大题综合突破一 化工流程题(专题跟踪检测)-【领跑高中】2026年高考化学二轮专题复习学生用书Word（不定项版）

大题综合突破一　化工流程题 1.（1）5s25p1　（2）把废渣粉碎、搅拌、适当升温等合理答案均可　（3）冷却结晶　（4）3.0＜pH＜5.0　（5）Fe（OH）3　（6）2In3＋＋3Zn3Zn2＋＋2In　（7）共价　 解析：（1）铟与铝同主族，位于第ⅢA族，基态铟原子的价层电子排布式为5s25p1。（2）为提高“酸浸1”的速率，可采取的措施是把废渣粉碎、搅拌、适当升温等。（3）操作1是从溶液中得到ZnSO4·7H2O晶体，具体操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。（4）“酸浸2”后溶液中In3＋浓度为0.1 mol·L－1，则加入Na2CO3进行“中和”时，让Fe3＋完全沉淀，浓度小于10－5 mol·L－1，Ksp[Fe（OH）3]＝1.0×10－38＝c（Fe3＋）·c3（OH－），10－5×c3（OH－）＝1.0×10－38，得出c（OH－）＞10－11 mol·L－1，c（H＋）＜10－3 mol·L－1，pH＞3，In3＋浓度为0.1 mol·L－1不沉淀，Ksp[In（OH）3]＝1.0×10－28＝c（In3＋）·c3（OH－），0.1×c3（OH－）＝1.0×10－28，得出c（OH－）＜10－9 mol·L－1，c（H＋）＞10－5 mol·L－1，pH＜5，调节范围为3.0＜pH＜5.0。（5）“浸渣3”的主要成分为Fe（OH）3。（6）“还原”过程中，In3＋被Zn还原得到粗铟，Zn被In3＋氧化为Zn2＋，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为2In3＋＋3Zn3Zn2＋＋2In。（7）金刚石是共价晶体，磷化铟与金刚石的相似，磷化铟晶体类型是共价晶体，在晶胞坐标系中，a点铟的原子分数坐标为，P和In原子的最短距离为体对角线的，由晶胞结构可知，b点磷的原子分数坐标为。 2.（1）MnO2＋2Fe2＋＋4H＋Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O　5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋5Bi3＋ ＋2Mn＋5Na＋＋7H2O （2）1×10－11.4　NiS　（3）45 ℃，pH为7.5　Mg2＋ 解析：（2）由表格数据可知，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH＝3.7，溶液中c（OH－）＝ ＝ mol·L－1＝1×10－10.3 mol·L－1，溶液中某离子浓度≤1.0×10－6 mol·L－1时，认为该离子沉淀完全，则Ksp[Fe（OH）3]＝c（Fe3＋）·c3（OH－）＝1.0×10－6×（1×10－10.3）3＝1×10－36.9。pH＝5.5（室温）时，溶液中c（OH－）＝＝ mol·L－1＝1×10－8.5 mol·L－1，溶液中残余c（Fe3＋）＝＝ mol·L－1＝1×10－11.4 mol·L－1。根据信息，Ksp（MnS）＝2.8×10－10＞Ksp（NiS）＝2.0×10－21，则加入MnS“除杂”后生成NiS，过滤得到滤渣NiS。（3）“沉锰”过程中锰离子沉淀率越高、镁离子沉淀率越低对应的温度和pH就是“沉锰”的合适条件，由图可知，“沉锰”的合适条件是温度为45 ℃，pH为7.5；“沉锰”除去的杂质金属离子是Mg2＋。 3.（1）ABD　（2）无　酸性太强，H＋与H2P反应生成H3PO4，导致H2浓度太小，沉淀不完全　（3）①2Nd3＋＋3H2C2O4＋10H2ONd2（C2O4）3·10H2O↓＋6H＋　②适当增大草酸的用量，可增加C2的浓度，有利于提高沉钕率；草酸浓度过大钕离子可与过量H2C2O4生成可溶性配合物，从而降低沉钕率　③H2SO4　（4）过滤、洗涤、干燥　2Nd2（C2O4）3·10H2O＋3O22Nd2O3＋12CO2＋20H2O 解析：钕铁硼废料加入稀硫酸酸浸，将金属元素转化为可溶的硫酸盐，其中硼不与稀硫酸反应，滤渣为硼，随后加入NaH2PO4反应生成Nd（H2PO4）3沉淀，过滤滤液1中含有亚铁离子，再加入过量NaOH进行碱转化，加入稀硫酸溶解沉淀得到Nd3＋，加入草酸溶液生成Nd2（C2O4）3·10H2O沉淀，灼烧Nd2（C2O4）3·10H2O得到Nd2O3，Nd2O3熔融电解得到Nd。（1）适当升高温度，适当增大硫酸的浓度，将钕铁硼废料粉碎，增大表面积，都可以加快反应速率；适当延长浸取时间，不影响化学反应速率；故选A、B、D。（2）Q[Fe（OH）2]＝c（Fe2＋）·c2（OH－）＝1.0×（10－11.7）2＝10－23.4＜Ksp[Fe（OH）2]＝4.9×10－17，因此不会有Fe（OH）2沉淀生成；酸浸后调整溶液的pH，若酸性太强，H＋与H2P反应生成H3PO4，导致H2P浓度太小，沉淀不完全。（3）加入H2C2O4是将溶液中Nd3＋转化为Nd2（C2O4）3·10H2O，反应的离子方程式为2Nd3＋＋3H2C2O4＋10H2ONd2（C2O4）3·10H2O↓＋6H＋；适当增大草酸的用量，可增加C2的浓度，有利于Nd3＋形成Nd2（C2O4）3·10H2O，从而提高沉钕率；草酸浓度过大钕离子可与过量H2C2O4生成可溶性配合物，从而降低沉钕率；“滤液3”中含有硫酸，可循环使用。（4）“沉淀”过程得到Nd2（C2O4）3·10H2O晶体，然后进行过滤、洗涤、干燥得到Nd2（C2O4）3·10H2O ；“沉钕”后的晶体在空气中充分煅烧生成无毒的气体，该气体为CO2，化学方程式为2Nd2（C2O4）3·10H2O＋3O22Nd2O3＋12CO2＋20H2O。 4.（1）增大接触面积，提高反应速率　（2）BaSO4　钡餐　（3）分液 （4）2Ce4＋＋H2O22Ce3＋＋O2↑＋2H＋　利于加快酸浸速率，防止双氧水分解　（5）9　（6）抑制CeCl3水解　AC 解析：铈矿石（主要成分为CeFCO3，还含少量BaO、SiO2等）焙烧将＋3价铈氧化为＋4价，同时生成二氧化碳，加入稀硫酸生成硫酸钡，滤渣为硫酸钡和SiO2，加入（HA）2萃取Ce4＋，分离出有机层，加入H2O2，将Ce4＋转化为Ce3＋，加入稀硫酸进行反萃取，水层加入NaOH生成Ce（OH）3沉淀，再转化为CeCl3·6H2O，在HCl气氛下（抑制CeCl3水解）加热生成CeCl3，加入钙发生氧化还原反应冶炼出单质铈。（4）步骤Ⅳ加入H2O2，将Ce4＋转化为Ce3＋进入水层，离子方程式为2Ce4＋＋H2O22Ce3＋＋O2↑＋2H＋；过氧化氢受热易分解，反应时控制温度为40～50 ℃之间既有利于加快酸浸速率，又防止温度过高导致双氧水分解。（5）溶液中的c（Ce3＋）等于1×10－5 mol·L－1，可认为Ce3＋沉淀完全，由氢氧化铈的溶度积可知，Ksp[Ce（OH）3]＝c（Ce3＋）·c3（OH－），c（OH－）＝＝ mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，c（H＋）＝1×10－9 mol·L－1，pH大于9时，Ce3＋完全生成Ce（OH）3沉淀。（6）本工艺流程中加入钙冶炼Ce的方法为热还原法，高炉炼铁为热还原法，A正确；电解熔融NaCl制钠是电解法，B错误；利用铝热反应制锰为热还原法，C正确；氧化汞分解制汞是热分解法，D错误。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 大题综合突破一　化工流程题 1.（2025·广西南宁二模）广西是中国铟（49In）产业的重要基地。某工厂从金属冶炼的废渣（主要含In2O3、Fe2O3、ZnO及少量不溶于酸的杂质）中回收铟的工艺流程如图所示： 　 已知：①室温下：Ksp[In（OH）3]＝1.0×10－28，Ksp[Fe（OH）3]＝1.0×10－38； ②若溶液中某离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1，则认为该离子沉淀完全。 回答下列问题： （1）铟与铝同主族，基态铟原子的价层电子排布式为　　　　　　　。 （2）为提高“酸浸1”的速率，可采取的措施是　　　　　　　　　　　　（任举一例）。 （3）“操作1”的具体操作：加热浓缩、　　　　　、过滤、洗涤、干燥。 （4）若“酸浸2”后溶液中In3＋浓度为0.1 mol·L－1，用Na2CO3进行“中和”时，需控制pH的范围为　　　　。 （5）“浸渣3”的主要成分为　　　　（填化学式）。 （6）“还原”中主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 （7）磷化铟是半导体领域的重要原料，其晶胞结构类型与金刚石的相似，磷化铟晶体类型是　　　晶体。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。如图为磷化铟的晶胞示意图，在晶胞坐标系中，a点铟的原子分数坐标为，则b点磷的原子坐标为　　　　。 2.（2025·辽宁辽阳一模）采用废铁屑还原软锰矿（软锰矿主要成分是MnO2，还含少量Fe、Mg、Ni、Si等元素的氧化物杂质）来制备Mn的工艺流程如图所示： 已知：①Ksp（MnS）＝2.8×10－10，Ksp（NiS）＝2.0×10－21；②溶液中某离子浓度≤1.0×10－6 mol·L－1时，认为该离子沉淀完全；③室温时生成氢氧化物的pH见下表 离子 Fe2＋ Fe3＋ Mg2＋ Ni2＋ Mn2＋ 开始沉 淀的pH 7.5 2.7 8.1 7.7 8.3 完全沉 淀的pH 9.7 3.7 9.4 8.4 9.8 回答下列问题： （1）在“浸出液”中加入“MnO2”时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　；硫酸酸化的MnSO4可与NaBiO3（难溶于水）反应生成Bi3＋和，此反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）pH＝5.5（室温）时，溶液中残余的Fe3＋的浓度为　　　　mol·L－1，加入MnS“除杂”后的滤渣为　　　　。 （3）“沉锰”过程中温度和pH对Mn2＋和Mg2＋沉淀率的影响如图所示。由图可知，“沉锰”的合适条件是　　　　，“沉锰”除去的杂质金属离子是　　　　。 3.（2025·湖南岳阳二模）稀土钕铁硼永磁材料广泛应用于新能源汽车、节能环保家电、国防军事等工业领域。工业上以钕铁硼废料[含钕（Nd，质量分数为28.8％）、Fe、B]为主要原料回收高纯度钕的工艺流程如下。 已知：①Nd的稳定价态为＋3价；Nd的活动性较强，与稀硫酸反应产生H2；硼难溶于稀硫酸。钕离子可与过量H2C2O4生成可溶性配合物；②常温下，Ksp[Fe（OH）2]＝4.9×10－17。 回答下列问题： （1）“酸溶”时，下列措施可以提高酸溶速率的是　　　　（填字母）。 A.适当升高温度 B.适当增大硫酸的浓度 C.适当延长浸取时间 D.将钕铁硼废料粉碎 （2）常温下，“沉钕”过程中调节溶液的pH为2.3，钕全部以Nd（H2PO4）3沉淀完全，若此时溶液中c（Fe2＋）＝1.0 mol·L－1，　　　　（填“有”或“无”）Fe（OH）2沉淀生成；酸性太强会使“沉钕”不完全，原因是　　　　　　　 　　　　　　　。 （3）①“沉淀”过程得到Nd2（C2O4）3·10H2O晶体。写出“沉淀”时发生反应的离子方程式：　　　　　　 　　　　　　　。 ②此过程中，草酸实际用量与理论计算量的比值（n）和沉钕率的关系如图所示。 对沉钕率变化趋势进行解释：　　　　　　　　　　　　　。 ③“滤液3”中的　　　　　　　　　　　（填化学式）可在上述流程中循环利用。 （4）“一系列操作”包括　　　　　　　　　　　　；空气中“煅烧”时生成无毒的气体，反应的化学方程式为　　　　　　　 　　　　　　　。 4.（2025·河北秦皇岛一模）铈（Ce）是地球上镧系元素中含量最丰富的稀土金属，可用于制备玻璃添加剂，汽车尾气净化催化剂等。工业上利用某种含铈矿石（主要成分为CeFCO3，还含少量BaO、SiO2等）制取金属铈的一种工艺流程如图。 已知：①Ksp[Ce（OH）3]＝1.0×10－20； ②硫酸体系中，Ce4＋在（HA）2中的溶解度大于其在水中的溶解度，Ce3＋与之相反。 回答下列问题： （1）焙烧时常采用逆流操作，即空气从焙烧炉下部通入，矿石从焙烧炉上部加入，这样操作的目的是　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 （2）滤渣的主要成分是SiO2和　　　　　　　　（填化学式），写出一条该物质在医疗上的应用：　　　　　　　　　　　　　　。 （3）步骤Ⅲ的操作名称是　　　　。 （4）步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　，该步骤通常控制温度为40～50 ℃的原因是　　　　　　　 　　　　　　　。 （5）步骤Ⅳ后，向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH，pH大于　　　　时，Ce3＋完全生成Ce（OH）3沉淀。已知当溶液中某离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全。 （6）加热CeCl3·6H2O制备无水CeCl3时，HCl的作用是　　　　　　　　　　　　　。下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入钙冶炼Ce的方法相似的是　　　　（填字母）。 A.高炉炼铁 B.电解熔融NaCl制钠 C.利用铝热反应制锰 D.氧化汞分解制汞 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $