选择题研究3　无机化工微流程

选择题研究3无机化工微流程01.研真题

明确考向02.固主干

夯实必备03.题型练

提升考能内容索引01.研真题明确考向【真题】(2025·黑吉辽蒙卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)＝10－20.4，下列说法错误的是(

)A．硫酸用作催化剂和浸取剂B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生C．“浸出”时，3种金属元素均被还原D．“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2－)＝10－20.4答案：C解析：矿石(含MnO2、Co3O4、Fe2O3)经过硫酸和稻草浸出过滤得到滤液，滤液含有Fe3+、Mn2+、Co2+，加入Na2CO3沉铁得到FeOOH，过滤，滤液再加入Na2S沉钴得到CoS，过滤最后得到MnSO4溶液。加入硫酸和稻草浸出，硫酸作催化剂和浸取剂，A正确；

生物质(稻草)是可再生的，且来源广泛，B正确；

根据图示可知，“浸出”时，Fe的化合价没有变化，Fe元素没有被还原，C错误；

“沉钴”后的上层清液存在CoS的沉淀溶解平衡，满足Q＝Ksp＝c(Co2+)·c(S2－)＝10－20.4，D正确。【高考动向】以选择题的形式考查工艺流程题是新高考重点题型，且呈逐年走“俏”的趋势。一般以简单的无机物的制备工艺，废料、废水中提取回收物质的工艺等为载体，考查加入试剂的作用、滤渣的成分、反应的化学(离子)方程式等。这种考查方式综合性强，思维容量大，在有限的篇幅内，囊括的知识点较多，更注重对考生提取信息、解决实际问题能力的考查。02.固主干夯实必备主干知识1.解题方法——四线分析法(1)试剂线：分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。(2)操作线：分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。(3)杂质线：分清各步去除的杂质，杂质的去除顺序、方法及条件等。(4)产品线：工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化。2．常考原料预处理阶段各操作的目的研磨、粉碎等增大反应物的接触面积，增大反应速率，提高原料转化率、利用率、浸取率灼烧(煅烧、焙烧)除去有机物；使无机物分解为金属氧化物等，便于后续浸取、溶解浸取水浸：分离水溶性和非水溶性的物质酸浸

:溶解金属、金属氧化物、难溶性碱或碳酸盐等碱浸:除去油污、溶解酸性氧化物、溶解铝及其化合物等03.题型练提升考能

答案：B

2．(2025·甘肃卷)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如图。下列说法正确的是(

)A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式：2Fe＋3Cu2+===3Cu＋2Fe3+B．“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，Al(OH)3沉淀越完全C．“氧化”过程中铁元素化合价降低D．“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质答案：D解析：酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)加入铁粉“沉铜”，置换出Cu单质，溶液加入NaOH碱浸，过滤得到Al(OH)3沉淀，滤液加入H2O2，把Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀，在经过多步操作，最后加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀。“沉铜”过程中铁置换出铜单质，发生反应的离子方程式为Fe＋Cu2+===Cu＋Fe2+，A错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，NaOH过量，则Al(OH)3会溶解，B错误；“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+，铁元素化合价升高，C错误；加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀，利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质，D正确。3．(2025·山东卷)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。已知：Fe2(C2O4)3能溶于水；Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9，Ksp(FeC2O4)＝3.2×10－7。下列说法错误的是(

)A．试剂X可选用Fe粉B．试剂Y可选用盐酸C．“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中D．“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少答案：A解析：钢渣通过盐酸酸浸，得到滤液Ⅰ中含有Fe2+、Fe3+、Ca2+等，滤渣Ⅰ为SiO2，滤渣Ⅰ加入NaOH溶液碱浸，得到含有Na2SiO3的浸取液，加入试剂Y盐酸生成硅酸沉淀，最后得到SiO2，滤液Ⅰ加入试剂X和H2C2O4分离，由于Fe2(C2O4)3能溶于水，试剂X将Fe2+氧化为Fe3+，再加入H2C2O4，使CaC2O4先沉淀，滤渣Ⅱ为CaC2O4，滤液Ⅱ中有Fe3+。加入试剂X的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂X应该是氧化剂，不可以是Fe粉，A错误；加入试剂Y，将Na2SiO3转化为H2SiO3沉淀，最后转化为SiO2，试剂Y可以是盐酸，B正确；

4．(2024·湖南卷)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如图。已知：①H3PO4的电离常数为K1＝6.9×10－3，K2＝6.2×10－8，K3＝4.8×10－13；②Na2HPO4·12H2O易风化。下列说法错误的是(

)A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液B．“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4C.“结晶”工序中溶液显酸性D．“干燥”工序需在低温下进行答案：C解析：铁是较活泼金属，可与H3PO4反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液，A正确。若“中和”工序加入Na2CO3过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入H3PO4；若“中和”工序加入H3PO4过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入NaOH。所以“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4，B正确。

题型预测5.(2025·山东济南二模)从炼钢粉尘(主要含Fe2O3、Fe3O4和ZnO)中提取Zn的流程如图。已知：“盐浸”时ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+，仅少量铁元素浸出；Ksp(ZnS)＝1.0×10－23。下列说法正确的是(

)A．“盐浸”主要离子反应：ZnO＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2+＋3H2O＋2OH－B．“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3C．“沉锌”的离子反应：[Zn(NH3)4]2+＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2OD．“滤液”可直接循环利用答案：C

“沉锌”过程中[Zn(NH3)4]2+和S2－反应生成ZnS和NH3·H2O，离子方程式为[Zn(NH3)4]2+＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O，C正确；“沉锌”后得到的滤液主要成分为NH4Cl，可以返回到“盐浸”循环使用，因此需要控制(NH4)2S的用量，让“沉锌”后的滤液中只含NH4Cl，D错误。6．(2025·四川雅安二模)从锂离子电池正极材料LiCoO2(含少量金属Cu)中提取Li和Co，并将得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧，可实现LiCoO2的再生。一种现行回收工艺的流程如图所示。已知：Ksp[Co(OH)2]＝6×10－15，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20。

答案：B

7.[Co(NH3)6]Cl3(三氯六氨合钴)是合成其他含钴配合物的重要原料，其晶体制备流程如下，下列说法错误的是(

)A．活性炭的作用是催化剂B．已知氧化步骤需控温在60℃进行，则H2O2溶液应缓慢滴加C．操作X中加入盐酸的目的是提供酸性环境D．[Co(NH3)6]3+是以Co3+为中心的正八面体结构，则[Co(NH3)4Cl2]+的空间结构可能有2种答案：C解析：将CoCl2和NH4Cl加水溶解，加入浓氨水和活性炭，在活性炭的催化作用下发生配合反应，加入H2O2将Co2+氧化为Co3+，趁热过滤，将活性炭除去，再加入浓盐酸，增大Cl－浓度，使[Co(NH3)6]Cl3的溶解平衡[Co(NH3)6]Cl3(s)⇌[Co(NH3)6]3+(aq)＋3Cl－(aq)逆向移动，促使[Co(NH3)6]Cl3晶体析出，过滤，即可得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。在流程中，活性炭在配合步骤加入，在趁热过滤步骤被除去，其作用是作为催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率，A正确；氧化步骤中H2O2作氧化剂，将Co的低价态化合物氧化，控温60℃进行，H2O2溶液缓慢滴加可防止反应过于剧烈，温度过高导致H2O2分解，B正确；操作X中加入浓盐酸，目的是增大Cl－浓度，使[Co(NH3)6]Cl3的溶解平衡[Co(NH3)6]Cl3(s)⇌[Co(NH3)6]3+(aq)＋3Cl－(aq)逆向移动，有利于[Co(NH3)6]Cl3晶体析出，而不只是提供酸性环境，C错误；[Co(NH3)6]3+是以Co3+为中心的正八面体结构，[Co(NH3)4Cl2]+中两个Cl－可以处于相邻(顺式)和相对(反式)位置，空间结构可能有2种，D正确。8．(2025·河北石家庄一模)白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如图。已知：H3BO3微溶于水，易溶于乙醇；偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是(

)A．“滤渣1”的主要成分是SiO2B．“气体”的主要成分是NO2C．“操作X”涉及蒸发浓缩、冷却结晶、过滤D．“反应Y”的化学方程式是NaBO2＋2MgH2===2MgO＋NaBH4答案：B解析：由题干流程图可知，将白硼钙石的主要成分Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe