第05講 工業(yè)流程題解題策略（講義）（學(xué)生版） 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習講練測（新教材新高考）

第05講工業(yè)流程題解題策略目錄01TOC\o"1-3"\h\u考情透視·目標導(dǎo)航 02知識導(dǎo)圖·思維引航 03考點突破·考法探究 考點一微型工業(yè)流程題 知識點1微型工藝流程中題的呈現(xiàn)方式 知識點2工藝流程中的實驗操作分析 考向1微型工藝流程中的實驗操作 考向2微型工藝流程中的過程評價 考點二化工流程綜合題 知識點1反應(yīng)條件的控制 知識點2常用的分離、提純方法 考向1化學(xué)工藝流程與物質(zhì)制備 考向2化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理 04真題練習·命題洞見 考點要求考題統(tǒng)計考情分析微型實驗設(shè)計與評價2023浙江6月選考12題，2分；2023湖北卷3題，3分；2023湖南卷9題，3分；2023遼寧卷10題，3分；2023山東卷13題，4分；2022福建卷6題，4分；2022河北卷4題，3分；2022山東卷9題，2分；2022山東卷9題，2分；2021湖南卷6題，3分；2021河北卷6題，3分；化工流程題是高考的熱點題型，通常以實際的工業(yè)生產(chǎn)為背景，通過工藝流程圖的形式再現(xiàn)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該類題主要以化工流程或?qū)嶒炑b置圖為載體，以考查實驗設(shè)計、探究與實驗分析能力為主，同時涉及基本操作、基本實驗方法、裝置與儀器選擇、誤差分析等知識，題目綜合性強，難度大。重要考查考生提取信息的能力，檢驗學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的落實情況，體現(xiàn)“一核”的引領(lǐng)功能?；瘜W(xué)工藝流程題主要從以下兩點設(shè)置：(1)環(huán)境與化學(xué)：主要涉及“廢水、廢氣、廢渣”的來源，對環(huán)境的影響和處理原理。(2)重要化工生產(chǎn)及資源利用：旨在用所學(xué)的基本理論(氧化還原、化學(xué)平衡、鹽類水解、電化學(xué)、熱化學(xué)、有機物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等)指導(dǎo)化工生產(chǎn)。從命題趨勢來看，一般有三種題型：一是從實驗設(shè)計和評價的角度對化工生產(chǎn)進行模擬；二是根據(jù)一些化工生產(chǎn)的流程來考查考生的綜合應(yīng)用能力；三是關(guān)于化工生產(chǎn)的相關(guān)計算。綜合實驗設(shè)計與評價2023山東卷17題，13分；2023全國甲卷26題，14分；2023全國乙卷26題，14分；2023全國新課標卷27題，14分；2023湖南卷17題，15分；2023遼寧卷16題，14分；2023湖北卷16題，14分；2023浙江6月選考18題，10分；2023北京卷18題，13分；2023廣東卷18題，14分；2021浙江6月選考30題，10分；2021山東卷18題，12分；2022重慶卷15題，15分；2022湖北卷16題，14分；2022遼寧卷16題，14分；2022北京卷18題，13分；2022?海南卷15題，10分；2022河北卷15題，14分；2022山東卷17題，13分；2022全國乙卷26題，14分；2022全國甲卷26題，14分；2022湖南卷17題，14分；2022江蘇卷15題，12分；2022廣東卷18題，14分；2021全國甲卷26題，14分；2021全國乙卷26題，14分；2021湖南卷17題，14分；2021湖北卷16題，14分；2021?海南卷15題，10分；2021河北卷15題，14分；2021廣東卷16題，14分；2022山東卷17題，13分；2021北京卷16題，13分；2021遼寧卷16題，14分；2021浙江1月選考30題，10分；復(fù)習目標：1．掌握本題型的基本特征，熟悉化工流程圖的表示形式以及分析工藝流程圖的方法。2．掌握工業(yè)生產(chǎn)中常見的化學(xué)術(shù)語，如堿洗、酸溶、酸浸等。3．掌握陌生化學(xué)方程式的書寫方法，掌握氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及基應(yīng)用等。4．掌握物質(zhì)除雜、物質(zhì)回收利用的常見方法。5．掌握原料預(yù)處理、制備過程中控制反應(yīng)條件的目的和方法。6．掌握相關(guān)計算，如利用化學(xué)方程式計算、氧化還原滴定計算、pH計算、各種常數(shù)的計算等?？键c一微型工業(yè)流程題知識點一微型工藝流程中題的呈現(xiàn)方式知識點二工藝流程中的實驗操作分析1．流程中的“操作步驟”操作步驟高頻設(shè)問答題指導(dǎo)原料處理如何提高“浸出率”？①將礦石粉碎；②適當加熱加快反應(yīng)速率；③充分攪拌；④適當提高浸取液的濃度等分析“浸出率”圖表，解釋“浸出率”高低變化的原因(“浸出率”升高一般是反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快；但當“浸出率”達到最大值后，溫度升高“浸出率”反而下降，一般是反應(yīng)試劑的分解或揮發(fā))。選擇達到一定較高“浸出率”的時間及溫度(注意：一般不止一個答案)焙燒①高溫下硫化物與空氣中氧氣反應(yīng)(如FeS2與氧氣生成氧化鐵和二氧化硫)；②除去硫、碳單質(zhì)；③有機物轉(zhuǎn)化(如蛋白質(zhì)燃燒)、除去有機物等酸性氣體的吸收常用堿性溶液吸收(如SO2用Na2CO3或NaOH溶液吸收)控制條件除去雜質(zhì)的方法加氧化劑，轉(zhuǎn)變金屬離子的價態(tài)(如Fe2＋→Fe3＋)調(diào)節(jié)溶液的pH調(diào)溶液pH常用氫氧化鈉、碳酸鈉、金屬氧化物[還有酸性氣體(二氧化硫)、稀鹽酸或稀硫酸]等。常利用題給金屬離子沉淀的pH信息，使特定金屬離子以氫氧化物沉淀出來物質(zhì)轉(zhuǎn)化的分析跟蹤物質(zhì)，分析每一步驟中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，書寫化學(xué)方程式或離子方程式濾渣、濾液中物質(zhì)的判斷，書寫物質(zhì)的化學(xué)式或電子式，分析物質(zhì)中的化學(xué)鍵確定循環(huán)物質(zhì)物質(zhì)分離過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、重結(jié)晶、分液與萃取儀器的選擇(如玻璃儀器的選擇)結(jié)晶方法：①晶體不帶結(jié)晶水，如NaCl、KNO3等；蒸發(fā)結(jié)晶②晶體帶結(jié)晶水，如膽礬等；將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾③要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)，如除去NaCl中少量的KNO3：蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，趁熱過濾④要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)，如除去KNO3中少量的NaCl：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾晶體的洗滌用乙醇等有機溶劑洗滌晶體的目的：可以除去晶體表面可溶性的雜質(zhì)和水分、減少晶體溶解損耗，利用乙醇的易揮發(fā)性，有利于晶體的干燥2．流程中的“操作目的”操作目的答題指導(dǎo)固體原料進行“粉碎”減小顆粒直徑，增大浸取時的反應(yīng)速率，提高浸取率酸(或堿)溶①原料經(jīng)酸(或堿)溶后轉(zhuǎn)變成可溶物進入溶液中，以達到與難溶物分離的目的②用堿性溶液吸收酸性氣體原料灼燒(焙燒)①除去硫、碳單質(zhì)；②有機物轉(zhuǎn)化、除去有機物；③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)等金屬用熱碳酸鈉溶液洗滌除去金屬表面的油污過濾固體與液體的分離；要分清楚需要的物質(zhì)在濾液中還是在濾渣中。濾渣是難溶于水的物質(zhì)，如SiO2、PbSO4、難溶的金屬氫氧化物和碳酸鹽等萃取與分液選用合適的萃取劑(如四氯化碳、金屬萃取劑)，萃取后，靜置、分液——將分液漏斗玻璃塞的凹槽與分液漏斗口的小孔對準。下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出加入氧化劑(或還原劑)①轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物的價態(tài)②除去雜質(zhì)離子(如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后調(diào)溶液的pH，使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去)加入沉淀劑①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、硫化亞鐵等)②加入可溶性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀③加入氟化鈉，除去Ca2＋、Mg2＋判斷能否加其他物質(zhì)要考慮是否引入雜質(zhì)(或影響產(chǎn)物的純度)等在空氣中或在其他氣體中進行的反應(yīng)或操作要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)；能否達到隔絕空氣、防氧化、防水解、防潮解等目的調(diào)溶液pH①生成金屬氫氧化物，以達到除去金屬離子的目的②抑制鹽類水解③促進鹽類水解生成沉淀，有利于過濾分離④用pH計測量溶液的pH⑤用pH試紙測定溶液的pH：將一小塊pH試紙放在潔凈干燥的玻璃片或表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取少量待測液點在pH試紙的中部，待試紙變色后再與標準比色卡對照讀數(shù)控制溫度①控制物質(zhì)的溶解與結(jié)晶②防止某些物質(zhì)分解或揮發(fā)(如H2O2、氨水、草酸)③控制反應(yīng)速率、使催化劑達到最大活性、防止副反應(yīng)的發(fā)生④控制化學(xué)反應(yīng)的方向，使化學(xué)平衡移動⑤煮沸：促進溶液中的氣體(如氧氣)揮發(fā)逸出⑥趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量洗滌晶體洗滌試劑適用范圍目的蒸餾水冷水產(chǎn)物不溶于水除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當降低固體因為溶解而造成的損失熱水有特殊的物質(zhì)其溶解度隨著溫度升高而下降除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當降低固體因為溫度變化溶解而造成的損失有機溶劑(酒精、丙酮等)固體易溶于水、難溶于有機溶劑減少固體溶解；利用有機溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥飽和溶液對純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì)；減少固體溶解洗滌沉淀方法：向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次提高原子利用率綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)【方法技巧】1．首尾分析法：對一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序)試題，首先對比分析流程圖中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝，然后結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。2．截段分析法：對于用同樣的原材料生產(chǎn)兩種或多種產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題，用截段分析法更容易找到解題的切入點。關(guān)鍵在于看清主、副產(chǎn)品是如何分開的，以此確定截幾段更合適，一般截段以產(chǎn)品為準點。3．交叉分析法：有些化工生產(chǎn)選用多組原材料，先合成一種或幾種中間產(chǎn)品，再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品，這種題適合用交叉分析法。就是將提供的工業(yè)流程示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水線，然后上下交叉分析?？枷?微型工藝流程中的實驗操作【例1】(2024·江蘇省蘇州市南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)高三二模)實驗室從含I-的溶液中提取I2的流程如下：已知2Fe3++2I-=2Fe2++I2。下列說法不正確的是()A．“過濾1”所得沉淀為AgIB．“過濾2”所得濾液中鐵元素主要以Fe3+的形式存在C．用稀HNO3溶解濾渣Y得到的溶液可循環(huán)利用D．氧化時，理論上通入Cl2的物質(zhì)的量為I-物質(zhì)的量的【名師點睛】微型工藝流程題目在流程中一般分為3個過程：原料處理→分離提純→獲得產(chǎn)品，其中化工生產(chǎn)過程中分離提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學(xué)基本實驗的原理緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干，或蒸餾、萃取、分液等基本實驗操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器?！咀兪接?xùn)練】(2024·江蘇省蘇州市南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)高三下月考)已知苯胺(液體)、苯甲酸(固體)微溶于水，苯胺鹽酸鹽易溶于水。實驗室初步分離甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列說法正確的是()A．苯胺既可與鹽酸也可與溶液反應(yīng)B．由①、③分別獲取相應(yīng)粗品時可采用相同的操作方法C．苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③獲得D．①、②、③均為兩相混合體系考向2微型工藝流程中的過程評價【例2】(2024·安徽省安慶市三模)聚酯反應(yīng)催化劑乙二醇銻是一種無毒的白色晶狀粉末，其制備流程如下：下列說法錯誤的是()A．煅燒過程需注意防治污染B．乙二醇為非極性分子C．醇化反應(yīng)需及時分離出水蒸氣以提高Sb?O?的平衡轉(zhuǎn)化率D．操作Ⅰ為冷卻結(jié)晶、過濾，操作Ⅱ為洗滌、干燥【思維建?！苛鞒痰淖罱K目的就是收益最大化，工藝流程題設(shè)中的問題順序通常與流程圖的流程順序是一致的，且一個問題對應(yīng)流程圖的一個或依次相連的若干個環(huán)節(jié)，做題時只需找到所需回答的問題與流程圖中相關(guān)信息的一一對應(yīng)關(guān)系，“順藤摸瓜”就可以有效解決相關(guān)問題，對流程進行在效評價。微型工藝流程中的過程評價思路：1．化學(xué)反應(yīng)原理——化學(xué)原理在實際工業(yè)上是否可行；2．成本要低——原料的選取使用、設(shè)備的損耗等；3．原料的利用率要高——利用好副產(chǎn)品、循環(huán)使用原料、能量盡可能利用；4．生產(chǎn)過程要快——化學(xué)反應(yīng)速率；5．產(chǎn)率要高——化學(xué)平衡；6．產(chǎn)品要純——產(chǎn)品的分離、提純；7．環(huán)保問題——反應(yīng)物盡可能無毒無害無副作用，“三廢”處理。【變式訓(xùn)練】(2024·江蘇省蘇州市南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)高三二模)實驗室從含I-的溶液中提取I2的流程如下：已知2Fe3++2I-=2Fe2++I2。下列說法不正確的是()A．“過濾1”所得沉淀為AgIB．“過濾2”所得濾液中鐵元素主要以Fe3+的形式存在C．用稀HNO3溶解濾渣Y得到的溶液可循環(huán)利用D．氧化時，理論上通入Cl2的物質(zhì)的量為I-物質(zhì)的量的考點二化工流程綜合題知識點1反應(yīng)條件的控制1．反應(yīng)條件控制條件控制目的固體原料粉碎或研磨減小顆粒直徑，增大反應(yīng)物接觸面積，增大浸取時的反應(yīng)速率，提高浸取率煅燒或灼燒①除去硫、碳單質(zhì)；②有機物轉(zhuǎn)化、除去有機物；③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)；④除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)等酸浸①溶解轉(zhuǎn)變成可溶物進入溶液中，以達到與難溶物分離的目的；②去氧化物(膜)堿溶①除去金屬表面的油污；②溶解鋁、氧化鋁等加熱①加快反應(yīng)速率或溶解速率；②促進平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；③除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物質(zhì)；④使沸點相對較低或易升華的原料氣化；⑤煮沸時促進溶液中的氣體(如氧氣)揮發(fā)逸出等反應(yīng)物用量或濃度①酸浸時提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率；②增大便宜、易得的反應(yīng)物的濃度，可以提高其他物質(zhì)的利用率，使反應(yīng)充分進行；③增大物質(zhì)濃度可以加快反應(yīng)速率，使平衡發(fā)生移動等降溫①防止某物質(zhì)在高溫時溶解(或分解)；②使化學(xué)平衡向著題目要求的方向(放熱反應(yīng)方向)移動；③使某個沸點較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離等；④降低某些晶體的溶解度，減少損失等控溫①結(jié)晶獲得所需物質(zhì)；②防止某種物質(zhì)(如H2O2、草酸、濃硝酸、銨鹽等)溫度過高時會分解或揮發(fā)；③使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來；④使催化劑的活性達到最好；⑤防止副反應(yīng)的發(fā)生等加入氧化劑(或還原劑)①轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物的價態(tài)；②除去雜質(zhì)離子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后調(diào)溶液的pH，使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去]加入沉淀劑①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、硫化亞鐵等)；②加入可溶性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀；③加入氟化鈉，除去Ca2＋、Mg2＋pH控制①生成金屬氫氧化物，以達到除去金屬離子的目的；②抑制鹽類水解；③促進鹽類水解生成沉淀，有利于過濾分離2．常用的控制反應(yīng)條件的方法(1)調(diào)節(jié)溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：①能與H＋反應(yīng)，使溶液pH增大；②不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。(2)控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動。(3)趁熱過濾。防止某物質(zhì)降溫時會析出。(4)冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。知識點2常用的分離、提純方法1．常用的分離方法(1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如從溶液中提取NaCl。(4)冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸餾或分餾：分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。(6)冷卻法：利用氣體液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。2．常用的提純方法(1)水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。(2)酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。(3)堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。(4)氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3＋等。【方法技巧】可循環(huán)物質(zhì)的判斷1．流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)。2．生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)(不要忽視結(jié)晶后的母液)，可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)。(1)從流程需要加入的物質(zhì)去找先觀察流程中需要加入的物質(zhì)，再研究后面的流程中有沒有生成此物質(zhì)。(2)從能構(gòu)成可逆反應(yīng)的物質(zhì)去找可逆反應(yīng)的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，應(yīng)該回收再利用。(3)從過濾后的母液中尋找析出晶體經(jīng)過過濾后的溶液稱為母液，母液是該晶體溶質(zhì)的飽和溶液，應(yīng)該循環(huán)再利用?？枷?化學(xué)工藝流程與物質(zhì)制備【例1】(2024·福建福州八縣協(xié)作校高三聯(lián)考)廢SCR催化劑(含TiO2、V2O5、WO3等)的回收對環(huán)境保護和資源循環(huán)利用意義重大。通過如下工藝流程可以回收其中的鈦、釩、鎢等。已知：TiO2、V2O5和WO3都能與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的NaVO3、Na2WO4和不溶性的Na2TiO3；回答下列問題：(1)元素V在周期表中的位置。在NH4VO3中V元素的化合價是。(2)“球磨”的目的是。(3)請寫出“堿浸”過程中WO3與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式。(4)“酸浸”后鈦主要以TiO2+形式存在，“熱水解”反應(yīng)的離子方程式為。(5)“煅燒”NH4VO3的化學(xué)方程式為。(6)“沉鎢”中為促進CaWO4盡可能析出完全，需要進行的措施是?！舅季S建?！俊八木€法”解題模型試劑線：為達到最終目的加入的物質(zhì)，起到氧化還原、非氧化還原的作用；轉(zhuǎn)化線：元素守恒—焙燒、溶浸、沉淀、煅燒、電解、結(jié)晶等；除雜線：復(fù)分解沉淀、置換沉淀、氧化還原沉淀；加熱產(chǎn)生氣體等；分離線：蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾(趁熱過濾)、洗滌、干燥等?！咀兪接?xùn)練】(2024·福建福州市八縣一中高三聯(lián)考)電池級碳酸鋰是制造LiCoO2等鋰離子電池必不可少的原材料。享譽“亞洲鋰都”的宜春擁有亞洲儲量最大的鋰云母礦，以鋰云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO42-等)為原料制取電池級Li2CO3的工藝流程如圖：已知：①HR為有機萃取劑，難溶于水，可萃取Fe3+，萃取時發(fā)生的反應(yīng)可表示為：Fe3++3HRFeR3+3H+；②常溫時，1mol·L-1LiOH溶液的pH=14。回答下列問題：(1)“有機層”的主要成分為(填化學(xué)式，下同)；“濾渣1”中含有的物質(zhì)為；使用HR萃取劑時，需加入一定量的NaOH進行處理，其目的是。(2)某種HR的結(jié)構(gòu)簡式為，該分子中可能與Fe3+形成配位鍵的原子有。(3)加適量草酸的目的。(4)“混合沉鋰”的離子方程式為。(5)Li2CO3與Co3O4在空氣中加熱可以制備重要的電極材料鈷酸鋰(LiCoO2)。寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式。(6)鈷酸鋰(LiCoO2)是常見的鋰離子電池正極材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示，各離子位于晶胞的頂點、棱和體內(nèi)。①基態(tài)Co原子核外電子排布式為。②該晶胞密度為g·cm-3。(寫出計算式，阿伏加德羅常數(shù)為NA)考向2化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理【例2】(2024河北省強基聯(lián)盟高三模擬)利用“微波輔助低共熔溶劑”浸取廢舊鋰離子電池中鈷酸鋰粗品制備LiCoO2產(chǎn)品，以實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。主要工藝之流程如下：已知：①氯化膽堿[HOCH2CH2N+(CH3)3·C1-]是一種銨鹽；②Co2+在溶液中常以[CoCl4]2-(藍色)和[Co(H2O)6]2+(粉紅色)形式存在；③25℃時,Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15?；卮鹣铝袉栴}:(1)LiCoO2中Co的化合價為。(2)“微波共熔”中氯化膽堿-草酸和LiCoO2粗品以不同的液固比在120℃下微波處理10min后鋰和鈷的浸取率如圖，則最佳液固比為mL/g，草酸的作用為。(3)“水浸”過程中溶液由藍色變?yōu)榉奂t色，該變化的離子方程式為。(4)25℃時，“沉鈷”反應(yīng)完成后溶液pH=10，此時c(Co2+)=mol/L。(5)“濾餅2”在高溫燒結(jié)前需要洗滌、干燥，洗滌沉淀的實驗操作為。(6)鋰離子電池正極材料LiCoO2在多次充放電后結(jié)構(gòu)發(fā)生改變生成Co3O4，導(dǎo)致電化學(xué)性能下降，使用LiOH和30%H2O2溶液可以實現(xiàn)LiCoO2的修復(fù)，則修復(fù)過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。【名師提醒】化學(xué)工藝流程常涉及的化學(xué)反應(yīng)原理有：1．沉淀溶解平衡的相關(guān)應(yīng)用：①沉淀的最小濃度控制；②沉淀轉(zhuǎn)化的條件。2．反應(yīng)速率及化學(xué)平衡理論在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用：①反應(yīng)速率控制；②化學(xué)平衡移動；③化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用；④反應(yīng)條件的控制。3．氧化還原反應(yīng)的具體應(yīng)用：①強弱規(guī)律；②守恒規(guī)律；③選擇規(guī)律。4．鹽類水解的具體應(yīng)用：①水解規(guī)律；②水解反應(yīng)的控制(抑制或促進)?！咀兪接?xùn)練】(2024·河南三門峽高三階段性考試)鈧及其化合物具有許多優(yōu)良的性能，在宇航、電子、超導(dǎo)等方面有著廣泛的應(yīng)用。從鈦白工業(yè)廢酸(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)中提取氧化鈧(Sc2O3)的一種流程如圖：

回答下列問題：(1)洗滌“油相”可除去大量的鈦離子。洗滌水是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成?；旌系膶嶒灢僮魇恰?2)鈧錳礦石中含鐵元素，其中Fe2+易被氧化為Fe3+的原因是。(從原子結(jié)構(gòu)角度解釋)(3)常溫下，先加入氨水調(diào)節(jié)pH=3，過濾，濾渣主要成分是。(已知：Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13，Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39，Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31)(4)“沉鈧”時得到草酸鈧的離子方程式是：。(5)草酸鈧晶體[Sc2(C2O4)3?6H2O]在空氣中加熱，隨溫度的變化情況如圖所示。250℃時，晶體的主要成分是(填化學(xué)式)。550～850℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。1．(2023?遼寧省選擇性考試，10)某工廠采用如下工藝制備Cr(OH)3，已知焙燒后Cr元素以價形式存在，下列說法錯誤的是()A．“焙燒”中產(chǎn)生CO2 B．濾渣的主要成分為C．濾液①中Cr元素的主要存在形式為CrO42- D．淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用2．(2023?湖南卷，9)處理某銅冶金污水(含)的部分流程如下：

已知：①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的如下表所示：物質(zhì)開始沉淀1.94.26.23.5完全沉淀3.26.78.24.6②Ksp(S)=6.4×10－36，Ksp()=1.6×10－24。下列說法錯誤的是()A．“沉渣Ⅰ”中含有和B．Na2S溶液呈堿性，其主要原因是S2-+H2OHS-+OH-C．“沉淀池Ⅱ”中，當和完全沉淀時，溶液中D．“出水”經(jīng)陰離子交換樹脂軟化處理后，可用作工業(yè)冷卻循環(huán)用水3．(2022?河北省選擇性考試，4)溶液可作為替代氟利昂的綠色制冷劑。合成工藝流程如下：下列說法錯誤的是()A．還原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回還原工序B．除雜工序中產(chǎn)生的濾渣可用煤油進行組分分離C．中和工序中的化學(xué)反應(yīng)為Li2CO3+2HBr=CO2↑+2LiBr+H2OD．參與反應(yīng)的n(Br2)：n(BaS)：n(H2SO4)為1：1：14．(2021?河北選擇性考試，6)BiOCl是一種具有珠光澤的材料，利用金屬Bi制備BiOCl的工藝流程如圖：

下列說法錯誤的是()A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反應(yīng)劇烈程度B．轉(zhuǎn)化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3C．水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度D．水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成5．(2023?全國新課標卷，27)鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：已知：最高價鉻酸根在酸性介質(zhì)中以CO72-存在，在堿性介質(zhì)中以CO42-存在?；卮鹣铝袉栴}：(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為_______(填化學(xué)式)。(2)水浸渣中主要有SiO2和_______。(3)“沉淀”步驟調(diào)到弱堿性，主要除去的雜質(zhì)是_______。(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MSiO3和M的形式沉淀，該步需要控制溶液的以達到最好的除雜效果，若時，會導(dǎo)致_______；時，會導(dǎo)致_______。(5)“分離釩”步驟中，將溶液調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在時，溶解為VO2+或VO3+在堿性條件下，溶解為VO3-或VO43-，上述性質(zhì)說明V2O5具有_______(填標號)。A．酸性

B．堿性

C．兩性(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液，反應(yīng)的離子方程式為_______。6．(2023?遼寧省選擇性考試，16)某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液含(N、、、、M2+和M)。實現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。已知：物質(zhì)NMKsp10-37.410-14.710-14.710-10.8回答下列問題：(1)用硫酸浸取鎳鈷礦時，提高浸取速率的方法為_______(答出一條即可)。(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強氧化性的過一硫酸(H2SO5)，1molH2SO5中過氧鍵的數(shù)目為_______。(3)“氧化”中，用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4，M被H2SO5氧化為M，該反應(yīng)的離子方程式為_______(H2SO5的電離第一步完全，第二步微弱)；濾渣的成分為M、_______(填化學(xué)式)。(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變，M(Ⅱ)氧化率與時間的關(guān)系如下。SO2體積分數(shù)為_______時，M(Ⅱ)氧化速率最大；繼續(xù)增大SO2體積分數(shù)時，M(Ⅱ)氧化速率減小的原因是_______。(5)“沉鈷鎳”中得到的Co(Ⅱ)在空氣中可被氧化成CoO(OH)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(6)“沉鎂”中為使M2+沉淀完全(25℃)，需控制pH不低于_______(精確至0.1)。7．(2023?全國甲卷，26)aT是一種壓電材料。以Ba為原料，采用下列路線可制備粉狀aT。

回答下列問題：(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是_______。(2)“焙燒”后固體產(chǎn)物有a、易溶于水的Ba和微溶于水的a?！敖　睍r主要反應(yīng)的離子方程式為_______。(3)“酸化”步驟應(yīng)選用的酸是_______(填標號)。a．稀硫酸

b．濃硫酸

c．鹽酸

d．磷酸(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。(5)“沉淀”步驟中生成aT的化學(xué)方程式為_______。(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，產(chǎn)生的_______。8．(2023?湖北省選擇性考試，16)SiCl4是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物。利用SiCl4對廢棄的鋰電池正極材料LiCoO2進行氯化處理以回收Li、Co等金屬，工藝路線如下：回答下列問題：(1)Co位于元素周期表第_______周期，第_______族。(2)燒渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，“500℃焙燒”后剩余的SiCl4應(yīng)先除去，否則水浸時會產(chǎn)生大量煙霧，用化學(xué)方程式表示其原因_______。(3)鑒別洗凈的“濾餅3”和固體Na2CO3常用方法的名稱是_______。(4)已知Ksp[Co(OH)2]=5.9×10－15，若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0，則溶液中Co2+濃度為_______mol·L-1?！?50℃煅燒”時的化學(xué)方程式為_______。(5)導(dǎo)致SiCl4比CCl4易水解的因素有_______(填標號)。a．Si-Cl鍵極性更大b．Si的原子半徑更大c．Si-Cl鍵鍵能更大d．Si有更多的價層軌道9．(2023?廣東卷，18)NCo均是重要的戰(zhàn)略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含NCo2+、Al3+、M)中，利用氨浸工藝可提取NCo，并獲得高附加值化工產(chǎn)品。工藝流程如下：已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常溫下，NCo2+、Co3+與NH3形成可溶于水的配離子：Kb(NH3·H2O)=-4.7；Co(OH)2易被空氣氧化為Co(OH)3；部分氫氧化物的Ksp如下表。氫氧化物Co(OH)2Co(OH)3N(OH)2Al(OH)3M(OH)2Ksp回答下列問題：(1)活性可與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為。(2)常溫下，的氨性溶液中，c(NH3·H2O)c(NH4+)(填“>”“<”或“=”)。(3)“氨浸”時，由Co(OH)3轉(zhuǎn)化為[Co(NH3)6]2+的離子方程式為。(4)(NH4)2CO3會使濾泥中的一種膠狀物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏松分布的棒狀顆粒物。濾渣的X射線衍射圖譜中，出現(xiàn)了NH4Al(OH)2CO3的明銳衍射峰。①NH4Al(OH)2CO3屬于(填“晶體”或“非晶體”)。②(NH4)2CO3提高了NCo的浸取速率，其原因是。(5)①“析晶”過程中通入的酸性氣體A為。②由Co可制備AlCoO晶體，其立方晶胞如圖。Al與O最小間距大于Co與O最小間距，x、y為整數(shù)，則Co在晶胞中的位置為；晶體中一個Al周圍與其最近的O的個數(shù)為。(6)①“結(jié)晶純化”過程中，沒有引入新物質(zhì)。晶體A含6個結(jié)晶水，則所得HNO3溶液中與的比值，理論上最高為。②“熱解”對于從礦石提取NCo工藝的意義，在于可重復(fù)利用HNO3和(填化學(xué)式)。10．(2022?福建卷，11)粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)提鋁的工藝流程如下：回答下列問題：(1)“浸出”時適當升溫的主要目的是_______，Al2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。(2)“浸渣”的主要成分除殘余Al2O3外，還有_______。實驗測得，粉煤灰(Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為)經(jīng)浸出、干燥后得到“浸渣”(Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為)，Al2O3的浸出率為_______。(3)“沉鋁”時，體系中三種物質(zhì)的溶解度曲線如下圖所示，加入K2SO4沉鋁的目的是_______，“沉鋁”的最佳方案為_______。(4)“焙燒”時，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(5)“水浸”后得到的“濾液2”可返回_______工序循環(huán)使用。11．(2022?重慶卷，15)電子印制工業(yè)產(chǎn)生的某退錫廢液含硝酸、錫化合物及少量Fe3+和Cu2+等，對其處理的流程如圖。Sn與Si同族，25℃時相關(guān)的溶度積見表?；瘜W(xué)式Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)Fe(OH)3Cu(OH)2溶度積1.0×10-564×10-382.5×10-20(1)Na2SnO3的回收①產(chǎn)品Na2SnO3中Sn的化合價是______。②退錫工藝是利用稀HNO3與Sn反應(yīng)生成Sn2+，且無氣體生成，則生成的硝酸鹽是_____，廢液中的Sn2+易轉(zhuǎn)化成SnO2·xH2O。③沉淀1的主要成分是SnO2，焙燒時，與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。(2)濾液1的處理①濾液1中Fe3+和Cu2+的濃度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是______。②25℃時，為了使Cu2+沉淀完全，需調(diào)節(jié)溶液H+濃度不大于______mol?L-1。(3)產(chǎn)品中錫含量的測定稱取產(chǎn)品1.500g，用大量鹽酸溶解，在CO2保護下，先用Al片將Sn4+還原為Sn2+，再用0.1000mol?L-1KIO3標準溶液滴定，以淀粉作指示劑滴定過程中IO3-被還原為I—，終點時消耗KIO3溶液20.00mL。①終點時的現(xiàn)象為______，產(chǎn)生I2的離子反應(yīng)方程式為_____。②產(chǎn)品中Sn的質(zhì)量分數(shù)為_____%。12．(2022?北京卷，18)銨浸法由白云石[主要成分為CaMg(CO3)2，含F(xiàn)e2O3、SiO2雜質(zhì)]制備高純度碳酸鈣和氧化鎂。其流程如下：已知：物質(zhì)Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3Ksp(1)煅燒白云石的化學(xué)方程式為___________。(2)根據(jù)下表數(shù)據(jù)分析：n(NH4Cl)：n(CaO)CaO浸出率/MgO浸出率/w(CaCO3)理論值/w(CaCO3)實測值/98.41.199.7-98.81.599.299.598.91.898.899.599.16.095.697.6已知：i．對浸出率給出定義ii．對w(CaCO3)給出定義①“沉鈣”反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。②CaO浸出率遠高于MgO浸出率的原因為___________。③不宜選用的“n(NH4Cl)：n(CaO)”數(shù)值為___________。④w(CaCO3)實測值大于理論值的原因為___________。⑤蒸餾時，隨餾出液體積增大，MgO浸出率可出增加至，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理解釋MgO浸出率提高的原因為___________。(3)濾渣C為___________。(4)可循環(huán)利用的物質(zhì)為___________。13．(2022?海南省選擇性考試，15)膽礬(CuSO4·5H2O)是一種重要化工原料，某研究小組以生銹的銅屑為原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制備膽礬。流程如下?；卮饐栴}：(1)步驟①的目的是_______。(2)步驟②中，若僅用濃H2SO4溶解固體B，將生成_______(填化學(xué)式)污染環(huán)境。(3)步驟②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(4)經(jīng)步驟④得到的膽礬，不能用水洗滌的主要原因是_______。(5)實驗證明，濾液D能將I-氧化為I2。ⅰ.甲同學(xué)認為不可能是步驟②中過量H2O2將I-氧化為I2，理由是_______。ⅱ.乙同學(xué)通過實驗證實，只能是Cu2+將I-氧化為I2，寫出乙同學(xué)的實驗方案及結(jié)果_______(不要求寫具體操作過程)。14．(2022?山東卷，17)工業(yè)上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3]，含SiO2等雜質(zhì)]為原料生產(chǎn)磷酸和石膏，工藝流程如下：回答下列問題：(1)酸解時有產(chǎn)生。氫氟酸與SiO2反應(yīng)生成二元強酸H2SiF6，離子方程式為_______。(2)部分鹽的溶度積常數(shù)見下表。精制Ⅰ中，按物質(zhì)的量之比n(Na2CO3)：n(SiF62-)=1：1加入Na2CO3脫氟，充分反應(yīng)后，c(Na+)=_______mol?L-1；再分批加入一定量的BaCO3，首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是_______。BaSiF6Na2SiF6CaSO4BaSO4Ksp1.0×10-64.0×10-69.0×10-41.0×10-10(3)SO42-濃度(以SO3%計)在一定范圍時，石膏存在形式與溫度、H3PO4濃度(以P2O5%計)的關(guān)系如圖甲所示。酸解后，在所得、P2O5%為45的混合體系中，石膏存在形式為_______(填化學(xué)式)；洗滌時使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水，原因是_______，回收利用洗滌液X的操作單元是_______；一定溫度下，石膏存在形式與溶液中P2O5%和SO3%的關(guān)系如圖乙所示，下列條件能實現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)品轉(zhuǎn)化的是_______(填標號)。A．65℃、P2O5%=15、SO3%=15

B．80℃、P2O5%=10、SO3%=20C．65℃、P2O5%=10、SO3%=30

D．80℃、P2O5%=10、SO3%=1015．(2022?全國乙卷，26)廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護環(huán)境、充分利用鉛資源，通過下