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专题 10 化学工艺流程(题型突破)
(考试时间：90分钟 试卷满分：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1．工业上常用软锰矿生产纯净的MnO ，工艺流程如图所示，已知软锰矿的主要成分为MnO ，还含
2 2
有少量SiO、Al O。下列说法错误的是( )
2 2 3
A．“溶解”过程中有氢气生成
B．“过滤”得到的滤渣中含有HSiO
2 3
C．“纯化”过程中应先加MnO ，再调pH=5，过滤
2
D．“电解”时MnO 在电解池阳极生成，溶液pH值降低
2
2．聚合硫酸铁[Fe (OH) ((SO )] 是一种新型絮凝剂，其处理污水能力比FeCl 强，且腐蚀性小。工业
2 m 4 p n 3
上利用废铁屑为原料制备聚合硫酸铁的工艺流程如图。下列说法正确的是( )
A．聚合硫酸铁[Fe (OH) ((SO )] 中
2 m 4 p n
B．酸浸槽中加入的酸液可用稀硝酸
C．反应釜中发生的离子反应为HO+Fe2++H+=Fe3++H O
2 2 2
D．聚合釜中控制溶液的pH越大越好
3．弱碱性条件下，利用含砷氧化铜矿(含CuO、As O 及少量不溶性杂质)制备Cu (OH) SO 的工艺流
2 3 2 2 4
程如图：下列说法不正确的是( )
A．“氨浸”时As O 发生的离子反应为：As O+6NH+3H O=6NH ++ 2AsO3-
2 3 2 3 3 2 4 3
B．“氨浸”时CuO转化为[Cu(NH )]2+
3 4
C．“氧化除As O”时每生成1 mol FeAsO ，转移的电子数目为6.02×1023
2 3 4
D．“蒸氨”后滤液中主要存在的离子为：NH +、SO 2-
4 4
4．碱式碳酸锌 可被用于皮肤保护剂、饲料添加剂等，以锌焙砂(主要成分为ZnO
及少量Cu2+、Mn2+的化合物)为原料制备碱式碳酸锌的工艺流程如图所示，下列说法错误的是( )
A．“酸浸”前将锌焙砂粉碎可提高酸浸速率与原料的利用率
B．“氧化”过程中，消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1
C．“沉铜”过程中反应的离子方程式为ZnS(s)+Cu2+(aq) Zn2+(aq)+ CuS(s)
D．碱式碳酸锌可与盐酸反应，其加热灼烧时可得到ZnO
5．氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程
示意图。下列说法不正确的是( )
A．合成塔内发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的生成
B．氧化炉内发生的反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4
C．使用 溶液吸收尾气中的氮氧化物， 和NO 是酸性氧化物
2
D．向吸收塔中通入O 的作用是氧化
2
6．化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。亚氯酸钠(NaClO )具有强氧化性，受热易分解，可
2
作漂白剂、食品消毒剂等，以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下图所示。已知：消毒能力即每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl 的氧化能力。
2
下列说法错误的是( )
A．“母液”中溶质的主要成分是NaSO
2 4
B．相同质量ClO 的消毒能力是Cl 的2.5倍
2 2
C．“反应2”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D．“减压蒸发”可以降低蒸发时的温度，提高产品产率
7．生产软磁铁氧体的主要原料是α-FeOOH，以硫铁矿(主要成分是FeS，含少量Al O、SiO 和Fe O)
2 2 3 2 3 4
为原料制备α-FeOOH的工艺流程如下，相关数据见下表。下列说法错误的是 ( )
物质
开始沉淀pH(25℃) 1.9 7.6 4.0
沉淀完全pH(25℃) 3.2 9.7 5.2
A．“焙烧”的产物之一可用于工业制硫酸
B．“试剂a”可以为FeS，主要目的是除去过量硫酸
C．“试剂b”可以为氨水，调pH的范围为5.2～7.6
D．“沉淀”时，pH过高或者过低均不利于生成
8．钪(Sc)可用于制备铝钪合金、燃料电池、钪钠卤灯、示踪剂、激光晶体等产品。以钛白酸性废水
(主要含 、Fe2+、Sc3+)为原料制备氧化钪(ScO)的工艺流程如下。下列说法正确的是( )
2 3
A．酸洗时加入HO 的目的是将Ti 4+还原为Ti2+
2 2
B．“操作Ⅰ”需要的玻璃仪器有分液漏斗C．“滤渣Ⅰ”的主要成分是Ti (OH)、Fe(OH)
4 3
D．草酸钪焙烧时反应的化学方程式：2Sc(C O)+3O 2ScO+12CO
2 2 4 3 2 2 3 2
9．高铁酸钾(K FeO)具有杀菌消毒及净水作用，某实验小组在碱性条件下制备 KFeO 流程如图所
2 4 2 4
示：
下列说法错误的是( )
A．1molK FeO 消毒能力相当于1.5mol HClO
2 4
B．氧化反应：3NaClO+2Fe(NO )+10 NaOH=2Na FeO+3NaCl+6 NaNO +5H O
3 3 2 4 3 2
C．同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾
D．提纯时，应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯
10．硫代硫酸钠晶体(NaSO·5H O)不溶于乙醇，可用作纸浆漂白时的脱氯剂等。用工业硫化钠(主要
2 2 3 2
成分NaS，含少量NaSO )及纯碱等为原料制备NaSO·5H O的流程如下：
2 2 4 2 2 3 2
下列说法正确的是( )
A．NaSO 作脱氯剂时主要利用其氧化性
2 2 3
B．“净化”时加入的试剂X可选用BaCl 溶液
2
C．“反应”过程中体系pH大小对产品产率无影响
D．提纯NaSO·5H O时，应先用水洗，再用乙醇洗涤
2 2 3 2
11．为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的
部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是( )A．“溶解” 操作中溶液温度不宜过高
B．铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或HO
2 2
C．过滤后滤液中只有ZnSO
4
D．本流程涉及置换反应
12．锂被誉为“高能金属”，废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiC O 及少量Al，Fe等，处理该
O 2
废料的一种工艺流程如图所示：
已知LiC O 难溶于水，具有强氧化性。下列说法正确的是( )
O 2
A．滤液1中含有的阳离子主要是Al3+和Na+
B．“还原”时，参加反应n(C 3+)：n(SO 2-)=2：1
O 3
C．“沉钴”离子方程式为C 2++HCO-= C CO↓+H+
O 3 O 3
D．滤渣主要是Fe(OH) ，滤液2中仅含有一种溶质
3
13．下图是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：
已知：室温饱和HS溶液的pH的为3.9，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6，FeS开始沉淀时溶液的pH
2
为3.0，沉淀完全时的pH为5.5
根据以上流程图。下列说法错误的是( )
A．“溶解”中用到25%的稀硫酸，可用98%浓硫酸配制，需玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管等仪器
B．操作II中用硫酸酸化至pH=2的主要目的是抑制Fe2+的水解
C．操作II中，通入HS至饱和的目的之一是防止Fe2+被氧化
2
D．操作IV中所得的晶体最后用乙醇洗去晶体表面附着的水分14．某废催化剂主要含Al、Ni、Mo(钼)等的氧化物，回收利用其金属资源的流程如下：
已知：碱性条件下，Mo元素以MoO 2-的形态存在；K (BaMoO )=3.5×10-8。
4 sp 4
下列有关说法不正确的是( )
A．焙烧时，Al O 与NaOH反应的化学方程式为Al O+2NaOH 2NaAlO +H O
2 3 2 3 2 2
B．水浸时，控制适当温度并不断搅拌，有利于提高铝、钼浸取率
C．沉铝后，过滤所得滤渣的主要成分是Al(OH)
3
D．沉钼后，过滤所得滤液中不存在MoO 2-
4
15．某废矿渣的主要成分有FeO、NiO、Al O、SiO，为节约和充分利用资源，通过如图工艺流程回
2 3 2
收铁、镍。下列说法错误的是( )
已知：ⅰ.常温下，K (NiCO)=1.4×10-7；K [Ni(OH) ]=1.0×10-15。
sp 3 sp 2
ⅱ.“萃取”可将金属离子进行富集与分离，原理如下：X2+(水相)+2RH(有机相) XR (有机相)
2
+2H+(水相)。
A．滤液①中，主要存在的钠盐有NaAlO 、NaSiO
2 2 3
B．“反萃取”应控制在酸性环境进行
C．“沉镍”过程中反应方程式为：Ni2++2HCO-=NiCO ↓+CO ↑+H O，“沉镍”时若溶液pH越大，越
3 3 2 2
能充分吸收二氧化碳，NiCO 的产率越高
3
D．已知“水相”中c(Ni2+)=2×10-2mol•L-1，加NaHCO “沉镍”，当沉镍率达到99%时，溶液中
3c(CO2-)=7×10-4mol•L-1
3
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16．(12分)钒(V)是一种重要的金属，有金属“维生素”之称，用途涵盖了航空航天、电池、光学、医
药等众多领域，主要由五氧化二钒冶炼得到。某种由钒精矿(含VO 及少量MgO、SiO 等杂质)提取五氧化
2 5 2
二钒的工艺流程如下图所示。
【资料】+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：
PH 4~6 6~8 8~10 10~12
主要离子
(1)钒精矿磨细的目的是_______，浸出液中含有钒酸钠(Na VO )。VO 3-与PO 3-的空间构型相同，键角
3 4 4 4
的大小为_______。
(2)用硫酸缓慢调节浸出液的pH为7，得到净化液中主要的阴离子是_______。
(3)氨化沉钒：将净化液中的钒转化为NH VO 固体，其流程如下。
4 3
向(NH )VO 溶液中加入NHCl溶液的目的：_______。
4 3 4 4
(4)煅烧2.340g偏钒酸铵(NH VO ，摩尔质量为117g/mol)时，其固体质量的减少量随温度变化的曲线
4 3
如图所示：100~200℃时产生的一种气体的化学式为_______，300~350℃时发生反应的化学方程式为_______。
17．(13分)聚合硫酸铁(Ⅲ)[Fe (OH) (SO )] 是一种新型，优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂，极易
2 x 4 y n
溶于水，广泛应用于饮用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。工业上用高硫铝土矿(主
要成分为Fe O、Al O、SiO，少量FeS)为原料制备聚合硫酸铁的部分工艺流程如下：
2 3 2 3 2 2
(1)写出焙烧产生的SO 气体在工业上的一种用途_______。
2
(2)“滤液”中存在的阴离子主要为OH-及_______(填离子符号)。
(3)氧化过程中加入双氧水的目的为_______，实际生产过程中温度不宜过高且要控制HO 的投加速
2 2
度，其原因为_______。
(4)在焙烧时若通入的空气量不足，Fe O 与FeS 之间可以反应生成Fe O 和SO 、Fe O 与FeS 之间反
2 3 2 3 4 2 2 3 2
应时理论上完全反应消耗的n(FeS )：n(Fe O)=_______。
2 2 3
(5)加入试剂A的目的是通过调节pH促进聚合物的形成，所加试剂A为_______(填化学式)，溶液的
pH对[Fe (OH) (SO )] 中x的值有较大影响(如下图所示)，试分析pH过大(pH>3.0)导致聚合硫酸铁中x的
2 x 4 y n
值减小的原因_______。(6)聚合硫酸铁虽广泛应用于各类水的净化处理，但是实际使用过程中发现该絮凝剂对铁质输送管道和
容器比明矾的腐蚀性更强，这是由于该絮凝剂水解程度大，产生的氢离子浓度更大、腐蚀作用更强，同时
还有另一离子也具有腐蚀性，该离子发生腐蚀的离子方程式为_______。
18．(15分)金属铅具有广泛用途，其提取根据工艺差异分为火法炼铅和湿法炼铅。
[火法炼铅]以铅精矿(主要成分为PbS)为原料制备金属Pb，其工艺流程如下：
(1)“氧化脱硫”时，反应温度为1100℃，生成PbO和SO ，该反应的化学方程式为_________。
2
(2)下列金属冶炼方法正确且与本工艺“冶炼”的方法相似的是_________(填标号)。
A．电解熔融NaCl制钠 B．铝热反应制铝 C．高炉炼铁 D．氧化汞分解制汞
(3)由以上信息可得，火法炼铅工艺的主要不足为_________(任写一条)。
[湿法炼铅]以锌浸出渣(主要成分为PbSO ，还含有PbO和ZnFe O)为原料制备金属Pb，其工艺流程如
4 2 4
下：
已知：①“碱浸”时，ZnFe O 与NaOH反应生成NaZnO 和HO，还有一种氧化物；
2 4 2 2 2
②“碱浸”后，铅主要以[Pb(OH) ]-的形式存在溶液中。
3
(4)“碱浸”时，PbSO 发生反应的离子方程式为_________。
4(5)“浸渣”的主要成分为_________(填化学式)。
(6)“碱浸”液经处理后所得溶液[ 、 ]用于“沉铅”。
①“沉铅”时，理论上，当PbS完全沉淀时 ，ZnS_________(是或否)开始沉淀，通
过计算说明_________[已知： 、 ]。
②“滤液”中主要含有的金属阳离子有_________。
19．(15分)工业利用闪锌矿(主要成分ZnS，还含有FeS、CuFeS、石英及F-、Cl -等杂质)富氧酸浸提
2
取锌，同时实现环保除铁的工艺流程如下：
已知：①酸性条件下，亚铜离子易发生歧化反应；
②CaF 易形成胶体。
2
回答下列问题：
(1)“浸出”过程原理如图1a所示，ZnS “浸出”的总反应的化学方程式为___________。对比人造闪锌
矿浸出原理(如图1b所示)，可知“浸出”过程中Fe2+的作用为___________。
(2)“滤渣1”主要成分为___________。
(3)“加热加压氧化”发生反应的离子方程式为___________。
(4)“电积”时，F-、Cl -会腐蚀电极板，需提前除净。
①“脱氯”时，脱氯率随时间变化如图2，约 后脱氯率减小的原因可能为___________。②“脱氟时，先按物质的量之比 加入Ca(OH) 脱氟，充分反应后，c(Ca 2+)
2
=__________0.1mol·L-1 [已知K (CaF )= 1.08×10－10，且不考虑Ca(OH) 沉淀]；后加入石灰石，目的为
sp 2 2
___________。
(5)写出“电积”生成锌的电极反应式___________。
