必练18 工艺流程综合20题 高考化学总复习高频考点必刷1000题（广东专用）(原卷版)

【尖子生创造营】2023年高考化学总复习高频考点必刷1000题（广东专用）必练18工艺流程综合20题1．(2022·广东高考真题)稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；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)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。(2)“过滤1”前，用溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于_______(保留两位有效数字)。(4)①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是_______。②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移_______电子。②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为_______。2.(2021·广东高考真题)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：已知：25℃时，的，；；；该工艺中，时，溶液中元素以的形态存在。(1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为_______。(2)“沉铝”中，生成的沉淀为_______。(3)“沉钼”中，为7.0。①生成的离子方程式为_______。②若条件控制不当，也会沉淀。为避免中混入沉淀，溶液中_______(列出算式)时，应停止加入溶液。(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，为_______。②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量_______(填化学式)气体，再通入足量，可析出。(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。

①该氧化物为_______。②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为_______。3．(2022佛山一模)铜转炉烟灰含金属元素(主要为、、、)的硫酸盐和氧化物以及。其有价金属回收工艺流程如下。已知：时，，。回答下列问题：(1)“浸出液①”中所含有的金属阳离子有___________和、。“浸出”中，当硫酸浓度大于时，金属离子浸出率反而下降，原因是___________。(2)“除杂”中，加入调至5.2后，用溶液氧化后，所得滤渣主要成分为、，该氧化过程的离子方程式为___________。(3)的溶解度随温度变化曲线如图所示。“浓缩结晶”的具体操作步骤为：①在时蒸发至溶液出现晶膜，停止加热；②降温至___________蒸发至溶液出现晶膜，停止加热；③冷却至室温，过滤、洗涤、干燥。其中，步骤①的目的为___________。(4)“转化”后，滤饼的主要成分是和___________。该工艺中，可循环利用的物质有___________。(5)测定烟灰中的：取硝酸浸出液于锥形瓶中，调为5，加入指示剂后用的标准溶液滴定至终点(离子方程式为)，消耗标准溶液，则的浓度为___________。4．(2022珠海高三上学期摸底测试)某生产BaCO3的化工厂生产排出大量的钡泥(主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等)，该厂利用钡泥制取Ba(NO3)2晶体(不含结晶水)。部分工艺流程如下：已知：pH=3.2时，可使Fe3+沉淀完全。请回答下列问题：(1)为提高酸溶速率，可采取的措施有___________(任写一条)。(2)酸溶时，Ba(FeO2)2与酸X反应的化学方程式为___________。(3)该厂结合本厂实际，化合物Y最好选用___________。A．HNO3 B．Ba(OH)2 C．BaCO3 D．Na2CO3(4)滤渣1是___________，滤渣2是___________。(5)反应II需调节溶液至中性，目的是___________。(6)“一系列操作”具体是___________。(7)测定所得Ba(NO3)2晶体的纯度：准确称取w克晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量其质量为m克，则该晶体的纯度为___________。5．(2022珠海高三上学期期末)锗是重要的半导体材料，但Ge是地球上最分散的元素之一，被称为“稀散金属”。现利用云南临沧地区富锗的褐煤矿(锗质量分数约为0.01％～0.05％)提取高纯二氧化锗，其工艺流程如图所示：已知含锗化合物的物理性质如下表：物质GeO熔点/℃700(升华)1116沸点/℃-120086.5回答下列问题：(1)Ge的原子序数为32，Ge在元素周期表中的位置是_______。(2)对富锗褐煤矿进行“粉碎”的目的是_______。(3)高温焙烧过程中，可将转化为GeO，同时生成，试写出该转化过程的化学方程式_______。高温焙烧过程中加入的目的是_______。(4)在“氧化浸出”过程中，反应温度过高时发生的副反应的离子方程式为_______。(5)“氧化浸出”过程中加入过量浓盐酸，其作用除了可以将转化为外，还能_______，从而提高的产率。(6)操作A的名称为_______。6．(2022肇庆市高中毕业班第三次教学质量检测)(13分）含钒化合物广泛用于冶金、化工行业。由富钒废渣（含V2O3、V2O4和Na2O·Al2O3·4SiO2、FeO)制备V2O5的一种流程如下：查阅资料：部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如下：pH<1l～44～66～8.58.0～13>13主要形式VO2+V2O5多钒酸根VO3－多钒酸根VO43－备注多钒酸盐在水中溶解度较小本工艺中，生成氢氧化物沉淀的pH如下：物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3开始沉淀pH7.01.93.2沉淀完全pH9.03.24.7回答下列问题：(1)“焙烧”中，将“研磨”所得粉末与O2逆流混合的目的为；所生成的气体A可在工序中再利用。(2)“酸浸”时发生的离子反应方程式为（任写一个）。(3)滤渣2含有的物质为。(4)“转化Ⅱ”需要调整pH范围为，“转化Ⅲ”中含钒物质反应的离子方程式为。(5)“沉钒”中加入过量NH4Cl有利于晶体析出，其原因为。(6)“煅烧”中所生成的气体B用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：。7．(2022肇庆二模)菱镁矿的主要成分为MgCO3还含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3。工业上利用菱镁矿冶炼镁的路径有两种，具体工业流程如下图。回答下列问题：(1)“煅烧”时，需将菱镁矿破碎，并将热空气从底部吹入，这两种操作的优点为___________。(2)工艺I中所得“废渣”中含钙成分有___________(填化学式)。(3)工艺II中“浸出”操作中溶解氧化镁的离子方程式为___________。(4)“沉镁”操作中温度不宜过高，原因为___________。(5)“沉镁”过程中当镁离子沉淀完全时，溶液中c(NH)：c(NH3·H2O)至少为___________(填计算结果)。(已知Kb(NH3·H2O)=1.6×10-5；Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11；当溶液中离子浓度小于1.0×10-5×mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。)(6)“操作”具体是指___________。(7)“熔融电解”时阳极的电极反应式为___________。8．(2022湛江一模)含钒化合物广泛用于冶金、化工行业。由富钒废渣(含、和、FeO)制备的一种流程如下：查阅资料：部分含钒物质在水溶液中主要存在形式如下：pH1～44～66～8.58.5～13主要形式多钒酸根多钒酸根备注多钒酸盐在水中溶解度较小本工艺中，生成氢氧化物沉淀的pH如下：物质开始沉淀pH7.01.93.2沉淀完全pH9.03.24.7回答下列问题：(1)“焙烧”中，将“研磨”所得粉末与逆流混合的目的为___________；所生成的气体A可在___________工序中再利用。(2)“酸浸”时发生的离子反应方程式为___________(任写一个)。(3)滤渣2含有的物质为___________。(4)“转化Ⅱ”需要调整pH范围为___________，“转化Ⅲ”中含钒物质反应的离子方程式为___________。(5)“沉钒”中加入过量有利于晶体析出，其原因为___________。(6)“煅烧”中所生成的气体B用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：___________。9.(2022潮州高三上学期期末)铍是航天、电子和核工业等领域不可替代的材料，有“超级金属”之称。以绿柱石［Be3Al2(SiO3)6］为原料制备金属铍的工艺如下：已知：“滤渣1”中含有铁、铝、硅的氧化物，Na3FeF6难溶于水，Be2＋可与过量OH-结合成Be(OH)。回答下列问题：(1)“操作1”是粉粹，目的是___________。(2)750℃烧结时，Na3FeF6与绿柱石作用生成易溶于水的Na2BeF4，该反应的化学方程式为___________。(3)“过滤1”的滤液中需加入适量NaOH生成Be(OH)2沉淀，但NaOH不能过量，原因是___________。(4)已知Ksp[Be(OH)2]=4.0×10-21，室温时0.40mol•L-1Be2＋开始沉淀时的pH=___________。(5)“沉氟”反应的离子方程式为___________。(6)工业上电解NaCl-BeCl2熔融混合物制备金属铍，选用加入熔融氯化钠的目的是___________，

电解时总电解反应方程式为___________。10.(2022佛山二模)利用闪锌矿【主要成分，还有、，(铟)、F、等元素】生产，同时可实现稀散金属的提取。一种工艺流程如图所示。回答下列问题：时，，；易成胶状。（1）“气体1”经纯化后适宜在___________工序使用(填方框内的工序名称)。（2）“溶浸”时，易形成难溶的和，其中元素的化合价为___________。（3）“电积”时，上清液中的会影响锌的质量，、会腐蚀极板，在“除杂1”中做___________(填“氧化剂或“还原剂”)，气体2的主要成分为___________(填化学式)。（4）“除氟”时，适量的可以提高氟的沉降率，原因是___________。（5）为使沉淀完全，“水解”时溶液的应不低于___________(保留整数)。（6）“加压氧化时”时，发生的离子反应方程式为___________。（7）母液的主要成分为___________(填化学式)。11.(2022广州二模)金属镓拥有电子工业脊梁的美誉，镓与铝同族，化学性质相似。一种从高铝粉煤灰(主要成分是Al2O3，还含有少量Ga2O3和Fe2O3等)中回收镓的工艺如下：

回答下列问题：（1）“焙烧”中，Ga2O3转化成NaGaO2的化学方程式为_______。（2）“碱浸”所得浸出渣的主要成分是_______。（3）“转化1”中通入过量CO2至溶液pH=8，过滤，所得滤渣的主要成分是Al(OH)3和Ga(OH)3，写出生成Al(OH)3的离子方程式_______。（4）“溶镓”所得溶液中存在的阴离子主要有_______。（5）“电解”所用装置如图所示，阴极的电极反应为_______。若电解获得1molGa，则阳极产生的气体在标准状况下的体积至少为_______L，电解后，阳极室所得溶液中的溶质经加热分解生成_______(填化学式)可循环利用。12.(2022广州一模)锑(Sb)不用作阻燃剂、电极材料、值化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺如下：已知：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3+Al3+Fe2+Mg2+开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH223.77.59.6完全沉淀时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH3.24.79.011.1回答下列问题：（1）“溶浸”时氧化产物是S，Sb2S3被氧化的化学方程式为___________。（2）“还原”时加入Sb的目的是将___________还原，提高产物的纯度。（3）“水解”时需控制溶液pH=2.5。①Sb3+发生水解的离子方程式为___________。②下列能促进该水解反应的措施有___________(填字母)。A．升高温度B．增大c(H+)C．增大c(Cl-)D．加入Na2CO3粉末③为避免水解产物中混入Fe(OH)3，Fe3+浓度应小于___________mol·L-1。（4）“滤液”中含有的金属阳离子有___________。向“滤液”中通入足量___________(填化学式)气体，再将滤液pH调至3.5，可析出Fe(OH)3沉淀。将沉淀溶于浓盐酸后，产物可返回___________工序循环使用。（5）Sb可由SbCl电解制得，阴极的电极反应式为___________。13．(2022惠州一模)锂在新能源等领域应用广泛。从粉煤灰(含Al2O3、Fe2O3、Li2O、SiO2等)中回收提取铝、锂元素的化合物的流程如图所示：已知：碳酸锂的溶解度(g·L-1)见表。温度/℃010203040506080100Li2CO31.541.431.331.251.171.081.010.850.72回答下列问题(1)“粉碎”的目的是___________，滤渣1的成分主要是___________。(填化学式)(2)“调pH”的目的是沉淀Fe3＋、Al3＋。当离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1时表示该离子沉淀完全。常温下，如果溶液pH=4，Fe3＋、Al3＋___________(填“能”或“否”)均沉淀完全，若沉淀完全，此时溶液中c(Fe3＋)、c(Al3＋)之比为___________。(已知：Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38，Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33)(3)从滤渣2中分离出Al(OH)3，可用如图所示方法，试剂X是___________，“步骤2”中主要发生的离子反应方程式有OH-＋CO2=HCO、___________。(4)“沉锂”中的“一系列操作”依次为蒸发浓缩、___________、洗涤、干燥。检验母液主要溶质的阴离子所用的试剂为___________。母液的用途___________(任写一种)。(5)太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图所示。电池总反应式为LixC6+Li1−xFePO4LiFePO4+6C。试写出充电时，该电池正极材料上的反应式：___________。14．(2022江门一模)从某矿渣[成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等]中回收NiSO4的工艺流程如下：已知：①(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4②NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3回答下列问题：(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是___________。(2)600℃焙烧时，(NH4)2SO4与NiFe2O4反应的化学方程式___________。(3)浸泡过程中；Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为___________。(4)“浸取液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol·L-1，当除钙率达到99%时，溶液中的c(F-)=________mol·L-1[已知Ksp(CaF2)=4.0×10-11](5)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后，在铁电极附近生成紫红色的，若pH过高，铁电极区会产生红褐色物质①向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液可使沉淀溶解。该反应的离子方程式为___________。②电解时离子交换膜(b)为___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。(6)溶剂萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离：Fe2+(水相)+2RH(有机相)⇌FeR2(有机相)+2H+(水相)。萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示，V0/VA的最佳取值为___________。在强酸性介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。15．(2022揭阳市高三上学期期末)锰可用于医药、科研等方面。工业上由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含少量Fe、Al、Mg、Ca、Ni等元素的氧化物)制备金属锰的工艺如图所示。相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Ni2+沉淀完全的pH10.18.32.84.810.98.9回答下列问题：(1)滤渣1含有S和_______。“酸浸”中二氧化锰与硫化锰反应的离子方程式为_______。(2)“调pH”时溶液pH范围为_______~6之间。“调pH过滤”后，滤液中_______。(3)请结合平衡移动原理解释“除杂”时若溶液酸度过高，沉淀不完全的原因：_______。(4)“沉锰”时要加入过量的NH4HCO3，原因可能为_______。“沉锰”后，除钠盐外滤液2中还能回收利用的主要物质为_______(填化学式)。(5)“电解”时阳极反应式为_______。电解余液可返回_______工序循环利用。16．(2022茂名二模）)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源，某含银废催化剂主要含Ag、α-Al2O3(α-Al2O3为载体，不溶于硝酸)及少量MgO、SiO2、K2O、Fe2O3等，一种回收制备高纯银粉工艺的部分流程如下：回答下列问题：(1)银与稀硝酸反应的离子方程式是_______，废渣的主要成分是_______，酸浸时，硝酸加入量及反应温度对银浸取率的影响如图，根据图中数据分析，该工艺宜选用硝酸的加入量和温度是_______。(2)“还原”中有无毒气体生成，氧化剂与还原剂物质的量之比是_______，“溶解”得到的溶解液里Ag元素以[Ag(NH3)2]+存在，若用H2O2代替N2H4•H2O完成还原过程，发生反应的离子方程式是_______。(3)粗银中银的质量分数w的测定：取mg粗银样品用硝酸溶解，以铁铵矾[NH4Fe(SO4)2•12H2O]为指示剂，用cmol/L的KSCN标准溶液滴定，消耗标准溶液VmL。已知：①AgSCN是白色沉淀，；②浓硝酸可氧化AgSCN。滴定终点的现象是_______，w=_______%，若测得w>100%，可能的原因是_______。17．(2022梅州二模）)用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)“碱熔”时，为使废渣充分氧化可采取的措施是_______(任写一条)。(2)Cr2O3、KOH、O2反应生成K2CrO4的化学方程式为_______。(3)“水浸”时，碱熔渣中的KFeO2强烈水解生成的难溶物为_______(填化学式)；为检验“水浸”后的滤液中是否含有Fe3+的操作是_______。(4)常温下，“酸化”时pH不宜过低的原因是_______。(5)“还原”时发生反应的离子方程式为_______。(6)为精准投放药量，先利用滴定方法测定“过滤”后滤液2中的Cr2O含量。方法如下：步骤I：量取10.00mL滤液2于锥形瓶中，加入适量稀硫酸酸化(除Cr2O外，其他成分不参与滴定反应)。步骤II：加入过量的碘化钾溶液充分反应：Cr2O+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O。步骤III：向锥形瓶中滴入几滴指示剂。用滴定管量取0.1000mol/LNa2S2O3溶液进行滴定，平均用去Na2S2O3溶液18.00mL(I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。①步骤I量取10.00mL滤液2选择的仪器是_______。②Cr2O的含量为_______g/L。18．(2022汕头市高三下学期第一次模拟考试)砷的化合物可用于半导体领域，如我国“天宫”空间站的核心舱“天和号”就是采用砷化镓薄膜电池来供电。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在]中回收砷的工艺流程如下：已知：Ⅰ.Ⅱ．Ⅲ．砷酸()在酸性条件下有强氧化性，能被、氢碘酸等还原(1)中砷元素的化合价为___________价。(2)“沉砷”过程中FeS是否可以用过量的替换___________(填“是”或“否”)；请从平衡移动的角度解释原因：___________。(3)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”，请写出脱硫的离子反应方程式___________。(4)用“还原”过程中，若需检验还原后溶液中是否仍存在砷酸。则还需要的实验试剂有___________。(5)已知：常温下，pH＞7.1时，吸附剂表面带负电，pH越大，吸附剂表面带的负电荷越多；pH＜7.1时，吸附剂表面带正电，pH越小，吸附剂表面带的正电荷越多。当溶液pH介于7～9，吸附剂对五价砷的平衡吸附量随pH的升高而下降，试分析其原因_____。(6)含砷废水也可采用另一种化学沉降法处理：向废水中先加入适量氧化剂，再加入生石灰调节pH，将砷元素转化为沉淀。若沉降后上层清液中为mol/L，则溶液中的浓度为_____mol/L。该处理后的溶液是否符合国家排放标准___________(填“是”或“否”)。(已知：，国家规定工业废水排放中砷元素含量＜0.5mg/L)19．(2022深圳二模)高磷镍铁是生产钙镁磷肥的副产品。以高磷镍铁(主要含Ni、Fe、P，还含有少量Fe、Cu、Zn的磷化物)为原料生产疏酸镍晶体(NiSO4•6H2O)的工艺流程如图：已知：电解时，选用2mol·L-1硫酸溶液为电解液。回答下列问题：(1)先将高磷镍铁制成电极板，“电解”时，该电极板作____极；阴极产物主要为____，此外，溶液中的Cu2+有部分在阴极放电。(2)“除铁磷”时，溶液中