化工流程综合题（大题专练三大类型集训）原卷版-2026年高考化学冲刺复习

专题01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

类型三以环保和绿色化学为目的

限时：45分钟题量：12道

♦类型一以物质制备为目的

1.(2026•湖北襄阳一模)工业上常用软钵矿(主要成分为MiO,含少量Fe2O3、AI2O3、CaO、SiCh等)和

Li2c03合成电极材料LiMmCh和明矶，其工艺流程如图所示。

S0稀硫酸MnCO。2Li2c

|2|J3||

软镒聆T瀛T调肃卜T氧化电解|—MnO)一|培烧1LiMn,O4

T1T

滤渣I滤渣IIFcOOH

|一系列操作

KA1(SO4)2-12H2O

已知：【.MM+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被02氧化为MnO2；

II.当溶液中某离子浓度c(Mn+)q.0xl0-5mo|.L-i时时，可认为该离子沉淀完全；常温下，几种沉淀的Ksp如

卜,表所示：

Fe(OH)3AI(OH)3Mn(OH)3Fe(OH)2

Ksp2.0x10-391.0x10-332.0x10-135.0x10-17

回答下列问题：

(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为o

(2)“酸浸”时，软锌矿中的FezCh与SO2反应的化学方程式为。

(3)加入MnCQL调pH”时，调节pH的范围为(保留两位有效数字)。

(4)“焙烧”Li2c03和MnCh混合物。

①资料显示Li2cCh的分解温度为723℃,本流程中Li2c03于515c开始分解，可能原因是

②“焙烧”过程中发生的总反应为。

(5)尖晶石结构的LiMm04是一种常用的正极材料

①充电时，LiMn2O4电极的电势(填“高于”或“低于”)电池的另一极。

②LiMmCU的晶胞为立方体，该晶胞由图中A、B两种基本结构单元交替排列构成。

图中表示的微粒是（填离子符号）；设该晶胞边长为anm,阿伏加德罗常数的数值为NA,LiMn2O4

的摩尔质量为Mg/moL则该晶胞的密度为g/cm"用含有NA和M的计算式表示）。

2.（2026•甘肃•一模）工业上以某含银废渣（主要成分为NiO、FeO、Fc2O^CuO、SiO2）为原料制备碱

式碳酸银ANiCO,.yNi（OH）2-4H2O的流程如图所示：

滤渣1Fe（OHbCuS水相D2EHPA+煤油

已知：①当溶液的pH为2.2时Fe"开始沉淀；pH为7.5时Ni?+开始沉淀；②Fe（OH）3胶体易吸附溶液中的

金属阳离子。回答下列问题：

（1）“溶浸”过程中通入。2时需要加压，其目的为;“溶浸”所得“滤渣”的主要成分为（填

化学式）。

（2）“除杂1”时Na2cO3溶液的用量对■体系pH和银的损失率影响如下图所示。当Na2cO3溶液的用量为

（3）“除杂2”时加入NiS的作用是除去溶液中的Cu",发生反应的离子方程式为o

（4）D2EHPA是一种有机磷化合物，结构如下图所示。在“萃取''过程中Ni2+与D2EHPA可以形成配合物,

则Ni?+易进入有机相的原因为（填序号）。

OH

A.通过其磷酸基团与N产形成配合物B.D2EHPA与水形成分子间氢键

C.烷基链具有疏水性D.形成配合物时Ni2+被还原

（5）“沉铲过程可生成碱式碳酸凰xNiCOc，Ni（OH）2-4Hq］。为测定该沉淀的组成，取干燥的7.54g样

品隔绝空气加热，其热重曲线如下图所示，则>=。

（6）某含银固体电解质材料的晶胞结构如图所示，但真实的晶体中存在5%的0空位缺陷，导电时O空位

的存在有利于-的传导。在该。空位缺陷的晶体中+3价与+4价La原子个数比为,该晶体的密

度为g-cnL（列出计算式即可，以表示阿伏加德罗常数）。

°ONi（II）

;oQMn（III）

flpm°°・La（in或N）

-Q。o

O-------apm

apmL

3.（2026•山东日照•一模）利用废帆格渣（主要含V2O3、Cr2O3,CaO、SiO?和含Fe的氧化物等）提取钢和

铭的工艺流程如下：

Na,CO、H,SO.NaOH（NH.kSO.

［>»=8厂

机珞渣酸汉系列操作

系列I…、I"八

空气滤渣1滤渣2还原沉珞操作T锻烧fC'O?

Na,-S,-O<NaOH

已知：①Fe"在pH=1.9时开始沉淀，pH=3.2时沉淀完全

②多钿酸盐在水中溶解度较小；NH,V（）3微溶于冷水，可溶于热水。

③部分含锐物质主要存在形式在pH<1时为VO；,在pH=6~8.5时为VR,pH=8.5~13为多肌酸根，

pH>13时为VO；。Cr（VI）在pH>10时以CrO；~形式存在，pH=2~6时主要以CqO；形式存在。

回答下列问题：

（1）焙烧时VQ］转化为NaVO-转化为NazCrO-其中转化为Na2ao4的化学方程式为。

（2）“滤渣1”的成分为。

（3）“转化”操作单元中，含锐化合物参与的离子方程式为o

⑷“沉钝'得到偏帆酸铉（NH”OJ,若滤液中c（VO；）=0.2mol-L,若体积为1L,不考虑溶液体积变化,

为使帆元素的沉降率达到98%,至少加入（NH4）2sO,固体molo［已知

K、P（NH4Vo，）=1.6x103mol2L-2］

（5）“还原”操作单元中，1molJO；消耗S?。；-物质的量为mok

（6）“沉钮”后“系列操作”包括过滤、洗涤等，检验沉淀是否洗涤干净所需的试剂为。

（7）“沉格”后所得滤液经处理后可导入（填操作单元）循环利用。

4.（2026•安徽•模拟预测）用NHLNHJHCO,溶液氨浸含锌废催化剂（主要成分为ZnO及少量NiO、铁和

铅的氧化物等），回收高纯氧化锌的工艺流程如下：

NH-NH4HCO3锌粉

渣

净化液

滤2

含

锌废

蒸氨

过

滤

催

化剂

含铁铅的浸渣

（1）基态铅原子未成对电子数目为o

（2）其它条件相同时，在氨浸工序中，液固比对锌银浸出率的影响如图所示。锌的浸出率先上升后卜.降的

401-----1-----1-----1-----1-----'-----1-----•-----'-----1-----

4:16:18:19:110:1

液固比

液固比对废催化剂中锌和镀浸出率的影响

（3）“浸出液”主要成分为［Zn（NHjJ♦及少量的［Ni（NHj了，写出“净化,，工序的离子方程式

（4）“滤渣1”中主要含有o

（5）丁二酮后可用「检验“净化液”中是否含有少量Ni2+,反应的离子方程式如下：

CH—C-C-CH,

3IIII3

+2

2N弋+Nii

HOOH

丁二酮历二（丁二酮肺）合银

二（丁二酮后）合银为鲜红色整合物，结构稳定，其分子内存在的相互作用除共价键外，还有

（6）流程中可循环利用的物质是v

（7）“滤渣2”的成分为碱式碳酸锌，其化学式为Z\（COjy（OHL，取5.47g“滤渣2”加热至恒重，将产生

的气体依次通过足量的无水氯化钙和碱石灰中，无水氯化钙增重0.54g,碱石灰增重0.88g,则碱式碳酸锌

的化学式为。

♦类型二以混合物的分离、提纯为目的

5.（2026•河北衡水•一模）在石油加工领域，用。5用作催化剂，参与脱碳、脱硫等反应，以提升燃料的品质。

从一种含帆废催化剂（主要成分为WO、和VQ以及Si。?载体）中回收帆、铛的工艺流程如图所示。

Na2cO3H2soitR3NNaOHH2sO4NH4CICa(OH)2

|督烧—W03

气体浸渣1水相油相淀渣2

已知：①v。、W03、Sio?可与Na2cO3反应生成NaVO,、Na2WO4Na2SiO3；

②不同pH卜.六价W和五价V的离子存在形式如表所示:

六价W的存在形式五价V的存在形式

PH存在形式PH存在形式

>6.5WO；->8.5VO；

2.0WgON2.0V。

请回答下列问题：

（1）“焙烧'’时需要将废催化剂粉碎，其目的是

（2）写出“焙烧”时SR与Na?Ca反应的化学方程式：0

（3）浸渣1的主要成分为（填化学式），"酸浸''时需要调节pH=2.0,写出含鸨化合物在一酸浸"时发生

反应的离子方程式：o

（4）“反萃取”后，水相中含帆离子的存在形式为o

（5）“沉野'时NaNQ转化为CaWO,沉降分离，已知温度为7时KKCaWO4）=1xl（）T°,

7

/Tsp[Ca（OH）2]=4xlO-,当溶液中WO：恰好沉淀完全（离子浓度等于IO-mo].p）时，溶液中《。田）=

molU'o

（6）某种帆的氧化物的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中含个V,若晶胞中两个V原子的最近距

离为“nm,设NA为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为（列出计算式即可）g・cm”。

6.(2026•山西运城•一模)稀土矿主要以氟碳铀矿(CeFCCh)和独居石(CePCh)的形式存在，伴生有FezCh、AI2O3

和SiOzo某研究小组设计从氟碳铀矿(CeFCCh)中提取铀的流程如图。

NaOH盐酸&。2、氨水P507萃取剂

I(J(一系列出骤

氟碳铀矿2H酸浸f氧化调pHT萃取、反萃取|fCcQ「…生士-二”CcO,

HP―I电解

浸渣沉淀Ce

33276

已知：①常温下，K/卜e(OH)J=lxlU"6,Kp^A1(UH)3]=lxlO,Ksp[Ce(OH)4]=lxlO-0

②“酸浸”后的浸出液中Ce3+的浓度约为0.01moIL1；离子浓度与(尸moll」时视为该离子已沉淀完全。

③电负性：Si>Fe>AL

回答卜.列问题：

(1)FezOa、AI2O3和SiCh三种氧化物的化学键中离子键成分百分数由大到小的顺序是_______。

(2)对比传统浓硫酸焙烧工艺，NaOH焙烧法的环保优势是。“焙烧”时控制温度为550C,CeFCO?

转化为Ce(OH)3和两种钠盐，写出该反应的化学方程式，。

(3)浸渣的主要成分为(填叱学式)。

4+

(4)加入H2O2的目的是将Ce3+转化为Ce,沉淀的主要成分为A1(OH)3和Fe(OH)3,该过程中调节pH的

范围为(保留小数点后一位，不考虑因加入氨水和过氧化氢造成的溶液的体积变化)。

(5)工业上萃取常采用逆流萃取方式(有机相与水相逆向流动)，其优点是。

(6)流程中电解过程需控制阴极室pH稳定在2.0〜2.5,原因是。

(7)CeO?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CeO°QCeO即/+K)2T(°Mx«025)的循环。请写出CcCh消除CO尾气的化学方程式：。

7.(2026•河南洛阳•二模)黑鸨矿乂称鸨镭铁矿，主要成分为FeWO,、MnWO4,还含有硅酸盐等。工业上

用黑鸽矿制备鸨酸钠(Na?WC\)的一种流程如下：

30%的N；aOH溶液,__CaCrLJ小L

黑鸨矿t粉碎r破解合成T”涤

滤东NaOH溶液盐酸

Na2WO4-2H2O结晶志

已知：①“碱解”中的主要反应：

FeWO4(s)+2NaOH(aq)=Na2WO4(aq)+Fe(OH)2(s)

Mr.WO4(s)+2NaOH(aq)=Na2WO4(aq)+Mn(OH)2(s)

②25℃时，CaWO,的溶度积Ksp=8.7xl0-9

回答下列问题：

（1）“粉碎”的目的是。

（2）“碱解”并“过滤”后获得NaVOq溶液，后续“合成”“洗涤”“酸解”“中和”等操作的目的是。

（3）“滤渣”在空气中放置一段时间后颜色发生变化，用化学方程式表示其原因为（写出一个）。

（4）“合成”加入CaCl?的目的是将W0；转化为CaWO』，当W0;完全沉淀时，溶液中Ca?♦的浓度至少为

mol•匚।（当溶液中时子浓度W1（T5moi•L4时，认为离子沉淀完全）。

（5）“酸解”时发生的化学反应方程式为。

（6）从N/WO,溶液中获得Na^WO/ZHQ晶体的方法是_______。

（7）在高温条件下，用惰性电极电解熔融Na?WO4可制取鸨粉，电解时阴极的电极反应式为。

8.（2026•江苏南京•模拟预测）从分金脱氯渣（主要成分为Ag、Pb、SiO2）中获取高纯银的流程如图所示:

HNO,H,O,NaClNH3H,0N,H4H,0

滤液滤渣

97

25c时，AgzCrCM为砖红色沉淀,2sp（AgzCrOQ。。“：,/GP（AgCl）=10--o当离子浓度小于1.0x10,mobL

时，认为离子沉淀完全。

（1）“酸浸”的目的是将Ag、Pb转化为硝酸盐。加入H2O2的作用是o

2-

（2）已知：Pb2++4Q=[PbCl4]o

①“沉银”后的滤液中，主要含有的阴离子可能有C「、。

②滤液中C「的浓度可以用KzCrOj为指示剂，以AgNCh为标准溶液来滴定，通过计算说明，理论上混合液

中指示剂浓度不宜超过________molL」（写出计算过程）。

（3）a-AgCI晶体是离子导体，晶胞结构如下图所示。Ag+可随机地分布在彼此共面相连的四面体空隙和八

面体空隙中，则晶胞中〃（Ag+）:〃（四面体空隙）=o

（4）①N2H4・比0还原[Ag（NH3）2「的离子方程式为o

②实验表明pH过高，银的还原率下降，主要原因是________o

♦类型三以环保和绿色化学为目的

9.（2026•河南开封•模拟预测）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。以菱镁矿（主要成分为

MgCO3,含杂质AbO3、FeCCh、BeO、SiCh等）为原料制备镁单质的同时深度回收其他重要金属的工艺流程

如图。

硫酸

滤渣1有机相滤渣2电解液

已知：该条件下，金属阳离子开始沉淀和刚好完全沉淀的pH如表:

金属阳离子Mg2+Fe2+Fe3+AH+

开始沉淀时的pH8.36.51.53.6

刚好完全沉淀时的pH-853.24.7

回答下列问题：

（1）用硫酸“溶浸”菱镁矿时，提高浸取速率的措施有（写两条）。

（2）“滤渣1”的主要成分为（填化学式），该化合物中中心原子的杂化类型为o

C）“萃取”后进入有机相的钺的配合物结构如图，从结构角度分析，该配合物能从水中进入有机相的原因

可能为______（填选项字母）。

A.配位时Be?+被还原B.该配合物的对称性较强

C.配合物与水能形成分子间氢键D.含有大量疏水性的烷基链

（4）“氧化”的目的是（结合离子方程式解释），工业上该工序控制温度为40℃,温度不能过高或过低

的原因为O

（5）“调pH”可以分步沉淀两种金属离子，先沉淀的离子是____；最后需控制溶液的pH范围为。

（6）“三极室电解”原理如图。已知电解结束后，理论上“滤液”可变为“清水”直接排放，由此可判断膜I应

选用（填“阴”或“阳”）离子交换膜：电解结束后，可以将电解液（填“广或“2”）用于工艺流程中的“溶

浸”工序。

9膜I膜n9

电解液1电解液2

滤液

10.（2026•云南•模拟预测）氧化饰（CeOj是一种应用广泛的稀土氧化物。一种以氟碳饰矿（主要成分为

CeFCO.,含BaO、SQ等杂质）为原料制备CeO,的流程如图：

M

碳

钿Ce2(CO3)3T?H2OT灼烧卜》CeO.

矿

已知：①氧化性：CeO2>KMnO4；

②Ce3+的氢氧化物难溶于水，其复盐CeJSO］'Na2s0,・〃凡0难溶于水和强酸。

回答下列问题：

（1）Ce位于元素周期表第族。

（2）CeFCO、中CO；的空间构型为；写出“焙烧”过程中CeFCO?转化为CeO?和Ce巳的化学方

程式：。

（3）为践行“绿色化学”生产理念，“试剂Y”应选择（填“盐酸”“硫酸”或“二者均可”）；“滤渣”的

主要成分为o

（4）“酸浸”后锌元素主要以CeF*的形式存在，“转化I”加入硫眼的目的是o

（5）“沉钵”时发生的离子方程式为0

（6）下列仪器中，由Ce/CO）•〃也。制CeO?时需用到的、含硅酸盐材质的有（填仪器名称）。

11.（2025•广东卷）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、

Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。

S02—।|一空气

矿粉f由f浸取液典型周上滤液］其"库上滤液2T二

固体残渣」NH3H2NaOH溶液ITj

Fe温曲-Fe!s-曲］一Fc滤饼含淞容液

已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。

氢氧化物Fe(OH)3A1(OH)3CU(OH)2Ni(OH)2

K£298K)2.8x10-391.3x10332.2x1O-205.5x1016

（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有（写一条）。

（2）“高压加热”时，生成Fe,O,佗离子方程式为:

H+

⑶“沉铝”时，pH最高可调至______(溶液体积变化可忽略)。已知：“漉液1”中c(Cu2+)=0.022mol/