专题过关作业(7) 热点题空专练 化工流程中的预处理、条件控制和分离提纯（学生用书Word版）-【高考快车道】2026年高考化学大二轮专题复习与策略

专题过关作业(七) 1．解析：钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)在空气中焙烧，硫元素转化成二氧化硫，二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙，铼元素转化成Ca(ReO4)2，钼元素转化成CaMoO4，加入硫酸、软锰矿，硫酸钙属于微溶物，过滤，得到浸渣CaSO4，滤液中加入氨水和生石灰，得到NH4ReO4，然后过滤，通过酸化、萃取和反萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。 答案：(1)CaSO4　(2)①4ReS2＋10CaO＋19O22Ca(ReO4)2＋8CaSO4　②为“萃取”提供反应所需的H+　(3)R3N·HReO4＋NH3·H2O===N＋Re＋R3N＋H2O(或R3N·HReO4＋NH3===N＋Re＋R3N)　(4)2NH4ReO4＋7H22Re＋8H2O＋2NH3 2．(1)增大固体接触面积，增大氧气浓度，提高焙烧速率　 (2)NA　(3)2Cl-＋8H+＋2CeO2===2Ce3+＋4H2O＋Cl2↑　过氧化氢　(4)2Ce3+＋6HC===Ce2(CO3)3↓＋3H2O＋3CO2↑　0.18 3．解析：钒钛磁铁矿精矿(主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和SiO2)“加压焙烧”过程中存在反应2FeCl3(s)===2FeCl2(s)＋Cl2(g)，生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”，FeV2O4经“二次氯化”转化为VO2Cl、FeCl2，加入盐酸进行酸浸，VO2Cl转化为V，TiO2转化为TiO2+，滤渣含SiO2，加适量铁粉沉钛，调节溶液pH使TiO2+完全生成TiO(OH)2沉淀，加入H2O2溶液将＋2价亚铁离子氧化成＋3价铁离子，加入有机萃取剂R3N，V先转化为H2V10，再与萃取剂R3N结合进入有机相，4R3N＋4H+＋H2V10⥫⥬[R3NH]4H2V10O28，加酸化的Na2SO4溶液洗涤分液，有机相加入Na2CO3进行反萃取，经一系列操作得V2O5；水相加入(NH4)2SO4生成黄铵铁矾。 答案：(1)＋3　(2)FeV2O4＋2Cl2===FeCl2＋2VO2Cl (3)SiO2　(4)产生的Fe3+催化H2O2的分解　(5)消耗H+，使萃取反应的平衡逆向移动，将H2V10与萃取剂分离　(6)N＋3Fe3+＋2S＋6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓＋6H+ 4．解析：将含镍废料先加稀硫酸进行酸浸，SiO2不溶，BaO与H2SO4反应生成BaSO4沉淀，过滤后形成滤渣Ⅰ除去；其余氧化物溶于稀硫酸转化为含Ni2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、H+的酸性滤液，在滤液中加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，再加入Na2CO3调节溶液pH，将Fe3+转化为NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀过滤除去，剩下含Ni2+、Co2+的滤液加入有机萃取剂把Ni2+萃取到有机溶剂中分液进行分离，然后往有机层中加入硫酸进行反萃取重新得到NiSO4，经过一系列处理得到NiSO4·6H2O；萃取分液后含Co2+的水层加入NaHCO3沉钴后得到CoCO3。 (5)取1 mol CoCO3(119 g)得到Co3O4，剩余固体的质量分数为ω(Co3O4)＝×100%≈67.51%；再结合题图可以得出，在400~600 ℃煅烧至恒重即可得到Co3O4。 答案：(1)适当升温、适当增大H2SO4溶液的浓度、搅拌等(填两种即可) (2)SiO2、BaSO4 (3)3Fe3+＋Na+＋2S＋3C＋3H2O===NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋3CO2↑ (4)①增大有机溶剂与溶液的接触面积，提高Ni2+的萃取率 ②消耗H+，促进平衡向正反应方向移动，提高萃取率 (5)400~600 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题过关作业(七) 热点题空专练化工流程中的预处理、条件控制和分离提纯 (分值：40分) 1．(9分)(2025·景德镇一模)金属铼广泛用于航空航天等领域。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)为原料制取高铼酸铵的流程如下图所示。 已知：R3N＋H+＋Re⥫⥬R3N·HReO4。 回答下列问题： (1)浸渣的主要成分为________。(1分) (2)①“焙烧”过程中ReS2转化为Ca(ReO4)2和另一种稳定的钙盐，其化学方程式为________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 ②萃取后，阴离子主要是S和Mo，则“酸化”步骤的目的是____________________________________________________________________。(4分) (3)“反萃取”对应的离子方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。(2分) (4)氢气还原NH4ReO4制备金属铼，该反应的化学方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。(2分) 2．(10分)(2025·齐齐哈尔三模，节选)铈的氧化物CeO2是提高净化汽车尾气催化剂性能的一种重要添加剂，此外在光催化剂以及抗菌陶瓷和富氧离子环保涂料方面也有广泛应用；工业上利用主要成分为CeCO3F的含铈矿石制CeO2，其工艺流程如下： (1)“焙烧”过程中常采用高压空气、逆流操作(空气从焙烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，这样操作的目的是______________________________。(2分) (2)“焙烧”过程中生成1 mol气体X时转移电子的数目为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。(2分) (3)上述流程中CeO2与盐酸反应的离子方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________， 该流程中为了避免产生污染性气体，其中盐酸可用稀硫酸和____________(填物质名称)替换。(3分) (4)写出“沉铈”过程中反应的离子方程式：____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 若“沉铈”中，Ce3+恰好沉淀完全[c(Ce3+)＝1.0×10-5 mol·L-1]，此时溶液的pH为5，则溶液中c(HC)＝________mol·L-1(保留2位有效数字)。{已知常温下Ka1(H2CO3)＝4.3×10-7，Ka2(H2CO3)＝5.6×10-11，Ksp[Ce2(CO3)3]＝1.0×10-28}(3分) 3．(10分)(2025·石家庄一模)稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为Fe3O4、FeV2O4、TiO2和SiO2)综合提取钒、钛，并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下图所示。 已知：①“加压焙烧”过程中存在反应2FeCl3(s)===2FeCl2(s)＋Cl2(g)，生成的Cl2会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”；②“酸浸”所得溶液中钒、钛以V、TiO2+形式存在。 回答下列问题： (1)已知FeV2O4中Fe为＋2价，则V的化合价为________。(1分) (2)“加压焙烧”中FeV2O4经“二次氯化”转化为VO2Cl和FeCl2的化学方程式为________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。(2分) (3)“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为________(填化学式)。(1分) (4)“氧化”时，H2O2的使用量远大于理论计算量，可能的原因为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。(2分) (5)“萃取”时，V先转化为H2V10，再与萃取剂R3N结合，其过程可表示为4R3N＋4H+＋H2V10⥫⥬[R3NH]4H2V10O28，据此分析“反萃取”过程中加入Na2CO3溶液的作用为______________________________________________ ____________________________________________________________________。(2分) (6)“沉铁”时，生成黄铵铁矾的离子方程式为 ____________________________________________________________________。(2分) 4．(11分)(2025·重庆模拟)镍、钴及其化合物在工业上有广泛的应用。以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备NiSO4·6H2O和CoCO3的工艺流程如下图所示。 回答下列问题： (1)加速“酸浸”的措施有________、________。(2分) (2)“滤渣Ⅰ”主要成分是________(填化学式)。(1分) (3)“调pH”过程中生成黄钠铁矾沉淀，该反应的离子方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。(2分) (4)①“萃取”时需充分振荡，目的是____________________________________ ____________________________________________________________________。 ②“萃取”和“反萃取”可简单表示为2HX＋Ni2+⥫⥬NiX2＋2H+。在萃取过程中加入适量氨水，其作用是_______________________________________。(2分) (5)CoCO3在空气中能受热分解，测得剩余固体的质量与起始CoCO3的质量的比值(剩余固体的质量分数)随温度变化曲线如图所示。 将CoCO3固体置于热解装置中，通入空气流，在________℃(填范围)煅烧至恒重即可得到Co3O4。(已知CoCO3的摩尔质量为119 g·mol-1，Co3O4的摩尔质量为241 g·mol-1)(4分) 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $