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猜押 工艺流程综合题
猜押考点
考情分析
押题依据
制备类化工流
程综合题
化学工艺流程综合题是高考化学
中的一类综合性大题，通常以工
业生产或实验室制备为背景，考
查学生对化学原理、反应条件、
物质分离与提纯、环境保护等知
识的综合运用能力。题目往往涉
及多个化学反应步骤，要求学生
分析流程、书写方程式、计算产
率或纯度，并提出优化建议。
高频考点：化学反应方程式的书
写、物质分离与提纯方法（如过
滤、结晶、蒸馏）、反应条件的
控制（温度、压强、催化剂）。
中频考点：循环利用原料、副产
物的处理、能量利用（如热交
换）、环境保护（如废气处
理）。
高考命题趋势
注重实际应用：高考命题越来越注
重化学知识在工业生产或实验室制
备中的实际应用。
综合性强：题目常结合多个知识
点，如化学反应、物质分离、环境
保护等。
创新性高：近年来出现了一些结合
绿色化学、资源循环利用的创新题
型。
押题方向
热点材料：锂离子电池、稀土材料
等热点材料的提取与回收工艺。
经典工艺：硫酸、硝酸、氨的合成
等经典化工流程。
环境保护：结合“碳中和”“碳达
峰”等政策，考查废气、废水的处
理。
实验与生产结合：以实验室制备为
背景，考查物质分离与提纯方法。
除杂提纯类化
工流程综合题
化学基本原理
类化工流程综
合题
图表信息类化
工流程综合题
押题一 制备类化工流程综合题
1．工业上以铬铁矿（
含有少量
和
等杂质）为主要原料制备
的工艺流程如下图。
已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以
存在，在碱性介质中以
存在。
②煅烧的目的是将
转化为
。
③室温下，
1
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(1)
元素位于元素周期表第 周期，第 族。
(2)“煅烧”时
参与反应的化学方程式为 。
(3)“滤渣1”的主要成分为 。
(4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为 ，加入硫酸也能达到“酸化”目的，选择
的优
点是 。
(5)室温下“中和”：
。控制
，可保证
恰好沉
淀完全（溶液中浓度为
）。
(6)分光光度法是一种基于物质对光的选择性吸收而建立的常见定性定量分析方法。用分光光度法测产品的
纯度时（
溶液的吸光度与其浓度成正比），测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制
待测液时少加了一种试剂，该试剂可以是__________（填字母）。
A．硫酸
B．氢碘酸
C．硝酸钾
D．氢氧化钾
2．镍、钴及其化合物在工业上有广泛的应用。以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、
、CoO、
BaO 和
)为原料制备
和
的工艺流程如下。
回答下列问题：
(1)基态Co 原子的价层电子的轨道表示式为 。
(2)“滤渣Ⅰ”主要成分是 (填化学式)。
(3)“调pH”过程中生成黄钠铁钒沉淀，该反应的离子方程式为 。
(4)①“萃取”时需充分振荡，目的是 。
②“萃取”和“反萃取”可简单表示为：
。在萃取过程中加入适量氨水，其作
用是 。
2
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(5)常温下，
，若起始时
，“沉钴”过程中应控制
。
(6)
在空气中能受热分解，测得剩余固体的质量与起始
的质量的比值(剩余固体的质量分数)随
温度变化曲线如图所示。
将
固体置于热解装置中，通入空气流，在 ℃(填范围)煅烧至恒重即可得到
。(已
知
的摩尔质量为119g/mol，
的摩尔质量为241g/mol)
3．锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)是原子序数依次增大的第六周期第Ⅷ族元素，锇、铱不溶于一般的强酸中，甚至
不溶于王水。利用锇铱矿(主要成分为天然锇铱合金及Os2O3、IrO2)冶炼锇铱的工艺流程如下所示。回答下
列问题：
(1)锇铱矿冶炼最大的困难就是“熔矿”，写出一种能促进“熔矿”的措施： ；“熔矿”时Os2O3发
生反应的化学方程式为 。
(2)“酸溶”得到的溶液的主要溶质是 。
(3)加入NaOH 溶液“吸收”OsO4产生Na2OsO4的同时得到一种单质，该反应的离子方程式为 ，可使
所得单质在“ ”操作中循环使用。
3
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(4)得到铱粉过程中，需向含铱溶液中加入Na2S 溶液，除去Ru、Pt 等元素，同时加入一定量盐酸调节溶液
pH，但pH 不宜过低的原因是 。
(5)IrO2的晶胞如图所示，M 代表 (填“Ir”或“O”)；若M 点的坐标为(0，0，0)，N 点的坐标为(0.19，
0.19，0.5)，则P 点坐标为 。
4．磁选后的炼铁高钛炉渣中的主要成分有
以及Fe2O3.为节约和充分利用资源，
利用如图流程制备TiO2·xH2O 并回收铝、镁等。
已知：①“酸溶”后钛主要以
形式存在；
②25℃时，
、
、
；
③“水浸”后，
浓度近似相等。
(1)关于高钛炉渣的焙烧，以下说法正确的是 （填字母）。
a．增加
固体，焙烧速率增大 b．粉碎高钛炉渣，焙烧效率提高
c．及时分离
，焙烧速率增大 d．适当搅拌，焙烧效率降低
(2)“焙烧”时，生成的氨气属于 （填“强电解质”“弱电解质”或“非电解质”），同时生成
的化学方程式为 。
(3)“酸溶”后“滤液”中的溶质为 （填化学式），“滤液”煮沸后所得的溶液经处理可用于
4
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阶段循环利用，“煮沸”时发生的离子方程式为 。
(4)“分步沉淀”依次得到 （填化学式），其中Al3+与氨水反应的离子方程式为 ，设计
实验方案，证明“分步沉淀”时Fe3+已完全沉淀： 。
5．稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为
、
、
和
)综合提取钒、钛，并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下图所示：
已知：①“加压焙烧”过程中存在反应
，生成的
会对钒钛磁铁矿精矿“二
次氯化”；
②“酸浸”所得溶液中钒、钛以
、
形式存在。
回答下列问题：
(1)基态钛原子的价电子排布式为 ；已知
，中Fe 为＋2 价，则V 的化合价为
。
(2)“加压焙烧”中
经“二次氯化”转化为
和
的化学方程式为 。
(3)“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。
(4)已知
，“沉钛”时，为使
沉淀完全
，需要调节溶液
的pH 不低于 ；该过程中，加入适量铁粉的目的为 。
(5)“氧化”时，
的使用量远大于理论计算量，可能的原因为 。
(6)“萃取”时，
先转化为
，再与萃取剂
结合，其过程可表示为：
，据此分析“反萃取”过程中加入
溶液的作用为
。
(7)“沉铁”时，生成黄铵铁矾的离子方程式为 。
5
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押题二 除杂提纯类化工流程综合题
6．废旧钴酸锂电池负极材料含碳单质，正极材料主要成分为LiCoO2、并含少量Ni、Cu、Fe 等金属元素，
未经处理随意丢弃容易导致污染，回收利用可以变废为宝。一种利用废旧锂离子电池正极材料回收锂和钴
的工艺流程如下：
已知：①Co3+具有强氧化性，能将水中的
氧化成
；
②常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的相关
见下表：
离子
Co2+
Ni2+
Fe2+
Fe3+
Cu2+
开始沉淀时的pH
6.7
6.8
6.2
1.9
4.4
沉淀完全时的pH
9.3
8.8
8.3
3.3
6.5
（1）某激发态Li 原子的电子排布式为1s12s12p1，该原子最高能级的电子可能有 种运动状态，该原
子的电子排布违背了 。
A．能量最低原理 B．泡利不相容原理 C．洪特规则
（2）酸浸过程中，
的作用是 。废旧电池“放电处理”有利于该工艺
的回收，其原因是
。
（3）加入适量
溶液后测得溶液
为1.8，用离子方程式表示加入
溶液的作用 。化
合物M 的作用是调节
，应将
调节到 的范围内。
（4）
水相加入
溶液后，过滤得到
固体，滤液中溶质可做化工原料，写出该原料
的一种用途 。
7．钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有ZnO、PbO、CuO、FeO、
、CoO、
6
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MnO。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
已知：以氢氧化物形式沉淀时，
和溶液pH 的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)“酸浸”步骤中，
发生反应的化学方程式是 。
(2)
在水溶液中的电离方程式 。
(3)“沉锰”步骤中
的作用 ，反应一般控制在60℃左右效率最高，原因 。
(4)“沉锰”步骤中，生成1.0mol
，消耗的
物质的量为 。
(5)“沉钴”步骤中，控制溶液pH 在5 左右，加入适量的
氧化
，其反应的离子方程式为 。
(6)根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。
8．以Al2O3为载体的钯催化剂常用于石化行业加氢催化裂化过程中，工业上以失活后的废Pd-Al2O3催化剂
(主要含有机物、活性炭、Pd、Al2O3，还有少量PdO、SiO2)为原料制备氯化钯的流程如下：
已知：PdO 性质稳定，难溶于水、盐酸。
(1)“焙烧”的目的主要是将 、 氧化为气态物质除去。
7
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(2)温度、固液比对浸取率的影响如图，则“氯化浸取”的最佳条件为 、 。
(3)“氯化浸出”时，若盐酸浓度过高，可能发生的副反应离子方程式为 。
(4)滤渣1 为 、 。已知
，若要使溶液中
不高于
，则应加
入氨水使pH 不低于 。
(5)就“沉钯”中获得的
进行“热分解”，生成的气体可返回 (填字母)工序继续使用。
A．焙烧 B．氯化浸出 C．转化、除杂
(6)工业上也可用
还原
制取海绵Pd，且对环境友好，该反应的化学方程式为
。
9．我国自2024 年10 月1 日起开始施行《稀土管理条例》，稀土（RE）包括钪（Sc）、钇（Y）和镧系共
17 种元素。一种从稀土矿（含Fe、Al、Mg 等元素）中分离稀土金属的工艺流程如下：
已知：①月桂酸和
均难溶于水。
②该工艺流程中稀土金属离子保持
价；
的
。
③
开始溶解时的pH 为9，有关金属离子沉淀的相关pH 见下表：
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2 7.
∼
8
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4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)
的基态电子排布式与 原子的基态电子排布式相同；稀土元素位于周期表中的 区（填标
号）。
A．s B．p C．d D．ds E．f
(2)“氧化”步骤的主要目的是转化
，发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉淀除杂”前调pH 的适宜范围是 ，滤渣的成分有 。
(4)“沉淀RE”后，滤液中
浓度为
。为确保滤饼中检测不到Mg 元素，滤液中
应
低于
。
(5)稀土元素La 的一种合金
是较好的储氢材料，贮氢后的合金用于制作镍氢二次电池，该电池的总反
应是
（碱性介质），写出其放电时负极的电极反应式：
。
10．锰酸锂
是锂电池的正极材料。以软锰矿粉(主要成分是
，含少量
等)为原料制备锰酸锂的流程如下：
常温下，几种难溶物质的溶度积数据如下表：
物质
请回答下列问题：
(1)“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)；提高“酸浸”速率的措施有： (举二例)。
(2)“氧化”时
发生反应的离子方程式为 。
9
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(3)调节
的目的是 ；已知此时
，则调节
的范围是 。
(4)“沉锰”后的滤液与碱加热处理后可返回 (填步骤名称)步骤循环利用。
(5)沉镁过程用到的
有多种晶胞结构，其中一种如下图所示，晶胞参数为
，
的配位数为 ，
晶胞密度为
(用
的代数式表示)。
押题三 化学基本原理类化工流程综合题
11．
是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁、锰等元素的化
合物杂质)为原料获得。操作步骤如图：
已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的
如表所示：
离子
开始沉淀时的
完全沉淀时的
6.3
9.7
2.2
3.2
6.4
8.4
根据要求回答下列问题
(1)向滤液中加入
固体是为了生成更难溶于水的硫化物沉淀而除去
等杂质，则除去
的离
子方程式为 。
10
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(2)调节滤液Ⅱ的
应控制在范围为 。
(3)检验滤液Ⅲ中杂质金属离子是否除尽最合理的试剂是 。
(4)滤液Ⅲ溶质的主要成分是
，加
过滤后得到
固体，再加适量稀硫酸溶解又生成
，这两步操作的目的是 。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用
氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的
。写出该反应的离子
方程式 。
(6)在废水处理中常用
将
转化为
除去，向含有
的废水中通入一定量的
气
体，调节溶液的
，当
时，
开始沉淀，则
[已知：
时，
的电离常数
]，
；
。
12．K2FeO4是一种新型绿色消毒剂，在碱性条件下稳定，在中性或酸性条件下不稳定。以K2FeO4为原料进
行如下转化(所加试剂均过量，不考虑溶液的挥发)：
(1)混合气体A 由两种单质组成，其成分为 。
(2)下列说法正确的是___________。
A．K2FeO4作净水剂不仅可以杀菌消毒，还可以除去水中悬浮颗粒物
B．K2FeO4中Fe 的价层轨道为全空结构，稳定性比Fe3+好
C．溶液B 中的阳离子为Fe3+、K+，阴离子主要为Cl-
D．溶液C 溶液呈碱性的原因是S2-的水解
(3)步骤Ⅱ的操作为：向足量Na2S 溶液中逐滴滴入少量溶液B，发现沉淀D 的主要成分为Fe2S3，从反应原理
角度说明Fe3+几乎未被还原的原因 。
(4)以Fe 为阳极电解KOH 浓溶液可制备K2FeO4，写出该过程中阳极的电极反应式 。
13．一种以废铜渣(主要是CuO，含有少量Fe2O3杂质)为原料制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的流程如下所示。
11
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(1)“酸浸”时，采取下列措施一定能提高铜元素浸出率的有___________(填序号)。
A．升高酸浸温度B．加快搅拌速度
C．缩短酸浸时间
D．粉碎废铜渣
(2)“除铁”时滤渣主要成分为 。(填化学式)
(3)“蒸氨”过程中生成CuO，写出该过程发生反应的化学方程式为： 。
(4)①制备碱式碳酸铜时，不采取向“除铁”后的溶液中直接加入NaHCO3溶液的原因是 。
②“沉铜”时发生反应的离子方程式为 。
③“沉铜”时也可以利用Na2CO3和NaHCO3的混合溶液，已知25℃时，碱式碳酸铜的饱和溶液pH 约为
8.5，溶液中H2CO3、
、
的分布系数δ 随pH 的变化如图所示。当恰好形成饱和碱式碳酸铜溶液时，
溶液中
。
(5)由含少量Fe3+的CuSO4溶液可制取CuSO4·H2O 晶体，请补充完整该制备过程的实验方案：向含有少量
Fe3+的CuSO4溶液中， 。(已知：Fe3+在
时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从CuSO4饱
和溶液中结晶出CuSO4·5H2O，CuSO4·5H2O 在80～120℃下干燥得到CuSO4·H2O。实验中需要使用CuO 粉末、
pH 计)
14．高纯氧化镁(MgO)具有优良的电绝缘性和高导热性，常用作绝缘材料填料、高温耐热材料。利用白云
石(主要成分为CaCO3•MgCO3，还含有少量SiO2、Fe2O3)采用“铵浸法”制备高纯氧化镁的流程如下图所示。
12
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已知：Ksp[Ca(OH)2]=4.7×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12。回答下列问题：
(1)“煅烧”时生成气体的反应方程式为 ，生成的气体可以返回到 工序中循环利用。
(2)“浸取”步骤中CaO 和MgO 的浸出率与
的关系如下表所示。
CaO 浸出率
(%)
98.4
98.8
98.9
99.1
MgO 浸出率
(%)
1.1
1.5
1.8
6.0
浸出率：某物质溶的量占初始量的百分比。
最不宜选用的
值为 ，判断理由为 。
(3)“消化”步骤中MgO 转化为Mg(OH)2.若“消化”过程中控制体系的pH 为10，此时体系中c(Mg2+)=
。
(4)“碳化”过程中若CO2的量不足导致的结果为 。
(5)“滤渣2”的主要成分有 (填化学式)。
(6)“热解”步骤发生反应的离子方程式为 。
15．镍是重要的战略储备金属，广泛用于国防、航空航天、能源领域。从红土镍矿中冶炼镍成为了研究热
点，红土镍矿主要含有NiO、SiO2、Fe2O3、Fe3O4等成分。一种碳还原-超声氨浸工艺流程如图所示：
13
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已知：氨性溶液由NH3•H2O、NH4HCO3配制；“还原焙烧”反应的产物为镍铁合金、硅酸钙。
回答下列问题：
(1)“气体A”为 (填名称)。
(2)“氨浸”时的温度为20℃，在此条件下超声浸出一小时，浸出率可达60%以上，选择该温度的原因是
。
(3)
经过“氨浸”后转化为含[Ni(NH3)4]2+的某酸式盐，写出“氨浸”中Ni 发生反应的离子方程式：
。
(4)“操作Ⅰ”中需使用的玻璃仪器为 。
(5)“系列操作”中包含高温热解碱式碳酸镍生成NiO，再通入H2制得Ni 单质。请写出“高温热解”的化学
方程式： ；若生产59 吨镍，理论上需要H2 kg。
(6)碱式碳酸镍受热过程中可能生成其它镍的氧化物，其中一种晶胞结构如下图所示，该氧化物的化学式为
，该晶胞的俯视图为 (填字母代号)。
A．
B．
C．
押题四 图表信息类化工流程综合题
16．铁红(
)是一种无机颜料，用于油漆、橡胶、建筑等的着色，用途广泛。用蛇纹石提镁后的废渣(主
要成分为
及
、
、CoO、
、
、
等杂质)为原料制备铁红，工艺流程如图。
14
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已知：相关金属元素的氢氧化物沉淀的pH 如表
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
2.3
7.5
3.5
7.2
4.0
完全沉淀的pH
3.2
9.5
4.6
9.1
6.7
回答下列问题：
(1)
的价电子轨道表示式为 。
(2)“浸渣”的主要成分为 。
(3)“还原”反应的离子方程式为 。
(4)“调pH”的范围为 。
(5)“滤液2”中主要的金属阳离子为 。“沉铁”反应的离子方程式为 。
(6)“煅烧”反应的化学方程式为 。
17．脱硝催化剂在燃煤电厂、钢铁、水泥、炼焦化学等领域得到广泛应用。一种干湿法结合回收废弃SCR
脱硝催化剂(主要成分为
、
和
)的工艺流程如下。
已知：
.
Ⅰ钠化焙烧过程生成难溶于水的
和易溶于水的
；沉钒过程生成的沉淀为
。
II.
为一种有机协同萃取剂，由
和TBP 组成。
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.“
Ⅲ逆流”指料液和萃取剂以相反的方向流动。
(1)实验室模拟“操作a”和“操作b”无需使用的仪器是_______(填标号)。
A．烧杯
B．漏斗
C．蒸馏烧瓶
D．玻璃棒
(2)“酸浸还原”的目的是将
还原为
，相关化学反应方程式为 。
(3)“酸浸还原”过程，反应温度和液固比对钒浸出率的影响如下图所示，综合考虑浸出效率及成本，应选
择的最佳温度和液固比分别为 和 。
(4)“焙烧”和“煅烧”过程产生的气体分别是 和 (填化学式)。
(5)回收V 和W 元素均采取了“逆流萃取”和“逆流反萃取”，“逆流”的优点是 。
(6)回收V 元素，加入
-TBP 萃取发生的化学反应为：
①
②
从平衡角度分析，TBP 的作用是 。向逆流萃取后的溶液中，加入
，进行逆流反萃取，发生的
总反应的化学方程式为 。
18．钴是重要的战略资源，但资源匮乏。一种从钴渣提钴的工业流程如下：
已知：
①钴渣成分为
，浸取液中含
等
②25℃时，部分物质的溶度积见下表：
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物质
③M5640 铜萃取剂是有机弱酸，其与
反应简化为
。
回答下列问题：
(1)“酸浸、还原”时，有 种元素的化合价会发生改变，为加快该步骤的反应速率，可采取的措
施是 (填写一种即可)。
(2)为回收铜，并使M5640 萃取剂实现再生，循环使用，可进行如下操作：
图中试剂X 的最佳选择是___________(填写序号)。
A．
溶液
B．
溶液
C．
溶液
D．
溶液
(3)“氧化”时，工业选择的氧化剂主要是氯酸钠或双氧水。
①若使用双氧水，实际用量总比理论用量要多，即使在较低温度下使用较稀的双氧水，在氧化过程中也会
产生较多的气体，其原因是 。
②若使用氯酸钾，氧化过程中不产生气体，但在后期当加入氯酸钾过量时，会产生一种有害气体，则产生
有害气体的离子方程式为 。
(4)“调pH”时生成滤渣的离子方程式为 。
(5)“电解沉积”时，电流效率(电解时，在电极上实际沉积的物质的量与按理论计算应析出的物质的量之比)
与溶液pH 的关系如图所示。
①“电解沉积”时，金属钴在 (填写“正”、“负”、“阴”、“阳”)极析出。
②试解释图中电流效率随溶液pH 增大而变化的原因：
时 ；
时 。
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19．工业上以铬铁矿(FeO·Cr2O3，含Al、Si 氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程
如图。回答下列问题：
(1)基态Cr 原子的价电子排布图为 ，同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr 相同的元素为
(填元素符号)。
(2)焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是 。
(3)焙烧的目的是将FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4和铁红，并将Al、Si 氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时
FeO·Cr2O3发生的化学方程式 。
(4)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c 与pH 的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-
5mol•L-1时，可认为已除尽。
①中和时pH 的理论范围为 ；
②中和时产生的滤渣是 ；
③酸化的目的是(写离子反应方程式) ；
④Fe 元素在 (填操作单元的名称)过程中除去。
(5)冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有 。
20．火法炼铅烟尘的主要成分为
及铜、锌、镉、砷的氧化物，回收处理炼铅烟尘可实现资源
再生。某工艺流程如图：
18
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已知：i．
易溶于水，热稳定性好；
ii．
。
(1)基态Pb 原子的价电子排布式为 。
(2)步骤①中浓硫酸可将
氧化成
，该化学反应方程式为 。
(3)滤渣I 成分有 (填化学式)。
(4)反应相同时间，步骤①浓硫酸活化中酸矿体积质量比和硫酸质量浓度对各元素浸出率的影响如图所示，
则最优的反应条件是酸矿体积质量比为 ，硫酸质量浓度为 。
(5)步骤③中饱和
溶液的作用是 。
(6)步骤④的操作为冷却、稀释，请从化学平衡移动原理分析这样操作的原因： 。
(7)步骤⑤中，当
浓度为
时，
为 。
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