2025届高三化学一轮复习 工艺流程分析 基础训练

(18)工艺流程分析——2025届高考化学一轮复习基础训练 一、单选题 1．由镁铝合金制取的工艺流程如下图。 下列说法不正确的是( ) A.操作1需要用到的玻璃仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒 B.溶液1中含铝溶质为 C.试剂1可选择盐酸或稀硫酸 D.操作2含“加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥” 2．从浓缩海水(主要含NaCl和)中提取金属镁的一种工艺流程如图，下列说法正确的是( ) A.若试剂X为石灰乳，则沉镁时可能发生沉淀的转化 B.“溶镁”的离子方程式为： C.加热“溶镁”后的滤液至有大量固体析出后分离 D.“制备”时可采用电解固体的方法 3．以含镓废料［主要成分为］为原料制备半导体材料的工艺如图所示。已知：和的性质相似。下列叙述错误的是( ) A.操作X不宜温度过高 B.用固体可替代“脱水”中的 C.用酸性溶液可检验“脱水”产生的气体含 D.不能用如图装置吸收“合成”中尾气 4．以天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Ca、Mg、Si等元素的氧化物）为原料制备高纯的工艺流程如下图所示： 下列说法错误的是( ) A.“滤渣1”成分为S、和 B.“除杂1”可用代替 C.“沉锰”时滤液的主要成分为 D.“灼烧”过程每生成，理论消耗氧气体积为（标准状况） 5．中和法生产的工艺流程如下： 已知：①的电离常数：， ②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，应先加入溶液 B.“调pH”工序中X为NaOH或 C.“结晶”工序中溶液显酸性 D.“干燥”工序需在低温下进行 6．利用焙烧浸出法从炼钢粉尘（主要含和）中回收的流程如下： 已知：“焙烧”主要产物为；“盐浸”滤液的主要成分为。下列说法错误的是( ) A.若略去“焙烧”操作，则“盐浸”过程无法浸出 B.“盐浸”过程发生反应为 C.“盐浸”时通入适量气体，可提高锌浸出率 D.“电解”时通入适量气体，有利于放电 7．某工厂采用如下工艺制备，已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在，下列说法错误的是( ) 已知： A.“焙烧”中产生 B.滤渣的主要成分为 C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为 D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 8．电石渣的主要成分为，含少量的、和C等杂质。从中回收制备高纯碳酸钙的工艺流程如下。已知：浸出液的金属阳离子只有。 下列说法错误的是( ) A.本流程中可以循环使用的物质是氨气和氯化铵 B.系列操作为洗涤和干燥 C.已知：，则属于弱电解质 D.滤渣1的成分为、和C 9．工业通过菱镁矿（含杂质）制取镁的工艺流程如图： 下列说法正确的是( ) A.“酸浸池”中一定不发生氧化还原反应 B.“氧化池”中通入的目的是杀菌消毒 C.甲可能是或等，加入甲的目的是调节溶液 D.将溶液加热蒸干可得到无水晶体 10．GaN、AlN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。已知Ga与Al同主族，化学性质相似。从某金属废渣（主要含、）中提取镓并制备GaN的工艺流程如下： 下列说法错误的是( ) A.GaN的熔点高于AlN的熔点 B.“碱浸”时反应生成 C.“电解”中金属镓在阴极析出 D.制备GaN的反应中，作氧化剂 11．以辉锑矿(主要成分为，含少量、CuO、等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示。 已知：浸出液中除含过量盐酸和之外，还含有、、等。 下列说法错误的是( ) A.“还原”过程加适量Sb目的是更好地循环利用Sb元素 B.“除铜”时，不宜加过多的，是为了防止生成或产生有毒物质 C.“除砷”时有生成，该反应每生产2molAs，消耗 D.“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3：2 12．利用工业（含少量等元素的氧化物）制备高纯的工艺如下。 已知：“反应器1”加氨水调节至7.5左右；碱性环境下氧化能力：；可以腐蚀硅酸盐材料；有关金属离子浓度随pH变化如图所示。下列说法错误的是( ) A.“反应器2”加入双氧水，是为了除去Fe元素 B.“反应器4”不宜使用硅酸盐材质的材料 C.分离滤渣时可用减压过滤加快分离速度 D.“滤液”经蒸发浓缩、冷却结晶后所得晶体可用作肥料 13．一种利用含钴废料（主要成分为，还含有少量等杂质）制备的工艺流程如下。下列说法不正确的是( ) 已知：①常温下，部分金属离子沉淀的如下表： 金属离子 开始沉淀的 8.5 2.2 3.4 7.8 完全沉淀（金属离子）的的 10.0 3.0 4.5 9.4 ②的的。 A.由流程可知氧化性： B.常温下加入的溶液显碱性 C.气体通入氨水至过量后所得溶液可循环利用 D.“高温焙烧”时的化学方程式： 二、多选题 14．某工厂以铍矿石（主要成分是BeO、、等）为原料，生产无水的工艺流程如下：（已知Be与Al的性质相似） 下列说法正确的是( ) A.滤渣1可用作颜料 B.滤渣2的成分是 C.沉铍操作中可用足量NaOH代替氨水 D.BeO制备的化学方程式为： 15．利用含锌废料(主要成分是ZnO，还含有CuO、FeO等)制备的一种工艺流程如图所示，下列说法错误的是( ) A.“浸取”操作应在高温下进行 B.“氧化除铁”的反应为 C.“还原”时，增大溶液酸度有利于Cu的生成 D.加入浓盐酸的目的是抑制水解 16．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。模拟工业制备氢溴酸的流程如图所示。下列说法错误的是( ) A.混合②加入的试剂a是 B.加入的是过量的，以除去粗品中的 C.蒸馏过程中为提高冷凝效果使用球形冷凝管 D.工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能含有 17．由铝土矿生产氧化铝的过程中产生的废渣（赤泥）中含有、、，可以通过下列工艺将各金属元素回收利用. 已知：萃取剂HA是一种有机弱酸，易溶于有机溶剂，水溶液中能发生电离，可以与钢、铁元素离子络合，形成易溶于有机溶剂的配合物；溶液C中钛以存在.下列说法错误的是( ) A.滤液I中溶质的主要成分 B.的作用是还原 C.溶液D的pH越大，钛的萃取效果越好 D.有机相E与反应的离子方程式： 三、填空题 18．以铅精矿（含，等）为主要原料提取金属和的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为________；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时挥发外，另一目的是防止产生________（填化学式）。 （2）将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为________。 （3）“还原”中加入铅精矿的目的是________。 （4）“置换”中可选用的试剂X为________（填标号）。 A. B. C. D. “置换”反应的离子方程式为________。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作________（填“阴极”或“阳极”）。 19．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（）时的pH： 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 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。 （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），残留的浓度为________。 20．锗是一种重要的半导体材料，其有机化合物在治疗癌症方面有着独特的功效。如图为工业上利用湿法炼锌渣(主要含有、、、、)制备高纯锗的工艺流程： 已知：①为两性化合物。②易水解，在浓盐酸中溶解度低。 ③常温下，部分金属阳离子转化为氢氧化物沉淀的pH见表。 离子 开始沉淀pH 7.5 2.2 6.2 8.2 完全沉淀pH 9.0 3.2 8.2 11.2 ④有机试剂丹宁沉淀金属离子的沉淀率见表。 离子 沉淀率(%) 0 99 0 97~98.5 （1）“浸出”时加热的目的是_______，该过程发生的主要反应为_______；浸出渣的主要成分是_______(填化学式)。 （2）浸出后加入溶液作用是_______(用离子方程式表示)。滤饼1中主要成分为一种，常温下调节溶液的pH范围为_______。如果不加溶液，pH就需要调节到更大的数值，这样会造成_______的不良后果。 （3）“滤液2”中主要含有的金属阳离子是_______(填离子符号)。 （4）与纯水反应的化学方程式为_______。 （5）若含锗3.65%的湿法炼锌渣的质量为，氢气还原过程中参与反应的氢气体积为89.6L(标准状况下)，则锗的回收率为_______。 四、实验题 21．实验室利用废弃旧电池的铜帽（主要成分为Zn和Cu）回收Cu并制备ZnO的实验流程如下： （1）“溶解”时，Cu发生反应的离子方程式为________。 （2）“溶解”可适当升高温度以加快反应速率，但温度不宜过高。温度不宜过高的原因是____________________________________________。 （3）滤渣中的主要物质是__________（填化学式）。 （4）“沉锌”时生成碱式碳酸锌，碱式碳酸锌在空气中加热可转化为ZnO，过程中固体质量随温度的变化关系如下图所示： 已知：加热至125℃、加热至350℃均分解成ZnO，该碱式碳酸锌失去结晶水的温度与的分解温度接近。根据以上实验数据计算，确定中x的值（写出计算过程）。 参考答案 1．答案：C 解析： 2．答案：C 解析：A.盐卤水加入石灰乳“溶镁”，不会发生沉淀转化，故A错误； B.“溶镁”为氢氧化镁和盐酸反应，离子方程式为：，故B错误； C.加热“溶镁”后的滤液，蒸发结晶，至有大量固体析出后分离，故C正确； D.电解熔融的MgCl2可制备Mg，故错误； 故答案选C。 3．答案：C 解析：A.操作X是析出的步骤，易水解，温度过高易生成，A项正确； B.亚硫酰氯与水反应生成和，“脱水”中总反应为，抑制水解，氯化铵固体受热分解产生氯化氢，也能抑制氯化镓水解，可以用氯化铵替代亚硫酰氯，达到相同目的，B项正确； C.“脱水”中产生的气体含、，二者都能还原酸性高锰酸钾溶液使其褪色，应用品红溶液检验，C项错误； D.“合成”中反应为，尾气含和，而和均易溶于水，直接通入水中易引起倒吸，应考虑防倒吸措施，D项正确； 本题选C。 4．答案：D 解析：A.“滤渣1”成分为和,A正确； B.“除杂1”和氢离子反应条件溶液的使得铁离子、铝离子转化为沉淀，且不引入新杂质，则也可用代替，B正确； C.“沉锰”时加入氨气，锰转化为沉淀，硫酸根离子和铵根离子成为滤液的主要成分:，C正确； D.“灼烧”过程锰化合价由+2变为，氧化剂氧气中氧元素化合价由0变为-2，结合电子守恒可知，每生成,理论消耗氧气体积为(标准状况)，D错误。 5．答案：C 解析：A.铁是较活泼金属，可与反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入溶液，A项正确；B.若“中和”工序加入过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入；若“中和”工序加入过量，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，B项正确；C.“结晶”工序中的溶液为饱和溶液，由已知可知的，，则的水解常数，由于，则的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C项错误；D.由于易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D项正确；故选C。 6．答案：C 解析： 7．答案：B 解析：A.氧化亚铁、三氧化二铬在焙烧过程中与氧气、碳酸钠反应生成高价态的对应的钠盐和二氧化碳，因此“焙烧”中产生，故A正确； B.FeO与氧气反应后，铁元素应以+3价存在，故B错误； C.滤液①中Cr元素的价态为+6价，溶液呈碱性，因此铬元素的主要存在形式为，故C正确； D.滤液①主要是，与淀粉水解液反应，铬元素化合价降低，说明淀粉水解液作了还原剂，因此淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，故D正确； 综上所述，答案为B。 8．答案：C 解析：A.加入氯化铵浸出与反应生成氯化钙、水和氨气，氯化钙和二氧化碳、氨气反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵，可以循环使用的物质是氨气和氯化铵，故A正确； B.滤渣2为碳酸钙沉淀，表面附着可溶性氯化铵，加水洗涤、干燥即可得到高纯碳酸钙，系列操作为洗涤和干燥，故B正确； C.难溶，溶于水的部分能完全电离，属于强电解质，故C错误； D.已知：浸出液的金属阳离子只有，则滤渣1的成分为、和C，故D正确； 故答案选C。 9．答案：C 解析： 10．答案：A 解析： 11．答案：C 解析：A.浸出液中含过量，加适量两者反应生成且不引入新杂质，目的是更好地循环利用元素,A正确； B.过多的会和反应生成，导致元素流失；具有还原性也可能会和反应生成有毒的As单质，故“除铜”时，不宜加过多的，B正确； C.由流程可知，“除砷”时和加入的反应生成As，As元素化合价降低同时P元素化合价升高会生成，该反应的化学方程式为；，反应每生产2molAs，消耗264g，C错误； D.“电解”时，生成和，根据电子守恒可知，，则被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3:2，D正确。 12．答案：A 解析：“反应器2”加入双氧水，是为了将氧化为进入滤渣五中被除去，故A错误； B.“反应器4”中水解会产生氢氟酸，所以不宜使用硅酸盐材质的材料，故B正确； C.分离滤渣时可用减压过滤，可加快分离速度故C正确； D.“滤液”主要成分是硝酸铵，经蒸发浓缩、冷却结晶后所得晶体可用作肥料，故D正确。 13．答案：A 解析：A.由流程可知，钴废料(主要成分为，还含有少量，等杂质)中加硫酸、酸浸，被还原为，所以氧化性:，故A错误; B.电离常数:碳酸的，所以水解常数，所以溶液显碱性，故B正确; C.气体x为，通入氨水至过量后所得溶液为溶液，溶液可循环利用，故C正确; D.“高温焙烧”时，碳酸钴和碳酸锂反应生成，钴元素化合价升高，则有氧气参与，反应的化学方程式:，故D正确; 故答案为:A。 14．答案：AD 解析： 15．答案：AC 解析：A.盐酸具有挥发性，“浸取”操作应在高温下进行会因盐酸挥发导致酸浸率下降，所以“浸取”操作不能在高温下进行，故A错误； B.由分析可知，加入漂白液的目的是漂白液的有效成分次氯酸钠将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为，故B正确； C.由分析可知，通入高压氢气的目的是将溶液中的铜离子转化为铜，反应的离子方程式为，增大溶液酸度，溶液中氢离子浓度增大，平衡向逆反应方向移动，不利于铜的生成，故C错误； D.氯化锌是强酸弱碱盐，在溶液中水解使溶液呈酸性，所以在浓盐酸中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到六水氯化锌的目的是防止氯化锌水解，故D正确； 故选AC。 16．答案：BC 解析：A.混合②根据后面过滤得到硫酸钡沉淀，蒸馏得到氯化钠溶液，说明加入的试剂a是，故A正确； B.加入的的目的是以除去粗品中的，但不能过量，过量的会与HBr反应，导致HBr的产率降低，故B错误； C.球形冷凝管主要作用是冷凝回流，该蒸馏过程应该使用直形冷凝管，避免蒸馏产物残留在冷凝管中，故C错误； D.溴单质具有挥发性，工业氢溴酸通常含有，而带有淡淡的黄色，故D正确。 综上所述，答案为BC。 17．答案：BC 解析：在此过程中，最终生成，钛元素的化合价不变，所以的作用不是还原，B错误； 由图可知，溶液D的约为.0时，越大，钛的萃取效果越好，但是大于1.0时，钛的萃取几乎不变化，C错误。 18．答案：（1）1:1； （2）热浸 （3）将过量的还原为 （4）C； （5）阳极 解析：（1）“热浸”时，将和中-2价的硫氧化为单质硫，被还原为，在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变，所以等物质的量的和时，物质的量相等，所以消耗的物质的量相等，比值为1:1；溶液中盐酸浓度过大，这里主要考虑氢离子浓度会过大，会生成气体。 （2）“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，会溶解为，电解溶液制备金属，在阴极产生，阳极放电产生，尾液成分为，吸收后转化为，可以在热浸中循环使用。 （3）过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的，根据还原之后可以得到含硫滤渣，“还原”中加入铅精矿的目的是是将将过量的还原为。 （4）“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥，为了防止引入其他杂质，则试剂X应为Pb，发生的反应为：。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，电解Ⅱ得到金属银和金属铅，将银和铅分离出来，所以不可能作为阴极，应作为阳极板，阳极放电视，银变成阳极泥而沉降下来，铅失电子为，阴极得电子得到Pb，所以电极板应作阳极。 19．答案：（1）增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率；Pb （2）将溶液中的氧化为，以便在后续调pH时除去Fe元素；溶液； （3）； （4）、； 解析：（1）在原料预处理过程中，粉碎固体原料能增大固体与液体的接触面积，从而加快酸浸的反应速率，提高浸取效率；由分析可知，“滤渣1”的主要成分为PbSO4，则“滤渣1”中金属元素主要为Pb； （2）酸浸液中含有、、、、等离子。由题表中数据可知，当完全沉淀时，未开始沉淀，而当完全沉淀时，已有一部分沉淀，因此为了除去溶液中的Fe元素且不沉淀，应先将氧化为，然后调节溶液的pH使完全水解转化为沉淀，因此，的作用是将氧化为，以便在后续调pH时除去Fe元素。常用溶液检验，若生成蓝色沉淀，则说明溶液中仍存在，需补加； （3）由分析可知，该过程发生两个氧化还原反应，根据分析中两个反应的反应物、产物与反应环境（），结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式：、； （4）最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的、加入“氧化沉钴”时引入的，而阴离子是在酸浸时引入的，因此其中主要的盐有和。当溶液时，恰好完全沉淀，此时溶液中，则，则。“除钴液”的，即，则，此时溶液中。 20．答案：（1）①.加快浸出反应速率，提高锗元素浸出率；②.；③. （2）①.；②.3.2—6.2；③.形成沉淀，造成损失 （3）和 （4） （5）80% 解析：（1）浸出时加热的目的是加快浸出反应速率，提高锗元素浸出率;浸出中属于难溶于水的酸性氧化物，不与硫酸反应，属于两性氧化物，属于碱性氧化物，它们与稀硫酸反应生成，过滤，浸出渣的主要成分是，且浸出时发生化学反应的方程式； (2)由表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，需要将其氧化为铁离子，加入次氯酸钠的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，故反应的离子方程式为:; 滤饼1中主要成分为一种，即为氢氧化铁，由表格中数据，为了使氢氧化铁完全沉淀，pH需要大于3.2，为了避免的沉淀，pH需要小于6.2,故调节溶液的pH范围为3.2-6.2；如果不加次氯酸钠溶液，pH就需要调节到更大的数值，这样会形成沉淀，造成损失； （3）过滤1后滤饼1的主要成分是氢氧化铁，滤液1的离子有、加入硫酸引入的硫酸根和过量的氢离子，及加入次氯酸钠，引入钠离子，过量的次氯酸根生成氯离子，由表中数据可知加入有机试剂单宁后的沉淀率为，滤液2中主要含有的金属阳离子是和; （4）由分析可知，水解生成，化学方程式为； (5)若含锗3.65%的湿法炼锌渣的质量为5kg，氢气还原过程中参与反应的氢气体积为89.6L(标准状况 下)，则锗的回收率为，知发生反应，则可得的物质的量为，炼锌渣中锗的物质的量为:，则锗的回收率为。 21．答案：（1） （2）盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低 （3）Cu（或Cu、Zn） （4）x=2 解析：（1）“溶解”时Cu被氧化为氯化铜，发生反应的离子方程式为。 （2）由于盐酸易挥发，氧气的溶解度随温度升高而降低，所以温度不宜过高的原因是盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低。 （3）锌置换铜，所以滤渣中的主要物质是Cu（或Cu、Zn）。 （4）根据题图，结合物质的分解温度可知最终得到氧化锌，在碱式碳酸锌中ZnO所占的质量分数为，解得x=2。 学科网（北京）股份有限公司 $$