大单元六 五类必考大题解题方略(三) 化工流程题的综合分析-【优化探究】2026年高考化学二轮专题复习课时作业巩固提升课件（双选版）

2 3 4 1 非选择题 1.(2025·山东青岛二模)利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂,以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程。 1 2 3 4 1 已知:①常温下,流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示: ②CaF2、MgF2均难溶于水。 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始 沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全 沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 2 2 3 4 1 (1)写出盐酸酸浸水钴矿过程中发生的主要反应的离子方程式: 　 。  Co2O3+S+4H+===2Co2++S+2H2O 解析:水钴矿主要成分为Co2O3,加入Na2SO3和盐酸,Co2O3具有氧化性,S具有还原性,Co2O3将S氧化为S,自身被还原为Co2+,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到该离子方程式Co2O3+S+4H+===2Co2++S+2H2O。 3 2 3 4 1 (2)结合以上制备流程,推测在此反应条件下,Cl、Co3+、Fe3+的氧化性从强到弱的顺序为　　　　　 　　　。  Co3+>Cl>Fe3+ 解析:浸出液中含Co2+、Fe2+、Al3+、Mn2+、Mg2+、Ca2+,加入NaClO3,NaClO3能将Fe2+氧化为Fe3+,但不能将Co2+氧化成Co3+,所以氧化性顺序为Co3+>Cl>Fe3+。 4 2 3 4 1 (3)已知氧化性:MnO2>Cl,则沉淀Ⅰ的主要成分是　　　 　　　,萃取剂层所含金属元素只有锰元素,则萃取后的水层包含的金属阳离子有　　　　 　　。  Fe(OH)3、Al(OH)3 Co2+、Na+ 解析:加入Na2CO3调pH至5.2,根据阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH数据,Fe3+在pH=3.7时完全沉淀,Al3+在pH=5.2时完全沉淀,所以沉淀Ⅰ的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。加入NaF溶液沉淀Ca2+、Mg2+,萃取剂层只有锰元素,说明锰被萃取除去,那么萃取后的水层包含的金属阳离子有Co2+、Na+。 5 2 3 4 1 (4)得到氯化钴晶体的操作Ⅰ主要包括:向水层中加入　　　　调整pH至2~3,　　　　　　 　　　、过滤、洗涤、减压烘干等过程。  盐酸 蒸发浓缩、冷却结晶 解析:为抑制Co2+水解,向水层中加盐酸调pH至2~3,从溶液中得到CoCl2·6H2O晶体,需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、减压烘干等过程。 6 2 3 4 1 (5)根据表格中的数据计算,若某溶液中同时存在Fe(OH)2和Co(OH)2两种沉淀,则此溶液中Fe2+和Co2+的浓度比值的数量级是　　　　。  100 解析: Fe(OH)2完全沉淀时pH=9.6,c(OH-)=10-4.4 mol/L, Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)c2(OH-)=10-13.8;Co(OH)2完全沉淀时pH=9.2,c(OH-) =10-4.8 mol/L,Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)c2(OH-)=10-14.6。两种沉淀共存时, ===100.8,数量级为100。 7 2 3 4 1 (6)取一定质量的二水合草酸钴产品,在空气中加热令其分解,得到钴氧化物(其中钴的价态为+2、+3),用1.0 L 1 mol/L的盐酸恰好将此钴氧化物完全溶解,得到CoCl2溶液和标准状况下2.24 L黄绿色气体,则此钴氧化物的摩尔质量为　　　 　。  316 g/mol 8 2 3 4 1 解析:标准状况下2.24 L氯气的物质的量为0.1 mol,1.0 L 1 mol/L的盐酸中HCl的物质的量为1 mol。设钴氧化物化学式为CoxOy,根据CoxOy+HCl→ CoCl2+Cl2↑+H2O,由氯元素守恒可知,生成CoCl2中Cl元素的物质的量为1 mol-0.1 mol×2=0.8 mol,则CoCl2的物质的量为0.4 mol。根据得失电子守恒,n(Co3+)=2n(Cl2)=0.2 mol,n(Co2+)=0.4 mol-0.2 mol=0.2 mol。根据电荷守恒,2n(O2-)=0.2 mol×2+0.2 mol×3,解得n()=0.5 mol,则x∶y=0.4 mol ∶0.5 mol=4∶5,则CoxOy为Co4O5,摩尔质量为(4×59+5×16) g/mol= 316 g/mol。 9 2 3 4 1 2.(2025·安徽部分地市高三适应性考试)从镉废渣(含CdO和少量ZnO、MnO、FeO等)中回收镉的流程如图: 10 2 3 4 1 一些金属离子沉淀时的pH如下: 金属氢 氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2 Mn(OH)2 开始 沉淀 2.3 6.8 6.1 8.1 完全 沉淀 3.2 8.3 8.1 10.1 11 2 3 4 1 (1)“滤渣1”中含CaSO4,“滤渣2”为MnO2和　　　 　,加入KMnO4的作用是　   (写两点)。 Fe(OH)3 在pH=5时,将Mn2+氧化为MnO2、将Fe2+氧化为Fe(OH)3而除去 12 2 3 4 1 解析:镉废渣中加入稀硫酸溶解后,CdO和少量ZnO、MnO、FeO等转化为相应盐溶液,加入石灰乳得到硫酸钙沉淀,过滤滤液加入高锰酸钾,在pH=5环境下,结合表中氢氧化铁沉淀数据,高锰酸钾氧化亚铁离子为铁离子生成氢氧化铁沉淀,同时高锰酸钾、锰离子发生归中反应生成二氧化锰固体得到滤渣2,过滤滤液加入锌置换出海绵镉,海绵镉含有过量锌单质,加入氢氧化钠除去锌分离出镉单质。 (1)由分析可知,“滤渣1”中含CaSO4,“滤渣2”为MnO2和Fe(OH)3;加入KMnO4的作用是在pH=5时,将Mn2+氧化为MnO2、将Fe2+氧化为Fe(OH)3而除去。 13 2 3 4 1 (2)“置换”所发生反应的离子方程式为 　 。  Zn+Cd2+===Zn2++Cd 14 2 3 4 1 (3)“熔炼”所发生反应的化学方程式为 　 ,  当反应装置中　　　　　　　　　　　　(填写反应现象),停止加热,利用Cd与Na2ZnO2的　　　　(填写物理性质)不同,将Cd从装置的下口放出,从而分离出Cd。  Zn+2NaOH===Na2ZnO2+H2↑ 基本没有气泡逸出时 密度 解析:由流程图结合分析,“熔炼”所发生的反应为锌和氢氧化钠反应生成氢气和Na2ZnO2,化学方程式为Zn+2NaOH===Na2ZnO2+H2↑,反应生成氢气,当反应装置中基本没有气泡逸出时,说明反应基本完成,停止加热,利用Cd与Na2ZnO2的密度不同,将Cd从装置的下口放出,从而分离出Cd。 15 2 3 4 1 (4)处理含镉废水常用化学沉淀法,以下是几种难溶化合物的溶度积常数(25 ℃):Ksp(CdS)=3.6×10-29,Ksp(CdCO3)=5.2×10-12, Ksp[Cd(OH)2]=2.0×10-16,Ksp(FeS)=6.3×10-18。可知,沉淀Cd2+效果最佳的试剂是　　　　(填字母)。  a.Na2CO3　　　　　　　 b.FeS c.CaO d.Ca(OH)2 若采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11,此时溶液中c(Cd2+)=　　 　　。  b 2.0×10-10 mol/L 16 2 3 4 1 解析:同种类型的电解质,Ksp越小,溶解度越小,沉淀越完全,CdS和CdCO3中CdS的溶解度较小,c(Cd2+)==6×10-15 mol/L,饱和Cd(OH)2溶液,c(Cd2+)== mol/L<6×10-15 mol/L,则利用沉淀转化原理,将FeS转化为CdS效率较高,故选b;采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11,生石灰和水反应生成氢氧化钙,pOH=3,此时溶液中c(Cd2+)== mol/L=2.0×10-10 mol/L。 17 2 3 4 1 3.(2025·四川德阳质量监测考试)镍钴合金是航天领域的重要材料之一,一种利用废钴镍矿(含有较高的Co、Ni、Mg、Pb及一定量的Fe和Mn等元素)回收Ni和Co的工艺流程如图: 已知:P204对Co2+、Ni2+和Fe3+具有高选择性。 18 2 3 4 1 回答下列问题: (1)基态Co原子的价层电子轨道表示式为　 。 (2)“滤渣”的主要成分为　　 　　(填化学式)。  (3)“还原”中加入Fe的主要目的是_________________________________   　 。    PbSO4 将Fe3+全部还原为Fe2+,防止P204萃取Fe3+从而影响分离提纯Co2+、Ni2+的效果 19 2 3 4 1 解析:向废钴镍矿(含有较高的Co、Ni、Mg、Pb及一定量的Fe和Mn等元素)中加入稀硫酸进行常压浸出,得到含Co2+、Ni2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Fe3+的硫酸盐和难溶的PbSO4,过滤得到滤渣,故滤渣的主要成分为PbSO4,向滤液中加入Fe,将Fe3+全部还原为Fe2+,加入P204萃取剂将Co2+、Ni2+萃取,则水相1中含有Mg2+、Fe2+、Mn2+的硫酸盐,向含有Co2+、Ni2+的硫酸盐中加入酸进行反萃取,得到水相2,向水相2中加入NaClO、Na2CO3,发生反应:2Co2++ClO-+2C+3H2O===2Co(OH)3↓+2CO2↑+Cl-,得到Co(OH)3沉淀和NiSO4溶液,将Co(OH)3进行灼烧分解得到Co2O3,NiSO4溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4·6H2O,据此解答。 20 2 3 4 1 (4)“萃取”时Ni2+萃取的反应原理为Ni2++2HR⥫⥬NiR2+2H+,从平衡移动角度分析“反萃取”的原理:_________________________________________   　。  反萃取发生Ni2++2HR⥫⥬NiR2+2H+的逆反应,加入酸,H+浓度增大,平衡逆向移动,Ni2+从NiR2中脱离出来 解析:反萃取发生Ni2++2HR⥫⥬NiR2+2H+的逆反应,加入酸,H+浓度增加,平衡逆向移动,Ni2+从NiR2中脱离出来。 21 2 3 4 1 (5)“沉钴”时,按照n(NaClO)∶n(Na2CO3)=1∶2加入试剂,生成Co(OH)3沉淀,则沉钴时总反应的离子方程式为 　 。  (6)“灼烧”在隔绝空气条件下进行,如控制温度不当会生成CoO杂质,生成 CoO的化学方程式为  　。  2Co2++ClO-+2C+3H2O===2Co(OH)3↓+2CO2↑+Cl-　 4Co(OH)34CoO+O2↑+6H2O 22 2 3 4 1 (7)“水相1”中含有丰富的金属资源,经三道工序可回收MnSO4溶液。结合题干信息,选用所给试剂,将下列工艺流程补充完整。(可选试剂为H2O2、MnCO3、MnO2) ①　　 　　、②　　　　;A　　　　、B　　　　。  H2O2(或MnO2) MnCO3 氧化 沉铁 2 3 4 1 解析:由分析知,“水相1”中含有Mg2+、Fe2+、Mn2+的硫酸盐,有丰富的金属资源,向“水相1”中先加入NaF进行沉镁,得到MgF2沉淀,再向溶液中加入H2O2或MnO2,将Fe2+“氧化”为Fe3+,再加入MnCO3进行调pH“沉铁”得到Fe(OH)3沉淀,过滤得到MnSO4溶液。 2 3 4 1 4.(2025·河南创新发展联盟模拟)电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质,以该阳极泥为原料,分离和回收Au、Pt、Pd、Cu等金属或其化合物的工艺流程如图所示: 已知:(NH4)2PtCl4易溶于水,(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水; Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。 25 2 3 4 1 回答下列问题: (1)PtTe中Pt元素为+2价,且“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质,则“氧化焙烧”中,PtTe发生反应的化学方程式为  　 。  (2)“酸浸”的目的是__________________________________________。  PtTe+O2+Na2CO3Na2TeO3+Pt+CO2 使CuO转化为CuSO4,使CuO与其他物质分离 26 2 3 4 1 解析:阳极泥中加入纯碱(碳酸钠)、通入空气焙烧,然后加入水,浸取过滤得到含Na2TeO3、Na2SeO3的滤液a,分离出滤渣,滤渣中加入稀硫酸酸浸溶解氧化铜得到含硫酸铜的滤液b,分离出含Au、Pt、Pd的滤渣,加入浓盐酸并通入氯气氯浸,金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子:[PtCl6]2-、[PdCl6]2-、[AuCl4]-,加入过量草酸将[AuCl4]-还原为金单质、[PtCl6]2-还原为[PtCl4]2-,过滤分离出金单质,滤液中加入氯化铵溶液得到含(NH4)2PtCl4的滤液c和(NH4)2PdCl6沉淀。 27 2 3 4 1 (3)“氯浸”工艺中,金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子:[PtCl6]2-、[PdCl6]2-、[AuCl4]-,Pd→[PdCl6]2-的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。  2∶1 解析: Pd→[PdCl6]2-,Pd化合价由0价变为+4价,为还原剂,氯气中氯元素化合价由0价变为-1价,为氧化剂,结合得失电子守恒存在Pd~4e-~2Cl2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。 28 2 3 4 1 (4)“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au外,还有 ________________________________________________________。  将[PtCl6]2-还原为[PtCl4]2-,便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离 29 2 3 4 1 (5)“沉钯”之前,测得溶液中c0{[PdCl6]2-}=0.1 mol·L-1,加入等体积的NH4Cl溶液充分反应,测得反应后混合液中c{[PdCl6]2-}=1.1×10-6 mol·L-1,则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为　　　　mol·L-1(忽略溶液混合时的体积变化)。  0.8 30 2 3 4 1 解析:反应后混合液中c{[PdCl6]2-}=1.1×10-6 mol·L-1,则此时c(N)== mol·L-1=0.3 mol·L-1,结合反应2N+[PdCl6]2-===(NH4)2PdCl6↓,则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为 =0.8 mol·L-1。 31 2 3 4 1 (6)利用“滤液c”可制备Pt,工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为 　 。  3[PtCl4]2-+Cl+5Cl-+6N+6H+===3(NH4)2PtCl6↓+3H2O 2 3 4 1 (7)含硒化合物应用广泛,如硒化锌可用于制造红外线光学仪器。硒化锌为立方晶胞,其结构如图1所示,晶胞的俯视图如图2所示。b处Se的坐标为 (0,0,0),则d处Zn的坐标为　　　　;用NA表示阿伏加德罗常数的值,该硒 化锌晶体的密度为　　　 　(用含a、NA的代数式表示)g·cm-3。  (,,) 2 3 4 1 解析:硒化锌为立方晶胞,b处Se的坐标为(0,0,0),从晶胞结构及俯视图分析可知,d处Zn的坐标为(,,);根据“均摊法”,晶胞中含8×+6×=4个Se、4个Zn,则该硒化锌晶体的密度为= g·cm-3。 $