2026年上海高考化学二轮复习讲练测专题05物质的分离、提纯、检验与制备（专题专练）（解析版）

专题05物质的分离、提纯、检验与制备

目录

第一部分风向速递洞察考向，感知前沿

第二部分分层突破固本培优，精准提分

A组·保分基础练

题型01物质分离、提纯与检验

题型02物质的制备

B组·抢分能力练

第三部分真题验证对标高考，感悟考法

1．【结合热门材料制备考查】（2026·上海·一模）稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领

域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿（主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和SiO2）综合提取钒、钛，并

同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下图所示：

已知：①“加压焙烧”过程中存在反应2FeCl3s=2FeCl2s+Cl2g，生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯

化”；

+、2+

②“酸浸”所得溶液中钒、钛以VO2TiO形式存在。

回答下列问题：

(1)已知FeV2O4中Fe为+2价，则V的化合价为。

(2)“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为(填化学式)。“酸浸”时，若用硝酸代替盐酸，弊端

为。

(3)“氧化”时，H2O2的使用量远大于理论计算量，可能的原因为。

4-

(4)“萃取”时，VO2先转化为H2V10O28再与萃取剂R3N结合，其过程可表示为：

+4-

4R3N+4H+H2V10O28[R3NH]4H2V10O28。据此分析“反萃取”过程中加入Na2CO3溶液的作用

为。

(5)“沉铁”时，生成黄铵铁矾的离子方程式为。

(6)V2O5可溶于强酸强碱，常温时不同pH、不同钒元素浓度时，+5价V存在形态如图所示(忽略溶液前后体

积变化)：

-

将0.01molV2O5溶解在200mL烧碱溶液中，剩余溶液的cOH=0.01mol/L，反应的离子方程式

为。

(7)乙二醇的生产工艺中，需使用热的K2CO3溶液（脱碳液）脱除CO2，脱碳液中含有的V2O5能减少溶液对

管道的腐蚀。可使用“碘量法”测定脱碳液中V2O5的含量，操作中涉及两个反应如下：

①V2O5+6HCl+2KI=2VOCl2+2KCl+I2+3H2O；②I22Na2S2O32NaINa2S4O6。下列说法正确的是

___________。

A．反应①和②中还原剂与氧化剂的物质的量之比均为2∶1

B．反应①生成1molVOCl2时，反应转移2mol电子

3+

C．已知氧化性Fe>I2，向VOCl2溶液中滴加Fe2(SO4)3溶液则会生成V2O5

D．反应①和②在强酸性环境中都更易发生反应

(8)偏钒酸铵在加热条件下反应会生成V2O5，NH3和H2O。V2O5在氮气氛围中，碳高温条件下还原氮化制备

VN，还生成一种具有还原性的气体，则该反应的化学方程式为。生成标况下22.4L该还原性

气体时，反应转电子数为。

【答案】(1)+3

2+3+

(2)SiO2硝酸具有强氧化性，可能将溶液中低价态金属离子(如Fe、V)氧化，影响后续分离提

纯，同时硝酸还原会生成NO、NO2等有毒气体，污染环境

3+

(3)Fe具有催化作用，会加速H2O2的分解

+4-

(4)消耗H，使萃取反应的平衡逆向移动，将H2V10O28与萃取剂分离

+32

(5)NH43Fe2SO46H2ONH4Fe3SO42OH66H

4

(6)V2O54OH=V2O72H2O

(7)A

高温

(8)V2O55CN22VN5CO2NA

【分析】钒钛磁铁矿精矿（主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和SiO2）“加压焙烧”过程中存在反应

2FeCl3(s)=2FeCl2(s)+Cl2(g)，生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”，FeV2O4经“二次氯化”转化为VO2Cl、

2+

FeCl2，加入盐酸进行酸浸，VO2Cl转化为VO2，TiO2转化为TiO，滤渣含SiO2，加适量铁粉沉钛，调节

2+

溶液pH使TiO完全生成TiO(OH)2沉淀，加入H2O2将+2价亚铁离子氧化成+3价铁离子，加入有机萃取剂

4+4

R3N，VO2先转化为H2V10O28，再与萃取剂R3N结合进入有机相，4R3N+4H+H2V10O28[R3NH]4H2V10O28，

加酸化的Na2SO4洗涤分液，有机相加入Na2CO3进行反萃取，经一系列操作得V2O5；水相加入(NH4)2SO4

生成黄铵铁矾，据此作答；

【详解】（1）已知FeV2O4中Fe为+2价，根据化合价代数和为零，则V的化合价为+3价；

（2）根据分析可知，“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为SiO2；硝酸代替盐酸的弊端：硝酸具有强氧

化性，可能将溶液中低价态金属离子（如Fe2+、V3+）氧化，影响后续分离提纯；同时硝酸还原会生成NO、

NO2等有毒气体，污染环境；

3+3+

（3）溶液中存在Fe（“酸浸”时Fe3O4溶解生成、FeV2O4溶解生成的亚铁被氧化），Fe具有催化作用，

会加速H2O2的分解，导致实际消耗的H2O2量远大于理论计算量；

+++4-

（4）Na2CO3与H反应，消耗H，使c(H)降低，使萃取反应的平衡逆向移动，将H2V10O28与萃取剂分离；

（5）“沉铁”时，加入(NH4)2SO4，生成黄铵铁矾的离子方程式为：

+32；

NH43Fe2SO46H2ONH4Fe3SO42OH66H

（6）剩余c(OH-)=0.01mol/L，c(H+)=10-12mol/L，pH=12，结合V的存在形态图：pH=12时，

0.01mol24--

c(V)==0.1mol/L，即-lgc(V)=-lg0.1=1时，+5价V主要以VO形式存在，V2O5与OH反应生成

0.2L27

4-4

V2O7和H2O，离子方程式为：V2O54OH=V2O72H2O；

2

（7）A．反应①中还原剂(KI)与氧化剂(V2O5)的物质的量之比为2：1；反应②中还原剂(S2O3)与氧化剂(I2)

的物质的量之比也为2：1，A正确；

B．反应①中生成2molVOCl2转移2mol电子，故生成1molVOCl2时转移1mol电子，B错误；

3+3+

C．Fe的氧化性虽强于I2，由反应①可知，氧化性：V2O5>I2，无法判断Fe和V2O5的氧化性强弱，无法

直接推断向VOCl2溶液中滴加Fe2(SO4)3溶液是否会生成V2O5，C错误；

2

D．反应②中S2O3在强酸性条件下与氢离子反应生成硫、二氧化硫和水，强酸性不利于反应②进行，D错

误；

故选A；

（8）根据题意可知高温条件下V2O5可与C、N2反应生成VN，根据元素守恒，另外一种具有还原性的气体

高温

应是CO，结合氧化还原反应配平可得，该反应的化学方程式为V2O55CN22VN5CO；生成标况

22.4L

下22.4LCO的物质的量为=1mol，该反应中C元素由0价上升到+2价，则反应转移电子数为

22.4L/mol

2NA。

2．【结合有机物质考查】（2026·上海·一模）我国是世界上最大的糠醛生产国和出口国，糠酸是

一种重要的医药中间体和化工中间体，工业上以CuO为催化剂，催化氧化糠醛制备糠酸，其反应原理如下：

其反应的步骤为：

已知：①相关物质的信息：

熔点沸点溶解性相对分子质量

糠醛36.5℃161℃常温下与水部分互溶96

糠酸133℃230℃微溶于冷水、易溶于热水112

②碱性条件下，糠醛分子间易发生自聚反应而生成高聚物。

回答下列问题：

(1)下图中仪器a的名称为。

(2)三颈烧瓶中发生的反应的化学方程式为。

(3)步骤Ⅰ的加料方式为：同时打开a、b下端的活塞，并使滴加速度相同，以便反应物滴加到三颈烧瓶内能与

氧化铜瞬时混合。该操作的优点为。

(4)步骤Ⅲ中，悬浊液经“过滤、洗涤、干燥”得到糠酸粗品，洗涤粗糠酸应使用(填字母)，进一

步提纯糠酸的实验操作方法是。

A．热水B．冷水C．乙醚

(5)为了提高糠酸的纯度，需提纯糠醛。实验室常用蒸馏方法得到较纯糠醛。因蒸气温度高于140℃，实验时

应选用下图中的(填仪器名称)，原因是。

(6)糠酸纯度的测定：取1.120g提纯后的糠酸样品，配成100mL溶液，准确量取25.00mL于锥形瓶中，加

入几滴酚酞溶液，用0.0900molL1KOH标准溶液滴定，平行滴定三次，平均消耗KOH标准溶液24.80mL。

①估算糠酸的纯度约为(选填序号)。

A．65%75%B．75%85%C．85%95%

②下列操作会导致产品纯度偏低的是。(选填序号)

A．盛装标准液的滴定管未用标准液润洗B．锥形瓶洗净后未干燥，残留蒸馏水

C．滴定前平视读数，滴定后俯视读数D．滴定前尖嘴处无气泡，滴定后有气泡

(7)近期，清华大学段吴泓副教授课题组首次利用糠醛创制了一种如图a所示的新型可充放电的“生物质电池”，

该电池在充放电过程中可生产高附加值化学品糠醇和糠酸，其原理可用图b表示。下列说法正确的是

___________。

A．该装置在生成糠醇时将化学能转化为电能

B．放电时电极A发生还原反应

C．充电时电极B附近碱性增强

D．若使用铅蓄电池为其充电，当1mol糠醛转化时，PbO2电极增重64g

【答案】(1)恒压滴液漏斗

(2)

(3)便于控制反应速率，以及降低副反应的程度

(4)B重结晶

(5)空气冷凝管蒸气温度与冷却水温度差大，易局部过热而使冷凝管炸裂

(6)CCD

(7)D

【分析】

以CuO为催化剂，催化氧化糠醛制备糠酸，三颈烧瓶中糠醛和氧气在氢氧化钠碱性、CuO催化条件下发生

反应：，生成的糠酸钠在进一步用

pH=2的H2SO4进行酸化得到悬浊液，悬浊液经“过滤、洗涤、干燥”得到糠酸粗品，用重结晶进一步提纯糠

酸，据此分析。

【详解】（1）仪器a的名称为恒压滴液漏斗；

（2）

三颈烧瓶发生催化氧化的化学方程式为

；

（3）根据信息：碱性条件下，糠醛分子间易发生自聚反应而生成高聚物，故同时滴加反应物，便于控制反

应速率，以及降低副反应的程度；

（4）糠酸微溶于冷水，可以用冷水洗涤，故选B；

常温下糠酸粗品是固体，溶解度随温度变化大，可以用重结晶进一步提纯，故答案为：重结晶；

（5）空气冷凝管利用空气冷却，降温平缓，没有剧烈的温度变化，而直形冷凝管利用循环水冷却，温差巨

大，会造成局部剧烈，不均匀的冷热收缩，导致冷凝管炸裂，蒸气温度高于水的沸点，应采用空气冷凝管；

故答案为：空气冷凝管；蒸气温度与冷却水温度差大，易局部过热而使冷凝管炸裂；

（6）糠酸分子与KOH为1：1滴定，则100mL糠酸样品溶液中糠酸的质量为

100mL0.999936g

0.0900molL124.80mL103L112gmol10.999936g，糠酸纯度为100%89.28%，

25mL1.120g

故选C；

A．盛放KOH标准液的滴定管未润洗，导致KOH浓度偏小，滴加KOH体积偏大，测得纯度偏高，A不符

题意；

B．锥形瓶中残留蒸馏水不影响糠醛的物质的量，对结果无影响，B不符题意；

C．滴定后俯视读数，测得所用KOH体积小，测定纯度偏小，C符合题意；

D．滴定后尖嘴有气泡，测得所用KOH体积偏小，所测结果偏小，D符合题意；

故选CD；

（7）A．根据分析，充电时：A（阴极）电极糠醛转化为糠醇（发生还原反应），将电能转化为化学能，A

错误；

B．放电时电极A(负极)发生氧化反应，B错误；

．充电时为阳极，电极反应为：，电极附近碱性减弱，错误；

CBNiOH2eOHNiOOHH2OBC

-

D．当1mol糠醛转化时，转移2mole，铅蓄电池中1molPbO2转化为PbSO4，增重64g，D正确；

故选D。

3．（25-26高三上·上海宝山·期末）胆矾(CuSO4·5H2O)俗称蓝矾，易溶于水，难溶于乙醇。某研究小组用工

业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。

Ⅰ：制备胆矾

步骤1：将CuO加入适量的稀硫酸中，加热。

步骤2：待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3⋅H2O调pH为3.5～4，再煮

沸10min，冷却后过滤。

步骤3：滤液经一系列操作后，得到胆矾。

(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、烧杯外，还必须使用的仪器有______。(不定项)

A．漏斗B．容量瓶C．蒸发皿D．滴定管

(2)步骤1中主要反应的化学方程式为，与直接用废铜和浓硫酸相比，该方法的优点是。

(3)步骤2中控制pH为3.5～4的目的是，煮沸10min的作用是。

(4)步骤3中的一系列操作是：加热蒸发、冷却结晶、、乙醇洗涤、，得到胆矾。

A．分液B．过滤C．干燥D．蒸馏

Ⅱ：结晶水测定

称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2。将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷却

至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。

(5)“重复上述操作”是指再进行一次。

(6)根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为。(写表达式)

(7)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏低的是______。

A．胆矾未充分干燥B．加热后放在空气中冷却

C．加热温度过高D．加热时有少量胆矾溅出来

【答案】(1)AC

Δ

(2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O不会产生具有污染性的气体

(3)使Fe3+沉淀析出，同时抑制铜离子水解除去剩余的过氧化氢，并保证Fe3+沉淀完全

(4)BC

(5)加热坩埚，置于干燥器中冷却至室温后称量

80(m2m3)

(6)

9(m3m1)

(7)B

【分析】转炉铜渣(主要成分是CuO，含杂质Fe2O3和泥沙等)在氧气氛围中加稀硫酸溶解，铜转化为硫酸铜，

铁转化为硫酸铁，浸出液进一步氧化并调节pH值使铁转化为氢氧化铁沉淀过滤除去，得到硫酸铜溶液经蒸

发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到胆矾，胆矾经称量、灼烧、恒重等操作可计算其结晶水

含量，据此分析解答。

【详解】（1）反应需要烧杯作为反应容器，过滤操作也需要用到烧杯，最后获取硫酸铜的步骤为蒸发结晶，

蒸发浓缩需要蒸发皿或烧杯，不需要使用容量瓶和滴定管，故答案为：AC；

Δ

（2）CuO为碱性氧化物，与硫酸发生复分解反应，方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O，若直接使用废铜

与浓硫酸反应，也可以获得硫酸铜，但会有二氧化硫产生，对环境造成污染，此方法不会产生具有污染性

Δ

的气体，故答案为：CuO+H2SO4CuSO4+H2O；不会产生具有污染性的气体；

（3）CuO为碱性氧化物，与硫酸发生复分解反应，方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，此方程式为主要反

应，除此之外，由于混有氧化铁，溶于硫酸产生Fe3+，Fe3+与Cu发生反应生成Fe2+和Cu2+，依据流程可知，

加入过氧化氢，重新氧化亚铁离子，便于后续除杂，滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、过滤、

乙醇洗涤、干燥，得到胆矾，其中控制溶液pH为3.5～4的目的是使Fe3+沉淀析出，同时抑制铜离子水解，

防止生成杂质导致产品不纯，煮沸10min的目的在于除去剩余的过氧化氢，并保证Fe3+沉淀完全，故答案

为：使Fe3+沉淀析出，同时抑制铜离子水解；除去剩余的过氧化氢，并保证Fe3+沉淀完全；

（4）CuO为碱性氧化物，与硫酸发生复分解反应，方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，此方程式为主要反

应，除此之外，由于混有氧化铁，溶于硫酸产生Fe3+，Fe3+与Cu发生反应生成Fe2+和Cu2+，依据流程可知，

加入过氧化氢，重新氧化亚铁离子，便于后续除杂，滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、过滤、

乙醇洗涤、干燥，得到胆矾，故答案为：B；C；

（5）“重复上述操作”是指再进行一次加热坩埚，置于干燥器中冷却至室温后称量，直至前后两次的质量相

差小于等于0.1g为止，故答案为：加热坩埚，置于干燥器中冷却至室温后称量；

Δ

（6）设结晶水个数为x，胆矾分子式表示为CuSO4•xH2O，受热分解发生反应CuSO4•xH2OCuSO4+xH2O，

m2m3m3m1

n(H2O)=mol，n(CuSO4)=mol，依据方程式可知n(H2O)：n(CuSO4)=x：1，解得

18160

160(m2m3)80(mm)80(mm)

x==23，故答案为：23；

18(m3m1)9(m3m1)9(m3m1)

80(mm)

（7）依据结晶水表达式x=23可知：

9(m3m1)

A．胆矾未充分干燥，m2偏大，导致最终结果偏高，A不合题意；

B．加热后放在空气中冷却导致CuSO4吸收空气中的水蒸气，即m3偏大，测量结果偏低，B符合题意；

C．加热温度过高导致部分CuSO4受热分解，即导致m3偏小，测量结果偏高，C不合题意；

D．加热时有少量胆矾溅出来，导致m3偏小，测量结果偏高，D不合题意；

故答案为：B。

4．（25-26高三上·上海·期中）LiPF6是常用的锂离子电池电解质盐，可用PCl5为原料制备。某种

PCl5晶胞为立方体，其中含有两种离子(结构如下)，熔化后具有一定的导电性。

(1)要测定PCl5晶体结构，可采用的仪器分析方法为_______。

A．晶体X射线衍射B．质谱C．原子发射光谱D．原

子吸收光谱

(2)关于PCl5晶体中所含化学键说法正确的是_______。

A．含有π键B．含有离子键C．含有非极性键D．含有极性键

723

已知该PCl5晶胞边长为0.691nm(1nm10cm)，阿伏加德罗常数的值取6.0210。

(3)晶体中离顶点磷原子最近且距离相等的磷原子有_______。

A．1个B．6个C．8个D．12个

3

(4)PCl5晶体的密度约为gcm(精确到0.1)。

低温反应制备LiPF₆工艺需在无水环境下进行，流程如下：

(5)第①步反应中无水HF的作用是_______。

A．反应物B．干燥剂C．催化剂D．溶剂

(6)第③步反应的化学方程式为。

(7)第⑤步中分离尾气中HF、HCl可采用的方法是_______。

A．用水洗气B．加热蒸馏C．冷却液化D．萃取分液

高能锂电池(如图所示)采用LiPF6作电解质，电池工作时Li在两极间迁移，原理可以表示为：

4LisFeS2sFes2Li2Ss。

(8)电池工作时，b极反应式为。

(9)对该电池充电时，a极应。

A．连电源负极B．连电源正极

(10)用同族元素As代替P得到的LiAsF6也可用作锂电池电解质。研究发现，在相同条件下，Li在LiAsF6中

迁移速率较LiPF6中更快，可能的原因是。

【答案】(1)A

(2)BD

(3)B

(4)2.1

(5)AD

(6)LiHF2+PF5=LiPF6+HF

(7)C

-+

(8)FeS2+4e+4Li=Fe+2Li2S

(9)A

++

(10)As的原子半径大于P，AsF6的体积更大，对Li的束缚作用更弱，Li迁移时受到的空间阻碍更小，迁移

速率更快

【详解】（1）晶体X射线衍射是测定晶体结构的常用方法；质谱用于分析分子或离子的相对分子质量；原

子发射（吸收）光谱用于元素的定性分析，均不用于晶体结构测定；故选A；

+-

（2）依据题意PCl5晶胞中有两种离子，分别为PCl4、PCl6，则该晶体中有离子键，又P-Cl键为极性共价

键，则该晶体中含有离子键、极性键；故选BD；

（3）PCl5晶胞为立方体，离顶点磷原子的最近等距磷原子位于相邻晶胞的顶点，在三维空间中沿x、y、z

轴方向各2个，共3×2=6个；故选B；

NM

+-

（4），分析晶胞可知，一个晶胞中有2个PCl5（1个PCl4、1个PCl6），摩尔质量为208.5g/mol，

NAV

2208.5

3332133

体积V(0.691)nm(0.691)10cm，代入密度计算公式：3212.1g/cm；

NA(0.691)10

（5）LiF固体和无水HF反应得到LiHF2的饱和溶液，五氯化磷固体和无水HF反应生成氯化氢和五氟化磷

气体，LiHF2饱和溶液、五氟化磷气体反应生成LiPF6、HF，将LiPF6固体和HF液体用过滤分离得到LiPF6

固体；则无水HF的作用为反应物和溶剂；故选AD；

（6）依据上述分析，第③步反应为LiHF2饱和溶液、五氟化磷气体反应生成LiPF6、HF，方程式为：

LiHF2+PF5=LiPF6+HF；

（7）HF和HCl的分离，可用其沸点不一样（HF中存在氢键，沸点较高）来进行分离，故降低温度使之冷

凝（冷却液化），沸点高的HF先变为液体，而后可以分离；故选C；

（8）高能锂电池工作原理：4LisFeS2sFes2Li2Ss，锂元素化合价升高失电子，则a为负极；

-+

铁元素化合价降低得电子，则b为正极；正极反应式为：FeS2+4e+4Li=Fe+2Li2S；

（9）a为负极，该电池充电时a应连接电源的负极；故选A；

++

（10）As的原子半径大于P，AsF6的体积更大，对Li的束缚作用更弱，Li迁移时受到的空间阻碍更小，

故迁移速率更快。

5．（25-26高三上·上海嘉定·期中）锂离子电池具有高能量密度、长寿命、无记忆效应等特点，在移动通信、

电动汽车、便携式设备等领域得到了广泛应用。锂电池的负极材料为Li+嵌入两层石墨层中间形成的晶体，

石墨堆积方式因Li+嵌入发生改变，上下层一样，形成如图晶体结构。

(1)晶体中Li与相邻石墨六元环的作用力属于______。

A．范德华力B．离子键C．共价键D．氢键

某种锂电池的正极材料为LiFePO4，充电时电极反应式为：LiFePO4xeLi1xFePO4xLi0x1。

2

(2)充电时，LiFePO4中是Fe失电子，而不是Li失电子，结合微粒结构解释原因：。

从废旧锂电池正极片(主要成分为LiFePO4，另含少量Al与石墨)中回收锂、铁、磷等元素的工艺流程如图所

示：

(3)拆解废旧锂电池前需要经过放电处理(将化学能转变为电能)，既可以保证安全又有利于回收锂。有利于回

收锂的原因是。

(4)正极片用NaOH溶液浸泡，发生反应的化学方程式为。

(5)“酸浸”时，加入10%HNO3的作用是；该步骤中用H2O2代替HNO3更好，其优点是。

(6)为提高酸浸的浸出率，除粉碎、搅拌、适当升温外，还可以采用的方法有(任写一种)。

(7)向滤液①中加入Na2CO3调节pH，铁与磷的沉淀率随pH变化如图所示。pH2.5后，随pH增加，铁的

沉淀率仍然升高，磷沉淀率出现了减小的趋势，已知KFeOH2.791039，16，

sp3KspFePO49.9110)

可能的原因是：。

31

(8)已知KspLi2CO31.610，若滤液②中cLi4molL，加入等体积的Na2CO3溶液后，锂的沉淀率

21

达到90%，滤液③中cCO3molL。

【答案】(1)B

(2)Li+的最外层为2电子的稳定结构，难以失去电子，Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe2+易失去电子形成3d

能级半充满的Fe3+

(3)放电使Li+从负极嵌入正极材料中，便于酸浸时溶解回收

(4)2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑

2+3+

(5)将Fe氧化为FeH2O2的还原产物为H2O，无污染，绿色环保，HNO3还原产物为NOx，污

染空气

(6)延长浸出时间、适当增大硫酸浓度、多次浸出（任写一种）

3+33

(7)pH>2.5后，Fe主要生成Fe(OH)3沉淀，与PO4结合减少；或FePO4沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，释放PO4

(8)4102

【分析】从废旧锂电池正极片(主要成分为LiFePO4，另含少量Al与石墨)中回收锂、铁、磷等元素，先加入

NaOH溶液除去Al，再加入硫酸和硝酸混合液，将Fe2+氧化为Fe3+，滤渣中主要成分为石墨，向滤液中加

入碳酸钠调节溶液pH，生成FePO4沉淀，向滤液②中加入碳酸钠溶液生成Li2CO3。

【详解】（1）Li+嵌入两层石墨层中间形成的晶体，晶体中Li与相邻石墨六元环的作用力属于离子键，故

答案为B。

+2+6

（2）LiFePO4中，Li的最外层为2电子的稳定结构，难以失去电子；而Fe的3d轨道电子排布不稳定(3d)，

易失去1个电子形成Fe3+(稳定的3d5结构)

++

（3）放电过程中Li从石墨电极脱嵌，嵌入Li1xFePO4中形成LiFePO4，后续酸浸时Li能随正极材料溶解

进入溶液，便于分离回收。

（4）正极片(主要成分为LiFePO4，另含少量Al与石墨)，用NaOH溶液浸泡，Al与NaOH反应，发生反应

的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑。

2+3+

（5）“酸浸”时，加入10%HNO3的作用是将Fe氧化为Fe，用H2O2代替HNO3的优点：H2O2的还原产

物为H2O，无污染，绿色环保，HNO3还原产物为NOx，污染空气。

（6）除粉碎、搅拌、升温外，还可延长浸出时间、适当增大硫酸浓度、多次浸出等。

-3+-3+3

（7）pH>2.5时，溶液中OH浓度增大，Fe优先与OH结合生成Fe(OH)3沉淀，导致Fe与PO4的结合能

3

力下降；或FePO4沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，释放PO4，使磷沉淀率下降。

1

（8）滤液②中cLi4molL，加入等体积的Na2CO3溶液后，锂的沉淀率达到90%，混合后溶液体积加

4molL1190%

倍，剩余cLi0.2molL1，剩余滤液③中

2

3

2KspLi2CO31.610121

cCO3molL410molL。

c2Li0.22

01物质分离、提纯与检验

22

1．（25-26高三上·上海·期中）一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为Mn、Mg、NH4的硫酸盐)的

工艺流程如下。

已知：

①常温下5.17，KMgOH1011.25，KMnOH1012.72；

KspMgCO310sp2sp2

2

②过二硫酸根S2O8结构式为。

回答下列问题：

在周期表中的位置为。

(1)25Mn

(2)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)

沉锰中，氨水可将溶液中的2转化为，当20.681将要开始沉淀时，溶液

(3)“Ⅰ”MnMnOH2Mg(c10molL)

中剩余2浓度为1。写出形成的被氧化成的化学方程

MnmolLMnOH2Mn3O4

式。

沉锰中使用的过量经加热水解去除，最终产物是和填化学式。

(4)“Ⅱ”NH42S2O8NH4HSO4()

沉镁中，当pH为时，生成碱式碳酸镁，煅烧得到疏松的轻质。

(5)“Ⅰ”8.0~10.2[xMgCO3yMgOH2zH2O]MgO

pH过大时，不能得到轻质MgO的原因是。

2

(6)“沉镁Ⅱ”中，加H3PO4至pH8.0时，Mg沉淀完全；若加至pH4.0时沉淀完全溶解，据图分析，写出

沉淀(MgNH4PO46H2O)完全溶解的离子方程式。

(7)“结晶”中，产物X也可以制作成工业副产品化肥使用，X的化学式为。

(8)“焙烧”中，Mn元素发生了反应。

A．氧化B．还原

【答案】(1)第四周期第ⅦB族

(2)加快搅拌适当升温

2.151

(3)10molL6Mn(OH)2O22Mn3O46H2O

(4)O2

过大，沉淀为，不能分解产生，不能得到疏松的轻质

(5)pHMgOH2CO2MgO

2

(6)MgNH4PO46H2O2H3PO4MgNH43H2PO4+6H2O

(7)(NH4)2SO4；

(8)B

【分析】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。

【详解】（）在周期表中的位置为第四周期第族。

125MnⅦB

（2）加快废盐的溶解可以采取加快搅拌、适当升温等措施。

Ksp[Mg(OH)]1011.25

（3）当Mg2+开始沉淀时，溶液中c2(OH）=21010.57，溶液中Mn2+浓度为

c(Mg2)100.68

K[Mn(OH)]1012.72

c(Mn2)sp2102.15mol/L；沉锰I发生的化学方程式为

c2(OH)1010.57

6Mn(OH)2O22Mn3O46H2O。

（）由题干信息知中含有过氧键，加热分解会生成和。

4NH42S2O8NH4HSO4O2

（）煅烧有生成，可以得到疏松的轻质氧化镁，过大，沉淀为，

5xMgCO3yMgOH2zH2OCO2pHMgOH2

不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质MgO。

-

（6）由题中信息可知，pH=8时，产生的沉淀为MgNH4PO4，调节到pH=4，磷元素存在形式为H2PO4，磷

2

酸不是强酸，不能拆，离子方程式为：MgNH4PO46H2O2H3PO4MgNH43H2PO4+6H2O。

（7）溶液中存在铵根离子和硫酸根离子，结晶后X为(NH4)2SO4；

（8）“焙烧”中，Mn3O4和MnO2最终生成MnSO4·H2O，Mn元素化合价降低，发生了还原反应，故选B。

2.（2025·上海杨浦·一模）金属及其材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用，但是，在自然

界中大多数金属元素以离子形式存在于矿石中。

工业上冶炼金属时，会结合原料、金属的性质等具体因素调整工艺。以下是以铅精矿（含PbS、）为主要原

料冶炼金属Pb和Ag的流程（杂质不参与反应）。

（1）将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属Pb，“电解Ⅰ”的阳极产

物和尾液发生反应生成FeCl3，生成FeCl3的离子方程式为。

（2）“还原”中加入铅精矿的目的是。

（3）“置换”中选用的试剂X为________。

A．AlB．ZnC．PbD．Ag

【答案】

2+3+-3+2+

（1）2Fe+Cl2=2Fe+2Cl（2）将过量的Fe还原为Fe（3）C

232

（2）【分析】“热浸”时，难溶的PbS和Ag2S转化为PbCl4和AgCl2及单质硫，Fe被还原为Fe，过

2

滤I除掉单质硫滤渣，滤液中PbCl4在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀，然后用饱和食盐水热溶，增

2

大氯离子浓度，使PbCl2又转化为PbCl4，电解得到Pb；过滤II后的滤液成分主要为AgCl2、FeCl2、

FeCl3，故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2，试剂X将AgCl2置换为Ag，得到富银铅泥，试剂X为

铅，尾液为FeCl2，据此解题。

2-2-

（1）“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶，会溶解为PbCl4，电解PbCl4溶液制备金属Pb，

-

Pb在阴极产生，阳极Cl放电产生Cl2，尾液成分为FeCl2，FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3，生成FeCl3的

2+3+-

离子方程式为：2Fe+Cl2=2Fe+2Cl；

（2）过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+，根据还原之后可以得到含硫滤渣，“还原”中加入铅精矿

的目的是将过量的Fe3+还原为Fe2+；

（3）“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥，为了防止引入其他杂质，则试剂X应为Pb；故选C；

3．（25-26高三上·上海·阶段练习）用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备路线如下：

2+

已知：Sn的熔点为231C；Sn易水解、易被氧化；SnCl4极易水解、熔点为33C、沸点为114C。

(1)步骤I加入Sn粉的作用：及调节溶液pH，步骤II用到的玻璃仪器有烧杯、。

(2)步骤III生成SnO的离子方程式：，检验步骤IV中SnO是否洗涤干净的操作是：，

证明已洗净。

(3)步骤V操作依次为、、过滤、洗涤、低温干燥，称取SnSO4xH2O晶体50.2g，

在隔绝空气的情况下小火加热至结晶水全部失去，冷却称量固体质量为43g，计算该晶体的化学式

为。

【答案】(1)防止Sn2+被氧化漏斗、玻璃棒

2

(2)Sn2HCO3SnOCO2H2O​​取最后一次洗涤滤液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，

无白色沉淀产生​

(3)蒸发浓缩冷却结晶SnSO4·2H2O​​

2+2+

【分析】为抑制Sn水解，将SnCl2溶于盐酸中，同时加入锡粉防止其Sn被氧化，获得SnCl2溶液，加入

NaHCO3，调节pH，制得SnO，再加入稀硫酸溶解，制得SnSO4溶液，经过一系列处理获得SnSO4晶体。

2+4+

【详解】（1）锡粉与盐酸反应生成的SnCl2溶液中，Sn容易被空气中氧气氧化成Sn，加入过量的锡粉，

可以将可能生成的Sn4+重新还原为Sn2+，起到抗氧化的作用，其反应原理为：​​Sn+Sn4+=2Sn2+。步骤II

是过滤​​操作，用到的玻璃仪器除了盛放液体的​​烧杯​​外，还包括进行过滤所需的​​漏斗​​

和​​玻璃棒​​。

2

（2）步骤III是向SnCl2溶液中加入NaHCO3溶液，反应的离子方程式为：Sn2HCO3SnOCO2H2O。

步骤IV是洗涤SnO沉淀，目的是洗去沉淀表面吸附的可溶性杂质离子，如从原料带来的Cl-，取最后一次

的洗涤滤液少许于试管中，向其中滴加适量的稀硝酸酸化，再滴加1~2滴硝酸银（AgNO3）溶液，若观察

到​无白色沉淀生成​​，则证明洗涤液中已不含Cl-，即SnO沉淀已洗涤干净，若有白色沉淀（AgCl），

则说明尚未洗净。

（3）步骤V是将SnO溶于稀硫酸后得到SnSO4溶液，然后从溶液中获得晶体，对于这种受热易水解、易

氧化的物质，需要采用​​蒸发浓缩、冷却结晶​​的方法。结晶水的质量​​：m(H2O)=50.2g-43g=7.2g，

7.2g43g

结晶水的物质的量​​：n(H₂O)==0.4mol，SnSO4的物质的量​​：n(SnSO4)==0.2mol，

18g/mol215g/mol

nH2O0.4mol

x==2，因此，该晶体的化学式为​​SnSO4·2H2O​​。

n(SnSO4)0.2mol

4．（25-26高三上·上海·月考）工业上常用钛铁矿(主要含FeTiO3和少量SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3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。