2022届高考化学一轮复习化工流程练习题

1、化工流程题1工业上常用钒炉渣(主要含FeOV2O3)提取V2O5，流程如下：下列说法不正确的是()A焙烧时FeOV2O3转化为NaVO3B浸出渣主要成分为FeOC常温下，NH4VO3难溶于水DNH4VO3受热分解可能会生成NH3解析焙烧时通入空气和Na2CO3，将FeOV2O3转化为NaVO3及Fe2O3，空气中O2作氧化剂，故A项正确，B项错误；根据沉钒流程可知，NH4VO3难溶于水，故C项正确；NH4VO3eq o(,sup8()V2O5，V的价态为5，未发生变化，则N的价态可能不变，仍为3价，因此NH4VO3受热分解可能生成NH3，故D项正确。答案B2以电石渣主要成分为Ca(OH)2和C

2、aCO3为原料制备KClO3的流程如下：下列说法正确的是()A打浆步骤是将电石渣配制成溶液B氯化步骤，发生的主要反应2Ca(OH)22Cl2=Ca(ClO)2CaCl22H2OC转化步骤，发生复分解反应，将所得溶液蒸发结晶过滤得KClO3晶体DKClO3晶体中可能混有KCl、KClO等杂质解析电石渣的主要成分Ca(OH)2微溶于水，CaCO3难溶于水，因此不能配制成溶液，故A项错误；根据产品KClO3可推知氯化流程中Cl2与Ca(OH)2反应生成CaCl2和Ca(ClO3)2，故B项错误；转化步骤中，由于KClO3受热分解，所以从溶液中得到KClO3晶体应蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故C项错误；

3、Cl2与Ca(OH)2反应中也可能有Ca(ClO)2，所以KClO3晶体中可能混有KCl、KClO等杂质，故D项正确。答案D3高氯酸铵(NH4ClO4)是发射火箭的固体推进剂，制备流程如下：下列说法错误的是()A“除杂”过程中NaClO3发生还原反应B第二次“电解”的阳极反应式为ClOeq oal(,3)H2O2e=ClOeq oal(,4)2HC试剂A及加入顺序依次为BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl溶液D上述流程中，可循环利用的物质是NaCl解析由流程中“除杂”前后的物质可知，NaClO3发生氧化反应，A项错误；第二次“电解”的阳极上ClOeq oal(,3)被氧化成ClOeq o

4、al(,4)，B项正确；加入试剂A是为了除去粗食盐水中的杂质，加入过量的氯化钡除去SOeq oal(2,4)，加入过量的NaOH除去Mg2，加入过量的碳酸钠除去Ca2和过量的Ba2，最后加入盐酸，消耗过量的氢氧化钠和碳酸钠，C项正确；操作B分离出的废液中含有氯化钠，氯化钠可以循环利用，D项正确。答案A4由硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)为主要原料制备绿矾(FeSO47H2O)的流程如下：下列说法不正确的是()A过程1，废气中含SO2B过程2，试剂a为稀硫酸C过程3，离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SOeq oal(2,4)4HD过程4，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液

5、体蒸干，可得纯净绿矾解析由制备绿矾流程可知，硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)高温煅烧后的烧渣(主要成分：Fe2O3和SiO2)溶于硫酸，溶液中含Fe3，过程2过滤除去二氧化硅，滤液中通入二氧化硫，将铁离子还原生成亚铁离子，过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。根据上述分析，过程1，废气中含SO2，A项正确；因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则过程2应该用硫酸来溶解烧渣，B项正确；过程3中二氧化硫将铁离子还原生成亚铁离子，离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SOeq oal(2,4)4H，C项正确；过程4，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，蒸干时绿矾受热失去结晶水，得不到纯

6、净绿矾，D项错误。答案D5银锌电池在商业、宇航潜艇、核武器等领域有广泛应用。一种从正极片(含Ag、Ag2O、石墨及Cu等)中回收银的流程如下：下列叙述错误的是()A滤液a中含有Na、Cu2、H等阳离子B用氨水溶解时发生的反应为AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2OC滤液c可浓缩结晶得到Zn(NO3)2D向滤渣d中加稀硫酸可溶解其中过量的Zn解析本题考查回收银的流程，侧重考查分析和解决化学问题的迁移能力。正极片经硝酸溶解生成硝酸银、硝酸铜，石墨不反应，加入NaCl后，溶液中含Cu2、Na及过量硝酸中的H等阳离子，A项正确；由流程图可知，AgCl可溶于氨水生成银氨络合离子，B项正确；

7、滤液c中没有硝酸根离子，C项错误；滤渣d为Ag和过量的Zn，银不溶于稀硫酸，但锌可溶解，D项正确。答案C6某化工厂制备净水剂硫酸铁铵晶体NH4Fe(SO4)26H2O的一种方案如下：下列说法不正确的是()A滤渣A的主要成分是CaSO4B相同条件下，NH4Fe(SO4)26H2O净水能力比FeCl3强C“合成”反应要控制温度，温度过高，产率会降低D“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、干燥等解析FeSO4中含Ca(NO3)2，加H2SO4溶液后生成CaSO4沉淀，因此滤渣A的主要成分是CaSO4，故A项正确；NH4Fe(SO4)26H2O溶于水后，NHeq oal(,4)水解对Fe3的水解起

8、抑制作用，因此净水能力比FeCl3弱，故B项错误；温度过高，会促进Fe3、NHeq oal(,4)的水解，产率会降低，故C项正确；由溶液得到硫酸铁铵晶体，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤、干燥等，故D项正确。答案B7Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：已知：“酸浸”后，钛主要以TiOCleq oal(2,4)形式存在，FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCleq oal(2,4)2H2O下列说法不正确的是()ALi2Ti5O15中Ti的化合价为4，其中有4个过氧键B滤液中的阳离子除了

9、Fe2和H，还有Mg2C滤液中也可以直接加适量的氯水代替双氧水D“高温煅烧”过程中，Fe元素被氧化解析用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备Li4Ti5O12和LiFePO4，由制备流程图可知，加盐酸过滤后的滤渣为SiO2，滤液中含Mg2、Fe2、TiOCleq oal(2,4)，水解后过滤，沉淀为TiO2xH2O，经过一系列反应得到Li4Ti5O12；水解后的滤液中含Mg2、Fe2，双氧水可氧化Fe2，在磷酸环境中过滤分离出FePO4，高温煅烧，发生的反应为2FePO4Li2CO3H2C2O4eq o(=,sup8(高温)2LiFePO4H2O3CO2。L

10、i2Ti5O15中Ti的化合价为4价，Li为1价，则O的化合价为2价和1价，根据正负化合价的代数和为0，则其中含有7个2价的O和8个1价的O，结构中含有4个过氧键，故A项正确；根据上述分析，滤液中的阳离子除了Fe2和H，还有Mg2，故B项正确；滤液中加入双氧水的目的是氧化Fe2，也可以直接加适量的氯水代替双氧水，故C项正确；“高温煅烧”过程中Fe元素的化合价由3价变成2价，被还原，故D项错误。答案D8由碳酸钡制取钡单质可经过下图所示的两种途径。已知氧化钡与铝粉反应生成钡蒸气的同时得到的另一产物可表示为BaOAl2O3。则下列说法中正确的是()A途径中的试剂A可使用饱和食盐水B将氯化钡溶液蒸干、

11、灼烧获得无水氯化钡应在HCl的氛围中进行操作C氧化钡与铝粉的反应中，消耗5.4 g铝的同时，有0.3 mol氧化钡参与反应D电解熔融态氯化钡时，阳极生成氯气解析BaCO3eq o(,sup8(试剂A)BaCl2，试剂A应为盐酸，故A项错误；将BaCl2溶液蒸干，Ba2不水解，因此无需在HCl氛围中进行操作，故B项错误；4BaO2Al=3BaBaOAl2O3，由方程式可知，消耗0.2 mol Al，有0.4 mol BaO参与反应，故C项错误；电解熔融态BaCl2，Cl在阳极放电生成Cl2，故D项正确。答案D 9(2021湖南常德模拟)LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于8

12、50 时，LiNiO2会分解。请按要求回答下列问题：(1)LiNiO2中Ni的化合价为_，工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700800 制得LiNiO2，该反应的化学方程式为_，加热温度不宜过高的原因是_，工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH，存在的缺点可能是_。(2)以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺如下：已知：酸浸后滤液中含有Ni2、Al3、Fe3、Mn2；KspFe(OH)34.01038，KspAl(OH)31.01033，KspNi(OH)21.61014。滤渣为_。“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应历程如下：.5

13、S2Oeq oal(2,8)2Mn28H2O=2MnOeq oal(,4)10SOeq oal(2,4)16H；._(用离子方程式表示)。转化操作后，还需经过过滤、洗涤、烘干得到产品。检验Ni(OH)2是否洗涤干净的实验操作是_。调pH5操作时，已知溶液中Ni2浓度为2.0 mol/L，则“滤渣”中是否存在Ni(OH)2沉淀？_(列式计算，并使用必要的文字说明)。解析(1)由于化合物中所有元素正负化合价的代数和等于0，Li为1价，O为2价，所以LiNiO2中Ni的化合价为3价；在工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700800 制得LiNiO2，该反应的化学方程式为4Ni(

14、OH)24LiOHO2eq o(=,sup8(700800 )4LiNiO26H2O，加热温度不宜过高，是因为温度高于850 时LiNiO2会发生分解反应， 工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH，但也存在一定缺点，原因是LiNO3受热分解会产生氮氧化物，导致污染环境。(2)根据已知条件，滤渣中含有的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3。“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应历程如下：第一步反应是5S2Oeq oal(2,8)2Mn28H2O=2MnOeq oal(,4)10SOeq oal(2,4)16H；反应产生的MnOeq oal(,4)再将溶液中的Mn2氧化，最终

15、都变为MnO2，所以第二步反应用离子方程式表示为2MnOeq oal(,4)3Mn22H2O=5MnO24H。Ni(OH)2沉淀是从含Na、SOeq oal(2,4)等的溶液中过滤出来的，因此检验Ni(OH)2是否洗涤干净可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SOeq oal(2,4)。实验操作是取最后一次洗涤液，先加盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净。调pH5操作时，c(OH)eq f(Kw,cH)eq f(1014,105)109 mol/L，已知溶液中Ni2浓度为2.0 mol/L，则c(Ni2)c2(OH)2.0(109)22.01018KspNi(OH)21.6

16、1014，所以“滤渣”中不存在Ni(OH)2沉淀。答案(1)34Ni(OH)24LiOHO2eq o(=,sup8(700800 )4LiNiO26H2O防止温度高于850 时，LiNiO2分解产生氮氧化物，污染环境(2)Al(OH)3、Fe(OH)32MnOeq oal(,4)3Mn22H2O=5MnO24H取最后一次洗涤液，先加稀盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净pH5，滤液中c(OH)109 mol/L，Qcc2(OH)c(Ni2)(109)2221018KspNi(OH)21.61014，因此无Ni(OH)2沉淀产生。10(2021湖北4月调考)磷酸亚铁锂(L

17、iFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用，其工艺流程如下：已知：碳酸锂在水中的溶解度：0 时为1.54 g,90 时为0.85 g,100 时为0.72 g。(1)上述流程中至少要经过_次过滤操作。(2)“氧化”过程发生反应的离子方程式为_；若用HNO3代替H2O2，不足之处是_。(3)已知KspFe(OH)32.61039。常温下，在Fe(OH)3悬浊液中，当溶液的pH3.0时，Fe3的浓度为_ mol/L。实际生产过程中，“调节pH”生成沉淀时，溶液pH与金属元素的沉淀百分率()的关系如下表：pH3.55.06.58.010.012

18、.0(Fe)/%66.579.288.597.297.498.1(Li)/%0.91.31.92.44.58.0则最佳的沉淀pH_。(4)“沉锂”时的温度应选_(填标号)为宜，并用_洗涤(填“热水”或“冷水”)。a90 b60 c30 d0 (5)磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池放电时正极的电极反应式为_。(6)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备LiFePO4，该反应的化学方程式为_。解析(1)上述流程中涉及过滤操作的有：“碱浸”“酸浸”“调节pH”“沉锂”“滤液Al”共五次。(2)“氧化”是H2O2将Fe2氧化，离子方

19、程式为2Fe22HH2O2=2Fe32H2O；H2O2为绿色氧化剂，还原产物为H2O，无污染，用HNO3代替H2O2，会产生氮氧化物，污染环境。(3)根据KspFe(OH)32.61039，pH3.0时，KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，c(Fe3)eq f(KspFeOH3,c3OH)eq f(2.61039,10113)2.6106 molL1。根据表中数据可知，最佳的沉淀pH8.0。(4)根据已知Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，所以沉锂时的温度应选90 ，并用热水洗涤。(5)正极发生LiFePO4和FePO4的转化，放电时正极的电极反应式为FePO4eLi=LiFePO

20、4。(6)2FePO4Li2CO3H2C2O4eq o(=,sup8(高温)2LiFePO4H2O3CO2，铁元素的化合价降低，碳元素的化合价升高。答案(1)5(2)H2O22H2Fe2=2Fe32H2O产生氮的氧化物，污染空气(3)2.61068.0(4)a热水(5)FePO4Lie=LiFePO4(6)2FePO4Li2CO3H2C2O4eq o(=,sup8(高温)2LiFePO4H2O3CO211(2021吉林辽源高三联合模拟)硫酸锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下：已知：“混合焙烧”后烧渣含MnS

21、O4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示(25 )：此实验条件下Mn2开始沉淀的pH为7.54；离子浓度105 molL1时，离子沉淀完全。请回答：(1)传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为_。(2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_。若省略“氧化”步骤，造成的后果是_。(3)“中和除杂”时，生成沉淀的主要成分为_(填化学式)。(4)“氟化除杂”时，若使溶液中的Mg2和Ca2沉淀完全，需维持c(F)不低于_。(已知：Ksp(MgF2)6.41010；Ksp(CaF2)3.61012)(5)“碳化

22、结晶”时，发生反应的离子方程式为_。(6)用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极的电极反应式为_。解析(1)高硫锰矿含有FeS，不经“混合焙烧”而直接用H2SO4浸出，会产生H2S等气体，污染环境。(2)“氧化”时，用MnO2氧化Fe2，离子方程式为MnO22Fe24H=2Fe3Mn22H2O。若省略氧化步骤，根据图表Fe2与Mn2沉淀区有重叠，造成Mn2损失(或Fe2去除不完全，影响产品纯度)。(3)“中和除杂”时，CaCO3消耗Fe3、Al3水解产生的H，从而促进Fe3、Al3的水解，生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。(4)已知Ksp(MgF2)6.41010，若

23、溶液中Mg2沉淀完全，需维持c(F)不低于eq r(f(6.41010,1105) molL18103 molL1。(5)“碳化结晶时”发生反应的离子方程式为：Mn22HCOeq oal(,3)=MnCO3CO2H2O。(6)电解过程中阳极发生氧化反应，元素化合价升高，Mn2失电子生成MnO2，电极反应式为：Mn22H2O2e=MnO24H。答案(1)产生硫化氢等气体，污染环境(2)MnO22Fe24H=2Fe3Mn22H2OFe2与Mn2沉淀区有重叠，造成Mn2损失(或Fe2去除不完全，影响产品纯度)(3)Fe(OH)3、Al(OH)3(4)8103 molL1(5)Mn22HCOeq oa

24、l(,3)=MnCO3CO2H2O(6)Mn22H2O2e=MnO24H12(2021吉林四平市高三模拟)氯化铅(PbCl2)常用于焊接和制备铅黄等染料。利用从废旧铅蓄电池中得到的铅膏获取氯化铅的流程如图所示。试回答下列问题：已知：铅膏主要由PbSO4、PbO、PbO2和Pb等组成。流程图中的“l”表示液体，“s”表示固体。硫酸铅、氯化铅微溶于水，但氯化铅能溶于NaCl溶液中，主要发生化学反应：PbCl2Cl=PbCl3。(1)铅蓄电池的正极材料是_(填化学式)，放电时负极的电极反应式为_。(2)“浸取反应”是在加热条件下，用盐酸和氯化钠溶液浸取铅膏的过程，主要发生反应的化学方程式有PbO2Pb4HCl=2PbCl22H2O，PbO2HCl=PbCl2H2O，PbSO42NaCl=PbCl2Na2SO4，PbCl2Cl=PbCl3，除此之外，PbO2还能与HCl反应产生一种黄绿色气体，该反应的化学方程式为_；该浸取过程