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文档简介
清单04工艺流程题解题策略及答题规范
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工艺流程题的分析模型
技法02工艺流程题的解题策略
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语言描述的规范表达
类型02工艺流程的分析方法
第四部分分级实战分级强化训练,实现能力跃迁
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知
识步步设问,是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等
相融合,考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流
程图分析原理,紧扣信息,抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性,是高考化学命
题的常考题型。
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工艺流程题的分析模型
1.主线法分析
(1)流程图一般三大部分:原料预处理、转化与分离阶段、获取最终产物阶段。
(2)流程中要分析“进”、“出”物质和仍然留在溶液中的离子等(否则可能漏掉副产品或干扰离子)。
(3)一般默认进入的物质过量,确保每一步目标元素利用率或转化率最高,产品产率最高,损失最小。
当然在某些特殊情况下要控制用量。
2.四线法分析
试剂线:分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物的转化等。
操作线:分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。
杂质线:分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等。
产品线:工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法,
实质是目标元素及其化合物的转化。
技法02工艺流程题的解题策略
1.审读试题三步骤
(1)读题干——明确原料成分和生产目的。
(2)读流程——分析明确流程转化原理和目的。
(3)读设问——明确所答问题,答什么。
2.破题关键
(1)看原料:明确化工生产或化学实验所需的材料。
(2)看目的:把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词,确定化工生产或化学实验的目的。
(3)看箭头:进入的是投料(即反应物);出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(4)看三线:主线主产品;分支副产品;回头为循环。
(5)找信息:明确反应条件的控制和分离提纯方法。
(6)关注所加物质的可能作用:参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。
3.破题方法
(1)首尾分析法:对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图中
第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原
料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。
(2)分段分析法:对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题,用分
段分析法更容易找到解题的切入点。
(3)交叉分析法:有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部
分其他原材料生产所需的主流产品,这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化
合物的制取原理划分成几条生产流水线,然后上下交叉分析。
技法03工艺流程题的答题规范
1.沉淀的洗涤操作
(1)答题模板:沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复实验2~3次
(2)实例:在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时,可以在混合物中加入过量BaCl2溶
2-
液,沉淀SO4,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量,试问:怎样洗涤沉淀?
沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复实验2~3次
2.证明沉淀完全的操作
(1)答题模板:静置,取少量上层清液于试管中,加入××试剂(沉淀剂),若没有××沉淀产生,则证明××
沉淀完全
(2)实例:在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时,可以在混合物中加入过量BaCl2溶
2-2-
液,沉淀SO4,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量,试问:怎样判断SO4是否沉淀完全?
2-
静置,取上层清液少许于试管中,继续加入BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则证明SO4沉淀完全
3.增大原料浸出率的措施
搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面积
4.蒸发结晶的操作
(1)从NaCl溶液中获取NaCl固体
方法:蒸发结晶
①具体操作:加热蒸发,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干
②(2)NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液
方法:蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥
①具体操作:若将混合溶液加热蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl,母液中是KNO3和少量NaCl,
这样就②可以分离出大部分NaCl
(3)冷却结晶的操作:KNO3溶液中混有少量的NaCl溶液
方法:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
①具体操作:若将混合溶液加热蒸发后再降温,则析出的固体主要是KNO3,母液中是NaCl和少量
KNO②3,这样就可以分离出大部分KNO3
5.“目的或原因”类
目的或原因思考方向
若滤渣是所需的物质,洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质,得到
更纯净的沉淀物
沉淀(晶体)洗涤的目的
若滤液是所需的物质,洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣,把有用的
物质如目标产物尽可能洗出来
沉淀(晶体)冰水洗涤的目的既能洗去晶体表面的杂质离子,且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗
沉淀(晶体)用有机溶剂(酒既能洗去晶体表面的杂质离子,且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损
精、丙酮等)洗涤的目的耗,此外又利用有机溶剂的挥发性,除去固体表面的水分,产品易干燥
防止××离子水解;防止××离子沉淀;确保××离子沉淀完全;防止××溶
控制溶液pH的目的
解等
温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如
温度不高于××℃的原因浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如
AlCl3等)
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行,加
蒸发、反应时的气体氛围
热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)
加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方
加热的目的
向)移动
减小压强,使液体沸点降低,防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、
减压蒸馏(减压蒸发)的原因
NH4HCO3等)
减压过滤的目的加快过滤速度
减压烘干的目的降低产品的烘干温度,防止产品分解
减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、
减压蒸发的原因
NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)
防止过滤一种晶体或杂质的过程中,因降温而析出另一种晶体
要滤渣(产品):防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶解
趁热过滤的目的①损耗。如:NaCl(KNO3)
要滤液(产品):防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损
②耗。(除去溶解度小或难溶的杂质)
类型01语言描述的规范表达
母题精讲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
2+、2+、+
MnMgNH4的硫酸盐)的工艺流程如下。
(4)“沉镁I”中,当pH为8.0~10.2时,生成碱式碳酸镁xMgCO3yMg(OH)2zH2O,煅烧得到疏松的轻质MgO。
pH过大时,不能得到轻质MgO的原因是。
思维解析【答案】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MgO
【解析】xMgCO3yMg(OH)2zH2O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MgO;
变式应用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Fe、Rh(铑)、Pt,含有
少量SiO2]中尽可能回收铑的工艺流程如下:
(6)“酸溶3”的目的是。
2.(2025·云南卷)从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、Fe2O3、MnO2、CuO、SiO2等)中提取Au、Ag,并回
收其它有价金属的一种工艺如下:
(4)“沉铜”前,“滤液1”多次循环的目的为。
类型02工艺流程的分析方法
母题精讲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、PbSO4、
FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
2
已知:“氧化浸出”时,PbSO不发生变化,ZnS转变为ZnNH;
434
K①PbOH1014.8;
sp2
②酒石酸记作结构简式为。
(H2A)HOOCCHOH2COOH
③2
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根S2O8转变为(填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时,浸出率随温度升高先增大后减小的原因为。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为。
(5)滤渣2中的金属元素为(填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤,PbSO4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)。
(7)290℃“真空热解”生成2种气态氧化物,该反应的化学方程式为。
2-
思维解析【答案】(2)SO4
(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
2+2+
(4)Zn+[Cu(NH3)4]=[Zn(NH3)4]+Cu
(5)Fe
-2---2-
(6)pH值升高,OH浓度增大,平衡A+H2OHA+OH逆向移动,A离子浓度增大,平衡
2-2-
PbSO4(s)+APbA+SO4正向移动,PbA产率增大Pb(OH)2
290℃
========2
(7)Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)真空热解Pb+4CO↑+2HO↑
【第一步粗读题干】本工艺的目的是回收废渣(含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
【第二步分析流程】
【第三步解答设问】
2-
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根作氧化剂,过二硫酸根转变为SO4;
(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;
2+2+2+
(4)加入Zn发生置换反应,从[Cu(NH3)4]置换出Cu单质,离子方程式为:Zn+[Cu(NH3)4]=[Zn(NH3)4]+Cu;
(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;
2-2-2---
(6)“浸铅”步骤发生PbSO4(s)+APbA+SO4,Na2A溶液中存在A+H2OHA+OH,pH值升高,
-2---2-2-2-
OH浓度增大,平衡A+H2OHA+OH逆向移动,A离子浓度增大,平衡PbSO4(s)+APbA+SO4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;
(7)290℃“真空热解”PbA即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb单质和2种气态氧化物为CO和H2O,
290℃
反应的化学方程式为:========2。
Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)真空热解Pb+4CO↑+2HO↑
变式应用1.(2025·江苏卷)ZnS可用于制备光学材料和回收砷。
(1)制备ZnS。由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉CdS等]制备ZnS的过程如下:
2427713
已知:Ksp(ZnS)1.610,Ksp(CdS)8.010,Ka1H2S1.010,Ka2H2S1.210。当离子浓
度小于1.0105molL1时,认为离子沉淀完全。
2
酸浸时通入O2可提高Zn浸出率的原因是。
、12
①通入H2S除镉。通过计算判断当溶液pH0cH2S0.01molL时,Cd是否沉淀完全(写
②出计算过程)。
沉锌前调节溶液的pH至4~5,加入的氧化物为(填化学式)。
Ⅲ
(3)回③收砷。用ZnS去除酸性废液中的三价砷[As()],并回收生成的As2S3沉淀。
Ⅲ
已知:溶液中As()主要以弱酸H3AsO3形式存在,As2S36H2O2H3AsO33H2S。
60℃时,按n(S):n(As)7:1向酸性废液中加入ZnS,砷回收率随反应时间的变化如图乙所示。
写出ZnS与H3AsO3反应生成As2S3的离子方程式:。
①反应4h后,砷回收率下降的原因有。
2.(②2025·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:
(1)真空焙烧时生成的主要产物为Al2Se3,其中Se的化合价为,Al元素基态原子的电子排布式
为。
(2)氢化过程没有发生化合价的变化,Al元素转化为Al2O3·xH2O,则反应的化学方程式为。
(3)热解反应:H2SegSegH2gΔH0。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)Se的含量可根据行业标准YS/T226.12-2009进行测定,测定过程中Se的化合价变化如下:
称取粗硒样品0.1000g,经过程将其溶解转化为弱酸H2SeO3,并消除测定过程中的干扰。在酸性介
-1
质中,先加入0.1000mol·LNa2①S2O3标准溶液40.00mL,在加入少量KI和淀粉溶液,继续用Na2S2O3
标准溶液滴定至蓝色消失为终点(原理为I22Na2S2O32NaINa2S4O6),又消耗8.00mL。过程中
Se(IV)与Na2S2O3反应的物质的量之比为1:4,且反应最快。过程的离子方程式为。该②样品
中Se的质量分数为。③
巩固提升
、、、
1.(2025·安徽卷)某含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4SiO2CaCO3SrCO3和MgCO3等,一种提取该废渣
中锶的流程如下图所示。
-6.46-9.97
已知25℃时,KspSrSO4=10,KspBaSO4=10
回答下列问题:
(1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基态原子价电子排布式为。
(2)“浸出液”中主要的金属离子有Sr2+、(填离子符号)。
(3)“盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为;25℃时,向0.01molSrSO4粉末中加入
2
-1溶液,充分反应后,理论上溶液中2+2--1忽略溶
100mL0.11molLBaCl2cSrcSO4=molL(
液体积的变化)。
(4)其他条件相同时,盐浸2h,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SrSO4、(填化学式)。
(6)将窝穴体a(结构如图2所示)与K+形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的Sr2+,原因是。
(7)由SrCl26H2O制备无水SrCl2的最优方法是(填标号)。
a.加热脱水b.在HCl气流中加热c.常温加压d.加热加压
2.(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。
已知:多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Cu(OH)2Ni(OH)2
39332016
Ksp298K2.8101.3102.2105.510
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有(写一条)。
(2)“高压加热”时,生成Fe2O3的离子方程式为:。
高压
___O___HO___FeO______H
2223
(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cCu20.022mol/L,
cNi20.042mol/L。
(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Ni2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)“700℃加热”步骤中,混合气体中仅加少量H2,但借助工业合成氨的逆反应,可使Fe不断生成。该步
①骤发生反应的化学方程式为和。
FeO
“电解”时,23颗粒分散于溶液中,以Fe片、石墨棒为电极,在答.题.卡.虚.线.框.中,画出电解池示
②意图并做相应标注。
与传统高炉炼铁工艺相比,上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是
③(写一条)。
3.(2025·贵州卷)某铜浮渣主要成分为Pb、PbS、CuS、SnS,分离和回收铅、锡、铜的工艺流程如图。
2
已知:
部分物质的密度如表:
①物质PbPbSCuSSnS
2
密度/gcm11.37.55.65.2
−3
PbCl在冷⋅水中溶解度很小,但易溶于热水;PbClClPbCl。
−2−
224
②25℃时,spFeOH,+。2=
−39−1.5
③回答下列问题�:3=2.8×1010≈0.03
(1)“分选”得到粗Pb的原因是。
(2)“浸出”时按一定比例加入FeCl和盐酸的混合溶液,控制温度为80℃,其中CuS、SnS被氧化为CuCl和
SnCl,则CuS被氧化的离子3方程式为;“浸出”时分离S的操作为2。2
(3)25℃时4,PbCl在2不同浓度HCl溶液中的溶解度曲线如图,当HClmolL时,PbCl溶解度最小的
−1
2�=1⋅2
原因是。
(4)25℃时,“调pH”控制pH,则生成SnOHO的化学方程式为,此时溶液中Fe的最
3+
大值约为mol=L1.。52⋅�2�
−1
(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。
4.(2025·福建卷)从炼油厂焙烧炭渣(主要含炭、MoO3和V2O5,以及少量NiO、CaO)中提取钼的工艺流
程如下:
已知:VOSO4和(MoO)2SO43均易溶于水;草酸(H2C2O4)在水中溶解度见下表。
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+。100℃下各元素浸出率与草酸浓度的关系如图。
最佳草酸浓度为molL-1。
2+
①VO中钒的价电子排布式为⋅。
②生成(MoO)2C2O43的化学方程式为。
(2)“酸③转化”中加浓硫酸后,过滤前的操作为;“滤渣2”为(填名称)。
(3)“沉钼”中,HMT(结构如图)在溶液中转变为(HMT-H)+,一个(HMT-H)+有个可形成氢键的位点;
沉淀为MoO(OH)34(HMT-H)2SO4。
(4)“碱浸转化”中,MoO(OH)34(HMT-H)2SO4在碱作用下分解出MoO(OH)3,后者转化为CaMoO4的化学方程
式为;“滤液2”中可循环利用的物质为。
(5)关于该工艺流程,下列说法错.误.的是。(填标号)
a.“气体1”为COb.“滤渣1”主要含炭、NiO和CaC2O4
c.“滤液1”含H2C2O4d.CaMoO4粗产品含CaSO4
5.(2025·海南卷)有色金属冶炼厂炼铜窑炉的废耐火砖极具回收价值。某厂产生的废耐火砖中主要含MgO
AlO%、Cu12.0%,其资源化回收的一种工艺流程如图所示。⋅
2375.0
回答问题:
(1)“粉碎”的目的是。
(2)“加压氨浸”时铜转化为配位离子,该过程的化学反应方程式为。
(3)“碱熔”中产生的气体C为,滤渣E是(均填化学式)。E与(填物质名称)反应可生成用
于城市废水处理的AlOHCl。
(4)某批次试验,废砖投料20.0kg�,产6−出��CuO2.70kg,则Cu的回收率为。
(5)从绿色化学与环境保护的角度说明本工艺优点有、。
6.(2025·江西·高考真题)稀散金属镓(Ga,ⅢA族)是重要的战略资源。以棕刚玉烟尘(主要成分为SiO2、
KAlSi3O、Al2O3、Al2SiO5和少量Ga)为原料制备金属镓的工艺流程图如下:
8
回答下列问题:
(1)滤液1的pH为,依据Al(Ⅲ)和Si(Ⅳ)的分布系数图,铝元素在溶液中的主要存在形式为(填
化学式),SiO21与4.碱78反应的离子方程式为、。
(2)水热再生过程中,需要定量补充KAlOH4固体的目的是,以获得高纯度分子筛(KAlSiO41.5H2O)
材料。滤液2的pH(填“大于”或“小于”)滤液1的pH。⋅
(3)已知树脂片段的结构为。在吸附GaOH时,中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用
−
是。4
(4)操作X为。
(5)硅-钾化肥可改良土壤环境。依据其一有效组分的晶胞结构,推测该组分中钾离子能被植物吸收的原因
是。
7.(2025·全国卷·高考真题)我国的蛇纹石资源十分丰富,它的主要成分是Mg3Si2O5(OH)4,伴生有少量Ni、
Fe、Al等元素。利用蛇纹石转化与绿矾分解的耦合回收NiO并矿化固定二氧化碳的实验流程如图所示。
已知:
Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Ni(OH)2
1.32.85.65.5
K
sp10-3310-3910-1210-16
回答下列问题:××××
(1)绿矾(FeSO47H2O)在高温下分解,得到红棕色固体和气体产物,反应的化学方程式为。
-12+3+2+
(2)经“焙烧”“⋅水浸”,过滤分离后,滤液中金属离子的浓度(molL)分别为:Ni0.005、Fe0.150、Mg0.430、
3+
Al0.0①10。滤渣的主要成分是、。⋅
3+-1
(3)加入NaOH“调pH①=6”,过滤后,滤渣是、,滤液中Al的浓度为molL。
(5)调节“沉镍”后的溶液为碱性,“矿化”反②应的离子方程式为。⋅
(6)1.0kg蛇纹石“矿化”固定CO2,得到0.466kgMg5CO34(OH)24H2O,相当于固定CO2L(标准状况)。
⋅
8.(2025·云南卷)从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、Fe2O3、MnO2、CuO、SiO2等)中提取Au、Ag,并回
收其它有价金属的一种工艺如下:
已知:金-银矿中Cu、Mn元素的含量分别为0.19%、2.35%。
①时,的K为13。
25℃MnOH2sp1.910
回②答下列问题:
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为。
(2)“还原酸浸”时,MnO2反应的离子方程式为。
(3)“浸金银”时,Au溶解涉及的主要反应如下:
235
Au5SO2CuNHAuSOCuSO4NH
23342322333
①52
4CuSO16NHO2HO4CuNH4OH12SO2
2333223423
上②述过程中的催化剂为。
(4)“沉铜”前,“滤液1”多次循环的目的为。
3、2、
(5)根据“还原酸浸”“氧化”,推断FeCuMnO2的氧化性由强到弱的顺序为。
沉铁后,调节滤液的至,无析出,则21。
(6)25℃“”“4”pH8.0MnOH2cMnmolL
9.(2025·北京卷)铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。
(1)十九世纪,铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。
铅酸电池工作原理:放电
PbO2+Pb+2H2SO4充电2PbSO4+2H2O
充电时,阴极发生的电极反应为。
①放电时,产生a库仑电量,消耗H2SO4的物质的量为mol。已知:转移1mol电子所产生的电
②量为96500库仑。
2-
35%~40%H2SO4作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力,SO4参与电极反应并有利于保持
2-2-2-
③电压稳定。该体系中SO4不氧化Pb,SO4氧化性弱与其结构有关,SO4的空间结构是。
铅酸电池储存过程中,存在化学能的缓慢消耗:PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极氧
④化。O2氧化Pb发生反应的化学方程式为。
(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。
2+
将PbSO4等物质转化为Pb的过程中,步骤I加入NaOH溶液的目的是。
①步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是。
(3)铅②酸电池使用过程中,负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4,导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、
多孔碳等碳材料,可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有(填序号)。
a.增强负极导电性
b.增大负极材料比表面积,利于生成小颗粒PbSO4
c.碳材料作还原剂,使PbO2被还原
冲刺突破
10.(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LiNiCoMnO和少量的铝箔,直
接丢弃易造成资源浪费和环境污染,现从废旧三元锂电池正极材料中回收�锂�镍钴�,2再合成前驱体并重
新制备正极材料。实现了废旧三元锂电池正极材料的高附加值闭环回收与利用,其工艺流程如图所示。
回答下列问题:
已知:
硫脲[CSNH]受热分解产生NH、CS等。
①尿素水解的化2学2方程式:CONH3H2ONHCO。
(1)废②旧电池碱浸前的预处理过程包含放电2、2+拆解2破=碎2、筛3选+分选2。其中“拆解破碎”的目的是。
(2)碱浸过程中发生反应的离子方程式为。
(3)硫脲在加热过程中会产生CS,与废旧三元锂电池正极材料中LiNiCoMnO发生一系列反应转化为低价
金属硫化物NiS、CoS、2MnS、LiS,写出MnO与CS发生反�应的�化�学2方程式:。
(4)探究不同条件下3焙2烧产物9L8i、Ni、Co、2Mn的浸出率2,实验2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。
(6)“共沉淀”时,利用尿素水解产物制备NiMnCoCO,该反应的离子方程式为。
11.(2026·辽宁沈阳·一模)银铜精矿(含铅0.8、铁0.1、砷0.、1硫3等杂质元素)高效分离的一种新工艺流程如下:
已知:spPbSO,spPbCO
−5−14
回答下列�问题:4=1.6×10�3=3.2×10
(1)写出“酸浸1”CuS与混酸稀溶液反应离子方程式。
(2)滤渣1主要成分为Ag、、(填化学式)。
(3)“沉淀转化”反应的平衡常数K的值为。
(4)“焙烧脱硫”、“沉淀转化”均可提高银浸取率,下列说法中错误的是。
A.“焙烧脱硫”会产生污染气体,可用碱溶液吸收
B.单质硫颗粒覆盖在银矿物表面影响银的浸出
C.“沉淀转化”和“酸浸2”两步可调换顺序
(5)“沉铁砷”过程产生沉淀可能为:a.FeAsO4沉淀;b.氢氧化铁胶体吸附含As粒子得到絮凝沉淀,对低
温干燥后的沉淀物质进行红外光谱分析,由图可知(填“a”或“b”)符合光谱分析结果。
(6)写出“还原”步骤化学反应方程式。
12.(2026高三·全国·专题练习)从废旧CPU中回收Au、Ag、Cu的部分流程如下:
已知:当某离子的浓度低于 molL时,可忽略该离子的存在;
−5−1
AgC①lsClaqAgCl1.0a×q10⋅;
−−−5
②HAuCl+HA⇌uCl。2�=2.0×10
+−
③回答下列问4=题:+4
(1)为加快废旧CPU酸溶速率,可采取的措施为。(任写一条)
(2)写出“酸溶”时Cu单质生成Cu的离子反应方程式。
2+
(3)向“过滤”所得滤液中加入一定量的NaCl可以生成AgCl沉淀而使Cu和Ag分离,防止AgCl进一步溶解,
2++
Cl浓度不能超过molL。
−−1
(4)HAuCl中Au的化合价为⋅,写出“还原”步骤中的离子反应方程式。
(5)“溶金”过4程的NaCl促进了Au和HNO的反应,可知Au和AuCl在溶液中哪个更稳定。
3+−
(6)废气吸收。34
用NaClO溶液吸收工艺流程中的废气NO,酸性溶液中HClO将NO氧化为NO。其他条件
−
①相同,NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初Na始ClOpH的变化如图所示,NaClO溶液的初3始pH越小,
−
NO转化率越高。其原3因是。
用氢氧化钠吸收NO生成两种钠盐,其中一种为NaNO,另一种为(填化学式)。
②22
13.(2026·四川宜宾·一模)铬具有高硬度、耐腐蚀等优点,常用于生产不锈钢。某工厂以铬铁矿(含FeCrO、
FeO及少量AlO、SiO)为原料制备金属铬的工艺流程如下图。24
23232
已知:焙烧渣的主要成分是NaCrO、FeO、NaAlO、NaSiO;
AlO①在水溶液中易转化为A2lOH4。23223
−−
②回答下列2问题:4
(1)铬元素位于元素周期表第四周期第族。
(2)“焙烧”时,FeCrO发生反应的化学方程式是。
(3)“滤渣2”的主要成2分4是(填化学式)。
(4)“脱铝硅”时,控制pH为7~8,“沉淀剂”宜选用(填标号)。
A.稀硫酸B.NaOH溶液
(5)“还原”的目的是将CrO转化为三价铬,发生反应的离子方程式是。为了后续的过滤和洗涤
2−
能顺利进行,需要控4制还原产物呈(填“结晶态”或“胶体态”)。
(6)“电解”过程中,阴极产生大量气泡,导致溶液pH(填“升高”或“降低”),影响电解铬的质量。
为确保电解铬的质量,可向电解液中适时加入稀硫酸,原因是。
14.(2026·黑龙江大庆·二模)电池级Mn3O4作为制备锂离子电池的正极材料锰酸锂的前驱体,凭借其独特
的晶体结构和化学性能,在新能源电池中占据重要位置,以菱锰矿(主要成分是MnCO3,含有SiO2、
CaO、MgO以及Cu、Ni、Fe的化合物)为原料制备电池级Mn3O4的工艺流程如下。
已知:溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(molL)时的pH:
−5−1
①Fe�≤F1e.0×10⋅Mn
3+2+2+
开始沉淀的pH1.56.97.5
沉淀完全的pH2.88.410.1
“沉锰-再溶解”前后溶液中离子含量如下:
元素②MnMgCaNiCu
沉锰前浓度457.22.241.12
53
1.153×106.09×10
mg/L
再溶解后浓
91.52544.61.861.02
度mg/L
5
回答下列问1题.22:5×10
(1)“滤渣”的主要成分为(填化学式)。
(2)“除铁”步骤中,通入空气的主要作用是。
(3)“沉锰”时,锰元素主要以碳酸锰的形式沉出,写出反应的离子方程式。
(4)“除重金属”中,需用石灰调节pH为5.0,pH越小除杂效果越差的原因是。
(5)“除钙镁”中,若使Ca、Mg沉淀完全,溶液中F最小为molL。
2+2+−−1
[已知:spMgF、spCaF�(),,⋅。]
−11−11
(6)“氧化�”步(骤需控2)制=温5.2度0在×170℃左右�为(宜,2原)=因3是.45×10。5.2≈2.283.45≈1.86
(7)MnSO4·H2O受热分解可得到锰的氧化物。已知50.70gMnSO4·H2O样品受热分解过程的热重曲线(样品质
量随温度变化曲线)如下图所示。则870~1200℃范围内发生反应的化学方程式为。
15.(2026·安徽·一模)黑钨精矿中钨元素以(FeWO和MnWO)形式存在,其中还含有少量硅(SiO)、磷、
砷以及钼的化合物,工业上常用黑钨精矿冶炼金4属钨及其化4合物,其工艺流程如图:2
注:已知钨酸钙CaWO的溶度积常数为,而WO在pH=5的溶液中会完全沉淀。
−102−
请回答下列问题:45×104
(1)黑钨精矿在900℃的温度下烧结后会得到钨酸钠(NaWO)、磷酸氢钠以及砷酸氢钠等产物,则FeWO在
烧结时发生的化学方程式为;为了获2得黑钨4精矿需要对原矿经过粗选、浮选等措施的目4的
是。
(2)在滤液I中通过加入盐酸将溶液的pH调节至8~9,其目的是。
(3)用氯化镁和氯化铵可将滤液Ⅱ中的磷、砷元素转化为磷酸镁铵和砷酸镁铵而除去,则除去砷元素的离子方
程式为。
(4)加入LmolLCaCl溶液恰好可以将溶液中的WO完全转化为CaWO沉淀,过滤,向沉淀中加入
2−
1.00.25/244
500mL一定浓度的盐酸后发生反应CaWOHHWOCa,且溶液体积一直保持不变。则当
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