專題16 工藝流程題1〔2023·全國甲卷〕(ZnSO是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫4酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO

，雜質(zhì)為SiO3

以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：此題中所涉及離子的氯氧化物溶度積常數(shù)如下表：離子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+Ksp 4.01038 6.71017

2.21020

8.01016 1.81011答復(fù)以下問題：菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為 。為了提高鋅的浸取效果，可實(shí)行的措施有 、 。(3)參加物質(zhì)X調(diào)溶液pH=5，最適宜使用的X是 (填標(biāo)號)。A．NHHO B．Ca(OH) C．NaOH3 2 2濾渣①的主要成分是 、 、 。向80~90℃的濾液①中分批參加適量KMnO溶液充分反響后過濾，濾渣②中有MnO，該步反響的離子4 2方程式為 。濾液②中參加鋅粉的目的是 。濾渣④與濃HSO反響可以釋放HF并循環(huán)利用，同時得到的副產(chǎn)物是 、 。2 42〔2023·全國乙卷〕廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO、PbO、PbO和Pb。還有少量B、F、Al4 2的鹽或氧化物等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源，通過以下圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表：難溶電解質(zhì) PbSO PbCO BaSO BaCO4 3 4 3Ksp 2.5108 7.41014 1.11010 2.6109肯定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時的pH如下表：323232開頭沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH答復(fù)以下問題：3.28.34.69.1

Fe(OH)

Fe(OH)

Al(OH)

Pb(OH)在“脫硫”中PbSO轉(zhuǎn)化反響的離子方程式為 ，用沉淀溶解平衡原理解釋選擇NaCO的緣由4 2 3 。在“脫硫”中，參加NaCO不能使鉛膏中BaSO完全轉(zhuǎn)化，緣由是 。2 3 4在“酸浸”中，除參加醋酸HAc)，還要參加HO。2 2(ⅰ)能被HO氧化的離子是 ；2 2(ⅱ)HO促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)，其化學(xué)方程式為 ；2 2 2(ⅲ)HO也能使PbO轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)，HO的作用是 。2 2 2 2 2 2“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是 ?！俺零U”的濾液中，金屬離子有 。3〔2023·浙江卷〕化合物X由三種元素組成，某試驗(yàn)小組按如下流程進(jìn)展相關(guān)試驗(yàn)：化合物X在空氣中加熱到800℃，不發(fā)生反響。請答復(fù)：(1)組成X的三種元素為 ；X的化學(xué)式為 。(2)溶液C的溶質(zhì)組成為 (用化學(xué)式表示)。(3)①寫出由X到A的化學(xué)方程式 。②X難溶于水，但可溶于氨水中，寫出該反響的離子方程式 。(4)設(shè)計試驗(yàn)，檢驗(yàn)尾氣中相對活潑的2種氣體 。4〔2023·廣東卷〕(RE子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：：月桂酸CH

COOH熔點(diǎn)為44C；月桂酸和CHCOO

RE均難溶于水。該工藝條件下，稀土離11 23

11 23 311 23 2 sp淀的相關(guān)pH見下表。3離子Mg11 23 2 sp淀的相關(guān)pH見下表。3離子Mg2Fe3Al3RE3開頭沉淀時的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全時的pH/3.24.7/

COO

Mg的K

1.8108，Al(OH)

開頭溶解時的pH8.8；有關(guān)金屬離子沉(1)“氧化調(diào)pH”中，化合價有變化的金屬離子是 。(2)“過濾1”前，用NaOH溶液調(diào)pH至 的范圍內(nèi)，該過程中Al3發(fā)生反響的離子方程式為 。“2”后，濾餅中檢測不到Mg元素，濾液2中Mg2濃度為2.7gL1。為盡可能多地提取RE3，可提高 月桂酸鈉的參加量，但應(yīng)確?！?”前的溶液中cCH

低于 molL1(保存兩位有效數(shù)字)。11 23①“加熱攪拌”有利于加快RE3溶出、提高產(chǎn)率，其緣由是 。②“操作X”的過程為：先 ，再固液分別。該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有 (寫化學(xué)式)。稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑PtY。3①復(fù)原YCl3

和PtCl4

熔融鹽制備Pt

Y1molPt3

Y轉(zhuǎn)移 mol電子。3②PtY/C用作氫氧燃料電池電極材料時，能在堿性溶液中高效催化O的復(fù)原，發(fā)生的電極反響為 。3 25〔2023·湖南卷〕(Ti及其合金是抱負(fù)的高強(qiáng)度、低密度構(gòu)造材料。以鈦主要成分為TiO ，含少量V、2Si和Al的氧化物雜質(zhì))為原料，制備金屬鈦的工藝流程如下：“降溫收塵”后，粗TiCl中含有的幾種物質(zhì)的沸點(diǎn)：4物質(zhì) TiCl VOCl SiCl AlCl4 3 4 3沸點(diǎn)/℃136

127 57 180答復(fù)以下問題：ΔG=ΔH-TΔS，ΔG的值只打算于反響體系的始態(tài)和終態(tài)，無視ΔH、ΔS隨溫度的變化。假設(shè)ΔG<0，則該反響可以自發(fā)進(jìn)展。依據(jù)以下圖推斷：600℃時，以下反響不能自發(fā)進(jìn)展的是 。A．C(s)O2(g)CO2(g)B．2C(s)O2(g)2CO(g)C．TiO(s)2Cl(g)TiCl(g)O(g)2 2 4 2D．TiO(s)C(s)2Cl(g)TiCl(g)CO(g)2 2 4 2TiOC、Cl，在600℃的沸騰爐中充分反響后，混合氣體中各組分的分壓如下表：2 2物質(zhì) TiCl CO CO Cl4 2 2分壓MPa 4.59102 1.84102 3.70102 5.98109①該溫度下，TiO與C、Cl反響的總化學(xué)方程式為 ；2 2②隨著溫度上升，尾氣中CO的含量上升，緣由是 。“除釩”過程中的化學(xué)方程式為 ；“除硅鋁”過程中分別TiCl中含Si、Al雜質(zhì)的方法是 。4“除釩”和“除硅、鋁”的挨次 (填“能”或“不能”)交換，理由是 。以下金屬冶煉方法與本工藝流程中參加Mg冶煉Ti的方法相像的是 。高爐煉鐵C．鋁熱反響制錳

電解熔融氯化鈉制鈉D．氧化汞分解制汞1〔2023·廣東(Al、鉬(Mo、鎳(Ni)等元素的氧化物，一種回收利用工藝的局部流程如下：：25℃HCO2 3

的K =4.5107，Ka1

=4.71011；Ksp

BaMoO4

=3.518；K BaCOsp 3

=2.6109pH6.0時，溶液中Mo元素以MoO2的形態(tài)存在。4“焙燒”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合價為 ?！俺龄X”中，生成的沉淀X為 ?！俺零f”pH7.0。①生成BaMoO的離子方程式為 。4BaCO3

也會沉淀。為避開BaMoO4

中混入BaCO3

沉淀，溶液中cHCO3

MoO2-4

= (列出算式)時，應(yīng)停頓參加BaCl2

溶液。①濾液Ⅲ中，主要存在的鈉鹽有NaCl和Y，Y為 。②往濾液Ⅲ中添加適量NaCl固體后，通入足量 (填化學(xué)式)氣體，再通入足量CO，可析出Y。2高純AlAs(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過程如下圖，圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻擋HO刻蝕液與下層GaAs(砷化鎵)反響。2 2①該氧化物為 。②：Ga和Al同族，As和N同族。在HO與上層GaAs的反響中，As元素的化合價變?yōu)?5價，則2 2該反響的氧化劑與復(fù)原劑物質(zhì)的量之比為 。2〔2023·全國甲卷碘及其化合物廣泛用于醫(yī)藥、染料等方面。答復(fù)以下問題：I2的一種制備方法如以下圖所示：①參加Fe粉進(jìn)展轉(zhuǎn)化反響的離子方程式為 ，生成的沉淀與硝酸反響，生成 后可循環(huán)使用。②通入Cl的過程中，假設(shè)氧化產(chǎn)物只有一種，反響的化學(xué)方程式為 ；假設(shè)反響物用量比2nCl2

/nFeI2

=1.5時，氧化產(chǎn)物為 ；當(dāng)nCl2

/nFeI2

>1.5，單質(zhì)碘的收率會降低，緣由是 。以NaIO為原料制備I的方法是：先向NaIO溶液中參加計量的NaHSO ，生成碘化物；再向混合3 2 3 3溶液中參加NaIO溶液，反響得到I，上述制備I的總反響的離子方程式為 。3 2 2KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，假設(shè)生成1molI2，消耗的KI至少為 mol。I在KI溶液中可發(fā)生反響I2

+I-

I-。試驗(yàn)室中使用過量的KI與CuSO3

溶液反響后，過濾，濾液經(jīng)水蒸氣蒸餾可制得高純碘。反響中參加過量KI的緣由是 。3〔2023·全國乙卷磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO、SiO、AlO、MgO、CaO以及少量2 2 2 3的FeO2 3

。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開頭沉淀和沉淀完全的pH見下表金屬離子

Fe3 Al3 Mg2

Ca2開頭沉淀的pH 2.2

3.5 9.5 12.4沉淀完全c=1.0105molL1

的pH 3.2 4.7 11.1 13.8答復(fù)以下問題：“焙燒”TiO、SiOAlO、MgO、CaO、FeO轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，寫2 2 2 3 2 3出AlO2

轉(zhuǎn)化為NH4

AlSO42

的化學(xué)方程式 ?！八焙蟆盀V液”的pH2.0，在“分步沉淀”時用氨水逐步調(diào)整pH11.6，依次析出的金屬離子是 ?！澳敢孩佟爸蠱g

2+濃度為 molL-1?！八痹?60℃“酸溶”最適合的酸是 ?！八崛茉钡某煞质?、 。酸后將溶液適當(dāng)稀釋并加熱TiO2水解析出TiOxHO沉淀該反響的離子方程式 。2 2將“母液①”和“母液②”混合，吸取尾氣，經(jīng)處理得 ，循環(huán)利用。4〔2023·河北法制備高價鉻鹽的工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖：答復(fù)以下問題：高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是 (填元素符號)。工序①的名稱為 。濾渣的主要成分是 (填化學(xué)式)。工序③中發(fā)生反響的離子方程式為 。物質(zhì)V可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時發(fā)生的主要反響的化學(xué)方程式為 ，可代替NaOH的化學(xué)試劑還有 (填化學(xué)式)。熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序 (填“①”或“②”或“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為 。(通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于10-5mol?L-1為沉淀完全；A1(OH)3+OH- Al(OH)：K=100.63，Kw=10-14，K[A1(OH)3]=10-33)4 sp45〔2023·湖南〕Ce(CO)可用于催化劑載體及功能材料的制備。自然獨(dú)居石中，(Ce主要以CePO 形42 33式存在，還含有SiO2

、AlO2

FeO2

、CaF2

等物質(zhì)。以獨(dú)居石為原料制備Ce2

(CO)33

O的工藝流2程如下：答復(fù)以下問題：鈰的某種核素含有58個質(zhì)子和80個中子，該核素的符號為 ；為提高“水浸”效率，可實(shí)行的措施有 (至少寫兩條)；濾渣Ⅲ的主要成分是 (填化學(xué)式)；參加絮凝劑的目的是 ；“沉鈰”過程中，生成Ce(CO)nHO的離子方程式為 ，常溫下參加的NHHCO溶液呈2 33 2 4 3 (填“酸性”“堿性”或“中性”)(NHHOK1.75105HCOK4.4107，3 2 b 2 3 alK4.71011)；a2濾渣Ⅱ的主要成分為FePO，在高溫條件下，LiCO、葡萄糖(CH O)和FePO可制備電極材料4 2 3 6 12 6 4LiFePO

，同時生成CO 和HO，該反響的化學(xué)方程式為 4 26〔2023·山東卷(FeCO4AlSi(NCr2O72HO)的工藝流程如圖。答復(fù)以下問題：焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙燒時氣體與礦料逆流而行，目的是 。礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如下圖。當(dāng)溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10-5mol?L-1時，可認(rèn)為已除盡。中和時pH的理論范圍為 ；酸化的目的是 ；Fe元素在 (填操作單元的名稱)過程中除去。蒸發(fā)結(jié)晶時，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致 ；冷卻結(jié)晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有 。利用膜電解技術(shù)(裝置如下圖)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反響方程式為：通電4Na2CrO4+4H2O 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。則Na2Cr2O7在 (填“陰”或“陽”)極室制得，電解時通過膜的離子主要為 。7〔2023·遼·高考真題〕從釩鉻錳礦主要成分為 、 、 中提鉻的一種工藝流程如下：：pH較大時，二價錳[ ](在空氣中易被氧化.答復(fù)以下問題：(1)Cr元素位于元素周期表第 周期 族。用 溶液制備 膠體的化學(xué)方程式為 。常溫下，各種形態(tài)五價釩粒子總濃度的對數(shù)[ ]與pH關(guān)系如圖1。釩鉻錳礦渣硫酸浸液中，“沉釩”過程掌握 ，則與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態(tài)為 (填化學(xué)式)。某溫度下， 、 的沉淀率與pH關(guān)系如圖2?！俺零t”過程最正確pH為 ；在該條件下濾液B中

【 近似為 ， 的 近似為 。“轉(zhuǎn)化”過程中生成“提純”過程中

的離子方程式為 。的作用為 。8〔2021·海南·高考真題〕無水 常作為芳烴氯代反響的催化劑。某爭論小組設(shè)計了如下流程，以廢鐵(含有少量碳和

雜質(zhì))為原料制備無水 。：氯化亞砜( 易水解。答復(fù)以下問題：操作①是過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和 。為避開引入的雜質(zhì)，試劑B可以選用 (填編號)。A． 溶液B． 水 C． 水 D． 溶液操作②是蒸發(fā)結(jié)晶，加熱的同時通入 的目的是 。取少量

晶體，溶于水并滴加

溶液，現(xiàn)象是 。反響由

的化學(xué)方程式為 。轉(zhuǎn)化成的過程中可能產(chǎn)生少量亞鐵鹽寫出一種可能的復(fù)原劑 并設(shè)計試驗(yàn)驗(yàn)證是該復(fù)原劑將 復(fù)原 。9〔2023··高考真題〕四鉬酸銨是鉬深加工的重要中間產(chǎn)品具有廣泛的用途。一種以鉬精礦(主要含的工藝流程如以下圖所示。

，還有 、的化合物及 等)為原料制備四鉬酸銨答復(fù)以下問題：“焙燒”產(chǎn)生的氣體用 吸取后可制取氮肥?！敖觥睍r， 轉(zhuǎn)化為 。提高單位時間內(nèi)鉬浸出率的措施有 (任寫兩種)。溫度對 內(nèi)鉬浸出率的影響如下圖。當(dāng)浸出溫度超過蒸發(fā)，導(dǎo)致 。

后，鉬的浸出率反而降低，主要緣由是溫度上升使水大量“凈化”時，浸出液中殘留的 、 轉(zhuǎn)化為沉淀除去。爭論說明，該溶液中 和pH的關(guān)系為：。為了使溶液中的雜質(zhì)離子濃度小于(： ； 和 的 分別為35.2和17.2)

，應(yīng)掌握溶液的pH不小于 ?！皟艋焙螅芤褐屑僭O(shè)有低價鉬(以

表示)，可參加適量

將其氧化為 ，反響的離子方程式為 ?！俺恋怼睍r，參加

的目的是 。高溫下用分解生成

復(fù)原(NH4)2Mo4O13可制得金屬鉬，反響的化學(xué)方程式【：(NH4)2Mo4O13受熱】10〔2023·湖北·高考真題〕廢舊太陽能電池CIGS具有較高的回收利用價值，其主要組成為CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小組回收處理流程如圖：答復(fù)以下問題：硒(Se與硫?yàn)橥逶豐e的最外層電子數(shù) 鎵(Ga和銦(In位于元素周期表第IIIA族CuI0.5Ga0.S2中Cu的化合價為 ?！八峤趸卑l(fā)生的主要氧化復(fù)原反響的化學(xué)方程式為 。(3)25℃時，：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-11.0×10-5mol·L-1時沉淀完全，In3+恰好完全沉淀時溶液的pH約為(保存一位小數(shù))6.0mol·L-1氨水至過量，觀看到的試驗(yàn)現(xiàn)象是先有藍(lán)色沉淀，然后；為探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，計算反響Ga(OH)3+NH3·H2O(：Ga3++4OH-

[Ga(OH)4]-+NH 的平衡常數(shù)K= 。[Ga(OH)4]-K′= ≈1.0×1034)“濾渣”SOCl2混合前需要洗滌、枯燥，檢驗(yàn)濾渣中SO的作用是將氫氧化物轉(zhuǎn)化為氯化物和 ?！案邷貧庀喑练e”過程中發(fā)生的化學(xué)反響方程式為 。

是否洗凈的試劑是 ；“回流過濾”中SOCl212021·江蘇·高考真題〕以鋅灰(ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)Fe2(SO4)3為原料制備的ZnFe2O4脫硫劑，可用于脫除煤氣中的H2S。脫硫劑的制備、硫化、再生過程可表示為“除雜”包括加足量鋅粉、過濾加H2O2氧化等步驟。除Pb2+和Cu2+外，與鋅粉反響的離子還有 (填化學(xué)式)。“調(diào)配比”ZnSO42.50mLFe3+ZnSO4100mL容量瓶中，20.00mL稀釋后的溶液于錐形瓶中，滴加氨水調(diào)整溶液pH=10，用0.0150mol·L-1EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至終點(diǎn)(Zn2++Y4-=ZnY2-)3EDTA溶液25.00mL。計算ZnSO4溶液的物質(zhì)的量濃度 (寫出計算過程)。400℃時，將肯定比例H2、CO、CO2H2S的混合氣體以肯定流速通過裝有ZnFe2O4脫硫劑的硫化反響器。①硫化過程中ZnFe2O4與H2、H2S反響生成ZnS和FeS，其化學(xué)方程式為 。COSZnS參與了H2SCO2生成COSZnS的質(zhì)量不變，該反響過程可描述為 。將硫化后的固體在N2：O2=95：5(體積比)的混合氣體中加熱再生，固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如下圖。在280~400℃范圍內(nèi)，固體質(zhì)量增加的主要緣由是 。1．[2023課標(biāo)Ⅰ]+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。承受以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下，溶液中金屬離子開頭沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子開頭沉淀pH完全沉淀pH答復(fù)以下問題：

Fe3+1.93.2

Fe2+7.09.0

Al3+3.04.7

Mn2+8.110.1“酸浸氧化”需要加熱，其緣由是 。“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成VO，同時還有 離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化2為VO反響的離子方程式 。2“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為VO2 5

xH

O，隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、2 ，以及局部的 。“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，VO2 5

xH

O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是 。2“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn)，生成沉淀反響的化學(xué)方程式是 ?！俺菱C”中析出NH4VO3晶體時，需要參加過量NH4Cl，其緣由是 。2．[2023課標(biāo)Ⅲ]某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。承受如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體NiS47：溶液中金屬離子開頭沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子開頭沉淀時〔c=0.01mol·L?1〕pH沉淀完全時〔c=1.0×10?5mol·L?1〕pH

Ni2+7.28.7

Al3+3.74.7

Fe3+2.23.2

Fe2+7.59.0答復(fù)以下問題：“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是 。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀。寫出該反響的離子方程式 。“濾液②”中含有的金屬離子是 ?！稗D(zhuǎn)化”中可替代HO2的物質(zhì)是 。假設(shè)工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化，即“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子 。利用上述表格數(shù)據(jù)，計算Ni(OH)2的Ksp= 〔列出計算式。假設(shè)“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L?1，則“調(diào)pH”應(yīng)掌握的pH范圍是 。硫酸鎳在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出