专题12工艺流程综合题-三年（2022-2024）高考化学真题分类汇编（全国通用）（学生卷）_近10年高考真题汇编（必刷）_十年（2014-2024）高考化学真题分项汇编（全国通用）

专题 12 工艺流程综合题 考点 三年考情（2022-2024） 命题趋势 化学工艺流程题是将化工生产中的生产流 ◆物质分离和提纯类工艺流程题：2024广 程用框图形式表示出来，并根据生产流程 中有关的化学知识步步设问。化工流程题 东卷、2024湖南卷、2024河北卷、2024新 以现代工业生产为基础，与化学反应原 课标卷、2024全国甲卷、2024黑吉辽卷、 理、产品提纯、环境保护等相融合，具有 2024安徽卷、2023新课标卷、2023湖北 考查知识面广、综合性强、思维容量大的 卷、2023辽宁卷、2023广东卷、2023浙江 特点。这类题型不但综合考查考生在中学 卷、2022湖南卷、2022湖北卷、2022重庆 阶段所学的元素及其化合物知识以及物质 卷、2022全国乙卷 考点1 工艺流 结构、元素周期律、氧化还原反应、化学 ◆物质制备类工艺流程题：2024北京卷、 程综合题 用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、 2024甘肃卷、2024浙江卷6月、2024江苏 实验操作等知识，而且更重要的是能突出 卷、2024山东卷、2024湖北卷、2024浙江 考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理 卷1月、2023全国甲卷、2023全国乙卷、 能力，且这类试题陌生度高，文字量大， 2023湖南卷、2023山东卷、2023北京卷、 包含信息多，思维能力要求高。近年高考 2023浙江卷、2022全国甲卷、2022福建 有关考查要点和设问方式没有大的变化， 卷、2022辽宁卷、2022广东卷、2022北京 注意的是有关化学方程式的书写的考查， 卷、河北卷 有加强的趋势，一般有2~3个小问会涉及 方程式的书写。 考法01 物质分离提纯类工艺流程题 1. (2024·广东卷)镓( )在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣 (含 和少量的 等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。工艺中， 是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用 提取金属离子 的原理如图。已知： ① 。 ② (冰晶石)的 为 。 ③浸取液中， 和 以 微粒形式存在， 最多可与2个 配位，其他 金属离子与 的配位可忽略。 （1）“电解”中，反应的化学方程式为_______。 （2）“浸取”中，由 形成 的离子方程式为_______。 （3）“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过 ，从而有利于 的分离。 （4）“ 提取”中，原料液的 浓度越_______，越有利于 的提取；研究表明，原料液酸度过 高，会降低 的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以 进一步提高 的提取率。 （5）“调 ”中， 至少应大于_______，使溶液中 ，有利于 配离子及 晶体的生成。若“结晶”后溶液中 ，则 浓度为_______ 。 （6）一种含 、 、 元素的记忆合金的晶体结构可描述为 与 交替填充在 构成的立方体体 心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比 _______，其立方晶胞的体 积为_______ 。2. (2024·湖南卷)铜阳极泥(含有Au、 、 、 等)是一种含贵金属的可再生资源，回收 贵金属的化工流程如下： 已知：①当某离子的浓度低于 时，可忽略该离子的存在； ② ； ③ 易从溶液中结晶析出； ④不同温度下 的溶解度如下： 温度 0 20 40 60 80 ℃ 溶解 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0 度/g 回答下列问题： （1）Cu属于_______区元素，其基态原子的价电子排布式为_______； （2）“滤液1”中含有 和 ，“氧化酸浸”时 反应的离子方程式为_______； （3）“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的 ： ①在“氧化酸浸”工序中，加入适量 的原因是_______。 ②在“除金”工序溶液中， 浓度不能超过_______ 。 （4）在“银转化”体系中， 和 浓度之和为 ，两种离子分布分数 随 浓度的变化关系如图所示，若 浓度为 ，则 的浓度为_______ 。（5）滤液4中溶质主要成分为_______(填化学式)；在连续生产的模式下，“银转化”和“银还原”工序 需在 ℃左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是_______。 3. (2024·河北卷) 是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石 煤中提取 的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。 已知：i石煤是一种含 的矿物，杂质为大量 和少量 等；苛化泥的主要成分为 等。 ⅱ高温下，苛化泥的主要成分可与 反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙 和偏铝酸钙 均难溶于水。回答下列问题： （1）钒原子的价层电子排布式为_______；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为_______，产生的气体① 为_______(填化学式)。 （2）水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为_______(填化 学式)。 （3）在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为_______； 加压导入盐浸 工序可提高浸出率的原因为_______；浸取后低浓度的滤液①进入_______(填工序名称)，可实现钒元素的 充分利用。 （4）洗脱工序中洗脱液的主要成分为_______(填化学式)。 （5）下列不利于沉钒过程的两种操作为_______(填序号)。 a．延长沉钒时间 b．将溶液调至碱性 c．搅拌 d．降低 溶液的浓度 4. (2024·新课标卷)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从 湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全( )时的pH： . 开始沉淀的pH 15 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： （1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是_______；“滤渣1”中金属元素主要为_______。 （2）“过滤1”后的溶液中加入 的作用是_______。取少量反应后的溶液，加入化学试剂_______检 验_______，若出现蓝色沉淀，需补加 。 （3）“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_______、_______。 （4）“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式)，残留的 浓度为_______ 。 5. (2024·全国甲卷)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的 +2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。 ②以氢氧化物形式沉淀时，lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的关系如图所示。 回答下列问题： （1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是_____。 （2）“酸浸”步骤中，CoO发生反应的化学方程式是_____。 （3）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+)=_____mol·L-1，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离_____(填“能”或 “不能”)。 （4）“沉锰”步骤中，生成1.0molMnO ，产生H+的物质的量为_____。 2 （5）“沉淀”步骤中，用NaOH调pH=4，分离出的滤渣是_____。 （6）“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入适量的NaClO氧化Co2+，其反应的离子方程式为_____。 （7）根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是_____。 6. (2024·黑吉辽卷)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫 酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的 颗粒被 、 包裹)，以提高金的 浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为 _______(填化学式)。 （2）“细菌氧化”中， 发生反应的离子方程式为_______。 （3）“沉铁砷”时需加碱调节 ，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含 微粒的沉降。 （4）“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A. 无需控温 B. 可减少有害气体产生 C. 设备无需耐高温 D. 不产生废液废渣 （5）“真金不拍火炼”，表明 难被 氧化，“浸金”中 的作用为_______。 （6）“沉金”中 的作用为_______。 （7）滤液②经 酸化， 转化为 和 的化学方程式为_______。用碱中和 可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 7. (2024·安徽卷)精炼铜产生的铜阳极泥富含 等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极 泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。回答下列问题： （1）Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。 （2）“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。 （3）“浸取2”步骤中，单质金转化为 的化学方程式为_______。 （4）“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为 。 （5）“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为_______。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用 的物质为_______(填化学式)。 （6）“还原”步骤中，被氧化的 与产物 的物质的量之比为_______。 （7） 可被 氧化为 。从物质结构的角度分析 的结构为(a)而不是(b)的原因： _______。 8．（2023·新课标卷）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、 铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示： 已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr O 存在，在碱性介质中以CrO 存在。 2 回答下列问题： (1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。 (2)水浸渣中主要有SiO 和___________。 2 (3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是___________。 (4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO 和MgNH PO 的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达 3 4 4 到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致___________；pH>9时，会导致___________。(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到VO 沉淀，VO 在pH<1时，溶解为VO 或VO3+在碱 2 5 2 5 性条件下，溶解为VO 或VO ，上述性质说明VO 具有___________(填标号)。 2 5 A．酸性 B．碱性 C．两性 (6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na SO)溶液，反应的离子方程式为___________。 2 2 5 9．（2023·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 10．（2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（ 和 )。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物 质回答下列问题： (1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。 (2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸 ， 中过氧 键的数目为_______。 (3)“氧化”中，用石灰乳调节 ， 被 氧化为 ，该反应的离子方程式为_______( 的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为 、_______(填化学式)。 (4)“氧化”中保持空气通入速率不变， (Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。 体积分数为_______时， (Ⅱ)氧化速率最大；继续增大 体积分数时， (Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。 (5)“沉钴镍”中得到的 (Ⅱ)在空气中可被氧化成 ，该反应的化学方程式为_______。 (6)“沉镁”中为使 沉淀完全 ，需控制 不低于_______(精确至0.1)。 11．（2023·广东卷） 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含 )中，利用氨浸工艺可提取 ，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：氨性溶液由 、 和 配制。常温下， 与 形成可溶 于水的配离子： ； 易被空气氧化为 ；部分氢氧化物的 如下表。 氢氧化物 回答下列问题：(1)活性 可与水反应，化学方程式为 。 (2)常温下， 的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。 (3)“氨浸”时，由 转化为 的离子方程式为 。 (4) 会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出 现了 的明锐衍射峰。 ① 属于 (填“晶体”或“非晶体”)。 ② 提高了 的浸取速率，其原因是 。 (5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A为 。 ②由 可制备 晶体，其立方晶胞如图。 与O最小间距大于 与O最小间距，x、y为整数， 则 在晶胞中的位置为 ；晶体中一个 周围与其最近的O的个数为 。 (6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得 溶液中 与 的比值，理论上最高为 。 ②“热解”对于从矿石提取 工艺的意义，在于可重复利用 和 (填化学式)。 12．（2023·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 。 13．（2022·湖南卷）钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO ，含少 2 量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下： 已知“降温收尘”后，粗TiCl 中含有的几种物质的沸点： 4 物质 TiCl VOCl SiCl AlCl 4 3 4 3 沸点/℃ 136 127 57 180 回答下列问题： (1)已知ΔG=ΔH-TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0， 则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是_______。 A．C(s)O (g)CO (g) 2 2 B．2C(s)O (g)2CO(g) 2 C．TiO (s)2Cl (g)TiCl (g)O (g) 2 2 4 2 D．TiO (s)C(s)2Cl (g)TiCl (g)CO (g) 2 2 4 2 (2)TiO 与C、Cl ，在600℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表： 2 2 物质 TiCl CO CO Cl 4 2 2 分压MPa 4.59102 1.84102 3.70102 5.98109 ①该温度下，TiO 与C、Cl 反应的总化学方程式为_______； 2 2 ②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是_______。(3)“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离TiCl 4 中含Si、Al杂质的方法是 _______。 (4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。 (5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是_______。 A．高炉炼铁 B．电解熔融氯化钠制钠 C．铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞 14．（2022·湖北卷）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水 进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+)，并设计了以下流程通过制 备碳酸锂来提取锂。 25℃时相关物质的参数如下： LiOH的溶解度：12.4g/100gH O 2 化合物 K sp MgOH 5.61012 2 CaOH 5.5106 2 CaCO 2.8109 3 Li CO 2.5102 2 3回答下列问题： (1)“沉淀1”为___________。 (2)向“滤液1”中加入适量固体Li CO 的目的是___________。 2 3 (3)为提高Li CO 的析出量和纯度，“操作A”依次为___________、___________、洗涤。 2 3 (4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li CO 。查阅资料后，发现文献对常温下的Li CO 有不同的描 2 3 2 3 述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究LiHCO 的性质，将饱和LiCl溶液与饱和NaHCO 3 3 溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明， 在该实验条件下LiHCO ___________(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为___________。 3 (5)他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入Na CO 改为通入CO 。这一改动能否达到相同 2 3 2 的效果，作出你的判断并给出理由___________。 15．（2022·重庆卷）电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等，对其处理 的流程如图。 Sn与Si同族，25℃时相关的溶度积见表。 化学式 Sn(OH)(或SnO ·2H O) Fe(OH) Cu(OH) 4 2 2 3 2 溶度积 1.0×10-56 4×10-38 2.5×10-20 (1)Na SnO 的回收 2 3 ①产品NaSnO 中Sn的化合价是______。 2 3 ②退锡工艺是利用稀HNO 与Sn反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是_____，废液中的Sn2+易 3 转化成SnO ·xH O。 2 2 ③沉淀1的主要成分是SnO ，焙烧时，与NaOH反应的化学方程式为______。 2 (2)滤液1的处理 ①滤液1中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是______。 ②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于______mol•L-1。 (3)产品中锡含量的测定 称取产品1.500g，用大量盐酸溶解，在CO 保护下，先用Al片将Sn4+还原为Sn2+，再用0.1000mol•L-1KIO 2 3 标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO 被还原为I—，终点时消耗KIO 溶液20.00mL。 3 ①终点时的现象为______，产生I 的离子反应方程式为_____。 2 ②产品中Sn的质量分数为_____%。 16．（2022·全国乙卷）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有 、 、 和Pb。还有少量Ba、Fe、Al 的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表： 难溶电解 质 一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的 如下表： 金属氢氧化物 开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2 完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1 回答下列问题： (1)在“脱硫”中 转化反应的离子方程式为 ，用沉淀溶解平衡原理解释选择 的原因 。 (2)在“脱硫”中，加入 不能使铅膏中 完全转化，原因是 。 (3)在“酸浸”中，除加入醋酸( )，还要加入 。 (ⅰ)能被 氧化的离子是 ； (ⅱ) 促进了金属Pb在醋酸中转化为 ，其化学方程式为 ； (ⅲ) 也能使 转化为 ， 的作用是 。 (4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是 。 (5)“沉铅”的滤液中，金属离子有 。 考法02 物质制备类工艺流程 17．（2024·北京卷）利用黄铜矿（主要成分为 ，含有 等杂质）生产纯铜，流程示意图如下。（1）矿石在焙烧前需粉碎，其作用是___________________________。 （2） 的作用是利用其分解产生的 使矿石中的铜元素转化为 。 发生 热分解的化学方程式是___________________________。 （3）矿石和过量 按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸 收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；i． 和 时，固体B中所含铜、铁的主 要物质如表。 温度/ B中所含铜、铁的主要物质 400 500 ①温度低于 ，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是___________________________。 ②温度高于 ，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 ___________________________。 （4）用离子方程式表示置换过程中加入 的目的___________________________。 （5）粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的 溶液做电解液，并维持一定的 和 。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是 _______________________________________________________________________。 18. (2024·甘肃卷)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)。 19. (2024·浙江卷6月)矿物资源的综合利用有多种方法，如铅锌矿(主要成分为 )的利用有火法 和电解法等。 已知：① ； ②电解前后 总量不变；③ 易溶于水。 请回答： （1）根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果， 中硫元素体现的性质是_______(选填 “氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量 ，该物质可溶于浓盐 酸， 元素转化为 ，写出该反应的化学方程式_______；从该反应液中提取 的步骤如下： 加热条件下，加入_______(填一种反应试剂)，充分反应，趁热过滤，冷却结晶，得到产品。 （2）下列说法正确的是_______。 A. 电解池中发生的总反应是 (条件省略)B. 产物B主要是铅氧化物与锌氧化物 C. 化合物C在水溶液中最多可中和 D. 的氧化性弱于 （3）D的结构为 ( 或 )，设计实验先除去样品D中的硫元素，再用除去硫元素后的溶液 探究X为何种元素。 ①实验方案：取D的溶液，加入足量 溶液，加热充分反应，然后_______； ②写出D(用 表示)的溶液与足量 溶液反应的离子方程式_______。 20. (2024·江苏卷)回收磁性合金钕铁硼( )可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。 （1）钕铁硼在空气中焙烧转化为 、 等(忽略硼的化合物)，用 盐酸酸浸后过滤得 到 溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率( )随浸取时间变化如图 所示。 ①含铁滤渣的主要成分为_______(填化学式)。 ②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是_______。 （2）含铁滤渣用硫酸溶解，经萃取、反萃取提纯后，用于制备铁酸铋。 ①用含有机胺( ) 的有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的 溶液，原理为： (有机层) 已知： 其他条件不变，水层初始pH在0.2~0.8范围内，随水层pH增大，有机层中Fe元素含量迅速增多的原因是 _______。 ②反萃取后， 经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角 线上，O原子未画出)，其中原子数目比 _______。（3）净化后的 溶液通过沉钕、焙烧得到 。 ①向 溶液中加入 溶液， 可转化为 沉淀。该反应的离子方程式为 _______。 ②将 (摩尔质量为 )在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线 如图所示。 时，所得固体产物可表示为 ，通过以上实验数据确定该产物中 的比值_______(写出计算过程)。 21. (2024·山东卷)以铅精矿(含 ， 等)为主要原料提取金属 和 的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“热浸”时，难溶的 和 转化为 和 及单质硫。溶解等物质的量的 和 时，消耗 物质的量之比为_______；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时 挥发 外，另一目的是防止产生_______(填化学式)。 （2）将“过滤Ⅱ”得到的 沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属 “电解I”阳极 产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为_______。 （3）“还原”中加入铅精矿的目的是_______。 （4）“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)。A． B． C． D． “置换”反应的离子方程式为_______。 （5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作_______(填“阴极”或“阳极”)。 22. (2024·湖北卷)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐 中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态 的轨道表示式为_______。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是_______。 （3）“萃取分液”的目的是分离 和 ，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到 的现象是_______。 （4）写出反萃取生成 的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是_______。 （6） 与醋酸反应得到某含4个 的配合物，4个 位于以1个O原子为中心的四面体的4个 顶点，且每个 的配位环境相同， 与 间通过 相连，其化学式为_______。 23. (2024·浙江卷1月)固态化合物Y的组成为 ，以Y为原料实现如下转化。 已知： 与溶液A中金属离子均不能形成配合物。 请回答： （1）依据步骤Ⅲ， 、 和 中溶解度最大的是_______。写出溶液C中的所有阴离子 _______。步骤Ⅱ中，加入 的作用是_______。 （2）下列说法正确的是_______。 A. 气体D是形成酸雨的主要成分 B. 固体E可能含有 C. 可溶于 溶液 D. 碱性：（3）酸性条件下，固体 (微溶于水，其还原产物为无色 的)可氧化 为 ，根据该反 应原理，设计实验验证Y中含有 元素_______；写出 转化为 的离子方程式_______。 24．（2023·全国甲卷） 是一种压电材料。以 为原料，采用下列路线可制备粉状 。 回答下列问题： (1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。 (2)“焙烧”后固体产物有 、易溶于水的 和微溶于水的 。“浸取”时主要反应的离子方程式为 _______。 (3)“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。 a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸 (4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。 (5)“沉淀”步骤中生成 的化学方程式为_______。 (6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的 _______。 25．（2023·全国乙卷）LiMn O 作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO ，含有少 2 4 3 量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn O 的流程如下： 2 4 已知：K [Fe(OH) ]=2.8×10-39，K [Al(OH) ]=1.3×10-33，K [Ni(OH) ]=5.5×10-16。 sp 3 sp 3 sp 2 回答下列问题： (1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施_______(举1例)。 (2)加入少量MnO 的作用是_______。不宜使用HO 替代MnO ，原因是_______。 2 2 2 2 (3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金 属离子是_______。 (4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。 (5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应 不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。 (6)缎烧窑中，生成LiMn O 反应的化学方程式是_______。 2 4 26．（2023·湖南卷）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 _______。 27．（2023·山东卷）盐湖卤水(主要含 、 和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种 以高镁卤水为原料经两段除镁制备 的工艺流程如下： 已知：常温下， 。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 回答下列问题： (1)含硼固体中的 在水中存在平衡： (常温下， )； 与 溶液反应可制备硼砂 。常温下，在 硼砂溶液中， 水解生成等物质的量浓度的 和 ，该水解反应的离子方程式为_____，该溶 液 _____。 (2)滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中 的浓度为 ，则常温下精制Ⅱ过程中 浓度应控制在_____ 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收 外，还将增加_____的 用量(填化学式)。 (3)精制Ⅱ的目的是_____；进行操作 时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致 _____。 28．（2023·北京卷）以银锰精矿(主要含 、 、 )和氧化锰矿(主要含 )为原料联合提取银 和锰的一种流程示意图如下。已知：酸性条件下， 的氧化性强于 。 (1) “浸锰”过程是在 溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除 ，有利于后续银的浸出：矿石中 的银以 的形式残留于浸锰渣中。 ①“浸锰”过程中，发生反应 ，则可推断： __________(填“>”或 “<”) 。 ②在 溶液中，银锰精矿中的 和氧化锰矿中的 发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有 __________。 (2) “浸银”时，使用过量 和 的混合液作为浸出剂，将 中的银以 形式浸出。 ①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：__________。 ②结合平衡移动原理，解释浸出剂中 的作用：____________________。 (3) “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。 ①该步反应的离子方程式有______________________________。 ②一定温度下， 的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释 分钟后 的沉淀率逐渐减小的原因： ______________。 (4)结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势：________。 29．（2023·浙江卷）某研究小组制备纳米 ，再与金属有机框架 )材料复合制备荧光材料 ，流程如下： 已知：①含 锌组分间的转化关系： ② 是 的一种晶型， 以下稳定。 请回答： (1)步骤Ⅰ，初始滴入 溶液时，体系中主要含锌组分的化学式是 。 (2)下列有关说法不正确的是___________。 A．步骤Ⅰ，搅拌的作用是避免反应物浓度局部过高，使反应充分 B．步骤Ⅰ，若将过量 溶液滴入 溶液制备 ，可提高 的利用率C．步骤Ⅱ，为了更好地除去杂质，可用 的热水洗涤 D．步骤Ⅲ，控温煅烧的目的是为了控制 的颗粒大小 (3)步骤Ⅲ，盛放样品的容器名称是 。 (4)用 和过量 反应，得到的沉淀可直接控温煅烧得纳米 ，沉淀无需洗涤的原 因是 。 (5)为测定纳米 产品的纯度，可用已知浓度的 标准溶液滴定 。从下列选项中选择合理的仪 器和操作，补全如下步骤[“___________”上填写一件最关键仪器，“(___________)”内填写一种操作，均用 字母表示]。 用___________(称量 样品 )→用烧杯(___________)→用___________(___________)→用移液管 (___________)→用滴定管(盛装 标准溶液，滴定 ) 仪器：a、烧杯；b、托盘天平；c、容量瓶；d、分析天平；e、试剂瓶 操作：f、配制一定体积的Zn2+溶液；g、酸溶样品；h、量取一定体积的 溶液；i、装瓶贴标签 (6)制备的 荧光材料可测 浓度。已知 的荧光强度比值与 在一定浓度范围 内的关系如图。 某研究小组取 人血浆铜蓝蛋白(相对分子质量 )，经预处理，将其中 元素全部转化为 并定容至 。取样测得荧光强度比值为10.2，则1个血浆铜蓝蛋白分子中含 个铜原子。 30．（2022·全国甲卷）硫酸锌(ZnSO )是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。 4 硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO ，杂质为SiO 以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其 3 2 制备流程如下： 本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表：离 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+ 子 K sp 4.01038 6.71017 2.21020 8.01016 1.81011 回答下列问题： (1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。 (2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。 (3)加入物质X调溶液pH=5，最适宜使用的X是_______(填标号)。 A．NH H O B．Ca(OH) C．NaOH 3 2 2 滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。 (4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO 溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO ，该步反应的离 4 2 子方程式为_______。 (5)滤液②中加入锌粉的目的是_______。 (6)滤渣④与浓H SO 反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。 2 4 31．（2022·福建卷）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含 和 等)提铝的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“浸出”时适当升温的主要目的是_______， 发生反应的离子方程式为_______。 (2)“浸渣”的主要成分除残余 外，还有_______。实验测得， 粉煤灰( 的质量分数为 )经 浸出、干燥后得到 “浸渣”( 的质量分数为 )， 的浸出率为_______。 (3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入 沉铝的目的是_______，“沉铝”的 最佳方案为_______。(4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为_______。 (5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回_______工序循环使用。 32．（2022·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为 ，含有 、 杂质)与软锰矿(主要成分为 )联合焙烧法制各 和 ，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的 分解为 ， 转变为 ； ②金属活动性： ； ③相关金属离子形成氢氧化物的 范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： (1)为提高焙烧效率，可采取的措施为_______。 a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度 (2) 在空气中单独焙烧生成 ，反应的化学方程式为_______。 (3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出 和 ；②_______。 (4)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。 (5)生成气体A的离子方程式为_______。(6)加入金属Bi的目的是_______。 (7)将100kg辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量 产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi元素的质量分数为_______。 33．（2022·山东卷）工业上以氟磷灰石[Ca FPO  ，含SiO 等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如 5 4 3 2 下： 回答下列问题： (1)酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO 2 反应生成二元强酸H 2 SiF 6 ，离子方程式为_______。 (2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比nNa CO :n  SiF2- =1:1加入Na CO 脱氟， 2 3 6 2 3 充分反应后，c  Na+ =_______molL-1；再分批加入一定量的BaCO ，首先转化为沉淀的离子是_______。 3 BaSiF Na SiF CaSO BaSO 6 2 6 4 4 K 1.0106 4.0106 9.0104 1.01010 sp (3)SO2- 浓度(以SO %计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、H PO 浓度(以PO %计)的关系如图甲所 4 3 3 4 2 5 示。酸解后，在所得100℃、PO %为45的混合体系中，石膏存在形式为_______(填化学式)；洗涤时使用 2 5 一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是_______，回收利用洗涤液X的操作单元是_______；一定温度下， 石膏存在形式与溶液中PO %和SO %的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是 2 5 3 _______(填标号)。 A．65℃、PO %=15、SO %=15 B．80℃、PO %=10、SO %=20 2 5 3 2 5 3 C．65℃、PO %=10、SO %=30 D．80℃、PO %=10、SO %=10 2 5 3 2 5 3 34．（2022·广东卷）稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可 用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：已知：月桂酸 C H COOH 熔点为44C；月桂酸和 C H COO RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土 11 23 11 23 3 离子保持3价不变； C H COO Mg的K 1.8108 ，Al(OH) 开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子 11 23 2 sp 3 沉淀的相关pH见下表。 离子 Mg2 Fe3 Al3 RE3 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)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至_______的 范围内，该过程中Al3发生反应的离子方程式为_______。 (3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2浓度为2.7gL1。为尽可能多地提取RE3，可提 高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c  C 11 H 23 COO- 低于_______molL1(保留两位有效数 字)。 (4)①“加热搅拌”有利于加快RE3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)该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。 (6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt Y。 3 ①还原YCl 和PtCl 熔融盐制备Pt Y时，生成1molPt Y转移_______mol电子。 3 4 3 3 ②Pt Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O 的还原，发生的电极反应为_______。 3 2 35．（2022·北京卷）铵浸法由白云石[主要成分为CaMgCO  ，含FeO，SiO 杂质]制备高纯度碳酸钙 3 2 2 3 2 和氧化镁。其流程如下： 已知： Ca(OH) Mg(OH) CaCO MgCO 物 2 2 3 3质 K 5.5106 1.81012 2.8109 3.5108 sp (1)煅烧白云石的化学方程式为___________。 (2)根据下表数据分析： nNH 4 Cl:n(CaO) CaO浸出率/% MgO 浸出率/% wCaCO 3  理论值/% wCaCO 3  实测值/% 2.1:1 98.4 1.1 99.7 - 2.2:1 98.8 1.5 99.2 99.5 2.3:1 98.9 1.8 98.8 99.5 2.4:1 99.1 6.0 95.6 97.6 已知：i．对浸出率给出定义 ii．对wCaCO  给出定义 3 ①“沉钙”反应的化学方程式为___________。 ②CaO浸出率远高于MgO浸出率的原因为___________。 ③不宜选用的“nNH Cl:n(CaO)”数值为___________。 4 ④wCaCO  实测值大于理论值的原因为___________。 3 ⑤蒸馏时，随馏出液体积增大，MgO浸出率可出68.7%增加至98.9%，结合化学反应原理解释MgO浸出 率提高的原因为___________。 (3)滤渣C为___________。 (4)可循环利用的物质为___________。 36．（2022·河北卷）以焙烧黄铁矿 (杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝 颜 料。工艺流程如下： 回答下列问题： (1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。(2)黄铁矿研细的目的是 。 (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。 (4)工序①的名称为 ，所得母液循环使用。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀 中 的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式 为 。 (6)若用还原工序得到的滤液制备 和 ，所加试剂为 和 (填化学式，不 引入杂质)。