2023届高考化学二轮复习工艺流程题作业含解析

这是一份2023届高考化学二轮复习工艺流程题作业含解析，共44页。试卷主要包含了结晶分离提纯操作，图像表格信息处理，原料预处理与反应条件控制等内容，欢迎下载使用。
 工艺流程题

题型一、结晶分离提纯操作
1.（2022·辽宁沈阳·三模）磷酸亚铁锂()锂离子电池具有寿命长和高安全性的优点，是新能源汽车的动力电池之一、从废旧的磷酸亚铁锂电池中提取锂、铁等金属材料意义重大。下图是废旧磷酸亚铁锂电池材料(主要成分为，含少量炭黑，有机物和等杂质)回收工艺流程：

(4)碳酸锂溶解度随温度变化情况如下图所示，“沉锂”采用的提纯方法为___________，洗涤，干燥。

2.（2021·江苏苏州·高三阶段练习）如果有一份KCl固体含有少量 KNO3，如何提纯？写出实验方案：___________。(已知两者的溶解度随温度变化如图)

3.（2022·湖北·高三阶段练习）钼酸钠()是制造阻燃剂的原料和无公害型冷水系统的金属腐蚀抑制剂。一种以辉钼矿(主要成分为，还有少量、和CuS)为原料制备的工艺流程如下：

已知：①不溶于稀酸，不溶于水，能溶于浓氨水和强碱；
②钼酸()不溶于水，溶于碱。
已知钼酸钠的溶解度曲线如图，获得的操作b为蒸发浓缩、___________、结晶、过滤。

4.（2022·全国·高三专题练习）锰及其化合物主要用于锰矿的开采、锰铁冶炼、化肥和医药等领域。工业上通常采用软锰矿与固体在空气中共热生成，再通入的方法制备。
各物质的溶解度如下表所示：
温度/℃
物质
0
10
20
30
40
60
80
100

2.83
4.31
6.34
9.03
12.6
22.1
41.1
50.5

105
109
111
114
117
127
140
156
A
22.5
27.4
33.7
39.9
47.5
65.6
—
—
从和混合溶液中分离提纯出晶体的步骤为_________、_________过滤、洗涤、干燥；物质A的生成会使的纯度降低，原因是__________________________________________。
5.（2021年广东省新高考普通高中联合质量测评钴）钴具有广泛用途，其正三价化合物具有强氧化性。利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下图所示：

(4)Co2＋萃取的反应原理如下：Co2＋＋2HR(有机层)CoR2＋2H＋，则从有机相中分离出CoSO4需向有机溶剂中加入以下哪种试剂(填选项字母)。
A.H2SO4B.NaOHC.Co(OH)2 D.HR
(5)“沉钴”时，Na2CO3的滴速过快或浓度太大，可生成碱式碳酸钴(CoCO3)2·3Co(OH)2沉淀，会导致产品不纯。生成(CoCO3)2·3Co(OH)2沉淀的化学方程式为。
6.（2022·四川成都·三模）高氯酸铵(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分，也可以做氧化剂、分析试剂等。实验室可由NaClO3等原料制取高氯酸铵(部分物质溶解度如图)，其实验流程如图：

已知：氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠。

(2)反应得到的混合液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.40和0.20。根据溶解度与温度的关系图像，从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为___、___(均填实验操作名称)、过滤、冷水洗涤、干燥，冷水洗涤的作用是__。
7.（2021·四川·成都七中高三阶段练习）已知：Ⅰ．铍、铝元素的化学性质相似，单质铍与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的Na2BeO2
②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是___________。
题型二、图像表格信息处理
1.（2022·湖南怀化·一模）图1表示接触室中催化剂随温度变化图像，图2表示SO2的转化率a(SO2)随温度T及压强P的变化图像。你认为接触室中最合适的温度和压强是__________________。

2.（2021·河北沧州·三模）钌()为稀有元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。钌的矿产资源很少，故从含钌废料中回收钌的研究很有意义。某科研小组设计了一种从含钌废料中分离提纯钌的工艺，其流程如下：

金属钌与草酸的质量比x和反应温度T对钌的回收率的影响如图所示，则回收钌较为适宜的条件是_______。

(5) “一系列操作”为_______，写出在“还原炉”中还原制得钌的化学方程式：_______。
3.（肇庆市2022届高中毕业班第一次统一检测）金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点，主要作为钢的添加剂。工业上常用钼精矿(主要成分是MoS2，含有钙、硅等元素)制备金属钼，其中用氧化焙烧法提取钼的工艺流程如图：

已知：①焙烧后得到MoO3、SiO2、CaMoO4的混合物。
②MoO3溶于氨水，钼酸钙(CaMoO4)不溶于氨水。
其他条件一定时，钼的浸出率与氨浸温度、时间的关系如下图所示。“氨浸”条件宜采用。

4.（2021·黑龙江·哈师大附中期末）As2O3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素(As)的工业废水通过如下流程转化为粗As2O3。

(5)“还原”后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，同时结晶得到粗As2O3。As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如图所示。为了提高粗As2O3的沉淀率，“结晶”需要控制的具体条件是 _______。

5.通过控制其他实验条件不变，来研究原料粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响，其结果如下图所示，采用的最佳原料粒度、提取时间和提取温度分别为________。

0目（40~60目）、100min、50℃

题型三、原料预处理与反应条件控制
1.（肇庆市2022届高中毕业班第一次统一检测）金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点，主要作为钢的添加剂。工业上常用钼精矿(主要成分是MoS2，含有钙、硅等元素)制备金属钼，其中用氧化焙烧法提取钼的工艺流程如图：

已知：①焙烧后得到MoO3、SiO2、CaMoO4的混合物。
②MoO3溶于氨水，钼酸钙(CaMoO4)不溶于氨水。
回答下列问题：
(1)“焙烧”产物中Mo元素的化合价为。尾气的主要成分为。
(2)“氨浸”过程中相关反应的离子方程式为。
(3)“氨浸”操作中，温度不宜过高，原因在于。
2.(2021·天津质检)碳酸锂(相对分子质量为74)广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。制备流程如下：

已知：碳酸锂的溶解度(g·L－1)见下表。
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
80
100
Li2CO3
1.54
1.43
1.33
1.25
1.17
1.08
1.01
0.85
0.72

(1)硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300 ℃，主要原因是_________________________；
同时，硫酸用量为理论耗酸量的115%左右，硫酸如果加入过多则________(填字母)。
A．增加酸耗量
B．增加后续杂质的处理量
C．增加后续中和酸的负担
(2)水浸时，需要在搅拌下加入石灰石粉末的主要作用是______________________________。
(3)“沉锂”需要在95 ℃以上进行，主要原因是______________________。过滤碳酸锂所得母液中主要含有Na2SO4，还可能含有________________。
3.（2021年广东省新高考普通高中联合质量测评）钴具有广泛用途，其正三价化合物具有强氧化性。利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下图所示：

(1)“碱浸”过程中，可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是(任写两点)。
(2)“滤液①”主要成分是；“操作②”的分离方法是。
(3)“酸溶”时，Co、Li元素的浸出率随温度的变化如图所示：

“酸溶”的适宜温度是；“酸溶”时有无色气体产生，该气体为；若用Na2S2O3代替H2O2则有两种硫酸盐生成，写出Na2S2O3在“酸溶”时发生的化学方程式：。
4.（泉州市2022届高中毕业班质量监测）以炼锌钻渣（主要含有、、等金属元素）为原料制备（氢氧化高钴）的流程如图：

已知：①酸浸后溶液中的阳离子有、、、、
②、
③难溶于稀酸
回答下列问题：
（1）“酸浸”过程，可加快反应速率的措施有、（任写两项）。
（2）“氧化”过程中发生反应的离子方程式为，反应温度不宜超过的原因是。
高考综合训练
1．（2021·全国高考真题）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)溶液和溶液混合可生成沉淀和，若生成，消耗的至少为_______。在溶液中可发生反应。实验室中使用过量的与溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量的原因是_______。
2.（2021·广东高考真题）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()、钼()、镍()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，时，溶液中元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为_______。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀为_______。
(3)“沉钼”中，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，主要存在的钠盐有和，为_______。
②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量_______(填化学式)气体，再通入足量，可析出。
(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。

①该氧化物为_______。
②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，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_______。
3.（2021·河北高考真题）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，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：

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”或“②”或“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10-5mol•L-1为沉淀完全；A1(OH)3+OH-Al(OH)：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[A1(OH)3]=10-33)
4.（2021·湖南高考真题）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，同时生成和，该反应的化学方程式为_______
5.（2021福建高考真题）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下图所示。

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(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为_______。【已知：(NH4)2Mo4O13受热分解生成】

八省联考综合训练
1. （福建卷）废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰，制备正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3)。

回答下列问题：
(1)“酸浸”温度为85℃，粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为_______，H2O2的用量比理论用量多一倍的原因是_______。
(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右，加入的化合物X是________填化学式)
(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是_______。
(4)“除铝”时反应的离子方程式为_______。萃余液中Co2+的浓度为0.33mol·L-1，通过计算说明，常温下除铝控制溶液pH为4.5，是否造成Co的损失_______？(列出算式并给出结论)已知：(Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15)
(5)从滤液④中可提取_______(任写一种)用作_______。
2.（广东卷）综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4)获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN)，部分工艺流程如下：

已知：①常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见表1。
②金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表2。
表1金属离子浓度及开始沉淀的pH
金属离子
浓度(mol·L-1)
开始沉淀pH
Fe2+
1.0×10-3
8.0
Fe3+
4.0×10-2
1.7
Zn2+
1.5
5.5
Ga3+
3.0×10-3
3.0
表2金属离子的萃取率
金属离子
萃取率(%)
Fe2+
0
Fe3+
99
Zn2+
0
Ga3+
97-98.5
(1)Ga2(Fe2O4)3中Ga的化合价为______，“浸出”时其发生反应的离子方程式为______。
(2)滤液1中可回收利用的物质是______，滤饼的主要成分是______；萃取前加入的固体X为______。
(3)Ga与Al同主族，化学性质相似。反萃取后，镓的存在形式为______ (填化学式)。
(4)电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时，以粗镓为阳极，以NaOH溶液为电解液，阴极的电极反应为______。
(5)GaN可采用MOCVD (金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基镓为原料，使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为______。
(6)滤液1中残余的Ga3+的浓度为______ mol·L-1 (写出计算过程)。
3.（河北卷）合理利用工厂烟灰，变废为宝，对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO，并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)“浸取”工序中加入过量氨水的目的：①使ZnO、CuO溶解，转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+配离子；②______。
(2)ZnO转化反应的离子方程式为______。
(3)“除杂”工序中，反应的离子方程式为______。
(4)滤渣②的主要成分有______(填化学式)，回收后可用作冶金原料。
(5)“蒸氨沉锌”工序中，“蒸氨”是将氨及其盐从固液混合物中蒸出，相应的化学方程式为______，蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回______工序循环使用。
(6)从碱式碳酸锌得到氧化锌的工序名称为______。
(7)将滤渣①用H2SO4溶液处理后得到______溶液和______固体(均填化学式)。
4.（湖北卷）某化学兴趣小组通过查阅文献，设计了从某厂阳极泥(成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺，其流程如图所示。

回答下列问题：
(1)写出“焙烧”时，生成的化学反应方程式_______。
(2)“滤液”中的金属阳离子有_______；“酸浸氧化”中通入氧气的目的是_______、_______。
(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为和，写出Au溶解的离子方程式_______。
(4)可从“有机层”回收的金属是_______。实验室“萃取分液”的玻璃仪器有_______、_______。
(5)电解溶液回收Au的阴极反应式为_______。
5.（湖南卷）以镁铝复合氧化物()为载体的负载型镍铜双金属催化剂()是一种新型高效加氢或脱氢催化剂，其制备流程如下：

已知：常温下，，。回答下列问题：
(1)在加热条件下，尿素在水中发生水解反应，放出______和______两种气体(写化学式)。
(2)“晶化”过程中，需保持恒温60℃，可采用的加热方式为______。
(3)“洗涤”过程中，检验滤饼是否洗净的方法是______。
(4)常温下，若“悬浊液”中，则溶液的______。
(5)“还原”过程中所发生反应的化学方程式为______。
(6)在强碱溶液中被氧化可得，该物质能用作碱性镍镉电池的正极材料。其电池反应式：
①放电一段时间后，溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②充电时，阳极发生的电极反应式为______。
6.（辽宁卷）高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制备MnSO4晶体，工艺流程如下：

该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
Fe3+
Fe2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀pH
2.10
7.45
9.27
9.60
完全沉淀pH
3.20
8.95
10.87
11.13
回答以下问题：
(1) MnSO4中阴离子的空间构型为_______。
(2)提高“反应Ⅰ”速率可采取的措施是_______ (除“加热”外，任写一种)，滤渣A的主要成分为_______(填化学式)。
(3) “反应Ⅱ”中硫铁矿(FeS2)的作用为_______。
(4)“反应Ⅲ”的离子方程式为_______。
(5)“调pH”步骤中，应调节pH不低于_______。
(6)取0.1510 g MnSO4固体，溶于适量水中，加硫酸酸化，用过量NaBiO3(难溶于水)将其完全氧化为，过滤，洗涤，洗涤液并入滤液后，加入0.5360 g Na2C2O4固体，充分反应后，用0.0320 mol/L KMnO4溶液滴定，用去20.00 mL，计算样品中MnSO4的质量分数_______(保留三位有效数字)。
7.（重庆卷）碳酸锶(SrCO3)是一种重要的工业原料，广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含80～90% SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下：

Sr(OH)2在水中的溶解度
温度/℃
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/(g/100g)
1.25
1.77
2.64
3.95
8.42
20.2
44.5
91.2
(1)元素Sr位于元素周期表第_______周期第_______族。
(2)菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是_______。
(3)“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应的化学方程式为_______。进行煅烧反应的立窑衬里应选择_______(填“石英砂砖”或“碱性耐火砖”)。
(4)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是_______；滤渣1含有焦炭、Ca(OH)2和_______。
(5)“沉锶”中反应化学方程式为_______。
(6)锶铁氧体是由锶和铁的氧化物组成的复合磁性材料。某种锶铁氧体(xSrO·yFe2O3)中Sr与Fe的质量比为0.13，则为_______(取整数)。

工艺流程题

题型一、结晶分离提纯操作
1.（2021·辽宁沈阳·三模）磷酸亚铁锂()锂离子电池具有寿命长和高安全性的优点，是新能源汽车的动力电池之一、从废旧的磷酸亚铁锂电池中提取锂、铁等金属材料意义重大。下图是废旧磷酸亚铁锂电池材料(主要成分为，含少量炭黑，有机物和等杂质)回收工艺流程：

(4)碳酸锂溶解度随温度变化情况如下图所示，“沉锂”采用的提纯方法为___________，洗涤，干燥。

答案：蒸发浓缩，趁热过滤
2.（2021·江苏苏州·高三阶段练习）如果有一份KCl固体含有少量 KNO3，如何提纯？写出实验方案：___________。(已知两者的溶解度随温度变化如图)

答案：蒸发饱和溶液的水分，就有KCl晶体析出，趁热过滤，KNO3留在溶液中
3.（2021·湖北·高三阶段练习）钼酸钠()是制造阻燃剂的原料和无公害型冷水系统的金属腐蚀抑制剂。一种以辉钼矿(主要成分为，还有少量、和CuS)为原料制备的工艺流程如下：

已知：①不溶于稀酸，不溶于水，能溶于浓氨水和强碱；
②钼酸()不溶于水，溶于碱。
已知钼酸钠的溶解度曲线如图，获得的操作b为蒸发浓缩、___________、结晶、过滤。

答案冷却到10℃以下
4.（2021·全国·高三专题练习）锰及其化合物主要用于锰矿的开采、锰铁冶炼、化肥和医药等领域。工业上通常采用软锰矿与固体在空气中共热生成，再通入的方法制备。
各物质的溶解度如下表所示：
温度/℃
物质
0
10
20
30
40
60
80
100

2.83
4.31
6.34
9.03
12.6
22.1
41.1
50.5

105
109
111
114
117
127
140
156
A
22.5
27.4
33.7
39.9
47.5
65.6
—
—
从和混合溶液中分离提纯出晶体的步骤为_________、_________过滤、洗涤、干燥；物质A的生成会使的纯度降低，原因是__________________________________________。
答案蒸发浓缩冷却结晶在冷却结晶时随一起结晶析出
5.（2021年广东省新高考普通高中联合质量测评钴）钴具有广泛用途，其正三价化合物具有强氧化性。利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下图所示：

(4)Co2＋萃取的反应原理如下：Co2＋＋2HR(有机层)CoR2＋2H＋，则从有机相中分离出CoSO4需向有机溶剂中加入以下哪种试剂(填选项字母)。
A.H2SO4B.NaOHC.Co(OH)2 D.HR
(5)“沉钴”时，Na2CO3的滴速过快或浓度太大，可生成碱式碳酸钴(CoCO3)2·3Co(OH)2沉淀，会导致产品不纯。生成(CoCO3)2·3Co(OH)2沉淀的化学方程式为。
答案：
6.（2021·四川成都·三模）高氯酸铵(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分，也可以做氧化剂、分析试剂等。实验室可由NaClO3等原料制取高氯酸铵(部分物质溶解度如图)，其实验流程如图：

已知：氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠。

(2)反应得到的混合液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.40和0.20。根据溶解度与温度的关系图像，从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为___、___(均填实验操作名称)、过滤、冷水洗涤、干燥，冷水洗涤的作用是__。
答案：蒸发浓缩冷却结晶减少洗涤过程中NH4ClO4晶体的损失
7.（2021·四川·成都七中高三阶段练习）已知：Ⅰ．铍、铝元素的化学性质相似，单质铍与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的Na2BeO2
②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是___________。
答案：要在HCl气流中蒸发结

题型二、图像表格信息处理
1.（2021·湖南怀化·一模）图1表示接触室中催化剂随温度变化图像，图2表示SO2的转化率a(SO2)随温度T及压强P的变化图像。你认为接触室中最合适的温度和压强是__________________。

答案 4500C（或4000C---5000C）、101kpa B D H2SO4 SO2 125
4500C（或4000C---5000C）、101kpa B D H2SO4 SO2 125
2.（2021·河北沧州·三模）钌()为稀有元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。钌的矿产资源很少，故从含钌废料中回收钌的研究很有意义。某科研小组设计了一种从含钌废料中分离提纯钌的工艺，其流程如下：

金属钌与草酸的质量比x和反应温度T对钌的回收率的影响如图所示，则回收钌较为适宜的条件是_______。

(6) “一系列操作”为_______，写出在“还原炉”中还原制得钌的化学方程式：_______。
答案洗涤、干燥蒸发浓缩，趁热过
3.（肇庆市2022届高中毕业班第一次统一检测）金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点，主要作为钢的添加剂。工业上常用钼精矿(主要成分是MoS2，含有钙、硅等元素)制备金属钼，其中用氧化焙烧法提取钼的工艺流程如图：

已知：①焙烧后得到MoO3、SiO2、CaMoO4的混合物。
②MoO3溶于氨水，钼酸钙(CaMoO4)不溶于氨水。
其他条件一定时，钼的浸出率与氨浸温度、时间的关系如下图所示。“氨浸”条件宜采用。

答案：
4.（2021·黑龙江·哈师大附中期末）As2O3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素(As)的工业废水通过如下流程转化为粗As2O3。

(5)“还原”后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，同时结晶得到粗As2O3。As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如图所示。为了提高粗As2O3的沉淀率，“结晶”需要控制的具体条件是 _______。

答案调硫酸浓度约为7 mol·L-1，冷却至25℃
5.通过控制其他实验条件不变，来研究原料粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响，其结果如下图所示，采用的最佳原料粒度、提取时间和提取温度分别为________。

0目（40~60目）、100min、50℃

题型三、原料预处理与反应条件控制
1.（肇庆市2022届高中毕业班第一次统一检测）金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点，主要作为钢的添加剂。工业上常用钼精矿(主要成分是MoS2，含有钙、硅等元素)制备金属钼，其中用氧化焙烧法提取钼的工艺流程如图：

已知：①焙烧后得到MoO3、SiO2、CaMoO4的混合物。
②MoO3溶于氨水，钼酸钙(CaMoO4)不溶于氨水。
回答下列问题：
(1)“焙烧”产物中Mo元素的化合价为。尾气的主要成分为。
(2)“氨浸”过程中相关反应的离子方程式为。
(3)“氨浸”操作中，温度不宜过高，原因在于。

2.(2021·天津质检)碳酸锂(相对分子质量为74)广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。制备流程如下：

已知：碳酸锂的溶解度(g·L－1)见下表。
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
80
100
Li2CO3
1.54
1.43
1.33
1.25
1.17
1.08
1.01
0.85
0.72

(1)硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300 ℃，主要原因是_________________________；
同时，硫酸用量为理论耗酸量的115%左右，硫酸如果加入过多则________(填字母)。
A．增加酸耗量
B．增加后续杂质的处理量
C．增加后续中和酸的负担
(2)水浸时，需要在搅拌下加入石灰石粉末的主要作用是______________________________。
(3)“沉锂”需要在95 ℃以上进行，主要原因是______________________。过滤碳酸锂所得母液中主要含有Na2SO4，还可能含有________________。
答案：(1)温度低于250 ℃，反应速率较慢；温度高于300 ℃，硫酸挥发较多　ABC　(2)除去多余的硫酸，同时调整pH，除去大部分杂质　(3)温度越高，碳酸锂溶解度越小，可以增加产率　Na2CO3、Li2CO3
3.（2021年广东省新高考普通高中联合质量测评）钴具有广泛用途，其正三价化合物具有强氧化性。利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下图所示：

(1)“碱浸”过程中，可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是(任写两点)。
(2)“滤液①”主要成分是；“操作②”的分离方法是。
(3)“酸溶”时，Co、Li元素的浸出率随温度的变化如图所示：

“酸溶”的适宜温度是；“酸溶”时有无色气体产生，该气体为；若用Na2S2O3代替H2O2则有两种硫酸盐生成，写出Na2S2O3在“酸溶”时发生的化学方程式：。
答案：


4.（泉州市2022届高中毕业班质量监测）以炼锌钻渣（主要含有、、等金属元素）为原料制备（氢氧化高钴）的流程如图：

已知：①酸浸后溶液中的阳离子有、、、、
②、
③难溶于稀酸
回答下列问题：
（1）“酸浸”过程，可加快反应速率的措施有、（任写两项）。
（2）“氧化”过程中发生反应的离子方程式为，反应温度不宜超过的原因是。
答案 :（1）升高温度适当增大稀硫酸浓度粉碎固体，增大接触面积搅拌
（2） 防止双氧水的分解
（3）
高考综合训练
1．（2021·全国高考真题）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)溶液和溶液混合可生成沉淀和，若生成，消耗的至少为_______。在溶液中可发生反应。实验室中使用过量的与溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量的原因是_______。
【答案】2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I- AgNO3 FeI2+Cl2= I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的进一步氧化 4 防止单质碘析出
2.（2021·广东高考真题）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()、钼()、镍()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，时，溶液中元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为_______。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀为_______。
(3)“沉钼”中，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，主要存在的钠盐有和，为_______。
②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量_______(填化学式)气体，再通入足量，可析出。
(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。

①该氧化物为_______。
②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，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_______。
【答案】+6+=↓
3.（2021·河北高考真题）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，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：

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”或“②”或“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10-5mol•L-1为沉淀完全；A1(OH)3+OH-Al(OH)：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[A1(OH)3]=10-33)
【答案】Fe、Cr 溶解浸出 MgO、Fe2O3 2Na2CrO4+2CO2+H2O= Na2Cr2O7+2NaHCO3↓ 4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O Na2CO3② 8.37
4.（2021·湖南高考真题）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，同时生成和，该反应的化学方程式为_______
【答案】适当升高温度，将独居石粉碎等 Al(OH)3促使铝离子沉淀↑ 碱性 6++12=12+6CO↑+6H2O+6CO2↑
5.（2021福建高考真题）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下图所示。

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(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为_______。【已知：(NH4)2Mo4O13受热分解生成】
【答案】（1）氨水（2）①. 适当升温、搅拌、增加用量(增大浓度)等②. 晶体析出，混入浸渣
（3）3.9 （4）
（5）提供，使充分转化为沉淀析出
（6）

八省联考综合训练
2. （福建卷）废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰，制备正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3)。

回答下列问题：
(1)“酸浸”温度为85℃，粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为_______，H2O2的用量比理论用量多一倍的原因是_______。
(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右，加入的化合物X是________填化学式)
(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是_______。
(4)“除铝”时反应的离子方程式为_______。萃余液中Co2+的浓度为0.33mol·L-1，通过计算说明，常温下除铝控制溶液pH为4.5，是否造成Co的损失_______？(列出算式并给出结论)已知：(Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15)
(5)从滤液④中可提取_______(任写一种)用作_______。
【答案】 (1). Co2O3+2H2SO4+H2O2=2CoSO4+O2↑+3H2O (2). 85℃时过氧化氢容易分解，所以其用量比理论用量多 (3). NaOH (4). 分液 (5). Al3++3NH3 ▪H2O=Al(OH)3↓+3 (6).