2025届高三化学二轮复习：微型化工流程（含解析）

2025届高三高考化学二轮复习

提分点九微型化工流程

【真题再现】

1.（2024.黑吉辽卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的C1-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)

H2soiHO锌浸出液

II22I

铜屑一＞|浸铜|~，脱氯|~►脱氯液

1

CuCl固体

锌浸出液中相关成分（其他成分无干扰）

离子Zn2+Cu2+cr

浓度/（g[-i）1450.031

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===2Cu2HH2f+2H20

C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cr===2CuCl

D.脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn

2.（2024.湖南卷）中和法生产Na2HPO412H2O的工艺流程如下:

已知：①H3P04的电离常数：KI=6.9X10-3,K2=6.2X10-8,K3=4.8X10-13②

Na2HPO4-12H2O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Na2c03溶液

B.“调pH”工序中X为NaOH或H3P。4

C.“结晶”工序中溶液显酸性

D.“干燥”工序需在低温下进行

3.（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：3FeS2+8O2—Fe3O4+6SO2

B.II中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率

C.将黄铁矿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

4.（2021.山东卷）工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下

列说法错误的是（）

纯碱、水

A.吸收过程中有气体生成

B.结晶后母液中含有NaHCO3

C.气流干燥湿料时温度不宜过高

D.中和后溶液中含Na2s03和NaHCO3

5.（双选）（2023・山东卷）一种制备C112O的工艺路线如图所示，反应II所得溶液pH

在3~4之间，反应HI需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。常温

下,H2s03的电离平衡常数Kai=1.3xl（y2,（2=6.3x10-8。下列说法正确的是（）

Cu,浓H2so4Na2cO3溶液

反应】II-化合物X

Cu20

A.反应I、n、in均为氧化还原反应

B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSCh被氧化

C.溶液Y可循环用于反应II所在操作单元吸收气体I

D.若Cu20产量不变，参与反应HI的X与CuS04物质的量之比谷量增大时，需补

n（CuS04）

加NaOH的量减少

【能力养成】

L微型化工流程题的思维模型

对原料的条件产品的分

原料

预处理控制离提纯

1

料

分析原

主要是燃烧、过滤、结晶、

成

要

主

的pH的调

酸溶、碱溶等蒸储、萃取、

次

要

和

分节、温度

操作，初步分液等分离

分

成的控制

除掉杂质操作

2.抓住“六个关键”，突破微型化工流程

⑴看原料:明确化工生产或化学实验所需的材料。

⑵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。

⑶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）。

⑷看三线:主线主产品;分支副产品;回头为循环。

⑸找信息:明确反应条件的控制和分离提纯方法。

⑹关注所加物质的可能作用:参与反应、提供反应氛围、满足定量要求等。

【模拟演练】

1.（2024.大庆模拟）一种以钛铁矿（FeTiCh,含FezCh、CaO、SiCh等杂质）为主要原料

制备钛白粉（TiCh）的工艺流程如图所示。

HAO”溶液铁粉

已知:“酸浸”后钛元素主要以TiC>2+形式存在,TiC>2+在80℃左右水解生成

T1O2XH2OO

下列说法不正确的是（）

A.“酸浸”时不宜用硝酸替换硫酸

B.滤渣①的主要成分为Fe、SiO2和CaSO4

C.常温下溶解度:TiOSCU小于FeSO4-7H2O

D.制备过程中硫酸可以循环使用

2.（2024.朝阳二模）钛铁矿（FeTiCh）制取金属钛的流程如图所示（已知TiCL为无色

液体，极易水解;Ti3+的还原性强于Fe2+）

下列说法正确的是（）

A.钛铁矿（FeTiCh）中Ti的化合价是+3

一高温

B.氯化过程中反应2FeTiO3+6C+7c12-2FeC13+6CO+2TiCl4

C.镁与TiC14置换时可以用氮气做保护气

D.制取金属钛时可以用Na与TiC14溶液反应

3.（2024・长春三模）辉铜矿（CU2S,含杂质Fe3O4和SQ）合成[Cu（NH3）4]SO#H2O流

程如图所示。下列说法中错误的是)

气体x滤渣滤渣

A.气体X的主要成分为SO2

B.步骤II中滤渣主要成分为SiO2

C.溶液D为深蓝色

D.步骤IV的操作为蒸发结晶

4.（2024.湖南三模）金属镒用于生产多种重要的合金。工业上由碳酸镒矿（主要成分

为MnCCh,还含有Fe3O4、MgO、SiCh等杂质）制备金属镒的工艺流程如图所示。

下列说法错误的是()

H

碳H2O2MnCO3M11F2溶液

so.浸,

酸s

2酸

镒

渣一氧化一沉铁一＞沉镁一电解~Mn

浸

矿

Fe(OH),MgF.?

A.“浸渣”的主要成分可用于制造陶瓷和耐火材料

B.“氧化”时消耗的过氧化氢与Fe2+的物质的量之比为1：2

C.“沉铁”时发生反应的离子方程式为

3+2+

3MnCO3+2Fe+3H2O===3Mn+2Fe（OH）3+3CO2t

D.“电解”过程中提高电解质溶液的酸度，电解效率会降低

5.（2023•枣庄二模）高铁酸钾（K2FeO4）具有杀菌消毒及净水作用，某实验小组在碱

性条件下制备K2FeO4流程如图所示：

下列说法错误的是()

A.lmolK2FeO4消毒能力相当于1.5molHC1O

B.氧化反应：3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH===2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O

C.同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾

D.提纯时，应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯

答案精析

提分点九微型化工流程

真题再现

1.C［结合“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变并产生CuCl固体，可推断“脱氯”

时Cu和C/+发生归中反应并结合C1-生成CuCl沉淀,离子方程式为CU+CU2++2C1-

===2CuCL则“浸铜”时铜屑不能完全溶解,A错误,C正确广浸铜”时Cu与H2O2在

+2+

酸性条件下反应生成Ci?+和H2O,离子方程式为CU+2H+H2O2===CU+2H2O,B

错误;脱氯液中含大量的Z/+,净化后电解,Z/+在阴极上得电子生成单质Zn,D错

误。］

2.C［H3P04和Na2c03先发生反应，通过加入X调节pH,使产物完全转化为

NazHPCX通过结晶、过滤、干燥，最终得到Na2HPO4」2H2O成品。铁是较活泼金

属，可与H3PO4反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入

Na2c03溶液,A项正确;若“中和”工序加入Na2cCh过量很（］需要加入酸性物质来调

节pH,为了不引入新杂质,可加入H3Po4；若“中和”工序加入H3P04过量，则需要加

入碱性物质来调节pH,为了不引入新杂质,可加入NaOH,所以“调pH”工序中X为

NaOH或H3PO4,B项正确;“结晶”工序中的溶液为饱和Na2Hpe）4溶液油已知可知

H3P04的K2=6.2x10-8,K3=4.8xl013,贝！］HP0汇的水解常数Kh=侬=

驾二>1.6x10-7,由于Kh>K3,则Na2Hpe）4的水解程度大于电离程度，溶液显碱

性,C项错误;由于Na2HPO412H2O易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温

下进行,D项正确。］

3.B［黄铁矿和空气中的02在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4,SO2和空

气中的02在400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的

浓硫酸吸收son得到H2so4。反应I是黄铁矿和空气中的。2在加热条件下发

A

生反应，生成S02和Fe3O4,化学方程式：3FeS2+8O2-Fe3O4+6SO2,故A正确;反应

II条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产成本，如II中“常压、催化剂”

不是为了提高S02平衡转化率，故B错误;将黄铁矿换成硫黄很!］不再产生Fe3（k即

可以减少废渣产生，故C正确;硫酸工业产生的尾气为S02、S03,可以用碱液吸收,

故D正确。］

4.B［根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到结晶成分为

NaHSO当则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所

以加入纯碱进行中和，涉及的反应

为：H2so3+2Na2cCh===Na2so3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2c03===Na2sO3+NaHCO3,

所以调节pH为8进行中和后得到Na2sCh和NaHCCh,通入二氧化硫气体进行混

合吸收，此时吸收过程中发生反应

为:Na2sO3+SO2+H2O===2NaHSO3l，SO2+NaHCO3===CO2+NaHSO31,此时会析出

大量NaHSOa晶体,经过离心分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到

NaHSO3产品，据此分析解答。A.根据上述分析可知，吸收过程中有二氧化碳生成,A

正确;B.结晶后母液中含饱和NaHSOs和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有

NaHCCh,假设产物中存在NaHCCh很（］其会与生成的NaHSCh发生反应且NaHC03

溶解度较低，若其残留于母液中，会使晶体不纯,假设不成立,B错误;C.NaHSCh高温

时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高,C正确;D.结合上述分析可知,

中和后溶液中含Na2s03和NaHCCh,D正确;故选Bo］

5.CD嗣和浓硫酸反应（反应I）生成二氧化硫气体（气体I）和硫酸铜，生成的二

氧化硫气体与碳酸钠反应（反应n）,所得溶液pH在3~4之间，溶液显酸性，根据

H2s03的电离平衡常数Kai=L3xlO-2,（2=6.3x10-8,可知NaHSO3溶液显酸性（电离

大于水解）,则反应II所得溶液成分是NaHSCh,调节溶液pH值至11,使NaHSO3转

化为Na2so3,低温真空蒸发（防止Na2s03被氧化），故固液分离得到Na2SO3晶体和

Na2s03溶液,Na2sCh和CuSCU反应的离子方程式是S0『+2Cu2++2H2O===

S0f+Cu2（H+4H+,反应过程中酸性越来越强,可能使Na2s03转化成S02气体，需及

时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行才居此分析解答。A.反应I是铜和

浓硫酸反应,生成二氧化硫，是氧化还原反应，反应II是S02和碳酸钠溶液反应，生

成NaHSCh、水和二氧化碳，是非氧化还原反应，反应in是Na2s。3和CuSC）4反应生

成CU20,是氧化还原反应,A错误;B.低温真空蒸发主要目的是防止Na2s03被氧化,

而不是NaHSO3,B错误;C.经分析溶液Y的成分是Na2s。3溶液，可循环用于反应

II的操作单元吸收S02气体（气体I）,C正确;D.制取CU20,当Na2s03过量时反应

方程式是2CuSO4+3Na2sO3===Cu2O+2SO2T+3Na2so4,化合物X是指Na2so3,若

Cu2o产量不变，增大就黑，多的Na2s03会消耗氢离子，用于控制pH值,可减少

NaOH的量,D正确。］

模拟演练

1.C［钛铁矿的主要成分是FeTiCh,还含Fe2O3、CaO、SiCh等杂质，钛铁矿中加入

稀硫酸酸浸,FeTiCh、Fe2O3sCaO分别和稀硫酸反应生成FeSCU、钛的硫酸盐、

Fe2（SO4）3、CaSO4,SiO2不溶于稀硫酸，然后加入铁粉,Fe3+被还原为Fe?+,过滤得到

的滤渣①中含有CaSCU、SiCh和过量Fe粉;滤液①中含有FeSCU、钛的硫酸盐，将

滤液①冷却结晶得到滤渣②为硫酸亚铁晶体，过滤后滤液②中加热水解得到

TiO2-xH2O和硫酸。由分析可知，酸浸后需将CaO转化为CaSCU除去，故“酸浸”时

不宜用硝酸替换硫酸,A正确;由分析可知,滤渣①的主要成分为Fe、SiCh和

CaS04,B正确;由分析可知，将滤液①冷却结晶得到滤渣②为硫酸亚铁晶体，则常温

下溶解度:TiOSCU大于FeSO4-7H2O,C错误;由分析可知,滤液②热水解可得到硫酸,

硫酸在制备过程中可以循环使用,D正确。］

2.B［FeTiCh中加入焦炭,再通入Cb,焦炭被氧化为CO,FeTiO3转化为FeCh、TiCl4；

再加入Mg粉，在Ar存在的环境中加热至800c可制得Ti0口3+的还原性强于

Fe2+,则Fe3+能将亦+氧化为"+,所以钛铁矿（FeTQ）中Ti的化合价是+4价,A不

正确；氯化过程中,C12将C氧化为CO,Fe2+氧化为Fe3+,则发生反应

高温

2FeTiO3+6C+7cl2-2FeCb+6CO+2TiCl4,B正确深美是活泼的金属元素，能与氮气

反应生成氮化镁,则镁与TiC14置换时不能用氮气做保护气,C不正确;Na能与水反

应，则制取金属钛时可以用Na与TiCl4的熔融液反应，不能使用TiCl4的水溶液,D

不正确。］

3.D［由题给流程可知，辉铜矿在氧气中限烧时，硫化亚铜与氧气高温条件下反应

生成氧化铜和二氧化硫，向燃烧渣中加入稀硫酸酸浸,金属氧化物转化为可溶的硫

酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液;向滤液中

加入过量氨水，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，铜离子转化为四氨合铜离

子，过滤得到氢氧化铁和深蓝色的硫酸四