2025年高考化學(xué)總復(fù)習(xí)：工藝流程綜合題（教師卷）

三年真題"

12工藝流程除合敢

目制魯港。絹施管

考點(diǎn)三年考情(2022-2024)命題趨勢(shì)

化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流

?物質(zhì)分離和提純類工藝流程題：2024廣程用框圖形式表示出來(lái)，并根據(jù)生產(chǎn)流程

東卷、2024湖南卷、2024河北卷、2024中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問(wèn)?；ち鞒填}

新課標(biāo)卷、2024全國(guó)甲卷、2024黑吉遼以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化學(xué)反應(yīng)原理、

卷、2024安徽卷、2023新課標(biāo)卷、2023產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等相融合，具有考查知

湖北卷、2023遼寧卷、2023廣東卷、2023識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、思維容量大的特點(diǎn)。這

浙江卷、2022湖南卷、2022湖北卷、2022類題型不但綜合考查考生在中學(xué)階段所學(xué)

重慶卷、2022全國(guó)乙卷的元素及其化合物知識(shí)以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元

考點(diǎn)1工藝流

?物質(zhì)制備類工藝流程題：2024北京卷、素周期律、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)用語(yǔ)、電解

程綜合題

2024甘肅卷、2024浙江卷6月、2024江質(zhì)溶液、化學(xué)平衡、電化學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作等知

蘇卷、2024山東卷、2024湖北卷、2024識(shí)，而且更重要的是能突出考查考生的綜

浙江卷1月、2023全國(guó)甲卷、2023全國(guó)乙合分析判斷能力、邏輯推理能力，且這類試

卷、2023湖南卷、2023山東卷、2023北題陌生度高，文字量大，包含信息多，思維

京卷、2023浙江卷、2022全國(guó)甲卷、2022能力要求高。近年高考有關(guān)考查要點(diǎn)和設(shè)

福建卷、2022遼寧卷、2022廣東卷、2022問(wèn)方式?jīng)]有大的變化，注意的是有關(guān)化學(xué)

北京卷、河北卷方程式的書寫的考查，有加強(qiáng)的趨勢(shì)，一般

有2~3個(gè)小問(wèn)會(huì)涉及方程式的書寫。

曾窟倒綴。闔滔送溫

考法01物質(zhì)分離提純類工藝流程題

1.(2024?廣東卷)錢(Ga)在半導(dǎo)體、記憶合金等高精尖材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。一種從電解鋁的副產(chǎn)品炭渣

(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取錢及循環(huán)利用鋁的工藝如下。

尾氣6mol?L"

碳素處理鹽酸品月

電極

洶取

鋌化鋁原料液

冰晶石1I^￡iLAEMin^...^

晶體一結(jié)晶—網(wǎng)pH叮溶液「提取「溶液

含F(xiàn)廢液

工藝中，LAEM是一種新型陰離子交換膜，允許帶負(fù)電荷的配離子從高濃度區(qū)擴(kuò)散至低濃度區(qū)。用

LAEM提取金屬離子M0+的原理如圖。已知:

LAEM

1室n室

2

原哆」L<

聞丘

eM”和cr

陰離子

①pKa（HF）=3.2。

10

②Na3［Alf^］（冰晶石）的Ksp為4.0x1O。

③浸取液中，Ga（III）和Fe（m）以［MClmr3）（m=0~4）微粒形式存在，F(xiàn)e?+最多可與2個(gè)C1配位，其他

金屬離子與C1的配位可忽略。

（1）“電解”中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為O

（2）“浸取"中，由Ga?+形成［GaClJ的離子方程式為。

（3）“還原”的目的：避免______元素以（填化學(xué)式）微粒的形式通過(guò)LAEM，從而有利于Ga的分

離。

（4）“LAEM提取"中，原料液的Cr濃度越，越有利于Ga的提取；研究表明，原料液酸度過(guò)

高，會(huì)降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入（填化學(xué)式），以

進(jìn)一步提高Ga的提取率。

（5）“調(diào)pH”中，pH至少應(yīng)大于,使溶液中c（F）＞c（HF）,有利于［AIR廣配離子及

用3網(wǎng)瑁晶體的生成。若“結(jié)晶”后溶液中c（Na+）=0.10mol-L"，則濃度為mol.L'o

（6）一種含Ga、Ni、Co元素的記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)可描述為Ga與Ni交替填充在Co構(gòu)成的立方體體

心，形成如圖所示的結(jié)構(gòu)單元。該合金的晶胞中，粒子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比Co:Ga:Ni=,其立方晶胞的體

積為nm3°

OCO

anm-HIGnm—H

電解

【答案】(1)2Al2。3(熔融)=4A1+3O2?

冰晶石

(2)Ga3++4Cl-=[GaCU]-

3

(3)①.鐵?.[FeCl6]-

(4)①.高②.NaCl

(5)①.3.2②.4.0X10-7

(6)0.2:1:1②.8a3

【解析】

【分析】電解鋁的副產(chǎn)品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)進(jìn)行焙燒，金屬轉(zhuǎn)化為

氧化物，焙燒后的固體加入鹽酸浸取，浸取液加入鋁片將Fe3+進(jìn)行還原，得到原料液，原料液利用LAEM

提取，［GaCk廠通過(guò)交換膜進(jìn)入II室并轉(zhuǎn)化為Ga3+,II室溶液進(jìn)一步處理得到錢，I室溶液加入含F(xiàn)的廢液

調(diào)pH并結(jié)晶得到NaAlF6晶體用于電解鋁；

【小問(wèn)1詳解】

電解

“電解”是電解熔融的氧化鋁冶煉鋁單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2AbO3(熔融)4A1+3O2?；

冰晶石

【小問(wèn)2詳解】

3+

“浸取”中,由Ga3+形成［GaCL］-的離子方程式為Ga+4Cl=［GaCl4］-;

【小問(wèn)3詳解】

由已知，浸取液中，Ga(HI)和Fe(IH)以［MClm］g-3)(m=0~4)微粒形式存在，為了避免鐵元素以［FeCk產(chǎn)的微粒

形式通過(guò)LAEM,故要加入鋁片還原Fe3+,從而有利于Ga的分離；

【小問(wèn)4詳解】

“LAEM提取"中，原料液的C1-濃度越高，更有利于生成［GaCl4r的反應(yīng)正向移動(dòng)，更有利于Ga的提取，在

不提高原料液酸度的前提下，同時(shí)不引入新雜質(zhì)，可向I室中加入NaCL提高Cl-濃度，進(jìn)一步提高Ga的

提取率；

【小問(wèn)5詳解】

c(H+)c(F—)c(HF)

由pKa(HF)=3.2,Ka(HF)=-\J=*=10-3.2,為了使溶液中c(F?c(HF),c(H+)=xl0-32<10-

C(HF)C(F)

32moi/L,故pH至少應(yīng)大于3.2,有利于［AH產(chǎn)配離子及NasIA*］晶體的生成，若“結(jié)晶”后溶液中

K4.0X1C)T°

+1

c(Na)=0.10molL,根據(jù)Na3［AlF6］(冰晶石)的Ksp為4.0x10」。，［A1F6產(chǎn)濃度為?3后+)=一萬(wàn)亍一

=4.0x10-^01^'；

【小問(wèn)6詳解】

合金的晶體結(jié)構(gòu)可描述為Ga與Ni交替填充在C。構(gòu)成的立方體體心，形成如圖所示的結(jié)構(gòu)單元，取Ga

為晶胞頂點(diǎn)，晶胞面心也是Ga,Ni處于晶胞棱心和體心，Ga和Ni形成類似氯化鈉晶胞的結(jié)構(gòu)，晶胞中

Ga和Ni形成的8個(gè)小正方體體心為Co,故晶胞中Ga、Ni個(gè)數(shù)為4,Co個(gè)數(shù)為8,粒子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比

Co:Ga:Ni=2:l:l,晶胞棱長(zhǎng)為兩個(gè)最近的Ga之間(或最近的Ni之間)的距離，為2anm,故晶胞的體積為

8a3nm。

2.(2024?湖南卷)銅陽(yáng)極泥(含有Au、Ag2Se,Cu2Se,PbSC\等)是一種含貴金屬的可再生資源，回收

貴金屬的化工流程如下：

H2OrH2SO4NaC103,H2S04

(含Na[AuJD

已知：①當(dāng)某離子的濃度低于1.0xl0-5moi.LT時(shí)，可忽略該離子的存在;

@AgCl(s)+Cr(aq)u[AgCU](叫)K=2.0xlQ-5;

③Na2sO3易從溶液中結(jié)晶析出;

④不同溫度下Na2SC>3的溶解度如下:

溫度

020406080

/℃

溶解

14.426.137.433.229.0

度/g

回答下列問(wèn)題：

(1)Cu屬于_______區(qū)元素，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為；

⑵“濾液1”中含有Ci?+和H2SeO3,“氧化酸浸”時(shí)C%Se反應(yīng)的離子方程式為；

(3)“氧化酸浸”和“除金”工序拘需加入一定量的NaCl：

①在“氧化酸浸”工序中，加入適量NaCl的原因是。

②在“除金”工序溶液中，CF濃度不能超過(guò)mol-U10

(4)在“銀轉(zhuǎn)化”體系中，[Ag(SO3)2『和[Ag(sc>3)3「濃度之和為0.075mol-17i，兩種離子分布分?jǐn)?shù)

,、n(FAg(SO3)Tj

85[Ag(SO3),y=-......'打二)——訪隨SOj濃度的變化關(guān)系如圖所示，若SO：濃度為

'/n([Ag(SO3)2]卜"([Agg).)

1

l.Omol-17，貝(Ag(SC)3)3]"的濃度為mol-U1o

l.O-i

5

[Ag(SO3)3]-

3

[Ag(SO3)2]-

00.51.01.52.02.53.0

cCSO^/molL-1

(5)濾液4中溶質(zhì)主要成分為(填化學(xué)式)；在連續(xù)生產(chǎn)的模式下，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”工序需在

40℃左右進(jìn)行，若反應(yīng)溫度過(guò)高，將難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，原因是o

【答案】(1)①.ds②.3d104sl

+2+

(2)Cu,Se+4HcC)2+4H=2Cu+H2SeO3+5H2O

(3)①.使銀元素轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀②.0.5

(4)0.05(5)①.Na2s。3②.高于40℃后，Na2sO3的溶解度下降，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”

的效率降低，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)

【解析】

【分析】銅陽(yáng)極泥(含有Au、Ag2Se、CuzSe、PbSC)4等)加入H2O2、H2so4、NaCl氧化酸浸，由題中信息

可知，濾液1中含有CP和H2SeO3,濾渣1中含有Au、AgCkPbSO4;濾渣1中加入NaClO、H2so4、

NaCl,將Au轉(zhuǎn)化為Na[AuCM除去，濾液2中含有Na[AuCl4],濾渣2中含有AgCl、PbSO4;在濾渣2中

加入Na2so3,將AgCl轉(zhuǎn)化為Ag2so3,過(guò)濾除去PbSC)4,濾液3含有Ag2so3；濾液2中加入Na2s2O4,將

Ag元素還原為Ag單質(zhì)，Na2s2。4轉(zhuǎn)化為Na2so3,濾液4中溶質(zhì)主要為Na2sO3,可繼續(xù)進(jìn)行銀轉(zhuǎn)化過(guò)程。

【小問(wèn)1詳解】

Cu的原子序數(shù)為29,位于第四周期第IB族，位于ds區(qū)，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3di04sl

【小問(wèn)2詳解】

濾液1中含有CW和H2SeO3,氧化酸浸時(shí)Cu2Se與上。2、112504發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成C11SO4、H2SeO3

+2+

和H2。，反應(yīng)的離子方程式為：Cu2Se+4H2O2+4H=2Cu+H2SeO3+5H2O；

【小問(wèn)3詳解】

①在“氧化酸浸”工序中，加入適量NaCl的原因是使銀元素轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀；

②由題目可知AgCl(s)+Cl(aq)u[AgC121(aq)，在“除金”工序溶液中，若C「加入過(guò)多，AgCl則會(huì)轉(zhuǎn)

化為[AgCl?」，當(dāng)某離子的濃度低于1.0x10-5moiLT時(shí)，可忽略該離子的存在，為了不讓AgCl發(fā)生轉(zhuǎn)化，

則另c[Aga[=1.0x10-57〃。//L,由K==2.OxIO",可得c(C7一)=05〃o//L,即C「濃

度不能超過(guò)0.5和o//L：

【小問(wèn)4詳解】

在“銀轉(zhuǎn)化”體系中，［Ag(SC)3),丁和［Ag(SC>3)3「濃度之和為0Q75mol-LT，溶液中存在平衡關(guān)系:

[Ag(SO3)9J-+SOf-[Ag(SO3)3J",當(dāng)c(SO.=0.5mol/L時(shí)，此時(shí)

c[Ag(SC)3)2『=c[Ag(SC)3)3『=0.0375WO//L,則該平衡關(guān)系的平衡常數(shù)

0.0375

K==2,當(dāng)c(SO；-)=lmol/L時(shí),

C(SQ(§0)]3?

32r°-0375x0-5

小皎入了小皎入了

解得此時(shí)

C{SQG。3)2丁?jD075-C[Ag(SO3)3了)?

5

cfAg(SO3)3]=0.05mol/L；

【小問(wèn)5詳解】

由分析可知濾液4中溶質(zhì)主要成分為Na2sCh；由不同溫度下Na2sO3的溶解度可知，高于40℃后,

Na2s。3的溶解度下降，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”的效率降低，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。

3.(2024.河北卷)V2O5是制造機(jī)鐵合金、金屬帆的原料，也是重要的催化劑。以苛化泥為焙燒添加劑從石

煤中提取丫2。5的工藝，具有鈾回收率高、副產(chǎn)物可回收和不產(chǎn)生氣體污染物等優(yōu)點(diǎn)。工藝流程如下。

R-N(CH,),aNH,C1

謔渣

已知：i石煤是一種含丫2。3的礦物，雜質(zhì)為大量ALO3和少量CaO等；苛化泥的主要成分為

CaCXVNaOH、Na2cO3等。

ii高溫下，苛化泥的主要成分可與AUO3反應(yīng)生成偏鋁酸鹽；室溫下，偏鈕酸鈣［Ca(VO3)21和偏鋁酸鈣

均難溶于水。回答下列問(wèn)題：

(1)機(jī)原子的價(jià)層電子排布式為；焙燒生成的偏供酸鹽中鈕的化合價(jià)為，產(chǎn)生的氣體①

為(填化學(xué)式)。

(2)水浸工序得到濾渣①和濾液，濾渣①中含鋼成分為偏乳酸鈣，濾液中雜質(zhì)的主要成分為(填化

學(xué)式)。

(3)在弱堿性環(huán)境下，偏帆酸鈣經(jīng)鹽浸生成碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為；C。2加壓導(dǎo)入鹽浸

工序可提高浸出率的原因?yàn)椋唤『蟮蜐舛鹊臑V液①進(jìn)入(填工序名稱)，可實(shí)現(xiàn)鋼元素的

充分利用。

(4)洗脫工序中洗脫液的主要成分為(填化學(xué)式)。

(5)下列不利于沉車凡過(guò)程的兩種操作為(填序號(hào))。

a.延長(zhǎng)沉鈾時(shí)間b.將溶液調(diào)至堿性c.攪拌d.降低NH4cl溶液的濃度

【答案】⑴?.3d34s2②.+5③.C02

(2)NaA102

,、65~70℃

(3)①.HCO-+0H'+Ca(V03)2CaCO3+H2O+2VO3②.提高溶液中HCO3濃度，

促使偏專凡酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，釋放V0］③.離子交換

(4)NaCl

(5)bd

【解析】

【分析】石煤和苛化泥通入空氣進(jìn)行焙燒，反應(yīng)生成NaVOs、Ca(VO3)2，NaAlO,,Ca(AlO2)2，

CaO和CO2等，水浸可分離焙燒后的可溶性物質(zhì)(如NaVOs)和不溶性物質(zhì)［Ca(VC)3)2、Ca(AlO2)2

等］,過(guò)濾后濾液進(jìn)行離子交換、洗脫，用于富集和提純VO3,加入氯化鎮(zhèn)溶液沉鈿，生成NH4Vo3,經(jīng)

一系列處理后得到V2O3；濾渣①在pH土8,65?70℃的條件下加入3%NH4HCO3溶液進(jìn)行鹽浸，濾渣①

中含有鋼元素，通過(guò)鹽浸，使濾渣①中的鋼元素進(jìn)入濾液①中，再將濾液①回流到離子交換工序，進(jìn)行

vo3的富集。

【小問(wèn)1詳解】

機(jī)是23號(hào)元素，其價(jià)層電子排布式為3d34s2；焙燒過(guò)程中，氧氣被還原，丫2。3被氧化生成VC>3,偏機(jī)

酸鹽中鋼的化合價(jià)為+5價(jià)；CaCC)3在800℃以上開始分解，生成的氣體①為C。？。

【小問(wèn)2詳解】

由已知信息可知，高溫下，苛化泥的主要成分與川2。3反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和偏鋁酸鈣，偏鋁酸鈉溶于水，

偏鋁酸鈣難溶于水，所以濾液中雜質(zhì)的主要成分是NaAl。？。

【小問(wèn)3詳解】

在弱堿性環(huán)境下，Ca(VC)3)2與HCO］和OH反應(yīng)生成CaCOa、VO3和H2。，離子方程式為：

HCO；+0H+Ca(V03\—CaCO3+H2O+2VO-；CO2加壓導(dǎo)入鹽浸工序可提高浸出率，因?yàn)?/p>

C可提高溶液中HC03濃度，促使偏釵酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，釋放VO3；濾液①中含有VO3、NH：等，且

濃度較低，若要利用其中的鋼元素，需要通過(guò)離子交換進(jìn)行分離、富集，故濾液①應(yīng)進(jìn)入離子交換工序。

【小問(wèn)4詳解】

由離子交換工序中樹脂的組成可知，洗脫液中應(yīng)含有cr，考慮到水浸所得溶液中含有Na+，為避免引人

其他雜質(zhì)離子，且NaCl廉價(jià)易得，故洗脫液的主要成分應(yīng)為NaCl。

【小問(wèn)5詳解】

a.延長(zhǎng)沉鈕時(shí)間，能使反應(yīng)更加完全，有利于沉機(jī)，a不符合題意；

b.NH4cl呈弱酸性，如果將溶液調(diào)至堿性，0H與NH；反應(yīng)，不利于生成NH4Vo3,b符合題意；

c.攪拌能使反應(yīng)物更好接觸，提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)更加充分，有利于沉機(jī)，c不符合題意；

d.降低NH4cl溶液的濃度，不利于生成NH4Vo3,d符合題意；

故選bdo

4.（2024.新課標(biāo)卷）鉆及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方面有著廣泛應(yīng)用。一種從

濕法煉鋅產(chǎn)生的廢渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質(zhì)或氧化物）中富集回收得到含錦高鉆成品的工藝如

下：

已知溶液中相關(guān)離子開始沉淀和沉淀完全（c<1.0xl0-5mol?匚l）時(shí)的pH：

Fe3+Fe2+Co3+Co2+Zn2+

開始沉淀的pH156.9——7.46.2

沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2

回答下列問(wèn)題：

（1）“酸浸”前廢渣需粉碎處理，目的是；“濾渣1”中金屬元素主要為。

（2）“過(guò)濾1”后的溶液中加入Mn。？的作用是。取少量反應(yīng)后的溶液，加入化學(xué)試劑______檢驗(yàn)

,若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，需補(bǔ)加Mn。？。

（3）“氧化沉鉆”中氧化還原反應(yīng)的離子方程式為、。

（4）“除粘液”中主要的鹽有（寫化學(xué)式），殘留的Co?+濃度為mol.IT1o

【答案】（1）①.增大固液接觸面積，加快酸浸速率，提高浸取效率②.Pb

（2）①.將溶液中的Fe?+氧化為Fe3+，以便在后續(xù)調(diào)pH時(shí)除去Fe元素②.ICjFeCCN%］溶液

③.Fe2+

2+

3①.3CO+MnO；+7H2。=3Co(OH)3J+MnO2J+5H

2++

3Mn+2MnO；+2H2O=5MnO2J+4H

(4)①.ZnSO4,K2SO4②.IO*]

【解析】

【分析】由題中信息可知，用硫酸處理含有Co、Zn、Pb、Fe的單質(zhì)或氧化物的廢渣，得到含有Co?+、Zn?+、

Fe2+>Fe3+>S。>等離子的溶液，Pb的單質(zhì)或氧化物與硫酸反應(yīng)生成難溶的PbSO=貝廣濾渣1”為“酸浸”

時(shí)生成的PbSC)4;向?yàn)V液中加入Mn。2將Fe?+氧化為Fe3+,然后加入ZnO調(diào)節(jié)pH=4使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為

Fe(OH)3,則“濾渣H”的主要成分為Fe(OH)3,濾液中的金屬離子主要是Co?+、如?+和M/+；最后“氧

化沉鉆”，加入強(qiáng)氧化劑KMnC%，將溶液中Co?十氧化為Co3+,在pH=5時(shí)c03+形成Co(OH)3沉淀，而

2+

KMnO4則被還原為MnO2,KMnO4還會(huì)與溶液中的Mn發(fā)生歸中反應(yīng)生成MnO2,得到Co(OH)3和

Mn。？的混合物，“除粘液”主要含有ZnSCU、K2so4,據(jù)此解答。

【小問(wèn)1詳解】

在原料預(yù)處理過(guò)程中，粉碎固體原料能增大固體與液體的接觸面積，從而加快酸浸的反應(yīng)速率，提高浸取

效率；由分析可知，“濾渣1”的主要成分為PbSCU,貝卜濾渣1“中金屬元素主要為Pb；

【小問(wèn)2詳解】

酸浸液中含有Ct?+、Zn2+、Fe?+、Fe3+>SO7等離子。由題表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)Fe?+完全沉淀時(shí)，

Co?+未開始沉淀，而當(dāng)Fe?+完全沉淀時(shí)，Co?+已有一部分沉淀，因此為了除去溶液中的Fe元素且C(?+

2+3+3+

不沉淀，應(yīng)先將Fe氧化為Fe，然后調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe完全水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，因此，

Mn。？的作用是將Fe?+氧化為Fe3+,以便在后續(xù)調(diào)pH時(shí)除去Fe元素。常用K3[FeCCN%]溶液檢驗(yàn)

Fe2+,若生成藍(lán)色沉淀，則說(shuō)明溶液中仍存在Fe?+,需補(bǔ)加Mn。？；

【小問(wèn)3詳解】

由分析可知，該過(guò)程發(fā)生兩個(gè)氧化還原反應(yīng)，根據(jù)分析中兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物、產(chǎn)物與反應(yīng)環(huán)境(pH=5),

結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可寫出兩個(gè)離子方程式：

2+2++

3CO+MnO4+7H2。=3Co(OH)3J+MnO2J+5H+、3Mn+2MnO；+2H2O=5MnO2J+4H；

【小問(wèn)4詳解】

最終得到的“除粘液”中含有的金屬離子主要是最初“酸浸”時(shí)與加入ZnO調(diào)pH時(shí)引入的Zn2+、加入

KMnO」氧化沉鉆''時(shí)引入的K+,而陰離子是在酸浸時(shí)引入的SO〉，因此其中主要的鹽有ZnS04和

當(dāng)溶液時(shí)恰好完全沉淀，此時(shí)溶液中

K2S04OpH=Llc(H+)=l(r"mol-LT,C<?+

c(0)3+)=1.0x10—5mol?「，則C(OH-)==29moi?「，則

5129437“除鉆液”的即則

Ksp[CO(OH)3]=1.0x10x(10)'=W0pH=5,c")=1(T5moiC,

c(0H-)=^-=l°9mol-Li,此時(shí)溶液中

lL”)

[0T3.7

=-——mol-V1=10167mol-IT1

10-9

5.（2024?全國(guó)甲卷）鉆在新能源、新材料領(lǐng)域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鉆、鎬的

+2價(jià)氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該廢渣中提取鉆的一種流程如下。

Na2s2。8Na0HNaClO

稀H2s。4H2S

煉鋅

廢渣

浸渣CuSMnO2濾渣CO(OH)3

注：加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于lO^molLi,其他金屬離子不沉淀，即認(rèn)為完全分離。

21

已知：@Ksp(CuS)=6.3xl0-36,Ksp(ZnS)=2.5xl0-2,Ksp(CoS)=4.0xl0-2o

②以氫氧化物形式沉淀時(shí)，lg[c(M)/(mol-L-i)]和溶液pH的關(guān)系如圖所示。

-1

T(「

o-2

xs

xn

a-4

一

-5

1234567891011121314

回答下列問(wèn)題:

（1）“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其目的是

（2）“酸浸”步驟中，Co。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

（3）假設(shè)“沉銅”后得到的濾液中c（Zn2+）和c（C02+）均為O.lOmolLL向其中加入Na2s至Z/+沉淀完全，此

時(shí)溶液中c（C02+）=mol-L->,據(jù)此判斷能否實(shí)現(xiàn)Zn2+和Co?+的完全分離（填“能”或“不能”）。

(4)“沉鎰”步驟中，生成LOmolMnCh,產(chǎn)生H+的物質(zhì)的量為

(5)“沉淀”步驟中，用NaOH調(diào)pH=4,分離出的濾渣是.

(6)“沉鉆”步驟中，控制溶液pH=5.0~5.5,加入適量的NaClO氧化C02+,其反應(yīng)的離子方程式為

(7)根據(jù)題中給出的信息，從“沉鉆”后的濾液中回收氫氧化鋅的方法是

【答案】（1）增大固體與酸反應(yīng)的接觸面積，提高鉆元素的浸出效率

(2)COO+H2SO4=COSO4+H2O

(3)1.6X10-4不能

(4)4.0mol

(5)Fe(OH)3

(6)2Co2++5C1CT+5H2O=2co(OHbJ+Cr+4HC1O

(7)向?yàn)V液中滴加NaOH溶液，邊加邊攪拌，控制溶液的pH接近12但不大于12,靜置后過(guò)濾、洗滌、干

燥

【分析】煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鉆、鋅的+2價(jià)氧化物及鋅和銅的單質(zhì)，經(jīng)稀硫酸酸浸時(shí)，銅不溶

解，Zn及其他+2價(jià)氧化物除鉛元素轉(zhuǎn)化為硫酸鉛沉淀外，其他均轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的+2價(jià)陽(yáng)離子進(jìn)入溶液；然

后通入硫化氫沉銅生成CuS沉淀；過(guò)濾后，濾液中加入Na2s2。8將鎰離子氧化為二氧化錦除去，同時(shí)亞鐵

離子也被氧化為鐵離子；再次過(guò)濾后，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=4,鐵離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去；第

三次過(guò)濾后的濾液中加入次氯酸鈉沉鉆，得到CO(OH)3O

【解析】(1)“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其目的是增大固體與酸反應(yīng)的接觸面積，提高鉆元素的浸出效

率。

(2)“酸浸”步驟中，Cu不溶解，Zn單質(zhì)及其他+2價(jià)氧化物除鉛元素轉(zhuǎn)化為硫酸鉛沉淀外，其他均轉(zhuǎn)化

為相應(yīng)的+2價(jià)陽(yáng)離子進(jìn)入溶液，即CoO為轉(zhuǎn)化為CoSO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

COO+H2SO4=COSO4+H2O。

(3)假設(shè)“沉銅”后得到的濾液中4Zf)和《Co")均為(MOmobL,向其中加入Na2s至&2+沉淀完全，

此時(shí)溶液中。$一)="泮:mollT=2.5x10-7moi.「，貝U

c(C(?+)Wmoll?=1.6x107mobL-,C(C，+)小于。］(儂卜口，說(shuō)明大部分Co?+也轉(zhuǎn)化為硫化

物沉淀，據(jù)此判斷不能實(shí)現(xiàn)Zd+和C02+的完全分離。

(4)“沉銃”步驟中，Na2s2。8將MM+氧化為二氧化銃除去，發(fā)生的反應(yīng)為

2++

S20^+Mn+2H2O=MnO2+4H+2S0^,因此，生成l.OmolMnO?,產(chǎn)生H+的物質(zhì)的量為4.0mol。

(5)“沉鎰”步驟中，S?。；一同時(shí)將Fe?+氧化為Fe?+,“沉淀”步驟中用NaOH調(diào)pH=4,Fe?+可以完全沉淀為

Fe(OH)3,因此，分離出的濾渣是Fe(0H)3。

(6)“沉話”步驟中，控制溶液pH=5.0~5.5,加入適量的NaClO氧化C02+,為了保證Co?+被完全氧化，

NaClO要適當(dāng)過(guò)量，其反應(yīng)的離子方程式為2co2++5C1CT+5Ha=2Co(OH)3+C1+4HC1O。

(7)根據(jù)題中給出的信息，“沉鉆”后的濾液的pH=5.0~5.5,溶液中有Zn元素以Zr?+形式存在，當(dāng)pH>

12后氫氧化鋅會(huì)溶解轉(zhuǎn)化為［Zn(OH)J-,因此，從“沉鉆”后的濾液中回收氫氧化鋅的方法是：向?yàn)V液中滴

加NaOH溶液，邊加邊攪拌，控制溶液的pH接近12但不大于12,靜置后過(guò)濾、洗滌、干燥。

6.(2024?黑吉遼卷)中國(guó)是世界上最早利用細(xì)菌冶金的國(guó)家。已知金屬硫化物在“細(xì)菌氧化”時(shí)轉(zhuǎn)化為硫酸

鹽，某工廠用細(xì)菌冶金技術(shù)處理載金硫化礦粉(其中細(xì)小的Au顆粒被FeS?、FeAsS包裹)，以提高金的浸

出率并冶煉金，工藝流程如下：

空氣NaCN溶液Zn

Au

f濾液②

礦粉

含［Zn(CN)J

回答下列問(wèn)題:

(1)北宋時(shí)期我國(guó)就有多處礦場(chǎng)利用細(xì)菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要溶質(zhì)為(填

化學(xué)式)。

(2)“細(xì)菌氧化”中，F(xiàn)eS2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為.

(3)“沉鐵碑”時(shí)需加堿調(diào)節(jié)pH,生成(填化學(xué)式)膠體起絮凝作用，促進(jìn)了含As微粒的沉降。

(4)“培燒氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培燒氧化”，“細(xì)菌氧化”的優(yōu)勢(shì)為(填標(biāo)號(hào))。

A.無(wú)需控溫B.可減少有害氣體產(chǎn)生

C.設(shè)備無(wú)需耐高溫D.不產(chǎn)生廢液廢渣

(5)“真金不拍火煉”，表明Au難被。2氧化，“浸金”中NaCN的作用為。

(6)“沉金”中Zn的作用為-

(7)濾液②經(jīng)H?S04酸化，［Zn(CN)4「轉(zhuǎn)化為ZnS。4和HCN的化學(xué)方程式為。用堿中和

HCN可生成(填溶質(zhì)化學(xué)式)溶液，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

【答案】(1)CuSO4

細(xì)菌

3+-+

(2)4FeS2+15O2+2H2O^4Fe+8S0；+4H

(3)Fe(OH)3(4)BC

(5)做絡(luò)合劑，將Au轉(zhuǎn)化為［Au(CN)2了從而浸出

(6)作還原劑，將［AU(CN),J還原為Au

(7)①.Na2［Zn(CN)4］+2H2SO4=ZnSO4+4HCN+Na2SO4②.NaCN

【分析】礦粉中加入足量空氣和H2so4,在pH=2時(shí)進(jìn)行細(xì)菌氧化，金屬硫化物中的S元素轉(zhuǎn)化為硫酸

鹽，過(guò)濾，濾液中主要含有Fe3+、SO；-,As(VI),加堿調(diào)節(jié)pH值，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH，膠體，可起

到絮凝作用，促進(jìn)含As微粒的沉降，過(guò)濾可得到凈化液；濾渣主要為Au,Au與空氣中的O2和NaCN溶

液反應(yīng)，得到含［AU(CN)21的浸出液，加入Zn進(jìn)行“沉金”得到Au和含［Zn(CN)4廠的濾液②。

【小問(wèn)1詳解】

“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要成分為CuSO4;

【小問(wèn)2詳解】

絲田菌氧化”的過(guò)程中，F(xiàn)eS2在酸性環(huán)境下被02氧化為Fe3+和SOj,離子方程式為:

細(xì)菌

3+-+

4FeS2+15O2+2H2O^4Fe+8SO4+4H:

【小問(wèn)3詳解】

“沉鐵碑”時(shí)，加堿調(diào)節(jié)pH值，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3膠體，可起到絮凝作用，促進(jìn)含As微粒的沉降；

【小問(wèn)4詳解】

A.細(xì)菌的活性與溫度息息相關(guān)，因此細(xì)菌氧化也需要控溫，A不符合題意；

B.焙燒氧化時(shí)，金屬硫化物中的S元素通常轉(zhuǎn)化為SO2,而細(xì)菌氧化時(shí)，金屬硫化物中的S元素轉(zhuǎn)化為

硫酸鹽，可減少有害氣體的產(chǎn)生，B符合題意；

C.焙燒氧化需要較高的溫度，因此所使用的設(shè)備需要耐高溫，而細(xì)菌氧化不需要較高的溫度就可進(jìn)行，

設(shè)備無(wú)需耐高溫，C符合題意；

D.由流程可知，細(xì)菌氧化也會(huì)產(chǎn)生廢液廢渣，D不符合題意；

故選BC；

【小問(wèn)5詳解】

浸金”中，Au作還原劑，02作氧化劑，NaCN做絡(luò)合劑，將Au轉(zhuǎn)化為［AU(CNBJ從而浸出;

【小問(wèn)6詳解】

“沉金”中Zn作還原劑，將［Au(CN),『還原為Au；

【小問(wèn)7詳解】

濾液②含有［Zn(CN)于，經(jīng)過(guò)H2s。4的酸化，［Zn(CN%『轉(zhuǎn)化為ZnSCU和HCN,反應(yīng)得化學(xué)方程

式為：Na2［Zn(CN)J+2H2SO4=ZnSO4+4HCN+Na2SO4；用堿中和HCN得到的產(chǎn)物，可實(shí)現(xiàn)循

環(huán)利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步驟，從而循環(huán)利用。

7.(2024?安徽卷)精煉銅產(chǎn)生的銅陽(yáng)極泥富含Cu、Ag、Au等多種元素。研究人員設(shè)計(jì)了一種從銅陽(yáng)極泥

中分離提收金和銀的流程，如下圖所示。

Na2s2O3

Ag

銅陽(yáng)極泥

回答下列問(wèn)題:

(1)Cu位于元素周期表第______周期第________族。

(2)“浸出液1”中含有的金屬離子主要是。

(3)“浸取2”步驟中，單質(zhì)金轉(zhuǎn)化為HAuCl’的化學(xué)方程式為。

(4)“浸取3”步驟中，“浸渣2”中的(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為［Ag(S2()3)2『。

(5)“電沉積”步驟中陰極的電極反應(yīng)式為?！半姵练e”步驟完成后，陰極區(qū)溶液中可循環(huán)利用的物

質(zhì)為(填化學(xué)式)。

(6)“還原”步驟中，被氧化的N2H4與產(chǎn)物Au的物質(zhì)的量之比為0

(7)Na2s2O3可被L氧化為Na2s4。6=從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析SQ看的結(jié)構(gòu)為(a)而不是(b)的原因：

oo

nn

ss

nn

oo

O

(a)(b)

【答案】(1)①.四②.IB

2+

(2)Cu(3)2AU+8HC1+3H2O2=2HAUC14+6H2O

(4)AgCl(5)①.［Ag(S2O3)2r+e-=AgJ+2S2。；-?.Na2S2O3

(6)3：4(7)(a)結(jié)構(gòu)中電子云分布較均衡，結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，(b)結(jié)構(gòu)中正負(fù)電荷中心不重合，極性較

大，較不穩(wěn)定，且存在過(guò)氧根，過(guò)氧根的氧化性大于12,故Na2s2。3不能被L氧化成(b)結(jié)構(gòu)

【解析】

【分析】精煉銅產(chǎn)生的銅陽(yáng)極泥富含Cu、Ag、Au等元素，銅陽(yáng)極泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被轉(zhuǎn)化為Cu2+

進(jìn)入浸取液1中，Ag、Au不反應(yīng)，浸渣1中含有Ag和Au；浸渣1中加入鹽酸、H2O2浸取，Au轉(zhuǎn)化為

HAuCk進(jìn)入浸取液2,Ag轉(zhuǎn)化為AgCl,浸渣2中含有AgCl；浸取液2中加入N2H4將HAuCL還原為Au,

同時(shí)N2H4被氧化為N2；浸渣2中加入Na2s2。3,將AgCl轉(zhuǎn)化為［AgSC^廣，得到浸出液3,利用電

沉積法將［Ag(S2C>3)2「還原為Ago

【小問(wèn)1詳解】

Cu的原子序數(shù)為29,位于第四周期第IB族;

【小問(wèn)2詳解】

由分析可知，銅陽(yáng)極泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被轉(zhuǎn)化為Cu2+進(jìn)入浸取液1中，故浸取液1中含有的金屬

離子主要是Cu2+；

【小問(wèn)3詳解】

浸取2步驟中，Au與鹽酸、H2O2反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，生成HAuCk和HzO,根據(jù)得失電子守恒及質(zhì)量守恒，

可得反應(yīng)得化學(xué)方程式為：2AU+8HC1+3H2O2=2HAUC14+6H2O:

【小問(wèn)4詳解】

根據(jù)分析可知，浸渣2中含有AgCl,與Na2s2。3反應(yīng)轉(zhuǎn)化［Ag(S2C)3)2『；

【小問(wèn)5詳解】

電沉積步驟中，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，［Ag(S2(D3)2『得電子被還原為Ag,電極反應(yīng)式為：

［Ag(S2O3)2f+e=Ag+2S2O|-；陰極反應(yīng)生成S2。；，同時(shí)陰極區(qū)溶液中含有Na+,故電沉積步驟完成

后，陰極區(qū)溶液中可循環(huán)利用得物質(zhì)為Na2s2。3；

【小問(wèn)6詳解】

還原步驟中，HAuCL被還原為Au,Au化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?價(jià)，一個(gè)HAuCH轉(zhuǎn)移3個(gè)電子，N2H4被氧

化為N2,N的化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià)，一個(gè)N2H4轉(zhuǎn)移4個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒，被氧化的N2H4與產(chǎn)

物Au的物質(zhì)的量之比為3：4；

【小問(wèn)7詳解】

(a)結(jié)構(gòu)中電子云分布較均衡，結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，(b)結(jié)構(gòu)中正負(fù)電荷中心不重合，極性較大，較不穩(wěn)定，且存

在過(guò)氧根，過(guò)氧根的氧化性大于12,故Na2s2。3不能被12氧化成(b)結(jié)構(gòu)。

8.(2023?新課標(biāo)卷)銘和帆具有廣泛用途。銘帆渣中銘和鋼以低價(jià)態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為

鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從銘鋼渣中分離提取鋁和帆的一種流程如下圖所示：

2ccMgSC>4溶液

NaOHH2O稀H2sO4(NH6SC^溶液稀H2sO4Na2s2O5溶液

已知：最高價(jià)錨酸根在酸性介質(zhì)中以CnO：存在，在堿性介質(zhì)中以CrO丁存在。

回答下列問(wèn)題：

(1)煨燒過(guò)程中，機(jī)和銘被氧化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，其中含銘化合物主要為(填化學(xué)式)。

(2)水浸渣中主要有SiCh和o

(3)“沉淀”步驟調(diào)pH到弱堿性，主要除去的雜質(zhì)是o

(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiCh和MgNEPCU的形式沉淀，該步需要控制溶液的pHa9以達(dá)

到最好的除雜效果，若pH<9時(shí)，會(huì)導(dǎo)致；pH>9時(shí)，會(huì)導(dǎo)致0

(5)“分離鈾”步驟中，將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<l時(shí)，溶解為VO；或VO3+在堿

性條件下，溶解為VO；或VOf,上述性質(zhì)說(shuō)明V2O5具有(填標(biāo)號(hào))。

A.酸性B.堿性C.兩性

(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2s2O5)溶液，反應(yīng)的離子方程式為0

【答案】(l)Na2CrO4

(2)Fe2O3

(3)A1(OH)3

(4)磷酸根會(huì)與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4P04無(wú)法完全沉淀，同時(shí)可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理

會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiCh沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時(shí)溶液中鍍根離子濃度

降低導(dǎo)致MgNH4Po4無(wú)法完全沉淀

⑸C

-+3+

(6)2Cr2O+3S2OJ+10H=4Cr+6SO+5H2O

【分析】由題給流程可知，銘機(jī)渣在氫氧化鈉和空氣中煨燒，將鈕、銘、鋁、硅、磷等元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的

最高價(jià)含氧酸鹽，煨燒渣加入水浸取、過(guò)濾得到含有二氧化硅、氧化鐵的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入稀硫

酸調(diào)節(jié)溶液pH將A1元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾得到強(qiáng)氧化鋁濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入硫酸鎂溶

液、硫酸鍍?nèi)芤簩⒐柙亍⒘自剞D(zhuǎn)化為MgSiCh和MgNH4PCU沉淀，過(guò)濾得到含有MgSiCh、MgNH4P。4

的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將鈾元素轉(zhuǎn)化為五氧化二帆，過(guò)濾得到五氧化二鋼和濾

液；向?yàn)V液中焦亞硫酸鈉溶液將銘元素轉(zhuǎn)化為三價(jià)倍離子，調(diào)節(jié)溶液pH將倍元素轉(zhuǎn)化為氫氧化銘沉淀，

過(guò)濾得到氫氧化銘。

【解析】(1)由分析可知，煨燒過(guò)程中，鋁元素轉(zhuǎn)化為銘酸鈉，故答案為：Na2CrO4;

(2)由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化鐵，故答案為：Fe2O3;

(3)由分析可知，沉淀步驟調(diào)pH到弱堿性的目的是將A1元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，故答案為：

A1(OH)3；

(4)由分析可知，加入硫酸鎂溶液、硫酸鍍?nèi)芤旱哪康氖菍⒐柙?、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiCh和MgNH4P04

沉淀，若溶液pH<9時(shí)，磷酸根會(huì)與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4P04無(wú)法完全沉淀，同時(shí)可能產(chǎn)生硅

酸膠狀沉淀不宜處理；若溶液pH>9時(shí)，會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiCh沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)

品中混有雜質(zhì)，同時(shí)溶液中鍍根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4PCU無(wú)法完全沉淀，故答案為：磷酸根會(huì)與H+

反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4Po4,同時(shí)可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理；會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉

淀，不能形成MgSiCh