剖析05 工艺流程中的物质确定-备战2025年高考【化学工艺流程】考点剖析与对点精练（全国通用）

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首先分析题干信息，明确原料成分，看清流程图中的箭头指向，根据物质性质写出相关的化学反应(离子方程式或化学方程式)，最后根据题干信息确定滤液中物质的成分。滤液中物质的成分确定的思维模型如图所示：
【例1】软锰矿的主要成分为，含少量和。闪锌矿主要成分为，含少量、杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备和，其简化流程如下：
已知：Ⅰ．矿石中所有金属元素在滤液中均以离子形式存在。
Ⅱ．常温下各种金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表：
回答下列问题：
(1)为了加快矿石的酸浸速率，通常采用的方法有 。
(2)滤渣2的主要成分是 (填化学式)。
(3)步骤①中发生多个反应，其中、与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出、与硫酸共热发生反应的离子方程式： 。
(4)步骤③中的作用可以用一种常见的绿色氧化剂的溶液来代替，其化学式为 ；若物质是用来调节溶液的至，试分析的范围是 。
【答案】
(1)适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等
(2)Cu
(3)3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O
(4)H2O2 4.9~5.7
(5)10-32.3
【详解】（1）根据影响化学反应速率的因素相关知识，为了加快矿石的酸浸速率，通常采用的方法有：适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等；
（2）由分析知，滤渣2的成分有Cu；
（3）其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，由得失电子守恒可知该淡黄色物质为S，溶液中存在Fe3+和Mn2+，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O；
（4）步骤③中MnO2的作用是把Fe2+氧化生成Fe3+，可以用一种常见的绿色氧化剂的溶液来代替，其化学式为H2O2，物质X是用来调节溶液的pH至a，使Al3+、Fe3+生成氢氧化物沉淀而除去，而Zn2+和Mn2+不能沉淀，a的范围是4.9~5.7；
【例2】是一种重要催化剂。某科研小组以废弃催化剂(含，，，、，有机物等)为原料，按如图流程回收晶体，回答下列问题。
(1)滤渣1的成分主要是 。
(2)X可以为或。若X为，试剂Y的使用量会减少，原因是 (用离子方程式并结合文字加以说明)。
(3)操作A为 、 过滤、洗涤。
【答案】
(1)CuS、S
(2)Y试剂的作用是增大溶液的pH，反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O消耗氢离子
(3)蒸发浓缩 冷却结晶
【详解】（1）向含Ni2+、Cu2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+离子的溶液中通入H2S，Fe3+被还原为Fe2+，H2S被氧化为S单质，即2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+，Cu2+和H2S反应生成CuS沉淀，即Cu2++H2S=CuS↓+2H+，所以滤渣1的成分主要是CuS、S；
（2）加入试剂Y的目的是调节pH生成Fe(OH)3沉淀，若用H2O2代替Cl2，发生反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，反应消耗H+，所以试剂Y的使用量会减少；
（3）NiCO3沉淀中加盐酸溶解得NiCl2溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得NiCl2•6H2O晶体；
【例3】轻质碳酸钙(CaCO3)是一种重要的化工产品，广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。一种以低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及Al2O3)为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循环工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)气体A为________，滤渣的主要成分是____________________。
(2)“沉钙”过程中发生反应的化学方程式为_________________________________。
(3)“系列操作”包含有：____________________。
(4)氧化镁可以在尾液处理中循环使用，______和________可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中。
【答案】
(1)CO2 Fe(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)2
(2)CaCl2＋(NH4)2CO3===CaCO3↓＋2NH4Cl
(3)加热蒸发、煅烧
(4)HCl NH3
【解析】(1)低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及Al2O3)用盐酸酸溶，CaCO3、MnCO3、Fe2O3及Al2O3分别与盐酸发生复分解反应，离子方程式为CaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ca2＋，MnCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Mn2＋，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，所以气体A为CO2，向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3＋、Al3＋、Mn2＋，过滤得到滤渣的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)2。
(2)气体A为CO2，用水吸收氨气和二氧化碳生成碳酸铵，“沉钙”过程中氯化钙与碳酸铵发生复分解反应：CaCl2＋(NH4)2CO3===CaCO3↓＋2NH4Cl得到碳酸钙沉淀和氯化铵。
(3)镁的氯化物在溶液中水解生成氢氧化镁和HCl，加热时HCl挥发促进水解，气体C为氯化氢，最终生成氢氧化镁，焙烧得MgO，“系列操作”包含有加热蒸发、煅烧。
(4)氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，气体C为氯化氢，溶于水为盐酸，可用于溶解低品位石灰石，氯化铵中加入氧化镁并加热，反应生成氯化镁、氨气和水；向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3＋、Al3＋、Mn2＋，所以HCl、NH3可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中。
1．Cr(OH)3可用于油漆颜料及羊毛处理。工业上以高铁铬铁矿(主要成分为Cr2O3，含Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)为原料生产Cr(OH)3和金属Al的工艺流程如图：
已知：
I．“焙烧”过程中，Cr2O3反应转化为Na2CrO4。
Ⅱ．若溶液中相关离子的物质的量浓度为c，则常温时，lgc与溶液pH的关系如图所示。
Ⅲ．。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时，Cr2O3发生反应的化学方程式为 。
(2)“水浸”后滤渣主要成分为 (填化学式)；“调pH”时通入的“气体X”是 。
(3)常温下，图象上M点对应的溶液pH= 。
(4)“沉铝”后的母液Ⅱ的主要成分为 ；煅烧步骤的化学方程式为 。
【答案】
(1)2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2
(2)Fe2O3 CO2
(3)6.9
(4)(NH4)2SO4 2Al(OH)3Al2O3+3H2O
【详解】（1）由分析可知，“焙烧”过程中，Cr2O3反应转化为Na2CrO4，Cr2O3发生反应的化学方程式为：2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2，故答案为：2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2；
（2）由上述分析可知，“水浸”后滤渣主要成分为：Fe2O3，“调pH”时通入的“气体X”是：CO2，故答案为：Fe2O3；CO2；
（3）由题干信息可知，，K==1.0×1014，M点c()=c()=10-0.2ml/L，K===1.0×1014，c(H+)=ml/L=10-6.9ml/L，pH=6.9，故答案为：6.9；
（4）由分析可知，用稀硫酸进行“酸浸”后，再进行“沉铝”操作，所得的母液Ⅱ的主要成分为：(NH4)2SO4，由题干工艺流程图可知，加入过量氨水沉铝生成氢氧化铝沉淀，煅烧得到氧化铝和水，故煅烧步骤的化学方程式为：2Al(OH)3Al2O3+3H2O，故答案为：(NH4)2SO4；2Al(OH)3Al2O3+3H2O；
2．闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下：
已知：室温下的
回答下列问题：
(2)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为 (填化学式)。
(3)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
【答案】(2) (3)Fe
【详解】（2）由分析可知，由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到的深蓝色溶液①为二氯化四氨合铜，答案：；
（3）由分析可知，滤渣的主要成分为铁，答案：Fe；
3．泻盐()被广泛用于临床，如导泻、利胆等。以菱镁矿渣(主要成分是，含少量、、、、、等)为原料制备泻盐的流程如图所示。
已知：常温下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于)时的pH如下表：
回答下列问题：
(1)“酸浸”前常将菱镁矿渣磨成矿粉，其目的是 ；滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(2)写出加入时发生反应的离子方程式： 。
(3)“调pH”的范围为___________~___________。
(4)已知、两种物质的溶解度与温度的关系如图1所示。
“操作1”采用蒸发浓缩、 (填操作名称，采用如图2装置操作，夹持装置已略去)。
(5)“操作1”分离的可用于制豆腐时“点卤”，“点卤”中是___________(填标号)。
A．保鲜剂B．调味剂C．凝固剂D．增色剂
(6)的热失重曲线如图3所示。
写出过程发生反应的化学方程式： ；点对应固体成分的化学式为 (填标号)。
A． B． C． D．MgO
【答案】
(1)增大接触面积，使反应快速而充分 、
(2)
(3)4.78.9
(4)趁热过滤
(5)C
(6) B
【详解】（1）“酸浸”前需将矿渣磨碎，其目的是：增大固体与酸的接触面积，加大浸取速率，提高镁元素的浸出效率；经分析可知滤渣的主要成分为和CaSO4，故答案为：增大接触面积，使反应快速而充分；、；
（2）加入将Fe2+氧化为Fe3+发生反应，故答案为；
（3）加入试剂MgO调节pH，沉淀和且不引其他杂质离子，但镁离子不沉淀，根据所给数据pH范围为4.78.9，故答案为：4.78.9；
（4）根据图1可知CaSO4溶解度随温度升高而升高幅度不大，若从溶液中得到应采取蒸发浓缩、趁热过滤，除钙同时防止硫酸镁晶体析出，故答案为：趁热过滤；
（5）可用于制豆腐时“点卤”，“点卤”中是凝固剂，故答案为：C；
（6）初始取硫酸镁晶体的物质的量为，失重时，先部分脱水，后全部脱水，最后硫酸镁部分分解，最终硫酸镁全部分解，生成稳定的氧化镁。根据每个点数据，依据相对分子质量判断。在失重过程中镁元素始终存在于固体中且质量不变。计算如下：
b、c的组成分别是、，则b→c的化学方程式：；根据平均值原理，d点组成介于c和e之间，即可以看成由和组成，可以看成，则780℃时所得固体的化学式为，故答案为：；B。
4．以红土镍镉矿(NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质)为原料回收贵重金属Ni、Cd和Cu，其工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)Cd与Zn同族且相邻，则Cd的价层电子排布式为 。滤渣Ⅰ中除含有硫单质外，还含有 (填化学式)。
(2)溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时(浓度≤10-5ml/L)的pH如下表，则加入物质X所调pH范围为 。
(3)加镍净化时主要反应的离子方程为 。整个流程中可以循环使用的物质有 (填化学式)。
【答案】
(1)4d105s2 SiO2、PbSO4
(2)3.3≤pH