高三化学二轮复习工艺流程题考前冲刺训练

工艺流程题考前冲刺训练

考点一、流程中的转化操作与物质跟踪分析（物质的转化跟踪分析）

1.镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学兴趣小组利用硼砂工厂的固体废弃物（主要

含有MgCC>3、MgSiCh、AI2O3和Fe2（）3等），设计了如图回收镁的工艺流程：

氨水

硫酸

第一次一

L滤液1一调节pH

般物体朝南

X「滤渣1（硅渣）

~滤渣2（铝铁渣）氨水

I过凝卜

一滤液2----第二次调节pH

,-----.L滤液3

T过滤3卜

L•滤渣3---镁锭

（1）酸浸前，将固体废弃物研磨的目的是O

为达到目的，还可以采取的措施是（任写一条）。

（2）滤液3中可回收利用的物质主要是（写化学式），其阳离子的

电子式为o

2.以高硫铝土矿（主要成分为AI2O3、FezCh、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产

氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图：

空气、少量CaONaOH溶液FeS

rT„72„

矿粉乖嬷卜II

滤液SO2

向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由________（填化学式，下同）转化

为o

3.轻质碳酸钙（CaCCh）是一种重要的化工产品，广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。

一种以低品位石灰石（含CaCCh、MnCCh、Fe2O3及ALC>3）为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循

环工艺流程如图：

盐酸NH,

jTT1

鼾崔叶｛汪阚不悯一轻质碳酸钙

滤渣

---气体A----，用7k吸收卜—NH：,

回答下列问题：

（1）气体A为,滤渣的主要成分是。

（2）“沉钙”过程中发生反应的化学方程式为o

（3）“系列操作”包含：。

（4）氧化镁可以在尾液处理中循环使用，和可循环使用于石灰石制备

轻质碳酸钙的过程中。

4.二硫化铝(M0S2)被誉为“固体润滑剂之王”，利用低品质的辉铝矿(含M0S2、SiCh以及

CuFeS?等)制备高纯二硫化铝的一种生产工艺如图所示。

盐酸、L［可溶性杂质)

［辉钥矿｝氢氟酸------------

联合浸出.

过滤

氨浸

锢酸镂

溶液

高温过滤

回答下列问题:

(1)铝酸镀的化学式为(NH4)2MOO4,其中MO的化合价为o

(2)利用联合浸出除杂时，氢氟酸可除去的杂质化学式为,如改用FeCb溶液氧化

浸出，杂质CuFeS2的浸出效果更好，写出氧化浸出时发生反应的化学方程式:

(3)加入Na2s后，铝酸镀转化为硫化铝酸镂［(NH4)2MOS<|，写出(NH5M0S4与盐酸反应得到

沉淀的离子方程式：

MOS3o

5.硼是第川A族中唯一的非金属元素，可以形成众多的化合物。回答下列问题：

(1)硼烷泛指一切硼和氢组成的化合物。乙硼烷(B2H6)是最简单的硼烷。可以在乙醛介质中使

用LiAlH4(离子化合物)还原BC13获得，LiAlH4的电子式是，制备乙硼烷

的化学方程式为。

⑵工业利用硼矿石QMgOBzCh)制备单质B并联产轻质MgO的流程如图：

9溶液HzS%溶液

I--------------Mg

—轻质碳酸镁)^^轻质MgO高温

单质-

硼酸(H3BO3)的溶解度：

温度/℃01020304080

溶解度/g2.773.654.876.778.9023.54

回答下列问题：

①为了加快硼矿石与Na2cCh溶液和CO2的反应速率，可以采取的措施有(填

一种)。

②操作1是，整个流程中可循环利用的物质是。

③制备B发生反应的化学方程式是，过程中易生成金属硼化物杂质。

该杂质的化学式是o

考点二、物质转化条件的控制

1.已知Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mn(OH)2开始沉淀和沉淀完全时的pH如表所示。

物质开始沉淀沉淀完全

Fe(OH)32.73.7

Fe(OH)27.69.6

Mn(OH)28.39.8

若要除MM+溶液中含有的Fe2+,采取的措施是

2.(1)由折线图分析产生三硫化铝沉淀的过程中应选择的最优温度和时间是

产率

100%

90%

80%

70%一20七

60%

50%一4(汽

40%-60t

30%

20%

10%反应时间

40/min

(2)利用化学平衡移动原理分析低于或高于最优温度时,M0S3的产率均下降的原因(流程如

(NHJ.MoO,Na2s(NHJMoSj①&酸沉淀

溶液溶液②过滤

MOS3

3.“沉钻”过程中，(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钻的沉淀率关系如

图所示：

10()(NHJ2C2O4加入量

99

98

97

96

95

94

25七，反应时间为10min

93__________________________________

1.()()1.()51.1()1.151.2()1.251.30

-2+

n(C2O4):w(Co)

图a

钻100.0

99.5

99.0反应时间为10min

-2+

n(C2O4)：n(Co)=1.15

98.5

2()3()405()6()7()

温度/七

图b

根据图分析：沉钻时应控制〃(C2OK)"(Co2+)为,温度控制在:C左右。

4.辉铜矿石主要含有硫化亚铜(C112S)及少量脉石(SiO》。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜

的工艺流程如图所示：

FeCl,①HNO潞液

FHNO,容液

溶液i@CuO

辉铜矿石浸过滤置过滤保温过滤蒸发浓缩、过滤晶

除铁冷却结晶体

滤液If

滤渣

回收S三离渣

NO,

(1)“回收S”过程中温度控制在50〜60℃之间，不宜过高或过低的原因是.

(2)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是;“蒸发浓缩、冷却结

晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH,其理由是o

5.泄盐(MgSO#7H2O)是一种中药药剂，还可用于制革、肥料、瓷器、印染料等工业。在实

验中，一种利用某工业的废渣［主要成分是杂质为、等］生产

Mg(OH)2,FeCChA1(OH)3,SiCh

泄盐的流程如图所示：

H,O,NaOH

稀硫酸溶施溶液

废渣一一［酸浸卜＞［操作1H氧化卜［调节pH

PH=I-2Ir

滤渣1

泄盐T系列操作滤液T操;乍21

源渣2

已知：①部分氢氧化物沉淀时的pH如表。

氢氧化物Fe(OH)3Mg(OH)2A1(OH)3

开始沉淀时的pH2.79.63.7

完全沉淀时的pH3.711.14.7

②A1(OH)3在pH=7.8时开始溶解，pH=10.0时完全溶解。

回答下列问题：

(1)写出提高该工艺流程中“酸浸”速率的两种方法：。

(2)“滤渣1”的主要成分是(写化学式)。

(3)写出“氧化”操作中发生反应的离子方程式：。

(4)加入NaOH溶液“调节pH”的操作中pH的范围为,高温加热“滤渣2”

可得到(写化学式)。

(5)“系列操作”是指。

6.六氟铝酸钠俗称冰晶石，广泛应用于冶铝工业。以磷肥副产物氟硅酸铉为原料制备六氟

铝酸钠的简易流程如图所示：

①广硅浴

(NHJSiF.

溶液过滤NHF

过量溶液］③「滤液

AI(OH):,—OH.gE,厚-J过滤L粗产品

溶液②钠溶液…

洗涤、

干燥

纯Na：,AlF,,

请回答下列问题：

(1)写出反应①的化学方程式：,适当加热可以提高反应①的化

学反应速率，但是温度不宜过高，其原因有两点：其一是避免氨水挥发，降低反应物浓度；

其二是。

(2)反应③得到Na3AlF6和滤液，滤液用于反应_______(填“①”或"②")循环利用。NH4F溶液

不能用玻璃容器盛装，其原因是.

(3)通过实验得出Na3AlF6的产率与外界条件关系如图所示(提示：温度、时间针对反应③)。

n[Al(OH).J

图3产率与投料比关系

根据上述实验结果，可知最佳条件：反应温度、反应时间、氢氧化钠与氢氧化铝的物质的量

之比依次是«

考点三、有关物质分离操作的精准解答

1.CuSOr5H2。是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSOr5H2。的实验室制备流

程图。

稀硫酸

铜十粉冷却结晶晶体

浓硝酸

如果采用重量法测定CUSO4-5H2O的含量，完成下列步骤：①,②加水溶解,

③加氯化馔溶液，沉淀，④过滤(其余步骤省略)。在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其方

法是___________________________________________________________________________

2.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醉和水，在潮湿空气

中易水解、氧化，且在氯离子浓度较大的体系中存在-工业上用低

cuci+cr[Cuci2]o

品铜矿(主要含CuS、CU2S、FeO等)制备CuCl的一种工艺流程如图：

适量氨水、NaCl、

MnO2氨水NH.HCO.,稀HfO」SO2'

酬T反g[卜乐H诟藁而H反看M

II除如“过滤

稀硫酸滤渣I滤渣uE“

醇洗水洗

[CuClI滤.饼卜~[滤许P

回答下列问题：

(1)写出反应II中发生反应的离子方程式：0

(2)在进行反应II时，通入的S02一般都要适当过量，目的是.

(3)水洗时，检验是否洗涤干净的方法是o

(4)滤饼进行醇洗的目的是。

3.硫酸亚铁钱的化学式为(NH4)2SO4-FeSO#6H2O(商品名为摩尔盐)。可由硫酸亚铁与硫酸镀

反应制备，一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化，而形成摩尔盐后就比较稳定了。

实验室制取少量摩尔盐的流程如图：

滤渣

回答下列问题：

(1)步骤］中Na2c。3的主要作用是____________________________________________________

(2)步骤2中趁热过滤的目的是_______________________________________________________

(3)步骤3中，加入(NH/S04固体后，要得到摩尔盐晶体，需经过的实验操作包括：加热蒸

发、、、洗涤和干燥。

(4)步骤3中制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤的目的是

4.CoCb6H2。是一种饲料营养强化剂。一种利用水钻矿［主要成分为CO2O3、CO(OH)3，还

含少量FeaCh、AI2O3、MnO等］制取COCI26H2O的工艺流程如图：

适量

盐酸NaClO,萃取剂

①加Na2c0：,I----------

磁芦画昼嬉渐血慧后

।操作1

Na2sa,沉淀萃取液

CoCh^H^O

(粗产品)

已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H+、CO2\Fe2+、Mn2+、AF+等;

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：

AI(OH)

沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2CO(OH)23Mn(OH)2

开始沉淀1.87.07.23.48.1

完全沉淀3.29.09.25.210.1

③COCH6H2O的熔点为86℃,加热至110〜1200c时，失去结晶水生成无水氯化钻。

(1)浸出液中加入NaC103的作用是。

(2)“加Na2c03调pH至5.2”，过滤所得到的沉淀成分为。

⑶“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是、和过滤。制

得的COC12-6H2O在烘干时需减压的原因是。

(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是

:萃取剂使用的最佳pH范围是(填字母)。

C.4.0~4.5D.5.0~5.5

5.(2022•山东青岛一模)废银催化剂主要含Ni,还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、SiO2o某

研究性学习小组设计如图工艺流程回收银，制备硫酸银晶体(NiSO#7H2O)。

稀H2sol含铜

A1L滤液1有机溶剂厂有机层

废镶T—操作A」溶液

催化剂

「滤渣1I

HO

操作B22

NiSOj7H20gh2滤液2-,

—调pH-

滤渣2」

该小组同学查阅资料知：

①镣的化学性质与铁相似，能与酸缓慢反应。

②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示:

金属离子Ni2+AP+Fe3+Fe2+

开始沉淀时(c=0.01mol-Lr)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全时(c=1.0x10-5mo].L1)的pH8.74.73.29.0

(1)除“粉碎”外，请你再写出一条提高废银催化剂酸浸效率的措施：。

(2)滤渣]的主要成分有。

(3)实验室中进行操作A所用的主要玻璃仪器有，

(4)“溶液，，中加入H2O2的目的是(用离子方程式表示)。有同学认为可用NaCIO代

替H2O2,你认为此方案是否可行？(填“是”或“否)理由是

(5)下列物质调溶液pH,最好选用(填字母)。

a.氨水b.稀H2sO4

c.NiCO3d.Na2CO3

若调pH前c(Ni2+)=1.0mol-LAF+和Fe3+浓度均为1.0mol-L-1,则“调pH”需控制溶液

pH的范围为。

(6)如图为NiSCU的溶解度随温度变化关系，据图分析操作B是。

溶解度

/g*

,•

40.8-**

*

19.5-.

9.1-.,

°10203040温度/1t

考点四、化工流程中有关Ksp计算

1.如图是以黄铜矿(主要成分为CuFeS?)为原料制取胆研晶体(CuSO#5H2O)的流程：

已知：I.高温焙烧时的主要反应有：

2CuFeS2+O2^^=Cu2S+2FeS+SO2,

自汨

2CU2S+5O2^=2CUO+2CUSO4.

2FeS+3O2^=2FeO+2SO2;

2

II.常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0x1Of,^sp[Cu(OH)2]=3.0xlO-°o

加入适量CuO粉末的作用是调节溶液的pH,促进Fe3+水解，达到除杂的目的。写出实现该

目的的总反应的离子方程式：，溶液B中Fe3+恰好沉淀完全即c(Fe3

+)=1x105moi4/1时，溶液的pH为o(已知：1g5=0.7)

2.七铝十二钙(12CaO-7AbC>3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCC)3和

MgCCh)和废A1片制备七铝十二钙的工艺流程如图：

NaOHNa2co3

u电解共混

_____________15(X)

[12CaO-7Al2O3]-

煨粉主要含MgO和,用适量NH4NO3溶液浸取烟粉后，镁化合物几乎不溶，若滤

-

液I中c(Mg2+)小于5x10-6moi-L',则溶液pH大于［Mg(OH)2的K‘p=5xl0一叼；

该工艺中不能用(NH4)2SC)4代替NH4NO3,原因是

3.三盐基硫酸铅(3PbO-PbSO4-H2O,其相对分子质量为990)简称“三盐”，不溶于水及有机溶

剂。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品，也可用于人造革等软质制品。以

铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSCU等)为原料制备三盐的工艺流程如图所示。

Na2coe

溶液容液

硝酸NO^2SO,NaOjHi

i

、A回

铅一转-J一酸一沉今过滤、干燥=

il铅一滤~成洗涤一

泥溶2盐

①4滤液2

滤液1滤液3

13

已知：Kp(PbSO4)=1.82x10-8,Ksp(PbCO3)=1.46x10

请回答下列问题：

(1)写出步骤①“转化”的离子方程式：o

(2)“滤液2”中可循环利用的溶质为(填化学式)。若步骤④“沉铅”后的滤液中c(Pb2+)

=1.82x10-5moLL,则此时c(SO/)=mol-L'()

4.(1)常温下，各种形态五价钮粒子总浓度的对数［Ige鼠V)］与pH关系如图1。已知钮铭镒

矿渣硫酸浸液中c£V)=0.01molLr,“沉钮”过程控制pH=3.0,则与胶体共沉降的五价帆

粒子的存在形态为(填化学式)。

-1

>

3

0一0

zo

4.

pH

图1

1

(M

T-c¥(in)'-3

8(一।n

%60

/40

榭

迪

£

叶—产二十一1一:干-「1-~1

4.()4.55.()5.56.06.57.()

PH

图2

(2)某温度下，Cr(HI)、Mn(H)的沉淀率与pH关系如图2。“沉铭”过程最佳pH为；

在该条件下滤液中c(Cr3+)=molL^Kw，近似为Cr(0H)3的心近似为

lx10-30]。

5.铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钻（Co）等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属

镉的工艺流程如下：

稀矶酸Zn、Sb2O3先加HQ?.再加ZnO

铜镉渣&KiHlfrn]~叫画单质镉

滤渣I滤渣coSb滤渣n电解废液

表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（金属离子的起始浓度为0.1mol-L〜

氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cd(OH)2Zn(OH)2

开始沉淀的pH1.56.57.28.0

沉淀完全的pH3.39.99.511.1

（1）酸浸铜镉渣时，加快反应速率的措施有（写一条）。

⑵完成操作I所得溶液中阳离子有C02+、Cd2\H+及,滤渣H成分为

____________（填化学式）。

（3）操作III中先加入适量H2O2,发生反应的离子方程式为;再加入ZnO控制反

应液的pH,pH范围为；选择（填“铁氟化钾”或“硫氟化钾”）试剂，

能证明添加的H2O2已过量。

（4）常用沉淀转化法处理含Cd?+废水，写出碳酸钙处理+的离子方程式为

;若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1mol-L-1,

12

溶液中c(Cd2')=mol-L1。[已知25℃,Arsp(CdCO3)=5.6xl0,/Csp(CaCO3)=

2.8x109]

答案和解析

考点一、流程中的转化操作与物质跟踪分析（物质的转化跟踪分析）

1.镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学兴趣小组利用硼砂工厂的固体废弃物（主要

含有MgCCh、MgSiCh、AI2O3和FezCh等），设计了如图回收镁的工艺流程：

氨水

硫酸

第一次一

黑物干福L滤液调节pH

「滤渣1（硅渣）

一滤渣2（铝铁渣）氨水

[过滤2卜

一滤液2~…—•第二次调节pH

,-----,L滤液3

T过滤3卜

---匚滤渣3-—镁锭

（1）酸浸前，将固体废弃物研磨的目的是。

为达到目的，还可以采取的措施是（任写一条）。

（2）滤液3中可回收利用的物质主要是（写化学式），其阳离子的

电子式为o

答案（1）增大反应物接触面积，加快反应速率，提高浸取率提高反应温度或适当增加硫酸

浓度（或其他合理答案）

H

[H：N：盯

⑵（NH4）2SO4H

解析（2）滤液中阴离子主要是SOF,再次加入氨水调节pH至Mg2+完全沉淀，滤液3中溶

H

LH：N：H]-

质主要成分是(NH4)2SO4,其阳离子的电子式为H。

2.以高硫铝土矿(主要成分为ALO3、Fe2O3,SiO2,少量FeS?和金属硫酸盐)为原料，生产

氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图：

空气、少量CaONaOH溶液FeS

XJ\,,,I2,,

矿粉布嬷卜福卜FeQ,

II

滤液SO2

向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由________(填化学式，下同)转化

为。

答案NaAIO2A1(OH)3

解析“碱浸”时，AI2O3、SiCh转化为溶于水的NaAlCh、NaaSiCh,向“过滤”得到的滤液中通

入过量CO2,CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3o

3.轻质碳酸钙(CaCCh)是一种重要的化工产品，广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。

一种以低品位石灰石(含CaCCh、M11CO3、FezCh及AI2O3)为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循

环工艺流程如图：

气体C

NH.C1尾液

盐酸NH,

D工|广

髅方他哥•匣酬率卜孽]一轻质碳酸钙

滤渣

---,,气体A---，用7k吸收卜—NH:1

回答下列问题：

(1)气体A为,滤渣的主要成分是。

(2)“沉钙”过程中发生反应的化学方程式为o

(3)“系列操作”包含：。

(4)氧化镁可以在尾液处理中循环使用,和可循环使用于石灰石制备

轻质碳酸钙的过程中。

答案(1)CO2Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2

(2)CaCl2+(NH4)2CO3=CaCO3；+2NH4cl

⑶加热蒸发、煨烧

(4)HCINH3

解析(1)低品位石灰石(含CaCCh、MnCCh、FezCh及AI2O3)用盐酸酸溶，CaCCh、MnCCh、

FezCh及AI2O3分别与盐酸发生复分解反应，离子方程式为CaCO3+2H+===H2O+CO2T+Ca2+,

+2++3++3+

MnCO3+2H=H2O+CO2t+Mn,Fe2O3+6H=2Fe+3H2O,A12O3+6H=2A1+

3H2O,所以气体A为CO2,向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+、AP+,Mn2+,过

滤得到滤渣的主要成分是Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2«(2)气体A为CO2,用水吸收氨气

和二氧化碳生成碳酸锭，“沉钙”过程中氯化钙与碳酸镁发生复分解反应：CaCh+

(NH4)2CO3=CaCO31+2NH4Cl,得到碳酸钙沉淀和氯化镁。(3)镁的氯化物在溶液中水解生

成氢氧化镁和HC1,加热时HC1挥发促进水解，气体C为氯化氢，最终生成氢氧化镁，燃

烧得MgO,“系列操作”包含加热蒸发、燃烧。(4)氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HC1,

气体C为氯化氢，溶于水为盐酸，可用于溶解低品位石灰石，氯化镁中加入氧化镁并加热，

反应生成氯化镁、氨气和水：向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+、Al3\Mn2+,所

以HC1,NH3可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中。

4.二硫化铝(M0S2)被誉为“固体润滑剂之王”，利用低品质的辉铝矿(含M0S2、SiO2以及

CuFeSz等)制备高纯二硫化铝的一种生产工艺如图所示。

盐酸、可溶性杂质)

[辉钮矿〉氢氨酸------------

联合浸出,

过滤MoQ]

氨浸

①Na2s铜酸镀

②盐酸,溶液

高温过滤

回答下列问题：

(1)铝酸镂的化学式为(NH4)2MOC)4,其中MO的化合价为。

(2)利用联合浸出除杂时，氢氟酸可除去的杂质化学式为，如改用FeCb溶液氧化

浸出，杂质CuFeS，的浸出效果更好，写出氧化浸出时发生反应的化学方程式:,

(3)加入Na2s后，铝酸镂转化为硫化铝酸镂[(NHQzMoSj,写出(NHQ2M0S4与盐酸反应得到

MOS3沉淀的离子方程式：o

答案(1)+6

(2)SiO24FeCb+CuFeS2=5FeCl2+CuCL+2S1

(3)MoSr+2H^=MoS3j,+H2St

解析(1)根据化合价原则，(NH4)2MoC>4中Mo的化合价为+6。(2)氢氟酸可与酸性氧化物

SiCh反应，所以联合浸出除杂时，用氢氟酸除去的杂质是SiCh:Fe3+具有较强的氧化性，可

氧化杂质CuFeS2中一2价的S,反应的化学方程式为4FeCh+CuFeS2=5FeCl2+CuCI2+

2S；o(3)根据题目所述，(NH4)2MoS4属于铁盐，易溶于水，所以与盐酸反应得到M0S3沉淀

+

的离子方程式为MoSr+2H=MoS3J,+H2Sto

5.硼是第IHA族中唯一的非金属元素，可以形成众多的化合物。回答下列问题：

(1)硼烷泛指一切硼和氢组成的化合物。乙硼烷(B2H6)是最简