课时分层检测(十五) 无机化工流程（Word试题版）-【创新大课堂】2027年高三化学一轮总复习

**基本信息** 聚焦无机化工流程核心考点，精选2024-2026年北京卷真题及多地区模拟题，以真实工业生产情境（如锂辉矿提锂、钒渣制偏钒酸铵等）考查综合应用能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|2题|物质成分分析、反应类型判断|基础概念辨析，选项设置区分度高| |非选择题|5题|原料预处理、分离提纯、反应原理（氧化还原/水解）、Ksp计算、实验方案设计|真实工业流程情境，梯度设问（填空/简答/计算），衔接高考命题趋势|

课时分层检测(十五) 无机化工流程 (2026·山东青岛模拟) 1. 锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6)可用低温重构—直接浸出技术制备碳酸锂，同时得到氧化铝，工艺流程如图。下列说法错误的是 A. “水热反应”为 B. “滤渣1”和“滤渣2”主要成分相同 C. 冶炼金属锂和金属铝均可用电解其熔融氯化物的方法 D. 流程中不涉及氧化还原反应 (2026·河南创新发展联盟一模) 2. 偏钒酸铵可作催化剂、媒染剂等，也是制备的原料，溶于热水，微溶于冷水。利用某种工业钒渣(含、、)为原料制备的工艺流程如图所示。下列说法正确的是 已知：在为3.7时才开始沉淀。 A. “焙烧”过程中有一种元素化合价发生变化 B. “滤渣”中含、 C. 在溶液中反应生成 D. “滤液”中的溶质只有，且能循环用于“酸浸” 3. 锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是，含有、、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图1所示。 （1）“浸锰”步骤中往往有副产物生成，温度对“浸锰”反应的影响如图2所示。为减少的生成，“浸锰”的适宜温度是___________，“滤渣Ⅰ”的成分是___________(填化学式)。该步骤中可以再加入以促进“滤渣Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：___________。 （2）“滤液Ⅰ”中需要先加入充分反应后再调pH，写出加入时发生反应的离子方程式：___________。 (2026·江西萍乡一模) 4. 硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料，难溶于水，可由炼锌的废渣锌灰(含ZnO及少量Fe、Cu、Pb等金属的氧化物)制取，某学习小组在实验室模拟制备ZnS的流程如下： 回答下列问题： （1）为提高锌灰的浸取效率，不宜采用的方法是___________(填字母)。 A. 搅拌 B. 加压 C. 升高温度 D. 多次浸取 （2）“浸渣”的主要成分为___________(填化学式)。 （3）写出“除铁”时步骤①中发生反应离子方程式：___________。 （4）“除铁”时若加入的不足，则除铁后的溶液中会含有Fe元素。请设计实验方案加以证明：___________。 （5）“沉锌”过程为向除铜后的滤液中加入和组成的缓冲溶液调节pH，然后通入发生反应：。“沉锌”后溶液中部分微粒浓度见下表： 微粒 浓度 0.10 0.05 0.10 “沉锌”后溶液的___________，___________[已知常温下：，，，]。 5. 锰是生产各种合金的重要元素。工业上以含锰矿石(主要成分为，还含有铁钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下： 25℃时，部分物质的溶度积常数如下表所示。 物质 MnS CoS 回答下列问题： （1）用硫酸浸取含锰矿石时，提高浸取速率的方法有_______(写两种)。 （2）“氧化”步骤发生反应的离子方程式为_______。 （3）滤渣1的主要成分是___，实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是___。 （4）当溶液中可溶组分浓度时，可认为已除尽。“除杂2”步骤需要控制溶液的pH至少为____(已知)。 （5）“除杂3”步骤所得溶液中，则其的范围是____。 （6）电解废液中还含有少量，向其中加入饱和溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子方程式为_______。 (2026·辽宁省大连市一模) 6. 采用铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、Fe2O3]为原料制备电池正极材料LiMn0.5Fe0.5PO4的一种工艺流程如下： 已知：①原料中铁元素与锰元素物质的量之比； ②沉淀后得到Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O； ③相关物质的Ksp如下： 回答下列问题： （1）“酸浸”中，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。 （2）滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+，写出该工艺条件下Fe粉与MnO2反应的离子方程式_______。 （3）滤渣①成分为_______(填化学式)。 （4）“除杂”前滤液①调节pH不宜过低的原因是_______。 （5）滤液②中Mn2+的浓度为0.30mol∙L-1，Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1，“沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别为98%和95%，则1m3滤液需要加入FeSO4的物质的量为_______mol(精确至0.1)。 （6）“焙烧”过程中通入Ar的目的为_______；该过程中除产品外，还有H2O和两种气体生成，“焙烧”过程的化学反应方程式为_______。 (2024·北京卷) 7. 利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 （1）矿石在焙烧前需粉碎，其作用是_______。 （2）的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是_______。 （3）矿石和过量按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是_______。 ②温度高于，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是_______。 （4）用离子方程式表示置换过程中加入的目的_______。 （5）粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是_______。 课时分层检测(十五) 无机化工流程 (2026·山东青岛模拟) 【1题答案】 【答案】C 【解析】 【分析】锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6)加NaOH溶液，发生反应生成硅酸锂沉淀、硅酸钠和偏铝酸钠；过滤出硅酸锂，加硫酸溶解得到硅酸沉淀和硫酸锂溶液，硫酸锂溶液蒸发浓缩后加饱和碳酸钠得到碳酸锂；含硅酸钠和偏铝酸钠的滤液1加硫酸，生成硫酸铝、硫酸钠和硅酸沉淀，过滤后，滤液中加氨水生成氢氧化铝沉淀，过滤后煅烧生成氧化铝，据此解答。 【详解】A．“水热反应”中LiAlSi2O6与NaOH反应生成相应的盐，反应为：，故A正确； B．“滤渣1”和“滤渣2”主要成分均为硅酸，故B正确； C．AlCl3为共价化合物，冶炼金属铝采用电解熔融氧化铝，故C错误。 D．流程中各步转化过程中均不存在化合价变化，不涉及氧化还原反应，故D正确； 故选：C。 (2026·河南创新发展联盟一模) 【2题答案】 【答案】C 【解析】 【分析】钒渣(含、、)中的在焙烧过程中被氧气氧化，稀硫酸酸浸过后钒元素以形式存在，在为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，转化为，则滤液成分为稀硫酸和硫酸铝，据此分析解答。 【详解】A．“焙烧”过程中钒和氧两种元素化合价都发生变化，故A错误； B．在为3.7时才开始沉淀，酸浸时为2.5，则“滤渣”中只含不含，故B错误； C．根据流程分析在溶液中反应生成，故C正确； D．“滤液”中的溶质不仅有，应还有硫酸铝，故D错误； 答案C。 【3题答案】 【答案】（1） ①. 90℃ ②. 、 ③. 增大，使平衡正向移动，促进析出 （2） 【解析】 【分析】软锰矿(主要成分是，含有、、CaO等少量杂质)加稀硫酸、通入过量SO2浸锰，得到滤渣Ⅰ主要成分为、CaSO4；滤液主要含有Mn2+、Fe2+、H+、、Ca2+，加入，将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH=6使Fe3+水解生成氢氧化铁沉淀除去，得到滤渣Ⅱ主要成分为二氧化锰、氢氧化铁；滤液Ⅱ主要含有Mn2+、、Ca2+；加入MnF2除去得到Ca2+，则滤渣Ⅲ为氟化钙、氟化锰；滤液Ⅲ主要含有Mn2+、；操作Ⅰ精制得到硫酸锰晶体，加入SeO2并酸化后电解得到锰；据此分析。 【小问1详解】 由图1所示可知，副产物生成率随温度的升高而降低，当温度≥90℃时产率较低，同时锰的浸出率较高，且高于90℃时生成率和锰的浸出率变化不大，故温度应控制在90℃；由于CaO与稀硫酸反应生成微溶的CaSO4，以及SiO2不与硫酸反应，则滤渣Ⅰ为SiO2和CaSO4；加入，增大，使平衡正向移动，促进CaSO4析出； 【小问2详解】 由分析知，“滤液Ⅰ”中需要先加入是将Fe2+氧化为Fe3+，本身还原为Mn2+，结合电子得失守恒、原子守恒、电荷守恒配平离子方程式为。 (2026·江西萍乡一模) 【4题答案】 【答案】（1）B （2） （3） （4）取样，向其中滴入KSCN溶液无现象，再滴加，若溶液变红或向其中滴加，若产生蓝色沉淀，则溶液中含有Fe元素 （5） ①. 5 ②. 【解析】 【分析】锌灰(含ZnO及少量Fe、Cu、Pb等金属的氧化物)加入稀硫酸酸浸，金属氧化物和硫酸反应而溶解转化为金属离子，其中难溶，是浸渣的主要成分，溶液中有、、、，加入高锰酸钾氧化将转化为，时，以沉淀析出，还原产物为，溶液中还有和，加入Zn粉置换出Cu，再使转化为ZnS沉淀。 【小问1详解】 搅拌、升高温度都可以加快浸取速率，从而提高浸取效率，多次浸取也可以使浸取更彻底，提高浸取效率，浸取是溶液中的反应，加压无影响，无法提高浸取效率，因此不宜采用的方法是加压，故答案选B； 【小问2详解】 由分析可知，“浸渣”的主要成分为难溶的硫酸盐，故答案为：； 【小问3详解】 “除铁”时高锰酸钾将氧化，还原产物为，离子方程式为：； 【小问4详解】 “除铁”时若加入的不足，由于以氢氧化物沉淀需要更大的pH，故除铁后的溶液中会含有，故只需检验的存在，方案为：取样，向其中滴入KSCN溶液无现象，再滴加，若溶液变红或向其中滴加，若产生蓝色沉淀，则溶液中含有Fe元素，故答案为：取样，向其中滴入KSCN溶液无现象，再滴加，若溶液变红或向其中滴加，若产生蓝色沉淀，则溶液中含有Fe元素； 【小问5详解】 根据醋酸的电离，，解得，故；由的两级电离方程式可知，，其中，，解得；再由，解得，故答案为：5；。 【5题答案】 【答案】（1）将矿石粉碎、适当提高硫酸浓度，适当提高温度等 （2）MnO2+4H++2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O （3） ①. Fe(OH)3、MnO2 ②. 抽滤 （4）6.65 （5）10<pS≤15.4 （6）Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O 【解析】 【分析】含锰矿石中加入足量硫酸浸取，MnCO3转化为Mn2+，铁、钴、铜的碳酸盐转化为铁离子、亚铁离子、钴离子和铜离子，加入过量MnO2，MnO2将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为Mn2+，加入氨水调节pH=4，此时c(OH-)=10-10mol/L，根据物质的溶度积常数可知，此时生成的沉淀为氢氧化铁，还有过量的二氧化锰，再加入氨水调节pH，使Cu2+转化为氢氧化铜沉淀，同时Mn2+不能沉淀，此时滤渣2为氢氧化铜，再加入硫化铵，生成CoS沉淀，最后电解得到Mn。 【小问1详解】 用硫酸浸取含锰矿石时，可采用将矿石粉碎、适当提高硫酸浓度，适当提高温度等方式提高浸取速率。 【小问2详解】 氧化过程中，MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Mn2+，离子方程式为MnO2+4H++2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O。 【小问3详解】 根据分析可知，滤渣1的主要成分为Fe(OH)3、MnO2，实验室为了加快固液混合物的分离，常用的操作为抽滤。 【小问4详解】 除杂2步骤中，要使铜离子转化为氢氧化铜沉淀，锰离子不能发生沉淀，则c(Cu2+)≤10-5mol/L时，c(OH-)≥2×10-8mol/L，c(H+)≤×10-7mol/L，pH≥6.65，pH至少为6.65。 【小问5详解】 除杂3中锰离子浓度为2.5mol/L，锰离子不能发生沉淀，则c(S2-)<10-10mol/L，同时Co2+要沉淀完全，则c(Co2+)≤10-5mol/L，c(S2-)≥4×10-16mol/L，则10<pS≤15.4。 【小问6详解】 电解废液中含有少量Mn2+，加入饱和NH4HCO3，有沉淀和气体生成，沉淀为碳酸锰，气体为二氧化碳，离子方程式为Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O (2026·辽宁省大连市一模) 【6题答案】 【答案】（1）适当升温(或适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、搅拌) （2） （3）CaSO4、SiO2 （4）pH过低时，易生成HF，不利于生成MgF2和CaF2沉淀 （5）59.5 （6） ①. 防止Fe2+氧化 ②. 【解析】 【分析】铁粉和软锰矿[主要成分MnO2、SiO2、CaMg(CO3)2、Fe2O3]中加入H2SO4酸浸，此时SiO2不溶，有部分Ca2+转化为CaSO4沉淀；过滤后，调节滤液的pH=5，并往滤液中加入MnF2，参照MnF2、MgF2、CaF2的Ksp，可得出MnF2易转化为MgF2、CaF2，则Mg2+转化为MgF2沉淀，剩余Ca2+转化为CaF2沉淀；过滤后，往滤液中加入FeSO4调比例，再加入(NH4)2C2O4，生成Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O沉淀；过滤后，往沉淀中加入LiH2PO4，并通入Ar进行焙烧，得到LiMn0.5Fe0.5PO4产品。 【小问1详解】 “酸浸”中，可通过升高温度、增大浓度、增大接触面积提高浸取速率，方法为：适当升温(或适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、搅拌)。 【小问2详解】 滤液①中铁元素的存在形式为Fe2+，该工艺条件下Fe粉与MnO2反应，生成Fe2+、Mn2+等，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出发生反应的离子方程式。 【小问3详解】 由分析可知，滤渣①成分为CaSO4、SiO2。 【小问4详解】 HF为弱酸，“除杂”前，滤液①调节pH不宜过低，否则会生成HF，消耗F-，不利于Ca2+、Mg2+转化为沉淀，则原因是：pH过低时，易生成HF，不利于生成MgF2和CaF2沉淀。 【小问5详解】 滤液②中Mn2+的浓度为0.30mol∙L-1，Fe2+的浓度为0.25mol∙L-1，“沉淀”中Mn2+和Fe2+的沉淀率分别为98%和95%，设1m3滤液需要加入FeSO4的物质的量为x，则依据沉淀Mn0.5Fe0.5C2O4∙2H2O的组成，可得出下列等式：0.30mol∙L-1×1000L×98%=(0.25mol∙L-1×1000L+x)×95%，可求出x=59.5mol，即1m3滤液需要加入FeSO4的物质的量为59.5mol。 【小问6详解】 Fe2+具有较强的还原性，需防止被氧化，则“焙烧”过程中通入Ar的目的为：防止Fe2+氧化；该过程中除产品外，还有H2O和两种气体生成，此两种气体应为H2C2O4的分解产物，依据元素守恒，可得出“焙烧”过程的化学反应方程式为。 【点睛】Fe2+具有较强还原性，反应中需营造还原性气氛，或防止氧化性物质接触，以防Fe2+被氧化。 (2024·北京卷) 【7题答案】 【答案】（1）增大矿石的接触面积，提高反应速率，使反应更充分 （2） （3） ①. 随焙烧温度升高，生成的速率加快 ②. 发生分解生成难溶于水的 （4） （5）粗铜若未经酸浸，会残留较多的Fe，在电解时，阳极会发生反应Fe-2e-=Fe2+，溶液中的 Fe2+易被空气中O2氧化为 Fe3+，Fe3+在阴极发生反应Fe3++e-=Fe2+ 【解析】 【分析】黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)粉碎后加入硫酸铵通入空气焙烧，黄铜矿在硫酸铵生成的SO3作用下，转化成CuSO4，得到的混合气体中主要含NH3，用硫酸吸收，得到硫酸铵，是溶液A的主要溶质，可以循环利用，固体B为SiO2、CuSO4及含铁的化合物，加水分离，主要形成含硫酸铜的滤液和含SiO2的滤渣，分别为滤液C和滤渣D，向硫酸铜溶液中加入过量的铁，置换得到粗铜和FeSO4，粗铜再精炼可以得到纯铜。 【小问1详解】 黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎，是为了增大矿石的接触面积，提高反应速率，使反应更充分； 【小问2详解】 铵盐不稳定，易分解，分解为非氧化还原反应，产物中有NH3和SO3，故化学方程式为； 【小问3详解】 ①由图，温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大，是因为温度低于425℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，生成的速率加快，故铜浸出率显著增加； ②温度高于425℃，随焙烧温度升高，CuSO4发生分解生成难溶于水的CuO，铜浸出率降低； 【小问4详解】 加入置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方程式为； 【小问5详解】 粗铜中含有杂质，加酸可以除，但粗铜若未经酸浸处理，会残留较多的Fe，在电解时，阳极会发生反应Fe-2e-=Fe2+，溶液中的 Fe2+易被空气中O2氧化为 Fe3+，Fe3+在阴极发生反应Fe3++e-=Fe2+，降低得到纯铜的量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $