2025年高考化学总复习：工艺流程综合题（教师卷）

三年真题"

12工艺流程除合敢

目制鲁港。绢施管

考点三年考情(2022-2024)命题趋势

化学工艺流程题是将化工生产中的生产流

♦物质分离和提纯类工艺流程题：2024广程用框图形式表示出来，并根据生产流程

东卷、2024湖南卷、2024河北卷、2024中有关的化学知识步步设问。化工流程题

新课标卷、2024全国甲卷、2024黑吉辽以现代工业生产为基础，与化学反应原理、

卷、2024安徽卷、2023新课标卷、2023产品提纯、环境保护等相融合，具有考查知

湖北卷、2023辽宁卷、2023广东卷、2023识面广、综合性强、思维容量大的特点。这

浙江卷、2022湖南卷、2022湖北卷、2022类题型不但综合考查考生在中学阶段所学

重庆卷、2022全国乙卷的元素及其化合物知识以及物质结构、元

考点1工艺流

♦物质制备类工艺流程题：2024北京卷、素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解

程综合题

2024甘肃卷、2024浙江卷6月、2024江质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知

苏卷、2024山东卷、2024湖北卷、2024识，而且更重要的是能突出考查考生的综

浙江卷1月、2023全国甲卷、2023全国乙合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试

卷、2023湖南卷、2023山东卷、2023北题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维

京卷、2023浙江卷、2022全国甲卷、2022能力要求高。近年高考有关考查要点和设

福建卷、2022辽宁卷、2022广东卷、2022问方式没有大的变化，注意的是有关化学

北京卷、河北卷方程式的书写的考查，有加强的趋势，一般

有2~3个小问会涉及方程式的书写。

曾窟倒缀。阖滔送温

考法01物质分离提纯类工艺流程题

1.(2024・广东卷)钱(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣

(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取钱及循环利用铝的工艺如下。

尾气6mol•L"

碳素处理盐酸品月

电极

汹取

铤化铝原料液

冰晶石1I^£iLAEMin^...^

晶体一结晶—网pH叮溶液「提取「溶液

含F废液

工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用

LAEM提取金属离子M0+的原理如图。已知:

LAEM

1室n室

2

原哆」L<

闻丘

eM”和cr

阴离子

①pKa（HF）=3.2。

10

②Na3［Alf^］（冰晶石）的Ksp为4.0x1O。

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

金属离子与C1的配位可忽略。

（1）“电解”中，反应的化学方程式为O

（2）“浸取"中，由Ga?+形成［GaClJ的离子方程式为。

（3）“还原”的目的：避免______元素以（填化学式）微粒的形式通过LAEM，从而有利于Ga的分

离。

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

高，会降低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（填化学式），以

进一步提高Ga的提取率。

（5）“调pH”中，pH至少应大于,使溶液中c（F）＞c（HF）,有利于［AIR广配离子及

用3网瑁晶体的生成。若“结晶”后溶液中c（Na+）=0.10mol-L"，则浓度为mol.L'o

（6）一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体

心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co:Ga:Ni=,其立方晶胞的体

积为nm3°

OCO

anm-HIGnm—H

电解

【答案】(1)2Al2。3(熔融)=4A1+3O2?

冰晶石

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

3

(3)①.铁®.[FeCl6]-

(4)①.高②.NaCl

(5)①.3.2②.4.0X10-7

(6)0.2:1:1②.8a3

【解析】

【分析】电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)进行焙烧，金属转化为

氧化物，焙烧后的固体加入盐酸浸取，浸取液加入铝片将Fe3+进行还原，得到原料液，原料液利用LAEM

提取，［GaCk厂通过交换膜进入II室并转化为Ga3+,II室溶液进一步处理得到钱，I室溶液加入含F的废液

调pH并结晶得到NaAlF6晶体用于电解铝；

【小问1详解】

电解

“电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质，反应的化学方程式为2AbO3(熔融)4A1+3O2?；

冰晶石

【小问2详解】

3+

“浸取”中,由Ga3+形成［GaCL］-的离子方程式为Ga+4Cl=［GaCl4］-;

【小问3详解】

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，为了避免铁元素以［FeCk产的微粒

形式通过LAEM,故要加入铝片还原Fe3+,从而有利于Ga的分离；

【小问4详解】

“LAEM提取"中，原料液的C1-浓度越高，更有利于生成［GaCl4r的反应正向移动，更有利于Ga的提取，在

不提高原料液酸度的前提下，同时不引入新杂质，可向I室中加入NaCL提高Cl-浓度，进一步提高Ga的

提取率；

【小问5详解】

c(H+)c(F—)c(HF)

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

C(HF)C(F)

32moi/L,故pH至少应大于3.2,有利于［AH产配离子及NasIA*］晶体的生成，若“结晶”后溶液中

K4.0X1C)T°

+1

c(Na)=0.10molL,根据Na3［AlF6］(冰晶石)的Ksp为4.0x10」。，［A1F6产浓度为©3后+)=一万亍一

=4.0x10-^01^'；

【小问6详解】

合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在C。构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，取Ga

为晶胞顶点，晶胞面心也是Ga,Ni处于晶胞棱心和体心，Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中

Ga和Ni形成的8个小正方体体心为Co,故晶胞中Ga、Ni个数为4,Co个数为8,粒子个数最简比

Co:Ga:Ni=2:l:l,晶胞棱长为两个最近的Ga之间(或最近的Ni之间)的距离，为2anm,故晶胞的体积为

8a3nm。

2.(2024・湖南卷)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se,Cu2Se,PbSC\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：

H2OrH2SO4NaC103,H2S04

(含Na[AuJD

已知：①当某离子的浓度低于1.0xl0-5moi.LT时，可忽略该离子的存在;

@AgCl(s)+Cr(aq)u[AgCU](叫)K=2.0xlQ-5;

③Na2sO3易从溶液中结晶析出;

④不同温度下Na2SC>3的溶解度如下:

温度

020406080

/℃

溶解

14.426.137.433.229.0

度/g

回答下列问题：

(1)Cu属于_______区元素，其基态原子的价电子排布式为；

⑵“滤液1”中含有Ci?+和H2SeO3,“氧化酸浸”时C%Se反应的离子方程式为；

(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，加入适量NaCl的原因是。

②在“除金”工序溶液中，CF浓度不能超过mol-U10

(4)在“银转化”体系中，[Ag(SO3)2『和[Ag(sc>3)3「浓度之和为0.075mol-17i，两种离子分布分数

,、n(FAg(SO3)Tj

85[Ag(SO3),y=-......'打二)——访随SOj浓度的变化关系如图所示，若SO：浓度为

'/n([Ag(SO3)2]卜"([Agg).)

1

l.Omol-17，贝(Ag(SC)3)3]"的浓度为mol-U1o

l.O-i

5

[Ag(SO3)3]-

3

[Ag(SO3)2]-

00.51.01.52.02.53.0

cCSO^/molL-1

(5)滤液4中溶质主要成分为(填化学式)；在连续生产的模式下，“银转化”和“银还原”工序需在

40℃左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是o

【答案】(1)①.ds②.3d104sl

+2+

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

(3)①.使银元素转化为AgCl沉淀②.0.5

(4)0.05(5)①.Na2s。3②.高于40℃后，Na2sO3的溶解度下降，“银转化”和“银还原”

的效率降低，难以实现连续生产

【解析】

【分析】铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、CuzSe、PbSC)4等)加入H2O2、H2so4、NaCl氧化酸浸，由题中信息

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

NaCl,将Au转化为Na[AuCM除去，滤液2中含有Na[AuCl4],滤渣2中含有AgCl、PbSO4;在滤渣2中

加入Na2so3,将AgCl转化为Ag2so3,过滤除去PbSC)4,滤液3含有Ag2so3；滤液2中加入Na2s2O4,将

Ag元素还原为Ag单质，Na2s2。4转化为Na2so3,滤液4中溶质主要为Na2sO3,可继续进行银转化过程。

【小问1详解】

Cu的原子序数为29,位于第四周期第IB族，位于ds区，其基态原子的价电子排布式为3di04sl

【小问2详解】

滤液1中含有CW和H2SeO3,氧化酸浸时Cu2Se与上。2、112504发生氧化还原反应，生成C11SO4、H2SeO3

+2+

和H2。，反应的离子方程式为：Cu2Se+4H2O2+4H=2Cu+H2SeO3+5H2O；

【小问3详解】

①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是使银元素转化为AgCl沉淀；

②由题目可知AgCl(s)+Cl(aq)u[AgC121(aq)，在“除金”工序溶液中，若C「加入过多，AgCl则会转

化为[AgCl?」，当某离子的浓度低于1.0x10-5moiLT时，可忽略该离子的存在，为了不让AgCl发生转化，

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

度不能超过0.5和o//L：

【小问4详解】

在“银转化”体系中，［Ag(SC)3),丁和［Ag(SC>3)3「浓度之和为0Q75mol-LT，溶液中存在平衡关系:

[Ag(SO3)9J-+SOf-[Ag(SO3)3J",当c(SO.=0.5mol/L时，此时

c[Ag(SC)3)2『=c[Ag(SC)3)3『=0.0375WO//L,则该平衡关系的平衡常数

0.0375

K==2,当c(SO；-)=lmol/L时,

C(SQ(§0)]3?

32r°-0375x0-5

小皎入了小皎入了

解得此时

C{SQG。3)2丁?jD075-C[Ag(SO3)3了)?

5

cfAg(SO3)3]=0.05mol/L；

【小问5详解】

由分析可知滤液4中溶质主要成分为Na2sCh；由不同温度下Na2sO3的溶解度可知，高于40℃后,

Na2s。3的溶解度下降，“银转化”和“银还原”的效率降低，难以实现连续生产。

3.(2024.河北卷)V2O5是制造机铁合金、金属帆的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石

煤中提取丫2。5的工艺，具有铀回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。

R-N(CH,),aNH,C1

谑渣

已知：i石煤是一种含丫2。3的矿物，杂质为大量ALO3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为

CaCXVNaOH、Na2cO3等。

ii高温下，苛化泥的主要成分可与AUO3反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钮酸钙［Ca(VO3)21和偏铝酸钙

均难溶于水。回答下列问题：

(1)机原子的价层电子排布式为；焙烧生成的偏供酸盐中钮的化合价为，产生的气体①

为(填化学式)。

(2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钢成分为偏乳酸钙，滤液中杂质的主要成分为(填化

学式)。

(3)在弱碱性环境下，偏帆酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为；C。2加压导入盐浸

工序可提高浸出率的原因为；浸取后低浓度的滤液①进入(填工序名称)，可实现钢元素的

充分利用。

(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为(填化学式)。

(5)下列不利于沉车凡过程的两种操作为(填序号)。

a.延长沉铀时间b.将溶液调至碱性c.搅拌d.降低NH4cl溶液的浓度

【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浓度，

促使偏专凡酸钙转化为碳酸钙，释放V0］③.离子交换

(4)NaCl

(5)bd

【解析】

【分析】石煤和苛化泥通入空气进行焙烧，反应生成NaVOs、Ca(VO3)2，NaAlO,,Ca(AlO2)2，

CaO和CO2等，水浸可分离焙烧后的可溶性物质(如NaVOs)和不溶性物质［Ca(VC)3)2、Ca(AlO2)2

等］,过滤后滤液进行离子交换、洗脱，用于富集和提纯VO3,加入氯化镇溶液沉钿，生成NH4Vo3,经

一系列处理后得到V2O3；滤渣①在pH土8,65〜70℃的条件下加入3%NH4HCO3溶液进行盐浸，滤渣①

中含有钢元素，通过盐浸，使滤渣①中的钢元素进入滤液①中，再将滤液①回流到离子交换工序，进行

vo3的富集。

【小问1详解】

机是23号元素，其价层电子排布式为3d34s2；焙烧过程中，氧气被还原，丫2。3被氧化生成VC>3,偏机

酸盐中钢的化合价为+5价；CaCC)3在800℃以上开始分解，生成的气体①为C。？。

【小问2详解】

由已知信息可知，高温下，苛化泥的主要成分与川2。3反应生成偏铝酸钠和偏铝酸钙，偏铝酸钠溶于水，

偏铝酸钙难溶于水，所以滤液中杂质的主要成分是NaAl。？。

【小问3详解】

在弱碱性环境下，Ca(VC)3)2与HCO］和OH反应生成CaCOa、VO3和H2。，离子方程式为：

HCO；+0H+Ca(V03\—CaCO3+H2O+2VO-；CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率，因为

C可提高溶液中HC03浓度，促使偏钗酸钙转化为碳酸钙，释放VO3；滤液①中含有VO3、NH：等，且

浓度较低，若要利用其中的钢元素，需要通过离子交换进行分离、富集，故滤液①应进入离子交换工序。

【小问4详解】

由离子交换工序中树脂的组成可知，洗脱液中应含有cr，考虑到水浸所得溶液中含有Na+，为避免引人

其他杂质离子，且NaCl廉价易得，故洗脱液的主要成分应为NaCl。

【小问5详解】

a.延长沉钮时间，能使反应更加完全，有利于沉机，a不符合题意；

b.NH4cl呈弱酸性，如果将溶液调至碱性，0H与NH；反应，不利于生成NH4Vo3,b符合题意；

c.搅拌能使反应物更好接触，提高反应速率，使反应更加充分，有利于沉机，c不符合题意；

d.降低NH4cl溶液的浓度，不利于生成NH4Vo3,d符合题意；

故选bdo

4.（2024.新课标卷）钻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）中富集回收得到含锦高钻成品的工艺如

下：

已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全（c<1.0xl0-5mol•匚l）时的pH：

Fe3+Fe2+Co3+Co2+Zn2+

开始沉淀的pH156.9——7.46.2

沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2

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Mn。？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Mn。？。

（3）“氧化沉钻”中氧化还原反应的离子方程式为、。

（4）“除粘液”中主要的盐有（写化学式），残留的Co?+浓度为mol.IT1o

【答案】（1）①.增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率②.Pb

（2）①.将溶液中的Fe?+氧化为Fe3+，以便在后续调pH时除去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】由题中信息可知，用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣，得到含有Co?+、Zn?+、

Fe2+>Fe3+>S。>等离子的溶液，Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO=贝广滤渣1”为“酸浸”

时生成的PbSC)4;向滤液中加入Mn。2将Fe?+氧化为Fe3+,然后加入ZnO调节pH=4使Fe3+完全转化为

Fe(OH)3,则“滤渣H”的主要成分为Fe(OH)3,滤液中的金属离子主要是Co?+、如?+和M/+；最后“氧

化沉钻”，加入强氧化剂KMnC%，将溶液中Co?十氧化为Co3+,在pH=5时c03+形成Co(OH)3沉淀，而

2+

KMnO4则被还原为MnO2,KMnO4还会与溶液中的Mn发生归中反应生成MnO2,得到Co(OH)3和

Mn。？的混合物，“除粘液”主要含有ZnSCU、K2so4,据此解答。

【小问1详解】

在原料预处理过程中，粉碎固体原料能增大固体与液体的接触面积，从而加快酸浸的反应速率，提高浸取

效率；由分析可知，“滤渣1”的主要成分为PbSCU,贝卜滤渣1“中金属元素主要为Pb；

【小问2详解】

酸浸液中含有Ct?+、Zn2+、Fe?+、Fe3+>SO7等离子。由题表中数据可知，当Fe?+完全沉淀时，

Co?+未开始沉淀，而当Fe?+完全沉淀时，Co?+已有一部分沉淀，因此为了除去溶液中的Fe元素且C(?+

2+3+3+

不沉淀，应先将Fe氧化为Fe，然后调节溶液的pH使Fe完全水解转化为Fe(OH)3沉淀，因此，

Mn。？的作用是将Fe?+氧化为Fe3+,以便在后续调pH时除去Fe元素。常用K3[FeCCN%]溶液检验

Fe2+,若生成蓝色沉淀，则说明溶液中仍存在Fe?+,需补加Mn。？；

【小问3详解】

由分析可知，该过程发生两个氧化还原反应，根据分析中两个反应的反应物、产物与反应环境(pH=5),

结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式：

2+2++

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

【小问4详解】

最终得到的“除粘液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的Zn2+、加入

KMnO」氧化沉钻''时引入的K+,而阴离子是在酸浸时引入的SO〉，因此其中主要的盐有ZnS04和

当溶液时恰好完全沉淀，此时溶液中

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

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

5129437“除钻液”的即则

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

c(0H-)=^-=l°9mol-Li,此时溶液中

lL”)

[0T3.7

=-——mol-V1=10167mol-IT1

10-9

5.（2024•全国甲卷）钻在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钻、镐的

+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钻的一种流程如下。

Na2s2。8Na0HNaClO

稀H2s。4H2S

炼锌

废渣

浸渣CuSMnO2滤渣CO(OH)3

注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于lO^molLi,其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。

21

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

②以氢氧化物形式沉淀时，lg[c(M)/(mol-L-i)]和溶液pH的关系如图所示。

-1

T(「

o-2

xs

xn

a-4

一

-5

1234567891011121314

回答下列问题:

（1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是

（2）“酸浸”步骤中，Co。发生反应的化学方程式是

（3）假设“沉铜”后得到的滤液中c（Zn2+）和c（C02+）均为O.lOmolLL向其中加入Na2s至Z/+沉淀完全，此

时溶液中c（C02+）=mol-L->,据此判断能否实现Zn2+和Co?+的完全分离（填“能”或“不能”）。

(4)“沉镒”步骤中，生成LOmolMnCh,产生H+的物质的量为

(5)“沉淀”步骤中，用NaOH调pH=4,分离出的滤渣是.

(6)“沉钻”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5,加入适量的NaClO氧化C02+,其反应的离子方程式为

(7)根据题中给出的信息，从“沉钻”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是

【答案】（1）增大固体与酸反应的接触面积，提高钻元素的浸出效率

(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)向滤液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，控制溶液的pH接近12但不大于12,静置后过滤、洗涤、干

燥

【分析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钻、锌的+2价氧化物及锌和铜的单质，经稀硫酸酸浸时，铜不溶

解，Zn及其他+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液；然

后通入硫化氢沉铜生成CuS沉淀；过滤后，滤液中加入Na2s2。8将镒离子氧化为二氧化锦除去，同时亚铁

离子也被氧化为铁离子；再次过滤后，用氢氧化钠调节pH=4,铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去；第

三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钻，得到CO(OH)3O

【解析】(1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是增大固体与酸反应的接触面积，提高钻元素的浸出效

率。

(2)“酸浸”步骤中，Cu不溶解，Zn单质及其他+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化

为相应的+2价阳离子进入溶液，即CoO为转化为CoSO4,反应的化学方程式为

COO+H2SO4=COSO4+H2O。

(3)假设“沉铜”后得到的滤液中4Zf)和《Co")均为(MOmobL,向其中加入Na2s至&2+沉淀完全，

此时溶液中。$一)="泮:mollT=2.5x10-7moi.「，贝U

c(C(?+)Wmoll?=1.6x107mobL-,C(C，+)小于。］(侬卜口，说明大部分Co?+也转化为硫化

物沉淀，据此判断不能实现Zd+和C02+的完全分离。

(4)“沉铳”步骤中，Na2s2。8将MM+氧化为二氧化铳除去，发生的反应为

2++

S20^+Mn+2H2O=MnO2+4H+2S0^,因此，生成l.OmolMnO?,产生H+的物质的量为4.0mol。

(5)“沉镒”步骤中，S?。；一同时将Fe?+氧化为Fe?+,“沉淀”步骤中用NaOH调pH=4,Fe?+可以完全沉淀为

Fe(OH)3,因此，分离出的滤渣是Fe(0H)3。

(6)“沉话”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5,加入适量的NaClO氧化C02+,为了保证Co?+被完全氧化，

NaClO要适当过量，其反应的离子方程式为2co2++5C1CT+5Ha=2Co(OH)3+C1+4HC1O。

(7)根据题中给出的信息，“沉钻”后的滤液的pH=5.0~5.5,溶液中有Zn元素以Zr?+形式存在，当pH>

12后氢氧化锌会溶解转化为［Zn(OH)J-,因此，从“沉钻”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是：向滤液中滴

加NaOH溶液，边加边搅拌，控制溶液的pH接近12但不大于12,静置后过滤、洗涤、干燥。

6.(2024・黑吉辽卷)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸

盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS?、FeAsS包裹)，以提高金的浸

出率并冶炼金，工艺流程如下：

空气NaCN溶液Zn

Au

f滤液②

矿粉

含［Zn(CN)J

回答下列问题:

(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为(填

化学式)。

(2)“细菌氧化”中，FeS2发生反应的离子方程式为.

(3)“沉铁碑”时需加碱调节pH,生成(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含As微粒的沉降。

(4)“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为(填标号)。

A.无需控温B.可减少有害气体产生

C.设备无需耐高温D.不产生废液废渣

(5)“真金不拍火炼”，表明Au难被。2氧化，“浸金”中NaCN的作用为。

(6)“沉金”中Zn的作用为-

(7)滤液②经H?S04酸化，［Zn(CN)4「转化为ZnS。4和HCN的化学方程式为。用碱中和

HCN可生成(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。

【答案】(1)CuSO4

细菌

3+-+

(2)4FeS2+15O2+2H2O^4Fe+8S0；+4H

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

(5)做络合剂，将Au转化为［Au(CN)2了从而浸出

(6)作还原剂，将［AU(CN),J还原为Au

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

【分析】矿粉中加入足量空气和H2so4,在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸

盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、SO；-,As(VI),加碱调节pH值，Fe3+转化为Fe(OH，胶体，可起

到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au,Au与空气中的O2和NaCN溶

液反应，得到含［AU(CN)21的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含［Zn(CN)4厂的滤液②。

【小问1详解】

“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4;

【小问2详解】

丝田菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被02氧化为Fe3+和SOj,离子方程式为:

细菌

3+-+

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

【小问3详解】

“沉铁碑”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为Fe(OH)3胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降；

【小问4详解】

A.细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A不符合题意；

B.焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2,而细菌氧化时，金属硫化物中的S元素转化为

硫酸盐，可减少有害气体的产生，B符合题意；

C.焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，

设备无需耐高温，C符合题意；

D.由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意；

故选BC；

【小问5详解】

浸金”中，Au作还原剂，02作氧化剂，NaCN做络合剂，将Au转化为［AU(CNBJ从而浸出;

【小问6详解】

“沉金”中Zn作还原剂，将［Au(CN),『还原为Au；

【小问7详解】

滤液②含有［Zn(CN)于，经过H2s。4的酸化，［Zn(CN%『转化为ZnSCU和HCN,反应得化学方程

式为：Na2［Zn(CN)J+2H2SO4=ZnSO4+4HCN+Na2SO4；用碱中和HCN得到的产物，可实现循

环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。

7.(2024•安徽卷)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥

中分离提收金和银的流程，如下图所示。

Na2s2O3

Ag

铜阳极泥

回答下列问题:

(1)Cu位于元素周期表第______周期第________族。

(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是。

(3)“浸取2”步骤中，单质金转化为HAuCl’的化学方程式为。

(4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的(填化学式)转化为［Ag(S2()3)2『。

(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物

质为(填化学式)。

(6)“还原”步骤中，被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为0

(7)Na2s2O3可被L氧化为Na2s4。6=从物质结构的角度分析SQ看的结构为(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)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较

大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于12,故Na2s2。3不能被L氧化成(b)结构

【解析】

【分析】精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等元素，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2+

进入浸取液1中，Ag、Au不反应，浸渣1中含有Ag和Au；浸渣1中加入盐酸、H2O2浸取，Au转化为

HAuCk进入浸取液2,Ag转化为AgCl,浸渣2中含有AgCl；浸取液2中加入N2H4将HAuCL还原为Au,

同时N2H4被氧化为N2；浸渣2中加入Na2s2。3,将AgCl转化为［AgSC^广，得到浸出液3,利用电

沉积法将［Ag(S2C>3)2「还原为Ago

【小问1详解】

Cu的原子序数为29,位于第四周期第IB族;

【小问2详解】

由分析可知，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2+进入浸取液1中，故浸取液1中含有的金属

离子主要是Cu2+；

【小问3详解】

浸取2步骤中，Au与盐酸、H2O2反应氧化还原反应，生成HAuCk和HzO,根据得失电子守恒及质量守恒，

可得反应得化学方程式为：2AU+8HC1+3H2O2=2HAUC14+6H2O:

【小问4详解】

根据分析可知，浸渣2中含有AgCl,与Na2s2。3反应转化［Ag(S2C)3)2『；

【小问5详解】

电沉积步骤中，阴极发生还原反应，［Ag(S2(D3)2『得电子被还原为Ag,电极反应式为：

［Ag(S2O3)2f+e=Ag+2S2O|-；阴极反应生成S2。；，同时阴极区溶液中含有Na+,故电沉积步骤完成

后，阴极区溶液中可循环利用得物质为Na2s2。3；

【小问6详解】

还原步骤中，HAuCL被还原为Au,Au化合价由+3价变为0价，一个HAuCH转移3个电子，N2H4被氧

化为N2,N的化合价由-2价变为0价，一个N2H4转移4个电子，根据得失电子守恒，被氧化的N2H4与产

物Au的物质的量之比为3：4；

【小问7详解】

(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存

在过氧根，过氧根的氧化性大于12,故Na2s2。3不能被12氧化成(b)结构。

8.(2023・新课标卷)铭和帆具有广泛用途。铭帆渣中铭和钢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，从铭钢渣中分离提取铝和帆的一种流程如下图所示：

2ccMgSC>4溶液

NaOHH2O稀H2sO4(NH6SC^溶液稀H2sO4Na2s2O5溶液

已知：最高价锚酸根在酸性介质中以CnO：存在，在碱性介质中以CrO丁存在。

回答下列问题：

(1)煨烧过程中，机和铭被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铭化合物主要为(填化学式)。

(2)水浸渣中主要有SiCh和o

(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是o

(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiCh和MgNEPCU的形式沉淀，该步需要控制溶液的pHa9以达

到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致；pH>9时，会导致0

(5)“分离铀”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<l时，溶解为VO；或VO3+在碱

性条件下，溶解为VO；或VOf,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0

【答案】(l)Na2CrO4

(2)Fe2O3

(3)A1(OH)3

(4)磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4P04无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理

会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiCh沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中镀根离子浓度

降低导致MgNH4Po4无法完全沉淀

⑸C

-+3+

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

【分析】由题给流程可知，铭机渣在氢氧化钠和空气中煨烧，将钮、铭、铝、硅、磷等元素转化为相应的

最高价含氧酸盐，煨烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫

酸调节溶液pH将A1元素转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到强氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶

液、硫酸镀溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiCh和MgNH4PCU沉淀，过滤得到含有MgSiCh、MgNH4P。4

的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将铀元素转化为五氧化二帆，过滤得到五氧化二钢和滤

液；向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铭元素转化为三价倍离子，调节溶液pH将倍元素转化为氢氧化铭沉淀，

过滤得到氢氧化铭。

【解析】(1)由分析可知，煨烧过程中，铝元素转化为铭酸钠，故答案为：Na2CrO4;

(2)由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe2O3;

(3)由分析可知，沉淀步骤调pH到弱碱性的目的是将A1元素转化为氢氧化铝沉淀，故答案为：

A1(OH)3；

(4)由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸镀溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiCh和MgNH4P04

沉淀，若溶液pH<9时，磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4P04无法完全沉淀，同时可能产生硅

酸胶状沉淀不宜处理；若溶液pH>9时，会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiCh沉淀，导致产

品中混有杂质，同时溶液中镀根离子浓度降低导致MgNH4PCU无法完全沉淀，故答案为：磷酸根会与H+

反应使其浓度降低导致MgNH4Po4,同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；会导镁离子生成氢氧化镁沉

淀，不能形成MgSiCh