个O的质量占总质量的96.6%，则，解得为0.51，则煅烧后得到，设其中Fe3+的个数为x，Fe2+的个数为y，则x+y=2、2+3x+2y=3.49×2，解得x=0.98、y=1.02，则氧缺位体中+3，+2铁元素物质的量之比为49：51。
（5）第一步是氧缺位体与水反应生成氢气和完全氧化的CuFe2O4，第二步是CuFe2O4在高温下分解生成氧缺位体和氧气，方程式为：。
11．（2025·山东潍坊·一模）偏磷酸钡具有耐高温、透光性良好等性能，是制备磷酸盐光学玻璃的基础物质。利用湿法磷酸(主要成分为，含有少量、、、等杂质)制备偏磷酸钡的一种工艺的主要流程如图所示：
已知25℃时：①，，，，
②将通入溶液中，当时生成，时生成，时生成，磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐。
回答下列问题：
（1）加入适量的主要目的是 。
（2）“滤渣2”的主要成分有、S及，则脱砷元素和铁元素的反应中共消耗 (用含a和b的代数式表示)；25℃下，“脱砷铁”后滤液中，则 。
（3）“氨化”的目的之一是通入适量调节溶液的pH，从保证产率的角度出发，此时转化为A，A为 (填化学式)。
（4）“脱镁”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若将流程中“氨化”与“脱镁”交换，Mg2+沉淀不完全，原因是 。
（5）“结晶”后得到A的晶体，与硫酸钡“煅烧”时生成、两种气体(空间构型分别为三角锥形和平面三角形)等物质，其反应的化学方程式为 。
【答案】（1）除去硫酸根(或将硫酸根转化为沉淀)
（2）
（3）
（4），F-与磷酸反应生成HF，导致F-的浓度较小，Mg2+沉淀不完全
（5）
【分析】由题干工艺流程图可知，向湿法磷酸加入Ca(OH)2将、、Mg2+转化为沉淀而除去，过滤的滤渣1主要成分为：CaSO4、Ca3(AsO4)2，然后向滤液中继续加入Na2S除砷铁，过滤出滤渣2主要成分为FeS、S和As2S3，然后向滤液中加入NH3进行氨化，加入NH4F进行脱镁，过滤出滤渣3主要成分为MgF2、CaF2，过滤后将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，得到NH4H2PO4晶体，将NH4H2PO4晶体与BaSO4一起高温煅烧得到偏磷酸钡Ba(PO3)2；
【解析】（1）由分析可知，“滤渣1”中含硫化合物的化学式为CaSO4；
（2）“滤渣2”的主要成分有、S及，反应中铁离子化合价由+3变为+2，得到电子amol，砷化合价由+5变为+3，得到电子4bmol，由电子守恒可知，被氧化的硫离子化合价由-2变为0，为（a+4b）mol÷2，、消耗硫离子(a+b)mol，故脱砷元素和铁元素的反应中共消耗：()；25℃下，“脱砷铁”后滤液中，则；
（3）磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐，则反应中应该调节pH使得转化为，便于后续分离；
（4）因为，则F-与磷酸反应生成HF，导致F-的浓度较小，Mg2+沉淀不完全，故“氨化”与“脱镁”交换，导致Mg2+沉淀不完全；
（5）“结晶”后得到A的晶体，与硫酸钡“煅烧”时生成、空间构型分别为三角锥形和平面三角形的两种气体，结合质量守恒可知，分别为氨气、三氧化硫，氨气分子中N为sp3杂化、三氧化硫分子中硫为sp2杂化，分别为三角锥形和平面三角形构型，则其反应的化学方程式为。
12．（2025·山东烟台、德州、东营·一模）一种铂铼废催化剂(Pt、Re，含Al2O3、Fe3O4、积碳等杂质)中金属元素的综合回收利用的工艺流程如下。
已知：①高铼酸铵(NH4ReO4)微溶于冷水，易溶于热水；
②室温下：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6，≈7.5。
回答下列问题：
（1）“焙烧”的目的：①将铼转化为Re2O7，② ；“溶解Ⅰ”中含铼化合物发生反应的离子方程式为 。
（2）“滤渣Ⅱ”的成分为 ，“操作Ⅰ”为 、过滤、洗涤、干燥。
（3）“溶解Ⅲ”中反应的离子方程式为 ；“沉铂”时，若溶液中c([PtCl6]2-)=0.1mol/L，加入等体积NH4Cl溶液，[PtCl6]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)所需NH4Cl的最小浓度为 mol/L(忽略溶液混合后体积的变化)。
（4）“高温还原”时，工业上用价格稍贵的H2，而不选用廉价还原剂碳的原因是 ；理论上获得3.72g铼粉，需要标准状况下H2的体积至少为 L。
【答案】（1）除积碳
（2）Al(OH)3 蒸发浓缩、冷却结晶
（3）3Pt+16Cl-+2+12H+=3[PtCl6]2-+6H2O 1.7
（4）不引入杂质，便于分离提纯铼 1.568
【分析】铂铼废催化剂(Pt、Re，含Al2O3、Fe3O4、积碳等杂质)焙烧除去积碳，铼转化为Re2O7，加入NaOH溶液溶解Al2O3生成Na[Al(OH)4]，Re2O7转化为NaReO4，Pt、Fe3O4不和NaOH溶液反应过滤后存在于滤渣I中，向滤液中通过过量CO2，将Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3，过滤后存在于滤渣II中，向滤液中加入氯化铵溶液，得到NH4ReO4晶体，加入H2高温还原得到铼粉，滤渣I用硫酸溶液溶解后，Pt不溶于硫酸溶液，过滤得到粗Pt，加入HCl-NaCl溶液溶解Pt，加入NH4Cl沉铂，经过一系列操作得到海绵铂。
【解析】（1）由分析可知，“焙烧”的目的：①将铼转化为Re2O7，②除积碳；“溶解Ⅰ”中Re2O7和NaOH反应转化为NaReO4，离子方程式为：。
（2）由分析可知，“滤渣Ⅱ”的成分为Al(OH)3，“操作Ⅰ”可以得到NH4ReO4晶体，为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
（3）“溶解Ⅲ”中加入HCl-NaCl溶液溶解Pt，生成[PtCl6]2-和H2O，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：3Pt+16Cl-+2+12H+=3[PtCl6]2-+6H2O，“沉铂”时，若溶液中c([PtCl6]2-)=0.1mol/L，加入等体积NH4Cl溶液，[PtCl6]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)时溶液中c()=mol/L，则所需NH4Cl的最小浓度为=1.7mol/L。
（4）“高温还原”时，工业上用价格稍贵的H2，而不选用廉价还原剂碳的原因是：不引入杂质，便于分离提纯铼；根据反应方程式：2NH4ReO4+7H22Re+2NH3+8H2O，理论上获得3.72g铼粉，n(Re)==0.02mol，需要标准状况下H2的体积至少为0.07mol×22.4L/mol=1.568L。
13．（2025·山东淄博·一模）为推动生产方式的绿色化转型，工业上以软锰矿(主要成分为，含、、)制并协同回收、，以实现绿色化生产的流程如下
已知：I．25℃，　：
　
11.25℃，，，
回答下列问题：
（1）“酸浸”中主要反应的化学方程式为 。
（2）“盐浸”中、转换为可溶性配合物。反应，25℃时，其平衡常数 ；滤渣1主要成分的化学式为 。
（3）“沉铅”中，加入至开始沉淀时，溶液中 。若浓度过大，将导致沉铅率降低，其原因是 。
（4）“精制I”发生反应的离子方程式为 。净化液可返回 工序循环使用。
（5）电解制锰如图所示，则b极的电极反应式为 。电解时需保持阴极室溶液不宜过低的原因是 。
【答案】（1）
（2）
（3） 浓度过大时，溶液中增大，平衡：右移，导致沉铅率降低
（4） 盐浸
（5） 过低，电解液中大，氧化性增强，优先在阴极放电
【分析】工业上以软锰矿(主要成分为，含、、)制并协同回收、，软锰矿浆通入SO2、H2SO4酸浸，还原MnO2为硫酸锰，过滤得到滤液为MnSO4溶液，电解MnSO4溶液得到Mn，滤渣主要为、、，加入醋酸铵盐浸，、CaSO4转化为配合物，不溶，过滤得到滤渣1为SiO2，滤液加入碳酸铵，醋酸铅转化为PbCO3，过滤得到PbCO3，滤液中加入碳酸铵沉钙，过滤得到碳酸钙，滤液加入硫酸铅，过量的碳酸根离子生成碳酸铅，则滤渣2为碳酸铅，过滤后加入醋酸钡生成硫酸钡沉淀和醋酸铵，过滤得到硫酸钡和含醋酸铵的净化液，净化液返回盐浸步骤循环利用，据此解答。
【解析】（1）“酸浸”中主要为还原MnO2为硫酸锰，反应的化学方程式为。
（2）反应，25℃时平衡常数；根据分析，滤渣1主要成分的化学式为。
（3）“沉铅”中，加入至开始沉淀时，溶液中。若浓度过大，将导致沉铅率降低，其原因是浓度过大时，溶液中增大，平衡：右移，导致沉铅率降低。
（4）“精制I”发生反应主要是硫酸铅转化为碳酸铅，离子方程式为。根据分析，净化液可返回盐浸工序循环使用。
（5）电解制锰过程中，Mn2+在阴极得到电子生成Mn，则a为阴极，b为阳极，阳极水失去电子生成氧气，则b极的电极反应式为。电解时需保持阴极室溶液不宜过低的原因是过低，电解液中大，氧化性增强，优先在阴极放电。
14．（2025·山东菏泽·一模）从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属)，回收Bi、Ag、Au工艺流程如图：
已知：①氯化浸出Au单质比置换还原Au单质效率高；
②室温下Ksp(PbCl2)=1×10-4，Ksp(AgCl)=1.8×10-10；
③溶液中离子浓度<10-5mol/L时，即可认定该离子沉淀完全。
回答下列问题：
（1）“氯化浸出”通入蒸汽的目的是 ；实际生产中KClO3溶液的浓度不宜过高的原因是 。
（2）“置换1”可选用的试剂X为 (填标号)。
A．Mg B．Zn C．Au D．Bi
“置换2”反应的离子方程式 。
（3）“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体，分别为 (填化学式)。
（4）“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是 ，将“沉银”生成的银粉制成电极板用作 (填“阴极”或“阳极”)进行电解精炼。
（5）若“酸溶”过滤后的溶液中含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+，加入NaCl溶液充分沉铅银后的溶液体积为100mL，理论上至少消耗 mol NaCl。
【答案】（1）提高浸出温度和反应速率，提升银锌渣的浸出率 会使浸出液中溶解的Au增多，降低Au的回收率
（2）D
（3）和
（4）作还原剂（或还原） 阳极
（5）0.82
【分析】从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属)，回收Bi、Ag、Au工艺流程为：将银锌渣加入、HCl、水蒸气氯化浸出，过滤得滤液、、，加入试剂X置换出Au，剩余溶液、，再加入金属Zn将Bi置换出来过滤，对滤液进行蒸发浓缩，冷却结晶，离心脱水后得；将氯化浸出过滤得的滤渣、、Au，加入纯碱进行还原熔炼得到银金铅合金，再进行酸溶剩余单质Au，在得到的酸性溶液中加入NaCl沉铅银转变为、，加氨水溶解为，过滤得固体，最后在中加入水合肼还原出单质银，据此分析解答。
【解析】（1）在氯化浸出过程中，使用水蒸气一是提高浸出的温度，同时还能提升银锌渣的浸出速率，使银锌渣充分浸出；加入的目的是将Bi和Zn氧化成和进入浸出液，在和HCl的共同作用下还氧化部分Au转化为，如溶液的浓度过高，会使浸出液中溶解的Au增多，降低Au的回收率。
故答案为：提高浸出温度和反应速率，提升银锌渣的浸出率；会使浸出液中溶解的Au增多，降低Au的回收率。
（2）在置换1中加入X后能将中的Au元素置换出来，再根据后面主要滤液主要含、，又不能置换出Bi，根据金属活动顺序，同时又不能带入新的杂质，则X可选用的金属为：
A．Mg：能将溶液中的Au、Bi、Zn都置换出来，A不符合题意；
B．Zn：将Au置换出来的同时也会将Bi置换出，B不符合题意；
C．Au ：与溶液中的离子不发生反应，C不符合题意；
D．Bi：只置换出Au，不消耗、，D符合题意；
“置换2”是利用试剂Y将Bi置换出来，根据不能带入新的杂质的原理，则加入的Y为Zn，反应的离子方程式为：。
故答案为：D；。
（3）“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体，所以无产生，根据元素的特点，则产生的气体由C元素和O元素中的1种或2种组成，得到反应的方程式为：，则生成两种无色气体分别为：和。
故答案为：和。
（4）“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是将还原为单质Ag，反应的离子方程式为：；得到的粗银需要进行电解精炼，根据电解精炼的原理，需要精炼的粗银要作为电解的阳极，含的溶液作电解液，纯银作阴极，发生的电极反应为：阳极，阴极，从而实现银的精炼。
故答案为：作还原剂（或还原）；阳极。
（5）在含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+的溶液中，要沉淀完全和，根据，，首先需要，根据室温下，，当浓度量，此时，而当溶液中浓度时，此时溶液的 为：大于中，所以当沉淀后的溶液中时，和都沉淀完全，则此时还需要加入，则理论上至少消耗NaCl的物质的量为
故答案为：0.82。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题11 工艺流程综合题
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
考点1 工艺流程综合题（5年5考） 2025山东卷第17题 2024山东卷第18题 2023山东卷第17题 2022山东卷第17题 2021山东卷第17题 工艺流程题综合考査考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高，是山东卷主观题必考题型。
考点1 化学反应机理
1．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下：
已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。
回答下列问题：
（1）“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有生成，该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为，“水浸”所得滤渣主要成分除外还含有 (填化学式)。
（2）在投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，“水浸时金属元素的浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）萃取反应为：(有机相)(水相)(有机相)(水相)。“反萃取”时加入的试剂为 (填化学式)。
（4）“沉钴”中，时恰好沉淀完全，则此时溶液中 。已知：。“溶解”时发生反应的离子方程式为 。
（5）“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。
2．（2024·山东卷）以铅精矿(含，等)为主要原料提取金属和的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为 ；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时挥发外，另一目的是防止产生 (填化学式)。
（2）将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为 。
（3）“还原”中加入铅精矿的目的是 。
（4）“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。
A． B． C． D．
“置换”反应的离子方程式为 。
（5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作 (填“阴极”或“阳极”)。
3．（2023·山东卷）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下：
已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液_____。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在_____以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加_____的用量(填化学式)。
（3）精制Ⅱ的目的是_____；进行操作时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。
4．（2022·山东卷）工业上以氟磷灰石[，含等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸，离子方程式为_______。
（2）部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比加入脱氟，充分反应后，_______；再分批加入一定量的，首先转化为沉淀的离子是_______。
（3）浓度(以计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、浓度(以计)的关系如图甲所示。酸解后，在所得、为45的混合体系中，石膏存在形式为_______(填化学式)；洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是_______，回收利用洗涤液X的操作单元是_______；一定温度下，石膏存在形式与溶液中和的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是_______(填标号)。
A．、、 B．、、
C．、、 D．、、
5．（2021·山东卷）工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7 2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：
（1）焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是___。
（2）矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol L-1时，可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为___；酸化的目的是___；Fe元素在___(填操作单元的名称)过程中除去。
（3）蒸发结晶时，过度蒸发将导致___；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有____。
（4）利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在___(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为___。
1．（2025·山东淄博·三模）用钒渣(主要化学成分为V2O3，含少量CaO、Fe2O3和SiO2) 制备V2O5的工艺流程如图所示。
已知：I．酸性条件下，+4价、+5价V分别以VO2＋、形式存在。II．HA的萃取原理为Mn＋(水层)+nHA(有机层)nH＋(水层)+MAn(有机层)；酸性溶液中，HA对萃取能力强，对的萃取能力较弱。回答下列问题：
（1）“焙烧”时V2O3 转化为NaVO3，该反应的化学方程式为 。
（2）“转化”工序加铁粉的主要作用是 。
（3）“萃取”后，水层溶液的pH的变化为 (填“增大”“不变”或“减小”)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
（4）“沉钒”中通入NH3的作用之一是调节pH，将转化为。常温下，维持溶液中NH3·H2O-NH4Cl总浓度为c mol L-1，pH=8，则析出NH4VO3后溶液中c()= 。已知常温下，Ksp(NH4VO3)=a，Kb(NH3·H2O)=b。
（5）“煅烧”工序得到V2O5，其他产物可返回到 工序重新利用；煅烧过程中固体的失重比随温度变化如图所示，则加热至250℃时，固体成分为 (填化学式)。
2．（2025·山东临沂·三模）利用工业烟尘(主要成分为、、、、等)制备和的流程如下。
已知：该工艺条件下，，，，；易形成胶体吸附含锗微粒。
回答下列问题：
（1）“一段低酸还原”中生成的离子方程式为 ；的作用是 ；酸浓度不宜过大的原因是 。
（2）“二段高酸氧压”过程中，存在反应，该反应的平衡常数 ，同时通入氧气的目的是 。
（3）“沉锗”时，若溶液中，为提高锗的纯度，则常温下溶液pH的理论最大值为 ；“水解”的另一种产物用水吸收后可循环使用，利用该吸收液的操作单元为 。
（4）“沉锌铁”过程中，生成的离子方程式为 。
3．（2025·山东滨州·二模）工业上利用废酸(主要含)浸出冶炼铜产生的烟尘(含、CuO、CuS、、FeS、、等)，实现了砷的去除(以形式)及铜的回收，达到了以废治废的目的。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）氧化浸出时，鼓入空气的主要目的是 ，CuS参与反应的离子方程式为 。
（2）滤渣的主要成分是 (填化学式)。
（3）深度氧化中全部被氧化为，该转化的化学反应方程式为 。
（4）在某条件下，中和除砷、铁时，不同的中和终点pH条件下，溶液中的砷、铁质量浓度(ρ)及铜、砷、铁的入渣率如下表所示。
中和终点pH 入渣率/％
As Fe Cu As Fe
1.6 4.28 5.37 1.83 51.59 46.12
2.0 0.33 0.26 2.66 94.63 97.05
2.4 0.25 0.15 3.23 95.78 97.35
3.5 0.20 0.16 8.35 97.02 97.84
4.0 0.19 0.14 33.25 97.93 98.25
结合以上数据判断，中和除砷、铁最佳pH范围为 (填标号)，请分析原因 。
A．1．6—1．8 　　 B．2.0—2.2 　　 C．3.3—3.5 　　 D．3.8—4.0
（5）有机萃取剂用HR表示，发生萃取的反应可表示为。若中和除砷、铁后溶液，，多次萃取后水相中为，则铜的萃取率为 ％(保留两位小数，忽略溶液体积变化)。
（6）反萃取中，下列说法正确的是_______。
A．反萃取剂可选择浓硫酸以提高反萃取率
B．分液漏斗使用前有两处需检查是否漏液
C．经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置分层
D．反萃取后，被转移至水相
4．（2025·山东潍坊·二模）以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S5和SiO2等)为原料制备金属Sb和PbCl2的一种工艺流程如下：
已知：①“酸浸”浸出液中含有SbCl3、PbCl、AsCl3等；物质X、SbCl3、AsCl3均易水解；“酸浸”和“电解”过程无气体放出；
②25℃时，Ksp(PbSO4)=2.55×10-8，Ksp(PbCl2)=1.7×10-5。
回答下列问题：
（1）“滤渣”的成分是 (填化学式)，“酸浸”时需加过量盐酸的目的：①与辉锑矿充分反应；② 。
（2）物质X是 (填化学式)，金属Y的作用是 。
（3）“除砷”时氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3，反应的化学方程式为 。
（4）“浸取”时温度与NaCl溶液的浓度对铅浸出率和PbCl2溶解度的影响如图所示：
①浸取铅的最合适的条件是 。
②循环浸取“沉铅”滤渣，向浸取后的溶液中加入适量BaCl2溶液处理后，加水使NaCl浓度稀释至1.5mol·L-1的目的是 。
③25℃时，PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl(aq)的平衡常数为K1，浸取中反应PbSO4(s)+4Cl-(aq)PbCl(aq)+SO(aq)的平衡常数K= (用含K1的代数式表示)。
5．（2025·山东菏泽·二模）以锗矿石(NiS、ZnS、，含等杂质)为主要原料制备Ge、Ni和的工艺流程如下：
已知：①锗在硫酸中的存在形式：时主要为，时主要为沉淀；
②和(以计)开始沉淀的pH分别为6.2和6.9，完全沉淀时的pH分别为8.2和8.9.
回答下列问题：
（1）“氧化酸浸”时，控制溶液，浸渣的主要成分为和S，则反应的离子方程式为 。
（2）“操作2”的名称为 。有人依据已知②认为可以直接调pH分离和，以省去有机物使用时可能造成的污染，分析该方法是否正确 。
（3）“调pH、萃取”时，萃取原理为。在硫酸盐溶液中，该萃取剂对某些金属离子的萃取率[萃取率]与pH的变化关系如图所示。在一定范围内，萃取率升高的原因是 。已知在时，达到萃取平衡时，。若在滤液中加入等体积萃取剂进行充分萃取，则的萃取率为 %(保留两位有效数字)。
（4）“电解”制备Ni时，电解池的阴极电极材料为 (填化学式)。电解后的溶液可在工艺中循环使用，利用该电解液的操作单元为 (填标号)。
A．氧化酸浸 B．中和沉淀 C．调节pH、萃取 D．反萃取
6．（2025·山东聊城·二模）电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质，以该阳极泥为原料，分离和回收Au、Pt、Pd等金属或其化合物的工艺流程如图所示：
已知：①(NH4)2PtCl4易溶于水；②(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水；Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。
回答下列问题：
（1）Se在元素周期表中的位置是 ，“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质，则PdSe发生反应的化学方程式为 。
（2）“酸浸”的目的是 。
（3）“氯浸”工艺中，金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子：[PtCl6]2-、[PdCl6]2-、[AuCl4]-，其中Pd→[PdCl6]2-的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（4）“分金”加入过量草酸的目的；①析出金属Au，② 。
（5）“沉钯”之前，测得溶液中c0{[PdCl6]2-}=0.2mol·L-1，加入等体积的NH4Cl溶液充分反应，测得反应后混合液中c{[PdCl6]2-}=1.1×10-6mol·L-1，则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为 (忽略溶液混合时的体积变化)。
（6）利用“滤液c”可制备Pt，工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为 。
7．（2025·山东济宁·二模）旧电池的回收利用成为当前世界各国研究的重要课题，从废旧酸性锌锰电池(主要成份为碳棒、Zn、Fe、Cu、ZnCl2、NH4Cl以及MnO2)中回收Zn和MnO2的工艺如图所示：
已知：的平衡常数称为稳定平衡常数，；当离子浓度小于时，可认为该离子完全除去。
回答以下问题：
（1）“浸出”时为了加快浸出速率，可采取的措施有 (写出一点)。
（2）“溶解”时加入的作用是 ，的实际消耗量比理论值高的原因 。
（3）“沉锰”时，发生反应的离子方程式为 ，“煅烧”时参加反应的气体与生成气体的物质的量之比为 。
（4）已知“浸出”液中Fe2+、Zn2+的浓度均为0.1mol·L-1，“净化”时，需调节溶液pH的合理范围是 。
化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
Ksp近似值 10-17 10-17 10-38
Zn(OH)2为两性氢氧化物，可与NaOH溶液发生反应Zn(OH)2(s)+2OH-(aq)[Zn(OH)4]2-(aq)，其平衡常数K= 。
8．（2025·山东日照·二模）利用废旧三元锂离子电池正极材料(主要成分为 、还有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下图所示：
已知：①溶解度随温度升高而减小。②、易与转化为稳定配离子；③ ， ， 。
回答下列问题：
（1）三元锂废料 中Ni、Mn的化合价分别为+2、+4价，若 ，则Co元素的化合价为 。
（2）“碱浸”后的滤液中存在的阴离子有 (填化学式)。
（3）“酸浸”后溶液中、、的浓度均为，欲使沉淀完全(离子浓度小于)，而不沉淀、理论上需调节溶液 范围为 。实际“沉钴”时，在加入 之前需要先加入一定量氨水，其目的是 。
（4）“沉锰”时需要调pH=5，此时锰以形式存在，加入溶液后，溶液先变成紫红色，后紫红色又褪去。则溶液变紫红色发生反应的离子方程式为 。
（5）“沉锂”时发生反应 (已知 、 、 ，用含a、b、c的代数式表示)。
（6）“沉锂”操作中需升温到90℃，原因是①加快反应速率；② 。
9．（2025·山东省实验中学·一模）以铂钯精矿(含Se、Te、Au、Pt、Pd等)为原料，提取贵金属Au、Pt、Pd的工艺流程如图所示：
已知：①“氯化浸出”时，Au、Pt、Pd以AuCl、PtCl、PdCl形式存在；
②(NH4)2PtCl6和(NH4)2PdCl6难溶于水，(NH4)2PtCl4易溶于水；
③室温：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6；571/2≈7.5。
（1）“焙烧”时，Se、Te转化为可溶于水的Na2SeO3和Na2TeO4.转化等物质的量的Se、Te时，消耗NaClO3的物质的量之比为 ；根据下图判断“焙烧”适宜的温度范围是 (填标号)。
A．300-350K B．350-400K C．400-450K D．450-500K
（2）一般条件下Au很难被Cl2氧化，但用浓盐酸作浸出液，可使Au被Cl2氧化，由此分析“氯化浸出”过程中浓盐酸的作用为 。
（3）“还原”得到金的离子方程式为 ；加入过量SO2的目的是 。
（4）“煅烧”时还生成N2、NH4Cl和一种气体，该气体用少量水吸收后可重复用于“ ”操作单元。
（5）“沉铂”先通入的气体X为 (填化学式)。“沉铂”中，若向c(PtCl)=0.125mol/L的溶液里加入等体积的NH4Cl溶液，使PtCl沉淀完全，则NH4Cl溶液浓度最小值为 mol/L(结果保留两位小数，忽略溶液混合后体积的变化)。
10．（2025·山东泰安·一模）氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿（主要成分是，含、等杂质）为原料制备的流程如下：
已知：
①酸浸后溶液中的金属离子有、、和。
②25℃时，几种金属离子沉淀的pH如表所示：
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 1.9 3.4 6.4 7.0
完全沉淀的pH 3.2 4.7 7.6 9.0
回答下列问题：
（1）“焙烧”时生成三种氧化物（其中Fe的氧化物形式为），其化学方程式为 。
（2）加Cu“还原”的目的是 ；加CuO调pH范围为 ；滤渣2的主要成分有 。
（3）流程中可以循环利用的物质是 ；滤渣3可以用于 操作单元。
（4）在中充分煅烧制备氧缺位体，若氧缺位体质量为原质量的96.6%，则氧缺位体中+3，+2铁元素物质的量之比为 。
（5）氧缺位体分解水制氢分两步：
第一步 （完成方程式）；
第二步：。
11．（2025·山东潍坊·一模）偏磷酸钡具有耐高温、透光性良好等性能，是制备磷酸盐光学玻璃的基础物质。利用湿法磷酸(主要成分为，含有少量、、、等杂质)制备偏磷酸钡的一种工艺的主要流程如图所示：
已知25℃时：①，，，，
②将通入溶液中，当时生成，时生成，时生成，磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐。
回答下列问题：
（1）加入适量的主要目的是 。
（2）“滤渣2”的主要成分有、S及，则脱砷元素和铁元素的反应中共消耗 (用含a和b的代数式表示)；25℃下，“脱砷铁”后滤液中，则 。
（3）“氨化”的目的之一是通入适量调节溶液的pH，从保证产率的角度出发，此时转化为A，A为 (填化学式)。
（4）“脱镁”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若将流程中“氨化”与“脱镁”交换，Mg2+沉淀不完全，原因是 。
（5）“结晶”后得到A的晶体，与硫酸钡“煅烧”时生成、两种气体(空间构型分别为三角锥形和平面三角形)等物质，其反应的化学方程式为 。
12．（2025·山东烟台、德州、东营·一模）一种铂铼废催化剂(Pt、Re，含Al2O3、Fe3O4、积碳等杂质)中金属元素的综合回收利用的工艺流程如下。
已知：①高铼酸铵(NH4ReO4)微溶于冷水，易溶于热水；
②室温下：Ksp[(NH4)2PtCl6]=5.7×10-6，≈7.5。
回答下列问题：
（1）“焙烧”的目的：①将铼转化为Re2O7，② ；“溶解Ⅰ”中含铼化合物发生反应的离子方程式为 。
（2）“滤渣Ⅱ”的成分为 ，“操作Ⅰ”为 、过滤、洗涤、干燥。
（3）“溶解Ⅲ”中反应的离子方程式为 ；“沉铂”时，若溶液中c([PtCl6]2-)=0.1mol/L，加入等体积NH4Cl溶液，[PtCl6]2-完全沉淀(c≤1.0×10-5mol/L)所需NH4Cl的最小浓度为 mol/L(忽略溶液混合后体积的变化)。
（4）“高温还原”时，工业上用价格稍贵的H2，而不选用廉价还原剂碳的原因是 ；理论上获得3.72g铼粉，需要标准状况下H2的体积至少为 L。
13．（2025·山东淄博·一模）为推动生产方式的绿色化转型，工业上以软锰矿(主要成分为，含、、)制并协同回收、，以实现绿色化生产的流程如下
已知：I．25℃，　：
　
11.25℃，，，
回答下列问题：
（1）“酸浸”中主要反应的化学方程式为 。
（2）“盐浸”中、转换为可溶性配合物。反应，25℃时，其平衡常数 ；滤渣1主要成分的化学式为 。
（3）“沉铅”中，加入至开始沉淀时，溶液中 。若浓度过大，将导致沉铅率降低，其原因是 。
（4）“精制I”发生反应的离子方程式为 。净化液可返回 工序循环使用。
（5）电解制锰如图所示，则b极的电极反应式为 。电解时需保持阴极室溶液不宜过低的原因是 。
14．（2025·山东菏泽·一模）从银锌渣中(含有Bi、Pb、Ag、Zn、Au等金属)，回收Bi、Ag、Au工艺流程如图：
已知：①氯化浸出Au单质比置换还原Au单质效率高；
②室温下Ksp(PbCl2)=1×10-4，Ksp(AgCl)=1.8×10-10；
③溶液中离子浓度<10-5mol/L时，即可认定该离子沉淀完全。
回答下列问题：
（1）“氯化浸出”通入蒸汽的目的是 ；实际生产中KClO3溶液的浓度不宜过高的原因是 。
（2）“置换1”可选用的试剂X为 (填标号)。
A．Mg B．Zn C．Au D．Bi
“置换2”反应的离子方程式 。
（3）“还原熔炼”中碳酸钠与AgCl反应生成两种无色气体，分别为 (填化学式)。
（4）“沉银”中水合肼(N2H4·H2O)的作用是 ，将“沉银”生成的银粉制成电极板用作 (填“阴极”或“阳极”)进行电解精炼。
（5）若“酸溶”过滤后的溶液中含有0.1mol Ag+、0.2mol Pb2+，加入NaCl溶液充分沉铅银后的溶液体积为100mL，理论上至少消耗 mol NaCl。
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