专题16工艺流程题-三年(2023年)高考真题化学分项汇编(原卷版)

专题16 工艺流程题1〔2023·全国甲卷〕(ZnSO是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫4酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO

，杂质为SiO3

以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：此题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表：离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+Ksp 4.01038 6.71017

2.21020

8.01016 1.81011答复以下问题：菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 。为了提高锌的浸取效果，可实行的措施有 、 。(3)参加物质X调溶液pH=5，最适宜使用的X是 (填标号)。A．NHHO B．Ca(OH) C．NaOH3 2 2滤渣①的主要成分是 、 、 。向80~90℃的滤液①中分批参加适量KMnO溶液充分反响后过滤，滤渣②中有MnO，该步反响的离子4 2方程式为 。滤液②中参加锌粉的目的是 。滤渣④与浓HSO反响可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是 、 。2 42〔2023·全国乙卷〕废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO、PbO、PbO和Pb。还有少量B、F、Al4 2的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过以下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表：难溶电解质 PbSO PbCO BaSO BaCO4 3 4 3Ksp 2.5108 7.41014 1.11010 2.6109肯定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：323232开头沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH答复以下问题：3.28.34.69.1

Fe(OH)

Fe(OH)

Al(OH)

Pb(OH)在“脱硫”中PbSO转化反响的离子方程式为 ，用沉淀溶解平衡原理解释选择NaCO的缘由4 2 3 。在“脱硫”中，参加NaCO不能使铅膏中BaSO完全转化，缘由是 。2 3 4在“酸浸”中，除参加醋酸HAc)，还要参加HO。2 2(ⅰ)能被HO氧化的离子是 ；2 2(ⅱ)HO促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)，其化学方程式为 ；2 2 2(ⅲ)HO也能使PbO转化为Pb(Ac)，HO的作用是 。2 2 2 2 2 2“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是 。“沉铅”的滤液中，金属离子有 。3〔2023·浙江卷〕化合物X由三种元素组成，某试验小组按如下流程进展相关试验：化合物X在空气中加热到800℃，不发生反响。请答复：(1)组成X的三种元素为 ；X的化学式为 。(2)溶液C的溶质组成为 (用化学式表示)。(3)①写出由X到A的化学方程式 。②X难溶于水，但可溶于氨水中，写出该反响的离子方程式 。(4)设计试验，检验尾气中相对活泼的2种气体 。4〔2023·广东卷〕(RE子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：：月桂酸CH

COOH熔点为44C；月桂酸和CHCOO

RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离11 23

11 23 311 23 2 sp淀的相关pH见下表。3离子Mg11 23 2 sp淀的相关pH见下表。3离子Mg2Fe3Al3RE3开头沉淀时的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全时的pH/3.24.7/

COO

Mg的K

1.8108，Al(OH)

开头溶解时的pH8.8；有关金属离子沉(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是 。(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至 的范围内，该过程中Al3发生反响的离子方程式为 。“2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2浓度为2.7gL1。为尽可能多地提取RE3，可提高 月桂酸钠的参加量，但应确保“2”前的溶液中cCH

低于 molL1(保存两位有效数字)。11 23①“加热搅拌”有利于加快RE3溶出、提高产率，其缘由是 。②“操作X”的过程为：先 ，再固液分别。该工艺中，可再生循环利用的物质有 (写化学式)。稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂PtY。3①复原YCl3

和PtCl4

熔融盐制备Pt

Y1molPt3

Y转移 mol电子。3②PtY/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O的复原，发生的电极反响为 。3 25〔2023·湖南卷〕(Ti及其合金是抱负的高强度、低密度构造材料。以钛主要成分为TiO ，含少量V、2Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：“降温收尘”后，粗TiCl中含有的几种物质的沸点：4物质 TiCl VOCl SiCl AlCl4 3 4 3沸点/℃136

127 57 180答复以下问题：ΔG=ΔH-TΔS，ΔG的值只打算于反响体系的始态和终态，无视ΔH、ΔS随温度的变化。假设ΔG<0，则该反响可以自发进展。依据以下图推断：600℃时，以下反响不能自发进展的是 。A．C(s)O2(g)CO2(g)B．2C(s)O2(g)2CO(g)C．TiO(s)2Cl(g)TiCl(g)O(g)2 2 4 2D．TiO(s)C(s)2Cl(g)TiCl(g)CO(g)2 2 4 2TiOC、Cl，在600℃的沸腾炉中充分反响后，混合气体中各组分的分压如下表：2 2物质 TiCl CO CO Cl4 2 2分压MPa 4.59102 1.84102 3.70102 5.98109①该温度下，TiO与C、Cl反响的总化学方程式为 ；2 2②随着温度上升，尾气中CO的含量上升，缘由是 。“除钒”过程中的化学方程式为 ；“除硅铝”过程中分别TiCl中含Si、Al杂质的方法是 。4“除钒”和“除硅、铝”的挨次 (填“能”或“不能”)交换，理由是 。以下金属冶炼方法与本工艺流程中参加Mg冶炼Ti的方法相像的是 。高炉炼铁C．铝热反响制锰

电解熔融氯化钠制钠D．氧化汞分解制汞1〔2023·广东(Al、钼(Mo、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的局部流程如下：：25℃HCO2 3

的K =4.5107，Ka1

=4.71011；Ksp

BaMoO4

=3.518；K BaCOsp 3

=2.6109pH6.0时，溶液中Mo元素以MoO2的形态存在。4“焙烧”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合价为 。“沉铝”中，生成的沉淀X为 。“沉钼”pH7.0。①生成BaMoO的离子方程式为 。4BaCO3

也会沉淀。为避开BaMoO4

中混入BaCO3

沉淀，溶液中cHCO3

MoO2-4

= (列出算式)时，应停顿参加BaCl2

溶液。①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为 。②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量 (填化学式)气体，再通入足量CO，可析出Y。2高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如下图，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻挡HO刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反响。2 2①该氧化物为 。②：Ga和Al同族，As和N同族。在HO与上层GaAs的反响中，As元素的化合价变为+5价，则2 2该反响的氧化剂与复原剂物质的量之比为 。2〔2023·全国甲卷碘及其化合物广泛用于医药、染料等方面。答复以下问题：I2的一种制备方法如以下图所示：①参加Fe粉进展转化反响的离子方程式为 ，生成的沉淀与硝酸反响，生成 后可循环使用。②通入Cl的过程中，假设氧化产物只有一种，反响的化学方程式为 ；假设反响物用量比2nCl2

/nFeI2

=1.5时，氧化产物为 ；当nCl2

/nFeI2

>1.5，单质碘的收率会降低，缘由是 。以NaIO为原料制备I的方法是：先向NaIO溶液中参加计量的NaHSO ，生成碘化物；再向混合3 2 3 3溶液中参加NaIO溶液，反响得到I，上述制备I的总反响的离子方程式为 。3 2 2KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，假设生成1molI2，消耗的KI至少为 mol。I在KI溶液中可发生反响I2

+I-

I-。试验室中使用过量的KI与CuSO3

溶液反响后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反响中参加过量KI的缘由是 。3〔2023·全国乙卷磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO、SiO、AlO、MgO、CaO以及少量2 2 2 3的FeO2 3

。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下，有关金属离子开头沉淀和沉淀完全的pH见下表金属离子

Fe3 Al3 Mg2

Ca2开头沉淀的pH 2.2

3.5 9.5 12.4沉淀完全c=1.0105molL1

的pH 3.2 4.7 11.1 13.8答复以下问题：“焙烧”TiO、SiOAlO、MgO、CaO、FeO转化为相应的硫酸盐，写2 2 2 3 2 3出AlO2

转化为NH4

AlSO42

的化学方程式 。“水浸”后“滤液”的pH2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调整pH11.6，依次析出的金属离子是 。“母液①“中Mg

2+浓度为 molL-1。“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是 。“酸溶渣”的成分是 、 。酸后将溶液适当稀释并加热TiO2水解析出TiOxHO沉淀该反响的离子方程式 。2 2将“母液①”和“母液②”混合，吸取尾气，经处理得 ，循环利用。4〔2023·河北法制备高价铬盐的工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：答复以下问题：高温连续氧化工序中被氧化的元素是 (填元素符号)。工序①的名称为 。滤渣的主要成分是 (填化学式)。工序③中发生反响的离子方程式为 。物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反响的化学方程式为 ，可代替NaOH的化学试剂还有 (填化学式)。热解工序产生的混合气体最适宜返回工序 (填“①”或“②”或“③”或“④”)参与内循环。工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为 。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5mol•L-1为沉淀完全；A1(OH)3+OH- Al(OH)：K=100.63，Kw=10-14，K[A1(OH)3]=10-33)4 sp45〔2023·湖南〕Ce(CO)可用于催化剂载体及功能材料的制备。自然独居石中，(Ce主要以CePO 形42 33式存在，还含有SiO2

、AlO2

FeO2

、CaF2

等物质。以独居石为原料制备Ce2

(CO)33

O的工艺流2程如下：答复以下问题：铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为 ；为提高“水浸”效率，可实行的措施有 (至少写两条)；滤渣Ⅲ的主要成分是 (填化学式)；参加絮凝剂的目的是 ；“沉铈”过程中，生成Ce(CO)nHO的离子方程式为 ，常温下参加的NHHCO溶液呈2 33 2 4 3 (填“酸性”“碱性”或“中性”)(NHHOK1.75105HCOK4.4107，3 2 b 2 3 alK4.71011)；a2滤渣Ⅱ的主要成分为FePO，在高温条件下，LiCO、葡萄糖(CH O)和FePO可制备电极材料4 2 3 6 12 6 4LiFePO

，同时生成CO 和HO，该反响的化学方程式为 4 26〔2023·山东卷(FeCO4AlSi(NCr2O72HO)的工艺流程如图。答复以下问题：焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是 。矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如下图。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol•L-1时，可认为已除尽。中和时pH的理论范围为 ；酸化的目的是 ；Fe元素在 (填操作单元的名称)过程中除去。蒸发结晶时，过度蒸发将导致 ；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有 。利用膜电解技术(装置如下图)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反响方程式为：通电4Na2CrO4+4H2O 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在 (填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为 。7〔2023·辽·高考真题〕从钒铬锰矿主要成分为 、 、 中提铬的一种工艺流程如下：：pH较大时，二价锰[ ](在空气中易被氧化.答复以下问题：(1)Cr元素位于元素周期表第 周期 族。用 溶液制备 胶体的化学方程式为 。常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[ ]与pH关系如图1。钒铬锰矿渣硫酸浸液中，“沉钒”过程掌握 ，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为 (填化学式)。某温度下， 、 的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最正确pH为 ；在该条件下滤液B中

【 近似为 ， 的 近似为 。“转化”过程中生成“提纯”过程中

的离子方程式为 。的作用为 。8〔2021·海南·高考真题〕无水 常作为芳烃氯代反响的催化剂。某争论小组设计了如下流程，以废铁(含有少量碳和

杂质)为原料制备无水 。：氯化亚砜( 易水解。答复以下问题：操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。为避开引入的杂质，试剂B可以选用 (填编号)。A． 溶液B． 水 C． 水 D． 溶液操作②是蒸发结晶，加热的同时通入 的目的是 。取少量

晶体，溶于水并滴加

溶液，现象是 。反响由

的化学方程式为 。转化成的过程中可能产生少量亚铁盐写出一种可能的复原剂 并设计试验验证是该复原剂将 复原 。9〔2023··高考真题〕四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含的工艺流程如以下图所示。

，还有 、的化合物及 等)为原料制备四钼酸铵答复以下问题：“焙烧”产生的气体用 吸取后可制取氮肥。“浸出”时， 转化为 。提高单位时间内钼浸出率的措施有 (任写两种)。温度对 内钼浸出率的影响如下图。当浸出温度超过蒸发，导致 。

后，钼的浸出率反而降低，主要缘由是温度上升使水大量“净化”时，浸出液中残留的 、 转化为沉淀除去。争论说明，该溶液中 和pH的关系为：。为了使溶液中的杂质离子浓度小于(： ； 和 的 分别为35.2和17.2)

，应掌握溶液的pH不小于 。“净化”后，溶液中假设有低价钼(以

表示)，可参加适量

将其氧化为 ，反响的离子方程式为 。“沉淀”时，参加

的目的是 。高温下用分解生成

复原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反响的化学方程式【：(NH4)2Mo4O13受热】10〔2023·湖北·高考真题〕废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如图：答复以下问题：硒(Se与硫为同族元素Se的最外层电子数 镓(Ga和铟(In位于元素周期表第IIIA族CuI0.5Ga0.S2中Cu的化合价为 。“酸浸氧化”发生的主要氧化复原反响的化学方程式为 。(3)25℃时，：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-11.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为(保存一位小数)6.0mol·L-1氨水至过量，观看到的试验现象是先有蓝色沉淀，然后；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反响Ga(OH)3+NH3·H2O(：Ga3++4OH-

[Ga(OH)4]-+NH 的平衡常数K= 。[Ga(OH)4]-K′= ≈1.0×1034)“滤渣”SOCl2混合前需要洗涤、枯燥，检验滤渣中SO的作用是将氢氧化物转化为氯化物和 。“高温气相沉积”过程中发生的化学反响方程式为 。

是否洗净的试剂是 ；“回流过滤”中SOCl212021·江苏·高考真题〕以锌灰(ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)Fe2(SO4)3为原料制备的ZnFe2O4脱硫剂，可用于脱除煤气中的H2S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为“除杂”包括加足量锌粉、过滤加H2O2氧化等步骤。除Pb2+和Cu2+外，与锌粉反响的离子还有 (填化学式)。“调配比”ZnSO42.50mLFe3+ZnSO4100mL容量瓶中，20.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加氨水调整溶液pH=10，用0.0150mol·L-1EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(Zn2++Y4-=ZnY2-)3EDTA溶液25.00mL。计算ZnSO4溶液的物质的量浓度 (写出计算过程)。400℃时，将肯定比例H2、CO、CO2H2S的混合气体以肯定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反响器。①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反响生成ZnS和FeS，其化学方程式为 。COSZnS参与了H2SCO2生成COSZnS的质量不变，该反响过程可描述为 。将硫化后的固体在N2：O2=95：5(体积比)的混合气体中加热再生，固体质量随温度变化的曲线如下图。在280~400℃范围内，固体质量增加的主要缘由是 。1．[2023课标Ⅰ]+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。承受以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下，溶液中金属离子开头沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子开头沉淀pH完全沉淀pH答复以下问题：

Fe3+1.93.2

Fe2+7.09.0

Al3+3.04.7

Mn2+8.110.1“酸浸氧化”需要加热，其缘由是 。“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成VO，同时还有 离子被氧化。写出VO+转化2为VO反响的离子方程式 。2“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为VO2 5

xH

O，随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、2 ，以及局部的 。“沉淀转溶”中，VO2 5

xH

O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是 。2“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反响的化学方程式是 。“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要参加过量NH4Cl，其缘由是 。2．[2023课标Ⅲ]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。承受如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体NiS47：溶液中金属离子开头沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子开头沉淀时〔c=0.01mol·L−1〕pH沉淀完全时〔c=1.0×10−5mol·L−1〕pH

Ni2+7.28.7

Al3+3.74.7

Fe3+2.23.2

Fe2+7.59.0答复以下问题：“碱浸”中NaOH的两个作用分别是 。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反响的离子方程式 。“滤液②”中含有的金属离子是 。“转化”中可替代HO2的物质是 。假设工艺流程改为先“调pH”后“转化，即“滤液③”中可能含有的杂质离子 。利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp= 〔列出计算式。假设“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L−1，则“调pH”应掌握的pH范围是 。硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出