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专练 22 化学工艺流程题
1.[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℃；月桂酸和（C H COO） RE均难溶于水。
11 23 11 23 3
该工艺条件下，稀土离子保持＋3 价不变；（C H COO） Mg 的 K ＝1.8×10－8，Al
11 23 2 sp
（OH） 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。
3
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2.7 g·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 H COO－）低于 mol·L－1（保留两位有效数字）。
11 23
（ 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1 mol Pt 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
3 2
电极反应为 。
2.[2021·湖南卷]碳酸钠俗称纯碱，是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原
料制备碳酸钠，并测定产品中少量碳酸氢钠的含量，过程如下：
步骤Ⅰ.Na CO 的制备
2 3步骤Ⅱ.产品中NaHCO 含量测定
3
①称取产品2.500 g，用蒸馏水溶解，定容于250 mL 容量瓶中；
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶，加入2滴指示剂M，用0.100 0 mol·L－1盐酸标准
溶液滴定，溶液由红色变至近无色（第一滴定终点），消耗盐酸V mL；
1
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.100 0 mol·L－1盐酸标准溶液滴定至
终点（第二滴定终点），又消耗盐酸V mL；
2
④平行测定三次，V 平均值为22.45，V 平均值为23.51。
1 2
已知：（ⅰ）当温度超过35 ℃时，NH HCO 开始分解。
4 3
（ⅱ）相关盐在不同温度下的溶解度表（g/100 g H O）
2
温度/ ℃ 0 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH HCO 11.9 15.8 21.0 27.0
4 3
NaHCO 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
3
NH Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
4
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中晶体 A 的化学式为 ，晶体 A 能够析出的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（2）步骤Ⅰ中“300 ℃加热”所选用的仪器是 （填标号）；
（ 3 ） 指 示 剂 N 为 ， 描 述 第 二 滴 定 终 点 前 后 颜 色 变 化
________________________________________________________________________；
（4）产品中NaHCO 的质量分数为 （保留三位有效数字）；
3
（5）第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO 质量分数的计
3
算结果 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
3.[2021·广东卷]对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝
（Al）、钼（Mo）、镍（Ni）等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25 ℃时，HCO 的K ＝4.5×10－7，K ＝4.7×10－11；K （BaMoO ）＝3.5×10
2 3 a1 a2 sp 4
－8；K （BaCO ）＝2.6×10－9；该工艺中，pH>6.0时，溶液中Mo元素以MoO的形态存在。
sp 3（1）“焙烧”中，有NaMoO 生成，其中Mo元素的化合价为 。
2 4
（2）“沉铝”中，生成的沉淀X为 。
（3）“沉钼”中，pH为7.0。
①生成BaMoO 的离子方程式为
4
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若条件控制不当，BaCO 也会沉淀。为避免BaMoO 中混入BaCO 沉淀，溶液中c∶c
3 4 3
＝ （列出算式）时，应停止加入BaCl 溶液。
2
（4）①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为 。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量 （填化学式）气体，再通
入足量CO，可析出Y。
2
（5）高纯AlAs（砷化铝）可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，
图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止HO 刻蚀液与下层GaAs（砷化镓）反应。
2 2
①该氧化物为 。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在HO 与上层GaAs的反应中，As元素的化合
2 2
价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
4.[2021·河北卷]绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计
了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气
以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr－Fe－Al－Mg的深度利用和Na＋内循环。工
艺流程如下：
回答下列问题：
（1）高温连续氧化工序中被氧化的元素是 （填元素符号）。
（2）工序①的名称为 。
（3）滤渣Ⅰ的主要成分是 （填化学式）。
（4）工序③中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（5）物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式
为 ，可代替NaOH的化学试剂还有 （填化学式）。
（6）热解工序产生的混合气体最适宜返回工序 （填“①”“②”“③”或
“④”）参与内循环。
（7）工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为 。{通常认为溶液
中离子浓度小于10－5 mol·L－1为沉淀完全：Al（OH）
3
＋OH－ ⇌Al（OH） K＝100.63；K
w
＝10－14，K [Al（OH）]＝10－33}
sp 3
