考点33工业流程题解题策略（核心考点精讲精练）-备战2025年高考化学一轮复习考点帮（新高考）（原卷版）

考点33工业流程题解题策略目录TOC\o"1-3"\h\u 11.高考真题考点分布 12.命题规律及备考策略 1 2考法01微型工业流程 2考法02综合工业流程 5 151.高考真题考点分布考点内容考点分布物质分离和提纯类2024广东卷、2024湖南卷、2024河北卷、2024辽宁卷、2024安徽卷、2024新课标卷、2024全国甲卷、2023湖北卷、2023辽宁卷、2023广东卷、2023浙江卷、2023新课标卷、2022湖南卷、2022湖北卷、2022重庆卷、2022全国乙卷物质制备类2024北京卷、2024甘肃卷、2024浙江卷6月、2024江苏卷、2024山东卷、2024湖北卷、2024浙江卷、2023全国甲卷、2023全国乙卷、2023湖南卷、2023山东卷、2023北京卷、2023浙江卷、2022福建卷、2022辽宁卷、2022广东卷、2022北京卷、2022河北卷、2022全国甲卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高频考点从近几年全国高考试题来看，以化工流程或实验装置图为载体，考查物质的制备、回收、分离提纯等仍是高考命题的热点。【备考策略】1．审题策略(1)看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。(2)看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。(3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。(4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。(5)找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。(6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。2．解题方法(1)粗读题干，挖掘图示，明确目的图示中一般会出现超出教材范围的知识，但题目有提示或者问题中不涉及，关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。通过阅读明确生产目的，找到制备物质所需的原料及所含杂质。(2)携带问题，精读信息读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(进入与流出)、实验操作方法。(3)看清问题，准确规范作答答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确性，答题时不具有“连带效应”，即前一问未答出，不会影响后面答题。【命题预测】预计2025年高考会以新的工业流程情境为载体考查物质的制备、分离、提纯、回收等知识，重点考查学生分析问题、解决问题的能力，题目难度一般较大。考法01微型工业流程化学工艺流程选择题是近几年高考的热点，将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图的形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识设计选项，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题；主要涉及物质的性质、分离提纯、反应原理、实验操作等知识点。由于此类试题陌生度高，对学生的能力要求也大，加上有的试题文字信息量大，所以这类选择题容易出错。考查的内容主要有：（1）金属冶炼类，常以Cr、Mn、V、Zn等元素化合物的制备流程为载体，考查不同价态物质转化规律，条件控制、物质的分离提纯等关键能力。（2）物质制备类，如胆矾、绿矾、明矾、氧化铁、硝酸铜等物质的制备。考向01考查物质的制备【例1】（2024·湖南株洲·一模）铜的氯化物是重要的化工原料，常用作有机合成催化剂。实验室用粗铜(含杂质Fe)制备氯化亚铜、氯化铜晶体的流程如下：下列说法错误的是()A．固体1和固体2中Fe元素的价态相同B．检验溶液2中的杂质离子是否除尽可以选用KSCN溶液或铁氰化钾溶液C．试剂X可能是CuO，操作②中结晶时需要通入HCl气体D．反应②的离子方程式为2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－=2CuCl↓＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋考向02考查物质的分离提纯、除杂【例2】（2024·山西长治·模拟）某矿石中含有硅、铁、铝的氧化物，为综合开发资源提高矿石的利用率，化工厂采取如图工艺制备铁红和AlCl3·6H2O。下列说法错误的是()A.“酸浸”过程中选择盐酸比硫酸更为合适B．“氧化”过程中少量多次添加双氧水可有效减少Fe3＋催化H2O2分解C．“洗涤”的操作是将沉淀转移至洁净的烧杯中，加蒸馏水清洗2～3次D．将SOCl2与AlCl3·6H2O混合并加热，可得到无水AlCl3【对点1】（2024·河南商丘·模拟）高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：下列叙述不正确的是()A．用K2FeO4作水处理剂时，既能杀菌消毒又能净化水B．反应Ⅰ中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3D．该条件下，物质的溶解性：Na2FeO4＜K2FeO4【对点2】（2024·浙江金华·模拟）电镀污泥(包含Ni、Ca、Fe、Al等金属阳离子)对环境污染极大，是典型危险废弃物。某科研团队设计了从电镀污泥中提取镍的流程，如图所示。根据以上信息，下列说法错误的是()A.“浸出渣”的主要成分可能是CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3B．“氨浸”时适当提高氨水浓度和反应温度，有利于增大浸出率C．该流程中“有机萃取剂”和“萃余液”均可重复使用，且重复使用的目的相同D．“富集”与“还原”之间的操作可能是沉淀、过滤、洗涤、干燥、灼烧考法02综合工业流程一、工业流程试题的呈现形式【方法技巧】读图要领(1)箭头：进入的是(反应物)，出去的是含产品中元素的物质(流程方向)、副产物或(支线方向)。(2)三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。二、流程中原料的预处理方法目的研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以反应速率或使反应水浸与水接触反应或溶解酸浸与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过除去碱浸除去油污，溶解氧化物、铝及其氧化物灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质煅烧改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土三、流程中反应条件的控制1．控制溶液的pH(1)控制反应的发生，增强物质的性或性，或改变水解程度。(2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成沉淀。①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。2．控制反应的温度(1)控制。(2)控制方向。(3)控制固体的，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。(4)促进溶液中气体的或实现蒸馏。(5)防止或实现某物质或。(6)使催化剂达到最大。(7)防止副反应的发生。3．调节反应物的浓度(1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响。(2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的，但对后续操作也会产生影响。4．控制反应体系的压强(1)改变化学。(2)影响的方向。5．使用催化剂加快，提高生产效率。四、物质的分离与提纯(一)沉淀洗涤1．对沉淀洗涤的原因(1)若滤渣是所需要的物质，洗涤的目的是除去晶体表面的杂质，得到更纯净的沉淀物。(2)若滤液是所需要的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的，把有用的物质如目标产物尽可能洗出来。(3)防止污染环境：如果滤渣表面含有一些对环境有害的物质，如重金属或CN－，为了防止污染环境，往往要对残渣进行洗涤。2．洗涤剂的选择洗涤试剂适用范围目的蒸馏水冷水产物不溶于水除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为溶解而造成的损失热水有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为温度变化而造成溶解的损失有机溶剂固体易溶于水，难溶于有机溶剂减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥饱和溶液对纯度要求不高的产品减少固体溶解酸、碱溶液产物不溶于酸、碱除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解3.洗涤的方法洗涤的方法注意点三个得分点让过滤后的晶体继续留在过滤器中，加入洗涤剂浸没晶体，让洗涤液自然流下，重复2～3次即可在洗涤过程中不能搅拌。因为滤纸已经润湿，如果搅拌很容易搅破滤纸，造成晶体损失注洗涤液→加洗涤液→重复操作(1)注洗涤液：沿向漏斗中注入洗涤液(2)加洗涤液：洗涤液晶体(3)重复操作：重复操作2～3次(二)产品分离、提纯1．结晶——固体物质从溶液中析出的过程。(1)蒸发浓缩、冷却结晶：如制取含结晶水的物质、除去KNO3中的少量NaCl。(2)蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。2．过滤——固、液分离。3．洗涤——用冷水、酒精或电解质溶液洗去固体表面吸附的溶质。4．蒸馏——分离的液体混合物。5．分液——的液体间的分离。6．萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。(反萃取)7．升华——将可直接汽化的固体分离出来。8．盐析——加无机盐使溶质的降低而析出。9．冷却——利用气体易液化的特点分离气体，如工业合成氨中分离出液氨。五、工业流程中的计算化工流程题中涉及的计算主要有：样品的质量分数或纯度的计算，物质的转化率或产率、物质的量浓度、物质的质量的计算。1．计算公式(1)n＝eq\f(m,M)，n＝eq\f(V,Vm)，n＝cV(aq)(2)物质的质量分数(或纯度)＝eq\f(该物质的质量,混合物的总质量)×100%(3)产品产率＝eq\f(产品实际产量,产品理论产量)×100%(4)物质的转化率＝eq\f(参加反应的原料量,加入原料的总量)×100%2．计算方法——关系式法关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以节省不必要的中间运算过程，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系。如水中溶氧量(DO)的测定：碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：②MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I2＋3H2O用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：③2S2O32-＋I2=S4O62-＋2I－可得关系式：O2～2Mn2＋～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3考向01物质制备型工业流程【例1】（2024·湖北荆州·三模）钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3＋Fe2＋Al3＋Mn2＋开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列问题：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是_________________________________________。(2)“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VOeq\o\al(＋,2)，同时还有________离子被氧化。写出VO＋转化为VOeq\o\al(＋,2)反应的离子方程式_______________________________________________。(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、______，以及部分的______。(4)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是________。(5)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是_________________________。(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是___________________________________________________________________。【思维建模】流程图建模——理清流程图的各环节[识图方法]图1箭头表示反应物加入同时生成物出来；图2箭头表示反应物分步加入和生成物出来；图3箭头表示循环反应。考向02分离提纯型工业流程【例2】（2024·湖北武汉·模拟）V有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种，一种从钒页岩(一种主要含Si、Fe、Al、V元素的矿石)中提取V的工艺流程如下：已知：①“酸浸”时有生成。②“萃取”时离子萃取率的大小顺序为。回答下列问题：(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-Na2SO4与钒页岩形成混合物，这样做的目的是。(2)“滤渣Ⅰ”除掉的主要杂质元素是(填元素符号)。(3)H2C2O4作用是将转化为，转化的目的是，发生的离子反应方程式为。(4)“沉钒”时，生成沉淀，“步骤X”的目的是，写出“煅烧”时的化学反应方程式。(5)以“沉钒率”(沉淀中V的质量和钒页岩中钒的质量之比)表示钒的回收率如图所示，温度高于80℃时沉钒率下降的原因是。【思维建模】解题思维建模——通过“三审”建立系统思维(1)审题干——明确原料成分和目的要求(2)审流程——明确各步转化原理和目的①看箭头：进入的是原料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。②看三线：主线主产品、分支副产品、回头为循环。③找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。④关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。(3)审问题——明确答什么①不要答非所问：要看清题目要求，按要求答题，防止答非所问。②规范答题：回答问题要准确全面，注意语言表达的规范性，特别是化学用语的书写与表示要准确、规范。【对点1】（2024·江苏南京·模拟预测）重铬酸钾(K2Cr2O7)在实验室和工业上都有广泛应用，如用于制铬矾、制火柴、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿［主要成分为Fe(CrO2)2，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物］制备重铬酸钾的工艺流程如下图所示：已知：①焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe元素转化为NaFeO2，Cr元素转化为Na2CrO4。②矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如图1所示。当溶液中可溶性组分浓度c≤10-5mol·L-1时，可认为已除尽。③有关物质的溶解度如图2所示。回答下列问题：(1)基态铬原子价电子轨道表示式为。(2)写出焙烧过程中生成Na2CrO4反应的化学方程式。(3)水浸滤渣的主要成分是Fe(OH)3，写出生成此滤渣的离子方程式。(4)中和步骤中理论pH的范围是。(5)酸化时加冰醋酸，酸化的目的是，能不能用盐酸代替醋酸(填“能”或“不能”)。重铬酸(H2Cr2O7)是一种较强的酸，写出它的结构式。(6)工序1加入KCl的目的是。【对点2】（2024·陕西商洛·模拟预测）以含铍废渣(主要含有、还含有)为原料制备单质的工艺流程如下：已知：及其化合物的性质与及其化合物的性质类似。回答下列问题：(1)滤渣的主要成分是(填化学式)。(2)“沉铝”反应的化学方程式为。(3)“氧化、除铁”过程中，氧化剂可使用或，氧化相同量的，理论上消耗。(4)试剂X选择氨水而不选择溶液的原因是。(5)写出“合成”反应的化学方程式：。(6)“转化”时需要真空环境的原因是，该反应类型为(填基本反应类型)。(7)若含铍废渣中的含量为，上述工艺流程中的损失率为，则含铍混合物理论上可以生产(列出计算式即可)。1.（2024·安徽安庆·模拟预测）铋（Bi）及其化合物在电子材料等领域有着广泛作用。以某铋矿（主要成分为、，主要杂质和）制取并回收锰的工艺流程如下：按要求回答下列问题。(1)元素Bi较同主族N的周期数大4，写出基态Bi原子的价层电子排布式。(2)滤渣1的主要成分的晶体类型为。(3)“还原”步骤中Bi粉的作用为。(4)已知在2.0<pH<11.0的环境中，易水解成BiOCl沉淀。写出该反应的化学方程式：。(5)已知：常温下，；“沉铋”步骤得到BiOCl沉淀。此“沉铋”步骤控制溶液的pH范围为。(6)（相对分子质量为Mr）的立方晶胞结构如图所示（棱长为apm）。的化学式为；晶胞密度为（用含a、Mr、的代数式表示；为阿伏加德罗常数的值）。2．（2023·安徽安庆·模拟预测）碲（）是半导体、红外探测等领域的重要战略元素。从阳极泥或冶炼烟尘中提取的粗二氧化碲中含有、、等杂质。一种由粗二氧化碲提取纯碲的工艺流程如图所示。回答下列问题：(1)“浸出”步骤中，碲和硒两种元素分别转化为和。浸出温度控制在左右，当温度超过时，碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是。(2)的沸点（）高于的沸点（），原因是。(3)已知“净化”中、。在“净化”过程中，缓慢滴加极稀的硫化钠溶液，先产生的沉淀是（填化学式），当、共沉淀时，（已知时，、。）(4)化学反应的吉布斯自由能变。还原和的随温度T的变化曲线如图所示。则“还原除杂”步骤的温度不宜超过K，该步骤控制在此温度以下的原因是。(5)“还原”步骤中产生碲单质的化学方程式为。3．（2024·福建泉州·模拟预测）从辉铋矿(主要成分为，含有、、杂质)回收铋的一种工艺流程如下图所示。已知：①氧化性：。②、和的分别为、和。(1)是第六周期族元素，基态原子的价电子的轨道表示式。(2)酸浸过程中，铋在浸出液中以的形式存在，则发生的离子方程式为：。(3)将辉铋矿在空气中焙烧，再用盐酸酸浸，也可以得到同样的浸出液，该方法除了能耗较大外，还存在一个缺点：。(4)还原过程中，发生的离子方程式为。(5)“除铜”过程中，若铜离子的浓度降低至，溶液中最大浓度。(6)用隔膜电极法，适当控制电位，电解液可以返回酸浸中再次使用，则阳极的电极反应式为。(7)铋化锂被认为是很有潜力的正极材料，晶胞结构如图所示。①晶胞可以看作是由铋原子构成的面心立方晶格，锂原子填充在其中的四面体和八面体空隙处，晶体的化学式为。晶胞中每个周围最近的原子个数为。②图中原子坐标参数：为，则的坐标为。4．（2024·山东泰安·模拟预测）BiOCl是一种新型的高档环保珠光材料。以辉铋矿和软锰矿为原料制取氯氧化铋和超细氧化铋的工艺流程如下：已知：i.Bi3＋易与Cl-形成；pH>3，易发生水解为BiOCl。ii.几种离子沉淀与pH的关系如下。离子Mn2+Fe2+Fe3+开始沉淀pH8.16.31.9沉淀完全pH10.18.33.3(1)“联合焙烧”时，Bi2S3和MnO2在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4，该反应的化学方程式为。(2)“酸浸”时需及时补充浓盐酸调节浸取液的pH，一般控制浸取液pH小于1.4，其目的是。(3)“转化”时加入金属Bi的作用是，得到BiOCl的离子方程式为。(4)铋能被有机萃取剂(简称TBP)萃取，其萃取原理可表示为。“萃取”时需向溶液中加入NaCl固体调节Cl-浓度，萃取率随c(Cl-)变化关系如图所示，c(Cl-)最佳为1.3mol·L-1。c(Cl-)＞1.3mol·L−1时，铋离子萃取率下降的可能原因是。(5)“沉淀反萃取”时生成草酸铋[Bi2(C2O4)3·7H2O]晶体。为得到含Cl-较少的草酸铋晶体，“萃取”后有机相与草酸溶液的混合方式为。5．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）二氧化铈()是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备的一种工艺流程如图所示：已知：①能与结合成，也能与结合成；②在硫酸体系中能被萃取剂[]萃取，而不能。回答下列问题：(1)氧化焙烧中氧化的目的是。(2)“萃取”时存在反应：，如图中D是分配比，表示Ce(IV)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比保持其它条件不变，若在起始料液中加入不同量的以改变水层中的，请解释D随起始料液中变化的原因：。(3)“反萃取”中，在稀硫酸和的作用下转化为，反应的离子方程式为：。(4)向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH，pH应大于时，完全生成沉淀。(已知[])(5)是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧，在尾气消除过程中发生着(0≤x≤0.25)的循环，请写出消除NO尾气(气体产物是空气的某一成分)的化学方程式。(6)氧化铈，常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构，如图所示，晶胞中与最近的核间距为apm。(已知：的空缺率=)①已知M点原子的分数坐标为，则N点原子的分数坐标为。②晶体的密度为(只需列出表达式)。③若掺杂后得到的晶体，则此晶体中的空缺率为。6．（2024·北京·三模）是一种重要的化工原料，可用于制革，印染等工业。(1)以铬铁矿（主要成分为，还含有MgO、、等）为原料制备的工艺流程如图。已知：Al2O3与纯碱焙烧转化为NaAlO2，SiO2与纯碱焙烧转化为Na2SiO3。①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是。②焙烧的目的是将转化为并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时发生的化学方程式。③滤渣1主要含有。④矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如下图所示。ⅰ．过程Ⅲ中用H2SO4溶液的目的是，pH的理论范围为。ⅱ．过程Ⅳ发生反应，计算该反应的K≈。(2)测定产品中的质量分数。称取ag产品，用500mL容量瓶配制为待测液。取25mL待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用bmol∙L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液vmL。产品中（摩尔质量为）的质量分数为。（列计算式）(3)利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，装置如图。①离子交换膜应该选用（填序号）。a．阴离子交换膜

b．质子交换膜

c．阳离子交换膜②结合方程式解释Na2Cr2O7产生的原理。已知：酸性条件下被还原为Cr3+。7．（2024·辽宁·模拟预测）钴广泛应用于电池、合金等领域。以含钴废料(主要含和，还含有等元素以及、碳、有机物)为原料制备钴的流程如下：已知：①难溶于水。②(焦亚硫酸钠)常作食品抗氧化剂。③常温下，部分氢氧化物沉淀的如表所示。开始沉淀0.32.77.67.29.6完全沉淀1.23.29.69.211.1④氧化性：。回答下列问题：(1)“浸取”时硫酸不宜用浓盐酸代替，其原因是(用离子方程式表示)。(2)其他条件相同时，“氧化”过程中，氧化率与温度的关系如图1所示，氧化率与的关系如图2所示(不考虑的情况)。“氧化”的最佳条件是。在此条件下，实际消耗的双氧水远大于理论用量，可能的原因是。(3)有人认为“除镁”可以通过调节代替加入，请你评价：(判断是否可行，简述理由)。(4)工业上也可利用图3装置实现制备。①石墨电极的电极反应式为。生成时，室1中溶液理论上减少g。②相较于直接电解溶液，图3中“三室两膜”装置突出优点是。(从绿色化学角度分析)(5)钴的一种氧化物的晶胞如图所示，已知。钴离子的配位数为，晶胞中原子空间利用率为。[用含和π的代数式表示，已知：晶胞中原子空间利用率]8．（2024·湖南长沙·三模）硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为，含有等杂质)制备晶体，工艺流程如下：已知：①；②。(1)基态原子的价层电子排布式为。(2)“浸取”时，由转化为的离子方程式为。(3)滤渣2的主要成分是(填化学式)。(4)由该工艺可知，反应属于。反应(填“放热”或“吸热”)。(5)“沉淀转化”步骤完成后溶液中的浓度为，则此时溶液中的浓度为(6)滤液a可循环利用，试剂M是。(填化学式)。(7)PbS的立方晶胞如图所示，已知晶体密度为，阿伏加德罗常数的值为，则晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为nm。9．（2024·山东济南·模拟预测）偏磷酸钡具有耐高温、透光性良好等性能，是制备磷酸盐光学玻璃的基础物质。利用湿法磷酸(主要成分为，含有少量、、、等杂质)制备偏磷酸钡的一种工艺的主要流程如图所示：已知25℃时：①，，，，②将通入溶液中，当时生成，时生成，时生成，磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐。回答下列问题：(1)加入适量的主要目的是。(2)“滤渣2”的主要成分有、S及，则脱砷元素和铁元素的反应中共消耗(用含a和b的代数式表示)；25℃下，“脱砷铁”后滤液中，则。(3)“氨化”的目的之一是通入适量调节溶液的pH，从保证产率的角度出发，此时转化为A，A为(填化学式)。(4)“脱镁”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若将流程中“氨化”与“脱镁”交换，Mg2+沉淀不完全，原因是。(5)“结晶”后得到A的晶体，与硫酸钡“煅烧”时生成、两种气体(空间构型分别为三角锥形和平面三角形)等物质，其反应的化学方程式为。10．（2024·湖北武汉·模拟预测）磷锂铝石是一种含锂、铝的氟磷酸盐，常含等元素，是含锂较高的工业矿物之一。以磷锂铝石为原料制备锂离子动力电池正极材料的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)滤渣1的成分为和（填化学式）。(2)“氧化”的目的是（语言叙述），滤渣2的成分为。(3)的溶解度曲线如图所示。图中a、b对应温度下的溶度积之比，“沉锂”时，控制温度为，饱和的浓度约为（填“可能”或“不可能”）沉淀完全。[饱和溶液的密度近似为，认为沉淀完全]。(4)“沉锂”时反应，测得沉淀率随温度升高而增加，其原因是（任写一条即可）。(5)“沉锂”后分离得到的操作是蒸发结晶、、洗涤、干燥。(6)“合成”在高温下进行，写出该反应的化学方程式：（葡萄糖→）。11．（2024·广东·三模）和应用于电镀、机械、航空等众多工业领域。从一种合金废料生产工业硫酸镍和锡酸钠的工艺流程如下图所示。已知：①“酸浸”后滤液中的主要金属阳离子为、、、。②“一次除铁”后溶液中仍有少量。“萃取除铁、反萃取、制和制”的原理是：(有机相)(有机相)，和代表金属阳离子或。金属阳离子和的结合能力：。③常温下，，；，。(1)“酸浸”时，Ni与硝酸反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为。(2)“碱熔”时，发生反应的化学方程式为。(3)“沉锡”时，常温下恰好完全沉淀为时，(填“>”“<”或“=”)。(4)“一次除铁”的总反应离子方程式为。(5)“萃取除铁”时，用制取进行萃取，而不用直接进行萃取的原因是。(6)“反萃取”时，萃余液的溶质含，试剂1是。(7)“制”时，溶液1的主要成分是(填化学式)。(8)某镍和砷形成的晶体，晶胞结构如图1，沿z轴方向的投影为图2。①该晶体中As周围最近的Ni有个。②该晶体的密度为，晶胞参数为apm，bpm，则阿伏加德罗常数的数值(用含a、b、的代数式表示)。12．（2024·山东·二模）我国钴资源相对贫乏，而湿法炼锌固体废弃物中含有较多的钴元素(高钴渣)，以下为一种高钴渣综合利用回收钴等各种金属元素的生产工艺。回答有关问题：已知：I．高钴渣物相组成：、、、、CuO等。Ⅱ．溶度积：。Ⅲ．是两性氢氧化物，可与强碱反应成。(1)高钴渣酸浸过程中完全转化为，写出反应的化学方程式：，滤渣1的主要成分是(填化学式)。(2)实验发现硫酸酸浸过程中，浸出液中金属离子浓度随硫酸浓度(质量分数)的变化情况如下图，工业生产中选择18%的硫酸作为浸出试剂，理由是。锰浸出量()随硫酸浓度增大而升高的可能原因为。(3)滤液1加入碳酸钠溶液中和除杂，应调节pH最小为(保留一位小数)，该过程中滴加碳酸钠溶液的速度要慢，否则会生成，写出反应的离子方程式：。(4)一次除锌后滤渣4主要成分为，经检测发现即使一次除锌过程中NaOH溶液足量，在中仍存在一定量的锌元素，可能的原因是(5)为除掉中少量的锌，可在酸溶后加入有机络合试剂204(试剂B)萃取二次除锌，络合试剂结构为(R为结构复杂的烃基)，其电离后阴离子容易与配位。实验发现二次除锌时pH应控制在4.0附近，不宜过低或过高，可能的原因是。13．（2024·湖南长沙·三模）铼是一种稀有贵重金属，广泛用于制造飞机、卫星和火箭的外壳等。工业上一种利用富铼矿渣(主要成分ReS2)提取铼的工艺流程如图所示：已知：①“焙烧”得到的固体成分有Re2O7、ReO3以及铁、铜和硅的氧化物；②Re2O7是酸性氧化物，HReO4的性质与HClO4的性质相似；高铼酸铵()微溶于冷水，易溶于热水；③室温下，。回答下列问题：(1)Re2O7与水反应的离子方程式为；室温下，加入氨水后，测得溶液pH约为11，则溶液中(填“>”“<”或“=”)。(2)“焙烧”时，空气从焙烧炉底部通入，粉碎后的矿渣从顶部加入，目的是。(3)写出“热解”时发生反应的主要化学方程式：。(4)测得制得的铼粉(含少量Re2O7)中Re与O的原子个数比为1∶0.35，则该产品的纯度为%(保留三位有效数字)。(5)已知ReO3的立方晶胞结构如图所示，则Re在晶胞中的位置为；晶体中一个Re周围与其最近的O的个数为。14．（2024·山西晋中·模拟预测）钴蓝[]是一种重要的蓝色颜料。利用含钴废料（主要成分为，还含有少量Al以及、、）制备钴蓝的一种工艺流程如图：已知：，请回答以下问题：(1)“碱浸”时所得滤液主要成分为NaOH、和，写出生成的化学方程式：；“操作”的分离方法是。(2)“酸溶”时有能使带火星的木条复燃的气体产生，写出发生反应的离子方程式为：；“酸溶”时能否使用盐酸代替硫酸（填“能”或“不能”）？(3)已知钴、锂在有机磷萃取剂中的萃取率与pH的关系如图所示，则有机磷萃取的最佳pH为。(4)若溶液中，为防止沉钴过程中产生沉淀，需控制溶液的pH小于（保留一位小数）；灼烧过程中主要反应的化学方程式为。(5)可以通过电解溶液获得单质Co和较浓的盐酸，工作原理如图所示：其中膜a和膜b中，属于阳离子交换膜的是（填“膜a”或“膜b”）。若Ⅱ室溶液中溶质的质量增加了73g，则获得的单质Co质量为。15．（2024·陕西安康·模拟预测）硅酸盐锆矿的主要成分为，还含有Fe、Al、Cu的氧化物，以该矿石为原料生产的工艺流程如图所示：已知：“加热转化”后得到的成分有、、、和。回答下列问题：(1)“加热转化”时，提前将CO和按一定比例混合均匀后由硅酸盐锆矿的下端向上通入，其目的是；该过程中发生反应的化学方程式为。(2)已知易水解生成硅酸和盐酸，则“碱浸”时硅酸发生反应的离子方程式为。(3)常温下，，测得“除铜”后溶液中，通过计算判断溶液中是否除尽：(写出计算过程，溶液中离子浓度低于即可认为该离子被除尽)。(4)难溶于有机溶剂；易溶于有机溶剂(密度小于水)，微溶于水。若可选试剂为和有机溶剂，则从除铜后的溶液中“除铁”的具体操作为，再用硫酸将含有的有机层反萃取，得到含的溶液进入下一步流程(补全操作)。(5)常温下，，“沉锆”后的溶液中，(填“”“”或“”)。(6)若硅酸盐锆矿经上述流程后，最后制得，则原矿石中的百分含量为(忽略过程中Zr的消耗，保留两位有效数字)。1.（2024·辽宁卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的并制备，流程如下“脱氯”步骤仅元素化合价发生改变。下列说法正确的是锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)离子浓度1450.031A.“浸铜”时应加入足量，确保铜屑溶解完全B.“浸铜”反应：C.“脱氯”反应：D.脱氯液净化后电解，可在阳极得到2.（2024·北京卷）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。下列说法不正确的是A.I的化学方程式：B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率C.将黄铁和换成硫黄可以减少废渣的产生D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收3.（2024·湖南卷）中和法生产的工艺流程如下：已知：①的电离常数：，，②易风化。下列说法错误的是A.“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液B.“调pH”工序中X为或C.“结晶”工序中溶液显酸性D.“干燥”工序需在低温下进行4.（2024·甘肃卷）我国科研人员以高炉渣(主要成分为，，和等)为原料，对炼钢烟气(和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示：已知：（1）高炉渣与经焙烧产生的“气体”是_______。（2）“滤渣”的主要成分是和_______。（3）“水浸2”时主要反应的化学方程式为_______，该反应能进行的原因是_______。（4）铝产品可用于_______。（5）某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数。图丙中与N的距离为_______；化合物的化学式是_______，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值是，则晶体的密度为_______(列出计算表达式)。5.（2024·广东卷）镓()在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。工艺中，是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用提取金属离子的原理如图。已知：①。②(冰晶石)的为。③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。（1）“电解”中，反应的化学方程式为_______。（2）“浸取”中，由形成的离子方程式为_______。（3）“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。（4）“提取”中，原料液的浓度越_______，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以进一步提高的提取率。（5）“调”中，至少应大于_______，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为_______。（6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比_______，其立方晶胞的体积为_______。6.（2024·安徽卷）精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。回答下列问题：（1）位于元素周期表第_______周期第_______族。（2）“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。（3）“浸取2”步骤中，单质金转化为的化学方程式为_______。（4）“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为。（5）“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为_______。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为_______(填化学式)。（6）“还原”步骤中，被氧化的与产物的物质的量之比为_______。（7）可被氧化为。从物质结构的角度分析的结构为(a)而不是(b)的原因：_______。7.（2024·河北卷）是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。已知：i石煤是一种含的矿物，杂质为大量和少量等；苛化泥的主要成分为等。ⅱ高温下，苛化泥的主要成分可与反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题：（1）钒原子的价层电子排布式为_______；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为_______，产生的气体①为_______(填化学式)。（2）水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为_______(填化学式)。（3）在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为_______；加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为_______；浸取后低浓度的滤液①进入_______(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。（4）洗脱工序中洗脱液的主要成分为_______(填化学式)。（5）下列不利于沉钒过程的两种操作为_______(填序号)。a．延长沉钒时间b．将溶液调至碱性c．搅拌d．降低溶液的浓度8.（2024·湖北卷）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为：已知：回答下列问题：（1）基态的轨道表示式为_______。（2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是_______。（3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是_______。（4）写出反萃取生成的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利用。（5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是_______。（6）与醋酸反应得到某含4个的配合物，4个位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个的配位环境相同，与间通过相连，其化学式为_______。9.（2024·甲卷）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。已知：①②以氢氧化物形式沉淀时，和溶液的关系如图所示。回答下列问题：（1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是_____。（2）“酸浸”步骤中，发生反应的化学方程式是_____。（3）假设“沉铜”后得到的滤液中和均为，向其中加入至沉淀完全，此时溶液中_____，据此判断能否实现和的完全分离_____(填“能”或“不能”)。（4）“沉锰”步骤中，生成，产生的物质的量为_____。（5）“沉淀”步骤中，用调，分离出的滤渣是_____。（6）“沉钴”步骤中，控制溶液，加入适量的氧化，其反应的离子方程式为_____。（7）根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是_____。10.（2024·辽宁卷）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：回答下列问题：（1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。（2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为_______。（3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。（4）“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。A.无需控温 B.可减少有害气体产生C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣（5）“真金不拍火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为_______。（6