2026《金版教程》高考复习方案化学创新版-高考题型专项突破 突破化学工艺流程题

0第五章非金属及其重要化合物高考题型专项突破

突破化学工艺流程题专项作业(一)03目录CONTENTS题型突破01题型专练02专项作业(二)04题型突破一、试题特点1．以与化工生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心，以流程图、装置图为信息背景，以物质的性质、转化、分离等为考点，将化学用语、元素化合物知识、化学反应原理、实验(仪器、操作等)、化学计算等内容有机融合。2．题目的陌生度很高，通常出现较多的新名词、新物质、新方法、新设备等。问题的设置一般包括化学实验仪器的识别与选用、实验基本操作方法、陌生化学方程式或离子方程式的书写、化学计算、绿色化学思想等。二、工业生产流程的主线和核心1．中学化学中涉及的工业生产：工业制粗硅、制漂白粉、工业制硫酸、合成氨工业、工业制硝酸、氯碱工业、工业制玻璃、工业制纯碱。2．化工生产流程图模版三、工业流程题中常用的关键词1．灼烧(煅烧、焙烧)：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质，如海带中提取碘。2．酸：溶解，去氧化物(膜)，调节pH促进水解(或生成沉淀)。3．碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解(或生成沉淀)。4．盐：用于吸收气体，如碳酸钠、亚硫酸钠溶液吸收CO2、SO2，FeCl2溶液用于吸收Cl2，亚硫酸氢铵溶液用于吸收NH3等等。5．氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去的离子(或沉淀)。6．还原剂：还原某物质，转化某物质、获得某种产品等。7．调pH：通过加入氧化物等方法调节pH，促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离。8．加热(煮沸、蒸馏、分馏等)：促进水解，聚沉后利于分离物质，等等。四、确定工艺流程中重要物质的方法1．循环物质的确定2．副产品的判断3．滤渣、滤液成分的确定要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步中与每一种试剂反应的情况：(1)反应过程中哪些物质(离子)消失了。(2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子，还要考虑这些离子间是否会发生反应。五、记忆答题术语，规范作答1．增大原料浸出率(离子在溶液中含量的多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。2．加热的目的：加快反应速率或促使平衡向某个方向移动。3．温度不高于x

℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成物质挥发(如浓盐酸)、分解(如H2O2)、氧化(如Na2SO3)或促进物质水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。4．从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法：蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、乙醇洗)、干燥。5．从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：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)、洗涤、干燥。6．减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止物质受热分解、挥发(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)。7．冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并减少被洗涤物质在洗涤过程中的溶解损耗。8．乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。9．蒸发时的气体环境：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。10．事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的气体(如氧气)，防止物质被氧化。题型专练解析：重晶石矿(主要成分BaSO4)通过一系列反应转化为BaS溶液；加盐酸酸化，生成BaCl2和H2S气体；在BaCl2溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Ba(OH)2·8H2O；过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；Ba(OH)2·8H2O加水溶解后，加入Ti(OC4H9)4，进行合成反应，得到BaTiO3粗品，洗涤得到最终产品。由分析可知，“气体”主要成分为H2S气体，“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH，A错误；“合成反应”是Ba(OH)2·8H2O和Ti(OC4H9)4反应生成BaTiO3，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C错误；“洗涤”时，若使用稀H2SO4，BaTiO3会部分转化为难溶的BaSO4，故不能使用稀H2SO4，D错误。3．(2024·辽宁卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是(

)锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)A.“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全B．“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O2===2Cu2＋＋H2↑＋2H2OC．“脱氯”反应：Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuClD．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn离子Zn2＋Cu2＋Cl－浓度(g·L－1)1450.031解析：铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O，再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，可知“脱氯”步骤发生反应的离子方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2＋可在阴极得到电子生成Zn。由分析得，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，A错误；由上述分析可知，B、D错误。4．(2023·福建卷)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下：“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列说法错误的是(

)A．“盐浸”过程若浸液pH下降，需补充NH3B．“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3C．“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2OD．应合理控制(NH4)2S用量，以便滤液循环使用解析：“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，发生反应ZnO＋4NH3＋H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－，氯化铵的作用是抑制一水合氨电离，Fe2O3、Fe3O4不反应，通入空气氧化后Fe3O4转化为Fe2O3，滤渣为Fe2O3，“沉锌”过程发生反应为[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O，经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液NH4Cl。由分析可知，“滤渣”的主要成分为Fe2O3，B错误。5．(2023·河北卷)一种以锰尘(主要成分为Mn2O3，杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯MnCO3的清洁生产新工艺流程如下：已知：室温下相关物质的Ksp如下表。Al(OH)3Mg(OH)2Ca(OH)2Fe(OH)210－32.910－11.310－5.310－16.3Fe(OH)3Mn(OH)2MgF2CaF210－38.610－12.710－10.310－8.3解析：由上述分析可知，A、D正确；结合题表中数据可知，除杂①工序中调pH为5～6，此时会产生Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，B正确；由于Ksp(MgF2)<Ksp(CaF2)，故Ca2＋、Mg2＋浓度接近时，先析出MgF2沉淀，C错误。6．(2024·河北卷)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。已知：ⅰ.石煤是一种含V2O3的矿物，杂质为大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。ⅱ.高温下，苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题：(1)钒原子的价层电子排布式为________；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为________，产生的气体①为________(填化学式)。(2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为________(填化学式)。(3)在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为________________________________________________；CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为___________________________________________________；浸取后低浓度的滤液①进入___________(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。3d34s2＋5

CO2

NaAlO2离子交换(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为________(填化学式)。(5)下列不利于沉钒过程的两种操作为________(填标号)。a．延长沉钒时间Tb．将溶液调至碱性c．搅拌d．降低NH4Cl溶液的浓度NaClbd7．(2024·新课标卷)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10－5mol·L－1)时的pH：Fe3＋Fe2＋Co3＋Co2＋Zn2＋开始沉淀的pH1.56.9－7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2回答下列问题：(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是_________________________________________________；“滤渣1”中金属元素主要为________。(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是____________________________________________________________。取少量反应后的溶液，加入化学试剂__________________检验______，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为____________________________________________________、__________________________________。(4)“除钴液”中主要的盐有____________________(写化学式)，残留的Co3＋浓度为________mol·L－1。

增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率Pb

将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，以便在后续调pH时除去Fe元素K3[Fe(CN)6]溶液Fe2＋ZnSO4、K2SO4

10－16.7专项作业(一)[建议用时：40分钟]选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．(2025·吉林省白山市高三质量检测)我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合，发明了联合制碱法，使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，该生产方法在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图，下列说法错误的是(

)A．从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水B．NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0～10℃C．循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染D．沉淀池中反应的化学方程式：2NH3＋CO2＋2NaCl＋H2O===2NH4Cl＋Na2CO3解析：沉淀池中反应的化学方程式：NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓，D错误。

解析：Fe(OH)2开始沉淀的pH约为6.5，沉铁步骤中为防止生成Fe(OH)2，应控制溶液的pH不大于6.5，与缓慢加入FeSO4溶液无关，故D错误。4．(2025·河南省信阳高级中学高三质量检测)随着现代工业发展，SO2烟气排放量急剧增加。利用气相还原法将SO2还原为硫黄是目前烟气脱硫研究的热点，原理是在一定温度下(200～300℃)将SO2烟气通过固体还原剂，使SO2中的氧原子转移到固体还原剂上，从而实现SO2的还原，其流程如图所示，下列说法错误的是(

)A．再生塔中，生成的另一种物质的化学式为CaSB．脱硫塔中，CaS与SO2反应的物质的量之比为1∶2C．三个装置中均发生了氧化还原反应D．脱硫过程中，当产生48g单质S2时，转移电子的物质的量为3mol5．(2025·福建省泉州市第五中学高三质量检测)SbOCl可作白色颜料，利用废液(含有Sb3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－)制备SbOCl的工艺流程如图所示。下列说法中错误的是(

)A．“还原”流程中，“滤渣”的成分有铜和铁B．“水解”流程中，加水能够促进Sb3＋的水解C．“水解”流程的离子反应是Sb3＋＋Cl－＋H2O===SbOCl↓＋2H＋D．“洗涤”流程加入的稀盐酸能换成NaCl溶液解析：废液加入铁粉发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋和Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu两个反应，滤渣中有生成的铜和过量的铁，加水稀释可以让Sb3＋水解生成SbOCl，最后用稀盐酸洗去表面的杂质离子如Fe2＋。“洗涤”流程加入的稀盐酸若换成NaCl溶液，会引入Na＋杂质，故D错误。解析：机械粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，A错误；酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的Al3＋、Fe2＋和Zn2＋离子，B错误；电解精炼时粗铜在阳极发生氧化反应，逐步溶解，D错误。解析：

8．(2025·安徽师范大学附属中学高三质量检测)我国自主研制的055型万吨级驱逐舰上使用了新一代国产有源相控阵雷达，采用了先进的氮化镓(GaN)半导体技术。某工厂利用铝土矿(主要成分为Al2O3、Ga2O3、Fe2O3)为原料制备GaN的流程如图所示。已知镓与铝同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物，能与强酸、强碱溶液反应，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(

)解析：生成GaN的反应为可逆反应，因此1molGa并不能完全参与反应，转移电子数小于3NA，C错误。9．三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。某小组用含镍废料(主要成分为NiO、Ni2O3、FeO、MgO、SiO2等)制取Ni2O3的工艺流程如图所示。下列说法错误的是(

)已知：①常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝10－38，Ksp[Ni(OH)2]＝10－15。②溶液中离子浓度≤1×10－5mol·L－1时可认为离子沉淀完全。③“酸浸”过程中有无色无臭、助燃的气体生成。10．某铜冶炼厂烟气净化工序中的“含砷废水”中主要含有HAsO2、硫酸及少量Cu2＋、Fe3＋等，以其为原料制备As2O3的工艺流程如图所示。已知：部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表所示。金属离子Fe3＋Cu2＋开始沉淀的pH1.54.7完全沉淀的pH3.26.7下列说法错误的是(

)A．“沉铁”时调pH的范围是3.2≤pH<4.7B．“滤渣2”含有Cu(AsO2)2和Cu(OH)2C．“还原”过程中生成红盐的化学方程式为3Cu(AsO2)2＋3SO2＋6H2O===Cu3(SO3)2·2H2O＋6HAsO2＋H2SO4D．“一系列操作”仅涉及物理变化解析：专项作业(二)[建议用时：40分钟]1．(2024·海南卷)锰锌铁氧体(MnxZn1－yFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和FeC2O4·2H2O，可用于电池、催化剂等行业，其工艺流程如下：回答问题：(1)氨浸的作用是将________元素(填元素符号)有效转移到水溶液中。Zn(2)煮沸含有配合物的溶液B，产生混合气体，经冷凝后所得溶液可循环用于氨浸，该溶液是________。(3)沉锰反应的离子方程式为________________________________________________________________________________。某次实验时，将原料中的Mn以MnO2·nH2O形式定量沉淀完全，消耗了2.0molKMnO4，并产出81gZnO(纯度为99.9%)，则该原料MnxZn1－yFe2O4化学式中x＝________。(4)沉铁时，选择K2C2O4是为了便于从滤液中回收有价值的钾盐________(填化学式)。该钾盐在种植业中的一种用途是__________________________。氨水0.75K2SO4做钾肥(或其他合理用途)3.1×1042．(2025·广东省高三一调)镍是重要战略金属资源，一种从某高镁低品位铜镍矿(主要成分为CuFeS2、FeS2、3NiO·4SiO2·H2O、3MgO·4SiO2·H2O等)中回收Cu、Ni的工艺流程如图所示：已知：Ksp[Ni(OH)2]＝2×10－15回答下列问题：(1)NaFe3(SO4)2(OH)6中，Fe元素的化合价为________。＋3(2)为提高“氧压浸出”的速率，可行的操作有_____________________________________________________(任填一个)。(3)“氧压浸出”中CuFeS2发生的化学反应方程式为______________________________________________________________。(4)“沉铁”时加入MgO先是除去过量的H＋，后是调节溶液pH促使沉铁进行，沉铁反应的离子方程式为________________________________________________________。(5)“滤液”中c(Ni2＋)＝0.2mol·L－1，“沉镍”时控制pH为8.50，此时Ni2＋的沉淀率为________。(结果保留一位小数)。适当升高温度、适当增大硫酸浓度等(合理答案均可)4CuFeS2＋5O2＋10H2SO4===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋8S＋10H2O99.9%3．(2025·江西省宜春市高三月考)生产锂离子电池的废料含铝、锂、钴，废料中的铝以金属铝箔存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在；锂混杂于其中。从废料中回收金属铝和碳酸钴(CoCO3)的工艺流程如下：回答下列问题：(1)钴的某种核素含有27个质子，33个中子，该核素的符号为________。(2)写出“碱浸”时发生的化学方程式______________________________________。(3)“含铝滤液”经过三步反应和多步操作，可以制得金属铝，第一步反应是通入过量某种气体，该反应的离子方程式为____________________________________。(4)“浸出”是在80～90℃条件下，用硫酸酸化后加Na2S2O3溶液进行，产物中无沉淀且只有一种酸根，则浸出Co2＋的化学方程式为____________________________________________________________；该步骤可用盐酸代替硫酸和Na2S2O3作浸出剂，但缺点是_________________________________________。2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑4Co2O3·CoO＋Na2S2O3＋11H2SO4===12CoSO4＋Na2SO4＋11H2OCo2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境(5)写出“沉钴”生成CoCO3的离子方程式为________________________________。(6)某研究小组进行如下实验：在空气中，将35.7gCoCO3粉末加热一段时间后，余下固体是含＋2和＋3价钴的氧化物，质量为23.7g，该反应的化学方程式为______________________________________。8CoCO3＋O2===2Co2O3＋4CoO＋8CO2请回答：(1)滤渣1的主要成分为________。(2)结合下列图表选择“加压氨浸”的最佳条件__________________________________________________。Fe2O3氧分压1.2MPa、浸出温度120℃、浸出时间2h

(3)“加压氨浸”过程中“加压”的目的是____________________________、____________________________________________；Cu发生反应的化学方程式为______________________________________________________________。(4)“加压氧化”的目的是氧化残留的________(填离子符号)。(5)“除钴”过程中发生反应的离子方程式为__________________________。(6)流程中可以循环利用的物质有__________________________(填化学式)。加快浸取速率促进浸取平衡正向移动，提高浸取率2Cu＋O2＋4NH3＋2(NH4)2SO4===2[Cu(NH3)4]SO4＋2H2OCo2＋＋H2S===CoS↓＋2H＋NH3、(NH4)2SO4、H2SO4解析：由题给流程可知，向紫硫镍铁矿石中加入硫酸铵溶液后，通入适量氧气、氨气加压氨浸，将镍元素、钴元素转化为六氨合镍离子、六氨合钴离子，铜元素转化为四氨合铜离子，铁元素转化为氧化铁，硫元素转化为硫酸根离子和硫代硫酸根离子，过滤得到含有氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸、硫酸铵溶液，在383K条件下蒸氨沉铜，将铜元素转化为硫化铜沉淀，将镍元素、钴元素转化为硫酸镍、硫酸亚钴，过滤得到硫化铜和滤液，蒸氨得到的氨气可以循环使用；向滤液中通入过量的氧气加压氧化，将溶液中的硫代硫酸根离子转化为硫酸铵和硫酸，向氧化后的溶液中通入氢气，在518K、4100kPa条件下，液相氢还原，将溶液中的硫酸镍转化为硫酸和镍，过滤得到粗镍和滤液；向滤液中通入硫化氢气体，将溶液中的亚钴离子转化为硫化亚钴沉淀，过滤得到硫化亚钴和含有硫酸、硫酸铵的可以循环使用的滤液。(3)“加压氨浸”过程中“加压”可以增大氧气和氨气的浓度，有利于加快浸取速率，促进浸取平衡正向移动，提高浸取率；紫硫镍铁矿石中铜单质发生的反应为铜与氧气、氨气和硫酸铵反应生成硫酸四氨合铜和水，反应的化学方程式为2Cu＋O2＋4NH3＋2(NH4)2SO4===2[Cu(NH3)4]SO4＋2H2O。5．氧化锌是一种功能材料。利用锌焙砂(主要成分为ZnO，含As2O3及铅、铜、