文档内容
押非选择题
化学工艺流程综合题
考情统计 考向预测 备考策略
2023·辽宁卷，16 以工艺流程图为载体，综合考 ①无机物的性质、转化及其类比应
2022·辽宁卷，16 查无机化学知识，并涉及实验 用；
2021·辽宁卷，16 操作、离子反应、氧化还原反 ②化学实验基本操作；
应、化学平衡移动等知识，意 ③方程式（离子方程式、氧化还原反
在考查考生的变化观念与平衡 应方程式）的书写；
思想、证据推理与模型认知的 ④化学平衡移动原理的应用及相关计
学科素养，以及信息获取、理 算（沉淀溶解平衡等）；
解掌握、知识整合和科学思维 ⑤物质结构与性质相关内容。
的关键能力。
1.（2023·辽宁卷）16. 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)。
2.（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
)联合焙烧法制备 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 的目的是___________。
3.（2021·辽宁卷）从钒铬锰矿渣(主要成分为 、 、 )中提铬的一种工艺流程如下：
已知：pH较大时，二价锰[ ](在空气中易被氧化.回答下列问题：
（1）Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
（2）用 溶液制备 胶体的化学方程式为_______。
（3）常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[ ]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液
中 ，“沉钒”过程控制 ，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为
_______(填化学式)。
（4）某温度下， 、 的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______；在该条件
下滤液B中 _______ 【 近似为 ， 的 近似为 】。
（5）“转化”过程中生成 的离子方程式为_______。（6）“提纯”过程中 的作用为_______。
一、原料的预处理
1．原料预处理的目的
(1)原料经过预处理主要是除去不必要的杂质，净化所需要的原料。
(2)原料中的目标物质转化为易于化学处理的物质。
2．原料的预处理的方法与作用
方法 作用
粉碎或研磨 减小固体的颗粒度，增大固体与液体、气体间的接触面积，增大反应速率
灼烧、焙
除去可燃性杂质；使原料初步转化为下一步可溶解的物质(氧化物等)
烧、煅烧
水浸 与水接触反应或溶解，分离可溶物与难溶物
酸浸 与酸反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
碱浸 除去油污；溶解铝(氧化铝)、二氧化硅；调节pH促进水解(金属离子的沉淀)
二、反应条件的控制
通过控制一定的反应条件，达到提高物质转化率或除去杂质的目的。反应条件最常见的是溶液的酸碱
性(pH)、反应的温度。
1．控制溶液的酸碱性(pH)
(1)增强物质的氧化性、还原性，调节离子的水解程度。
(2)通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。
①若要除去溶液中含有的 Fe3+、Al3+，可调节溶液的pH使之转变为Fe(OH) 、Al(OH) 沉淀。[若有
3 3
Fe2+，通常需先用氧化剂(H O 等)把Fe2+氧化为Fe3+]
2 2
②调节pH所利用的物质一般应满足能与H+反应，使溶液pH增大和不引入新杂质两点需求。例如:若
要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH) 、CuCO、Cu (OH) CO 等物质来调节溶液的pH。
2 3 2 2 3
2．控制反应的温度
(1)调节化学反应速率。
(2)调节平衡移动方向。
(3)控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
(4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
(5)防止或实现某物质水解或分解。
(6)防止副反应的发生。
3．调节反应物的浓度
(1)通过控制反应物的浓度，控制反应的类型，有利于目标反应的进行。(2)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡向利于目标产物生成的方向进行。
(3)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作带来除杂问题。
三、陌生方程式的书写
从近五年高考试题考查点的统计可以得出结论：陌生化学方程式、离子方程式的书写每年必考，往往
还要进行多个方程式的书写。主要分为氧化还原反应、非氧化还原反应、电极反应三大类型。
1．氧化还原反应方程式、离子方程式的书写
(1)掌握常见氧化剂、还原剂发生氧化还原反应的产物。
反应产
常见氧化剂 常见还原剂 反应产物
物
NaO NaOH Fe2+ Fe3+
2 2
Fe3+ Fe2+ SO 、HSO 、NaSO 、NaHSO
2 2 3 2 3 3
NO 2 NO H 2 S、Na 2 S、NaHS S、SO 2 、
HNO 3 (浓) NO 2 NaI、HI I 2 、I
HNO 3 (稀) NO H 2 C 2 O 4 、C 2
HO HO HO O
2 2 2 2 2 2
HSO (浓) SO
2 4 2
Cl、HClO、NaClO、
2
Cl-
Ca(ClO)
2
KMnO (H+) Mn2+
4
(2)通过练习掌握书写信息型氧化还原反应方程式的步骤
①确定发生氧化还原反应的物质或离子;
②依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示，或给出的生成物);
③根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数;
④根据原子守恒和溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H+、OH-或HO的形式使方程式的两
2
端的电荷守恒。
2．非氧化还原反应方程式的书写
(1)广义的水解反应
广义的水解是指化合物中的正电性原子或原子团与OH结合，负电的原子或原子团与H部分结合形成
两种新的物质。
(2)酸(酸式盐)与碱可发生中和反应、强酸与弱酸盐反应生成强酸盐与弱酸。
(3)铵盐、弱酸酸式盐、难溶氢氧化物、难溶碳酸盐受热后的分解反应。
(4)多元弱酸盐与其多元弱酸反应生成其酸式盐。
3．电极反应式的书写
(1)原电池的电极反应都是自发氧化还原反应的半反应，其书写思路为:①负极反应先考虑还原剂失电子后的合理产物(碳元素酸性生成CO 、碱性以 存在)，然后考虑产
2
物与电解质是否反应。
②正极反应则先考虑氧化剂得电子后的合理产物，然后考虑产物与电解质是否反应。
(2)电解池中的阳极有最强的氧化能力，阴极有最强的还原能力，所以可以发生平常不能发生的一些氧
化还原反应。同时考虑得失电子产物与电解液可能发生的反应。
(3)由于离子在电极上的放电顺序除了与离子氧化还原性有关外还与离子浓度等有关，所以有些电极反
应需要结合题目的信息完成。
四、产物的分离提纯
1．常用分离操作
2．结晶方法：
①晶体不带结晶水，如NaCl、KNO 等：蒸发结晶
3
②晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
③要得到溶解度受温度影响小的溶质，如除去NaCl中少量的KNO：蒸发浓缩结晶、趁热过滤
3
④要得到溶解度受温度影响大的溶质，如除去KNO 中少量的NaCl：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
3
⑤重结晶的方法分离的原理：随温度的改变，两种物质的溶解度变化量差别较大
3．分离提纯中的答题规范
(1)关于结晶操作
从溶液中得到带结晶水的晶体的规范操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(2)关于沉淀、过滤
①沉淀剂过量的判断
把反应后的混合物静置一段时间，吸取少量上层清液，置于一洁净的试管中，再滴加少量的沉淀剂，
若没有沉淀生成，则证明沉淀剂已过量。
②沉淀洗涤操作
向过滤得到的沉淀上慢慢注入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀，然后静置，让其自然流下，重复以上操作
2～3次，直至洗涤干净。为了减少沉淀的溶解，可用冰水或有机溶剂洗涤。
③检验沉淀洗涤干净的答题规范取少量最后一次洗涤液，置于一洁净的试管中，再滴加少量的检验试剂，若没有特征现象出现，则证
明沉淀已洗涤干净。
五、物质的转化与跟踪
1．循环物质的确定
2．滤渣、滤液成分的确定
要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：
(1) 反应过程中哪些物质(离子)消失了？
(2) 所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生
反应。
1．（2024·辽宁沈阳·高三一模）马日夫盐 是一种用于机械设备的防锈磷化剂，工业
上利用软锰矿(主要成分为 ，含少量硅、铁、铝等氧化物)为主要原料，联合处理含 的烟气并制备
马日夫盐的一种工艺流程如下。请回答下列问题：
已知：① 不稳定，易被空气氧化
②有机萃取剂是溶解了一种酸性磷酸酯(表示为 )的磺化煤油，萃取时发生的反应主要为
③ ， ，
(1)若含 的烟气中混有空气，不同的浸出时间下，浸出液中 、 的浓度和 测定结果如下图，
在“浸锰”步骤中，主反应的化学方程式为 ， 后曲线产生明显差异的
原因 。(用化学方程式表示)。(2)萃取可分为扩散萃取和动力学萃取两种类型。萃取率随搅拌速度的增加而进一步增加称为扩散萃取，浸
出液受化学反应的控制称为动力学萃取。萃取时搅拌速度和溶液 对金属离子萃取率的影响如图所示。
萃取时，应采用的最佳实验条件为 ， 过大或过小都会降低 萃取率，结合平衡移动原理
解释其原因是 。
(3)若浸出液中 的浓度为 ，则“调 ”的范围为 (当离子浓度小于
时认为沉淀完全)。
(4)“沉锰”步骤中为减少副产物 的生成，正确的操作是将 溶液逐量加入 溶液中，
并不断搅拌。
(5)“酸溶”后的操作步骤包括 、过滤、洗涤、干燥。
2．（2024·黑龙江哈尔滨·高三一模）高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级
氧化锌(含 等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：
已知 。
回答下列问题：
(1)浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种)： 。
(2)氧化时，加入 溶液是为了将浸出液中的 和 均转化为沉淀而除去，(溶液中 元素全部
转化为 )，请分别写出 除去 和 的离子方程式________________________________，_________________________________。
(3)加入锌粉的目的是 。
(4)已知 浸出液中， 、 。
①若要除尽 上述浸出液中的 和 ，需加入 。
②加入 溶液反应一段时间后，溶液中 ，若溶液 ，则此时 (填
“能”或“不能”)生成沉淀。
3．（2024·黑龙江·统考一模）HDS废催化剂是石油精炼加氢脱硫工序中产生的危险固体废弃物，但又富含
钼、镍等有价金属，是一种重要的二次资源。以下是工业从HDS中回收钼的工艺流程：
已知：①HDS废催化剂氧化焙烧转化成
②浸出渣的成分为 和 ，
③
(1)该流程中使用的能提高碱浸出率的措施为 ，操作1为 ，此操作在化学实验室中
用到的玻璃仪器有：玻璃棒、 、 。
(2)结合下图，碱浸时选择的最佳质量浓度 为 ，最佳浸出温度为 。
(3) 碱浸时有 生成，该反应的离子方程式为 。
(4)采用碳酸根型 萃取钼的反应为： 。参考有关文献
资料可知：一些阴离子被 萃取的顺序为 ，则加入 反萃取发生的化学
方程式为： 。
反萃取后有机相为 型，加入氢氧化钠处理可实现萃取剂再生。
(5)该流程中可循环利用的物质为(6) 经 还原可得钼粉，涉及的金属冶炼方法为 。
A．热分解法 B．热还原法 C．电解法
4．（2024·吉林·统考模拟预测） 是一种重要的含锶化合物，广泛应用于许多领域。以天青石(主要成
分为 )为原料制备 的一种工艺方法如下：
天青石主要元素质量分数如下：
元素
质量分数( ) 36.4 2.0 4.0 0.5 5.0
。
回答下列问题：
(1)天青石与碳粉在一定投料比下“煅烧”生成 和碳氧化物，据矿样成分分析结果计算得出，生成 、
时失重率分别为 、 ，实际热重分析显示失重率为32.6%，则“煅烧”中主要生成的碳氧化
物为 (填“ ”或“ ”)。
(2)“煅烧”过程中还可能产生少量对环境有危害的气体，化学式为 和 。
(3)“水浸”后滤渣的主要成分除 和C外，还有两种氧化物，化学式为 和 。
(4)“水浸”时需加热， 与热水作用后的溶液呈碱性的主要原因为 (用化学方程
式表示)
(5)“水浸”后的滤液中 ，“除杂”过程中(忽略 溶液引起
的体积变化)，为使 不沉淀，应控制溶液中 ，每升滤液中篇加入
溶液的体积 。
(6)“沉锶”过程中，可溶性 发生反应的离子方程式为 。
5．（2024·吉林·统考一模）五氟化锑主要用作氟化工的催化剂，也用作纺织工业物阻燃剂，在染料工业中
用于制造染料中间体，此外，还用于制备高纯度金属锑、无机离子交换材料和胶体五氧化二锑。以某锑矿
(主要成分为 ，含有少量 、 、 等杂质)为原料制备 的工艺流程如下图：已知：Ⅰ． 、 的 分别为 、 ；
Ⅱ． 微溶于水、 难溶于水，它们均为两性氧化物； 难溶于水。
回答下列问题：
(1)已知锑与氮元同素主族，原子序数为51，写出锑的价电子排布图 。
(2)“浸出”时少量 转化为“滤渣1”。其成分为 ，加入氨水“除氯”，同时将其转化为 ，
能否用 溶液代替氨水 ，(填“能”或“否”)，原因是 。
(3)“沉淀”的过程是加入极稀的 溶液，其目的是使 和 转化为相应的硫化物而除去，当 、
共沉时， 。
(4)“除砷”时，HPO 转化为HsPO，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量比是 。
2 7 4
(5)“电解”中锑的产率与电压大小关系如下图所示。当电压未超过 V时，阴极反应方程式为
，当电压超过 V时，锑的产率降低，阴极还可能发生了 反应。(写出电极
反应式)
(6) 与 反应。首次实现了用化学方法制取 ，同时生成 和 ，化学反应方程式为
。
6．（2024·安徽·统考模拟预测）钼( )及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的
镍和钼以 和 形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到 的一种工艺流程如下：
回答下列问题：
(1) 位于元素周期表第 周期第 族。 中钼元素的化合价为 。(2)“焙烧”中生成 的化学方程式为 。
(3) 用量对钼浸出率和浸取液中 浓度的影响如图1所示，分析实际生产中选择 用量为理
论用量1.2倍的原因： 。
(4) 的溶解度曲线如图2所示，为充分分离 ，工艺流程中的“操作 ”应为
_____ __(填标号)。
A．蒸发结晶 B．低温结晶 C．蒸馏 D．萃取
(5)为充分利用资源，“离子交换萃取”步骤产生的交换溶液应返回“ ”步骤。
(6) 分解可得 。高温下，用铝粉还原 得到金属钼的化学方程式为 。
7．（2024上·安徽·高三一模）锰酸锂 可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆
(主要成分为 ，含少量 等杂质)吸收含硫烟气(主要成分 )制备 ，
生产流程如下：
已知：①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强；
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的 如下表：沉淀物
开始沉
2.7 7.6 3.4 7.7
淀
完全沉
3.7 9.6 4.7 9.8
淀
回答下列问题：
(1)滤渣1为 (填化学式)； 被 还原为 的离子方程式为 。
(2)由“滤液1”得到“滤液2”同时回收 的实验方案为[ 在 时溶解]：边搅拌边向滤液
1中滴加足量 ；搅拌，加入 溶液至 ，过滤得滤液2和固体；向所得固体中
加入 溶液至 ，搅拌、过滤，再向所得滤液中通入___________，____________、
___________、低温烘干得 (实验中须用到的试剂有： 溶液、 溶液、 )。
(3)已知室温下， ，当 时，要使 形成沉淀， 。
(4)在实际生产中， 与 按物质的量之比 混合后，均匀加热制取 ，反应过程如下：
①升温到 时， 开始分解产生 ，同时生成固体 ，此时比预计 的分解温度
低得多，原因可能是 。
②升温到 时， 开始分解产生另一种气体 ，完全反应后， 恰好与①中产生的 的物质的
量相等，同时得到固体 。则固体 的化学式为 。
③升温到 时，第三阶段反应开始，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的 。
写出该阶段反应的化学方程式： 。
8．（2024·广东·高三一模）铋酸钠(NaBiO)是一种可测定锰的强氧化剂。由辉铋矿(主要成分为BiS，含
3 2 3
FeS、SiO、CuO等杂质)制备NaBiO 的工艺流程如下：
2 2 3
已知：① 易水解， 难溶于冷水，与热水反应， 不溶于水。
②“氧化浸取”时，硫元素转化为硫单质。
③常温下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表：
金属离子
开始沉淀的pH 7.6 2.7 4.8 4.5沉淀完全的pH 9.6 3.7 6.4 5.5
回答下列问题：
(1)基态 的3d电子轨道表示式为 。“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。
(2)“氧化浸取”过程中，需要控制温度不超过40℃的原因是 ， 发生反应的化学方程式为
。
(3)已知 ， 中 的配位数为 ，配体
的空间结构为 。
(4)“氧化”过程发生反应的离子方程式为 。
(5)取1.0g制得的 产品，加入足量稀硫酸和 稀溶液，发生反应
，完全反应后再用0.1000 的 标准溶液滴定生成的 ，当
溶液紫红色恰好褪去时，消耗23.50mL 标准溶液，则产品的纯度为 %。
(6)我国科学家对新型二维半导体芯片材料—— 的研究取得了突破性进展。 的晶胞结构中
的位置如图所示(略去 、 )，已知晶胞为竖直的长方体，高为bpm，晶体密度为 。设
为阿伏加德罗常数的值，则晶胞底边边长 (填含b、 、 的计算式，不必化简)。
9．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）残渣油中含有大量的有机物，还含有少量金属元素Mo、
V、Ni、Fe的硫化物，其中Mo、V的含量最高，回收价值最大。但因油的粘度较大，增大了回收的难度，
工业生产中从残渣油里回收V、Mo的工艺流程如图所示。
已知：① 微溶于冷水、乙醉、乙醚，能溶于热水：
②“除杂”步骤后的 、 以 利 离子的形式存在；
③钒在不同 、不同浓度下的存在形态如图，其中 可简写成 。回答下列问题：
(1)已知 和 是同族相邻元素，写出Mo的外围电子轨道表示式 。
(2)脱油残渣空气焙烧的目的是 。
(3)“焙烧1”时生成的气体成分是 。
(4)用碳酸钠溶液除杂，调节 值范围为 。
(5)“沉钒”时，发现随着温度升高，沉钒率反而下降，推测可能的原因是 。
(6)在“焙烧2”制备 的操作中，若采取真空干燥焙烧，副产物经处理后可投入使用的流程步骤是
；若在空气中焙烧，可生成一种无毒气体，该反应的化学方程式为 。
10．（2023·辽宁阜新·校联考模拟预测）综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓 、铁酸锌 ，
还含少量Fe及一些难溶于酸的物质]获得金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(
)，部分工艺流程如图。
已知：① 在酸性条件下不稳定，易转化为 ；常温下，“浸出液”中金属离子的浓度、完全沉淀
的pH及对应浓度下开始沉淀的pH见表。
金属离子浓度 1.5
完全沉淀的pH
8.34 3.2 8.2 5.3
(当离子浓度)
开始沉淀的pH 7.34 2.4 5.8 3.8
②金属离子在该工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表。
金属离子
萃取率/% 0 99 0 97~98.5
③在电解过程中，电位为正表现出氧化性，电位为负表现出还原性。以Ga的电位为参照，Fe、Cu的电位
为正，Zn的电位为负；以 的电位为参照， 、 的电位为正， 的电位为负。
④已知：“水层”中只含有一种金属阳离子。
回答下列问题：
(1)基态铁原子的价层电子排布式为 ；“转化1”中加入 的作用是 。
(2)“转化2”中加入的固体X为 (填化学式)；Ga与Al同主族，化学性质相似，“反萃取”过程
中发生反应的离子方程式为 。
(3)“电解”过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。若将某工业粗镓(含少量Zn、Fe、Cu杂质)
进行电解精炼制高纯镓，精炼时，以粗镓为阳极，以 溶液为电解液，阴极的电极材料为 (填
名称)，阳极泥中含有的金属有 (填化学式)。
(4)利用上述流程综合利用炼锌矿渣可获得的金属盐除镓盐、钠盐外、还有 、 (填
化学式)。
(5)采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制备的 ，晶胞如图1，可看作金刚石晶胞内部的碳原
子被Ga原子取代。
①设晶胞边长为 ， 为阿伏加德罗常数的值，则 晶体的密度为 (填含a和 的表达
式) 。
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，若沿z轴投影的
晶胞中所有原子分布如图2，则3号原子的分数坐标为 。
