2026届高三化学一轮复习专题复习——化工流程题

**基本信息** 以四段流程结构为框架，整合三步解题法与模块满分模板，系统构建化工流程题解题逻辑与规范答题体系 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |解题方法论|10道综合题|四段结构拆解、三步解题法（首尾定位-分段拆解-原理套模板）|从流程整体认知到局部工序分析，结合元素化合物与反应原理| |分模块考点|5大操作模块|原料预处理/除杂/pH控制等标准化答题模板|操作目的-原理应用-规范表述递进，体现物质转化与分离逻辑| |核心原理|3类平衡应用|盐类水解/沉淀溶解/电化学在流程中的迁移|原理推导→流程应用→误差分析，培养科学思维与证据推理| |易错总结|6大高频陷阱|Fe²⁺除杂/调pH试剂等误区规避|错误案例→规范方法→本质原因，强化科学态度与严谨性|

高三一轮复习——高考化工流程题专题复习 高考化工流程题为化学必考大题（14–15分），题型套路固定、得分点标准化极强。一轮复习核心目标：建立流程逻辑、熟记满分模板、规避易错陷阱、实现答题规范化满分。 本文按：解题方法论→全流程模块考点→核心原理应用→实验操作模板→条件控制专项→易错总结→万能背诵模板重构体系，全覆盖新高考、全国卷所有考法。 第一章 题型底层认知与通用解题方法 1.1 化工流程通用四段结构 所有化工流程均可拆解为固定四个阶段，解题优先分段定位：原料预处理→除杂与核心反应→分离提纯→产品制备与废液循环。命题以物质制备、提纯、废物回收为载体，综合考查元素化合物、化学反应原理、化学实验、电化学、平衡移动等核心考点。 1.2 考场万能三步解题法 第一步：首尾定位抓核心：圈画原料、杂质、目标产物，明确全程“除什么、留什么、生什么”，锁定流程最终目的。 第二步：分段拆解析工序：按四大流程逐段分析操作、试剂、条件作用，标注各环节除去的杂质、生成的中间产物。 第三步：原理落地套模板：结合速率平衡、水解、沉淀溶解平衡、氧化还原等原理，使用标准化化学术语答题。 1.3 两大核心解题分析法 首尾分析法：适用于线性简单流程，对比原料与产品成分，快速梳理整体转化、除杂、提纯逻辑，解决整体设问。 截段分析法：适用于复杂分支流程，截取局部工序，聚焦局部反应、除杂、条件控制，解决细节类设问。 第二章 全流程分模块超细考点+满分答题模板 模块一：原料预处理 预处理核心目的：破坏原料致密结构、加快反应浸取速率、提高原料利用率、除去表面杂质，为后续除杂反应做铺垫。 操作方式 标准满分答题模板 考点注意事项 粉碎/研磨/雾化 增大反应物接触面积，加快反应、浸取速率，使反应更充分，提高原料浸出率与利用率 固液、气液反应通用原理，雾化、逆流操作同理 焙烧/煅烧/灼烧 ①除去原料中有机物、油污、硫单质等可燃杂质；②将难溶性矿物转化为易溶于酸碱的氧化物/盐类；③氧化低价态元素，便于后续除杂分离 高温可分解碳酸盐、碳酸氢盐，去除挥发性杂质 酸浸/碱浸/水浸 酸浸：溶解金属氧化物、活泼金属盐，使目标金属离子进入溶液，过滤除去不溶性杂质；碱浸：溶解SiO2、Al2O3等酸性/两性氧化物，去除油脂杂质；水浸：溶解可溶性盐，分离不溶性固体 根据杂质成分选择浸取方式，不盲目加酸碱 搅拌 使反应物充分混合接触，加快反应速率，提升原料浸出率 常与升温、增大浓度搭配出现 浸取阶段适当升温 加快溶解与浸取反应速率，提升原料浸出效率 温度不可过高，防止溶剂挥发、弱离子水解、还原剂被氧化 模块二：除杂净化与核心反应（重难点必考） 2.1 调节pH除杂（最高频考点） 核心原理：利用不同金属氢氧化物沉淀的pH差异，实现杂质离子完全沉淀、目标离子留存溶液，达到分离除杂目的。 满分答题模板：调节溶液pH至对应区间，使杂质离子完全转化为氢氧化物沉淀除去，同时保证目标金属离子不沉淀，减少目标产物损耗。 固定除杂套路：Fe²⁺完全沉淀pH极高，无法直接调pH除去，必须先加绿色氧化剂（H2O2最优，无新杂质）氧化为Fe³⁺，再调节pH除杂。 常用沉淀pH参考：Fe³⁺完全沉淀≈3.7、Al³⁺≈5.0、Cu²⁺≈7.0、Zn²⁺≈8.0 调pH试剂选择规则：优先选用含目标金属的碱性试剂（CuO、Cu(OH)2、CuCO3等），可消耗H+、升高pH，绝不引入新杂质；禁止直接使用NaOH、氨水，易引入杂质离子。 2.2 氧化、还原除杂 加氧化剂目的：将低价杂质离子氧化为易沉淀、易除去的高价离子，为后续调pH除杂创造条件。 加还原剂目的：还原高价杂质离子，防止目标离子被氧化，抑制高价离子水解产生杂质，保障产物纯度。 高考优选试剂：H2O2（绿色试剂，氧化、还原产物均为水，无杂质残留）、O2；稀硝酸慎用，易引入硝酸根杂质。 2.3 硫化物除重金属离子 针对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺、Hg²⁺等重金属杂质，加入Na2S、(NH₄)2S，使重金属离子转化为难溶性金属硫化物沉淀，过滤除去，实现废液净化。 2.4 硅、铝杂质专属除杂 含SiO2原料碱浸后生成Na2SiO3进入滤液，加酸后任然以SiO2存在，可直接过滤除掉；Al2O3为两性氧化物，可通过酸碱溶解、调节pH沉淀实现分离。 模块三：条件控制专项满分考点（温度/pH/浓度/压强） 3.1 温度控制 （1）升温/高温答题得分点：①加快固体溶解、离子浸取、化学反应速率，提升生产效率与原料浸出率；②促进吸热可逆反应正向移动，提高目标产物转化率；③使低沸点有机溶剂、易挥发酸、单质气化逸出，实现除杂；④促进杂质离子彻底水解沉淀，提升除杂效果；⑤破除矿物致密结构，活化反应物，使反应更充分；⑥配合焙烧工序，实现有机物碳化、低价离子氧化转化。 高温弊端：温度过高会造成反应物、溶剂挥发损耗；目标产物受热分解、被氧化；副反应加剧；催化剂高温失活；弱离子过度水解产生杂质；生产能耗升高、成本增加。 （2）降温/低温答题得分点：①降低目标晶体溶解度，促进晶体充分析出，提升产品产率；②抑制热敏性产物分解、氧化、挥发，保护产物纯度；③抑制Fe³+、Al³+等金属弱离子水解，避免生成氢氧化物杂质；④减缓副反应速率，减少副产物生成；⑤减少气体反应物逸出损耗；⑥防止H2O2、铵盐、浓硝酸、I2等物质分解变质。 低温弊端：温度过低，反应、浸取速率缓慢，生产效率低；杂质沉淀不完全；溶液黏度大，过滤分离难度增加。 （3）恒温/定点控温综合模板：温度过低，反应速率慢、原料利用率低、生产效率差；温度过高，反应物挥发、产物分解氧化、副反应加剧、催化剂失活、能耗上升。控制该温度区间，可兼顾反应速率与产物纯度、产率，最大化提升生产效益。 （4）特殊温度操作细分考点 预热预处理：活化反应物分子，缩短平衡时间，保证后续反应平稳进行。 反应后保温静置：保障原料充分反应、杂质彻底沉淀，提升转化率与除杂效果。 梯度缓慢降温：减慢晶体析出速度，生成大颗粒高纯晶体，减少杂质吸附，便于过滤洗涤。 冰水浴极致降温：最大限度降低产物溶解度，减少溶解损失；快速终止反应，防止产物持续氧化分解。 3.2 pH控制核心作用 除杂分离：精准沉淀杂质离子，保留目标离子于溶液中 防止水解：抑制目标金属离子水解，避免产物浑浊、纯度下降 防止氧化：弱酸碱环境，减少离子被空气中氧气氧化 辅助结晶：适宜pH环境，利于目标晶体稳定析出 3.3 浓度与压强控制考点 增大反应物浓度：加快反应速率，提高原料浸出率与平衡转化率。 稀释溶液：降低离子浓度，抑制盐类水解、防止沉淀溶解，规避副反应发生。 加压（气体参与反应）：加快气体反应速率，促使可逆反应向气体分子数减小的方向移动，提升原料转化率。 模块四：分离提纯实验操作 4.1 基础分离操作 过滤：分离固液混合物，除去体系中不溶性固体杂质。 趁热过滤：避免降温导致目标晶体析出损耗，同时除去高温难溶性杂质。 冷却结晶：适用于溶解度随温度升高显著增大的物质，降温析晶，杂质留存母液，实现提纯。 蒸发结晶：适用于溶解度受温度影响较小的物质，蒸发溶剂析出晶体。 重结晶：去除晶体中残留可溶性杂质，进一步提升产品纯度，适配高纯度制备需求。 4.2 晶体洗涤专项考点 标准洗涤操作步骤：沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水，至液面完全浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。 蒸馏水洗涤：洗去晶体表面吸附的可溶性杂质离子，减少产品溶解损耗。 冰水洗涤：洗净杂质离子，同时大幅降低晶体溶解度，最大限度减少产品溶解损失。 乙醇/有机溶剂洗涤：①降低晶体溶解度，减少损耗；②带走晶体表面水分，加速干燥；③去除水溶性杂质。 4.3 洗涤干净检验 万能模板：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加XX检验试剂，若无对应特征现象（无沉淀、无变色、无气体），证明沉淀洗涤干净；反之则未洗净。 高频检验离子：Cl-（硝酸银溶液）、SO4²⁻（盐酸酸化氯化钡溶液）、Fe3+（KSCN溶液）。 模块五：产品制备、循环与废液处理 5.1 干燥与煅烧操作目的 低温干燥：除去晶体表面游离水，防止晶体受热分解、失去结晶水。 高温煅烧：使氢氧化物、碳酸盐完全分解为氧化物，彻底除去结晶水与有机杂质。 5.2 循环物质判断与答题 判断依据：流程中回流箭头物质、反应过量试剂、可重复利用的中间产物。 满分模板：循环利用XX物质，减少试剂消耗，降低生产成本，提高原料利用率，减少废弃物排放，绿色环保。 5.3 母液与三废处理 母液不废弃：富集少量目标离子，可循环富集、二次结晶，提升总产率。 尾气处理：酸性尾气（SO2、HCl、NOₓ）用NaOH溶液吸收；碱性尾气（NH3）用稀硫酸吸收。 废液处理：含重金属废液加碱或硫化物沉淀处理后再排放，防止水体污染。 第三章 高考核心原理拉分考点 3.1 盐类水解平衡应用 Fe3+、Al3+、Cu2+等金属阳离子、弱酸根离子易水解；升温、稀释促进水解，加对应酸碱可抑制水解。化工流程核心应用：调pH抑制目标离子水解，促进杂质离子水解沉淀除杂。 3.2 沉淀溶解平衡与沉淀转化 Ksp越小，沉淀溶解度越小；可实现溶解度大的沉淀转化为溶解度更小的沉淀，用于深度除杂（如ZnS转化为CuS除去铜离子杂质）。 答题模板：利用沉淀转化原理，XX沉淀溶解度大于XX沉淀，实现杂质离子彻底去除。 3.3 电化学化工应用 电解精炼：粗金属作阳极、纯金属作阴极，对应金属盐溶液为电解液，去除重金属杂质。 电解制备：控制电极与电压，实现离子选择性放电，制备高纯金属、含氧酸盐。 阳极氧化：金属阳极失电子溶解，实现原料高效浸出。 3.4 产率与纯度误差分析 产率偏低原因：原料反应不充分、产品过滤洗涤溶解损耗、副反应消耗原料、温度/pH控制不当导致产物分解、晶体析出不完全。 纯度偏低原因：杂质未完全沉淀、沉淀洗涤不彻底、结晶过程杂质共析出、产品烘干不彻底残留水分。 第四章 高频易错陷阱（一轮重点规避） Fe2+除杂误区：不可直接调pH除Fe2+，必须先氧化为Fe3+再沉淀除杂。 调pH试剂误区：禁止使用NaOH、氨水随意调pH，易引入Na+、NH4+新杂质。 洗涤答题误区：只答除杂质，遗漏“减少产品溶解损失”核心得分点。 温度答题误区：只答加快速率，忽略产物分解、副反应、能耗等反向限制条件。 循环物质误区：只看回流箭头，忽略过量试剂、中间产物的循环价值。 语言规范误区：口语化答题，未使用“反应速率、浸出率、除杂、提纯”等专业术语。 第五章 考场万能默写模板 粉碎研磨：增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料浸出率与利用率。 调pH除杂：调节pH至对应区间，使杂质离子完全沉淀，目标离子不沉淀，实现除杂分离。 低温操作：降低产品溶解度，减少溶解损失；防止产物分解、氧化、挥发；抑制金属离子水解。 恒温控温：温度过低速率慢、产率低；温度过高副反应多、产物损耗大、能耗高，控温兼顾速率与产率纯度。 冰水洗涤：洗去晶体表面可溶性杂质，降低晶体溶解度，减少产品溶解损耗。 乙醇洗涤：除去水溶性杂质，减少产品溶解损失，快速干燥晶体。 洗涤检验：取最后一次洗涤液，滴加对应试剂，无特征现象则洗涤干净。 循环利用：循环复用对应物质，降低生产成本，提高原料利用率，减少污染物排放。 产率偏低：原料反应不完全、产品洗涤溶解损失、副反应发生、产物受热分解。 第六章 一轮复习备考策略 1. 优先背诵全部标准化答题模板，化工流程80%设问为固定套路，无需临场发挥，保障基础满分。 2. 固化「四段流程思维」，看到任意操作可快速对应作用、原理、得分点。 3. 重点突破：pH除杂、温度控温、洗涤检验、循环利用四大高频难点，针对性刷题巩固。 4. 严格规范化学用语，杜绝表述片面、口语化问题，精准踩中高考得分点。 高三一轮复习——工业流程专题练习 一、解答题 1．铈(Ce)是重要的稀土元素，铈的化合物具有良好的光学、电学性质，广泛应用于各种平板显示、光学玻璃镜头和计算机芯片等领域。以氟碳铈矿(主要成分为，还有少量其它稀土元素)为原料制备高纯度的流程如下： 已知： i．Ce元素的常见化合价为+3、+4.焙烧后Ce元素转化成和。+4价的元素不易进入溶液，而+3价的元素及其他稀土元素易进入溶液。 ii．酸浸2中发生反应：。 回答下列问题： (1)CeFCO3中铈(Ce)元素的化合价为__________；铈属于镧系元素，位于元素周期表中的__________区。 (2)“焙烧”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__________。 (3)在“酸浸1”中有少量与盐酸反应进入浸出液且产生黄绿色气体，该反应的离子方程式为__________。 (4)“操作”的名称是__________。 (5)“氧化”时发生反应的离子方程式为__________。 (6)CeO2晶胞和掺杂的晶胞如图所示，掺杂后占据原来的位置。 ①晶胞中与等距且紧邻的有__________个。 ②若掺杂后晶体中，则空缺率__________。 2．海洋是一个巨大的资源宝库，一种工业上海水提溴的流程如下： 已知：①海水呈弱碱性； ②溴单质的沸点为，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。 (1)探究“反应池”中适宜的条件。下图为海水中被氧化的的百分含量在不同条件下随加入的氯元素与海水中溴元素物质的量之比的变化图像。根据下图判断“氧化”最适宜的条件为__________(填标号)。 a.，    b.， c.，    d.， (2)在“吹出塔”中，通入热空气吹出，利用了溴的__________性。 (3)“吸收塔”中发生反应的化学方程式为______________________________。 (4)循环后“吹出塔”中吹出率与“吸收塔”中流量的关系如图所示。由下图可知，流量增大至后，吹出率反而下降，原因是_____________________________。 (5)为了解决空气吹出法的弊端，改进实验如下，利用聚四氟乙烯气态膜法对溴进行富集。 经处理后的含海水透过膜孔与吸收液发生反应，该反应的离子方程式是_________________。得到富集液后再加酸、精馏可得。 (6)“蒸馏塔”中温度应控制在__________(填标号)。 a.　　　b.　　　c.以上 (7)海水提取制得的和形成可充电镁-溴电池，其能量密度高，循环性能优越，在未来能量存储领域潜力巨大。某镁-溴电池装置如下图所示。 ①当通过离子选择性膜时，理论上导线中通过__________电子。 ②充电时，阳极反应为__________。 3．电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知： Ⅰ．萃取时反应：(水相)+2RH(有机相)(有机相)(水相)，为萃取反应的平衡常数，代表或。 Ⅱ．该工艺下，；饱和的浓度约为1.5 。 (1)基态Mn的价层电子排布式为___________。 (2)“碱浸”时，Al箔发生反应的离子方程式为___________。 (3)“沉锰”时，发生反应生成和某酸的离子方程式为___________。 (4)“镍钴分离”时，和的浓度相近，通过调控pH，可将、依次从有机溶剂HR中分离出来，可知___________(填“>”“<”或“=”) (5)通过计算说明“沉锂”时是否可以沉淀完全___________。 (6)由可制备X晶体，其晶胞为长方体，结构如图所示。 ①X的化学式为___________。 ②设X最简式的式量为Mr，阿伏加德罗常数的值为，则X晶体的密度为___________(列出计算式)。 4．高纯碳酸锶主要用于电子元件工业领域。以某冶炼厂中含锶阳极泥(主要成分为，还含、、等杂质)为原料制备并提纯碳酸锶的工艺流程如图所示： 已知：①向含锶阳极泥中加入溶液后，可能发生的反应及反应的如下表所示： 反应方程式 -22.57 380.00 -6.23 -2.85 ②时，。 回答下列问题： (1)基态锶原子核外电子排布式为___________。 (2)“转化”时，加入的主要目的为_________________，“滤渣1”的主要成分为___________(填化学式)。 (3)“转化”时，在、碳酸钠的添加量与硫酸锶的物质的量之比为1:1的条件下，分别研究了阳极泥反应时间与阳极泥的液固比对转化率的影响，结果如图所示，则最佳反应时间为_____，最适液固比为______。 (4)25°C时，“酸浸III”操作中，若溶液中、、，当开始沉淀时，的去除率为___________(溶液体积变化忽略不计，去除率=)。 (5)“萃取”时，D2EHPA萃取体系对的最高单次萃取率为，欲使萃余液中含量更低，需进行的操作为_________________。 (6)制备高纯碳酸锶的工艺中，传统除钙方法为加入溶液后趁热过滤，或高温浸取，而本工艺除钙采用D2EHPA萃取法，其优点是_________________(答一点)。 (7)“碳化”时，发生反应的离子方程式为_________________，操作时最适温度为，温度不宜过低或过高的原因是_______________________。 5．我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示： 相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列问题： (1)“焙烧”时产生的气体能使品红溶液褪色，该气体的化学式是______________。 (2)“溶浸”时，除粉碎外，可提高溶浸速率的措施有________________________(任写一种)。滤渣1的主要成分除外还有_____________(填化学式)。 (3)“氧化除杂”工序中，先通入的作用是_____________________________；然后用ZnO调节溶液的pH范围为_______________。 (4)溶液中的可用锌粉除去，“还原除镉”工序中反应的离子方程式为______________________________。 (5)不能直接在“氧化除杂”步骤中除去的原因是____________________________。 (6)电解溶液制备单质锌并沉积锌后的电解液可返回上述____________工序继续使用。 (7)ZnS可用于制备光学材料。如图所示，ZnS晶体中掺入少量CuCl后，会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域，光照下发出特定波长的光。 区域A“”中的离子为__________(填离子符号)，区域B带________(填“正电”或“负电”)。 6．资源回收利用能变废为宝，实现循环增效。研究人员对高钛炉渣(主要成分有、、、、及少量的)进行如图1所示工艺流程回收钛、铝、镁等。 已知：①“焙烧”中，、几乎不发生反应，、、、转化为相应的硫酸盐。 ②已知：常温下，。 回答下列问题： (1)写出Ti的价层电子排布式：________。 (2)写出“分步沉淀”中沉淀的离子方程式：________。 (3)常温下，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节至11.6，“母液①”中浓度为____________。 (4)最适合用于“酸溶”的酸是________(填化学式)。“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，水解析出沉淀，该反应的离子方程式是__________。 (5)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理后可返回_____工序循环利用。 (6)TiO2的晶胞结构如图2所示，该晶胞的密度为_____(用含、、的代数式表示)。 7．钪(Sc)是一种重要的稀土元素，在航空航天、燃料电池等多个领域有着广泛应用，从铀(U)矿中提取高纯金属Sc的一种工艺流程如下： 已知：①“萃取”时，铀和钪一同进入有机相()，其他杂质进入水相。 ②草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物。 回答下列问题： (1)基态Sc原子的价层电子排布式为__________。 (2)钪离子在水中以稳定对称的形式存在，的键角只有和两种，其空间结构为____________________ (3)萃取达平衡时，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比()，分配比，萃取率。“萃取”原理为，假如每次萃取时水相和有机相体积相等，在水相和有机相中的分配比为1∶3，则萃取二次后的萃取率为__________%(忽略混合过程中液体体积的变化)。 (4)有机萃取剂也可选用有机磷萃取剂，通过制得有机磷萃取剂，其中代表烃基，不同，产率也不同。则为“”时的产率__________(填“>”、“<”或“=”)为“”时的产率，请从结构的角度分析原因____________________。 (5)“氟化”时反应生成两种正盐，该反应的化学方程式为______________________________。 (6)“沉钪”中，测得钪的沉淀率随的变化情况如下图所示。钪的沉淀率下降的原因是____________________。 (7)钪晶体的晶胞如图所示，已知钪晶胞的底边边长为，高为，则钪晶体的密度为____________________(只列出计算式)。 8．以含镉废渣（主要成分是Cd，含少量、、等）为原料提取镉(Cd)的流程如下： 已知： ①在金属活动性顺序表中，、排在H之前；Cd与Zn同族。 ②几种金属离子形成氢氧化物的pH如下表： 金属氢氧化物 开始沉淀pH 1.9 7.0 7.2 完全沉淀pH 3.2 9.0 9.5 回答下列问题： (1)Cd位于元素周期表______区。 (2)“滤渣1”的主要成分是______（填化学式）；“除铁”中双氧水的作用是______（用离子方程式表示）。 (3)“试剂X”宜选择______（填标号），其调节pH范围为______。 A．氨水   B．CdO   C．   D．NaOH (4)“电解”中，阳极电极反应式为______。 (5)Cd晶胞为体心立方晶胞，如图所示。已知：晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。则Cd原子半径为______pm（晶胞中体对角线上的球相接触），Cd晶体密度为______。 9．“煤制油”是我国保障能源安全的重要煤化工技术，某工厂“煤制油”简化工艺流程如下。 已知：①含杂质洗涤液中含有、、、。 ②当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全： 物质 (1)“粉碎”的目的是______________。 (2)“气化”发生反应的化学方程式为：______________。 ______________+______________。 (3)由粗油品得到汽油、柴油等产品的操作A为______________。 (4)“沉铁”时，加入溶液的目的：______________(用离子方程式表示)。pH最低可调至______________(忽略溶液体积变化，)。 (5)①“滤饼C”的成分为______________、______________(填化学式)及少量的。 ②从平衡移动角度分析转化成的原因______________________。 (6)“粗合成气”中含杂质，可用ZnO悬浊液吸收生成ZnS。ZnS的面心立方晶胞结构如图所示。 与最近且等距离的数目为______________，二者距离为______________pm。 10．新能源汽车逐渐普及，锂电池的回收至关重要。某锂电池经过完全放电、破碎分选后得到黑粉(主要成分，还含有少量炭黑、和的氧化物)，后续回收的工艺如下： 已知：常温下金属氢氧化物的，离子浓度低于可认为沉淀完全。 氢氧化物 请回答下列问题： (1)元素在周期表中的位置为___________。 (2)酸浸中，提高浸取速率的措施有___________(写一条)。酸浸后，钴元素以离子的形式存在，请写出酸浸过程中主要发生的离子方程式___________。 (3)调时，需要控制范围是___________。已知：酸浸后。 (4)萃取中，“P507”(化学式：)解离出后，可以与发生可逆反应形成配合物离子W(结构如图，：)，下列说法正确的有___________。 A． B．的配位数为6 C．P507分子具有较好的亲水性 D．P507分子间存在氢键 (5)反萃取过程加入的试剂A是___________。 (6)钴酸锂()的一种晶胞如下图所示(仅标出，与O未标出)，最近且等距离的的个数为___________，晶胞中含有的个数为___________。晶胞边长为，阿伏加德罗常数的值为，该钴酸锂晶体的密度可表示为___________(用含有的代数式表示)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《高三一轮复习——工业流程》参考答案 1．(1) +3 f (2)增大矿石和空气的接触面积，提高反应速率，使反应更充分 (3) (4)过滤 (5) (6) 6 10% 【分析】氟碳铈矿（主要成分为）先经焙烧，被氧化为+4价的和，同时释放；酸浸1中少量盐酸溶解+4价和其他稀土杂质，浸出液经萃取分离除去其他稀土元素，未溶解的+4价化合物进入酸浸2；酸浸2中加入和，+4价反应转化为沉淀和；之后加入可溶性钾盐发生沉淀转化得到滤渣，经操作分离出滤渣后，滤液中在碱性条件下被氧化为，最终煅烧分解得到高纯度。 【详解】（1）化合物化合价代数和为0，中F为-1价，为-2价，因此Ce化合价为； 铈属于镧系元素，位于元素周期表的f区； （2）逆流操作可以让矿粉和空气充分接触，高压提高了氧气浓度，目的是增大反应物接触面积，使焙烧反应更充分，加快反应速率，提高原料利用率； （3）黄绿色气体为，中+4价Ce被还原为，被氧化为，根据得失电子、电荷、原子守恒配平得到离子方程式：； （4）该操作需要分离出滤渣和溶液，因此操作名称为过滤； （5）氧化步骤中，碱性环境下将氧化为沉淀，被还原为，根据守恒配平得到离子方程式：； （6）①晶胞为萤石型结构，结合晶胞结构可得，与等距且紧邻的共6个； ②设，，则总正电荷为，因此实际；原无掺杂时，总阳离子为，对应总位置为，因此氧空位数为，空缺率为。 2．(1)b (2)挥发 (3) (4)过量的随吸收后的废气进入吹出塔，与反应，使的吹出率下降 (5) (6)b (7) 0.2 【分析】由题给流程可知，向酸化的浓缩海水中通入氯气，将溶液中的溴离子氧化为溴，用热空气将溴吹出，吹出的溴与二氧化硫和水反应生成氢溴酸和硫酸，向酸溶液中通入氯气，将氢溴酸氧化为溴，蒸馏得到工业溴。 【详解】（1）根据海水中被氧化的的百分含量在不同条件下随加入的氯元素与海水中溴元素物质的量之比的变化图像，，时，被氧化的的百分含量较高，所以“氧化”最适宜的条件为b； （2）在“吹出塔”中，通入热空气吹出，利用了溴沸点低，易挥发的性质； （3）“吸收塔”中发生的反应是溴与二氧化硫、水反应生成硫酸和氢溴酸，化学方程式为； （4）由图可知，流量增大至后，过量，过量的随吸收后的废气进入吹出塔，与反应，使的吹出率下降； （5）经处理后的含海水透过膜孔与吸收液发生反应，溴与氢氧化钠反应生成溴化钠、溴酸钠和水，离子方程式是； （6）因为溴单质的沸点为，要使溴挥发出来，温度应控制在，所以“蒸馏塔”中温度应控制在b； （7）①根据镁-溴电池放电过程，镁失去电子生成镁离子，当通过离子选择性膜时，理论上导线中通过电子； ②充电时，阳极发生氧化反应，对应放电时正极反应的逆向过程。放电时正极反应为，因此充电时阳极反应为。 3．(1) (2) (3) (4) (5)当Li+完全沉淀时，c(Li+)=1.0 mol/L，需要 mol/L， mol/L远大于饱和碳酸钠溶液的浓度1.5 mol/L，所以Li+不能沉淀完全 (6)①② 【分析】正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物，向其中加入NaOH溶液进行碱浸，Al和NaOH溶液反应生成和，Li、Ni、Co、Mn的氧化物和NaOH溶液不反应，过滤后向滤液中加入稀硫酸沉铝得到沉淀，滤液(溶质为)进行电解得到NaOH和稀硫酸，向过滤后的Li、Ni、Co、Mn等的氧化物中加入稀硫酸、进行酸浸，分别得到、、、，再向溶液中加入进行沉锰得到，得电子生成，滤液中加入RH进行萃取，水相中得到，向水相中加入沉锂得到，同时生成，有机相中加入稀硫酸进行反萃取得到RH和、。 【详解】（1）Mn是25号元素，位于第四周期第VIIB族，基态Mn的价层电子排布式为； （2）； （3）“沉锰”时，转化为，Mn元素的化合价由+2价变为+4价，被氧化，被还原为，该反应的离子方程式为：； （4）镍钴分离”时，平衡常数小的先从有机溶剂HR中分离出来，和的浓度相近，通过调控pH，可将、依次从有机溶剂HR中分离出来，可得； （5）当完全沉淀时， ，需要 mol/L， mol/L远大于饱和碳酸钠溶液的浓度1.5  mol/L，所以不能沉淀完全； （6）①根据图示可知，该晶胞中，Li原子处于晶胞的体心位置，Li个数为1，Co原子处于晶胞的顶点，Co原子的个数为8=1，O原子处于晶胞的上下面的面心和侧棱的棱心，共，故X的化学式为； ②晶胞体积为，1个晶胞内含有1个，则该晶体的密度为； 4．(1)（或简化为） (2) 将难溶于酸的硫酸盐（以为主）转化为可溶于酸的碳酸盐，使锶元素易于后续酸浸提取。 (3) 3 30 (4)99% (5)进行多次萃取（多级萃取） (6)选择性好，钙去除更彻底，产品纯度更高 (7) 温度过低，反应速率慢，沉淀不完全；温度过高，受热分解，原料利用率降低。 【分析】1. 转化：向阳极泥中加入溶液，通过沉淀转化反应，将、、等难溶硫酸盐转化为可溶于酸的碳酸盐，便于后续酸浸提取锶；无法发生该转化，留存于固相当中。 2. 酸浸I：加入稀盐酸溶解转化生成的碳酸盐，、、元素以离子形式进入溶液，不溶于盐酸的作为滤渣I被分离除去。 3. 粗锶：向滤液中加入，使及伴生的、转化为碳酸盐沉淀，得到粗碳酸锶固体，与可溶性杂质分离。 4. 酸浸II：加盐酸溶解粗碳酸锶，得到含、、的溶液，少量不溶性杂质以滤渣II形式除去。 5. 酸浸III：加入适量硫酸，利用溶度积差异使生成沉淀脱除，同时控制硫酸用量，尽可能减少的沉淀损失。 6. 萃取：用D2EHPA萃取剂选择性萃取溶液中的，通过液液分离实现钙与锶的分离，提纯含锶的水相。 7. 碳化：向净化后的含锶溶液中加入，与碳酸氢根反应生成碳酸锶沉淀，分离后得到高纯碳酸锶产品。 【详解】（1）锶为 38 号元素，位于第五周期 ⅡA 族，基态原子电子排布式为 （或简化为）。 （2）① 加入的主要目的：将难溶于酸的硫酸盐（以为主）转化为可溶于酸的碳酸盐，使锶元素易于后续酸浸提取。 依据：表格中、、与反应的ΔG均小于 0，反应可自发进行；对应反应ΔG远大于 0，不能自发转化。 ② 滤渣 1 主要成分为。 不与反应，也不溶于稀盐酸，酸浸后留在滤渣中；、、 的碳酸盐均溶于盐酸，进入滤液。 （3）① 最佳反应时间：3h。3 h 时 Sr 转化率已接近峰值，继续延长时间转化率提升极小，兼顾效率与转化率选 3 h。 ② 最适液固比：30 mL·g−1。液固比为 30 时 Sr 转化率达到最高，液固比过高或过低转化率均下降。 （4）当开始沉淀时，溶液中，此时剩余浓度，去除率； （5）进行多次萃取（多级萃取）：多次加入新鲜萃取剂，分批次萃取水相中的，可进一步降低萃余液离子浓度。 （6）选择性好，钙去除更彻底，产品纯度更高（或减少锶的共沉淀损失、操作条件温和、不引入新杂质，答一点即可）。 （7）①与电离出的结合生成沉淀，促进电离，产生的与另一分子反应生成和。故“碳化”时，发生反应的离子方程式为 ②温度原因：温度过低，反应速率慢，沉淀不完全；温度过高，受热分解，原料利用率降低。 5．(1) (2) 搅拌、加热、适当增加硫酸浓度等合理答案即可 (3) 将氧化为 (4) (5)溶液的pH为7.4时，开始沉淀，此时部分沉淀，造成损失 (6)溶浸 (7) 负电 【分析】以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌，先经浮选精矿后焙烧，ZnS等硫化物与O2反应生成金属氧化物和SO2；再用稀硫酸溶浸，SiO2不溶，Pb元素转化为PbSO4沉淀，形成滤渣1；随后通入O2将Fe2+氧化为Fe3+，加入ZnO调节pH，使Fe3+完全沉淀而Zn2+不沉淀，得到滤渣2；接着加入锌粉还原除去Cd2+，得到滤渣3；最后电解硫酸锌溶液，阴极析出金属锌，据此分析； 【详解】（1）焙烧时ZnS与O2与反应生成ZnO和SO2，SO2可使品红溶液褪色； （2）①为提高“溶浸”的效率可采取的措施有粉碎矿石、加热、适当增加硫酸的浓度、搅拌等；②根据分析，闪锌矿中的PbS经焙烧、溶浸转化为难溶的PbSO4，SiO2不溶于稀硫酸，因此滤渣1的主要成分除SiO2还有PbSO4； （3）①“氧化除杂”前通氧气是为了将Fe2+转化为Fe3+，②用氧化锌调节pH的目的是将Fe3+沉淀完全，而Zn2+等其他离子未开始沉淀，结合表格数据知，需调节pH的范围是2.8≤pH<6.2； （4）利用金属性强的金属置换出金属性弱的金属，溶液中的Zn与Cd2+反应生成Zn2+和Cd，其离子方程式为； （5）Cd2+开始沉淀的pH为7.4大于Zn2+开始沉淀的pH（6.2），调节pH使Cd2+沉淀时，会使部分Zn2+发生沉淀，造成锌的损失； （6）电解硫酸锌溶液生成Zn、O2和H2SO4，电解液中含H2SO4，可以通过返回溶浸工序继续使用，从而减少资源浪费； （7）①晶胞掺杂过程中，应由半径相近的微粒进行替换，则区域A中，由Cl-替换S2-，区域B中，由Cu+替换Zn2+；②按照均摊法，区域B中含有3个Zn2+，1个Cu+，S2-为个，则，则区域B带负电。 6．(1) (2) (3) (4) (5)焙烧 (6)或 【分析】“焙烧”中，、几乎不发生反应，、、、转化为相应的硫酸盐。“水浸”后过滤，滤液中含、、等，加氨水分步沉淀，上述离子转化为氢氧化物沉淀回收；水浸渣含未反应的、和微溶的CaSO4，送入“酸溶”工序。“酸溶”中，转化为，、CaSO4成为酸溶渣除去；酸溶后的溶液加入热水，水解析出目标产物。 【详解】（1）Ti是22号元素，核外电子排布式为，故价层电子排布式为：。 （2）分步沉淀中，氨水为弱碱溶液，不能拆，与反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为：。 （3）pH=11.6时，，根据，得： 。 （4）流程中焙烧使用硫酸铵，体系为硫酸盐，选用硫酸不引入杂质，最适合。水解生成沉淀，根据电荷守恒、原子守恒配平，即可得离子方程式：。 （5）母液①含硫酸铵、母液②含硫酸，吸收尾气（焙烧产生的）后可得到硫酸铵，可返回焙烧工序循环利用。 （6）1个晶胞中Ti原子个数=，根据化学式可知O原子个数为8，1个晶胞总质量，1个 晶胞体积， 密度。 7．(1) (2)正八面体 (3)93.75 (4) > 相比正丙基，乙基位阻更小，反应更容易进行，故产物的产率更高 (5) (6)草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物，当较大时，部分优先与草酸形成可溶的络合物，使钪的沉淀率下降 (7) 【分析】含Sc的铀矿酸浸后得到含Sc和U的滤液，萃取后U与Sc进入有机层，“反萃取1”中Sc仍在有机层，“反萃取2”中Sc回到水层，“转化”中加入沉淀过量的HF，再加入草酸沉淀，再在空气中煅烧得到，再加入反应得到和，最后加入Ca还原得到Sc单质，据此作答。 【详解】（1）Sc是21号元素，基态原子核外电子排布为； （2）该配离子中的配位数为6，配体呈对称分布，且键角仅有90°和180°两种，符合正八面体的空间结构特征，因此其空间结构为正八面体； （3）已知​的分配比D=3，即平衡时有机相与水相中的浓度比为3:1，假设初始时水相中n(总)=1 mol，每次萃取时，设进入有机相的物质的量为，剩余水相中为，由、得、，即每次萃取率为75%，第二次萃取对剩余25%进行萃取，萃取率仍为75%，故总萃取率为； （4）平衡移动受反应物空间位阻影响，当−R为乙基时，相比正丙基，乙基位阻更小，反应更容易进行，故产物的产率更高， （5）由分析可知，“煅烧”产物为，与反应得到两种正盐，应为和，方程式为； （6）由题干可知，草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物，当较大时，部分优先与草酸形成可溶的络合物，使钪的沉淀率下降； （7）晶胞中有12个原子位于顶角，每个原子被6个晶胞共用，2个原子位于面心， 每个原子被2个晶胞共用，3个原子位于内部，故每个晶胞有6个Sc原子，故Sc晶体的密度为。 8．(1)ds (2) Cu (3) BC (4) (5) 【分析】含镉废渣（主要含，混有少量、、）的提取流程： 酸浸：加入稀硫酸，、、等活泼金属溶解为硫酸盐，不与稀硫酸反应的留在滤渣中，过滤得含金属离子的滤液和滤渣1； 除钴：加入铁粉置换出，过滤除去钴得到除去钴的滤液和滤渣2； 除铁：加入将氧化为，再加试剂X调节pH，使沉淀除去，过滤得到溶液和滤渣3； 电解：电解溶液，阴极析出单质，得到产品。 【详解】（1）Cd与Zn同族，为第ⅡB族元素，元素周期表中第ⅠB、ⅡB族属于区。 （2）Cu的金属活动性排在H之后，不与稀硫酸反应，Cd、Fe、Co均可溶于稀硫酸，因此滤渣1的主要成分为Cu；双氧水的作用是将氧化为，便于调pH除去铁，酸性条件下反应的离子方程式为。 （3）试剂X的作用是调节pH除去，且不能引入新杂质：氨水会引入铵根、NaOH会引入钠离子，均引入新杂质；CdO、可与酸反应调节pH，且不引入新杂质，因此选BC。 要使完全沉淀，同时不沉淀，根据表格数据，pH范围为。 （4）电解溶液时，阳极发生氧化反应，溶液中水电离出的失电子生成氧气，电极反应为。 （5）体心立方晶胞的体对角线长度为，题中说明体对角线上的原子相切，因此体对角线长度等于4个Cd原子半径之和，即，得。 晶胞中Cd原子数为，Cd的摩尔质量为，晶胞质量；晶胞参数，晶胞体积，因此密度 9．(1)增大接触面积，提高反应速率，提高原料利用率(合理即可) (2) (3)分馏 (4) 或 3.5 (5) MgCO3 存在溶解平衡：，发生水解使溶液呈碱性()，与结合生成更难溶的，促使的溶解平衡正向移动，最终生成 (6) 12 【分析】煤粉碎为干煤粉，经过“气化”生成与，洗涤吸收后得到精制合成气，根据沸点不同，从粗油品得到汽油、柴油等产品；含杂质洗涤液中含有、、、，加入并调pH得到氢氧化铁沉淀，再加入过量的碳酸钠溶液，得到MgCO3、及少量的。 【详解】（1）“粉碎”的目的是：增大接触面积，提高反应速率，提高原料利用率(合理即可)； （2）“气化”生成与，反应的化学方程式为：； （3）根据沸点不同，从粗油品得到汽油、柴油等产品的操作为分馏； （4）“沉铁”时，加入溶液的目的是把亚铁离子氧化为铁离子，再转为氢氧化铁，离子方程式：或；的为，当铁离子浓度为，氢氧根浓度为，氢离子浓度为，则pH最低可调至； （5）①、与过量的碳酸钠溶液生成MgCO3、及少量的； ②存在溶解平衡：，发生水解使溶液呈碱性()，与结合生成更难溶的，促使的溶解平衡正向移动，最终生成； （6）一个晶胞中，与其中一个顶点最近且等距离的位于与顶点相邻的三个面的面心，该顶点被八个晶胞共有，每个面心被两个晶胞共有，则与最近且等距离的数目为；二者距离为面对角线的一半，即 pm。 10．(1)第四周期第Ⅷ族 (2) 将矿石粉碎（或加热、搅拌、适当增大酸浓度等） (3)5≤pH<7.5 (4)BD (5)稀硫酸 (6) 4 16 【分析】含有、少量炭黑、和的氧化物的黑粉，加入硫酸和H2O2，在酸性条件下被H2O2还原，变为，和的氧化物变成+3价的硫酸盐，过滤不溶性杂质形成滤渣1；滤液加入NaOH调pH，使Fe3+（H2O2氧化Fe2+得到）、Al3+完全沉淀，过滤形成滤渣2，加入P507萃取进入有机相，Li+进入水相，水相中加入与Li+反应生成粗，有机相加入稀硫酸进行反萃取，使释放出来，经蒸发、浓缩、结晶等一系列操作得到。 【详解】（1）钴（Co）的原子序数为27，核外电子排布为 [Ar] 3d⁷ 4s²，位于第四周期，第Ⅷ族； （2）提高固液反应速率的常见措施包括：升高温度、搅拌、增大反应物浓度、减小固体颗粒尺寸（增大接触面积）等，任选其一合理即可；酸浸时中+3价Co被H2O2还原为，H2O2被氧化为O2，配平得离子方程式：； （3）调pH的目的是除去杂质离子，使Fe3+（H2O2氧化Fe2+得到）、Al3+完全沉淀，同时防止沉淀；开始沉淀时，，由，得则pH=7.5；由表中数据可知，其余三种氢氧化物中的最大，当完全沉淀时，，由，得，则pH≈4.7，实际中一般向上取整pH=5.0，保证杂质沉淀完全，所以5.0≤pH＜7.5； （4）A．每个P507解离出1个H+后带1个单位负电荷，中心Co2+带2个正电荷，由电荷守恒，则，A错误； B．由结构图可知中心Co2+直接结合6个配位O，配位数为6，B正确； C．P507含两个长链疏水烷基（-C8H17），属于疏水基团，亲水性差，C错误； D．P507含O−H键，O电负性大，分子间可形成氢键，D正确； 故选BD； （5）萃取时，P507与形成配合物进入有机相；反萃取目的是将从有机相转移回水相，需要破坏配合物，加入强酸使H⁺与P507结合，释放，故试剂A为稀硫酸； （6）由仅标出的晶胞图可知，位于顶点、面心和体内，最近且等距离的有4个；用均摊法计算晶胞中的个数：，根据化学式，则的个数为；晶胞密度==。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $