2022年高考二轮复习：化学工艺流程题解题指导

题型解读三化学工艺流程题解题指导

1.（2020•雅礼中学月考）实验室用某冶金厂的废渣（FezOs、AI2O3和少量FeS、SiO?等）制备聚铁（碱

式硫酸铁的聚合物）[Fe（OH）（SOJ]“和高纯度的AL03,流程如下:

加入K?。为

（｝、稀硫酸

②1过量氨水

③11

①1调"pH=.r

废酸浸

过滤70〜80℃.f沉淀f灼烧fAb（方

渣氧化

过滤

滤渣

[Fe(()H)(4)|)]”

⑴写出酸浸时废渣中主要成分发生反应的一个离子方程式:

过程①中FeS转化为Fe"和硫单质，写出此反应的离子方程式:

（2）将滤渣灼烧可得到纯度较高的晶体，产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是（填

字母）。

A.品红溶液B.酸性KMnOd溶液

C.紫色石蕊溶液D.澳水

（3）力口入K2c溶液中Fe"、Al"的相对含量的变化如图所示，则x的取值范围为。控制溶

液的温度为70〜80°C的目的是

⑷过程③中若用NaOH代替氨水会造成铝元素的损失，其原因是

（用离子方程式表示）。

解析：（2）废渣中的SiO?不能与酸反应，故滤渣中含有未溶解的SiOz和生成的S,故滤渣灼烧时生成

S02,能使品红褪色（体现SO?的漂白性），也能使KMnO＜和澳水褪色（利用SO2的还原性），但通入到紫色石蕊

试液中能变红色（生成酸H2so。。（3）在流程图中可知，调节pH=x是为了使Fe计沉淀完全而不能使A1升沉

淀，结合图示可知控制pH范围为2.5〜3.5；温度太低水解速率太慢，温度太高Fe时容易水解得到Fe（0H）3

胶体而不能形成聚铁。（4）调节溶液的pH,过滤后的溶液中主要含有Al",若加入NaOH,过量的NaOH能

将Al（0H）3溶解得到NaA102,从而使得A1损失。

+3++3++3+

答案：（1）Fe2O3+6H===2Fe+3H20（Al203+6H==2A1+3H20）4FeS+302+12H=4Fe+4S+

6H2O

（2）C

（3）2.5〜3.5（在此范围内即可）温度太低不利于水解，温度过高难于生成聚铁

（4）A1（0H）3+0H-=A10r+2H20

2.（2020•佛山质检）NasPWiQsgCu/TiOz膜可催化污染物的光降解，一种生产工艺流程如下。回答下列

问题：

浓硝酸

（1）“溶解I”发生的离子反应方程式为

Na»4（鸨酸钠）在酸性条件下有较强的氧化性，该步骤不能用浓盐酸代替浓硝酸的原因是

(2)“除杂”时用过量有机溶剂萃取溶液中的N0「，再通过方法分离杂质。

(3)“溶解n”需要加入水、乙醇和稀硫酸。

①加入乙醇的目的是o

②钛酸四丁酯水解产生TiO?和QH90H的化学方程式为—o

1

③溶液中Cu"浓度为0.02mol•L_,需调节pH小于。(已知Ksp[Cu(0H)2]=2X10^°)

⑷焙烧温度、Na5PWn039Cu用量对Na5PWiQ39Cu/TiO2膜催化活性的影响随(时间)变化如图1、图2所

示：

制备NasPWiQgCu/TiOz膜的最佳条件为：焙烧温度，NasPWiQgCu用量________

+

解析：(1)浓硝酸和HPO厂和W0厂反应生成PWuOZ,离子方程式为HPOr+11WOr+17H=PWn03r+

9H2；NazWO,(鸨酸钠)在酸性条件下有较强的氧化性，会和浓盐酸反应生成有毒气体氯气。(2)“除杂”时

用过量有机溶剂萃取溶液中的N0「，再通过分液方法分离杂质。(3)①“溶解II”需要加入水、乙醇和稀硫

酸，加入乙醇的目的是增大钛酸四丁酯的溶解度。②钛酸四丁酯水解产生TiOz和QHQH,化学方程式为

Ti(OC4H9)4+2H0-Ti0+4CH0H□fflK[Cu(0H)]=c(Cu2+)•c?(OIT),则c(0『)='/

2249sp2k*嗽

2X1O-20Kw

=104。1・「，则c(H+)=1k=10飞。1.「；则pH=Tgc(H+)=5。⑷由

0.02mol,L-17

图1可知温度为100℃时NasPW可可温TiO2膜的活性最高;由图2可知当NasPWnOssCu用量为3.0g时

NasPWuO39Cu/TiO2膜的活性最高。

+

答案：(1)HPOi-+11WOr+17H=PWii0w+9H20WO厂具有强氧化性，将盐酸氧化生成有毒气体氯气,

污染环境

⑵分液

(3)①增大钛酸四丁酯的溶解度②Ti(0QH9)4+2H20-->Ti()2+4QH90H③5

(4)100℃3.0g

3.(2020•江西省九所重点中学联考)二硫化鸨(WSz,WS?中W的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化

工领域中的催化剂。由鸨铁矿(其主要成分是FeWO,，还含少量AI2O3)制备二硫化鸨的工艺流程如下:

鸨

铁

鸨酸

矿

l(NH,),WS,IHgS

高温1——-~(NH/WOi

请回答下列问题：

(1)己知：W元素的原子序数是74,请写出W元素在周期表中的位置：

(2)操作［中用到的玻璃仪器有o

(3)写出FeWO”在碱熔过程中发生反应的化学方程式：

⑷滤渣I中主要成分的形成可用离子方程式表示为

⑸鸨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发而使灯丝变细，加入碘单质可以延长使用寿命，其原理为

W(s)+2I2(g)WI4(g)o下列说法正确的有(填字母)。

A.灯管内的L可以循环使用

B.WL在灯丝上分解，产生的W又在灯丝上沉积

C.温度升高时，WL的分解速率加快，而W和L的合成速率减慢

D.WL在灯管壁上分解，使灯管寿命延长

10-1

(6)已知常温下,Ksp(CaW04)=1X1O',浓度为xmol•L的Na那04溶液与浓度为1义ICT'mol•广1

的CaCL溶液按体积比2：1混合，产生CaWOi沉淀，则X2。

高温

(7)已知生成二硫化鸨的化学方程式为2(NHj2WS4+3O2^=2WSz+4NH3+2S+2so2+2氏0,若生成124

gWS2,则反应所转移的电子数目为0

解析：(DW元素的原子序数为74,因此W元素位于第六周期第VIB族。(2)操作I得到溶液和滤渣,

此操作方法是过滤，用到的玻璃仪器是(普通)漏斗、烧杯、玻璃棒。(3)根据流程图，FeWO,在碱熔中，得

到FezOs和NazWO”,反应物是NaOH、FeW04>NaOH,生成物是NaM)」、Fe2O3,FeW04中Fe显+3价，W显+5

价，NaeWO,中W显+6价，FeWO,为还原剂，0?为氧化剂，因此根据化合价升降法，进行配平，因此化学反

高温

应方程式为4FeW04+02+8NaOH^=2Fe2O3+4Na2W04+4H20o⑷根据鸨铁矿成分中有氧化铝，氧化铝为两性

高温

氧化物，碱熔中发生AU)3+2Na0H^=2NaA102+H20,粗鸨酸钠溶液中通入过量的CO2,发生A101+C0?

+2H2O=A1(OH)3I+HCOr,滤渣I为氢氧化铝。(5)A项，根据原理，此反应是可逆反应，因此灯管内的

Iz可以循环使用，正确；B项，鸨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发而使灯丝变细，加入碘单质可以延

长使用寿命，WL在灯丝上分解，产生的W又在灯丝上沉积，正确；C项，温度升高，正、逆反应速率都增

大，错误；D项，根据B选项分析，错误。(6)根据Q,与网的关系，有c(W(T)Xc(Ca2+)》K、P(CaW()4),代入数值,

得出：yX^-^W10,解得x24.5X10-O1⑺根据反应方程式，W的化合价由+6价一+4价，

124

O2中0的化合价由0价一一2价，S的化合价由一2价一。价、+4价，生成WS2的物质的量为研——Ie

248g,mol

=0.5mol,根据反应方程式，求出生成S的物质的量为0.5mol,SO2的物质的量为0.5mol,因此转移电

子物质的量为(0.5X2+0.5X6)mol=4mol,转移电子的数目为4岫。

答案：(1)第六周期第VIB族

(2)玻璃棒、漏斗、烧杯

(3)4FeW04+02+8Na0B2Fe203+4Na2W04+4H20

(4)A10r+C02+2H20=Al(OH)3；+HCO?

⑸AB

(6)4.5X10-6

⑺4NA(或2.408X1024)

4.(2020•武汉市武昌区调研)锌是一种应用广泛的金属。一种以闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有

SiOz和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：

浮选_

精矿ff滤液f

滤渣2滤渣3

相关金属离子卜。前"+)=0.1mol•形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

「3+

金属离子FeFe®*Zn2+Cd2+

开始沉淀的pH1.56.36.27.4

沉淀完全的pH2.88.38.29.4

回答下列问题:

(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为

⑵滤渣1的主要成分除SiOz外还有o

(3)氧化除杂工序中通入氧气的作用是

ZnO的作用是。

⑷溶液中的Cd，+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为

能否省去“还原除杂”步骤，直接在“氧化除杂”步骤中除去Cd2+,为什么？

⑸电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为

________________________________________________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用O

（6）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，

又可获得一种有工业价值的非金属单质，“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为o

解析：（1）闪锌矿的主要成分是ZnS,焙烧后生成ZnO和SO?。（2）由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1

的主要成分除SiO,外还有PbSO』。（3）根据表中数据可知沉淀Fe?+所需的pH较大，所以通入氧气的作用是

将Fe?+氧化成Fe计方便除去；要除去Fe",需要调节溶液的pH,又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧

化锌来调节pH。⑷溶液中的CcT可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn+Cd2+=Zn2++Cd»不能省去

“还原除杂”步骤直接在“氧化除杂”步骤中除去Cd2+,因为在氧化除杂工序中加ZnO调节pH,若要完全

除去Cd",溶液的pH至少需要调节为9.4,此时Zr?+也会完全沉淀。（5）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，

阴极由锌离子得电子生成锌单质，发生还原反应；电解后还产生硫酸，因此沉积锌后的电解液可返回“溶

浸”工序继续使用。（6）“氧压酸浸”法顾名思义，可知反应物中含有酎和Oz,可以获得非金属单质S,

+2+

反应的离子方程式为2ZnS+4H+02=2Zn+2S+2H20。

焙烧

答案：（1）2ZnS+302^=2Zn0+2S02

（2）PbS04

（3）将Fe°+氧化成Fe时方便除去调节溶液的pH使Fe时沉淀完全

（4）Zn+Cd2+=Zn2++Cd不能，在氧化除杂工序中加ZnO是为了调节溶液pH,若要完全除去C/+,

溶液的pH至少需要调节为9.4,此时2胡+也会完全沉淀

（5）Zn2++2e-=Zn溶浸

+2+

（6）2ZnS+4H+02=2Zn+2S+2H20

5.（2020•深圳第一次调研）钻钥系催化剂主要用于石油炼制等工艺，从废钻铝催化剂（主要含有

MOS2>COS和AL03）中回收钻和铝的工艺流程如图:

硫酸有机萃取剂1

一COQ4

有机萃取剂2

硫酸草酸镂

已知：浸取液中的金属离子主要为MoO算、Co"、Al3%

请回答下列问题:

⑴铝酸镀［（NHjMoOj中Mo的化合价为，MoSz在空气中高温焙烧产生两种氧化物：SO2和

（填化学式）。

（2）为了加快酸浸速率，可采取的措施为（任写一条）。

（3）若选择两种不同萃取剂按一定比例（协萃比）协同萃取MoO产和Co2+,萃取情况如图所示，当协萃

比，更有利于MoO"的萃取。

⑷操作I的名称为。

⑸向有机相1中滴加氨水，发生的离子方程式为

⑹Co?+萃取的反应原理为CO2++2HRCORZ+2H+,向有机相2中加入H2s04能进行反萃取的原因是

（结合平衡移动原理解释）。

⑺水相2中的主要溶质除了H2s04,还有（填化学式）。

⑻C03O4可用作电极，若选用KOH电解质溶液，通电时可转化为CoOOH,其电极反应式为

解析：从废钻铝催化剂（主要含有MoSz、CoS和AI2O3）经过焙烧后，得到M0O3,CoO和二氧化硫，加

入硫酸后，浸取液中的金属离子主要为Mo0「、Co"、Al",经过萃取和分液得到有机相1和水相1,有机

相1中含有Mo0「，加入氨水后得到铝酸镂溶液，经结晶后得到铝酸镂；水相1中含有Co"、Al3+,SOf,

经萃取分液后，水相2中含有W水和Ak（SO"有机相2中含有Co?+、SOt,加入硫酸后，得到水相液

加入草酸镂，得到草酸钻，加热草酸钻可以得到四氧化三钻，据此分析解答。

⑴［（NHjMoOj中，镂根离子为+1价，。为一2价，所有元素的化合价之和为0,Mo的化合价为+6,

Mo%和氧气反应的化学方程式为2Mos2+702=2MO03+4S02,可知生成物有二氧化硫和M0O3两种氧化物。（2）

为了加快酸浸速率，可采取的措施为搅拌，可以增大接触面积。（3）根据图象，找到Mo0/最多，C02+较少

的协萃比为4：1。（4）操作1是将有机相和水相分开，是分液。（5）有机相1中含有Mo（T,加入氨水后得到

铝酸镂溶液，化学方程式为MoO/+4NH3•H20=MO0广+4NH「+2H20。⑹根据Cc?++2HRCoR2+2H+可知，加

入H2sO4,c（H+）增大，平衡向逆反应方向移动，能进行反萃取。（7）水相1中含有Co/、Al5+,sot,经萃

取分液后，水相2中含有H2s和AL（S04）3。（8）CO3（）4可以表示成COO・COZOS,在碱性条件下可发生氧化反

应，生成CoOOH,电极反应为C03O4+OH-+H2O—e-=3CoOOH。

答案：（1）+6MO03

（2）搅拌

（3）4：1

（4）分液

+

（5）Mo02+4NH3•HzO=MoO广+4NHj+2H2O

（6）根据CO2++2HRCORZ+2H+可知，加入压SO」，。5+）增大，平衡向逆反应方向移动

（7）A12（SO4）3

（8）C03O4+0IT+压0—e-=3CoOOH

6.（2020•东北三省四市联考）碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。一种以辉

铜矿(CihS,含有Si02和少量Fe2()3等杂质)为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示:

MnCO,滤液II

MnSO4-H2O

已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

「3+

金属离子Fe2+FeCu2+Mn2+

开始沉淀的pH7.52.75.68.3

完全沉淀的pH9.03.76.79.8

②[Cu(NH3)JSO4常温稳定，在热水中会分解生成N&；

③K/Fe(OH)3]=4.0X10-38。

回答下列问题：

(1)加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可采取的措施有(任

写一种)。

⑵滤渣I经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，则滤渣I中的主要成分是(填化学式)。

回收淡黄色副产品过程中温度控制在50〜60℃之间，不宜过高或过低的原因是

(3)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO,调节pH的范围为,若加A后将溶液的

pH调为5,则溶液中Fe，+的浓度为mol•口。

(4)写出“沉镒"(除M/+)过程中反应的离子方程式：

(5)“赶氨”时，最适宜的操作方法是

⑹测定副产品MnS0「上0样品的纯度：准确称取样品14.00g,加蒸储水配成100mL溶液，取出

25.00mL用标准的BaCk溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀，则此样品的纯度为(保留到

小数点后两位)o

解析：辉铜矿主要成分为CuzS,含少量FezOs、SiOz等杂质，加入稀硫酸和二氧化锌浸取，Cu2s在酸

性条件下被二氧化铳氧化，SiOz不溶于稀硫酸，滤渣I经CSz提取后可获得一种淡黄色副产品，说明滤渣

2+

I中含有S,过滤得到的滤渣中含有MnOz、SiO2>单质S,滤液中含有Fe3+、而+、Cu,加入A,调节溶

液的pH使铁离子形成氢氧化铁沉淀，除去铁；加入碳酸氢核溶液沉淀铳，过滤得到碳酸镒，用硫酸溶解,

生成硫酸锦晶体，滤液赶出氨气，参与循环使用，同时得到碱式碳酸铜，据此分析解答。

(1)加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可以