剖析07 工艺流程中循环物质的确定-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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【例1】利用绿柱石(主要化学成分为BeO、、，还含有少量FeO和)冶炼Be的一种工艺流程如下。
已知：①
②铍及其化合物的性质与处于周期表对角线的铝相似。
回答下列问题：
(7)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。
【例2】含苯酚的工业废水处理的流程图如下：
(1)上述流程里，设备Ⅰ中进行的是 操作(填写操作名称)。实验室里这一步操作可以用 进行(填写仪器名称)。
(2)由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是 ，由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是 。
(3)在设备Ⅲ中发生的化学方程式为 。
(4)在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH和 ，通过 操作(填写操作名称)可以使产物相互分离。
(5)图中能循环使用的物质是C6H6、CaO、 、 。
【例3】工业上以铬系和非铬系电镀污泥[均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物，前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物]为主要原料综合回收铜、镍的工艺流程如图：
已知：Ⅰ.、、、的依次为、、、；
Ⅱ.Cr及其化合物的性质与Al类似。
回答下列问题：
(6)流程中除了有机相之外，可以循环利用的物质除外还有 (填化学式)。
1．氯化铵焙烧菱锰矿 (主要成分为 ， 含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：① 相关金属离子[c(Mn+)=0.1ml•L-1]形成氢氧化物沉淀时的pH 如下：
②常温下，的溶度积分别为
回答下列问题：
(6)流程中能循环利用的固态物质是 (填化学式)。
2．三甲基镓是制造氮化镓光电材料和GaAs太阳能电池的源材料，其制备工艺流程如下：
已知：（乙醚）为溶剂，同时和在流程中均作配体；相关物质沸点如下：
回答下列问题：
(3)该流程中可以循环利用的物质有 。
3．锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域。一种用锌浸渣(主要含、，另含少量ZnS、以及)提取Ge和的工艺流程如下：
已知：①锗在硫酸中的存在形式：pH≤2.0时主要为，时主要为。
②常温下，，。
请回答下列问题：
(1)Ge是第四周期第ⅣA族元素，其基态原子的价层电子排布式为 。
(2)“氧化酸浸”工序中，溶液，浸渣的主要成分为、S和 (填化学式)；被双氧水氧化的离子方程式为 。
(3)“中和沉淀”工序中，所加化合物A为 (填一种物质的化学式)；调节溶液，Ge和Fe共沉淀，此时滤液中 。
(4)①在水溶液中的溶解度曲线如图所示，则从滤液中回收的操作为蒸发浓缩、 、洗涤、干燥。
②用惰性电极电解溶液可制取金属锌，电解后的溶液可在上述流程中 工序循环使用。
4．钯（Pd）是航天、航空等高科技领域不可缺少的关键材料。一种从铂钯精矿[含有Pt、Pd、Au、Cu、Bi]中分离提取钯的工艺流程如图所示：
(1)“滤液1”中含有和，中Cu的化合价为 ；Bi与As在周期表中位于同一主族，基态As原子的简化电子排布式为 。
(2)“氯化溶解”时氯气的作用是 。
(3)“分金”时，的氧化性 （填“大于”或“小于”），理由是 。
(4)“沉铂”时发生反应的化学方程式为 。
(5)“沉钯”时反应的化学方程式为 。“滤液3”可以进入到 中循环利用。
5．以菱镁矿(主要成分为，含少量和)为原料制备氟化镁的工艺流程如下
(1)“碱浸”步骤所得滤液中溶质除外还有 。
(2)“浸出”步骤主要反应的离子方程式为 ，所得废渣成分为 。
(3)“沉降”步骤中，按物质的量之比加入沉镁，充分反应后， [已知]；该步需要控制溶液的pH范围为7~10，原因是 。
(4)上述流程中循环利用的物质为 。
6．甘肃矿产资源丰富，镍、钴、铂等金属储量全国领先，有色金属冶炼在国民经济发展有着重要作用。利用紫硫镍铁矿石提取粗镍并回收铁、铜、钴等元素的工艺流程如下：
已知：①“加压氨浸”过程中镍硫化物发生反应的方程式为：；在此过程中，钴硫化物的反应与镍硫化物相似。
②以上流程中均无SO2产生。
请回答：
(1)滤渣1的主要成分为 。
(2)结合下列图表选择“加压氨浸”的最佳条件 。
(3)“加压氨浸”过程中“加压”的目的是 、 ；Cu发生反应的化学方程式为 。
(4)“加压氧化”的目的是氧化残留的 (填离子符号)。
(5)“除钴”过程中发生反应的离子方程式为 。
(6)流程中可以循环利用的物质有 (填化学式)。
7．铜阳极泥分银渣中含有多种有价元素，其中铅元素主要以形式存在，锡元素主要以二氧化锡形式存在，钡元素主要以硫酸钡形式存在，少量金和银以单质形式存在。通过碳酸转铅-盐酸浸铅-碳酸转钡-盐酸浸钡工艺流程实现的高效分离与综合利用，流程如图所示：
已知：
①在下，溶度积为溶度积为溶度积为溶度积为。
②不溶于水、稀酸，溶于浓硫酸和浓盐酸。
回答下列问题：
(1)分银渣需要磨碎的目的是 。
(2)步骤1中主要反应的离子方程式是 ，步骤1中加入硫酸钠的目的是 。
(4)步骤7中金、银转化为。银转化的离子方程式是 。
(6)整个流程中需要循环利用的一种再生物质是 。
8．工业上以铬铁矿(主要成分FeO·Cr2O3，含Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如图a。回答下列问题：
(1)“焙烧”时，将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是 。
(2)“焙烧”的目的是将FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4，并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时FeO·Cr2O3发生的化学方程式 。
(3)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图b所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5ml/L时，可认为已除尽。
试分析：“中和”时pH的理论范围为 ；“酸化”的目的是 ；Fe元素在 (选填流程图a中操作步骤的名称)过程中除去。
(4)蒸发结晶步骤中的副产品主要是 。冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有 。
9．含铜丰富的自然资源黄铜矿()冶炼铜的工艺流程如下：
已知：。
(5)“滤液2”中可以循环使用的物质为HCl、 ，为保持流程持续循环，每生成1mlCu，理论上需补充的物质的量为 。
10．五氧化二钒(V2O5)可用于冶炼钒铁、用作合金添加剂、化工催化剂等。工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5的工艺流程如下：
已知：
①“水溶”、“转沉”、“转化”后，所得含钒物质分别为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4。
②不同pH下，正五价钒在溶液中主要存在形式见下表：
③25℃时，。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时，V2O3发生反应的化学方程式为 。
(2)“滤渣Ⅰ”的成分为 (填化学式，下同)，“滤液Ⅰ”中溶质的成分为 。
(3)先“转沉”后“转化”的目的是 。
(4)“滤渣Ⅱ”经高温煅烧后水浸，所得物质可导入到 操作中循环使用。
11．锰在冶金工业、电子工业、电池工业、农业生产等方面都有广泛应用，某软锰矿的主要成分为、、CaO)和少量的MgO、CuO，一种利用废铁屑还原浸出该软锰矿并制取金属锰的工艺流程如图所示：
已知：，。
回答下列问题：
(1)废铁屑表面含有油脂，在使用前需进行处理，方法是 。
(2)写出“浸出”时Fe与反应的离子方程式： 。
(3)“除铁”时加入的主要作用是 ；滤渣A的主要成分为 (填化学式)。
(4) “除钙镁”时，当钙离子和镁离子沉淀完全时，溶液中 。
(5)电解硫酸锰溶液(阳极为惰性电极，阴极为不锈钢合金)的装置示意图如图所示。
电解时Mn在 (填“阴”或“阳”)极析出，阳极的电极反应式为 ，阳极室的溶液可返回上述“ ”工序循环利用。
12．铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(，还含有一定量的FeO和)生产BeO的一种工艺流程如下。

回答问题：
(1)中Be的化合价为 。
(2)粉碎的目的是 ；残渣主要成分是 (填化学式)。
(3)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。
13．生产芯片的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，应用比较广泛的是硅。硅可由石英砂(主要成分是二氧化硅)制得，制备高纯硅的主要工艺流程如图所示：
资料：①能与剧烈反应，在空气中易自燃；
②粗(沸点33.0℃)中含有少量(沸点57.6℃)和(沸点℃)
(1)流程①焦炭体现了 (填“氧化性”或“还原性”)。
(2)流程③提纯的方法是 。
(3)流程④的化学反应为置换反应，写出其化学方程式： 。
流程④制备高纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
(4)若要从下列玻璃仪器中选择部分来组装A处的气体发生装置，需要的是 (填编号)：
a.分液漏斗 b.烧瓶 c.酒精灯 d.大试管 e.漏斗 f.烧杯 g.导管
(5)装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 。
(6)为保证制备高纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 ，该流程中能够循环利用的物质是 。
14．GaAs是一种重要的半导体材料。一种以粉煤灰(主要成分为SiO2，含少量Fe2O3、Al2O3、Ga2O3等)为原料制备GaAs的工艺流程如下：
已知： Ksp[Ga(OH)3] ≈1.0×10-35， Ksp [Al(OH)3] ≈1.0×10-33， Ksp [Fe(OH)3] ≈2.8× 10-39
回答下列问题：
(1)基态Ga原子的价层电子排布式为 。
(2)焙烧工序中Ga2O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式为 。
(3)母液中主要成分经分离、提纯后，可返回 工序循环利用。
15．从铜氨废液{含、、、、、等}中回收铜的工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)步骤(Ⅰ)中被氧化的元素是 ，由步骤(Ⅱ)可确定与的结合能力比与的 (填“强”或“弱”)。
(2)步骤(Ⅲ)“沉铜”时，利用溶液而不选用NaOH溶液“沉铜”的优点是 。
(3)写出步骤(Ⅳ)“溶解”时的化学方程式： ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)该流程中可以循环利用的物质是 (填化学式)。
循环物质的确定
(1)流程图中回头箭头的物质。
(2)生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质。
金属离子
Al3+
Fe3+
Fe2+
Ca2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的 pH
3.8
1.5
6.5
10.6
8.1
9.6
沉淀完全的 pH
5.2
3.7
9.7
12.6
10.1
11.6
物质
沸点/℃
55.7
34.6
42.4
365.8
pH
4～6
6～8
8～10
10～12
主要离子