2026年高考化学终极冲刺：专题01 化工流程综合题（大题专练三大类型集训）（全国适用）（原卷版）

PAGE4/20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）工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2等)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4和明矾，其工艺流程如图所示。已知：Ⅰ.Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化为MnO2；Ⅱ.当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1.0×10-5mol·L-1时时，可认为该离子沉淀完全；常温下，几种沉淀的Ksp如下表所示：Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)3Fe(OH)2Ksp2.0×10-391.0×10-332.0×10-135.0×10-17回答下列问题：（1）基态Mn原子的价电子轨道表示式为。（2）“酸浸”时，软锰矿中的Fe2O3与SO2反应的化学方程式为。（3）加入MnCO3“调pH”时，调节pH的范围为(保留两位有效数字)。（4）“焙烧”Li2CO3和MnO2混合物。①资料显示Li2CO3的分解温度为723℃，本流程中Li2CO3于515℃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LiMn2O4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。②LiMn2O4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/cm3(用含有NA和M的计算式表示)。2．（2026·甘肃·一模）工业上以某含镍废渣（主要成分为、、、、）为原料制备碱式碳酸镍的流程如图所示：已知：①当溶液的为2.2时开始沉淀；为7.5时开始沉淀；②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”时溶液的用量对体系和镍的损失率影响如下图所示。当溶液的用量为时，溶液中开始沉淀，随着溶液用量的增大镍的损失率会增大，其原因可能是________。（3）“除杂2”时加入的作用是除去溶液中的，发生反应的离子方程式为________。（4）D2EHPA是一种有机磷化合物，结构如下图所示。在“萃取”过程中与D2EHPA可以形成配合物，则易进入有机相的原因为________（填序号）。A．通过其磷酸基团与形成配合物 B．D2EHPA与水形成分子间氢键C．烷基链具有疏水性 D．形成配合物时被还原（5）“沉镍”过程可生成碱式碳酸镍[]。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）某含镍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O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________（列出计算式即可，表示阿伏加德罗常数）。3．（2026·山东日照·一模）利用废钒铬渣(主要含、、、和含Fe的氧化物等)提取钒和铬的工艺流程如下：已知：①在时开始沉淀，时沉淀完全②多钒酸盐在水中溶解度较小；微溶于冷水，可溶于热水。③部分含钒物质主要存在形式在时为，在时为，为多钒酸根，时为。在时以形式存在，时主要以形式存在。回答下列问题：（1）焙烧时转化为，转化为，其中转化为的化学方程式为______。（2）“滤渣1”的成分为______。（3）“转化”操作单元中，含钒化合物参与的离子方程式为______。（4）“沉钒”得到偏钒酸铵，若滤液中，若体积为1L，不考虑溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到98%，至少加入固体______mol。［已知］（5）“还原”操作单元中，1mol消耗物质的量为______mol。（6）“沉钒”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）“沉铬”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：（1）基态铅原子未成对电子数目为___________。（2）其它条件相同时，在氨浸工序中，液固比对锌镍浸出率的影响如图所示。锌的浸出率先上升后下降的原因是___________。（3）“浸出液”主要成分为及少量的，写出“净化”工序的离子方程式___________。（4）“滤渣1”中主要含有___________。（5）丁二酮肟可用于检验“净化液”中是否含有少量，反应的离子方程式如下：二(丁二酮肟)合镍为鲜红色螯合物，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___________。（7）“滤渣2”的成分为碱式碳酸锌，其化学式为，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。从一种含钒废催化剂(主要成分为和以及载体)中回收钒、钨的工艺流程如图所示。已知：①、、可与反应生成、和；②不同pH下六价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>6.5>8.52.02.0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”时与反应的化学方程式：_______。（3）浸渣1的主要成分为_______(填化学式)，“酸浸”时需要调节pH=2.0，写出含钨化合物在“酸浸”时发生反应的离子方程式：_______。（4）“反萃取”后，水相中含钒离子的存在形式为_______。（5）“沉钨”时转化为沉降分离，已知温度为时，，当溶液中恰好沉淀完全(离子浓度等于)时，溶液中_______。（6）某种钒的氧化物的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中含_______个V，若晶胞中两个原子的最近距离为，设为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为_______(列出计算式即可)。6.（2026·山西运城·一模）稀土矿主要以氟碳铈矿(CeFCO3)和独居石(CePO4)的形式存在，伴生有Fe2O3、Al2O3和SiO2。某研究小组设计从氟碳铈矿(CeFCO3)中提取铈的流程如图。已知：①常温下，，，。②“酸浸”后的浸出液中Ce3+的浓度约为0.01mol·L-1；离子浓度≤10-5mol·L-1时视为该离子已沉淀完全。③电负性：Si>Fe>Al。回答下列问题：（1）Fe2O3、Al2O3和SiO2三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550℃，CeFCO3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_____(填化学式)。（4）加入H2O2的目的是将Ce3+转化为Ce4+，沉淀的主要成分为Al(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）CeO2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的循环。请写出CeO2消除CO尾气的化学方程式：_____。7.（2026·河南洛阳·二模）黑钨矿又称钨锰铁矿，主要成分为、，还含有硅酸盐等。工业上用黑钨矿制备钨酸钠()的一种流程如下：已知：①“碱解”中的主要反应：②25℃时，的溶度积回答下列问题：（1）“粉碎”的目的是_______。（2）“碱解”并“过滤”后获得溶液，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”加入的目的是将转化为，当完全沉淀时，溶液中的浓度至少为_______(当溶液中时子浓度时，认为离子沉淀完全)。（5）“酸解”时发生的化学反应方程式为_______。（6）从溶液中获得晶体的方法是_______。（7）在高温条件下，用惰性电极电解熔融可制取钨粉，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：25℃时，Ag2CrO4为砖红色沉淀，Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7，Ksp(AgCl)=10-9.7。当离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1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________。（2）已知：。①“沉银”后的滤液中，主要含有的阴离子可能有、________。②滤液中的浓度可以用K2CrO4为指示剂，以AgNO3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________mol·L-1（写出计算过程）。（3）α-AgCl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n(Ag+):n(四面体空隙)=________。（4）①N2H4·H2O还原[Ag(NH3)2]+的离子方程式为________。②实验表明pH过高，银的还原率下降，主要原因是________。◆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Al2O3、FeCO3、BeO、SiO2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。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+Al3+开始沉淀时的pH8.36.51.53.6刚好完全沉淀时的pH-8.53.24.7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______。（3）“萃取”后进入有机相的铍的配合物结构如图。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Be2+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______。（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“1”或“2”)用于工艺流程中的“溶浸”工序。10.（2026·云南·模拟预测）氧化铈是一种应用广泛的稀土氧化物。一种以氟碳铈矿(主要成分为，含、等杂质)为原料制备的流程如图：已知：①氧化性：；②的氢氧化物难溶于水，其复盐难溶于水和强酸。回答下列问题：（1）位于元素周期表第___________族。（2）中的空间构型为___________；写出“焙烧”过程中转化为和的化学方程式：___________。（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___________。（4）“酸浸”后铈元素主要以的形式存在，“转化Ⅰ”加入硫脲的目的是___________。（5）“沉铈”时发生的离子方程式为___________。（6）下列仪器中，由制时需用到的、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。已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。氢氧化物（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有_______(写一条)。（2）“高压加热”时，生成的离子方程式为：_______。（3）“沉铝”时，pH最高可调至_______(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。（4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。A．镍与N、O形成配位键 B．配位时被还原C．配合物与水能形成