新高考化学二轮复习培优训练压轴题10 无机化工流程综合分析（2份，原卷版+解析版）

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一、条件控制及目的
(1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：
①能与H＋反应，使溶液pH变大；
②不引入新杂质，如要除去Cu2＋中混有的Fe3＋时，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
(3)控制压强。改变速率，影响平衡。
(4)使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。
二、原料处理方法及目的
三、操作与试剂及“目的、原因、作用”
四、分离、提纯的方法及操作
(1)从溶液中获取晶体的方法及实验操作
①溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法，实验过程为：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。
②溶解度受温度影响较大、带有结晶水的盐或可水解的盐，采取冷却结晶的方法，实验过程为：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
(2)固体物质的洗涤
(3)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
(4)萃取与反萃取
①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。
②反萃取：反萃取是利用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。反萃取剂主要起破坏有机相中被萃组分结构的作用，使被萃组分生成易溶于水的化合物，或生成既不溶于水也不溶于有机相的沉淀。经过反萃取及所得反萃液经过进一步处理后，便得到被分离物的成品。反萃后经洗涤不含或少含萃合物的有机相称再生有机相，继续循环使用。
题型01 综合考查废旧物资分离提纯
1.（江苏省苏北四市2025届高三上学期一模联考）从高铟烟灰中(主要含、、、等)提取铟的过程如下：
已知：使用有机萃取剂时，搅拌速度过快，易造成有机相乳化。
(1)氧化酸浸：向高铟烟灰中加入和稀充分反应，硫元素被氧化为，
①写出反应的离子方程式： 。
②过滤所得滤渣含、和 (填化学式)。
(2)萃取：向滤液中加入有机萃取剂(HA)并搅拌，发生反应：(水相)+3HA(有机相)(有机相)(水相)。在一定条件下，搅拌速度与铟萃取率关系如图-1所示，铟萃取率先增大后减小的可能原因是 。
(3)反萃取：(有机相(水相)(水相)(有机相)，有机相与水相体积比和反萃取率，水相中铟浓度的关系如图-2所示，操作时选择有机相与水相体积比为 ，原因是 。
(4)制备钢：分液，向水相中加入足量Zn，反应的化学方程式为 。若锌粉的利用率为，获得6.9kg铟时需要使用锌粉 kg(写出计算过程)。
题型02 综合考查矿产资源物质制备
2.（河北省秦皇岛市2025届高三第一次模拟）铈（）是地球上镧系元素中含量最丰富的稀土金属，可用于制备玻璃添加剂，汽车尾气净化催化剂等。工业上利用某种含铈矿石（主要成分为，还含少量、等）制取金属铈的一种工艺流程如图。回答下列问题：
已知：①；
②硫酸体系中，在中的溶解度大于其在水中的溶解度，与之相反。
(1)焙烧时常采用逆流操作，即空气从焙烧炉下部通入，矿石从焙烧炉上部加入，这样操作的目的是 。
(2)滤渣的主要成分是和 （填化学式），写出一条该物质在医疗上的应用： 。
(3)步骤Ⅲ的操作名称是 。
(4)步骤IV中发生反应的离子方程式为 ，该步骤通常控制温度为的原因是 。
(5)步骤IV后，向水层中加入溶液来调节溶液的，大于 时，完全生成沉淀。已知当溶液中某离子浓度小于时，可认为该离子沉淀完全。
(6)加热制备无水时，的作用是 。下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入钙冶炼的方法相似的是 （填字母）。
A．高炉炼铁 B．电解熔融制钠
C．利用铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞
题型03 综合考查工艺流程与化学图像
3.（江苏省南京市、盐城市2024-2025学年高三上学期一模考）高铁锌焙烧矿渣主要含。一种利用焙烧矿渣制备并生产黄铵铁矾的流程如下：
回答下列问题。
(1)“酸浸”前要将焙烧矿渣进行粉碎处理的原因是 。
(2)“酸浸”时，控制反应温度65℃、硫酸初始酸度，滤渣中锌元素的质量分数随时间变化的关系如下图所示。当浸出时间超过后，滤渣中锌元素的质量分数反而升高的原因是 。
(3)“沉矾”生成黄铵铁矾[]，需控制溶液、温度不超过。
①生成黄铵铁矾的化学方程式为 。
②控制溶液温度不能过高的原因是 。
③超过1.5，可发生反应。其平衡常数与、的代数关系式为 。
(4)加热晶体，测得加热过程中剩余固体的质量随温度的变化关系如下图所示。A点物质为 (填化学式)。
题型04 综合考查工艺流程与晶胞结构
4.（广东省佛山市2024-2025学年高三上学期教学质量检测）电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、C、Mn等的氧化物。一种回收路线如下：
已知：I.萃取时反应：M2＋(水相)＋2RH(有机相)MR2(有机相)＋2H＋(水相)，(K(M2+)为萃取反应的平衡常数，M2＋代表Ni2＋或C2＋)。
II．该工艺下，Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2；饱和Na2CO3的浓度约为1.5ml·L-1。
(1)Mn属于 区元素。
(2)“碱浸”时，Al箔发生反应的离子方程式为 。
(3)“酸浸”时，C3O4被还原为C2＋，1mlC3O4需添加Na2SO3 ml。
(4)“沉锰”时，Mn2＋发生反应的离子方程式为 。
(5)“镍钴分离”时，NiR2和CR2的浓度相近，通过调控pH，可将Ni2＋、C2＋依次从有机溶剂HR中分离出来，可知 (填“>”“”“”“