2026年化工工艺流程试题及答案

2026年化工工艺流程试题及答案一、单项选择题（每题3分，共30分。每道题只有一个正确选项）1.硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2）酸浸提取铁元素前，需要对烧渣进行研磨粉碎预处理，该操作的主要目的是A.增大反应物接触面积，提高铁元素浸出率B.降低酸浸反应的活化能，加快反应速率C.改变产物生成比例，减少副产物的生成D.降低酸浸过程的总能耗2.某石煤提钒工艺中，对氧化焙烧后的钒矿进行酸浸，工业生产中通常选用硫酸作为浸出剂，不选用盐酸的主要原因是A.盐酸酸性弱于相同浓度硫酸，钒浸出率更低B.焙烧后矿渣中残留的氧化性物质会氧化Cl-，生成有毒的Cl2污染环境C.盐酸粘度大于硫酸，不利于浸出后的固液分离操作D.工业盐酸价格远高于硫酸，会显著提高生产成本3.工业上制备硫酸铜晶体时，需要除去粗硫酸铜溶液中的Fe²+杂质，工业上通常先将Fe²+氧化为Fe³+再调节pH沉淀除去，下列氧化剂最适合该过程的是A.KMnO4B.H2O2C.NaClOD.Cl24.某盐湖提锂工艺采用多孔吸附剂吸附卤水中的Li+，研究发现吸附剂对Li+的平衡吸附量随温度升高先增大后减小，下列关于该吸附过程的说法错误的是A.低温段吸附量随温度升高增大，说明低温段吸附是放热过程B.高温段吸附量下降，可能是温度过高导致吸附剂的多孔结构被破坏，有效吸附位点减少C.适当升高温度可以加快吸附速率，缩短吸附平衡建立的时间D.吸附过程中同时存在物理吸附和化学吸附，共同作用导致吸附量先升后降5.粗盐提纯过程中需要除去Ca²+、Mg²+、SO4²-三种杂质离子，需要加入BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl四种除杂试剂，下列试剂加入顺序中，不可能得到合格精盐的是A.BaCl2→NaOH→Na2CO3→HClB.NaOH→BaCl2→Na2CO3→HClC.Na2CO3→NaOH→BaCl2→HClD.BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl6.氨碱法生产纯碱工艺中，需要将生成的NH3回收循环利用，该操作的核心目的是A.提高原料氯化钠的利用率B.降低纯碱生产的整体生产成本C.减少生产过程中二氧化碳的排放D.提高最终产品纯碱的纯度7.某湿法冶金工艺分离镍钴时，有机萃取的反应原理为：Ni²+(aq)+2HR(有机)⇌NiR2(有机)+2H+(aq)，已知萃取剂HR对Ni²+的萃取率随水溶液pH升高而增大，对该现象的合理解释是A.pH升高，溶液中c(H+)减小，萃取平衡正向移动，Ni²+萃取率提高B.pH升高，Ni²+水解程度增大，更容易进入有机相提高萃取率C.pH升高，萃取剂HR的碱性增强，在有机相中的溶解性变好，萃取率提高D.pH升高，H+与OH-发生中和反应放出热量，温度升高加快萃取速率，萃取率提高8.现代化工生产中，通常会对未反应的原料、副产物、母液进行循环利用，下列关于循环利用的说法错误的是A.合理的循环利用可以提高原料的总利用率，降低生产的单位成本B.长期循环过程中可能会导致惰性杂质离子不断累积，影响最终产品的纯度C.所有循环过程都会额外增加输送、分离的能耗，反而降低生产的整体经济效益D.原料和副产物的循环利用可以减少工业废弃物的排放，符合绿色化工的发展理念9.某同槽酸浸工艺制备MnO2和金属锌，原料为软锰矿和闪锌矿，酸浸后溶液中含有的主要离子为Mn²+、Zn²+、Fe³+、Al³+、Cu²+、Ni²+，需要除去杂质Cu²+和Ni²+，不引入新的杂质离子，下列试剂最适合该除杂过程的是A.Zn粉B.MnSC.NaOHD.Na2S10.氯化法生产二氧化钛（钛白）工艺中，得到的粗TiCl4中含有少量SiCl4、AlCl3、FeCl3等杂质，工业上提纯TiCl4常用的方法是A.重结晶B.常压过滤C.蒸馏（精馏）D.溶剂萃取二、多项选择题（每题4分，共20分。每道题有两个或两个以上正确选项，多选、少选、错选均不得分）1.浸出操作是湿法冶金中从固体原料中提取目标组分的核心步骤，下列关于浸出操作的说法正确的有A.适当升高浸出温度一定可以提高目标产物的浸出率，因此浸出温度越高越好B.浸出过程中对固液体系进行搅拌，可以增大固液接触面积，提高浸出反应速率C.对于易水解的金属阳离子，浸出时加入酸调整溶液pH为酸性，可以抑制金属离子水解，提高目标产物的浸出率D.对于有气态反应物参与的浸出过程，适当增大体系压强，可以提高气态反应物的溶解度，从而提高浸出率2.工业上从含碘废水中回收碘单质，工艺涉及氧化、萃取、反萃取、提纯等步骤，下列关于该工艺的说法正确的有A.氧化步骤选用Cl2作为氧化剂，过量的Cl2可以将I-完全氧化，提高碘的产率，因此加入量越多越好B.选用四氯化碳作为萃取剂，利用了I2在四氯化碳中溶解度远大于在水中溶解度的性质C.反萃取步骤中向有机相加入浓NaOH溶液，I2发生歧化反应生成碘离子和碘酸根进入水相，再加入酸酸化即可重新得到I2D.反萃取得到的粗碘可以通过升华法进一步提纯，得到高纯度的碘单质3.某锂云母提锂工艺采用硫酸焙烧-水浸工艺，锂云母主要成分为KLi1.5Al1.5(AlSi3O10)(OH)2F2，还含有少量铁、钙、镁等杂质，硫酸焙烧后水浸，浸出液中含Li+、K+、Al³+、Fe³+、Ca²+、Mg²+、F-等，下列关于浸出液除杂的方法合理的有A.加入SiO2固体除去溶液中的F-离子B.加入适量石灰乳，可以除去浸出液中大部分SO4²-、Mg²+和Fe³+杂质C.除钙时加入适量碳酸钠溶液，使Ca²+生成CaCO3沉淀除去D.分步调节pH，可以使Fe³+、Al³+生成氢氧化物沉淀除去，避免Li+的损失4.原子经济性是绿色化工评价工艺的核心指标，原子经济性要求反应物中的原子尽可能多的转化为目标产物，下列工艺流程符合较高原子经济性要求的有A.乙烯催化氧化法制备环氧乙烷B.淀粉发酵法生产乙醇C.甲烷和氯气光照取代法生产一氯甲烷D.丙烯催化加成水合法制备异丙醇5.过滤得到沉淀后，需要洗涤沉淀除去沉淀表面吸附的可溶性杂质，下列关于判断沉淀是否洗涤干净的方法，合理的有A.若沉淀是从氯化钠溶液中过滤得到的硫酸钡，可取最后一次洗涤液，检验其中是否含有Cl-判断沉淀是否洗净B.若沉淀是草酸钙，沉淀表面吸附的主要杂质是C2O4²-，可取最后一次洗涤液，加入酸性高锰酸钾溶液，观察溶液是否褪色判断是否洗净C.若沉淀是从硫酸铜溶液中过滤得到的氢氧化铜，可观察最后一次洗涤液是否呈现蓝色，初步判断沉淀是否洗净D.过滤洗涤时只要洗涤次数达到3次，就可以保证沉淀洗涤干净，无需检验三、填空题（每空2分，共30分）1.氯碱工业电解饱和食盐水制备氯气、氢气和烧碱，电解反应的离子方程式为____________________；电解槽中阳离子交换膜的主要作用是____________________、____________________。2.碱溶法从铝土矿中提取铝，铝土矿主要杂质为Fe2O3和SiO2，碱浸后，浸出液中铝元素的主要存在形式是____________________（填化学式）；过滤除去不溶杂质后，向浸出液中通入过量CO2，得到Al(OH)3沉淀，该反应的离子方程式为____________________；该步骤不选用盐酸代替CO2的原因是____________________。3.工业制备高锰酸钾工艺中，锰酸钾歧化反应为：3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+K2CO3，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为____________________；歧化反应后过滤除去MnO2得到高锰酸钾粗品，已知KMnO4溶解度随温度升高显著增大，重结晶提纯高锰酸钾的操作步骤依次为：溶解、____________________、____________________、过滤、干燥，得到纯品。4.湿法浸出黄铜矿时，用FeCl3溶液作为浸出剂，CuFeS2被Fe3+氧化，Cu转化为Cu²+，Fe转化为Fe²+，S元素转化为单质S，该反应的离子方程式为____________________。5.以磷酸钙矿、硫酸、氨气为原料制备磷酸二氢铵，磷酸钙与硫酸反应得到磷酸和硫酸钙，该反应能够发生的原因是____________________；过滤除去硫酸钙后，向磷酸溶液中通入氨气中和，控制pH为4~5得到磷酸二氢铵，若中和过程pH过高，会导致产物中____________________（填化学式）含量升高，降低磷酸二氢铵的纯度。四、简答题（共25分）1.（封闭型，12分）工业生产烧碱有苛化法和电解法两种工艺，苛化法是用纯碱和石灰乳为原料反应制备烧碱，回答下列问题：（1）写出苛化法制备烧碱的化学方程式，并说明该反应能够发生的原理。（6分）（2）苛化反应完成后，如何分离得到烧碱溶液？若得到的烧碱溶液中混有少量碳酸钠杂质，设计简单的实验鉴别碳酸钠杂质的存在。（6分）2.（开放型，13分）双酚A是生产环氧树脂、聚碳酸酯的核心化工原料，工业上用苯酚和丙酮在酸性催化剂作用下反应制备双酚A，反应原理为：2C6H5OH+(CH3)2CO→(HOC6H4)2C(CH3)2+H2O。已知丙酮沸点为56.5℃，苯酚沸点为181.8℃，双酚A室温下为固体，熔点为158℃，难溶于水，易溶于丙酮、苯酚等有机溶剂，现有生产设备：减压蒸馏装置、重结晶装置、萃取分液装置、离子交换柱。请结合杂质和产物的性质，设计合理的粗产物提纯方案，说明选择该方案的理由。五、综合应用题（共45分）1.（综合分析题，22分）工业上以黄铜矿（主要成分为CuFeS2，含少量SiO2、PbS杂质）为原料制备硫酸铜晶体，同时得到副产物铅矾（PbSO4）和氧化铁，工艺流程如下：黄铜矿→焙烧→稀硫酸酸浸→过滤→滤渣1→提纯得到铅矾产品；滤液→氧化除铁→过滤→滤饼→煅烧得到氧化铁；除铁后滤液→除杂→过滤→滤液→蒸发浓缩、冷却结晶→过滤得到硫酸铜晶体。回答下列问题：（1）焙烧过程中黄铜矿与空气中氧气反应，生成CuO、Fe2O3和SO2，写出该反应的化学方程式。（4分）（2）酸浸时选用稀硫酸作为浸出剂，不直接用浓硫酸浸出焙烧产物，说明原因。（4分）（3）酸浸过滤后，滤渣1的主要成分除SiO2外还有什么物质？为什么该物质会以沉淀形式存在？（4分）（4）除铁过程中，先加入MnO2将Fe²+氧化为Fe³+，再加入CuO调节pH使Fe³+沉淀为Fe(OH)3除去，写出酸性条件下MnO2氧化Fe²+的离子方程式，说明选择CuO调节pH而不选择NaOH、氨水的原因。（6分）（5）蒸发浓缩硫酸铜溶液制备硫酸铜晶体时，为什么不能将溶液直接蒸干？（4分）2.（计算综合题，23分）五氧化二钒是重要的硫酸工业催化剂，工业上从含V2O5的废催化剂中回收V2O5，工艺流程如下：废催化剂粉碎→碳酸钠碱浸（80℃）→过滤→滤液离子交换吸附钒→解吸得到含钒解吸液→酸性条件下加入氯化铵沉钒，得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀→过滤洗涤→煅烧得到纯V2O5。已知：①碱浸时V2O5与碳酸钠反应生成可溶性NaVO3，Al2O3、SiO2分别反应生成NaAlO2、Na2SiO3，NiO、Fe2O3不反应，留在滤渣中；②室温下NH4VO3的溶度积常数Ksp(NH4VO3)=3.0×10^-8，V的摩尔质量为51g/mol，V2O5摩尔质量为182g/mol。回答下列问题：（1）写出V2O5与碳酸钠碱浸反应的化学方程式。（4分）（2）碱浸过程温度控制在80℃，不采用更高温度，说明原因。（4分）（3）沉钒反应达到平衡后，母液中c(NH4+)=1.0mol/L，计算室温下母液中残留的VO3-的浓度，单位为mg/L。（5分）（4）现有10t该废催化剂，废催化剂中V2O5的初始质量分数为70%，经过上述工艺后最终得到4.7t纯V2O5，计算V2O5的回收率。（4分）（5）偏钒酸铵煅烧分解得到V2O5，分解反应除V2O5外还有NH3和H2O生成，写出分解反应的化学方程式，并说明煅烧过程需要通入少量空气的原因。（6分）参考答案及解析一、单项选择题（每题3分，共30分）1.A解析：研磨粉碎固体可以增大固体的比表面积，增大反应物之间的接触面积，从而加快反应速率，提高铁元素的浸出率，A正确；只有催化剂可以改变反应的活化能，预处理操作无法改变反应的活化能，B错误；研磨不会改变反应的热力学性质，无法改变反应的平衡和产物生成比例，C错误；研磨本身需要消耗额外能量，不会降低酸浸过程的总能耗，D错误。2.B解析：石煤提钒焙烧过程中通常加入氧化剂将低价钒氧化为可溶性的高价钒，残留的氧化性物质会氧化盐酸中的Cl-生成有毒的Cl2，造成大气污染，因此通常选用硫酸不选用盐酸，B正确；盐酸是一元强酸，相同物质的量浓度的盐酸中H+浓度高于硫酸，酸性不是不选用盐酸的原因，A错误；盐酸粘度与硫酸差异不大，不会影响固液分离，C错误；工业盐酸价格低于工业硫酸，D错误。3.B解析：H2O2氧化Fe²+生成Fe³+，自身被还原为H2O，不会引入新的杂质离子，是最适合的氧化剂，B正确；KMnO4氧化Fe²+后会引入Mn²+、K+等新杂质，A错误；NaClO氧化Fe²+后会引入Na+杂质，C错误；Cl2氧化Fe²+后会引入Cl-杂质，D错误。4.A解析：温度升高，吸附量增大，说明温度升高平衡正向移动，正向反应是吸热过程，因此低温段吸附是吸热过程，A说法错误；温度过高会破坏吸附剂的多孔结构，导致有效吸附位点减少，吸附量下降，B说法正确；升高温度可以加快吸附速率，缩短达到平衡的时间，C说法正确；物理吸附一般放热，化学吸附一般吸热，低温下化学吸附速率慢，升高温度化学吸附速率加快吸附量升高，温度过高后物理吸附脱附占主导，同时吸附剂结构被破坏，吸附量下降，因此是物理吸附和化学吸附共同作用，D说法正确。本题选错误项，答案为A。5.C解析：除去SO4²-加入的过量Ba²+需要用Na2CO3除去，因此Na2CO3必须在BaCl2之后加入，C选项中BaCl2在Na2CO3之后加入，过量的Ba²+无法除去，因此不能得到合格的精盐，C符合题意；ABD中Na2CO3均在BaCl2之后，过量的Ba²+可以被CO3²-除去，过量的CO3²-可以被HCl除去，因此ABD可以得到合格精盐。6.B解析：氨碱法中氨是反应的媒介，本身不消耗，回收循环利用氨可以避免氨的浪费，降低纯碱生产的整体生产成本，B正确；提高氯化钠利用率是侯氏制碱法的特点，氨碱法中氯化钠的利用率较低，氨循环不能提高氯化钠的利用率，A错误；氨循环不影响二氧化碳的排放量，C错误；氨循环不影响纯碱的纯度，D错误。7.A解析：根据萃取反应方程式，c(H+)减小，平衡正向移动，更多的Ni²+转化为NiR2进入有机相，萃取率提高，A正确；pH升高Ni²+水解生成Ni(OH)2沉淀，无法进入有机相，会降低萃取率，B错误；HR是有机弱酸，pH升高HR会转化为R-，溶解性反而下降，C错误；中和放热量很小，对温度的影响可以忽略，不是萃取率升高的原因，D错误。8.C解析：合理的循环利用虽然会增加少量能耗，但是会提高原料利用率，整体上提高经济效益，C错误；ABD描述均正确。9.B解析：MnS与Cu²+、Ni²+反应转化为更难溶的CuS、NiS沉淀，过滤即可除去，过量的MnS也可以过滤除去，不会引入新的杂质离子，B正确；Zn粉会还原Fe³+、Cu²+、Ni²+，引入杂质，还会导致需要重新除杂，A错误；NaOH会沉淀Mn²+和Zn²+，导致目标产物损失，C错误；Na2S会引入Na+杂质，D错误。10.C解析：TiCl4的沸点约为136℃，杂质SiCl4沸点约为57.6℃，AlCl3、FeCl3沸点分别为180℃、315℃，各组分沸点差异较大，因此可以通过精馏（蒸馏）的方法分离提纯，C正确；TiCl4常温下是液体，不能用重结晶，A错误；都是液态杂质，不能过滤分离，B错误；萃取需要额外溶剂，分离成本高，工业不采用，D错误。二、多项选择题（每题4分，共20分）1.BCD解析：温度过高可能会导致某些目标物质分解，或者杂质的浸出率升高，不利于后续提纯，因此不是温度越高越好，A错误；搅拌可以增大固液接触，加快浸出速率，B正确；酸性条件下易水解金属阳离子的水解被抑制，不会生成沉淀留在渣中，提高浸出率，C正确；气态反应物溶解度随压强增大而升高，增大压强可以提高浸出率，D正确。2.BCD解析：过量Cl2会将I2进一步氧化为IO3-，导致碘的产率下降，因此Cl2不是越多越好，A错误；萃取的原理就是利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度差异，I2在四氯化碳中溶解度远大于水，因此可以萃取，B正确；I2与浓NaOH发生歧化反应生成NaI和NaIO3，都溶于水，进入水相，酸化后I-和IO3-发生归中反应重新生成I2，C正确；碘易升华，升华法可以得到高纯度的碘，D正确。3.BCD解析：SiO2与F-不反应，除去F-通常加入钙盐生成难溶的CaF2沉淀，A错误；石灰乳中OH-可以使Fe³+、Mg²+生成氢氧化物沉淀，Ca²+可以和SO4²-生成微溶的CaSO4沉淀除去大部分SO4²-，B正确；CaCO3难溶，加入碳酸钠可以沉淀Ca²+，C正确；Fe(OH)3和Al(OH)3的溶度积远小于LiOH，因此调pH可以沉淀Fe³+和Al³+，Li+不会沉淀，D正确。4.AD解析：乙烯催化氧化制环氧乙烷的反应为2C2H4+O2→2C2H4O，所有原子都转化为目标产物，原子利用率100%，符合原子经济性要求；丙烯催化水合制异丙醇是加成反应，原子利用率100%，符合要求，AD正确；淀粉发酵制乙醇的反应为(C6H10O5)n+nH2O→2nC2H5OH+2nCO2，生成副产物二氧化碳，原子利用率低，B错误；甲烷和氯气取代生成一氯甲烷，同时生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl，副产物多，原子利用率低，C错误。5.ABC解析：洗涤干净与否和洗涤次数没有必然关系，和沉淀颗粒大小、杂质浓度有关，因此即使洗涤三次也需要检验，D错误；若沉淀是硫酸钡，表面吸附NaCl，检验洗涤液中是否有Cl-即可判断是否洗净，A合理；草酸钙表面吸附C2O4²-，C2O4²-可以使酸性高锰酸钾褪色，因此检验即可判断，B合理；Cu²+在溶液中显蓝色，若洗涤液不显蓝色说明已经洗净，C合理。三、填空题（每空2分，共30分）1.┌\ce2C22.┌\ceNaA3.┌2:1┐4.┌5.┌硫酸四、简答题（共25分）1.（1）化学方程式：\ceN（2）苛化反应生成碳酸钙难溶固体，通过过滤操作即可除去碳酸钙，得到烧碱溶液（2分）。鉴别方法：取少量待测烧碱溶液，加入过量氯化钙（或氯化钡）溶液，若产生白色沉淀，说明含有碳酸钠杂质，若无白色沉淀生成，说明不含碳酸钠；也可以取少量待测液，加入过量稀盐酸，若产生能使澄清