内容正文:
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第一部分
小题分点突破
主题三 化学用语
物质变化
微专题 微型工艺流程
知识储备
01
高频考点作业
04
目录
CONTENTS
抢分快招
02
真题精研
03
考前必纠思维误区
05
知识储备
知识储备
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知识储备
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3.海水提溴
有关反应方程式:
①Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
知识储备
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4.海水制镁
基本步骤及主要反应:
(1)沉淀:Mg2++Ca(OH)2===Mg(OH)2↓
+Ca2+。
(2)酸化:Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+
2H2O。
(3)浓缩:析出MgCl2·6H2O晶体。
(4)脱水:在HCl气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁。
(5)电解:电解熔融氯化镁制得镁。
知识储备
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化工流程选择题的结构
流程图三部分 原料预处理、核心化学反应、产品的分离与提纯
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呈现
模式
箭头的意义 图1:箭头进入的是反应物(投料),箭头出去的是生成物(产物、副产物)
图2:箭头表示反应物分步加入和生成物出来
图3:返回的箭头一般是“循环利用”的物质
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真题精研
真题精研
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解析:稻壳在一定条件下制备纳米SiO2,纳米SiO2和Mg在650 ℃下发生置换反应生成MgO和纳米Si,加盐酸将MgO转化为MgCl2,过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。盐酸参与的反应为MgO+2HCl===MgCl2+H2O,该反应是非氧化还原反应,盐酸体现酸性,B错误。
真题精研
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2.(2025·甘肃卷,11)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:
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
真题精研
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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。
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3.(2024·辽宁卷,13)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↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
D.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) 145 0.03 1
真题精研
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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。
离子 Zn2+ Cu2+ Cl-
浓度(g·L-1) 145 0.03 1
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4.(2024·湖南卷,11)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下:
已知:①H3PO4的电离常数:Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=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H3PO4
C. “结晶”工序中溶液显酸性
D. “干燥”工序需在低温下进行
真题精研
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真题精研
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高频考点作业
[三年真题集训]
1.(2025·黑吉辽蒙卷,11)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
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高频考点作业
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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,最后得到硫酸锰滤液。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。
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高频考点作业
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2.(2025·山东卷,13)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
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解析:反应Ⅱ的条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本等,增大压强或降低温度可提高反应Ⅱ的平衡转化率,Ⅱ中“常压”是为了降低生产成本,“400~500 ℃”是为了提高化学反应速率,B错误。
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高频考点作业
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4.(2024·贵州卷,13)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“气体”主要成分是H2S, “溶液1”
的主要溶质是Na2S
B. “系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C. “合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应
D. “洗涤”时可用稀硫酸去除残留的碱,以提高纯度
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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,若使用稀硫酸,BaTiO3会部分转化为难溶的BaSO4,故不能使用稀硫酸,D错误。
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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、Fe、Zn转化为对应的Al3+、Fe2+和Zn2+,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。
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解析:“焙烧”过程中,FeO被氧化,Fe元素化合价升高为+3,则滤渣的主要成分不可能为Fe(OH)2,B错误。
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7.(2023·福建卷,6)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NH3
B.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
C.“沉锌”过程发生反应[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-===ZnS↓+4NH3·H2O
D.应合理控制(NH4)2S用量,以便滤液循环使用
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解析: “煅烧”后得到MgO,MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液,MgCl2溶液在加热蒸发中发生水解,生成氢氧化镁和HCl,HCl逸出,促使MgCl2水解正向进行,不能得到无水MgCl2,D错误。
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解析:除镁时Mg2+与F-形成MgF2沉淀,溶液的酸性增强,H+结合F-形成HF,则F-浓度越小,“除镁”效果变差,A错误。
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11.(2025·长春市高三质量监测)便携式消毒除菌卡主要活性成分为亚氯酸钠(NaClO2),一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如图。已知纯ClO2易分解爆炸,一般用空气稀释到10%以下。下列说法错误的是( )
A.溶解过程中不可以用盐酸代
替稀硫酸
B.发生器中鼓入空气的主要目
的是提供O2
C.吸收塔中温度过高,会导致NaClO2产率下降
D.吸收塔中H2O2作还原剂
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考前必纠
思维误区
类型 思维误区 应对策略
离子反应误区 误判与量有关的离子方程式 依据“少量物质确定过量物质”和“先中和后沉淀”的思路正确书写离子方程式
氧化还原误区 误认为氧化性物质与还原性物质一定能发生氧化还原反应 同种元素,相邻价态之间不发生氧化还原反应,如SO2与浓硫酸不反应
考前必纠思维误区
42
R
常见工艺流程基本模板
1.侯氏制碱法
(1)反应原理
①产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl
+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
②产生Na2CO3的反应:2NaHCO3eq \o(=====,\s\up15(△))Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
2.氯碱工业
反应原理:
①制备次氯酸钠:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O。
②制备氯化氢:H2+Cl2eq \o(=====,\s\up15(点燃))2HCl。
5.铝的冶炼
基本步骤及主要反应:
(1)浸取:Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-。
(2)滤液中通入过量CO2:Na[Al(OH)4]+CO2===Al(OH)3↓+NaHCO3。
(3)电解:电解熔融氧化铝制得铝:2Al2O3(熔融)eq \o(======,\s\up15(电解),\s\do15(冰晶石))4Al+3O2↑。
1.(2025·云南卷,7)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是( )
eq \x(稻壳)
eq \o(――――→,\s\up15(一定条件))
eq \x(纳米SiO2)
eq \o(―――→,\s\up15(金属镁),\s\do15(650 ℃))
eq \x(MgO+纳米Si)
eq \o(――→,\s\up15(盐酸),\s\do15(室温))
eq \x(MgCl2)+eq \x(纳米Si)
A.SiO2可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:SiO2+2Mgeq \o(=====,\s\up15(650 ℃))Si+2MgO
eq \x(稻壳)
eq \o(――――→,\s\up15(一定条件))
eq \x(纳米SiO2)
eq \o(―――→,\s\up15(金属镁),\s\do15(650 ℃))
eq \x(MgO+纳米Si)
eq \o(――→,\s\up15(盐酸),\s\do15(室温))
eq \x(MgCl2)+eq \x(纳米Si)
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。“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液,已知H3PO4的Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13,则HPOeq \o\al(2-,4)的水解常数Kh=eq \f(Kw,Ka2)=eq \f(1.0×10-14,6.2×10-8)≈1.6×10-7,由于Kh>Ka3,则Na2HPO4的水解程度大于电离程度,溶液显碱性,C错误。由于Na2HPO4·12H2O易风化失去结晶水,故“干燥”工序需要在低温下进行,D正确。
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,再加入试剂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先将Fe2+氧化为Fe3+,再加入H2C2O4使Ca2+转化为CaC2O4沉淀,滤渣Ⅱ为CaC2O4,滤液Ⅱ中有Fe3+。根据分析可知加入试剂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;根据分析可知,“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中,C正确;“酸浸”后滤液Ⅰ中pH过小,酸性强,造成C2Oeq \o\al(2-,4)浓度小,使Ca2+(aq)+C2Oeq \o\al(2-,4)(aq)CaC2O4(s)平衡逆向移动,得到CaC2O4沉淀少,滤渣Ⅱ质量减少,D正确。
3.(2024·北京卷,7)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2eq \o(=====,\s\up15(△))
Fe3O4+6SO2
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2的平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
5.(2024·福建卷,5)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下:
已知“滤液2”主要含SnOeq \o\al(2-,3)和HPbOeq \o\al(-,2)。
下列说法正确的是( )
A.“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B.“酸溶”时产生Al3+、Fe3+和Zn2+离子
C.“碱溶”时存在反应:Sn+2OH-+O2===SnOeq \o\al(2-,3)+H2O
D.“电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
6.(2023·辽宁卷,10)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3,已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,下列说法错误的是( )
A.“焙烧”中产生CO2
B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2
C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrOeq \o\al(2-,4)
D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
[一年模拟演练]
8.(2025·广东省四校高三联考)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如图。
下列说法错误的是( )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C.“氯化”过程中发生反应的化学方程式为MgO+C+Cl2eq \o(=====,\s\up15(高温))MgCl2+CO
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
9.(2025·长沙市新高考适应性考试)MnCO3是制造电信器材软磁铁氧体的原料,其制备流程如下。已知:Ka(HF)=6.3×10-4,Ksp(MgF2)=5.2×10-11。下列说法错误的是( )
A.溶液的酸性越强,“除镁”效果越好
B.常温下,饱和NaHCO3溶液的浓度比饱和Na2CO3溶液的浓度小
C.“沉锰”的离子方程式为Mn2++2HCOeq \o\al(-,3)===MnCO3↓+CO2↑+H2O
D.稀盐酸和BaCl2溶液可以检验“沉锰”析出的MnCO3是否洗涤干净
10.(2025·甘肃省高三高考诊断)氯化亚铜(CuCl)是一种微溶于水、难溶于乙醇、易被氧化的白色粉末,以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取CuCl的流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.制备CuCl粗品的过程中应隔绝空气
B.加入浓盐酸发生的反应为CuCl(s)
+2Cl-(aq)[CuCl3]2-(aq)
C.洗涤CuCl时用乙醇
D.[CuCl3]2-中加水可使平衡[CuCl3]2-(aq)CuCl(s)+2Cl-(aq)逆向移动
解析:CuCl中Cu为+1价,易被氧化,A正确;加入浓盐酸可将CuCl转化为易溶于水的[CuCl3]2-实现与S的分离,B正确;CuCl难溶于乙醇,用乙醇洗涤可减少因溶解而造成的损失,从而提高产率,C正确;根据平衡移动原理可知,加水稀释使溶液中离子浓度降低,平衡向离子浓度增大的方向移动,故[CuCl3]2-(aq)CuCl(s)+2Cl-(aq)的平衡正向移动,D错误。
12.(2025·甘肃一诊)某实验小组用印刷线路板酸性蚀刻废液(含有CuCl2、FeCl2、FeCl3)制备纳米CuO的流程如图:
下列说法错误的是( )
A.通过“氧化”过程可知
在该条件下氧化性H2O2大于Fe3+
B.“除铁”时加入CuO的目的是调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀,Cu2+不沉淀
C.“沉铜”过程发生反应的离子方程式为Cu2++C2Oeq \o\al(2-,4)===CuC2O4↓
D.“沉铜”产生的CuC2O4不洗涤直接灼烧会影响产品的质量
解析:氧化时发生反应:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则该条件下氧化性H2O2大于Fe3+,A正确;“除铁”时加入CuO的目的是调节溶液pH使Fe3+完全沉淀,而Cu2+不沉淀,B正确;“沉铜”时加入(NH4)2C2O4,发生反应:Cu2++C2Oeq \o\al(2-,4)===CuC2O4↓,C正确;“沉铜”产生的CuC2O4表面会沾有过量的(NH4)2C2O4及生成的NH4Cl,灼烧时(NH4)2C2O4、NH4Cl均会分解为气体,直接灼烧不会影响产品的质量,D错误。
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