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文档简介
/压轴题04微工艺流程分析命题预测工艺流程题是高考化学的综合性模块,在黑吉辽蒙卷中常以选择题或填空题形式出现,分值高、综合性强,涉及元素化合物性质、反应原理、实验操作、物质分离提纯、化学计算、绿色化学等多个维度。试题以真实工业生产过程为载体,如矿物提取、资源回收、海水综合利用、电池材料制备、医药中间体合成、环保工艺等,考查学生从流程图中提取关键信息、运用化学原理分析反应条件、判断操作目的、进行定量计算的能力。预计2026年黑吉辽蒙卷将继续以新能源材料制备、稀土资源提取、废旧电池回收、二氧化碳捕集利用、生物质转化、高纯化学品制备等热点为背景,设置流程分析、操作目的判断、反应原理应用、产率计算等综合问题,突出考查学生“科学探究与创新意识”“证据推理与模型认知”的核心素养,以及将化学知识与工业生产实际相结合的综合应用能力。高频考法1.原料预处理与反应条件控制。2.物质的转化与分离提纯。3.化学方程式与离子方程式的正误判断。4.物质循环利用与绿色化学。5.定量计算与产率分析。知识·技法·思维考向01原料预处理与反应条件1.原料预处理的方法及目的处理方法目的固体原料粉碎或研磨减小颗粒直径增大反应物接触面积,增大浸取时的反应速率,提高浸取率煅烧或灼烧①除去硫、碳单质;②有机物转化、除去有机物;③高温下原料与空气中氧气反应;④除去受热不稳定的杂质等酸浸①溶解转变成可溶物进入溶液中,以达到与难溶物分离的目的;②去氧化物(膜)碱溶①除去金属表面的油污;②溶解铝、氧化铝等加热①加快反应速率或溶解速率;②促进平衡向吸热反应方向移动;③除杂,除去受热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质;④使沸点相对较低或易升华的原料气化;⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等2.反应条件的控制及目的条件控制目的反应物用量或浓度①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率;②增大便宜、易得的反应物的浓度,可以提高其他物质的利用率,使反应充分进行;③增大物质浓度可以加快反应速率,使平衡发生移动等降温①防止某物质在高温时溶解(或分解);②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动;③使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离等;④降低某些晶体的溶解度,减少损失等控温①结晶获得所需物质;②防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)温度过高时会分解或挥发;③使某物质达到沸点挥发出来;④使催化剂的活性达到最好;⑤防止副反应的发生等加入氧化剂(或还原剂)①转化为目标产物的价态;②除去杂质离子[如把Fe2+氧化成Fe3+,而后调溶液的pH,使其转化为Fe(OH)3沉淀除去]加入沉淀剂①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等);②加入可溶性碳酸盐,生成碳酸盐沉淀;③加入氟化钠,除去Ca2+、Mg2+pH控制①生成金属氢氧化物,以达到除去金属离子的目的;②抑制盐类水解;③促进盐类水解生成沉淀,有利于过滤分离考向02物质的分离与提纯1.化工生产过程中分离、提纯、除杂化工生产过程中分离、提纯、除杂等环节,与高中化学基本实验的操作紧密联系,包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理,并要熟悉所用到的相关仪器。2.常考分离、提纯的方法及操作(1)从溶液中获取晶体的方法及实验操作①溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法,实验过程为:蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。②溶解度受温度影响较大、带有结晶水的盐或可水解的盐,采取冷却结晶的方法,实验过程为:蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。(2)固体物质的洗涤洗涤试剂适用范围目的蒸馏水冷水产物不溶于水除去固体表面吸附着的可溶性粒子,可适当降低固体因为溶解而造成的损失热水有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降除去固体表面吸附着的可溶性粒子,可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失有机溶剂(酒精、丙酮等)固体易溶于水、难溶于有机溶剂减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥饱和溶液对纯度要求不高的产品减少固体溶解酸、碱溶液产物不溶于酸、碱除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解洗涤沉淀的方法:向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入××试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净(3)减压蒸发的原因:减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。(4)萃取与反萃取①萃取:利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。②反萃取:用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程,为萃取的逆过程。(5)其他①蒸发时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解。②减压蒸馏的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止受热分解、氧化等。考向03陌生化学、离子方程式的正误判断一、“五法”突破陌生情境下氧化还原反应方程式的书写1.细致分析新信息或流程图,确定反应物和部分生成物。2.依据元素化合价的变化,物质氧化性、还原性确定氧化产物或还原产物。3.书写“残缺”方程式“氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物”,并利用化合价升降总数相等,先配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数。4.根据电荷守恒、体系环境补充其他反应物或产物配平。“补项”的一般原则为:①酸性条件下:首先考虑补H+生成水,也可能补H2O生成H+②碱性条件下:首先考虑补OH-生成水,也可能补H2O生成OH-③切勿出现补H+生成OH-或补OH-生成H+的错误状况。5.检查是否质量守恒,勿漏反应条件。二、陌生情境下非氧化还原反应方程式的书写对于非氧化还原反应而言,首先“读”取题目中的有效信息,写出反应物和生成物的符号,再依据质量守恒、电荷守恒,写出规范的方程式。通过阅读准确快速找出关键词,分析信息,找到解决陌生情景中的“切入点”,根据题目要求,有效对信息进行加工和处理并将已有知识进行整合、提炼,来解决问题,掌握解题思路和方法,解题的基本方法指引:1.阅读题目,明确解题要求。2.认真审题,根据题目要求,获取有用信息。3.把获取的新信息和已有知识进行整合、提炼,迁移到要解决的问题中来。4.若没有生成物提示或生成物提示得不全面,则按流程或题目给出的信息,如“化合反应”“置换反应”“复分解反应”等,则按其反应规律进行书写。5.若反应是复分解反应,要注意生成物中不一定需要难溶性物质出现,当四种物质中有一种的溶解度特别小时,在溶液中进行的反应即趋向于生成这种物质的方向进行。典例·靶向·突破考向01原料预处理与反应条件例1【热点——酸浸】(2026·吉林长春二模)从某钒矿石(主要成分为V2O5、Al2O3、Fe2O3和SiO2)中提钒的工艺流程如图所示。已知:①H2A2能够萃取溶液中的VO2+②酸浸的温度应控制在80℃,(VO2)2SO4易水解。下列说法错误的是A.“氯化焙烧”时气体与矿料逆流而行的目的是使反应物充分接触,加快反应速率B.“酸浸”的温度不宜过高的目的是防止VO2C.“操作b”使用的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯D.试剂a的作用是氧化VO【答案】D【解析】钒矿石、氯化钠、空气氯化焙烧生成氯气和含有NaVO3混合物,加入硫酸酸浸,二氧化硅不反应成为滤渣,滤液加入试剂a,VO2+和试剂a发生氧化还原反应生成VO2+,然后过滤(操作a)等分离操作,除去未反应的固体杂质;加入H2A2萃取剂萃取分离出有机层,有机层加入硫酸(试剂b)反萃取后分液,水层含有VOSO4。“氯化焙烧”时气体与矿料逆流而行的目的是使反应物之间充分接触,增大接触面积,加快反应速率,A正确;VO2+易水解,升高温度促进水解,所以“酸浸”的温度不宜过高的目的是防止VO2+过度水解,B正确情境链接情境链接铅银渣是铅锌冶炼过程中产生的复杂二次资源,其中含有银、铅、铜等有价金属。传统火法回收工艺存在能耗高、污染大等问题。本题采用“酸浸—络合浸出—还原析银”的湿法工艺,通过硫代硫酸钠选择性络合银,实现银的高效提取与分离,体现了湿法冶金在复杂矿物资源化利用中的绿色化、精细化发展方向。考向解码解答原料预处理类工艺流程题时,需重点关注各步骤中试剂的作用与反应机理。酸浸步骤中,氧化剂(如NaNO3)用于溶解金属,而银以AgCl形式留在渣中;络合浸出时,pH过低会导致硫代硫酸根分解,降低浸出率;离子方程式的书写需注意难溶物(AgCl)参与反应时应保留化学式,不可拆分为离子。判断循环利用可行性时,应分析滤液中有效成分是否可经简单处理后回用。【变式探究】(2025·辽宁·二模)银是一种贵金属,可制合金、焊药、电子设备等。从铅银渣(含Pb、Ag、Cu等金属元素)中提取银的流程如图。下列说法错误的是A.“酸浸”后浸出液中的金属阳离子为CuB.“络合浸出”时,发生的离子反应为AgC.“络合浸出”时,若pH过小会降低银的浸出率D.“滤液”经处理后可返回“络合浸出”工序循环利用【答案】B【解析】铅银渣中含有Pb、Ag、Cu等金属元素;向铅银熔烧渣中加入H2SO4、NaCl、NaNO3进行酸浸,H2SO4提供酸性环境,NaCl引入Cl-,在酸性条件下,NaNO3电离出的NO3-具有氧化性,此步骤可使铜元素溶解进入浸出液,银元素转化成难溶的AgCl、铅元素转化成难溶的PbSO4,将铅银焙烧渣中的金属进行初步分离。由流程可知,“络合浸出”时加入Na2S2O3溶液将AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3-。向络合浸出液中加入N2H4⋅H2O(水合肼),并调节pH=14,水合肼具有还原性,在碱性条件下将[Ag(S2O3)2]3-还原为单质银析出,经过滤等操作得到银,同时产生滤液。根据分析,酸浸时,银元素转化成难溶的AgCl、铅元素转化成难溶的PbSO4,所以浸出液中金属阳离子有Cu2+、Na+,A选项正确;“络合浸出”时加入Na2S2O3溶液将AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3-,发生的离子反应为AgCl+2S2O32−=[Ag(S2O3)2]3-+Cl-,B选项错误;考向02物质的分离与提纯例2【热点——环境污染】(2026·黑龙江齐齐哈尔二模)对炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO2,含少量的CuO、MnO2、Fe2O3)进行资源化利用,能够有效减少其对环境的污染,某处理工艺流程如下。已知:浸取工序中ZnO、CuOA.“滤渣①”加入足量稀盐酸,常温下全部溶解B.“煅烧”所得气态产物用氨水吸收后可循环利用C.“浸取”采用较高温度更有利于提高浸取率D.“除杂”过程中,发生的离子反应方程式为:Zn+【答案】B【解析】由题给流程可知,向炼铁厂锌灰中加入碳酸氢铵溶液和过量氨水浸取,将氧化锌、氧化铜转化为四氨合锌离子、四氨合铜离子,氧化铁和二氧化锰不反应,过滤得到含有氧化铁、二氧化锰的滤渣和含有四氨合锌离子、四氨合铜离子的滤液;向滤液中加入过量的锌粉,将四氨合铜离子转化为铜,过滤得到含有锌、铜的滤渣和含有四氨合锌离子的滤液;滤液经蒸氨得到碱式碳酸锌和可以循环使用的氨气,碱式碳酸锌煅烧分解生成氧化锌和二氧化碳。由分析可知,滤渣①的主要成分为氧化铁和二氧化锰,若向滤渣中加入足量稀盐酸,将氧化铁转化为氯化铁,二氧化锰与稀盐酸不反应,A错误;由分析可知,碱式碳酸锌煅烧分解生成氧化锌和二氧化碳,二氧化碳用氨水吸收可以生成能循环利用的碳酸氢铵,B正确;浸取时温度过高会导致碳酸氢铵和氨水分解,不利于提高浸取率,C错误;由分析可知,加入过量的锌粉的目的是将四氨合铜离子转化为铜,离子反应方程式为:Zn+CuNH3情境链接情境链接高氯烟道灰是有色金属冶炼过程中产生的典型危险废物,含铜、锌、铅、铁等多种金属及高浓度氯离子,直接排放会造成严重的土壤和水体污染。本题采用“碱浸脱氯—酸浸—中和除杂—深度脱氯—电解分离”的集成工艺,实现了铜、锌的分离回收及氯离子的有效脱除,体现了二次资源高值化利用与清洁生产理念。考向解码
解答分离提纯类题目时,应理清每一步操作的目的与产物去向。碱浸脱氯使可溶性金属盐转化为碱式碳酸盐沉淀,滤液pH下降源于碳酸根消耗;酸浸后滤渣成分需考虑不溶物(SiO2)及微溶物(PbSO4);电解分离时,电子转移与产物的定量关系需结合电极反应式计算,避免忽略阳极产物(O2)的生成;循环利用方案应确保返回步骤不发生副反应或引入杂质。【变式探究】(2026·黑龙江哈尔滨·一模)为实现对某有色金属冶炼厂的高氯烟道灰(主要含有CuCl2、ZnCl2、CuO、ZnO、PbO、已知:①“碱浸脱氯”使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀。②“中和除杂”步骤,调控溶液pH=3.5左右。下列说法正确的是A.“碱浸脱氯”步骤,滤液①的pH大于原Na2B.滤渣①的成分为SiO2,滤渣②的成分为C.“电解分离”时,理论上每产生1molCu,阳极就伴有16 g OD.CuCl可通过处理返回到碱浸脱氯步骤中,该“处理”步骤最佳操作为盐酸酸化、双氧水氧化【答案】C【解析】高氯烟道灰先经Na2CO3溶液“碱浸脱氯”,可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀,氯以离子形式进入滤液①除去;滤渣用稀H2SO4“酸浸”,金属氧化物溶解,SiO2成为滤渣①;再用Zn2(OH)2CO3调控pH≈3.5“中和除杂”,Fe3+以Fe(OH)3形式沉淀为滤渣②;滤液经“深度脱氯”得到CuCl,再用Zn粉还原得到Cu;含Zn2+的滤液经“电解分离”“浓缩结晶”得到硫酸锌产品。“碱浸脱氯”时,Na2CO3与金属离子反应生成沉淀,消耗了CO32−,使溶液碱性减弱,因此滤液①的pH小于原Na2CO3溶液的pH,A错误。滤渣①为酸浸时不与稀硫酸反应的SiO2以及可能未反应的PbO(生成PbSO4考向03陌生化学、离子方程式的正误判断例3【热点——高效净水剂黄钠铁矾】(2026·内蒙古一模)钴是一种重要战略物资,由含钴废催化剂(含Co2O3、Fe2O已知:①氧化性:Co3+②CoCO3、Co下列说法正确的是A.黄钠铁矾净水主要涉及氧化还原反应B.“还原浸出”后溶液中金属阳离子主要为Co3+、Fe2+C.“氧化”时发生反应的离子方程式为HD.“沉钴”时将产生CO【答案】D【解析】钴催化剂废料制备CoCO3和高效净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6],钴催化剂废料利用硫酸酸浸、亚硫酸钠还原,Co2O3、Fe2O3、CuO生成Co2+、Fe2+、Cu2+,然后加入次氯酸钠氧化亚铁离子生成铁离子,Co2+不被氧化,加入碳酸钠沉铁生成黄钠铁矾,然后再除铜,最后向滤液中加入碳酸氢钠沉淀Co2+,生成碳酸钴。黄钠铁矾净水主要通过吸附作用,利用其微溶性形成的絮状沉淀或溶解的Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体吸附杂质,不涉及氧化还原反应,A错误;“还原浸出”中,Na2SO3将氧化性强的Co3+还原为Co2+,Fe3+还原为Fe2+,CuO溶解生成Cu2+,故溶液中阳离子主要为Co2+、Fe2+、Cu2+,B错误;“氧化”时溶液呈酸性,ClO-氧化Fe2+的离子方程式应为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,选项中生成OH-不符合酸性环境,C错误;“沉钴”时Co2+与NaHCO3反应:Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O,会产生CO2,D正确情境链接情境链接二氧化硫是工业烟气中的主要污染物,同时也是重要的还原剂。本题利用烟道气中的SO₂处理含铬(Ⅵ)废水,通过六价铬的还原沉淀实现废水净化与铬的资源化回收,实现了“以废治废”的环保理念。工艺中涉及CrO4²⁻/Cr2O7²⁻的pH依赖平衡及SO2的还原特性,是典型的环境化学与氧化还原反应的综合应用。考向解码陌生方程式正误判断需从三方面分析:一是反应体系环境(酸性/碱性)决定了补项种类(H⁺/OH⁻/H₂O);二是氧化还原反应需符合电子守恒、电荷守恒及原子守恒;三是对照已知信息(如“过程I中反应为……”)判断转化路径是否合理。本题易错点在于忽略Cr2O7²⁻在酸性条件下对Cl⁻的氧化性,误将浓盐酸作为酸化试剂。【变式探究】(2025·辽宁·模拟预测)工业上利用烟道气中的二氧化硫处理含铬(Ⅵ)废水,并回收氢氧化铬(Ⅲ),工艺流程如图所示。已知:过程I中反应为2CrO42−(黄色)+2A.过程I中所加酸可以是浓盐酸B.过程Ⅱ中发生的离子反应为CrC.烟道气不宜用含Fe2+的溶液代替D.过程Ⅲ中可加入适量石灰乳,中和过量的酸,同时将Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀【答案】A【解析】该还原沉淀法处理含废水的过程是:先加酸使CrO42-转化成Cr2O72-,该步是含同价态Cr的不同离子之间的转化,随后,用烟道气将六价铬还原为Cr3+,该步发生的是氧化还原反应,最后加入氢氧根离子,使Cr3+形成沉淀。已知酸性条件下,Cr2O72-能够氧化Cl-生成有毒气体Cl2,故过程I中所加酸不可以是浓盐酸,A错误;过程Ⅱ中Cr2O72-中Cr由+6价降低到+3价,则SO2中S的化合价由+4价升高到+6价,根据氧化还原反应配平可知,该过程发生的离子反应为Cr2O72−+3SO2+2H+=21.(2026·内蒙古包头·一模)室温下,利用Ag2已知:KspA.“转化”发生的反应Ag2SOB.忽略体积变化,滤液中cC.“氨浸”后的溶液中:cD.理论上可制备海绵银21.6g【答案】D【解析】Ag2SO4加入盐酸发生沉淀转化,生成AgCl沉淀,过滤后加入氨水氨浸,发生反应:AgCl+2NH3⋅H2O=Ag(NH3)2++Cl−+2H2O,再加入N2H4·H2O还原得到海绵银。该反应平衡常数K=cSO42.(2026·内蒙古包头·一模)从铜阳极泥(含Ag、Au等)中提取金和银的流程如下:已知:“浸取2”步骤的化学方程式为:2Au+8HCl+3下列说法正确的是A.“浸取1”中发生的反应为:Cu+B.“浸取2”中可用硫酸代替盐酸C.“浸取1”和“浸取2”步骤中温度越高,浸取速率越快D.“还原”步骤中,被氧化的N2H4【答案】A【解析】由已知信息和流程图可知,铜阳极泥中含Cu、Ag、Au,“浸取1”中Cu在酸性条件下被H2O2氧化生成硫酸铜,过滤得到滤渣1(Ag、Au),“浸取2”中Au与盐酸、H2O2反应生成HAuCl4,过滤分离出Ag,浸出液2(HAuCl4)中加入N2H4,发生氧化还原反应,得到Au和N2。铜阳极泥中含有Cu,酸性条件下Cu被H2O2氧化生成硫酸铜,反应方程式为Cu+H2O2+H2SO3.(2025·内蒙古乌兰察布·二模)高纯单晶硅是助力“中国芯”崛起,彰显中国“智”造的主要原料。某小组拟在实验室制造硅材料,其流程如下图。已知:①Mg2Si+4HCl=2MgCl下列说法中错误的是A.点燃镁条引发反应的过程中涉及到的物质,其晶体类型有两种B.CO2氛围是可以阻止Si被二次氧化和SiHC.操作2为用去离子水洗涤并烘干D.1mol镁粉生成MgO和Mg2Si的混合物,转移【答案】A【解析】石英砂、镁粉在点燃条件下生成Si、MgO、Mg2Si,在CO2氛围中,过量盐酸与MgO反应生成MgCl2,与Mg2Si反应生成和MgCl2和SiH4,CO2可防止SiH4接触空气自燃,经过过滤操作,得到单质Si,经过洗涤、干燥得到纯净硅。点燃镁条引发反应的过程中涉及到的物质,镁粉是金属晶体,石英砂、Si是共价晶体,MgO、Mg2Si是离子晶体,其晶体类型有3种,A错误;Si易空气氧化,SiH4接触空气易自燃,所以CO2氛围是可以阻止Si被二次氧化和SiH4自燃,B正确;滤渣的主要成分为Si,经过洗涤、干燥可得到纯净Si,所以操作2为用去离子水洗涤并烘干,C正确;1mol镁粉生成MgO和Mg24.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)某含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO已知25℃时,KspSrSO4A.“浸出液”中主要的金属离子有Sr2+、Ca2+B.“盐浸”中SrSO4(s)+C.“浸出渣2”中除含SrSO4外,还含有BaSO4D.由SrCl2⋅6H2O【答案】D【解析】含锶废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3,加入稀盐酸酸浸,其中碳酸盐溶液与稀盐酸反应进入浸出液,浸出渣1中含有SrSO4、SiO2不参与反应,加入BaCl2溶液,发生沉淀转化生成硫酸钡,得到的SrCl2溶液经过操作得到SrCl2⋅6H2O晶体。废渣中的碳酸盐与稀盐酸反应生成SrCl2、CaCl2和MgCl2,故浸出液中含有离子Sr2+、Ca2+、Mg2+,A正确;盐浸中的离子方程式为SrSO4(s)+Ba2+(aq)⇌BaSO45.(2026·黑龙江辽宁·一模)一种主要成分为Ca3PO42和KAlSi3O8的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷(P下列说法错误的是A.“电炉煅烧”必须隔绝空气B.浸渣的主要成分是CaSiOC.“炉气水洗”使P4与COD.“中和沉淀”不需要控制溶液的pH【答案】D【解析】主要成分为Ca3PO42和KAlSi3O8的高钾磷矿,与焦炭经电炉煅烧生成CaSiO3、KAlO2、P4气体,炉气水洗,磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,尾气为不溶于水的CO,燃烧生成CO2,用于中和沉淀;炉渣经水浸,浸渣主要成分为不溶于水的CaSiO3浸液中通入CO2,生成K2CO3、Al(OH)3,过滤Al(OH)3经燃烧得Al2O3;滤液主要成分为6.(2026·吉林·二模)铼高温合金可用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴。工业上用冶炼钼的烟道灰(Re2O7已知:过铼酸铵NH4下列说法错误的是A.“滤渣Ⅱ”主要成分是HB.“滤液”经电解后产生的NaOH可循环使用C.先加热NaReO4溶液再加入NH4ClD.实验室模拟“操作Ⅱ”所需的必要仪器有:坩埚、酒精灯、玻璃棒、三脚架【答案】D【解析】烟道灰加入空气、氢氧化钠,氧化铜、四氧化三铁不反应成为滤渣Ⅰ,铼、硅反应进入滤液;滤液通入二氧化碳将硅酸钠转化为硅酸沉淀,过滤得到NaReO4溶液,加入氯化铵得到NH4ReO4晶体和含氯化钠的滤液,灼烧得到Re2O7、ReO3,最终得到Re。由分析,“滤渣Ⅱ”主要成分是H2SiO3,A正确;“滤液”中含生成的氯化钠,电解氯化钠溶液生成氢氧化钠,氢氧化钠在吸收过程中使用,故可循环使用,B正确;7.(2026·吉林长春·一模)由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备锂电池正极材料LiMnA.粉碎菱锰矿可加快酸溶速率B.反应器中加入MnO2的作用是将Fe2+C.加入BaS生成的沉淀只有NiSD.电解槽中发生电解反应的离子方程式为Mn【答案】C【解析】粉碎菱锰矿可以增大其与硫酸的接触面积,从而加快酸溶速率,A正确;反应器中加入MnO2的作用是将酸溶后生成的Fe2+氧化为Fe3+,以便后续通过调节pH将其沉淀除去,方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,B正确;加入BaS时,S2−不仅会与Ni2+生成NiS沉淀,还会与溶液中可能存在的其他重金属离子(如Fe2+8.(2026·黑龙江吉林·一模)由次氯酸钠碱性废水[含有杂质(Ca2+A.加快通入尾气的速率可提高脱硫率B.脱硫时涉及的反应有氧化还原反应也有非氧化还原反应C.脱硫时温度不宜太高,原因是次氯酸钠不稳定,受热易分解D.脱硫完成后过滤,滤渣的主要成分为CaSO【答案】A【解析】分析硫酸工业尾气的主要脱硫对象是SO2,次氯酸钠碱性废水中含Ca2+,SO2通入后被ClO−氧化为SO42−,SO42−与Ca2+生成微溶的CaSO4沉淀,过滤后得到滤渣,滤液经过一系列操作得到Na2SO4晶体。加快通入尾气的速率,气体和溶液接触不充分,会降低脱硫率,A错误;SO2被NaClO氧化的反应属于氧化还原反应;Ca9.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)北魏末年贾思勰在《齐民要术》中详细记载了制作“花盐”和“印盐”的方法,这两种盐“白如珂雪,其味又美”,是古代精盐的代表。粗盐溶液中含有Mg2+、Ca2+、下列说法错误的是A.试剂X、Y、Z、M分别为稍过量的BaCl2、NaOH、NaB.试剂Z除去的杂质阳离子为Ca2+和C.固体N中只含有三种物质D.操作①为过滤,操作②为蒸发结晶【答案】C【解析】粗盐溶液中含有Mg2+、Ca2+、SO42−杂质,除硫时加入稍过量的BaCl2溶液,SO42−转化为BaSO4沉淀,除镁时加入稍过量的NaOH,Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,除杂质阳离子加入稍过量的Na2CO3后,将Ca2+和过量的Ba2+转化为CaCO3和BaCO3沉淀,操作①为过滤,往滤液中加入稀盐酸,除去过量的CO32−和OH−,然后进行蒸发结晶,得到纯净的NaCl晶体。除杂质时,不能引入新的杂质,所以试剂X、Y、Z、M分别为稍过量的BaCl2、NaOH、Na210.(2026·黑龙江·模拟预测)电解锰阳极泥(主要含MnO2和少量铅、钙等氧化物)制备富锂锰基正极材料Li已知:NH3⋅H2O可与Mn2+、下列说法不正确的是A.“滤渣”成分为PbSO4、B.由“MnSO4浸出液”获得MnSOC.“共沉淀工艺”反应的离子方程式为3D.可用盐酸、BaCl2溶液证明Ni【答案】C【解析】电解锰阳极泥(主要含MnO2和少量铅、钙等氧化物);电解锰阳极泥“酸浸还原”,MnO2被还原为硫酸锰,铅、钙的氧化物转化为硫酸铅、硫酸钙沉淀,“水洗过滤”,滤渣是PbSO4、CaSO4;滤液中含有硫酸锰,滤液中加硫酸镍晶体,NiSO4⋅6H2O与MnSO4⋅H2O以1:3比例配制,通入氨水、碳酸氢铵的混合液,过滤得到碳酸盐前驱体(Ni0.25Mn0.75)CO3,(Ni电解锰阳极泥中铅、钙的氧化物与硫酸反应,生成难溶的PbSO4和微溶的CaSO4,二者均进入滤渣,A正确;从溶液中获得带结晶水的晶体,标准操作就是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,B正确;“共沉淀工艺”溶液呈碱性,不能释放CO2,离子方程式为3[Mn(NH3)4]2++NiNH311.(2026·黑龙江大庆·二模)电解精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程,如下图所示。已知:①“浸出液2”主要成分为:H[AuCl4];②AgCl+2S下列说法错误的是A.“浸取1”中反应的离子方程式为HB.“浸取2”中,加入适量NaCl可提高混合物中Au的回收率C.“电沉积”完成后,阴极区溶液中生成的物质可循环利用D.“还原”中,参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为3:4【答案】D【解析】该流程先通过浸取1用H2SO4和H2O2溶解铜,使银、金富集在浸渣1中;再通过浸取2用HCl和H2O2将金氧化为可溶性的[AuCl4]−进入溶液,银则转化为AgCl沉淀留在浸渣2;接着用Na2S2O3溶液浸取3,将AgCl转化为可溶性的[Ag(S2O3)2]3−,经电沉积得到银单质;最后用N2H4还原浸出液2中的[AuCl4]−,得到金单质,从而实现金、银的分离与提纯。“浸取1”中12.(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)从高砷烟尘(主要成分为As2O3、As2O5和Pb5O8,其中PbA.基态Pb原子外围电子排布式为5B.“碱浸”时,Pb5C.为加快“氧化”时的反应速率,可将溶液加热至沸腾D.系列操作中的洗涤步骤为向漏斗中加水并用玻璃棒搅拌,待水流下后重复2~3次【答案】B【解析】高砷烟尘(主要成分为As2O3、As2O5和Pb5O8,As2O3、As2O5均为酸性氧化物),加入氢氧化钠和硫化钠进行碱浸,反应后经抽滤所得滤渣为PbS和S,浸出液主要成分为Na3AsO4和NaAsO2,加入过氧化氢进行氧化,发生反应:H2O2+AsO2-+2OH-=AsO43-+2H2O,得到Na3AsO4溶液,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到砷酸钠晶体。Pb为第6周期IVA族元素,基态原子外围电子排布式应为6s26p2,A错误;“碱浸”时,Pb5O8与硫化钠发生氧化还原反应生成PbS、S和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Pb5O8+8Na2S+8H2O=5PbS+16NaOH+3S,其中PbS是还原产物,S是氧化产物,依据正负化合价代数和为0的原则,可知Pb5O8中Pb2+和Pb4+的数目之比为2:3,结合方程式可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1,B正确;“氧化”时用的氧化剂为过氧化氢,过氧化氢受热分解速率加快,因此不能将溶液加热至沸腾,C错误;洗涤过程中,不能用玻璃棒搅拌,易戳破滤纸,应使水刚好浸没固体,待水自然流下,重复2~3次,D错误13.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)锗广泛应用于光学及电子工业领域。用锌浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4,另含少量ZnS、SiO2以及GeS已知:①常温下,Ksp[Ge(OH)4]=4×②沸点:GeCl4
84℃,FeCl3
316℃,ZnCl下列说法正确的是A.GeCl4、FeCl3均为共价晶体 C.化合物A可以是ZnO、ZnCO3等 D.可用红外光谱仪测定GeO【答案】C【解析】由题给流程可知,向锌浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4,另含少量ZnS、SiO2以及GeS2)中加入过氧化氢和硫酸的混合溶液,ZnFe2O4转化为硫酸锌、硫酸铁,硫化锌转化为硫酸锌、硫单质,二硫化锗转化为硫酸锗和硫单质,SiO2、CaSO4不反应,则过滤得到含有CaSO4、SiO2以及S的滤渣和滤液;向滤液中加入化合物A,根据不引入新的杂质可知A可以为氧化锌或氢氧化锌或碳酸锌,用以调节溶液pH,将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀,过滤得到滤液和滤饼;滤液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4⋅H2O晶体;向滤饼中加入盐酸溶解后,蒸馏得到四氯化锗,四氧化锗一定条件下水解、过滤得到水解液和GeO2⋅nH2O,经烘干得二氧化锗。根据所给GeCl4、14.(2025·吉林·一模)以废旧锂钴电池正极材料(LiCoO2已知:Li2A.“酸浸还原”中仅发生反应:8B.“调pH除杂”时应加入过量的NaOH溶液C.试剂X可选用Na2COD.“沉锂”操作后,冷却至室温,过滤获得Li【答案】C【解析】由题给流程可知,废旧锂钴电池正极材料用稀硫酸和硫代硫酸钠混合溶液酸浸还原时,钴酸锂酸性条件下与硫代硫酸钠溶液反应转化为硫酸锂、硫酸亚钴,Al与稀硫酸反应转化为硫酸铝,过滤得到可溶性硫酸盐的滤液;向滤液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH,将溶液中的Al3+转化为氢氧化铝沉淀;过滤得到AlOH3和含有硫酸亚钴、硫酸锂的滤液;向滤液中加入NaOH溶液,将溶液中的Co2+转化为Co(OH)2沉淀,过滤得到Co(OH)2和硫酸锂溶液;向硫酸锂溶液中加入碳酸钠溶液,将锂离子转化为碳酸锂沉淀,过滤得到碳酸锂和硫酸钠溶液。“酸浸还原”中,废旧正极材料含铝箔,铝会与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3和H2,并非仅发生所给反应,A错误;“调pH除杂”目的是除去Al3+等杂质,若加入过量NaOH,Al3+会转化为Na[AlOH4]溶解,无法沉淀除杂,B错误;“沉锂”后生成Li2CO3和Na2SO415.(2025·吉林延边·一模)某种锑矿主要成分为Sb2O3,含有少量CuO、PbO、AsA.“滤渣I”中存在少量的SbOCl,可加入足量NaOH溶液使其转化为Sb2B.“滤渣Ⅱ”的成分为PbSC.“除砷”时NaH2PO2转化为D.惰性电极“电解”过程阴极上的反应可能为:Sb【答案】D【解析】锑矿加盐酸浸出时,浸出后得到的滤液中阳离子主要为As3+、Sb3+、Cu2+、Pb2+、H+,同时少量Sb2O3转化为难溶于水的SbOCl,则“滤渣I”中含少量的SbOCl,加入氨水对其“除氯”可将其转化为Sb2O3;第二步加入硫化钠,可将铜、铅元素转化为CuS、PbS沉淀;过滤后向滤液中加入NaH2PO2,NaH2PO2可将砷元素还原为0价砷而除去As,NaH2PO2同时被氧化为H3PO4;最后通过电解滤液可生成Sb。结合分析知,“滤渣I”中存在少量的SbOCl,由于Sb2O3为两性氧化物,能溶于过量的NaOH溶液,应加入氨水对其“除氯”使其转化为Sb2O3,故不可加入足量NaOH溶液,故A错误;Cu2+、Pb2+转化为CuS和PbS沉淀进入滤渣Ⅱ中,“滤渣Ⅱ”的成分为PbS、CuS,故B错误;“除砷”时,H2PO2−将As3+还原为As单质(砷元素化合价由+3降至0),而自身被氧化为H3PO4(磷元素化合价由+1升至+5),则H2PO2−为还原剂、As3+为氧化剂,且存在计量关系:H2PO2−∼4e-、As3+∼3e-,由得失电子守恒知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:3,故C错误16.(2025·辽宁抚顺·三模)一种以硫铁矿(FeS2)为原料生产硫酸并综合利用烧渣(主要含Fe2O3、Al2下列说法错误的是A.将硫铁矿粉碎可增大“焙烧Ⅰ”的反应速率B.用NaOH溶液“浸取”的目的是将Al2O3C.采用98.3%的浓硫酸“吸收”SO3D.“焙烧Ⅱ”生成Fe3O【答案】C【解析】硫铁矿(主要成分为FeS2)在空气中焙烧,Fe元素转化为Fe2O3,S元素转化为SO2,接触室中,在催化剂作用下SO2和O2反应生成SO3,再用98.3%的硫酸吸收得到供稀释用硫酸,焙烧Ⅰ中的Al2O3和SiO2可与NaOH反应,生成Na[Al(OH)4]-、Na2SiO3等可溶性钠盐,剩余固体为Fe2O3和FeS2,二者在焙烧Ⅱ发生反应FeS2+16Fe2O3焙烧2SO2↑+11Fe3O4,Fe3O4可以被磁铁吸引,通过磁选得到Fe3O4。粉碎硫铁矿可以增大接触面积,加快反应速率,A正确;根据分析,用NaOH溶液“浸取”的目的是将Al2O3和SiO2转化为可溶性钠盐,B正确;用98.3%的浓硫酸“吸收”SO3的目的是避免形成酸雾,有利于SO3的吸收,C错误;根据分析,焙烧Ⅱ发生的反应为FeS2+16Fe2O3焙烧2SO2↑+11Fe3O4,D正确;故选C。17.(2025·辽宁沈阳·三模)蛇纹石主要成分为R3Si2O5(OH)4(R=Mg或Ni),利用绿矾(FeSO4·7H2O)焙烧时产生的SO3可以提取蛇纹石中的金属镍,工艺流程如下图,。已知:①焙烧时蛇纹石的反应为:R3Si2O5(OH)4+3SO3=3RSO4+2SiO2+2H2O②滤液中镍元素以配离子形式存在。下列说法中错误的是A.焙烧时绿矾发生的反应为4FeSO4•7H2O+O2焙烧2Fe2O3+4SO3+28H2OB.滤渣的主要成分有Fe2O3和SiO2C.氨水只用于沉淀Mg2+D.沉镁后的滤液电解,可在阴极得到Ni【答案】C【解析】蛇纹石、绿矾(FeSO4•7H2O)和空气混合焙烧,发生R3Si2O5(OH)4+3SO3=3RSO4+2SiO2+2H2O,同时发生4FeSO4•7H2O+O2焙烧2Fe2O3+4SO3+28H2O,然后水浸,过滤除去不溶的Fe2O3和SiO2,滤液先加入过量氨水沉淀镁离子,同时使镍离子转化为配合物,再加入碳酸铵得到aMgCO3•bMg(OH)2。焙烧时绿矾发生氧化还原反应,反应为4FeSO4•7H2O+O2焙烧2Fe2O3+4SO3+28H2O,A正确;结合分析,滤渣的主要成分有Fe2O3和SiO2,B正确;氨水用于沉淀镁离子,同时使Ni2+转化为配合物,C错误;沉镁后的滤液中Ni2+电解,Ni2+得到电子,可在阴极得到Ni,D正确;故选C。18.(2025·辽宁·二模)碲、锑广泛应用于光伏、半导体领域。从分铜液净化渣[主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)、砷(As)等元素的化合物]回收碲、锑的工艺流程如图:已知:①“碱
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