文档内容
专项训练 化学条件的优化和选择（解析版）
一、单选题
1．硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应
的说法中不正确的是
A．实际生产中， 、 再循环使用提高原料利用率
B．实际生产中，为了提高反应速率，压强越高越好
C．在生产中，通入过量空气的目的是提高 的转化率
D．实际生产中，选定400~500℃作为操作温度的主要原因是催化剂的活性最高
【答案】B
【详解】A．二氧化硫和氧气的反应为可逆反应，SO 和O 不能反应完，因此SO 和
2 2 2
O 需再循环利用以提高原料利用率，A正确；
2
B．压强过大，设备可能无法承受太大的压强，适当增大压强可提高反应速率和转化率，
B错误；
C．通入过量的空气，则反应平衡正向移动，SO 的转化率提高，C正确；
2
D．实际生产中，温度为400-500℃时，催化剂的活性最高，因此400-500℃作为操作
温度，D正确；
故答案选B。
2．2007年诺贝尔化学奖颁给了德国化学家格哈德•埃特尔(GerhardErtl)，以表彰他在固
体表面化学研究中取得的开拓性成就。他的成就之一是证实了氢气与氮气在固体催化
剂表面合成氨气的反应过程，模拟示意图如图。关于合成氨工艺，下列说法正确的是
A．图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热
试卷第1页，共20页
学科网（北京）股份有限公司B．反应中有极性键的断裂与形成
C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D．合成氨反应使用的条件高温、高压是为了提高反应物的平衡转化率
【答案】A
【详解】A．图①到图③为氮气和氢气中的化学键断裂的过程，图⑤到图③为氨气中
化学键的断裂的过程，故图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反
应的反应热，A正确；
B．该反应过程为氮气和氢气反应生成氨气，反应过程中只有非极性键的断裂和极性键
的形成，B错误；
C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体不影响各组分的浓度，因此不
影响平衡，不能提高平衡转化率，C错误；
D．合成氨的反应是气体总体积减小的放热反应，故高压是为了提高反应物的平衡转
化率，但高温不是为了提高转化率，D错误；
故选A。
3．一种生产环氧乙烷的反应为：
下列说法正确的是
A．该反应
B．使用 是为了提高乙烯的平衡转化率
C．该反应中每消耗 乙烯，转移电子的数目为
D．实际生产投料时， 值越大，平衡体系中环氧乙烷物质的量分数越
大
【答案】C
【详解】A．根据反应式可知该反应 ，根据反应自发的条件， ，A错误；
B．任何催化剂不会影响平衡转化率，B错误；
C．根据方程式，反应中消耗 乙烯时，消耗 物质的量为 ，转移电子 ，
C正确；
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第2页，共20页D． 值增大，可理解为 用量一定、增加 用量； 用量增加，
可提高 转化率，增加平衡体系中环氧乙烷物质的量，但因为 用
量一定，平衡体系中环氧乙烷物质的量的增加是有限的，而混合体系物质的量总量增
加是无限的，当 用量超过一定程度时，虽然环氧乙烷物质的量仍然增加，但其物质
的量分数(在体系中所占物质的量百分比)却减小，D错误；
故答案为：C。
4．焦炉煤气(主要成分：CH、CO、H、CO)在炭催化下，使CH 与CO 重整生成H
4 2 2 4 2 2
和CO。其主要反应为
反应I：
反应II：
反应III：
反应IV：
在1×105Pa、将焦炉煤气以一定流速通过装有炭催化剂的反应管，CH、CO、H 的相
4 2
对体积和CO 的转化率随温度变化的曲线如图所示。
2
相对体积 、
试卷第3页，共20页
学科网（北京）股份有限公司相对体积
下列说法不正确的是
A．温度低于900℃，反应I基本不发生
B．850℃～900℃时，主要发生反应Ⅳ
C．增大焦炉煤气流速一定能提高CO的相对体积
D．工业生产上需要研发低温下CH 转化率高的催化剂
4
【答案】C
【详解】A．从图中可以看出，温度低于900℃时，CH 的相对体积基本上是100%，
4
所以反应I基本不发生，A正确；
B．850℃～900℃时，H、CO的体积分数都增大，且增大的幅度相近，而CH 的相对
2 4
体积略有减小，可能是CO 转化率增大的原因，所以反应I进行的幅度很小，反应Ⅱ、
2
Ⅲ基本不发生，主要发生反应Ⅳ，B正确；
C．从图中可以看出，4个反应均为生成CO的反应，且都为吸热反应，所以若想提高
CO的相对体积，应选择升高温度，与增大焦炉煤气的流速无关，C不正确；
D．图中信息显示，温度低于900℃，CH 的相对体积基本上是100%，则反应I基本不
4
发生，所以工业生产上需要研发低温下CH 转化率高的催化剂，D正确；
4
故选C。
5．以 、 为原料合成 涉及的反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
在5MPa下，按照 投料，平衡时，CO和 在含碳产物中物质
的量分数及 的转化率随温度的变化如图。下列说法正确的是
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第4页，共20页A．反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能
B．曲线 代表CO在含碳产物中物质的量分数
C．该条件下温度越低，越有利于工业生产
D．图示270℃时，平衡体系中 的体积分数约为66.6%
【答案】D
【详解】A．根据盖斯定律I-Ⅱ可得反应ⅢCO(g)+2H(g) CHOH(g) ΔH=-49kJ·mol-1-
2 3 3
41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1；ΔH=反应物的总键能-生成物的总键⇌能，故反应Ⅲ中反应物的总
键能小于生成物的总键能，A错误；
B．反应Ⅱ的正反应是吸热反应，生成物中有CO，温度升高，反应Ⅱ的平衡正向移动，
CO的物质的量分数增大；反应Ⅲ的正反应是放热反应，反应物中有CO，温度升高，
反应Ⅲ的平衡逆向移动，CO的物质的量分数也会增大，也就是说，温度升高，CO的
产量变大，则CO在含碳产物的物质的量分数增大，故符合这个规律的是曲线n，B错
误；
C．由图可知，温度在150℃时有利于反应Ⅰ进行，CHOH的含量高，有利于提高
3
CHOH的产率，但并不是温度越低越好，因为温度太低反应速率太慢，C错误；
3
D．根据题意设起始量n(CO)=1mol，n(H )=3mol，平衡时甲醇和CO的物质的量相等，
2 2
设CHOH物质的量为 xmol，则CO 的物质的量也为xmol，270℃时CO 的转化率为
3 2
25%，则平衡时CO 的物质的量为0.75mol，根据碳守恒：0.75+2x=1，解得x=0.125，
2
根据氧守恒，水的物质的量为：2mol-0.75mol×2-0.125mol-0.125mol=0.25mol，根据氢
守恒，氢气的物质的量为 =2.5mol，则反应后总的物质的量
0.75mol+0.125mol+0.125mol+2.5mol+0.25mol=3.75mol，则平衡体系中H 的体积分数为
2
=66.7%，D正确；
答案选D。
试卷第5页，共20页
学科网（北京）股份有限公司6．恒压条件下，密闭容器中将CO、H 按照体积比为1：3合成CHOH，其中涉及的
2 2 3
主要反应：
Ⅰ．CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g) ΔH -49kJ·moI-1
2 2 3 2 1=
Ⅱ．CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) ΔH=41kJ·moI-1
2 2 2 2
在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内 的选择性和产率
随温度的变化如图
已知：CHOH的选择性=
3
下列说法正确的是
A．保持恒温恒压下充入氮气，不影响CO的产率
B．合成甲醇的适宜工业条件是约230°C，催化剂选择CZ(Zr-1)T
C．使用CZ(Zr-l)T，230°C以上，升高温度甲醇的产率降低，原因是催化剂的活性
降低
D．使用CZT，230°C以上，升高温度甲醇的产率降低，是因为反应Ⅰ平衡逆向移
动
【答案】B
【详解】A．充入氮气反应Ⅰ压强减小平衡逆向移动，H 和CO 增加从而导致反应Ⅱ
2 2
的反应物浓度增大平衡正向，所以CO的产率增加，A项错误；
B．相同条件下催化剂CZ(Zr-1)T选择性更高。此催化剂在230℃选择性最高且CHOH
3
的产率较高，所以甲醇的最适宜条件为约230°C、催化剂选择CZ(Zr-1)T，B项正确；
C．230℃以上反应Ⅰ为放热反应升温平衡逆向，而反应Ⅱ为吸热反应升温平衡正向，
导致甲醇的产率降低，C项错误；
D．CZT，230°C以上甲醇的选择性低，且升温反应Ⅱ正向，所以该条件下主要以反应
Ⅱ为主导致甲醇的产率降低，D项错误；
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第6页，共20页故选B。
7．空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料，通过氨氧化法可
制得硝酸，反应过程如图：
硝酸是一种强氧化性酸，制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物，应处理后才能排放。
下列说法不正确的是
A．常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
B．BaSO 固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO )，放出SO 气体
3 3 2 2
C．工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH ，将
3
未反应的原料气送回合成塔以提高原料的利用率
D．转化④中，当V(NO)∶V(O)=4∶1时，理论上NO 全部转化为HNO
2 2 2 3
【答案】B
【详解】A．常温下，铁、铝的表面被浓硝酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，
这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应，故常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制
容器中，A正确；
B．硝酸是氧化性酸，BaSO 固体能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸钡，硝酸被还原生成
3
NO，B错误；
C．工业上，当转化①的反应达到平衡时，根据勒夏特列原理知需不断地从混合气体中
分离出NH ，将未反应的原料气送回合成塔以提高原料的利用率，C正确；
3
D．转化④中，当V(NO)∶V(O)=4∶1时，理论上NO 全部转化为HNO：
2 2 2 3
4NO +O +H O=4HNO ，D正确；
2 2 2 3
故选B。
8．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大太满足了当时
日益增长的人口对粮食的需求。下图是合成氨生产流程示意图，下列说法不正确的是
试卷第7页，共20页
学科网（北京）股份有限公司A．“干燥净化”可以防止催化剂中毒
B．“压缩机加压”既提高了原料的转化率又加快了反应速率
C．“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率
D．“铁触媒”在生产过程中需使用外加热源持续加热
【答案】D
【详解】A．合成氨反应的原料中含有能使催化剂中毒的杂质，所以“干燥净化”可
以防止催化剂中毒，故A正确；
B．合成氨反应是气体体积减小的反应，增大压强，化学反应速率加快，平衡向正反应
方向移动，原料的转化率增大，所以“压缩机加压”既提高了原料的转化率又加快了
反应速率，故B正确；
C．氨气易液化，冷却时氨气转化为液氨，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动，
原料的转化率增大，所以“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率，故C正确；
D．合成氨反应为放热反应，“铁触媒”在生产过程中可以通过反应放出的热量和热
交换达到反应所需的温度，不需使用外加热源持续加热，故D错误；
故选D。
9．下列有关工业生产的叙述正确的是
A．合成氨工业中增大压强既可加快反应速率，又可提高原料转化率，所以压强越
高越好
B．合成氨工业中将NH 液化分离，可加快正反应速率，提高N、H 的转化率
3 2 2
C．硫酸工业中，催化氧化SO 时常通入稍过量氧气，目的是提高SO 的转化率
2 2
D．自来水厂用液氯进行自来水的消毒时会加入少量液氨，发生以下反应，生成比
HClO稳定的NH Cl： ，目的是降低HClO的毒性
2
【答案】C
【详解】A．合成氨反应正向气体分子数减小，增大压强既能提高速率也能使平衡正
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第8页，共20页向移动提高原料转化率，但压强太高对设备要求提高，增加了生成成本，因此压强不
是越高越好，故A错误；
B．分离产物可使平衡正向移动，从而提高反应物的转化率，但降低浓度使速率降低，
故B错误；
C．硫酸工业中，适当增大反应物氧气的浓度，可使平衡正向移动，提高二氧化硫的转
化率，故C正确；
D．该处理方式的目的是防止HClO分解，并能缓慢释放HClO，让消毒更持久，故D
错误；
故选：C。
二、填空题
10．合成氨工业中，原料气(N 、H 及少量CO、NH 的混合气)在进入合成塔前常用醋
2 2 3
酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是
。
(1)必须除去原料气中CO的原因为 。
(2)醋酸二氨合铜(I)溶液吸收CO的生产适宜条件应为_____。
A．低温高压 B．低温低压 C．高温高压 D．高温低压
(3)吸收CO后的醋酸二氨合铜溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以
供循环使用。醋酸二氨合铜溶液再生的生产适宜条件应是_____。
A．低温高压 B．低温低压 C．高温高压 D．高温低压
【答案】(1)防止合成塔中的催化剂中毒
(2)A
(3)D
【详解】（1）合成氨的流程中的除杂，是为了除去能使催化剂中毒的物质，题干中指
出：在合成氨的过程中必须除去 CO，因此 CO是属于使催化剂中毒的物质；
（2）吸收 CO 的反应是正反应为气体体积缩小的放热反应，因此为了使 CO尽最大
可能地被吸收，应采取高压、低温的办法使平衡正向移动；
（3）要使醋酸二氨合铜(I)溶液再生，即使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的办
法。
11．二氧化碳催化加氢制甲醇，能助力“碳达峰”。涉及反应有：
反应I.
试卷第9页，共20页
学科网（北京）股份有限公司反应II.
反应III.
在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol 和3 mol ，恒定温度下发生反应
Ⅲ，测得 和 的浓度随时间变化如图所示。
不同条件下，相同的时间段内 的选择性和产率随温度的变化如图。
已知： 的选择性
①由图可知，合成甲醇的适宜条件为 。
A．CZT催化剂 B． 催化剂 C．230℃ D．290℃
②在230℃以上，升高温度， 的平衡转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是
。
【答案】
BC 230℃以上，温度升高，反应III的平衡向逆反应方向移动，反应I的平衡向
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第10页，共20页正反应方向移动
【详解】
①由图可知，使用CZ(Zr-1)T催化剂时CHOH的选择性和产率都比使用CZT催化剂时
3
大，故适宜的催化剂为CZ(Zr-1)T催化剂；在230℃时CHOH的选择性较高，CHOH
3 3
的产率最大，故适宜的温度为230℃；答案选BC。
②230℃以上，温度升高，反应III的平衡向逆反应方向移动，反应I的平衡向正反应方
向移动，则升高温度，CO 的平衡转化率增大，但甲醇的产率降低；答案为：230℃以
2
上，温度升高，反应III的平衡向逆反应方向移动，反应I的平衡向正反应方向移动。
12． CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H(g) CHOH(g)。CO在不同温度
2 3
下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH ⇌ 0(填“>”或“<”)，实际生
产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强而不选择更高压强的理由是
。
【答案】
< 在1.3×104kPa下，CO转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，而生
产成本增加，得不偿失
【解析】
同一压强下，升高温度，CO的平衡转化率降低，平衡逆向移动，则该反应是放热反应，
ΔH＜0；实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强而不选择更高压强
的理由是在1.3×104kPa下，CO转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，而生
产成本增加，得不偿失。
13．脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO )可以净化空气、改善环境，是环境保
2
护的主要课题。
(1)次氯酸盐氧化法。次氯酸盐脱除NO的主要过程如下：
i.NO+HClO=NO +HCl ii. NO+NO+H O 2HNO iii. HClO+HNO =HNO +HCl
2 2 2 2 2 3
①下列叙述正确的是 (填序号)。 ⇌
A．烟气中含有的少量O 能提高NO的脱除率
2
B．NO 单独存在时不能被脱除
2
试卷第11页，共20页
学科网（北京）股份有限公司C．脱除过程中，次氯酸盐溶液的pH下降
②研究不同温度下Ca(ClO) 溶液对NO脱除率的影响，结果如题图1所示。
2
脱除过程中往往有Cl 产生，原因是 (用离子方程式表示)；60~80℃ NO脱除率
2
下降的原因是 。
(2)脱氮菌净化法。利用脱氮菌可净化低浓度NO烟气，当烟气在塔内停留时间均为90
s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图2、图3所示。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第12页，共20页①由图2知，当废气中的NO含量增加时，提高脱氮效率宜选用的方法是 。
②图3中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率，其原因可能是 。
【答案】(1) AC ClO-+Cl-+2H+=Cl↑+H O HClO受热易分解为HCl和
2 2
O，溶液中HClO的浓度减小，氧化NO的能力下降
2
(2)好氧硝化法 Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用
【解析】（1）
①A．烟气中少量的O 能与NO反应生成NO ，还能氧化HNO，故烟气中少量的O 能
2 2 2 2
提高NO的脱除率，A正确；
B．NO 和HO反应生成NO和HNO，NO和NO 可以发生反应ii，故NO 单独存在时
2 2 3 2 2
能被脱除，B错误；
C．脱除过程中生成HNO 和HCl，溶液中H+的浓度逐渐增大，溶液的pH下降，C正
3
确；
故选AC；
②脱除过程中，ClO-被还原为Cl-，溶液酸性逐渐增强，ClO-会和Cl-反应产生Cl，该
2
反应的离子方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl↑+H O；HClO受热易分解为HCl和O，溶液中
2 2 2
HClO的浓度减小，氧化NO的能力下降。
（2）①如图2所示，当废气中NO的含量较高时，好氧硝化法的脱氮率较高，故当废
气中的NO含量增加时，提高脱氮效率宜选用的方法是好氧硝化法；
②图3中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率，其原因可能是Fe2+、Mn2+对
该反应有催化作用。
试卷第13页，共20页
学科网（北京）股份有限公司14．高效利用能源并且减少 的排放，对完成“碳中和”的目标有重要意义。
利用 与 合成甲醇涉及的主要反应如下：
a.
b.
试回答下列问题：
(1)向刚性容器中充入一定量的 和 ，在不同催化剂(Cat.1，Cat.2)下经相同反应
时间， 的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性 ]随温
度的变化如图所示：
①由图可知，催化效果Cat.1 Cat.2(填“>”“<”或“=”)。
②在210~270℃间， 的选择性随温度的升高而下降，请写出一条可能原因
。
(2)一定条件下，向刚性容器中充入物质的量之比为1∶3的 和 发生上述反应。有
利于提高甲醇平衡产率的条件是_______(填标号)。
A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压
【答案】
(1) > 正反应放热，升高温度平衡逆
向移动
(2)B
【详解】
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第14页，共20页（1）①根据图示，其它条件相同，Cat.1作催化剂时 的转化率和甲醇的选择性高，
所以催化效果Cat.1>Cat.2。
② 正反应放热，升高温度平衡逆向移动，所
以在210~270℃间， 的选择性随温度的升高而下降。
（2） 正反应放热，降低温度，平衡正向移动；
正反应气体物质的量减少，增大压强，平衡正向移动，所以有利于提高甲醇平衡产率
的条件是低温高压，选B；
15．金属钛具有密度小、强度高、耐腐蚀、无毒等优点，已广泛应用于航空航天工业，
并逐步进入了化工、船舶、汽车、体育器材、医疗等民用领域，并显示出了巨大的发
展潜力。还原法是工业上冶炼钛常用方法之一，该方法是以金红石(主要含 )为原
料来制取，其主要工艺流程如下：
试回答下列问题：
(1)已知反应①通常在800~900℃的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，写出
反应①的化学方程式 。
(2)反应②通常在800℃的条件下进行，通入氩气的目的是 ；
(3)②中钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图所示，则反应适宜的温度为
℃。
试卷第15页，共20页
学科网（北京）股份有限公司【答案】(1)
(2)防止镁和钛在高温条件下被氧化
(3) 1000
【分析】金红石(主要含 )中加入焦炭，通入氯气发生反应生成TiCl ，同时生成
4
CO，在TiCl 中通入氩气、Mg得到Ti、MgCl ，电解氯化镁可得镁，海绵状钛经熔融
4 2
可得钛锭。
【详解】（1）反应①的反应物为 、 、 ，结合流程图知有 生成，利用
原子守恒及题给信息可知另一气体产物是 ，所以反应的化学方程式为
，答案为：
；
（2）反应②中反应物Mg以及产物Ti在高温下都易被空气中的氧气等氧化，所以通入
氩气的目的是防止镁和钛在高温条件下被氧化，答案为：防止镁和钛在高温条件下被
氧化；
（3）由图像可知应该选择1000℃，答案为：1000。
16．钌(Ru)是一种极其昂贵的稀有贵金属，广泛应用于电子、航空航天、石油化工、
有机合成等领域。钌的矿产资源很少，因此从含钌废渣中回收钌尤为重要。某含钌的
废渣主要成分为Ru、Pb、SiO、BiO(一种两性氧化物) ，回收钌的工艺流程如下：
2 2 3
(1)“氧化碱浸”时，两种氧化剂在不同温度下对钌浸出率和渣率的影响分别如图1、图
2所示，则适宜选择的氧化剂为 (填化学式)；最佳反应温度为 。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第16页，共20页【答案】(1) NaClO 200℃
【分析】含钌废料在碱性溶液中被氧化，Ru、 Pb 、 SiO 、 BiO 分别转化为
2 2 3
NaRuO 、 NaPbO 、NaSiO、 NaBiO，加甲酸还原，NaRuO 被还原为Ru(OH) ，
2 4 2 2 2 3 2 2 4 4
然后在氧化条件下蒸馏得到RuO，再加盐酸吸收，生成氯气和RuCl ，最后还原得到
3 3
钌。
【详解】（1）从图中可以看出，用NaClO钌浸出率更高，且渣率低，最佳温度控制
在200℃，此时钌的浸出率接近100%，且渣率最低。故答案为：NaClO；200℃；
17．钌 粉主要用于生产钌靶材，而钌靶材是生产计算机硬盘不可替代的材料。以
钌废料(废料中钌主要以单质的形式存在，还含有Al、Cr、Cr、CO、Ti、Fe等杂质)制
备高纯钌粉的流程如下：
已知：i.钌在碱性条件下被氯气氧化为 ， 是有毒的挥发性物质，用盐酸吸
收得到红色 溶液，其中还含有少量 ；
ii. 易溶于水，微溶于酒精。
回答下列问题：
(1)钌废料在碱性条件下被氯气氧化的离子方程式为 ；钌废料氧化时，随着温度
的升高，钌的回收率变化如图所示。综合考虑，确定氧化时的温度以 ℃为宜。
试卷第17页，共20页
学科网（北京）股份有限公司【答案】(1) 80
【分析】钌废料被氯气氧化成 ，杂质被氧化成为氯化物，蒸馏出 ，
与盐酸反应生成 ， 溶液浓缩后，加双氧水和氯化铵反应得到
沉淀， 煅烧得到 ， 经氢气高温还原得到高纯度
钌粉，据此分析解答。
【详解】（1）钌废料在碱性条件下被氯气氧化为 ，根据得失电子守恒及元素守
恒得反应方程式： ，钌废料氧化时，随着温度
的升高，钌的回收率逐渐升高，在80℃左右回收率已经很高，再升高温度回收率增幅
不明显，且会增加能量消耗，因此温度80℃为宜，故答案为：
；80；
18．金属钪可用作宇航材料、火箭和飞机的制造材料；氧化钪可提高计算机记忆元件
性能。赤泥是铝土矿加工过程中产生的废料，含有丰富的钪元素，另含有 、 、
等氧化物。一种从赤泥中提取氧化钪的工艺流程如图所示( 是一种磷酸酯萃
取剂)
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第18页，共20页回答下列问题：
(1)为了提高酸浸时的浸出率可采取的措施是 (写2条)。
(2)写出赤泥经盐酸处理后所得“浸渣”与强碱溶液反应的离子方程式 。
(3)赤泥“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而下降，其原因是 。
(4) 萃取浸出液，其浓度、料液温度对萃取率的影响如表所示，萃取时 最佳浓
度及料液温度分别为 、 。
浓度对萃取率的影响如表：
试验编 分相情
浓度/% 钪萃取率/% 铁萃取率/%
号 况
1-1 1 分相快 90.76 15.82
分相容
1-2 2 91.53 19.23
易
分相容
1-3 3 92.98 13.56
易
有第三
1-4 4 90.69 30.12
相
轻微乳
1-5 5 91.74 39.79
化
料液温度对分离系数的影响如图：
试卷第19页，共20页
学科网（北京）股份有限公司【答案】(1)搅拌或升高温度或增大盐酸的浓度
(2)SiO + 2OH-= SiO + H O
2 2
(3)温度过高，氯化氢挥发加快，使HCl的浓度下降较多
(4) 3% 65℃
【分析】赤泥是铝土矿加工过程中产生的废料，含有丰富的钪元素，另含有 、
、 等氧化物；赤泥用盐酸浸取， 不溶于盐酸，浸渣是 ，浸出液中
含有Sc3+、Fe3+、Al3+，用萃取剂 萃取，水相中含Fe3+、Al3+，有机相中含Sc3+；水
相萃取除铁，得氯化铝溶液，蒸发结晶、煅烧的氧化铝；有机相用盐酸洗涤、分液，
有机相用氢氧化钠反萃取得Sc(OH) 沉淀，用盐酸溶解Sc(OH) 得ScCl 溶液，加草酸
3 3 3
生成Sc (C O) 晶体，灼烧生成Sc O。
2 2 4 3 2 3
【详解】（1）根据影响反应速率的因素，搅拌或升高温度或增大盐酸的浓度等都能提
高酸浸时的浸出率；
（2）“浸渣”的成分是 ， 与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离
子方程式为SiO + 2OH-= SiO + H O。
2 2
（3）赤泥“酸浸”时温度过高，氯化氢挥发加快，使HCl的浓度下降较多，酸浸速率
反而下降；
（4）根据表格数据， 的浓度为3时，分相容易，钪萃取率最大、铁的萃取率小，
最佳浓度为3；料液温度为65℃时，分离系数最大，萃取时 最佳浓度及料液
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第20页，共20页温度分别为3、65℃。
19．Br 是一种重要的工业原料，沸点为59℃，微溶于水，有很强的挥发性和腐蚀性。
2
海水苦卤含溴(Br-)高达60mg•L-1，是非常宝贵的化工资源。从苦卤中提溴的一种工艺
流程如图1，回答下列问题：
(1)①不同pH下，Cl 的用量即配氯率(实际通入Cl 和理论需要Cl 的体积比)与所得溶
2 2 2
液中Br 的含量关系如图2所示。综合考虑，选择配氯率为和酸化的pH分别为 。
2
a.1.1，1 b.1.1，3 c.1.1，5 d.1，7
【答案】(1) a
【分析】氯气的氧化性强于Br ，海水苦卤中通入氯气，发生Cl+2Br-=Br +2Cl-，利用
2 2 2
液溴易溶于有机溶剂，然后分液，向有机相中通入碳酸钠，根据问题(2)，液溴与碳酸
钠发生5Br +3Na CO=5NaBr+NaBrO +3CO ↑,然后分液，向水相2中通入硫酸，发生
2 2 3 3 2
5Br-+BrO +6H+=3Br +3H O，利用液溴易挥发，采用蒸馏方法得到液溴，据此分析；
2 2
【详解】（1）①由图可知，选择配氯率为1.1、酸化的pH为1.0时，所得溶液中溴的
含量最高，故答案为：a；
20．铈(Ce)是一种应用广泛的稀土元素，从氟碳铈矿(主要含CeFCO、Fe O、SiO)和
3 2 3 2
天青石(主要含SrSO 、并含有少量Ba、Ca等杂质)伴生矿中回收铈，同时生产高纯碳
4
酸锶(SrCO )的一种生产工艺流程如图：
3
试卷第21页，共20页
学科网（北京）股份有限公司已知：①铈的常见价态是+3和+4价；
②碳酸氢铵受热易分解
(1)焙烧温度是影响浸出率的关键因素之一，下图为不同焙烧温度对Ce和Sr浸出率的
影响。
结合实际生产可知，“氧化焙烧”步骤应控制焙烧温度为 ，原因为 。
【答案】(1) 时Sr的浸出率较低，Ce的浸出率已达到95％左右，
再升高温度对Ce、Sr的浸出率影响不大，但生产成本提高
【分析】根据题干工艺流程图可知，“氧化焙烧”中主要目的是将CeFCO 转化为
3
CeO，然后“酸浸过滤”主要将CeO 转化为可溶性的Ce(SO)，过滤得到滤液I，经
2 2 4 2
过萃取和反萃取能够将Ce(SO) 进行富集，滤渣I中主要含有SrSO 与NH HCO 反应
4 2 4 4 3
转化为SrCO ，SrCO 与HCl反应转化为SrCl ，过滤得到较纯的SrCl ，然后用
3 3 2 2
NH HCO 进行沉锶反应，反应方程式为：
4 3
SrCl +2NHHCO =SrCO↓+2NHCl+H O+CO↑，然后过滤、洗涤、烘干即可得到纯净
2 4 3 3 4 2 2
的SrCO ，据此分析解题。
3
【详解】（1）
由题干图示信息可知， 时Sr的浸出率较低，Ce的浸出率已达到95％左右，再升
高温度对Ce、Sr的浸出率影响不大，但生产成本提高，故答案为：500℃； 时Sr
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 第22页，共20页的浸出率较低，Ce的浸出率已达到95％左右，再升高温度对Ce、Sr的浸出率影响不
大，但生产成本提高。
试卷第23页，共20页
学科网（北京）股份有限公司
