第63练　化学工艺流程 课时作业（含答案）2026届高三化学一轮总复习

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1. (2024·海门高三上期末)锑(Sb)可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以灰锑矿(主要成分为Sb2S3，还有Fe2O3，Al2O3，MgO等)为原料提取锑的工艺如下：
下列说法不正确的是( )
A. “水解”时可加入Na2CO3粉末以促进水解
B. “还原”的目的是防止Fe3＋在后续水解生成Fe(OH)3，影响产品纯度
C. “滤液”中含有的主要金属阳离子有：Fe2＋、Al3＋、Mg2＋
D. “溶浸”时Sb2S3转化为SbCl3，发生反应的离子方程式为：Sb2S3＋Fe3＋＋6Cl－===2SbCl3＋Fe2＋＋3S↓
2. 工业上常以天青石(主要成分为SrSO4，含少量BaSO4)为原料制取SrCl2·6H2O，生产流程如下：
已知：SrCl2·6H2O易溶于水，微溶于无水乙醇和丙酮。下列说法不正确的是( )
A. “高温焙烧”时，若0.2 ml SrSO4完全反应转移了1.6 ml电子，该反应化学方程式为SrSO4＋4Ceq \(=====,\s\up7(高温))SrS＋4CO↑
B. “反应Ⅰ”中，应使用过量的H2SO4来提高锶元素的利用率
C. 为除去SrCl2·6H2O晶体表面杂质，可使用无水乙醇洗涤
D. 为得到无水SrCl2，可直接加热SrCl2·6H2O脱去结晶水制得
3. 利用某钒废渣(主要成分为V2O4以及铁、铝、硅的氧化物)制备V2O5的工艺流程如图。
已知：Ⅰ. V2O4溶于酸后以VO2＋的形式存在；过量H2O2可氧化VO2＋；Ⅱ. VO2＋＋2HR(有机层)eq \(,\s\up14(萃取),\s\d5(反萃取))VOR2(有机层)＋2H＋；Ⅲ. 溶液中VOeq \\al(＋,2)与VOeq \\al(－,3)可相互转化：VOeq \\al(＋,2)＋H2OVOeq \\al(－,3)＋2H＋。
下列说法错误的是( )
A. “氧化1”中，不适宜用升温的方式加快转化速率
B. “滤渣2”的成分为Fe(OH)3
C. 有机萃取剂可循环使用
D. “沉钒”时还需通NH3调节溶液的酸碱性
4. 一种利用废铜渣(主要成分为CuO，及少量的Fe2O3，SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如下：
下列说法正确的是( )
A. “酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3
B. 向“沉铁”后的滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为Cu(OH)2
C. “沉铜”过程中发生了氧化还原反应，SO2是还原剂
D. “转化”后的滤液中含有的阳离子为NHeq \\al(＋,4)和H＋
5. (2024·南通高三下模拟预测)工业利用钒渣(主要成分为FeV2O4，杂质为Al2O3)制备V2O5的工艺流程如下：
已知：“焙烧”的产物之一为NaVO3。下列说法不正确的是( )
A. “焙烧”时，n(氧化剂)∶n(还原剂)＝5∶4
B. “调pH”的目的是将溶液中的铝元素转化为Al(OH)3而除去
C. 不选用HCl“调pH”的原因可能与VOeq \\al(－,3)的氧化性较强有关
D. “沉钒”后的溶液中c(VOeq \\al(－,3))·c(NHeq \\al(＋,4))Fe2＋；Ⅱ. 电解过程中无气体放出。下列说法不正确的是( )
A. “矿渣”中含有硫单质
B. “浸出”过程中加稀盐酸的目的是防止Sb3＋和Fe2＋水解
C. “试剂X”最好选择CO
D. “电解”得到的溶液A可循环利用
7. (2025·无锡高三下模拟预测)以炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO，并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的主要工艺流程如下。下列说法不正确的是( )
A. 浸取过程中ZnO转变为[Zn(NH3)4]2＋的离子方程式为：ZnO＋3NH3·H2O＋HCOeq \\al(－,3)＋NHeq \\al(＋,4)===[Zn(NH3)4]2＋＋COeq \\al(2－,3)＋4H2O
B. 过滤1所得滤液中大量存在的离子有：[Zn(NH3)4]2＋、Cu2＋、HCOeq \\al(－,3)
C. 蒸氨所得NH3用水吸收后可循环至浸取工序循环使用
D. 一种ZnO的晶胞结构如图所示，该晶胞中Zn2＋数为2
8. (2024·高邮中学高三上月考)镀锌铁皮可用于制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)，其流程如图(已知ZnSO4的溶解度如表所示)。
下列有关说法正确的是( )
A. 镀锌铁皮的镀层被破坏后铁的腐蚀比生铁快
B. “氧化”发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O
C. “调pH”后所得溶液中大量存在的离子有Zn2＋、SOeq \\al(2－,4)、Fe3＋、H＋
D. 从“过滤2”所得滤液中获取晶体的操作为：蒸发滤液至有大量晶体出现时停止加热，利用余热将液体蒸干
9. (2024·前黄中学高三上月考)一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是( )
A. “制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3
B. 该工艺原子利用率100%
C. “氯化过程”每生成1 ml C2H4Cl2，总反应中消耗0.5 ml O2
D. “胺再生过程”反应为4CuCl＋O2＋4TBA·HCl===4CuCl2＋4TBA＋2H2O
10. 废旧锌锰电池处理后的废料[含MnO2、MnOOH、Zn(OH)2、Fe等]制备Zn和MnO2的一种工艺流程如下：
已知：Mn的金属活动性强于Fe，Mn2＋在pH大于5.5时易被氧化。下列说法不正确的是( )
A. “还原焙烧”时Mn元素被还原
B. “酸浸”过程中适当加热，主要目的是加快浸取速率
C. “净化”时MnCO3的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去
D. “电解”时阳极反应式为Mn2＋－2e－＋4OH－===MnO2＋2H2O
第63练 化学工艺流程(选择题)
1. D 解析：Sb3＋发生水解的离子方程式为Sb3＋＋Cl－＋H2OSbOCl＋2H＋，可加入Na2CO3粉末以促进水解，故A正确；加入Sb，Sb将Fe3＋还原为Fe2＋，是防止Fe3＋在后续水解生成Fe(OH)3，故B正确；辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有Fe2O3、Al2O3、MgO等)中加入盐酸、FeCl3溶液溶浸，加入Sb，Sb将Fe3＋还原为Fe2＋，所以“滤液”中含有的主要金属阳离子有：Fe2＋、Al3＋、Mg2＋，故C正确；Sb2S3“溶浸”时反应的化学方程式为Sb2S3＋6FeCl3===3S＋2SbCl3＋6FeCl2，所以离子方程式为Sb2S3＋6Fe3＋===2Sb3＋＋6Fe2＋＋3S↓，故D错误；故答案选D。
2. B 解析：高温焙烧时，0.2 ml SrSO4完全反应转移了1.6 ml电子，说明S元素的化合价由＋6降低为－2，化学方程式为SrSO4＋4Ceq \(=====,\s\up7(高温))SrS＋4CO↑，A正确；“反应Ⅰ”中，使用过量的H2SO4目的是除去溶液中的Ba2＋，生成BaSO4沉淀，B错误；SrCl2·6H2O易溶于水，微溶于无水乙醇和丙酮，故除去SrCl2·6H2O晶体表面杂质可使用无水乙醇洗涤，C正确；SrCl2是强酸强碱盐，不水解，可以直接加热SrCl2·6H2O脱去结晶水制得无水SrCl2，D正确。
3. B 解析：“氧化1”中，过氧化氢不稳定受热会分解，所以不适宜用升温的方式加快转化速率，A正确；加入Na2CO3调节pH的目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀，因此“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3，B错误；反萃取分离出有机萃取剂，因此有机萃取剂可循环使用，C正确；溶液中存在平衡VOeq \\al(＋,2)＋H2OVOeq \\al(－,3)＋2H＋，通入氨气结合H＋，使该平衡正移，尽可能多的生成VOeq \\al(－,3)，因此“沉钒”时还需通NH3调节溶液的酸碱性，D正确。故选B。
4. C 解析：废铜渣(主要成分CuO，及少量Fe2O3、SiO2等杂质)“酸浸”时CuO、少量Fe2O3与H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸铁，SiO2不溶于H2SO4，所以滤渣的成分是SiO2，滤液中加过量氨水沉铁除去Fe3＋，铜离子转化为[Cu(NH3)4]2＋，所得滤液通二氧化硫沉铜，过滤出产生的CuNH4SO3沉淀，加稀硫酸转化，＋1价铜发生歧化反应，得到Cu2＋、和Cu。据分析，“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2，A错误；若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4，B错误；“沉铜”时含有[Cu(NH3)4]2＋和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成CuNH4SO3沉淀，铜元素化合价降低，则发生氧化还原反应，SO2是还原剂，C正确；转化时，CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应，得到Cu2＋、和Cu，结合元素守恒可知，“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子：NHeq \\al(＋,4)、H＋、Cu2＋，D错误。故选C。
5. D 解析：钒渣(主要成分为FeV2O4，杂质为Al2O3)，焙烧过程中FeV2O4生成对应的金属氧化物Fe2O3，Al2O3转化为NaAlO2，“焙烧”的产物之一为NaVO3，加入水浸出，Fe2O3成为滤渣；过滤后向滤液中加入硫酸，将AlOeq \\al(－,2)转化为Al(OH)3，过滤后向滤液中加入(NH4)2SO4后得到NH4VO3沉淀，焙烧得到产品，据此分析。“焙烧”时，FeV2O4和O2发生氧化还原反应生成Fe2O3和NaVO3，根据得失电子守恒可得关系式：5FeV2O4～4O2，O2是氧化剂，FeV2O4是还原剂，n(氧化剂)∶n(还原剂)＝5∶4，A正确；由分析可知，“调pH”的目的是将溶液中的铝元素转化为Al(OH)3而除去，B正确；VOeq \\al(－,3)的氧化性较强，不选用HCl“调pH”的原因是：VOeq \\al(－,3)把Cl－氧化为有毒气体Cl2，C正确；“沉钒”后得到NH4VO3的饱和溶液，c(VOeq \\al(－,3))·c(NHeq \\al(＋,4))＝Ksp(NH4VO3)，D错误。故选D。
6. C 解析：FeCl3具有氧化性，浸出锑，－2价硫易被氧化生成单质硫，生成FeCl2，Sb3＋，加入试剂X，为了不生成新的杂质，故试剂X可以为Fe，将Sb从溶液中置换，电解FeCl2溶液，选Fe作阳极，石墨作阴极，得到FeCl2溶液，以此分析；本流程利用FeCl3溶液的氧化性浸出锑，－2价硫易被氧化生成单质硫，A正确；Fe2＋、Sb3＋，水解生成H＋，加入盐酸抑制水解，B正确；CO还原固体使用，根据分析，试剂X为Fe，C错误；过滤母液中主要含有FeCl2溶液，推断电解FeCl2溶液为了氯化铁循环使用，因此电解FeCl2溶液得到FeCl3溶液，可选做阴极：Fe2＋－e－===Fe3＋，石墨做阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑，(或Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋)，在阳极回收FeCl3溶液，流程中氯化铁溶液可循环使用，D正确。故选C。
7. B 解析：浸取过程中反应物ZnO、NH3·H2O、NH4HCO3，生成物[Zn(NH3)4]2＋，离子方程式为：ZnO＋3NH3·H2O＋HCOeq \\al(－,3)＋NHeq \\al(＋,4)===[Zn(NH3)4]2＋＋COeq \\al(2－,3)＋4H2O，A正确；与Zn2＋相似，在浸取过程中Cu2＋转变成[Cu(NH3)4]2＋，所以过滤1所得滤液中不可能有大量的Cu2＋，B错误；NH3溶于水得氨水，可用于“浸取”工序，C正确；根据均摊法，该晶胞中Zn2＋数为8×eq \f(1,8)＋1＝2，D正确。故选B。
8. B 解析：镀锌铁皮加入稀H2SO4溶解，Zn、Fe分别与稀硫酸反应生成硫酸锌、硫酸亚铁，过滤除去不溶于硫酸的杂质，滤液中加入H2O2，将Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入ZnO调节pH，除去Fe3＋，使其转化为氢Fe(OH)3沉淀，过滤除去，得到含有ZnSO4的滤液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到ZnSO4·7H2O。镀锌铁皮的镀层被破坏后，形成原电池，锌作负极，铁被保护，则铁的腐蚀比生铁慢，故A错误；由分析知，“氧化”时，过氧化氢将Fe2＋氧化为Fe3＋，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O，故B正确；“调pH”时将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，故“调pH”后所得溶液中不能大量存在的离子有Fe3＋，故C错误；从“过滤2”所得滤液中获取晶体的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故D错误。故选B。
9. A 解析：NaHCO3热稳定性差，加热易分解，应通过降温结晶得到NaHCO3，故A错误；从生成工艺流程图可以看出，反应物全部转化成产物，该工艺原子利用率100%，故B正确；“氯化过程”的方程式为C2H4＋2CuCl2===C2H4Cl2＋2CuCl，再结合胺再生过程方程式4CuCl＋O2＋4TBA·HCl===4CuCl2＋4TBA＋2H2O，可得C2H4Cl2～2CuCl～0.5O2，所以每生成lml C2H4Cl2，总反应中消耗0.5 ml O2，故C正确；结合图示物质及转化关系，可得“胺再生过程”反应为4CuCl＋O2＋4TBA·HCl===4CuCl2＋4TBA＋2H2O，故D正确。故选A。
10. D 解析： “还原焙烧”中，MnO2、MnOOH中的Mn元素被还原，A正确；“酸浸”过程中适当加热，能加快浸取速率，B正确；“净化”时MnCO3的作用是调节溶液的pH，将杂质Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去，C正确；“电解”时，阳极反应式为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋，D错误。
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
80
100
溶解度g/100 mL
41.6
47.2
53.8
61.3
70.5
73.2
75.4
71.1
60.5