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专题10 工艺流程综合题
1．（2025·湖北省云学高中联盟·一模）下图是联合法生产纯碱的工艺流程，原料气CO2和NH3来自合成氨
厂，“碳酸化”发生的反应为
，“降温结晶”时可用液氨作制
冷剂。下列说法错误的是
A．“煅烧”产生的气体可以循环使用
B．母液I 通NH3的主要目的是增大
C．液氨制冷与液氨分子间氢键有关
D．母液II 用于吸氨可以提高NaCl 的利用率
2．（2025·湖北省圆创联盟联合测评·一模）碱式氯化铝[
，
]具有强吸附能力，可
作高效净水剂。工业上可利用铝土矿废渣(主要成分为Al、
、AlN，FeO、
，等)制备碱式氯
化铝，流程如下：
下列方程式书写错误的是
A．“水解”时发生的化学方程式：
B．“酸溶”时生成
的离子方程式：
C．“除杂”时发生的离子方程式：
D．“干燥”时发生的化学方程式：
3．（2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模）高纯硅是现代信息、半导体和太阳能光伏发电
等产业的基础材料。工业制备高纯硅的一种工艺流程如图所示。下列说法中正确的是
已知：①粗SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃)。
A．过程①中发生的反应有
B．自然界中存在大量的游离态的硅
C．过程②发生了化合反应，过程④发生了置换反应
D．过程③提纯的方法为蒸馏
4．（2025·湖北省武汉市·一模）氧化铍是一种重要的化工原料，可用于制造陶瓷、玻璃和有机反应催化
剂。工业上利用绿柱石(主要含有
，还含有
和
等杂质)制备氧化铍的工艺流
程如下图所示。
已知“熔炼”时发生反应：
。
回答下列问题：
（1）绿柱石无法直接酸浸溶解是由于其晶体结构具有特殊性。则“熔炼”时加入生石灰的目的是
。
（2）“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)。
（3）“滤渣2”的主要成分是
。检验其中是否含有
的操作：先将“滤渣2”加
水溶解，再滴加 ，若溶液不变红，则说明“滤渣2”中无
。
（4）“氧化除杂”中发生反应的离子方程式分别为 、 。
（5）在常温下，
完全沉淀时，溶液的
为
，则
。
（6）“沉铍”时不宜使用
溶液的理由是 (用离子方程式表示)。
（7）氯化铍在气态时存在二聚体分子
，其中
的杂化方式为
杂化，则二聚体分子的结构
为 。
5．（2025·湖北腾云联盟·一模）以辉铋矿(主要成分为
，含有
、
杂质)和软锰矿(主要成分为
)为原料制备超细氧化铋的工艺流程如下：
已知：
易与
形成
，
易发生水解，其反应的离子方程式为：
。
（1）Bi 元素位于第6 周期ⅤA 族，其价电子轨道表示式为 。
（2）为提高酸浸时金属元素的浸出率，除适当增加浓盐酸用量、适当升高酸浸温度外，还可采取的措
施有 。
（3）滤渣的主要成分的晶体类型为 。
（4）“联合焙烧”时，
和
在空气中反应生成
和
。该反应的化学方程式为
。
（5）
能被有机萃取剂(TBP)苯取，其萃取原理可表示为：
(水层)
(有机层)
(有机层)
(水层)。“萃取”时需向溶液中加入
固体调节
浓度，萃取率随
变化关系如下左图所示。
最佳为
的可能原因是 。
（6）“沉淀反萃取”时生成草酸铋[
]晶体。为得到含
较少的草酸铋晶体，“萃
取”后有机相与草酸溶液的混合方式为边搅拌边将 (填标号)。
A．有机相溶液滴到草酸溶 B．草酸溶液滴到有机相溶液
（7）
(相对分子质量为
)的立方晶胞结构如图所示(棱长为
)，晶胞密度为
(用含a、
、
的代数式表示；
为阿伏加德罗常数的值)。
（6）为使萃取充分，萃取时边搅拌边将有机相溶液滴加到草酸溶液中，答案选A；
（7）根据“均摊法”，晶胞中含
个Bi、6 个0，则晶体化学式为
，密度为
6．（2025·湖北省云学高中联盟·一模）以精铋生产过程中产生的氯化铅渣(含PbCl2、CuCl2及AgCl)为原料
回收铜、银、铅的工艺流程如下。已知，
，
，
。
回答下列问题：
（1）82Pb 在周期表中的位置是第 周期，第 族。
（2）“浸出1”控温75℃的加热方式为 ，此步骤中PbCl2发生的化学反应方程式为
。
（3）若在“浸出1”过程中，
浓度控制为0.1 mol/L，请通过计算说明此过程中是否有Ag2SO4生
成： 。
（4）下图是温度对“浸出2”所得浸出渣中银含量的影响，反应时间均为1.5 h，50～70℃浸出渣中银含
量呈现上升趋势的原因是 。
（5）从“滤液”中获得NaCl 固体，实验室操作中需要用到的仪器有 (填标号)。
（6）水合肼(
)还原“浸出液2”得到银粉的过程中有N2生成，则反应的离子方程式为
。
7．（2025·湖北省圆创联盟联合测评·一模）铅渣选铁尾矿(主要含有FeSbS、
、Cu 和CuO)中回收锑和
铜对缓解有色金属资源紧缺状况及保护环境均具有重要意义，相关工艺流程如下。
已知：
①
②相关物质的溶度积常数
如下表：
（1）
的价电子排布式为 。
（2）“氧化酸浸”中Cu 参与反应的化学方程式为 。
（3）若测得“滤液1”中
，则“沉锑”过程中调节的pH 范围是 (当
溶液中离子浓度小于
时，可认为完全沉淀。且
)。
（4）“沉铜”时，
需加适量的原因是 。
（5）该过程中可循环利用的物质是 。
（6）“氧化酸浸”常加入酒石酸(
)，可与
和
形成稳定的配离子。酒石酸分子
中有 个手性碳原子，酒石酸分子 (填“一定”或“不一定”)是手性分子。
8．（2025·湖北省武汉市江岸区·一模）工业废渣的回收循环利用是我国环境保护和可持续发展战略的要
求。某工厂以工业废渣(主要成分为Ni、Co 硫化物，还含铁、钙、镁、铜的氧化物等杂质)为原料，从
其中回收利用钴、镍、铜的工艺流程如下：
已知：a．
、
b．P507 是广泛应用于矿物分离提纯中的一种萃取剂
c．萃取剂HA 萃取金属离子
的过程为：
回答下列问题：
（1）Cu 属于 区元素，其基态原子的价电子排布式为 。
（2）请写出反萃取得到硫酸铜溶液的化学方程式： 。
（3）根据下列实验数据，浸出时从经济环保的角度选择的温度条件和时间分别是 。
（4）在“综合除铁”中，加入双氧水后的离子反应方程式为 ，铁元素最终以黄钠铁矾[
]沉淀的方式被除去，请写出该反应的离子方程式 。
（5）除钙镁过程中，需要控制体系的pH 在一定范围内，原因是 。
（6）假设现有沉铁后溶液
，其中
，若要使钙镁离子完全沉淀(离子浓度
小于
)，至少需要投入
固体的物质的量为 mol。(忽略溶液体积变化和氟离
子水解以及其他离子的影响，保留小数点后三位)
9．（2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模）由铝土矿生产氧化铝的过程中产生的废渣(赤
泥)中含有Al2O3、Fe2O3、TiO2和微量的稀土元素化合物。可以通过下列工艺将各金数元素回收利用。
I．Al 和Fe 的回收
（1）焦炭的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
（2）写出煅烧时生成NaAlO2的化学方程式 。
Ⅱ．萃取法回收Ti 和稀土元素
已知：
①萃取剂HA 是一种有机弱酸，易溶于有机溶剂，水溶液中能发生电离
；
②
可以与钛、铁和稀土金属等元素的离子络合，形成易溶于有机溶剂的配合物。
（3）⑥的实验操作名称是 。
（4）HA 对钛和铁的萃取率(进入有机相的离子占投料离子的质量分数)随pH 变化如下图。
i．结合上图说明⑤通入SO2目的是 。
ii．pH<1 时，HA 对钛的提取率明显降低，结合平衡移动原理解释原因 。
iii．提取过程中控制溶液的最佳pH 约为 。
（5）写出⑦中有机相中的TiOA2转化成水相中TiO(OH)2沉淀的离子方程式 (已知酸性
)。
（6）该流程中稀土元素可在 中富集。(填“水相”或“煤焦油相”)
10．（2025·湖北省腾云联盟·一模）钛白粉
是一种重要的工业原料，可作白色颜料和增白剂。一种
以钛铁矿(主要成分是
，含有少量的CaO、
等杂质)为原料生产制备
的工艺流
程如下：
回答下列问题：
（1）基态Ti 的核外价电子排布式为 。
（2）“酸浸”是用硫酸在加热下“溶煮”钛铁矿，“滤液1”中Ti 的存在形式为
，则“酸浸”
中
发生反应的离子方程式为 。由图可知，当浸出率为70%时，所采用的实验条件
为 。
（3）绿矾是
，则“还原”加入过量铁屑的目的是 。
（4）“水解”过程中适当稀释并加热的目的是 。
（5）钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用Mg 与
反应制备金属钛。下列金属冶炼方法
与Mg 冶炼Ti 的方法相似的是___________。
A．高炉炼铁
B．电解熔融NaCl 制钠
C．铝热反应制锰D．
分解制
银
（6）
转化为
有以下两种方法。在
时反应的热化学方程式如下：
①
②
请分析方法②加入C(s)的目的是 。
11．（2025·湖北省十一校·一模）工业上常用软锰矿(主要成分为
，含少量
)和
合成电极材料
并回收净水剂明矾，其工艺流程如图所示。
已知：①
在酸性条件下比较稳定，
高于5.5 时易被
氧化；
②当溶液中某离子浓度
时，可认为该离子沉淀完全；常温下，几种沉淀的
如下表所示：
回答下列问题：
（1）
在元素周期表中的位置为： 。
（2）“酸浸”时，软锰矿中的成分与
反应的离子方程式：① ；② 。
（3）加入
“调
”时，调节
的范围为
的原因是： 。
（4）已知滤渣Ⅲ”主要成分为
，则“氧化”操作中主反应的离子方程式为 。
（5）为节能减排，整个工艺过程中可循环使用的物质为 。
（6）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤即可得到明矾
，洗涤时若用乙醇洗涤的目
的是 。(写两点)
12．（2025·湖北省部分高中协作体·一模）白炭黑(SiO2·H2O)广泛应用于橡胶、涂料、印刷等行业，可用蛇
纹石[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8]来制取，其主要工艺流程如图所示：
（1）蛇纹石用氧化物形式可表示为 。
（2）碱浸时，为提高其中硅酸盐的浸取率，除采用合适的液固比和循环浸取外，还可采用的方法：
① ；② (任举两种)。
（3）过滤1 得到的滤液的主要成分是 。
（4）滤液与盐酸反应的离子方程式为 。
（5）洗涤时，如何证明产品已洗涤干净？ 。
（5）可以检验是否存在氯离子来检验是否洗涤干净，具体方法是：取少许最后一次洗涤液，滴入2～
3 滴硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，证明已经洗涤干净。
13．（2025·湖北省部分高中协作体·一模）某废钒渣(主要成分为V2O3，含有少量Al2O3、CaO)为原料生产
V2O5的工艺流程如图：
已知：钒酸(H3VO4)是强酸，NH4VO3难溶于水；+5 价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH 的关系如
表：
pH
4～6
6～8
8～10
10～12
主要离子
VO
VO
V2O
VO
（1）向钒渣中加入生石灰焙烧，将V2O3转化为Ca(VO3)2的化学方程式为 。
（2）已知Ca(VO3)2难溶于水，可溶于盐酸。若“酸浸”时溶液的pH=4，则Ca(VO3)2溶于盐酸的离子
方程式为 。
（3）已知加入石灰乳后生成Ca3(VO4)2沉淀，则加入石灰乳的作用是 。
（4）反应Ca3(VO4)2(s)+3CO
(aq)
2VO
⇌
(aq)+3CaCO3(s)的平衡常数为 (用含m、n 的代数式
表示)，已知：Ksp(CaCO3)=m，Ksp[Ca3(VO4)2]=n。
（5）沉钒2 过程中加入氯化铵溶液，控制溶液的pH=7.5，当pH>8 时，NH4VO3的产量明显降低，原
因是 。
14．（2025·湖北省T8 联盟·一模）镍的氧化物M 是蓄电池材料。某小组用含镍废料(成分为NiO、Ni2O3、
FeO、MgO 和SiO2等)制备M 的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
（1）固体2 的主要成分是 (填化学式)。提高“酸浸”速率宜采用的措施有 (答两条)。
（2）“酸浸”中有无色无味且有助燃性的气体产生，该过程中发生反应的离子方程式为 。
（3）已知：
，
。若浸出液中
，当离子
浓度
时认为已完全沉淀。用Na2CO3调节pH 范围为 。
（4）“系列操作”包括蒸发浓缩、 、过滤、乙醇洗涤、干燥。用乙醇洗涤的目的是
。
（5）灼烧NiSO4•7H2O 时，剩余固体的质量与温度的变化关系如图1 所示。
写出B→C 的化学方程式： 。
（6）Nb 和Ni 组成合金，晶胞如图2 所示。设
为阿伏加德罗常数的值。该晶胞密度为
(只列计算式)。
15．（2025·湖北省“宜荆荆恩”·一模）废旧动力电池回收具有重要的意义。某研究小组设计的一种利用
废旧磷酸铁锂电池正极材料(含LiFePO4、导电炭黑、铝箔)回收金属化合物的流程如图：
查阅资料：
LiFePO
①
4难溶于水和碱性溶液，可溶于酸性溶液。
②碳酸锂的溶解度曲线如图所示。
回答下列问题：
（1）一种处于激发态1s12s12p1的锂原子，其电子在回到基态的过程中，最多可以发出 种不同
波长的光。
（2）在“碱浸”时，为加快浸出速率，下列措施不可行的是 (填标号)。
a.适当提高浸出温度 b.增大废料的颗粒 c.适当提高氢氧化钠的浓度
（3）向滤液1 中通入过量CO2时反应的离子方程式为 。
（4）在“酸浸”时，温度不宜过高，其原因是 ；每释放4molLi+，至少需要消耗H2O2
mol。
（5）向滤液3 中加入饱和NaHCO3溶液时，溶液变浑浊并伴有气泡冒出，主要反应的化学方程式为
。
（6）“一系列操作”具体包括水浴加热、 、洗涤、干燥。
（7）另一研究小组通过如下方法测定废旧磷酸铁锂电池正极材料的含铁量：取mg 样品，用硫酸充分
溶解、过滤、洗涤，将滤液和洗涤液合并后配成250mL 溶液。取50.00mL 该溶液与适量还原剂反应，
将Fe3+恰好完全还原为Fe2+，滴加指示剂，用0.01mol•L-1K2Cr2O7标准溶液滴定，三次滴定平均消耗
VmLK2Cr2O7标准溶液。样品中铁的质量分数为 %。
