复习练案7 主观大题突破训练(一) 化学工艺流程综合-【衡中学案】2026年高考化学二轮总复习提能训练

复习练案[7] 主观大题突破训练 1.（2025·河北保定三模)高锰酸钾生产过程中 产生的废锰渣（主要成分为MnO,、KOH、MgO 和Fe,03)可用于制备MnS04晶体，工艺流程 如图所示。已知：硫铁矿主要成分为FeS2(杂 质不参与反应)。 硫酸 硫铁矿 废锰渣→反应口-过滤渣y反应口-→过滤习滤液2 滤液1 硫酸 S等 过量MnO, 过量CaCO 反应而 →两H→过滤3滤液3，系列 操作 产品 滤渣了 该工艺条件下金属离子开始沉淀和沉淀完全 的pH如下表所示。 金属离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg? 开始沉淀pH 2.10 7.45 9.27 9.60 完全沉淀pH 3.20 8.95 10.87 11.13 2 回答下列问题： (1)在实验室进行过滤操作，下列仪器不需要 用到的是 (填名称)。 7八 (2)FeS2的结构类似于Na,O2,是一种过硫化 物，与酸反应生成H2S2,HS2类似于 H,02,易分解，实验室制取H,S时，某学生 误将FeS2颗粒当作FeS使用，当FeS2和 足量盐酸反应完全后，不可能生成的物质 为 (填字母)。 153 化学工艺流程综合 A.H,S B.S C.FeS D.FeCl2 (3)“反应Ⅱ”中发生反应的离子方程式为 “反应Ⅲ”加入MnO2的目的是 ;检验“反应Ⅲ”完全反 应的实验操作是 (4)“调pH”时，应控制溶液pH的范围为 ;滤渣Y的成分为 (填化学式)；“系列操作”为 (5)若产品的纯度较低，进一步提纯的方法是 (2025·河北沧州三模)氧化铈(Ce02)是一种 应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿 (含CeFCO3、Ba0、SiO,等)为原料制备氧化铈， 其工艺流程如图所示： 空气 →滤渣A 部警南烧造 步骤① 顺脉含溶液 。含CeF?ii)NaS0 的滤液步骤② iNaOH →沉淀B 稀盐酸含C©滤液 步骤③ 灼烧 步骤④ 已知：①稀土离子易与S0形成复盐沉淀， Ce3+和S0发生反应：Ce2(S04)3+Na2S04+ nH0-Ce2(S04)3·Na2S04·nH0↓； S ②硫脲：HN一C一NH2具有还原性，酸性条 件下易被氧化为(SCN,H,)2; ③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+,两者均能 形成氢氧化物沉淀； ④Ce(C03)3为白色粉末，难溶于水。 回答下列问题： (1)滤渣A的主要成分是 (填写化学式)。 (2)在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉 中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧 得到NaF和CeO,两种固体以及两种高温 下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的 化学方程式 (3)加入硫脲的目的是将CeF+还原为Ce3+ 反应的离子方程式为 (4)步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种 化学试剂X,根据题中信息推测，加入X 的作用为 (5)下列关于步骤④的说法正确的是 (填字母)。 A.过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+,需要 将滤液循环以提高产率 B.可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶 液，不影响产品纯度 C.过滤时选择减压过滤能够大大提高过 滤效率 D.该步骤发生的反应是2Ce3++6HC0, Ce2(C03)3↓+3C02↑+3H,0 .154 (6)若常温下，K。(H2C03)=5.0×10-Ⅱ， Km[Ce2(C03)3]=1.0×10-28,Ce3+恰好 沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10-5mol·L-1, 此时测得溶液的pH=5,则测溶液中 c(HCO;)= mol·L-1。 3.(2025·江西九江三模)钒钛系SCR催化剂主 要含TiO2、V20,、W03、SiO2等成分，废SCR催 化剂的回收对环境保护和资源循环利用意义 重大，通过如下工艺流程可以回收其中的钛、 钒、钨等。 Na.CO. H.SO, 来，洗研图碱式培得木阁险阁贤T0 CaCl,溶液盐酸→调pH→滤渣 W0,←…沉鸽调p山沉钒一→煅烧V.0 NH.CI 已知：①TiO2、V20,、W03可与熔融Na2C03反 应生成Na2Ti0,、NaV03和Na2WO4o ②+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液 pH的关系如表： pH 6~8 8~10 10~12 主要离子 V03 V,01 Vo- ③25℃时，K(NH3·H20)=1.0×10-5, K(NH4V03)=1.0×10-4。 ④溶液中某离子浓度≤10-5mol·L1,认为该 离子沉淀完全。 回答下列问题： (1)基态W原子的价层电子排布式为5d6s2, W位于元素周期表第 周期，第 族。 (2)提高“酸浸”速率的措施有 (任写两点)。 (3)“酸浸”时，发生反应的离子方程式为 (4)滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (5)“沉钒”时要控制溶液pH,当pH>8.0时， NH4VO,的产量明显降低，原因是 ① ② (6)25℃时，若控制“沉钒”的pH为7.0，当溶 液中的VO?恰好沉淀完全时，溶液中 ! c(NH3·H,0)= (7)制备出WO,后，工业上可以采用铝热还原 法生产钨，其化学方程式为 4.(2025·湖北襄阳三模)钴酸锂(LiCo0,)电池 是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量 的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸 锂电池回收再利用。实验过程如下： 定条件 CoC.0.2H-0 Li:CO, 进c4 Al(OH) FeCl-6H:0 已知：①还原性：C1>Co2+; ②Fe3+和C,0?结合生成较稳定的 [Fe(C,04)3]3,在强酸性条件下分解重新生 成Fe3+。回答下列问题 (1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是 155 (2)从含铝废液得到A1(OH)3的离子方程式 为 (3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有 (填化学式)。写出LiCo02和盐酸 反应的化学方程式 (4)滤渣的主要成分为 (填化学式)。 (5)在空气中加热一定质量的CoC,04·2H20 固体样品时，其固体失重率数据见下表， 请补充完整表中问题。 已知：①CoC,04在空气中加热时的气体产 物为C02。 ②固体失重率=对应温度下样品失重的 质量/样品的初始质量。 温度 固体 序号 化学方程式 范围/℃ 失重率 CoC204·2H20 120~220 △CoC,04 19.67% +2H,0 300~350 59.02% (6)已知Li2C03的溶度积常数Kp=8.64× 104,将浓度为0.02mol·L-1的Li,S0 和浓度为0.02mol·L-'的Na,C03溶液等 体积混合，则溶液中的*浓度为 mol·L-1化，酒精挥发快，缩短CCl与空气接触时间，干燥较 快，D正确。 8.B铜阳极泥含Cu、Ag、Au等元素，加入硫酸和 H202浸取，铜溶解，生成硫酸铜，过滤得到的浸出液 1含有硫酸铜和硫酸，滤渣含有Ag、Au等，再向滤渣 中加入盐酸和H2O2得到AgCl(s)和HAuCI4(aq),向 AgCl(s)中加入Na,S,03得到Na[Ag(S,03)2](aq), 再将Na[Ag(S203)2](aq)电沉积得到Ag,向 HAuCI4.(aq)中加入N2H4发生氧化还原反应生成N2 和Au。“浸取1”步骤中发生的反应为Cu+H202+ H,S04CuS04+2H,0,金属离子主要是Cu2+,作 氧化剂的是H02而不是H2S04,A错误；HCl过量会 使反应Cl-(aq)+AgCl(s)=[AgCl2](aq)正向 进行，导致AgCl溶解，所以应加入适量的HCl,B正 确；“还原”步骤中，HAuCl4被还原为Au,Au的化合 价由+3价变为0价，一个HAuCI4得到3个电子， N2H4被氧化为N2,N的化合价由-2价变为0价，一 个N2H4失去4个电子，根据得失电子守恒，被氧化 的NH4与产物Au的物质的量之比为3：4，C错误； “真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼，即使在 高温时也不与氧气反应，D错误。 复习练案[7] 1.(1)锥形瓶(2)C (3)2FeS2+3Mn02+12H+=4S+2Fe3++3Mn2+ +6H20将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+取少量“反 应Ⅲ”的溶液于试管中，加入K[e(CN)6]溶液，若 没有生成蓝色沉淀，则Fe2+已经全部氧化为e3+ (4)3.20≤pH<9.27Fe(0H)3、CaS04、Mn02、 CaC03蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 (5)重结晶 【解析】在废锰渣中加入硫酸，其中MnO2不反应， 过滤后滤渣X的主要成分为MnO2,反应Ⅱ为MnO2 与硫铁矿在酸性条件下发生氧化还原反应，其化学 方程式为2FeS2+3Mn02+6H2S04一4S+ Fe2(S04)3+3MnS04+6H20,过滤得S等的滤渣和 含硫酸铁、硫酸锰的溶液的滤液，反应Ⅲ加MO2是 将Fe2+氧化成Fe3+,其反应为MnO2+2Fe2++4H+ =Mn2++2Fe3++2H,0,加CaC03是利用Fe3+与 CO?双水解除去Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀，滤渣Y 为Fe(OH)3、微溶的CaSO4、未友应的MnO2和 CaC03,最后将溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、 -264 洗涤、干燥得到硫酸锰产品，据此回答。(1)过滤操 作仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，不需要锥形瓶。 (2)FeS2与盐酸反应：FeS2+2HCl—FeCL2+H,S2, HS2分解生成H2S和S,不会生成FeS,故选C。 (3)反应Ⅱ为MnO2与硫铁矿在酸性条件下发生氧化 还原反应，其化学方程式为2FeS2+3Mn02+6H,S04 一4S+Fe2(S04)3+3MnS04+6H0,离子方程式 为2FeS2+3Mn02+12H+4S+2Fe3++3Mn2++ 6H0;反应Ⅲ加Mn02是将Fe2+氧化成Fe3+,其反应 为Mn02+2Fe2++4H+—Mn2++2Fe3++2H20;检 验“反应Ⅲ”是否完全反应，只需要检验溶液中是否 存在F2+即可，取少量“反应Ⅲ”的溶液于试管中， 加入K,[Fe(CN)6]溶液，若没有生成蓝色沉淀，则 Fe2+已经全部氧化为Fe3+。(4)“调pH”使Fe3+沉 淀，不沉淀Mn2+,由表中数据可知，pH范围为3.20 ≤pH<9.27;由分析知滤渣Y为Fe(OH)3、微溶的 CaSO4、未反应的MnO2和CaC03;最后将溶液经过蒸 发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰产 品。(5)由于产品MnSO4溶解度随温度变化大，重结 晶可以进一步提纯MnS04o 2.(1)BaS04、Si02 (2)4CeFC0,+4NaHC0,+0,商温4NaF+4Cc0,+ 8C02+2H20 S\ (3)2CeF++2H2N-C-NH2+2H+—2Ce3++ (SCN2H3)2+4HF (4)防止Ce3+被氧化 (5)CD (6)0.2 【解析】氟碳铈矿（含CeFCO3、BaO、SiO2等）在空 气中焙烧，Ce3+在空气中被氧化为Ce4+,加稀硫酸浸 取，Ce4+进入溶液，SiO,不反应，Ba0与硫酸反应生成 BaS04沉淀，过滤分离，滤渣A为SiO2、BaSO4;含 CeF子+滤液中加入硫脲将Ce4+还原为Ce3+,Ce,(SO4) 与Na2S0,形成复盐沉淀B为Ce2(S04)3·Na2S04· nH20,过滤分离。复盐沉淀加入NaOH,再加入稀盐 酸，Ce3+被转移到溶液中，加入碳酸氢铵使Ce3+沉淀 为Ce2(C03)3,最后灼烧分解生成Ce02。(1)根据 分析，滤渣A的主要成分是BaS04、SiO2。(2)在氟碳 铈矿矿石粉(CFCO3)中加入碳酸氢钠同时通入氧气 焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下 的气态物质，根据质量守恒得到两种高温气体为二氧 化碳和水蒸气，则焙烧过程中反应的化学方程式为 高温 4CeFCO,+4NaHCO +024NaF +4Ce02 +8CO2+ 2H0。(3)根据信息硫脲(HN一C一NH2)具有还 原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2,则加入硫脲 的目的是将CeF+还原为Ce3+,反应的离子方程式为 2CeF2*+2H,N-C-NH,2H*=2Ce3*+ (SCN2H3)2+4HF。(4)步骤③加入盐酸后，通常还 需加入另一种化学试剂X,根据题中信息Ce3+在空 气中易被氧化为Ce4+推测，加入X的作用是防止 C+被氧化。(5)由于加入的碳酸氢铵过量，沉淀比 较充分，因此过滤后的滤液中含有的C3+很少，A错 误；碳酸钠与Ce3+直接快速反应沉淀，在生成沉淀的 过程中，其他杂质离子会掺杂在沉淀中，因此不可以 用N,CO,溶液代替NH,HCO,溶液，会影响产品纯 度，B错误；减压过滤能够大大提高过滤效率，C正 确；Ce3+加入碳酸氢铵反应生成Ce2(C03)3沉淀，同 时生成二氧化碳和水，则该步骤发生的反应是2Ce3+ +6HC03=Ce2(C03)3↓+3C02↑+3H20,D正 确。(6)Ce3+恰好沉淀完全时，c(Ce3+)=1.0×105 mol·L1,则Km[Ce(C03)3]=1.0×10-28= c2(Ce3+)·c3(C0)=(1×10-5)2·c3(C0),解 得c(C0）=1.0×10-6mol·L1,测得溶液的pH =5,根据K。(H2C03)=5.0×10Ⅱ= c(H+)·c(C0）1.0×10-5×1.0×10-6 解得 c(HCO) c(HCO3) c(HC03)=0.2mol·L-1。 3.(1)六MB (2)适当升温；适当增大硫酸溶液浓度；搅拌（任写2 点即可) (3)Na2Ti03+2H+=H2Ti03+2Na (4)H2Si03 (5)当pH>8.0时，钒的主要存在形式不是V03 OH与NH反应，使NH浓度降低，不利于生成 NH VO (6)0.1mol·L-1 (7)w0,+2A1高温W+AL,0, 【解析】废SCR催化剂清洗研磨后加入碳酸钠培 烧，Ti02、V20,、W03可与熔融Na2C03反应生成 —26 Na2TiO3、NaVO3和Na2WO4,二氧化硅生成硅酸钠，水 浸分离出Na2TiO3沉淀，沉淀酸浸得到H2Ti03,煅烧 得到二氧化钛；水浸后溶液加入盐酸调节pH,使得 硅酸根离子成为硅酸沉淀得到滤渣，滤液加入氯化 铵沉钒得到NH4VO3沉淀，煅烧得到V,O5;沉钒后滤 液调节pH,加入氯化钙沉钨后处理得到WO3 (1)基态W原子的价层电子排布式为5d6s2,由价 电子排布可知，W位于元素周期表第六周期，第MB 族。(2)适当升温；适当增大硫酸溶液浓度、搅拌等 均可提高“酸浸”速率。(3)“酸浸”时，Na2Ti03和加 入的氢离子转化为H2T03沉淀，发生反应的离子方 程式为Na,Ti03+2H+一H2TiO3+2Na*。(4)由 分析，滤渣的主要成分为HSi03。(5)由表，当pH> 8.0时，钒的主要存在形式不是V03,且OH与 NH4反应，使NH4浓度降低，不利于生成NH4VO3, 故导致pH>8.0时，NH4VO3的产量明显降低。 (6)pH为7.0，p0H=7,当溶液中的V03恰好沉淀 完全时，c(NH)=(NHV0)-1.0x104 c(V0,)1.0x105mol: L1=10mol·L-1,则c（NH·H20)= c(NL)·c(OH)10×10-7 K(NH·,0)=1.0×10-smol·L-1=0.1mal· L1。(7)采用铝热还原法，还原W03生产钨，同时生 成氧化铝，反应为W0,+2A1高温W+Al,0。 4.(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 (2)A102+C02+2H,0=A1(0H)3↓+HC03 (3)FeCl CoCl 2LiCo0,8HCI =2CoCl CL2↑+4H,0+2LiCl (4)C (5)2CoC,0,+0,△2Co0+4C02 (6)0.02 【解析】废旧钴酸锂电池主要含有F、Al、碳的单 质和LiCo02,初步处理，加碱浸泡，铝和碱液反应生 成偏铝酸盐和氢气，固体残渣为Fe、C的单质和 LiCo02,加盐酸Fe+2H*—Fe2++H2个，2LiCo02+ 8H++2C1—2Li++2C02++CL2↑+4H20,残渣 为C,滤液A为Fe3+、Li+、Co3+、Cl,加入草酸铵，过 滤沉淀为CoC20,·2H20,滤液B为Fe3+、Li+、Cl, 加入碳酸钠，发生的离子反应为2Li+C0}— Li2C03↓，滤液C为Fe3+、Cl,加入氧化剂防止铁离 子被还原，得氯化铁溶液。(1)废旧电池初步处理为 粉末状的目的是：增大接触面积，加快反应速率，提 高浸出率。(2)偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳 反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，因此从含铝废 液得到A1(OH)3的离子反应方程式为A1O2+CO2+ 2H,0=A1(0H)3↓+HC03。(3)LiCo02中Li为 +1价，C0为+3价，具有氧化性，HC1中-1价的氯 具有还原性，向固体残渣中加入盐酸时，发生氧化还 原反应，Co(+3→+2)，C(-10),反应表示为 2LiCo02+8H+2C1-—2Li++2Co2++CL2↑+ 4H20或2LiCo02+8HCl=2CoCL2+CL2↑+4H20 +2LiCl,滤液A为Fe3+、Li+、Co3+、Cl,故滤液A中 的溶质为HCl、LiCl、FeCL3、CoCl2。(4)上述分析可 知，滤渣的主要成分为C。(5)在空气中加热一定质 量的CoC,04·2H20固体样品时，首先失去结晶水， 在120~220℃时，固体失重率为19.76%，生成产物 为C0C204;由①可知，在120~220℃时，CoC204· 2H20完全失去结晶水生成CoC204,然后继续升高温 度加热，则CoC,0,分解生成氧化物，其分解失去的质 量为183g×59.02%=108g,剩余的质量为183g 108g=75g,设产物的化学式为Co0.,则59+16x= 75,解得x=1,则化学式为Co0,则反应方程式为 2CoC,04+0,△-2Co0+4C02。(6)将浓度为0.02 mol·L1的Li2S04和浓度为0.02mol·L-1的 Na,CO3溶液等体积混合，混合瞬间溶液中c(Li+)= 0.02mol·L,c(C0）=0.01mol·L,计算浓 度商Qc=c2(Li*)·c(C03）=4×10-6<Kp= 8.64×104,无沉淀生成，则此时溶液中i*浓度为 0.02mol·L-。 复习练案[8] 【强基练】 1.D乙酸与乙醇在浓硫酸存在、加热条件下发生酯化 反应生成乙酸乙酯，用饱和碳酸钠溶液收集乙酸乙 酯，导管不能伸入溶液中以防止倒吸，A正确；萃取 时，倒转漏斗，一手压住顶塞，一手握活塞，充分振荡 使两相接触，振荡后需放气，B正确；打开顶塞或使 其凹槽对准漏斗小孔，确保气压平衡，缓慢旋开活 塞，使下层液体沿烧杯壁流下，接近分界面时关闭活 塞，C正确：利用产品与杂质物质的沸点不同，将互 溶的成分通过蒸馏后得到纯产品，应该用直形冷凝 管（用于倾斜式蒸馏方式，用于蒸馏或分馏），而不用 -2 球形冷凝管（球形冷凝管一般用于有机物制备）、否 则部分馏分残留在球形冷凝管中，D错误。 2.D氢氟酸可腐蚀玻璃，需保存在塑料瓶中，A项正 确：NaOH固体对玻璃腐蚀性强，可保存在塑料瓶中， B项正确；金属钠可与氧气、水反应，应保存在石蜡 油或煤油中，C项正确：液溴易溶于CCl4,应保存在 棕色细口瓶中并加水液封，D项错误。 3.D碳酸钠溶液为碱性，油污在碱性溶液中发生水解 反应，同时加热可以增强碳酸钠溶液的碱性，可以达 到除油污的目的，A不符合题意；铁锈的主要成分为 氧化铁，稀盐酸可以用来除去铁锈，可以达到实验目 的，B不符合题意；硫酸铜溶液中滴加过量氨水，可 以生成铜氨溶液，可以达到实验目的，C不符合题 意；铁钉镀铜，需要电解装置，使Cu片与电源正极相 连，铁钉与电源负极相连，图中无电源，故不能达到 实验目的，D符合题意。 4.C隔热层可防止热量散失，温度计测定反应前后的 温度，玻璃搅拌棒可使反应完全，图中中和反应的反 应热测定装置合理，A不符合题意；乙酸乙酯与饱和 食盐水不互溶，饱和食盐水在下，乙酸乙酯在上，可 通过分液进行分离，B不符合题意；在铁片上镀镍， 待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，图中两个电极放 反，不能达到实验目的，C符合题意；转移热蒸发皿 至陶土网，需要用坩埚钳夹取蒸发皿，操作合理，D 不符合题意。 5.A实验室用饱和食盐水和电石反应制备乙炔，使用 饱和食盐水代替纯水，可以控制乙炔气体的生成速 度，避免因反应过快导致危险或实验操作困难，A正 确；S02可溶于水，也能与水反应，均能使试管里液面 上升，该装置无法证明S02与水发生了反应，B错 误；实验室做溴乙烷消去反应实验的条件是NaOH 乙醇溶液并加热，反应时逸出的乙烯气体含有乙醇， 乙烯和乙醇均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，检验乙 烯时应先除去乙醇，C错误；氯气能与碱反应，干燥 氯气不能用生石灰，D错误。 【培优练】 6.CFe、Cu、稀硫酸原电池中，电子由活泼金属Fe流 向Cu,Fe、Zn、疏酸原电池中，电子由Zn流向Fe,活 泼性：Zn>Fe>Cu,A正确；FeCl,与淀粉KI溶液反 应，溶液变蓝色，则氧化性：Fe3+>2,新制氯水加入 含KSCN的FeCl,溶液中，溶液变红色，生成了Fe+, 6