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专题41 工艺流程
（建议完成时间：45 分钟 实际完成时间：_______分钟）
1．（2023·陕西渭南·统考模拟预测）铍及其化合物用途广泛，以绿柱石(主要组成是
，
还含少量铁元素)和方解石(主要成分是
)为原料生产铍的工艺流程如图所示：
已知：铝铵矾
在不同温度下的溶解度如下表：
温度/℃
0
10
20
30
40
60
溶解度/g
2.10
5.00
7.74
10.9
14.9
26.7
回答下列问题：
(1)绿柱石中Be 元素的化合价为 。“熔炼”中生成气体的电子式为 。
(2)滤渣1 中除
及难溶性硅酸盐外，还含有 (填化学式)；“转化”后，要得到铝铵矾晶体，在中学实
验室中可采取的操作是 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)加
时，溶液中发生反应的离子方程式是 。
(4)“沉铍”时，若选用氢氧化钠溶液可能造成的影响是 ，所得母液中的主要溶质可返回到 工序循环利
用。
(5)“沉铍”时加入氨水调节pH 至7.5，列式并计算说明此时溶液中的铍离子是否沉淀完全 。(已知：该条
件下，
；离子浓度
时，可认为离子沉淀完全)
(6)无水
可用作聚合反应的催化剂。
、
与足量C 在600~800℃制备
的化学方程式为 。
2．（2023·福建泉州·福建省永春第一中学校考模拟预测）工厂的含砷废水必须经过一定的处理。 某厂用
某含砷废水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Cu2+、Bi2+ )提取三氧化二砷(俗称砒霜，分子式：As2O3)的流
程如图：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8 ×10-39，Ksp[Cu(OH)2]=2.2 ×10-22，Ksp [Bi(OH)3]=4.4 ×10-31。
回答下列问题：
(1)滤渣a 的成分是
(写化学式)。
1
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(2)“沉淀”时，CuSO4溶液必须过量的原因是
。
(3)写出“还原”时Cu(AsO2)2与H2O、SO2发生反应的化学方程式：
。
(4)红色还原渣(不溶于水)“氧化”时反应的离子方程式为
。
(5)“沉砷”后废水中残留的砷可用PFS(聚铁)进一步去除，用石灰乳调节废水的pH 值，通入空气，PFS 用
量[以
表示]、终点pH 值与砷去除率的关系如图所示。PFS 除砷的最佳条件是
。
(6)当废水中砷质量浓度为5.0g·L-1时，若实验取75 L 含砷废水，制得475.2 gAs2O3，则As 元素的回收率为
。
(7)已知I2 + AsO
+2OH- ⇌2I-+AsO
+H2O。为验证该反应具有可逆性，将等物质的量浓度的碘水与
Na3AsO3溶液按体积比为V1：V2的比例混合(另加入适量的碱)。当V1 V2 (填“>”或“<”) 时，只需加
入
(填试剂名称)就可以确定该反应具有可逆性。上述反应显示：AsO
能在碱性溶液中被I2氧化成
AsO
，而H3AsO4又能在酸性溶液中被I-还原成H3AsO3，这表明
。
3．（2023·全国·校联考一模）在照相底片的定影过程中，未曝光的溴化银(AgBr)常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)
溶解。从废定影液{主要含有[Ag(S2O3)2]3-、Br-等}中回收Ag 并制取催化剂PdAg@Cu2O 的流程如图所示：
已知：①
的结构如图所示：
；
②
。
请回答下列问题：
(1)写出Na2S2O3溶液溶解AgBr 生成
的离子方程式：
，该反应的化学平衡常数为
。
(2)在
配合反应中，作配位原子的不可能是
(填字母)。
2
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a．
中的中心S 原子 b．
中的端基S 原子
(3)向滤液1 中通入足量氯气后，通过一系列操作可分离出Br2。通入足量氯气后，Cl2发生的氧化还原反应
主要有
、
、
。
(4)“酸溶”过程中产生的有害气体是
(填化学式)，实验室消除该有害气体的方法为
。
(5)操作
的目的是
。
(6)在制备PdAg@Cu2O 的反应中，NH2OH 被氧化成无污染物(N2)，若获得0.5molPdAg@Cu2O，理论上至少
需要NH2OH
g。
4．（2023·河北唐山·统考模拟预测）一种用方铅矿(PbS，含少量FeS)和软锰矿(MnO2，含少量铁、锌的氧
化物)联合制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下：
已知：(1)PbCl2难溶于冷水，易溶于热水；
(2)25℃时，部分难溶物的Ksp
物质
FeS
ZnS
MnS
PbS
PbCl2
PbSO4
Ksp
6.0×10-18
1.2×10-23
2×10-13
8×10-28
1.6×10-5
1.6×10-8
回答下列问题：
(1)“浸取”中，加入饱和NaCl 溶液的作用是
。
(2)滤液X 中的金属阳离子主要有Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+。加入Na2S 调pH 时，杂质离子的沉淀顺序是
。
(3)“转化”环节中，当溶液中
时，c(Cl-)=
mol/L。流程中，可循环利用的物质
是
(填化学式)。
(4)pH=8.5 时，反应温度对Mn3O4的纯度和产率影响如图所示：
3
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①写出生成Mn3O4的离子方程式
。
②温度高于50℃，Mn3O4产率下降的主要原因是
。
(5)已知中心离子或原子上含有未成对电子的物质均有顺磁性。研究表明，Mn3O4的结构可表示为如图所示，
则Mn3O4的简单氧化物形式可写作
，Mn3O4
(填“有”或“无”)顺磁性。
5．（2023·黑龙江大庆·统考一模）高铁酸钾
是新型多功能水处理剂，其生产工艺如图所示：
已知：①
与
溶液反应的产物与反应温度有关，温度较低时产物为
和
；温度较
高时产物为
和
。
②同一条件下，溶液的碱性越强，高铁酸盐的稳定性越高。
回答下列问题：
(1)写出
与
溶液在较高温度下反应的离子方程式：
。
(2)向“溶液Ⅰ”中加入
固体起到的作用有降低
的溶解度、
、
；
(3)
晶胞结构如图，设晶胞边长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值，则距离最近的
间的距离为
，该晶体的密度为
。(列出计算式)
4
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(4)配制
溶液时，将
固体溶解在
水中(水的密度近似为
)，所得溶液的密度为
，则该溶液的物质的量浓度为
。(保留3 位有效数字)
(5)步骤③发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比n(氧化剂)∶n(还原剂)
。对“湿产品”进行
“洗涤、干燥”时，洗涤剂最好选用
(填标号)溶液和异丙醇。
A．
B．
C．
6．（2023·黑龙江大庆·统考二模）水滑石具有特殊的层状结构，在催化、吸附等方面用途广泛，是一类极
具有研究潜质和使用价值的新材料。共沉淀法制备镁铝水滑石的工业生产流程如图所示。
请回答以下问题：
(1)基态镁原子的核外电子排布式为
。
(2)A1(NO3)3力受热易分解，在实验室中需低温密封保存，Al(NO3)3在一定温度下分解的产物有氧化铝和物
质的量之比为4：1 的两种气体，其中一种气体是单质，则该化学反应方程式为
；反应釜中，Na2CO3
与Al(NO3)3在溶液中发生反应的离子方程式为
。
(3)陈化是沉淀反应完毕后，将初生的沉淀与母液一起放置一段时间，此过程中随着小晶粒的溶解，被吸附、
吸留和包藏在沉淀内部的杂质重新进入溶液，可提高沉淀的纯度。已知：
，
，则Na2CO3与Mg(NO3)2在溶液中反应生成沉淀的主要成分为
(填化学式)。
(4)检验洗涤液中是否含有钠离子的方法是
。
(5)控制烘干温度为100℃，不能高于此温度的原因是
。
(6)按上述流程用一定配比的原料制得某水滑石组成为
，其中a、b、c、d 为正整数。
取53g 样品，用2L1mol·L-1的盐酸使其完全溶解，生成2.24LCO2(已折算为标准状况)，此时向溶液中滴加
1mol·L-1NaOH 溶液，加入NaOH 溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图，通过计算确定该水滑石的化学式
5
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为
。
7．（2023·山西晋城·晋城市第一中学校校考模拟预测）
作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关
注。由菱锰矿(
，含有少量
、
、
、
等元素)制备
的流程如下：
已知：
，
，
。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为
。为提高溶矿速率，可采取的措施
(举1 例)。
(2)加入少量
的作用是
。
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液
，此时
；用石灰乳调节至
，除去
的金属离子是
。
(4)加入少量
溶液除去
，生成的沉淀有
。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为
。
(6)煅烧窑中，生成
反应的化学方程式是
。
8．（2023·四川南充·统考模拟预测）某催化剂主要含Ni、Ni(OH)2、NiS 及少量Zn、Fe、CuO、CaO、SiO2
等杂质，从中制备金属Ni 的工艺流程如下：
物质
NiS
ZnS
CuS
FeS
CaF2
(2
0℃)
回答下列问题：
6
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(1)为提高废镍催化剂的浸出速率，可采取的措施有 (答一条即可)。
(2)反应
的平衡常数K= 。滤渣1 的成分除CuS 外还有 。
(3)NaClO 氧化
为
的离子方程式为 。
(4)室温下用有机萃取剂HDEHP 萃取金属离子的萃取率随溶液pH 的变化如下左图。“萃取”时应调节溶
液pH 的最佳范围是 。
(5)若用Na2CO3溶液“沉镍”会产生
。为测定其组成，进行下列实验：称取干燥
沉淀样品3.41g，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如上图所示(300~480℃、500~750℃条件
下加热，收集到的气体产物均各只有一种，750℃以上残留固体为NiO)。则样品的化学式为 。
(6)“分解”时通N2的作用是 。
9．（2023·江西·校联考模拟预测）碲(Te)是重要的稀有元素，被誉为“现代高新技术材料的维生素”。一
种从碲化镉废料中(主要成分为CdTe、CdS、SiO2)回收Te 和Cd 的工艺流程如图所示。
已知：室温下，饱和H2S 溶液的浓度为0.01mol·L-1，Ka1=1.6×10-7，Ka2=6.25×10-15；Ksp(CdS)=1×10-26；Ksp
【Cd(OH)2】=5.3×10-15。
回答下列问题：
(1)“氧化浸出”时，温度控制在80℃的原因是
。“氧化浸出”过程中CdTe 反应的离子方程式为
，其他条件不变，该过程中双氧水与物料质量比对碲回收率的影响如图所示。质量比高于0.6 时，碲回收
率降低的原因是
。
7
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(2)“溶浸”过程中，若H2O2过量，将增加
(填化学式，下同)的用量。“浸渣”中含有的一种单质是
。
(3)“沉镉”需在酸性环境中进行的原因是
。Cd2+完全沉淀时，为防止H2S 气体逸出，溶液中c(H+)应
控制在
mol·L-1以下(离子浓度低于10-5mol·L-1视为完全沉淀)。
(4)已知：镉晶胞如图所示。晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。
两个Cd 之间最近距离为 pm，镉晶体密度为
g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
10．（2023·广西柳州·柳州高级中学校联考模拟预测）高纯氯化锰(MnCl2)在电子技术和精细化工领域有重
要应用。一种由粗锰粉(含磷酸盐、硅酸盐、铁、铅等)制备高纯氯化锰的工艺流程如图所示(部分操作和条
件略)。
已知：生成氢氧化物沉淀的pH：
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Mn(OH)2
Pb(OH)2
开始沉淀时
6.3
1.5
8.1
6.5
完全沉淀时
8.3
2.8
10.1
8.5
注：金属离子的起始浓度为0.1mol•L
1
﹣；当离子的浓度小于等于10
5
﹣mol•L
1
﹣时沉淀完全。
回答下列问题：
(1)将粗锰粉磨碎的目的是
。
(2)步骤1 和步骤2 除去了磷酸盐和硅酸盐。非金属性P Si(填写“大于”“小于”)，从原子结构角度
8
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解释非金属性不同的原因是
。
(3)所得滤液甲中的金属离子主要含有Mn2+、Fe2+和Pb2+等，且Pb2+不被H2O2氧化。加入H2O2目的是
。
(用离子方程式表示)。步骤4 加入MnCO3得到沉淀的主要成分是
。
(4)已知PbS 的Ksp=8×10
28
﹣，MnS 的Ksp=2×10
10.
﹣步骤5 的目的是除去Pb2+，反应的离子方程式是
，
为了保证Pb2+除尽，控制溶液中S2﹣浓度范围是
。(假设溶液中Mn2+、Pb2+的浓度是0.1mol•L
1
﹣)
(5)已知；氯化锰的溶解度随温度的变化如图。步骤6 的操作是
、
、过滤、洗涤、烘干。
9
