最新高考化学一轮复习【讲通练透】 第32讲 无机化工流程题的解题策略（练透）

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2.精练高考真题，明确方向
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3.摸清问题所在，对症下药
要提高后期的备考质量，还要真正了解学生存在的问题，只有如此，复习备考才能更加科学有效。所以，必须加大信息反馈，深入总结学情，明确备考方向，对症开方下药，才能使学生的知识结构更加符合高考立体网络化要求，才能实现基础→能力→分数的转化。
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复习训练的步骤包括强化基础，突破难点，规范作答，总结方法，通过这样的总结，学生印象深刻，应用更加灵活。

第32讲 无机化工流程题的解题策略
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50分钟
一、选择题（共12×5分）
1．（2023·山东聊城·统考一模）实验室模拟以磷石膏(含及杂质、等)为原料制取轻质，流程如下：
下列说法错误的是
A．“浸取1”时，加快搅拌速率、不断升高温度均可提高的转化率
B．“浸取1”时，应先通再通，滤液1中浓度最大的阴离子为
C．“浸取2”时，发生反应的离子方程式为
D．“浸取2”时，所得滤渣2的主要成分为、
【答案】AB
【分析】磷石膏浆料含及杂质、等，通入氨气、二氧化碳调节pH=6.5，硫酸钙和氨气、二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、硫酸铵，过滤，滤液1为硫酸铵溶液，滤渣1为碳酸钙、氧化铝、，高温煅烧滤渣，碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳，用氯化铵溶液浸取，氧化钙和氯化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨，滤液2中含有氯化钙，滤渣2中含有、。
【解析】A．升高温度，二氧化碳、氨气溶解度降低，生成碳酸铵的浓度降低，“浸取1”时，不断升高温度，不一定能提高的转化率，故A错误；B．氨气的溶解度大于二氧化碳，为增大二氧化碳的溶解度，“浸取1”时，应先通再通，硫酸钙和氨气、二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、硫酸铵，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙，滤液1的成分主要是硫酸铵，浓度最大的阴离子为，故B错误；C．“浸取2”时，氧化钙和氯化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨，发生反应的离子方程式为，故C正确；D．滤渣1为碳酸钙、氧化铝、，高温煅烧滤渣，碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳， “浸取2”时，氧化钙和氯化铵溶液反应生成氯化钙和一水合氨，所得滤渣2的主要成分为、，故D正确；选AB。
2．（2023·山东聊城·统考三模）从废钼催化剂(主要成分为，含少量、、)中回收钼酸铵晶体的工艺流程如图所示：
注：酸浸后钼元素以形式存在，溶液中某离子浓度时，认为沉淀完全；常温下，。下列说法错误的是
A．焙烧过程中被氧化的元素有M、S、Fe
B．滤渣1的主要成分是
C．“调pH”过程中调节溶液的pH略大于2.83，可除去目标杂质离子
D．反萃取发生的离子方程式为
【答案】AC
【分析】已知，酸浸后钼元素以形式存在；氧气具有氧化性，废钼催化剂在焙烧过程中得到六价钼的氧化物、氧化铜、氧化亚铁、砷的氧化物和二氧化硫气体，焙烧后固体加入硫酸酸浸，二氧化硅不反应成为滤渣1，滤液含有钼铜铁砷的盐溶液，加入MO3调节pH得到滤渣2氢氧化铜、氢氧化铁沉淀，滤液加入萃取剂萃取出钼砷后加入氨水反萃取得到含钼砷的水相，加入氯化镁除去砷，滤液结晶得到(NH4)2MO4；【解析】A．由分析可知，焙烧过程中得到六价钼的氧化物、氧化铜、氧化亚铁、砷的氧化物和二氧化硫气体，被氧化的元素有M、S，铁元素没有被氧化，A错误；B．由分析可知，滤渣1的主要成分是，B正确；C．铁离子完全沉淀时，，pOH=11.12，则pH=2.83；同理，铜离子完全沉淀时，，pOH=7.3，则pH=6.7，故“调pH”过程中调节溶液的pH略大于6.7，可除去目标杂质离子，C错误；
D．反萃取过程中加入氨水将转化为得到(NH4)2MO4，发生的离子方程式为，D正确；故选AC。
3．（2023·江西·江西师大附中校联考模拟预测）近日，天津大学钟澄团队制备锌镍电池的负极材料——，流程如下，已知：离心分离是借助于离心力，使比重不同的物质进行分离的方法，下列叙述错误的是
A．“反应池1”中发生的离子反应为
B．“反应池1”和“反应池2”可通过搅拌加快反应
C．“加热”时选择蒸发皿盛放ZnO和BiOI固体
D．“操作1”可以为离心分离，用于分离固体和液体混合物
【答案】C
【分析】由题给流程可知，反应池1中碘化钾溶液与硝酸铋溶液反应生成BiOI沉淀，反应池2中加入氧化锌固体搅拌得到氧化锌和BiOI的悬浊液，过滤得到氧化锌和BiOI固体混合物；在坩埚中高温灼烧得到。
【解析】A．由分析可知，反应池1中碘化钾溶液与硝酸铋溶液反应生成BiOI沉淀，反应的离子方程式为，故A正确；B．由分析可知，反应池1中碘化钾溶液与硝酸铋溶液反应生成BiOI沉淀，反应池2中加入氧化锌固体搅拌得到氧化锌和BiOI的悬浊液，物质在溶液中混合时可通过搅拌加快反应，故B正确；C．固体灼烧时应在坩埚中进行，不能在蒸发皿中进行，故C错误；D．由分析可知，操作1为离心分离，目的是过滤得到氧化锌和BiOI固体混合物，故D正确；故选C。
4．（2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模）加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，常温下很稳定，加热至560℃开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。工业上生产碘酸钾的流程如下。
已知：20℃的溶解度为8.08g，50℃的溶解度为10.20g，100℃的溶解度为15.30g。
下列说法不正确的是
A．步骤①反应器发生的反应为
B．步骤②中可用氢氧化钠代替KOH
C．步骤②中氢氧化钾的主要作用是将转化为
D．步骤③的操作为加热浓缩、冷却结晶
【答案】B
【分析】由框图可知：碘酸钾是一种较强的氧化剂，加入氯水增加溶液的酸性，生成,在加水和氢氧化钾调节溶液酸碱性，得到溶液，在经过蒸发浓缩、冷却结晶即得晶体。
【解析】A．根据流程可知，步骤①反应器发生的反应为，A正确；B．步骤②中可用氢氧化钠代替KOH，则会导致产品中混入碘酸钠杂质，B错误；C．碘单质与氯酸钾在水中发生反应产生KH(IO3)2，加入KOH时可以使之转化为KIO3.，C正确；D．根据信息可知，的溶解度随温度变化较大，故步骤③的操作为加热浓缩、冷却结晶，D正确；故选B。
5．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考一模）辉铜矿[，含杂质]合成目标产物的流程如下。下列说法正确的是
A．步骤Ⅰ在足量中煅烧产生气体的主要成分：
B．步骤Ⅱ得溶液中溶质的主要成分：和
C．步骤Ⅲ的溶液D中存在平衡平衡：
D．为得纯净目标产物，步骤Ⅳ的实验操作步骤依次：加热蒸发、冷却结晶、抽滤洗涤。
【答案】C
【分析】辉铜矿通入氧气进行煅烧，发生反应，固体B为CuO和，加入盐酸得到Cu2+、Fe3+、Fe2+的溶液，加入过量氨水，得到氢氧化铁、氢氧化亚铁、Cu[(NH3)4]Cl2。
【解析】A. 步骤Ⅰ在足量中煅烧时，发生的化学方程式为：,产生气体的主要成分为，故A错误；B. 步骤Ⅱ得溶液中溶质的主要成分：、和，故B错误；C. 步骤Ⅲ的溶液D中存在平衡平衡：，故C正确；D. 从流程看，溶液D中阴离子主要为氯离子，为得纯净目标产物，溶液D中应引入硫酸根，再向滤液中加入乙醇，再过滤、洗涤、干燥，故D错误。答案为C。
6．（2023·福建泉州·泉州五中校考一模）可作白色颜料，利用废液(含有、、、)制备的工艺流程如图所示。下列说法中错误的是
A．“还原”流程中，“滤渣”的成分有铜和铁
B．“水解”流程中，加水能够促进的水解
C．“水解”流程的离子反应是
D．“洗涤”流程加入的稀盐酸能换成溶液
【答案】D
【分析】废液加入铁粉发生Fe+2Fe3+=3Fe2+和Fe+Cu2+=Fe2++Cu两个反应，滤渣中有生成的铜和过量的铁，加水稀释可以让Sb3+离子水解生成SbOCl，最后用稀盐酸洗去表面的杂质离子如Fe2+。
【解析】A．废液加入铁粉发生Fe+2Fe3+=3Fe2+和Fe+Cu2+=Fe2++Cu两个反应，滤渣中有生成的铜和过量的铁，故A正确；B．越稀越水解，加水可以降低氢离子浓度，水解正向移动，可以促进水解，故B正确；C．Sb3+水解生成SbOCl沉淀同时生成氢离子，方程式正确，故C正确；D．“洗涤”流程加入的稀盐酸能换成溶液，会引入Na+杂质，故D错误；答案选D。
7．（2023·山东济南·山东省实验中学校考模拟预测）连二亚硫酸钠()常用于纺织工业、食品漂白等领域。工业上生产的流程如图所示。若在实验室模拟该工艺流程，下列说法错误的是
A．将锌粉投入水中形成悬浮液主要是为了加快反应速率
B．向溶液中加入NaCl固体对的产率无明显影响
C．洗涤时用乙醇效果好于蒸馏水
D．该流程中涉及化合反应、分解反应、复分解反应
【答案】B
【分析】由流程图可知，锌粉与二氧化硫反应生成ZnS2O4，向ZnS2O4溶液中加入氢氧化钠溶液，两者反应生成氢氧化锌沉淀和Na2S2O4，过滤后向Na2S2O4溶液中加入NaCl固体降低Na2S2O4溶解度，析出Na2S2O4·2H2O晶体，过滤后加热Na2S2O4·2H2O晶体脱去结晶水生成Na2S2O4。
【解析】A．将锌粉投入水中形成悬浮液可增大与二氧化硫的接触面积，加快反应速率，A正确；B．加NaCl固体和冷却搅拌都有利于溶解平衡逆向移动，可析出更多的Na2S2O4·2H2O，若使用NaCl溶液，会降低钠离子浓度使析出的Na2S2O4·2H2O减少，Na2S2O4产率降低，B错误；C．乙醇沸点低易挥发便于干燥，故洗涤时用乙醇效果好于蒸馏水，C正确；D．锌粉与二氧化硫的反应是化合反应，反应中元素有化合价变化，也是氧化还原反应，ZnS2O4溶液与NaOH溶液的反应是复分解反应，加热Na2S2O4·2H2O生成Na2S2O4的反应是分解反应，D正确；故选B。
8．（2023·福建泉州·福建省泉州第一中学校考模拟预测）以锆矿石(主要成分为，还含有及钠、铝、铜的氧化物等杂质)为原料制备工业纯的工艺流程如图：
下列说法错误的是
A．“高温氯化”结束前通一段时间氧气的目的是除去过量的炭黑
B．“溶液1”中含有的溶质主要为NaCl、NaOH、
C．“碱浸”后分离操作要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
D．“除杂”的目的是除去铜元素
【答案】B
【分析】“高温氯化”可以把氧化物转化为氯化物，ZrO₂与C和氯气发生反应方程式为ZrO₂+2Cl₂+CZrCl4+CO2↑，同时生成氯化铜、氯化铝等，加入“过量的NaOH稀溶液”将氯化物转化为沉淀，并将AlCl3转化为而除去，溶液1成分为NaCl、NaAlO2、Na₂SiO₃，加入NaOH浓溶液得到[Cu(OH)4]2-和Zr(OH)4沉淀，焙烧分解可得ZrO₂。
【解析】A．C可以和氧气高温反应生产CO₂，结束前通一段时间氧气的目的是除去过量的炭黑，故A正确；B．根据分析，溶液1成分为NaCl、NaAlO₂、NaOH、Na₂SiO3，故B错误；C．碱浸后分离操作为除去氢氧化铜，为过滤，要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，故C正确；D．除杂的目的是分离氢氧化铜，除去铜元素，故D正确；答案选B。
9．（2023·江苏连云港·连云港高中校考模拟预测）氧化钪()广泛应用于航天、激光等科学领域。利用钛白酸性废水(含、、等)制备氧化钪的工艺具有较高的经济价值，其流程如下图所示。
已知：、均能与P504(用HR表示)发生络合反应，且机理均为。下列说法不正确的是
A．酸洗时，、与P504的络合能力：
B．萃取、反萃取后均可使用分液漏斗分离，有机相应从分液漏斗上口倒出
C．“反萃取”时加入NaOH溶液的作用是将转化为
D．沉钪时能得到，则焙烧时的反应方程式：
【答案】C
【解析】A．由向有机相中加入稀硫酸后先被洗出可知，与P504的络合能力，A正确；B．煤油的密度小于水的密度，“萃取”时，有机相应从分液漏斗上口倒出，B正确；C．“反萃取”时加入NaOH溶液的作用是利用NaOH与Sc3+反应，使得络合反应不断左移，将Sc3+从络合物当中释放出来，C错误；D．沉钪时能得到，则焙烧时与氧气发生氧化还原反应，根据得失电子守恒，原子守恒得，D正确；故选C。
10．（2023·湖南·校联考模拟预测）中国“天向一号”探测器用于火星探测，搭载全球最先进的三结砷化镓太阳能电池阵为其提供动力，一种从砷化镓废料(主要成分为，含、、等杂质)中回收单质镓和砷的化合物的工艺流程如图所示：
已知：①“碱当”时中Ga以的形式进入溶液。
②Ga与Al位于同一主族，性质相似，向溶液中通入，有沉淀析出。
③离子完全沉淀时的pH：为8，为5.6。
下列说法正确的是
A．“碱浸”时，发生的离子方程式为
B．“滤渣①”的成分为，，“滤渣③”的成分为
C．“调pH①”时，为使得杂质离子沉淀完全，可通入过量的
D．“系列操作”为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥
【答案】A
【分析】砷化镓废料粉碎增大碱浸速率，加氢氧化钠和过氧化氢，和溶解生成、和，、不溶于碱，“滤渣①”为、，滤液通可以得硅酸，除去硅元素，滤液再通可以将转化为，过滤，滤液为，经过蒸发浓缩、冷却结晶可以得到，沉淀加溶液生成溶液，通电电解得到镓单质。
【解析】A．“碱浸”时中Ga以的形式进入溶液，As会被氧化生成，根据得失电子守恒和电荷守恒、原子守恒得出反应的离子方程式为，故A正确；B．根据分析可知，、不溶于溶液，“滤渣①”的成分为、，向含有、和的溶液中，先通入先得硅酸沉淀，除去硅元素，然后再通可以将转化为，“滤渣③”的成分为，故B错误；C．通入过量的，会使过早沉淀下来，使产率降低，故C错误；D．滤液为，析出带结晶水的晶体要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可以得到，故D错误；答案选A。
11．（2023·山东聊城·统考三模）用氧化甲苯制备苯甲酸。实验方法：将甲苯和溶液在100℃反应一段时间后停止反应，过滤，将含有苯甲酸钾()和甲苯的滤液按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。下列说法不正确的是
已知：苯甲酸熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为和；A．操作Ⅰ为分液、操作Ⅱ为过滤
B．甲苯、苯甲酸分别由A、B获得
C．若B中含有杂质，采用重结晶的方法进一步提纯
D．“系列操作”用到的仪器有铁架台(含铁圈)、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯
【答案】D
【分析】将含有苯甲酸钾(C6H5COOK)和甲苯的滤液分液得到有机溶液和水溶液，水溶液中加入浓盐酸生成苯甲酸，冷却结晶后过滤得到苯甲酸晶体，有机溶液中加入硫酸钠干燥除水后过滤，然后蒸馏得到甲苯；
【解析】A．操作Ⅰ分离出有机溶液和水溶液，操作方法为分液；操作Ⅱ为分离固液操作，为过滤，故A正确；B．根据分析可知，无色液体A为甲苯，白色固体为苯甲酸，故B正确；C．重结晶是可以用于提高晶体纯度的操作，若B中含有杂质，采用重结晶的方法进一步提纯，故C正确；D．“系列操作”为得到苯甲酸晶体操作，为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，用到的仪器有铁架台(含铁圈)、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、漏斗等，故D错误；故选D。
12．（2023·辽宁·校联考模拟预测）氢氧化锆[]广泛应用于塑料、橡胶、交换树脂等多种化工行业。实验室中以含锆废料(含和少量Cu、Si、Al的氧化物)为原料制备氢氧化锆的工艺流程如下。
下列说法正确的是
A．“熔融”操作可在瓷坩埚中进行
B．“浸取”后通过分液可得到含有和的浸液
C．与形成配离子的稳定性强于与形成配离子的稳定性
D．可用浓溶液洗涤粗品
【答案】C
【分析】含锆废料(含和少量Cu、Si、Al的氧化物)加入烧碱熔融得到熔渣，加入氢氧化钠溶液浸取，得到含有和的浸液，浸渣含有Na2ZrO3，加入稀硫酸酸溶，再加入氨水除铜得到含滤液和粗品；
【解析】A．瓷坩埚中含二氧化硅，烧碱在高温条件下与二氧化硅反应，会腐蚀瓷坩埚，选项A错误；B．分离溶液和难溶物需用过滤，选项B错误；C．在水溶液中稳定存在，则与形成配离子的稳定性强于与形成配离子的稳定性，选项C正确；D．由转化关系推知，为两性氧化物，则为两性氢氧化物，能溶于浓溶液，选项D错误；答案选C。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（12分）（2023·海南·校联考一模）以电镀污泥[含Ni(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3和SiO2]为原料，利用以下工艺可制备硫酸镍晶体(NiSO4·6H2O)并获得副产品黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]。
已知：黄钠铁矾沉淀易于过滤，相对于Fe(OH)3，沉淀不易吸附Ni2+。
请回答下列问题：
(1)①下列措施不能提高“酸浸”过程浸出率的是 (填字母)。
a．适当升高反应温度 b．增大压强 c．不断搅拌
②滤渣1的主要成分的化学式为 。
(2)“沉铁”时Na2CO3加入速度不宜过快，原因是 。
(3)“沉铬”过程中发生反应的离子方程式为 。
(4)一系列操作的实验步骤依次如下，请补充相关内容：
i．过滤、洗涤；
ii．将沉淀转移至烧杯中，向其中 ；
iii． ，过滤得晶体。
【答案】（每空2分）(1)b SiO2
(2)避免溶液的碱性太强，产生Fe(OH)3，Fe(OH)3吸附大量的Ni2+，造成Ni2+的损失
(3)Cr3++=CrPO4↓
(4)加入稀硫酸将固体完全溶解 将滤液蒸发浓缩、冷却结晶
【分析】由题干工艺流程图可知，以电镀污泥[含Ni(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3和SiO2]为原料，加入稀硫酸进行酸浸后，将Ni(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3分别转化为NiSO4、Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3溶液，过滤出滤渣1主要成分为SiO2，向滤液中加入Na2CO3将Fe3+转化为黄钠铁矾沉淀，过滤出黄钠铁矾，继续向滤液中加入Na3PO4进行沉铬即将Cr3+转化为CrPO4沉淀，过滤出滤渣2即CrPO4，在向滤液中加入Na2CO3进行沉镍，然后过滤，洗涤沉淀NiCO3，向固体NiCO3中加入稀硫酸将固体完全溶解，过滤洗涤后将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤、低温干燥，即可得到硫酸镍晶体(NiSO4·6H2O)，据此分析解题。
【解析】（1）①a．适当升高反应温度，反应速率加快，能够提高“酸浸”过程浸出率，a不合题意；b．增大压强，对于溶液的浓度几乎无影响，故不能提高“酸浸”过程浸出率，b符合题意；c．不断搅拌，可以使反应物充分接触，加快反应速率，故能够提高“酸浸”过程浸出率，c不合题意；故答案为：b；
②由分析可知，滤渣1的主要成分的化学式为SiO2，故答案为：SiO2；
（2）已知Na2CO3溶液呈碱性，故“沉铁”时若Na2CO3加入速度过快，导致溶液的碱性增强，产生Fe(OH)3，Fe(OH)3吸附大量的Ni2+，造成Ni2+的损失，故答案为：避免溶液的碱性太强，产生Fe(OH)3，Fe(OH)3吸附大量的Ni2+，造成Ni2+的损失；
（3）由分析可知，“沉铬”过程中发生反应为Cr2(SO4)3+2Na3PO4=CrPO4+3Na2SO4，该反应的离子方程式为Cr3++=CrPO4↓，故答案为：Cr3++=CrPO4↓；
（4）由分析可知，一系列操作的实验步骤依次为：i．在向滤液中加入Na2CO3进行沉镍，然后过滤，洗涤沉淀NiCO3，ii．将沉淀转移至烧杯中，向固体NiCO3中加入稀硫酸将固体完全溶解，iii．过滤洗涤后将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤、低温干燥，即可得到硫酸镍晶体(NiSO4·6H2O)，故答案为：加入稀硫酸将固体完全溶解；将滤液蒸发浓缩、冷却结晶。
14．（14分）（2023·福建宁德·统考一模）钴盐在生活和生产中有着重要应用。
(1)在活性炭的催化作用下，通过氧化CCl2·6H2O制得到[C(NH3)6]Cl3流程如下：
①在“氧化”过程，需水浴控温在50~60℃，温度不能过高，原因是： 。“系列操作”是指在高浓度的盐酸中使[C(NH3)6]Cl3结晶析出，过滤，醇洗，干燥。使用乙醇洗涤产品的具体操作是： 。
②结束后废水中的C2+，人们常用FeS沉淀剂来处理，原理是 (用离子方程式表示)。
(2)草酸钴是制备钴氧化物的重要原料，常用(NH4)2C2O4溶液和CCl2溶液制取难溶于水的CC2O4·2H2O晶体。
①常温下，(NH4)2C2O4溶液的pH 7(填“>”、“=”或“