化工生产中物质转化条件的控制（重难专练）-2026年高考化学二轮复习解析版

重难13化工生产中物质转化条件的控制

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重难技巧突破

一、明确化工流程中条件控制的思考角度

条件控制思考角度

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

固体原料粉

或使反应更充分。

碎或研磨、液

目的：提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等；

体原料雾化

增大接触面积的方法：固体一粉碎、研磨；液体一喷洒；气体一用多孔分散器等；

①除去硫、碳单质；

②有机物转化、除去有机物；

焙烧或灼烧

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。

城烧改变结构，使些物质能溶解•，并使些杂质在高温下氧化、分解，如城烧有岭上。

①溶解转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的：

酸浸

②去氧化物（膜）；

①除去金属表面的油污；

碱溶

②溶解两性化合物（AhCh、ZnO等），溶解铝、二氧化硅等

水浸与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中；

醇浸提取有机物，常采用有机溶剂（乙醛，二氯甲烷等）浸取的方法提取有机物；

①加快反应速率或溶解速率；

②促进平衡向吸热反应方向移动（一般是有利于生成物生成的方向）；如：促进水解生成沉

淀；

加热③除杂，除去热不稳定的杂质，如：H2O2、氨水、钱盐（NHQ）、硝酸盐、NaHCCh、Ca（HCO3）2、

KMnCh等物质；

④使沸点相对较低或易升华的原料气化；

⑤煮沸时促进溶液中的气体（如氯气）挥发逸出等；

①防止某物质在高温时溶解（或分解）；

②使化学平衡向着题目要求的方向（放热反应方向）移动；

降温

③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离等；

④降低某些晶体的溶解度，使其结晶析出，减少损失等；

控制温度在温度过低：反应速率过慢或溶解速率小：

一定范围（综温度过局：①催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降；

合考虑)②物质分解，如：NaHCCh、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等；

③物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液浜、乙醇等；

④物质氧化,如:Na2sCh等;

⑤物质升华，如：12升华；

①防止副反应的发生；

②使化学平衡移动；控制化学反应的方向；

③控制固体的溶解与结晶；

控制温度(常

④控制反应速率；使催化剂达到最大活性；

用水浴、冰浴

⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发；

或油浴)

⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离：

⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量；

⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求；

①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；

反应物用最

②增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行；

或浓度

③增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等；

①氧化(或还原)某物质，转化为目标产物的价态；

加入氧化剂

②除去杂质离子［如把Fe?+氧化成Fe3+,而后调溶液的pH,使其转化为Fe(OH)3沉淀除

(或还原剂)

去］;

①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化钱、硫化亚铁等)；

加入沉淀剂②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀；

③加入氟化钠，除去Ca2+、Mg2+；

(1)调节溶液的酸碱性，使金属阳子形成氢氧化物沉淀析出，以达到除去金属离子的忖

的。

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(注意两端取值)；

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.MgCCh等类型的物质；

pH控制

④实例：除去CuSO4溶液中少量Fe3+,可向溶液中加入CuO、CU(0H)2、CUXOH)2cO3、

CuCO3,调节pH至3〜4,使Fe在转化为Fe(0H)3沉淀除去。Fe3+溶液中存在水解平衡：

Fe3-+3H2g^=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；

a.加入CuO的年用：调节溶液的pH,使Fe3'转化为Fe(0H)3；

b.加热的目的：促进Fe3+水解：

（2）抑制盐类水解。

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；

如:由MgCkSWO制无水MgCk要在HC1气流中加热,否则:

MgC12-6H2O=△=Mg（OH）2+2HClT4-4H2O

（3）促进盐类水解生成沉淀，有利于过滤分离；

（4）“酸作用”还可除去氧化物（膜）；

（5）“碱作用''还可除去油污，除去铝片氧化膑，溶解铝、二氧化硅等；

（6）特定的氧亿还原反应需要的酸性条件（或碱性条件）；

【注意】调节pH的试剂选取：

①选取流程中出现的物质；

②未学习过的物质且题目又无信息提示的一般不做考虑：

③己学的常见再爱碱（NaOH、Na2c03、HCkH2so4、NH3H2O、HNO3）。

①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；

②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解技耗；

③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，

洗涤晶体

减少损耗等；

④洗涤沉淀的方法:往漏斗中加入蒸储水至浸没沉淀，待水自然流下后,重复以上操作2〜

3次：

在空气中或

在其他气体要考虑02、比0、C02或其他气体是否参与反应；

中进行的反或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的；

应或操作

判断能否加

要考虑是否引入杂质（或影响产物的纯度）等；

其他物质

提高原子利

绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）；

用率

过滤、蒸发、萃取、分液、蒸储等常规操作：

分离、提纯

从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩一＞冷却结晶一＞过滤一＞洗涤、干燥；

二、物质的分离与提纯

1.过滤

固液分离的一种方法，主要有常压过谑、减压过漉、热过滤。

（1）常压过滤：滤液靠自身的重力透过滤纸流下，实现分离，过滤时需要分析产品的需求及生产目的，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）：过滤在减低的压力下进行，滤液在内外压强差作用下透过滤纸或砂芯流下，实现分

离。相比普通过滤，抽漉加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤，有时还可以过滤掉气体，并能达到

快速干燥产品的作用。

（3）趁热过滤：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，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。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（如KN。0、易水解的物质（如FeCb）或结晶水合物（如

CuSO45H2。）。

（2）冷却结晶的标志：当有少量晶体（晶膜川I现时。

4.沉淀洗涤时洗涤剂的选择

洗涤试剂适用范围目的

溶解度随温度升高而升高，且除去固体表面吸附着的XX杂质，减少固体因为

蒸冷水

变化较大洗涤液温度高造成溶解损失

储

除去固体表面吸附着的XX杂质，减少固体因为

水热水溶解度随温度升高而降低

洗涤液温度低造成溶解损失

固体易溶于水、难溶于有机溶减少固体溶解损失;利用有机溶剂的挥发性除

有机溶剂（酒精、丙酮等）

剂去固体表面的水分，增大干燥速率

饱和溶液对纯度要求不高的产品减少固体溶解

除去固体表面吸附着的可溶「酸、碱的杂质；

酸、碱溶液产物不溶于酸、碱

减少固体溶解

洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸储水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2〜3次

检脸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

，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

利用溶质在互不相溶的两种溶剂里的溶解度不同，用•种溶剂（萃取剂）把溶质从它与另•种溶剂组成

萃取

的溶液里提取出来的过程，萃取后需要分液。如：用CCI4萃取滨水中的印2

反萃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，

取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.蒸储

蒸储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。

8.冷却法

利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨与氮气、氢气。

三、可循环物质的判断

（1）流程图中回头箭头的物质。

（2）生产流程中后面新生成或新分离的物质（不要忽视结晶后的母液），可能是前面某一步反应的相关物质。

①从流程需要加入的物质去找先观察流程中需要加入的物质，再研究后面的流程中有没有牛.成此物质。

②从能构成可逆反应的物质去找可逆反应的反应物不能完全转化，应该回收再利用。

③从过滤后的母液中寻找析出晶体经过过滤后的溶液称为母液，母液是该晶体溶质的饱和溶液，应该循环

再利用。

重难保分练

（建议用时：30分钟）

1.（2026•湖北省武汉圆创联盟11月联考）铳（Sc）是航空航天、超导材料领域的关键稀土金属c以帆钛磁铁

矿中提取的Sc?。,为原料.，采用钙热还原法制备高纯金属铳的核心工艺如下：

回答下列问题：

（1）基态铳原子的价层电子排布式为。

⑵“300C氟化”的化学方程式为,NH’HF?的实际用量需比理论用量略多，目的是

(3)无水Sc耳不能由ScF-nH?O直接加热制得，原因是°

⑷结合流程图分析，沸点：CaSc(填“>”“<”或“=")。

(5)已知府(CaF2)=2.7xlW,K“ScF3尸4.(冈()曳某混合溶液中c(Ca2+)=O.1mol/L,c(Sc3+)=1.Ox1O^mol/L,

向该溶液中缓慢滴加NaF溶液。

①先析出的沉淀是(填化学式)。

②当溶液中c(Fj=L0xl(y3mol/L时，c(Ca2+)：c(Sc3+)=。

【答窠】(1)3dzs2

(2)Sc2O3+6NH4HE-2ScE.+6NH4F+3H;O确保Sc。完全氟化，提高铳的产率

(3)ScF「nHQ加热会水解，而后分解生成SC2O3

(4)<

27

(5)CaE—xlO3

-4

【分析】以ScZ。?为原料，首先在300℃下与过量NH4HB发生氟化反应，土成ScF,、NH,F和H?。；接着升

温脱除NH』F,得到无水ScF；；随后在氨气保护下，用Ca还原ScF；得到粗铳；最后通过真空蒸储(利用Ca

与Sc的沸点差异，Ca沸点更低易挥发)分离杂质，最终得到高纯铳。

【解析】(1)铳(Sc)是21号元素，核外电子排布为Is22s22P63s23P63dzs:价层电子是指原子参与成键

的电子,即最外层4s和次外层3d电子,因此价层电子排布式为3dzs2,故答案为:3dzs2；

(2)由分析可知，300c下与过量NH4HF?发生氨化反应，生成ScF,、NHqF和H?O,化学方程式为

SC2O3+6NH4HR蝮2ScR+6NH4F+3Hq;增力口NH4H6的量可以确保Sc?。：.完全氟化，提高饥的产率，

故答案为：Sc2O3+6NH4HF2-2SCF3+6NH4F+3H2O；确保S5O3完全敏化，提高铳的产率；

(3)含结晶水的氟化物(如ScF/nH?。)直接加热时，结晶水会与ScF；发生水解反应，最终生成SCz。?，故

答案为：ScF/nH?。加热会水解，而后分解生成S%()3；

(4)流程中通过“真空蒸IT分离Ca和粗铳，说明蒸储时Ca先挥发出来，根据沸点低的物质易挥发，因此

沸点：Ca<Sc,故答案为：<；

2+2

(5)①对Ca月：ATv,=c(Ca)xc(F),生成沉淀需要氟离子浓度最低为°(F)=mol/L：

对ScF,：K=c(Sc^)xc\F),生成沉淀需要氟离子浓度最低为c(F)=：.』4所。：“丽,

xp1.0x10小

27xl(T"k.OxlQ-18

因此完析出的沉淀是Cag,故答案为：CaF

"(jj-<VI.OxlO62；

②当溶液中c(F)=LOxl(尸mol/L时，分别代入溶度积公式计算？(Ca2+)和c(Sc")：

c(Ca2+)=长严呜)=2.7x1。"=2.7x1O_5mol/L；c(Sc3+)=：=4.0xl09mol/L；因

C2(F)(1.0X10-3)2?(F)(1.()X10-3)3

此c(Ca2+)：c(Sc")=2,7*°：=22x101故答案为：^xlO\

4.0x1044

2.(2025•安徽省宣城市•二模)钛白粉(TiO?)是一种性能优良、应用广泛的白色颜料，工业上以钛铁矿精矿(主

要成分为FcTiO-含少量AIQ3、Fe,O、和SiO?)为原料冶炼钛白粉的流程如图所示。

试剂X浓H2sO4

纯碱溶液

TiO2-M<H2TQ］水薪钛民勤一铁粉

已知：酸解后，钛主要以TQ2+形式存在。室温条件下，在pH>3的溶液中TQ2+会完全水解生成H/TiOj沉

淀。

回答下列问题：

(2)试剂X应为(填化学式)。

(3)酸解过程中，FeTiO,发生的非氧化还原反应的化学方程式为

(4)酸解后需要加入铁粉还原的原因是o

【答案】(2)NaOH溶液

(3)FeTiO,4-2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O

(4)防止加纯碱调节pH生成氢氧化铁沉淀，酸解后需要加入铁粉把Fe3+还原为Fe?+

【分析】钛铁矿精矿主要成分为FeTiO,,含少量A1?O,、Fe。和SiO,。钛铁矿加碱溶浸，A1.O,、SiO2和

氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠、硅酸钠，FeTiO,和FeQ与氢氧化钠不反应，过滤，滤渣中含有FeTQ

和Fe0,用浓硫酸“酸解”滤渣,酸解液中主要含有TiO”、Fe2\Fe3+,加铁粉把Fe3+还原为Fe2+,加纯碱

调节pH使TiO?+水解为HzTiO,沉淀，过滤出HJiO-HJiO,燃烧得TiO?。

【解析】⑵“溶浸”目的是除去Al。、SiO2,AIR、Si。?和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠、硅酸

钠,所以试剂X应为NaOH溶液.

(3)酸解过程中，钛主要以TiO”形式存在，FeTiOj发生的非氧化还原反应，可知FeTiO；和浓硫酸反应生

成硫酸亚铁、TiOSCh、水，反应的化学方程式为FeTiO3+2H604=FeSCh+Ti0S04+2H2O

(4)FCQ,与浓硫酸反应生成硫酸铁，酸解液中主要含有TQ2+、Fe?+、FetF/+易水解，为防止加纯碱调

节pH生成氢氧化铁沉淀，酸解后需要加入铁粉把Fe3+还原为Fe?+；

3.黑龙江省小兴安岭矿区因独特的黑色岩系和火山碎屑沉积，产出较多高硫铝土矿(主要含AK)3、FezCh、

SiO2和少量的FCS2),以该矿物为原料生产金属A1和绿矶(FeSCh・7H2。)的流程如图所示。

已知:Si6不溶于H2s04.

过希试削X

系列

IJ2〃」倬

nlMM•VtwJ溶液

■他眼地入足匚・湿液3

辿醇3卜［V卜金蚪.

鼠的CO：

(1)“焙烧”时FeS2完全转化为隗2。3和S02,写出该反应的化学方程式

(2)提升“酸浸”步骤浸出速率的方法是o(写出一条)

(3)关于该流程下列说法正确的是。(填字母)

a.滤渣1主要成分是SiO2

b.滤液2中含有Na+、OH和［A1(OH)4「

c.试齐ljX可选择Fe、CusZn

d.滤渣3加热分解可得物质Y,进而电解得到Al

(4)获得绿矶的系列操作为、、过滤、洗涤、干燥。

(5)测定绿矶纯度:

取流程所得绿矶晶体mg,加足量稀硫酸溶解后，加水配制成100mL溶液。

取出10mL上述溶液,加入VmLcmol/L酸性KMnCU溶液恰好完全反应。

①加入酸性KMnO,溶液后发生反应的离子方程式为o

②该绿矶纯度为%o(按FeSO-HzO计)

【答案】(I)4FeS2+l1O22Fe2O3+8SO2

(2)升温、提高硫酸浓度、搅拌

(3)abd

(4)蒸发浓缩冷却结晶

(5)5Fe2,+MnO；+8H，=5Fe"+Mn2++4HQ1390cV

m

【分析】高硫铝十.矿主要含、Fe&,、SiO,和少量的FeS2,经粉碎后在空气中进入“焙烧”则尾气为SO?；

AIQ3、FeR、SiO?经硫酸“酸浸”形成的Fe2(SOj、4?(SOj进入“滤液1”，"滤渣「'SiO?：向Fe2(SOj、

Al2(SO4)3中加入过量NaOH溶液，Fe2(SO4),+6NaOH=2Fe(OH)3j+3Na2SO4、

Al2(SO4\+SNaOH=2Na\_AI(OH)2+3Na2SO4,故滤渣2是Fe(OH),,滤液2是NM/。”),；滤渣2加

入硫酸将Fe(OHb溶解得到的溶液A为FelSOjb，需加入还原剂可将其还原为FeSO「将得到的FeSO4溶液

经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矶晶体；滤液2加入足量CO?将转化为

A1(OH)3沉淀进入滤渣3,反应为CO2+Na［4(OH)/=Al(OH)，+NaHCO.,故滤液3为NaHCO、溶液；

AI(OH)3经高温分解为氧化铝，后通过电解法冶炼得到A1。

【解析】(1)“焙烧''时FeS?完全转化为FeQ和SO2,化学方程式为4FeS,+l1O,=2FeQ，+8SO,

(2)提升“酸浸”步骤浸出速率的方法是升温、提高硫酸浓度、搅拌等，写出一条即可。

(3)a.根据分析可知滤渣1主要成分是Si。？，a正确；

b.滤液2是岫叫0")4溶液，含有Na*、05和[4(OH)J,b正确;

c.根据分析溶液A为Fe^SOJ；,需加入还原剂可将其还原为FeSO「为了不引入杂质，X应为Fe,不能

选项Cu、Zn,会引入杂质，c错误；

d.滤渣3加热分解可得物质丫(a。3)：24(O")J4a+3凡0,进而电解：2A/2。、亭4川+30道，得

到ALd正确；

故选abdo

(4)晶体需通过冷却结晶法获得，故获得绿矶的系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

(5)①向硫酸亚铁溶液中加入酸性KMnO』溶液后，KMnO工将Fe?•氧化为Fe“，发生反应的离子方程式

5Fc2++MnO4+8H+=5Fe3，+MM++4H2。。根据滴定反应方程式及数据，〃(KMnOj=cVxl(r明),

3

n(限产)=5〃(KMnO,,)=5cVxIO'm”,则mg晶体中〃(FeSO4-7H2O)=n(F*)=5cVxlOxl0=0.05cVniol,

绿矶的纯度)口。4。

mm

4.(2025•广东湛江•调研)金属纲(In)因其优异性能，被广泛地应用于高新技术领域，某工厂从金属冶炼过程

中产生的金属废渣(1小。3、Feq-ZnO及少量不与酸反应的杂质)中I可收纲的流程如下:

ZnSO4-7H2O

粗钢T电解—精钢

已知信息：①Zn的性质与AI相似。

283x

②室温下：Ksp[ln(OH)3]=1.0xI(r,Ks,[Fe(OH)3]=LOxlO-(>

③溶液中某离子浓度小于lOx1(T'mol-LT,认为该离子沉淀完全。I口I答下列问题:

(1)“操作1”为。

(2)“中和”时加入Na2co”生成红褐色沉淀并有气体产生，该过程主要反应的离子方程式为

(3)“酸浸2”后溶液中皿”浓度为0.1moLCl则加入Na2。％进行“中和”时，pH调节范围为.

【答案】(1)蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥

3+

(2)3CO}~+2Fe+3H2O=2Fe(OH)31+3CO2f

(3)3.0<pH<5.0

【分析】废渣在pH值5.0~5.4之间酸浸，ZnO溶于硫酸得到ZnSO4溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、

洗涤、干燥得到ZnSOjIHzO；浸渣1是Fez。,和InzCh及不溶于酸的杂质，再酸浸2,得到浸渣2是不溶于

酸的杂质，溶液用Na2cCh中和，得到浸渣3是Fe(0H)3沉淀，溶液中的1r+被Zn还原得到粗锢，最后电解

精炼得到精钢。

【解析】(1)操作I是从溶液中得到ZnSCh-7H2O晶体，具体操作为：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、

干燥；

(2)“中和''时加入NaVO3,Fe3+与CO；发生双水解反应，生成红褐色沉淀Fe(OHh和8?气体，该过程

3+

主要反应的离子方程式为：3CO}~+2Fe+3H2O=2Fe(OH)3l+3CO2t；

⑶“酸浸2”后溶液中1/浓度为0.1mol•口,则加入Na2c进行“中和”时，让F0+完全沉淀,浓度小于

5-383+3ll

等干10-mol/L,KspfFe(OH)J=1.0x10=c(Fc)xc(OH),10-X3(OH)=L0xl(y38,得出c(()H)>10mol/L,

+?283+3

c(H)<10mol/L,pH>3,Ina十浓度为0.1molL”不沉淀，Ksp[In(OH)3]=1.0x10=c(In)xc(OH),

0.1XC3(OH)=1.0X10-28,得出C(OH)V10-9moi/L,c(H+)>10-5mobL,pH<5,调节范围为:3.0<pH<5.0o

5.(2025•安徽省蚌埠市•二模)由含银废催化剂住要含Ag、。一铀。3及少量MgO、SiO2%K2O,Fe0等，

a-AIQ不溶于硝酸)制备粗银的工艺流程如图所示:

r>滤渣

含银废磨碎'稀HNOZSOC

催化剂过漉一r>滤液

b过取液卜NaCl

(过程I)过滤、洗涤

(过程II)

（过程UI）N2H4H2O

（过程IV）

粗银N2

回答下列问题:

(2)“过程I”中温度控制在85℃,宜选用的加热方式为,温度不能过高的原因是o

(3)“过程H”中，检验沉淀表面的Fe“已洗涤干净的试剂可以用o

(4)”过程III”中，沉淀和飒水发生反应的化学方程式为，“过程IV”中，发生反应的氧化剂和还原

剂的物质的量之比为o

【答案】(2)水浴加热防止硝酸分解

(3)KSCN溶液或亚铁氨化钾溶液

(4)AgCl+2NHrH2O=[Ag(NH3)Jd+2H2O4：1

【分析】含银废催化剂(主要含Ag、"人1。及少量1^0、SR、K?O、FeQ等，a-Al。不溶于硝酸)

经磨碎、加热，用稀硝酸溶解，过滤所得的滤渣为01-AI2O3及Si。？，滤液中有Ag+、Mg2+、K+、Fe3+,加入

NaCl可形成AgCl沉淀，将沉淀过滤、洗涤，用氨水溶解可得氯化二氨合银溶液，反应方程式为

AgCl+2NH5•H2O=Ag（NH3）2Cl+2H2O,向其中加入N2H4.H2O,二者发生氧化还原反应生成粗银和氮气。

【脩析】（2）“过程I”中温度控制在85℃,低于水的沸点，为使受热更加均匀，宜选用的加热方式为水浴

加热，硝酸受热易分解，温度不能过高的原因是防止硝酸分解。

（3）由分析可知，操作II的沉淀表面有残留的铁离子，检验操作II的沉淀是否洗涤干净的方法是：取适量

最后一次洗涤液于试管中，加入几滴KSCN溶液或亚铁氟化钾溶液，若溶液不变红或不产生蓝色沉淀，说

明沉淀已被洗涤干净；

（4）“过程IH”中,AgCI和氨水反应生成氯化二氨合银.化学方程式为：

AgCI+2NH..H2O=[Ag（NH3）2]CI+2H2O,过程IV中，反应的氧化剂为[Ag（NHj]ci,其口银元素由+1

价被还原为0价，变化1个价态，还原剂为N2H4・比0,其中氮元素由-2价被氧化为。价，共变化4个价态，

故氧化剂和还原剂的物质的量之比为4：1。

6.（2026•山东省日照市校际联考）氟碳锦矿的主要成分为Ce（COjF,含少量Si。?、Fc2OrCaF?等杂质。

由弑碳锦矿提取钝的一种工艺流程如下：

稀硫酸

已知：

I.“焙烧1”中Ce（COjF转化为CH）?。

II.电极电势的人小反映物质的氧化性还原性强弱。电极电势（E）越人，氧化型物质氧化性越强，反之还原

型物质还原性越强。

氧化型/还

2+4+3

O2/H2O2HNO,/NOMnO；/MnCe/Ce*H2O2/H2O

原型

标准电极

0.680.961.491.611.77

电势E

+

III.有机物RCOOH从溶液中萃取Cc"的过程为Ce“+3RCOOH一Ce（RCOO）3+3Ho

回答下列问题：

（1）为了增大反应速率，提高原料的利用率，“焙烧1”前可将矿石处理。

（2）根据已知II提示，“酸浸”时试剂a最好为（填标号），试剂a与CeO]反应的化学方程式

为。

2+

A.MnB.MnO；C.H:O2D.O2

（3）滤渣的主要成分除CaSO,还有（填化学式）。

(4)加氨水“中和”的目的是。

(5)“沉钝”过程中，Ce3+转化为CezICOjFHq沉淀，该反应的离子方程式为。

(6)依据上述工艺流程，下列说法错误的是___________o

A.由已知H可得，氧化性HqSCe4，，还原性HqFCe3+

B.“萃取”和“反萃取”的主要目的是除去溶液中Fe"

C.“反萃取”过程中，适当提高稀硝酸浓度，可以提高反萃取率

D.••培烧2”过程中，发生分解反应

【答案】(I)粉碎

(2)C2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2T+4H,O

(3)H,SiO,

(4)中和H1有利于提高Ce"的萃取率

3+

(5)6HCO"+2Ce+(n-3)H2O=Ce2(CO3\•nH2OI+3CO2T

(6)AD

【分析】将氟碳铀矿原矿与纯碱混合后进行高温焙烧，目的是打破原矿稳定的结构，使其转化为更易后续

处理的焙烧矿；接着把焙烧矿粉碎研磨，增大它与稀酸的接触面积，再加入稀酸浸出，饰会溶解到酸液中

形成含锌浸出液，其余不溶性物质则成为浸出渣，随后通过过漉将浸出渣分离出去；之后向得到的浸出液

中加入除杂试剂，去除里面混有的铁、钙、镁等杂质离子，再次过游后就能得到纯净的含钵溶液；往这份

纯净溶液里加入沉淀剂，饰会以固体沉淀物的形式析出，过滤收集沉淀物后还要进行洗涤，洗掉沉淀物表

面残留的杂质；最后将洗净的铀沉淀物再次高温焙烧，就能制得氧化铀产品。

【解析】(1),•焙烧厂前将矿石粉碎，能增大矿石与Na2cO,的接触面积；

(2)由已知H知，要将CeOz还原为Ce~需要选择•种还原性物质,

A.从标准电极电势看，Mn»还原性较弱，不能将CeO?还原，A错误；

B.MnO,是氧化性离子，B错误；

C.也。2中氯为-1价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，C正确；

D.氧气一般作氧化剂，D错误；

故答案选C。

HA与CcO2发生化学方程式为：2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4),+O2T+4H2O：

(3)氟碳钝矿中含Si。2、Fe2OrCa片等杂质，“焙烧1”中Ce(COjF转化为CeO2、SiCh与Na2cOa反应生

成Na2SiO3,在“酸浸”步骤中NazSQ与H2sCh反应生成FhSiCh沉淀，故滤渣的主要成分除CaSCh外还有

H2SiO3；

(4)“酸浸”后溶液呈酸性，加氨水“中和”是为了中和过量的稀硫酸，有利「提高的萃取率；

(5)“沉钵”过程中，Ce3+与NHJHCOJ；溶液反应转化为Ce2(CO):凡。沉淀，离子方程式为：

u

6HCO；+2Ce+(n-3)H2O=Ce2(CO)nH2OJ+3CO,T；

⑹A.根据标准电极电势E(HQ2/H2O)=L77,£(Ce47Ce3*)=1.61,氧化性HQACe",A错误；

B.“萃取”是萃取Ce"，"反萃取''是将Ce"从有机相转移到水相,主要目的是富集Ce",除去溶液中Fe"等

杂质，B正确；

C.“反萃取”过程中，发生Ce(RCOO)3+3H+=*Ce3++3RCOOH,适当提高硝酸浓度，c(FT)增大，平衡

正向移动，可以提高反萃取率，C正确；

D.“焙烧2”过程中，Ce/COj-nHq分解生成CeO一发生分解反应，D正确；

故答案选ADo

7.(2025•安徽卷)某含锢(Sr)废渣主要含有SrS。,、SiOrCaCO3>Si€O；和MgC()3等，一种提取该废渣

中锹的流程如下图所示。

林盐酸溶液

台二股渝―-|.核卜."苴盐泣|~-SK%溶渣--Sr<l6HO

干一「r?

浸出液浸出液2

A465*7

已知25℃时，(SrSO4)=10,Ksp(BaSO4)=10"

何答下列问题：

(4)其他条件相同时，盐浸2h,浸出温度对锯浸出率的影响如图1所示。随温度升高锯浸出।率增大的原因

是。

(5)“浸出渣2”中主要含有SCO,、(填化学式人

(7)由SrCVGHq制备无水SC2的最优方法是(填标号)。

a.加热脱水b.在HC1气流中加热c.常温加压d.加热加压

【答案】

(4)升高温度，B“2+与SrSO,有效碰撞次数增加，反应速率加快，所以褪浸出率增大:

(5)BaSOa、SiO2

(7)a

【分析】含锢（Sr）废渣主要含有SrSO4、SiOrCaCOrSrCO^IIMgCO3加入稀盐酸酸浸，碳酸盐溶解

进入滤液，浸出渣1中含有SrSO4、SiO2,加入BaCl2溶液，发生沉淀转化，

SrSO4（s）+Ba2+（M.BaSO/s）+S产（的），得到Sr。?溶液，经过系列操作得到SrC%?6H?0晶体；

【解析】

（4）随温度升高锢浸出率增大，原因是升高温度，及？+与SrSO,有效碰撞次数增加，反应速率加快，所以

锢浸出率增大；

（5）“盐浸”时发生沉淀的转化，生成了"遇。…SiO?不参与反应，故浸出渣2”中主要含有SrSO,、BaSO、、

SiO2；

（7）Ca（OH）2为强碱，则Sr（OH）?也是强碱，S/+不水解，排除b,由平衡移动原理可知SrCh《见。制备

无水SrCI2的方法加压不利于脱水，排除c、d,故选a。

8.（2025•吉林长春•一模）锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料，以节约资源、保护环境。钻酸锂电

池的正极材料主要含有LiCoO?、导电剂乙块黑、铝箔及镀银金属钢壳，处理该废1日电池的一种工艺如图所

不U

NaOHH2so4、Na2CO3

沉钻

------►CoC2O4

试剂X(NH4)2C2O4

回答下列问题：

（1）为加快NaOH溶液浸取正极材料的速率，可以采取的措施有（写一点即可）。

（3）“酸浸”过程中所用H2O2远高于理论用量，造成这一结果的原因是。

（4）“萃取”和“反萃取”可简单表示为CO2++2（HA）2.盛：CO（HA2）2+2H+,则反萃取过程中加入的试剂X

最好是（填序号）。

A.NaOHB.HNO3C.NH3H2OD.H2so4

【答案】（1）适当升温、搅拌或提高NaOH溶液的浓度

（3）溶液中的Fe"能催化分解HQ2

（4）D

【分析】钻酸锂电池的正极材料主要含有LiCoO?、导电剂乙块黑、铝箔及镀锲金属钢壳，经过放电拆解之

后加入氢氧化钠溶液，可以将铝转化为偏铝酸钠，经过过滤可以除去铝元素。滤渣在过氧化氢和硫酸中进

行酸浸，可以将LiCoCh、镀银金属钢壳转化为可溶性盐，通过调节pH将铁离子、银离子转化为氢氧化铁

沉淀、氢氧化银沉淀，经过过滤，滤渣2中主要含有氢氧化铁、氢氧化锲、乙怏黑（石墨），滤液中主要

是Li+、Co2+的溶液，加入萃取剂萃取得到含有Li+的水相和含有Co2+的有机相，向水相中加入碳酸钠可以

得到碳酸锂，向有机相中加入试剂X进行反萃取得到CoSCh溶液，再加入草酸钱进行沉钻得到COC2O4.

【解析】（1）适当升温、搅拌或提高NaOH溶液的浓度可以加快氢氧化钠溶液浸取正极材料的反应速率,

任写其中一点即可。

（3）“酸浸”过程将镀锲金属钢壳转化为铁离子和锂离子，其中铁离了•能够催化过氧化氢的分解，所以“酸浸”

过程中所用H2O2远高于理论用量。

2+

（4）由已知信息“萃取”和“反萃取”可简单表示为CO+2（HA）2.-线.Co（HAz）2+2H+可以得到反萃取过程

要加入氢离子，结合流程反萃取后得到CQSOJ溶液，所以加入的试剂X最好是硫酸。

9.（2025•甘肃卷）研究人员设计了一种从铜冷炼烟尘（主要含S、As/）3及Cu、Zn、Pb的硫酸盐）中高效回

收珅、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下：

-----气体SO2----------

_>冷凝-------->制酸系统

I

AS2O3

'f

铜冶炼烟尘一|焙烧|——H水浸|------>|酸浸1浸出液—►cu

I丁

ZnSO4溶液浸出渣

已知：As/C>3熔点314℃,沸点460℃

分解温度：CuOlKXfC,CUSO4560℃,ZnSO4680c,PbSO“高于1000。。

s

Ks,（PbSO4）=1.8xl0-

（1）设计焙烧温度为600C,理由为。

（2）将SO?通入Na2cO,和Na2s的混合溶液可制得NaS（V该反应的化学方程式为

（3）酸浸的目的为。

（4）从浸出液得到Cu的方法为（任写一种）。

【答案】（I）使硫酸铜分解•，硫酸锌和硫酸铅不分解，同时使AS2O3沸腾收集

(2)4SO:+Na2co-2Na2s=3Na2S2O3+CO2

（3）分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液

（4）电解法或置换法

【分析】铜冶炼烟尘（主要含S、AS2O3及Cu、Zn、Pb的硫酸盐）焙烧将S转化为二氧化硫，AS2O3因沸点

低被蒸出，设计温度为60CTC,根据已知信息，硫酸铜被分解，生成氧化铜，硫酸锌和硫酸铅未分解，加水

浸取后，硫酸锌溶于水形成溶液被分离出去，留下氧化铜，硫酸铅，加硫酸溶解，硫酸铅不溶于硫酸，氧

化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，硫酸铜经过电解或置

换法转化为铜，据此解答。

【解析】（1）设计焙烧温度为600℃,使硫酸铜分解，而硫酸锌和硫酸铅不分解，使AS2O3沸腾收集，故

答案为：使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，使AS2O3沸腾收集；

（2）将SO]通入Na2c0；和Na2s的混合溶液可制得Na2s2。3,根据元素守恒可知还生成了二氧化碳，该反

应的化学方程式为4sCT/Na2co3+2Na2s=3Na2S2O3+CO2,故答案为：4SO2+Na2CO3+2Na2s=3Na2S2O3

+C02；

（3）酸浸时，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过漉分高，浸出渣为硫酸铅，浸出液

主要为硫酸铜，故酸浸的目的为分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液；

（4）浸出液主要为硫酸铜，经过电解或置换法转化为铜，故从浸出液得到Cu的方法有：电解法或置换法。

10.（2025•黑吉辽蒙卷）某工厂采用如下工艺回收废渣（含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl）中的Zn、Pb元素。

Zn(NH4)2S

已知：①“氧化浸出”时，PbSO,不发生变化，ZnS转变为[Zn（NH）「；

②K卬[Pb（OH）J=l（）e8：

③酒石酸（记作H2A）结构简式为HOOC（CHOH）:COOH,

回答下列问题：

（2）“氧化浸出”时，过二硫酸根（S?。；-）转变为（填离子符号）。

（3）“氧化浸出”时，浸出率随温发升高先增大后减小的原因为o

（4）“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为o

（5）滤渣2中的金属元素为（填元素符号）。

（6）“浸铅”步骤，PbSO.和Na2A反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为,pH过

高可能生成（填化学式）。

【答案】（2）SO；

（3