2025-2026学年高一化学下学期必修二期末复习工艺流程专练（8题）

**基本信息** 聚焦工艺流程全流程解析，以8道典型题构建“操作目的-原理分析-产物提纯”解题体系，融合金属性质、氧化还原等核心知识，培养科学思维与证据推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|----|----|----| |工艺流程综合|8题（含Ni、Ce、Li等制备）|步骤拆解（碱浸/酸浸目的）、速率提升（粉碎/升温）、分离提纯（蒸发浓缩/冷却结晶）|金属化合物性质→氧化还原反应→物质转化与分离|

高中化学高一下期必修二期末复习工艺流程专练（8题） 1．利用油脂厂废弃的镍(Ni)催化剂(主要含有Ni、Al、Fe，还含少量的NiO、Al2O3、Fe2O3)制备NiSO4•7H2O的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)为加快“碱浸”的速率，可采取的措施有_______(任写一条)。 (2)“碱浸”中NaOH溶液的作用有_______，写出金属Al与NaOH溶液反应的离子方程式_______。 (3)“滤液2”中含有的金属阳离子主要有_______(填离子符号)。 (4)H2O2的电子式为_______。 (5)“系列操作”为_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 (6)在强碱溶液中可用NaClO氧化NiSO4制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH(难溶于水)，写出反应的离子方程式_______。 2．氯化铈常用于石油催化剂、汽车尾气催化剂等行业。为充分利用资源，以废料(主要含CeO2，还含少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料制备氯化铈的工艺流程如图所示： 已知：CeO2不与稀盐酸反应。 回答下列问题： (1)为提高酸浸速率，可采取的措施有________(任写一条)。 (2)加入过量稀盐酸后“浸渣A”的成分为________(填化学式)。工业上可用“浸渣B”制取粗硅，写出反应的化学方程式________。 (3)“酸浸2”中发生反应的离子方程式为________。 (4)Ce3+及其氧化产物Ce4+可用于处理硝酸厂烟气中的氮氧化物(NOₓ)，将烟气与H2的混合气体通入Ce2(SO4)3的溶液中，其转化过程如下图： 该处理过程中可减少下列哪些环境问题的产生________(填序号)。 ①酸雨    ②光化学烟雾    ③白色污染 (5)工业生产中可利用铝的还原性将CeO2还原成单质，取a g CeO2，经反应得到b g Ce，该反应的化学方程式为________，反应中铈的产率为________(用含a、b的代数式表示)。 3．锂被誉为“高能金属”，以废旧锂离子电池的正极材料(主要含有及少量、等)为原料制备的一种工艺流程如图1所示。 回答下列问题： (1)“除铝”时发生反应的化学方程式为_______。 (2)“酸溶”时，会产生和另一种无色气体，该无色气体是_______(填化学式)。 (3)该流程中涉及过滤操作，实验室过滤时玻璃棒的作用为_______。 (4)“除钴”生成过程中有生成，则发生反应的离子方程式为_______；反应时需控制温度在20℃以下的原因是_______。 (5)电池是近年来发明的一种低成本高效电池，该电池首先通过与反应产生，然后通过还原反应再生，电池结构如图2所示。 y ①负极反应式为_______。 ②每转移1 mol电子，理论上消耗_______g Li。 ③电极区要与电解质水溶液完全隔离的原因是_______。 4．绿矾()是一种重要的药物，也是一种工业原料。一种以黄铜矿(主要成分是CuFeS2，含SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备绿矾的流程如图： 已知：滤渣1是SiO2。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，将黄铜矿粉碎，其目的是___________。 (2)SO2是一种酸性氧化物，若工业上用足量NaOH溶液来处理产生的废气SO2，其反应方程式为___________ (3)“酸浸”时，Al2O3发生的离子方程式为___________。 (4)“还原”时，与Fe反应的金属阳离子为___________。 (5)“一系列操作”为，蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。 (6)煅烧绿矾分解生成的固体只有Fe2O3，气体产物中无单质存在，推测气体产物有H2O和___________(填化学式)。 5．钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某工厂炉渣的主要成分含有、及少量、，以该炉渣为原料制备和的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)“酸浸”时为了提高钴元素浸出率，可采取的措施有___________、___________(写出两条)。“滤渣1”的主要成分为___________(填化学式)。 (2)“酸浸”时与在一定条件下反应生成的化学方程式为___________。 (3)“碱洗”的目的是___________。 (4)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。 (5)除上述方法外，还可以从钴酸锂废旧电池中对进行回收再利用。已知钴酸锂电池工作时的总反应为，则放电时正极的电极反应式为___________。 (6)碳酸钴在空气中加热可得到多种钴的氧化物，某次加热分解实验中得到组成为的固体氧化物、将一定量该固体与盐酸混合后，二者恰好完全反应，生成和，则该固体氧化物的化学式为___________。 6．以硫铁矿[主要成分是(二硫化亚铁)，还含少量、和]为原料制备磷酸铁()的工艺流程如图所示。 已知：“焙烧”时转化为和。 回答下列问题： (1)铁元素在元素周期表中的位置为___________。 (2)写出“酸浸”时提高浸取速率的措施为___________(填2条)。 (3)“焙烧”过程中产生的属于___________(填“酸”或“碱”)性氧化物；写出的一种用途为___________。 (4)“酸浸”后滤渣的主要成分为___________(填化学式)。 (5)“还原”时，发生反应的离子方程式为___________。 (6)“除铝”时，加入的溶液不可过量，其原因为___________(用离子方程式表示)。 (7)“沉淀”后进行过滤、洗涤、干燥即得纯净的磷酸铁，写出检验磷酸铁已洗涤干净的操作及现象：___________。 7．以高硫铝土矿(主要成分为、、，少量和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得的部分工艺流程如下： (1)焙烧时矿粉与空气逆流而行，目的______。 (2)焙烧过程均会产生，用过量氨水吸收的离子方程式为______。 (3)添加1% CaO和不添加的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。 已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于700℃； ①不添加的矿粉在低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于______。 ②700℃焙烧时，添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加的矿粉硫去除率低，其主要原因是______。 (4)向“过滤”得到的滤液中通入过量，铝元素存在的形式由______(填化学式)转化为______(填化学式)。 (5)“过滤”得到的滤渣中含大量的，与混合后在无氧条件下焙烧生成和，写出反应的化学方程式______。 8．以软锰矿(主要成分是、含有少量的、、)为主要原料制备高纯碳酸锰的工艺流程如图所示： 已知：①MnCO3难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃时开始分解； ②开始沉淀时pH为7.7，则： (1)浸取时发生______(填“氧化”或“还原”)反应，“浸取”反应中往往有副产物生成，温度对“浸取”反应的影响如图所示： 为减少的生成，“浸取”的适宜温度是______。 (2)滤渣Ⅰ主要成分是______(填化学式)。 (3)“氧化”操作的离子方程式为______。 (4)“沉锰”时，加入溶液调节溶液，充分反应直到不再有气泡产生；若溶液，会导致产品中混有______(填化学式)。 (5)生成的碳酸锰产品需要充分洗涤，检验碳酸锰产品已完全洗净的方法是______。 (6)取碳酸锰样品，加适量硫酸加热溶解后，用的溶液滴定，至滴定终点(高锰酸钾恰好反应完即为滴定终点)时，消耗溶液的体积为。(已知：反应产物为，杂质不参与反应)，则样品中质量分数的计算式为______(用质量分数表示，无需化简)。 试卷第6页，共6页 试卷第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 《高中化学高一下期必修二期末复习工艺流程专练（8题）》参考答案 1．(1)粉碎废镍催化剂(或适当升高温度或适当增大溶液浓度或搅拌等合理答案) (2) 除去油脂、Al及其氧化物 (3)、、 (4) (5) 蒸发浓缩 冷却结晶 (6) 【分析】向废弃的镍催化剂(主要含有Ni、Al、Fe，还含少量的NiO、、)加入稀NaOH溶液，NaOH可与Al、、油脂反应，剩余Ni、Fe、NiO、进入滤饼，向滤饼中加入稀硫酸得到含、、的溶液，加入将氧化为，再加入NaOH溶液沉淀，得到较纯的溶液，经系列操作得到晶体，据此作答。 【详解】（1）粉碎废镍催化剂、搅拌、适当升高温度、适当增大溶液浓度均可加快“碱浸”的速率； （2）由分析可知，“碱浸”中NaOH溶液的作用为除去油脂、Al及其氧化物；Al与NaOH溶液反应得到，离子方程式为； （3）由分析可知，滤液2含有的金属阳离子为含、、； （4）中有2根键和1根键，电子式为； （5）从溶液中获取晶体的方法为蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶； （6）与NaClO发生氧化还原反应，被氧化为NiOOH，离子方程式为。 2．(1)搅拌或粉碎或适当提高温度或适当增大盐酸溶液浓度 (2) SiO2、CeO2 (3) (4)①② (5) 【分析】由题给流程可知，向废料中加入盐酸酸浸，将氧化铝、氧化铁转化为氯化铝、氯化铁，过滤得到含有氯化铝、氯化铁的浸液A和含有二氧化铈、二氧化硅的浸渣A；向浸渣A中加入过氧化氢和盐酸混合溶液酸浸，将二氧化铈转化为氯化铈，二氧化硅不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣B和滤液B；调节滤液B的pH，将氯化铈转化为氢氧化亚铈沉淀，过滤得到氢氧化亚铈；向氢氧化亚铈中加入盐酸酸溶，将氢氧化亚铈转化为氯化铈，氯化铈溶液经多步处理得到无水氯化铈。 【详解】（1）搅拌、粉碎、适当提高温度、适当增大盐酸溶液浓度等措施能提高酸浸速率； （2）由分析可知，浸渣A的主要成分为二氧化铈、二氧化硅，浸渣B的主要成分为二氧化硅，工业上用二氧化硅制备粗硅的反应为二氧化硅与碳在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为：； （3）由分析可知，酸浸2中加入过氧化氢和盐酸混合溶液酸浸的目的是将二氧化铈转化为氯化铈，反应的离子方程式为：； （4）由题意可知，该处理过程的目的是减少氮的氧化物排放，防止形成酸雨和光化学烟雾，故选①②； （5）由题意可知，将二氧化铈还原为铈的反应为铝与二氧化铈高温下反应生成氧化铝和铈，反应的化学方程式为：，由铈原子个数守恒可知，反应中铈的产率为：=。 3．(1) (2) (3)引流 (4) 受热易分解 (5) 7 Li与会发生反应 【分析】废旧锂离子电池正极材料主要成分为，含杂质、；先加入溶液进行除铝，单质铝和氢氧化钠、水反应生成四羟基合铝酸钠溶解进入溶液，、不与碱反应留在固体中；随后固体加入稀硫酸与过量酸溶，被还原溶解生成、，与硫酸反应转化为并被氧化为，在作催化剂条件下自身分解产生；酸溶后滤液加试剂除铁，转化为沉淀过滤除去；除铁后滤液加入除钴，与碳酸氢根反应生成沉淀并释放；除钴后剩余含的溶液加入沉锂，析出固体，再经后续处理最终得到金属； 【详解】（1）杂质和、反应生成可溶性四羟基合铝酸钠与氢气，反应方程式为； （2）酸溶时过量的发生歧化反应：，同时与硫酸反应生成，因此除外的无色气体为； （3）实验室过滤时玻璃棒起到引流作用，防止液体冲破滤纸、溅出漏斗； （4）①与发生反应，生成碳酸钴沉淀、二氧化碳和水，离子方程式为； ②受热易分解，温度过高会造成碳酸氢铵损耗，降低原料利用率，因此控制温度在20℃以下； （5）①为活泼金属作负极，单质锂失去电子生成锂离子，电极反应为； ②由负极反应可知1 mol 失去1 mol电子，摩尔质量7g/mol，因此每转移1 mol电子消耗 g ； ③金属化学性质极活泼，会直接与发生剧烈反应（），损耗电极、破坏电池结构，因此电极要与电解质水溶液完全隔离。 4．(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率 (2) (3) (4)、Cu2+ (5)冷却结晶 (6)、SO2 【分析】黄铜矿(主要成分是CuFeS2，含SiO2、Al2O3等杂质)高压氧气焙烧生成氧化铁、氧化铜和二氧化硫，用硫酸酸浸生成硫酸铁、硫酸铜和硫酸铝，滤渣1为二氧化硅，滤液用铁还原，滤渣2为铁和铜，溶液用氧化亚铁调pH生成氢氧化铝，硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4⋅7H2O，据此分析； 【详解】（1）从反应速率的影响因素考虑，“焙烧”时，将黄铜矿粉碎，其目的是：增大反应物的接触面积，加快反应速率； （2）用足量溶液来吸收，其反应方程式为； （3）“酸浸”时，与硫酸反应生成硫酸铝和水，发生的离子方程式为； （4）“还原”时，发生反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu，，与反应的金属阳离子为、Cu2+； （5）硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4⋅7H2O，则“一系列操作”为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； （6）煅烧绿矾分解生成的固体只有，铁元素化合价升高，则硫元素化合价降低，由于气体产物中无单质存在，推测气体产物有H2O、和SO2。 5．(1) 将炉渣粉碎 适当增加酸的浓度（或适当升高温度） SiO2 (2) (3)除去Al(OH)3 (4) (5) (6)Co4O5 【分析】加入硫酸溶解金属氧化物，不与硫酸反应，过滤后成为滤渣1；、、反应转化为硫酸盐，反应同时放出。调节pH使、转化为氢氧化物沉淀，过滤得到滤渣2（主要为、），滤液含。加入沉淀得到，后续可煅烧制备目标产物。滤渣2经碱洗去除铝杂质后，在碱性条件下用氧化，得到另一目标产物。 【详解】（1）适当升高温度、将炉渣粉碎（或适当增大硫酸浓度、搅拌、延长浸出时间，合理即可）。炉渣中不溶于硫酸，因此滤渣1的主要成分为。 （2）反应中从+3价降为+2价，部分-2价化合价升高生成，配平后得。 （3）滤渣2中含，是两性氢氧化物，可溶于，因此碱洗目的为：除去滤渣2中的杂质，提纯。 （4）碱性条件下氧化生成，被还原为，配平后得：。 （5）放电为原电池反应，正极发生得电子的还原反应，反应物为，得电子结合生成，电极反应为：。 （6），。根据Cl元素守恒：，即。反应转移电子：，设Co平均化合价为，则，得。化合物化合价代数和为0：，得，因此固体化学式为。 6．(1)第四周期第Ⅷ族 (2)将焙烧后的固体粉碎、适当升高酸浸体系的温度，或搅拌酸浸混合液、适当增大稀硫酸浓度等 (3) 酸 作红色颜料、炼铁等 (4) (5) (6)（或） (7)取最后一次洗涤液少许置于试管中，加入盐酸酸化的溶液，若无白色沉淀生成，证明磷酸铁已经洗涤干净 【分析】硫铁矿矿样的主要成分为，还含有、、三种杂质，矿样通入足量空气进行焙烧，和反应转化为与副产物，、、留在焙烧后的固体中；焙烧固体加入足量稀硫酸开展酸浸操作，、、均可与稀硫酸发生溶解反应，分别电离出、、，难溶于稀硫酸，成为酸浸步骤的滤渣被分离除去，酸浸所得滤液中含有、、、与过量；向酸浸滤液中加入固体进行还原反应，被还原为，中价的被氧化生成单质，过滤除去单质后，滤液溶质以、为主；接着向滤液滴加适量溶液进行除铝，转化为沉淀除去，留存于溶液；随后向除铝后的滤液依次添加与，将氧化成，结合沉淀生成，经过过滤、洗涤、干燥后得到目标产物磷酸铁。 【详解】（1）铁元素的原子序数为26，核外电子排布有4个电子层，最外层电子排布对应第Ⅷ族，因此铁元素在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族； （2）酸浸的本质是固体氧化物与稀硫酸的液固反应，提高浸取速率可以从增大接触面积、升温、提高反应物浓度、搅拌等角度选择，可选措施为：将焙烧后的固体粉碎、适当升高酸浸体系的温度，也可选用搅拌酸浸混合液、适当增大稀硫酸浓度等； （3）能和碱发生反应生成盐与水，符合酸性氧化物的定义，因此属于酸性氧化物；是红棕色固体，可用作红色油漆和涂料，也可用于炼铁原料； （4）已知难溶于水和酸，焙烧产物里、、均可与稀硫酸溶解进入溶液，只有不溶于稀硫酸，所以酸浸后滤渣主要成分为； （5）还原阶段，作为还原剂，把滤液中的还原为，中价被氧化为单质，根据得失电子守恒与电荷守恒配平，离子方程式为； （6）属于两性氢氧化物，若溶液加入过量，会继续和强碱反应生成可溶性的四羟基合铝酸钠，造成铝元素无法沉淀除去，对应离子方程式（或）； （7）制备流程中酸浸步骤引入了杂质，磷酸铁固体表面会吸附少量，检验洗涤干净的核心是检验最后一次洗涤液中无，具体操作：取最后一次洗涤液少许置于试管中，加入盐酸酸化的溶液，若无白色沉淀生成，证明磷酸铁已经洗涤干净。 7．(1)增大矿粉与空气的接触面积，使反应充分进行，提高焙烧效率 (2) (3) 硫元素转化为留在矿粉中 (4) (5) 【分析】矿粉和氧化钙、空气焙烧脱硫得到、、；加入NaOH溶液碱浸，把转化为、转化为进入滤液；滤渣（主要是）与焙烧生成和，再经磁选得到纯的，据此分析： 【详解】（1）逆流操作可以增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率； （2） 氨水过量，SO₂与过量氨水反应生成亚硫酸铵，离子方程式为：； （3）① 已知多数金属硫酸盐分解温度高于700℃，低于500℃时硫酸盐未分解，只有被空气中氧化生成逸出，因此去除的硫来源于； ② CaO为碱性氧化物，可与酸性氧化物反应生成稳定的，在700℃不分解，硫留在矿粉中，使硫去除率降低； （4）碱浸时与NaOH反应生成进入滤液；通入过量后，与过量反应生成沉淀； （5）中Fe为+3，中Fe为+2，S为-1，中Fe为，中S为+4；对应转移电子数为，转移电子数为，根据得失电子守恒配平反应方程式为。 8．(1) 氧化 90℃ (2) (3) (4) (5)取最后一次洗涤液，先加入盐酸酸化，后加几滴溶液，若无沉淀，则已洗净 (6)(其它答案合理也可) 【分析】软锰矿的主要成分是，含有少量的、、，向其中加入稀硫酸，除外金属氧化物均可溶解，加入后可将还原为，二氧化锰还原为锰离子，过滤后滤渣I为，滤液中存在、、、、；向滤液中加入可将氧化为，加入调节pH可除去溶液中的和，使和转化为、进入滤渣II。过滤后滤液中存在和，加入将转化为。 【详解】（1）根据分析“浸取”时可将还原为，故发生氧化反应。 随温度升高其生成率降低，在90℃达到最低，故为减少的生成，“浸取”的适宜温度是90℃。 （2）根据分析可知，滤渣Ⅰ主要成分是。 （3）“氧化”操作为加入将氧化为，离子方程式为。 （4）“沉锰”时，加入溶液调节溶液，充分反应直到不再有气泡产生；若溶液，根据已知信息②，产品中混有。 （5）碳酸锰在制备时溶液中会有硫酸根会附着在碳酸锰表面，故检验碳酸锰产品已完全洗净需要检验沉淀表面有无硫酸根，方法是取最后一次洗涤液，先加入盐酸酸化，后加几滴溶液，若无沉淀，则已洗净。 （6）碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰，而后与反应生成，化合价由＋2价变成＋4价，由＋7价变成＋4价，根据化合价升降规律，设碳酸锰的物质的量为n，所以，解得，故质量分数为。 答案第2页，共9页 答案第1页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $