專題19 化學(xué)工藝流程綜合題-原材料轉(zhuǎn)化制備類-五年（2020-2024）高考化學(xué)真題分類匯編（原卷版）

2024年高考真題化學(xué)試題PAGEPAGE1專題19工藝流程綜合題——原材料轉(zhuǎn)化制備類考向五年考情（2020-2024）命題趨勢原材料轉(zhuǎn)化制備類工藝流程綜合題2024·黑吉遼卷2024·貴州卷2024·山東卷2024·湖北卷2024·浙江6月卷2023·海南卷2023·重慶卷2023·全國甲卷2023·全國乙卷2023·湖南卷2023·北京卷2023·山東卷2022·全國甲卷2022·廣東卷2022·北京卷2022·福建卷2022·遼寧卷2022·山東卷2021·山東卷2020·山東卷2020·新課標(biāo)Ⅰ工藝流程綜合題選取的情境緊密聯(lián)系與人類密切相關(guān)的生產(chǎn)生活實(shí)際，試題的命制從情境素材開始，以學(xué)科素養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，選取某個(gè)學(xué)科素養(yǎng)的一個(gè)方面或幾個(gè)方面，深入考查學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的表現(xiàn)層次。利用科研前沿和生產(chǎn)實(shí)際的真實(shí)情境，展現(xiàn)研究過程或者生成過程的具體實(shí)際問題，考查學(xué)生的探究與創(chuàng)新能力。主要分為兩大考查方向：一是分離、提純類；二是原材料轉(zhuǎn)化制備類。1．（2024·黑吉遼卷）中國是世界上最早利用細(xì)菌冶金的國家。已知金屬硫化物在“細(xì)菌氧化”時(shí)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，某工廠用細(xì)菌冶金技術(shù)處理載金硫化礦粉(其中細(xì)小的顆粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶煉金，工藝流程如下：回答下列問題：（1）北宋時(shí)期我國就有多處礦場利用細(xì)菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要溶質(zhì)為(填化學(xué)式)。（2）“細(xì)菌氧化”中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（3）“沉鐵砷”時(shí)需加堿調(diào)節(jié)，生成(填化學(xué)式)膠體起絮凝作用，促進(jìn)了含微粒的沉降。（4）“培燒氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培燒氧化”，“細(xì)菌氧化”的優(yōu)勢為_______(填標(biāo)號(hào))。A．無需控溫 B．可減少有害氣體產(chǎn)生C．設(shè)備無需耐高溫 D．不產(chǎn)生廢液廢渣（5）“真金不拍火煉”，表明難被氧化，“浸金”中的作用為。（6）“沉金”中的作用為。（7）濾液②經(jīng)酸化，轉(zhuǎn)化為和的化學(xué)方程式為。用堿中和可生成(填溶質(zhì)化學(xué)式)溶液，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。2．（2024·貴州卷）煤氣化渣屬于大宗固廢，主要成分為及少量MgO等。一種利用“酸浸—堿沉—充鈉”工藝，制備鈉基正極材料和回收的流程如下：已知：①25℃時(shí)，；②?；卮鹣铝袉栴}：（1）“濾渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。（2）25℃時(shí)，“堿沉”控制溶液pH至3.0，此時(shí)溶液中。（3）“除雜”時(shí)需加入的試劑X是。（4）“水熱合成”中，作為磷源，“濾液2”的作用是，水熱合成的離子方程式為。（5）“煅燒”得到的物質(zhì)也能合成鈉基正極材料，其工藝如下：①該工藝經(jīng)碳熱還原得到，“焙燒”生成的化學(xué)方程式為。②的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如甲所示。每個(gè)晶胞中含有的單元數(shù)有個(gè)。③若“焙燒”溫度為時(shí)，生成純相，則，其可能的結(jié)構(gòu)示意圖為(選填“乙”或“丙”)。3．（2024·山東卷）以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和的工藝流程如下：回答下列問題：（1）“熱浸”時(shí)，難溶的和轉(zhuǎn)化為和及單質(zhì)硫。溶解等物質(zhì)的量的和時(shí)，消耗物質(zhì)的量之比為；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時(shí)揮發(fā)外，另一目的是防止產(chǎn)生(填化學(xué)式)。（2）將“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復(fù)用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬“電解I”陽極產(chǎn)物用尾液吸收后在工藝中循環(huán)使用，利用該吸收液的操作單元為。（3）“還原”中加入鉛精礦的目的是。（4）“置換”中可選用的試劑X為(填標(biāo)號(hào))。A．

B．

C．

D．“置換”反應(yīng)的離子方程式為。（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，用作(填“陰極”或“陽極”)。4．（2024·湖北卷）鈹用于宇航器件的構(gòu)筑。一種從其鋁硅酸鹽中提取鈹?shù)穆窂綖椋阂阎夯卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)的軌道表示式為。（2）為了從“熱熔、冷卻”步驟得到玻璃態(tài)，冷卻過程的特點(diǎn)是。（3）“萃取分液”的目的是分離和，向過量燒堿溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，觀察到的現(xiàn)象是。（4）寫出反萃取生成的化學(xué)方程式?！盀V液2”可以進(jìn)入步驟再利用。（5）電解熔融氯化鈹制備金屬鈹時(shí)，加入氯化鈉的主要作用是。（6）與醋酸反應(yīng)得到某含4個(gè)的配合物，4個(gè)位于以1個(gè)O原子為中心的四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，且每個(gè)的配位環(huán)境相同，與間通過相連，其化學(xué)式為。5．（2024·浙江6月卷）礦物資源的綜合利用有多種方法，如鉛鋅礦(主要成分為)的利用有火法和電解法等。已知：①；②電解前后總量不變；③易溶于水。請(qǐng)回答：（1）根據(jù)富氧煅燒(在空氣流中煅燒)和通電電解(如圖)的結(jié)果，中硫元素體現(xiàn)的性質(zhì)是(選填“氧化性”、“還原性”、“酸性”、“熱穩(wěn)定性”之一)。產(chǎn)物B中有少量，該物質(zhì)可溶于濃鹽酸，元素轉(zhuǎn)化為，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；從該反應(yīng)液中提取的步驟如下：加熱條件下，加入(填一種反應(yīng)試劑)，充分反應(yīng)，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，得到產(chǎn)品。（2）下列說法正確的是_______。A．電解池中發(fā)生的總反應(yīng)是(條件省略)B．產(chǎn)物B主要是鉛氧化物與鋅氧化物C．化合物C在水溶液中最多可中和D．的氧化性弱于（3）D的結(jié)構(gòu)為(或)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)先除去樣品D中的硫元素，再用除去硫元素后的溶液探究X為何種元素。①實(shí)驗(yàn)方案：取D的溶液，加入足量溶液，加熱充分反應(yīng)，然后；②寫出D(用表示)的溶液與足量溶液反應(yīng)的離子方程式。6．（2023·海南卷）鈹?shù)难趸飶V泛應(yīng)用于原子能、航天、電子、陶瓷等領(lǐng)域，是重要的戰(zhàn)略物資。利用綠柱石(主要化學(xué)成分為(，還含有一定量的FeO和)生產(chǎn)BeO的一種工藝流程如下。

回答問題：（1）中Be的化合價(jià)為。（2）粉碎的目的是；殘?jiān)饕煞质?填化學(xué)式)。（3）該流程中能循環(huán)使用的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。（4）無水可用作聚合反應(yīng)的催化劑。BeO、與足量C在600~800℃制備的化學(xué)方程式為。（5）沉鈹時(shí)，將pH從8.0提高到8.5，則鈹?shù)膿p失降低至原來的%。7．（2023·重慶卷）是一種用途廣泛的磁性材料，以為原料制備并獲得副產(chǎn)物水合物的工藝如下。

時(shí)各物質(zhì)溶度積見下表：物質(zhì)溶度積回答下列問題：（1）中元素的化合價(jià)是和。的核外電子排布式為。（2）反應(yīng)釜1中的反應(yīng)需在隔絕空氣條件下進(jìn)行，其原因是。（3）反應(yīng)釜2中，加入和分散劑的同時(shí)通入空氣。①反應(yīng)的離子方程式為。②為加快反應(yīng)速率，可采取的措施有。(寫出兩項(xiàng)即可)。（4）①反應(yīng)釜3中，時(shí)，濃度為，理論上不超過。②稱取水合物，加水溶解，加入過量，將所得沉淀過濾洗滌后，溶于熱的稀硫酸中，用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗。滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象為，該副產(chǎn)物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。8．（2023·全國甲卷）是一種壓電材料。以為原料，采用下列路線可制備粉狀。

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、易溶于水的和微溶于水的?！敖　睍r(shí)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(biāo)號(hào))。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”步驟中生成的化學(xué)方程式為_______。（6）“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，產(chǎn)生的_______。9．（2023·全國乙卷）LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關(guān)注。由菱錳礦（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制備LiMn2O4的流程如下：已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16?；卮鹣铝袉栴}：（1）硫酸溶礦主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。為提高溶礦速率，可采取的措施_______(舉1例)。（2）加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。（3）溶礦反應(yīng)完成后，反應(yīng)器中溶液pH=4，此時(shí)c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳調(diào)節(jié)至pH≈7，除去的金屬離子是_______。（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。（5）在電解槽中，發(fā)生電解反應(yīng)的離子方程式為_______。隨著電解反應(yīng)進(jìn)行，為保持電解液成分穩(wěn)定，應(yīng)不斷_______。電解廢液可在反應(yīng)器中循環(huán)利用。（6）緞燒窯中，生成LiMn2O4反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。10．（2023·湖南卷）超純是制備第三代半導(dǎo)體的支撐源材料之一，近年來，我國科技工作者開發(fā)了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術(shù)，在研制超純方面取得了顯著成果，工業(yè)上以粗鎵為原料，制備超純的工藝流程如下：已知：①金屬的化學(xué)性質(zhì)和相似，的熔點(diǎn)為；②(乙醚)和(三正辛胺)在上述流程中可作為配體；③相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)：物質(zhì)沸點(diǎn)/55.734.642.4365.8回答下列問題：（1）晶體的晶體類型是_______；（2）“電解精煉”裝置如圖所示，電解池溫度控制在的原因是_______，陰極的電極反應(yīng)式為_______；（3）“合成”工序中的產(chǎn)物還包括和，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______；（4）“殘?jiān)苯?jīng)純水處理，能產(chǎn)生可燃性氣體，該氣體主要成分是_______；（5）下列說法錯(cuò)誤的是_______；A．流程中得到了循環(huán)利用B．流程中，“合成”至“工序X”需在無水無氧的條件下進(jìn)行C．“工序X”的作用是解配，并蒸出D．用核磁共振氫譜不能區(qū)分和（6）直接分解不能制備超純，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純的理由是_______；（7）比較分子中的鍵角大小：_______(填“>”“<”或“=”)，其原因是_______。11．（2023·北京卷）以銀錳精礦(主要含、、)和氧化錳礦(主要含)為原料聯(lián)合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。已知：酸性條件下，的氧化性強(qiáng)于。（1）“浸錳”過程是在溶液中使礦石中的錳元素浸出，同時(shí)去除，有利于后續(xù)銀的浸出：礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中。①“浸錳”過程中，發(fā)生反應(yīng)，則可推斷：__________(填“>”或“<”)。②在溶液中，銀錳精礦中的和氧化錳礦中的發(fā)生反應(yīng)，則浸錳液中主要的金屬陽離子有__________。（2）“浸銀”時(shí)，使用過量和的混合液作為浸出劑，將中的銀以形式浸出。①將“浸銀”反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整：__________。②結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋浸出劑中的作用：____________________。（3）“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。①該步反應(yīng)的離子方程式有______________________________。②一定溫度下，的沉淀率隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。解釋分鐘后的沉淀率逐漸減小的原因：______________。（4）結(jié)合“浸錳”過程，從兩種礦石中各物質(zhì)利用的角度，分析聯(lián)合提取銀和錳的優(yōu)勢：________。12．（2023·山東卷）鹽湖鹵水(主要含、和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備的工藝流程如下：已知：常溫下，。相關(guān)化合物的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）含硼固體中的在水中存在平衡：(常溫下，)；與溶液反應(yīng)可制備硼砂。常溫下，在硼砂溶液中，水解生成等物質(zhì)的量濃度的和，該水解反應(yīng)的離子方程式為_____，該溶液_____。（2）濾渣Ⅰ的主要成分是_____(填化學(xué)式)；精制Ⅰ后溶液中的濃度為，則常溫下精制Ⅱ過程中濃度應(yīng)控制在_____以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制Ⅰ，除無法回收外，還將增加_____的用量(填化學(xué)式)。（3）精制Ⅱ的目的是_____；進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)選擇的試劑是_____，若不進(jìn)行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致_____。13．（2022·全國甲卷）硫酸鋅()是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為，雜質(zhì)為以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：本題中所涉及離子的氯氧化物溶度積常數(shù)如下表：離子回答下列問題：（1）菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為_______。（2）為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。（3）加入物質(zhì)X調(diào)溶液，最適宜使用的X是_______(填標(biāo)號(hào))。A．

B．

C．濾渣①的主要成分是_______、_______、_______。（4）向的濾液①中分批加入適量溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有，該步反應(yīng)的離子方程式為_______。（5）濾液②中加入鋅粉的目的是_______。（6）濾渣④與濃反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是_______、_______。14．（2022·廣東卷）稀土()包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：已知：月桂酸熔點(diǎn)為；月桂酸和均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持價(jià)不變；的，開始溶解時(shí)的pH為8.8；有關(guān)金屬離子沉淀的相關(guān)pH見下表。離子開始沉淀時(shí)的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全時(shí)的pH/3.24.7/（1）“氧化調(diào)pH”中，化合價(jià)有變化的金屬離子是_______。（2）“過濾1”前，用溶液調(diào)pH至_______的范圍內(nèi)，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。（3）“過濾2”后，濾餅中檢測不到元素，濾液2中濃度為。為盡可能多地提取，可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確?！斑^濾2”前的溶液中低于_______(保留兩位有效數(shù)字)。（4）①“加熱攪拌”有利于加快溶出、提高產(chǎn)率，其原因是_______。②“操作X”的過程為：先_______，再固液分離。（5）該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有_______(寫化學(xué)式)。（6）稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑。①還原和熔融鹽制備時(shí)，生成1mol轉(zhuǎn)移_______電子。②用作氫氧燃料電池電極材料時(shí)，能在堿性溶液中高效催化的還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為_______。15．（2022·北京卷）銨浸法由白云石[主要成分為，含，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)（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：浸出率/浸出率/理論值/實(shí)測值/98.41.199.7-98.81.599.299.598.91.898.899.599.16.095.697.6已知：i．對(duì)浸出率給出定義ii．對(duì)給出定義①“沉鈣”反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。②浸出率遠(yuǎn)高于浸出率的原因?yàn)開__________。③不宜選用的“”數(shù)值為___________。④實(shí)測值大于理論值的原因?yàn)開__________。⑤蒸餾時(shí)，隨餾出液體積增大，浸出率可出增加至，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理解釋浸出率提高的原因?yàn)開__________。（3）濾渣C為___________。（4）可循環(huán)利用的物質(zhì)為___________。16．（2022·福建卷）粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料(主要含和等)提鋁的工藝流程如下：回答下列問題：（1）“浸出”時(shí)適當(dāng)升溫的主要目的是_______，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。（2）“浸渣”的主要成分除殘余外，還有_______。實(shí)驗(yàn)測得，粉煤灰(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為)經(jīng)浸出、干燥后得到“浸渣”(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為)，的浸出率為_______。（3）“沉鋁”時(shí)，體系中三種物質(zhì)的溶解度曲線如下圖所示，加入沉鋁的目的是_______，“沉鋁”的最佳方案為_______。（4）“焙燒”時(shí)，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。17．（2022·遼寧卷）某工廠采用輝鉍礦(主要成分為，含有、雜質(zhì))與軟錳礦(主要成分為)聯(lián)合焙燒法制各和，工藝流程如下：已知：①焙燒時(shí)過量的分解為，轉(zhuǎn)變?yōu)?；②金屬活?dòng)性：；③相關(guān)金屬離子形成氫氧化物的范圍如下：開始沉淀完全沉淀6.58.31.62.88.110.1回答下列問題：（1）為提高焙燒效率，可采取的措施為_______。a.進(jìn)一步粉碎礦石

b.鼓入適當(dāng)過量的空氣

c.降低焙燒溫度（2）在空氣中單獨(dú)焙燒生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。（3）“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出和；②_______。（4）濾渣的主要成分為_______(填化學(xué)式)。（5）生成氣體A的離子方程式為_______。（6）加入金屬Bi的目的是_______。（7）將100kg輝鉍礦進(jìn)行聯(lián)合焙燒，轉(zhuǎn)化時(shí)消耗1.1kg金屬Bi，假設(shè)其余各步損失不計(jì)，干燥后稱量產(chǎn)品質(zhì)量為32kg，滴定測得產(chǎn)品中Bi的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.5%。輝鉍礦中Bi元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。18．（2022·山東卷）工業(yè)上以氟磷灰石[，含等雜質(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(shí)有產(chǎn)生。氫氟酸與反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸，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)的量之比加入脫氟，充分反應(yīng)后，_______；再分批加入一定量的，首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是_______。（3）濃度(以計(jì))在一定范圍時(shí)，石膏存在形式與溫度、濃度(以計(jì))的關(guān)系如圖甲所示。酸解后，在所得、為45的混合體系中，石膏存在形式為_______(填化學(xué)式)；洗滌時(shí)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和的關(guān)系如圖乙所示，下列條件能實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶轉(zhuǎn)化的是_______(填標(biāo)號(hào))。A．、、

B．、、C．、、

D．、、19．（2021·山東卷）工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如圖。回答下列問題：（1）焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是___。（2）礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10-5mol?L-1時(shí)，可認(rèn)為已除盡。

中和時(shí)pH的理論范圍為___；酸化的目的是___；Fe元素在___(填操作單元的名稱)過程中除去。（3）蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致___；冷卻結(jié)晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有____。（4）利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應(yīng)方程式為：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。則Na2Cr2O7在___(填“陰”或“陽”)極室制得，電解時(shí)通過膜的離子主要為___。20.（2020·山東卷）用軟錳礦(主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下：已知：MnO2是一種兩性氧化物；25℃時(shí)相關(guān)物質(zhì)的Ksp見下表。物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp回答下列問題（1）軟錳礦預(yù)先粉碎的目的是____________________________________，MnO2與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學(xué)方程式為______________________________________。（2）保持BaS投料量不變，隨MnO2與BaS投料比增大，S的量達(dá)到最大值后無明顯變化，而Ba(OH)2的量達(dá)到最大值后會(huì)減小，減小的原因是______________________________________。（3）濾液I可循環(huán)使用，應(yīng)當(dāng)將其導(dǎo)入到______________操作中(填操作單元的名稱)。（4）凈化時(shí)需先加入的試劑X為________(填化學(xué)式)。再使用氨水調(diào)溶液的pH，則pH的理論最小值為_______(當(dāng)溶液中某離子濃度時(shí)，可認(rèn)為該離子沉淀完全)。（5）碳化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________。21.（2020·新課標(biāo)Ⅰ）釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。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，同時(shí)還有___________離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為反應(yīng)的離子方程式_____________________________。（3）“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為，隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、___________，以及部分的_____________________________。（4）“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是___________。（5）“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn)，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________。（6）“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí)，需要加入過量NH4Cl，其原因是___________。專題19工藝流程綜合題——原材料轉(zhuǎn)化制備類考向五年考情（2020-2024）命題趨勢原材料轉(zhuǎn)化制備類工藝流程綜合題2024·黑吉遼卷2024·貴州卷2024·山東卷2024·湖北卷2024·浙江6月卷2023·海南卷2023·重慶卷2023·全國甲卷2023·全國乙卷2023·湖南卷2023·北京卷2023·山東卷2022·全國甲卷2022·廣東卷2022·北京卷2022·福建卷2022·遼寧卷2022·山東卷2021·山東卷2020·山東卷2020·新課標(biāo)Ⅰ工藝流程綜合題選取的情境緊密聯(lián)系與人類密切相關(guān)的生產(chǎn)生活實(shí)際，試題的命制從情境素材開始，以學(xué)科素養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，選取某個(gè)學(xué)科素養(yǎng)的一個(gè)方面或幾個(gè)方面，深入考查學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的表現(xiàn)層次。利用科研前沿和生產(chǎn)實(shí)際的真實(shí)情境，展現(xiàn)研究過程或者生成過程的具體實(shí)際問題，考查學(xué)生的探究與創(chuàng)新能力。主要分為兩大考查方向：一是分離、提純類；二是原材料轉(zhuǎn)化制備類。1．（2024·黑吉遼卷）中國是世界上最早利用細(xì)菌冶金的國家。已知金屬硫化物在“細(xì)菌氧化”時(shí)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，某工廠用細(xì)菌冶金技術(shù)處理載金硫化礦粉(其中細(xì)小的顆粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶煉金，工藝流程如下：回答下列問題：（1）北宋時(shí)期我國就有多處礦場利用細(xì)菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要溶質(zhì)為(填化學(xué)式)。（2）“細(xì)菌氧化”中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（3）“沉鐵砷”時(shí)需加堿調(diào)節(jié)，生成(填化學(xué)式)膠體起絮凝作用，促進(jìn)了含微粒的沉降。（4）“培燒氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培燒氧化”，“細(xì)菌氧化”的優(yōu)勢為_______(填標(biāo)號(hào))。A．無需控溫 B．可減少有害氣體產(chǎn)生C．設(shè)備無需耐高溫 D．不產(chǎn)生廢液廢渣（5）“真金不拍火煉”，表明難被氧化，“浸金”中的作用為。（6）“沉金”中的作用為。（7）濾液②經(jīng)酸化，轉(zhuǎn)化為和的化學(xué)方程式為。用堿中和可生成(填溶質(zhì)化學(xué)式)溶液，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。2．（2024·貴州卷）煤氣化渣屬于大宗固廢，主要成分為及少量MgO等。一種利用“酸浸—堿沉—充鈉”工藝，制備鈉基正極材料和回收的流程如下：已知：①25℃時(shí)，；②?；卮鹣铝袉栴}：（1）“濾渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。（2）25℃時(shí)，“堿沉”控制溶液pH至3.0，此時(shí)溶液中。（3）“除雜”時(shí)需加入的試劑X是。（4）“水熱合成”中，作為磷源，“濾液2”的作用是，水熱合成的離子方程式為。（5）“煅燒”得到的物質(zhì)也能合成鈉基正極材料，其工藝如下：①該工藝經(jīng)碳熱還原得到，“焙燒”生成的化學(xué)方程式為。②的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如甲所示。每個(gè)晶胞中含有的單元數(shù)有個(gè)。③若“焙燒”溫度為時(shí)，生成純相，則，其可能的結(jié)構(gòu)示意圖為(選填“乙”或“丙”)。3．（2024·山東卷）以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和的工藝流程如下：回答下列問題：（1）“熱浸”時(shí)，難溶的和轉(zhuǎn)化為和及單質(zhì)硫。溶解等物質(zhì)的量的和時(shí)，消耗物質(zhì)的量之比為；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時(shí)揮發(fā)外，另一目的是防止產(chǎn)生(填化學(xué)式)。（2）將“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復(fù)用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬“電解I”陽極產(chǎn)物用尾液吸收后在工藝中循環(huán)使用，利用該吸收液的操作單元為。（3）“還原”中加入鉛精礦的目的是。（4）“置換”中可選用的試劑X為(填標(biāo)號(hào))。A．

B．

C．

D．“置換”反應(yīng)的離子方程式為。（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，用作(填“陰極”或“陽極”)。4．（2024·湖北卷）鈹用于宇航器件的構(gòu)筑。一種從其鋁硅酸鹽中提取鈹?shù)穆窂綖椋阂阎夯卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)的軌道表示式為。（2）為了從“熱熔、冷卻”步驟得到玻璃態(tài)，冷卻過程的特點(diǎn)是。（3）“萃取分液”的目的是分離和，向過量燒堿溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，觀察到的現(xiàn)象是。（4）寫出反萃取生成的化學(xué)方程式?！盀V液2”可以進(jìn)入步驟再利用。（5）電解熔融氯化鈹制備金屬鈹時(shí)，加入氯化鈉的主要作用是。（6）與醋酸反應(yīng)得到某含4個(gè)的配合物，4個(gè)位于以1個(gè)O原子為中心的四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，且每個(gè)的配位環(huán)境相同，與間通過相連，其化學(xué)式為。5．（2024·浙江6月卷）礦物資源的綜合利用有多種方法，如鉛鋅礦(主要成分為)的利用有火法和電解法等。已知：①；②電解前后總量不變；③易溶于水。請(qǐng)回答：（1）根據(jù)富氧煅燒(在空氣流中煅燒)和通電電解(如圖)的結(jié)果，中硫元素體現(xiàn)的性質(zhì)是(選填“氧化性”、“還原性”、“酸性”、“熱穩(wěn)定性”之一)。產(chǎn)物B中有少量，該物質(zhì)可溶于濃鹽酸，元素轉(zhuǎn)化為，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；從該反應(yīng)液中提取的步驟如下：加熱條件下，加入(填一種反應(yīng)試劑)，充分反應(yīng)，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，得到產(chǎn)品。（2）下列說法正確的是_______。A．電解池中發(fā)生的總反應(yīng)是(條件省略)B．產(chǎn)物B主要是鉛氧化物與鋅氧化物C．化合物C在水溶液中最多可中和D．的氧化性弱于（3）D的結(jié)構(gòu)為(或)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)先除去樣品D中的硫元素，再用除去硫元素后的溶液探究X為何種元素。①實(shí)驗(yàn)方案：取D的溶液，加入足量溶液，加熱充分反應(yīng)，然后；②寫出D(用表示)的溶液與足量溶液反應(yīng)的離子方程式。6．（2023·海南卷）鈹?shù)难趸飶V泛應(yīng)用于原子能、航天、電子、陶瓷等領(lǐng)域，是重要的戰(zhàn)略物資。利用綠柱石(主要化學(xué)成分為(，還含有一定量的FeO和)生產(chǎn)BeO的一種工藝流程如下。

回答問題：（1）中Be的化合價(jià)為。（2）粉碎的目的是；殘?jiān)饕煞质?填化學(xué)式)。（3）該流程中能循環(huán)使用的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。（4）無水可用作聚合反應(yīng)的催化劑。BeO、與足量C在600~800℃制備的化學(xué)方程式為。（5）沉鈹時(shí)，將pH從8.0提高到8.5，則鈹?shù)膿p失降低至原來的%。7．（2023·重慶卷）是一種用途廣泛的磁性材料，以為原料制備并獲得副產(chǎn)物水合物的工藝如下。

時(shí)各物質(zhì)溶度積見下表：物質(zhì)溶度積回答下列問題：（1）中元素的化合價(jià)是和。的核外電子排布式為。（2）反應(yīng)釜1中的反應(yīng)需在隔絕空氣條件下進(jìn)行，其原因是。（3）反應(yīng)釜2中，加入和分散劑的同時(shí)通入空氣。①反應(yīng)的離子方程式為。②為加快反應(yīng)速率，可采取的措施有。(寫出兩項(xiàng)即可)。（4）①反應(yīng)釜3中，時(shí)，濃度為，理論上不超過。②稱取水合物，加水溶解，加入過量，將所得沉淀過濾洗滌后，溶于熱的稀硫酸中，用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗。滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象為，該副產(chǎn)物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。8．（2023·全國甲卷）是一種壓電材料。以為原料，采用下列路線可制備粉狀。

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、易溶于水的和微溶于水的?！敖　睍r(shí)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(biāo)號(hào))。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”步驟中生成的化學(xué)方程式為_______。（6）“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，產(chǎn)生的_______。9．（2023·全國乙卷）LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關(guān)注。由菱錳礦（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制備LiMn2O4的流程如下：已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16?；卮鹣铝袉栴}：（1）硫酸溶礦主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。為提高溶礦速率，可采取的措施_______(舉1例)。（2）加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。（3）溶礦反應(yīng)完成后，反應(yīng)器中溶液pH=4，此時(shí)c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳調(diào)節(jié)至pH≈7，除去的金屬離子是_______。（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。（5）在電解槽中，發(fā)生電解反應(yīng)的離子方程式為_______。隨著電解反應(yīng)進(jìn)行，為保持電解液成分穩(wěn)定，應(yīng)不斷_______。電解廢液可在反應(yīng)器中循環(huán)利用。（6）緞燒窯中，生成LiMn2O4反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。10．（2023·湖南卷）超純是制備第三代半導(dǎo)體的支撐源材料之一，近年來，我國科技工作者開發(fā)了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術(shù)，在研制超純方面取得了顯著成果，工業(yè)上以粗鎵為原料，制備超純的工藝流程如下：已知：①金屬的化學(xué)性質(zhì)和相似，的熔點(diǎn)為；②(乙醚)和(三正辛胺)在上述流程中可作為配體；③相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)：物質(zhì)沸點(diǎn)/55.734.642.4365.8回答下列問題：（1）晶體的晶體類型是_______；（2）“電解精煉”裝置如圖所示，電解池溫度控制在的原因是_______，陰極的電極反應(yīng)式為_______；（3）“合成”工序中的產(chǎn)物還包括和，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______；（4）“殘?jiān)苯?jīng)純水處理，能產(chǎn)生可燃性氣體，該氣體主要成分是_______；（5）下列說法錯(cuò)誤的是_______；A．流程中得到了循環(huán)利用B．流程中，“合成”至“工序X”需在無水無氧的條件下進(jìn)行C．“工序X”的作用是解配，并蒸出D．用核磁共振氫譜不能區(qū)分和（6）直接分解不能制備超純，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純的理由是_______；（7）比較分子中的鍵角大?。篲______(填“>”“<”或“=”)，其原因是_______。11．（2023·北京卷）以銀錳精礦(主要含、、)和氧化錳礦(主要含)為原料聯(lián)合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。已知：酸性條件下，的氧化性強(qiáng)于。（1）“浸錳”過程是在溶液中使礦石中的錳元素浸出，同時(shí)去除，有利于后續(xù)銀的浸出：礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中。①“浸錳”過程中，發(fā)生反應(yīng)，則可推斷：__________(填“>”或“<”)。②在溶液中，銀錳精礦中的和氧化錳礦中的發(fā)生反應(yīng)，則浸錳液中主要的金屬陽離子有__________。（2）“浸銀”時(shí)，使用過量和的混合液作為浸出劑，將中的銀以形式浸出。①將“浸銀”反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整：__________。②結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋浸出劑中的作用：____________________。（3）“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。①該步反應(yīng)的離子方程式有______________________________。②一定溫度下，的沉淀率隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。解釋分鐘后的沉淀率逐漸減小的原因：______________。（4）結(jié)合“浸錳”過程，從兩種礦石中各物質(zhì)利用的角度，分析聯(lián)合提取銀和錳的優(yōu)勢：________。12．（2023·山東卷）鹽湖鹵水(主要含、和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備的工藝流程如下：已知：常溫下，。相關(guān)化合物的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）含硼固體中的在水中存在平衡：(常溫下，)；與溶液反應(yīng)可制備硼砂。常溫下，在硼砂溶液中，水解生成等物質(zhì)的量濃度的和，該水解反應(yīng)的離子方程式為_____，該溶液_____。（2）濾渣Ⅰ的主要成分是_____(填化學(xué)式)；精制Ⅰ后溶液中的濃度為，則常溫下精制Ⅱ過程中濃度應(yīng)控制在_____以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制Ⅰ，除無法回收外，還將增加_____的用量(填化學(xué)式)。（3）精制Ⅱ的目的是_____；進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)選擇的試劑是_____，若不進(jìn)行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致_____。13．（2022·全國甲卷）硫酸鋅()是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為，雜質(zhì)為以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：本題中所涉及離子的氯氧化物溶度積常數(shù)如下表：離子回答下列問題：（1）菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為_______。（2）為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。（3）加入物質(zhì)X調(diào)溶液，最適宜使用的X是_______(填標(biāo)號(hào))。A．

B．

C．濾渣①的主要成分是_______、_______、_______。（4）向的濾液①中分批加入適量溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有，該步反應(yīng)的離子方程式為_______。（5）濾液②中加入鋅粉的目的是_______。（6）濾渣④與濃反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是_______、_______。14．（2022·廣東卷）稀土()包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：已知：月桂酸熔點(diǎn)為；月桂酸和均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持價(jià)不變；的，開始溶解時(shí)的pH為8.8；有關(guān)金屬離子沉淀的相關(guān)pH見下表。離子開始沉淀時(shí)的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全時(shí)的pH/3.24.7/（1）“氧化調(diào)pH”中，化合價(jià)有變化的金屬離子是_______。（2）“過濾1”前，用溶液調(diào)pH至_______的范圍內(nèi)，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。（3）“過濾2”后，濾餅中檢測不到元素，濾液2中濃度為。為盡可能多地提取，可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確?！斑^濾2”前的溶液中低于_______(保留兩位有效數(shù)字)。（4）①“加熱攪拌”有利于加快溶出、提高產(chǎn)率，其原因是_______。②“操作X”的過程為：先_______，再固液分離。（5）該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有_______(寫化學(xué)式)。（6）稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑。①還原和熔融鹽制備時(shí)，生成1mol轉(zhuǎn)移_______電子。②用作氫氧燃料電池電極材料時(shí)，能在堿性溶液中高效催化的還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為_______。15．（2022·北京卷）銨浸法由白云石[主要成分為，含，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)（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：浸出率/浸出率/理論值/實(shí)測值/98.41.199.7-98.81.599.299.598.91.898.899.599.16.095.697.6已知：i．對(duì)浸出率給出定義ii．對(duì)給出定義①“沉鈣”反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。②浸出率遠(yuǎn)高于浸出率的原因?yàn)開__________。③不宜選用的“”數(shù)值為___________。④實(shí)測值大于理論值的原因?yàn)開__________。⑤蒸餾時(shí)，隨餾出液體積增大，浸出率可出增加至，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理解釋浸出率提高的原因?yàn)開__________。（3）濾渣C為___________。（4）可循環(huán)利用的物質(zhì)為___________。16．（2022·福建卷）粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料(主要含和等)提鋁的工藝流程如下：回答下列問題：（1）“浸出”時(shí)適當(dāng)升溫的主要目的是_______，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。（2）“浸渣”的主要成分除殘余外，還有_______。實(shí)驗(yàn)測得，粉煤灰(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為)經(jīng)浸出、干燥后得到“浸渣”(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為)，的浸出率為_______。（3）“沉鋁”時(shí)，體系中三種物質(zhì)的溶解度曲線如下圖所示，加入沉鋁的目的是_______，“沉鋁”的最佳方案為_______。（4）“焙燒”時(shí)，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。17．（2022·遼寧卷）某工廠采用輝鉍礦(主要成分為，含有、雜質(zhì))與軟錳礦(主要成分為)聯(lián)合焙燒法制各和，工藝流程如下：已知：①焙燒時(shí)過量的分解為，轉(zhuǎn)變?yōu)椋虎诮饘倩顒?dòng)性：；③相關(guān)金屬離子形成氫氧化物的范圍如下：開始沉淀完全沉淀6.58.31.62.88.110.1回答下列問題：（1）為提高焙燒效率，可采取的措施為_______。a.進(jìn)一步粉碎礦石

b.鼓入適當(dāng)過量的空氣

c.降低焙燒溫度（2）在空氣中單獨(dú)焙燒生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。（3）“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出和；②_______。（4）濾渣的主要成分為_______(填化學(xué)式)。（5）生成氣體A的離子方程式為_______。（6）加入金屬Bi的目的是_______。（7）將100kg輝鉍礦進(jìn)行聯(lián)合焙燒，轉(zhuǎn)化時(shí)消耗1.1kg金屬Bi，假設(shè)其余各步損失不計(jì)，干燥后稱量產(chǎn)品質(zhì)量為32kg，滴定測得產(chǎn)品中Bi的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.5%。輝鉍礦中Bi元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。18．（2022·山東卷）工業(yè)上以氟磷灰石[，含等雜質(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(shí)有產(chǎn)生。氫氟酸與反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸，離子方程式為_______。（2）部分鹽的溶度積常數(shù)見下表。精制