考點(diǎn)33工業(yè)流程題解題策略

目錄

考情探究1

1.高考真題考點(diǎn)分布............................................................................1

2.命題規(guī)律及備考策略.........................................................................1

--2

考法01微型工業(yè)流程...........................................................................2

考法02綜合工業(yè)流程...........................................................................5

考情探究

1.高考真題考點(diǎn)分布

考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)分布

2024廣東卷、2024湖南卷、2024河北卷、2024遼寧卷、2024安徽卷、2024新課標(biāo)卷、

物質(zhì)分離和提2024全國甲卷、2023湖北卷、2023遼寧卷、2023廣東卷、2023浙江卷、2023新課標(biāo)

純類卷、

2022湖南卷、2022湖北卷、2022重慶卷、2022全國乙卷

2024北京卷、2024甘肅卷、2024浙江卷6月、2024江蘇卷、2024山東卷、2024湖北

卷、2024浙江卷、2023全國甲卷、2023全國乙卷、2023湖南卷、2023山東卷、2023北

物質(zhì)制備類京卷、2023浙江卷、2022福建卷、2022遼寧卷、2022廣東卷、2022北京卷、2022河北

卷、

2022全國甲卷

2.命題規(guī)律及備考策略

【命題規(guī)律】

高頻考點(diǎn)從近幾年全國高考試題來看，以化工流程或?qū)嶒?yàn)裝置圖為載體，考查物質(zhì)的制備、回收、分

離提純等仍是高考命題的熱點(diǎn)。

【備考策略】

1.審題策略

(1)看原料：明確化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的材料。

(2)看目的：把握題干中的“制備”或“提純”等關(guān)鍵詞，確定化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的。

(3)看箭頭：進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)；出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。

(4)看三線：主線主產(chǎn)品；分支副產(chǎn)品；回頭為循環(huán)。

(5)找信息：明確反應(yīng)條件控制和分離提純方法。

(6)關(guān)注所加物質(zhì)的可能作用：參與反應(yīng)、提供反應(yīng)氛圍、滿足定量要求。

2.解題方法

(1)粗讀題干，挖掘圖示，明確目的

圖示中一般會出現(xiàn)超出教材范圍的知識，但題目有提示或者問題中不涉及，關(guān)注題目的每一個(gè)關(guān)鍵字，盡

量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問什么推什么。通過閱讀明確生產(chǎn)目的，找到制備物質(zhì)

所需的原料及所含雜質(zhì)。

⑵攜帶問題，精讀信息

讀主干抓住關(guān)鍵字、詞；讀流程圖，重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(進(jìn)入與流出)、實(shí)驗(yàn)操作方法。

(3)看清問題，準(zhǔn)確規(guī)范作答

答題時(shí)要看清問題，不能答非所問，要注意語言表達(dá)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，答題時(shí)不具有“連帶效應(yīng)”，即前

一問未答出，不會影響后面答題。

【命題預(yù)測】

預(yù)計(jì)2025年高考會以新的工業(yè)流程情境為載體考查物質(zhì)的制備、分離、提純、回收等知識，重點(diǎn)考查

學(xué)生分析問題、解決問題的能力，題目難度一般較大。

考點(diǎn)梳理

考法01微型工業(yè)流程

化學(xué)工藝流程選擇題是近幾年高考的熱點(diǎn)，將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖的形式表

示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識設(shè)計(jì)選項(xiàng)，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題；主要涉及

物質(zhì)的性質(zhì)、分離提純、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作等知識點(diǎn)。由于此類試題陌生度高，對學(xué)生的能力要求也大，

加上有的試題文字信息量大，所以這類選擇題容易出錯(cuò)。考查的內(nèi)容主要有：

(1)金屬冶煉類，常以Cr、Mn、V、Zn等元素化合物的制備流程為載體，考查不同價(jià)態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律，

條件控制、物質(zhì)的分離提純等關(guān)鍵能力。

(2)物質(zhì)制備類，如膽研、綠磯、明磯、氧化鐵、硝酸銅等物質(zhì)的制備。

典例引領(lǐng)

---------IK

考向01考查物質(zhì)的制備

【例1】(2024?湖南株洲?一模)銅的氯化物是重要的化工原料，常用作有機(jī)合成催化劑。實(shí)驗(yàn)室用粗銅(含

雜質(zhì)Fe)制備氯化亞銅、氯化銅晶體的流程如下：

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.固體1和固體2中Fe元素的價(jià)態(tài)相同

B.檢驗(yàn)溶液2中的雜質(zhì)離子是否除盡可以選用KSCN溶液或鐵氟化鉀溶液

C.試劑X可能是CuO,操作②中結(jié)晶時(shí)需要通入HC1氣體

D.反應(yīng)②的離子方程式為2CU2++SO2+2H2O+2C「=2CUC1J+SO7+4H+

考向02考查物質(zhì)的分離提純、除雜

【例2】（2024?山西長治.模擬）某礦石中含有硅、鐵、鋁的氧化物，為綜合開發(fā)資源提高礦石的利用率,

化工廠采取如圖工藝制備鐵紅和AICI36H2O。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.“酸浸”過程中選擇鹽酸比硫酸更為合適

B.“氧化”過程中少量多次添加雙氧水可有效減少Fe3+催化H2O2分解

C.“洗滌”的操作是將沉淀轉(zhuǎn)移至潔凈的燒杯中，加蒸儲水清洗2?3次

D.將SOCb與AICI36H2O混合并加熱，可得到無水AlCb

對點(diǎn)提升

----------------II<1

【對點(diǎn)1】（2024?河南商丘?模擬）高鐵酸鉀（KzFeCU）是一種環(huán)保、高效、多功能飲用水處理劑，制備流程

如圖所示：

下列敘述不正確的是（）

A.用K2FeO4作水處理劑時(shí)，既能殺菌消毒又能凈化水

B.反應(yīng)I中尾氣可用FeCb溶液吸收再利用

C.反應(yīng)II中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：3

D.該條件下，物質(zhì)的溶解性：Na2FeO4<K2FeO4

【對點(diǎn)2】（2024?浙江金華?模擬）電鍍污泥（包含Ni、Ca、Fe、Al等金屬陽離子）對環(huán)境污染極大，是典型

危險(xiǎn)廢棄物。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了從電鍍污泥中提取銀的流程，如圖所示。

根據(jù)以上信息，下列說法錯(cuò)誤的是()

A.“浸出渣”的主要成分可能是CaCCh、Fe(OH)3>A1(OH)3

B.“氨浸”時(shí)適當(dāng)提高氨水濃度和反應(yīng)溫度，有利于增大浸出率

C.該流程中“有機(jī)萃取劑”和“萃余液”均可重復(fù)使用，且重復(fù)使用的目的相同

D.“富集”與“還原”之間的操作可能是沉淀、過濾、洗滌、干燥、灼燒

考法02綜合工業(yè)流程

一、工業(yè)流程試題的呈現(xiàn)形式

【方法技巧】讀圖要領(lǐng)

(1)箭頭：進(jìn)入的是(反應(yīng)物)，出去的是含產(chǎn)品中元素的物質(zhì)(流程方向)、副產(chǎn)物或(支線方

向)。

(2)三線：出線和進(jìn)線均表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質(zhì)循環(huán)。

二、流程中原料的預(yù)處理

方法目的

研

將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w分散成微小液滴，增大反應(yīng)物接觸面積，以______反

磨、

應(yīng)速率或使反應(yīng)______

霧化

水浸與水接觸反應(yīng)或溶解

酸浸與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過_____除去

堿浸除去油污，溶解_____氧化物、鋁及其氧化物

灼燒除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)

煨燒改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煨燒高嶺土

三、流程中反應(yīng)條件的控制

1.控制溶液的pH

(1)控制反應(yīng)的發(fā)生，增強(qiáng)物質(zhì)的性或性，或改變水解程度。

(2)控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成沉淀。

①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去AF+、Mn2+溶液中含有的Fe2

十,先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH。

②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H+反應(yīng)，使溶液pH增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去

Ci?+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、CU(OH)2、C11CO3、Cu2(OH)2cO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。

2.控制反應(yīng)的溫度

(1)控制?

(2)控制方向o

(3)控制固體的,如趁熱過濾能防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出。

(4)促進(jìn)溶液中氣體的或?qū)崿F(xiàn)蒸鐳。

(5)防止或?qū)崿F(xiàn)某物質(zhì)或o

(6)使催化劑達(dá)到最大。

(7)防止副反應(yīng)的發(fā)生。

3.調(diào)節(jié)反應(yīng)物的濃度

(1)根據(jù)需要選擇適宜濃度，控制一定的,使平衡移動有利于目標(biāo)產(chǎn)物的生成，減小對后續(xù)操

作產(chǎn)生的影響。

(2)反應(yīng)物過量，能保證反應(yīng)的完全發(fā)生或提高其他物質(zhì)的,但對后續(xù)操作也會產(chǎn)生影響。

4.控制反應(yīng)體系的壓強(qiáng)

(1)改變化學(xué)o

(2)影響的方向o

5.使用催化劑

加快,提高生產(chǎn)效率。

四、物質(zhì)的分離與提純

(一)沉淀洗滌

1.對沉淀洗滌的原因

(1)若濾渣是所需要的物質(zhì)，洗滌的目的是除去晶體表面的雜質(zhì)，得到更純凈的沉淀物。

(2)若濾液是所需要的物質(zhì)，洗滌的目的是洗滌過濾所得到的—，把有用的物質(zhì)如目標(biāo)產(chǎn)物盡可能洗出

來。

(3)防止污染環(huán)境：如果濾渣表面含有一些對環(huán)境有害的物質(zhì)，如重金屬或CN,為了防止污染環(huán)境，往往

要對殘?jiān)M(jìn)行洗滌。

2.洗滌劑的選擇

洗滌試劑適用范圍目的

蒸除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因

冷水產(chǎn)物不溶于水

儲為溶解而造成的損失

水有特殊的物質(zhì)其溶解度隨著溫除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因

熱水

度升高而下降為溫度變化而造成溶解的損失

固體易溶于水，難溶于有機(jī)溶減少固體溶解；利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性除去固體表面

有機(jī)溶劑

劑的水分，產(chǎn)品易干燥

飽和溶液對純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解

除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì)；減少固

酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿

體溶解

3.洗滌的方法

洗滌的方法注意點(diǎn)三個(gè)得分點(diǎn)

讓過濾后的晶體繼續(xù)留在過在洗滌過程中不能攪注洗滌液一加洗滌液一重復(fù)操作

濾器中，加入洗滌劑浸沒晶拌。因?yàn)闉V紙已經(jīng)潤(1)注洗滌液：沿________向漏斗中注入洗滌液

體，讓洗滌液自然流下，重濕，如果攪拌很容易攪(2)加洗滌液：洗滌液___________晶體

復(fù)2?3次即可破濾紙，造成晶體損失(3)重復(fù)操作：重復(fù)操作2?3次

(二)產(chǎn)品分離、提純

1.結(jié)晶一固體物質(zhì)從溶液中析出的過程。

(1)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如制取含結(jié)晶水的物質(zhì)、除去KNO3中的少量NaCl。

⑵蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。

2.過濾——固、液分離。

3.洗滌——用冷水、酒精或電解質(zhì)溶液洗去固體表面吸附的溶質(zhì)。

4.蒸儲—分離的液體混合物。

5.分液——的液體間的分離。

6.萃取——用一種溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來。(反萃取)

7.升華一將可直接汽化的固體分離出來。

8.鹽析一加無機(jī)鹽使溶質(zhì)的降低而析出。

9.冷卻——利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體，如工業(yè)合成氨中分離出液氨。

五、工業(yè)流程中的計(jì)算

化工流程題中涉及的計(jì)算主要有：樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或純度的計(jì)算，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率、物質(zhì)的量濃度、

物質(zhì)的質(zhì)量的計(jì)算。

1.計(jì)算公式

mV

(1)〃=而，〃=需，(叫)

⑵物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或純該度物尸質(zhì)的號質(zhì)靛量諭xlOO%

(幻產(chǎn)r.產(chǎn)通—產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)量?

(3)戶口口產(chǎn)率一產(chǎn)品理論產(chǎn)量xlwOO%0/

參加反應(yīng)的原料量

(4)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率=xlOO%

加入原料的總量

2.計(jì)算方法關(guān)系式法

關(guān)系式法常應(yīng)用于一步反應(yīng)或分多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)中，利用該法可以節(jié)省不必要的中間運(yùn)算過程，避免

計(jì)算錯(cuò)誤，并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果。一步反應(yīng)中可以直接找出反應(yīng)物與目標(biāo)產(chǎn)物的關(guān)系；在多步反應(yīng)

中，若第一步反應(yīng)的產(chǎn)物是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)化學(xué)方程式將某中間物質(zhì)作為“中介”，找出已

知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間量的關(guān)系。

如水中溶氧量(DO)的測定：

堿性條件下，。2將Mi?+氧化為Mn0(0H)2：①ZMi^+Ch+dOlT=2Mn0(0HH

酸性條件下，Mn0(0H)2將「氧化為L：②MnO(OH)2+2r+4H+=Mn2++l2+3H2O

用Na2s2。3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的L：③2s2O32-+l2=S4CV-+2「

可得關(guān)系式：。2?2Mi?+?2MnO(OH)2?2L?4Na2s2O3

典例引領(lǐng)

--------IIV

考向01物質(zhì)制備型工業(yè)流程

【例1】(2024?湖北荊州.三模)帆具有廣泛用途。黏土帆礦中，帆以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在，還

包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiCh、Fe3O4=采用以下工藝流程可由黏土鈾礦制備NH4Vo3。

MnO,濾渣濾液濾渣濾渣濾液

①②③④⑤

該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+

開始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列問題：

(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是?

(2)“酸浸氧化”中，vo+和VO2+被氧化成VO],同時(shí)還有離子被氧化。寫出vo+轉(zhuǎn)化為VO：反應(yīng)

的離子方程式o

⑶“中和沉淀”中，機(jī)水解并沉淀為丫2。5陽20,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、,以及

部分的o

(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5-XH2。轉(zhuǎn)化為鋼酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是o

(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是o

(6)“沉釵”中析出NH4VCh晶體時(shí)，需要加入過量NHQ,其原因是

【思維建模】流程圖建模——理清流程圖的各環(huán)節(jié)

考慮副產(chǎn)品的循環(huán)利用

123

圖1箭頭表示反應(yīng)物加入同時(shí)生成物出來;

圖2箭頭表示反應(yīng)物分步加入和生成物出來;

圖3箭頭表示循環(huán)反應(yīng)。

考向02分離提純型工業(yè)流程

【例2】(2024?湖北武漢.模擬)V有“工業(yè)味精”之稱。工業(yè)上提取鋼的工藝有多種，一種從鋼頁巖(一種主

要含Si、Fe、AhV元素的礦石)中提取V的工藝流程如下:

H2C2O4NH4cl溶液

TII

濾渣1濾渣2水相有機(jī)相

已知：①“酸浸”時(shí)有VO；生成。②“萃取”時(shí)離子萃取率的大小順序?yàn)镕e3+>VC)2+>vO；>Fe2+>A13+。回答下

列問題：

(1)“焙燒”時(shí)可添加適量“鹽對"NaCl-Na2so4與鋼頁巖形成混合物，這樣做的目的是=

(2)“濾渣I”除掉的主要雜質(zhì)元素是(填元素符號)。

⑶H2c2。4作用是將VO；轉(zhuǎn)化為VO2+,轉(zhuǎn)化的目的是,發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為o

(4)“沉帆”時(shí)，生成NH4VO3沉淀，“步驟X”的目的是,寫出嘴燒”時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式o

(5)以“沉鈕率”(NH4VO,沉淀中V的質(zhì)量和釧頁巖中鈕的質(zhì)量之比)表示帆的回收率如圖所示，溫度高于

80℃時(shí)沉鋼率下降的原因是o

沉淀溫度/℃

【思維建模】解題思維建模——通過“三審”建立系統(tǒng)思維

⑴審題干——明確原料成分和目的要求

氧化還原反應(yīng)、

復(fù)分解反應(yīng)(含水解)

產(chǎn)品的信息除去什么？引進(jìn)什么？

(2)審流程——明確各步轉(zhuǎn)化原理和目的

①看箭頭：進(jìn)入的是原料(即反應(yīng)物)；出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。

②看三線：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。

③找信息：明確反應(yīng)條件控制和分離提純方法。

④關(guān)注所加物質(zhì)的可能作用：參與反應(yīng)、提供反應(yīng)氛圍、滿足定量要求。

(3)審問題——明確答什么

①不要答非所問：要看清題目要求，按要求答題，防止答非所問。

②規(guī)范答題：回答問題要準(zhǔn)確全面，注意語言表達(dá)的規(guī)范性，特別是化學(xué)用語的書寫與表示要準(zhǔn)確、規(guī)

范。

對點(diǎn)提升

------------II<1

【對點(diǎn)1］(2024?江蘇南京?模擬預(yù)測)重銘酸鉀(KzCnCh)在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上都有廣泛應(yīng)用，如用于制銘

磯、制火柴、電鍍、有機(jī)合成等。工業(yè)上以鋁鐵礦［主要成分為Fe(CrCh)2,雜質(zhì)主要為硅、鐵、鋁的氧化

物］制備重銘酸鉀的工藝流程如下圖所示：

Na2cO3H2OCH3COOHCH3coOHKC1

空氣濾渣濾渣濾液K2Cr2O7

已知:

①焙燒時(shí)Fe(CrO2)2中的Fe元素轉(zhuǎn)化為NaFeO2,Cr元素轉(zhuǎn)化為Na2CrO4o

②礦物中相關(guān)元素可溶性組分的物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖1所示。當(dāng)溶液中可溶性組分濃度c<10-5

molL」時(shí)，可認(rèn)為已除盡。

(

L

o?

lu

D、

)

M

③有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖2所示。

回答下列問題：

(1)基態(tài)銘原子價(jià)電子軌道表示式為=

(2)寫出焙燒過程中生成NazCrCU反應(yīng)的化學(xué)方程式?

(3)水浸濾渣的主要成分是Fe(OH)3,寫出生成此濾渣的離子方程式0

(4)中和步驟中理論pH的范圍是o

(5)酸化時(shí)加冰醋酸，酸化的目的是,能不能用鹽酸代替醋酸(填“能”或“不能”)。重銘酸

*2。2。7)是一種較強(qiáng)的酸，寫出它的結(jié)構(gòu)式o

(6)工序1加入KC1的目的是。

【對點(diǎn)2](2024?陜西商洛?模擬預(yù)測)以含鍍廢渣(主要含有Be。、A12O3>SiO2,還含有

Fe2O3,FeO、CaO)為原料制備單質(zhì)Be的工藝流程如下：

氧化劑試劑X

H2SO4(NH4)2SO4①]②j試劑X

含鍍廢渣T酸浸11沉鋁氧化、除鐵$1/鍍產(chǎn)“°田2耳合成?(NHJBeFj

TW

濾渣NH4A1(SO4)212H2OHFNH3

Mg

l真空

I分解隹巨由『Be

900℃

已知：Be及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)類似。

回答下列問題：

(1)濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)。

(2)“沉鋁”反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

(3)“氧化、除鐵”過程中，氧化劑可使用H?。?或NaClO,氧化相同量的Fe?+,理論上消耗

n(H2O2):n(NaClO)=。

(4)試劑X選擇氨水而不選擇NaOH溶液的原因是0

(5)寫出“合成”反應(yīng)的化學(xué)方程式：0

(6)“轉(zhuǎn)化”時(shí)需要真空環(huán)境的原因是,該反應(yīng)類型為(填基本反應(yīng)類型)。

(7)若含被廢渣中BeO的含量為a%,上述工藝流程中Be的損失率為b%,則It含鍍混合物理論上可以生產(chǎn)

tBe(列出計(jì)算式即可)。

好題沖關(guān)

基礎(chǔ)過關(guān)

-----------II<

1.(2024.安徽安慶?模擬預(yù)測)鈿(Bi)及其化合物在電子材料等領(lǐng)域有著廣泛作用。以某錫礦(主要成分

為Bi,O,、MnSO4,主要雜質(zhì)FezC)3和Si。？)制取BiQy并回收鎰的工藝流程如下:

濃鹽酸Bi粉NaOH溶液NaOH溶液

I1

某一水浸

7文00不盾Bi。

鈾礦提鎰(pH=12.0)

1!1!

濾渣1濾渣2濾液31

浸由液

1c(Fe2+尸。05moi/L濾液4

含Mr?+…—?回收Mn

按要求回答下列問題。

(1)元素Bi較同主族N的周期數(shù)大4,寫出基態(tài)Bi原子的價(jià)層電子排布式o

(2)濾渣1的主要成分的晶體類型為。

(3)“還原”步驟中Bi粉的作用為。

(4)已知BiCL在2.0<pH<11.0的環(huán)境中，易水解成BiOCl沉淀。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

⑸已知：常溫下，Ksp=[Fe(OH)/=5xlO-u；“沉秘”步驟得到BiOCl沉淀。止匕“沉鈕”步驟控制溶液的pH

范圍為O

(6)Bi,。，(相對分子質(zhì)量為Mr)的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(棱長為apm)。BiQ,的化學(xué)式為；晶胞

密度為g/cn?(用含a、Mr、NA的代數(shù)式表示；為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

2.(2023?安徽安慶?模擬預(yù)測)讖(Te)是半導(dǎo)體、紅外探測等領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略元素。從陽極泥或冶煉煙

塵中提取的粗二氧化碗中含有SeO?、PbO、CuO等雜質(zhì)。一種由粗二氧化需提取純確的工藝流程如圖所

zj\O

還原劑R—粗確

回答下列問題：

(1)“浸出”步驟中，碑和硒兩種元素分別轉(zhuǎn)化為TeCL和SeCl-浸出溫度控制在65。。左右，當(dāng)溫度超過

80。(2時(shí)，碗的浸出率會小幅降低。降低的主要原因是0

(2)TeCL的沸點(diǎn)(387。(2)高于SeC、的沸點(diǎn)(191.4%：),原因是。

2+

⑶已知“凈化”中c(Cu2+)=0.01mol-I?、(Pb)=0.10mol-E'o在“凈化”過程中，緩慢滴加極稀的硫化鈉溶

液，先產(chǎn)生的沉淀是(填化學(xué)式)，當(dāng)CuS、PbS共沉淀時(shí)，c(Pb2+):c(Cu2+)=(已

3629

知25℃時(shí)，Ksp(CuS)=1.0xl0-,Ksp(PbS)=9.0xl0-o)

(4)化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變AG=AH-TAS。SO2還原TeQ和SeJ的AG隨溫度T的變化曲線如圖所

示。貝I“還原除雜”步驟的溫度不宜超過K,該步驟控制在此溫度以下的原因是。

20匚

?i?

ol—T一TFe(rh-

-T■―--I

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O-40l—

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9-80l—

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.1____i.L.

-120尸-c.

Sefl4

—140r—丁—i—?—’一?—?—

-160l_1_1_!—

270280290300310320330340350360370

77K

(5)“還原”步驟中產(chǎn)生確單質(zhì)的化學(xué)方程式為。

3.(2024?福建泉州?模擬預(yù)測)從輝鈾礦(主要成分為Bi2s3,含有Si。？、Cu2S,FeS?雜質(zhì))回收鈾的一種工

藝流程如下圖所示。

S、SiO2Cus電解液

已知：①氧化性：Cu2+>Bi3+>H+o

②CuS、Bi2s3和FeS的Ksp分另Ij為6.0x10-36、2.0xl0-996.3xl0-180

⑴Bi是第六周期VA族元素，基態(tài)Bi原子的價(jià)電子的軌道表示式。

(2)酸浸過程中，鈿在浸出液中以Bi3+的形式存在，則Bi2s3發(fā)生的離子方程式為：。

(3)將輝鈿礦在空氣中焙燒，再用鹽酸酸浸，也可以得到同樣的浸出液，該方法除了能耗較大外，還存在一

個(gè)缺點(diǎn)：O

(4)還原過程中，F(xiàn)e3+發(fā)生的離子方程式為=

(5)“除銅”過程中，若銅離子的濃度降低至3.0x10-3m。］.口，溶液中Bi3+最大濃度c(Bi3+)=

mol-U1o

⑹用隔膜電極法，適當(dāng)控制電位，電解液可以返回酸浸中再次使用，則陽極的電極反應(yīng)式為O

(7)秘化鋰被認(rèn)為是很有潛力的正極材料，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①晶胞可以看作是由鈿原子構(gòu)成的面心立方晶格，鋰原子填充在其中的四面體和八面體空隙處，晶體的化

學(xué)式為。晶胞中每個(gè)Bi周圍最近的Bi原子個(gè)數(shù)為。

②圖中原子坐標(biāo)參數(shù)：A為(0,。,0),則B的坐標(biāo)為0

4.(2024?山東泰安.模擬預(yù)測)BiOCl是一種新型的高檔環(huán)保珠光材料。以輝鈿礦和軟銃礦為原料制取氯氧

化鈾和超細(xì)氧化鈿的工藝流程如下：

金屬Bi

濾液2.由濾液3：麗匚B

?|BiOCl沉淀|

濃水解

空氣ft

輝秘礦口^

濾液4

(MnCl>FeCl2溶液)

軟鎰礦-T*除燒2

萃取劑TBP草酸溶液

虢JLI

濾液2r萃沉淀rwi

取反萃取氧化鋅

T

水層有機(jī)層

已知：i.Bi3+易與C1-形成BiCl"pH>3,BiCE易發(fā)生水解為BiOCl。ii.幾種離子沉淀與pH的關(guān)系如下。

離子Mn2+Fe2+Fe3+

開始沉淀pH8.16.31.9

沉淀完全pH10.18.33.3

(1)“聯(lián)合焙燒”時(shí)，Bi2s3和MnCh在空氣中反應(yīng)生成Bi2C)3和MnS04,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(2)“酸浸”時(shí)需及時(shí)補(bǔ)充濃鹽酸調(diào)節(jié)浸取液的pH,一般控制浸取液pH小于1.4,其目的是。

(3)“轉(zhuǎn)化”時(shí)加入金屬Bi的作用是—，得到BiOCl的離子方程式為_。

(4)祕能被有機(jī)萃取劑(簡稱TBP)萃取，其萃取原理可表示為

BiCi：冰層)+2TBP相機(jī)層)「BiCL-2TBP(有機(jī)層)+3Cl冰層)。“萃取''時(shí)需向溶液中加入NaCl固體調(diào)節(jié)濃度，萃

取率隨c(Cl-)變化關(guān)系如圖所示，c(Cl-)最佳為1.3moLL-i。c(Cr)>1.3moLLT時(shí)，秘離子萃取率下降的可

能原因是o

100

80

取60

/%40

20

0

(5)“沉淀反萃取"時(shí)生成草酸秘［Bi2(C2O4)3-7H2O］晶體。為得到含C1-較少的草酸鈿晶體，“萃取”后有機(jī)相

與草酸溶液的混合方式為。

5.(2024?遼寧沈陽?模擬預(yù)測)二氧化車市(Ceo.是一種用途廣泛的稀土化合物。以氟碳鈾礦(主要含

CeFCO,)為原料制備CeOz的一種工藝流程如圖所示：

萃

劑

取

H2sO4

氟

洗液

—

co.鹽酸H2O2NaOH

氧

酸

洗

70%氧化萃水層

化

浸

氟

反萃取過濾Ce(OH)-CeO

氟碳錦礦焙燒取(含Ce3+)過濾42

水層有機(jī)層

已知：①Ce“+能與F-結(jié)合成［CeF』i)+,也能與SO：結(jié)合成［CeSO4r；

②在硫酸體系中Ce4+能被萃取劑［(HA)?］萃取，而Ce3+不能。

回答下列問題:

(1)氧化焙燒中氧化的目的是

4++

(2)“萃取”時(shí)存在反應(yīng)：Ce+?(HA)2r-Ce-(H2?_4A2?)+4H,如圖中D是分配比，表示Ce(IV)分別在有

c[Ce.(H21AJ]

機(jī)層中與水層中存在形式的物質(zhì)的量濃度之比D=保持其它條件不變，若在起始料液中

2+

c[CeSO4]

加入不同量的NazSO,以改變水層中的｛SO：),請解釋D隨起始料液中《SO：)變化的原

(3)“反萃取”中，在稀硫酸和H2。？的作用下Ce"轉(zhuǎn)化為Cb,反應(yīng)的離子方程式為:

(4)向水層中加入NaOH溶液來調(diào)節(jié)溶液的pH,pH應(yīng)大于時(shí)，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。(已

知K'p[Ce(OH)3=LOxlO@])

(5)CeC)2是汽車尾氣凈化催化劑的關(guān)鍵成分，它能在還原氣氛中供氧，在氧化氣氛中耗氧，在尾氣消除過

程中發(fā)生著CeO”CeO2(1_x)+O2T(0Wx4).25)的循環(huán)，請寫出CeO?消除NO尾氣(氣體產(chǎn)物是空氣的某一

成分)的化學(xué)方程式.

(6)氧化鈾C(jī)eC)2,常用作玻璃工業(yè)添加劑，在其立方晶胞中摻雜YQs，丫3+占據(jù)原來Ce4+的位置，可以得

到更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，如圖所示，Ce02晶胞中Ce4+與最近02-的核間距為apm。(已知：O?一的空缺率=

氧空位數(shù)

氧空位數(shù)+。2-數(shù)*I0)

OCe4+或丫3+?。2-或氧空位（無。2一）

①已知M點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為（0,0,0）,則N點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。

②CeC）2晶體的密度為（只需列出表達(dá)式）。

③若摻雜Y2O3后得到?（CeO2）:MKO3）=3:1的晶體，則此晶體中-的空缺率為。

6.（2024.北京.三模）NazCrzC^ZH?。是一種重要的化工原料，可用于制革，印染等工業(yè)。

⑴以銘鐵礦（主要成分為FeOCrzOs，還含有MgO、A12O3AS。等）為原料制備NazCrQ?-2凡。的工

藝流程如圖。

已知：A12O3與純堿焙燒轉(zhuǎn)化為NaA102,SiO2與純堿焙燒轉(zhuǎn)化為NazSiCh。

①焙燒時(shí)將礦料磨碎且氣體與礦料逆流而行，其目的是o

②焙燒的目的是將FeOC^Os轉(zhuǎn)化為NazCrO」并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，寫出焙燒時(shí)

FeOCr2O3發(fā)生的化學(xué)方程式。

③濾渣1主要含有?

④礦物中相關(guān)元素可溶性組分的物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如下圖所示。

i.過程III中用H2s04溶液的目的是,pH的理論范圍為。

ii.過程IV發(fā)生反應(yīng)2CrOj+2Hl忠0，+理0,計(jì)算該反應(yīng)的K=。

⑵測定產(chǎn)品中NazCrQ,?凡。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

稱取ag產(chǎn)品，用500mL容量瓶配制為待測液。取25mL待測液于錐形瓶中，加入蒸儲水和稀硫酸等，用

bmol-L-i（NH4）2Fe（SO4）2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液vmL。產(chǎn)品中NazCr。（摩爾質(zhì)量為

Mg-mor1）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為o（列計(jì)算式）

（3）利用膜電解技術(shù)，以NazCrO,溶液為陽極室電解質(zhì)溶液，NaOH溶液為陰極室電解質(zhì)溶液也可以制備

a.陰離子交換膜b.質(zhì)子交換膜c.陽離子交換膜

②結(jié)合方程式解釋Na2Cr2O7產(chǎn)生的原理=

已知：酸性條件下-被還原為CN+。

7.（2024.遼寧?模擬預(yù)測）鉆廣泛應(yīng)用于電池、合金等領(lǐng)域。以含鉆廢料（主要含C'Oj和CoO,還含有

Fe、Mg等元素以及Si。2、碳、有機(jī)物）為原料制備鉆的流程如下:

含鉆廢料Co

已知：①M(fèi)gF?難溶于水。

②Na2s2O5（焦亞硫酸鈉）常作食品抗氧化齊心

③常溫下，部分氫氧化物沉淀的pH如表所示。

Co3+Fe3+Fe2+Co2+Mg2+

開始沉淀pH0.32.77.67.29.6

完全沉淀pH1.23.29.69.211.1

3+

④氧化性：CO>C12O

回答下列問題：

（1）“浸取”時(shí)硫酸不宜用濃鹽酸代替，其原因是（用離子方程式表示）。

（2）其他條件相同時(shí)，“氧化”過程中，氧化率與溫度的關(guān)系如圖1所示，氧化率與pH的關(guān)系如圖2所示（不

考慮pH<5的情況）。

“氧化”的最佳條件是o在此條件下，實(shí)際消耗的雙氧水遠(yuǎn)大于理論用量，可能的原因

是O

(3)有人認(rèn)為“除鎂”可以通過調(diào)節(jié)pH代替加入NaF,請你評價(jià)：(判斷是否可行，簡述理由)。

(4)工業(yè)上也可利用圖3裝置實(shí)現(xiàn)制備C。。

①石墨電極的電極反應(yīng)式為o生成11.8gC。時(shí)，室1中溶液理論上減少go

②相較于直接電解CoCl溶液，圖3中“三室兩膜”裝置突出優(yōu)點(diǎn)是o(從綠色化學(xué)角度分析)

(5)鉆的一種氧化物的晶胞如圖所示，已知r(Co2+)>r(C>2-)。鉆離子的配位數(shù)為,晶胞中原子空

間利用率為。［用含r(Co?+)、r(C>2-)和兀的代數(shù)式表示，己知：晶胞中原子空間利用率

原子總體積

xlOO%]

晶胞總體積

晶胞晶胞俯視圖

8.(2024?湖南長沙.三模)硫酸鉛廣泛應(yīng)用于制造鉛蓄電池、白色顏料以及精細(xì)化工產(chǎn)品等。工業(yè)生產(chǎn)中

利用方鉛礦(主要成分為PbS,含有AUOs,FeS?等雜質(zhì))制備PbSO,晶體，工藝流程如下:

MnO7MnO冰水試劑M

濾液a

-￡P(guān)bSC>4晶體

濾渣1濾渣2酸性廢液

(含Mn()2、S等)(含Na*、Mn\C「等)

2

已知：①PbC12(s)+2C;Sq).[PbCl4](aq)；

85

②Ksp(PbSO4)=lxl0-,Ksp(PbCl2)=lxlO-。

(1)基態(tài)Pb原子的價(jià)層電子排布式為O

(2)“浸取"時(shí)，由PbS轉(zhuǎn)化為[PbCl4r的離子方程式為0

(3)濾渣2的主要成分是(填化學(xué)式)。

(4)由該工藝可知，反應(yīng)PbCL(s)+2CT(aq)一[PbCl/"(aq)屬于=反應(yīng)(填"放熱，或“吸熱》

(5)“沉淀轉(zhuǎn)化”步驟完成后溶液中的SOj濃度為lxl(T5moi/L,則此時(shí)溶液中的C1濃度為

mol/Lo

(6)濾液a可循環(huán)利用，試劑M是。(填化學(xué)式)。

(7)PbS的立方晶胞如圖所示，已知晶體密度為pg/cn?,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞中硫離子與鉛

離子最近的距離為nmo

9.(2024?山東濟(jì)南.模擬預(yù)測)偏磷酸鋼Ba(PC)3)2具有耐高溫、透光性良好等性能，是制備磷酸鹽光學(xué)玻

璃的基礎(chǔ)物質(zhì)。利用濕法磷酸(主要成分為H3P含有少量Mg2+、Fe3+.AsO：-、SO：等雜質(zhì))制備偏磷

酸鋼的一種工藝的主要流程如圖所示:

偏磷酸鋼

濾渣1濾渣2濾渣3

已知25℃時(shí)：①/(As2s3)=102,Ksp(FeS)=K)T8,Ka(HF)=3.6x10^,(H3PoJ=7.1x10-3,

心2(H3Po4)=6.2XICT8

②將NH3通入H3PO4溶液中，當(dāng)pH=3.8~4.5時(shí)生成NH4H2PO4,pH=8.0~8.2時(shí)生成(NH4)2HPO4,

pH=11.0~12.0時(shí)生成(NH41PO4,磷酸二氫鹽的溶解性類似于硝酸鹽,磷酸一氫鹽和磷酸正鹽的溶解性

類似于碳酸鹽。

回答下列問題：

⑴加入適量Ca(OH)z的主要目的是

(2)“濾渣2”的主要成分有FeS(amol),S及As2S3{bmol),則脫碑元素和鐵元素的反應(yīng)中共消耗Na2s

mol(用含a和b的代數(shù)式表示)；25℃下，“脫碑鐵”后濾液中=4xl()Tmoi.「，則

c(Fe2+):c(As3+)=。

(3)“氨化”的目的之一是通入適量NH,調(diào)節(jié)溶液的pH,從保證產(chǎn)率的角度出發(fā)，此時(shí)H3P轉(zhuǎn)化為A,A

為(填化學(xué)式)。

(4)“脫鎂”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若將流程中“氨化”與“脫鎂”交換，Mg2+沉淀不完全，原因

是O

(5)“結(jié)晶”后得到A的晶體，與硫酸鋼“煨燒”時(shí)生成Ba(PC)3)2、兩種氣體(空間構(gòu)型分別為三角錐形和平面

三角形)等物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

10.(2024?湖北武漢?模擬預(yù)測)磷鋰鋁石［LiAl(POj(OH,F)］是一種含鋰、鋁的氟磷酸鹽，常含

Na、K、Fe、Si、Ca等元素，是含鋰較高的工業(yè)礦物之一。以磷鋰鋁石為原料制備鋰離子動力電池正極材

料LiFePCZ)的工藝流程如圖所示：

氨水Na2CO3FePO4，

濃隼酸過半氫調(diào)pg溶j夜葡評

磷鋰鋁石-?［翩雜燒口抵漠閨彘-二次凈花

Irr一除磷、鈣

HF濾渣1濾渣2CO2>CO

回答下列問題：

(1)濾渣1的成分為SiC>2和(填化學(xué)式)。

(2)“氧化”的目的是(語言敘述)，濾渣2的成分為o

(3)Li2c的溶解度曲線如圖所示。圖中a、b對應(yīng)溫度下Li2cO3的溶度積之比Ksp(a):Ksp(b)=

沉鋰”時(shí)，控制溫度為9CTC,飽和Na2cO3的濃度約為2.5mol-L」,Li+(填“可能”或“不可能”)沉淀

完全。［Li2cO3飽和溶液的密度近似為1g.em-3,c(Li+)W5.0xl(y5mol.Li認(rèn)為沉淀完全］。

o(

H2.0

1.5

boc

-o1.0L-1^(90,0.47)

0.5

o)b

、

股°°0102030405060708090100

窿溫度『C

經(jīng)

(4)“沉鋰”時(shí)反應(yīng)Ih,測得Li，沉淀率隨溫度升高而增加，其原因是(任寫一條即可)。

(5)“沉鋰”后分離得到Li2cO3的操作是蒸發(fā)結(jié)晶、、洗滌、干燥。

(6)“合成”在高溫下進(jìn)行，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：(葡萄糖-CO)。

能力提升

---------------II<1

11.(2024?廣東?三模)Ni和Sn應(yīng)用于電鍍、機(jī)械、航空等眾多工業(yè)領(lǐng)域。從一種Ni-Sn-Fe合金廢料生

產(chǎn)工業(yè)硫酸銀和錫酸鈉的工藝流程如下圖所示。

萃余液NaOH

tI

試劑1->|反萃則一M制NaHX2

有機(jī)相廠|制Ni(HX；訃----------

硫酸硝酸混酸碳酸鈉雙氧水碳酸鈉工

IIII、，溶液1

合金廢料——?|扇―H二次除聯(lián)|~X4取除/iNisc)4溶液T濃縮結(jié)晶

?~IJ~~

NONaOHfDO2NaFe3(SO4)2(OH)6NiSO46H晶體

錫渣T贏H溶解、過濾、結(jié)晶占NazSnC^HzO

已知:①“酸浸”后濾液中的主要金屬陽離子為Ni?+、Sn4+>Sn2+>Fe2+?

②“一次除鐵”后溶液中仍有少量Fe3+。“萃取除鐵、反萃取、制NaHX?和制Ni(HX21”的原理是：

yMX++xN(HX2),(有機(jī)相)-由，++丫乂(以2上(有機(jī)相)，M'+和N，+代表金屬陽離子或H+。金屬陽離子

和HX；的結(jié)合能力：Fe3+>Fe2+