专题12 工艺流程综合题（3年汇编）（甘肃专用）2024-2026高考化学真题分类汇编

专题12 工艺流程综合题 3年真题1年模拟 考点分类 甘肃考情（2024-2026） 命题规律 工艺流程综合题 2026甘肃(1题)、2025甘肃(1题)、2024甘肃(1题) 情境设置：· 以钛白生产、铜冶炼烟尘回收、高炉渣利用炼钢烟气等绿色化工与资源循环为真实工业情境，提供FeTiO3酸解、As2O3沸点和Ksp、ΔG等数据。 考查重点：· 流程中操作X、焙烧温度600℃、酸浸目的及“气体”“滤渣”判断，书写Na2S2O3制备等方程式，运用Ksp、ΔG与溶解度解释条件选择。 命题趋势：· 强化无机元素化合物、反应原理、物质结构融合，考查晶胞投影、距离、化学式和密度计算，凸显绿色工艺与资源高效回收。 1.(2026·甘肃·高考真题)某地为完善绿色化工布局、延伸传统产业链条建设钛白厂。生产钛白(TiO2)的主要工艺流程如下： 已知钛铁矿(主要成分为)的酸解反应方程式为； 的溶解度为。 （1）该地已建有大型金属冶炼厂，主要原料为金属硫化物，据此分析在该地建设钛白厂的优势有　　　　　　　　。 （2）FeSO4的溶解度随温度变化如图所示，则“操作X”是　　　　　　　　　　　和过滤。 （3）钛白是一种白色固体，若产品钛白颜色发黄，可能是由于“还原”工艺中　　　　　　　　　　　。 （4）绿矾()在碱性条件下与氧气反应可制备多孔羟基氧化铁[]。每生产至少需消耗　　　　　　　　　　　；多孔具有优良的气体净化能力，原因有　　　　　　　　　　　　　　。 （5）利用如下工艺流程制备金属钛： 已知一个化学反应、不管是一步完成还是分几步完成，其自由能变相同。在1073 K时： ①        ②        反应①不能自发进行，但“氯化”工艺中加入过量焦炭后可生成，该工艺发生的总反应方程式为　　　　　　　　。加入焦炭后反应能够自发进行的原因是　　　　　　　　。 【答案】（1）冶炼金属硫化物产生的可用于制备硫酸，为钛白厂提供原料，降低生产成本并减少环境污染     （2）蒸发浓缩、冷却结晶     （3）铁屑加入量不足，导致溶液中的未被完全还原，后续水解生成含铁杂质混入产品中     （4）①     ② 多孔结构具有较大的比表面积，物理吸附能力强，且能与发生化学反应     （5）①     ② 总反应的自由能变，反应能够自发进行      【解析】钛铁矿(主要成分为)，加入浓硫酸，发生的酸解反应方程式为，加水进行水浸，得到含和的溶液，水浸后加铁屑还原，把Fe3+全部还原为Fe2+，取上层清液，进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体和含溶液，经过一系列操作得到钛白(TiO2)，据此回答。 (1)该地建有大型金属硫化物冶炼厂，金属硫化物冶炼会产生大量，经氧化、吸水可以制备浓硫酸，为钛白厂提供原料，降低生产成本并减少环境污染； (2)由图像知，溶解度随温度降低明显减小，要析出晶体，需要进行的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤； (3)钛白TiO2是白色，Fe2O3（三氧化二铁）是红黄色，还原步骤加铁屑目的为把Fe3+全部还原为Fe2+，后续以晶体除去， 若铁屑不足，Fe3+没有完全被还原除去，后续煅烧生成Fe2O3杂质，钛白发黄； (4)绿矾()在碱性条件下与氧气反应可制备多孔羟基氧化铁[]，反应的化学方程式为：，根据方程可得，则生成1 mol FeO(OH)，消耗0.25molO2；由于多孔FeO(OH)的多孔结构，比表面积大，吸附能力强；Fe3+具有氧化性，可以和还原性气体H2S发生氧化还原反应；H2S是酸性气体，可以和FeO(OH)发生酸碱反应，故多孔具有优良的气体净化能力； (5)已知①，②，由① +②可得总反应为：；总反应可以自发。 2.(2025·甘肃·高考真题)研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下： 已知：熔点314℃，沸点460℃ 分解温度：，，，高于 （1）设计焙烧温度为600℃，理由为　　　　　　　。 （2）将通入和的混合溶液可制得，该反应的化学方程式为　　　　　　　。 （3）酸浸的目的为　　　　　　　。 （4）从浸出液得到Cu的方法为　　　　　　　(任写一种)。 （5）某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数，。与Pb之间的距离为　　　　　　　pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合物的化学式为　　　　　　　，晶体密度计算式为　　　　　　　(用带有阿伏加德罗常数的代数式表示和分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量)。 【答案】（1）使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，同时使As2O3沸腾收集     （2）4++2=3+CO2     （3）分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液     （4）电解法或置换法     （5）①     ② CsPbBr3    ③       【解析】铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)焙烧将S转化为二氧化硫，因沸点低被蒸出，设计温度为600℃，根据已知信息，硫酸铜被分解，生成氧化铜，硫酸锌和硫酸铅未分解，加水浸取后，硫酸锌溶于水形成溶液被分离出去，留下氧化铜，硫酸铅，加硫酸溶解，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，硫酸铜经过电解或置换法转化为铜，据此解答。 (1)设计焙烧温度为600℃，使硫酸铜分解，而硫酸锌和硫酸铅不分解，使As2O3沸腾收集，故答案为：使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，使As2O3沸腾收集； (2)将通入和的混合溶液可制得，根据元素守恒可知还生成了二氧化碳，该反应的化学方程式为4++2=3+CO2，故答案为：4++2=3+CO2； (3)酸浸时，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，故酸浸的目的为分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液； (4)浸出液主要为硫酸铜，经过电解或置换法转化为铜，故从浸出液得到Cu的方法有：电解法或置换法； (5)某含Pb化合物室温下晶胞如图所示，Cs位于体心，个数为1，Pb位于顶点，个数为=1，Br位于棱心，个数为=3，该化合物的化学式为CsPbBr3，Cs位于体心，Pb位于顶点，与Pb之间的距离为体对角线的一半，由于晶胞参数，℃，与Pb之间的距离为 pm，该晶体密度计算式为，故答案为：；CsPbBr3；。 3.(2024·甘肃·高考真题)我国科研人员以高炉渣(主要成分为，，和等)为原料，对炼钢烟气(和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示： 已知： （1）高炉渣与经焙烧产生的“气体”是　　　　　　　。 （2）“滤渣”的主要成分是和　　　　　　　。 （3）“水浸2”时主要反应的化学方程式为　　　　　　　，该反应能进行的原因是　　　　　　　。 （4）铝产品可用于　　　　　　　。 （5）某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数。图丙中与N的距离为　　　　　　　；化合物的化学式是　　　　　　　，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值是，则晶体的密度为　　　　　　　(列出计算表达式)。 【答案】（1）NH3     （2）SiO2     （3）①     ② ，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙     （4）净水     （5）①     ② Ca3N3B    ③       【解析】高炉渣(主要成分为，，和等)加入在400℃下焙烧，生成硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝，同时产生气体，该气体与烟气(和水蒸气)反应，生成，所以该气体为NH3；焙烧产物经过水浸1，然后过滤，滤渣为以及未反应的SiO2，滤液溶质主要为硫酸镁、硫酸铝及硫酸铵；滤液浓缩结晶，析出，剩余富镁溶液；滤渣加入溶液，滤渣中的会转化为更难溶的碳酸钙。 (1)由分析可知，高炉渣与经焙烧产生的“气体”是NH3； (2)由分析可知，“滤渣”的主要成分是和未反应的SiO2； (3)“水浸2”时主要反应为硫酸钙与碳酸铵生成更难溶的碳酸钙，反应方程式为，该反应之所以能发生，是由于，，，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙； (4)铝产品溶于水后，会产生，水解生成胶体，可用于净水； (5)图丙中，Ca位于正方形顶点，N位于正方形中心，故与N的距离为pm；由均摊法可知，晶胞中Ca的个数为，N的个数为，B的个数为，则化合物的化学式是Ca3N3B；其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值是，晶胞体积为则晶体的密度为。 …………………… 1.(2026·甘肃陇南武都实验中学·一模)一水合硫酸锰主要用作饲料添加剂和植物合成叶绿素的催化剂。一种以软锰矿(主要成分是，还有、、、等杂质)和废铁屑(主要成分是Fe，还含有少量Cu)为原料制备的工艺流程如下： 已知：①时，相关物质的如下表。 物质 ②部分难溶物的溶度积常数如下：、、。 回答下列问题： （1）“浸出”前需将矿石研成粉末，其目的是　　　　　　　。 （2）“浸出”后所得混合溶液中部分离子浓度如下表所示： 离子 0.601 0.15 0.3 0.001 0.1 ①根据表中离子浓度关系，写出Fe、稀硫酸、发生总反应的离子方程式：　　　　　　　。 ②反应过程中硫酸不能过量太多的原因是　　　　　　　。 （3）　　　　　　　(填“能”或“不能”)用代替，检验氧化是否完全可加入的试剂是　　　　　　　。 （4）滤渣IV的主要成分是、　　　　　　　、　　　　　　　。(填化学式) （5）硫酸锰在不同温度下的溶解度和一定温度范围内析出晶体的组成如图所示，“除杂”所得滤液控制温度在下蒸发结晶，　　　　　　　(填操作名称)，得到。 （6）某种含锰特殊材料的晶胞结构如图所示，该晶体的化学式为　　　　　　　。该晶体的密度为，则晶体中相邻N之间的最短距离为　　　　　　　nm(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率     （2）①     ② 过量太多的硫酸会增大后续碳酸钙的消耗量     （3）① 能    ② 酸性溶液{或溶液}     （4）①     ②      （5）趁热过滤、洗涤、干燥     （6）①     ②       【解析】软锰矿加入废铁屑、稀硫酸浸出，除去滤渣I（主要成分为二氧化硅等）；滤液加入双氧水氧化，再加入碳酸钙调节pH以除去铁、铝，得到滤渣Ⅱ（主要成分为氢氧化铁、氢氧化铝），滤液再加入硫化钡除铜，得到滤渣Ⅲ（主要成分为硫化铜）；滤液再加入氟化锰除杂，滤渣Ⅳ（主要成分为MgF2、CaF2）；滤液经一系列操作后得到一水合硫酸锰，据此回答。 (1)块状固体研磨成粉末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)① 已知信息离子浓度关系可知铁单质反应后既有亚铁离子又有铁离子生成，且二者比例为1：2，二氧化锰中+4价锰得电子生成，由得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒可得； ② 后续需要加入碳酸钙调节溶液pH除铁、铝，若硫酸过量太多会增大后续碳酸钙的消耗量； (3)双氧水目的是氧化溶液中的亚铁离子，则能用氧气替代，因为二者均为引入新的杂质； 检验氧化是否完全即检验溶液中不存在亚铁离子，亚铁离子具有还原性，高锰酸钾具有氧化性且显紫色，二者可发生氧化还原反应使之褪色；或者用溶液，因为它与亚铁离子混合会生成蓝色沉淀； (4)结合题中已知条件② 和分析知“除杂”中加入氟化锰将Mg2＋和Ca2＋转化为氟化物沉淀，即滤渣IV的主要成分还含有MgF2、CaF2； (5)由图可知，“除杂”所得滤液为硫酸锰溶液且一水合硫酸锰溶解度随温度升高而降低，所以在80~90 ℃之间蒸发结晶，趁热过滤、洗涤、干燥得到MnSO4·H2O； (6)根据晶胞结构分析N有1个，Zn有，Mn有，则该晶体的化学式为Mn3ZnN； 晶体中相邻N之间的最短距离为晶胞参数（边长）设为a cm，因为晶胞密度等于晶胞质量与晶胞体积之比，即，解得a=。 2.(2026·甘肃酒泉·一模)三氧化二钕是一种具有优异光学性能和磁性能的稀土氧化物。以工厂废料[含钕(，质量分数为28.8%)、、，均以游离态存在]为主要原料制备的工艺流程如图所示。 已知：①的稳定价态为；的活动性较强，与稀硫酸反应产生；可与过量生成可溶性配合物；②硼难溶于稀硫酸；③常温下，。回答下列问题： （1）将块状工厂废料粉碎后“酸溶”，粉碎的目的是　　　　　　　。 （2）“酸溶”时钕发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 （3）常温下，“沉钕”过程中调节溶液的为2.3，钕全部以沉淀完全，若此时溶液中，则　　　　　　　(填“有”或“无”)沉淀生成；酸性太强会使“沉钕”不完全，其原因是　　　　　　　。 （4）“转沉”过程中转化为，反应的离子方程式为　　　　　　　。 （5）“沉淀”过程得到晶体，“滤液3”中的　　　　　　　(填化学式)可在上述流程中循环利用。 （6）的一种晶体的体心立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。距离原子最近且等距离的原子有　　　　　　　个，该晶体的密度为　　　　　　　。 【答案】（1）增大表面积，加快反应速率，使其充分反应     （2）     （3）① 无    ② 酸性太强，与反应生成，导致浓度减小，沉淀不完全     （4）     （5）     （6）① 8    ②       【解析】工厂废料加入稀硫酸酸浸，其中硼不与稀硫酸反应，滤渣为硼，随后加入NaH2PO4反应生成Nd(H2PO4)3沉淀，过滤分离出沉淀再加入过量NaOH进行“转沉”，加入稀硫酸溶解沉淀得到Nd3+，加入草酸溶液生成Nd2(C2O4)3·10H2O沉淀，煅烧Nd2(C2O4)3·10H2O得到Nd2O3。 (1)将块状工厂废料粉碎后“酸溶”，粉碎的目的是：增大表面积，加快反应速率，使其充分反应； (2)的活动性较强，与稀硫酸反应产生 ，则“酸溶”时钕发生反应的离子方程式为； (3)，因此不会有沉淀生成；酸浸后调整溶液的pH，酸性太强，与反应生成，导致浓度减小，“沉钕”不完全； (4)“转沉”过程中和过量氢氧化钠反应生成，同时生成磷酸根离子和水，反应的离子方程式为； (5)“沉淀”过程得到晶体，硫酸根离子和草酸中氢离子转化为硫酸进入“滤液3”，可在上述流程中循环利用。 (6)由图，位于体心，距离原子最近且等距离的原子有8个，据“均摊法”，晶胞中含个，则晶体密度为。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 工艺流程综合题 3年真题1年模拟 1.【答案】（1）冶炼金属硫化物产生的可用于制备硫酸，为钛白厂提供原料，降低生产成本并减少环境污染     （2）蒸发浓缩、冷却结晶     （3）铁屑加入量不足，导致溶液中的未被完全还原，后续水解生成含铁杂质混入产品中     （4）①     ② 多孔结构具有较大的比表面积，物理吸附能力强，且能与发生化学反应     （5）①     ② 总反应的自由能变，反应能够自发进行      2.【答案】（1）使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，同时使As2O3沸腾收集     （2）4++2=3+CO2     （3）分离硫酸铅，得到纯净的硫酸铜溶液     （4）电解法或置换法     （5）①     ② CsPbBr3    ③       3.【答案】（1）NH3     （2）SiO2     （3）①     ② ，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙     （4）净水     （5）①     ② Ca3N3B    ③       1.【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率     （2）①     ② 过量太多的硫酸会增大后续碳酸钙的消耗量     （3）① 能    ② 酸性溶液{或溶液}     （4）①     ②      （5）趁热过滤、洗涤、干燥     （6）①     ②       2.【答案】（1）增大表面积，加快反应速率，使其充分反应     （2）     （3）① 无    ② 酸性太强，与反应生成，导致浓度减小，沉淀不完全     （4）     （5）     （6）① 8    ②       试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 工艺流程综合题 3年真题1年模拟 考点分类 甘肃考情（2024-2026） 命题规律 工艺流程综合题 2026甘肃(1题)、2025甘肃(1题)、2024甘肃(1题) 情境设置：· 以钛白生产、铜冶炼烟尘回收、高炉渣利用炼钢烟气等绿色化工与资源循环为真实工业情境，提供FeTiO3酸解、As2O3沸点和Ksp、ΔG等数据。 考查重点：· 流程中操作X、焙烧温度600℃、酸浸目的及“气体”“滤渣”判断，书写Na2S2O3制备等方程式，运用Ksp、ΔG与溶解度解释条件选择。 命题趋势：· 强化无机元素化合物、反应原理、物质结构融合，考查晶胞投影、距离、化学式和密度计算，凸显绿色工艺与资源高效回收。 1.(2026·甘肃·高考真题)某地为完善绿色化工布局、延伸传统产业链条建设钛白厂。生产钛白(TiO2)的主要工艺流程如下： 已知钛铁矿(主要成分为)的酸解反应方程式为； 的溶解度为。 （1）该地已建有大型金属冶炼厂，主要原料为金属硫化物，据此分析在该地建设钛白厂的优势有　　　　　　　　。 （2）FeSO4的溶解度随温度变化如图所示，则“操作X”是　　　　　　　　　　　和过滤。 （3）钛白是一种白色固体，若产品钛白颜色发黄，可能是由于“还原”工艺中　　　　　　　　　　　。 （4）绿矾()在碱性条件下与氧气反应可制备多孔羟基氧化铁[]。每生产至少需消耗　　　　　　　　　　　；多孔具有优良的气体净化能力，原因有　　　　　　　　　　　　　　。 （5）利用如下工艺流程制备金属钛： 已知一个化学反应、不管是一步完成还是分几步完成，其自由能变相同。在1073 K时： ①        ②        反应①不能自发进行，但“氯化”工艺中加入过量焦炭后可生成，该工艺发生的总反应方程式为　　　　　　　　。加入焦炭后反应能够自发进行的原因是　　　　　　　　。 2.(2025·甘肃·高考真题)研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下： 已知：熔点314℃，沸点460℃ 分解温度：，，，高于 （1）设计焙烧温度为600℃，理由为　　　　　　　。 （2）将通入和的混合溶液可制得，该反应的化学方程式为　　　　　　　。 （3）酸浸的目的为　　　　　　　。 （4）从浸出液得到Cu的方法为　　　　　　　(任写一种)。 （5）某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数，。与Pb之间的距离为　　　　　　　pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合物的化学式为　　　　　　　，晶体密度计算式为　　　　　　　(用带有阿伏加德罗常数的代数式表示和分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量)。 3.(2024·甘肃·高考真题)我国科研人员以高炉渣(主要成分为，，和等)为原料，对炼钢烟气(和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示： 已知： （1）高炉渣与经焙烧产生的“气体”是　　　　　　　。 （2）“滤渣”的主要成分是和　　　　　　　。 （3）“水浸2”时主要反应的化学方程式为　　　　　　　，该反应能进行的原因是　　　　　　　。 （4）铝产品可用于　　　　　　　。 （5）某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数。图丙中与N的距离为　　　　　　　；化合物的化学式是　　　　　　　，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值是，则晶体的密度为　　　　　　　(列出计算表达式)。 …………………… 1.(2026·甘肃陇南武都实验中学·一模)一水合硫酸锰主要用作饲料添加剂和植物合成叶绿素的催化剂。一种以软锰矿(主要成分是，还有、、、等杂质)和废铁屑(主要成分是Fe，还含有少量Cu)为原料制备的工艺流程如下： 已知：①时，相关物质的如下表。 物质 ②部分难溶物的溶度积常数如下：、、。 回答下列问题： （1）“浸出”前需将矿石研成粉末，其目的是　　　　　　　。 （2）“浸出”后所得混合溶液中部分离子浓度如下表所示： 离子 0.601 0.15 0.3 0.001 0.1 ①根据表中离子浓度关系，写出Fe、稀硫酸、发生总反应的离子方程式：　　　　　　　。 ②反应过程中硫酸不能过量太多的原因是　　　　　　　。 （3）　　　　　　　(填“能”或“不能”)用代替，检验氧化是否完全可加入的试剂是　　　　　　　。 （4）滤渣IV的主要成分是、　　　　　　　、　　　　　　　。(填化学式) （5）硫酸锰在不同温度下的溶解度和一定温度范围内析出晶体的组成如图所示，“除杂”所得滤液控制温度在下蒸发结晶，　　　　　　　(填操作名称)，得到。 （6）某种含锰特殊材料的晶胞结构如图所示，该晶体的化学式为　　　　　　　。该晶体的密度为，则晶体中相邻N之间的最短距离为　　　　　　　nm(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 2.(2026·甘肃酒泉·一模)三氧化二钕是一种具有优异光学性能和磁性能的稀土氧化物。以工厂废料[含钕(，质量分数为28.8%)、、，均以游离态存在]为主要原料制备的工艺流程如图所示。 已知：①的稳定价态为；的活动性较强，与稀硫酸反应产生；可与过量生成可溶性配合物；②硼难溶于稀硫酸；③常温下，。回答下列问题： （1）将块状工厂废料粉碎后“酸溶”，粉碎的目的是　　　　　　　。 （2）“酸溶”时钕发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 （3）常温下，“沉钕”过程中调节溶液的为2.3，钕全部以沉淀完全，若此时溶液中，则　　　　　　　(填“有”或“无”)沉淀生成；酸性太强会使“沉钕”不完全，其原因是　　　　　　　。 （4）“转沉”过程中转化为，反应的离子方程式为　　　　　　　。 （5）“沉淀”过程得到晶体，“滤液3”中的　　　　　　　(填化学式)可在上述流程中循环利用。 （6）的一种晶体的体心立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。距离原子最近且等距离的原子有　　　　　　　个，该晶体的密度为　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $