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新高考化学二轮复习分层练习第19练 化学工艺流程题（2份打包，原卷版+解析版）
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这是一份新高考化学二轮复习分层练习第19练 化学工艺流程题（2份打包，原卷版+解析版），文件包含新高考化学二轮复习分层练习第19练化学工艺流程题原卷版docx、新高考化学二轮复习分层练习第19练化学工艺流程题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共70页， 欢迎下载使用。
一、考情分析
化学工艺流程题是高考的常考题型，该类试题是将化工生产过程中主要生产阶段以流程框图形式呈现出来，通常以化工生产流程图的形式，以化工生产“重要无机物的制备”或“工业废料中提取无机物”为选材背景，以陌生元素或陌生化合物知识为载体，综合考查：
无机化学基础知识(物质的类别、名称、元素的化合价、化学式和电子式的规范书写)；
基本技能(陌生化学方程式或离子方程式的书写；分离提纯方法等)；
识图能力(物质的转化与跟踪，通过化工原理的分析判断流程中残渣或废液的成分)；
物质制备及提纯条件的控制与选择(提高反应速率、产率、产品纯度的措施)；
基本计算(Ksp的应用、PH的计算、产品化学式、含量及纯度、产率、氧化还原反应滴定的计算等)；
6.绿色化学思想的体现(循环利用的物质)。
二、高频考点
1.原料预处理的方法和目的
(1)固体原料进行“粉碎”
减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率，提高浸取率。
(2)酸(或碱)溶
①原料经酸(或碱)溶后转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的；②碱溶去油污。
(3)灼烧(焙烧)
①除去硫、碳单质；②有机物转化(如蛋白质燃烧)、除去有机物；③高温下原料与空气中氧气反应(如FeS2与氧气生成氧化铁和二氧化硫)等。
2.信息型化学(或离子)方程式的书写
关键是正确找出反应物和生成物，密切关注流程图中的箭头走向，箭头进去的是反应物，出来的是生成物。
3.条件控制与选择
(1)控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)；②改变元素的存在形式；③特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。
(2)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
(3)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＋。
(4)加入氧化剂的作用
转变某种金属离子的价态，再通过调节溶液pH，使金属离子以氢氧化物沉淀出来，以达到除去杂质的目的(例如加入双氧水后调pH能实现：Fe2＋→Fe3＋→Fe(OH)3↓)。
4.物质分离提纯的方法
(1)结晶方法的选择
①晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：蒸发结晶；②晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；③要得到溶解度受温度影响小的溶质，如除去NaCl中少量的KNO3：蒸发浓缩结晶，趁热过滤；④要得到溶解度受温度影响大的溶质，如除去KNO3中少量的NaCl：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
(2)洗涤晶体
①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗；③用特定的有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度有利于析出，减少损耗等。
5.物质成分的确定方法
（1）滤渣、滤液成分的确定
要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：
①反应过程中哪些物质(离子)消失了？
②所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？这些离子间是否会发生反应？
循环物质的确定
流程图中的箭头走向，箭头进去的是反应物，出来的是生成物，返回的是可循环利用的物质。
副产品的判断
6.Ksp的相关计算
溶度积常数反映了难溶电解质在水中的溶解能力，溶度积常数在化工流程题中考查溶度积常数是高考的热点，化工流程中常常需要控制条件进行离子的分离或除杂，通过溶度积常数计算溶液中金属离子的浓度、离子完全沉淀时的pH、判断废水排放是否符合标准、沉淀完全转化时所需离子浓度。
1．（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）碳酸锂(Li2CO3)微溶于水 、稀酸， 其溶解度随温度的升高而降低，不溶于C2H5OH，医学上可用其治疗精神忧郁症。以钴酸锂废料(主要含有LiCO2，难溶于水，还含有少量Al2O3)为原料制备C(OH)2及Li2CO3的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)“酸浸还原”时得到的溶液中阴离子主要为 ，的空间构型为___________，LiCO2发生反应的离子方程式为___________。
(2)“滤渣1”中含有少量 C(OH)2，原因为___________。
(3)常温下[Ksp[C(OH)2]=1.0×10−15，当c(C2+ )= 10−5 ml·L−1时视作“沉钴”完全，此时溶液的pH=___________；C(OH)2久置于空气中转化为棕色的C(OH)3，化学方程式为 ___________。
(4)“沉锂”所得的溶液中主要含有硫酸钠，则试剂X为___________(填化学式)溶液。
(5)“系列操作”为蒸发浓缩、___________、洗涤、 干燥，洗涤时所用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗、___________。
2．（2023·四川成都·统考二模）硫酸镁可用于印染、造纸、医药工业。利用某水泥厂的废料(含50%MgO，还有少量CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)，制取MgSO4∙7H2O的流程如图：
回答下列问题
(1)“酸浸”时，pH控制为1，若提高浸取速率，可采取的措施是_____(任写一条)。
(2)“氧化”时，NaClO与Mn2+按物质的量1：1反应生成MnO2，其离子方程式为______；调节pH时可加入试剂X为_____(任写一种)。
(3)滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物______。
(4)“除钙”时，控温在60℃时除去MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4。
①参照表格，简要说明除钙的操作方法______。
②60℃下CaSO4的Ksp＝______。(饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g∙L−1)
部分物质的溶解度(g/100gH2O)如表：
(5)为了提高原料中镁的利用率，操作a后滤液的处理方法是______。
3．（2023·全国·模拟预测）钪是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工艺流程如图。
已知：TiO2难溶于盐酸；Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10−38。
回答下列问题：
(1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为___________；滤渣I的主要成分是___________(填化学式)。
(2)“氧化”时加入足量H2O2的目的是___________；氧化后溶液中Fe3+浓度为0.001 ml∙L−1，常温下“调pH”时，若控制pH＝3，则Fe3+的去除率为___________(忽略调pH前后溶液的体积变化)。
(3)已知25℃时，Kh1(C2O)＝a，Kh2(C2O)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c。“沉钪”时，发生反应：2Sc3+＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋，该反应的平衡常数K＝___________(用含a、b、c的代数式表示)。
(4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热至550℃时生成Sc2O3、CO2和H2O，写出反应的化学方程式___________。
4．（2023·陕西咸阳·统考二模）废旧锌锰电池中的黑锰粉含有MnO2、MnO(OH)、NH4Cl和少量ZnCl2、Fe2O3及炭黑等，为了保护环境、充分利用锰资源，通过如下流程制备MnSO4。
回答下列问题：
(1)Mn的原子结构示意图为___________。
(2)“滤液a”的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。
①用离子方程式表示“滤液a”呈酸性的原因___________。
②根据下图所示的溶解度曲线，将“滤液a”蒸发结晶、___________、洗涤、干燥，得NH4Cl固体。
(3)“焙炒”的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。空气中O2氧化MnO(OH)的化学方程式为___________。
(4)探究“酸浸”中MnO2溶解的适宜操作。
实验I．向MnO2中加入H2O2溶液，产生大量气泡；再加入稀H2SO4，固体未明显溶解。
实验II．向MnO2中加入稀H2SO4，固体未溶解；再加入H2O2溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。
①实验I中MnO2的作用是___________，实验II中H2O2的作用是___________。
②由实验可知，“酸浸”溶解MnO2时加入试剂的顺序是___________。
(5)加入MnO调pH时，证明MnSO4溶液中Fe3+沉淀完全的实验步骤及现象：取少量溶液，滴加___________(填试剂)，观察到___________(填现象)。
5．（2023·湖南衡阳·统考一模）从一种阳极泥(主要成分为Cu、Ag、Pt、Au、Ag2Se、Cu2S)中回收重金属的工艺流程如图所示：
已知：在碱性条件下很稳定。回答下列问题：
(1)Cu2S焙烧为CuO，该过程中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______。
(2)“滤渣I”的主要成分是_______(填化学式)；加快“酸浸氧化”速率的措施有_______(填写一条即可)。
(3)萃取与反萃取的原理为：2RH+Cu2+R2Cu+2H+。实验室进行萃取操作的专用玻璃仪器是_______(填名称)；该流程中的“反萃取剂”最好选用_______(填标号)。
A．乙醇 B．HNO3溶液 C．盐酸 D．NaOH 溶液
(4)已知：Ag++2[Ag(S2O3)2]3− K=2.80×1013
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq) Ksp(AgCl)=1.80×10−10
①“溶浸”过程中，滤渣II被Na2S2O3溶液溶解的反应为：AgCl+2[Ag(S2O3)2]3−+Cl－。则该反应的平衡常数为_______；
②“滤液IV”可返回溶浸工序循环使用，循环多次后，即使调控Na2S2O3溶液浓度，银的浸出率仍会降低。试从化学平衡的角度解释可能的原因：_______。
(5)请从环保角度对该工艺流程提出合理的优化建议：_______(写出一条即可)。
6．（2023·湖北·襄阳四中校考模拟预测）高纯四氧化三锰是电子工业生产锰锌氧软磁材料的重要原料之一，一种以菱锰矿(主要成分是，含有少量Al、Fe、Mg、Ca、Cu、Si的氧化物)为原料制备流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)“酸浸”过程中需要加热，其目的是___________。
(2)“酸浸”过程中发生的主要反应的离子方程式为___________。
(3)“滤渣1”的成分是___________。
(4)“氧化中和”可除去的主要金属阳离子是___________。
(5)已知，，请利用计算说明选择MnS能除铜的原因___________。
(6)“除钙镁”加入的用量是理论用量的1.5倍，其目的是___________。
(7)“氧化”过程发生的总反应的化学方程式为___________。
7．（2023·湖南长沙·雅礼中学校考模拟预测）钴是生产电池材料、高温合金、磁性材料及催化剂的重要原料。一种以湿法炼锌净化渣(主要含有C、Zn、Fe、Cu、Pb、ZnO、等)为原料提取钴的工艺流程如图所示：
已知：常温下，，。
回答下列问题：
(1)基态C原子的价层电子轨道表示式为_______。
(2)“浸出渣”中一定含有的物质为_______(填化学式)。在“浸出”过程中，使用稀硫酸，未加热和搅拌，也没有进一步研碎净化渣，但反应速率较快，原因是_______。
(3)常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到，“除铜液”中浓度为，则此时溶液的_______[已知：常温下，饱和水溶液中存在关系式：]。
(4)“氧化”过程中，与发生反应的离子方程式为_______。
(5)“沉铁”过程中，的作用是_______。
(6)以1吨湿法炼锌净化渣(C的质量分数为)为原料提取出。在提取过程中钴的损失率为_______(填含w、m的表达式)%。
8．（2023·安徽淮南·统考一模）锌的用途广泛，主要用于镀锌板及精密铸造等行业。以粗氧化锌(主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图所示：
已知：①“浸取”时。ZnO、 CuO转化为[ Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液：
②25℃时，Ksp(CuS)=6.4×10-36， Ksp(ZnS)=1.6 ×10-24；
③沉淀除铜标准：溶液中≤2.0×10-6
回答下列问题：
(1)“滤渣1”的主要成分为Fe(OH)3、Mn(OH)2和___________(填化学式)，“ 操作3”的名称为___________。
(2)“氧化除锰”时，H2O2将Mn2+转化为难溶的MnO2，该反应的离子方程式为___________。
(3)“沉淀除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比表示] 与“(NH4)2 S加入量”[以表示]的关系曲线如图所示。
①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的最终回收率下降的原因是___________(用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为___________。(已知) [ Zn(NH3)4]2+的=2. 9 ×109]
②“沉淀除铜”时(NH4 )2S加入量最好应选___________。
a．100% b．110% c．120% d．130%
(4)电解后溶液中的溶质主要成分是___________， 可用于循环使用。
9．（2023·北京朝阳·统考二模）电解锰渣含有等。将电解锰渣与电解残液混合制成浆液，能在脱除烟气(含等)中的同时，实现电解锰渣的资源化利用。
(1)上述流程中为增大反应速率采取的措施有_______。
(2)电解锰渣中的能吸收烟气中的，反应的方程式为_______。
(3)电解锰渣与电解残液混合后，浆液中部分离子浓度及在脱硫过程中的变化如下。
①用方程式表示脱硫过程溶液降低的原因_______。
②分析浆液中浓度增大的原因：
i.被还原；
ii.被还原，离子方程式为_______；
iii._______(用离子方程式表示)。
(4)电解获得，装置如下图所示。
①滤液2在电解池_______(填“阳”或“阴”)极放电产生。
②净化过程须除去。研究发现，滤液2中即使含有少量，也会导致产率大幅降低，分析原因：_______。
10．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）锗是重要的半导体材料，是一种“稀散金属”，如图是以中和渣(主要成分为GeO2、Fe2O3、ZnO、SiO2、CaSO4等)为原料生产二氧化锗的工艺流程：
已知：
①GeCl4的沸点：83℃，FeCl3的沸点：315℃。
②H2GeO3在高酸度时易聚合形成胶状多聚锗酸。
③常温下，部分金属阳离子转化为氢氧化物沉淀的pH见下表(离子浓度低于10-5 ml·L-1视为沉淀完全)。
回答下列问题：
(1)①“酸浸”时加热的目的是___________，浸渣的主要成分是___________。
②测得相同时间内锗的浸出率与硫酸的物质的量浓度(ml·L-1)的关系如图所示。硫酸浓度过高，浸出率反而降低的原因是___________。
(2)常温下，若“沉锗”时用饱和NaOH溶液调pH=3.0，此时滤液中-lgc(Fe3+)为___________。
(3)“残余液”的溶质主要成分为 ___________(填化学式)。
(4)“中和水解”的化学反应方程式为___________。
(5)纯度测定
称取m g GeO2样品，在加热条件下溶解，用NaH2PO2将其还原为Ge2+，用c ml·L-1 KIO3标准溶液滴定，消耗KIO3标准溶液的平均体积为V mL，需选用的指示剂为___________，样品纯度为___________%。(实验条件下，NaH2PO2未被KIO3氧化)[已知：+H+Ge4++I-+H2O(未配平)；]。
11．（2023·湖南娄底·统考模拟预测）近日，西湖大学理学院何睿华课题组发现了世界首例具有本征相干性的光阴极量子材料——钛酸锶。某小组以钛铁矿为原料制备钛酸锶的流程图如下：
已知几种物质的主要成分如表所示：
回答下列问题：
(1)“粉碎过筛”的目的是_______；“浸渣”1主要成分的用途是_______(答一条)。
(2)加入铁粉的目的是_______(用离子方程式表示)。
(3)“系列操作”是_______、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。检验“滤液2”中无的操作方法是_______。
(4)写出“焙烧”的化学方程式：_______。
(5)钛酸锶的晶胞如图所示。已知：晶胞参数为a pm，代表阿佛加德罗常数的值。在钛酸锶晶胞中，氧离子之间最近距离为_______nm。钛酸锶晶体的密度为_______。
12．（2023·辽宁大连·统考二模）央视报道王者归“铼”，我国利用新技术提纯稀有金属铼()，为航空航天发动机领域作出重要贡献。一种以钼精矿(主要成分为)为原料提纯铼的工艺如下：
已知：①加压焙烧后的产物中有。
②酸性条件下，可转化为。回答下列问题
(1)步骤Ⅰ中，加压的目的是___________，写出在此焙烧过程中发生的化学方程式___________。
(2)废渣1的主要成分是___________(填化学式)。浸出液中除含有外，主要含有的金属阳离子还有___________。如图表示萃取液流速与铼吸附率的关系，结合实际生产效益，萃取液流速最佳范围为___________。(填选项)
A．2~4 B．4~6 C． 6~8 D．8~10
(3)步骤Ⅵ的离子交换法是在的条件，用阴离子交换树脂吸附，请用适当的化学用语从平衡移动的角度说明“”的原因___________。
(4)时，通过X射线能谱分析，产品中仅含有少量杂质，并测得与O两种原子的物质的量之比为1∶0.30，则该条件下产品中单质的质量分数为___________%。(结果保留两位有效数字)
13．（2023·内蒙古乌兰察布·统考二模）从铜电解液(主要含Cu2+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+等)中提纯可得到粗硫酸镍晶体，某课题小组为了进一步精制纯化并回收胆矾晶体，设计了如图流程：
已知：相关离子浓度为0.1 ml· L-1时，形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
(1)为加快“水浸”时的浸出率，可采取的措施有 _______，“滤渣1”的主要成份是_______。
(2)为了使“溶液1”中的反应充分进行，需要通入稍过量的H2S，写出Fe3+与H2S发生反应的离子方程式______。
(3)解释向“溶液2”中加入Ni(OH)2的原因_______。
(4)“操作X”为在_______(填仪器名称)中加热至_______冷却结晶过滤、洗涤、干燥后得到结晶水合物晶体。
(5)若“溶液3”中Ca2+的浓度为0.001 ml·L-1，取等体积的NiF2溶液与该溶液混合，要使反应结束时c(Ca2+)＜10-5 ml· L-1，则所加NiF2溶液的浓度至少为_______ ml · L-1。[已知室温下Ksp(CaF2)=4×10-11]
(6)室温下选择萃取剂P204(二乙基已基磷酸，用HR表示)，其萃取原理为nHR +Mn+MRn +nH+，试剂a为_____(填化学式)。溶液pH对几种离子的萃取率的影响如图，则萃取锌时，应控制pH的范围为3~4，请解释原因_______。
14．（2023·山西吕梁·统考二模）以萃铜余液为原料制备工业活性氧化锌，其生产工艺流程如图所示：
(1)铜萃余液含硫酸30~60g/L，设计采用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法除锰，写出Mn2+被氧化成MnO2的离子方程式___________ ； 采用石灰石粉中和除去铝和铁，则中和渣中主要成分为___________。
(2)流程中用到最多的操作是___________，该操作中玻璃棒的作用是___________。
(3)用锌粉除镉(Cd2+ )的离子方程式为___________；沉锌生成碱式碳酸锌[2Zn(OH2)·ZnCO3·H2O]的化学方程式为___________。
(4)检验碱式碳酸锌洗涤干净的操作及现象为___________。
(5)煅烧炉中发生反应的化学方程式为___________，工艺流程设计中选用高效真空负压内转盘浓缩沉锌后液一体化设备生产无水___________，蒸发生产过程可实现零排放。
15．（2023·全国新课标卷·模拟预测）五氧化二钒(V2O5)在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V2O3、FeO、CuO、MnO、SiO2、Al2O3、有机物)为原料制备V2O5的一种流程如图：
已知：25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：
(1)“焙烧”的目的是______。
(2)酸溶时加入H2O2的目的是_______。
(3)常温下，若“调pH”为7，Cu2+是否能沉淀完全：______(填“是”或“否”)(溶液中离子浓度小于10-5ml•L-1时，认为该离子沉淀完全)。
(4)“沉锰”需将温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因为______。
(5)结晶所得的NH4VO3需进行水洗、干燥。证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象_____。
(6)为测定该产品的纯度，兴趣小组同学准确称取V2O5产品2.000g，加入过量稀硫酸使其完全反应，生成(VO2)2SO4，并配成100mL溶液。取10.00mL溶液用0.1000ml•L-1的H2C2O4标准溶液滴定，滴定到终点时消耗标准液10.00mL。已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2，VO黄色(被还原为VO2+蓝色)，该反应的离子方程式：______；该产品的纯度为______。
16．（2023·山东·统考高考真题）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下：
已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液_____。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在_____以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加_____的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是_____；进行操作时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。
17．（2023·辽宁·统考高考真题）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
回答下列问题：
(1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。
18．（2023·全国乙卷·统考高考真题）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO存在。
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和___________。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是___________。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致___________；pH>9时，会导致___________。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为VO或VO3+在碱性条件下，溶解为VO或VO，上述性质说明V2O5具有___________(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为___________。
19．（2023·全国甲卷·统考高考真题）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施_______(举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______ml·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是_______。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
20．（2023·全国·统考高考真题）是一种压电材料。以为原料，采用下列路线可制备粉状。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。
(2)“焙烧”后固体产物有、易溶于水的和微溶于水的。“浸取”时主要反应的离子方程式为_______。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。
(5)“沉淀”步骤中生成的化学方程式为_______。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的_______。
21．（2023·上海·统考高考真题）过氧化氢和盐酸的混合溶液可以刻蚀含铜的电路板。
(1)请写出用过氧化氢和盐酸刻蚀电路板时发生的离子反应方程式：_______。当反应一段时间后，随着溶液变蓝，气泡产生的速率加快，其可能的原因是_______。
含铜电路板也可以用进行刻蚀，对刻蚀后的液体(、和)进行处理以提取和，流程如下图所示：
(2)从滤液A中提取的操作为：加入Fe粉后，应先浓缩滤液至出现_______，趁热过滤，取溶液，_______，过滤、洗涤、干燥。
(3)检验溶液B中提取出的Cu上粘附的已经洗净的操作为：_______，制备时，将铜溶解于、的混酸中，此过程中产生的红棕色气体为_______产物(选填“氧化”或“还原”)。
利用滴定法可测定所得的纯度，操作如下：
①取a g 样品，加入足量溶液溶解(其中用于防止干扰检验：)
②滴加足量KI溶液，发生反应
③再用c ml·L 标准溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，到达滴定终点时消耗硫代硫酸钠标准液V mL，发生的反应为：，
(4)已知溶液呈酸性，则水解程度_______(填“>”、“＜”或“=”)，稀释后溶液中，的值_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)接近滴定终点时，向溶液中滴加KSCN溶液，会发现CuI沉淀转化为CuSCN，其沉淀转化的原因是_______。已知CuI能够吸附大量，若不加KSCN，则测得的纯度_______(选填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(6)计算的纯度：_______(用a、c、V的代数式表示)。
22．（2023·湖北·统考高考真题）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、C等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
(1)C位于元素周期表第_______周期，第_______族。
(2)烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因_______。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是_______。
(4)已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为_______。“850℃煅烧”时的化学方程式为_______。
(5)导致比易水解的因素有_______(填标号)。
a．Si-Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大
c．Si-Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道
23．（2022·福建·统考高考真题）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含和等)提铝的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“浸出”时适当升温的主要目的是_______，发生反应的离子方程式为_______。
(2)“浸渣”的主要成分除残余外，还有_______。实验测得，粉煤灰(的质量分数为)经浸出、干燥后得到“浸渣”(的质量分数为)，的浸出率为_______。
(3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入沉铝的目的是_______，“沉铝”的最佳方案为_______。
(4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为_______。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回_______工序循环使用。
24．（2022·重庆·统考高考真题）电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等，对其处理的流程如图。
Sn与Si同族，25℃时相关的溶度积见表。
(1)Na2SnO3的回收
①产品Na2SnO3中Sn的化合价是______。
②退锡工艺是利用稀HNO3与Sn反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是_____，废液中的Sn2+易转化成SnO2·xH2O。
③沉淀1的主要成分是SnO2，焙烧时，与NaOH反应的化学方程式为______。
(2)滤液1的处理
①滤液1中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是______。
②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于______ml•L-1。
(3)产品中锡含量的测定
称取产品1.500g，用大量盐酸溶解，在CO2保护下，先用Al片将Sn4+还原为Sn2+，再用0.1000ml•L-1KIO3标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO被还原为I—，终点时消耗KIO3溶液20.00mL。
①终点时的现象为______，产生I2的离子反应方程式为_____。
②产品中Sn的质量分数为_____%。
25．（2022·北京·高考真题）白云石的主要化学成分为，还含有质量分数约为2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁，流程示意图如下。
已知：
(1)白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为___________。
(2)用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。
备注：ⅰ、浸出率=(浸出的质量/煅烧得到的质量)(M代表Ca或Mg)
ⅱ、纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中纯度。
①解释“浸钙”过程中主要浸出的原因是___________。
②沉钙反应的离子方程式为___________。
③“浸钙”过程不适宜选用的比例为___________。
④产品中纯度的实测值高于计算值的原因是___________。
(3)“浸镁”过程中，取固体B与一定浓度的溶液混合，充分反应后的浸出率低于60%。加热蒸馏，的浸出率随馏出液体积增大而增大，最终可达98.9%。从化学平衡的角度解释浸出率增大的原因是___________。
(4)滤渣C中含有的物质是___________。
(5)该流程中可循环利用的物质是___________。
温度/℃
物质
20
40
60
80
MgSO4
28.6
30.9
36
40.8
CaSO4
0.272
0.23
0.204
0.184
7.5
1.7
离子
Fe3+
Zn2+
开始沉淀pH
2.2
6.2
完全沉淀pH
3.2
8.2
物质
主要成分
钛铁矿
主要成分是，含少量、等
浸液1
、、、、
滤液2
、、
金属离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
Ca2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
4.2
6.3
1.5
11.8
6.2
6.9
沉淀完全的pH
6.7
8.3
2.8
13.8
8.2
8.9
难溶电解质
Cu(OH)2
Mn(OH)2
Al(OH)3
Ksp
2.2×10-20
4×10-14
1.9×10-33
物质
化学式
Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)
Fe(OH)3
Cu(OH)2
溶度积
1.0×10-56
4×10-38
2.5×10-20
物质
氧化物()浸出率/%
产品中纯度/%
产品中Mg杂质含量/%
(以计)
计算值
实测值
2.1∶1
98.4
1.1
99.1
99.7
——
2.2∶1
98.8
1.5
98.7
99.5
0.06
2.4∶1
99.1
6.0
95.2
97.6
2.20
一、考情分析
化学工艺流程题是高考的常考题型，该类试题是将化工生产过程中主要生产阶段以流程框图形式呈现出来，通常以化工生产流程图的形式，以化工生产“重要无机物的制备”或“工业废料中提取无机物”为选材背景，以陌生元素或陌生化合物知识为载体，综合考查：
无机化学基础知识(物质的类别、名称、元素的化合价、化学式和电子式的规范书写)；
基本技能(陌生化学方程式或离子方程式的书写；分离提纯方法等)；
识图能力(物质的转化与跟踪，通过化工原理的分析判断流程中残渣或废液的成分)；
物质制备及提纯条件的控制与选择(提高反应速率、产率、产品纯度的措施)；
基本计算(Ksp的应用、PH的计算、产品化学式、含量及纯度、产率、氧化还原反应滴定的计算等)；
6.绿色化学思想的体现(循环利用的物质)。
二、高频考点
1.原料预处理的方法和目的
(1)固体原料进行“粉碎”
减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率，提高浸取率。
(2)酸(或碱)溶
①原料经酸(或碱)溶后转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的；②碱溶去油污。
(3)灼烧(焙烧)
①除去硫、碳单质；②有机物转化(如蛋白质燃烧)、除去有机物；③高温下原料与空气中氧气反应(如FeS2与氧气生成氧化铁和二氧化硫)等。
2.信息型化学(或离子)方程式的书写
关键是正确找出反应物和生成物，密切关注流程图中的箭头走向，箭头进去的是反应物，出来的是生成物。
3.条件控制与选择
(1)控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)；②改变元素的存在形式；③特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。
(2)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
(3)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＋。
(4)加入氧化剂的作用
转变某种金属离子的价态，再通过调节溶液pH，使金属离子以氢氧化物沉淀出来，以达到除去杂质的目的(例如加入双氧水后调pH能实现：Fe2＋→Fe3＋→Fe(OH)3↓)。
4.物质分离提纯的方法
(1)结晶方法的选择
①晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：蒸发结晶；②晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；③要得到溶解度受温度影响小的溶质，如除去NaCl中少量的KNO3：蒸发浓缩结晶，趁热过滤；④要得到溶解度受温度影响大的溶质，如除去KNO3中少量的NaCl：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
(2)洗涤晶体
①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗；③用特定的有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度有利于析出，减少损耗等。
5.物质成分的确定方法
（1）滤渣、滤液成分的确定
要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：
①反应过程中哪些物质(离子)消失了？
②所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？这些离子间是否会发生反应？
循环物质的确定
流程图中的箭头走向，箭头进去的是反应物，出来的是生成物，返回的是可循环利用的物质。
副产品的判断
6.Ksp的相关计算
溶度积常数反映了难溶电解质在水中的溶解能力，溶度积常数在化工流程题中考查溶度积常数是高考的热点，化工流程中常常需要控制条件进行离子的分离或除杂，通过溶度积常数计算溶液中金属离子的浓度、离子完全沉淀时的pH、判断废水排放是否符合标准、沉淀完全转化时所需离子浓度。
1．（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）碳酸锂(Li2CO3)微溶于水 、稀酸， 其溶解度随温度的升高而降低，不溶于C2H5OH，医学上可用其治疗精神忧郁症。以钴酸锂废料(主要含有LiCO2，难溶于水，还含有少量Al2O3)为原料制备C(OH)2及Li2CO3的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)“酸浸还原”时得到的溶液中阴离子主要为 ，的空间构型为___________，LiCO2发生反应的离子方程式为___________。
(2)“滤渣1”中含有少量 C(OH)2，原因为___________。
(3)常温下[Ksp[C(OH)2]=1.0×10−15，当c(C2+ )= 10−5 ml·L−1时视作“沉钴”完全，此时溶液的pH=___________；C(OH)2久置于空气中转化为棕色的C(OH)3，化学方程式为 ___________。
(4)“沉锂”所得的溶液中主要含有硫酸钠，则试剂X为___________(填化学式)溶液。
(5)“系列操作”为蒸发浓缩、___________、洗涤、 干燥，洗涤时所用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗、___________。
2．（2023·四川成都·统考二模）硫酸镁可用于印染、造纸、医药工业。利用某水泥厂的废料(含50%MgO，还有少量CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)，制取MgSO4∙7H2O的流程如图：
回答下列问题
(1)“酸浸”时，pH控制为1，若提高浸取速率，可采取的措施是_____(任写一条)。
(2)“氧化”时，NaClO与Mn2+按物质的量1：1反应生成MnO2，其离子方程式为______；调节pH时可加入试剂X为_____(任写一种)。
(3)滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物______。
(4)“除钙”时，控温在60℃时除去MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4。
①参照表格，简要说明除钙的操作方法______。
②60℃下CaSO4的Ksp＝______。(饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g∙L−1)
部分物质的溶解度(g/100gH2O)如表：
(5)为了提高原料中镁的利用率，操作a后滤液的处理方法是______。
3．（2023·全国·模拟预测）钪是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工艺流程如图。
已知：TiO2难溶于盐酸；Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10−38。
回答下列问题：
(1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为___________；滤渣I的主要成分是___________(填化学式)。
(2)“氧化”时加入足量H2O2的目的是___________；氧化后溶液中Fe3+浓度为0.001 ml∙L−1，常温下“调pH”时，若控制pH＝3，则Fe3+的去除率为___________(忽略调pH前后溶液的体积变化)。
(3)已知25℃时，Kh1(C2O)＝a，Kh2(C2O)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c。“沉钪”时，发生反应：2Sc3+＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋，该反应的平衡常数K＝___________(用含a、b、c的代数式表示)。
(4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热至550℃时生成Sc2O3、CO2和H2O，写出反应的化学方程式___________。
4．（2023·陕西咸阳·统考二模）废旧锌锰电池中的黑锰粉含有MnO2、MnO(OH)、NH4Cl和少量ZnCl2、Fe2O3及炭黑等，为了保护环境、充分利用锰资源，通过如下流程制备MnSO4。
回答下列问题：
(1)Mn的原子结构示意图为___________。
(2)“滤液a”的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。
①用离子方程式表示“滤液a”呈酸性的原因___________。
②根据下图所示的溶解度曲线，将“滤液a”蒸发结晶、___________、洗涤、干燥，得NH4Cl固体。
(3)“焙炒”的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。空气中O2氧化MnO(OH)的化学方程式为___________。
(4)探究“酸浸”中MnO2溶解的适宜操作。
实验I．向MnO2中加入H2O2溶液，产生大量气泡；再加入稀H2SO4，固体未明显溶解。
实验II．向MnO2中加入稀H2SO4，固体未溶解；再加入H2O2溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。
①实验I中MnO2的作用是___________，实验II中H2O2的作用是___________。
②由实验可知，“酸浸”溶解MnO2时加入试剂的顺序是___________。
(5)加入MnO调pH时，证明MnSO4溶液中Fe3+沉淀完全的实验步骤及现象：取少量溶液，滴加___________(填试剂)，观察到___________(填现象)。
5．（2023·湖南衡阳·统考一模）从一种阳极泥(主要成分为Cu、Ag、Pt、Au、Ag2Se、Cu2S)中回收重金属的工艺流程如图所示：
已知：在碱性条件下很稳定。回答下列问题：
(1)Cu2S焙烧为CuO，该过程中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______。
(2)“滤渣I”的主要成分是_______(填化学式)；加快“酸浸氧化”速率的措施有_______(填写一条即可)。
(3)萃取与反萃取的原理为：2RH+Cu2+R2Cu+2H+。实验室进行萃取操作的专用玻璃仪器是_______(填名称)；该流程中的“反萃取剂”最好选用_______(填标号)。
A．乙醇 B．HNO3溶液 C．盐酸 D．NaOH 溶液
(4)已知：Ag++2[Ag(S2O3)2]3− K=2.80×1013
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq) Ksp(AgCl)=1.80×10−10
①“溶浸”过程中，滤渣II被Na2S2O3溶液溶解的反应为：AgCl+2[Ag(S2O3)2]3−+Cl－。则该反应的平衡常数为_______；
②“滤液IV”可返回溶浸工序循环使用，循环多次后，即使调控Na2S2O3溶液浓度，银的浸出率仍会降低。试从化学平衡的角度解释可能的原因：_______。
(5)请从环保角度对该工艺流程提出合理的优化建议：_______(写出一条即可)。
6．（2023·湖北·襄阳四中校考模拟预测）高纯四氧化三锰是电子工业生产锰锌氧软磁材料的重要原料之一，一种以菱锰矿(主要成分是，含有少量Al、Fe、Mg、Ca、Cu、Si的氧化物)为原料制备流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)“酸浸”过程中需要加热，其目的是___________。
(2)“酸浸”过程中发生的主要反应的离子方程式为___________。
(3)“滤渣1”的成分是___________。
(4)“氧化中和”可除去的主要金属阳离子是___________。
(5)已知，，请利用计算说明选择MnS能除铜的原因___________。
(6)“除钙镁”加入的用量是理论用量的1.5倍，其目的是___________。
(7)“氧化”过程发生的总反应的化学方程式为___________。
7．（2023·湖南长沙·雅礼中学校考模拟预测）钴是生产电池材料、高温合金、磁性材料及催化剂的重要原料。一种以湿法炼锌净化渣(主要含有C、Zn、Fe、Cu、Pb、ZnO、等)为原料提取钴的工艺流程如图所示：
已知：常温下，，。
回答下列问题：
(1)基态C原子的价层电子轨道表示式为_______。
(2)“浸出渣”中一定含有的物质为_______(填化学式)。在“浸出”过程中，使用稀硫酸，未加热和搅拌，也没有进一步研碎净化渣，但反应速率较快，原因是_______。
(3)常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到，“除铜液”中浓度为，则此时溶液的_______[已知：常温下，饱和水溶液中存在关系式：]。
(4)“氧化”过程中，与发生反应的离子方程式为_______。
(5)“沉铁”过程中，的作用是_______。
(6)以1吨湿法炼锌净化渣(C的质量分数为)为原料提取出。在提取过程中钴的损失率为_______(填含w、m的表达式)%。
8．（2023·安徽淮南·统考一模）锌的用途广泛，主要用于镀锌板及精密铸造等行业。以粗氧化锌(主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图所示：
已知：①“浸取”时。ZnO、 CuO转化为[ Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液：
②25℃时，Ksp(CuS)=6.4×10-36， Ksp(ZnS)=1.6 ×10-24；
③沉淀除铜标准：溶液中≤2.0×10-6
回答下列问题：
(1)“滤渣1”的主要成分为Fe(OH)3、Mn(OH)2和___________(填化学式)，“ 操作3”的名称为___________。
(2)“氧化除锰”时，H2O2将Mn2+转化为难溶的MnO2，该反应的离子方程式为___________。
(3)“沉淀除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比表示] 与“(NH4)2 S加入量”[以表示]的关系曲线如图所示。
①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的最终回收率下降的原因是___________(用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为___________。(已知) [ Zn(NH3)4]2+的=2. 9 ×109]
②“沉淀除铜”时(NH4 )2S加入量最好应选___________。
a．100% b．110% c．120% d．130%
(4)电解后溶液中的溶质主要成分是___________， 可用于循环使用。
9．（2023·北京朝阳·统考二模）电解锰渣含有等。将电解锰渣与电解残液混合制成浆液，能在脱除烟气(含等)中的同时，实现电解锰渣的资源化利用。
(1)上述流程中为增大反应速率采取的措施有_______。
(2)电解锰渣中的能吸收烟气中的，反应的方程式为_______。
(3)电解锰渣与电解残液混合后，浆液中部分离子浓度及在脱硫过程中的变化如下。
①用方程式表示脱硫过程溶液降低的原因_______。
②分析浆液中浓度增大的原因：
i.被还原；
ii.被还原，离子方程式为_______；
iii._______(用离子方程式表示)。
(4)电解获得，装置如下图所示。
①滤液2在电解池_______(填“阳”或“阴”)极放电产生。
②净化过程须除去。研究发现，滤液2中即使含有少量，也会导致产率大幅降低，分析原因：_______。
10．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）锗是重要的半导体材料，是一种“稀散金属”，如图是以中和渣(主要成分为GeO2、Fe2O3、ZnO、SiO2、CaSO4等)为原料生产二氧化锗的工艺流程：
已知：
①GeCl4的沸点：83℃，FeCl3的沸点：315℃。
②H2GeO3在高酸度时易聚合形成胶状多聚锗酸。
③常温下，部分金属阳离子转化为氢氧化物沉淀的pH见下表(离子浓度低于10-5 ml·L-1视为沉淀完全)。
回答下列问题：
(1)①“酸浸”时加热的目的是___________，浸渣的主要成分是___________。
②测得相同时间内锗的浸出率与硫酸的物质的量浓度(ml·L-1)的关系如图所示。硫酸浓度过高，浸出率反而降低的原因是___________。
(2)常温下，若“沉锗”时用饱和NaOH溶液调pH=3.0，此时滤液中-lgc(Fe3+)为___________。
(3)“残余液”的溶质主要成分为 ___________(填化学式)。
(4)“中和水解”的化学反应方程式为___________。
(5)纯度测定
称取m g GeO2样品，在加热条件下溶解，用NaH2PO2将其还原为Ge2+，用c ml·L-1 KIO3标准溶液滴定，消耗KIO3标准溶液的平均体积为V mL，需选用的指示剂为___________，样品纯度为___________%。(实验条件下，NaH2PO2未被KIO3氧化)[已知：+H+Ge4++I-+H2O(未配平)；]。
11．（2023·湖南娄底·统考模拟预测）近日，西湖大学理学院何睿华课题组发现了世界首例具有本征相干性的光阴极量子材料——钛酸锶。某小组以钛铁矿为原料制备钛酸锶的流程图如下：
已知几种物质的主要成分如表所示：
回答下列问题：
(1)“粉碎过筛”的目的是_______；“浸渣”1主要成分的用途是_______(答一条)。
(2)加入铁粉的目的是_______(用离子方程式表示)。
(3)“系列操作”是_______、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。检验“滤液2”中无的操作方法是_______。
(4)写出“焙烧”的化学方程式：_______。
(5)钛酸锶的晶胞如图所示。已知：晶胞参数为a pm，代表阿佛加德罗常数的值。在钛酸锶晶胞中，氧离子之间最近距离为_______nm。钛酸锶晶体的密度为_______。
12．（2023·辽宁大连·统考二模）央视报道王者归“铼”，我国利用新技术提纯稀有金属铼()，为航空航天发动机领域作出重要贡献。一种以钼精矿(主要成分为)为原料提纯铼的工艺如下：
已知：①加压焙烧后的产物中有。
②酸性条件下，可转化为。回答下列问题
(1)步骤Ⅰ中，加压的目的是___________，写出在此焙烧过程中发生的化学方程式___________。
(2)废渣1的主要成分是___________(填化学式)。浸出液中除含有外，主要含有的金属阳离子还有___________。如图表示萃取液流速与铼吸附率的关系，结合实际生产效益，萃取液流速最佳范围为___________。(填选项)
A．2~4 B．4~6 C． 6~8 D．8~10
(3)步骤Ⅵ的离子交换法是在的条件，用阴离子交换树脂吸附，请用适当的化学用语从平衡移动的角度说明“”的原因___________。
(4)时，通过X射线能谱分析，产品中仅含有少量杂质，并测得与O两种原子的物质的量之比为1∶0.30，则该条件下产品中单质的质量分数为___________%。(结果保留两位有效数字)
13．（2023·内蒙古乌兰察布·统考二模）从铜电解液(主要含Cu2+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+等)中提纯可得到粗硫酸镍晶体，某课题小组为了进一步精制纯化并回收胆矾晶体，设计了如图流程：
已知：相关离子浓度为0.1 ml· L-1时，形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
(1)为加快“水浸”时的浸出率，可采取的措施有 _______，“滤渣1”的主要成份是_______。
(2)为了使“溶液1”中的反应充分进行，需要通入稍过量的H2S，写出Fe3+与H2S发生反应的离子方程式______。
(3)解释向“溶液2”中加入Ni(OH)2的原因_______。
(4)“操作X”为在_______(填仪器名称)中加热至_______冷却结晶过滤、洗涤、干燥后得到结晶水合物晶体。
(5)若“溶液3”中Ca2+的浓度为0.001 ml·L-1，取等体积的NiF2溶液与该溶液混合，要使反应结束时c(Ca2+)＜10-5 ml· L-1，则所加NiF2溶液的浓度至少为_______ ml · L-1。[已知室温下Ksp(CaF2)=4×10-11]
(6)室温下选择萃取剂P204(二乙基已基磷酸，用HR表示)，其萃取原理为nHR +Mn+MRn +nH+，试剂a为_____(填化学式)。溶液pH对几种离子的萃取率的影响如图，则萃取锌时，应控制pH的范围为3~4，请解释原因_______。
14．（2023·山西吕梁·统考二模）以萃铜余液为原料制备工业活性氧化锌，其生产工艺流程如图所示：
(1)铜萃余液含硫酸30~60g/L，设计采用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法除锰，写出Mn2+被氧化成MnO2的离子方程式___________ ； 采用石灰石粉中和除去铝和铁，则中和渣中主要成分为___________。
(2)流程中用到最多的操作是___________，该操作中玻璃棒的作用是___________。
(3)用锌粉除镉(Cd2+ )的离子方程式为___________；沉锌生成碱式碳酸锌[2Zn(OH2)·ZnCO3·H2O]的化学方程式为___________。
(4)检验碱式碳酸锌洗涤干净的操作及现象为___________。
(5)煅烧炉中发生反应的化学方程式为___________，工艺流程设计中选用高效真空负压内转盘浓缩沉锌后液一体化设备生产无水___________，蒸发生产过程可实现零排放。
15．（2023·全国新课标卷·模拟预测）五氧化二钒(V2O5)在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V2O3、FeO、CuO、MnO、SiO2、Al2O3、有机物)为原料制备V2O5的一种流程如图：
已知：25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：
(1)“焙烧”的目的是______。
(2)酸溶时加入H2O2的目的是_______。
(3)常温下，若“调pH”为7，Cu2+是否能沉淀完全：______(填“是”或“否”)(溶液中离子浓度小于10-5ml•L-1时，认为该离子沉淀完全)。
(4)“沉锰”需将温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因为______。
(5)结晶所得的NH4VO3需进行水洗、干燥。证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象_____。
(6)为测定该产品的纯度，兴趣小组同学准确称取V2O5产品2.000g，加入过量稀硫酸使其完全反应，生成(VO2)2SO4，并配成100mL溶液。取10.00mL溶液用0.1000ml•L-1的H2C2O4标准溶液滴定，滴定到终点时消耗标准液10.00mL。已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2，VO黄色(被还原为VO2+蓝色)，该反应的离子方程式：______；该产品的纯度为______。
16．（2023·山东·统考高考真题）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下：
已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液_____。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在_____以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加_____的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是_____；进行操作时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。
17．（2023·辽宁·统考高考真题）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
回答下列问题：
(1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。
18．（2023·全国乙卷·统考高考真题）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO存在。
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和___________。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是___________。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致___________；pH>9时，会导致___________。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为VO或VO3+在碱性条件下，溶解为VO或VO，上述性质说明V2O5具有___________(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为___________。
19．（2023·全国甲卷·统考高考真题）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施_______(举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______ml·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是_______。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
20．（2023·全国·统考高考真题）是一种压电材料。以为原料，采用下列路线可制备粉状。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。
(2)“焙烧”后固体产物有、易溶于水的和微溶于水的。“浸取”时主要反应的离子方程式为_______。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。
(5)“沉淀”步骤中生成的化学方程式为_______。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的_______。
21．（2023·上海·统考高考真题）过氧化氢和盐酸的混合溶液可以刻蚀含铜的电路板。
(1)请写出用过氧化氢和盐酸刻蚀电路板时发生的离子反应方程式：_______。当反应一段时间后，随着溶液变蓝，气泡产生的速率加快，其可能的原因是_______。
含铜电路板也可以用进行刻蚀，对刻蚀后的液体(、和)进行处理以提取和，流程如下图所示：
(2)从滤液A中提取的操作为：加入Fe粉后，应先浓缩滤液至出现_______，趁热过滤，取溶液，_______，过滤、洗涤、干燥。
(3)检验溶液B中提取出的Cu上粘附的已经洗净的操作为：_______，制备时，将铜溶解于、的混酸中，此过程中产生的红棕色气体为_______产物(选填“氧化”或“还原”)。
利用滴定法可测定所得的纯度，操作如下：
①取a g 样品，加入足量溶液溶解(其中用于防止干扰检验：)
②滴加足量KI溶液，发生反应
③再用c ml·L 标准溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，到达滴定终点时消耗硫代硫酸钠标准液V mL，发生的反应为：，
(4)已知溶液呈酸性，则水解程度_______(填“>”、“＜”或“=”)，稀释后溶液中，的值_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)接近滴定终点时，向溶液中滴加KSCN溶液，会发现CuI沉淀转化为CuSCN，其沉淀转化的原因是_______。已知CuI能够吸附大量，若不加KSCN，则测得的纯度_______(选填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(6)计算的纯度：_______(用a、c、V的代数式表示)。
22．（2023·湖北·统考高考真题）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、C等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
(1)C位于元素周期表第_______周期，第_______族。
(2)烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因_______。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是_______。
(4)已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为_______。“850℃煅烧”时的化学方程式为_______。
(5)导致比易水解的因素有_______(填标号)。
a．Si-Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大
c．Si-Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道
23．（2022·福建·统考高考真题）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含和等)提铝的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“浸出”时适当升温的主要目的是_______，发生反应的离子方程式为_______。
(2)“浸渣”的主要成分除残余外，还有_______。实验测得，粉煤灰(的质量分数为)经浸出、干燥后得到“浸渣”(的质量分数为)，的浸出率为_______。
(3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入沉铝的目的是_______，“沉铝”的最佳方案为_______。
(4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为_______。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回_______工序循环使用。
24．（2022·重庆·统考高考真题）电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等，对其处理的流程如图。
Sn与Si同族，25℃时相关的溶度积见表。
(1)Na2SnO3的回收
①产品Na2SnO3中Sn的化合价是______。
②退锡工艺是利用稀HNO3与Sn反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是_____，废液中的Sn2+易转化成SnO2·xH2O。
③沉淀1的主要成分是SnO2，焙烧时，与NaOH反应的化学方程式为______。
(2)滤液1的处理
①滤液1中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是______。
②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于______ml•L-1。
(3)产品中锡含量的测定
称取产品1.500g，用大量盐酸溶解，在CO2保护下，先用Al片将Sn4+还原为Sn2+，再用0.1000ml•L-1KIO3标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO被还原为I—，终点时消耗KIO3溶液20.00mL。
①终点时的现象为______，产生I2的离子反应方程式为_____。
②产品中Sn的质量分数为_____%。
25．（2022·北京·高考真题）白云石的主要化学成分为，还含有质量分数约为2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁，流程示意图如下。
已知：
(1)白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为___________。
(2)用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。
备注：ⅰ、浸出率=(浸出的质量/煅烧得到的质量)(M代表Ca或Mg)
ⅱ、纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中纯度。
①解释“浸钙”过程中主要浸出的原因是___________。
②沉钙反应的离子方程式为___________。
③“浸钙”过程不适宜选用的比例为___________。
④产品中纯度的实测值高于计算值的原因是___________。
(3)“浸镁”过程中，取固体B与一定浓度的溶液混合，充分反应后的浸出率低于60%。加热蒸馏，的浸出率随馏出液体积增大而增大，最终可达98.9%。从化学平衡的角度解释浸出率增大的原因是___________。
(4)滤渣C中含有的物质是___________。
(5)该流程中可循环利用的物质是___________。
温度/℃
物质
20
40
60
80
MgSO4
28.6
30.9
36
40.8
CaSO4
0.272
0.23
0.204
0.184
7.5
1.7
离子
Fe3+
Zn2+
开始沉淀pH
2.2
6.2
完全沉淀pH
3.2
8.2
物质
主要成分
钛铁矿
主要成分是，含少量、等
浸液1
、、、、
滤液2
、、
金属离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
Ca2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
4.2
6.3
1.5
11.8
6.2
6.9
沉淀完全的pH
6.7
8.3
2.8
13.8
8.2
8.9
难溶电解质
Cu(OH)2
Mn(OH)2
Al(OH)3
Ksp
2.2×10-20
4×10-14
1.9×10-33
物质
化学式
Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)
Fe(OH)3
Cu(OH)2
溶度积
1.0×10-56
4×10-38
2.5×10-20
物质
氧化物()浸出率/%
产品中纯度/%
产品中Mg杂质含量/%
(以计)
计算值
实测值
2.1∶1
98.4
1.1
99.1
99.7
——
2.2∶1
98.8
1.5
98.7
99.5
0.06
2.4∶1
99.1
6.0
95.2
97.6
2.20
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