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大单元八 化学工艺流程
第26讲　化学工艺流程
构建体系
√
×
√
×
能力自测 (5) 钪的萃取率(E%)与O/A值[萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比]的关系如图，应选择最合适的O/A值为 1∶2(　 　)

×
能力自测 2. 填空题。
(1) (2023·江苏卷)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2＋H2SO3===MgSO3＋2H2O。下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有______(填字母)。
A. 水浴加热氧化镁浆料　　　　　
B. 加快搅拌速率
C. 降低通入SO2气体的速率
D. 通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2
BD
能力自测 (2) (2023·江苏卷)回收V2O5－WO3/TiO2废催化剂并制备NH4VO3的过程可表示如下：
① “酸浸”时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有_______________________________。
② 向pH＝8的NaVO3溶液中加入过量的NH4Cl溶液，生成NH4VO3沉淀。已知：Ksp(NH4VO3)＝1.7×10－3，加过量NH4Cl溶液的目的是_______________________________________。
提高浸出温度或延长浸出时间
能力自测
考点研析
考点1　原料的预处理
1
流程基本结构
2
原料的预处理
1. 粉碎
(1) 目的：将块状或颗粒状的物质磨成粉末，增大反应物接触面积，加快反应速率。
(2) 过筛的目的：控制颗粒大小。
2. 灼烧、焙烧
(1) 除去挥发性物质；除去C、S等单质。
(2) 除去有机物、铵盐等。
3. 浸取
(1) 水浸：与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中。
(2) 酸浸：加入酸使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。
① 酸还能溶解金属及其氧化物(膜)。
② 用盐酸、硝酸酸溶时，要注意控温。
③ 用硫酸酸溶时，要注意Pb2＋、Ca2＋、Ag＋会生成PbSO4、 CaSO4、Ag2SO4进入滤渣。
④ 酸溶时，酸不能加入过多，否则会造成后续调pH时多加入碱。
⑤ 酸溶时，盐酸不能加过多，否则可能会与后续加入的KMnO4等氧化剂反应，生成有毒气体Cl2。
(3) 碱浸：常用NaOH溶液、氨水、Na2CO3溶液等，使其中可溶性的物质溶解。
① NaOH、Na2CO3溶液还能除去油污。
② NaOH溶液能溶解两性化合物(如Al2O3、ZnO)。
③ NaOH溶液能溶解SiO2、Al、Zn等。
④ 氨水还能与金属离子形成配离子进入溶液。
⑤ 碱溶时，碱不能加入过多，否则会造成后续调pH时多加入酸。
(4) 盐浸：用铵盐溶液、FeCl3溶液溶解。
(5) 提高浸出率的措施：
① 将矿石粉碎；
② 适当加热；
③ 充分搅拌；
④ 适当提高浸取液的浓度；
⑤ 适当延长浸取时间等。
例1　(2025·扬州中学)工业利用钒渣(主要成分为FeV2O4，杂质为Al2O3)制备V2O5的工艺流程如下。已知：“焙烧”的产物之一为NaVO3。下列说法不正确的是(　 　)
A. “焙烧”时，n(氧化剂)∶n(还原剂)＝5∶4
B. “调pH”的目的是将溶液中的铝元素转化为Al(OH)3而除去
D
考点2　工艺流程中的除杂
1
沉淀法
1. 调pH法
(1) 调高pH：加入消耗H＋的物质(碱、氧化物、碳酸盐、碱式碳酸盐等)。
① 如除去Al3＋、Fe3＋，可以调高pH，使其分别转化成Al(OH)3沉淀、Fe(OH)3沉淀。
② 如除去CuSO4溶液中混有的Fe3＋，可加入____________________________________________等调节溶液的pH至3～4，使 Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。离子方程式为____________________________________________________，不可加入NaOH溶液、氨水等。
CuO[或CuCO3或Cu(OH)2或
Cu2(OH)2CO3]
(3) pH范围的选择：杂质离子完全沉淀时pH～主要离子开始沉淀时pH。如Fe(OH)3、Zn(OH)2开始沉淀至沉淀完全时的pH范围分别为1.5～3.3、5.4～8.2，则要除去Zn2＋溶液中的Fe3＋，应控制溶液的pH范围为____________。
(4) pH不能过高或过低：过低会导致某些离子沉淀不完全；过高可能会导致主体离子损失。生成两性物质时，pH也不宜过高或过低。
3.3～5.4
2. 形成氟化物沉淀
(1) 如除去Mg2＋、Ca2＋，可以加入NaF，使其分别转化成MgF2沉淀、CaF2沉淀。注意溶液pH不宜过低，原因是__________________________________________ _______________________________________________________________________________。
(2) 如除去Mn2＋中的Mg2＋，因MgF2比MnF2更难溶，故可加入MnF2形成MgF2沉淀，利用沉淀转化除去Mg2＋。
3. 形成硫化物沉淀
(1) 如除去Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋、Hg2＋，可以加入Na2S，使其分别转化成CuS沉淀、ZnS沉淀、FeS沉淀、HgS沉淀。用Na2S除Cu2＋，pH过低时，Cu2＋去除率低，原因是_________________________________________________________。
(2) 用一些溶解度较大的硫化物(如FeS、MnS)通过沉淀转化使某些金属离子转化为更难溶的硫化物。
S2－与H＋结合生成HS－、H2S，使溶液中的S2－浓度降低
4. 氧化还原沉淀法
(1) 用单质进行置换，如可用Zn置换Cu2＋。
(2) 加入氧化剂(或还原剂)使某些粒子转化为沉淀，如：
5. 碳酸盐沉淀法
(2) 用NH4HCO3沉淀Co2＋，离子方程式为____________________________________________。
(3) 用NH4HCO3－氨水沉淀Mn2＋，离子方程式为_________________________________________________________________________________________________。
[注意]
2
萃取与反萃取法
1. 萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质。萃取常见考查角度：
(1) 萃取操作
如用CCl4或苯萃取溴水中的溴，用如图1所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3＋。为使Fe3＋尽可能多的从水相转移至有机相，采取的实验操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，____________、静置、分液，并重复多次。
图1
充分振荡
(2) 萃取剂的选择
已知萃取剂A、B中pH对Co2＋、Mn2＋萃取率的影响如图2所示。为了除去 Mn2＋，应选择萃取剂_____(填“A”或“B”)。
图2
B
(3) pH范围的选择
① 萃取剂对Al3＋、Co2＋萃取率与pH的关系如图3所示，萃取分离Co2＋、Al3＋的实验操作：向萃取分液后的有机相中加稀硫酸调pH＝3～4，分液可得CoSO4溶液，______________________________________________________，可得Al2(SO4)3溶液。
图3
继续向萃取分液后的有机相中加稀硫酸调pH≤1，然后分液
② “萃取分离”溶液中钴、锂的萃取率与平衡时溶液pH的关系如图4所示，pH一般选择5左右，理由是___________________________________。
图4
pH在5左右时，钴、锂的分离效率最高
(4) 影响萃取率的因素
图5
pH越大，溶液中c(H＋)越小，有利于
(1) 反萃取目的
例：实验室从含碘废液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其实验过程如图所示：
向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，该操作的目的是_________________________。
使CCl4中的碘进入水层
(2) 反萃取剂的选择
例：钒及其化合物在工业上有许多用途。从废钒(主要成分为V2O3、V2O5、Fe2O3、FeO、SiO2)中提取V2O5的一种工艺流程如图：
已知：①VOSO4能溶于水，VO2＋与Fe不能反应；②有机溶剂H2R对VO2＋及 Fe3＋萃取率高，但不能萃取Fe2＋。
C
(3) “萃取”和“反萃取”目的
例：由钼精矿(主要成分是MoS2)湿法回收钼酸铵[(NH4)2MoO4]部分工艺流程如图：
“滤液2”先加入有机溶剂“萃取”，再加氨水“反萃取”，进行“萃取”和“反萃取”操作的目的是_______________________________________________。
富集钼酸根离子(或将钼酸根离子和其他杂质分离)
(4) 反萃取操作
向溶解、过滤后所得滤液中加入萃取剂，萃取后分液获得有机层和水层。
萃取时应控制V0/VA的比值为____________；反萃取获得NiSO4溶液的实验操作是________________________________________________。
0.25
向有机层中加入硫酸，充分振荡后分液，取水层
3. 有关萃取率的计算
例：(2025·金陵中学)钪(Sc)是一种在国防、航空航天、核能等领域具有重要作用的稀土元素。以钛白酸性废水(主要含TiO2＋、Fe3＋、Sc3＋)为原料制备Sc及TiO2的工艺流程如图所示。
(1) “洗涤”时，加入H2O2溶液的目的是________________________________________________________________________。
(2) “反萃取”时若加入的NaOH溶液过量，Sc(OH)3沉淀会溶解。写出Sc(OH)3与过量NaOH溶液反应的化学方程式：___________________________________。
提供配体，生成稳定的配离子[TiO(H2O2)]2＋进入水层，便于分离出钛
Sc(OH)3＋3NaOH===Na3[Sc(OH)6]
(3) 用10%盐酸“调pH”，调节至pH＝3，过滤，滤液中Fe3＋的浓度为_______________ mol/L。
(4) 某工厂取1 000 L Sc3＋总浓度为50 mg/L的废酸，加入500 L某萃取剂，若D＝10，则单次萃取率为_________(保留一位小数)。若要提高萃取率，可采取的措施有_________________________________________________________________________________(写两条)。
(5) 写出“沉钛”过程中离子方程式：__________________________________。
2.8×
10－6
83.3%
增加有机相体积、反复多次萃取(增加萃取次数)、提高分配比D(如更换萃取剂或调节pH)
TiO2＋＋(n＋1)H2O===TiO2·nH2O↓＋2H＋
例2　(2025·如皋中学)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4，还含有少量的 Fe2＋、Mn2＋，溶液pH≈5)为原料制备ZnCO3的实验流程如下：
A
例3　(2025·南通模拟)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点，利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下：
下列有关描述错误的是(　 　)
A. “滤液①”主要成分是Na[Al(OH)4]
B. “操作①”“操作②”的分离方法不同
C. “酸溶”反应中H2O2溶液可以换成O2
D. “沉钴”时，Na2CO3溶液的滴速过快或浓度太大将导致产品不纯，其原因是溶液碱性增强会产生Co(OH)2杂质
【解析】 Al与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，“滤液①”主要成分是Na[Al(OH)4]，A正确；“操作①”为过滤，“操作②”为萃取、分液，B正确；“酸溶”反应中H2O2作还原剂，H2O2溶液不可以换成O2，C错误；“沉钴”时Na2CO3溶液的滴速过快或浓度太大，溶液碱性增强，会产生Co(OH)2杂质，D正确。
C
有关萃取和反萃取的考查
1. (2022·江苏卷)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl－含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1) “酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3＋并放出O2，该反应的离子方程式为____________________________________________。
2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O
(2) pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中Cl－含量与加料方式有关。得到含Cl－量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为___(填字母)。
A. 将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B. 将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
B



① 加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是____________________。
② “反萃取”的目的是将有机层中的Ce3＋转移到水层。使Ce3＋尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有__________________________ ______________________________________________________(填两项)。
③ 与“反萃取”得到的水溶液比较，滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中，物质的量减小的离子有_____________(填化学式)。
提高Ce3＋的萃取率
适当提高硝酸的浓度；充分振摇分液漏斗(或用适量萃取剂分多次萃取)(答案合理即可)
Ce3＋、H＋
2. (2024·江苏卷)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。
① 含铁滤渣的主要成分为________(填化学式)。
② 浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是__________________________ ________________________。
(2) 含铁滤渣用硫酸溶解，经萃取、反萃取提纯后，用于制备铁酸铋。
Fe2O3
Fe2O3溶于盐酸，c(H＋)减小，Fe3＋水解进入滤渣
考点3　工艺流程中反应条件的控制
1
加入试剂的作用
1. 加氧化剂或还原剂
(1) 转变某种金属离子的价态，再通过调节溶液pH，使金属离子以氢氧化物形式沉淀出来，以达到除去杂质的目的[如Fe2＋―→Fe3＋―→Fe(OH)3]。
2. 通入空气
(2) 起搅拌作用。
3. 加有机溶剂
萃取某些物质或降低某些物质的溶解度。
4. 蒸发结晶时加对应酸抑制水解
如从溶液中析出FeCl3、CuCl2、AlCl3、MgCl2、ZnCl2等晶体时，应在HCl气流中加热，以抑制其水解。
①H2O2是绿色氧化剂，无污染，但需注意H2O2受热易分解；Fe3＋、Cu2＋能催化H2O2分解。
③ 用Na2SO3还原MnO2、Fe3＋等时，Na2SO3实际用量高于理论量，原因是Na2SO3被空气部分氧化。
④ 判断能否加其他物质，要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等。
2
反应条件的控制
1. 加过量试剂
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，但可能引入杂质，增加后续处理成本(关注后续化学反应)。
2. 气体氛围
(1) 隔绝空气：防止空气中的组分(如氧气)参与反应。
(2) HCl氛围：抑制弱离子的水解。
(3) 惰性气体氛围：通入Ar、N2、H2，防止某些物质被氧化。
3. 热空气(或水蒸气)吹出气体
如海水提溴、凯氏定氮。
4. 控制溶液的pH
(2) 调节离子的水解程度。
(3) 萃取、离子交换可能有pH要求。
(4) 沉淀某些金属阳离子。
5. 控制温度
(1) 温度对物质性质的影响
① 关注易分解物质：双氧水、氨水、铵盐、硝酸、次氯酸、硝酸盐、草酸、草酸盐以及信息中给出的易分解物质。
② 关注易挥发物质：氨水、硝酸、盐酸等易挥发物质以及沸点较低物质。
③ 关注易被氧化物质：Na2S、Na2SO3、KI、含Fe(Ⅱ)的化合物、酚类、醛类以及信息中给出的易被氧化物质。
④ 关注物质的溶解度：若固体物质的溶解度随温度升高而增大，则降温能促使产品析出；若固体物质的溶解度随温度升高而减小，则升温能促使产品析出；气体的溶解度随温度升高而减小。
(2) 温度在反应原理中的影响
① 温度对反应速率或固体溶解速率的影响
a. 制备物质时，常使用加热的方法加快反应速率。
b. 原料的预处理阶段，升温可以提高浸取速率。
② 温度对平衡移动、反应物转化率或生成物产率的影响
a. 正反应吸热的可逆反应，升温使平衡正向移动，有利于提高反应物的平衡转化率，从而提高产物的产率。
b. 正反应放热的可逆反应，升高温度不利于反应物平衡转化率的提高，不利于提高产物的产率。
c. 升温促进盐类水解，有利于生成沉淀(胶体聚沉后利于过滤分离)。
③ 温度对催化剂活性的影响
如合成氨或SO2催化氧化生成SO3时，选择的温度是500 ℃左右，原因之一就是该温度范围内催化剂的活性最强。
④ 温度对副反应发生的影响
很多有机反应过程一般较为复杂，对温度的控制尤为关键，如实验室制取乙烯、硝基苯等，控制温度都是为了防止副反应的发生。
例4　(2025·苏州期末)通过处理废旧磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可回收钕与铁。
② 酸浸初始阶段溶液的pH迅速上升的原因是__________________________________________。
(2) 向酸浸后的滤液中加入NaOH溶液，可将Nd3＋转化为NaNd(SO4)2沉淀分离。
① 若加入NaOH溶液过多，放置时间过长可能会产生Fe(OH)2或FeOOH。Fe2＋转化为FeOOH的离子方程式为________________________________________。
② 检验所得NaNd(SO4)2沉淀中是否含有铁元素的实验方案为__________________________________________________________________________________________________。
10
4Fe2＋＋O2＋8OH－===4FeOOH↓＋2H2O
取少量沉淀，加入足量盐酸溶解，再加入H2O2溶液，滴加KSCN溶液，若有红色出现，说明含有铁元素
(3) 将“沉钕”后过滤所得的滤液(含FeSO4、H2SO4)电解可获得铁。为提高阴极的电解效率，可加入少量具有还原性的弱酸盐柠檬酸钠，其作用是_____________________________________________________________________。
柠檬酸根离子与H＋结合，减少H＋在阴极放电；防止Fe2＋被氧化为Fe3＋
例5　(2025·南京、盐城期末)高铁锌焙烧矿渣主要含ZnO、ZnFe2O4、SiO2。一种利用焙烧矿渣制备ZnSO4·7H2O并生产黄铵铁矾的流程如图所示：
(1) “酸浸”前要将焙烧矿渣进行粉碎处理的原因是__________________________________________________________。
增大与酸接触面积，加快反应速率，提高焙烧矿渣浸出率
(2) “酸浸”时，控制反应温度65 ℃、硫酸初始酸度50 g/L，滤渣中锌元素的质量分数随时间变化的关系如图所示。
当浸出时间超过60 min后，滤渣中锌元素的质量分数反而升高的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
浸出时间超过60 min，溶液中H＋被消耗、pH升高，随着Fe3＋水解程度增大，生成的Fe(OH)3胶体吸附溶液中Zn2＋；Fe3＋还可生成Fe(OH)3沉淀，附着在焙烧矿渣表面阻碍锌的浸出
(3) “沉矾”生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6(黄铵铁矾)，需控制溶液pH＝1.5、温度不超过85 ℃。
① 写出生成黄铵铁矾的化学方程式：____________________________________
____________________________________________。
② 控制溶液温度不能过高的原因是_______________________________。
3Fe2(SO4)3＋5ZnO＋2NH4HCO3＋5H2O
温度过高，NH4HCO3受热分解
质量测评
1. (2025·南通期初)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下：
“盐浸”过程中ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列说法不正确的是(　 　)
A. 1 mol [Zn(NH3)4]2＋含16 mol σ键
B. “盐浸”过程中需补充NH3，防止浸液pH下降
C. “滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
D. “沉锌”过程中得到的“滤液”可循环利用
C
【解析】 1 mol [Zn(NH3)4]2＋含4 mol Zn—N和12 mol N—H，共含16 mol σ键，A正确；“盐浸”过程中ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，Zn2＋与NH3结合消耗NH3，需补充NH3防止浸液pH下降，B正确；“滤渣”的主要成分为Fe3O4、Fe2O3及少量Fe(OH)3，C错误；“沉锌”过程得到的“滤液”中含NH3和NH4Cl，可循环利用，D正确。
2. (2025·盐城五校联考)重铬酸钾(K2Cr2O7)是常用的工业氧化剂。利用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3，含有少量的SiO2)制备重铬酸钾的方法如下：
下列判断不正确的是(　 　)
A. 可用K2Cr2O7代替NaClO用于生活用具的消毒
B. 该流程中，CO2和KHCO3均可以循环利用
C. 焙烧时，1 mol FeO·Cr2O3完全氧化，消耗1.75 mol O2
D. 改流程表明降低pH可以将K2CrO4转变为K2Cr2O7
A
【解析】 K2Cr2O7作氧化剂，被还原生成Cr3＋，Cr3＋属于重金属离子，A错误；由流程可知，CO2可循环利用，KHCO3受热分解生成K2CO3及CO2，CO2和KHCO3均可循环利用，B正确；焙烧过程中，Fe元素由＋2价升到＋3价，Cr元素由＋3价升到＋6价，1 mol FeO·Cr2O3完全氧化失去7 mol电子，根据得失电子相等可知，1 mol FeO·Cr2O3完全氧化消耗1.75 mol O2，C正确；通入CO2可降低溶液pH，将K2CrO4转变为K2Cr2O7，D正确。
3. (2025·扬州期中)从高铅碲渣[主要含TeO2、Pb(OH)2]中提取单质碲(Te)的部分实验过程如下：
PbSO4
硫酸浓度增大，生
成更多的PbSO4附着在TeO2表面，阻碍反应进行
【解析】 (1) “浸出”时加入硫酸溶液，能将Pb(OH)2转化为PbSO4留在滤渣中， “浸出”后滤渣中含铅物质的主要成分为PbSO4。(2) 该过程中反应前后Cl－的数量没有改变，但反应速率加快，Cl－的作用是催化剂作用及与Te4＋形成配合物。
催化剂；与Te4＋形成配合物
4. (2025·苏北四市一模)从高铟烟灰中(主要含In2O3、In2S3、PbO、SiO2等)提取铟的过程如下：
① 写出In2S3参与反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。
② “过滤”所得滤渣中含MnO2、SiO2和_________(填化学式)。
PbSO4
搅拌速率增大，有机相和水相的接触面积增大，提高萃取率；但搅拌速率过快，容易造成有机相的乳化，进入有机层的铟离子减少，导致铟的萃取率降低
4∶1
反萃取率最高
【解析】 (1) ②在“氧化酸浸”的过程中，PbO与H2SO4反应生成难溶的PbSO4，故滤渣的成分中还含有PbSO4。(2) 开始时，搅拌速率比较小，随着搅拌速率增大，有机相和水相的接触面积增大，提高萃取率；结合“已知”中的说明可知，随着搅拌速率过快，容易造成有机相的乳化，进入有机层的铟离子减少，导致铟的萃取率降低。
练习1　化学工艺流程(选择题)
1. (2025·扬州期中)以某种MnCO3样品(含少量Fe2＋)为原料制备MnO2的部分流程如下 ：
下列说法正确的是(　 　)
B. “氧化”时可以用等物质的量的H2O2代替MnO2
C. 滤渣经充分洗涤后可以得到纯净的Fe(OH)3固体
D. 随着电解的进行，溶液的pH逐渐减小
D
2. (2025·海安期初)碲被誉为“现代工业的维生素”。某科研小组从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲设计工艺流程如图所示。
已知：① “焙烧”后，碲主要以TeO2形式存在；② TeO2微溶于水，易溶于强酸和强碱；③ H6TeO6的Ka1＝1.0×10－7，氧化性比硫酸强。
下列有关说法正确的是(　 　)
A. “焙烧”使用的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒
B. “碱溶”后的滤渣中Ag和Au可用稀硝酸分离
C. “氧化”时氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B
3. (2025·宿迁期中)实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为锌铜合金)回收Cu并制备ZnCl2的部分实验过程如图所示。下列说法正确的是(　 　)
A. “溶解”时Cu发生反应的离子方程式为Cu＋H2O2＋2HCl===Cu2＋＋2H2O＋2Cl－
B. 因为升高温度可以加快反应速率，所以“溶解”时适宜使用高温
C. “调节pH＝2”后，溶液中大量存在的离子有Cu2＋、Zn2＋、H＋、Cl－
D. 将ZnCl2溶液加热蒸干即可获得无水ZnCl2
C
【解析】 HCl为强电解质，在离子方程式中应拆分， “溶解”时Cu发生反应的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O，A错误；双氧水受热易分解、盐酸受热挥发，溶解过程需在适宜的温度下进行，B错误；ZnCl2为强酸弱碱盐，加热促进Zn2＋水解和HCl挥发，因此需在HCl氛围中加热获得无水ZnCl2，D错误。
4. (2025·海安期初)Co3O4在磁性材料、电化学领域应用广泛，利用钴渣(主要含Co2O3、FeO)制备Co3O4的流程如图所示。下列说法正确的是(　 　)
C
5. (2025·常州中学)以含锌废液(主要成分为ZnSO4，含少量的Fe2＋、Mn2＋)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如图所示。下列说法不正确的是(　 　)
A. 1 mol过二硫酸钠(Na2S2O8)含有过氧键(—O—O—)数目约为6.02×1023
B. “氧化除锰”过程中共消耗2 mol过二硫酸钠(Na2S2O8)，则废液中共含有 2 mol Mn2＋
C. 沉锌反应：3ZnSO4＋6NH4HCO3===ZnCO3·2Zn(OH)2↓＋5CO2↑＋3(NH4)2SO4＋H2O
D. “调节pH”时试剂X可以选用ZnO或Zn(OH)2
B
6. (2025·常州一中)用精炼铜漂浮阳极泥(主要成分为BiAsO4、SbAsO4，含有少量Ag、Au)制备Bi2O3的工艺流程如下：
下列说法错误的是(　 　)
A. “滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是Na3AsO4
B. “水解”分离Sb和Bi的原理是Sb3＋的水解pH低于Bi3＋水解的pH
C. “转化”的总反应为2BiOCl＋2NaOH===Bi2O3＋2NaCl＋H2O
D. 当BiOCl恰好完全转化成Bi(OH)3时，溶液c(Cl－)＝0.04 mol/L，此时溶液pH＝12
D
7. (2025·泰州中学)将含银废液中的银回收具有实际应用价值。实验室利用沉淀滴定废液回收银的流程如下。下列有关说法正确的是(　 　)
A. 回收过程的主要分离操作为萃取，所用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯
B. 氯化银中加入氨水发生的离子反应为Ag＋＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋2H2O
C. 当析出4.320 0 g Ag时理论上至少消耗甲醛物质的量为0.02 mol
D. “操作X”为减压蒸发、结晶、30 ℃下干燥
D
【解析】 流程图中分离后得到沉淀和滤液，主要分离操作是过滤，A错误；AgCl难溶于水，离子方程式中不能拆开，B错误；4.320 0 g Ag的物质的量为 0.04 mol，根据HCHO～4Ag可知生成0.04 mol Ag至少消耗0.01 mol甲醛，C错误；硝酸银受热易分解，从硝酸银溶液中获得硝酸银固体方法为减压蒸发、结晶、 30 ℃下干燥，D正确。
8. (2025·苏州中学)以钢铁厂灰渣(主要成分为ZnO，并含少量CuO、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的一种工艺流程如图所示。已知：过量氨水使ZnO、CuO溶解，转化为[Zn(NH3)4]2＋和[Cu(NH3)4]2＋配离子。下列说法正确的是(　 　)
C
9. (2025·常州中学)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点，利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔，LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示。下列有关描述错误的是(　 　)
C
A. “滤液①”主要成分是Na[Al(OH)4]
B. “操作①”“操作②”的分离方法不同
C. “酸溶”反应中H2O2可以换成O2
D. “沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大将导致产品不纯，其原因是溶液碱性增强会产生Co(OH)2杂质
【解析】 “碱浸”后废料中的铝箔溶解转化为Na[Al(OH)4]而被除去，“滤液①”主要成分是Na[Al(OH)4]，A正确；“钴渣①”主要含Co3O4和LiCoO2，经过“酸溶”之后，Co元素转化为Co2＋，即在“酸溶”步骤中Co元素被还原，故H2O2作还原剂，不可以换成O2，“操作①”为过滤，得到“滤液②”，“滤液②”中主要含CoSO4和Li2SO4，经过“操作②”即萃取、分液，实现分离，二者的分离方法不同，B正确、C错误；向有机相中加入硫酸，进行反萃取，实现Co元素从有机相转移到水相，最后经过“沉钴”操作获得CoCO3，“沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大时，溶液碱性太强，会产生Co(OH)2杂质，易导致产品不纯，D正确。
10. (2025·淮安五校联考)以含钴废渣(主要成分为CoO和Co2O3，含少量Al2O3和ZnO)为原料制备CoCO3的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是(　 　)
A. “酸浸”时稀硫酸用量不宜过多
B. “除铝”时加入Na2CO3溶液过滤后所得滤渣是Al(OH)3
C. “萃取”时萃取剂总量一定，分多次加入萃取比一次加入萃取效果更好
D. “沉钴”时将含Co2＋的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中，可提高CoCO3的产率
D
练习2　化学工艺流程(非选择题)
(1) “硫酸酸浸”时不能使用硅酸盐容器，原因是________________________。
氢氟酸会腐蚀硅酸盐容器
___________________________________________________________________。
① 被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，本题实验条件下D[Ce(Ⅳ)]＝16。向20 mL含0.09 mol/L Ce(Ⅳ)的酸浸液中加入10 mL萃取剂，充分振荡、静置后，水层中c[Ce(Ⅳ)]＝________ mol/L。
② 反萃取时有机层加H2O2的作用是___________________________________。
0.01
将Ce(Ⅳ)还原为Ce(Ⅲ)，使其进入水层
【解析】 (1) CeFCO3中Ce为＋3价，氧化焙烧后Ce被氧化为＋4价，硫酸酸浸产生HF，HF会腐蚀硅酸盐。(3) ①被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比D[Ce(Ⅳ)]＝16。向20 mL含0.09 mol/L Ce(Ⅳ)的酸浸液中加入10 mL萃取剂，水层中有0.09 mol/L×0.02 L＝0.02 L×c水[Ce(Ⅳ)]＋0.01 L×16×c水[Ce(Ⅳ)]，解得c水[Ce(Ⅳ)]＝0.01 mol/L。
2. (2025·常州期末)以铜碲渣为原料制备单质碲(Te)并回收铜的过程如下：
(1) 原料铜碲渣主要成分为Cu2Te、Ag2Te、Cu等，“氧化酸浸”的浸出液中碲主要以H2TeO3形式存在，滤渣可用于提炼贵金属银。
① “氧化酸浸”时温度控制在80 ℃左右，目的是_________________________________________________________。
② 写出Cu2Te发生反应的离子方程式：______________________________________________。
③ 滤渣中含银物质的化学式为_____________。
温度较低时反应速率较慢，但温度过高会加速H2O2分解
Cu2Te＋4H＋＋4H2O2===H2TeO3＋2Cu2＋＋5H2O
Ag2SO4
(2) “沉铜”时测得铜沉淀率随Na2C2O4投入量的变化关系如图1所示。后续向沉铜后的溶液中加入Na2SO3溶液“还原”制得单质Te。
图1
① 铜沉淀率随Na2C2O4投入量的增大先增加后下降，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。
② 增大Na2C2O4投入量，碲损失率略有增加的原因可用离子方程式解释为
_____________________________________________。
(3) “热解”在氩气氛围中进行。实验测得升温过程中固体质量保留百分数(剩余固体质量与起始CuC2O4质量的比值)随温度变化的关系如图2所示。温度在330～400 ℃之间，剩余固体的质量保持恒定，此时获得的含铜固体产物为______(填化学式)。
图2
Cu
3. (2025·盐城四校联考)利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量SiO2、FeO、Fe2O3、MnO2)制备二次电池添加剂β-Co(OH)2的流程如下。
(1) “酸浸”中Co2O3反应的离子方程式为_________________________________________________。
固液混合时，将水钴矿和亚硫酸钠溶液混合形成悬浊液再滴加硫酸，而不是将矿石先和硫酸混合再滴加亚硫酸钠，其原因是_______________________________________________________________。
防止Na2SO3与硫酸反应产生SO2逸出，不利于Na2SO3的还原反应
(2) 已知酸浸后溶液中各离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH如右表所示，“沉铁”中pH控制的理论范围为___________________________。
离子 Fe3＋ Fe2＋ Co2＋ Mn2＋
开始沉淀pH 1.9 7.0 7.2 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 9.2 10.1
3.2～7.2(或3.2≤pH＜7.2)
N
90%
(4) CoSO4→[Co(NH3)6]2＋→β-Co(OH)2过程中，先加氨水再缓慢加NaOH溶液的理由是______________________________________________________________。
(5) “沉钴”中使用热NaOH溶液的目的是____________________________________________________________________。
NaOH碱性太强，生成沉淀太快，防止沉淀过快无法形成β-Co(OH)2
温度高可减少溶解氧，且形成NH3气氛隔绝空气，防止产物被氧化
(1) “氧化”时控制溶液的pH<1，VO2＋(约0.1 mol/L)反应的离子方程式为_______________________________________。
(2) “调pH”时控制溶液pH约为7～8。pH不能过大的原因是________________ _________________________________________________________________________________________________。
(3) “沉钒”时，得到NH4VO3沉淀。确认沉淀已洗涤干净的实验方法是_______________________________________________________________________________。
(4) “煅烧”时须在有氧条件下进行，原因是___________________________。
取最后一次洗涤滤液，向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀产生则已洗涤干净
防止V2O5煅烧时被NH3还原
(5) 为测定所制得V2O5样品的纯度，进行如下实验：称取0.500 0 g样品，用稀硫酸溶解、定容得100 mL(VO2)2SO4溶液。量取20.00 mL溶液放入锥形瓶中，加入过量的30.00 mL 0.050 00 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液，再用0.010 00 mol/L KMnO4标准溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗标准溶液的体积为10.00 mL。计算V2O5样品的纯度(写出计算过程，杂质不参与反应，V—51)。实验过程中反应如下：

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