2025年高三化學(xué)高考工藝流程題專項(xiàng)模擬試題一、物質(zhì)制備型工藝流程題（一）試題示例題目：以鉬精礦（主要含MoS?，雜質(zhì)為Cu、Fe化合物及SiO?）為原料制備四鉬酸銨[(NH?)?Mo?O??·2H?O]的工藝流程如下：graphTDA[鉬精礦]-->|焙燒|B[焙燒渣:MoO?、CuO、Fe?O?、SiO?]B-->|氨水浸出|C[浸出液:MoO?2?、NH?·H?O|濾渣:CuO、Fe?O?、SiO?]C-->|蒸發(fā)濃縮、酸化|D[仲鉬酸銨晶體]D-->|加熱分解|E[四鉬酸銨產(chǎn)品]問題：寫出“焙燒”時(shí)MoS?轉(zhuǎn)化為MoO?的化學(xué)方程式：__________?！鞍彼觥睍r(shí)，MoO?發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________，濾渣的主要成分為__________（填化學(xué)式）。若“酸化”時(shí)pH過低，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品中混有__________（填化學(xué)式）雜質(zhì)，原因是__________。仲鉬酸銨[(NH?)?MoO?]加熱分解生成四鉬酸銨的化學(xué)方程式為__________。（二）答案與解析2MoS?+7O?$\xlongequal{高溫}$2MoO?+4SO?解析：焙燒時(shí)MoS?被氧化為MoO?（Mo元素+6價(jià)）和SO?（S元素+4價(jià)），需配平O?的化學(xué)計(jì)量數(shù)。MoO?+2NH?·H?O=MoO?2?+2NH??+H?O；CuO、Fe?O?、SiO?解析：MoO?為酸性氧化物，與氨水反應(yīng)生成MoO?2?；CuO、Fe?O?為堿性氧化物，SiO?不溶于氨水，共同形成濾渣。H?MoO?；H?濃度過高時(shí)，MoO?2?與H?結(jié)合生成H?MoO?沉淀（H?MoO?的Ksp較?。┙馕觯篗oO?2?在酸性條件下會(huì)發(fā)生質(zhì)子化反應(yīng)：MoO?2?+2H??H?MoO?↓，pH過低會(huì)促進(jìn)該反應(yīng)。4(NH?)?MoO?$\xlongequal{\Delta}$(NH?)?Mo?O??+6NH?↑+7H?O解析：根據(jù)原子守恒配平，注意生成NH?和H?O的計(jì)量數(shù)。二、分離提純型工藝流程題（一）試題示例題目：某工廠用廢鋰電池正極材料（主要含LiCoO?、Al、C，雜質(zhì)為Fe?O?）回收Li?和Co2?的流程如下：graphTDA[廢正極材料]-->|破碎、堿溶|B[濾液:AlO??|濾渣:LiCoO?、C、Fe?O?]B-->|H?SO?+H?O?溶解|C[溶液:Li?、Co2?、Fe3?|濾渣:C]C-->|調(diào)pH=5|D[沉淀:Fe(OH)?|溶液:Li?、Co2?]D-->|加入Na?CO?|E[Li?CO?沉淀|溶液:Co2?]問題：“堿溶”的目的是__________，反應(yīng)的離子方程式為__________?！叭芙狻睍r(shí)，H?O?的作用是__________，若不加H?O?，會(huì)導(dǎo)致Co2?浸出率降低，原因是__________?！罢{(diào)pH=5”時(shí)，需加入的試劑為__________（填“NaOH”或“H?SO?”），此時(shí)溶液中c(Fe3?)=__________mol/L（已知Fe(OH)?的Ksp=4×10?3?）。若“沉鋰”后溶液中c(Li?)=0.1mol/L，要使Li?沉淀完全（c(Li?)≤1×10??mol/L），需控制c(CO?2?)≥__________mol/L（已知Li?CO?的Ksp=2.5×10?2）。（二）答案與解析除去Al雜質(zhì)；2Al+2OH?+2H?O=2AlO??+3H?↑解析：Al與強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性AlO??，而LiCoO?、Fe?O?不溶于堿。還原LiCoO?中的Co3?為Co2?；Co3?氧化性強(qiáng)，會(huì)氧化Cl?生成Cl?，自身被還原為Co2?，但H?SO?提供的SO?2?無還原性，導(dǎo)致Co3?無法轉(zhuǎn)化為Co2?進(jìn)入溶液解析：LiCoO?中Co為+3價(jià)，需H?O?作還原劑將其還原為Co2?（可溶），若不加H?O?，Co3?可能以沉淀形式殘留。NaOH；4×10?11解析：調(diào)pH=5的目的是沉淀Fe3?，需加入堿（NaOH）；此時(shí)c(OH?)=10??mol/L，c(Fe3?)=Ksp[Fe(OH)?]/c3(OH?)=4×10?3?/(10??)3=4×10?11mol/L。2.5×10?解析：Li?CO?的Ksp=c2(Li?)·c(CO?2?)，則c(CO?2?)≥Ksp/c2(Li?)=2.5×10?2/(1×10??)2=2.5×10?mol/L（實(shí)際操作中需結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本調(diào)整）。二、分離提純型工藝流程題（一）試題示例題目：某工廠用廢鋰電池正極材料（主要含LiCoO?、Al、C，雜質(zhì)為Fe?O?）回收Li?和Co2?的流程如下：graphTDA[廢正極材料]-->|破碎、堿溶|B[濾液:AlO??|濾渣:LiCoO?、C、Fe?O?]B-->|H?SO?+H?O?溶解|C[溶液:Li?、Co2?、Fe3?|濾渣:C]C-->|調(diào)pH=5|D[沉淀:Fe(OH)?|溶液:Li?、Co2?]D-->|加入Na?CO?|E[Li?CO?沉淀|溶液:Co2?]問題：“堿溶”的目的是__________，反應(yīng)的離子方程式為__________?！叭芙狻睍r(shí)，H?O?的作用是__________，若不加H?O?，會(huì)導(dǎo)致Co2?浸出率降低，原因是__________?！罢{(diào)pH=5”時(shí)，需加入的試劑為__________（填“NaOH”或“H?SO?”），此時(shí)溶液中c(Fe3?)=__________mol/L（已知Fe(OH)?的Ksp=4×10?3?）。若“沉鋰”后溶液中c(Li?)=0.1mol/L，要使Li?沉淀完全（c(Li?)≤1×10??mol/L），需控制c(CO?2?)≥__________mol/L（已知Li?CO?的Ksp=2.5×10?2）。（二）答案與解析除去Al雜質(zhì)；2Al+2OH?+2H?O=2AlO??+3H?↑解析：Al與強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性AlO??，而LiCoO?、Fe?O?不溶于堿。還原LiCoO?中的Co3?為Co2?；Co3?氧化性強(qiáng)，會(huì)氧化Cl?生成Cl?，自身被還原為Co2?，但H?SO?提供的SO?2?無還原性，導(dǎo)致Co3?無法轉(zhuǎn)化為Co2?進(jìn)入溶液解析：LiCoO?中Co為+3價(jià)，需H?O?作還原劑將其還原為Co2?（可溶），若不加H?O?，Co3?可能以沉淀形式殘留。NaOH；4×10?11解析：調(diào)pH=5的目的是沉淀Fe3?，需加入堿（NaOH）；此時(shí)c(OH?)=10??mol/L，c(Fe3?)=Ksp[Fe(OH)?]/c3(OH?)=4×10?3?/(10??)3=4×10?11mol/L。2.5×10?解析：Li?CO?的Ksp=c2(Li?)·c(CO?2?)，則c(CO?2?)≥Ksp/c2(Li?)=2.5×10?2/(1×10??)2=2.5×10?mol/L（實(shí)際操作中需結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本調(diào)整）。三、核心解題策略（一）原料預(yù)處理階段焙燒/煅燒：目的：除去有機(jī)物、硫化物（生成SO?），或使礦物轉(zhuǎn)化為可溶性氧化物（如FeCO?煅燒生成Fe?O?）。易錯(cuò)點(diǎn)：忽略S、C等元素的氧化產(chǎn)物（如SO?、CO?）。酸浸/堿浸：酸浸（H?SO?、HCl）：溶解金屬單質(zhì)、堿性氧化物（如MgO）、弱酸鹽（如CaCO?）。堿浸（NaOH）：溶解Al、SiO?、兩性氫氧化物（如Al(OH)?）。示例：用稀硫酸浸出黃銅礦（CuFeS?）時(shí)，Cu2?、Fe2?進(jìn)入溶液，S元素轉(zhuǎn)化為H?S氣體。（二）分離提純階段調(diào)pH除雜：原理：通過控制pH使金屬離子形成氫氧化物沉淀（如Fe3?在pH=3~4沉淀完全，Cu2?在pH=6~7沉淀）。計(jì)算：利用Ksp計(jì)算“開始沉淀”和“沉淀完全”的pH，公式為pH=14-lg[c(OH?)]，其中c(OH?)=$\sqrt[3]{Ksp/c(M^{n+})}$（以M(OH)?為例）。結(jié)晶方法選擇：蒸發(fā)結(jié)晶：適用于溶解度隨溫度變化小的物質(zhì)（如NaCl）。冷卻結(jié)晶：適用于溶解度隨溫度變化大的物質(zhì)（如KNO?、Li?CO?）。易錯(cuò)點(diǎn)：“趁熱過濾”的目的是防止目標(biāo)產(chǎn)物因降溫析出（如分離NaNO?和NaCl時(shí)，趁熱過濾除去NaCl）。（三）產(chǎn)品獲得階段洗滌操作：冰水洗滌：減少晶體溶解損耗（如洗滌KNO?晶體）。乙醇洗滌：快速干燥，防止水解（如洗滌AlCl?晶體）。循環(huán)利用：可循環(huán)物質(zhì)：母液（如NH?Cl溶液）、氣體（如Cl?、NH?）。示例：侯氏制堿法中，NH?和CO?可循環(huán)使用。四、高考命題趨勢(shì)分析結(jié)合新能源、環(huán)保背景：如鋰電池回收、廢水處理（重金屬離子去除）、光伏材料制備（如高純硅）。陌生方程式書寫：需根據(jù)流程圖中“箭頭指向”和“元素價(jià)態(tài)變化”推斷產(chǎn)物（如Cr?O?2?被還原為Cr3?）。定量計(jì)算融合：Ksp計(jì)算、產(chǎn)率（$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}×100%$）、浸出率（$\frac{浸出的目標(biāo)物質(zhì)量}{原料中總質(zhì)量}×100%$）成為高頻考點(diǎn)。示例：以某含釩廢渣（V?O?、Fe?O?、SiO?）制備NH?VO?的流程中，若浸出率為90%，理論上100kg含V?O?50%的廢渣可制得NH?VO?__________kg（V的摩爾質(zhì)量為51g/mol）。計(jì)算過程：理論V?O?質(zhì)量=100kg×50%=50kg實(shí)際浸出V?O?質(zhì)量=50kg×90%=45kgn(V?O?)=45×103g/182g/mol≈247.25moln(NH?VO?)=2n(V?O?)=494.5molm(NH?VO?)=494.5mol×117g/mol≈57.86kg五、易錯(cuò)點(diǎn)警