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2025年高考化學考向分析
專項 無機工藝流程分析
解題覺醒
追蹤元素分析法:確認目標元素，畫出“目標元素主干線”，追蹤好目標元素。
1.（2020山東）用軟錳礦（主要成分為，含少量、）和 制備高純
的工藝流程如下：
已知：是一種兩性氧化物；時相關物質的 見下表。
物質
回答下列問題：
（1） 軟錳礦預先粉碎的目的是______________________________________， 與
溶液反應轉化為 的化學方程式為_______________________________________。
增大接觸面積，充分反應，提高反應速率
（2） 保持投料量不變，隨與投料比增大， 的量達到最大值后無明顯變
化，而 的量達到最大值后會減小，減小的原因是__________________________
______。
過量的消耗了產生的
（3） 濾液Ⅰ可循環使用，應當將其導入到______操作中（填操作單元的名稱）。
蒸發
（4） 凈化時需先加入的試劑為______（填化學式），再使用氨水調溶液的，則
的理論最小值為____（當溶液中某離子濃度 時，可認為該離子
沉淀完全）。
4.9
（5） 碳化過程中發生反應的離子方程式為______________________________________
___________。
【解析】
（1）對軟錳礦進行粉碎，其表面積增大，在后續加入硫化鋇溶液時，固體與溶液接觸
面積增大，充分反應，能提高反應速率。分析該制備工藝流程圖可知，“反應”操作中硫
化鋇中的硫轉化為硫單質，硫化鋇中的鋇轉化為氫氧化鋇，故軟錳礦中的二氧化錳在
“反應”操作中被硫化鋇中的還原，元素由價轉化為價，故與 溶液
反應轉化為的化學方程式為 。（2）隨
與投料比增大，的量達到最大值后無明顯變化，這是因為還原劑 已經完
全反應，所以即使再加也不會再生成。加入的的量增大，而 的量
減少，是因為為兩性氧化物，能與強堿反應，從而導致 的量減少。
（3）濾液Ⅰ中仍含少量的 ，為提高其產率，可將濾液Ⅰ導入前邊的“蒸發”操作中。
（4）由軟錳礦中的雜質成分有、 可知，經酸解后，得到的濾液中含有的主
要金屬陽離子有、和 ，結合表中四種氫氧化物的溶度積數據可知，為減
少的損失，需將轉化為，然后再調節溶液的，使雜質、
轉化為、 沉淀，故“凈化”操作中需加入氧化劑，結合后續操作中的物質
轉化，為了不引入新的雜質，且不氧化，“凈化”操作中加入的試劑 為過氧化氫
溶液。根據表格數據可知，和為同類型的難溶電解質且
的稍大，所以當完全沉淀時，也一定完全沉淀，因此計算、 皆完
全沉淀的，取的 數據計算。由已知信息可知，沉淀完全的最大金屬離子
的濃度為 ，此時
，則
， ，此
時 。（5）由工藝流程圖中的“碳化”操作可知，該操作中加入的物質是碳酸氫
銨、氨水，而“壓濾”操作后的濾液中含 ，由目標產物可知，該反應的生成物中有
碳酸錳，故“碳化”過程中發生反應的離子方程式為
。
2.（2023山東濟南檢測）工業上利用石煤礦粉（主要含及少量、 ）為原
料生產 ，工藝流程如下：
已知：①“水溶”“轉沉”“轉化”后，所得含釩物質依次為、、 ；
②不同下， （Ⅴ）在溶液中的主要存在形式見下表：
主要離子
時， 。
（1） “焙燒”時， 發生反應的化學方程式為
_________________________________________。
（2） 濾液Ⅰ的成分為_______（填化學式）；先“轉沉”后“轉化”的目的是____________。
（3） 濾渣Ⅱ經高溫煅燒后水浸，所得物質可導入到______操作單元中循環使用。
富集釩元素
轉沉
（4） “沉釩”中析出晶體時，需要加入過量 ，其原因是①_____________
_______________，②_________________________________________。 時，測得
“轉化”后濾液中，為使“沉釩”時釩元素的沉降率達到 ，應調
節溶液中至少為____ 。
調節，將轉化為
利用同離子效應，使盡可能析出完全
0.2
（5） “煅燒”時，由制得產品 ，但反應體系中，若不及時分離氣體Ⅱ，部
分會轉化成，反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為 ，該反應的化學方程
式為___________________________________。
【解析】
（1）根據“水溶”后所得含釩物質為，知“焙燒”時被氧化成 ，又“焙
燒”時加入、、水蒸氣，根據原子守恒知還有 生成，發生反應的化學方程式為
。（2）“轉沉”時，發生反應：
，濾液Ⅰ的主要成分為 ，先
“轉沉”后“轉化”的目的是富集釩元素。（3）濾渣Ⅱ為 ，經高溫煅燒生成 ，
水浸后生成，可以導入到“轉沉”中循環利用。（4） 水解使溶液顯酸
性，結合已知②可知，過量的可以調節，將轉化為 ，同時也可以利用
同離子效應，使盡可能析出完全。濾液中 ，由元素質量
守恒知，釩元素的沉降率達到 時溶液中
，則
。（5） 氣體Ⅱ含， 可
將還原成，得，根據氧化劑與還原劑物質的量之比為 知，
被氧化成，配平化學方程式為 。
3.（前沿科技）（2022湖北）全球對鋰資源的需求不斷增長，“鹽湖提鋰”越來越受到重
視。某興趣小組取鹽湖水進行濃縮和初步除雜后，得到濃縮鹵水（含有、、
和少量、 ），并設計了以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。
時相關物質的參數如下：
的溶解度：
化合物
回答下列問題：
（1） “沉淀1”為_________。
（2） 向“濾液1”中加入適量固體 的目的是________
______________________________________。
將轉化成沉淀除去，同時不引入新雜質
（3） 為提高 的析出量和純度，“操作A”依次為____
______、__________、洗滌。
蒸發濃縮
趁熱過濾
（4） 有同學建議用“侯氏制堿法”的原理制備 。查
閱資料后，發現文獻對常溫下的 有不同的描述：①
是白色固體；②尚未從溶液中分離出來。為探究 的
性質，將飽和溶液與飽和 溶液等體積混合，起
初無明顯變化，隨后溶液變渾濁并伴有氣泡冒出，最終生
成白色沉淀。上述現象說明，在該實驗條件下
________（填“穩定”或“不穩定”），有關反應的離子方程
式為_______________________________________________。
不穩定
（5） 他們結合（4）的探究結果，擬將原流程中向“濾液2”
加入改為通入 。這一改動能否達到相同的效果，
作出你的判斷并給出理由： __________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________ 。
能達到相同效果。“濾液2”
中含有、，若將加入的操作改為通入 ，
則當通入過量后可以生成 ，根據（4）可知
不穩定，最后又變成 沉淀
【解析】
（1）“濃縮鹵水”中含、、和少量、，由于 是微溶物而
是難溶物，所以加入石灰乳后可以生成 沉淀。（2）根據題給物質的
數據計算溶解度可知，溶解度遠大于 ，向“濾液1”中加入適量固體
可以沉淀溶液中的，反應后生成沉淀和，不但除去 同時也不
會引入新的雜質。（3）向“濾液2”中加入，經過“操作A”處理后 從溶液中
析出形成沉淀，根據的溶解度曲線可知，隨著溫度升高， 的溶解度降低，
因此溶液要升溫到較高溫度時才能析出 ，故“操作A”依次為蒸發濃縮、趁熱過濾
（【提醒】原因：避免產物固體因降溫又再度溶解，而導致產率降低）、洗滌。（4）
根據題目信息“將飽和溶液與飽和 溶液等體積混合，起初無明顯變化，隨后
溶液變渾濁并伴有氣泡冒出，最終生成白色沉淀”可以判斷，該實驗條件下 不穩
定。由實驗現象可以推出，白色沉淀應為,氣泡應為 ，有關反應的離子方程式
為。（5）“濾液2”中含有、 ，若將加
入的操作改為通入，則當通入過量后可以生成 ，根據（4）可知
不穩定，最后又變成沉淀。因此加入和通入 最終都是得到
沉淀，效果相同。
4.（2022遼寧）某工廠采用輝鉍礦（主要成分為，含有、 雜質）與軟錳礦
（主要成分為）聯合焙燒法制備和 ，工藝流程如下：
已知：①焙燒時過量的分解為，轉變為 ；②金屬活動性
；③相關金屬離子形成氫氧化物的 范圍如下。
開始沉淀 完全沉淀
6.5 8.3
1.6 2.8
8.1 10.1
回答下列問題：
（1） 為提高焙燒效率，可采取的措施為____。
．進一步粉碎礦石 ．鼓入適當過量的空氣 ．降低焙燒溫度
（2） 在空氣中單獨焙燒生成 ，反應的化學方程式為
_____________________________。
（3） “酸浸”中過量濃鹽酸的作用：①充分浸出和 ；②___________________
_________。
抑制溶液中的金屬陽離子水解
（4） 濾渣的主要成分為_____（填化學式）。
（5） 生成氣體A的離子方程式為__________________________________________。
（6） 加入金屬 的目的是__________________。
將轉化為
【解析】 .
（1）要提高焙燒效率，可以增大礦石與空氣的接觸面積，因此進一步粉碎礦石是可行
的， 項正確。鼓入適當過量的空氣，可以提供足量的氧氣使礦石盡可能轉化為氧化
物，項正確。降低焙燒溫度，會使反應速率減慢，不利于提高焙燒效率， 項錯誤。
（2）由題目信息“在空氣中單獨焙燒生成”可知，中價被 氧化為
，經過焙燒轉變為，化學方程式為 。（3）
溶液中的金屬陽離子如、 的水解程度都特別大，“酸浸”中過量濃鹽酸的作用除
了可以充分浸出和以外，還可以提供較高濃度的 抑制金屬陽離子的水解。
（4）“酸浸”后的濾渣為難溶于的。（5）的生成是具有氧化性的 氧化
了中的價，被還原成 ，（【提醒】類比二氧化錳與濃鹽酸反應制
氯氣）離子方程式為 。
（6）在時也會大量析出沉淀，那就會和目標產物 沉淀混在
一起降低純度。所以在調水解沉淀前，要加入 作還原劑（不引入新雜
質），將還原為 。
5.（2023四川攀枝花三模）從銅電解液分離出的粗硫酸鎳晶體中含有大量的雜質元素
（、、、、 等），我國科學家對粗硫酸鎳進行精制提純，其工藝流程如圖1所
示。
圖1
已知：ⅰ．含鎳溶液中的主要離子有、、、、、和 ；
ⅱ．部分物質的電離常數和溶度積常數如表所示。
物質 電離常數 物質 溶度積常數 物質 溶度積常數
回答下列問題：
（1） 將粗硫酸鎳溶液的調小至 ，加入的試劑是________。
（2） 濾渣1中除外，還含有和。反應生成和 的離子方程式是
___________________________________________。
稀硫酸
（3） 解釋“氧化除雜”時，加入和能析出 的原因：_______________
____________________________________________________________________________
______________________________________________。
將氧化為，發生水解反應，加入的會和反應，使的水解平衡正向移動，生成沉淀
圖1
（4） 用沉淀溶解平衡原理解釋用 能夠“氟化除雜”的原因： ___________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
_____________ 。
因為
的平衡常數
，所以加入能夠將 完全轉
化為 沉淀
圖2
（5） 結合圖2分析，“P204萃取”時，應調節水溶液的
為___（填標號）。
C
A.1.2
B.2.1
C.3.3
D.4.5
（6） “硫化除雜”之后，若溶液，溶液中 ，理論上溶液
中___________ （計算結果保留兩位有效數字）。
（7） 寫出精制硫酸鎳溶液得到硫酸鎳晶體后，一種綜合利用“母液”的方法：________
____________________________________________________________________________
___________________。
將“母液” 與萃取后的溶液合并使用或向“母液”中加入適量的溶液，過濾，將得到的用于“氧化除雜”步驟
圖1
【解析】
（1）調節時不能引入新的雜質，加入的試劑是稀硫酸。（2）， 得
電子化合價降低，，失電子化合價升高，根據原子守恒知還有 生成，根據
得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平離子方程式為
。（3）考慮的氧化性和 的水
解。將氧化為，發生水解反應 ，加入的
會和反應，使的水解平衡正向移動，生成 沉淀。（4）“用沉淀
溶解平衡原理解釋”，則與溶度積有關。由題表數據可知，反應
的平衡常數
，所以加入能夠將 完全轉
化為 沉淀。（5）“P204萃取”時，雜質鋅元素最大程度除去，目標元素最大程度保
留。由題圖2可知，“P204萃取”水溶液的約為3.3時，基本已經除盡，且此時
損失不大，如果過大，損失較多；過小， 有較多剩余，則應調節水溶液
的為，故選C。（6）“硫化除雜”之后，溶液 ，溶液中
，則 ，又
，則
，又
，則
。 （7）精制硫酸鎳溶液得到硫酸
鎳晶體后，可將“母液”與萃取后的溶液合并使用或向“母液”中加入適量的 溶液，
過濾，將得到的 用于“氧化除雜”步驟等。
6.（方式創新·模塊融合）（2023重慶一中模擬）三氧化二砷 可用于治療急性早
幼粒細胞白血病。利用某酸性含砷廢水（含、）可提取 ，其工藝流
程如圖1所示。
圖1
已知：為兩性氧化物；易溶于過量的溶液中； 在加熱過
程中會失水生成 。
回答下列問題：
（1） 中砷元素的化合價為____。
（2） “焙燒”操作中， 參與反應的化學方程式為______________________________。
（3） “堿浸”的目的是____________________________________，濾渣 的主要成分是
_______（填化學式）。
（4） “氧化”操作的目的是_____________________________（用離子方程式表示）。
將轉化為，與分離
（5） “還原、加熱”過程中制得，則消耗標準狀況下氣體 的體積為_____
。
448
（6） 砷酸鈉 可用作可逆電池，裝置如圖2所示，其反應原理為
。為探究溶液對 氧化性的影響，測得
輸出電壓與溶液的變化關系如圖3所示。則點時，鹽橋中 ______（填“向左”“向右”
或“不”）移動， 點時，負極的電極反應式為_________________________________。
向左
【解析】
（1）由化合物中各元素化合價代數和為0可知，中砷元素為 價。（2）“焙燒”
操作中與反應生成，元素化合價降低，元素化合價不變，則 元素化
合價升高，即有生成，反應的化學方程式為 。
（3）為兩性氧化物，能與反應轉化為可溶的，不能與
反應，因此“堿浸”的目的是將轉化為，與分離，濾渣 的主要成分
是。（4）“氧化”操作中加入過氧化氫溶液，將轉化為 ，離子方
程式為 。（5）“還原、加熱”過程中根據原子守恒、得
失電子守恒可得關系式：，則生成
時，消耗標準狀況下的體積為 。（6）由題圖
2、3可知，點時，溶液，電壓大于0，平衡正向移動，轉化為 ,得電
子，則A池中石墨電極為正極，B池中石墨電極為負極，鹽橋中鉀離子移向正極區，即
向左側A池移動。點時，增大，電壓小于0，平衡逆向移動，轉化為 ，得電子，
則B池中石墨電極為正極，A池中石墨電極為負極， 在負極失去電子發生氧化反應
生成，則電極反應式為 。
7.（方式創新·模塊融合）（2023湖南邵陽二模）某廢鎳催化劑的主要成分是 合
金，還含有少量、 及不溶于酸堿的有機物。采用如圖1所示工藝流程回收其中的鎳，
制備鎳的氧化物 。
圖1
圖2
圖3
回答下列問題：
（1） “堿浸”時發生的主要反應的離子方程式為__________________________________
__________________________________________________________________________。
（2） “溶解”后的溶液中，所含金屬離子有、、、 、______。
（3） 在空氣中煅燒，其熱重曲線如圖2所示，時 轉化為
，反應的化學方程式為___________________________________； 生
成的固體產物的化學式為_______。
（4） 金屬鎳的配合物 的中心原子的價電子數與配體提供的成鍵電子總數之和
為18，則___；與結構相似，分子內 鍵與 鍵個數之比為_____。
4
（5） 的晶胞結構如圖3所示，其中原子坐標參數A為，C為（1，， ）。
① B的原子坐標參數為_______。
② 若晶胞棱長為,則晶體的密度為____________（用含、 的代數式
表示， 表示阿伏加德羅常數的值）。
（6） 原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態，若一種自旋狀態用 表示，與之相
反的用 表示，稱為電子的自旋磁量子數。對于基態鐵原子，其自旋磁量子數的代數
和為_________。
或
【解析】
（1）“堿浸”時發生的主要反應是鋁和氫氧化鈉反應，離子方程式為
。
（2）由分析可知，“溶解”過程中硝酸將部分鐵元素氧化為 ，因此“溶解”后的溶液
中，所含金屬離子有、、、、 。
（3）
（4）的價層電子排布式為 ，價層電子數為10，每個配體提供一個電子對，則
，；與結構相似（【注意】和 互為等電子體，等電子體具
有相似的結構特征，二者的空間結構均為直線形），含有，則1個分子含有1個
鍵、2個 鍵，分子內 鍵與 鍵個數之比為 。
（5）①由題圖3晶胞結構可知，原子坐標參數A為，C為（1，， ），則B的原
子坐標參數為。②根據“均攤法”，晶胞中含的個數為 ，含
的個數為，則 晶體的密度為
。
（6）是26號元素，基態核外電子排布式是，若一種自旋狀態用 表示，
與之相反的用表示，則基態 原子的價層電子的自旋磁量子數的代數和為
，也可以是 ，故對于基態鐵原子，其自旋磁量子數的代
數和為或 。
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