08 第一篇 专题二 选择题突破3 以微型化工流程为载体的分析与判断（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考化学大二轮专题复习与策略

选择题突破3　以微型化工流程为载体的分析与判断 (1)化工流程中成分及转化方程式的分析与判断。　(2)化工流程中反应条件、分离提纯方法的分析与判断。　(3)化工流程中某些反应的有关基本计算。 1．(2025·山东卷，T13)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 A　[钢渣用盐酸酸浸后，CaO、FeO、Fe2O3分别转化成Ca2+、Fe2+、Fe3+进入滤液Ⅰ中，则滤渣Ⅰ为SiO2，根据已知信息，CaC2O4的Ksp与FeC2O4的接近，而Fe2(C2O4)3能溶于水，则要想有效分离Ca、Fe元素，滤渣Ⅱ只能是CaC2O4，为了防止生成FeC2O4，需要将滤液Ⅰ中的Fe2+完全转化成Fe3+以保证Fe元素留在滤液Ⅱ中，因此试剂X需氧化Fe2+，滤渣Ⅰ用NaOH溶液碱浸得到Na2SiO3溶液，向其中加入试剂Y经一系列操作得到SiO2。结合上述分析可知，试剂X不能用Fe粉，A错误；向Na2SiO3溶液中加酸可得到H2SiO3，H2SiO3受热分解可得到SiO2，因此试剂Y可以为盐酸，B正确；“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中，C正确；CaC2O4存在沉淀溶解平衡：CaC2O4(s)⥫⥬Ca2+(aq)＋C2(aq)，若酸浸后滤液Ⅰ的pH过小，则C2与H+结合导致C2浓度降低，平衡正向移动，导致CaC2O4的质量减少，D正确。] 2．(2024·黑吉辽卷，T13)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) 离子 Zn2+ Cu2+ Cl- 浓度/(g·L-1) 145 0.03 1 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 C　[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。由分析知，在“脱氯”步骤中铜需要充当还原剂，则“浸铜”时铜屑不能完全溶解，故A错误；“浸铜”时，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，故B错误；“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，即Cu的化合价升高，Cu2+的化合价降低，发生归中反应，离子方程式为Cu2+＋Cu＋2Cl-===2CuCl，故C正确；脱氯液净化后电解，Zn2+应在阴极得到电子变为Zn，故D错误。] 根据此题，回答下列问题： (1)若将H2O2改为O2，铜也溶解，则反应的离子方程式为________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)脱氯液中主要溶质成分为_______________________________(填化学式)。 [答案]　(1)2Cu＋O2＋4H+===2Cu2+＋2H2O　(2)ZnSO4 3．(2024·湖南卷，T11)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”工序若在铁制容器中进行，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 C　[H3PO4和Na2CO3先发生反应，通过加入X调节pH，使产物完全转化为Na2HPO4，通过结晶、过滤、干燥，最终得到Na2HPO4·12H2O成品。铁是较活泼金属，可与H3PO4反应生成氢气，故“中和”工序若在铁制容器中进行，应先加入Na2CO3溶液，A项正确；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项正确；“结晶”工序中溶液为饱和Na2HPO4溶液，已知H3PO4的Ka2＝6.2×10-8，Ka3＝4.8×10-13，则HP的水解常数Kh＝＝≈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项错误；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项正确。] 微型化工流程题的一般解答思维流程 1．(2025·湖北新八校5月联考)磷酸铁(FePO4)常用作电极材料、陶瓷等。以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2，含少量的Fe3O4、CaO、MgO)为原料制备磷酸铁的流程如下： 已知：Ksp(CaF2)＝1.6×10-10，Ksp(MgF2)＝6.4×10-11，Ksp(FePO4)＝1.3×10-22。 下列叙述错误的是(　　) A．基态Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5 B．浸渣的主要成分为SiO2 C．经测定，“除钙镁”后的溶液中c(F-)＝2×10-3 mol·L-1，则溶液中c(Ca2+)∶c(Mg2+)＝5∶3 D．“氧化沉铁”时反应的离子方程式：4Fe2+＋O2＋4H2P＋4NH3·H2O===4FePO4↓＋6H2O＋4N C　[硫铁矿烧渣中加入稀盐酸，Fe2O3、Fe3O4、CaO、MgO与稀盐酸生成相应的盐，SiO2不溶于盐酸，故浸渣的主要成分为SiO2，加入还原铁粉将Fe3+还原为Fe2+，加入NaF以氟化物沉淀形式除去钙离子和镁离子，再加入磷酸二氢铵、氨水、氧气生成产物FePO4。Fe元素原子序数为26，形成Fe3+时先失去最外层电子，故基态Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，A正确；SiO2不溶于盐酸，故浸渣的主要成分为SiO2，B正确；经测定，“除钙镁”后的溶液中，c(F-)＝2×10-3 mol·L-1，＝＝＝＝5∶2，C错误；据题干条件，反应物为磷酸二氢铵、氨水、Fe2+、O2，生成物为FePO4，根据元素守恒、得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式：4Fe2+＋O2＋4H2P＋4NH3·H2O===4FePO4↓＋6H2O＋4N，D正确。] 2．(2025·河南名校二模)亚氯酸钠(NaClO2，受热易分解)是一种重要的含氯消毒剂，一种制备NaClO2的工艺流程如图所示，下列说法错误的是(　　) A．“滤渣”的主要成分为CaCO3 B．流程中两处盐酸的作用相同 C．操作a为“减压蒸发” D．理论上，该流程中n(Cl2)∶n(O2)＝1∶1 B　[粗食盐水中含有Ca2+杂质，加入过量碳酸钠可将所有Ca2+完全沉淀，故滤渣为CaCO3，进入“电解”过程的液体中含有Na+、Cl-及过量的C，加入适量的盐酸，可将C转化为CO2，电解生成NaClO3，在反应Ⅱ中，NaClO3与盐酸之间发生氧化还原反应，可生成ClO2和Cl2，在ClO2吸收塔中ClO2、H2O2、NaOH之间发生氧化还原反应，生成NaClO2，由于NaClO2受热易分解，因此减压蒸发、冷却结晶后可到NaClO2晶体。流程中两处用到盐酸，第一次用盐酸是除碳酸钠，第二次用盐酸是还原氯酸钠生成二氧化氯，两处盐酸的作用不相同，B项错误。] 3．(2025·攀枝花一模)锶位于第ⅡA族，其化合物应用广泛，SrSO4常用于陶瓷工业。以青石精矿(主要含SrSO4)为原料制备高纯硫酸锶的部分工艺流程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．“转化”时，反应温度不宜过高 B．“转化”时，总反应的离子方程式是SrSO4＋HC===SrCO3＋S＋H+ C．“煅烧”时主要发生的反应是分解反应，“浸取”时主要发生的反应是化合反应 D．“沉淀”时，发生反应Sr(OH)2＋(NH4)2SO4===SrSO4↓＋2NH3↑＋2H2O B　[将青石精矿和NH4HCO3溶液、氨水充分混合反应，过滤后得到粗SrCO3 ，粗SrCO3煅烧分解转化成氧化锶和二氧化碳，氧化锶与水反应生成易溶于水的氢氧化锶，浸取液中含有Sr(OH)2，此时加入(NH4)2SO4溶液，生成沉淀SrSO4。碳酸氢铵在较低温度下就会分解，故“转化”时反应温度不宜过高，A正确；“转化”时，总反应的离子方程式是SrSO4＋HC＋NH3·H2O===SrCO3＋S＋N＋H2O，B不正确；“煅烧”时主要发生SrCO3的分解反应，“浸取”时主要发生化合反应：SrO＋H2O===Sr(OH)2，C正确；“沉淀”时加入硫酸铵，发生反应Sr(OH)2＋(NH4)2SO4===SrSO4↓＋2NH3↑＋2H2O，D正确。] 4．(2025·岳阳一模)实验室模拟利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示。 已知：CoCO3、Co(OH)2难溶于水。 下列描述错误的是(　　) A．“碱浸”发生的反应为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ B．“操作①”用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 C．“酸溶”反应中H2O2可以换成O2 D．“沉钴”时若Na2CO3浓度太大，可能导致产品不纯 C　[含钴废料经“碱浸”，废料中的铝箔溶解为Na[Al(OH)4]而被除去，过滤后得到的“钴渣”主要含有Co3O4，加入硫酸、过氧化氢进行“酸溶”，Co元素转化为Co2+，在“酸溶”步骤中Co元素被还原，H2O2中O元素被氧化，经过操作①得到滤液②，则操作①为过滤，所得滤液②中主要含CoSO4，最后加入碳酸钠“沉钴”获得CoCO3。H2O2中O元素被氧化，作还原剂，不能用O2替换H2O2， C错误。] 专题数智作业(六) 选择题突破 以微型化工流程为载体的分析与判断 (分值：40分) (每小题5分，每小题有一个或两个选项符合题目要求) 1．(2025·甘肃卷，T11)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 D　[“沉铜”过程中，Fe与Cu2+发生置换反应生成Fe2+和Cu，正确的离子方程式为Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu，A错误；“碱浸”过程中若NaOH过量，会使Al(OH)3转化为可溶于水的Na[Al(OH)4]，B错误；由分析知，“氧化”前Fe元素的化合价为＋2，“氧化”后得到Fe(OH)3沉淀，Fe的化合价升高，C错误；“沉锂”过程中加入Na2CO3后有Li2CO3析出，利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质，D正确。] 2．(2025·太原模拟)利用辉铜矿粉(主要成分为Cu2S，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)制备Cu2(OH)2CO3的流程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．利用乙醇作溶剂可将S从浸渣中分离 B．“调pH”使用的试剂R可能是CuO C．“沉锰”时若不通NH3，可能会产生CO2 D．“赶氨”可促使[Cu(NH3)4]2+释放Cu2+ A　[辉铜矿粉加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到的滤渣为SiO2以及二氧化锰氧化硫元素得到的单质S，滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，加入R调节溶液pH除去铁离子，加入碳酸氢铵溶液、通入氨沉淀锰，过滤得到滤液，赶出氨后过滤得到碱式碳酸铜，赶出的氨可以循环使用。S微溶于乙醇，用乙醇作溶剂溶解S的效果不好，S 易溶于CS2，使用CS2作溶剂效果会更好，A错误；使用CuO调节溶液pH，不会引入杂质，B正确；若不通NH3，调节pH后的溶液呈酸性，溶液中的H+及反应过程释放的H+会与HC反应产生CO2，C 正确；大量NH3在溶液中会与Cu2+结合生成[Cu(NH3)4]2+，通过加热赶出NH3，可以促进平衡[Cu(NH3)4]2+⥫⥬Cu2+＋4NH3正向移动，释放出Cu2+，D正确。] 3．(2025·邯郸模拟)从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．“滤渣Ⅰ”的主要成分为Fe2O3、CaCO3、SiO2 B．惰性电极电解Ga2(SO4)3溶液时，在阳极生成金属镓 C．Ga与Al同主族，Ga既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应 D．“碱浸”时，GaAs被H2O2氧化，每反应1 mol GaAs，转移电子的物质的量为5 mol C　[向砷化镓废料中加入NaOH、H2O2溶液，主要发生反应：GaAs＋4NaOH＋4H2O2===Na[Ga(OH)4]＋Na3AsO4＋4H2O、SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na[Ga(OH)4]、Na3AsO4、Na2SiO3进入浸出液中，Fe2O3、CaCO3难溶于氢氧化钠溶液形成滤渣Ⅰ；浸出液中加硫酸中和，过滤所得滤液中含Na3AsO4，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶得到Na3AsO4·12H2O；滤渣Ⅱ中含Ga(OH)3、H2SiO3沉淀，向滤渣Ⅱ中加入硫酸，Ga(OH)3转化为可溶于水的Ga2(SO4)3，分离出滤渣Ⅲ(H2SiO3)，电解Ga2(SO4)3溶液生成Ga、氧气和硫酸。SiO2可与NaOH溶液反应，“滤渣Ⅰ”中不含SiO2，A错误；电解Ga2(SO4)3溶液时，阳极发生失电子的反应生成氧气，阴极发生得电子的反应生成Ga，B错误；Ga与Al同主族，具有两性，Ga既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，C正确；“碱浸”时，GaAs转化为Na[Ga(OH)4]、Na3AsO4，反应1 mol GaAs，转移电子的物质的量为8 mol，D错误。] 4．(2025·内江一模)SbF5是非常强的路易斯酸，其酸性是硫酸的1 500万倍。以锑矿(主要成分为Sb2O3、Sb2O5及少量CuO、SiO2等杂质)为原料制备SbF5的工艺流程如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．滤渣1的主要成分是H2SiO3 B．沉淀时的反应为S2-＋Cu2+===CuS↓ C．实验室模拟氟化操作可以在烧瓶中进行 D．产物可以通过蒸馏的方法分离提纯，说明SbF5与SbCl5沸点不同 D　[锑矿用盐酸浸出，Sb2O3、CuO、 Sb2O5分别与盐酸反应生成SbCl3、CuCl2、SbCl5，SiO2既不溶于水也不与盐酸反应，则滤渣1的主要成分为SiO2，滤液中加入H2S，沉淀Cu2+，过滤除去CuS，即滤渣2的主要成分是CuS，电解滤液制得金属Sb，用氯气氧化Sb制得SbCl5，通入HF制得SbF5。滤渣1的主要成分为SiO2，A错误；H2S为弱酸，属于弱电解质，故沉淀时的反应离子方程式为H2S＋Cu2+===CuS↓＋2H+，B错误；由题干流程图可知，氟化操作中使用了HF，HF会与玻璃中的SiO2反应而腐蚀玻璃，故实验室模拟氟化操作不可以在烧瓶中进行，应该在塑料瓶中进行，C错误；蒸馏是将沸点不同的互溶液体分开的操作，故产物可以通过蒸馏的方法分离提纯，说明SbF5与SbCl5沸点不同，D正确。] 5．(2025·广西二模)重晶石的主要成分是BaSO4，我国学者以重晶石为原料设计氯化钡晶体和羰基硫的联合生产以实现节能减排，其工艺流程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．“焙烧”反应中转移电子的物质的量为8 mol B．“操作”过程中需持续通入HCl C．气体2的主要成分为H2和Cl2 D．先将硫黄汽化，有利于提高合成反应的产率 D　[“焙烧”时发生反应：BaSO4＋4C4CO↑＋BaS，得到的产物经盐酸酸溶得到BaCl2和H2S，结晶即可得到氯化钡晶体，得到的H2S经过热解得到硫黄和H2，硫黄与“焙烧”产生的CO合成COS。未明确反应物用量，无法计算转移电子的物质的量，A错误；BaCl2不水解，“操作”过程中无需持续通入HCl，B错误；根据分析可知，气体2的主要成分为H2，C错误；将硫黄汽化，可增大反应物的接触面积，有利于提高合成反应的产率，D正确。] 6．(2025·沧州二模)采用水合肼(N2H4·H2O)还原法制取碘化钠固体，其制备流程如图所示， 已知：“合成”步骤中生成的副产物为I。 下列说法不正确的是(　　) A．“合成”过程所得溶液中主要含有I-、IO-、I和Na+ B．“还原”过程消耗I的离子方程式为2I＋3N2H4·H2O===3N2↑＋2I-＋9H2O C．“水合肼还原法”的优点是N2H4·H2O被氧化后的产物为N2和H2O，不引入杂质 D．工业上常用铁屑还原NaIO3制备NaI，理论上该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 D　[已知：“合成”步骤中生成的副产物为I。碘和氢氧化钠反应生成碘化钠和次碘酸钠，则“合成”过程所得溶液中主要含有I-、IO-、I和Na+，A正确；根据氧化还原原理及流程图可知，“还原”过程中水合肼和碘酸根离子生成氮气，反应中氮元素化合价升高，则碘元素化合价降低生成碘离子，离子方程式为2I＋3N2H4·H2O===3N2↑＋2I-＋9H2O，B正确；由流程可知，“水合肼还原法”的优点是N2H4·H2O被氧化后的产物为N2和H2O，不会给碘化钠中引入杂质，C正确；铁屑还原NaIO3制备NaI，反应中铁元素化合价由0升高为＋2，为还原剂，碘元素化合价由＋5变为－1，为氧化剂，根据电子守恒可知，NaIO3～6e-～3Fe，则理论上该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，D错误。] 7．偏钒酸铵(NH4VO3)可作催化剂、媒染剂等，也是制备V2O5的原料，NH4VO3溶于热水，微溶于冷水。利用某种工业钒渣(含V2O5、V2O3、Al2O3)为原料制备NH4VO3的工艺流程如图所示。 已知：Al3+在pH为3.7时才开始沉淀。 下列说法正确的是(　　) A．“焙烧”过程中有两种元素化合价发生变化 B．“滤渣”中含CaSO4、Al(OH)3 C．V在(NH4)2SO4溶液中反应生成NH4VO3 D．“滤液”中的溶质只有H2SO4，且能循环用于“酸浸” AC　[钒渣中的V2O3在“焙烧”过程中被氧气氧化，稀硫酸酸浸过后钒元素以V形式存在，Al3+在pH为3.7时才开始沉淀，所以滤渣成分仅为硫酸钙，沉钒过程中加入硫酸铵，V转化为NH4VO3，则滤液成分为稀硫酸和硫酸铝。“焙烧”过程中钒和氧两种元素化合价都发生变化，A正确；Al3+在pH为3.7时才开始沉淀，“酸浸”时pH为2.5，则“滤渣”中只含CaSO4而不含Al(OH)3，B错误；根据流程分析，V在(NH4)2SO4溶液中反应生成NH4VO3， C正确； “滤液”中的溶质不仅有H2SO4，还应有硫酸铝，D错误。] 8．(2025·东北三省三校联考)一种以废旧电池正极材料(主要成分为LiCoxNiyMnzO2，其中Co为＋3价，还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂)为原料制备LiMn2O4的流程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．“灼烧”后的固体产物中，Co和Al均为＋3价 B．“酸浸”中H2O2的作用为氧化剂 C．“沉锰”过程中，溶液先变为紫红色，原因为5S2＋2Mn2+＋8H2O===10S＋2Mn＋16H+ D．合成LiMn2O4过程中，有CO2和O2放出 B　[废料灼烧后的固体加氢氧化钠溶液“碱浸”除去铝元素；滤渣加过氧化氢溶液、稀硫酸“酸浸”，过氧化氢把＋3价Co还原为＋2价，加氨水和草酸铵“沉钴”生成草酸钴晶体，加K2S2O8把Mn2+氧化为二氧化锰沉淀，除去锰元素；滤液中加碳酸钠、氢氧化钠“沉镍”生成NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O沉淀，除去镍元素；滤液中加碳酸钠生成碳酸锂沉淀，碳酸锂和二氧化锰合成LiMn2O4。“灼烧”后的固体产物中，金属铝生成氧化铝，故Co和Al均为＋3价，A正确；根据分析可知，滤渣加过氧化氢、稀硫酸“酸浸”，过氧化氢把＋3价Co还原为＋2价，H2O2作还原剂，B错误；溶液变为紫红色是因为Mn2+被S2氧化为Mn，C正确；合成LiMn2O4过程中发生的反应为2Li2CO3＋8MnO24LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑，有CO2和O2放出，D正确。] 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $