清单03 工艺流程中物质转化的条件、分离和提纯（知识·方法·能力清单）（原卷版及解析）

清单03工艺流程中物质转化的条件、分离和提纯内容导览|内容导览|知识·方法·能力清单第一部分命题解码洞察命题意图，明确攻坚方向第二部分方法建模构建思维框架，提炼通用解法流程建模技法清单技法01工艺流程中条件的控制与选择技法02工艺流程中物质的分离和提纯第三部分思维引路示范思考过程，贯通方法应用母题精讲思维解析变式应用类型01反应条件的控制与选择类型02物质的分离和提纯第四部分分级实战分级强化训练，实现能力跃迁工艺流程综合题是以真实的工业生产过程为背景，综合考查学生各方面的基础知识、基本技能及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。由于其取材于真实的工业生产过程，在考查的重点上测重考查考生的各方面能力。工艺流程综合题是以真实的工业生产过程为背景，综合考查学生各方面的基础知识、基本技能及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。由于其取材于真实的工业生产过程，在考查的重点上测重考查考生的各方面能力。工业流程题的试题结构包括三部分，分别是题头、题干和题尾。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括附产品）；题干部分是将原料到产品的主要生产工艺流程用框图形式表示出来；题尾则是根据生产过程中所涉及的化学知识设置成四至五个问题，从而构成一道完整的化学试题。考查的特点是立意新颖、科学性强、范围广泛、难度较高，考查的内容多以元素化合物结合实际工业生产为主；问题设问形式主要有填空（化学方程式、离子方程式、电极方程式等的书写）和简答（工业过程中某些操作的措施、理由、评价等）两大类；考查的知识点则遍布整个高中化学的各个领域；考查能力方面主要是考查学生获取信息的能力、实验探究的能力、知识迁移的能力和化学用语规范表达的能力。流程建模第一步：粗读题干明确生产目的、原料、杂质和目标产品的成分。第二步：分析流程对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料；依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务。第三步：解答设问结合设问进一步分析流程，运用化学语言进行规范作答。技法清单技法01工艺流程中条件的控制与选择1．原料的预处理方法措施目的浸出水浸、酸浸、碱浸使原料中的某些成分溶解(物理溶解或与浸取液接触反应)，可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去焙烧灼烧、焙烧、煅烧高温分解改变结构；不易转化的物质转为容易提取的物质，其他矿物转化为氧化物；除去可燃性的杂质(如有机物、碳、硫等)粉碎增大固体样品与液体(或气体)的接触面积，加快反应速率2．温度的控制(常用水浴、冰浴或油浴)(1)加热的目的：加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华的原料汽化。(2)降温的目的：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；使化学平衡向着题目要求的方向(放热方向)移动；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。(3)控制温度在一定范围的目的：结晶为获得所需物质(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)；防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)因温度过高时会分解或挥发；使催化剂的活性达到最高；防止副反应的发生。(4)降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。(5)控制固体的溶解与结晶趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量。蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。从溶液中得到晶体的过程：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤、干燥。3．pH的控制(1)控制一定的pH，以提供反应所需环境。反应环境的不同会导致反应产物的差异。如在酸性环境中KMnO4的还原产物一般为Mn2＋，中性(或弱酸性)环境中KMnO4的还原产物一般为MnO2。(2)控制一定的pH，以改变元素的存在形式。如铝元素在强酸性条件下以Al3＋形式存在，当体系的pH增大，铝元素将以Al(OH)3甚至以AlOeq\o\al(－,2)或[Al(OH)4]－的形式存在。(3)控制一定的pH，使金属阳离子形成氢氧化物沉淀。4．反应物用量或浓度的控制(1)酸浸时为了提高矿石中某金属元素的浸取率，可以适当提高酸的浓度。(2)对有多种反应物的体系，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。如工业制硫酸过程中，通入过量的O2以提高SO2的转化率。(3)增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动，应结合具体问题进行具体分析。5．加入物质的目的(1)加碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。(2)加沸石或碎瓷片：防止液体暴沸。(3)加有机溶剂：萃取某些物质，或降低某些物质的溶解度。(4)加氧化剂：与原体系中还原剂发生氧化还原反应。6．在空气中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的，例如使用保护气抑制弱离子的水解(如HCl氛围)。技法02工艺流程中物质的分离和提纯1．物质分离与提纯的常用方法(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。(2)萃取和分液：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，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。(7)离子交换法：利用离子交换剂与溶剂中的离子发生交换，进行分离，分离效率高，设备简单，树脂可以重复使用，但耗时过多。2．常用的结晶方法(1)从溶液中获取不带结晶水的晶体，如NaCl、K2SO4等，用蒸发结晶的方法。(2)从溶液中获取带结晶水的晶体，如CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等，用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法。(3)从混合液中获取溶解度受温度影响较小的溶质，如从含少量KNO3的NaCl溶液中获取NaCl晶体，用蒸发结晶、趁热过滤的方法。(4)从混合液中获取溶解度受温度影响较大的溶质，如从含少量KCl的KNO3溶液中获取KNO3晶体，用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法。(5)重结晶是指析出的晶体经过溶解后再次从溶液中结晶析出的过程，是一种利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而进行提纯、分离的方法。3．金属离子的萃取与反萃取(1)溶剂萃取简称萃取——利用溶质在两种不相溶的液体之间的溶解度或者分配差异，达到分离和富集的目的。经过反复多次萃取，可将大部分化合物提取出来。(2)反萃取和洗脱——与萃取过程相反，用一定的酸、碱或盐溶液把金属离子从有机相中再次返回到水相中的过程。类型01反应条件的控制与选择母题精讲1．（2025·湖南卷）一种从深海多金属结核[主要含，有少量的]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液的工艺流程如下：(2)“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是(写化学式)；(3)“沉铁”时，加热至的主要原因是。思维解析【答案】(2)(3)防止形成胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降【第一步粗读题干】从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液。【第二步分析流程】【第三步解答设问】（2）由分析可知，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是SiO2；（3）已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，则加热至200℃的主要原因是防止形成胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降。变式应用1．（2025·陕西、山西、青海、宁夏卷）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。(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)(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。2．（2025·河北卷）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。(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：、、(填化学式)。(4)酸化工序中需加压的原因：。(5)滤液Ⅱ的主要成分：(填化学式)。类型02物质的分离和提纯母题精讲2．（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：ⅠⅡ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。(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思维解析【答案】(5)a(6)ab【第一步粗读题干】通过两种工艺制备制备NaF。【第二步分析流程】工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为CaF2+2NaOH=Ca(OH)2+2NaF，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；流程Ⅱ添加TiO2粉末，由题目可知，生成的CaTiO3的溶解度极低，使得Ca2+不转化为Ca(OH)2，提高了NaF的产率。【第三步解答设问】（5）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。变式应用1．（2025·江苏卷）可用于制备光学材料和回收砷。(1)制备。由闪锌矿[含及少量硫化镉等]制备的过程如下：已知：。当离子浓度小于时，认为离子沉淀完全。①酸浸时通入可提高浸出率的原因是。③沉锌前调节溶液的至，加入的氧化物为(填化学式)。2．（2025·安徽卷）某含锶()废渣主要含有和等，一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。(2)“浸出液”中主要的金属离子有、(填离子符号)。(4)其他条件相同时，盐浸，浸出温度对锶浸出率的影响如图1所示。随温度升高锶浸出率增大的原因是。(5)“浸出渣2”中主要含有、(填化学式)。(6)将窝穴体a(结构如图2所示)与形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的，原因是。(7)由制备无水的最优方法是(填标号)。a．加热脱水

b．在气流中加热

c．常温加压

d．加热加压巩固提升1．（2025·河南卷）一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为、(铑)、，含有少量]中尽可能回收铑的工艺流程如下：(1)“酸溶1”的目的是。(2)已知“酸溶2”中转化为，则生成该物质的化学方程式为；“滤渣”的主要成分是(填化学式)。(4)若“活化还原”在室温下进行，初始浓度为，为避免生成沉淀，溶液适宜的为(填标号)[已知的]。A．2.0

B．4.0

C．6.0(6)“酸溶3”的目的是。2．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。已知：①“氧化浸出”时，不发生变化，ZnS转变为；②；③酒石酸(记作)结构简式为。(3)“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为。(5)滤渣2中的金属元素为(填元素符号)。(6)“浸铅”步骤，和反应生成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)。3．（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：(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．（2025·北京卷）(2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。①将等物质转化为的过程中，步骤I加入溶液的目的是。②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是。5．（2025·广东卷）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。(1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有(写一条)。(3)“沉铝”时，pH最高可调至(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。(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6．（2025·甘肃卷）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下：已知：熔点314℃，沸点460℃分解温度：，，，高于(1)设计焙烧温度为600℃，理由为。(3)酸浸的目的为。(4)从浸出液得到Cu的方法为(任写一种)。7．（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。(1)“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)。8．（2025·上海卷）工业从低品位锗矿中提取精锗，使用分步升温的方法：已知矿中含有、煤焦油、等杂质，相关物质的熔、沸点如下表所示：煤焦油熔点升华沸点(3)使用分段升温的原因是。(4)下图为在不同温度下，使用不同浓度的真空还原时，元素的萃出率，图可知真空还原采用的最佳温度及浓度为_______。A．，2.5% B．，5.0%C．，2.5% D．，2.5%9．（2025·贵州卷）某铜浮渣主要成分为Pb、PbS、Cu2S已知：①部分物质的密度如表：物质PbPbSCuSnS密度/g11.37.55.65.2②PbCl2在冷水中溶解度很小，但易溶于热水；PbCl③25℃时，KspFeOH(1)“分选”得到粗Pb的原因是。(2)“浸出”时按一定比例加入FeCl3和盐酸的混合溶液，控制温度为80℃，其中Cu2S、SnS被氧化为CuCl2和SnCl4，则Cu(3)25℃时，PbCl2在不同浓度HCl溶液中的溶解度曲线如图，当cHCl=1mol⋅(5)“置换”后滤液中溶质的主要成分为(填化学式)，滤液进行“系列操作”后返回“浸出”操作循环利用并达到原浸出率，则“系列操作”为。10．（2025·福建卷）从炼油厂焙烧炭渣(主要含炭、MoO3和V2O5，以及少量NiO已知：VOSO4和(MoO)2SO温度℃20406080溶解度(g/100g)9.521.544.384.5(1)“酸浸”中钼和钒分别转化为MoO3+和VO2+①最佳草酸浓度为mol⋅(2)“酸转化”中加浓硫酸后，过滤前的操作为；“滤渣2”为(填名称)。(5)关于该工艺流程，下列说法错误的是。(填标号)a．“气体1”为CO

b．“滤渣1”主要含炭、NiO和CaCc．“滤液1”含H2C2O4

11．（2025·广西卷）回收实验室废弃物可实现资源的有效利用。从AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)中回收Ag和I2的流程如下。已知：IO-在碱性条件下易歧化成I-和IO3(1)“溶解1”浓氨水不能溶解AgI的原因是。“滤液1”中的主要阳离子有（填化学式）。(3)“试剂X”可选用（填标号）。a．葡萄糖

b．Al

c．Na2O2

d．H2SO4(6)将得到的I2进一步纯化，可采用的方法是。不考虑操作和反应损失，该流程回收Ag的量低于预期，主要原因是。冲刺突破12．（2025·江苏连云港·一模）以钴锰废渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe等）为原料制备Co3O4。(1)“酸浸、还原”。向钴锰废渣中加入稀H2SO4和H2O2，充分反应后，过滤。①在加料完成后，提高浸取效率的措施有写2点)。②过滤后，滤渣的主要成分为。(3)“萃取和反萃取”。向除杂后得到的滤液中加入有机萃取剂(用HA表示)萃取金属离子，原理为Co2+＋2HA(有机层)⇌CoA2(有机层)＋2H+(水层)，充分反应后，分离出有机层。向有机层中加入稀硫酸，进行反萃取得到富含Co2+的溶液。①“萃取”时，随着pH的升高，Co2+在有机萃取剂中萃取率增大，其原因是。②“反萃取”时，为使Co2+尽可能多地转移到水层，应选择的实验条件或采取的实验操作有。13．（2025·广西南宁·三模）广西是我国重要的稀土资源基地，稀土(RE)包括镧(La)、铈(Ce)等元素，从离子型稀土矿(含Fe、Al等元素)中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示。已知：该工艺下，除铈(Ce)外，稀土离子保持＋3价不变；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物；金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表。开始沉淀时的pH1.54.35.6沉淀完全时的pH3.25.5/(1)“预中和”工序中，适宜的pH范围是。(2)利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强。下列离子对交换能力最强的是___________。A． B． C． D．14．（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。(2)“转化”工序加铁粉的主要作用是。15．（2025·河北承德、张家口·一模）氯化铊的化学式为，为白色结晶性粉末，微溶于冷水，不溶于乙醇，主要用于毛发脱除剂，也用于烟花、信号弹和照明弹等。从某含铊废料(主要成分为、、、、、、等)中提取并制备的工艺流程如下。(2)“浸取”过程中提高浸取率的方法有(任写两种)。(5)“一系列操作”具体是指。16．（2025·河北保定·三模）著名化学家徐光宪在稀土化学等领域取得了卓越成就，被誉为“稀土界的袁隆平”，稀土元素如今已成为极其重要的战略资源。氧化钪广泛应用于航天、激光等科学领域。一种从赤泥(主要成分为)中提取氧化钪的路径如下：已知：①难溶于盐酸；(3)若赤泥在“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而减慢，其原因是。(4)若“萃取”时用酸性磷酸酯萃取剂(P507)、苯乙酮、磺化煤油配得的混合液作萃取剂，P507质量分数(w)对萃取率的影响如表所示，料液温度对分离系数()的影响如图所示，萃取时P507最佳质量分数及料液温度分别为、。[分离系数指分离后混合体系中某物质的物质的量分数，如]w(P507)分相情况钪萃取率(%)铁萃取率(%)1%分相容易90.7414.892%分相容易91.7419.883%分相容易92.1413.305%有第三相90.5928.478%轻微乳化90.5934.85(5)常温下，“滤液”中有机萃取剂萃取的反应原理可表示为：(代表有机萃取剂，为有机配合物)。①“萃取”过程中应控制pH小于。17．（2025·河北保定·二模）是锌锰电池的正极材料，是一种绿色净水剂。以某锰矿(主要成分是，含少量Mn和Fe)为原料制备和的流程如图。回答下列问题：已知：常温下，部分金属离子在溶液中沉淀的pH如表所示。金属离子开始沉淀的pH1.97.08.1完全沉淀的pH3.29.010.1(2)提高“酸浸”速率的措施有(填一种即可)。(3)“调pH”范围为，能转化为的原因是。18．（2025·河北衡水·三模）以固体废锌催化剂(主要成分为及少量)为原料制备锌的工艺流程如图：已知：①“浸取”时，、转化为、进入溶液；②时，、；③深度除杂标准：溶液中；④有机萃取剂(用表示)可萃取出，其萃取原理反应为：。(2)“浸取”温度为时，锌浸出率可达，继续升温浸出率反而下降，其原因为。(3)“操作a”的名称为。(5)“深度除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比表示]与“加入量”[以表示]的关系曲线如图所示。②“深度除铜”时加入量最好应选。a．

b．

c．

d．19．（2025·辽宁抚顺·三模）某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)综合利用的流程如图：已知：①P204的萃取机理：。(2)使“有机相2”中的P204萃取剂再生，需选择的试剂为(填名称)。(4)“氧化”工序中加入活性，其优点是；20．（2025·陕西渭南·二模）纳米氧化锌是性能优异的半导体催化剂，以工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有、、、、等)制取高纯氧化锌的工艺流程如下。已知：金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示。金属离子开始沉淀时的1.94.76.23.4完全沉淀时的3.36.78.24.7(3)“调pH”的范围为。若室温下将溶液的pH调为4，则此时的浓度为(已知)。(6)“母液”通过、、过滤、洗涤、干燥可获得晶体。(7)实验室中进行“灼烧”时，会用到下列仪器中的___________(填字母)。A． B． C． D．21．（2025·北京昌平·二模）锰酸锂电池在电动汽车等领域有广泛应用，以下是用电解锰阳极渣制备锰酸锂的一种方法。(2)ⅱ中除杂过程需经历2步：a．先加入，后用调节pH到5.5，过滤。b．再加入溶液，过滤。①的作用是(用离子方程式表示)。②步骤a除去的离子有。③溶液的作用是。④解释不能通过加入，再调节pH的方法除去所有杂质离子的原因。(4)焙烧过程中需要持续鼓入空气，可能的原因有、。22．（2025·贵州毕节·二模）近年来全球电动汽车销量激增，废旧锂电池的回收愈发迫在眉睫。以废旧三元锂电池正极材料的硫酸浸出液（含Ni、Co、Mn、Li）为研究对象，采用Cyanex301（一种酸性萃取剂）选择性分离回收其中的和；和代表萃取率。工艺流程如图所示：(4)Cyanex301是一种酸性萃取剂，其与金属离子的萃取反应可简易表示为：式中：为被萃金属离子；为萃取剂Cyanex301，结合下图第一次反萃取过程中HCl的浓度应为mol/L，简述选择此浓度的原因。(6)从溶液中获取干燥的晶体的操作步骤为。23．（2025·山西晋中·二模）锂离子电池的应用很广，某锂离子电池正极材料有钴酸锂（）和铝箔等，现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源。(3)“酸浸”中试剂的作用是。(4)“萃取分离”中钴、锂的萃取率与平衡时溶液的关系如图所示，一般选择5左右，理由是。(5)“反萃取”的原理：，则反萃取剂是（填化学式）。24．（2025·福建厦门·二模）铜阳极泥的主要成分为、、、、，从铜阳极泥中提取金、银的工艺流程如下：(1)“浸铜”时，鼓入空气的目的有提供氧化剂、。(3)硫脲()呈平面结构，可简写为，强酸性条件下有还原性。“浸金银”中：④浸出液对金浸出率的影响如图。随着浸出液升高，金浸出率先升高后降低的原因是。⑤浸出渣的主要成分有S、。25．（2025·云南大理·二模）某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。(2)“酸浸”步骤中，可提高含钴废渣浸出率的措施有（写出一种）。(3)“浸出渣”的主要成分为（填化学式）。26．（2025·湖南邵阳·三模）四钼酸铵的用途非常广泛，可用作催化剂、防腐剂、阻燃剂等。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：(3)“洗气”过程中“试剂X”可以是(填字母序号)。a．溶液

b．饱和溶液

c．饱和溶液(4)向“溶液”中通入气体2和气体3的顺序是先通入(填化学式)。(5)“洗脱”工序中洗脱液的主要成分是(填化学式)。27．（2025·四川巴中·三模）工业上用钛铁矿(主要含和少量、、、等)通过如图所示工艺流程制取钛，并进一步回收镁、铝、铁等的化合物。已知：①酸浸后，钛主要以形式存在；为强电解质，在溶液中仅能电离出和一种正离子；②25℃，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如表所示。金属离子开始沉淀的2.26.53.59.5恰好沉淀完全时的3.29.74.711.1(4)“分步沉淀”：用氨水逐步调节至11.1，依次析出的沉淀是：、。(5)若在“酸浸”后的溶液中加入适量的，其作用是。28．（2025·福建福州·二模）用锂辉石(主要成分：LiAlSi2O6，含少量MgO、CaO、FeO、Fe2O3等)制备Li2CO3的工艺流程如下：(2)“焙烧”时控制温度250~300℃，温度不宜过高的原因是。(7)由滤液Ⅲ得到副产品Na2SO4•10H2O的操作是、过滤、洗涤、干燥。29．（2025·广东汕头·三模）锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域。某锌浸渣中含有、、、、等，利用锌浸渣提取的实验流程如下图所示：已知：①部分含锗微粒的存在形式与的关系为：pHpH<2pH>12Ge存在形式②部分金属离子的沉淀：开始沉淀7.52.36.2沉淀完全9.03.28.0(1)“滤渣”的主要成分的化学式是。(3)“沉锗”步骤中加入的物质A属于碱性氧化物，其化学式是。“沉锗”操作后，Ge以的形式存在，随着的升高，的沉淀率升高，“沉锗”操作理论上需控制范围为。(4)“酸溶”后，溶液的为1.8，向溶液中加入酒石酸萃取剂，其原理为酒石酸与含锗微粒形成酒石酸络阴离子①若升高，锗的萃取率下降，原因是。②“反萃取”中加入的物质B是(填标号)。a．溶液

b．溶液

c．溶液30．（25-26高三上·黑龙江·月考）废旧三元锂电池正极材料中主要含有LiNix(1)废旧电池碱浸前的预处理过程包含放电、拆解破碎、筛选分选。其中“拆解破碎”的目的是。(4)探究不同条件下焙烧产物Li、Ni、Co、Mn的浸出率，实验结果如图所示，可知最佳焙烧条件：温度为；时间为。(5)“酸浸”时加入双氧水的目的为。

清单03工艺流程中物质转化的条件、分离和提纯内容导览|内容导览|知识·方法·能力清单第一部分命题解码洞察命题意图，明确攻坚方向第二部分方法建模构建思维框架，提炼通用解法流程建模技法清单技法01工艺流程中条件的控制与选择技法02工艺流程中物质的分离和提纯第三部分思维引路示范思考过程，贯通方法应用母题精讲思维解析变式应用类型01反应条件的控制与选择类型02物质的分离和提纯第四部分分级实战分级强化训练，实现能力跃迁工艺流程综合题是以真实的工业生产过程为背景，综合考查学生各方面的基础知识、基本技能及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。由于其取材于真实的工业生产过程，在考查的重点上测重考查考生的各方面能力。工艺流程综合题是以真实的工业生产过程为背景，综合考查学生各方面的基础知识、基本技能及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。由于其取材于真实的工业生产过程，在考查的重点上测重考查考生的各方面能力。工业流程题的试题结构包括三部分，分别是题头、题干和题尾。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括附产品）；题干部分是将原料到产品的主要生产工艺流程用框图形式表示出来；题尾则是根据生产过程中所涉及的化学知识设置成四至五个问题，从而构成一道完整的化学试题。考查的特点是立意新颖、科学性强、范围广泛、难度较高，考查的内容多以元素化合物结合实际工业生产为主；问题设问形式主要有填空（化学方程式、离子方程式、电极方程式等的书写）和简答（工业过程中某些操作的措施、理由、评价等）两大类；考查的知识点则遍布整个高中化学的各个领域；考查能力方面主要是考查学生获取信息的能力、实验探究的能力、知识迁移的能力和化学用语规范表达的能力。流程建模第一步：粗读题干明确生产目的、原料、杂质和目标产品的成分。第二步：分析流程对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料；依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务。第三步：解答设问结合设问进一步分析流程，运用化学语言进行规范作答。技法清单技法01工艺流程中条件的控制与选择1．原料的预处理方法措施目的浸出水浸、酸浸、碱浸使原料中的某些成分溶解(物理溶解或与浸取液接触反应)，可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去焙烧灼烧、焙烧、煅烧高温分解改变结构；不易转化的物质转为容易提取的物质，其他矿物转化为氧化物；除去可燃性的杂质(如有机物、碳、硫等)粉碎增大固体样品与液体(或气体)的接触面积，加快反应速率2．温度的控制(常用水浴、冰浴或油浴)(1)加热的目的：加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华的原料汽化。(2)降温的目的：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；使化学平衡向着题目要求的方向(放热方向)移动；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。(3)控制温度在一定范围的目的：结晶为获得所需物质(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)；防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)因温度过高时会分解或挥发；使催化剂的活性达到最高；防止副反应的发生。(4)降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。(5)控制固体的溶解与结晶趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量。蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。从溶液中得到晶体的过程：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤、干燥。3．pH的控制(1)控制一定的pH，以提供反应所需环境。反应环境的不同会导致反应产物的差异。如在酸性环境中KMnO4的还原产物一般为Mn2＋，中性(或弱酸性)环境中KMnO4的还原产物一般为MnO2。(2)控制一定的pH，以改变元素的存在形式。如铝元素在强酸性条件下以Al3＋形式存在，当体系的pH增大，铝元素将以Al(OH)3甚至以AlOeq\o\al(－,2)或[Al(OH)4]－的形式存在。(3)控制一定的pH，使金属阳离子形成氢氧化物沉淀。4．反应物用量或浓度的控制(1)酸浸时为了提高矿石中某金属元素的浸取率，可以适当提高酸的浓度。(2)对有多种反应物的体系，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。如工业制硫酸过程中，通入过量的O2以提高SO2的转化率。(3)增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动，应结合具体问题进行具体分析。5．加入物质的目的(1)加碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。(2)加沸石或碎瓷片：防止液体暴沸。(3)加有机溶剂：萃取某些物质，或降低某些物质的溶解度。(4)加氧化剂：与原体系中还原剂发生氧化还原反应。6．在空气中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的，例如使用保护气抑制弱离子的水解(如HCl氛围)。技法02工艺流程中物质的分离和提纯1．物质分离与提纯的常用方法(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。(2)萃取和分液：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，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。(7)离子交换法：利用离子交换剂与溶剂中的离子发生交换，进行分离，分离效率高，设备简单，树脂可以重复使用，但耗时过多。2．常用的结晶方法(1)从溶液中获取不带结晶水的晶体，如NaCl、K2SO4等，用蒸发结晶的方法。(2)从溶液中获取带结晶水的晶体，如CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等，用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法。(3)从混合液中获取溶解度受温度影响较小的溶质，如从含少量KNO3的NaCl溶液中获取NaCl晶体，用蒸发结晶、趁热过滤的方法。(4)从混合液中获取溶解度受温度影响较大的溶质，如从含少量KCl的KNO3溶液中获取KNO3晶体，用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法。(5)重结晶是指析出的晶体经过溶解后再次从溶液中结晶析出的过程，是一种利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而进行提纯、分离的方法。3．金属离子的萃取与反萃取(1)溶剂萃取简称萃取——利用溶质在两种不相溶的液体之间的溶解度或者分配差异，达到分离和富集的目的。经过反复多次萃取，可将大部分化合物提取出来。(2)反萃取和洗脱——与萃取过程相反，用一定的酸、碱或盐溶液把金属离子从有机相中再次返回到水相中的过程。类型01反应条件的控制与选择母题精讲1．（2025·湖南卷）一种从深海多金属结核[主要含，有少量的]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液的工艺流程如下：(2)“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是(写化学式)；(3)“沉铁”时，加热至的主要原因是。思维解析【答案】(2)(3)防止形成胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降【第一步粗读题干】从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液。【第二步分析流程】【第三步解答设问】（2）由分析可知，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是SiO2；（3）已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，则加热至200℃的主要原因是防止形成胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降。变式应用1．（2025·陕西、山西、青海、宁夏卷）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。(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)(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。【答案】(1)搅拌适当升温等(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【详解】（1）加快废盐的溶解可以采取搅拌、适当升温、粉碎等；（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：2．（2025·河北卷）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。(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：、、(填化学式)。(4)酸化工序中需加压的原因：。(5)滤液Ⅱ的主要成分：(填化学式)。【答案】(3)MgO(4)增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行(5)【分析】铬铁矿主要成分是，与过量KOH在空气中煅烧，生成、Fe2O3、MgO，；通入/CO2浸取，生成，、MgO不反应，故滤渣Ⅰ为：，、MgO，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出固体，滤液Ⅰ中含有；将中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将转化为，同时副产物生成，将与分离，滤液Ⅱ的主要溶质为；做还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的还原为，自身转化为进入滤渣Ⅱ，KOH进一步处理得，循环使用，据此分析；【详解】（3）根据分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分：、MgO；（4）向中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将转化为，加大压强，可以增大CO2的溶解度，使液体中CO2浓度增大，保证酸化反应充分进行；（5）根据分析可知，滤液Ⅱ的主要溶质为。类型02物质的分离和提纯母题精讲2．（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：ⅠⅡ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。(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思维解析【答案】(5)a(6)ab【第一步粗读题干】通过两种工艺制备制备NaF。【第二步分析流程】工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为CaF2+2NaOH=Ca(OH)2+2NaF，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；流程Ⅱ添加TiO2粉末，由题目可知，生成的CaTiO3的溶解度极低，使得Ca2+不转化为Ca(OH)2，提高了NaF的产率。【第三步解答设问】（5）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。变式应用1．（2025·江苏卷）可用于制备光学材料和回收砷。(1)制备。由闪锌矿[含及少量硫化镉等]制备的过程如下：已知：。当离子浓度小于时，认为离子沉淀完全。①酸浸时通入可提高浸出率的原因是。③沉锌前调节溶液的至，加入的氧化物为(填化学式)。【答案】(1)①氧化生成S，促进酸浸反应正向进行③ZnO【详解】（1）①酸浸时，若不通入，会发生反应：，通入可以氧化生成S，促进酸浸反应正向进行，提高浸出率；③除镉时溶液酸性较强，故应在不引入新杂质的同时消耗溶液中的，加入的氧化物为ZnO。2．（2025·安徽卷）某含锶()废渣主要含有和等，一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。(2)“浸出液”中主要的金属离子有、(填离子符号)。(4)其他条件相同时，盐浸，浸出温度对锶浸出率的影响如图1所示。随温度升高锶浸出率增大的原因是。(5)“浸出渣2”中主要含有、(填化学式)。(6)将窝穴体a(结构如图2所示)与形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的，原因是。(7)由制备无水的最优方法是(填标号)。a．加热脱水

b．在气流中加热

c．常温加压

d．加热加压【答案】(2)、(4)升高温度，与有效碰撞次数增加，反应速率加快，所以锶浸出率增大；(5)、(6)窝穴体a的空腔与更匹配，可通过分子间相互作用形成超分子，且具有更多的空轨道，能够与更多的N、O形成配位键，形成超分子后，结构更稳定(7)a【分析】含锶()废渣主要含有和等，加入稀盐酸酸浸，碳酸盐溶解进入滤液，浸出渣1中含有，加入溶液，发生沉淀转化，，得到溶液，经过系列操作得到晶体；【详解】（2）由分析可知，碳酸盐均能溶于盐酸，“浸出液”中主要的金属离子有、、；（4）随温度升高锶浸出率增大，原因是升高温度，与有效碰撞次数增加，反应速率加快，所以锶浸出率增大；（5）“盐浸”时发生沉淀的转化，生成了，不参与反应，故浸出渣2”中主要含有、、；（6）窝穴体a与形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的，原因是窝穴体a的空腔与更匹配，可通过分子间相互作用形成超分子，且具有更多的空轨道，能够与更多的N、O形成配位键，形成超分子后，结构更稳定；（7）为强碱，则也是强碱，不水解，排除b，由平衡移动原理可知制备无水的方法加压不利于脱水，排除c、d，故选a。巩固提升1．（2025·河南卷）一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为、(铑)、，含有少量]中尽可能回收铑的工艺流程如下：(1)“酸溶1”的目的是。(2)已知“酸溶2”中转化为，则生成该物质的化学方程式为；“滤渣”的主要成分是(填化学式)。(4)若“活化还原”在室温下进行，初始浓度为，为避免生成沉淀，溶液适宜的为(填标号)[已知的]。A．2.0

B．4.0

C．6.0(6)“酸溶3”的目的是。【答案】(1)溶解Fe，使其进入溶液，从而通过过滤实现分离(2)SiO2(4)A(6)除去滤渣中未反应的Zn及生成的Sn【分析】贵金属合金粉[主要成分为、(铑)、，含有少量]中尽可能回收铑的工艺流程中，加入浓盐酸溶解其中Fe，过滤后实现分离，再向滤渣中加入王水(浓盐酸与浓硝酸混合酸)氧化溶解Rh，转化为，Pt转化为相关可溶物，SiO2不溶，过滤后进行分离；煮沸滤液除去盐酸、硝酸，再加入浓盐酸、DETA将部分铑元素沉淀，过滤后，滤渣进行灼烧分解为Rh、和，再用H2进行高温还原得到铑单质，向滤液中加入NH4Cl将铂元素相关化合物转化为沉淀除去，加入SnCl2将(III)转化为，再加入Zn进行还原，生成Rh，由于Zn过量有剩余，加入浓盐酸溶解过量的Zn，实现Zn与Rh分离，过滤获得铑粉，以此分析解答。【详解】（1）原料合金粉主要成分为Fe、Rh、Pt和少量SiO2，Fe易溶于酸(如盐酸或硫酸)，而Rh和Pt在常温下不易被非氧化性酸溶解，SiO2不溶于酸，因此“酸溶1”使用非氧化性酸溶解Fe生成可溶性盐，过滤后Fe(II)进入滤液，剩余滤渣主要为Rh、Pt和SiO2，实现初步分离，故答案为：溶解Fe，使其进入溶液，从而通过过滤实现分离。（2）“酸溶2”中转化为，Rh元素化合价由0升高至+3，HNO3中N元素化合价由+5降低至+3，结合化合价升降守恒以及原子守恒可知反应化学方程式为；由上述分析可知该过程中滤渣的主要成分为SiO2。（4）初始浓度为，则溶液中，当恰好生成沉淀时，，，，因此为避免生成沉淀，溶液的pH<2.4，故答案为A。（6）由于“二次还原”过程中，为确保完全反应，加入的Zn需过量，过滤后剩余Zn和生成物Rh、Sn存在于滤渣中，因此再向滤渣中加入浓盐酸的目的为：除去滤渣中未反应的Zn及生成的Sn。2．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。已知：①“氧化浸出”时，不发生变化，ZnS转变为；②；③酒石酸(记作)结构简式为。(3)“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为。(5)滤渣2中的金属元素为(填元素符号)。(6)“浸铅”步骤，和反应生成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】(3)温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O分解生成NH3逸出，且温度高时过二硫酸铵分解，造成浸出率减小(5)Fe(6)pH值升高，OH-浓度增大，平衡A2-+H2OHA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-PbA+正向移动，PbA产率增大Pb(OH)2【分析】废渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O氧化浸出过滤，滤液中有[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+，滤渣1有PbSO4和Fe(OH)3，滤液加Zn置换出Cu，除铜后的溶液加(NH4)2S沉锌，得到ZnS，滤渣1用H2A和Na2A浸铅后过滤，滤渣2含Fe元素，滤液经过结晶得到PbA，再真空热解得到纯Pb。【详解】（3）“氧化浸出”时，温度升高，浸出速率增大，浸出率升高，温度过高时，NH3·H2O分解生成NH3逸出，且温度高时过二硫酸铵分解，造成浸出率减小；（5）根据分析，滤渣1有Fe(OH)3和PbSO4，用H2A和Na2A浸铅后过滤，滤渣2含Fe元素的沉淀；（6）“浸铅”步骤发生PbSO4(s)+A2-PbA+，Na2A溶液中存在A2-+H2OHA-+OH-，pH值升高，OH-浓度增大，平衡A2-+H2OHA-+OH-逆向移动，A2-离子浓度增大，平衡PbSO4(s)+A2-PbA+正向移动，PbA产率增大；pH过高时，OH-浓度过大，会生成Pb(OH)2沉淀，造成PbA产率降低；3．（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：(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)。【答案】(3)凝华减少生成，提高Se产率，【详解】（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．（2025·北京卷）(2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。①将等物质转化为的过程中，步骤I加入溶液的目的是。②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是。【答案】(2)①使硫酸铅转化为氢氧化铅，便于后续的溶解②H2O2的作用为还原剂，K2S2O8的作用为氧化剂【详解】（2）废旧铅酸电池通过预处理得到PbSO4、PbO、PbO2；加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2；若加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，电解后生成Pb；若加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2。①由以上分析可知，加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2，其目的是为了使硫酸铅转化为氢氧化铅，便于后续的溶解；②由以上分析可知，加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，说明PbO2被H2O2还原，故H2O2的作用为还原剂；加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2，说明Pb(OH)2、PbO被K2S2O8氧化，故K2S2O8的作用为氧化剂。5．（2025·广东卷）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。(1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有(写一条)。(3)“沉铝”时，pH最高可调至(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。(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【答案】(1)搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等(3)5(4)AD【分析】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。【详解】（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；（3）“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；6．（2025·甘肃卷）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下：已知：熔点314℃，沸点460℃分解温度：，，，高于(1)设计焙烧温度为600℃，理由为。(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】(1)使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，同时使As2O3沸腾收集(3)分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液(4)电解法或置换法【详解】（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；（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，过滤分离，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；7．（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。(1)“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)。【答案】(1)Fe2O3、CaSO4(2)减小(3)H2SO4【详解】（1）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；8．（2025·上海卷）工业从低品位锗矿中提取精锗，使用分步升温的方法：已知矿中含有、煤焦油、等杂质，相关物质的熔、沸点如下表所示：煤焦油熔点升华沸点(3)使用分段升温的原因是。(4)下图为在不同温度下，使用不同浓度的真空还原时，元素的萃出率，图可知真空还原采用的最佳温度及浓度为_______。A．，2.5% B．，5.0%C．，2.5% D．，2.5%【答案】(3)①在焙烧可除去矿石中的、煤焦油、等杂质，将元素氧化为；②真空还原阶段，升温到，升华蒸出(4)C【详解】（3）①在焙烧可除去矿石中的、煤焦油、等杂质，将元素氧化为；②真空还原阶段，升温到，升华蒸出；使用分段升温，可以除去杂质，能得到较纯的；（4）由图，，使用2.5%的真空还原时，元素的萃出率几乎为100%，此时能节约能源和原料；9．（2025·贵州卷）某铜浮渣主要成分为Pb、PbS、Cu2已知：①部分物质的密度如表：物质PbPbSCuSnS密度/g11.37.55.65.2②PbCl2在冷水中溶解度很小，但易溶于热水；PbCl③25℃时，KspFeOH(1)“分选”得到粗Pb的原因是。(2)“浸出”时按一定比例加入FeCl3和盐酸的混合溶液，控制温度为80℃，其中Cu2S、SnS被氧化为CuCl2和SnCl4，则Cu(3)25℃时，PbCl2在不同浓度HCl溶液中的溶解度曲线如图，当cHCl=1mol⋅(5)“置换”后滤液中溶质的主要成分为(填化学式)，滤液进行“系列操作”后返回“浸出”操作循环利用并达到原浸出率，则“系列操作”为。【答案】(1)Pb的密度大于PbS、Cu2(2)Cu2(3)当c(HCl)<1mol⋅L-1时，随着Cl-当c(HCl)>1mol⋅L-1时，随着Cl-(5)FeCl2通入空气（或加入H【分析】该流程以含Pb、PbS、Cu2S、SnS的铜浮渣为原料，通过“密度分选→浸出→冷却结晶→调pH→置换”等步骤分离回收铅、锡、铜：先利用Pb与其他物质的密度差异分选得到粗Pb；剩余物料用FeCl3和盐酸混合液浸出，将Cu2S、SnS氧化为CuCl2、SnCl4并分离出S；浸出液冷却结晶得到PbCl2，调pH使【详解】（1）由密度表可知，Pb的密度远大于PbS、Cu2（2）Cu2S在80℃下被FeCl3氧化，铜、硫元素分别转化为Cu2+、S单质，Fe3+（3）PbCl2存在溶解平衡（PbCl2(s)当c(HCl)<1mol⋅L-1时，随着Cl-当c(HCl)>1mol⋅L-1时，随着Cl-所以当c(HCl)=1mol⋅L（5）Fe置换Cu2+生成Fe2+，溶质主要为FeCl2；为使该溶液能继续用作浸出液，需要需将FeCl2氧化为10．（2025·福建卷）从炼油厂焙烧炭渣(主要含炭、MoO3和V2O5，以及少量已知：VOSO4和(MoO)2SO温度℃20406080溶解度(g/100g)9.521.544.384.5(1)“酸浸”中钼和钒分别转化为MoO3+和VO①最佳草酸浓度为mol⋅(2)“酸转化”中加浓硫酸后，过滤前的操作为；“滤渣2”为(填名称)。(5)关于该工艺流程，下列说法错误的是。(填标号)a．“气体1”为CO

b．“滤渣1”主要含炭、NiO和CaCc．“滤液1”含H2C2O4

【答案】(1)2.0(2)冷却结晶草酸晶体(5)ab【分析】炭渣加入草酸浸取，钼和钒分别转化为MoO3+和VO2+，Mo、V被还原为盐溶液，草酸被氧化为二氧化碳（气体1），炭不反应、镍、钙转化为草酸镍沉淀、草酸钙沉淀，三者成为滤渣1，过滤，滤液加入浓硫酸使得钼、钒的草酸盐转化为硫酸盐和草酸，较低温度时草酸溶解度较小得到草酸晶体成为滤渣2，过滤得到含VOSO4和(MoO)2SO43的滤液，“沉钼”过程中加入HMT得到沉淀为MoO(OH)34【详解】（1）①由图，最佳草酸浓度为2.0，此时钼元素浸出率接近100%，而钙、镍浸出率为0；（2）“酸转化”中加浓硫酸后，转化生成VOSO4和(MoO)（5）a．由分析，“气体1”为二氧化碳，错误；

b．“滤渣1”主要含炭、NiC2O4c．酸转化中通过冷却结晶所得滤液为草酸的饱和溶液，则“滤液1”含草酸，正确；

d．硫酸钙微溶于水，则碱浸转化得到CaMoO4粗产品含CaSO故选ab。11．（2025·广西卷）回收实验室废弃物可实现资源的有效利用。从AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)中回收Ag和I2的流程如下。已知：IO-在碱性条件下易歧化成I-和IO3(1)“溶解1”浓氨水不能溶解AgI的原因是。“滤液1”中的主要阳离子有（填化学式）。(3)“试剂X”可选用（填标号）。a．葡萄糖

b．Al

c．Na2O2

d．H2SO4(6)将得到的I2进一步纯化，可采用的方法是。不考虑操作和反应损失，该流程回收Ag的量低于预期，主要原因是。【答案】(1)Ag+与I-结合与NH3结合更稳定[Ag(NH3)2]+(3)ab(6)升华未回收处理“滤液1”【分析】AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)用浓氨水溶解，Ag2O转化为[Ag(NH3)2]+进入溶液中，浓氨水不能溶解AgI，过滤后得到的滤渣中含有AgI，滤液1中含有[Ag(NH3)2]+、NH4+（少量）。AgI和氯气在强酸条件下发生氧化还原反应生成AgCl和I2，用NaOH溶液将I2转化为IO-，过滤后的滤液2中存在IO-，AgCl用浓氨水溶解后转化为[Ag(NH3)2]+进入溶液，用试剂X将[Ag(NH3)2]+还原为Ag，试剂X可以是葡萄糖等还原性物质，向滤液2中加入盐酸调节pH，使IO-因在碱性环境发生歧化反应生成的离子I-、IO3-在酸性条件下转化为I2，过滤后的滤液3中含有IO3-，加入Na2S2O4将IO3-【详解】（1）“溶解1”浓氨水不能溶解AgI是由于Ag+与I-结合形成AgI比与NH3结合更稳定；由分析可知，“滤液1”中的主要阳离子有[Ag(NH3)2]+；（3）由分析可知，试剂X需要将[Ag(NH3)2]+还原为Ag。a．葡萄糖分子中含有多个醛基，具有强的还原性，可以将[Ag(NH3)2]+还原为Ag，a符合题意；b．Al单质具有强的还原性，可以将[Ag(NH3)2]+还原为Ag单质，b符合题意；c．Na2O2具有强氧化性，一般是作氧化剂表现氧化性。不能将[Ag(NH3)2]+还原为Ag单质，c不符合题意；d．H2SO4的氧化性较强，一般是表现强的氧化性，不能将[Ag(NH3)2]+还原，d不符合题意；故合理选项是ab；（6）I2加热时会不经过液态而直接变为气态，即I2受热易升华，故将得到的I2进一步纯化，可采用的方法是升华；向AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)中加浓氨水进行“溶解1”时，Ag2O被溶解，以[Ag(NH3)2]+的形式进入滤液1中，而这部分银元素未被回收，因此导致流程回收Ag的量低于预期量。冲刺突破12．（2025·江苏连云港·一模）以钴锰废渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe等）为原料制备Co3O4。(1)“酸浸、还原”。向钴锰废渣中加入稀H2SO4和H2O2，充分反应后，过滤。①在加料完成后，提高浸取效率的措施有写2点)。②过滤后，滤渣的主要成分为。(3)“萃取和反萃取”。向除杂后得到的滤液中加入有机萃取剂(用HA表示)萃取金属离子，原理为Co2+＋2HA(有机层)⇌CoA2(有机层)＋2H+(水层)，充分反应后，分离出有机层。向有机层中加入稀硫酸，进行反萃取得到富含Co2+的溶液。①“萃取”时，随着pH的升高，Co2+在有机萃取剂中萃取率增大，其原因是。②“反萃取”时，为使Co2+尽可能多地转移到水层，应选择的实验条件或采取的实验操作有。【答案】(1)适当搅拌，适当升高温度CaSO4、炭黑(3)随pH增大，溶液中c(H＋)减小，平衡往正向移动，MAn(有机层)浓度增大，萃取率增大适当提高稀硫酸的浓度或充分振荡分液漏斗或用萃取剂分多次萃取【详解】（1）升高温度可以加快反应速率，搅拌可使反应物充分接触，加快反应速率，故提高浸取效率的措施有：适当搅拌，适当升高温度。根据分析可知，过滤后，滤渣的主要成分为炭黑和。故答案为：适当搅拌，适当升高温度；、炭黑；（3）根据反应：Co2+＋2HA(有机层)⇌CoA2(有机层)＋2H+(水层)，随着pH的升高，浓度减小，平衡正向移动，促进进入有机层，从而提高萃取率。“反萃取”时，为使Co2+尽可能多地转移到水层，应选择的实验条件或采取的实验操作有：适当加入高浓度硫酸，使浓度增大，平衡逆向移动，释放进入水层，或者充分振荡，加快传质过程，提高反萃取率，或者多次萃取。故答案为：随pH增大，溶液中c(H＋)减小，平衡往正向移动，MAn(有机层)浓度增大，萃取率增大；适当提高稀硫酸的浓度或充分振荡分液漏斗或用萃取剂分多次萃取；13．（2025·广西南宁·三模）广西是我国重要的稀土资源基地，稀土(RE)包括镧(La)、铈(Ce)等元素，从离子型稀土矿(含Fe、Al等元素)中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示。已知：该工艺下，除铈(Ce)外，稀土离子保持＋3价不变；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物；金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表。开始沉淀时的pH1.54.35.6沉淀完全时的pH3.25.5/(1)“预中和”工序中，适宜的pH范围是。(2)利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强。下列离子对交换能力最强的是___________。A． B． C． D．【答案】(1)3.2≤pH<4.3(2)C【详解】（1）“预中和”工序中使铁离子沉淀，其他金属阳离子不沉淀，pH的范围为：3.2≤pH<4.3；（2）根据离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强，对RE3+交换能力最强的是Mg2+，故选C；14．（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。(2)“转化”工序加铁粉