2026高考化学微专题：“V、Cr、Mn、Co”等过渡金属化合物的制备流程

“V、Cr、Mn、Co”等过渡金属及化合物的制备流程

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1.新考法【结合回收Cr2O3流程考查化学原理】(25-26高三上·内蒙古·开学考试)三氧化二铬(Cr2O3(可用作

着色颜料、陶瓷添加剂和有机合成催化剂。一种从铬渣(主要含Cr2O3，及少量SiO2和Fe、Ca等元素)

中分离回收Cr2O3的流程如下：

已知：焦亚硫酸钠(Na2S2O5(常用作食品抗氧化剂；Cr(OH(3的化学性质与Al(OH(3类似。

回答下列问题：

(1)铬渣首先需进行粉碎研磨，其目的是。

(2)“焙烧”时铬元素转化为Na2CrO4，则Cr2O3发生反应的化学方程式为。

(3)“滤渣”的主要成分除CaSO4外，还有(写化学式)。

(4)“还原”中Fe3+发生反应的离子方程式为。

2++

(5)“除铁”反应H2C2O4(aq(+Fe(aq(⇌FeC2O4(s(+2H的平衡常数K=(写表达式)。

(6)“调pH”中，pH>8.0时铬的沉淀率减小的原因是。

(7)100kg矿渣中得到80kg纯度为95%的Cr2O3，若整个过程中Cr元素的损失率为20%，则矿渣中Cr

的质量分数为。

2.新情境【结合钒电解液(VOSO4溶液)的制备考查钒及其化合物的制备流程图】(2025·湖南·一模)钒是重要的

战略金属，广泛应用于储能、合金等领域，现代工业利用钒渣(主要成分为FeO、V2O3，含少量SiO2、

Al2O3、Cr2O3等杂质)制备钒电解液(VOSO4溶液)的一种绿色工艺流程如下：

已知：①多钒酸铵(NH4(2V6O16在pH为2至6条件下溶解度极低，在强酸性条件下(pH<2)会溶解。

+

②在酸性介质中，钒的稳定阳离子以VO2形式存在，具有氧化性。

根据以上流程，回答下列问题：

(1)V属于区元素，其基态原子的价电子排布式为。

(2)“焙烧”过程中，钒渣中的V2O3转化为NaVO3的化学方程式为。

(3)“溶解”后，滤渣1的主要成分是(填化学式)。

2--13+

(4)常温下，若水浸后滤液1中c(CrO4(=0.02mol.L，为回收滤液中的Cr，将其转化为Cr，以

1

--1

Cr(OH)3形式沉淀完全(浓度≤1×105mol.L)，应控制pH至少为。{已知：常温下，

-

Ksp[Cr(OH)3[=6.4×1031，lg4=0.6)

2-2+

(5)钒的“酸溶”步骤中，SO2将V6O16还原为VO的离子方程式为；该反应需在酸性条件下进

行，原因是。

3.新角度【结合二次电池添加剂β-Co(OH)2的制备考查钴及其化合物的制备流程图】(2025·山西·三模)利用

水钴矿(主要成分为Co2O3O、SiO2O、FeOO、Fe2O3O、MnO2)制备二次电池添加剂β-Co(OH)2的

流程如下：

已知：i．沉淀过快无法形成β-Co(OH)2，Co(OH)2在碱性溶液中易被O2氧化。

-

ii．25℃时，KspO[Co(OH)2[=6.0×1015。

2++5

iii．Co(aq)+6NH3(aq)⇌[Co(NH3(6[2(aq)的平衡常数K=1.0×10。

回答下列问题：

(1)“酸浸”中Co2O3与H2SO4O、H2O2发生反应时，H2O2作(填“氧化剂”或“还原剂”)，反应的

化学方程式为。

2+--

(2)“沉铁”中Fe被Na2SO3与空气混合产生的SO5.自由基氧化，SO5.中被还原为。

(3)“滤渣1”是(填化学式)，“滤渣2”是(填化学式)，“萃取”的目的是。

+

(4)CoSO4→[Co(NH3(6[2→β-Co(OH)2过程中：

+

①“沉钴”中，[Co(NH3(6[2→β-Co(OH)2的离子方程式为，该反应的平衡常数K=(保

留2位有效数字)。

②制备β-Co(OH)2，氨水和热NaOH溶液的加入顺序不能颠倒，理由是。

③“沉钴”中使用热NaOH溶液的目的是。

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建议用时：75min

4.(24-25高三上·江西·期末)锰矿是一种非常重要的战略矿产资源，富锰矿和优质锰矿资源已被我国列为

紧缺的矿种。以菱锰矿(主要成分为MnCO3和MnO2，还含有少量的CaO、Fe3O4、Al2O3)为原料制备

MnCO3的流程如图。下列叙述错误的是

2

A.“还原”中MnSO4既是氧化产物，又是还原产物

B.“氧化”中一次性加入双氧水比分批次加入效果更好

C.“渣2”的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3

2+-

D.“沉锰”时发生反应Mn+2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O

5.(24-25高三上·陕西西安·月考)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。钒矿石中含

V2O5，杂质为大量Al2O3和少量CaO等，可通过碱熔法从钒矿石中提取纯度较高的V2O5，流程如下：

已知：V2O5是以酸性为主的两性化合物，偏钒酸铵(NH4VO3)与偏钒酸钙[Ca(VO3(2[均难溶于水，在弱

碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙。下列说法错误的是

A.盐浸工序得到滤渣的成分为CaCO3

B.洗脱工序中洗脱液的主要成分为NaCl

C.气体②的成分为CO2

D.延长沉钒时间、增大NH4Cl溶液的浓度有利于沉钒

6.(24-25高三上·辽宁·期末)用废催化剂(V2O5-WO3/TiO2)制备NH4VO3的过程如图所示。

已知：V2O5可与纯碱反应生成NaVO3。下列说法错误的是

A.“焙烧”时有大量CO2产生

B.“酸浸”加料完成后，适当升温或延长浸泡时间，可提高钒元素的浸出率

C.“分离”时采用蒸馏法，蒸馏操作中需要使用球形冷凝管

D.“沉钒”时增大铵根浓度能降低NH4VO3的溶解度使其析出

7.(24-25高三上·湖南长沙·月考)以某冶金工业产生的废渣(含Cr2O3、SiO2、Al2O3)为原料制备K2Cr2O7

的流程如下图所示。

3

下列说法正确的是

A.“煅烧”时Al2O3与Na2CO3反应的物质的量之比为1:1

-2-

B.“除杂”时存在反应：2AlO2+CO2+3H2O=2Al(OH(3↓+CO3

C.“除杂”后的滤液可通过加盐酸酸化获得重铬酸钠溶液

D.“反应”时发生复分解反应，可以用K2SO4代替KCl

8.(2025·四川遂宁·二模)工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，

主要流程如下。下列说法错误的是

A.“熔融氧化”应在铁坩埚中进行，陶瓷坩埚或Al2O3坩埚均不行

B.“锰酸钾歧化”可以用H2SO4但不能用盐酸代替CO2

C.“结晶”操作与从NaCl溶液得NaCl晶体操作相同

D.该流程中可循环使用的物质是MnO2

9.(25-26高三上·河北秦皇岛·开学考试)某工厂废弃料渣中含有Zn、Co、Cu和Fe的单质及Zn(OH)2，可

以利用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化水解法得到Co(OH)3，其工艺流程如下：

下列说法错误的是

A.Na2S2O8中硫的化合价为+6

B.滤渣1的主要成分是Fe(OH)3

C.依据上述流程，Co2+的还原性小于Fe2+

2+-2-+

D.沉钴时的离子方程式为2Co+Na2S2O8+6OH=2Co(OH)3↓+2SO4+2Na

10.(2025·山西晋城·模拟预测)利用铬铁矿(主要成分是Cr2O3，还含有FeS、SiO2等)制取Na2Cr2O7和单质

硅的工艺生产流程如图所示。

4

2-2-

已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O7存在，在碱性介质中以CrO4存在。下列说法正确的是

A.“焙烧”时FeS发生反应的化学方程式为

B.“焙烧”时SiO2不参与反应

2-+2-

C.“酸浸”时发生反应为2CrO4+2H⇌Cr2O7+H2O

D.工业上利用SiO2制备粗硅时，常用H2作还原剂

11.(25-26高三上·湖南·开学考试)工业上以菱锰矿(主要成分为MnCO3，还含少量FeO、Fe2O3、CaO、

SiO2等杂质)为主要原料生产尖晶石锰酸锂(LiMn2O4(，工艺流程如图。

下列说法正确的是

+2-

A.“酸浸”时，Fe2O3发生反应的离子方程式为Fe2O3+6H+3SO4=Fe2(SO4(3+3H2O

B.滤渣1为SiO2，滤渣2为CaSO4，滤渣3为CaF2

C.“制备MnO2”的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1

D.“锂化”过程中生成的气体1为O2、CO2的混合气体

12.(25-26高三上·山东德州·开学考试)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将

铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。过程如下：

已知：铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。

煅烧的目的是将FeCr2O4、MgCr2O4转化为K2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钾盐。

(1)煅烧时气体与矿料逆流而行，目的是，煅烧工序中MgCr2O4反应生成K2CrO4的方程式为

。

(2)滤渣I的主要成分除H2SiO3，MgO外，还含有。

5

(3)酸化工序需加压的原因是，酸化的目的是(用化学方程式解释)。

(4)滤液Ⅱ可返回工序(填工序名称)。

(5)已知滤渣Ⅱ为Fe(OH(3和Cr(OH(3，Fe(CO(5作用为。

13.(25-26高三上·安徽阜阳·期中)从钒铬锰矿渣(主要成分为V2O5、Cr2O3、MnO)中提取铬和锰的一种工

艺流程如图所示：

已知：pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]在空气中易被氧化。

回答下列问题：

(1)实验室制备Fe(OH(3胶体常使用的化学试剂为蒸馏水、；实验室中“沉钒”后分离时用到的玻

璃仪器有。

+

(2)V2O5与过量硫酸反应能生成VO2，反应的化学方程式为。

(3)“提纯”过程中Na2OS2O3溶液(还原剂)的作用为。

(4)“转化”过程中生成MnO2的离子方程式为。

(5)以金属Al作为“热还原”制取金属铬反应的还原剂，该反应的化学方程式是，该反应为

(填“放热”或“吸热”)反应。

14.(2025·江西·二模)钴的化合物用途广泛，如LiCoO2作锂电池的正极材料。利用原钴矿(Co2O3，含Cr2O3、

NiS等不溶于水的杂质)制备LiCoO2的工艺流程如下：

-2+-2-

已知：①在含一定量Cl的溶液中：Co+4Cl⇌CoCl4；

2-

②CoCl4溶于有机胺试剂，有机胺不溶于水；

③盐酸溶液中，有机胺试剂对金属离子的溶解率随盐酸浓度变化如图所示。

6

回答下列问题：

(1)步骤i研磨的目的是。

(2)步骤ii中出现了淡黄色沉淀经检验为硫单质，写出该反应的离子方程式：。

(3)从平衡移动角度解释步骤iii中加入NaCl固体的目的是。

(4)步骤vi用足量(NH4(2CO3作沉钴剂，在一定条件下得到碱式碳酸钴[Co2(OH(2CO3[。

①写出该反应的离子方程式：。

②实验测得在一段时间内加入等量(NH4(2CO3所得沉淀质量随反应温度的变化如图所示，160℃以后，

曲线下降的原因是(不考虑碱式碳酸钴受热分解)。

③Co2(OH(2CO3煅烧反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比为。

(5)CoSO4.7H2O受热时，剩余固体的质量随温度变化情况如图所示，物质B的化学式为。

15.(25-26高三上·福建厦门·开学考试)对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行处理，制备Li2CO3和Co3O4，

工艺流程如图所示：

7

2++

已知：①萃取原理为Co+2HR(有机层)⇌CoR2+2H。

---1

②LiCoO2、Co(OH(2均难溶于水；常温下，Ksp(CoCO3(=1.4×1013；当离子浓度≤105Omol.L时

可视为沉淀完全。

回答下列问题：

(1)“酸浸”前，需将LiCoO2粗品粉碎，其目的是；写出“酸浸”时反应的离子方程式：；“酸

浸”时可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是。

(2)为提高Li2CO3的析出量和纯度，结合Li2CO3的溶解度曲线可知“操作”依次为蒸发浓缩、、洗

涤、干燥等。

(3)已知Co2+萃取率随pH变化如图所示，当pH>6.0时，Co2+萃取率下降的原因可能是。

2--1

(4)“沉钴”后的滤液中c(CO3(不低于mol.L；“煅烧”时发生反应的化学方程式为。

(5)“反萃取”后得到的有机相经处理后可返回到工序中循环利用。

(6)完成下列问题

①向Ca(ClO(2溶液中通入少量CO2的化学方程式为；

②向NaClO溶液中通入少量CO2的化学方程式为。

8

“V、Cr、Mn、Co”等过渡金属及化合物的制备流程

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1.新考法【结合回收Cr2O3流程考查化学原理】(25-26高三上·内蒙古·开学考试)三氧化二铬(Cr2O3(可用作

着色颜料、陶瓷添加剂和有机合成催化剂。一种从铬渣(主要含Cr2O3，及少量SiO2和Fe、Ca等元素)

中分离回收Cr2O3的流程如下：

已知：焦亚硫酸钠(Na2S2O5(常用作食品抗氧化剂；Cr(OH(3的化学性质与Al(OH(3类似。

回答下列问题：

(1)铬渣首先需进行粉碎研磨，其目的是。

(2)“焙烧”时铬元素转化为Na2CrO4，则Cr2O3发生反应的化学方程式为。

(3)“滤渣”的主要成分除CaSO4外，还有(写化学式)。

(4)“还原”中Fe3+发生反应的离子方程式为。

2++

(5)“除铁”反应H2C2O4(aq(+Fe(aq(⇌FeC2O4(s(+2H的平衡常数K=(写表达式)。

(6)“调pH”中，pH>8.0时铬的沉淀率减小的原因是。

(7)100kg矿渣中得到80kg纯度为95%的Cr2O3，若整个过程中Cr元素的损失率为20%，则矿渣中Cr

的质量分数为。

【答案】(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率，使焙烧更充分

焙==烧=

(2)2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2

(3)H2SiO3(或H4SiO4)

2-3+2+2-+

(4)S2O5+4Fe+3H2O=4Fe+2SO4+6H

(6)Cr(OH(3会溶解在过量的碱溶液中

(7)65%(或0.65)

【分析】向铬渣(主要含Cr2O3，及少量SiO2和Fe、Ca等元素)中加入Na2CO3，通入O2进行焙烧，发生主

要2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2和SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2反应，加入硫

酸进行酸浸，Na2CrO4、Na2SiO3，还有钙元素与硫酸反应后过滤，得到滤渣，“滤渣”的主要成分除

2-3+

CaSO4外，还有H2SiO3(或H4SiO4)，滤液中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5(，发生S2O5+4Fe+3H2O=

2+2-+3+2+2+

4Fe+2SO4+6H反应，将Fe还原为Fe，加入草酸，将Fe除去，加入NaOH调节pH值，得到

Cr(OH(3沉淀，煅烧Cr(OH(3得到Cr2O3固体，据此回答。

【解析】(1)铬渣粉碎研磨的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，使焙烧更充分，因为固体反应

1

物的接触面积越大，反应进行得就越快、越彻底；

(2)根据氧化还原反应规律，“焙烧”时Cr2O3与Na2CO3、O2反应生成Na2CrO4和CO2，Cr元素从+3

价升高到+6价，O2中O元素从0价降低到-2价，通过配平得到该方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+

焙烧

===

3O24Na2CrO4+4CO2；

(3)由分析知，“滤渣”的主要成分除CaSO4外，还有H2SiO3(或H4SiO4)；

3+2+

(4)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品抗氧化剂，具有还原性，能将Fe还原为Fe，离子方程式为

2-3+2+2-+

S2O5+4Fe+3H2O=4Fe+2SO4+6H；

2++

(5)对于反应H2C2O4(aq(+Fe(aq(⇌FeC2O4(s(+2H，平衡常数K的表达式为

因为固体物质的浓度视为1，不写入平衡常数表达式，所以只需要考虑溶液中各物质的浓度；

(6)已知Cr(OH(3的化学性质与Al(OH(3类似，Al(OH(3是两性氢氧化物，能与强碱反应，当pH>8.0

时，Cr(OH(3会与NaOH反应生成可溶性的物质(类似Al(OH(3与NaOH反应)，导致铬的沉淀率减小；

(7)首先计算80kg纯度为95%的Cr2O3中Cr元素的质量：m(Cr)=80。kg×95%×Cr2O3的

相对分子质量为152，Cr的相对原子质量为52)，设矿渣中Cr的质量为x，由于整个过程中Cr元素的损

失率为20%，则有x×(1-20%)=80。kg，解得xkg，计

算可得矿渣中Cr的质量分数为

2.新情境【结合钒电解液(VOSO4溶液)的制备考查钒及其化合物的制备流程图】(2025·湖南·一模)钒是重要的

战略金属，广泛应用于储能、合金等领域，现代工业利用钒渣(主要成分为FeO、V2O3，含少量SiO2、

Al2O3、Cr2O3等杂质)制备钒电解液(VOSO4溶液)的一种绿色工艺流程如下：

已知：①多钒酸铵(NH4(2V6O16在pH为2至6条件下溶解度极低，在强酸性条件下(pH<2)会溶解。

+

②在酸性介质中，钒的稳定阳离子以VO2形式存在，具有氧化性。

根据以上流程，回答下列问题：

(1)V属于区元素，其基态原子的价电子排布式为。

(2)“焙烧”过程中，钒渣中的V2O3转化为NaVO3的化学方程式为。

(3)“溶解”后，滤渣1的主要成分是(填化学式)。

2--13+

(4)常温下，若水浸后滤液1中c(CrO4(=0.02mol.L，为回收滤液中的Cr，将其转化为Cr，以

-1

Cr(OH)3形式沉淀完全(浓度≤1×10-5mol.L)，应控制pH至少为。{已知：常温下，

-

Ksp[Cr(OH)3[=6.4×1031，lg4=0.6)

2-2+

(5)钒的“酸溶”步骤中，SO2将V6O16还原为VO的离子方程式为；该反应需在酸性条件下进

行，原因是。

2

【答案】(1)d3d34s2

(2)V2O3+2NaOH+O2=2NaVO3+H2O

(3)Fe2O3

(4)5.6

2-+2+2-2++

(5)V6O16+3SO2+8H=6VO+3SO4+4H2O保证钒元素以VO的形式存在，防止生成VO2

【分析】钒渣与氧气以及NaOH、Na2CO3一起焙烧，FeO被氧气氧化为Fe2O3，V2O3被氧气氧化，生成

NaVO3，SiO2在通氧气条件下，与NaOH、Na2CO3反应生成Na2SiO3,Al2O3与碱反应生成

Na[Al(OH)4[，Cr2O3被氧气氧化，与碱反应生成Na2CrO4；加水溶解后，Fe2O3不溶于水，成为滤渣1，其

他物质变为相应的离子；加入NH4Cl调节pH，NaVO3与NH4Cl反应生成(NH4(2V6O16，并且因为pH为

2至6条件下溶解度极低，导致(NH4(2V6O16析出，Na2SiO3变为H2SiO3跟随析出，其余物质

2-2+

(Na[Al(OH)4[、Na2CrO4)留在滤液中；H2SiO3不溶于酸，成为滤渣3，SO2将V6O16还原为VO，生成

VOSO4，随后进行深度除杂、电解精制得到纯净的钒电解液。

【解析】(1)V位于第四周期第VB族，属于d区元素；V为23号元素，其基态原子核外电子排布式为

[Ar[3d34s2，则价层电子排布式为3d34s2；

(2)焙烧时，V2O3与Na2CO3、O2发生氧化还原反应，V从+3价被氧气氧化为+5价(NaVO3中)，氧化剂

是O2，氧从0价变为-2价，其化学反应方程式为：V2O3+2NaOH+O2=2NaVO3+H2O；

(3)焙烧时，FeO被氧气氧化为Fe2O3，Fe2O3不溶于水，故滤渣1是Fe2O3；

3+--13+

(4)要使Cr以Cr(OH)3形式沉淀完全(浓度≤1×105mol⋅L)，根据Ksp[Cr(OH)3[=c(Cr(⋅

3-3--13-3

c(OH(=6.4⋅10-31可得c(OH(≥6.4×10-31/10-5=6.4×10-26(mol⋅L(，c(OH(≥(6.4×10-26(

-

=4.0×10-9mol⋅L1，则cmol/L，pH≥5.6；

2-2+

(5)根据得失电子守恒，V6O16中的V为+5价，VO中的V为+4价，每个V原子得到1个电子，SO2

22-

中的S为+4价，需要升价，变为SO4-(+6价)，每个S原子失去2个电子，据此V6O16与SO2的计量数之

2-+2+2-

比为1:3，化学反应方程式为：V6O16+3SO2+8H=6VO+3SO4+4H2O；

+

根据题目已知信息：在酸性介质中，阳离子有VO2较稳定，具有氧化性，而后续流程中需要V元素以在

VO2+的形式存在，故该反应需在酸性条件下进行，原因是酸性条件下有利于生成VO2+，保证钒元素以

2++

VO的形式存在，防止生成VO2。

3.新角度【结合二次电池添加剂β-Co(OH)2的制备考查钴及其化合物的制备流程图】(2025·山西·三模)利用

水钴矿(主要成分为Co2O3。、SiO2。、FeO。、Fe2O3。、MnO2)制备二次电池添加剂β-Co(OH)2的

流程如下：

已知：i．沉淀过快无法形成β-Co(OH)2，Co(OH)2在碱性溶液中易被O2氧化。

-

ii．25℃时，Ksp。[Co(OH)2[=6.0×1015。

2++5

iii．Co(aq)+6NH3(aq)⇌[Co(NH3(6[2(aq)的平衡常数K=1.0×10。

回答下列问题：

3

(1)“酸浸”中Co2O3与H2SO4。、H2O2发生反应时，H2O2作(填“氧化剂”或“还原剂”)，反应的

化学方程式为。

2+--

(2)“沉铁”中Fe被Na2SO3与空气混合产生的SO5.自由基氧化，SO5.中被还原为。

(3)“滤渣1”是(填化学式)，“滤渣2”是(填化学式)，“萃取”的目的是。

+

(4)CoSO4→[Co(NH3(6[2→β-Co(OH)2过程中：

+

①“沉钴”中，[Co(NH3(6[2→β-Co(OH)2的离子方程式为，该反应的平衡常数K=(保

留2位有效数字)。

②制备β-Co(OH)2，氨水和热NaOH溶液的加入顺序不能颠倒，理由是。

③“沉钴”中使用热NaOH溶液的目的是。

【答案】(1)还原剂Co2O3+H2O2+2H2SO4=2CoSO4+O2↑+3H2O

2-

(2)SO4

2+

(3)SiO2。Fe(OH)3除去Mn

Δ

+=9

(4)[Co(NH3(6[2(aq)+2OH-(aq)β-Co(OH)2(s)+6NH3(aq)1.7×10加入氨水后形成的

+2+

[Co(NH3(6[2再加入热NaOH溶液“沉钴”时可缓释Co，有利于形成β-Co(OH)2温度高有利于

减少溶液中溶解的氧气，同时形成NH3气氛以隔绝空气，防止产品被氧化

2+3+2+

【分析】水钴矿加入H2SO4、H2O2进行酸浸，得到Co、Fe、Mn还有SiO2，过滤后滤渣1为不反应的

3+

SiO2；滤液中加入Na2SO3并通入空气后，Fe生成Fe(OH)3沉淀得到滤渣2，过滤后滤渣2为Fe(OH)

2+

3，滤液中加入萃取剂萃取后，Mn在有机相中，水相经过一系列操作后得到CoSO4固体；CoSO4加入氨

+

水进行碱溶得到[Co(NH3(6[2，再加入热的氢氧化钠溶液后进行沉钴，过滤后得到β-Co(OH)2；

2+

【解析】(1)“酸浸”中Co2O3与H2SO4。、H2O2发生氧化还原反应生成Co和氧气，钴化合价降低，过氧

化氢中氧化合价升高，过氧化氢为还原剂，结合电子守恒，方程式为Co2O3+H2O2+2H2SO4=2CoSO4

+O2↑+3H2O；

2+--

(2)Fe被Na2SO3与空气混合产生的SO5.自由基氧化为铁离子，铁化合价升高，则SO5.中硫化合价降

低，被还原为硫酸根离子；

(3)由分析，“滤渣1”是SiO2，“滤渣2”是。Fe(OH)3，“萃取”得到含钴离子的水层和含锰离子的有机层，

其目的是除去Mn2+；

+

(4)①“沉钴”中过程中[Co(NH3(6[2和加入的热氢氧化钠反应生成β-Co(OH)2沉淀，离子方程式为

Δ

+-=

[Co(NH3(6[2(aq(+2OH(aq(β-Co(OH)2(s(+6NH3(aq(，该反应的平衡常数K=

==×=1.7×109。

②沉淀过快无法形成β-Co(OH)2，制备β-Co(OH)2，氨水和热NaOH溶液的加入顺序不能颠倒，理由

是：首先加入氢氧化钠直接形成氢氧化钴沉淀，不利于形成β-Co(OH)2，在加入氨水后形成的

+2+

[Co(NH3(6[2再加入热NaOH溶液“沉钴”时可缓释Co，有利于形成β-Co(OH)2。

③Co(OH)2在碱性溶液中易被O2氧化，“沉钴”中使用热NaOH溶液的目的是温度高有利于减少溶液中

溶解的氧气，同时形成NH3气氛以隔绝空气，防止产品被氧化。

压轴提速练

4

建议用时：75min

4.(24-25高三上·江西·期末)锰矿是一种非常重要的战略矿产资源，富锰矿和优质锰矿资源已被我国列为

紧缺的矿种。以菱锰矿(主要成分为MnCO3和MnO2，还含有少量的CaO、Fe3O4、Al2O3)为原料制备

MnCO3的流程如图。下列叙述错误的是

A.“还原”中MnSO4既是氧化产物，又是还原产物

B.“氧化”中一次性加入双氧水比分批次加入效果更好

C.“渣2”的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3

2+-

D.“沉锰”时发生反应Mn+2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O

【答案】B

【分析】菱锰矿中通入SO2气体将MnO2还原为MnSO4，三价铁还原为二价铁，加入硫酸酸浸得到滤渣1

2+2+3+2+2+

成分为CaSO4，CaSO4微溶于水，滤液中有Mn、Fe、Al和少量的Ca，加入H2O2将Fe氧化为

3++3+3+

Fe，加入CaCO3中和H离子，使Fe转化为Fe(OH)3沉淀，Al生成Al(OH)3沉淀，加入NaF使

2+2+

Ca转化为CaF2沉淀；加入NH4HCO3，Mn生成MnCO3沉淀。

【解析】A．“还原”发生的反应为MnO2+SO2=MnSO4，MnSO4既是氧化产物又是还原产物，A正确；

3+

B．“氧化”中一次性加入双氧水，双氧水在Fe作用下会分解为O2，双氧水的量过多，反应剧烈，温度升

高，也会导致双氧水分解，消耗的双氧水的量会增加，分批次加入双氧水效果更好，B错误；C．由分析

可知，“渣2”的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3，C正确；D．“沉锰”时加入NH4HCO3，生成MnCO3沉

2+-

淀，发生反应的离子方程式为：Mn+2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O，D正确；答案选B。

5.(24-25高三上·陕西西安·月考)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。钒矿石中含

V2O5，杂质为大量Al2O3和少量CaO等，可通过碱熔法从钒矿石中提取纯度较高的V2O5，流程如下：

已知：V2O5是以酸性为主的两性化合物，偏钒酸铵(NH4VO3)与偏钒酸钙[Ca(VO3(2[均难溶于水，在弱

碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙。下列说法错误的是

A.盐浸工序得到滤渣的成分为CaCO3

B.洗脱工序中洗脱液的主要成分为NaCl

C.气体②的成分为CO2

D.延长沉钒时间、增大NH4Cl溶液的浓度有利于沉钒

5

【答案】C

【分析】钒矿石中含V2O5，杂质为大量Al2O3和少量CaO等。钒矿石加氢氧化钠“热熔”生成NaVO3、

Ca(VO3(2、Ca(AlO2(2等；加碳酸钠把Ca(VO3(2、Ca(AlO2(2转化为碳酸钙和NaVO3、Na[Al(OH)4]，

过滤出滤渣碳酸钙，滤液通过离子交换膜RN(CH3)3Cl发生反应RN(CH3)3Cl+NaVO3⇌RN(CH3)

3VO3+NaCl，加洗脱液NaCl洗脱，RN(CH3)3Cl+NaVO3⇌RN(CH3)3VO3+NaCl逆向进行得到

NaVO3溶液，NaVO3溶液加NH4Cl生成NH4VO3沉淀，NH4VO3焙烧生成氨气、水、V2O5。

【解析】A.用NaOH热熔时，V2O5转化为偏钒酸钙[Ca(VO3)2]，Al2O3转化为Ca(AlO2)2，然后加入纯碱

盐浸，Ca(VO3)2、Ca(AlO2)2反应产生CaCO3沉淀，同时得到可溶性物质NaVO3、Na[Al(OH)4]，故盐浸

工序得到滤渣的成分主要为CaCO3，故A正确；B.滤液通过离子交换膜RN(CH3)3Cl发生反应RN

(CH3)3Cl+NaVO3⇌RN(CH3)3VO3+NaCl，增大NaCl浓度，RN(CH3)3Cl+NaVO3⇌RN(CH3)

3VO3+NaCl逆向进行得到NaVO3溶液，洗脱工序中洗脱液的主要成分为NaCl，故B正确；C.

NH4VO3焙烧生成氨气、水、V2O5，气体②的成分为NH3，故C错误；D.沉钒过程是生成NH4VO3沉淀，

因此延长沉钒时间、增大NH4Cl溶液的浓度，有利于沉钒，D正确；选C。

6.(24-25高三上·辽宁·期末)用废催化剂(V2O5-WO3/TiO2)制备NH4VO3的过程如图所示。

已知：V2O5可与纯碱反应生成NaVO3。下列说法错误的是

A.“焙烧”时有大量CO2产生

B.“酸浸”加料完成后，适当升温或延长浸泡时间，可提高钒元素的浸出率

C.“分离”时采用蒸馏法，蒸馏操作中需要使用球形冷凝管

D.“沉钒”时增大铵根浓度能降低NH4VO3的溶解度使其析出

【答案】C

【分析】回收V2O5-WO3/TiO2催化剂并制备NH4VO3的过程可为：废催化剂主要成分为V2O5-

-

WO3/TiO2，加碳酸钠焙烧后转变为钠盐，同时释放出CO2气体，再加4%硫酸酸浸，过滤得滤液含VO3，

滤液中加入氯化铵析出NH4VO3沉淀。

【解析】A．“焙烧”时V2O5可与纯碱反应生成NaVO3，同时有大量CO2产生，A正确；B．适当升温或延

长浸泡时间，可提高钒元素的浸出率，B正确；C．蒸馏操作中不能使用球形冷凝管，应该用直形冷凝

-

管，C错误；D．在NH4VO3溶于水时存在：NH4VO3(s)⇋。NHaq)+VO3(aq(平衡，加入NH4Cl增

大了NH的浓度，有利于平衡向左移动析出沉淀，D正确；答案选C。

7.(24-25高三上·湖南长沙·月考)以某冶金工业产生的废渣(含Cr2O3、SiO2、Al2O3)为原料制备K2Cr2O7

的流程如下图所示。

6

下列说法正确的是

A.“煅烧”时Al2O3与Na2CO3反应的物质的量之比为1:1

-2-

B.“除杂”时存在反应：2AlO2+CO2+3H2O=2Al(OH(3↓+CO3

C.“除杂”后的滤液可通过加盐酸酸化获得重铬酸钠溶液

D.“反应”时发生复分解反应，可以用K2SO4代替KCl

【答案】A

【解析】A．煅烧时Al2O3与Na2CO3发生反应，方程式为：Al2O3+Na2CONaAlO2+CO2↑,Al2O3

--

与Na2CO3的物质的量之比为1:1，A正确；B．过量CO2对应的产物应为HCO3，方程式为：AlO2+

-

CO2+2H2O=Al(OH(3↓+HCO3，B错误；C．重铬酸根离子会氧化氯离子，不能用盐酸酸化，错误；

D．Na2Cr2O7向K2Cr2O7转化所涉及的实验原理是不同物质的溶解度随温度变化不同，由于NaCl的溶

解度基本不随温度变化，而K2Cr2O7的溶解度随温度升高而显著增大，所以升高温度时体系中的不溶物

多为NaCl，趁热过滤除去NaCl后，再降温析晶得K2Cr2O7橙色晶体，而K2SO4溶解度随温度升高而增

大，因此不能改用K2SO4，D错误；答案选A。

8.(2025·四川遂宁·二模)工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，

主要流程如下。下列说法错误的是

A.“熔融氧化”应在铁坩埚中进行，陶瓷坩埚或Al2O3坩埚均不行

B.“锰酸钾歧化”可以用H2SO4但不能用盐酸代替CO2

C.“结晶”操作与从NaCl溶液得NaCl晶体操作相同

D.该流程中可循环使用的物质是MnO2

【答案】C

【分析】软锰矿(主要成分为MnO2)、KOH和KClO3混合熔融氧化生成锰酸钾、氯化钾和水，加蒸馏水浸

取得到锰酸钾溶液，通入CO2，锰酸钾发生歧化反应，生成高锰酸钾和MnO2，过滤得到高锰酸钾溶液，再

蒸发结晶得到高锰酸钾。

【解析】A．因为在“熔融氧化”过程中存在KOH，不能用瓷坩埚，可以用铁埚，A正确；B．锰酸钾歧化

过程需要加入酸性物质使溶液显酸性，可以用H2SO4代替CO2，B正确；C．“滤液蒸发结晶”过程温度

不能太高，且应该蒸发出现晶膜时停止加热，再冷却结晶，因为KMnO4受热易分解，C错误；D．锰酸钾

发生歧化反应，生成高锰酸钾和MnO2，MnO2可以循环使用，D正确；答案选C。

9.(25-26高三上·河北秦皇岛·开学考试)某工厂废弃料渣中含有Zn、Co、Cu和Fe的单质及Zn(OH)2，可

以利用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化水解法得到Co(OH)3，其工艺流程如下：

7

下列说法错误的是

A.Na2S2O8中硫的化合价为+6

B.滤渣1的主要成分是Fe(OH)3

C.依据上述流程，Co2+的还原性小于Fe2+

2+-2-+

D.沉钴时的离子方程式为2Co+Na2S2O8+6OH=2Co(OH)3↓+2SO4+2Na

【答案】D

【分析】废弃料渣中含有Zn、Co、Cu和Fe的单质及Zn(OH)2。酸浸步骤中，Zn、Co、Fe、Zn(OH)2转

2+2+2+2+3+3+

变为Zn、Co、Fe，进入浸出液。除铁步骤中，H2O2将Fe氧化为Fe，并加碱将Fe以Fe(OH)3

2+3+

沉淀的形式除去。沉钴步骤中，过硫酸钠(Na2S2O8)将Co氧化为Co，并加碱得到Co(OH)3沉淀。

经过洗涤、干燥步骤，最终得到较纯净的Co(OH)3。

2-

【解析】A．S2O8的结构可表示为,可以看到，硫元素为+6价，过氧键(-O

2+3+3+

-O-)的2个氧原子呈-1价，A正确；B．除铁步骤中，H2O2将Fe氧化为Fe，并加碱将Fe以

Fe(OH)3沉淀的形式除去，所以滤渣1的主要成分是Fe(OH)3，B正确；C．除铁步骤中，浸出液含有

2+2+2+2+2+

Co、Fe，而H2O2只氧化了Fe，说明Co的还原性小于Fe，C正确；D．Na2S2O8可溶，需拆开，

2+2--2-

所以沉钴时的离子方程式为2Co+S2O8+6OH=2Co(OH)3↓+2SO4，D错误；故选D。

10.(2025·山西晋城·模拟预测)利用铬铁矿(主要成分是Cr2O3，还含有FeS、SiO2等)制取Na2Cr2O7和单质

硅的工艺生产流程如图所示。

2-2-

已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O7存在，在碱性介质中以CrO4存在。下列说法正确的是

A.“焙烧”时FeS发生反应的化学方程式为4FeS+7OFe2O3+4SO2

B.“焙烧”时SiO2不参与反应

2-+2-

C.“酸浸”时发生反应为2CrO4+2H⇌Cr2O7+H2O

D.工业上利用SiO2制备粗硅时，常用H2作还原剂

【答案】C

【分析】利用铬铁矿(主要成分是Cr2O3，还含有FeS、SiO2等)制取Na2Cr2O7和单质硅，根据流程可知，

8

铬铁矿与纯碱在空气中焙烧时，Cr2O3转化为Na2CrO4，FeS转化为Fe3O4和SO2，SiO2与纯碱反应生

成Na2SiO3；加水水浸分离Fe3O4；加硫酸酸化，Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，Na2SiO3转化为H2SiO3，过

滤得滤渣H2SiO3，再对H2SiO3进行处理获得Si。

【解析】A．焙烧时FeS在空气中反应，生成的磁性固体应为Fe3O4(有磁性)，而非Fe2O3(无磁性)，该方

程式产物错误，A错误；B．SiO2与纯碱(Na2CO3)在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，参与反应，B错

2-2-

误；C．焙烧时Cr2O3与纯碱、O2反应生成Na2CrO4(CrO4，碱性条件)，水浸后溶液含CrO4，酸浸加

+2-2-2-+2-

入H使溶液呈酸性，CrO4转化为Cr2O7，反应为2CrO4+2H⇌Cr2O7+H2O，C正确；D．工业

高—温—

———

用SiO2制备粗硅时，常用C作还原剂(SiO2+2CSi+2CO↑)，而非H2，D错误；故选C。

11.(25-26高三上·湖南·开学考试)工业上以菱锰矿(主要成分为MnCO3，还含少量FeO、Fe2O3、CaO、

SiO2等杂质)为主要原料生产尖晶石锰酸锂(LiMn2O4(，工艺流程如图。

下列说法正确的是

+2-

A.“酸浸”时，Fe2O3发生反应的离子方程式为Fe2O3+6H+3SO4=Fe2(SO4(3+3H2O

B.滤渣1为SiO2，滤渣2为CaSO4，滤渣3为CaF2

C.“制备MnO2”的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1

D.“锂化”过程中生成的气体1为O2、CO2的混合气体