专题11 工艺流程综合题（期中真题汇编，河南专用）高二化学上学期

专题11 工艺流程综合题 1.(2025-2026高二上·河南开封五校·期中)某石油炼化厂废弃的催化剂（主要为，还含有少量、、杂质）。采用如下工艺流程回收其中的： 已知：①“酸浸”后，所得溶液中含、、； ②萃取剂P204对、具有高选择性； ③偏钒酸铵在水中的溶解度随温度升高而增大。 回答下列问题： （1）“焙烧”时与、发生反应，其中转化为，写出发生反应的化学方程式：　　　　　　。 （2）“滤渣”的主要成分为　　　　　（填化学式）；加入铁粉的目的是　　　　　　（答两点）。 （3）“氧化”时约为，含钒微粒被氧化为，反应的离子方程式为　　　　　。 （4）萃取后的水相依次加入溶液以及可回收硫酸锰溶液。从平衡移动的角度分析加入的目的是　　　　　　　。 （5）沉钒时控制溶液，钒以的形式刚好沉淀完全，沉钒过程中沉钒率随温度升高先增大，80℃时沉钒率达最大值，继续升高温度，沉钒率下降。继续升高温度，沉钒率下降的原因除温度升高，氯化铵分解加快外，还可能是　　　　　。室温下，若的溶度积常数为，当刚好沉淀完全时，溶液中，则的电离常数=　　　　　　[刚好沉淀完全时]。 【答案】（1）     （2）① （或）    ② 将还原为，将含钒微粒还原为     （3）     （4），加入后，与发生反应，下降，水解平衡正向移动，转化为沉淀（合理即可）     （5）① 温度升高的溶解度增大，沉钒率下降    ②       【解析】废弃的催化剂（主要为，还含有少量、、杂质）焙烧后酸浸，所得溶液中含、、，滤渣为，加入NH3中和过量的酸，铁粉使Fe3+转化为Fe2+、转化为，萃取剂P204萃取，再反萃取得到，加入NaClO3将氧化为，加入NH4Cl沉钒，得到，最终焙烧得到。 (1)与反应生成和CO2，化学方程式为 ； (2)焙烧时与反应生成，加入稀硫酸酸浸后，转化为沉淀，故滤渣为（或）； 已知萃取剂P2O4对、具有高选择性，为了萃取钒元素，故加入铁粉的目的是将还原为，将含钒微粒还原为； (3)“氧化”时NaClO3将氧化为，自身被还原为Cl-，离子方程式为； (4)萃取后的滤液含有，先加入H2O2，将氧化为Fe3+，溶液中存在平衡，加入后，与发生反应，下降，水解平衡正向移动，转化为沉淀，从而得到硫酸锰溶液； (5)已知偏钒酸铵在水中的溶解度随温度升高而增大，则另一条原因是温度升高的溶解度增大，沉钒率下降； 刚好沉淀完全时，则，溶液中，，则，的电离常数。 2.(2025-2026高二上·河南南阳市第一中学·期中)废旧金属的回收利用是重要研究课题。某小组在实验室中模拟利用含铜废料(主要成分为Cu和CuO，还有少量的Al、Fe及其氧化物)生产胆矾，其实验方案如下： 回答下列问题。 （1）上述流程中，将废铜料“研磨”的目的是　　　　　　　　　　　。 （2）操作1所得的滤液的主要成分是　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）请写出“酸溶”过程中单质铜主要发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （4）操作3是　　　　　　　　　　　，操作4是　　　　　　　　　　　。 （5）为测定胆矾的纯度，称量5 g胆矾固体配制成250 mL溶液，移取25.00 mL溶液，加入溶液酸化，再加过量的KI溶液，并滴加几滴淀粉溶液，混匀放置，用0.1000 mol/L 溶液滴定，滴定至终点时消耗溶液体积为18.00 mL，滴定终点的标志为　　　　　　　　　　　，测得胆矾的纯度为　　　　　　　　　　　。(已知：；)。滴定过程中CuI表面会吸附，则该测定结果　　　　　　　　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 【答案】（1）增大碱浸的速率     （2）     （3）     （4）① 蒸发浓缩，冷却结晶    ② 过滤     （5）① 滴入最后半滴溶液，溶液蓝色褪去，且半分钟不恢复原色    ② 90%    ③ 偏小      【解析】将废铜料研磨之后加入热烧碱碱浸，转化为，操作1为过滤，去除滤液，固体水洗后加入过量的稀硫酸、通入氧气并加热条件下进行酸溶，得到硫酸铜、硫酸亚铁，所得溶液再加入试剂x如氧化亚铁离子后，调pH=4，沉淀铁离子将其转化为氢氧化铁，进行操作2过滤得到滤渣和溶液，所得溶液含硫酸铜、硫酸钠，蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到胆矾和溶液D为硫酸钠溶液。 (1)研磨的目的是增大固体表面积，增大碱浸速率。 (2)据分析，操作1为过滤，滤液成分主要是，滤渣主要是不溶于烧碱溶液的、及二者的氧化物等。 (3)酸溶时通入氧气，Cu在酸性条件下被氧化为，反应的离子方程式为。 (4)进行操作2过滤得到滤渣和溶液，所得溶液含硫酸铜、硫酸钠，由于二者的溶解度受温度影响不同，硫酸铜溶解度受温度影响变化比较大，所以可以通过蒸发浓缩、冷却结晶，再通过操作4过滤得到胆矾晶体和硫酸钠溶液。 (5)滴定原理：；。滴定终点标志：滴入最后半滴溶液，溶液蓝色褪去，且半分钟不恢复原色。纯度计算：，由关系式：，可知 ，250 mL溶液中。胆矾()的物质的量为0.018，质量为，纯度为。误差分析：CuI表面吸附，导致滴定消耗的溶液体积偏小，计算的偏小，纯度偏低。 3.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 （1）十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。铅酸电池工作原理： 。 ①充电时，阳极发生的电极反应为　　　　　　　　　　　。 ②铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗： 电极在 作用下产生的O2可将 Pb电极氧化。O2氧化 Pb发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将 等物质转化为的过程中，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是　　　　　　　　　　　。 ②步骤Ⅰ还可以使用 溶液，将“预处理”后的固体在 溶液中浸泡并搅拌，使 充分转化成 此时溶液中 不低于　　　　　　　　　　　 [已知 ]。 ③步骤Ⅱ、Ⅲ中 和 作用分别是　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 （3）铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒 ，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有　　　　　　　　　　　(填序号)。 a．增强负极导电性 b．碳材料作还原剂，使 被还原 c．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒 【答案】（1）①     ②      （2）① 使转化为，便于后续的溶解    ②     ③ 还原剂    ④ 氧化剂     （3）ac      【解析】(1)根据铅酸电池工作原理 判断放电时Pb作负极，作正极；充电时阳极反应由失电子生成，阴极得电子生成Pb。 (2) 回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化有：将废旧铅酸电池预处理得到、、PbO；加入NaOH溶液后转化为；将、、PbO分两份，一份加入过氧化氢和酸将还原为，通过电解得到Pb，另一份加入将、PbO氧化为。 (1)① 根据分析充电时阳极由失电子生成，发生的电极反应为。 ② 铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在 作用下产生的O2可将Pb电极氧化。氧气氧化Pb发生反应的化学方程式为。 (2)① 将 等物质转化为的过程中，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是使转化为，便于后续的溶解。 ②。 ③ 步骤Ⅱ、Ⅲ中 将还原为，故作还原剂， 将、PbO氧化为，故作氧化剂。 (3)a．碳材料有导电性，故其作用是增强负极导电性，a正确； b．碳材料没有参与电极反应，故不是还原剂，b错误； c．增大负极材料比表面积，加快反应速率，利于生成小颗粒 ，c正确； 故选ac。 4.(2025-2026高二上·河南焦作·期中)从废弃的声光器件(主要含有，含Al、Cu、杂质)中提取粗碲的工艺流程如图所示： 已知“氧化沉碲”得；性质与相似。回答下列问题： （1）Te与S同主族，S在元素周期表中的位置为　　　　　　　　　　　。“碱性浸出”时采用粉末状声光器件的目的是　　　　　　　　　　　。 （2）“碱性浸出”中发生氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　；滤渣1的用途为　　　　　　　　　　　(答一条)。 （3）“氧化沉碲”过程中氧化剂为　　　　　　　　　　　(填“离子化合物”或“共价化合物”)，“氧化沉碲”过程中得到沉淀，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）“溶解还原”中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　　　　。 （5）实验室采用电解法提纯粗碲时，用铅蓄电池作为电源进行电解，铅蓄电池放电时总反应为，则铅蓄电池放电时负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 第三周期ⅥA族    ② 增大反应物接触面积，加快反应速率     （2）①     ② 做导线等     （3）① 离子化合物    ②      （4）1：3     （5）      【解析】根据题干信息性质与相似，声光器件粉末用NaOH溶液充分碱浸，得到主要含有Na2TeO3、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3的滤液，Cu不参与反应，则滤渣1的主要成分为Cu，“氧化沉碲”时，Na2TeO3被NaClO氧化生成Na2TeO4沉淀，则滤液2主要含有Na[Al(OH)4]、Na2SiO3和NaCl，最后Na2TeO4溶于H2SO4后被SO2还原生成粗碲，滤液3主要含H2SO4、Na2SO4，粗碲电解精炼得高纯碲，据此解答。 (1)S在元素周期表中的位置为第三周期ⅥA族；“碱性浸出”时采用粉末状声光器件的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率； (2)由分析可知，“碱性浸出”中发生的氧化还原反应是Al和NaOH溶液的反应，其离子方程式为；滤渣1为Cu，Cu可以做导线等； (3)“氧化沉碲”过程中氧化剂为NaClO，属于离子化合物；氧化剂NaClO中氯元素的化合价由+1价降低到-1价，还原剂中碲元素的化合价由+4价升高到+6价，得到沉淀，根据电子守恒，反应的离子方程式为； (4)溶于后被还原生成粗碲，发生反应的离子方程式为，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：3； (5)铅蓄电池放电时，负极是Pb，Pb失去电子与生成不溶的，电极反应式为。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题11工艺流程综合题 高温 1.【答案】(1)Na,C0+V0, (2)①H2SiO3(或H4Si04) ②将 Fe3*还原为Fe2+,将含钒微粒还 原为Vo2 (3) 6V02++Cl03+300H=6VO+C1+15H20 (4)Fe3+3H,0=FeOH3+3H ，加入MnO后，Mn0与H发生反应，cH下降，Fe3+水解平衡正向移动，转化为FeoH,沉淀 (合理即可) (5)①温度升高NH4VO3的溶解度增大，沉钒率下降 ②1×104 2.【答案】(1)增大碱浸的速率 2)NaAlOH (3) 2Cu+O,+4H=2Cu2++2H,0 (4)①蒸发浓缩，冷却结晶 ② 过 滤 (5)①滴入最后半滴Na2S2O3溶液，溶液蓝色褪去，且半分钟不恢复原色 ② 906 ③偏小 3.【答案】(1)① PbSO-2e+2H,O=PbO,+SO+4H ② 2+2Pb+2H2SO=2PbSO+2H2O (2)①使pbs0,转化为Pb1OH,:便于后续的溶 解 ②108.13 ③还原剂 ④氧化剂 (3)ac 4.【答案】(1)①第三周期VⅥA族 ②增大反应物接触面积，加快反应速率 (2)① 2A1+2OH+6H0=2A1OH4+3H2↑ ②做导线等 (3)①离子化合 物 2Na'+Teo+ClO =Na2TeOa+Cl (4)1:3 (5) Pb-2e+SO=PbSO 1/1学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题11工艺流程综合题 1.(2025-2026高二上·河南开封五校·期中)某石油炼化厂废弃的催化剂（主要为V205,还含有少量 Fe2O3、MnO、SiO2杂质)。采用如下工艺流程回收其中的VO5: ①NH 废催 NaClO, 化剂 稀硫酸 ②铁粉 P204 NH,CI 焙烧酸浸一中和、转化萃取一反萃取一氧化沉钒一NH,V0,一椴烧V,0, 滤渣 水相P204 滤液 己知：①“酸浸”后，所得溶液中含VOFe3+、Mn2 ②萃取剂P204对VO+、Fe3+具有高选择性； ③偏钒酸铵NH,VO,在水中的溶解度随温度升高而增大。 回答下列问题： (1)“培烧”时Na2CO3与SiO2、V2O5发生反应，其中VzOs转化为NaVO3,写出VzO5发生反应的化 学方程式： 0 (2)“滤渣”的主要成分为 (填化学式)；加入铁粉的目的是 (答两点)。 (3)“氧化”时pH约为10~12，含钒微粒被氧化为VO:,反应的离子方程式为 (4)萃取后的水相依次加入H2O2溶液以及MnO可回收硫酸锰溶液。从平衡移动的角度分析加入MnO 的目的是 (5)沉钒时控制溶液pH=7,钒以NH4VO3的形式刚好沉淀完全，沉钒过程中沉钒率随温度升高先增 大，80℃时沉钒率达最大值，继续升高温度，沉钒率下降。继续升高温度，沉钒率下降的原因除温度升高， 氯化铵分解加快外，还可能是」 一。室温下，若NH,V0,的溶度积常数为1×104，当VO,刚好 沉淀完全时，溶液中cNH,H,O=1×102mol-L1,则NH,H,0的电离常数= IvO3 刚好沉淀完全时cV03=1×105molL。 2.(2025-2026高二上·河南南阳市第一中学·期中)废旧金属的回收利用是重要研究课题。某小组在实验 室中模拟利用含铜废料（主要成分为C和CuO,还有少量的Al、F及其氧化物）生产胆矾，其实验方案如 下： 113 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 铜 过量的 试 废 烧碱 料 溶 稀硫酸 剂 研磨 碱浸 操作水洗 操作2 操作3操作4 溶液D 酸溶 调pH4 溶液 加↑通入 胆矾 滤液 热氧气 滤渣 回答下列问题。 (1)上述流程中，将废铜料“研磨”的目的是 0 (2)操作1所得的滤液的主要成分是 (填化学式)。 (3)请写出“酸溶”过程中单质铜主要发生反应的离子方程式： (4)操作3是 ,操作4是 (5)为测定胆矾的纯度，称量5g胆矾固体配制成250mL溶液，移取25.00mL溶液，加入H2SO4溶液 酸化，再加过量的I溶液，并滴加几滴淀粉溶液，混匀放置，用0.10o0 mol/L Na2S,O3溶液滴定，滴定 至终点时消耗Na2S2O3溶液体积为18.00mL,滴定终点的标志为 测得胆矾的 纯度为」 。(已知：2C2+4T=2CuI1+1,:1,+2S,0=2+S,0)。滴 定过程中C表面会吸附I2,则该测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 3.(2025-2026高二上·河南洛阳·期中)铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。铅酸电池工作原理：PbO2+Pb+2H2SO4 放电 2PbS04+2H,O。 充电 ①充电时，阳极发生的电极反应为 ②铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极 氧化。O,氧化Pb发生反应的化学方程式为 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化 关系示意图如下。 H202酸 含Pb2电解 废旧 预处理 PbSOa Pb NaOH溶液 Pb(OH)2 Ⅱ 溶液 铅酸 PbO PbO 电池 PbO2 I PbO2 K2S2Og强碱 Ⅲ PbO2 ①将PbSO4等物质转化为Pb2的过程中，步骤加入NaOH溶液的目的是 ②步骤I还可以使用Na2CO3溶液，将“预处理”后的固体在Na2CO3溶液中浸泡并搅拌，使PbSO4 充分转化成pbC0,[cPb2*<105mo1·L1],此时溶液中cC0不低于 213 西学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 mol-L1已知K./PbS0,=5.6×1070,Kp(PbCc0g=101313]· ③步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2Og作用分别是 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4,导致电极逐渐失活。通过向负极添 加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 (填序号) a.增强负极导电性 b.碳材料作还原剂，使PbO2被还原 c.增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4 4(2025-2026高二上·河南焦作·期中)从废弃的声光器件（主要含有TO2,含Al、Cu、SiO2杂质）中提 取粗碲的工艺流程如图所示： NaOH溶液 NaCIO溶液 HSO4、SO2 声光器 件粉末 碱性浸出 氧化沉碲 溶解还原 粗碲 电解精炼高纯碲 滤渣1 滤液2 滤液3 已知“氧化沉碲”得Na2TeO4；TeO2性质与SO2相似。回答下列问题： (1)Te与S同主族，S在元素周期表中的位置为】 “碱性浸出”时采用粉末状 声光器件的目的是」 (2)“碱性浸出”中发生氧化还原反应的离子方程式为 滤渣1的用途为 (答一条)。 (3)“氧化沉碲”过程中氧化剂为 (填“离子化合物”或“共价化合物”)，“氧 化沉碲”过程中得到Na2TO4沉淀，该反应的离子方程式为 (4)“溶解还原”中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 (5)实验室采用电解法提纯粗碲时，用铅蓄电池作为电源进行电解，铅蓄电池放电时总反应为 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,则铅蓄电池放电时负极的电极反应式为 3/3