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(共59张PPT)
新高考化学二轮重点专题30讲2026版
第22讲
生产应用：工艺流程题的解法及策略
contents
目录
01
考向分析
01
02
03
知识重构
重温经典
04
模型建构
考向分析
PART 01
01
考点分布
考点类别 具体内容 出现频率
方程式书写 化学/离子方程式 高
沉淀与pH控制 Ksp计算、沉淀分离 高
电化学 电解、放电顺序、电极反应 中
晶体结构 晶胞计算、配位数、空间利用率 中
绿色化学 循环利用、污染控制、能耗优化 中
计算题 浓度、产率、物质的量比 高
2025年高考 陌生方程式 书写 沉淀与pH控制（除杂） 电化学 晶体结构 绿色化学 计算题
全国卷 √ √ √ √
四川 √ √ √ √ √
重庆 √ √ √
广东 √ √ √ √ √ √
北京 √ √
陕晋青宁 √ √ √
试题情境
试题情境：真实工业背景、资源循环与环保、新材料与战略资源
核心功能：凸显学科价值
1.真实工业背景：绝大多数题目以真实工业流程为背景，如有色金属冶炼、稀土提取、废料回收、绿色化工等。
2.资源循环与环保：强调“绿色化学”“资源回收”“减少污染”，如脱氯、脱硫、尾气处理、循环利用等。
3.新材料与战略资源：涉及稀土（Ce、Ga）、战略金属（Ni、Co、Li）、半导体材料（Se、Ga）等。
命题特征及设问方式
流程图+文字+数据：图文结合，信息量大，需综合解读。
多步反应与分离：流程中常包含浸取、沉淀、萃取、电解、结晶等多步操作。
计算与推理结合：涉及溶度积、平衡常数、物质的量计算、晶体结构计算等。
化学用语要求高：需准确书写陌生化学方程式、离子方程式、电子排布式等。
填空：化合价、电子排布、化学式、pH、浓度等
书写方程式：化学方程式、离子方程式
解释原因：操作目的、现象解释、绿色化学意义
计算：物质的量、浓度、产率、晶胞参数等
命题特征
设问方式
考试要求（必备知识+关键能力+学科素养）
元素化合物性质（特别是过渡金属）
化学平衡（水解、沉淀溶解、配位平衡）
电化学（电解、放电顺序）
晶体结构（晶胞计算、配位数）
化学计算（浓度、pH、Ksp、产率等）
信息提取与整合能力
逻辑推理与流程分析能力
化学用语表达能力
计算与数据处理能力
宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想（认识视角）
科学探究与创新意识（学科实践）
科学态度与社会责任（学科价值）
必备
知识
学科
素养
关键
能力
重温经典
PART 02
02
信息载体（分离与除杂）
信息载体（计算）
结构融入（学科思维）
【答案】加快废盐的溶解可以采取搅拌、适当升温、粉碎等；
6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O；
3Mn(OH)2→Mn3O4
碱
氧化物
H2O
结构视角的一点思考
加热
均裂
2
OH
2
2
2
如何理解轻质？（题干：疏松）→气体（CO2）
读图和读表，获取信息的能力
Mg2+完全沉淀，与谁沉淀？
（2025·广东·高考真题）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。
搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等
AD
孤电子配位，不涉及（高中阶段）氧化还原的问题
没有污染物产生
知识重构
PART 03
03
工艺流程中陌生方程式的书写
2025 信息 方程式
四川 碱式碳酸盐 2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3
或 2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2↑
全国卷 红棕色固体和气体
重庆 氢化无化合价变化 Al2Se3+（x+3）H2O=Al2O3 xH2O+3H2Se
广东 缺项方程式
北京 产物已知
陕晋青宁 已知产物 6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O
常见的两种类型方程式
2CuCl2+3Na2CO3+2H2O = Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3
1.水解型（典型的非氧化还原反应）
方程式：对物质变化的某一种结果的表征。
Al2Se3+（x+3）H2O=Al2O3 xH2O+3H2Se
2.氧化还原反应
（标定化合价，得失电子守恒）
（2）Na2U2O7中铀元素的化合价为 ______，
热分解阶段U3O8生成Na2U2O7的化学反应方程式为 _________________________。
其他类型
（2025年江西 节选）
（2024年贵州 节选）
炭还原得到Fe3O4
4Fe3O4+6Na2CO3+O2=12NaFeO2+6CO2↑
回归
教材
Na→Na2O→NaOH→Na2CO3
+6
2U3O8+6NaOH+O2=3Na2U2O7+3H2O
其他类型
需要根据信息进行产物判断的反应。
结构视角认识物质变化→深度教与学（知识本原）→关联知识（结构化）
CO2
硅氧
四面体
（2025年江西）一道有创新的工艺流程试题
情境创新：分子筛，树脂（真实高效）
（2025年江西）一道有创新的工艺流程试题
设问
创新
基于
教材
（2025年江西）一道有创新的工艺流程试题
使溶液中的n(Al):n(Si)为1:1
创新：设问有一定的连续性
KAl(OH)4提供Al，剩下KOH（微粒观、守恒观）
大于
易错答：氢键
配位键或配位作用
N、O原子有孤电子对，中心镓离子提供空轨道，形成配位作用
浓缩结晶、过滤
从工艺流程图中可知,树脂中吸附的镓元素需要在碱性条件下通过KS解析下来,最后通过系列操作,得到富镓利用、降低成本和环境保护的溶液用于电解制备金属镓。KS晶体返回到树脂解析工厅所取使用。根据提示,溶液中的K2S要结晶出来,需要对解析下来的含镓溶液进行浓缩结晶和过滤,达到获得KzS晶体和较高浓度含镓溶液的目的。
钾离子处在结构的层间及空洞中，能够通过阳离子交换释放。
硅-钾化肥是在水热浸取阶段从体系中分离出来的溶解度小的固体物质,有别于常见的可溶性钾肥。该硅-钾化肥可改良土壤环境,且K能被植物吸收,结合该化肥中某一有效组分结构图可知,该组分中K处于A1和Si形成的四面体框架结构孔道和层间中,能够被土壤或溶液中的H或其他阳离子交换出来。故该组分中钾离子能够被植物吸收的原因是钾离子处在结构的层间及空洞中,能够通过阳离子交换释放。
硅酸盐、铝硅酸盐、氧化铝
自然界性质稳定
结构稳定
除杂的基本逻辑：值得思考的两个问题
1.目标元素千变万化，为什么总是这几种杂质元素？
除杂的基本逻辑：值得思考的两个问题
2.为什么总是要预处理之后才能进行分离除杂？固体直接除杂不行吗？
学科特色思维
结构决定性质
性质反映结构
固体（力太大-难分离）
液体（自由-各个击破）
气体（太自由-难控制）
破坏微粒间作用力惯用方式
极性溶剂（H2O、配合等）
煅烧＋辅助（氧化或还原）
知识重构：离子在水溶液中的行为
NaCl+(m+n)H2O=Na+(OH2)m+Cl-(H2O)n
知识重构：离子在水溶液中的行为
【个人观点】这样理解只能说是一个合适的初学者模型，但是并非真实的过程，这对现阶段高考应对存在一定的弊端。
知识重构：离子在水溶液中的行为
Na+
Cu2+
Fe3+
Ti4+
V5+
Cr6+
Rn+
极性
Na+
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ti(OH)4/[TiO2]
V5+(含氧酸根)
Cr6+(含氧酸根)
逐
渐
增
强
破坏
水分子
的能力
金属阳离子对水分子的影响
模型建构
PART 04
04
原料预处理的方法与作用
方法 作用
粉碎或 研磨 减小固体的颗粒度,增大固体与液体、气体间的接触面积,增大反应速率
灼烧、焙 烧、煅烧 除去可燃性杂质;使原料初步转化为下一步可溶解的物质(氧化物等)
水浸 与水接触反应或溶解,分离可溶物与难溶物
酸浸 与酸反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
碱浸 除去油污;溶解铝(氧化铝)、二氧化硅;调节pH促进水解(金属离子的沉淀)
反应条件的控制
1.控制溶液的酸碱性(pH)
（1）增强物质的氧化性、还原性,调节离子的水解程度。
（2）通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。
①若要除去溶液中含有的Fe3+、Al3+,可调节溶液的pH使之转变为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。[若有Fe2+,通常需先用氧化剂(H2O2等)把Fe2+氧化为Fe3+]
②调节pH所利用的物质一般应满足能与H+反应,使溶液pH增大和不引入新杂质两点需求。例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
反应条件的控制
2.控制反应的温度
（1）调节化学反应速率。
（2）调节平衡移动方向。
（3）控制固体的溶解与结晶,如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
（4）促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
（5）防止或实现某物质水解或分解。
（6）防止副反应的发生。
3.调节反应物的浓度
（1）通过控制反应物的浓度,控制反应的类型,有利于目标反应的进行。
（2）根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率,使平衡向利于目标产物生成的方向进行。
（3）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,但对后续操作带来除杂问题。
有关沉淀分离操作的规范解答
1．洗涤沉淀的目的
（1）若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质，得到更纯净的沉淀物。
（2）若滤液是所需的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣，把有用的物质如目标产物尽可能洗出来。
2．常用洗涤剂
（1）蒸馏水：主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。
（2）冷水：除去沉淀中的可溶性杂质，降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损失。
（3）沉淀的饱和溶液：减小沉淀的溶解。
（4）有机溶剂(酒精、丙酮等)：适用于易溶于水的固体，既减少了固体溶解，又利用有机溶剂的挥发性，除去固体表面的水分，产品易干燥。
沉淀洗涤或是否洗净的答题规范
沉淀洗涤答题模板：
注洗涤液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液)

标准(使洗涤液完全浸没沉淀或晶体)

重复(待洗涤液流尽后，重复操作2～3次)
沉淀是否洗净答题模板：
取样(取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中)

加试剂[加入××试剂(必要时加热，如检验NH4+)]

现象(不产生××沉淀、溶液不变××色或不产生××气体)

结论(说明沉淀已经洗涤干净)
pH的调控
1．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等类型的物质。
2．原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度
3．pH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，注意端值取等。
4．控制pH的目的：
（1）pH调小：抑制某离子水解；防止某离子沉淀
（2）pH调大：确保某离子完全沉淀；防止某物质溶解等。
（3）控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。
pH的调控
5．控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀的原理，例如：
（1）Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2O Fe(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。
（2）如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。
调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
（3）PH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的PH。
6．“酸作用”还可除去氧化物(膜)。
7．“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。
8．特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。
（2025·四川·高考真题）为了节约资源，减少重金属对环境的污染，一研究小组对某有色金属冶炼厂的高氯烟道灰(主要含有CuCl2、ZnCl、CuO、ZnO、PbO、Fe2O3、SiO2等)进行研究，设计如下工艺流程。实现了铜和锌的分离回收。
4
IB
2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3或2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2↑
PbSO4
对解析的再思考？
启示：氧化性或还原性的体现与反应物，反应环境等因素有关
没有氯离子不反应；金属的金属性不同，还原产物亦不同。
a．盐酸酸化和双氧水氧化使CuCl转化为CuCl2，而最终要获得的是硫酸锌，
氯离子为杂质，不能用盐酸，a错误；
b．KMnO4氧化会引入Mn2+、K+等杂质离子，b错误；
c．硝酸酸化和氧化会引入 ，c错误；
d．CuCl能被硫酸酸化的双氧水氧化，且没有引入杂质， d正确；
放电顺序：Cu2+＞H+＞Zn2+，阴极产生大量气泡，说明溶液中已经没有Cu2+，Zn2+
因氧化性弱于氢离子未参与反应，留在溶液中，实现铜、锌的分离若不脱氯，Cl-在
阳极被氧化生成Cl2污染环境，氯气可与阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存
在安全隐患，且影响铜、锌分离效果
同时Cl-存在会使锌粉还原产生的Cu与Cu2+反应生成CuCl沉淀，影响铜的纯度。
平衡常数巨大差异给教学带来的启示？
4
89.6
守恒法
（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的H2S制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的一种流程示意图如下。
CO2、SO2
感谢您的观看一、考向分析
高考中“化学工艺流程试题”命题内容广泛，密切联系生产、生活实际，设问方式灵活，充分体现了“化学是真实的”的命题指导思想，主要特征是以化工生产为背景，用框图的形式表述生产流程，主题内容广泛，密切联系生产、生活实际，题材丰富。主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。这类题型不但综合考查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，近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。
1.知识点分布及频率
考点类别 具体内容 出现频率
方程式书写 化学/离子方程式 高
沉淀与pH控制 Ksp计算、沉淀分离 高
电化学 电解、放电顺序、电极反应 中
晶体结构 晶胞计算、配位数、空间利用率 中
绿色化学 循环利用、污染控制、能耗优化 中
计算题 浓度、产率、物质的量比 高
2.试题情境
（1）真实工业背景：绝大多数题目以真实工业流程为背景，如有色金属冶炼、稀土提取、废料回收、绿色化工等。
（2）资源循环与环保：强调“绿色化学”“资源回收”“减少污染”，如脱氯、脱硫、尾气处理、循环利用等。
（3）新材料与战略资源：涉及稀土（Ce、Ga）、战略金属（Ni、Co、Li）、半导体材料（Se、Ga）等。
3.命题特征及设问方式
（1）命题特征
流程图+文字+数据：图文结合，信息量大，需综合解读。
多步反应与分离：流程中常包含浸取、沉淀、萃取、电解、结晶等多步操作。
计算与推理结合：涉及溶度积、平衡常数、物质的量计算、晶体结构计算等。
化学用语要求高：需准确书写陌生化学方程式、离子方程式、电子排布式等。
设问方式
填空：化合价、电子排布、化学式、pH、浓度等
书写方程式：化学方程式、离子方程式
解释原因：操作目的、现象解释、绿色化学意义
计算：物质的量、浓度、产率、晶胞参数等
4.考试要求（必备知识+关键能力+学科素养）
必备知识：元素化合物性质（特别是过渡金属）；化学平衡（水解、沉淀溶解、配位平衡）；电化学（电解、放电顺序）；晶体结构（晶胞计算、配位数）；化学计算（浓度、pH、Ksp、产率等）。关键能力：信息提取与整合能力；逻辑推理与流程分析能力；化学用语表达能力；计算与数据处理能力。学科素养：宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想（认识视角）；科学探究与创新意识（学科实践）；科学态度与社会责任（学科价值）。
二、重温经典（首行缩进2个汉字，五号，黑体）
1.（2025·陕晋青宁卷·高考真题）一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为
的硫酸盐)的工艺流程如下。
已知：①常温下，，；
②结构式为。
回答下列问题：
（1）制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有 、 。(写出两种)
（2）“沉锰I”中，写出形成的被氧化成的化学方程式 。当将要开始沉淀时，溶液中剩余浓度为 。
（3）“沉锰Ⅱ”中，过量的经加热水解去除，最终产物是和 (填化学式)。
（4）“沉镁I”中，当为8.0~10.2时，生成碱式碳酸镁，煅烧得到疏松的轻质。过大时，不能得到轻质的原因是 。
（5）“沉镁Ⅱ”中，加至时，沉淀完全；若加至时沉淀完全溶解，据图分析，写出沉淀溶解的离子方程式 。
（6）“结晶”中，产物X的化学式为 。
（7）“焙烧”中，元素发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。
【答案】（1） 搅拌 适当升温等（2）6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O 10-2.15
（3）O2（4）pH过大，沉淀为Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质
（5）（6）(NH4)2SO4（7）还原
【解析】废盐溶液加入氨水，通入氧气沉锰I得到Mn3O4，溶液再加入(NH4)2S2O8，进行沉锰Ⅱ得到MnO2，产生有气体O2，溶液再加入NH4HCO3和NH3·H2O调节pH沉镁I，得到MgCO3，煅烧得到MgO，溶液再加入H3PO4沉镁Ⅱ，得到MgNH4PO4·6H2O沉淀，溶液加入H2SO4调节pH=6.0结晶得到X硫酸铵，最后与MnO2和Mn3O4焙烧，经过多步处理得到MnSO4·H2O。
（1）加快废盐的溶解可以采取搅拌、适当升温、粉碎等；
（2）Mn(OH)2被O2氧化得到Mn3O4，化学方程式为：6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O；
根据=，=10-2.15mol/L；
（3）“沉锰Ⅱ”中，过量的经加热水解去除，中存在过氧键，在加热和水存在下发生水解，生成和：，分解，总反应为，最终产物是和O2；
（4）煅烧有CO2生成，可以得到疏松的轻质氧化镁，pH过大，沉淀为Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质；
（5）由题中信息可知，pH=8时，产生的沉淀为，调节到pH=4，磷元素存在形式为，磷酸不是强酸，不能拆，离子方程式为：；
（6）溶液中存在铵根离子和硫酸根离子，结晶后X为(NH4)2SO4；
（7）“焙烧”中，Mn3O4和MnO2最终生成MnSO4·H2O，元素化合价降低，发生了还原反应。
2.（2025·广东·高考真题）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多
金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。
已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
氢氧化物
（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有 (写一条)。
（2）“高压加热”时，生成的离子方程式为： 。
（3）“沉铝”时，pH最高可调至 (溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”
，。
（4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。
A．镍与N、O形成配位键 B．配位时被还原
C．配合物与水能形成分子间氢键 D．烷基链具有疏水性
（5）晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子
间的最近距离之比，则 ；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为 。
①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使
Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为 和 。
②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，
画出电解池示意图并做相应标注 。
③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是
(写一条)。
【答案】（1）搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等（2）4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+
（3）5（4）AD（5） 3：1：1 12（6） 2NH3N2+3H2 Fe2O3+3H22Fe+3H2O 没有污染物产生
【解析】矿粉酸浸通入SO2酸浸，浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等，调节pH=3.0，
通入空气加热得到Fe2O3，Fe2O3可以通过还原得到Fe单质，也可以用电解得到Fe单质，
滤液1在常温下沉铝，滤液2选择萃取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu配合物和Ni配合
物，最终得到产品NixCuyNz。
（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有：搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等；
（2）由于通入“酸浸”，故浸取液中不含有，“高压加热”时，Fe2+在酸性条件下被氧
化为，离子方程式为：4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+；
“沉铝”时，保证Cu2+和Ni2+不沉淀，Cu(OH)2的溶度积更小，，
根据Ksp=c(Cu2+)×c2(OH-)=0.022×c2(OH-)=2.2×10-20，得出c(OH-)=10-9mol/L，pH=5；
（4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有：
A、镍与N、O形成配位键，可以使镍进入有机相，A正确；
B、配体中提供孤对电子的O原子带一个单位负电，可以视作是得到一个电子的阴离子，其余配体不带电，整个配合物不显电性，形成配合物后，中心离子还是Ni2+，Ni2+化合价不变，B错误；
C、配合物与水形成氢键，不能解释镍进入有机相，C错误；
D、烷基具有疏水性，可以使其进入有机相，D正确；
答案选AD；
根据同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，设晶胞边
长为a，由几何关系可知，面心的原子与顶点的原子距离为，面心的原子与体心的原子距离为，则可以确定，晶胞中面心原子为Ni，有6×个，顶点原子为Cu，有8×个，体心的原子为N，有1个，则x：y：z=3：1：1；
根据分析，Cu原子处于顶角，距离最近且等距离的原子为面心上Ni原子，数目为；
（6）①氨气分解为N2和H2，H2还原Fe2O3得到Fe单质和水，化学方程式为：2NH3N2+3H2、Fe2O3+3H22Fe+3H2O；
②电解Fe2O3颗粒得到Fe单质，在阴极发生还原反应，则Fe片为阴极，石墨做阳极，电解
液为NaOH溶液和颗粒，装置图如下： ；
③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是没有
污染性的CO气体产生。
（2025·四川·高考真题）为了节约资源，减少重金属对环境的污染，一研究小组对某有色金
属冶炼厂的高氯烟道灰(主要含有等)进行研
究，设计如下工艺流程。实现了铜和锌的分离回收。
回答下列问题：
（1）铜元素位于元素周期表第 周期、第 族。
（2）“碱浸脱氯”使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀。其中，铜盐发生反应的化学方程式为 。
（3）滤渣①中，除外，主要还有 。
（4）“中和除杂”步骤，调控溶液左右，发生反应的离子方程式为 。
（5）“深度脱氯”时，的存在使锌粉还原产生的与反应，生成能被空气氧化的沉淀，使被脱除。欲脱除，理论上需要锌粉 。
（6）可以通过 (填标号)将其溶解，并返回到 步骤中。
a．盐酸酸化、双氧水氧化 b．硫酸酸化、氧化
c．硝酸酸化和氧化 d．硫酸酸化、双氧水氧化
（7）“电解分离”采用无隔膜电解槽，以石墨为阳极，铜为阴极。
①“电解分离”时，阴极产生大量气泡，说明铜、锌分离已完成，其理由是 。
②“电解分离”前，需要脱氯的原因有 。
【答案】（1）四 ⅠB（2）2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3或
2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2（3）PbSO4
（4）（5）0.5（6）d 碱浸脱氯
（7）放电顺序：，阴极产生大量气泡，说明溶液中已经没有Cu2+，Zn2+
因氧化性弱于氢离子未参与反应，留在溶液中，实现铜、锌的分离；若不脱氯，Cl-在阳极
被氧化生成Cl2污染环境，氯气可与阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存在安全隐患，
且影响铜、锌分离效果
【解析】烟道灰先通过“碱浸脱氯”，使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀，即把CuCl2
和ZnCl2转化为碱式碳酸盐沉淀，再用稀硫酸进行酸浸，除去PbO和SiO2。“中和除杂”通
过调节pH值使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去。“深度脱氯”时，发生的反应为
，，可通过比例关系计算出需要锌粉的量。
CuCl要溶解并返回到前面的流程中，就不能引入新的杂质离子。“电解分离”时离子的放电
顺序Cu2+在H+之前，Zn 2+在H+之后，产生大量气泡时，说明H+开始放电，即Cu2+已经全
部反应完，铜、锌分离已完成。
（1）铜是29号元素，其核外电子排布为[Ar]3d104s1，根据元素周期表的结构，电子层数等
于周期数，铜有4个电子层，所以位于第四周期；其价电子构型为3d104s1，属于第ⅠB族。
“碱浸脱氯”时，碳酸钠与氯化铜反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]、氯化钠和碳酸氢
钠，化学方程式为2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3或2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2。
烟道灰中的PbO与稀H2SO4反应生成PbSO4沉淀，SiO2不与稀H2SO4反应，所以滤渣
①中除SiO2外，还有PbSO4。
“中和除杂”步骤，调控溶液pH = 3.5左右，此时溶液中的Fe3+会水解生成氢氧化铁沉
淀，离子方程式为，加入的Zn2(OH)2CO3与H+反应，促进Fe3+的水解平衡正向移动，，总离子方程式为；
“深度脱氯”时发生的反应为，从反应可知脱除2mol Cl-需要
1mol Cu，而Zn与Cu2+反应生成Cu的反应为，即生成1mol Cu需要1mol Zn。所以脱除1.0mol Cl-，根据反应比例关系，理论上需要锌粉0.5mol。
a．盐酸酸化和双氧水氧化使CuCl转化为CuCl2，而最终要获得的是硫酸锌，氯离子
为杂质，不能用盐酸，a错误；b．KMnO4氧化会引入Mn2+、K+等杂质离子，b错误；c．硝酸酸化和氧化会引入，c错误；d．能被硫酸酸化的双氧水氧化，且没有引入杂质， d正确；故答案为：d；硫酸酸化、双氧水氧化后的溶液可以返回到碱浸脱氯步骤。
①“电解分离”时，放电顺序：，阴极发生还原反应，阴极产生大量气
泡，说明溶液中已经没有Cu2+（因为Cu2+会先在阴极得到电子被还原），Zn2+因氧化性弱于氢离子未参与反应，留在溶液中，此时溶液中的H+得到电子生成H2，产生气泡，所以说明铜、锌分离已完成。②“电解分离”前，需要脱氯是因为Cl-在阳极会被氧化生成Cl2，污染环境，采用无隔膜电解槽，氯气可与阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存在安全隐患，同时Cl-存在会使锌粉还原产生的Cu与Cu2+反应生成CuCl沉淀，影响铜的纯度。
三、知识重构
1.工艺流程中陌生方程式的书写
陌生方程式的书写是高考题中常见的题型，往往通过陌生情境下题干语言或化工流程，给出反应发生的环境，写出反应的化学方程式。书写一些不曾熟悉的化学反应方程式的过程，实际是对信息的加工过程，由于信息题大多数是由题干和若干问题两部分组成，其中题干给出一系列解题所要的条件、知识、启发性提示等。这就要求通过阅读题干、发现本质、寻求规律，进而完成旧知识在新情景中的正确迁移。
（1）氧化还原反应书写策略
①掌握"四步法"书写原则：通过化合价升降判断氧化剂/还原剂，电子守恒配平核心物质，电荷守恒补充H+/OH-，质量守恒完成配平。
②熟练运用三种配平方法：
I.常规化合价升降法（标变价→列变化→求总数→配系数）。
II.整体零价法（处理FeS2等复杂物质）。
III.逆向配平法（适用于硝酸等双重作用试剂）。
（2）非氧化还原反应书写策略
对于非氧化还原反应（包括复分解反应、沉淀溶解反应、配位反应、酸碱中和反应等），书写及配平的核心在于离子守恒、电荷守恒与质量守恒，不涉及电子转移。具体可遵循以下步骤：
①判断反应类型，确定反应趋势：首先明确反应是否为复分解（生成沉淀、气体、弱电解质）、酸碱中和、沉淀溶解平衡或配位反应。例如：复分解反应：抓住“离子交换”与“产物脱离体系”的特点。沉淀溶解反应：注意溶解平衡方程式的可逆符号及固体符号“↓”。配位反应：明确中心离子与配体间的配位数。
②写出主要反应物和生成物的化学式根据反应规律直接写出产物（如酸 + 碱 → 盐 + 水），并确保生成物符合反应事实（如是否沉淀、是否弱电解质）。先配平核心原子（尤其是特征原子）优先配平不发生价态变化的核心原子或原子团（如SO 、CO 、NH 等），再配平其他原子。检查电荷守恒与质量守恒。对于离子反应，检查方程式两边电荷是否相等；最后核对所有原子数目是否守恒。
（3）工业流程题中的陌生情境反应
2025年 试题中方程式信息 方程式
四川 碱式碳酸盐 2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3 或 2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2↑
全国卷 红棕色固体和气体
重庆 氢化无化合价变化 Al2Se3+（x+3）H2O=Al2O3 xH2O+3H2Se
广东 缺项方程式
北京 产物已知 2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
陕晋青宁 已知产物 6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O
四、模型建构
1.实验型化学工艺流程试题
实验型化学工艺流程试题是以考查考生实验基础知识、基本操作及基本技能为主要目的的一类化工流程题。解答此类题时，应认真审题，找到该实验的目的。一般来说，该流程题只有两个目的，一是从混合物中分离、提纯某一物质；另一目的就是利用某些物质制备另一物质。
（1）对于以提纯某一物质为实验目的的流程题，其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。当遇到这一类题时，要求考生一定要认真在流程中找出得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。
（2）对于以制备某一物质为实验目的的流程题，要求注意以下几个方面： 明确要制备的是什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。若产物具有某些特殊性质(由题目信息获得或根据所学知识判断)，则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其他杂质。一般来说主要有如下几种情况：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。如侯德榜制碱中的NaHCO3，还有H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质；如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生，则要加相对应的酸来防止水解。如制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质，蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相对应的酸或在酸性气流中干燥以防止其水解；如果产物是一种强氧化剂或强还原剂，则要防止可以与其发生氧化还原反应的物质，如含Fe2＋、SO32-等离子的物质，要防止其与氧化性强的物质接触；如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水而变质的物质(如NaOH固体等)，在制备过程中则要将CO2或水除去，同时也要防止空气中的CO2或水进入装置；如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。
（3）寻找在制备过程中所需的原料，写出主要的化学方程式或制备原理，从中了解流程图。若题目已给出制备物质时所需的原料，则一般会涉及物质的分离、提纯等操作，所以在明确实验目的之后，再写出主要的化学方程式，观察有没有副产物，如果有，则剩余的步骤就是分离和提纯了。对原料进行预处理的常用方法及其作用：研磨的目的是减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率；水浸的目的是与水接触反应或溶解；酸浸的目的是与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去；灼烧的目的是除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。
2. 制备型化学工艺流程试题
制备型化学工艺流程题以物质制备流程为主线，主要考查元素及其化合物、物质结构、元素周期律、氧化还原反应等知识。解答与物质制备的化学工艺流程题首先要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向；其次依据流程图分析反应原理，搞清流程中每一步发生了什么反应，联系储存的知识，有效地进行信息的利用，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用，融通对流程的整体分析。
（1）循环物质的确定：
（2）副产品的判断：
滤渣、滤液成分的确定：
要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：反应过程中哪些物质(离子)消失了；所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子 要考虑这些离子间是否会发生反应。
温度对化学工艺流程的影响：
趁热过滤(或冰水洗涤)的目的是防止某物质降温时会析出(或升温时会溶解)而损失或带入新的杂质；冰水中反应(或降温反应)的目的是防止某物质在高温时溶解或使化学平衡向着题中要求的方向移动；反应中采取加热措施的目的一般是加快反应速率或加速某固体的溶解。 如果题目中要求温度控制在具体的一个温度范围内(可用水浴或油浴来控制)，一般有以下几个目的： 防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来，具体问题要具体分析。如Br2的制取过程中，出溴口的温度控制在80～90 ℃，目的是使Br2挥发出来同时减少水蒸气混入Br2中。使催化剂的活性达到最高：如工业合成氨或SO2的催化氧化反应，选择的温度是500 ℃左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最高。 防止副反应的发生：如乙醇的消去反应温度要控制在170 ℃，原因是在140 ℃时会有乙醚产生。对于一些工艺来说，降温或减压都可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的目的。考向一 物质提纯类工艺流程综合题
1.（2025·海南卷）有色金属冶炼厂炼铜窑炉的废耐火砖极具回收价值。某厂产生的废耐火砖中主要含、Cu12.0%，其资源化回收的一种工艺流程如图所示。
回答问题：
（1）“粉碎”的目的是 。
（2）“加压氨浸”时铜转化为配位离子，该过程的化学反应方程式为 。
（3）“碱熔”中产生的气体C为 ，滤渣E是 (均填化学式)。E与 (填物质名称)反应可生成用于城市废水处理的。
（4）某批次试验，废砖投料20.0 kg，产出CuO 2.70 kg，则Cu的回收率为 。
（5）从绿色化学与环境保护的角度说明本工艺优点有 、 。
2.（2025·陕西西安·模拟预测）钒、钛、钨等金属的回收具有重要的经济和战略价值。利用废钒-钠系脱硝催化剂(含、、及少量的Si、P、Al等的化合物)回收钒、铁、钨的工艺流程如下图。
已知：和的溶解度随温度升高而增大。回答下列问题：
（1）写出“碱浸”过程中反应生成钠酸钠的化学方程式： 。
（2）在“沉硅沉磷”工序中，除磷率和除硅率变化如图所示。
①“沉硅沉磷”最适合温度为 。
②除溶解度随温度变化因素外，随着温度升高，的水解程度增大，导致除磷率下降，但除硅率反而升高，其原因是 。
（3）“沉钨”时转化为沉降分离，已知温度为T时，，当溶液中恰好沉淀完全(离子浓度等于)时，溶液中 。
（4）已知“酸洗”后钒以形式存在。“离子交换”过程可表示为，其中为强碱性阴离子交换树脂。“洗脱”时，试剂X应选用 (填化学式)。
（5）“沉钒”时温度需控制在50℃左右，温度过高会导致分解产生，生成的还原生成固体和的离子方程式为 。
（6）称取最后所得的粗品1.60g，加入稀硫酸溶解后，向其中加入的溶液50mL，再用的溶液滴定过量的溶液至终点，消耗溶液的体积为8.00mL，则产物中的质量分数为 (保留整数)。(已知：，)
3.（2025·四川卷）为了节约资源，减少重金属对环境的污染，一研究小组对某有色金属冶炼厂的高氯烟道灰(主要含有等)进行研究，设计如下工艺流程。实现了铜和锌的分离回收。
回答下列问题：
（1）铜元素位于元素周期表第 周期、第 族。
（2）“碱浸脱氯”使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀。其中，铜盐发生反应的化学方程式为 。
（3）滤渣①中，除外，主要还有 。
（4）“中和除杂”步骤，调控溶液左右，发生反应的离子方程式为 。
（5）“深度脱氯”时，的存在使锌粉还原产生的与反应，生成能被空气氧化的沉淀，使被脱除。欲脱除，理论上需要锌粉 。
（6）可以通过 (填标号)将其溶解，并返回到 步骤中。
a．盐酸酸化、双氧水氧化 b．硫酸酸化、氧化
c．硝酸酸化和氧化 d．硫酸酸化、双氧水氧化
（7）“电解分离”采用无隔膜电解槽，以石墨为阳极，铜为阴极。
①“电解分离”时，阴极产生大量气泡，说明铜、锌分离已完成，其理由是 。
②“电解分离”前，需要脱氯的原因有 。
4.（2025·湖北武汉·模拟预测）某科研团队以高铬型钒磁铁矿(主要成分为及等杂质)，通过以下工艺流程提取钒和铬。
已知：①焙烧后，钒元素以形式，铬元素以形式存在
②
（1）钒磁铁矿因表面附着有矿物油，可用 (填标号)洗涤。
A．NaOH溶液 B．乙醇溶液 C．碳酸钠溶液
（2）写出基态Cr原子的价层电子轨道表示式 。
（3）写出焙烧的化学方程式 。
（4）滤渣2为 。
（5）焦亚硫酸是两个亚硫酸分子脱水缩合形成的，请写出焦亚硫酸的结构式 。
（6）洗脱工序中洗脱液的主要成分为 。
（7）“沉钒”得到，若洗脱后的溶液中，为使钒元素的沉淀率达到99%，则沉钒后溶液中的至少为 moL/L。(忽略溶液体积的变化)
考向二 物质制备类工艺流程综合题
5.（2025·重庆卷）硒(Se)广泛应用于农业和生物医药等领域，一种利用H2Se热解制备高纯硒的流程如下：
已知H2Se的沸点为231K，回答下列问题：
（1）真空焙烧时生成的主要产物为，其中Se的化合价为 ，Al元素基态原子的电子排布式为 。
（2）氢化过程没有发生化合价的变化，Al元素转化为Al2O3·xH2O，则反应的化学方程式为 。
（3）热解反应： 。冷凝时，将混合气体温度迅速降至500K得到固态硒。Se由气态直接转变为固态的过程称为 。迅速降温的目的 ；冷凝后尾气的成分为 (填化学式)。
（4）Se的含量可根据行业标准YS/T 226.12-2009进行测定，测定过程中Se的化合价变化如下：
称取粗硒样品0.1000g，经过程①将其溶解转化为弱酸H2SeO3，并消除测定过程中的干扰。在酸性介质中，先加入0.1000mol·L-1 Na2S2O3标准溶液40.00mL，在加入少量KI和淀粉溶液，继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色消失为终点(原理为)，又消耗8.00mL。过程②中Se(IV)与Na2S2O3反应的物质的量之比为1：4，且反应最快。过程③的离子方程式为 。该样品中Se的质量分数为 。
6.（2025·陕西安康·模拟预测）以工厂废渣为主要原料(主要含PbO，SiO2、Fe2O3、In2O3)制备铟的工艺流程如图1所示：
回答下列问题：
已知：i．“酸化、焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在；
ii．In(OH)3性质与Al(OH)3类似。
（1）写出一种提高“水浸”效率的方法： 。
（2）“浸液”中的主要溶质为 (填化学式)。
（3）将“浸液”与“浸渣”分离时，玻璃棒的作用为 。
（4）“还原铁”工艺反应的离子方程式为 。
（5）“萃取除铁”中，水相的pH对铟的萃取率的影响如图2所示，pH>2时，铟的萃取率开始明显下降，其原因是 。
（6）将浸渣加入NaOH溶液中加热生成PbO，该反应的化学方程式为 。
（7）铅磷青铜的立方晶胞结构如图3所示，晶胞参数为a nm，密度为ρ g·cm-3。
①该晶胞中Pb，Cu原子的个数之比为 。
②阿伏加德罗常数NA= (用含a、ρ的代数式表示)。
7.（2025·湖北卷）氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备：
Ⅰ
Ⅱ
已知：室温下，是难溶酸性氧化物，的溶解度极低。
时，的溶解度为水，温度对其溶解度影响不大。
回答下列问题：
（1）基态氟离子的电子排布式为 。
（2）时，饱和溶液的浓度为，用c表示的溶度积 。
（3）工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为。分析沉淀的成分，测得反应的转化率为78%。水浸分离，的产率仅为8%。
①工艺Ⅰ的固相反应 (填“正向”或“逆向”)进行程度大。
②分析以上产率变化，推测溶解度 (填“>”或“<”)
（4）工艺Ⅱ水浸后的产率可达81%，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式 。
（5）从滤液Ⅱ获取晶体的操作为 (填标号)。
a．蒸发至大量晶体析出，趁热过滤 b．蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤
（6）研磨能够促进固相反应的原因可能有 (填标号)。
a．增大反应物间的接触面积 b．破坏反应物的化学键
c．降低反应的活化能 d．研钵表面跟反应物更好接触
8.（2025·辽宁本溪·模拟预测）四钼酸铵的用途非常广泛，可用作催化剂、防腐剂、阻燃剂、电化学应用等。下图是用辉钼矿(含、、、、等)制备四钼酸铵和一些副产品的工艺流程图：
已知：①、、均可与纯碱反应生成对应的钠盐。
②当溶液中离子浓度小于时，可认为离子已完全沉淀。
③25℃下部分难溶物的的数值如下表：
难溶物
39 20 33
（1）已知的基态原子未成对电子数在同周期中最多，则其基态原子价层电子排布式为 。
（2）“氧化焙烧”时，反应生成和，则该反应的化学方程式为 ；在“溶液X”中通入气体1和气体2的顺序是先通入 (填化学式)。
（3）“沉钒”时，加入过量的目的是 ，煅烧后得到钒的某种氧化物、、和，且，则该反应的化学方程式为 。
（4）“净化”过程加入氨水调节溶液pH，需将溶液的pH调至大于 。
（5）生成聚合硫酸铝铁的离子反应为：(系数未配平)，若生成1 mol沉淀，理论上产生的气体在标准状况下的体积为 L。
工艺流程题的解法及策略答案及解析
1.【答案】（1）加快“加压氨浸”的速度
（2）
（3） 盐酸
（4）90%
（5）实现、等物质的循环利用，原料利用率高 资源综合利用，既回收铜又制得铝盐絮凝剂，减轻固体废弃物对环境的压力
【分析】废耐火砖中主要含、Cu12.0%，经过粉碎通入氧气加压氨浸，铜转化为配位离子，过滤后得到的滤液A中含有，经过一系列处理回收金属Cu；滤渣B中含有，加入碳酸钠碱溶后，气体C是，在碱熔高温转化为，通过水萃滤液D中含有，加入二氧化碳气体得到滤渣E(氢氧化铝)。
【解析】（1）“粉碎”的目的是通过增大接触面积加快“加压氨浸”的速度。
（2）“加压氨浸”时铜与氧气、氨气反应转化为配位离子铜氨离子，该过程的化学反应方程式为。
（3）“碱熔”所加的“碱”实际上是纯碱，与滤渣B中的反应产生的气体C为。根据分析滤液D中为，与气体C()反应可生成滤渣E为。，需要引入Cl—，故可让与盐酸反应获得聚合氯化铝。
（4）废砖中Cu的质量为 。产出的2.70 kg CuO中Cu的质量为 。则Cu的回收率为 。
（5）本工艺的环保与绿色化学优势，可归纳为：.
①实现、等物质的循环利用，原料利用率高。
②资源综合利用，既回收铜又制得铝盐絮凝剂，减轻固体废弃物对环境的压力。
2.【答案】（1）
（2）70℃ 温度升高，水解生成的仍难溶于水
（3）
（4）NaCl
（5）
（6）91
【分析】根据流程：废钒-钛系脱硝催化剂加入氢氧化钠浸取，过滤除去钛酸钠，滤液含钒、钨、硅、磷、铝的盐溶液，加入硫酸镁除去硅磷，滤渣的成分为、，滤液加入氢氧化钙将钨、钒转化为沉淀得到滤饼，滤饼加入盐酸反应生成钨酸沉淀，钨酸煅烧得到，滤液进行离子交换，然后加入试剂洗脱分离出含钒溶液，加入氯化铵沉最终得到。
【解析】（1）“碱浸”过程中反应生成钛酸钠，结合质量守恒，反应还生成水，化学方程式；
（2）①根据图像可知，温度为时，除硅率和除磷率都较高，故最合适温度为；
②已知：和的溶解度随温度升高而增大；由于的溶解度随温度升高而增大，温度升高促进硅酸根的水解，水解生成的仍难溶于水，使得除磷率下降，但除硅率反而升高；
（3）当溶液中恰好沉淀完全（离子浓度等于）时，，此时；
（4）“离子交换”过程可表示为，其中为强碱性阴离子交换树脂，“洗脱”时，试剂应选用中性氯化钠，使得氯离子浓度增大，促使平衡逆向进行，发生洗脱过程生成；故答案为：；
（5）“沉钒”时温度需控制在左右，温度过高会导致分解产生，生成的还原生成固体和，碱性条件下，反应为：；
（6），过量的草酸为，则与反应的草酸为，结合反应、和钒守恒，存在，产物中的质量分数为。
3.【答案】（1）四 ⅠB
（2）2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3或2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2
（3）PbSO4
（4）
（5）0.5
（6）d 碱浸脱氯
（7）放电顺序：，阴极产生大量气泡，说明溶液中已经没有Cu2+，Zn2+因氧化性弱于氢离子未参与反应，留在溶液中，实现铜、锌的分离 若不脱氯，Cl-在阳极被氧化生成Cl2污染环境，氯气可与阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存在安全隐患，且影响铜、锌分离效果
【分析】烟道灰先通过“碱浸脱氯”，使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀，即把CuCl2和ZnCl2转化为碱式碳酸盐沉淀，再用稀硫酸进行酸浸，除去PbO和SiO2。“中和除杂”通过调节pH值使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去。“深度脱氯”时，发生的反应为，，可通过比例关系计算出需要锌粉的量。CuCl要溶解并返回到前面的流程中，就不能引入新的杂质离子。“电解分离”时离子的放电顺序Cu2+在H+之前，Zn 2+在H+之后，产生大量气泡时，说明H+开始放电，即Cu2+已经全部反应完，铜、锌分离已完成。
【解析】（1）铜是29号元素，其核外电子排布为[Ar]3d104s1，根据元素周期表的结构，电子层数等于周期数，铜有4个电子层，所以位于第四周期；其价电子构型为3d104s1，属于第ⅠB族。
（2）“碱浸脱氯”时，碳酸钠与氯化铜反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]、氯化钠和碳酸氢钠，化学方程式为2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3或2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+CO2。
（3）烟道灰中的PbO与稀H2SO4反应生成PbSO4沉淀，SiO2不与稀H2SO4反应，所以滤渣①中除SiO2外，还有PbSO4。
（4）“中和除杂”步骤，调控溶液pH = 3.5左右，此时溶液中的Fe3+会水解生成氢氧化铁沉淀，离子方程式为，加入的Zn2(OH)2CO3与H+反应，促进Fe3+的水解平衡正向移动，，总离子方程式为；
（5）“深度脱氯”时发生的反应为，从反应可知脱除2mol Cl-需要1mol Cu，而Zn与Cu2+反应生成Cu的反应为，即生成1mol Cu需要1mol Zn。所以脱除1.0mol Cl-，根据反应比例关系，理论上需要锌粉0.5mol。
（6）a．盐酸酸化和双氧水氧化使CuCl转化为CuCl2，而最终要获得的是硫酸锌，氯离子为杂质，不能用盐酸，a错误；
b．KMnO4氧化会引入Mn2+、K+等杂质离子，b错误；
c．硝酸酸化和氧化会引入，c错误；
d．能被硫酸酸化的双氧水氧化，且没有引入杂质， d正确；
故答案为：d；
硫酸酸化、双氧水氧化后的溶液可以返回到碱浸脱氯步骤。
（7）①“电解分离”时，放电顺序：，阴极发生还原反应，阴极产生大量气泡，说明溶液中已经没有Cu2+（因为Cu2+会先在阴极得到电子被还原），Zn2+因氧化性弱于氢离子未参与反应，留在溶液中，此时溶液中的H+得到电子生成H2，产生气泡，所以说明铜、锌分离已完成。
②“电解分离”前，需要脱氯是因为Cl-在阳极会被氧化生成Cl2，污染环境，采用无隔膜电解槽，氯气可与阴极产生的氢气反应可能会发生爆炸，存在安全隐患，同时Cl-存在会使锌粉还原产生的Cu与Cu2+反应生成CuCl沉淀，影响铜的纯度。
4.【答案】（1）B
（2）
（3）
（4）Al(OH)3、H2SiO3
（5）
（6）NaCl
（7）1.6
【分析】高铬型钒磁铁矿(主要成分为及等杂质)，焙烧后，钒元素：FeV2O4被氧化，钒元素以形式存在；铬元素：FeCr2O4被氧化，铬元素以形式存在；杂质反应：SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3；Al2O3与NaOH反应生成。焙烧后的固体进行水浸，Na2SiO3、、含和的钠盐等溶于水进入溶液，难溶物质成为滤渣1（成分为Fe2O3）。溶液通过R-N(CH3)3Cl树脂进行离子交换，实现钒、铬与其他杂质的初步分离。向含钒的洗脱液，加入NH4Cl固体，得到NH4VO3沉淀。铬的提取：将离子交换后含铬的溶液，调节pH至6，可能使部分杂质沉淀，得到滤渣2[Al(OH)3、H2SiO3]；加入焦亚硫酸钠溶液，被还原，Cr从+6价被还原为较低价态，还原后调节pH，使铬元素以Cr(OH)3沉淀形式析出。
【解析】（1）矿物油属于烃类，易溶于有机溶剂，乙醇是有机溶剂，可用于洗涤矿物油，而NaOH溶液、碳酸钠溶液与矿物油不反应且不溶解矿物油，所以选B；
（2）
Cr是24号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，价层电子为3d和4s电子，故价层电子轨道表示式为；
（3）焙烧后，钒元素以形式，氧元素的化合价降低，铁和钒的化合价升高，故方程式为：
（4）焙烧时，SiO2转变为硅酸钠，Al2O3转变为 ，调pH至6，硅酸钠和反应得滤渣2的成分为Al(OH)3、H2SiO3；
（5）亚硫酸的化学式为H2SO3，结构式为，焦亚硫酸是两个亚硫酸分子脱水缩合形成的，故焦亚硫酸的结构式为；
（6）为了使平衡R-N(CH3)3Cl + NaVO3R-N(CH3)3VO3 +NaCl逆向移动，洗脱工序中洗脱液的主要成分为NaCl溶液；
（7）“沉钒"得到NH4VO3，若洗脱后的溶液中，为使钒元素的沉淀率达到99%，则沉钒后溶液中的，沉钒后溶液中的至少为。
5.【答案】（1）
（2）
（3）凝华 减少生成，提高Se产率 ，
（4） 94.8%
【分析】粗Se加入铝粉焙烧得到，通入水蒸气氢化得到，脱水后热解发生反应：，冷凝后得到精Se；
【解析】（1）Al是IIIA族元素，化合价为+3价，则Se化合价为-2价；铝的基态电子排布式为；
（2）“氢化”过程是与水蒸气反应生成，化学方程式为；
（3）从气态变为固态的过程为凝华；已知热解正向是吸热反应，降温时，为避免平衡逆向移动，需要迅速冷凝Se蒸汽，故目的是减少生成，提高Se产率；尾气种含有以及少量的；
（4）反应③是被KI还原为Se的过程，离子方程式为：；
第一次加入40.00mL的溶液和KI溶液，二者同时做还原剂，将还原为Se，第二次再加入同浓度的滴定上一步生成的碘单质，整个过程相当于48mL 0.1mol/L的溶液与反应，根据已知条件Se(IV)与反应的物质的量之比为，则，样品中Se的含量：。
6.【答案】（1）粉碎、搅拌、适当升高温度等
（2）Fe2(SO4)3、In2(SO4)3
（3）引流
（4）
（5）铟离子发生水解，导致铟萃取率下降
（6）
（7）1:3
【分析】工厂废渣加入硫酸溶液硫酸化、焙烧得到的焙砂加水水浸，硫酸铅、二氧化硅不溶解成为浸渣，浸液加入硫代硫酸钠还原铁离子为亚铁离子，萃取剂萃取除铁得到含有亚铁离子、的水溶液，加入硫酸溶液反萃取分液得到萃余液，水层系列处理得到粗铟；
【解析】（1）焙砂粉碎、搅拌、适当升高温度都能加快浸取速率，提高“水浸”效率；
（2）“酸化、焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在，焙砂加水水浸，硫酸铅、二氧化硅不溶解成为浸渣，得到“浸液”中的主要溶质为Fe2(SO4)3、In2(SO4)3；
（3）“浸液”与“浸渣”分离时操作为过滤，其中玻璃棒的作用为引流；
（4）“还原铁”工艺反应为铁离子和反应生成亚铁离子和，铁化合价由+3变为+2、硫平均化合价由+2变为+2.5，结合电子守恒，反应为：；
（5）In(OH)3性质与Al(OH)3类似，那么溶液中的铟离子会发生水解，当溶液pH>2.0后，溶液碱性增强促进溶液中的铟离子发生水解，形成难被P2O4萃取的离子，导致铟萃取率下降，答案为铟离子发生水解，导致铟萃取率下降；
（6）由浸渣生成PbO粗品是硫酸铅在氢氧化钠溶液中加热反应生成PbO，结合质量守恒，还生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为；
（7）据“均摊法”，晶胞中含个Pb、个Cu、1个P，则该晶胞中Pb，Cu原子的个数之比为1:3，晶体密度为，阿伏加德罗常数。
7.【答案】（1）
（2）
（3）正向 ＜
（4）
（5）a
（6）ab
【分析】工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为，水浸后得到滤液Ⅰ主要是NaF、Ca(OH)2溶液，经过系列操作得到NaF固体；
对比两种工艺流程，流程Ⅱ添加粉末，由题目可知，生成的的溶解度极低，使得不转化为Ca(OH)2，提高了的产率，据此解答。
【解析】（1）氟的原子序数为9，基态氟离子电子排布为；
（2）饱和溶液的浓度为，则、，；
（3）①转化率为78%，说明固相反应主要向生成Ca(OH)2和NaF的方向进行，即正向进行程度大；
②NaF产率仅为8%，说明大部分NaF未进入溶液，则溶液中存在Ca(OH)2向CaF2的转化过程，根据沉淀转化的规律可推测： ；
（4）根据工艺Ⅱ的流程，CaF2、TiO2与NaOH反应生成难溶的CaTiO3、NaF和H2O，化学方程式为：；
（5）由上一问可知，滤液Ⅱ主要是NaF溶液，因NaF溶解度受温度影响小(题干说明)，故蒸发至大量晶体析出，趁热过滤即可得到NaF晶体，故选a；其溶解度随温度变化不明显，冷却结晶无法析出更多晶体，故不选b；
（6）a．研磨将固体颗粒粉碎，减小粒径，从而显著增加反应物之间的接触面积，使反应更易发生，a选；b．研磨过程中的机械力可能导致晶体结构缺陷或局部化学键断裂，产生活性位点，使反应更易发生，b选；c．活化能是反应固有的能量屏障，研磨主要通过增加接触和产生缺陷来提高反应速率，但一般不直接降低活化能，c不选；d．研钵仅作为研磨工具，其表面不参与反应，因此与反应物接触更好并非促进反应的原因，d不选；故选ab。
8.【答案】（1）
（2）
（3）增大浓度，促进尽可能完全析出
（4）6.5
（5）22.4n
【分析】辉钼矿(含、、、、等)加入纯碱、氧气焙烧，反应生成和，、均可与纯碱反应生成对应的钠盐，焙烧产生的气体1主要为；加入硫酸与硫酸铵，相应的金属元素转化为金属阳离子，钒元素转化为，加入氨水净化，沉淀铁离子、铝离子、铜离子，得到滤渣1为氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化铜；向滤液中加入硫酸沉钼，得到晶体；焙烧生成和氨气，氨气、二氧化碳与溶液X反应，经一系列操作得到纯碱，则溶液X是饱和氯化钠溶液，滤渣1为氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化铜，加入硫酸酸溶，再加入碳酸氢钠聚合得到聚合硫酸铝铁，据此解答。
【解析】（1）根据原子序数42可推知Mo元素位于第五周期VIB族，结合未成对电子数最多推知价电子排布式为：。
（2）“氧化焙烧”时，反应生成和，根据氧化还原反应该方程式为：；溶液X是饱和食盐水，二氧化碳溶解度较低，所以先通氨气，再通入二氧化碳。
（3）“沉钒”时，加入过量的目的是增大浓度，促进尽可能完全析出，提高原料利用率；煅烧后得到钒的某种氧化物、、和，且，根据原子守恒化学式为：。
（4）“净化”过程加入氨水调节溶液pH，沉淀，由表中数据可知，沉淀需要的pH最大，完全沉淀时，，pH＞6.5；
（5）将离子反应配平得到：，生成1 mol沉淀，同时生成n mol，在标准状况下的体积为22.4n L。

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