大题01化工流程综合题（分类过关）（原卷版）

大题化工流程综合题内容概览类型一以物质制备为目的类型二以混合物的分离、提纯为目的类型三以化学基本原理考查为目的类型四以化学图表、图像信息加工考查为目的类型五以物质结构和性质考查为目的类型一以物质制备为目的12026高三·全国·专题练习）提取中药药剂。工艺流程如下：回答下列问题：(1)“沉砷”中所用的电子式为。(2)已知：与过量的存在以下反应：“沉砷”中的作用是。(3)“焙烧”过程中由于条件的原因，生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁，证明四氧化三铁存在的试剂是。(4)“氧化”过程中，可以用单质碘为氧化剂进行氧化，写出该反应的离子方程式：。(5)调节时，请写出由制备反应的离子方程式：。(6)一定条件下，用雄黄()制备的转化关系如图所示。若反应中，(其中元素的化合价为+2价)参加反应时，转移，则物质a为。1/2722025·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)“酸浸”时，钒主要以的形式进入溶液。①为提高浸取率，可采取的措施是②发生反应的化学方程式为。(2)“还原结晶”所得“溶液3”的主要阳离子及其浓度如下表：阳离子浓度10.790.00410.110.029据此分析“溶液3”可在工序循环利用。(3)“中间盐”的一种含钒物质为“溶解”“溶解”时发生反应的离子方程式为。(4)“还原”步骤的主要目的是。2/27(5)“萃取”前，需调节溶液。①已知萃取前溶液中pH小于（保②实际上，溶液pH也不能过低，其原因是。(6)一种V—Ti固溶体储氢材料经充分储氢后所得晶体的立方晶胞结构如图。①该晶体中金属原子与非金属原子的个数比为。②储氢材料的性能常用“体积储氢密度”（储氢材料可释放出的体积）来衡量。一定条件下，50%的为阿伏加德常数的值，的摩尔体积为，则该储氢材料的“体积储氢密度”为32425高三下·湖北·阶段练习）2024年12月3日，中国商务部首次使用长臂管辖权，严控对美出口镓，以反制美国发起的新一轮科技战。镓元素在地壳中含量很少且分散，其单质是氧化铝厂副产品，也是制造(主要成分为SiOOFeOCa%=2.5g/t的GaO)中得到氧化铝和金属镓的一种工艺流程如图所示。(1)Ga价层电子的轨道表示式为。(2)“烧渣1”中的Na6在“碱溶”产生FeO3和O，则该反应的化学方程式为。(3)进入“离子交换2”的物质中存在GaCl“离子交换1”中使用的是离子交换树脂(填“阴”或“阳”)。(4)已知该工艺的反应条件下，K]=4.57×10，当溶液中离子浓度小于10mol/L时，认为生成沉淀的反应进行完全了。请计算证明“酸解”后铝元素沉淀完全。(5)“析出液2”中的某种微量的短周期金属离子能直接投入“酸解”CO23/27子在“酸解”过程中发生的离子反应是。(6)βGaO3子是色球(填“深”或“浅”)。42425高三下·湖北·阶段练习）徐光宪院士曾用萃取剂对稀土元素进行萃取分离。某提纯稀土元素后的萃取废液(含大量及少量)可制备，流程如下。已知：①时，几种物质或如下表：②的萃取机理：回答下列问题：(1)基态锰原子的价电子排布式为。(2)“反萃取”时，加入稀硫酸必须适量的原因是。(3)“氧化沉铁”时发生反应的离子方程式为，加入活性的作用除了氧化以外，还有。(4)“滤渣2”的成分为。(5)“除杂”后，测得溶液中含硫物种的浓度之和为4/27。若“沉铝”后，的去除率为98.0%，以(填化学式)形式损耗，则的损耗率为(保留2位有效数字)。(6)“沉锰”时发生反应的离子方程式为。52425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、、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)基态Ga原子价层电子排布式为。(2)“沉铁”时反应的离子方程式为。(3)“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。(4)“调节pH”时，调节pH为8.2，但不能过高的原因是。(5)已知：，，则5/27反应的平衡常数为。(6)“电解”制备镓时，阴极的电极反应式为。类型二以混合物的分离、提纯为目的62425高三下·山西·开学考试）硫酸锰是一种重要的化工中间体，一种以高硫锰矿(主要成分为和，主要杂质为：、，还含有少量Fe、、Cu、Ni等元素的氧化物或硫化物)为原料制取硫酸锰的工艺流程如下。已知：①金属离子浓度数值的对数与溶液pH的关系如图所示②一些物质的溶度积常数物质NiSMnS回答下列问题：(1)同周期中(填名称)元素的基态原子和基态锰原子具有相同数目的d的最外层电子排布式为。(2)若高硫锰矿不经“焙烧”直接用“酸浸”，会产生的污染物是(填化学式)。6/27(3)若“氧化”步骤中加入的常见固体A是一种氧化物，则A是(填化学式)，若流程中“氧化”步骤缺失，可能会导致的后果是；假设“氧化”步骤后溶液中各金属离子的浓度均为0.01mol/L“中和除杂”时控制体系的pH到5左右，则滤渣2中的两种主要成分是(填化学式)。(4)“滤渣4”主要成分是(填化学式)“碳化结晶”生成的离子方程式为。(5)“结晶”过程中始终不出现晶体，应当采取的措施是(任写一条)。(6)溶液中加入氨水，同时通入空气，可制得某种锰的氧化物，其立方晶胞结构及小立方体ABapm，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞的密度为(列出计算式即可)。72425高三下·山东·17.9%15.7%，，二氧化硅15%~20%）的综合利用流程如下：已知流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：金属离子开始沉淀的pH1.15.88.0沉淀完全的pH3.28.810.4回答下列问题：(1)沉淀1的主要成分是(2)沉淀2中溶解的化学方程式是。(3)操作甲的名称是；有机相1中加入NaOH溶液，目的是。7/27(4)流程中加入的主要目的是3中加入NaOH溶液控制pH的范围是，出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是。82425高三下·安徽·废液(含有、、、等杂质)，通过提纯可制备高纯，提纯的流程如图所示：已知：①时，，，易溶于水。②萃取剂(二乙基已基磷酸)萃取金属离子的原理为：x+MM+xH。(1)操作1中加入的主要目的是。(2)滤渣b的主要成分有，滤液b中含有的金属阳离子主要有，当杂质离子沉淀完全时，滤液b中［c(杂质离子)≤10mol/L(3)萃取剂对某些金属离子的萃取率与关系如图所示，在一定范围内，随着升高，萃取率升高的原因是。(4)母液再利用及含量测定：①向母液中加入石灰乳，发生反应的化学方程式为：，该混合溶液可返回中重复使用(填“操作1”“操作2”或“操作3”)。8/27②准确量取25.00mL后，滴加氨水调节溶液，()溶液滴定至终点，滴定反应为：，平行滴定3次，平均消耗溶液25.00mL，计算处理后的母液稀释液中含量。92425高二上·广东茂名·期末）从某含锌矿渣（主要成分是ZnO，杂质是SiO、FeO、）中分离出常温下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子开始沉淀的pH1.56.36.25.2沉淀完全（）的pH2.88.38.27.2回答下列问题：(1)能提高“溶浸”速率的具体措施为“滤渣1”的主要成分为(2)常温下，K]=；通入氧气的目的是。(3)为了将三种金属资源逐一完全分离，“氧化除杂”时需要调节的pH范围为。(4)“电解”制锌后的电解液可返回“”工序继续使用。(5)该流程中除了回收制备金属锌外，还可回收的金属资源物质为102425高三下·重庆·端领域，目前我国稀土提炼技术处于世界领先地位。某化学课题组以废液晶显示屏为原料回收稀土元素铈，实现资源再利用，设计实验流程如下：9/27已知：①显示屏玻璃中含较多的、、、及少量其他可溶于酸的物质；②不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。回答下列问题：(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为。Fe在元素周期表中位于第周期第族。(2)滤渣1的主要成分有、(填化学式)。(3)①工序1中的作用为。②工序3的主要操作是、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。(4)工序4(填“”或“”)。(5)①写出工序5的离子反应方程式。②溶液可以吸收大气中的污染物(以为例)中还原剂与氧化剂物质的量之比为。类型三以化学基本原理考查为目的112425高三上·全国·()(主要成分为，含有等杂质)中制取的工艺流程如图所示。10/27已知：该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见表。金属离子开始沉淀1.56.33.54.5完全沉淀2.88.34.76.5回答下列问题：(1)基态Sb原子的简化电子排布式为。Sb位于元素周期表的第周期族。(2)“溶解”温度应控制在，原因为。(3)“还原”过程中被还原的金属离子为(填化学符号)。(4)滤饼的主要成分是：“水解”过程中主要发生反应的离子方程式为“水解”过程的pH要适中，(填数字)。(5)检验“洗涤”过程中是否将洗净的操作为。(6)含锑工业废渣可以通过煅烧“废氟催化剂”得到，的空间结构为三角双锥形()。①中Sb的杂化方式为(填标号)。A．spB．C．D．②同主族的N元素(填“能”或“不能”)形成。122425高三上·福建福州·矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，获得较纯锌锭的工艺流程如图：11/27已知：焙烧后的氧化物主要有。(1)铜原子的价层电子排布图为。(2)“酸浸”中滤渣主要成分为。(3)“一段沉积”和“二段沉积”的原因：。(4)写出“除铁”过程中反应的离子方程式：。(5)“萘酚净化除钴”先是把氧化成，与有机物发生化学反应生成红褐色稳定鳌合物沉淀。写出被氧化的离子方程式：。(6)“电解”工艺中，电解液常有较高浓度的会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入和沉淀从而除去(已知：；。)(7)纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中，发生合金化反应生成(合金相)，同时负极材料晶胞的组成变化如图所示。①充电过程中到的电极方程式为和y用具体数字表示)。②若的晶胞参数为，则间的距离为。132425高三上·重庆·阶段练习）从铅精矿(主要成分为)中湿法炼铅的一种工艺流程如下：12/27已知：①；②在水中溶解度随温度的变化曲线如题图。回答下列问题：(1)已知基态铅原子价层电子的轨道表达式为，铅在周期表中的位置为第周期第族。(2)在“溶浸”时的离子方程式为。溶浸时需加入盐酸调节为，原因是。(3)操作a是。时的数量级为。滤液1中加入冰水的作用是。(4)“电解”装置如题图所示。①析出的电极方程式为。②向石墨电极通入可降低电解电压，从而节能40%左右，石墨电极上镀铂的主要目的是。142425高三上·湖北·阶段练习）钛白粉(TiO)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FeTiO，含有少量的CaO、FeO、SiO2等杂质)为原料生产制备TiO2的工艺流程如下：13/27回答下列问题：(1)基态Ti的核外价电子排布式为。(2)“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TiO，则“酸浸”中FeTiO3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。(3)绿矾是·7HO，则“还原”加入过量铁屑的目的是。(4)“水解”过程中适当稀释并加热的目的是。(5)钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用Mg与TiCl4反应制备金属钛。下列金属冶炼方法与Mg冶炼Ti的方法相似的是_____。A．高炉炼铁B．电解熔融NaCl制钠C．铝热反应制锰D．AgO分解制银(6)TiO2转化为TiCl4有以下两种方法。在时反应的热化学方程式如下：①②请分析方法②加入的目的是。152425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CuZnPb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：14/27已知：25时，，。(1)为提高浸取效率，可采取的措施有(任写一点)。(2)“浸出液①”中所含有的金属阳离子除了和外，还有。(3)“除杂”中，加入ZnO调节溶液pH至5.2后，用溶液氧化，所得“滤渣”主要成分为、，该氧化过程的离子方程式为。(4)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。(5)“滤饼”的主要成分为(填化学式)。(6)铅蓄电池的充放电反应为标记被磨损，试用如图所示装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正、负极。15/27①将A接E、B接F，B电极出现现象，说明F为正极。②铅蓄电池工作时(放电)，若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的质量是g。类型四以化学图表、图像信息加工考查为目的162024·山东·模拟预测）我国是稀土大国，储量大、矿种多。稀土元素的物理性质和化学性质极为相似，常见化合价价其中钇(Y)元素(：89)是激光和超导的重要材料，工业上通过如下工艺流程用钇矿石()制取氧化钇。已知：i．铍和铝符合元素周期表的对角线规则；ii．草酸铵与稀土草酸盐可形成可溶性络合物；iii．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的如下表：开始沉完全沉淀淀2.73.86.78.2请回答下列问题：(1)试写出“共熔”过程中的化学反应方程式：。(2)若使完全沉淀，需用氨水调节，则a应控制在，并写出判断是否沉淀完全的实验方法：。(3)下图为稀土草酸盐在无机酸和不同浓度沉淀剂的混合溶液中的溶解度()曲线，其中，已知。请据此描述“过程I”的实验方案：。(可供选择的试剂：、溶液、、、、、氨水、蒸馏水)16/27(4)上述得到的草酸盐沉淀实际上应表示为数，并写出过程④的化学反应方程式：。(5)已知钇的另外一种二元化合物X具有金属般的导电性能，晶体结构如图所示，其间可捕获自由电子()，且碳以单元存在，据此猜想X的微粒组成可表示为。172025·四川·模拟预测）阳极泥主要含有，以及和微量等杂质离子。17/27已知：。金属离子生成氢氧化物沉淀，其和溶液的关系如下图所示：回答下列问题：(1)基态锰原子的电子排布式为。(2)“溶解”步骤在酸性条件下进行，通入的作用是。(3)“除钾钠”步骤中，控制溶液和与反应分别生成和沉淀，其中生成沉淀的离子方程式为。(4)“除杂Ⅰ”步骤中，加调溶液，该步除杂的总反应方程式为。(5)“除杂Ⅱ”步骤中，析出的“沉淀3”是、。(6)“除杂Ⅲ”步骤中，随着“沉淀4”的生成，溶液将(填“升高”或“下降”或“不变”)。(7)“浓缩结晶”步骤中，析出后的滤液应返回到步骤，其目的是。182425高三上·辽宁·阶段练习）稀土永磁合金，主要金属是钐和钴，合金中还会有铜、铁等取代部分钴。从钐钴磁性废料中提取钐和钴的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)元素周期表中，与位于同周期同族的元素还有。18/27(2)为提高酸浸率，可采取的措施有(写出1条即可)“酸浸渣”的主要成分是。(3)“沉钐”过程中生成沉淀，逐渐加热分解该沉淀，得到固体质量变化百分数与温度关系如图甲所示，则n=(取整数)。写出分解为的化学方程式：。(4)写出“除铁”的离子方程式：。(5)“除铁”操作中双氧水的实际用量通常要大于理论用量，原因是。(6)如图乙是草酸钴()在空气中灼烧得到的钴的氧化物晶体结构的一部分，该过程的化学方程式为。192024·四川·一模）钼(Mo)广泛应用于化工生产、医疗卫生及国防战略领域。一种从镍钼矿(主要成分为、、、、、的硫化物及)中分离钼并获取的新型工艺流程如图所示：19/27已知：“水浸”后，“滤渣1”的主要成分为、、、“浸出液”的主要溶质为(钼酸钠)、、、。回答下列问题：(1)“浸出液”含有的中Mo元素的化合价为；已知“焙烧”时，发生反应主要生成和，则被氧化时，转移电子mol。(2)含Mo质量分数为的镍钼矿经“焙烧→水浸”后得到“浸出液”，经分析，“浸出液”中Mo的浓度为。则在“焙烧→水浸”过程中，Mo的提取率为(用字母表达)。(3)“除杂”时，加入的目的是除去“浸出液”中的和(填元素符号)。(4)、的溶解度曲线如图所示，结合能耗和提高钼酸盐产品纯度两个因素，“结晶”时宜采用(填“蒸发结晶”或“冷却结晶”)得到晶体。(5)“离子交换”时，若所用的“D318Ⅲ树脂”用RCl表示，则主要发生反应：，因此，得到的“交换液”中的溶质主要有和(填化学式)。该“交换液”可再进入“水浸”工序循环使用，其意义是。(6)“解析”时，加入氨水使钼酸根从树脂中解析出来，得到的“钼酸盐”的化学式为。202425高三上·江西赣州·期中）三元锂电池广泛用于新能源汽车，开展废旧电池的正极材料(主要有效成分为，少量、元素)回收，对于资源综合回收利用和环境保护具有十分重要的意义。一种实现正极材料的绿色闭环再生工艺如图所示：已知微溶于水。回答下列问题：20/27(1)三元锂电池的正极材料中，、和的平均化合价为。(2)以表示正极材料，还原浸出的离子方程式为。(3)常温下，经测量浸出后的金属离子溶解度与关系如图所示：①(填“>”“＜”或“=”)。②。③用溶液调整，可以除尽杂质离子，范围大致为。关系，补充物质的量最多的氢氧化物是(填化学式)。(4)依据绿色闭环的要求，设计得到的实验方法：。类型五以物质结构和性质考查为目的212425高三上·山西·阶段练习）镓是重要的半导体材料。一种利用锌粉置换渣(主要成分为)制备粗镓的工艺流程如图所示：已知：协同萃取体系对金属离子的优先萃取顺序为。回答下列问题。(1)“浸渣”的主要成分是S和(填化学式)“富氧浸出”中高压的作用是。21/27(2)“滤渣”的主要成分是(填化学式)。用代表代表“协同萃取”过程中发生反应：，无机相含有的主要金属离子为。随变化关系如图所示，“反萃取”加入稀硫酸的目的是(用化学方程式表示)。(3)如图为系中电势随变化的图像。“中和沉镓”时所选合理范围为(填标号)。A．B．C．D．“碱溶造液”过程中发生反应的离子方程式为。(4)“电解”过程中生成粗镓的电极反应式为。(5)砷化镓的晶胞结构如图I左图所示。将掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图II所示。①图I中，若键的键长为，则晶胞边长为。②稀磁性半导体材料中，的原子个数比为。2220242025学年高三上学期12月联考化学试题）目前，钴酸锂（）材料制备的锂离子电池体积比能量最高。但其缺点主要是钴资源有限、成本高，所以废旧钴酸锂电池回收再利用对于这一产业发展具有重要的战略意义。已知电池中除外还含有少量的铝、铁、碳等单质，某实验室对废旧钴酸锂电池进行回收再利用，实验过程如下：已知：22/27①还原性：；②和结合生成较稳定的，在强酸性条件下分解重新生成。回答下列问题：(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的。(2)向含铝溶液中通入足量得到的离子反应方程式。(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有和盐酸反应的化学方程式。(4)滤渣A的主要成分为(5)已知的溶度积常数，向浓度为的加入等体积溶液，最终溶液中（有或没有）沉淀产生。(6)钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，①基态的核外电子排布式为。②与距离最近的有个。③若该晶胞参数为，则该晶体的密度为。232425高三上·辽宁沈阳·阶段练习）碲化镉量子点具有优异的光电性能。某科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣（含铜、碲、银等）为原料合成碲化镉量子点的流程如下：回答下列问题：(1)电解精炼铜时原料富碲渣将在（填“阴”或“阳”）极区获得。23/27(2)“硫酸酸浸”时，取含单质6.38％的富碲渣，为将全部溶出转化为需加质量分数为30％的（密度：）mL。但实际操作中，用量远高于该计算值，原因之一是同时也被浸出，请写出被浸出时发生反应的离子方程式：。(3)化学中用标准电极电势（氧化态/还原态）反映微粒间得失电子能力的强弱，一般这个数值越大，氧化态转化为还原态越容易。已知硫酸酸浸液中部分微粒的标准还原电极电势为、，则“还原”酸浸液时，主要发生反应的化学方程式是。(4)在“还原”步骤中的作用是。(5)其生物相容性，下列最可能替代柠檬酸钠生产具备以上特征量子点的物质是A．碳酸钠B．甲苯C．乙酸乙酯D．硬脂酸钠②量子点在微观尺寸发