2025高考化学热点-微型化工流程

0第一部分小题各个击破题型八

微型化工流程题型分析01题型专练02目录CONTENTS题型分析【题型分析】此题型以微型化工流程为知识的载体命题，高考出现频率较高，主要考查物质之间的转化关系，还涉及物质的分离提纯等实验方法，具有较强的综合性。例1

(2024·湖南卷)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下：已知：①H3PO4的电离常数：Ka1＝6.9×10－3，Ka2＝6.2×10－8，Ka3＝4.8×10－13；②Na2HPO4·12H2O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Na2CO3溶液B．“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4C．“结晶”工序中溶液显酸性D．“干燥”工序需在低温下进行解析“焙烧”过程中，FeO被氧化，Fe元素化合价升高为＋3价，则滤渣的主要成分不可能为Fe(OH)2，B错误。例3

(2023·河北卷)一种以锰尘(主要成分为Mn2O3，杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯MnCO3的清洁生产新工艺流程如下：已知：室温下相关物质的Ksp如下表。Al(OH)3Mg(OH)2Ca(OH)2Fe(OH)210－32.910－11.310－5.310－16.3Fe(OH)3Mn(OH)2MgF2CaF210－38.610－12.710－10.310－8.3解析由上述分析可知，A、D正确；结合题表中数据可知，除杂①工序中调pH为5～6，此时会产生Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，B正确；由于Ksp(MgF2)<Ksp(CaF2)，故Ca2＋、Mg2＋浓度接近时，先析出MgF2沉淀，C错误。化工流程选择题的结构流程图三部分原料预处理、核心化学反应、产品的分离与提纯呈现模式箭头的意义图1：箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)图2：箭头表示反应物分步加入和生成物出来图3：返回的箭头一般是“循环利用”的物质常见工艺流程基本模板1．侯氏制碱法2．氯碱工业3．海水提溴有关反应方程式：①Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO44．海水制镁基本步骤及主要反应：(1)沉淀：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋。(2)酸化：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。(3)浓缩：析出MgCl2·6H2O晶体。(4)脱水：在HCl气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁。(5)电解：电解熔融氯化镁制得镁。2．(2024·吉林、黑龙江高考适应性测试)实验室合成高铁酸钾(K2FeO4)的过程如下图所示。下列说法错误的是(

)A．气体a的主要成分为Cl2B．沉淀b的主要成分为KClO3C．K2FeO4中Fe的化合价为＋6D．反应2为2Fe(NO3)3＋10KOH＋3KClO===2K2FeO4＋3KCl＋6KNO3＋5H2O解析：高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气，氯气中混有HCl气体，通过饱和食盐水洗气除去HCl气体，得到气体a的主要成分为Cl2，氯气和饱和KOH溶液在10～15℃条件下反应生成KClO，由于KClO的溶解度小于KOH，会析出KClO白色沉淀，将Fe(NO3)3和KOH加入饱和次氯酸钾中发生反应生成K2FeO4。解析：若滤液中含碳酸氢根离子，与盐酸反应也能产生气体，且气体能与氢氧化钡溶液反应产生沉淀，C错误。解析：食盐水经过电解产生烧碱、氯气和氢气。氢气与一氧化碳化合产生甲醇，氯气与钛铁矿、焦炭反应产生氯化铁、一氧化碳和氯化钛，氯化钛与单质镁在高温下发生置换反应产生钛单质。该流程中“电解”“氯化”“合成”和TiCl4转化为Ti都涉及氧化还原反应，A错误；“氯化”时发生的反应为7Cl2＋2FeTiO3＋6C===6CO＋2TiCl4＋2FeCl3，C元素和Fe元素的化合价均升高，则焦炭和钛铁矿都是还原剂，B正确；“合成”反应为CO＋2H2===CH3OH，CO中C元素的化合价降低，得到电子，故CO作氧化剂，氢气作还原剂，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，C错误；高温下Ar与Mg不反应，Mg与N2反应生成氮化镁，所以反应条件“Mg，Ar”不可用“Mg，N2”代替，D错误。5．(2024·陕西省宝鸡市高三阶段性检测)工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程中的判断正确的是(

)A．试剂X为强碱溶液，沉淀中含有Fe2O3B．CO2可以用稀硫酸或稀盐酸代替C．反应Ⅱ结束后，过滤所得溶液Y为Na2CO3溶液D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低解析：由题给流程可知，向氧化铝矿石中加入过量的强碱溶液，将氧化铝转化为[Al(OH)4]－，过滤得到氧化铁沉淀和溶液；向溶液中通入过量的二氧化碳，将溶液中[Al(OH)4]－转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝和碳酸氢钠溶液；氢氧化铝受热分解生成氧化铝，电解熔融的氧化铝制得金属铝。氢氧化铝是两性氢氧化物，能与强酸溶液反应，当强酸溶液过量时，氢氧化铝会溶解导致产率降低，故B错误；由分析可知，反应Ⅱ结束后，过滤所得溶液Y为碳酸氢钠溶液，故C错误；金属铝的金属性强于金属铁，则用金属铁无法制得金属铝，故D错误。题型专练1．(2024·辽宁卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅Cu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)A.“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全B．“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O2===2Cu2＋＋H2↑＋2H2OC．“脱氯”反应：Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl↓D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn离子Zn2＋Cu2＋Cl－浓度(g·L－1)1450.031解析：铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O，再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，可知“脱氯”步骤发生反应的化学方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl↓，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2＋可在阴极得到电子生成Zn。由分析得，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，A错误；由上述分析可知，B、D错误。解析：根据原理示意图并结合得失电子守恒等可知，A正确；反应Ⅱ的条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产成本等，增大压强或降低温度可提高反应Ⅱ的平衡转化率，Ⅱ中“常压”是为了降低生产成本，“400～500℃”是为了提高化学反应速率，B错误；将黄铁矿换成硫黄，则不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，C正确；硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液吸收，D正确。3．(2023·福建卷)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下：“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列说法错误的是(

)A．“盐浸”过程若浸液pH下降，需补充NH3B．“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3C．“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2OD．应合理控制(NH4)2S用量，以便滤液循环使用4．(2022·河北高考)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下：下列说法错误的是(

)A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离C．中和工序中的化学反应为Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2OD．参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1解析：由流程可知，氢溴酸中含有少量的溴，加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫，再加入硫酸除杂，得到的滤渣为硫酸钡和硫；加入碳酸锂进行中和，得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质，若直接返回还原工序，则产品中会有一定量的溴化钠，导致产品的纯度降低，A错误。5．(2022·湖南高考)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：下列说法错误的是(

)A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2D．滤液可回收进入吸收塔循环利用解析：烟气(含HF)和过量的碳酸钠在吸收塔中发生反应Na2CO3＋HF===NaF＋NaHCO3，向合成槽中加入NaAlO2发生反应6NaF＋NaAlO2＋4NaHCO3===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O，过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液，故C错误。6．(2022·山东高考)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。下列说法错误的是(

)A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为ZnB．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出C．中和调pH的范围为3.2～4.2D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.21．(2024·长春市高三质量监测)正丁醛经催化加氢可得到含少量正丁醛的1­丁醇粗品，为提纯1­丁醇设计如图路线。已知：①1­丁醇微溶于水，易溶于乙醚；②R—CHO＋NaHSO3(饱和)―→R—CH(OH)SO3Na↓。下列说法错误的是(

)A．试剂a为饱和NaHSO3溶液，试剂b为乙醚纯品B．操作Ⅰ和操作Ⅲ均为过滤C．无水MgSO4的作用是干燥除水D．蒸馏时冷却水应从球形冷凝管的上口进入解析:粗品中加入试剂a(饱和NaHSO3溶液)，正丁醛发生已知信息②中的反应转化为沉淀，经操作Ⅰ(过滤)除去沉淀，滤液为1­丁醇和饱和NaHSO3的混合溶液，向其加入试剂b(乙醚)，经操作Ⅱ(萃取、分液)得到含1­丁醇的有机相，然后加入无水MgSO4吸收残余水分后过滤(操作Ⅲ)除去固体干燥剂，最后采用蒸馏的方法分离得到1­丁醇。由上述分析可得A、B、C正确；为使通过冷凝管的气体得到充分冷却，在进行蒸馏时，应使冷却水从冷凝管的下口进，上口出，且应使用直形冷凝管，D错误。2．(2024·济南市高三摸底考试)盐泥是氯碱工业的废渣，主要成分为Mg(OH)2、CaCO3(含少量的FeO、Fe2O3、Al2O3及SiO2)。实验室中利用盐泥制备无水MgSO4的流程如下。已知：硫酸钙微溶于水，溶解度随温度的升高而降低。下列说法正确的是(

)A．“废渣Ⅰ”的主要成分为SiO2B．调pH≈5是为了促进Al3＋、Fe3＋、Fe2＋水解C．步骤④分离“废渣Ⅱ”时需要趁热过滤D．步骤⑤需要加热至有大量晶体析出时才能停止加热解析：盐泥中CaCO3与硫酸反应生成微溶的CaSO4，SiO2与硫酸不反应，则“废渣Ⅰ”的主要成分为CaSO4、SiO2，A错误；步骤②中加入H2O2，将Fe2＋氧化为Fe3＋，故步骤③调pH≈5是为了促进Al3＋、Fe3＋水解，转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀而除去，B错误；硫酸钙是微溶物，滤液Ⅰ中含有CaSO4，根据CaSO4的溶解度随温度的升高而降低知，步骤④分离“废渣Ⅱ”时趁热过滤，可以除去CaSO4，提高产品纯度，C正确；步骤⑤的产物是结晶水合物，故不能加热至有晶体析出，应蒸发浓缩、降温结晶，D错误。3．(2024·南宁市高三摸底测试)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、无毒的水处理剂。工业上，利用廉价的铁黄(FeOOH)等为原料制备高铁酸钾。工艺流程如下：下列说法错误的是(

)A．高铁酸钾在水处理过程中涉及氧化还原反应和盐类水解反应B．制备Na2FeO4反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3C．根据流程可以判断相同温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度D．若通过电解法以铁为原料制备高铁酸钾，铁棒应该作阳极解析：高铁酸钾(K2FeO4)中Fe为＋6价，利用＋6价铁的强氧化性，可以起到杀菌消毒的作用，在水处理过程中＋6价铁转化为＋3价铁，发生氧化还原反应，＋3价铁发生水解反应生成的Fe(OH)3胶体具有强的吸附能力，可以净化水，因此高铁酸钾在水处理过程中涉及氧化还原反应和盐类水解反应，A正确；由流程图可知制备Na2FeO4的反应为2FeOOH＋3NaClO＋4NaOH===2Na2Fe