猜押 工艺流程综合题（学生版）

猜押工艺流程综合题猜押考点考情分析押题依据制备类化工流程综合题化学工艺流程综合题是高考化学中的一类综合性大题，通常以工业生产或实验室制备为背景，考查学生对化学原理、反应条件、物质分离与提纯、环境保护等知识的综合运用能力。题目往往涉及多个化学反应步骤，要求学生分析流程、书写方程式、计算产率或纯度，并提出优化建议。高频考点：化学反应方程式的书写、物质分离与提纯方法（如过滤、结晶、蒸馏）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂）。中频考点：循环利用原料、副产物的处理、能量利用（如热交换）、环境保护（如废气处理）。高考命题趋势注重实际应用：高考命题越来越注重化学知识在工业生产或实验室制备中的实际应用。综合性强：题目常结合多个知识点，如化学反应、物质分离、环境保护等。创新性高：近年来出现了一些结合绿色化学、资源循环利用的创新题型。押题方向热点材料：锂离子电池、稀土材料等热点材料的提取与回收工艺。经典工艺：硫酸、硝酸、氨的合成等经典化工流程。环境保护：结合“碳中和”“碳达峰”等政策，考查废气、废水的处理。实验与生产结合：以实验室制备为背景，考查物质分离与提纯方法。除杂提纯类化工流程综合题化学基本原理类化工流程综合题图表信息类化工流程综合题押题一制备类化工流程综合题1．工业上以铬铁矿（含有少量和等杂质）为主要原料制备的工艺流程如下图。已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。②煅烧的目的是将转化为。③室温下，(1)元素位于元素周期表第周期，第族。(2)“煅烧”时参与反应的化学方程式为。(3)“滤渣1”的主要成分为。(4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为，加入硫酸也能达到“酸化”目的，选择的优点是。(5)室温下“中和”：。控制，可保证恰好沉淀完全（溶液中浓度为）。(6)分光光度法是一种基于物质对光的选择性吸收而建立的常见定性定量分析方法。用分光光度法测产品的纯度时（溶液的吸光度与其浓度成正比），测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制待测液时少加了一种试剂，该试剂可以是__________（填字母）。A．硫酸 B．氢碘酸 C．硝酸钾 D．氢氧化钾2．镍、钴及其化合物在工业上有广泛的应用。以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、、CoO、BaO和)为原料制备和的工艺流程如下。回答下列问题：(1)基态Co原子的价层电子的轨道表示式为。(2)“滤渣Ⅰ”主要成分是(填化学式)。(3)“调pH”过程中生成黄钠铁钒沉淀，该反应的离子方程式为。(4)①“萃取”时需充分振荡，目的是。②“萃取”和“反萃取”可简单表示为：。在萃取过程中加入适量氨水，其作用是。(5)常温下，，若起始时，“沉钴”过程中应控制。(6)在空气中能受热分解，测得剩余固体的质量与起始的质量的比值(剩余固体的质量分数)随温度变化曲线如图所示。将固体置于热解装置中，通入空气流，在℃(填范围)煅烧至恒重即可得到。(已知的摩尔质量为119g/mol，的摩尔质量为241g/mol)3．锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)是原子序数依次增大的第六周期第Ⅷ族元素，锇、铱不溶于一般的强酸中，甚至不溶于王水。利用锇铱矿(主要成分为天然锇铱合金及Os2O3、IrO2)冶炼锇铱的工艺流程如下所示。回答下列问题：(1)锇铱矿冶炼最大的困难就是“熔矿”，写出一种能促进“熔矿”的措施：；“熔矿”时Os2O3发生反应的化学方程式为。(2)“酸溶”得到的溶液的主要溶质是。(3)加入NaOH溶液“吸收”OsO4产生Na2OsO4的同时得到一种单质，该反应的离子方程式为，可使所得单质在“”操作中循环使用。(4)得到铱粉过程中，需向含铱溶液中加入Na2S溶液，除去Ru、Pt等元素，同时加入一定量盐酸调节溶液pH，但pH不宜过低的原因是。(5)IrO2的晶胞如图所示，M代表(填“Ir”或“O”)；若M点的坐标为(0，0，0)，N点的坐标为(0.19，0.19，0.5)，则P点坐标为。4．磁选后的炼铁高钛炉渣中的主要成分有以及Fe2O3.为节约和充分利用资源，利用如图流程制备TiO2·xH2O并回收铝、镁等。已知：①“酸溶”后钛主要以形式存在；②25℃时，、、；③“水浸”后，浓度近似相等。(1)关于高钛炉渣的焙烧，以下说法正确的是（填字母）。a．增加固体，焙烧速率增大

b．粉碎高钛炉渣，焙烧效率提高c．及时分离，焙烧速率增大

d．适当搅拌，焙烧效率降低(2)“焙烧”时，生成的氨气属于（填“强电解质”“弱电解质”或“非电解质”），同时生成的化学方程式为。(3)“酸溶”后“滤液”中的溶质为（填化学式），“滤液”煮沸后所得的溶液经处理可用于阶段循环利用，“煮沸”时发生的离子方程式为。(4)“分步沉淀”依次得到（填化学式），其中Al3+与氨水反应的离子方程式为，设计实验方案，证明“分步沉淀”时Fe3+已完全沉淀：。5．稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为、、和)综合提取钒、钛，并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下图所示：已知：①“加压焙烧”过程中存在反应，生成的会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”；②“酸浸”所得溶液中钒、钛以、形式存在。回答下列问题：(1)基态钛原子的价电子排布式为；已知，中Fe为＋2价，则V的化合价为。(2)“加压焙烧”中经“二次氯化”转化为和的化学方程式为。(3)“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为(填化学式)。(4)已知，“沉钛”时，为使沉淀完全，需要调节溶液的pH不低于；该过程中，加入适量铁粉的目的为。(5)“氧化”时，的使用量远大于理论计算量，可能的原因为。(6)“萃取”时，先转化为，再与萃取剂结合，其过程可表示为：，据此分析“反萃取”过程中加入溶液的作用为。(7)“沉铁”时，生成黄铵铁矾的离子方程式为。押题二除杂提纯类化工流程综合题6．废旧钴酸锂电池负极材料含碳单质，正极材料主要成分为LiCoO2、并含少量Ni、Cu、Fe等金属元素，未经处理随意丢弃容易导致污染，回收利用可以变废为宝。一种利用废旧锂离子电池正极材料回收锂和钴的工艺流程如下：已知：①Co3+具有强氧化性，能将水中的氧化成；②常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的相关见下表：离子Co2+Ni2+Fe2+Fe3+Cu2+开始沉淀时的pH6.76.86.21.94.4沉淀完全时的pH9.38.88.33.36.5（1）某激发态Li原子的电子排布式为1s12s12p1，该原子最高能级的电子可能有种运动状态，该原子的电子排布违背了。A．能量最低原理

B．泡利不相容原理

C．洪特规则（2）酸浸过程中，的作用是。废旧电池“放电处理”有利于该工艺的回收，其原因是。（3）加入适量溶液后测得溶液为1.8，用离子方程式表示加入溶液的作用。化合物M的作用是调节，应将调节到的范围内。（4）水相加入溶液后，过滤得到固体，滤液中溶质可做化工原料，写出该原料的一种用途。7．钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有ZnO、PbO、CuO、FeO、、CoO、MnO。从该废渣中提取钴的一种流程如下。已知：以氢氧化物形式沉淀时，和溶液pH的关系如图所示。回答下列问题：(1)“酸浸”步骤中，发生反应的化学方程式是。(2)在水溶液中的电离方程式。(3)“沉锰”步骤中的作用，反应一般控制在60℃左右效率最高，原因。(4)“沉锰”步骤中，生成1.0mol，消耗的物质的量为。(5)“沉钴”步骤中，控制溶液pH在5左右，加入适量的氧化，其反应的离子方程式为。(6)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。8．以Al2O3为载体的钯催化剂常用于石化行业加氢催化裂化过程中，工业上以失活后的废Pd-Al2O3催化剂(主要含有机物、活性炭、Pd、Al2O3，还有少量PdO、SiO2)为原料制备氯化钯的流程如下：已知：PdO性质稳定，难溶于水、盐酸。(1)“焙烧”的目的主要是将、氧化为气态物质除去。(2)温度、固液比对浸取率的影响如图，则“氯化浸取”的最佳条件为、。(3)“氯化浸出”时，若盐酸浓度过高，可能发生的副反应离子方程式为。(4)滤渣1为、。已知，若要使溶液中不高于，则应加入氨水使pH不低于。(5)就“沉钯”中获得的进行“热分解”，生成的气体可返回(填字母)工序继续使用。A．焙烧B．氯化浸出C．转化、除杂(6)工业上也可用还原制取海绵Pd，且对环境友好，该反应的化学方程式为。9．我国自2024年10月1日起开始施行《稀土管理条例》，稀土（RE）包括钪（Sc）、钇（Y）和镧系共17种元素。一种从稀土矿（含Fe、Al、Mg等元素）中分离稀土金属的工艺流程如下：已知：①月桂酸和均难溶于水。②该工艺流程中稀土金属离子保持价；的。③开始溶解时的pH为9，有关金属离子沉淀的相关pH见下表：离子开始沉淀时的pH8.81.53.66.2∼7.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(1)的基态电子排布式与原子的基态电子排布式相同；稀土元素位于周期表中的区（填标号）。A．s

B．p

C．d

D．ds

E．f(2)“氧化”步骤的主要目的是转化，发生反应的离子方程式为。(3)“沉淀除杂”前调pH的适宜范围是，滤渣的成分有。(4)“沉淀RE”后，滤液中浓度为。为确保滤饼中检测不到Mg元素，滤液中应低于。(5)稀土元素La的一种合金是较好的储氢材料，贮氢后的合金用于制作镍氢二次电池，该电池的总反应是（碱性介质），写出其放电时负极的电极反应式：。10．锰酸锂是锂电池的正极材料。以软锰矿粉(主要成分是，含少量等)为原料制备锰酸锂的流程如下：常温下，几种难溶物质的溶度积数据如下表：物质请回答下列问题：(1)“滤渣1”的主要成分是(填化学式)；提高“酸浸”速率的措施有：(举二例)。(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为。(3)调节的目的是；已知此时，则调节的范围是。(4)“沉锰”后的滤液与碱加热处理后可返回(填步骤名称)步骤循环利用。(5)沉镁过程用到的有多种晶胞结构，其中一种如下图所示，晶胞参数为，的配位数为，晶胞密度为(用的代数式表示)。押题三化学基本原理类化工流程综合题11．是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁、锰等元素的化合物杂质)为原料获得。操作步骤如图：已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的如表所示：离子开始沉淀时的完全沉淀时的6.39.72.23.26.48.4根据要求回答下列问题(1)向滤液中加入固体是为了生成更难溶于水的硫化物沉淀而除去等杂质，则除去的离子方程式为。(2)调节滤液Ⅱ的应控制在范围为。(3)检验滤液Ⅲ中杂质金属离子是否除尽最合理的试剂是。(4)滤液Ⅲ溶质的主要成分是，加过滤后得到固体，再加适量稀硫酸溶解又生成，这两步操作的目的是。(5)硫酸镍在强碱溶液中用氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的。写出该反应的离子方程式。(6)在废水处理中常用将转化为除去，向含有的废水中通入一定量的气体，调节溶液的，当时，开始沉淀，则[已知：时，的电离常数]，；。12．K2FeO4是一种新型绿色消毒剂，在碱性条件下稳定，在中性或酸性条件下不稳定。以K2FeO4为原料进行如下转化(所加试剂均过量，不考虑溶液的挥发)：(1)混合气体A由两种单质组成，其成分为。(2)下列说法正确的是___________。A．K2FeO4作净水剂不仅可以杀菌消毒，还可以除去水中悬浮颗粒物B．K2FeO4中Fe的价层轨道为全空结构，稳定性比Fe3+好C．溶液B中的阳离子为Fe3+、K+，阴离子主要为Cl-D．溶液C溶液呈碱性的原因是S2-的水解(3)步骤Ⅱ的操作为：向足量Na2S溶液中逐滴滴入少量溶液B，发现沉淀D的主要成分为Fe2S3，从反应原理角度说明Fe3+几乎未被还原的原因。(4)以Fe为阳极电解KOH浓溶液可制备K2FeO4，写出该过程中阳极的电极反应式。13．一种以废铜渣(主要是CuO，含有少量Fe2O3杂质)为原料制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的流程如下所示。(1)“酸浸”时，采取下列措施一定能提高铜元素浸出率的有___________(填序号)。A．升高酸浸温度 B．加快搅拌速度 C．缩短酸浸时间 D．粉碎废铜渣(2)“除铁”时滤渣主要成分为。(填化学式)(3)“蒸氨”过程中生成CuO，写出该过程发生反应的化学方程式为：。(4)①制备碱式碳酸铜时，不采取向“除铁”后的溶液中直接加入NaHCO3溶液的原因是。②“沉铜”时发生反应的离子方程式为。③“沉铜”时也可以利用Na2CO3和NaHCO3的混合溶液，已知25℃时，碱式碳酸铜的饱和溶液pH约为8.5，溶液中H2CO3、、的分布系数δ随pH的变化如图所示。当恰好形成饱和碱式碳酸铜溶液时，溶液中。(5)由含少量Fe3+的CuSO4溶液可制取CuSO4·H2O晶体，请补充完整该制备过程的实验方案：向含有少量Fe3+的CuSO4溶液中，。(已知：Fe3+在时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从CuSO4饱和溶液中结晶出CuSO4·5H2O，CuSO4·5H2O在80～120℃下干燥得到CuSO4·H2O。实验中需要使用CuO粉末、pH计)14．高纯氧化镁(MgO)具有优良的电绝缘性和高导热性，常用作绝缘材料填料、高温耐热材料。利用白云石(主要成分为CaCO3•MgCO3，还含有少量SiO2、Fe2O3)采用“铵浸法”制备高纯氧化镁的流程如下图所示。已知：Ksp[Ca(OH)2]=4.7×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12。回答下列问题：(1)“煅烧”时生成气体的反应方程式为，生成的气体可以返回到工序中循环利用。(2)“浸取”步骤中CaO和MgO的浸出率与的关系如下表所示。CaO浸出率(%)98.498.898.999.1MgO浸出率(%)1.11.51.86.0浸出率：某物质溶的量占初始量的百分比。最不宜选用的值为，判断理由为。(3)“消化”步骤中MgO转化为Mg(OH)2.若“消化”过程中控制体系的pH为10，此时体系中c(Mg2+)=。(4)“碳化”过程中若CO2的量不足导致的结果为。(5)“滤渣2”的主要成分有(填化学式)。(6)“热解”步骤发生反应的离子方程式为。15．镍是重要的战略储备金属，广泛用于国防、航空航天、能源领域。从红土镍矿中冶炼镍成为了研究热点，红土镍矿主要含有NiO、SiO2、Fe2O3、Fe3O4等成分。一种碳还原-超声氨浸工艺流程如图所示：已知：氨性溶液由NH3•H2O、NH4HCO3配制；“还原焙烧”反应的产物为镍铁合金、硅酸钙。回答下列问题：(1)“气体A”为(填名称)。(2)“氨浸”时的温度为20℃，在此条件下超声浸出一小时，浸出率可达60%以上，选择该温度的原因是。(3)经过“氨浸”后转化为含[Ni(NH3)4]2+的某酸式盐，写出“氨浸”中Ni发生反应的离子方程式：。(4)“操作Ⅰ”中需使用的玻璃仪器为。(5)“系列操作”中包含高温热解碱式碳酸镍生成NiO，再通入H2制得Ni单质。请写出“高温热解”的化学方程式：；若生产59吨镍，理论上需要H2kg。(6)碱式碳酸镍受热过程中可能生成其它镍的氧化物，其中一种晶胞结构如下图所示，该氧化物的化学式为，该晶胞的俯视图为(填字母代号)。A．

B．

C．押题四图表信息类化工流程综合题16．铁红()是一种无机颜料，用于油漆、橡胶、建筑等的着色，用途广泛。用蛇纹石提镁后的废渣(主要成分为及、、CoO、、、等杂质)为原料制备铁红，工艺流程如图。已知：相关金属元素的氢氧化物沉淀的pH如表金属氢氧化物开始沉淀的pH2.37.53.57.24.0完全沉淀的pH3.29.54.69.16.7回答下列问题：(1)的价电子轨道表示式为。(2)“浸渣”的主要成分为。(3)“还原”反应的离子方程式为。(4)“调pH”的范围为。(5)“滤液2”中主要的金属阳离子为。“沉铁”反应的离子方程式为。(6)“煅烧”反应的化学方程式为。17．脱硝催化剂在燃煤电厂、钢铁、水泥、炼焦化学等领域得到广泛应用。一种干湿法结合回收废弃SCR脱硝催化剂(主要成分为、和)的工艺流程如下。已知：Ⅰ.钠化焙烧过程生成难溶于水的和易溶于水的；沉钒过程生成的沉淀为。II.为一种有机协同萃取剂，由和TBP组成。Ⅲ.“逆流”指料液和萃取剂以相反的方向流动。(1)实验室模拟“操作a”和“操作b”无需使用的仪器是_______(填标号)。A．烧杯 B．漏斗 C．蒸馏烧瓶 D．玻璃棒(2)“酸浸还原”的目的是将还原为，相关化学反应方程式为。(3)“酸浸还原”过程，反应温度和液固比对钒浸出率的影响如下图所示，综合考虑浸出效率及成本，应选择的最佳温度和液固比分别为和。(4)“焙烧”和“煅烧”过程产生的气体分别是和(填化学式)。(5)回收V和W元素均采取了“逆流萃取”和“逆流反萃取”，“逆流”的优点是。(6)回收V元素，加入-TBP萃取发生的化学反应为：①②从平衡角度分析，TBP的作用是。向逆流萃取后的溶液中，加入，进行逆流反萃取，发生的总反应的化学方程式为。18．钴是重要的战略资源，但资源匮乏。一种从钴渣提钴的工业流程如下：已知：①钴渣成分为，浸取液中含等②25℃时，部分物质的溶度积见下表：物质③M5640铜萃取剂是有机弱酸，其与反应简化为。回答下列问题：(1)“酸浸、还原”时，有种元素的化合价会发生改变，为加快该步骤的反应速率，可采取的措施是(填写一种即可)。(2)为回收铜，并使M5640萃取剂实现再生，循环使用，可进行如下操作：图中试剂X的最佳选择是___________(填写序号)。A．溶液 B．溶液C．溶液 D．溶液(3)“氧化”时，工业选择的氧化剂主要是氯酸钠或双氧水。①若使用双氧水，实际用量总比理论用量要多，即使在较低温度下使用较稀的双氧水，在氧化过程中也会产生较多的气体，其原因是。②若使用氯酸钾，氧化过程中不产生气体，但在后期当加入氯酸钾过量时，会产生一种有害气体，则产生有害气体的离子方程式为。(4)“调pH”时生成滤渣的离子方程式为。(