11 无机工艺流程题—高考（化学）一轮复习 知识点+练习+测试

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专题11 无机工艺流程题
【三年高考真题追踪】
1.（2021·福建）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品，具有广泛的用途。一种以钼精矿（主要含，还有、的化合物及等）为原料制备四钼酸铵的工艺流程如图所示。

回答下列问题：
（1）“焙烧”产生的气体用_______吸收后可制取氮肥。
（2）“浸出”时，转化为。提高单位时间内钼浸出率的措施有_______（任写两种）。温度对内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致_______。

（3）“净化”时，浸出液中残留的、转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中和pH的关系为：。为了使溶液中的杂质离子浓度小于，应控制溶液的pH不小于_______。（已知：；和的分别为35.2和17.2）
（4）“净化”后，溶液中若有低价钼（以表示），可加入适量将其氧化为，反应的离子方程式为_______。
（5）“沉淀”时，加入的目的是_______。
（6）高温下用还原可制得金属钼，反应的化学方程式为_______。[已知：受热分解生成]
2.（2021·北京）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。

资料：
i.钛白粉废渣成分：主要为，含少量和不溶物
ii.
iii.0.1 mol/L 生成，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3；
0.1 mol/L 生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
（1）纯化
①加入过量铁粉的目的是_______。
②充分反应后，分离混合物的方法是_______。
（2）制备晶种
为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)。

①产生白色沉淀的离子方程式是_______。
②产生白色沉淀后的pH低于资料iii中的6.3。原因是：沉淀生成后c(Fe2+)_______0.1mol/L(填“＞”“=”或“＜”)。
③时段，pH几乎不变；时段，pH明显降低。结合方程式解释原因：_______。
④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，后pH几乎不变，此时溶液中仍降低，但增加，且降低量大于增加量。结合总方程式说明原因：_______。
（3）产品纯度测定
铁黄纯度可以通过产品耗酸量确定。
wg铁黄溶液b溶液c滴定
资料：，不与稀碱液反应
过量，会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
3.（2021·广东）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝（Al）、钼（Mo）、镍（Ni）等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下:

已知：25℃时，的，；；
；该工艺中，pH>6.0时，溶液中Mo元素以的形态存在。
（1）“焙烧”中，有生成，其中Mo元素的化合价为_________________。
（2）“沉铝”中，生成的沉淀X为_________________。
（3）“沉钼”中，pH为7.0。
①生成的离子方程式为_________________。
②若条件控制不当，也会沉淀。为避免中混入沉淀，溶液中_________________（列出算式）时，应停止加入溶液。
（4）①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为_________________。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量_________________（填化学式）气体，再通入足量，可析出Y。
（5）高纯AlAs（砷化铝）可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图6所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层GaAs（砷化镓）反应。

①该氧化物为_________________。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为_________________。
4.（2021·全国甲卷）碘（紫黑色固体，微溶于水）及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
（1）的一种制备方法如下图所示：

①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为_______，生成的沉淀与硝酸反应，生成_______后可循环使用。
②通入的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为_______；若反应物用量比时，氧化产物为________；当，单质碘的收率会降低，原因是_________。
（2）以为原料制备的方法是：先向溶液中加入计量的，生成碘化物；再向混合溶液中加入溶液，反应得到，上述制备的总反应的离子方程式为_____。
（3）KI溶液和溶液混合可生成CuI沉淀和，若生成 Imol，消耗的KI至少为_______mol,在KI溶液中可发生反应：。实验室中使用过量的KI与溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是_______。
5.（2021·湖南）可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈（Ce）主要以形式存在，还含有等物质。以独居石为原料制备的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为_________；
（2）为提高“水浸”效率，可采取的措施有_________（至少写两条）；
（3）滤渣Ⅲ的主要成分是_________（填化学式）；
（4）加入絮凝剂的目的是_________；
（5）“沉铈”过程中，生成的离子方程式为_______，常温下加入的溶液呈_______（填“酸性”“碱性”或“中性”）（已知：的，的，）；
（6）滤渣Ⅱ的主要成分为，在高温条件下，、葡萄糖和可制备电极材料，同时生成CO和，该反应的化学方程式为_______。
6.（2020·新高考Ⅱ）以黄铁矿(主要成分)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。

回答问题：
（1）黄铁矿中硫元素的化合价为 。
（2）由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为_ 。
（3）欲得到更纯的，反应①应通入____ _ (填 “过量”或“不足量”)的气体。
（4）因为具有_ 性， 导致商品中不可避免地存在。
检验其中含有的方法是_ 。
（5）一般用滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准溶液滴定其中的。
反应式：。某次实验称取0.2800 g样品，滴定时消耗浓度为的溶液25.10 mL，
则样品中铁含量为 %。
7.（2020·北京）是重要化工原料，由软锰矿制备的一种工艺流程如下：

资料：①软锰矿的主要成分为，主要杂质有和
②金属离子沉淀的pH





开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3
③该工艺条件下，与不反应。
（1）溶出
①溶出前，软锰矿需研磨。目的是 。
②溶出时，Fe的氧化过程及得到的主要途径如图所示。

ⅰ. Ⅱ是从软锰矿中溶出的主要反应，反应的离子方程式是 。
ⅱ.若全部来自于反应，完全溶出所需Fe与的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2，原因是 。
（2）纯化
已知：的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入，后加入，调溶液pH≈5，说明试剂加入顺序及调节pH的原因： 。
（3）电解
纯化液经电解得。生成的电极反应式是 。
（4）产品纯度测定
向ag产品中依次加入足量bg和足量稀，加热至充分反应，再用溶液滴定剩余至终点，消耗溶液的体积为dL。(已知：及均被还原为。相对分子质量： 86.94； 134.0)产品纯度为 (用质量分数表示)。
8.（2020·江苏）实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材料其主要实验流程如下：

(1)酸浸。用一定浓度的溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有_____________(填序号)。
A.适当升高酸浸温度 B.适当加快搅拌速度 C.适当缩短酸浸时间
(2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉使完全转化为。“还原”过程中除生成外，还会生成_____________(填化学式)；检验 是否还原完全的实验操作是____________。
(3)除杂。向“还原”后的滤液中加入溶液，使转化为沉淀除去。若溶液的pH偏低将会导致沉淀不完全，其原因是 [， ]。
(4)沉铁。将提纯后的溶液与氨水混合溶液反应，生成沉淀。
①生成沉淀的离子方程式为 。
②设计以溶液、氨水混合溶液为原料，制备的实验方案：______________ [沉淀需“洗涤完全”，开始沉淀的pH=6.5]。
9.（2020·全国Ⅱ卷）化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许______离子通过，氯气的逸出口是_______(填标号)。

(2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数，X为HClO或]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数值为______。
(3)为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和反应来制备，该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应）。上述制备的化学方程式为______。
(4)常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为、、的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到溶液。上述过程中，生成的反应属于歧化反应，每生成1 mol 消耗的量为_____mol；产生“气泡”的化学方程式为____________。
(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是______（用离子方程式表示）。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000 kg该溶液需消耗氯气的质量为____kg(保留整数)。
10.（2019·全国Ⅱ卷）立德粉ZnS·BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：
(1).利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_________（填标号）。
A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色
(2).以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：

①在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________。回转窑尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为______________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___________（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
(3).成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL 0.1000mol·L−1的I2−KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L−1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2+2=2I−+。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_________________，样品中S2−的含量为______________（写出表达式）。
11.（2019·全国Ⅰ卷）硼酸（）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含、及少量、）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）在95 ℃“溶侵”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
（2）“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有离子，可选用的化学试剂是_________。
（3）根据的解离反应： ，，可判断是_______酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。
（4）在“沉镁”中生成沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
12.（2021·河北）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现的深度利用和内循环。工艺流程如图所示：

回答下列问题：
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是____________(填元素符号)。
(2)工序①的名称为__________________。
(3)滤渣Ⅰ的主要成分是_________________(填化学式)。
(4)工序③中发生反应的离子方程式为____________。
(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为_________________，可代替NaOH的化学试剂还有______________(填化学式)。
(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序____________(填“①”“②”“③”或“④”)参与内循环。
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为________________(通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全：，，。
13.（2021·全国乙卷）磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有、、、MgO、CaO以及少量的，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示。
金属离子




开始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全的pH
3.2
4.7
11.1
13.8
回答下列问题：
（1）“焙烧”中，几乎不发生反应，、MgO、CaO、转化为相应的硫酸盐，写出转化为的化学方程式________________。
（2）“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是________________。
（3）“母液①”中浓度为________________。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是________________。“酸溶渣”的成分是________________、________________。
（5）“酸溶”后，将溶液适当稀释井加热，水解析出沉淀，该反应的离子方程式是________________。
（6）将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得________________，循环利用。
【习题练习】
1.（2021·黑龙江下学期4月阶段性教学质量监测）镁及其化合物有着广泛用途。工业上以菱镁矿（主要成分为，含以及少量等杂质）为原料制备纳米氧化镁的实验流程如下：

（1）滤渣1的主要成分为________。
（2）加入氧化时，发生反应的离子方程式为________。
（3）一定条件下可与反应生成和一种弱碱，该反应的化学方程式为________。
（4）工业上还可用氯化镁和碳酸铵为原料，采用直接沉淀法制备纳米MgO。取少量制得的该物质分散于某种液体溶剂中（两者不反应），能说明纳米MgO存在的简单方法是_______。如图为反应温度对纳米MgO产率和粒径的影响，据图分析反应的最佳温度为________。

（5）所加不宜过量太多的原因是_________。
（6）主要副产品是___________。
2．（2021·全国高三零模）磷酸铁锂是一种锂离子电池材料，该电池正极片主要含有石墨、、等物质，还有少量不溶性杂质。采用下列工艺流程回收制备有关物质。

已知：不同温度下，碳酸锂在水中的溶解度如下表所示：

0
10
20
30
50
60
80
100
溶解度/
1.64
1.53
1.48
1.17
1.05
1.01
0.85
0.72
请回答下列问题：
(1)为提高电极片的碱浸率，可以采用的方法有______(任写一条即可，题干中的除外)。
(2)得到滤渣2的化学方程式是______，滤渣3的主要成分为______。
(3)“沉淀”中溶液的作用是______，的作用是______(用离子方程式表示)。
(4)写出“滤渣”中加入溶液时发生反应的离子方程式______。
(5)20℃时，“沉锂”后的溶液中，的浓度为______(结果保留1位有效数字，假设溶液的密度为)。
(6)“沉锂”后所得固体需要进行洗涤，洗涤时最好选用______(填“冷水”或“热水”)。
3.（2021·四川绵阳南山中学双语学校3月月考）可用作塑料的阻燃剂。现以某矿石（主要成分为 ，还有少量、FeO、CaO 和）为原料生产 ，其工艺流程如下：

已知：生成氢氧化物沉淀的pH
物质




开始沉淀的pH
7.6
1.9
3.4
9.0
完全沉淀的pH
（）
9.6
3.2
4.8
11.1
回答下列问题：
（1）酸浸时，为提高矿石的浸出率可采取的措施为___________（任写一条）。该过程适当过量的目的除了使固体充分溶解外还有____________。
（2）写出氧化过程加发生反应的离子方程式_________。
（3）为了提高产品纯度加入试剂A 为___________（填化学式），为控制浓度为1.0mol/L，调节溶液 pH 范围为__________；得到滤渣Ⅱ的成分是___________（填化学式）。
（4）实际生产中，可由 为原料制备单质镁，请写出制备过程中涉及氧化还原的方程式方法________________。
4．（2021·浙江高三其他模拟）硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)是铜盐中重要的无机化工原料，广泛应用于农业、电镀、饲料添加剂、催化剂、石油、选矿、油漆等行业。
I.采用孔雀石[主要成分CuCO3·Cu(OH)2]、硫酸(70%)、氨水为原料制取硫酸铜晶体。其工艺流程如图：

已知：(1)硫酸铜晶体易溶于水，难溶于乙醇。
(2)硫酸铜晶体在102℃时失水成CuSO4·3H2O，在113℃时失水成CuSO4·H2O，在258℃时失水成CuSO4。
请回答下列问题：
(1)已知氨浸时发生的反应为CuCO3·Cu(OH)2+8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3+8H2O，蒸氨时得到的固体呈黑色。孔雀石经过氨浸、蒸氨操作目的是：___。
(2)下列说法正确的是___。
A．步骤I，高温可提高浸取率
B．预处理时用破碎机将孔雀石破碎成粒子直径