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专题97 工艺流程——非金属元素载体
1．【2023年湖北卷】 是生产多晶硅的副产物。利用 对废弃的锂电池正极材料 进行氯化
处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）Co位于元素周期表第 周期，第 族。
（2）烧渣是LiCl、 和 的混合物，“500℃焙烧”后剩余的 应先除去，否则水浸时会产生
大量烟雾，用化学方程式表示其原因 。
（3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体 常用方法的名称是 。
（4）已知 ，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中 浓度为
。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。
（5）导致 比 易水解的因素有 (填标号)。
a．Si-Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大
c．Si-Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道
2．【2023年湖北卷】超纯 是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开
发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯 方面取得了显著成果，工
业上以粗镓为原料，制备超纯 的工艺流程如下：已知：①金属 的化学性质和 相似， 的熔点为 ；
② (乙醚)和 (三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质
沸点/
55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题：
（1）晶体 的晶体类型是 ；
（2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在 的原因是 ，阴极的电极反应式为
；
（3）“合成 ”工序中的产物还包括 和 ，写出该反应的化学方程式：
；
（4）“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是 ；
（5）下列说法错误的是_______；
A．流程中 得到了循环利用B．流程中，“合成 ”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C．“工序X”的作用是解配 ，并蒸出
D．用核磁共振氢谱不能区分 和
（6）直接分解 不能制备超纯 ，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯
的理由是 ；
（7）比较分子中的 键角大小： (填“>”“<”或“=”)，其原因
是 。
3．【2023年6月浙江卷】工业上煅烧含硫矿物产生的 可以按如下流程脱除或利用。
已知：
请回答：
（1）富氧煅烧燃煤产生的低浓度的 可以在炉内添加 通过途径Ⅰ脱除，写出反应方程式
。
（2）煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的 ，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价 B．化合物A具有酸性
C．化合物A是一种无机酸酯 D．工业上途径Ⅱ产生的 也可用浓 吸收
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是 。
（3）设计实验验证化合物A中含有S元素 ；写出实验过程中涉及的反应方程式 。
4．（2021·全国甲卷真题）碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列
问题：
（1） 的一种制备方法如下图所示：
①加入 粉进行转化反应的离子方程式为_______，生成的沉淀与硝酸反应，生成_______后可循环使用。
②通入 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为_______；若反应物用量比
时，氧化产物为_______；当 ，单质碘的收率会降低，原
因是_______。
（2）以 为原料制备 的方法是：先向 溶液中加入计量的 ，生成碘化物；再向混合溶
液中加入 溶液，反应得到 ，上述制备 的总反应的离子方程式为_______。
（3） 溶液和 溶液混合可生成 沉淀和 ，若生成 ，消耗的 至少为_______ 。
在 溶液中可发生反应 。实验室中使用过量的 与 溶液反应后，过滤，滤液经水
蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 的原因是_______。
5．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（NaSO ）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问
2 2 5
题：
（1）生产 NaSO ，通常是由 NaHSO 过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式
2 2 5 3
__________。
（2）利用烟道气中的SO 生产NaSO 的工艺为：
2 2 2 5
①pH=4.1时，Ⅰ中为__________溶液（写化学式）。
②工艺中加入NaCO 固体、并再次充入SO 的目的是__________。
2 3 2
（3）制备NaSO 也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中 SO 碱吸收液中含有NaHSO 和
2 2 5 2 3
NaSO 。阳极的电极反应式为_____________。电解后，__________室的NaHSO 浓度增加。将该
2 3 3
室溶液进行结晶脱水，可得到NaSO。
2 2 5
（4）NaSO 可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中NaSO 残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，
2 2 5 2 2 5
用 0.01000 mol·L−1 的碘标准液滴定至终点，消耗 10.00 mL。滴定反应的离子方程式为
_____________，该样品中NaSO 的残留量为____________g·L−1（以SO 计）。
2 2 5 2
6．【2018北京卷】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为Ca (PO )(OH)，还含有Ca (PO )F和有机碳等。
5 4 3 5 4 3
溶解度：Ca (PO )(OH)”或“<”）。
3 4 2 4
②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，__________。
（3）酸浸时，磷精矿中Ca (PO )F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF 除去。写出生成HF的化
5 4 3 4
学方程式：__________。
（4）HO 将粗磷酸中的有机碳氧化为CO 脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时
2 2 2
间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：____________________。
（5）脱硫时，CaCO 稍过量，充分反应后仍有SO 2−残留，原因是__________；加入BaCO 可进一步
3 4 3
提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________。
（6）取a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·L−1NaOH溶液滴定至终
点时生成NaHPO ，消耗NaOH溶液c mL，精制磷酸中HPO 的质量分数是________。（已知：
2 4 3 4
HPO 摩尔质量为98 g·mol−1）
3 4
7.【2018江苏卷】以Cl 、NaOH、(NH )CO（尿素）和SO 为原料可制备NH·H O（水合肼）和无水
2 2 2 2 2 4 2
NaSO ，其主要实验流程如下：
2 3
已知：①Cl+2OH− ClO−+Cl−+H O是放热反应。
2 2
②NH·H O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N。
2 4 2 2
（1）步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl 与NaOH溶液反应生成NaClO 和NaCl，其离
2 3
子方程式为____________________________________；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是____________________________________。
（2）步骤Ⅱ合成NH·H O的装置如题19图−1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应
2 4 2
一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________；
使用冷凝管的目的是_________________________________。
（3）步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品NaCO 制备无水NaSO （水溶液中HSO
、HSO- 、SO2-
随pH的
2 3 2 3 2 3 3 3
分布如题19图−2所示，NaSO 的溶解度曲线如题19图−3所示）。
2 3
①边搅拌边向NaCO 溶液中通入SO 制备NaHSO 溶液。实验中确定何时停止通SO 的实验操作为
2 3 2 3 2
_________________。
②请补充完整由NaHSO 溶液制备无水NaSO 的实验方案： _______________________，用少量无水
3 2 3
乙醇洗涤，干燥，密封包装。
8．【2016新课标1卷】NaClO 是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
2
回答下列问题：
（1）NaClO 中Cl的化合价为_______。
2
（2）写出“反应”步骤中生成ClO 的化学方程式_______。
2
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去 Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为
________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO 。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的
2量之比为________，该反应中氧化产物是_________。
（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相
当于多少克Cl 的氧化能力。NaClO 的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数)
2 2
9．[2019新课标Ⅰ]硼酸（HBO ）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以
3 3
硼镁矿（含MgB O·H O、SiO 及少量Fe O、Al O）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
2 2 5 2 2 2 3 2 3
回答下列问题：
（1）在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
（2）“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的化
学试剂是_________。
（3）根据HBO 的解离反应：HBO+H O H++B(OH)− ，K=5.81×10−10，可判断HBO 是______
3 3 3 3 2 4 a 3 3
酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。
（4）在“沉镁”中生成 Mg(OH) ·MgCO 沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回
2 3
___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
10．【2018新课标3卷】KIO 是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
3
（1）KIO 的化学名称是_______。
3
（2）利用“KClO 氧化法”制备KIO 工艺流程如下图所示：
3 3
“酸化反应”所得产物有KH(IO) 、Cl 和KCl。“逐Cl”采用的方法是________。“滤液”中的溶质
3 2 2 2
主要是_______。“调pH”中发生反应的化学方程式为__________。
（3）KIO 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
3
①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。
③与“电解法”相比，“KClO 氧化法”的主要不足之处有______________（写出一点）。
311．【2016江苏卷】以电石渣[主要成分为Ca(OH) 和CaCO ]为原料制备KClO 的流程如下：
2 3 3
（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl 与Ca(OH) 作用生成Ca(ClO) 的反
2 2 2
应，Ca(ClO) 进一步转化为Ca(ClO )，少量Ca(ClO) 分解为CaCl 和O。
2 3 2 2 2 2
①生成Ca(ClO) 的化学方程式为 。
2
②提高Cl 转化为Ca(ClO ) 的转化率的可行措施有 （填序号）。
2 3 2
A．适当减缓通入Cl 速率
2
B．充分搅拌浆料
C．加水使Ca(OH) 完全溶解
2
（2）氯化过程中Cl 转化为Ca(ClO ) 的总反应方程式为
2 3 2
6Ca(OH) +6Cl＝Ca(ClO )+5CaCl +6H O
2 2 3 2 2 2
氯化完成后过滤。
①滤渣的主要成分为 （填化学式）。
②滤液中Ca(ClO ) 与CaCl 的物质的量之比n[Ca(ClO )]∶n[CaCl ] 1∶5（填“＞”、“＜”
3 2 2 3 2 2
或“=”）。
（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO ) 转化为KClO，若溶液中KClO 的含量为100g▪L-1，
3 2 3 3从该溶液中尽可能多地析出KClO 固体的方法是 。
3
12．[2019新课标Ⅱ]立德粉ZnS·BaSO（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：
4
（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品
时，钡的焰色为__________（填标号）。
A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色
（2）以重晶石（BaSO）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
4
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为
______________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其
转化为CO 和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为______________________。
2
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是
“还原料”表面生成了难溶于水的___________（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
（3）成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000
mol·L−1的I−KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉
2
为指示剂，过量的I 用0.1000 mol·L−1NaSO 溶液滴定，反应式为I+2 2I−+ 。测定
2 2 2 3 2
时消耗 NaSO 溶液体积 V mL。终点颜色变化为_________________，样品中 S2−的含量为
2 2 3
______________（写出表达式）。
