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主题四 化学工艺流程测试(二)
(考试时间：75分钟 试卷满分：100分)
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Na-23 K-39 Cr-52 Mn-55
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合
题目要求的)
1．高铁酸钾(K FeO)具有强氧化性，是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂，可以用如下流程进
2 4
行制备。下列说法正确的是( )
A．“酸溶”前，可用热的NaCO 溶液处理铁屑表面的油污
2 3
B．“氧化”过程的离子方程式为2Fe2++O +4H+=2Fe3++2H O
2 2
C．“制备Na FeO”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3
2 4
D．“转化”中析出KFeO 晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于Na FeO
2 4 2 4
2．一种利用玻璃窑炉替换下的锆废砖(主要成分ZrO、YO、CaO等)提纯成分ZrO 和YO 的工艺流
2 2 3 2 2 3
程如下。下列说法错误的是( )
A．“酸化”过程中加入的硫酸、硫酸铵可用硝酸、硝酸铵代替
B．滤渣1主要成分为CaSO
4
C．“中和1”调节pH范围在4~5.5目的是沉淀锆离子
D．整个工艺过程中，硫酸铵可以实现循环利用
3．LiCO 是重要的工业原料。以废旧锂离子电池的正极材料(主要含有LiCoO 及少量 等)为原
2 3 2料生产LiCO 的一种工艺流程如图所示：
2 3
已知LiCoO 难溶于水，具有强氧化性。
2
下列说法正确的是( )
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
C．滤渣主要是Fe(OH) ，滤液2中仅含有一种溶质
3
D．“沉钴”离子方程式为Co2++HCO-= CoCO↓+2H+
3 3
4．亚铁氰化钾K[Fe(CN) ]是一种黄色颜料。以含铁废水[主要成分为Fe (SO )，含少量NiSO 、
4 6 2 4 3 4
CuSO 等]为原料合成亚铁氰化钾的工艺流程如下：
4
下列说法不正确的是( )
A．“调pH”时选用的试剂X可以是Fe O 或Fe(OH)
2 3 3
B．“还原”后可用KSCN溶液检验Fe3+是否被完全还原
C．“反应”时Fe2+提供孤电子对给予 形成配位健
D．“滤渣Ⅱ”的主要成分是CaCO
3
5．黄铜灰渣(含有Cu 、Zn、CuO、ZnO及少量FeO、Fe O)生产硝酸铜溶液的流程如图，下列说法不
2 3
正确的是( )
A．“浸取”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B．若反应中所加Zn过量，所得Cu(NO ) 溶液中含Zn(NO ) 杂质
3 2 3 2
C．滤液II含Zn2+、Fe2+、Fe3+、SO 2-等离子
4D．由Cu(NO ) 溶液制备Cu(NO )·3H O，采用蒸发结晶的操作
3 2 3 2 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．某新型纳米材料氧缺位铁酸盐ZnFe O(3<x<4)，能在常温下将工业废气中的SO 、NO 等转化为单
2 x 2 2
质而除去，由锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe O 等)和Fe (SO ) 为原料制备氧缺位铁酸盐及其转化废气
2 3 2 4 3
流程如图：下列说法正确的是( )
A．浸取时，为了提高酸浸效率，可以延长浸取时间或将稀硫酸换成浓硫酸
B．“除杂”过程中有加入足量锌粉等操作，与锌粉反应的离子只有Pb2+和Cu2+
C．除去SO 时，ZnFe O 在反应中表现了氧化性
2 2 x
D．ZnFe O 与H 反应制得1molZnFe O 时转移电子(8-2x)mol
2 4 2 2 x
9．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
10．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
311．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
12．在我国，粉煤灰排放量是仅次于尼矿的工业固废。粉煤灰的主要组成为Al O、SiO，含少量
2 3 2
Fe O、CaO等，可利用酸碱联合法回收粉煤灰中Al O 和SiO，回收流程如下图所示。
2 3 2 3 2
已知：低温拜尔法反应原理之一为NaAlO +2H O=Al(OH) ↓+NaOH、2Al(OH) Al O+3H O。
2 2 3 3 2 3 2
下列说法错误的是( )
A．水浸后，溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到粗硫酸铝晶体
B．滤渣的主要成分为SiO
2
C．还原焙烧的主要反应为2Al (SO )+3C 2Al O+3CO ↑+6SO↑
2 4 3 2 3 2 2
D．低温拜尔法所得滤液不可循环利用
13．碲( Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”；锡酸钠(Na SnO )可用于制造陶瓷电容器的基体。以
52 2 3
锡碲渣(主要含NaSnO 和NaTeO )为原料，回收锡酸钠并制备碲单质的流程图如下，下列说法错误的是(
2 3 2 3
)
已知：锡酸钠(Na SnO )和亚碲酸钠(Na TeO )均易溶于碱。
2 3 2 3A．在生产过程中，要将锡碲渣粉碎，其目的是增大锡碲渣的碱浸速率和浸出率
B．“氧化”时，反应的离子方程式为2Na++TeO2-+H O=Na TeO ↓+H O
3 2 2 2 4 2
C．“氧化”的温度应该越高越好，因为温度越高化学反应速率越快
D．以石墨为电极电解NaTeO 溶液可获得Te，电解过程中阴极上的电极反应为：TeO 2-+4e-+3H O=
2 3 3 2
e+6OH-
14．制备一种重要的含氯消毒剂—亚氯酸钠(NaClO，受热易分解)的工艺流程如图，下列说法正确的
2
是
A．“滤渣”的成分为Mg CO、CaCO
3 3
B．两处HCl的作用相同
C．操作a为“减压蒸发”
D．理论上，产生气体A、B的物质的量之比为2：1
15．砷化镓是重要的半导体材料，一种从砷化镓废料(主要成分为GaAs，含Fe O、SiO、CaCO 等杂
2 3 2 3
质)中回收单质镓和砷的化合物的工艺流程如图所示：
已知：①“碱浸”时GaAs中Ga以NaGaO 的形式进入溶液。②Ga与Al位于同一主族，性质相似。
2
③离子完全沉淀时的pH：SiO2-为8，GaO 2-为5.6。
3 2
下列说法正确的是
A．“碱浸”时，GaAs发生的离子方程式为GaAs+4OH-+4H O= GaO 2-+AsO3-+6H O
2 2 2 4 2B．“滤渣①”的成分为Fe O，CaCO，“滤渣③”的成分为CaCO
2 3 3 3
C．“调pH①”时，为使得杂质离子沉淀完全，可通入过量的CO
2
D．“系列操作”为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥
第II卷(非选择题 共55分)
二、填空题(本题共4小题，共55分)
16．(13分)石油化工所用的加氢催化剂的主要成分为镍钴合金和氧化铝，还含有少量的氧化铁，以废
弃的加氢催化剂为原料回收其中的钴和镍，其流程如图所示：
已知：①常温下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的 如下：
Al
金属离子 Co3+ Co2+ Fe3+ Ni2+
3+
开始沉淀的pH，c(Mn+)=0.1mol/L
沉淀完全的pH，c(Mn+)=10-5mol/L
②钴常见化合价有+2、+3。
回答下列问题：
(1)“酸溶”步骤中提高浸取率的方法有 (写出2条)。
(2)“除铝铁”步骤中用 溶液调节溶液 的范围为 。
(3)“钴镍分离”步骤前，钴元素在溶液中以 (填写离子符号)形式存在。
(4)“沉镍”步骤中生成碱式碳酸镍[NiCO ·2Ni(OH) ·4HO]的离子方程式为 。
3 2 2
(5)“转化”步骤中有黄绿色气体产生，该气体是 (写名称)，离子反应方程式为：
；若用过氧化氢和稀硫酸代替浓盐酸，其优点是 。
(6)经测定“沉镍”后的滤液中c(Ni2+)=0.1mol/L，控制溶液的 ，向滤液中加入NaCO 固体，可使
2 3
完全沉淀转化为NiCO [溶液中c(Ni2+)≤10-5mol/L可认为Ni2+完全沉淀]，取 滤液加入0.1mol Na CO
3 2 3
固体，通过计算证明 未完全沉淀： [忽略溶液体积变化及NaCO 的水解，常温下
2 3K (NiCO)= 9×10－6]，若要使 完全沉淀至少还要加入NaCO 的物质的量约为 (保留1
sp 3 2 3
位小数)。
17．(14分)辉铜矿主要成分Cu S，此外还含有少量SiO 、Fe O 等杂质，软锰矿主要含有MnO ，以及
2 2 2 3 2
少量SiO 、Fe O 等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰和
2 2 3
碱式碳酸铜。主要工艺流程如下：
已知：①MnO 有较强的氧化性，能将Cu+氧化成Cu2+
2
②[Cu(NH )]SO 常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH
3 4 4 3
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)：Fe3+：1.5～3.2 Mn2+：8.3
～9.8 Cu2+：4.4~6.4。
(1)实验室配制250mL 4.8 mol/L的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要_______。
(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_______(任写一点)。
(3)酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO 、MnSO 等。写出该反应的化学方程式_______。
4 4
(4)调节浸出液pH=4的作用是_______。
(5)本工艺中可循环使用的物质是(写化学式)_______。
(6)获得的MnSO ·H O晶体后常用酒精洗涤，优点是_______。
4 2
(7)用标准的BaCl 溶液测定样品中MnSO ·H O质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生
2 4 2
的误差可忽略)其可能原因有_______(任写一种)。
18．(14分)电解金属锰阳极渣(主要成分MnO ，杂质为PbCO 、Fe O、CuO)和黄铁矿(FeS )为原料可
2 3 2 3 2
制备MnO，其流程如图所示：
3 4已知：室温下CaF 和MnF 均难溶于水且前者的溶解度更小。回答下列问题：
2 2
(1)基态Mn原子的价电子的轨道表示式为 。
(2)“酸浸”过程中，所用的稀酸X是 (填化学式)。
(3)“酸浸”过程中
的质量浓度、Mn浸出率与时间的关系如图所示。20~80min，浸出Mn元素的主要离子方程
式为 。80~100min时，
浓度上升的原因可能是 。
(4)“除Fe、Cu”过程中依次加入的试剂Y、Z为___________(填序号)。
A．HO、NH ·H O B．KMnO 、CaO C．SO 、MnCO D．HO、CaCO
2 2 3 2 4 2 3 2 2 3
(5)“净化”中加入MnF 的目的是除去
2
，其反应的离子方程式为 。
(6)硫酸锰在空气中加热可以生产相应的氧化物，称取151mg硫酸锰充分煅烧后刷余固体的质量为
79mg，则此时固体的化学式为 。下图为不同温度下硫酸锰隔绝空气焙烧2小时后残留固体的
X-射线衍射图，若由MnSO 固体制取活性MnO 方案为：将MnSO 固体置于可控温度的反应管中，
4 2 3 4
，将MnO 冷却、研磨、密封包装。(可选用的试剂有：1mol/L BaCl 溶液，1mol/LNaOH溶液)
2 3 219．(14分)稀土永磁合金，主要金属是钐Sm和钴，合金中还会有铜、铁等取代部分钴。从钐钴磁性
废料中提取钐和钴的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)元素周期表中，与Co位于同周期同族的元素还有 。
(2)为提高酸浸率，可采取的措施有 (写出1条即可)，“酸浸渣”的主要成分是
。
(3)“沉钐”过程中生成Sm(C O)·nH O沉淀，逐渐加热分解该沉淀，得到固体质量变化百分数与温度
2 2 4 3 2
关系如图甲所示，则n= (取整数)。写出Sm(C O) 分解为SmO 的化学方程式： 。
2 2 4 3 2 3(4)写出“除铁”的离子方程式： 。
(5)“除铁”操作中双氧水的实际用量通常要大于理论用量，原因是 。
(6)如图乙是草酸钴(CoC O)在空气中灼烧得到的钴的氧化物晶体结构的一部分，该过程的化学方程式
2 4
为 。
