2025年高考化学大题突破(通用版)大题01化工流程综合题(逐空突破)(原卷版+解析)

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化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。工艺流程题设问的地方有：反应速率与平衡理论的运用，氧化还原反应的判断、化学方程式的书写，利用控制pH分离除杂，利用溶解度分离，常用的分离方法、实验操作，流程中的物质转化和循环，绿色化学评价，电化学，计算产量、产率、产品纯度等。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高。
预测2025年高考将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查考生的综合能力。从命题趋势来看，一般有三种题型：一是从实验设计和评价的角度对化工生产进行模拟；二是根据一些化工生产的流程来考查考生的综合应用能力；三是关于化工生产的相关计算。
题型1 原料预处理的常用方法
1.（2024·北京·高考真题）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)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.钯(Pd)是一种不活泼金属，含钯催化剂在工业、科研上用量较大。某废钯催化剂(钯碳)中含有钯(5%～6%)、碳(93%～94%)、铁(1%～2%)以及其他杂质，故钯碳具有很高的回收价值。如图是利用钯碳制备氯化钯(PdCl2)和Pd的流程，回答下列问题：
“钯碳”焚烧过程中空气一定要过量，目的是____________________
1．（2024·全国甲卷·高考真题）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①。
②以氢氧化物形式沉淀时，和溶液的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是 。
2．（2025·重庆·高三阶段练习）重整催化剂是石油炼制工业中不可缺少的催化触媒，某失效重整催化剂含有约0.3%的金属Pt，其他成分主要为Al2O3、含碳杂质以及少量Fe、Re等金属。现利用以下流程回收金属Pt(部分试剂、步骤及反应条件略)。
已知：①树脂吸附过程只会吸附和；
②，。
回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的是 。
3．（24-25高三上·天津·阶段练习）某化学兴趣小组以菱铁矿(主要成分为)，含有等少量杂质)为原料制备氯化铁晶体的实验过程如下：
(1)酸溶及后续过程中均需保持酸过量，其目的除了提高铁元素的浸出率之外，还有 作用。
4．（24-25高三上·河北保定·期末）红矾钾广泛应用于有机合成、电镀、媒染等领域，工业上以铬铁矿[主要成分为，含少量、杂质]为主要原料制备红矾钾的工艺流程如图所示：
已知：
① 在水中的溶解度随温度的升高而增大；
②；
③。
回答下列问题：
(1)焙烧时采取“多层逆流焙烧”，即将固体粉末从炉顶投料，氧气从炉底鼓入，这样做的目的为 。
5．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
“碱浸”中NaOH的两个作用分别是___________________________________
题型2 转化过程中反应条件的控制方法
1．（2024·湖南·高考真题）铜阳极泥(含有Au、、、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时，可忽略该离子的存在；
② ；
③易从溶液中结晶析出；
④不同温度下的溶解度如下：
回答下列问题：
(1)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℃左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是 。
2.（2024下·北京·高三人大附中校考开学考试）作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(，含有少量、、、等元素)制备流程如图：
已知：。
回答下列问题：
(1)溶矿反应完成后，反应器中溶液，此时c(Fe3+)= ml/L；用石灰乳调节至，除去的金属离子是 。
1．（2024·广东·高考真题）镓()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(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。
工艺中，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。用提取金属离子的原理如图。已知：
①。
②(冰晶石)的为。
③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。
(1)“调”中，至少应大于 ，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为 。
2．（2025·福建·一模）铟(In)是一种典型的稀散金属，广泛应用于半导体、航空航天、电子光学材料等领域。以含铅烟灰[主要成分是PbO，还含有少量等物质]为原料制备粗铟的工艺流程如图所示。
已知：①“浸出液”中和的浓度分别为。
②代表萃取剂，萃取时发生反应为
③常温下，。
回答下列问题：
(1)从平衡移动的角度解释“萃取”前“调pH”目的是 ；常温下，应调节pH不大于 。
3．（2025高三·全国·专题练习）钒钛磁铁矿炼钢后剩余的尾渣中含有等，现从该钒渣中回收的工艺流程如下：
(3)和的混合液需要经过蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶和过滤等操作得到晶体，结合如图，分析为了得到较纯净的晶体和较高的晶体析出率，应选择最适宜的结晶温度，为a、b、c、d四点中 点对应的温度。
4．（24-25高三上·辽宁·期末）一种利用炼锌渣(主要含、一定量的、不溶性杂质)为原料制备硫化锌及高纯镓的流程如图所示：
已知：①电解制取镓时，溶液中的氯离子会影响镓的析出。
②。
③与的各物种的分布分数随的变化如图1所示。
④晶胞可以看成是由8个图2所示的小立方体堆积成大立方体以后，占据四个互不相邻的小立方体的体心得到的结构。
(1)“调节”时，不能过高的原因是 。
5．（24-25高三上·山东·阶段练习）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，主要杂质为主要杂质为FeO、Al2O3、SiO2及少量可溶性磷酸盐的化合物，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存在，在碱性介质中以存在。
回答下列问题：
(1)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 。
(2)“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pH9时，会导致 。
题型3 工艺流程中的分离与提纯
1．（2024·湖北·高考真题）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为：
已知：
回答下列问题：
(1)“萃取分液”的目的是分离和，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 。
(2)写出反萃取生成的化学方程式 。“滤液2”可以进入 步骤再利用。
2．（24-25高三上·甘肃·期末）用如图方法回收废旧中的单质（金）、和。
已知：①浓硝酸不能单独将溶解。②。
(1)“酸溶”后经 操作，将混合物分离。
1．（24-25高三上·重庆·阶段练习）纳米氧化锌是性能优异的半导体催化剂，以工业含锌废渣(主要成分为，还含有、、、、等)制取高纯氧化锌的工艺流程如下。
已知：①金属离子开始沉淀和完全沉淀时的如下表所示。
回答下列问题：
(1)“母液”通过 、 、过滤、洗涤、干燥可获得晶体。下，分解过程中含氮物质随时间变化关系如图2所示。该条件下分解的化学方程式为 。
2．（24-25高三上·上海·期中）工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Cl-和等杂质，提纯工艺路线如下：
已知：碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。
(1)“趁热过滤”的原因是 。
3．（24-25高三上·江苏南通·阶段练习）马日夫盐［］是一种用于机械设备的防锈磷化剂，工业上利用软锰矿(主要成分为，含少量硅、铁、铝等氧化物)为主要原料，联合处理含的烟气并制备马日夫盐的一种工艺流程如下。请回答下列问题：
已知：①不稳定，易被空气氧化；马日夫盐溶于水且随温度的升高，溶解度显著增大
②有机萃取剂是溶解了一种酸性磷酸酯(表示为)的磺化煤油，萃取时发生的反应主要为：。
③，，。
(4)以“调pH”后得到的含的滤液为原料，补充完整“沉锰”、“酸溶”及得到马日夫盐的实验操作： ，过滤、洗涤、干燥，得到马日夫盐。(须使用的试剂：溶液、溶液、稀盐酸、磷酸、蒸馏水)
4．（24-25高三上·黑龙江大庆·期中）工业上以铬铁矿[主要成分为，含少量、杂质]为主要原料制备红矾钾()的工艺流程如图所示：
请回答下列问题：
(3)一系列操作包括：蒸发溶剂至有晶膜出现，停止加热、 抽滤、重结晶。
5．（24-25高三上·黑龙江·阶段练习）以钛铁矿（主要成分为，含少量等）为原料制备的工艺流程如图所示[已知：易水解生成沉淀]。
回答下列问题：
(1)已知：绿矾、的溶解度曲线如图所示。操作X是 。滤液2可循环用于“ ”工序，实现资源利用。
题型4 工艺流程中化学（离子）方程式的书写
1．（2024·吉林·高考真题）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(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为 。
(2)滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。
2．（2025·山西·一模）磷酸铁是制备磷酸铁锂电池的材料之一。以菱铁矿（主要成分为，少量等杂质）和农药盐渣（主要成分为等）制备电池级磷酸铁的工艺流程如下。
回答下列问题：
(1)“氧化1”时反应的离子方程式为 ；在实际操作中的用量约为理论量的1.2倍，其原因可能是 ；验证氧化后所得的溶液已经不再含有的操作是 。
(2)已知和葡萄糖在高温条件下反应生成和，则该反应的化学方程式为 。
1．（24-25高三上·甘肃平凉·阶段练习）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C、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。
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全时的。
回答下列问题：
(1)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。
2．（24-25高三下·山西·开学考试）镓(Ga)是战略性物质。一种利用炼锌渣(主要含ZnO、CuO、和一定量的、)为原料制备高纯镓的流程如下：
已知：ⅰ．电解制取镓时，溶液中的氯离子会影响镓的析出。ⅱ．与的各物种的分布分数随pH的变化如图所示。
回答下列问题：
(1)“沉铁”时反应的离子方程式为 。
(2)“还原除杂”过程中，先向溶液中加入一定量的Cu粉，反应一段时间后再向溶液中加入稍过量Zn粉。加入一定量的Cu粉的溶液pH目的是除，写出反应的离子方程式： ，加入稍过量Zn粉的目的是 。
(3)“电解”制备镓时，阴极的电极反应式为 。
3．（24-25高三上·河北衡水·阶段练习）一种以转炉钒渣(主要含有FeO·V2O3、SiO2、MnO、Al2O3等物质)为原料制备VO2的工艺流程如下：
已知：①室温条件，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
②各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lg c总(V)]与pH关系如下：
(1)钒原子在周期表中的位置是 ，它的价层电子排布式为 。在实验室中进行焙烧钒渣，不能使用陶瓷坩埚，理由是 (用化学方程式表示)。
(2)“焙烧”中FeO·V2O3转化为NaVO3和Fe2O3的化学方程式为 。
4．（24-25高三上·安徽合肥·阶段练习）以钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁下)为主要原料制备钛白粉常用硫酸法，工艺流程如下：
(1)水解得到，则其水解方程式为 。
5．（24-25高三上·河北邯郸·阶段练习）钒是一种重要的过渡金属，在工业、医疗、高科技等领域均有重要应用。以石煤[含有机碳、SiO2、CaO和少量Ⅴ(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)氧化物、Fe2O3、MgO、Al2O3]为原料，我国学者研究出新型空白焙烧—酸浸提钒的工艺流程如图所示：
已知：烧渣中Ⅴ元素存在于Si-O四面体中；“萃取”反应为。
回答下列问题：
(1)“还原”工序中，发生的所有氧化还原反应的离子方程式为 、 。
题型5 工艺流程中的KSP的相关计算
1．（2024·广西·高考真题）广西盛产甘蔗，富藏锰矿。由软锰矿(，含和CuO等杂质)制备光电材料的流程如下。回答下列问题：
已知：
(1)常温下，用调节溶液pH至时，可完全沉淀的离子有 (填化学式)。
2．（2024·贵州·高考真题）煤气化渣属于大宗固废，主要成分为及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺，制备钠基正极材料和回收的流程如下：
已知：
①25℃时，；
②。
回答下列问题：
(1)25℃时，“碱沉”控制溶液pH至3.0，此时溶液中 。
1．（24-25高三上·黑龙江牡丹江·阶段练习）金属冶炼炉渣等二次资源的综合利用受到普遍关注。利用酸液加压浸取，可实现高钛型高炉渣的有效分离，并获得高附加值化工产品。工艺流程如图所示：
已知：I．高钛型高炉渣的组成如下表所示：
Ⅱ．几种物质的溶度积常数如下表所示：
Ⅲ．溶液中离子浓度≤10-5ml∙L-1时，认为该离子沉淀完全；lg2=0.3、lg3=0.5。
回答下列问题：
(1)“转化2”需调节 pH不小于 。
2．（24-25高三上·上海·期中）工业上以铬铁矿(主要成分为FeO、Cr2O3，还含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产红矾钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工艺流程如图：
已知：NaBiO3在碱性条件下能将Cr3+氧化为。
（1）已知：Ksp[Fe(OH)3]=3.0×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33，当pH=5.6时Cr(OH)3开始沉淀。室温下，Ⅱ中需调节溶液pH范围为 (杂质离子浓度小于1×10-6 ml/L视为沉淀完全)。
3．（2025·广西·模拟预测）从失活催化剂(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、NiO、V2O5)中回收镍的一种工艺流程如下图所示。
已知：常温时，该工艺条件下金属离子形成沉淀时lgc(M)与溶液pH的关系如下图所示：
回答下列问题：
(1)常温下，Fe(OH)3的Ksp= 。
4．（2025·全国·模拟预测）电池级MnSO4对纯度要求特别高，以工业级MnSO4(含、、、、等金属离子)为原料制备高纯MnSO4的过程如下。
回答下列问题：
(1)结合可知加入NH4HCO3的最好方式是 (填字母)。
A．向NH4HCO3溶液中滴加滤液2
B．同时滴加NH4HCO3溶液和滤液2
C．向滤液2中滴加NH4HCO3溶液
5．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中）草酸钴可用于催化剂的制备，用水钻矿(主要成分为，含有少量、、、、、杂质)制备草酸钴工艺流程如图所示：
资料：①不能直接被浸出；②酸性条件下，转化为，但不会氧化；③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的如表所示：
(1)滤液I“除镁、钙”是将镁、钙离子转化为、沉淀。已知在该操作温度下，，若使沉淀完全，此时溶液中浓度不低于 。
题型6 工艺流程中加入试剂的作用和循环物质的确定
1．（2024·江西·高考真题）稀土是国家的战略资源之一。以下是一种以独居石【主要成分为CePO4.含有Th3(PO4)4、U3O8和少量镭杂质】为原料制备CeCl3•nH2O的工艺流程图。
已知：ⅰ．Ksp[Th(OH)4]=4.0×10﹣45，Ksp[Ce(OH)3]=1.6×10﹣20，Ksp[Ce(OH)4]=2.0×10﹣48
ⅱ．镭为第ⅡA族元素
回答下列问题：
(1)浓缩结晶后，得到的晶体产物化学式为 ，滤液可用于 阶段循环利用，避免产生大量的高碱度废水。
2．（2024·新课标卷·高考真题）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C、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：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH：
回答下列问题：
(1)“过滤1”后的溶液中加入的作用是 。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。
1．（2024·安徽·高考真题）精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
(1)“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)。
2．（2025·广东深圳·一模）一种从石煤灰渣（主要含及等）中提取钒的工艺流程如下：
已知：萃取剂（HR）与阳离子的结合能力：；萃取的原理为；“中间盐”中的金属阳离子均为+3价；含的硫酸盐难溶于水；。
(1)“还原结晶”所得“溶液3”的主要阳离子及其浓度如下表：
据此分析“溶液3”可在 工序循环利用。
3．（24-25高三上·广东揭阳·期中）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：
(注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是 。
4．（24-25高三上·湖北武汉·阶段练习）五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源。回收工艺流程如下：
已知：①“酸浸”时，和先与稀硫酸反应分别生成和。
②有机萃取剂萃取的能力比萃取的能力强。
③溶液中与可相互转化：，且为沉淀。
(1)该工艺流程中，可以循环使用的物质有水、氨气和 。
5．（24-25高三上·四川成都·阶段练习）以一种废旧锂离子电池(主要成分为钴、锰、镍、锂的氧化物，还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)为原料回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下：
已知：ⅰ．的溶解度随温度升高而减小；
ⅱ．“碱浸”后的滤渣中主要含有、MnO、和NiO；
ⅲ．25℃，，，。
回答下列问题：
(1)“酸浸”步骤中的作用是 。
题型7 工艺流程题中的图像分析
1．（2024·福建·高考真题）锂云母的主要成分为，实验室探索一种碱浸分解锂云母制备的工艺流程如下：
(1)“高压浸出”中：
②一定条件下，元素浸出率与用量的关系如图，为提高锂浸出率，最佳用量为 g。(保留小数点后一位)
③精矿颗粒尺寸对锂浸出率的主要影响如下：
i．尺寸越小，颗粒总表面积越大，有利于反应液接触
ii．尺寸越小，颗粒聚集趋势越大，不利于反应液渗入
一定条件下，颗粒尺寸与锂浸出率关系如图。区域Ⅰ中，锂浸出率随颗粒尺寸减小而降低的原因是 。
2．（24-25高三上·福建龙岩·期中）磷酸铁可作为新能源汽车锂离子电池的正极材料。一种以副产硫酸亚铁(主要成分为，杂质含、、)为原料合成磷酸铁的工艺如下图所示。
已知：易溶于硫酸，微溶于硝酸，不溶于冰水。
回答下列问题：
(1)“沉淀”步骤中，生成的总反应的离子方程式为 。该步骤中，一定时间内反应温度与产率的关系如下图所示，则以后，随温度升高该反应产率降低的原因可能为 。
(2)煅烧水合磷酸铁过程中的(热重)及(反映体系热量变化情况，数值已省略)曲线如下图。样品在有少量失重，可能是样品吸潮引起的少量游离水的损失(左右)，从开始有明显的失重，到时失重达，则值约为 。(计算结果取整数值)
1．（24-25高三上·安徽合肥·阶段练习）铜转炉烟灰中含金属元素(主要为Cu、Zn、Pb、Fe)的硫酸盐和氧化物以及。其中有价金属回收的工艺流程如图所示：
已知：25℃时，，。
(1)的溶解度随温度变化曲线如图所示，“浓缩结晶”的具体操作步骤为：
①在100℃时蒸发至溶液出现晶膜，停止加热。
②降温至 ℃(填“50”、“60”、“70”、“80”)蒸发至溶液出现晶膜，停止加热。
③冷却至室温，过滤、洗涤、干燥。洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不用水，其原因是 。
2．（2025高三·全国·专题练习）以硼镁矿（及少量）为原料生产硼酸的工艺流程如下：
已知：表一：不同温度下的溶解度
表二：不同物质沉淀完全时的
(1)“母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图所示，且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收，应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩， 。
3．（24-25高三上·山东·阶段练习）比亚迪2025年计划推出新一代基于磷酸铁锂技术的“刀片电池”。一种以钛铁矿和磷灰石矿为主要原料制取磷酸铁锂前驱体磷酸铁的工艺流程如下：
已知：钛(Ⅳ)在酸性溶液中的存在形式是，在碱性环境中转化为。
(1)工业上也可以用磷酸亚铁粗产品(混有氢氧化铁)制备磷酸铁。其他条件一定，制备时测得的有效转化率与溶液的关系如图所示。请设计制备晶体的实验方案： (实验中须使用的试剂：溶液，溶液，溶液)。
4．（2024·全国·模拟预测）HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧一水浸取法从HDS废催化剂(含、、、NiS等)中制取一系列基础化工产品，其工艺流程如图1所示。
已知：①滤液1中的阴离子主要是、、、、。
②难溶于水，五价钒物种的分布分数与溶液pH的关系如图2所示。
(1)“沉钒”时控制溶液pH约为 ，生成偏钒酸铵()固体。
5．（2025·湖北·一模）钛白粉是一种重要的工业原料，可作白色颜料和增白剂。一种以钛铁矿(主要成分是，含有少量的CaO、等杂质)为原料生产制备的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“酸浸”是用硫酸在加热下“溶煮”钛铁矿，“滤液1”中Ti的存在形式为，则“酸浸”中发生反应的离子方程式为 。由图可知，当浸出率为70%时，所采用的实验条件为 。
常见预处理的操作及作用
1、研磨、雾化（将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分）：
提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等。
浸取(即浸出/溶解)
（1）水浸：与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中。
（2）酸浸：在酸性溶液[如：用(浓)硫酸、盐酸等]中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程；酸还能溶解金属氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解等。
（3）碱浸：去油污，在碱性溶液中使两性化合物(Al2O3、ZnO等)溶解，溶解铝、二氧化硅等，不溶物通过过滤除去的过程。
（4）醇浸：提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物。
3、灼烧(焙烧)：除去可燃性杂质或使原料初步转化。①除去硫、碳单质；②有机物转化、除去有机物；③高温下原料与空气中氧气反应；④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等。
4、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
14.4
26.1
37.4
33.2
29.0

一、条件控制——调溶液的pH
1.调pH除杂：控制溶液的pH使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀而被除去。
（1）原理：加入的物质能使溶液中的H+反应，降低了H+浓度，使溶液pH增大。
（2）pH调整范围：杂质离子沉淀完全时pH值～主要离子开始沉淀时pH（注意端值取）。
（3）调pH需要加入的物质：含主要阳离子（不引入新杂质即可）的难溶性氧化物、氢氧化物或碳酸盐，能与H+反应，使溶液pH增大；如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型物质。
（4）除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋：可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。（原因：加CuO等消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀析出）
（5）除去Cu2＋溶液中混有的Fe2＋：一般先加H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，再加CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
2.抑制某些离子的水解，防止产品混入杂质
像盐酸盐、硝酸盐溶液，通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相应的无水盐时。由于水解生成的盐酸或硝酸挥发，促使了金属离子水解（水解反应为吸热反应）导致产品不纯。
如：有MgCl2·6 H2O制无水氯化镁要在HCl气流中加热，否则MgCl2·6 H2O≜Mg(OH)2↓+2HCl↑+4H2O
3.控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性(增强MnO4-、NO3-的氧化性)。
4.调节离子的水解程度。
5.控制PH的目的的答题思路
（1）pH调小：抑制某离子水解，防治某离子沉淀
（2）pH调大：确保某离子完全沉淀，防止某物质溶解等
二、条件控制——调节温度
1.升高温度（加热）
①加快反应速率或溶解速率；
②促进平衡向某个（吸热）方向移动；如：促进水解生成沉淀
③除去受热不稳定的杂质，如H2O2、铵盐、硝酸盐、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质
④使沸点相对较低或易升华的杂质气化。
2.降低温度
①防止某物质在高温时会挥发(或分解) ；
②使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向），从而提高产物的产率；
③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；
④降低晶体的溶解度，减少损失。
3.控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
（1）温度太低：反应速率太慢或溶解速率太小
（2）温度过高：
①催化剂会失去活性，化学反应速率下降
②物质会分解：如铵盐、H2O2、NaHCO3、氨水等
③物质会挥发：如浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等
④物质易被氧化：如Na2SO3等
⑤物质易升华：如I2升华
4.答题方法与技巧
①若用到双氧水、氨水、铵盐、硝酸盐等易分解的物质，控温的目的是防止物质分解
②若题目中出现有机物和有机溶剂，控温的目的是防止其挥发
③若溶液中制备物质，常使用加热的方法加快反应速率
④煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气
⑤温度范围答题模板
a.温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。
b.温度不低于××℃的原因:加快反应速率或者对于吸热反应而言可使平衡正移，增加产率

1．化工生产过程中分离、提纯、除杂
化工生产过程中分离、提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。
2．过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法
（1）常压过滤
①使用范围：分离难溶物和易溶物。
②仪器及用品：铁架台、铁圈、漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯
③装置：
④注意事项：
a.滤纸紧贴漏斗；两低：滤纸边沿低于漏斗边沿，液体低于滤纸。三靠：玻璃棒紧靠三层滤纸处，烧杯紧靠玻璃棒，漏斗下端紧靠烧杯内壁。
b.过滤后所得的滤液仍然浑浊，需更换滤纸，重新过滤，直至溶液澄清透明为止 原因可能是：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；过滤时液体高于滤纸边缘等
（2）减压过滤（抽滤）：加快过滤速度；减少晶体含有的水分。
装置：
（3）趁热过滤：减少过滤时间、保持过滤温度；
①要滤渣（产品）：防止降温时析出××杂质，提高产品纯度；
②要滤液（产品）：防止降温过程中××析出，产品有损耗。
3．蒸发结晶
（1）适用范围：适用于溶解度受温度影响不大的物质(如NaCl)。
（2）实例： ①从NaCl溶液中获取NaCl晶体
a.方法：蒸发结晶
b.具体操作：加热蒸发，当析出大量NaCl晶体时，停止加热，利用余热蒸干。
②NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液
a.方法：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥
b.趁热过滤的目的：防止KNO3溶液因降温析出，影响NaCl的纯度
4．冷却结晶：
（1）适用范围：适用于溶解度受温度影响大的物质(如KNO3)、带结晶水的物质（例CuSO4·5H2O）、受热易分解的物质（如铵盐、KMnO4）、易水解的物质（如FeCl3）。
（2）常考的“一系列操作”：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
（3）易水解的盐蒸发时的气氛：
如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解
5．重结晶：将晶体重复溶解、制成热饱和溶液、冷却结晶、再过滤、洗涤的过程。
6．蒸馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。

图1 图2 图3
（1）仪器：铁架台、铁圈、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管（尾接管）、锥形瓶、碎瓷片
（2）冷凝管有直形、球形和蛇形冷凝管三种（图3），蒸馏只能用直形冷凝管，冷凝回流直形、球形和蛇形冷凝管均可使用，冷凝效果蛇形冷凝管最好。沸点较高的物质的冷却用空气冷凝即可。
（3）冷凝管的作用；图1蒸馏时起冷凝作用 图2反应发生器中起冷凝回流作用。
（4）步骤及操作注意事项：①温度计水银球位于支管处；②两种情况冷凝水都是从下口通入；③加碎瓷片防止暴沸
（5）减压蒸馏：减小压强，使液体沸点降低，防止（如双氧水、硝酸等）受热分解、挥发。
7．灼烧（硫酸铜结晶水测定、干燥）
（1）仪器：研钵、托盘天平、药匙、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳、干燥器
坩埚使用：必须用坩埚钳夹取，不可用手拿；灼烧碱性物质不可用瓷坩埚和石英坩埚；
（2）硫酸铜结晶水测定步骤：（四秤、两热两冷、一算）
①称量坩埚质量m1 ②称量坩埚及晶体m2 ③加热至白色 ④冷却称量 ⑤再加热 ⑥冷却再称量m3
研钵研磨有利于晶体失去结晶水；晶体必须放在坩埚内称量，以免造成误差；坩埚要放到干燥器中冷却。
硫酸铜晶体质量：m2-m1 ;无水硫酸铜质量：m3-m1
（3）如何证明晶体完全失去结晶水（已干燥）：加热，冷却后称量，再加热，冷却后称量，至两次称量质量差不超过0.1g或连续两次称量质量不变
（4）如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2：
在干燥的HCl气流中加热，干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽
8.萃取与反萃取
（1）萃取：利用溶质在互不相溶的两种溶剂里溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法叫萃取。分液：分液是把两种不相混溶的液体进行分离的操作。
①仪器：铁架台、铁圈、烧杯、分液漏斗
②装置：
③萃取剂选择的原则：两种溶剂互不混溶；溶质在两种溶剂中的溶解度相差很大；溶质和萃取剂不发生化学反应。
④注意事项：
分液漏斗使用之前必须检漏
放液时,打开分液漏斗上端塞子，或使塞上的凹槽与分液漏斗上的小孔对齐；使使内外空气相通，保证下层液体顺利流下
下层液体从分液漏斗下口放出，上层液体从上口倒出；
（2）反萃取：在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取，可看作是萃取的逆过程。
如：用反萃取法从碘的CCl4溶液提取碘单质
金属离子
Al3+
开始沉淀时的
3.4
完全沉淀时的
4.7

1．化学（离子）方程式书写思路
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：
(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；
(2)元素化合价有变化则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。
2．流程中陌生的氧化还原反应的书写流程
(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。
开始沉淀的
1.5
6.9
-
7.4
6.2
沉淀完全的
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
金属离子
Fe3+
Mn2+
Al3+
开始沉淀时(c=0.1 ml·L-1)的pH
1.9
8.1
3.7
沉淀完全时(c=1.0×10-5 ml·L-1)的pH
3.2
10.1
4.7
物质

工艺流程题中有关Ksp的计算的类型
类型① 已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度
饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系
应用：比较溶解度的大小
1:1型
1:2型或2：1型
1:3型或3:1型
类型② 已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度
类型③ 根据溶度积规则判断沉淀是否生成
类型④ 沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
类型⑤ 沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算
类型⑥ Ksp与水解常数的关系
1．化工流程中Ksp有关计算的常考角度
组分
Fe及 Fe2O3
CaO
MgO
SiO2
Al2O3
MnO
TiO2
其他
质量分数/%
2.64
26.11
9.13
23.81
14.24
0.86
22.88
0.33
物质
Al(OH)3
Fe(OH)3
Mn(OH)2
Mg(OH)2
Ca(OH)2
溶度积常数(Ksp)
1.3×10⁻33
4.0×10-38
1.9×10⁻13
1.8×10⁻11
5.0×10⁻6
化学式
MnCO3
CaCO3
MgCO3
沉淀物
开始沉淀时的
2.7
7.6
4.0
7.6
7.7
完全沉淀时的
3.7
9.6
5.2
9.2
9.8
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

试剂加入的作用与循环物质的确定
1.初步判断试剂加入目的及分析试剂的作用
（1）看反应目的：分析加入试剂后化学反应实现的目的。
（2）看试剂性质：分析加入试剂本身的性质（物质类别、所含元素化合价、周期表中的位置）。
（3）看生成物：分析反应前后的物质组成的变化。
（4）看可能信息：综合利用流程信息和体重设问提供的信息。
2.工艺流程中循环物质的确定
(1)循环物质的确定
①从流程图上看：箭头回头。
②从物质的转化上看：在流程中加入的物质，后续步骤中又会产生(在滤渣或滤液中寻找)。
优点：提高利用率、降低成本、保护环境、减少污染等
(2)副产品的判断
①从流程图上看：支线产品。②从制备的目的上判断：不是主产品。
(3)滤渣成分的确定
①过量的反应物。②原料中不参与反应的物质。③由原料转化的生成物。④由杂质转化的沉淀物。
阳离子
浓度
10.79
0.0041
0.11
0.029

一、图像题类型
1.单一曲线型 2.多重曲线型
解决图像题的基本思路：
（1）会识图：一看面、二看线、三看点（弄清纵、横坐标的含义；弄清起点、拐点、终点的含义；看清曲线的变化趋势）。
（2）会析数：分析数据、图像中隐含的信息，弄清各数据的含义及变化规律，将数据和图像信息加工成化学语言，同时联系化学概念、化学原理等理论知识进行分析解答。
二、表格题类型
解决表格题的关键
（1）理解表格中各个列项中文字、数字信息点的意义，巧妙地将表格语言转换成化学语言。
（2）理顺表格中数据间的变化趋势，联系相关的化学知识，寻找其中的变化规律，快速准确地解决问题。
三、图表信息试题的问题解决的方法归纳：
应用分析归纳的方法，得出表格数据中蕴涵的具有本质性的规律：
应用观察方法，准确理解图示中纵横轴代表的含义，并能结合化学知识分析判断曲线的走向趋势及起点、拐点、水平线含义；
注意信息的情景化：理解所给信息作什么用？
注意信息与基础知识间的有机联系
四、解沉淀溶解平衡图像题三步骤
第一：明确图像中纵、横坐标的含义。
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二：理解图像中线上点、线外点的含义。
（1）曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc=Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。
（2）曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Qc>Ksp。
（3）曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Qc