2025年北京高考化學(xué)復(fù)習(xí)專練：無機(jī)工藝流程（解析版）

重難點(diǎn)15無機(jī)工藝流程

f：*r題趨勢(shì)

考點(diǎn)三年考情分析2025考向預(yù)測(cè)

物質(zhì)分離、提純綜

預(yù)計(jì)2025年高考考查物質(zhì)分離、

合應(yīng)用、物質(zhì)的制

2024?北京卷T18；2023?北京卷T18；2022?北京卷T18提純綜合應(yīng)用、物質(zhì)的制備、其

備、其他金屬及其

他金屬及其化合物等。

化合物

重難詮釋？

【思維導(dǎo)圖】

【高分技巧】

一、以物質(zhì)制備為目的的化學(xué)工藝流程

i.原料處理階段的常見考查點(diǎn)

(1)加快反應(yīng)速率

(2)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、鹽酸、濃硫酸等。

(3)灼燒、焙燒、煨燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。

2.分離提純階段的常見考查點(diǎn)

⑴調(diào)pH除雜

①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去AP+、Mg2+溶液中含有的Fe2

+,先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH。

②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：一能與H+反應(yīng)，使溶液pH增大；二不引入新雜質(zhì)。例如，若要

除去CM+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、CU(OH)2、CU2(OH)2cO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。

(2)加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)。

如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對(duì)溫度的控制。如侯氏制堿法中的

NaHCO3;還有如H2O2、Ca(HCO3)2>KMnO4>AgNO3>HNC)3(濃)等物質(zhì)。

(3)降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)溶解(或分解)；使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。

3,獲得產(chǎn)品階段的常見考查點(diǎn)

(1)洗滌(冰水、熱水)：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗；乙醇洗滌既可洗去

晶體表面的雜質(zhì)，又可減少晶體溶解的損耗。

(2)蒸發(fā)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCb、AlCb、MgCb等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HC1的氣流中加熱,

以防其水解。

(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如NaCl和KzCrzO7混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主

要是K2Cr2O7,這樣就可分離出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3中的少量NaCL

(4)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如NaCl和K2CT2O7混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時(shí)間，析出的固體主要是

NaCl,同樣原理可除去NaCl中的少量KNO3?

二、以分離提純?yōu)槟康牡幕瘜W(xué)工藝流程

1.物質(zhì)分離提純的原則

(1)不增：不引入新的雜質(zhì)。(2)不減：不減少被提純的物質(zhì)。

(3)易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。(4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成、狀態(tài)。

2.常用的提純方法

水溶法除去可溶性雜質(zhì)

酸溶法除去堿性雜質(zhì)

堿溶法除去酸性雜質(zhì)

氧化劑或還原劑法除去還原性或氧化性雜質(zhì)

加熱灼燒法除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)

調(diào)節(jié)溶液的pH法如除去酸性Cu2+溶液中的Fe3+等

3.常用的分離方法

過濾分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法

利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CC14或苯萃

萃取和分液

取澳水中的澳

蒸發(fā)結(jié)晶提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl

提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、

冷卻結(jié)晶

FeCb、CuCb、CUSO4-5H2O>FeSO47H2O

蒸儲(chǔ)或分儲(chǔ)分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油

利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體

冷卻法

中的氨氣

三、工藝流程題的解題思路

1.工藝流程題的解題流程

(

原

料

(

無目的

機(jī)

礦.(所需產(chǎn)品),

物‘排放物的

-)

.害化處理,

規(guī)律:主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)。

工藝流程題實(shí)際上是考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識(shí)來解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。解此類題

目的基本思路：

(1)先粗讀，從題干中獲取有用信息，理清思路。先不必把每個(gè)環(huán)節(jié)的原理都搞清楚。

(2)針對(duì)問題再精讀，分析細(xì)節(jié)，根據(jù)問題去研究某一步或某一種物質(zhì)。

(3)要看清所問問題，不能答非所問，并注意語言表達(dá)的規(guī)范性。

2.工藝流程題的解題方法

(1)明確目的，提取有用信息。通過閱讀題頭，了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示

性信息，進(jìn)而明確生產(chǎn)目的一制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時(shí)所需的原料及所含雜質(zhì)，提取出所給的相

關(guān)信息一化學(xué)反應(yīng)方程式、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的溶解性等。

(2)分析流程，弄清各步作用。對(duì)比分析流程圖中的第一種物質(zhì)(原料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，找出原料與產(chǎn)

品之間的關(guān)系，聯(lián)系問題有針對(duì)性地思考：原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進(jìn)行了什么反應(yīng)？每一步除目標(biāo)

物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)是否要除去，采用什么操作方法除去？

(3)看清問題，準(zhǔn)確規(guī)范作答。這一步很關(guān)鍵，歷年的高考評(píng)卷分析都指出考生的簡(jiǎn)述能力比較差，特別是

化學(xué)用語的表述與實(shí)際要求存在很大偏差。所以答題時(shí)要看清問題，不能答非所問，要注意語言表達(dá)的科

學(xué)性和準(zhǔn)確性，如分清是要求回答實(shí)驗(yàn)操作名稱還是具體操作步驟。

限時(shí)提升練

(建議用時(shí)：40分鐘)

1.(2024?北京?高考真題)利用黃銅礦(主要成分為CuFeS2,含有SiO2等雜質(zhì))生產(chǎn)純銅，流程示意圖如下。

(1)礦石在焙燒前需粉碎，其作用是。

(2)(NHjSC>4的作用是利用其分解產(chǎn)生的SC>3使礦石中的銅元素轉(zhuǎn)化為CuSC>4。(NHJSO4發(fā)生熱分解的

化學(xué)方程式是o

(3)礦石和過量(NH)SC)4按一定比例混合，取相同質(zhì)量，在不同溫度下焙燒相同時(shí)間，測(cè)得：“吸收”過程

氨吸收率和“浸銅”過程銅浸出率變化如圖；400℃和500℃時(shí)，固體B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)如表。

2oI_，一，：：?，：：：?，150

250300350400450500550600

焙燒溫度be

溫度/℃B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)

400Fe2O3>CuSO4>CuFeS2

500Fe2(SO4)3>CUSOQCUO

①溫度低于425℃,隨焙燒溫度升高，銅浸出率顯著增大的原因是0

②溫度高于425℃,根據(jù)焙燒時(shí)可能發(fā)生的反應(yīng)，解釋銅浸出率隨焙燒溫度升高而降低的原因是=

(4)用離子方程式表示置換過程中加入Fe的目的。

(5)粗銅經(jīng)酸浸處理，再進(jìn)行電解精煉；電解時(shí)用酸化的Cust),溶液做電解液，并維持一定的c(H+)和c(Cu2+)。

粗銅若未經(jīng)酸浸處理，消耗相同電量時(shí)，會(huì)降低得到純銅的量，原因是=

【答案】(1)增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分

(2)(NH4)SO4=2NH3T+SO3T+H2O

（3）溫度低于425℃,隨焙燒溫度升高，（NHJzSO’分解產(chǎn)生的SC）3增多，可溶物CuSC\含量增加，故銅浸

出率顯著增加溫度高于425℃,隨焙燒溫度升高發(fā)生反應(yīng)：

4CuFeS2+17O2+2CuSO4=6CuO+2Fe2（SO4）3+4SO3,CuFeS2和CuSO,轉(zhuǎn)化成難溶于水的CuO,銅浸出率降

低

（4）Fe+Cu2+=Cu+Fe2+

（5）粗銅若未經(jīng)酸浸處理，其中雜質(zhì)Fe會(huì)參與放電，則消耗相同電量時(shí)，會(huì)降低得到純銅的量

【分析】黃銅礦（主要成分為CuFeSz，含有SiCh等雜質(zhì)）粉碎后加入硫酸鏤通入空氣焙燒，黃銅礦在硫酸鏤

生成的SO3作用下，轉(zhuǎn)化成CuSO4,得到的混合氣體中主要含NH3,用硫酸吸收，得到硫酸鏤，是溶液A

的主要溶質(zhì)，可以循環(huán)利用，固體B為SiO2、CUSO4及含鐵的化合物，加水分離，主要形成含硫酸銅的濾

液和含SiCh的濾渣，分別為濾液C和濾渣D,向硫酸銅溶液中加入過量的鐵，置換得到粗銅和FeSCU，粗

銅再精煉可以得到純銅。

【詳解】（1）黃銅礦的礦石在焙燒前需粉碎，是為了增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充

分；

（2）鏤鹽不穩(wěn)定，易分解，（NHJSO4分解為非氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物中有NH3和SO3,故化學(xué)方程式為

A

（NH）SO4=2NH3T+SO3T+H2O；

（3）①由圖，溫度低于425。。隨焙燒溫度升高，銅浸出率顯著增大，是因?yàn)闇囟鹊陀?25。。隨焙燒溫

度升高，（NH4）2SC>4分解產(chǎn)生的SO3增多，可溶物CuSC）4含量增加，故銅浸出率顯著增加；

②溫度高于425。。隨焙燒溫度升高，CuFeSz和CuSC>4轉(zhuǎn)化成難溶于水的Cut）,發(fā)生反應(yīng)

4CuFeS2+17O2+2CUSO4=6CuO+2Fe2（SO4）3+4SO3,銅浸出率降低；

A

（4）加入Fe置換硫酸銅溶液中的銅，反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；

（5）粗銅中含有Fe雜質(zhì)，加酸可以除Fe,但粗銅若未經(jīng)酸浸處理，其中雜質(zhì)Fe會(huì)參與放電，則消耗相同

電量時(shí)，會(huì)降低得到純銅的量。

2.（2023?北京?高考真題）以銀鎰精礦（主要含Ag?S、MnS、FeS?）和氧化錦礦（主要含MnO,為原料聯(lián)合

提取銀和鎰的一種流程示意圖如下。

已知：酸性條件下，MnO?的氧化性強(qiáng)于Fe3+。

(1)“浸鎰”過程是在H2SO4溶液中使礦石中的錦元素浸出，同時(shí)去除FeS?,有利于后續(xù)銀的浸出：礦石中的

銀以Ag2s的形式殘留于浸鎰渣中。

①“浸鋪”過程中，發(fā)生反應(yīng)MnS+2H+=Mn2++H2ST,則可推斷：Ksp(MnS)(填“>”或“<”)

Ksp(Ag2S)o

②在H2SO4溶液中，銀錦精礦中的FeS?和氧化銃礦中的MnC>2發(fā)生反應(yīng)，則浸鍋液中主要的金屬陽離子

有o

(2)“浸銀”時(shí)，使用過量FeCL、HC1和CaCl?的混合液作為浸出劑，將Ag2s中的銀以[AgQ「形式浸出。

①將“浸銀”反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整：o

3+

□Fe+Ag2S+D；——□+2[AgCl.f+S

②結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋浸出劑中C「、H+的作用：,

(3)“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。

①該步反應(yīng)的離子方程式有o

②一定溫度下，Ag的沉淀率隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。解釋t分鐘后Ag的沉淀率逐漸減小的原

因：O

▲

IOO-

I/I—、

卷50:

If?

rr*11

<I,f:_

。1時(shí)間,min

(4)結(jié)合“浸錦”過程，從兩種礦石中各物質(zhì)利用的角度，分析聯(lián)合提取銀和鎰的優(yōu)勢(shì)：o

【答案】⑴>Fe3+、Mn2+

⑵2Fe3++Ag2s+4Cru2Fe2++2[AgCL「+SC「是為了與Ag2s電離出的Ag+結(jié)合生成

-

[AgCl2],使平衡正向移動(dòng)，提高Ag2s的浸出率；H+是為了抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH%沉淀

_2+3+2+

(3)2[AgCl2]+Fe=Fe+2Ag+4CP.2Fe+Fe=3FeFe?+被氧氣氧化為Fe?+,Fe?+把Ag氧

化為Ag+

（4）可將兩種礦石中的錦元素同時(shí)提取到浸鎰液中，得到MnSC>4,同時(shí)將銀元素和錦元素分離開；生成的Fe3+

還可以用于浸銀，節(jié)約氧化劑

【分析】銀錦精礦（主要含Ag?S、MnS、FeS?）和氧化鋅礦（主要含MnO2）混合加H2sO4溶液，使礦石中的

鎰元素浸出，同時(shí)去除FeS2，礦石中的銀以Ag2s的形式殘留于浸錦渣中,浸鎰液中主要的金屬陽離子有Fe3+>

Mn2+;浸鎰渣中Ag2s與過量FeCL、HC1和CaJ的混合液反應(yīng)，將Ag2s中的銀以［AgClJ形式浸出，用

鐵粉把［AgClJ還原為金屬銀。

【詳解】（1）①“浸鎰”過程中，礦石中的銀以Ag2s的形式殘留于浸鋪渣中，MnS發(fā)生反應(yīng)

+2+

MnS+2H=Mn+H2ST,硫化錦溶于強(qiáng)酸而硫化銀不溶于強(qiáng)酸，則可推斷：Ksp（MnS）>Ksp（Ag2S）；

②根據(jù)信息，在H2s溶液中二氧化鎬可將Fe2+氧化為Fe?+,自身被還原為Mn?+,則浸錦液中主要的金屬

陽離子有Fe"、Mn2+。

（2）①Ag2s中S元素化合價(jià)升高，F(xiàn)e元素化合價(jià)降低，根據(jù)得失電子守恒、元素守恒，該離子方程式為

3+2+

2Fe+Ag,S+4Cr7~~~"2Fe+2［AgCl2f+S；

②Cl-是為了與Ag2s電離出的Ag+結(jié)合生成［AgClJ,使平衡正向移動(dòng)，提高Ag2s的浸出率；可是為了抑

3+

制Fe水解，防止生成Fe（OH）3沉淀。

（3）①鐵粉可將［AgCl2「還原為單質(zhì)銀，過量的鐵粉還可以與鐵離子發(fā)生反應(yīng)，因此離子方程式為

2+2+

2［AgCl2J+Fe=Fe+2Ag+4cA、2Fe"+Fe=3Fe；

②溶液中生成的Fe?+會(huì)被空氣中的氧氣緩慢氧化為Fe3+,Fe?+把部分Ag氧化為Ag+,因此tmin后銀的沉

淀率逐漸降低。

（4）聯(lián)合提取銀和鎰的優(yōu)勢(shì)在于“浸鎰”過程可將兩種礦石中的鎰元素同時(shí)提取到浸鎰液中，將銀元素和鎰

元素分離開，利用MnOz的氧化性將FeS?中的Fe?+氧化為Fe?*,同時(shí)生成的Fe3+還可以用于浸銀，節(jié)約氧

化劑，同時(shí)得到MnSO一

3.（2022?北京?高考真題）白云石的主要化學(xué)成分為CaMg（CC>3）2,還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2.1%的Fe2（）3和

1.0%的SiO2。利用白云石制備高純度的碳酸鈣和氧化鎂，流程示意圖如下。

已知:

物質(zhì)CaiOH%Mg9HhCaCO3MgCO3

Ksp5.5x10-65.6xl()T23.4x10-96.8x10-6

（1）白云石礦樣煨燒完全分解的化學(xué)方程式為.

（2）NH4cl用量對(duì)碳酸鈣產(chǎn)品的影響如下表

氧化物（MO）浸出率/%產(chǎn)品中CaCOs純度/%產(chǎn)品中Mg雜質(zhì)含量/%

n(NH4Cl)/n(CaO

)（以MgCOs計(jì)）

CaOMgO計(jì)算值實(shí)測(cè)值

2.1:198.41.199.199.7—

2.2：198.81.598.799.50.06

2.4：199.16.095.297.62.20

備注：i、MO浸出率=（浸出的MO質(zhì)量/煨燒得到的MO質(zhì)量）xl00%（M代表Ca或Mg）

ii、CaCOs純度計(jì)算值為濾液A中鈣、鎂全部以碳酸鹽形式沉淀時(shí)計(jì)算出的產(chǎn)品中CaCOs純度。

①解釋“浸鈣”過程中主要浸出CaO的原因是0

②沉鈣反應(yīng)的離子方程式為o

③“浸鈣”過程不適宜選用n（NH4Cl）:n（CaO）的比例為。

④產(chǎn)品中CaCOs純度的實(shí)測(cè)值高于計(jì)算值的原因是0

⑶“浸鎂”過程中，取固體B與一定濃度的（NHJSO”溶液混合，充分反應(yīng)后MgO的浸出率低于60%。加熱

蒸鐳，MgO的浸出率隨儲(chǔ)出液體積增大而增大，最終可達(dá)98.9%。從化學(xué)平衡的角度解釋浸出率增大的原

因是。

(4)濾渣C中含有的物質(zhì)是o

(5)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是0

燃燒

(l)CaMg(CO3)2=CaO+MgO+2CO2T

(2)Ksp[Ca(OH)2]?Ksp[Mg(OH)J,在一定量NHQ溶液中，氫氧化鈣會(huì)和氯化鏤反應(yīng)而氫氧化鎂不能,

2+

故CaO先浸出Ca+2NH3-H2O+CO2=CaCO3+2NHt+H,O2,4：1

Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),CaCOs優(yōu)先析出，且氧化鈣也能轉(zhuǎn)化為碳酸鈣

⑶MgO+H2()=Mg(OH)2，Mg(OH),+2NH：皇Mg"+2NH3，+2H2。，隨大量氨逸出，平衡正向移動(dòng)

(4)Fe2O3>SiO2>CaSO4>MgO

(5)NH4Ck(NH4)2S04.C02,NH3

【分析】白云石礦樣煨燒后CaMg(CC>3)2轉(zhuǎn)化為氧化鈣、氧化鎂，加入氯化鏤溶解浸鈣，大部分鈣離子進(jìn)入

濾液A,通入二氧化碳生成碳酸鈣；過濾分離出含有鎂、鐵、硅元素的固體B,加入硫酸錠將鎂離子轉(zhuǎn)化為

硫酸鎂溶液，加入碳酸鏤生成碳酸鎂沉淀，煨燒得到氧化鎂；

【詳解】(1)白云石礦樣煨燒完全分解生成氧化鈣、氧化鎂、二氧化碳?xì)怏w，化學(xué)方程式為

,、燃燒小

CaMg(C03)?CaO+MgO+2CO2T；

(2)①氯化鍍水解生成一水合氨與氫離子，可以調(diào)節(jié)溶液的pH,由圖表可知，

Ksp[Ca(OH)2]?Ksp[Mg(OH)2],在一定量NH4cl溶液中，氫氧化鈣會(huì)和氯化鏤反應(yīng)而氫氧化鎂不能，故

CaO首先溶解被浸出；

②沉鈣反應(yīng)中通入二氧化碳和濾液中鈣離子、氨氣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和錢根離子，離子方程式為

2+

Ca+2NH3-H2O+CO2=CaCO3+2NH>H2O。

③由圖表可知，“浸鈣”過程n(NH4Cl):n(CaO)的比例為2.4：1時(shí)，產(chǎn)品中鎂元素雜質(zhì)最多且碳酸鈣純度最低，

故不適宜選用n(NH4Cl):n(CaO)的比例為2.4：k

(4)Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),在反應(yīng)中CaCOs會(huì)優(yōu)先析出，但也有可能析出其他沉淀，且Mg2+部分以

Mg(OH)2形成沉淀，相比MgC03質(zhì)量更小，二者共同作用導(dǎo)致產(chǎn)品中CaCOs純度的實(shí)測(cè)值高于計(jì)算值;

⑶“浸鎂”過程中，發(fā)生反應(yīng)：MgO+H2O=Mg(OH)2,Mg(OH),+2NH；3Mg2++2NH3，+2H2。，加熱

蒸儲(chǔ)隨大量氨逸出，平衡正向移動(dòng)，利于氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為硫酸鎂；

(4)白云石的主要化學(xué)成分為CaMg(CC>3)2,還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2.1%的FezCh和10%的SQ；煨燒浸

鈣后，絕大部分鈣進(jìn)入濾液中，部分鈣進(jìn)入B中加入硫酸鏤后轉(zhuǎn)化為微溶于的硫酸鈣，氧化鐵、二氧化硅

幾乎不反應(yīng)進(jìn)入濾渣中；“浸鎂”過程中，MgO的浸出率最終可達(dá)98.9%,則還有部分氧化鎂進(jìn)入濾渣中,

故濾渣C中含有的物質(zhì)是FezCVSiO2.CaSO4,MgO；

(5)沉鈣反應(yīng)中通入二氧化碳生成碳酸鈣和氯化鏤；“浸鎂”過程中加熱蒸儲(chǔ)會(huì)有大量氨逸出；濾液D加入

碳酸鏤生成碳酸鎂和硫酸鏤，碳酸鎂煨燒生成二氧化碳；白云石煨燒也會(huì)生成二氧化碳；在流程中

NH4Ck(NH4)2SO4>CO?、NH3既是反應(yīng)物又是生成物，故該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是

NH4Ck(NH4)^SO4>CO2、NH3O

4.(2021?北京?高考真題)鐵黃是一種重要的化工產(chǎn)品。由生產(chǎn)鈦白粉廢渣制備鐵黃的過程如下。

資料：

i.鈦白粉廢渣成分：主要為FeSO/HzO,含少量TiOSO,和不溶物

ii.TiOSO4+(x+l)H2O#TiO2xH2O；+H2SO4

iii.0.1mol/LFe?+生成Fe(OH)2，開始沉淀時(shí)pH=6.3,完全沉淀時(shí)pH=8.3；

0.1mol/LFe3+生成FeOOH,開始沉淀時(shí)pH=1.5,完全沉淀時(shí)pH=2.8

(1)純化

①加入過量鐵粉的目的是0

②充分反應(yīng)后，分離混合物的方法是o

(2)制備晶種

為制備高品質(zhì)鐵黃產(chǎn)品，需先制備少量鐵黃晶種。過程及現(xiàn)象是：向一定濃度FeSC)4溶液中加入氨水，產(chǎn)

生白色沉淀，并很快變成灰綠色。滴加氨水至pH為6.0時(shí)開始通空氣并記錄pH變化(如圖)。

①產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是。

②產(chǎn)生白色沉淀后的pH低于資料iii中的6.3。原因是：沉淀生成后c(Fe2+)O.lmol/L(填或

③0%時(shí)段，pH幾乎不變；力士時(shí)段，pH明顯降低。結(jié)合方程式解釋原因：=

④pHE時(shí)制得鐵黃晶種。若繼續(xù)通入空氣，t3后pH幾乎不變，此時(shí)溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加,

且(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。結(jié)合總方程式說明原因：。

(3)產(chǎn)品純度測(cè)定

鐵黃純度可以通過產(chǎn)品的耗酸量確定。

加熱溶解酚醐

Wg鐵黃溶液洛液b也織邈~>溶液CT滴定

NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液

3+-

資料：Fe+3C2O^=Fe(C2O4)3,FeQCU才不與稀堿液反應(yīng)

Na2c2O4過量，會(huì)使測(cè)定結(jié)果(填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。

【答案】(1)與硫酸反應(yīng)，使得TiOSO4+2H2OUTiO2-H2OJ+H2s。4平衡正向移動(dòng)，沉鈦;過量的作用

是防止二價(jià)鐵被氧化過濾

2+

(2)Fe+2NH3-H2O=Fe(OH)2+2NH*>pH6.0左右，4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3因止匕

pH幾乎不變。之后發(fā)生4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+,溶液中H+濃度增大，pH減小溶液中同

2+2++

時(shí)存在兩個(gè)氧化反應(yīng)4Fe+O2+4H+=4Fe3+和4Fe+O2+2H2O=4FeOOH+4H,因此c(Fe2+)的減小大于

2+3+

c(Fe3+)的增加。或用疊加反應(yīng)解釋：12Fe+3O2+2H2O=4FeOOH+8Fe

(3)不受影響

【分析】根據(jù)鈦白粉廢渣制備鐵黃流程

鈦白粉蒸儲(chǔ)水、鐵粉.撕||一定量的k空氣,鐵黃晶體鐵黃產(chǎn)品

制鰥黃'

廢渣純化FeSQ溶液制備晶種FeOOHFeOOH

和鈦白粉廢渣成分：FeSO4H2O,TiOSCU及其它難溶物，可知：加入蒸儲(chǔ)水、鐵粉純化后，

TiOSO4+2H2O^TiO2H2O；+H2SO4,是沉淀，通過過濾后，得到精制FeSC)4溶液，加入氨水和空

氣后，F(xiàn)eSC)4溶液被氧化成三價(jià)鐵離子，同時(shí)調(diào)整PH(0.1mol/LFe2+沉淀為Fe(OH)2,起始的pH為6.3,完

全沉淀的pH為8.3；0.1mol/LFe3+沉淀為FeOOH,起始的pH：1.5,完全沉淀的pH為2.8)和空氣，生成

FeOOH,再經(jīng)過系列提純，最終制得FeOOH固體。

【詳解】(1)與硫酸反應(yīng)，使得TiOSO4+2H2OUTiC)2-H2OJ+H2s。4平衡正向移動(dòng)，沉鈦；過量的作用是防

止二價(jià)鐵被氧化.鈦白粉廢渣成分：FeSO4H2O.TiOSO4及其它難溶物，充分反應(yīng)后有沉淀出現(xiàn)，所以分

離混合物的方法是過濾；

2+

(2)pH6.0左右，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3因此pH幾乎不變。之后發(fā)生4Fe+O2+6H2O=4FeOOH

2+

+8H+,溶液中H+濃度增大，pH減小.溶液中同時(shí)存在兩個(gè)氧化反應(yīng)4Fe2++O2+4H+=4Fe3+和4Fe+O2+

2H2。=4FeOOH+4H+,因此c(Fe2+)的減小大于c(Fe3+)的增加。或用疊加反應(yīng)解釋：12Fe2++302+2%0=

4FeOOH+8Fe3+

(3)由于Fe3++3C2O42-=Fe(C2()4)31Fe(C2O4)3不與稀堿溶液反應(yīng)，所以加入的Na2c2O4過量，則測(cè)定結(jié)果

不受影響

5.(2020?北京?高考真題)MnC>2是重要的化工原料，軟鋸礦制備MnCh的一種工藝流程如圖:

2W研磨一過量較濃H2s0”過量鐵屑2+、火“，也純化一,，2+,-電解c

軟鎰礦-----?--------J---------->Mnz溶出液------>Mn2純化液----->MnO

溶出(20℃)2

資料：①軟銃礦的主要成分為MnCh，主要雜質(zhì)有AI2O3和SiCh

②金屬離于沉淀的pH

Fe3+AF+Mn2+Fe2+

開始沉淀時(shí)1.53.45.86.3

完全沉淀時(shí)2.84.77.88.3

③該工藝條件下，MnC>2與H2s。4反應(yīng)。

⑴溶出

①溶出前，軟鎰礦需研磨。目的是—o

②溶出時(shí)，F(xiàn)e的氧化過程及得到Md+的主要途徑如圖所示:

MnO2Mi?+

Fe--------?Fe2+>Fe3+

III

i.步驟II是從軟鎰礦中溶出Md+的主要反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式是一。

+2+

ii.若Fe2+全部來自于反應(yīng)Fe+2H=Fe+H2T，完全溶出Mn2+所需Fe與MnO2的物質(zhì)的量比值為2。而實(shí)際

比值(0.9)小于2,原因是—o

⑵純化。已知：MnC>2的氧化性與溶液pH有關(guān)。純化時(shí)先加入MnCh，后加入NH3H2O,調(diào)溶液pH*5,說

明試劑加入順序及調(diào)節(jié)pH的原因：―。

(3)電解。Mn2+純化液經(jīng)電解得MnCh。生成MnCh的電極反應(yīng)式是一。

(4)產(chǎn)品純度測(cè)定。向ag產(chǎn)品中依次加入足量bgNa2c2O4和足量稀H2so4，加熱至充分反應(yīng)。再用

1

cmolL-KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液的體積為dL(已知：MnO2及MnO；均被還

原為MW。相對(duì)分子質(zhì)量：MnO2-86.94；Na2c2。4-134.0)

產(chǎn)品純度為—(用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)。

A

+2+2+3+

【答案】增大反應(yīng)速率，提高浸出率MnO2+4H+2Fe=Mn+2Fe+2H2O二氧化鎰能夠氧

2++

化單質(zhì)鐵為Fe2+MnO2的氧化性隨酸性的減弱逐漸減弱Mn-2e-+2H2O=MnO2+4H

他-335cd)x86.94

134^

【分析】軟錦礦首先進(jìn)行研磨，可增大固體與硫酸的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高浸出率；加入濃硫酸

及過量的鐵屑，鐵屑與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，亞鐵離子與二氧化鎰反應(yīng)生成二價(jià)鎰離子和鐵離子；再電

解錦離子的純化液制取二氧化鎰。

【詳解】(1)①研磨軟錦礦可增大固體與濃硫酸接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高浸出率；

②i.根據(jù)反應(yīng)途徑可知，二氧化鎰與亞鐵離子反應(yīng)生成二價(jià)錢離子和鐵離子，則反應(yīng)的離子方程式為

A

+2+=2+3+

MnO2+4H+2FeMn+2Fe+2H2O；

ii.根據(jù)方程式可知，F(xiàn)e與MnO2的物質(zhì)的量比值為2,實(shí)際反應(yīng)時(shí)，二氧化鎰能夠氧化單質(zhì)鐵為Fe?+,導(dǎo)致

需要的減少Fe2+,故實(shí)際比值(0.9)小于2。

(2)MnO2的氧化性與溶液pH有關(guān)，且隨酸性的減弱，氧化性逐漸減弱，溶液顯酸性時(shí)，二氧化鎰的氧化性

較強(qiáng)，故純化時(shí)先加入MnC>2，后加入NH3-H2。，調(diào)溶液pH=5,除去溶液中的AP+、Fe3+；

(3)電解時(shí)，溶液呈酸性，Md+失電子，與水反應(yīng)生成二氧化鎰和氫離子，則電極反應(yīng)式為

2++

Mn-2e-+2H2O=MnO2+4H；

(4)根據(jù)題意可知，部分草酸鈉與二氧化鎰發(fā)生氧化還原發(fā)，剩余部分再與高鋸酸鉀反應(yīng)

bg

(5H2c2O4+2KM11O4+3H2sC)4=K2so4+2M11SO4+IOCO2T+8H2O),則與二氧化鎰反應(yīng)的草酸鈉為五高嬴了

-x5；MnCh+Na2c2O4+2H2sC)4=Na2sO4+MnSO4+2CO2T+2H2O,則n(MnC>2)=n(Na2c2。。=

2

,\bgcmol/LxdL_j,_..

bgcmol//TLxdL廣上山+4---------------------------------x5xo86.94g/mol7

--------------x5,產(chǎn)品純度=(134g/mol2JxlOO%=

134g/mol

ag

(ft-335cJ)x86.94

134a

6.(2023?北京朝陽?二模)電解銃渣含有MnO?、MnCO3,FeCO3,CaO、SQ等。將電解錦渣與電解殘液

混合制成漿液，能在脫除煙氣(含SO?、。2、M等)中SO?的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電解錦渣的資源化利用。

,凈化體、加c電解|->1VlnU2

電解研鹿攪耗E通入煙W過濾一濾液1>九'液2r電解殘液

鎰渣一*一漿液脫硫―一濾渣(酸性)

(1)上述流程中為增大反應(yīng)速率采取的措施有0

(2)電解鎰渣中的Mt!。?能吸收煙氣中的SO2,反應(yīng)的方程式為o

(3)電解錦渣與電解殘液混合后，漿液中部分離子濃度(mol/L)及pH在脫硫過程中的變化如下。

Mn2+Ca2+Fe2+sotpH

Omin2.5x10-63.8x10-52.3x10-66.6xW47.5

180min1.3x10-42.2X10-47.5x10-51.7x10-21.7

①用方程式表示脫硫過程溶液pH降低的原因

②分析漿液中Mn"濃度增大的原因:

i.MnC)2被SO?還原。

ii.MnC>2被Fe?+還原，離子方程式為.

iii.(用離子方程式表示)。

①濾液2在電解池(填“陽”或“陰”)極放電產(chǎn)生MnO?

②凈化過程須除去Fe?+。研究發(fā)現(xiàn)，濾液2中即使含有少量Fe?+,也會(huì)導(dǎo)致乂1102產(chǎn)率大幅降低，分析原

因：。

【答案】(1)研磨、攪拌

⑵MnO2+S02=MnSO4

2++2+3+

(3)02+2SO2+2H,0=2H2SO4MnO,+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O

+2+

MnCO3+2H=Mn+H2O+CO21

(4)陽Fe?+還原MnC>2生成Fe3+,Fe?+在陰極放電又生成Fe2+(Fe"+e-=Fe2+),上述過程不斷循環(huán)(或其

他合理答案)

【分析】電解鎰渣含有MnO?、MnCO3>FeCO3>CaO、SiO2,研磨、攪拌，電解硫酸錦溶液得到二氧化鎰

和氫氣、硫酸，電解殘液混合制成漿液，漿液通入煙氣，得到含有硫酸鎰、硫酸亞鐵、硫酸鈣、硫酸的溶

液，除去硫酸亞鐵、硫酸鈣，電解硫酸銃溶液得到二氧化銃。

【詳解】(1)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素，上述流程中為增大反應(yīng)速率采取的措施有研磨、攪拌；

(2)MnC>2具有氧化性，吸收SO?生成硫酸鎰，反應(yīng)的方程式為MnO2+SO2=MnSC>4；

(3)①脫硫過程中二氧化硫、氧氣、水反應(yīng)生成硫酸，使溶液pH降低，反應(yīng)方程式為

Mn2+

2SO2+O2+2H2O=2H2so/

②分析漿液中Mn"濃度增大的原因：i.MnO?被SO?還原；ii.MnO?被Fe?+還原，Mn元素化合價(jià)由+4降低

為+2、Fe元素化合價(jià)由+2升高為+3,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒，反應(yīng)的離子方程式為

2++2+3+

MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O:iii.MnCC>3與硫酸反應(yīng)生成硫酸錦、二氧化碳、水，反應(yīng)的離子方

2+

程式為M11CO3+2H+=Mn+CO21+H20；

(4)①濾液2中含有硫酸錦，鎬離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Mn。?，所以在電解池陽極放電產(chǎn)生Mn。?；

②Fe?+還原M11O2生成Fe3+,Fe3+在陰極放電又生成Fe2+,上述過程不斷循環(huán)，也會(huì)導(dǎo)致MnCh產(chǎn)率大幅

降低；

7.(2025?北京?模擬預(yù)測(cè))有關(guān)黃銅礦(CuFeSz)的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示，請(qǐng)完成有關(guān)問題。

(1)請(qǐng)嘗試寫出冰銅中兩種組分的化學(xué)式(均是硫化物),SOC12的中心原子雜化方式為o

(2)下列說法中，不正確的是=

A.反應(yīng)2中另有氫氣產(chǎn)生，是氧化還原反應(yīng)

B.氣體A具有漂白性，可以使紫色石蕊溶液褪色

C.FeS2在工業(yè)中，是一種制取硫酸的原料，不常用來煉鐵

D.金屬M(fèi)可以是相對(duì)活潑金屬，如Fe,Mg等

(3)請(qǐng)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式：。

(4)反應(yīng)4生成的物質(zhì)B難溶于水，同時(shí)生成兩種酸性氣體，則反應(yīng)4的化學(xué)反應(yīng)方程式為：，請(qǐng)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)物質(zhì)B中的氯元素。

3

【答案】⑴Cu2S和FeSsp

(2)AB

(3)2CU2O+Cu2S->6Cu+S02

⑷SOQ+CH3cH20H——>CH3CH2C1+HC1+SO2取少量CH3cH2cl與NaOH溶液共熱至溶液不再

分層，加稀硝酸酸化至溶液呈酸性，再加入硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明CH3cH2cl中有氯元素

【分析】黃銅礦(CuFeSz)與二氧化硅在140(TC反應(yīng)，生成FeSiCh和冰銅，冰銅兩種組分均是硫化物，結(jié)合

后續(xù)可知兩種硫化物為Cu2S.FeS,冰銅加入二氧化硅，通入空氣生成FeSiO3,Cu2O和Cu2S,Cu2O和Cu2S

通入氧氣燃燒生成粗銅和氣體A,結(jié)合元素守恒可知?dú)怏wA為SO2；粗銅通入空氣和H2s。4生成Cu2so4,

加入金屬M(fèi)將Cu置換出來；氣體A(SC)2)與等物質(zhì)的量的Cb、SCE反應(yīng)生成SOCb，SOCb與乙醇反應(yīng)生

成的物質(zhì)B難溶于水，同時(shí)生成兩種酸性氣體，該反應(yīng)為SOJ+CH3cH20H—>CH3CH2C1+HC1+SO20

【詳解】(1)由分析可知，冰銅中兩種組分的化學(xué)式為Cu2s和FeS；SOCb的中心原子S的價(jià)電子對(duì)數(shù)為

,6-1x2-2x1,,,,..、,

3+-----------=4,其雜化方式為sp3；

(2)A.反應(yīng)2中Cu不能置換硫酸中的H,其Cu元素化合價(jià)從0升高到+1,0元素化合價(jià)由0降到-2,

該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；

B.氣體A為SO2具有漂白性，但不能漂白石蕊，故B錯(cuò)誤;

C.FeS2在工業(yè)中，主要發(fā)生反應(yīng)12fH2so4,主要用來制取硫酸，故C正

確；

D.金屬M(fèi)的作用是置換Cu,其可以是相對(duì)活潑金屬，如Fe,Mg等，故D正確；

故選AB；

(3)反應(yīng)1中Cu元素化合價(jià)由+1價(jià)降低到0價(jià)，硫元素由-2價(jià)升高到+4價(jià)，化學(xué)方程式為

2Cu,O+Cu2St6Cu+SO2；

(4)反應(yīng)4生成的物質(zhì)B難溶于水，同時(shí)生成兩種酸性氣體，根據(jù)元素守恒，兩種酸性氣體為SO2和

HC1,該反應(yīng)為SOCU+CH3cH20H——>CH3CH2C1+HC1+SO2；物質(zhì)B為CH3cH?C1,檢驗(yàn)鹵代姓中的

Cl元素，首先應(yīng)使在NaOH溶液中水解，之后再檢驗(yàn)氯離子，故實(shí)驗(yàn)為取少量CH3cH2cl與NaOH溶液共

熱至溶液不再分層，加稀硝酸酸化至溶液呈酸性，再加入硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明CH3cH2cl

中有氯元素。

8.(2024?北京?三模)I、工業(yè)廢水中的氨氮和煙氣用多種方法進(jìn)行處理，使廢水和煙氣達(dá)標(biāo)后排放。

(1)氨氮(NH；和NH/H2O)膠水的處理過程中加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至9后，升溫至30。(2,通空氣將氨趕

出并回收。

①用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：o

②用化學(xué)平衡原理解釋通空氣的目的：0

(2)氧化法處理煙氣中的NO,(NO、N02)O用NaClO溶液將g氧化為NO；,實(shí)現(xiàn)煙氣中心的脫除、向

NaClO溶液中加入硫酸，研究初始pH對(duì)g脫除率的影響，結(jié)果如下。

脫除前”(NO脫除后”(NOJ

已知：NOx脫除率=xlOO%

脫除前"(NOJ

a、不用鹽酸調(diào)節(jié)NaClO溶液初始pH的原因是

b、pH<5.5時(shí)，從物質(zhì)性質(zhì)角度分析NO?脫除率隨溶液初始pH升高而增大的可能原因：o

pH=3.5時(shí)、隨溫度升高，g脫除率有所下降，可能原因?yàn)椋骸?/p>

II、回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片(除LiFePO’外，還含有A1箔、少量不溶于酸堿的導(dǎo)電齊U)中的資源，部

分流程如圖：

H2SO4

濾液導(dǎo)電劑FePO4濾液③Li2c。3

等濾渣②

(3)從“正極”可以回收的金屬有。

(4)“堿溶”時(shí)A1箔溶解的離子方程式=

(5)“酸浸”時(shí)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LNO,被氧化的LiFePO4mol?(雜質(zhì)不與HNO3反應(yīng))

⑹實(shí)驗(yàn)測(cè)得濾液②中c(Li+)=4mol-L\加入等體積的Na2c0?溶液后，Li卡的沉降率到99%。則濾液③中

3

c(CO：)=mol-L-'o[Ksp(Li2CO3)=1.6xl0-]

充電

(7)磷酸亞鐵鋰電池總反應(yīng)為：LiFePO4+6CLi.^FePO,,+LixxC6,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+。充電

放電

時(shí)，Li+移向(填“陽極”或“陰極)放電時(shí)，正極反應(yīng)式為o

(8)磷酸亞鐵鋰電池中鐵的含量可通過如下方法測(cè)定：稱取L40g試樣用鹽酸溶解，在溶液中加入稍過量的

SnClz溶液，再加入HgCU飽和溶液，用二苯胺磺酸鈉作指示劑，用0.030mol-L」重錨酸鉀溶液滴定至溶液

由淺綠色變?yōu)樗{(lán)紫色，消耗重銘酸鉀溶液40.00mL。

已知：2Fe"+Sn2++6CF=SnCl^+2Fe2+

2+

4Cr+Sn+2HgCl2=SnCl^+Hg2Cl2

2+-+3+3+

6Fe+Cr2O7+14H=6Fe+2Cr+7H,O

①實(shí)驗(yàn)中加入HgJ飽和溶液的目的是0

②磷酸亞鐵鋰電池中鐵的含量為=

【答案】(1)NH：+OH-=NH3-H2O氨水電離是可逆反應(yīng)，將生成的氨氣帶走，即減少生成物，可

以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即更多的生成氨氣，因而促進(jìn)了氨水電離

(2)鹽酸是還原性酸，能與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此不能用鹽酸調(diào)節(jié)NaClO溶液的pH反

應(yīng)初始階段隨pH升高，H+濃度減小，有利于平衡2NO2+ClO-+H2OU2NO/cr+2H+正向移動(dòng)，從而提高

NO?脫除率隨溫度升高，HC1O會(huì)發(fā)生分解，NaClO的濃度減小，NO、脫除率有所下降

(3)Li、Fe、Al

(4)2A1+2OH-+2H2O=2AlOj+3H2T

(5)0.3

(6)4

+

(7)陰極Lii.xFePO4+xLi+xe-=LiFePO4

(8)將溶液中過量的Sn2+轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的絡(luò)離子SnCl"防止干擾Fe?+的測(cè)定28.8%

【分析】廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片主要為A1箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸堿的導(dǎo)電劑組成，加

氫氧化鈉溶液浸泡，將鋁溶解，過濾后得到的濾液中含有偏鋁酸鈉，濾渣為LiFePCU，加硫酸、硝酸，除去

不溶于酸堿的導(dǎo)電劑，調(diào)節(jié)pH生成FePO4沉淀，濾液中加入飽和碳酸鈉，生成碳酸鋰沉淀。

【詳解】(1)①鏤鹽能和強(qiáng)堿反應(yīng)，用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：NH：+OH=NH3H2O；

②氨水電離是可逆反應(yīng)，將生成的氨氣帶走，即減少生成物，可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即更多

的生成氨氣，因而促進(jìn)了氨水電離。

(2)a、鹽酸是還原性酸，能與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此不能用鹽酸調(diào)節(jié)NaClO溶液的pH；

b、pH<5.5時(shí)NaClO首先結(jié)合H+生成HC1O,HC1O表現(xiàn)強(qiáng)氧化性將NO2氧化為NO],1molNaClO得2moi

電子生成ImolNa