专题14 工艺流程综合题（期中真题汇编，云南专用）高二化学上学期

函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题14工艺流程综合题 1.【答案】（1）2Fe2*+H,02+2H=2Fe3+2H0 (2）①4.76.2 ② FeOH3、AlOH3 (3)4×104 (4)①加热可以提高反应物粒子运动速度， 搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率 ②冷却结 晶 (5)15 2.【答案】(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率 (2)将Fe2+氧化为Fe3+ (3）4.7≤pH<8.1 (4)① Si02 ③ FeOH AlOH3 (5)4×103 (6)①Mn2*+2HC0,=MnC031+C02t+H20 ②滴 入Na2S2O8溶液，溶液不变为紫红色 3【答案】（1)①2C10,+s0:s0+2CI0: ②将生成的C102稀释到10%以下，防止分解爆 炸 (2)①2C10,+H0+20H=2C10,+0:1+2H0 ②NaC1o2、HO2温度较高时易分 解 (3)①C10,+e=Cl0, ②2CI-2e=Cl2↑ ③< (4)①5c102 +4=4C1O2+CI+2H0 ②酸性条件下C10,能和CI反应生成氯气 4.【答案】(1)①原料廉价易得 ②不生成对苯二甲酸 (2)50 (3)除 H:C- Coo 去剩余的对甲基苯甲醛 (4)①H+OH=H,O ② +HI' H3C- COOH (5)①③ ②① ③④ ④氧 气 5.【答案】(1)+3 (2)Si0) (3)作土壤改良剂、石膏、食品添加剂等（或其他合 理答案) (4)①取少量水相于试管中，滴入几滴K$CN溶液 ②分液漏斗、烧 杯 (5)消耗结晶水，产生的Hc1抑制GaCl3水解 高温 (6 GaCla+NH 112 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 6.【答案】(1)①搅拌 ②适当增大盐酸浓度 (2)①SiO2和MnO2 ② [AI(O田4 (3)温度过高，氨水容易挥发 (4)2cr0H4 +3H02+2Ba2+=2BaCr04↓+6H0+2 (5) AP*+3NH·HO=AI(OHD:↓+3NH (6)64.8% 7.【答案】(1)增大反应物接触面积，加快反应速率。 (2) 2Al+2NaOH+6H2O=2Na AlOH+3H (3)使Li正ePO,溶解，将Fem转化为 FeIII (4)①导电炭黑 ②温度过低，浸取速率慢；温度过高，H2O2发生分 解 (5)2Li+2HC0口，-Li.C0+C0t+H.0 (6)趁热过滤 8.【答案】(1)①除去油脂 ②溶解铝及其氧化物 ③ AlOH+H=AIOH+H2O (2) Ni2+、Fe2+、Fe3+ (3) 2Fe2++H,0,+2H*=2Fe3++2H,O (4)Fe (5)3.2≤pH<7.2 (6)2N2+C10+40H=2NiOOH+CI+H2O (7)提高镍的回收率 9.【答案】（1)3Mn0,+2FeS2+12H=3Mn2*+2Fe+4S1+6H20 (2)A1(OH3、 Fe(OH)3 (3) Mn+HCO+N HH,O=MnCO34+N H+H2O (4) 4:11 (5)将二氧化锰粗品中混有的碳酸锰进一步转化为二氧化锰 (6)取少量滤液 于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明滤液中含有 铵根离子 (7)过滤、洗涤、干燥 10.【答案】(1)①+1 ②H,PO2=H+H2PO2 (2)增大固体反应物的接触面 积，加快反应速率 (3)CaC0,和A1oH3 (4)过量的Ag会氧化H,PO,降 低次磷酸纯度 (5)①蒸发浓缩 ②冷却结晶 (6)①正盐 ② PH,+2NaClO+NaOH=Na H,PO,+2NaCl+H,O 212 专题14 工艺流程综合题 1.(2025-2026高二上·云南省丽江市华坪县第一中学·期中)我国自2024年10月1日起开始施行《稀土管理条例》，稀土(RE)包括钪(Sc)、钇(Y)和镧系共17种元素。一种从稀土矿(含Fe、Al、Mg等元素)中分离稀土金属的工艺流程如下： 已知：①月桂酸熔点为44℃；月桂酸和均难溶于水。 ②该工艺流程中稀土金属离子保持价；的。 ③开始溶解时的pH为8.8，有关金属离子沉淀的相关pH见下表： 离子 开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2-7.4 沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 / （1）“氧化”步骤的主要目的是转化，发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 （2）“沉淀除杂”前调pH的适宜范围是　　　　　　　，滤渣的成分有　　　　　　　。 （3）“沉淀RE”后，滤液中浓度为2.4g/L。为确保滤饼中检测不到Mg元素，滤液中应低于　　　　　　　。 （4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是　　　　　　　。 ②“操作X”的过程为：先　　　　　　　，再固液分离。 （5）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂，还原和熔融盐制备(稀土离子保持价不变)，生成转移　　　　　　　电子。 2.(2025-2026高二上·云南省玉溪市江川区第一中学·期中)工业上以菱锰矿(主要成分为，还含少量的、、、、、等杂质)为原料制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下。 金属离子 开始沉淀的pH[] 3.4 1.9 7.0 8.1 9.1 沉淀完全的pH[] 4.7 3.2 9.0 10.1 11.1 ②常温下，，。 回答下列问题： （1）对菱锰矿预处理时需要粉碎，从反应速率角度分析其原因　　　　　　　。 （2）在“浸出液”中加入“”的作用是　　　　　　　。 （3）加入氨水调节溶液pH的范围　　　　　　　。 （4）“滤渣1”“滤渣2”的主要成分　　　　　　　，　　　　　　　。 （5）加入的目的是将、沉淀除去，常温下，当溶液中、完全除去时，则　　　　　　　。 （6）“沉锰”：在30～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到沉淀，该反应的离子方程式为　　　　　　　；实验室可利用溶液来检验是否反应完全：，如何确定已完全反应　　　　　　　。 3.(2025-2026高二上·云南省保山市龙陵县第一中学·期中)二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂。但稳定性较差，可将其用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2加以保存。其工艺流程示意图如下图所示： 已知： ⅰ.纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。 ⅱ.长期放置或高于60℃时NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl。 （1）步骤1中，生成ClO2的离子方程式是　　　　　　　　，通入空气的作用是　　　　　　　　。 （2）方法1中，反应的离子方程式是　　　　　　　　，利用方法1制NaClO2时，温度不能超过20℃，可能的原因是　　　　　　　　。 （3）方法2中，利用下图所示装置制备NaClO2，a电极(左侧电极)处发生的电极反应式为　　　　　　　　，b电极(右侧电极)处发生的电极反应式为　　　　　　　　。溶液中的溶质浓度：f处　　　　　　　　d处(填“>”、“<”或“=”)。 （4）NaClO2使用时，加入稀盐酸即可迅速得到ClO2，写出反应的离子方程式：　　　　　　　　。若加入盐酸浓度过大，则气体产物中Cl2含量会增大，原因是　　　　　　　　。 4.(2025-2026高二上·云南省昆明市第三中学·期中)某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备。 反应： 步骤： Ⅰ．向反应管中加入0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮，光照，连续监测反应进程。 Ⅱ．5h时，监测结果显示反应基本结束，蒸去溶剂丙酮，加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，用乙酸乙酯洗涤，弃去有机层。 Ⅲ．用稀盐酸调节水层后，再用乙酸乙酯萃取。 Ⅳ．用饱和食盐水洗涤有机层，无水干燥，过滤，蒸去溶剂，得目标产物。 回答下列问题： （1）相比作氧化剂，该制备反应的优点为　　　　　　　、　　　　　　　(答出2条即可)。 （2）根据反应液的核磁共振氢谱(已去除溶剂H的吸收峰，谱图中无羧基H的吸收峰)监测反应进程如下图。已知峰面积比，。反应2h时，对甲基苯甲醛转化率约为　　　　　　　%。 （3）步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是　　　　　　　。 （4）步骤Ⅲ中反应的离子方程式为　　　　　　　、　　　　　　　。 （5）用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发，为保证气氛，通前，需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的，操作顺序为：①→②→　　　　　　　→　　　　　　　→　　　　　　　(填标号)，重复后四步操作数次。 同位素示踪结果如下表所示，则目标产物中羧基O来源于醛基和　　　　　　　。 反应条件 质谱检测目标产物相对分子质量 太阳光，，室温，，5h 138 太阳光，空气，室温，，5h 136 5.(2025-2026高二上·云南省玉溪师范学院附属中学·期中)GaN基激光器可发射蓝光或紫外光，可用于医疗美容领域。以锌渣［主要成分是和，还含少量］为原料制备GaN的工艺流程如图，回答下列问题： 已知部分信息如下： ①Ga与Al同主族，化学性质相似； ②“调pH”使完全沉淀，使不沉淀。 （1）中铁的化合价为　　　　　　价。 （2）“酸浸”时，“浸出渣”的主要成分是　　　　　　(填化学式)。 （3）“酸溶”得到的“滤渣”的用途是　　　　　　。(写一条) （4）检验“水相”中是否含的操作是　　　　　　，在实验室里完成萃取、反萃取操作都会用到的玻璃仪器有　　　　　　(填名称)。 （5）制备无水时，的作用是　　　　　　。 （6）制备GaN的化学方程式为　　　　　　。 6.(2025-2026高二上·云南省昆明市东川区高中学·期中)某复杂氧化锌尾矿中，主要含有氧化锌，还含有、、、、等大量杂质，具有很大的回收利用价值，对其处理的流程如下。 （1）写出两种提高酸浸速率的方法　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 （2）写出滤渣1的化学式　　　　　　　　　　　，“沉淀1”后滤液中含铝元素物质的化学式　　　　　　　　　　　。 （3）“沉淀2”反应时适当升高温度可提高生产效率，但温度不宜过高，最主要的原因是　　　　　　　　　　　。 （4）“沉淀1”后铬元素以形式存在，写出氧化沉淀时发生反应的离子方程式　　　　　　　　　　　。 （5）写出“沉淀2”生成滤渣3的离子方程式　　　　　　　　　　　。 （6）以氧化锌尾矿为原料，假设过程中无任何损失，最终制得的质量为，在该氧化锌尾矿中的质量分数为　　　　　　　　　　　。 7.(2025-2026高二上·云南省玉溪第一中学·期中)废旧动力电池回收具有重要的意义。某研究小组设计的一种利用废旧磷酸铁锂电池正极材料(含LiFePO4、导电炭黑、铝箔)回收金属化合物的流程如图： 查阅资料：①LiFePO4难溶于水和碱性溶液，可溶于酸性溶液； ②Li2CO3的溶解度曲线如图所示。          回答下列问题： （1）“碱浸”前通常将废料粉碎，其目的是　　　　　　　　　　　。 （2）“碱浸”步骤中反应得到滤液1的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“酸浸”的主要目的是　　　　　　　　　　　。 （4）滤渣2的主要成分是　　　　　　　　　　　。“酸浸”步骤需要控温35~40℃，试分析可能的原因：　　　　　　　　　　　。 （5）向滤液3中加入饱和NaHCO3溶液时，溶液变浑浊并伴有气泡冒出，主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （6）“一系列操作”包括水浴加热、　　　　　　　　　　　、洗涤、干燥。 8.(2025-2026高二上·云南省玉溪市江川区第一中学·期中)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： （1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是　　　　　　　　、　　　　　　　　。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）“滤液②”中含有的金属离子是　　　　　　　　　　　。 （3）写出“转化”中H2O2参加反应的方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即，“滤液③”中可能含有的杂质离子为　　　　　　　　　　　。 （5）加入NaOH溶液“调pH”，除去杂质离子，应控制的pH范围是　　　　　　　　　　　　。 （6）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　。 （7）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是　　　　　　　　　　　　。 9.(2025-2026高二上·云南省昆明市第三中学·期中)在电子工业和化学工业上有广泛用途。用硫铁矿(主要成分为)、软锰矿(主要成分为，含有少量的、等杂质)制取高纯度的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“酸浸”过程，与发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）滤渣a的主要成分为　　　　　　　　　　　　　　(填化学式) （3）“沉锰”时反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）“焙烧”时参加反应的气体与生成气体的质量之比为　　　　　　　　　　　　　　。 （5）“氧化”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （6）滤液中主要阳离子的检验方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （7）工序①的操作流程为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 10.(2025-2026高二上·云南师范大学附属中学·期中)云南是中国五大磷矿生产基地之一。一种利用由磷酸钙生产的泥磷（，含有少量、、、和微量重金属盐等）为原料制备高纯次磷酸（）的工艺流程如图所示： 已知：次磷酸（）是一元中强酸，还原性较强。 请回答下列问题： （1）次磷酸中元素的化合价为　　　　　　　　；次磷酸的电离方程式为　　　　　　　　。 （2）磷酸钙、、焦炭混合高温熔烧前粉碎的目的是　　　　　　　　。 （3）“滤渣Ⅱ”主要成分为　　　　　　　　（填化学式）。 （4）工业级中影响次磷酸质量指标较大的主要杂质为、及重金属离子等，除时加入的溶液不宜过量太多，其主要原因是　　　　　　　　。 （5）从工业级溶液中可获得，其具体操作步骤为　　　　　　　　、　　　　　　　　、过滤、洗涤和干燥。 （6）是　　　　　　　　（填“正盐”或“酸式盐”），尾气中的被溶液吸收可生成，则该反应的化学方程式为　　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题14 工艺流程综合题 1.(2025-2026高二上·云南省丽江市华坪县第一中学·期中)我国自2024年10月1日起开始施行《稀土管理条例》，稀土(RE)包括钪(Sc)、钇(Y)和镧系共17种元素。一种从稀土矿(含Fe、Al、Mg等元素)中分离稀土金属的工艺流程如下： 已知：①月桂酸熔点为44℃；月桂酸和均难溶于水。 ②该工艺流程中稀土金属离子保持价；的。 ③开始溶解时的pH为8.8，有关金属离子沉淀的相关pH见下表： 离子 开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2-7.4 沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 / （1）“氧化”步骤的主要目的是转化，发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 （2）“沉淀除杂”前调pH的适宜范围是　　　　　　　，滤渣的成分有　　　　　　　。 （3）“沉淀RE”后，滤液中浓度为2.4g/L。为确保滤饼中检测不到Mg元素，滤液中应低于　　　　　　　。 （4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是　　　　　　　。 ②“操作X”的过程为：先　　　　　　　，再固液分离。 （5）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂，还原和熔融盐制备(稀土离子保持价不变)，生成转移　　　　　　　电子。 【答案】（1）     （2）① 4.7~6.2    ②      （3）     （4）① 加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率    ② 冷却结晶     （5）15      【解析】由流程可知，稀土矿(含Fe、Al、Mg等元素)加入H2SO4溶液酸浸，得到浸取液中含有Fe2+、Mg2+、Al3+、RE3+、等离子，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，调pH使Fe3+、Al3+形成沉淀Fe(OH)3、Al(OH)3，经过滤除去后，滤液中含有Mg2+、RE3+、等离子，加入月桂酸钠，使RE3+形成(C11H23COO)3RE沉淀，此时滤液主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。 (1)“氧化”步骤加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，H2O2得电子生成H2O，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； (2)“沉淀除杂”前调pH的目的是使Fe3+、Al3+形成沉淀Fe(OH)3、Al(OH)3，同时还要确保RE3+不发生沉淀，根据表格中数据可知，调pH的适宜范围是4.7~6.2，滤渣的成分即形成的沉淀Fe(OH)3、Al(OH)3； (3)“沉淀RE”后，为确保滤饼中检测不到Mg元素，要防止形成沉淀，故由滤液中浓度为2.4g/L，可知滤液中c(Mg2+)=0.1mol/L，则c(C11H23COO−)＜=4×10-4mol/L； (4)① “加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，因为加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率； “操作X”的目的是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔点为44℃，故过程为：先冷却结晶，再固液分离； (5)YCl3中Y为+3价，PtCl4中Pt为+4价，而Pt3Y中金属均为0价，所以还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1mol Pt3Y转移15mol电子，故答案为：15。 2.(2025-2026高二上·云南省玉溪市江川区第一中学·期中)工业上以菱锰矿(主要成分为，还含少量的、、、、、等杂质)为原料制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下。 金属离子 开始沉淀的pH[] 3.4 1.9 7.0 8.1 9.1 沉淀完全的pH[] 4.7 3.2 9.0 10.1 11.1 ②常温下，，。 回答下列问题： （1）对菱锰矿预处理时需要粉碎，从反应速率角度分析其原因　　　　　　　。 （2）在“浸出液”中加入“”的作用是　　　　　　　。 （3）加入氨水调节溶液pH的范围　　　　　　　。 （4）“滤渣1”“滤渣2”的主要成分　　　　　　　，　　　　　　　。 （5）加入的目的是将、沉淀除去，常温下，当溶液中、完全除去时，则　　　　　　　。 （6）“沉锰”：在30～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到沉淀，该反应的离子方程式为　　　　　　　；实验室可利用溶液来检验是否反应完全：，如何确定已完全反应　　　　　　　。 【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率     （2）将氧化为     （3）     （4）①     ② 、     （5）     （6）①     ② 滴入溶液，溶液不变为紫红色      【解析】根据菱锰矿的成分先用盐酸溶解，在“浸出液”中加入二氧化锰将氧化为，用氨水调节溶液的pH来除去铁离子与铝离子，加入的目的是将、沉淀除去，最后利用锰离子和碳酸氢铵的反应来生成碳酸锰，最后得到产品高纯度碳酸锰。 (1)对菱锰矿预处理时需要粉碎，可以增大反应物的接触面积，加快反应速率； (2)根据题目信息可得，Fe3+沉淀的pH比Fe2+小，在“浸出液”中加入“”可以将Fe2+氧化为Fe3+，可防止除铁元素时将Mn2+同时沉淀； (3)用氨水调节溶液的pH来除去铁离子与铝离子，但不能使锰离子沉淀，故加入氨水调节溶液pH的范围为； (4)菱锰矿(主要成分为，还含少量的、、、、、等杂质)加入足量盐酸后，只有与盐酸不反应，故滤渣1为；由表中数据可知加氨水调至pH=4.7，可将Al3+、Fe3+生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝除去，“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3； (5)已知：CaF2、MgF2的溶度积分别为1.60×10-10、6.40×10-11，则Ca2+沉淀完全时，Mg2+一定沉淀完全，完全沉淀时，c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L，c(Ca2+)·c2(F-)≥1.60×10-10，解得c(F-)≥4×10-3； (6)在30～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到沉淀；说明Mn2+与反应产生MnCO3和CO2，该反应的离子方程式为；如果没有完全反应，加入溶液发生反应：，溶液会变为紫红色；滴入溶液，溶液不变为紫红色，则确定已完全反应。 3.(2025-2026高二上·云南省保山市龙陵县第一中学·期中)二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂。但稳定性较差，可将其用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2加以保存。其工艺流程示意图如下图所示： 已知： ⅰ.纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。 ⅱ.长期放置或高于60℃时NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl。 （1）步骤1中，生成ClO2的离子方程式是　　　　　　　　，通入空气的作用是　　　　　　　　。 （2）方法1中，反应的离子方程式是　　　　　　　　，利用方法1制NaClO2时，温度不能超过20℃，可能的原因是　　　　　　　　。 （3）方法2中，利用下图所示装置制备NaClO2，a电极(左侧电极)处发生的电极反应式为　　　　　　　　，b电极(右侧电极)处发生的电极反应式为　　　　　　　　。溶液中的溶质浓度：f处　　　　　　　　d处(填“>”、“<”或“=”)。 （4）NaClO2使用时，加入稀盐酸即可迅速得到ClO2，写出反应的离子方程式：　　　　　　　　。若加入盐酸浓度过大，则气体产物中Cl2含量会增大，原因是　　　　　　　　。 【答案】（1）① 2+SO2=+2ClO2    ② 将生成的ClO2稀释到10％以下，防止分解爆炸     （2）① 2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2↑＋2H2O    ② NaClO2、H2O2温度较高时易分解     （3）① ClO2+e-=    ② 2Cl--2e-=Cl2↑    ③ <     （4）① 5 +4H+=4ClO2+Cl-+2H2O    ② 酸性条件下能和Cl-反应生成氯气      【解析】NaClO3溶液，稀硫酸，通入SO2和空气发生反应生成二氧化氯(ClO2)，二氧化氯和氢氧化钠、双氧水反应生成NaClO2，或通过电解二氧化氯和NaCl溶液来得到NaClO2，在加热温度至略低于60℃，浓缩、冷却至略高于38℃，结晶，洗涤。 (1)步骤1中氯酸根和二氧化硫反应得到ClO2，离子方程式为：2+SO2=+2ClO2；由于纯ClO2易分解爆炸，因此通入空气的作用是将生成ClO2的稀释到10%以下，防止分解爆炸； (2)方法1中，NaClO2和H2O2在碱性条件下反应生成ClO2和O2，反应的离子方程式为：2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2↑＋2H2O；利用方法1制NaClO2时，温度高NaClO2和过氧化氢易分解，则温度不能超过20℃，可能的原因是温度较高时NaClO2、H2O2易分解； (3)a电极为ClO2得电子生成，方程式为：ClO2+e-=； b电极为失电子生成氯气，方程式为：2Cl--2e-=Cl2↑； 根据电极反应可知，右侧Cl-失去电子生成Cl2，溶液中Cl-减少，Na+通过阳离子交换膜进入左侧，左侧NaClO2增加，溶液中的溶质浓度 f <d； (4)NaClO2和稀盐酸发生歧化反应，NaClO2在酸性条件下生成ClO2和Cl-，反应的离子方程式为：5+4H+=4ClO2+Cl-+2H2O； NaClO2和较浓盐酸混合，会增强氧化性，在酸性条件下能和Cl-反应生成氯气，导致氯气含量增大。 4.(2025-2026高二上·云南省昆明市第三中学·期中)某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备。 反应： 步骤： Ⅰ．向反应管中加入0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮，光照，连续监测反应进程。 Ⅱ．5h时，监测结果显示反应基本结束，蒸去溶剂丙酮，加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，用乙酸乙酯洗涤，弃去有机层。 Ⅲ．用稀盐酸调节水层后，再用乙酸乙酯萃取。 Ⅳ．用饱和食盐水洗涤有机层，无水干燥，过滤，蒸去溶剂，得目标产物。 回答下列问题： （1）相比作氧化剂，该制备反应的优点为　　　　　　　、　　　　　　　(答出2条即可)。 （2）根据反应液的核磁共振氢谱(已去除溶剂H的吸收峰，谱图中无羧基H的吸收峰)监测反应进程如下图。已知峰面积比，。反应2h时，对甲基苯甲醛转化率约为　　　　　　　%。 （3）步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是　　　　　　　。 （4）步骤Ⅲ中反应的离子方程式为　　　　　　　、　　　　　　　。 （5）用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发，为保证气氛，通前，需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的，操作顺序为：①→②→　　　　　　　→　　　　　　　→　　　　　　　(填标号)，重复后四步操作数次。 同位素示踪结果如下表所示，则目标产物中羧基O来源于醛基和　　　　　　　。 反应条件 质谱检测目标产物相对分子质量 太阳光，，室温，，5h 138 太阳光，空气，室温，，5h 136 【答案】（1）① 原料廉价易得    ② 不生成对苯二甲酸     （2）50     （3）除去剩余的对甲基苯甲醛     （4）①     ② +H+      （5）① ③    ② ①    ③ ④    ④ 氧气      【解析】0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮在有空气存在、光照条件下反应，反应基本结束后，蒸去溶剂丙酮，加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，用乙酸乙酯洗涤，弃去有机层，然后用稀盐酸调节水层后，再用乙酸乙酯萃取，用饱和食盐水洗涤有机层，无水干燥，过滤，蒸去溶剂，得目标产物。 (1)作氧化剂时可将氧化为对苯二甲酸，即有副反应发生，该制备反应在有空气存在、光照条件下发生时，以空气中氧气为氧化剂，既绿色环保，又没有对苯二甲酸生成，所以反应的优点可填：不生成对苯二甲酸(副反应少)；原料廉价易得；原子经济性高(污 染物少)；条件温和(使用了可再生能源)； (2)起始0h时只有，5h时只有，，则2h时反应液中既有又有，且两者物质的量之比为1：1，即对甲基苯甲醛转化率约为50%； (3)蒸去溶剂丙酮后，加入过量稀NaOH溶液将对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠进入水层，则充分反应后，用乙酸乙酯洗涤的目的是除去未反应完的； (4)步骤Ⅱ加入过量稀NaOH溶液将对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠，步骤Ⅲ中加稀盐酸调节水层反应的离子方程式为：、+H+； (5)丙酮易挥发，为保证气氛，通前，需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的，即反应液中有，冷冻可排走一部分溶解的，然后打开阀门抽气，一段时间后，再关闭阀门，待反应液恢复室温后，再冷冻反应液，即“循环冷冻脱气法”，所以操作顺序为：①→②→③→①→④(填标号)，重复后四步操作数次；的相对原子质量为136，太阳光，空气，室温，，5h得到的物质相对分子质量为136，为，而太阳光，，室温，，5h得到的物质相对分子质量为138，说明目标产物中羧基O来源于醛基和空气中的氧气。 5.(2025-2026高二上·云南省玉溪师范学院附属中学·期中)GaN基激光器可发射蓝光或紫外光，可用于医疗美容领域。以锌渣［主要成分是和，还含少量］为原料制备GaN的工艺流程如图，回答下列问题： 已知部分信息如下： ①Ga与Al同主族，化学性质相似； ②“调pH”使完全沉淀，使不沉淀。 （1）中铁的化合价为　　　　　　价。 （2）“酸浸”时，“浸出渣”的主要成分是　　　　　　(填化学式)。 （3）“酸溶”得到的“滤渣”的用途是　　　　　　。(写一条) （4）检验“水相”中是否含的操作是　　　　　　，在实验室里完成萃取、反萃取操作都会用到的玻璃仪器有　　　　　　(填名称)。 （5）制备无水时，的作用是　　　　　　。 （6）制备GaN的化学方程式为　　　　　　。 【答案】（1）+3     （2）     （3）作土壤改良剂、石膏、食品添加剂等(或其他合理答案)     （4）① 取少量水相于试管中，滴入几滴KSCN溶液    ② 分液漏斗、烧杯     （5）消耗结晶水，产生的HCl抑制水解     （6） 【解析】稀硫酸酸浸锌渣后，Ga、Fe、Zn元素浸入溶液中，SiO2不溶，进入浸出渣，得到的滤液利用生石灰调pH，得到Fe(OH)3、Ga(OH)3、CaSO4沉淀和ZnSO4滤液，稀硫酸酸溶沉淀，得到含Fe3+、Ga3+的滤液和CaSO4滤渣，有机萃取Ga3+后，Fe3+进入水相，分液后对含Ga3+的有机相反萃取，得到含Ga3+的水溶液，加入盐酸，在HCl氛围蒸发结晶，得到水合氯化镓晶体，SOCl2脱水得到GaCl3，与NH3反应得到GaN。 (1)Ga2(Fe2O4)3中Ga为+3价，O为-2价，则Fe的化合价为+3。 (2)浸出渣为不溶硫酸的SiO2。 (3)不溶稀硫酸的滤渣为CaSO4，可以用作土壤改良剂、石膏、食品添加剂等 (4)检验水相中的Fe3+一般利用其遇KSCN溶液显血红色的原理，操作为取少量水相于试管中，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色；萃取，反萃取，在分液时都需要用到分液漏斗和烧杯。 (5)SOCl2易水解产生HCl和SO2，作用为消耗结晶水，产生的HCl抑制GaCl3水解。 (6)制备GaN的化学方程式为。 6.(2025-2026高二上·云南省昆明市东川区高中学·期中)某复杂氧化锌尾矿中，主要含有氧化锌，还含有、、、、等大量杂质，具有很大的回收利用价值，对其处理的流程如下。 （1）写出两种提高酸浸速率的方法　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 （2）写出滤渣1的化学式　　　　　　　　　　　，“沉淀1”后滤液中含铝元素物质的化学式　　　　　　　　　　　。 （3）“沉淀2”反应时适当升高温度可提高生产效率，但温度不宜过高，最主要的原因是　　　　　　　　　　　。 （4）“沉淀1”后铬元素以形式存在，写出氧化沉淀时发生反应的离子方程式　　　　　　　　　　　。 （5）写出“沉淀2”生成滤渣3的离子方程式　　　　　　　　　　　。 （6）以氧化锌尾矿为原料，假设过程中无任何损失，最终制得的质量为，在该氧化锌尾矿中的质量分数为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 搅拌    ② 适当增大盐酸浓度     （2）① SiO2和MnO2    ② [Al(OH)4]-     （3）温度过高，氨水容易挥发     （4）2+3H2O2+2Ba2+=2BaCrO4↓+6H2O+2H+     （5）Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3     （6）64.8%      【解析】氧化锌尾矿中有、、、、、ZnO等，加入稀盐酸酸浸，SiO2和MnO2不溶于稀盐酸，滤渣1中有SiO2和MnO2，滤液中有Fe3+、Al3+、Zn2+、Cr3+，调节pH值，Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，加入过量的NaOH，Al3+、Zn2+、Cr3+分别生成[Al(OH)4]-、[Zn(OH)4]2-、[Cr(OH)4]-，氧化沉淀[Cr(OH)4]-生成BaCrO4沉淀，[Al(OH)4]-、[Zn(OH)4]2-生成Al3+和Zn2+，再加入过量氨水生成滤渣3是Al(OH)3，溶液中生成Zn(NH3)4Cl2，加入稀盐酸得到ZnCl2溶液，最后经过一系列操作得到无水ZnCl2。 (1)提高酸浸的速率可以搅拌、适当增大盐酸浓度、粉碎尾矿等； (2)经过分析滤渣1的成分是SiO2和MnO2；沉淀1加入过量的NaOH，Al3+生成了[Al(OH)4]-； (3)沉淀2反应时加入过量氨水，温度过高氨水易挥发，因此温度不易过高； (4)氧化沉淀时[Cr(OH)4]-被H2O2氧化生成了BaCrO4沉淀，反应的离子方程式为：2+3H2O2+2Ba2+=2BaCrO4↓+6H2O+2H+； (5)“沉淀2”加入过量的氨水，Al3+生成Al(OH)3沉淀，Zn2+生成[Zn(NH3)4]2+离子，生成滤渣3的离子方程式：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3； (6)根据Zn原子守恒，ZnO~ZnCl2，n(ZnO)=n(ZnCl2)=，ZnO的质量为2mol×81g/mol=162g，氧化锌尾矿中ZnO的质量分数为。 7.(2025-2026高二上·云南省玉溪第一中学·期中)废旧动力电池回收具有重要的意义。某研究小组设计的一种利用废旧磷酸铁锂电池正极材料(含LiFePO4、导电炭黑、铝箔)回收金属化合物的流程如图： 查阅资料：①LiFePO4难溶于水和碱性溶液，可溶于酸性溶液； ②Li2CO3的溶解度曲线如图所示。          回答下列问题： （1）“碱浸”前通常将废料粉碎，其目的是　　　　　　　　　　　。 （2）“碱浸”步骤中反应得到滤液1的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“酸浸”的主要目的是　　　　　　　　　　　。 （4）滤渣2的主要成分是　　　　　　　　　　　。“酸浸”步骤需要控温35~40℃，试分析可能的原因：　　　　　　　　　　　。 （5）向滤液3中加入饱和NaHCO3溶液时，溶液变浑浊并伴有气泡冒出，主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （6）“一系列操作”包括水浴加热、　　　　　　　　　　　、洗涤、干燥。 【答案】（1）增大反应物接触面积，加快反应速率。     （2）     （3）使溶解，将转化为     （4）① 导电炭黑    ② 温度过低，浸取速率慢；温度过高，发生分解     （5）2Li+ +2HCO= Li2CO3↓+CO2↑+H2O     （6）趁热过滤      【解析】废旧磷酸铁锂电池正极材料含、导电炭黑、铝箔；先用NaOH溶液浸取，由流程可知，碱浸时发生反应，浸液1中含有，通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤后得到的滤渣1为和导电炭黑。将滤渣1加硫酸和双氧水酸浸，溶解生成硫酸锂、硫酸铁、磷酸，过滤，滤渣2是炭黑；滤液2加氨水调节pH生成FePO4·2H2O沉淀；FePO4·2H2O失水得到FePO4；滤液3加饱和碳酸氢钠得到碳酸锂沉淀，过滤、洗涤、干燥得碳酸锂，FePO4、Li2CO3、C“碳热还原”得到LiFePO4。 (1)根据分析，“碱浸”前通常将废料粉碎，其目的是增大反应物接触面积，加快反应速率； (2)“碱浸”步骤中铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应得到滤液1的化学方程式为； (3)“酸浸”时与硫酸、双氧水反应生成硫酸锂、硫酸铁、磷酸，“酸浸”主要目的是使溶解，将转化为； (4)导电炭黑不溶于氢氧化钠和硫酸，所以滤渣2的主要成分是导电炭黑；温度过低，浸取速率慢；温度过高，发生分解，所以“酸浸”步骤需要控温35~40℃； (5)氨水处理后的“滤液3”中含有大量，加入饱和反应生成沉淀和二氧化碳气体，方程式为2Li+ +2HCO= Li2CO3↓+CO2↑+H2O； (6)由于的溶解度随温度的升高而减小，所以在制备的过程中，水浴加热可促进的生成和析出，趁热过滤可以减少因的溶解造成的损失，“一系列操作”包括水浴加热、趁热过滤、洗涤、干燥。 8.(2025-2026高二上·云南省玉溪市江川区第一中学·期中)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： （1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是　　　　　　　　、　　　　　　　　。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）“滤液②”中含有的金属离子是　　　　　　　　　　　。 （3）写出“转化”中H2O2参加反应的方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即，“滤液③”中可能含有的杂质离子为　　　　　　　　　　　。 （5）加入NaOH溶液“调pH”，除去杂质离子，应控制的pH范围是　　　　　　　　　　　　。 （6）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　。 （7）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 除去油脂    ② 溶解铝及其氧化物    ③      （2）     （3）     （4）     （5）     （6）     （7）提高镍的回收率      【解析】由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应、，将Al及其氧化物溶解，得到的滤液① 含有，滤饼① 为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀酸浸后得到含有的滤液② ，经氧化为后，加入NaOH调节pH使转化为沉淀除去，再控制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体，据此分析解答问题。 (1)废镍催化剂表面附着油脂，NaOH可使油脂发生水解从而除去；同时Al及铝的氧化物可与强碱反应生成，实现Al与Ni、Fe组分的分离；滤液① 的主要成分为加稀硫酸调至中性时，与、水反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为：； (2)碱浸后Al元素进入滤液① ，剩余的滤饼① 为Ni、Fe及其氧化物，加稀硫酸酸浸后，Ni、Fe的单质和氧化物均转化为对应金属阳离子，因此滤液② 含 三种金属离子； (3)转化步骤加入的目的是将还原性的氧化为，便于后续通过调pH除去，该反应在酸性环境下进行，生成和水，离子方程式为：； (4)若先调pH后加氧化：调pH时为除去，pH最高只能到4.7，此时还未开始沉淀，后续加入将氧化为后，没有后续调pH步骤除去新生成的，因此滤液③ 会残留杂质； (5)调pH的目的是让完全沉淀，同时保证不沉淀：由表格数据，完全沉淀的pH为3.2，开始沉淀的pH为7.2，因此需控制pH范围为； (6)强碱性环境下，被氧化为+3价的NiOOH，自身被还原为，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得离子方程式为； (7)浓缩结晶后的母液中仍溶解有未析出的硫酸镍，循环使用母液可以回收这部分镍元素，减少镍的损失，提高镍的总回收率。 9.(2025-2026高二上·云南省昆明市第三中学·期中)在电子工业和化学工业上有广泛用途。用硫铁矿(主要成分为)、软锰矿(主要成分为，含有少量的、等杂质)制取高纯度的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“酸浸”过程，与发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）滤渣a的主要成分为　　　　　　　　　　　　　　(填化学式) （3）“沉锰”时反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）“焙烧”时参加反应的气体与生成气体的质量之比为　　　　　　　　　　　　　　。 （5）“氧化”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （6）滤液中主要阳离子的检验方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （7）工序①的操作流程为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）Al(OH)3、Fe(OH)3     （3）     （4）4:11     （5）将二氧化锰粗品中混有的碳酸锰进一步转化为二氧化锰     （6）取少量滤液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明滤液中含有铵根离子     （7）过滤、洗涤、干燥      【解析】将硫铁矿、软锰矿加硫酸进行酸浸，得到含硫单质的滤渣和含铁离子、锰离子、铝离子的滤液；向滤液中加入氨水并调节pH进行除铁、铝，得到含氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣a和含有锰离子的滤液；向滤液中加入碳酸氢铵溶液和氨水，控制pH在6.5~7之间进行沉锰，将锰离子转化为碳酸锰沉淀，过滤后将固体焙烧得到二氧化锰粗品，向粗品中加入硫酸、氯酸钾，进一步将粗品中的碳酸锰转化为二氧化锰，最后过滤、洗涤、干燥得到纯品。 (1)由分析，“酸浸”过程，与发生氧化还原反应生成锰离子和铁离子、硫单质，锰化合价由+4变为+2、铁化合价由+2变为+3、硫化合价由-1变为0，结合电子守恒，反应的离子方程式为； (2)由分析，滤渣a主要成分为：Al(OH)3、Fe(OH)3； (3)“沉锰”时反应为锰离子和碳酸氢铵、氨水生成碳酸锰沉淀，结合质量守恒，同时生成铵根离子和水，离子方程式为：； (4)“焙烧”时，碳酸锰和空气中氧气发生氧化还原反应生成二氧化锰和二氧化碳，反应为： ，参加反应的气体与生成气体的质量之比为32：(2×44)=4:11； (5)由流程，“氧化”的目的是将二氧化锰粗品中混有的碳酸锰进一步转化为二氧化锰； (6)滤液中主要阳离子为铵根离子，检验方法是：取少量滤液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明滤液中含有铵根离子； (7)氧化后，过滤分离出固体二氧化锰、洗涤、干燥得到纯品，故答案为：过滤、洗涤、干燥。 10.(2025-2026高二上·云南师范大学附属中学·期中)云南是中国五大磷矿生产基地之一。一种利用由磷酸钙生产的泥磷（，含有少量、、、和微量重金属盐等）为原料制备高纯次磷酸（）的工艺流程如图所示： 已知：次磷酸（）是一元中强酸，还原性较强。 请回答下列问题： （1）次磷酸中元素的化合价为　　　　　　　　；次磷酸的电离方程式为　　　　　　　　。 （2）磷酸钙、、焦炭混合高温熔烧前粉碎的目的是　　　　　　　　。 （3）“滤渣Ⅱ”主要成分为　　　　　　　　（填化学式）。 （4）工业级中影响次磷酸质量指标较大的主要杂质为、及重金属离子等，除时加入的溶液不宜过量太多，其主要原因是　　　　　　　　。 （5）从工业级溶液中可获得，其具体操作步骤为　　　　　　　　、　　　　　　　　、过滤、洗涤和干燥。 （6）是　　　　　　　　（填“正盐”或“酸式盐”），尾气中的被溶液吸收可生成，则该反应的化学方程式为　　　　　　　　。 【答案】（1）① +1    ②      （2）增大固体反应物的接触面积，加快反应速率     （3）和     （4）过量的会氧化，降低次磷酸纯度     （5）① 蒸发浓缩    ② 冷却结晶     （6）① 正盐    ②       【解析】泥磷经过“反应”工序，转化为、等，杂质、溶解，与碱反应转化为，不溶成为滤渣Ⅰ，通入“调pH除杂”使得、转化为、沉淀，故滤渣Ⅱ为、，过滤得到工业级，加入硫酸银“除”得到的滤渣Ⅲ是，再经过一系列操作得到高纯，据此解答。 (1)次磷酸中H为+1价，O为-2价，则元素化合价为+1价；次磷酸（）是一元中强酸，不能完全电离，其电离方程式为：； (2)磷酸钙、、焦炭混合高温熔烧前粉碎的目的是增大固体反应物的接触面积，加快反应速率； (3)由流程可知，泥磷加入氢氧化钙、氢氧化钠和水，充分反应可生成、氢气，过滤，滤渣Ⅰ含有等，滤液含有、以及等，通入二氧化碳调节，可生成和，故“滤渣Ⅱ”主要成分为、； (4)加入的溶液不宜过量太多，因具有氧化性，过量的会氧化，降低次磷酸纯度； (5)从工业级溶液中可获得，其具体操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥； (6)是一元中强酸，则为正盐，尾气中的被溶液吸收可生成和，则反应的化学方程式为。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $