高考化学二轮复习水溶液中的离子平衡专项培优（四） 化学工艺流程题 课件(共91张PPT)

(共91张PPT)
1.(2024·新课标卷节选)钴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)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：
微点1　化工生产中物质转化条件的控制
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时的pH：
Pb
Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
回答下列问题：
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是_____________________________________
__________。
“滤渣1”中金属元素主要为______。
(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是________________________________
_____________________。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MnO2。
增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高
浸取效率
将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，以便在
后续调pH时除去Fe元素
K3[Fe(CN)6]溶液
Fe2+
2.(2024·北京卷节选)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。

(1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是________________________________________。
(2)(NH4)2SO4的作用是利用其分解产生的SO3使矿石中的铜元素转化为CuSO4。(NH4)2SO4发生热分解的化学方程式是__________________________________。
增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分
(3)矿石和过量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；400 ℃和500 ℃时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。
温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质
400 Fe2O3、CuSO4、CuFeS2
500 Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO
①温度低于425 ℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是______________
______________________________________________________________________
_______________。
②温度高于425 ℃，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是___________________________________________________________
______________________________________________________________________
____________。
随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故铜浸出率显著增加
温度低于425 ℃，
1.反应条件的控制
条件控制 目的
固体原料粉碎或研磨 减小颗粒直径，增大反应物的接触面积，增大浸取时的反应速率，提高浸取率
煅烧或灼烧 ①除去硫、碳单质；②使有机物转化或除去有机物；③高温下原料与空气中氧气反应；④除去热稳定性差的杂质等
酸浸 ①溶解，使其转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的；②去除氧化物(膜)
碱溶 ①除去金属表面的油污；②溶解铝、氧化铝等
条件控制 目的
加热 ①加快反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热反应方向移动；③除杂，除去热稳定性差的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质；④使沸点相对较低或易升华的原料变成气体；⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等
反应物用量或浓度 ①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某些金属元素的浸取率；②增大便宜、易得的反应物的浓度，提高其他物质的利用率，使反应充分进行；③增大反应物浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等
控温(常用水浴、冰浴或油浴) 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，使易挥发的物质挥发，使易分解的物质分解；煮沸：使气体逸出；促进水解，聚沉后利于过滤分离；④控制固体的溶解与结晶
条件控制 目的
加入氧化剂(或还原剂) ①转化为目标产物的价态；②除去杂质离子[如把Fe2+氧化成Fe3+，而后调溶液的pH，使其转化为Fe(OH)3沉淀除去]
加入沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)；②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀；③加入氟化钠，除去Ca2+、Mg2+
pH控制 ①常用试剂：a.调节溶液呈酸性的有稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸(注意氧化性)等；b.调节溶液呈碱性的有氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢铵等。②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。③创造氧化还原反应所需要的酸性或碱性环境。④提高或降低某金属离子的萃取率
2.可循环物质的判断
(1)流程图中回头箭头的物质。
(2)生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质。
①从流程需要加入的物质去找
先观察流程中需要加入的物质，再研究后面的流程中有没有生成此物质。
②从能构成可逆反应的物质去找
可逆反应的反应物不能完全转化，应该回收再利用。
③从过滤后的母液中寻找
析出晶体经过过滤后的溶液称为母液，母液是该晶体溶质的饱和溶液，应该循环再利用。
④萃取剂
1.(1)一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下：

“分铜”时，如果反应温度过高，会有明显的放出气体现象，原因是___________________________。
温度过高，H2O2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)3 2.7 3.7
Fe(OH)2 7.6 9.6
Mn(OH)2 8.3 9.8
若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+，应该怎样做？
____________________________________________________________。
先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的pH，使溶液3.7≤pH<8.3
(3)硒和碲在工业上有重要用途。在铜、镍、铅等电解工艺的阳极泥中硒、碲主要以硒化物、碲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：

已知：碲酸钠(Na2H4TeO6)难溶，碲酸(H6TeO6)可溶。
工艺路线中可以循环利用的物质有________、________。
H2SO4
NaOH
2.(2025·广西北海一模节选)硫酸铈铵[(NH4)2Ce(SO4)3]微溶于水，不溶于乙醇，溶于无机酸，可用作分析试剂、氧化剂。某工厂用碳酸铈[Ce2(CO3)3]矿石制备硫酸铈铵的工艺流程如图：

已知：①Ksp[Ce(OH)4]＝2×10-48。
②硫酸铈铵的熔点为130 ℃，沸点为330 ℃。
回答下列问题：
C
(1)步骤一中，先将Ce2(CO3)3矿石粉碎，目的是______________________________
____________________。
(2)步骤二中，反应温度需要控制在0～30 ℃，原因是__________________________
_________。反应完全后，要将混合物升温至90 ℃，目的是_____________________。
(3)步骤二中，Ce2(SO4)3与H2O2、NH3·H2O反应生成Ce(OH)4的化学方程式为_________________________________________________________。
(4)步骤三反应完全后的溶液经_________、_________、过滤，得到晶体。最后用________洗涤2～3次后，得到高纯硫酸铈铵晶体。
增大溶解过程中固体与稀硫酸的接触面积，加快溶解速率
温度过高会导致过氧化氢分解、
氨水挥发
除去过量的过氧化氢
蒸发浓缩
冷却结晶
乙醇
[思维建模]
(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Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
(2)调节pH的试剂选取：①选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HNO3、HCl、H2SO4、NH3·H2O、NaOH等)。
1.(2025·山东卷节选)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu，Co，Mn等元素，工艺流程如下：

已知：该工艺条件下，(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4，高温则完全分解为气体；Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。
回答下列问题：
微点2　化工生产中物质的分离与提纯
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为
MnSO4时有N2生成，该反应的化学方程式为__________________________________
_______________________。“高温焙烧”温度为650 ℃，“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有_______________(填化学式)。
(2)在(NH4)2SO4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)HR萃取Cu2+反应为2HR(有机相)＋Cu2+(水相) CuR2(有机相)＋2H＋(水相)。“反萃取”时加入的试剂为______(填化学式)。
Fe2O3、CaSO4
＋N2↑＋6H2O↑＋NH3↑
减小
H2SO4
已知：KCl和NaCl的溶解度如图所示：
AD
静置后取适量上层清液于试管中，加入几滴稀硫酸，若产生白色沉淀，则BaCl2过量
B
(4)步骤④中用稀盐酸调节pH至3～4，除去的离子有________________。
(5)“一系列操作”是指________。
A.蒸发至晶膜形成后，趁热过滤
B.蒸发至晶膜形成后，冷却结晶
C.蒸发至大量晶体析出后，趁热过滤
D.蒸发至大量晶体析出后，冷却结晶
C
1.分离、提纯的操作方法
(1)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
(2)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。
(3)减压蒸发的原因：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、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
(4)萃取与反萃取
①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。
②反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。
(5)其他
①蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防止其水解。
②减压蒸馏的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。
2.沉淀的洗涤
(1)洗涤试剂、适用范围及目的
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 产物不溶于冷水 除去固体表面吸附的××杂质，可适当降低固体因溶解而造成的损失
热水 物质的溶解度随着温度升高而减小 除去固体表面吸附的××杂质，可适当降低固体因温度变化溶解而造成的损失
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水，难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸或碱 除去固体表面吸附的可溶于酸或碱的杂质；减少固体溶解
(2)检验离子是否已经沉淀完全的方法：将反应混合液静置，向上层清液中继续滴加沉淀剂××，若不再产生沉淀，则××离子已经沉淀完全，若产生沉淀，则××离子未完全沉淀。
(3)洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作 2～3次。
(4)检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴入××试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀已洗涤干净，否则沉淀未洗涤干净。
1.(1)(2025·兰州一模节选)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：
有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填字母)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃
步骤⑤的反应类型是___________。
d
复分解反应
(2)(2025·南通一模节选)某研究小组用磷酸和碳酸钠制备NaH2PO4·2H2O，按如下流程开展实验。

已知：常温下NaH2PO4·2H2O为无色晶体，易溶于水，不溶于乙醇，熔点为60 ℃，加热至100 ℃时失去全部结晶水。
一系列操作包括：操作A、洗涤和干燥。操作A的名称为________；洗涤时，下列洗涤剂最合适的是________(填字母)。
A.冷水 B.热水 C.乙醇 D.乙醇—水混合溶液
过滤
C
解析　(2)操作A涉及分离固体和液体，名称为过滤；NaH2PO4·2H2O易溶于水，不溶于乙醇，用乙醇作为洗涤剂可最大限度地减少固体的溶解损失。
2.(2025·辽宁省鞍山市二模节选)从含钴余液(含Co2+、Ca2+、Mg2+、Ni2+等杂质)中提取氧化钴的流程如下：
回答下列问题：
(1)已知P507萃取剂(HA)2和Co2+发生如下反应：Co2+＋n(HA)2 CoA2·(n－1)(HA)2＋2H＋。萃取时适当增加溶液的pH，能增大Co2+的萃取率，原因是_________________________________________。
酸性减弱，平衡正向移动，增大Co2+的萃取率
(2)“反萃取”时加入的试剂a应为________(填标号)。
A.NaHCO3 B.HCl
C.NaOH D.CH3COOH
(3)“沉钴”的离子方程式为_______________________。
(4)系列操作中如何检验CoC2O4是否洗涤干净_______________________________
______________________________________________________。
B
取最后一次洗涤液于试管中，向其中先加入硝酸酸化，再加入硝酸银溶液观察是否出现白色沉淀
1.(2024·江苏卷节选)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。钕铁硼在空气中焙烧转化为Nd2O3、Fe2O3等(忽略硼的化合物)，用 0.4 mol·L-1盐酸酸浸后过滤得到NdCl3溶液和含铁滤渣。净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。
回答下列问题：
(1)向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液，Nd3+可转化为Nd(OH)CO3沉淀。该反应的离子方程式为________________________________________。
微点3　化工流程中方程式的书写及计算
2∶1(计算过程见解析)
2.(2024·湖南卷节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下：

已知：
①当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时，可忽略该离子的存在；
②AgCl(s)＋Cl－(aq) [AgCl2]－(aq)　K＝2.0×10-5；
③Na2SO3易从溶液中结晶析出；
④不同温度下Na2SO3的溶解度如下：
使银元素转化为AgCl沉淀
温度/℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列问题：
(1)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl：
①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是_________________________。
②在“除金”工序溶液中，Cl－浓度不能超过________mol·L-1。
0.5
0.05
1.化工流程中陌生化学方程式的书写思路
获取信息 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型
确定
类型 类型1 元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律
类型2 元素化合价有变化则为氧化还原反应，除遵循质量守恒外，还要遵循得失电子守恒规律
规范作答 最后根据题目要求写出化学方程式或离子方程式(需要遵循电荷守恒规律)即可
2.流程中陌生的氧化还原反应方程式的书写流程
(1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物)，结合已学知识根据加入的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。
(2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
(3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等。
(4)根据质量守恒配平反应方程式。
4.多步滴定计算
(1)连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定，根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。
(2)返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定过量的物质，根据第一步加入的量减去第二步中消耗的量，即可得出第一步所求物质的物质的量。
5.热重法测定物质组成的思维模型
1.(2025·郑州联考节选)氧化钪(Sc2O3)可用作半导体镀层的蒸镀材料，也可制成可变波长的固体激光器和高清晰度的电视电子枪、金属卤化物灯等。以钛白工业废酸(含Sc3+、TiO2+、Mn2+、H＋、SO等离子)为原料制备氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下图。
8.4
ScR3＋3NaOH===Sc(OH)3＋3NaR
8.0×10-13
2.(2025·广东一模节选)废钼催化剂中钼、钴、镍等有色金属作为二次资源可加以回收利用，一种从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量CoO、CoS、NiO、Fe2O3等)中回收有色金属的一种工艺流程如图所示：
已知：①Ksp(NiC2O4)＝4.5×10-7；
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀时溶液的pH如表所示：
3.2≤pH<7.0
金属阳离子 Co2+ Fe3+ Ni2+
开始沉淀 7.0 2.3 7.1
沉淀完全 9.0 3.2 9.2
回答下列问题：
(1)“焙烧”时MoS2转化为MoO3，写出“碱浸”时MoO3参与反应的离子方程式：___________________________。
(2)“除铁”时，控制pH的范围为____________。
94.4%
CoC2O4
CoO
(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：①金—银矿中Cu、Mn元素的含量分别为0.19%、2.35%。②25 ℃时，Mn(OH)2的Ksp为1.9×10-13。
微点4　化学工艺流程综合应用
3d104s1
＋H2O
[Cu(NH3)4]2+
大幅度降低硫酸和亚硫酸钠的消耗
成本，同时减少废水产生量及处理成本，并通过持续去除杂质提高金银的富含度
(5)根据“还原酸浸”“氧化”，推断Fe3+、Cu2+、MnO2的氧化性由强到弱的顺序为____________________。
(6)25 ℃“沉铁”后，调节“滤液4”的pH至8.0，无Mn(OH)2析出，则c(Mn2+)≤
______mol·L-1。
(7)一种锑锰(Mn3Sb)合金的立方晶胞结构如图。
①该晶胞中，每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有________个。
②NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为 a nm，则晶体的密度为____________g·cm-3
(列出计算式即可)。
MnO2>Fe3+>Cu2+
0.19
12
【思维路径】
【明确题目素材】　从金—银矿(含Au、Ag、Fe2O3、MnO2、CuO、SiO2等)中提取Au、Ag，并回收其他有价金属。
【分析流程确定成分】　矿石经“还原酸浸”，Fe2O3、MnO2被还原为Fe2+和Mn2+，CuO被溶解为Cu2+，Au、Ag、SiO2不溶进入“滤渣1”；“沉铜”时，Cu2+被铁粉还原为Cu；“氧化”时Fe2+被氧化为Fe3+；“沉铁”时，Fe3+转化为沉淀，后续转化为氧化铁；“沉锰”时，Mn2+沉淀为碳酸锰；“浸金银”时，Au、Ag被混合液浸出，后续提炼出Au、Ag。
【理解原理，找解题方法】“还原酸浸”时，Fe2O3和CuO可以被硫酸溶解转化为Fe3+和Cu2+，亚硫酸钠将Fe3+还原为Fe2+，而Cu2+并未被还原，因此，Fe3+的氧化性强于Cu2+；“氧化”时，Fe2+被MnO2氧化为Fe3+，因此，MnO2的氧化性强于Fe3+。
1.题型概述
2.解题路径
(1)挖掘题干信息，分析原材料，确定主要成分及所含杂质。
(2)原材料预处理，通过酸浸和碱浸等手段，完成初步分离。
(3)分析核心反应，通过氧化、中和及离子交换等手段完成主要物质到产物的转化。
(4)产品的分离与提纯及含量测定，通过沉淀、结晶及煅烧等手段，得到粗品，通过滴定等定量过程，完成含量测定。
1.(2025·八省联考西北卷)“三废”的科学治理是环境保护和资源循环利用的重要举措。某含砷烟尘主要成分为As2O3、Pb5(AsO4)3Cl、CuS和ZnS等。一种脱砷并回收As2O3、铜和锌的流程如图：
回答下列问题：
(1)“水浸”时，采用热水的目的是__________________________________。
(2)“氧化酸浸”时，CuS发生反应的离子方程式为_____________________________，
Pb5(AsO4)3Cl与硫酸反应的化学方程式为______________________________________
_______。
增大As2O3溶解度(或提高As2O3浸出率)
Pb5(AsO4)3Cl＋5H2SO4===3H3AsO4＋5PbSO4
＋HCl
4
降低萃取剂的水溶性(或增大配合物在有机相中的溶解度)
水
Ca3(AsO4)2、CaSO4
H2SO4
解析　流程梳理
2.(2025·石家庄一模)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图所示：
3d24s2
＋3
FeV2O4＋2Cl2===FeCl2＋2VO2Cl
SiO2
2
调节溶液pH使TiO2+沉淀完全
产生的Fe3+催化H2O2
NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋
的分解
1.(14分)(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：
1
2
3
4
5
已知：铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
回答下列问题：
(1)基态铬原子的价层电子排布式：____________。
(2)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式：______________________
_________________________________。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：Fe2O3、H2SiO3、______、_________(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)。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式：Fe(CO)5＋________＋________＝Cr(OH)3↓＋__________＋_________＋_______CO↑
(7)滤渣Ⅱ可返回________工序。(填工序名称)
1
2
3
4
5
3d54s1
MgO
Al(OH)3
增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行
KHCO3
K2CrO4
4H2O
Fe(OH)3↓
2KOH
5
煅烧
1
2
3
4
5
2．(14分)(2025·甘肃卷)研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、As2O3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：As2O3熔点314 ℃，沸点460 ℃
分解温度：CuO 1 100 ℃，CuSO4 560 ℃，ZnSO4 680 ℃，PbSO4高于1 000 ℃
Ksp(PbSO4)＝1.8×10-8
(1)设计焙烧温度为600 ℃，理由为____________________________________。
1
2
3
4
5
使CuSO4受热分解，并使As2O3沸腾收集
(5)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数a≠b≠c，
α＝β＝γ＝90°。Cs与Pb之间的距离为___________pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合物的化学式为_________，
晶体密度计算式为______________________g·cm-3(用带有阿伏加德罗常数NA的代数式表示，MCs、MPb和MBr分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量)。
(2)将SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液可制得Na2S2O3，该反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)酸浸的目的为____________________________________。
(4)从浸出液得到Cu的方法为___________________________ (任写一种)。
1
2
3
4
5
Na2CO3 ＋2Na2S＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2
使CuO溶解为CuSO4溶液，分离出PbSO4
电解法(或湿法炼铜或还原法)
CsPbBr3
解析　从铜冶炼烟尘中回收砷、铜、锌和铅的工艺流程　
1
2
3
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5
(1)结合已知温度信息，控制温度为600 ℃时，硫酸盐中只有CuSO4受热分解，且600 ℃高于As2O3的沸点，能使As2O3固体转化为As2O3蒸气，与其余成分分离。(2)将SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液中，发生归中反应生成Na2S2O3，反应的化学方程式为Na2CO3＋2Na2S ＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。(3)结合图示及元素守恒可知，制酸
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3．(14分)(2025·长春模拟)实现废钨—镍型加氢催化剂(主要成分为WO3、Ni、Al2O3，还含有Fe、SiO2和少量含S有机物)中有价值金属回收的工艺流程如下。
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已知：ⅰ.T<700 ℃，纯碱不与Al2O3、SiO2反应。
ⅱ.相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH见下表。
金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+
开始沉淀时的pH 6.9 3.4 1.5
沉淀完全时的pH 8.9 4.7 2.8
回答下列问题：
(1)28Ni位于元素周期表的第________周期第________族。
(2)“氧化”的目的为_______________和将金属单质氧化至相应价态。
(3)“钠化焙烧”中生成Na2WO4的化学方程式为_______________________________。
(4)“酸化沉钨”后过滤，所得滤饼的主要成分为________(填化学式)。
(5)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_____________。
(6)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下表关系。
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温度 低于30.8 ℃ 30.8～53.8 ℃ 53.8～280 ℃ 高于280 ℃
晶体形态 NiSO4·7H2O NiSO4·6H2O 多种结晶水合物 NiSO4
“一系列操作”依次是________________________________、及时过滤、洗涤、干燥。
四
Ⅷ
除去含S有机物
H2WO4
4.7≤pH<6.9
蒸发浓缩、冷却到30.8～53.8 ℃结晶
(7)强碱溶液中NaClO氧化NiSO4，可沉淀出用作电池正极材料的NiO(OH)，该反应的离子方程式为______________________________________________。
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ClO－＋2Ni2+＋4OH－===2NiO(OH)↓＋Cl－＋H2O
解析　由题给流程可知，废催化剂在空气中氧化，将含硫有机物转化为气体除去，并将金属单质氧化至相应价态；向氧化渣中加入碳酸钠在600 ℃条件下钠化焙烧，将氧化钨转化为钨酸钠，焙烧渣经水浸、过滤得到浸渣1和滤液；向滤液中加入硫酸酸化沉钨，将钨酸钠转化为钨酸沉淀，过滤得到钨酸；钨酸煅烧分解生成氧化钨；向浸渣1中加入硫酸酸浸，将金属氧化物转化为可溶的硫酸盐，二氧化硅与硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的浸渣2和滤液；调节滤液pH的范围为4.7≤pH<6.9，将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化
铁、氢氧化铝的浸渣3和硫酸镍溶液；硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却到30.8～53.8 ℃
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4．(14分)(2025·广州一模)高纯硫酸锰是合成镍钴锰三元正极材料的原料。一种由软锰矿(含MnO2、Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等)制备高纯硫酸锰，并分离回收和循环利用氟元素的工艺流程如图。
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已知：①常温下，Ksp(CaF2)＝1.6×10-10，Ksp(MgF2)＝7.4×10-11。
②TBP为中性有机萃取剂，仅能萃取HF分子。
③在“滤液”和“水层2”中存在以下平衡：
H＋＋F－ HF　K1＝103.2；
Mn2+＋F－ MnF＋　K2＝101.4。
(1)“焙烧”中，SiO2几乎不发生反应，金属氧化物均转化成硫酸盐。MnO2转化为MnSO4的化学方程式为__________________________________________。
(2)“氧化调pH”中，调pH＝5，滤渣1的主要成分是________。
(3)为确保“除钙镁”后所得溶液中Ca2+、Mg2+的浓度均低于1.0×10-5 mol·L-1，需调节溶液中c(F－)不低于________mol·L-1。
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Fe(OH)3
4.0×10-3
(4)“萃取”前，加硫酸溶液调节pH。溶液的pH越小，氟的萃取率越________(填“高”或“低”)，原因是__________________________________________________
___________________________________________________________________________________(萃取率是指进入有机层中氟元素的百分数)。
(5)“反萃取”中，HF与MnO反应生成MnF＋的离子方程式为__________________
___________。“反萃取”所得有机层可返回“萃取”工序循环使用，所得水层2经蒸发浓缩结晶后所得物质可返回________工序循环使用。
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高
pH减小，c(H＋)增大，H＋＋F－ HF平衡正移，有利于F－转化为HF，氟元素能更多进入有机层中
2HF＋MnO===MnF＋
＋F－＋H2O
除钙镁
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5．(8分)(2024·湖北卷节选)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为

已知：Be2+＋4HA BeA2(HA)2＋2H＋
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回答下列问题：
(1)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是_________。
(2)“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是_______________________________。
(3)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式：________________________
___________________________。
“滤液2”可以进入“_____________”步骤再利用。
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快速冷却
先产生白色沉淀，且沉淀立刻溶解
BeA2(HA)2＋6NaOH===
Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O
反萃取分液
解析　(1)将熔融态物质快速冷却可转化为非晶态，故为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态，需要快速冷却。(2)由已知信息可知，“萃取分液”时Be2+转化为BeA2(HA)2进入煤油中，水相1为含有Al3+的水溶液，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，先发生反应Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓，随后立即发生反应Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，故观察到的现象是先产生白色沉淀，且沉淀立刻溶解。(3)反萃取时有机相中存在BeA2(HA)2，由对角线规则可知，Al与Be化学性质相似，故有机相中加入过量NaOH溶液，BeA2(HA)2转化为[Be(OH)4]2-进入水相2，反应的化学方程式为BeA2(HA)2＋6NaOH===Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O。“滤液2”的主要成分为NaOH，可以进入“反萃取分液”步骤再利用。
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