2026年高中化学二轮复习：主观题突破2 化工生产中物质转化条件的控制

化工生产中物质转化条件的控制

皂盘点核心知识

反应条件的控制

条件控制目的

固体原料

减小颗粒直径，增大反应物接触面积，增大浸取时的反应速率，提高浸取率

粉碎或研磨

燃烧或①除去硫、碳单质；②有机物转化、除去有机物；③周温下原料与空气中的氧气反应；

灼烧④除去热不稳定的杂质等

酸浸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；②去氧化物（膜）

碱溶①除去金属表面的油污；②溶解铝、氧化铝等

①加快反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热反应力向移动；③除杂，除去热不稳定

加热的杂质，如NaHCCKCa（HCO3）2.KMnO』、NHQ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（如氧气）挥发逸出等

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；②增大便宜、易得的反应物

反应物用

的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行；③增大物质浓度可以加快反应

量或浓度

速率，使平衡发牛移动等

①控制反应速率（升温加快反应速率）、适宜的温度使催化剂的活性最大，防止副反应的

控温（常用

发生；②控制化学反应进行的方向，使化学平衡移动；③升温：使溶液中的气体逸出，

水浴、冰浴

使易挥发物质挥发，使易分解的物质分解；煮沸：使气体逸出；促进水解，聚沉后利于

或油浴）

过滤分离；④控制固体的溶解与结晶

加入氧化剂①转化为目标产物的价态；②除去杂质离子|如把Fez，氧化成Fe3「而后调溶液的pH,

（或还原剂）使其转化为Fc（OH）3沉淀除去］

加入①生成硫化物沉淀（如加入硫化钠、硫化钺、硫化亚铁等）；②加入可溶性碳酸盐，生成

沉淀剂碳酸盐沉淀；③加入氟化钠，除去Ca2+、Mg2+

①使某种或几种金属离子转化为氢氧化物沉淀，而目标离子不生成沉淀，以达到分离的

目的（常利用题给金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH信息，选择pH范围，使杂质离子

以氢氧化物形式沉淀出来）；②“酸作用”还可以除去氧化物（膜）、抑制某些金属离子的

pH控制水解等；③“碱作用”还可以除去油污、除去铝片表面的氧化铝、溶解铝等；④金属离

子的萃取率与溶液的“I密切相关；⑤调节溶液pH常用试剂：a.调节溶液呈酸性：稀盐

酸、稀硫酸、稀硝酸（注意氧化性）、金属氧化物、酸性气体（二氧化硫）等。b调节溶液呈

碱性：氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢钱等

应用示例】

1.一种从铜阳极泥（主要含有铜、银、金、少量的银）中分离提取多种金属元素的工艺流程如下:

牌沿'"2。2HCLNaClO,Na2sO,H2soi

铜

阳,分分,|、

极分银一银咽延卜AgCI

泥液十液一r

分铜液分金液分银渣沉银液

“分铜”时，如果反应温度过局，会有明显的放出气体现象，原因是,

答案温度过高，分解放出氧气

2.已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示：

物质开始沉淀pH沉淀完全pH

Fe(OH)32.73.7

Fe(OH)27.69.6

Mn(OH)28.39.8

若要除去Mn2,溶液中含有的Fe?，，应该怎样做？

答案先用氧化剂把Fc?一氧化为Fe3+,再调溶液的3.7WpH<8.3。

3.以软镒矿（主要成分为MnOz,含少量铁的氧化物）制备高纯MnCQ%流程如图:

稀破酸、

rXFeSOjTMnO2MTnCO,NXH,HCOt

、软镒矿一—传仁H而pH_而记

T洗涤、干燥1MnCO,FC（6H）3

（1）酸溶还原时，MnO2发生反应的离子方程式为。

(2)在常温下,已知:Ksp[Mn(OH)?]=2x10弋xrsp[Fc(OH)3]=lxlOA工业上，当某离子浓度小于"1(/6

moll」时，认为该离子已除净。氧化后所得溶液中c(Mn2+)=0.2molLL为使溶液中Fe3滁净，调节

pH的范围应为o

答案⑴MnO2+2Fe2++4H+=Mn2-+2Fe3++2H2O(2)3<pH<8

解析⑵当Fe'除净时，则pH=3；当铳离子开始沉

淀时，。(0匕)=]缥耨江J嘿^molL'=10-«mol-L-1,pH=8。

■特别提醒--------------------------------------------------------------------------------------------

(1)调节pH所需的物质一般应满足两点：

①能与H+反应，使溶液pH增大；②不引入新杂质。例如：若要除去CW，溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、

CU(0H)2.Cs(OH)2c03等物质来调节溶液的pH。

(2)调节pH的试剂选取：。越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已学的常见酸、碱(如HNOKHC1、H2so八NH3H2O、NaOH等)。

4.硒和瑞在工业上有重要用途。在铜、镇、铅等电解工艺的阳极泥中硒、碎主要以硒化物、谛化物及

单质状态存在。一种从阳极泥中提取Se和Te的工艺流程如下：

Na2c。3

空气H2SOtN%SO、

阳人

极焙熔酸

汪一

—*—*

泥砂烧浸原

出夜T2e

SO八SeO,--反应t--Sc

Fl

H2o流出液1

已知：已酸钠(Na2H4TeO6滩溶,6帝酸(H<,TeCM可溶。

工艺路线中可以循环利用的物质有、O

答案H2s04NaOH

皇精练高考真题

1.(2024・新课标卷，27)钻及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。

一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含漆高钻成品的

工艺如下：

H2SO,MnO2ZnO当皿

废渣-焉・〔过滤1怖与滤出.危沉£()鬻

钻pH=5MnO2

滤渣1滤渣2|回收

除钻液一利用

已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(区1.0x10-5moiL“)时的pH：

Fe3+Fe2+Co3+Co2*Zn2+

开始沉淀的pH1.56.9—7.46.2

沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2

回答下列问题:

(I)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是；“滤渣1”

中金属元素主要为O

(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO?的作用是o取少量反应后的溶液，加

入化学试剂检验,若出现蓝色沉淀，需补加MnCh。

⑶“氧化沉钻”中氧化还原反应的离子方程式为、。

(4)“除钻液”中主要的盐有(写化学式)，残留的C03i浓度为molLL

答案(1)增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率Pb(2)将溶液中的Fe?一氧化为Fe3+,以便在

2+2++

后续调pH时除去Fe元素K3[Fe(CN)6]溶液Fe(3)3Co+Mn0J+7H2O=3Co(OH)3i+MnO21+5H

2|167

3Mn*+2Mn0；+2H2O=5MnO2l+^H-(4)ZnSO4.K2so4IO--

解析由题中信息可知，用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fc的单质或氧化物的废渣，得到含有Co?二Zn2\

Fe2\Fe3\SO七等离子的溶液，Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO3则“滤渣1”为PbSOq；

向滤液中加入MiQ将Fc?+氧化为Fe3+,MnCh被还原为Mn2\加入ZnO调节pH=4,F03+完全转化为

FC(OH)3,“滤渣2”的主要成分为FC(OH)3,滤液中的金属离子主要是CO2+、Zn2,和M«十；最后“氧化沉

钻”，力口入强氧化齐IJKMnO」，将溶液中Co,氧化为C(?+,在pH=5时Co”形成Co(OH)3沉淀，而KMnCh

则被还原为MnO2,KMnO」还会与溶液中的Mn?"发生归中反应生成MnO2,得至(JCo(OH)3和MnO2的混合

物，“除钻液”主要含有ZnSO,、K2so储据此解答。

⑶由分析可知，该过程发生两个星化还原反应，离子方程助

2h2+1

3Co4-Mn0J+7H2O=3Co(OH)3l+MnO21+5H,、3Mn+2Mn0；+2H2O=5MnO21+4H。(4)整个过程中,

ZC未除，加入KMnO4“氧化沉钻”时引入了Ki,而阴离子是在酸浸时引入的SO》一，因此除粘液中主要

的盐有ZnSCh和K2so4。当溶液pH=l.l时，&田)=10山moILLCo-一恰好完全沉淀，此时溶液中

c(Co3+)=1.0xl0-5mol-L1,贝!Jc(OH>-^=10/2.9口]。]]1贝！]Ksp[Co(OH)3]=LOx10-5、(10-12.9)3=]0干.7。，，除

C(H)

粘液”的pH=5,即c(H，)=10-5moFLL则c(0H尸109moiL」，此时溶液中c(C()3+)」喘警喘第

molL-1=10167molL'L

2.[2024•全国甲卷，26(1)(2)(4)(5)(6)]钻在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、

铜、铁、钻、镒的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钻的一种流程如下。

稀H2SO1H2sNa2s2。8NaOHNaClO

II,I、网H=4I

辱卜酒朝守滤液

浸渣cLsMnO2滤清CO(OH)3

注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于IO"molLL其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。

已知：①Kp(CuS)=6.3xl0-36,“亿nS)=2.5xlO-22,Ksp(CoS)=4.0xio咒

②以氢氧化物形式沉淀时，lg和溶液pH的关系如图所示。

7【-1

T

c

w-2

)

/

(-3

n

)-4

jMi

-,123456789K)11121314

PH

回答下列问题：

(1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是O

(2)“酸浸”步骤中，CoO发生反应的化学方程式是0

(4)“沉镒”步骤中，生成1.0molMnO2,产生H的物质的量为。

(5)“沉淀”步骤中，用NaOH调pH=4,分离出的滤渣是。

(6)“沉钻”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5,力口入适量的NaClO氧化C*,其反应的离子方程式

为O

答案⑴增大固体与酸的接触面积，加快“酸浸”速率(2)COO+H2S04=COS04+H20(4)4.0mol

(5)Fe(OH)j(6)2CO2++5C1O+5H2O=2CO(OH)31+C1+4HC1O

解析(4)“沉镒”步骤中，Na2s20x将Mi/,氧化为二氧化镒除去，发生的反酬

S201~+Mn2++2H2O=MnO21+4H^2S0i",若生成1.0molMnCh则产生4.0molH1(5)“沉镒”步骤中，

S2。『将Fe?•氧化为FW,“沉淀”步骤中用NaOH调pH=4,Fe?，可以完全形成Fe(OH)3沉淀而分离。

3.[2023全国乙卷，27(3)]LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱镒矿(MnCCh,含

有少量Si、Fc、Ni、Al等元素)制备LiMmCh的流程如下：

疏酸Mn。石灰乳BaS

菱钵矿T[应'啊p/z亍—M分..一电麻槽

滤‘渣电球废液

CO。和0,碳酸锂

tI

LiM.O,一[♦烧窑)一MnO2—

,

已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8x10-39,K$p[Al(OH)3]=1.3x10-33,/cSp[Ni(OH)2]=5.5xlO\

溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3*)=rnol-L'；用石灰乳调节至

pH-7z除去的金属离子是

答案2.8x10-9AP+

解析溶液pH=4,此时溶液中c(OH)=1.0xl0」0mo].LL妤。3+卢皤詈2.8xlO，molLL溶液中的

c(Fe3，)/J\Tl.OxlO-5molL-1,认为Fe3,已经沉淀完全；同理，pH-7,c(OH尸LOx](y7moiL」，

c(AP尸1.3x10-^molL1,c(Ni2+)=5.5x1O^mol-L1,AP+沉淀完全。

4J2022•全国乙卷，26(1)(2)]废旧铅蓄电池的铅膏中牛要含有PbSCKPb(XPbO和Pb,还有少量Ba、

Fe、Al的盐或氧化物等，为了保中环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。

Na2cO3HAc、H2O2NaOH

铅青T*沉卜卜一一PbO

滤'液滤渣滤’液

一些难溶电解质的溶度积常数如下表：

难溶电解质

PbSO4PbCO3BaSChBaCO3

2.5x7.4xl.lx2.6x

K$p

10sio-14lO-ioio-9

一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:

金属氢

Fe(OH)3Fe(OII)2Al(OH)3Pb(OII)2

氧化物

开始沉

2.36.83.57.2

淀的pH

完全沉

3.28.34.69.1

淀的pH

回答下列问题：

⑴在“脱硫”中PbSO’转化反应的离子方程式为,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2c03的

原因：O

(2)在“脱硫”中，加入Na2cCh不能使铅膏中BaSCh完全转化，原因是。

答案(l)PbSO4(s)+C0g(aqjriPbCChGHSO/gq)反应PbSOMs)+CO歹(aq)r^PbCO3⑸+SO/(aq)的平

衡常数德貂端篇技普W4xG10)PbS。何以比较彻底的转化为PbCO3

(2)反应BaS5(s)+C煲(aq)一BaC5(s)+Sg的的平衡常数崎磊磊磊馈懿抖04《此

反应正向进行的程度有限

题型突破练［分值：50分］

1.(10分)研究从太阳能电池的硫化镉吸收层(主要含CdTe、CdS)中回收硫具有重要的意义。某回收工艺的

流程如下:

NaN04,H2O.HClN2NaBH,

水洗、醇洗・纲兴•如PPCCU水迤磁性纳

FeCh：6H2。

烘干n?ut米铁棒

NaOH溶液

H2O2.H2SO,

,______曰°七、"含Cd?+:Te“源液:T含TeOf滤液-

|硅化镉吸收层卜—

磁性纳米铁棒

(吸附Te)

(1)反应釜中，溶液的pH、温度(Q与生成沉淀的关系如图，图中区域分别表示铁的化合物稳定存在的区域。

则制备FeOOH适宜的pH和温度分别为.(填字母)。

t

7-7

-6(

-2(Fe。

8(

4o(\FeOOH

Feu\.

口(6而底、a

2468f()12

a.2f80℃b.4,90℃

c.5,160℃d.6,25℃

(2)制备磁性纳米铁棒时，加入NaBIL前先通入N2的作用是

(3)常温下，若在含Cd?-Te，~滤液中加入NaOH溶液调节pH为7,溶液中c(Cd2+)的最大值为.

(已知:Ksp[Cd(OH)2]=5.3xlO")。

(4)从含TeO『滤液得到“吸附Tc”，利用了磁性纳米铁棒的性质有.

答案（l）b（2）排出设备中的空气，防止磁性纳米铁棒和NaBHj被氧化（3）0.53mol・L“（4）吸附性还

原性

解析（2）磁性纳米铁棒和NaBH,都容易被氧化，所以在加入NaBH,之前需通入Nz排出反应容器中的空气。

（3）常温下，溶液的pH=7,则c（OH•尸1.溶10，molLL根据晶的（0同2]=5.3*10■巴则

c（Cd2+）=，累鬻molL/=0.53molL'o（4）TeO歹中Te的化合价降低，被磁性纳米铁棒还原,

C（Uli）（LUXJLU）

磁性纳米铁棒还能吸附Te,故在得到Te的过程中，磁性纳米铁棒呈现了还原性和吸附性。

2.（6分）（2024・长沙雅礼中学高三模以）废催化剂（含TiCh、V2O5、WO3等成分）提取钛、钢工艺流程如图所示。

Ti

L钛酸钠酸浸」—「

HCI

碱浸♦锐鸨液

钺盐

NaVQ,

沉钿

,、碍焙烧摘锐酸丽丽回_

已知：①钛酸钠（Na?TiO3）难溶于水；

②溶液的酸性较强时，+5价机主要以VO]的形式存在。

⑴“沉钢”过程中，一般要加入过量NHQ,其原因是

⑵沉帆过程中，沉钥率随溶液pH的变化如图所示。沉钢率随溶液pH的增加先升高后降低的原因可能

是

答案⑴增大NH：浓度，使NH4Vo3（s）iNH；（aq）+VO式aq）平衡逆向移动，利于NH4Vo3尽可能析出完

全（2）pH过低，V01转化为V0和勺程度较大；pH过高，NH*转化为NH3H2O的程度较大；两因素均使

沉醇解氐

3.（8分）（2024・辽宁六校协作体高三模拟）LiMn2（）4是一种锂离子电池的正极材料。用高镒酸钾废渣（主要成分

为MnCh、Fe2O3.AI2O3、SiO”和黄铁矿住要成分为FeS?）制备LiMmO4的工艺流程如下:

H2sol（1）也。2溶液

高镒酸溶液（2）氨水Li£Q,、空气

钾废渔

LiMnOj

黄铁矿2

滤渣1滤渣2

已知：酸浸液主要含有Md；Fc2\Fc3-Al”等金属阳国子。

（1）保持温度、浸取时间不变，能提高镒元素浸出率的措施有

（2）除杂。加入比。2的作用为

（3）热解。在真空中加热分解MnSQiHO,测得固体的质量随温度变化如图所示。真空热解MnSCUHO制

备MmCh,需控制的温度为大于℃,原因为,.（写出计

算推理过程）。

5

三

一

X

耳

烬

人

处

三

有

曝

答案⑴适当增加硫酸浓度，将固体原料粉碎，力口快搅拌速率（任答一条即可，其他合理答案也可）（2）氧

化剂，将Fc?+氧化为Fe3+

(3)10003MnSO4H2。〜MmCh,f黠爵%00%电端搐竽400*4.83%,所

以需控制温度大于1000℃

4.（8分）（2024•辽宁省名校联盟高三联考）草酸钻可用于指示剂和催化剂的制氤用含钻废料（主要成分为Co,

含有一定量的NiO、AI2O3、Fe、SiCh等）制备草酸钻晶体（COC2O42H2O）的流程如下：

H2sO,H2O2.COORH

跳T粉碎〕~~一岫更卜一（浸用砌一一虑液〕

（NHjCaO,滤渣I滤渣口有机溶剂

I,、

操作①1T水■京｝-->｛草酸—晶体|

Y溶有NiR?的有机国

已知：①草酸钻晶体难溶于水。

②RH为有机物（难电离），M”-代表金属离子，M"+〃RH=MR,+〃H-。

③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物Fe(OH)Fe(OH)2A1(OH)3Ni(OH)2

3CO(OH)2

开始

2.77.67.64.07.5

沉淀

完全

3.79.69.25.28.0

沉淀

④滤液中Co元素以C02♦形式存在,

（1）为提高浸出速率，除将含钻废料粉碎外，还可采取的措施有

（写出两条）。

（2）加入氧化钻调节溶液的pH,调节的pH范围是。

⑶可否考虑先将Co?-转化为CoCO3,再利用反应CoCO3（s）+C20i-（aq）-CoC2C）4（s）+CO歹（aq）将CoCO3转

化为C0C2CU：（填“能”或“不能”），说明理由：0

[Ksp（CoCO3）=L5xlO/3,/csp（CoC2O4）=6.0x10力

答案（1）适当提高酸浸温度、适当增加硫酸浓度等（答案合理即可）（2）5.2gpH<7.5

⑶不能该反应的平衡常数Q2.5X10,转化程度小，不能实现转化

解析（2）加入氧化钻，发生COO+2H+=CO2++HQ,根据阳离子以氢氧化物形式沉源时溶液的pH可知，

调节溶液的pH为5.2WpH<7.5,使Fe?•和AW完全转化为沉淀Fe（OH）a、Al（OH）.b同时不能影响到镇和钻。

⑶CoC03（s）+C20/（aq）-CoCzCh⑸+C01（aq）白郅衡常数

K喘祟-黑道:焉?「黑意）个：%-Z5x1OS转化程度小，不能实现该转化。

）C（C204）,C（C0《T）ASp（CoC2O4jO.0X1U°

5.（9分）（2024•山东潍坊联考）杷催化剂（主要成分为Pd、3AI2O3,还含少量铁、铜等）是石油化工中催化加氢

和催化氧化等反应的重要催化剂。一种从废把催化剂中回收海绵把的工艺流程如下：

甲酸也。21盐酸

废把催化剂<禄回一浸出液（含H2PdQj

CX-AI2O3

RCIdmol-L^HCIlONH.^HrH.O

.②Hei二

离子交换『怅殖砸海绵把

It

流出液滤液

已知：①把催化剂在使用过程中Pd易被氧化为难溶于酸的PdO而失活；氏PdClq是一种二元强酸；②常温

下，（p[Fe（OHH=lxIO*,Ksp[Cu（OH）2]="10-20。

⑴“还原I”过程中加入甲酸的主要目的是还原（填化学式）。

⑵“酸浸”过程中温度、固液比对浸取率的影响如图，则“酸浸”的最佳条件为

温度/七固液比

(3)“离子交换”过程可简单表示为PdC。一+2RC11R2Pde14+2C1-,流出液通入NH；调节pH后过滤，滤

液经一系列操作可以得到CuCLZLO。假设流出液中各金属离子的浓度均为0.01rnol-L),常温下需调节

pH的范围是o

答案⑴PdO(2)温度80匕固液比4：1⑶把pH<5

解析