2026年高考化学二轮复习（全国）微专题02V、Cr、Mn、Co等过渡金属化合物的制备流程（专练）（解析版）

微专题02“V、Cr、Mn、Co”等过渡金属及化合物的制备流程

情境突破练压轴提速练

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：焦亚硫酸钠常用作食品抗氧化剂；的化学性质与类似。

Na2S2O5CrOH3AlOH3

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H2C2O4aqFeaqFeC2O4s2H的平衡常数K=(写表达式)。

(6)“调pH”中，pH8.0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

c2H+

(5)2+

cH2C2O4cFe

会溶解在过量的碱溶液中

(6)CrOH3

(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

焙烧焙烧

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CaSO4外，还有

2-3+2+2-+

H2SiO3(或H4SiO4)，滤液中加入焦亚硫酸钠Na2S2O5，发生S2O5+4Fe+3H2O=4Fe+2SO4+6H反应，

将3+还原为2+，加入草酸，将2+除去，加入调节值，得到沉淀，煅烧得

FeFeFeNaOHpHCrOH3CrOH3

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

焙烧

2Cr2O3+4Na2CO3+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；

c2H+

（）对于反应2，平衡常数的表达式为，因

5H2C2O4aqFeaqFeC2O4s2HK2+

cH2C2O4cFe

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；

（）已知的化学性质与类似，是两性氢氧化物，能与强碱反应，当时，

6CrOH3AlOH3AlOH3pH>8.0

会与反应生成可溶性的物质（类似与反应），导致铬的沉淀率减小；

CrOH3NaOHAlOH3NaOH

252

（7）首先计算80kg纯度为95%的CrO中Cr元素的质量：m(Cr)80kg95%（CrO的相对分子

2315223

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%，

252

25280kg95%

则有x(120%)80kg95%，解得152，计算可得矿渣中Cr的质量分

152x65kg

0.8

65kg

数为100%65.0%。

100kg

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多钒酸铵在为至条件下溶解度极低，在强酸性条件下会溶解。

NH42V6O16pH26(pH<2)

+

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cCrO4=0.02molL，为回收滤液中的Cr，将其转化为Cr，以Cr(OH)3形

-5-1-31

式沉淀完全(浓度110molL)，应控制pH至少为。{已知：常温下，KspCr(OH)3=6.410，

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。

【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

FeO

【分析】钒渣与氧气以及NaOH、Na2CO3一起焙烧，FeO被氧气氧化为23，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NaAl(OH)4，Cr2O3被氧

FeO

气氧化，与碱反应生成Na2CrO4；加水溶解后，23不溶于水，成为滤渣1，其他物质变为相应的离子；

加入调节，与反应生成，并且因为为至条件下溶解度极低，

NH4ClpHNaVO3NH4ClNH42V6O16pH26

导致析出，变为跟随析出，其余物质（、）留在滤液中；

NH42V6O16Na2SiO3H2SiO3NaAl(OH)4Na2CrO4

2-2+

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

32

Ar3d4s，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+-5-1

（4）要使Cr以Cr(OH)3形式沉淀完全(浓度110molL)，根据

3+3--313--31-5-26-13

KspCr(OH)3cCrcOH=6.410可得cOH6.410/10=6.410molL，

-14

110

cOH-36.410-26=4.010-9molL-1，则c(H)=2.510-6mol/L，pH≥5.6；

410-9mol/L

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中

2-2-

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的计量数之比

2-+2+2-

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

+2

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VO

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VO2+的形

+

式存在，防止生成VO2。

3．新角度【结合二次电池添加剂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Co2O3SiO2FeOFe2O3MnO2)制备二次电池添加剂Co(OH)2的流程如

下：

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

15

ii．25℃时，KspCo(OH)26.010。

2

iii．Co2(aq)6NH(aq)CoNH(aq)的平衡常数5。

336K1.010

回答下列问题：

、

(1)“酸浸”中Co2O3与H2SO4H2O2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。

2+

(4)CoSOCoNHβ-Co(OH)过程中：

4362

2+

①“沉钴”中，CoNHβ-Co(OH)的离子方程式为，该反应的平衡常数K(保留2

362

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Co2O3H2O22H2SO42CoSO4O23H2O

2

(2)SO4

2

(3)SiO2Fe(OH)3除去Mn

2+

CoNH(aq)+2OH-(aq)β-Co(OH)(s)+6NH(aq)9加入氨水后形成的

(4)36231.710

2

CoNH再加入热NaOH溶液“沉钴”时可缓释2，有利于形成Co(OH)温度高有利于减少

36Co2

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)3，滤

2+

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

2+

碱溶得到CoNH，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；

36

、2+

【解析】（1）“酸浸”中Co2O3与H2SO4H2O2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

Co2O3H2O22H2SO42CoSO4O23H2O；

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；

2+

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

362

2+Δ

CoNHaq+2OH-aqβ-Co(OH)s+6NHaq，该反应的平衡常数

3623

662+

cNH3cNH3cCo

K==119

2+2+==1.710。

cCoNHc2OH-cCoNHcCo2+c2OH-1.01056.01015

3636

②沉淀过快无法形成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：

2

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

236

2

加入热NaOH溶液“沉钴”时可缓释Co，有利于形成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。

建议用时：75min

1．（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CaOFe3O4Al2O3)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Mn2HCO3MnCO3CO2H2O

【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+3+

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Fe，

+3+3+2+

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Ca转化为CaF2

2+

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；B．“氧

3+

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沉淀，发生反应的

2

离子方程式为：Mn2HCO3MnCO3CO2H2O，D正确；答案选B。

2．（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：是以酸性为主的两性化合物，偏钒酸铵与偏钒酸钙均难溶于水，在弱碱

V2O5(NH4VO3)[CaVO32]

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

【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、

、等；加碳酸钠把、转化为碳酸钙和、，过

CaVO32CaAlO22CaVO32CaAlO22NaVO3Na[Al(OH)4]

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+NaVO3RN(CH3)3VO3+NaCl，

加洗脱液NaCl洗脱，RN(CH3)3Cl+NaVO3RN(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+NaVO3RN(CH3)3VO3+NaCl，增大NaCl浓度，RN(CH3)3Cl+NaVO3RN(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。

3．（24-25高三上·辽宁·期末）用废催化剂(V2O5WO3/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V2O5WO3/TiO2催化剂并制备NH4VO3的过程可为：废催化剂主要成分为V2O5WO3/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)⇋NH4(aq)+VO3aq平衡，加入NH4Cl增大了NH4的浓

度，有利于平衡向左移动析出沉淀，D正确；答案选C。

4．（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。

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

．除杂时存在反应：2

B“”2AlO2CO23H2O2AlOH3CO3

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

灼烧

【解析】A．煅烧时Al2O3与Na2CO3发生反应，方程式为：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+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：

，错误；．重铬酸根离子会氧化氯离子，不能用盐酸酸化，错误；

AlO2CO22H2OAlOH3HCO3BC

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。

5．（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。

6.（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

【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转变

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

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沉淀的

2+3+

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—O—）

2+3+3+

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

2+2+

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Co、Fe，而H2O2

2+2+2+

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，所以沉钴时的离子方程

2+2--2-

式为2Co+S2O8+6OH=2Co(OH)3↓+2SO4，D错误；故选D。

7.（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。

22

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

高温

A．“焙烧”时FeS发生反应的化学方程式为4FeS7O22Fe2O34SO2

B．“焙烧”时SiO2不参与反应

22

C．“酸浸”时发生反应为2CrO42HCr2O7H2O

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，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

22

错误；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

+2222

加入H使溶液呈酸性，CrO4转化为Cr2O7，反应为2CrO42HCr2O7H2O，C正确；D．工业用

高温

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。

8.（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

．酸浸时，FeO发生反应的离子方程式为2

A“”23Fe2O36H3SO4Fe2SO433H2O

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

【答案】D

2+2+3+2+

【分析】菱锰矿加硫酸溶解，溶液中存在Mn、Fe、Fe、Ca，滤渣1为硫酸钙和SiO2；加高锰酸钾将

2+3+3+

Fe氧化成Fe；加氧化钙调节pH，将Fe转化为氢氧化铁；加入MnF2生成CaF2沉淀除去钙离子；加入

2+

K2S2O8将Mn氧化成MnO2；MnO2与碳酸锂反应，生成目标产物，据此分析作答。

+3+3

【解析】A．“酸浸”时，Fe2O3与H反应生成Fe和H2O，离子方程式为Fe2O36H2Fe3H2O，A项

错误；B．由分析可知，滤渣1为硫酸钙和SiO2，滤渣2为硫酸钙和Fe(OH)3，滤渣3为CaF2，B项错误；

2+22+

C．制备MnO2时，K2S2O8为氧化剂，Mn为还原剂，S2O8中过氧键中氧原子从-1价得电子生成-2价，Mn

-

失2e生成MnO2，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1，C项错误；D．锂化时MnO2与Li2CO3反应生成

LiMn2O4，锰原子得电子，则氧原子失电子生成O2，碳的化合价不变生成CO2，则气体1为CO2和O2混合

气体，D项正确；答案选D。

9.（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)2Mg(CrO2)2Al2O3SiO2。

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。

(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)。

已知滤渣为和，作用为。

(5)ⅡFeOH3CrOH3FeCO5

【答案】(1)增大反应物接触面积，提高化学反应速率和原料利用率

400500℃

2MgCr2O48KOH3O22MgO4K2CrO44H2O

FeO，

(2)23AlOH3

(3)增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行2K2CrO42CO2H2OK2Cr2O72KHCO3

(4)浸取

作还原剂，将滤液中剩余的还原为，自身转化为，提高原料利用率

(5)IK2CrO4CrOH3FeOH3

、、、

【分析】铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2Mg(CrO2)2Al2O3SiO2，与过量KOH在空气中煅烧，生成K2CrO4、

FeO、，、

23、MgO、KAlO2、K2SiO3；加入KHCO3-K2CO3/CO2浸取，生成Al(OH)3H2SiO3Fe2O3MgO不反

、、、

应，故滤渣Ⅰ为：Al(OH)3H2SiO3Fe2O3MgO，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出K2CrO4固体，滤

液Ⅰ中含有K2CrO4；将K2CrO4加水溶解，并通入过量CO2酸化，将K2CrO4转化为K2Cr2O7，同时副产物

生成，将与分离，滤液的主要溶质为；做还原剂，将滤液中剩

KHCO3K2Cr2O7KHCO3ⅡKHCO3FeCO5Ⅰ

余的还原为，自身转化为进入滤渣，进一步处理得，循环使用，据

K2CrO4CrOH3FeOH3ⅡKOHK2CO3

此分析；

【解析】（1）煅烧时气体与矿料逆流而行，目的是增大反应物接触面积，提高化学反应速率和原料利用率；

煅烧工序中3反应生成6，化合价升高作还原剂，故空气中的氧气需参与反应，反应的方程

MgCr2O4K2CrO4

400500℃

式为2MgCr2O48KOH3O22MgO4K2CrO44H2O。

（）根据分析滤渣的主要成分除，外，还含有FeO，。

2IH2SiO3MgO23AlOH3

（3）压强越大气体的溶解度越大，故酸化工序需加压的原因是增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行；

22

酸化的目的是利用酸性将在碱中存在的CrO4转化为在酸性存在的Cr2O7，可用方程式

2K2CrO42CO2H2OK2Cr2O72KHCO3表示。

（4）滤液Ⅱ的主要溶质为KHCO3，可返回“浸取”工序中循环使用。

（）滤渣为和，作用为作还原剂，将滤液中剩余的还原为，

5ⅡFeOH3CrOH3FeCO5IK2CrO4CrOH3

自身转化为，提高原料利用率。

FeOH3

9.（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：

实验室制备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

(1)FeOH3“”

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Na2S2O3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。

【答案】(1)饱和FeCl3溶液烧杯、漏斗、玻璃棒

(2)V2O5H2SO4VO22SO4H2O

(3)还原“沉铬”过程中Mn2被氧化生成的固体物质，使之生成Mn2溶解除去

2

(4)MnH2O22OHMnO22H2O

高温

(5)2AlCr2O3Al2O32Cr放热

3

【分析】分析本工艺流程图可知，钒铬锰矿渣(主要成分为V2O5、Cr2O3、MnO)加入硫酸得到含VO2、Cr、

Mn2的溶液，“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质，滤液中主要含有Cr3和Mn2，加入

3

NaOH“沉铬”后，Cr转化为Cr(OH)3沉淀(滤渣A)，滤液B中主要含有MnSO4，向滤渣A中加入Na2S2O3的

目的主要是防止pH较大时，二价锰[Mn(II)]被空气中的氧气氧化，进一步分离混在Cr(OH)3中的MnO2，使

MnO2还原为MnSO4，过滤后滤液与滤液B合并，滤渣为Cr(OH)3，煅烧后生成Cr2O3，Cr2O3通过热还原

方法得到Cr，含MnSO4滤液中加入H2O2/NaOH溶液得到MnO2，MnO2通过热还原得到Mn，据此分析解

题。

【解析】（）向沸水中加入溶液制备胶体，故实验室制备胶体常使用的化学试剂

1FeCl3FeOH3FeOH3

为蒸馏水、FeCl3溶液；“沉钒”后分离的操作为过滤，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。

（）与过量硫酸反应生成和水，反应的化学方程式为。

2V2O5VO22SO4V2O5H2SO4VO22SO4H2O

2

（3）据分析，“提纯”过程中Na2S2O3溶液(还原剂)的作用为还原“沉铬”过程中Mn被氧化生成的固体物质，

使之生成Mn2溶解除去。

（4）据分析，“转化”过程为MnSO4在碱性条件与H2O2反应生成MnO2，离子方程式为

2

MnH2O22OHMnO22H2O。

高温

（5）金属Al与Cr2O3高温下在反应生成Cr和Al2O3，化学方程式为2AlCr2O3Al2O32Cr，该反应

为放热反应。

LiCoO

11.（2025·江西·二模）钴的化合物用途广泛，如2作锂电池的正极材料。利用原钴矿(Co2O3，含

、LiCoO

Cr2O3NiS等不溶于水的杂质)制备2的工艺流程如下：

22

已知：①在含一定量Cl的溶液中：Co4ClCoCl4；

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。

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。

步骤用足