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所属成套资源：【题源解密】2024高考化学二轮复习题源解密（全国通用）
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【题源解密】专题13 工艺流程综合题-2024高考化学题源解密（全国通用）
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这是一份【题源解密】专题13 工艺流程综合题-2024高考化学题源解密（全国通用），文件包含专题13工艺流程综合题原卷版docx、专题13工艺流程综合题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共87页， 欢迎下载使用。
高考命题专家命制高考试题时绝非凭空杜撰，必有命题的原始模型（“题根”）和命题着力点（“题眼”），对“题根”与“题眼”进行深入的探求与拓展可构造出高考母题。
命题人拿来千变万化为难你们的历年真题，本质上也是从这有限的母题中衍生出来的。母题的重要性不言而喻。
专题十三 工艺流程综合题
目录：
2023年真题展现
考向一 以矿产资源为原料的制备类工艺流程
考向二 以金属元素为原料的制备类工艺流程
考向三 以化工材料为原料的制备类工艺流程
考向四 回收类工艺流程
考向五 杂质的去除类工艺流程
真题考查解读
近年真题对比
考向一 以矿产资源为原料的制备类工艺流程
考向二 以工业废弃物为原料的制备类工艺流程
考向三 以化工材料为原料的制备类工艺流程
考向四 回收类工艺流程
考向五 杂质的去除类工艺流程
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
考向一 以矿产资源为原料的制备类工艺流程
1.（2023·浙江卷6月第20题）某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝()按如下流程开展实验。
已知：①铝土矿主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解铝土矿过程中SiO2转变为难溶性的铝硅酸盐。
②的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度
当盐基度为0.60~0.85时，絮凝效果较好。
请回答：
（1）步骤1所得滤液中主要溶质的化学式是___________。
（2）下列说法不正确的是___________。
A. 步骤I，反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度
B. 步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量CO2有利于减少Al(OH)3沉淀中的杂质
C. 步骤Ⅲ，为减少Al(OH)3吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D. 步骤中控制Al(OH)3和AlCl3的投料比可控制产品盐基度
（3）步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热，仪器A的名称是___________；步骤V不宜用酒精灯直接加热的原因是___________。
（4）测定产品的盐基度。
Cl-的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取25.00mL。溶液于锥形瓶中，调，滴加指示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下，用标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗AgNO3标准溶液22.50mL。另测得上述样品溶液中。
①产品的盐基度为___________。
②测定Cl-过程中溶液pH过低或过高均会影响测定结果，原因是___________。
2.（2023·北京卷第18题）以银锰精矿(主要含、、)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，的氧化性强于。
（1） “浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除，有利于后续银的浸出：矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应，则可推断：__________(填“>”或“<”)。
②在溶液中，银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有__________。
（2） “浸银”时，使用过量和的混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：__________。
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中的作用：____________________。
（3） “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有______________________________。
②一定温度下，的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后的沉淀率逐渐减小的原因：______________。
（4）结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势：________。
考向二 以金属元素为原料的制备类工艺流程
3.（2023·湖南卷第17题）超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下：
已知：①金属Ga的化学性质和Al相似，Ga的熔点为29.8℃；
②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
回答下列问题：
（1）晶体Ga(CH3)3的晶体类型是_______；
（2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40-45℃的原因是_______，阴极的电极反应式为_______；
（3）“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI，写出该反应的化学方程式：_______；
（4）“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是_______；
（5）下列说法错误的是_______；
A. 流程中Et2O得到了循环利用
B. 流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C. “工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3
D. 用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I
（6）直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3理由是_______；
（7）比较分子中的C-Ga-C键角大小：Ga(CH3)3_______Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”)，其原因是_______。
考向三 以化工材料为原料的制备类工艺流程
4.（2023·全国甲卷第26题）BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题：
（1）“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。
（2）“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为_______。
（3）“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。
（5）“沉淀”步骤中生成的化学方程式为_______。
（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的_______。
考向五 回收类工艺流程
5.（2023·辽宁卷第16题）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液 (含)和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
回答下列问题：
（1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
（2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，1mlH2SO5中过氧键的数目为_______。
（3）“氧化”中，用石灰乳调节pH=4，Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为_______(H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
（4）“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
（5）“沉钻镍”中得到的C(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。
（6）“沉镁”中使沉淀完全，需控制pH不低于_______(精确至0.1)。
6.（2023·湖北卷第16题）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、C等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）C位于元素周期表第_______周期，第_______族。
（2）烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因_______。
（3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是_______。
（4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为_______。“850℃煅烧”时的化学方程式为_______。
（5）导致比易水解的因素有_______(填标号)。
a．Si-Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大
c．Si-Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道
考向五 杂质的去除类工艺流程
7.（2023·新课标卷第27题）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。
回答下列问题：
（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为_______(填化学式)。
（2）水浸渣中主要有SiO2和_______。
（3）“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是_______。
（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致_______；pH>9时，会导致_______。
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为或在碱性条件下，溶解为或，上述性质说明V2O5具有_______(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为_______。
8.（2023·山东卷第17题）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在0.10ml·L-1硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液pH=_____。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0ml·L-1，则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在_____ml·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加_____的用量(填化学式)。
（3）精制Ⅱ的目的是_____；进行操作X时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。
【命题意图】
工艺流程题以工业生产实际中的物质的制备、分离、提纯为命题情境，通过工业流程框图的呈现形式，考查高中化学元素化合物知识、反应原理、化学实验基本操作等核心知识的一类题型。具有情景的真实性、复杂性、综合性的特点。
【考查要点】工艺过程中涉及反应条件的控制、三废处理、回收副产品、物质的循环利用等。既可以考查学生对化学基础知识的掌握和运用情况，也可考查考生图像、文字信息的提取、加工和处理能力、分析推理、知识迁移的能力、计算和数据处理能力以及语言文字表述能力等综合素养。
【课标链接】
现代化学工程是将化学研究转化为生产力的重要途径之一。化学工程的研究在不断探索如何揭示物质转化过程中传递、分离、过程强化和反应之间的关系及其对产品组成、结构和性质的影响；实现化工过程的原子经济性，发展安全高效和节能环保的物质转化工艺和系统。围绕相关典型研究成果，引导学生了解化学工程前沿研究的问题与思路。通过“氨的合成”“农产品的化学加工”“精细化工产品的获得”等主题学习活动，了解合成氨的原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义；知道化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂及其发展趋势；了解精细化工产品的生产及其生产过程中的工艺特点，体验如何根据物质的性质开发应用前景广阔的产品，认识化工生产过程对人类环境的可持续发展可能产生的影响。
考向一 以矿产资源为原料的制备类工艺流程
1.（2022·广东卷）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
（1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。
（2）“过滤1”前，用溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于_______(保留两位有效数字)。
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
（5）该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
（6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。
①还原和熔融盐制备时，生成1ml转移_______电子。
②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为_______。
2. （2022·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿（主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质）与软锰矿（主要成分为MnO2）联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如图：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe＞（H）＞Bi＞Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
回答下列问题：
（1）为提高焙烧效率，可采取的措施为 。
a．进一步粉碎矿石
b．鼓入适当过量的空气
c．降低焙烧温度
（2）Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为 。
（3）“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3+和Mn2+；② 。
（4）滤渣的主要成分为 （填化学式）。
（5）生成气体A的离子方程式为 。
（6）加入金属Bi的目的是 。
3. (2022·河北卷)以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
（2）黄铁矿研细的目的是_______。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。
（4）工序①的名称为_______，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。
（6）若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为_______和_______(填化学式，不引入杂质)。
考向二 以工业废弃物为原料的制备类工艺流程
4.（2022·江苏卷）实验室以二氧化铈()废渣为原料制备Cl-含量少的，其部分实验过程如下：
（1）“酸浸”时与反应生成并放出，该反应的离子方程式为_______。
（2）pH约为7的CeCl3溶液与溶液反应可生成沉淀，该沉淀中Cl-含量与加料方式有关。得到含量较少的的加料方式为_______(填序号)。
A．将溶液滴加到CeCl3溶液中 B．将CeCl3溶液滴加到溶液中
（3）通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备含量少的。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为
Ce3+(水层)+3HA(有机层)(有机层)+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有_______(填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化学式)。
（4）实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用准确浓度的溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为。请补充完整实验方案：①准确量取溶液[约为]，加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到容量瓶中后定容；②按规定操作分别将和待测Ce4+溶液装入如图所示的滴定管中：③_______。
考向三 以化工材料为原料的制备类工艺流程
5. (2022·北京卷)铵浸法由白云石[主要成分为，含，杂质]制备高纯度碳酸钙和氧化镁。其流程如下：
已知：
（1）煅烧白云石的化学方程式为___________。
（2）根据下表数据分析：
已知：i．对浸出率给出定义
ii．对给出定义
①“沉钙”反应的化学方程式为___________。
②浸出率远高于浸出率的原因为___________。
③不宜选用的“”数值为___________。
④实测值大于理论值的原因为___________。
⑤蒸馏时，随馏出液体积增大，浸出率可出增加至，结合化学反应原理解释浸出率提高的原因为___________。
（3）滤渣C为___________。
（4）可循环利用的物质为___________。
考向四 回收类工艺流程
6. （2021·广东卷）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_______。
7. （2021·广东卷）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_______。
8．（2021·湖北卷）废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图：
回答下列问题：
（1）硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为___；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，中Cu的化合价为___。
（2）“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为____。
（3）25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01ml·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5ml·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为___(保留一位小数)；若继续加入6.0ml·L-1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后___；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K=___。(已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034)
（4）“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO是否洗净的试剂是___；“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和_______________。
（5）“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为__________________。
考向五 杂质的去除类工艺流程
9. （2022·湖北卷）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有和少量)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
时相关物质的参数如下：
的溶解度：
回答下列问题：
（1）“沉淀1”为___________。
（2）向“滤液1”中加入适量固体的目的是___________。
（3）为提高的析出量和纯度，“操作A”依次为___________、___________、洗涤。
（4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后，发现文献对常温下的有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究的性质，将饱和溶液与饱和溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下___________(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为___________。
（5）他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由___________。
10. （2022·湖南卷）钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗中含有的几种物质的沸点：
回答下列问题：
（1）已知，的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。若，则该反应可以自发进行。根据下图判断：时，下列反应不能自发进行的是_______。
A. B.
C. D.
（2）与C、，在的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，与C、反应的总化学方程式为_______；
②随着温度升高，尾气中的含量升高，原因是_______。
（3）“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离中含、杂质的方法是_______。
（4）“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
（5）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入冶炼的方法相似的是_______。
A. 高炉炼铁 B. 电解熔融氯化钠制钠 C. 铝热反应制锰 D. 氧化汞分解制汞
分析近三年的高考试题，工艺流程题是高考中的必考题型，综合性强、难度较大，是高考试卷中的拉分题目之一。近年常以简洁工艺流程和复杂工艺流程轮换的形式考查有多种可变化合价的典型元素，采用多角度设问的形式，考查考生获取信息、加工信息的能力。工艺流程题以实际的工业生产情境为背景，主要考查物质的制备、分离和提纯工艺，以流程框架的形式呈现。该类题型情境新、陌生度大、综合性强。
1.（2023·湖南郴州·三模）铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为，含、CuO、等杂质)制备的工艺流程如下：
已知：
i．易水解。难溶于冷水。
ii．“氧化浸取”时，铋元素转化为，硫元素转化为硫单质。
iii． 。
回答下列问题：
(1)为提高“浸取”速率，采取的措施有：升高温度、 (写出一条)。辉铋矿浸取率随温度的变化曲线如图，高于40℃时浸取率快速下降，其可能的原因是 。
(2)“氧化浸取”时，和发生反应的物质的量之比为 。
(3)“除铜”时发生反应： ，则 。
(4)“转化”时，生成的离子方程式为 。
(5)已知酸性环境下，可以将氧化成(被还原成)。请设计一个原电池装置来证明这一点，在下图中的两个方框内标出两烧杯溶液中溶质的化学式 ，并写出正极的电极反应式： 。
(6)取产品w g，加入足量稀硫酸和稀溶液使其完全反应，再用a ml·L 标准溶液滴定生成的，当溶液紫红色恰好褪去时，消耗b mL标准溶液。该产品的纯度为 (用含w、a、b的代数式表示)。
2．（2023·重庆沙坪坝·重庆一中模拟）铋及其化合物广泛应用于电子材料、医药等领域。一种以氧化铋渣(主要成分是、、、和等)为原料，制取高纯的工业流程如图所示：
已知：①该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下：
②不溶于稀硫酸
(3)常温下，，
③硫代乙酰胺()在酸性溶液中会水解为乙酰胺()和回答下列问题：
(1)与同族，原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。
(3)“沉铋”时，转化为沉淀。往“滤液1”中加入铁粉，可回收其中的 金属。
(4)“洗涤”时先用水洗，再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是 。
(5)“转化”分两步进行：
第一步，用溶液将转化为。常温下，当该过程达到平衡状态时，测得溶液的，则此时溶液中 ；
第二步受热分解为。
(6)“酸溶”工序通常会加入过量的盐酸，其作用为：①充分溶出；② 。
(7)从“滤液3”中分离出乙酰胺以后，可返回“酸溶”或“酸浸”工序中循环使用，则“硫化”过程的化学方程式为 。
3.（2023·海南海口·三模）从低品位铜镍矿(含有Fe2O3、FeO、MgO、CuO等杂质)资源中提取镍和铜的一种工艺流程如下：
(1)上述流程中，加快反应速率的措施是 。
(2)萃取时发生反应：Cu2+ + 2HRCuR2 + 2H+(HR、CuR2在有机层，Cu2+、H+等在水层)。解释反萃取时H2SO4的作用： 。
(3)黄钠铁矾[NaFe3(OH)6(SO4)2]比Fe(OH)3更易形成沉淀。反应终点pH与Fe3+、Ni2+沉淀率的关系如下表。
① 生成黄钠铁矾的离子方程式是 。
② 沉淀Fe3+时最适宜选用的反应终点pH是 。
(4)第二次使用MgO调节pH使Ni2+沉淀完全，宜将pH调节至 (填序号)(已知Ksp[Ni(OH)2 ] = 2.1×10-15)。
a.6~7 b.9~10 c.11~12
4.（2023·江苏南通·海门中学模拟）从分金渣(主要成分为AgCl、、、)中获取高纯银的流程如图所示：
已知：在上述反应的温度下，
(1)“预处理”加入溶液将转化为AgCl，反应的化学方程式为 。
(2)氯化银的晶胞如图，周围最近且等距离的数目为 。
(3)已知：，，“分银”时，AgCl与反应生成，该反应的平衡常数 。
(4)“分银”时，的浓度与溶液pH的关系如图1；及其与形成的微粒的浓度分数随溶液pH变化的关系如图2。“分银”时，终点pH需控制的范围及原因为 。
(5)“还原”时发生反应的离子方程式为 。
(6)已如(白色)，测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应)：
①称取制备的银样品1.0800g，加适量稀硝酸溶解，定容到100mL容量瓶中。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中，酸化后滴入几滴溶液作指示剂，再用标准溶液滴定，滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2次，所用标准溶液的平均体积为24.00mL。
计算样品中银的质量分数(写出计算过程) 。
5.（2023·北京东城·五十五中模拟）氯化亚铜()广泛应用于冶金工业，也用作催化剂和杀菌剂。以硫化铜精矿为原料生产的工艺如下：
已知：难溶于醇和水，溶于较大的体系，潮湿空气中易水解氧化。
(1)步骤1是“氧化酸浸”的过程，该过程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀，化学方程式是 。
(2)步骤2是溶解过程，溶解时反应的离子方程式 。
(3)步骤3为主反应，的沉淀率与加入的的量关系如图所示。
①反应的氧化产物是 ；
②比较相对大小：A点 C点(填“>”、“<”或“=”)；
③提高C点状态混合物中沉淀率的措施是 ；
(4)步骤4进行的实验操作是 ；
(5)洗涤过程中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”，理由是 。用乙醇洗涤的目的是 。
(6)产品纯度测定：称取产品a g于锥形瓶中，加入足量的酸性溶液使其充分溶解，然后用标准溶液滴定，消耗溶液b mL。(本实验中的被还原为，不与产品中杂质和反应)。
①溶于溶液的离子方程式是 。
②产品中(摩尔质量为99g/ml)的质量分数为 。
6.（2023·山东潍坊·三模）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，含、、等杂质)为原料生产和金属Al的工艺流程如图。
已知：
I．“焙烧”过程中，反应转化为
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．(黄色)(橙色) 。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时，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，图像上M点对应的溶液 。
(4)用稀硫酸进行“酸浸”，调节溶液pH的最大值为 。“沉铝”后的母液Ⅱ的主要成分为 。
(5)加入“析铬”时，被还原的离子方程式为 。
7.（2023·山东青岛·三模）工业利用闪锌矿(主要成分，还含有、、石英及、等杂质)富氧酸浸提取锌，同时实现环保除铁的工艺流程如下：
已知：①酸性条件下，亚铜离子易发生歧化反应；
②易形成胶体。
回答下列问题：
(1)“浸出”过程原理如图1a所示， “浸出”的总反应的化学方程式为 。对比人造闪锌矿浸出原理(如图1b所示)，可知“浸出”过程中的作用为 。
(2)“滤渣1”主要成分为 。
(3)“加热加压氧化”发生反应的离子方程式为 。
(4)“电积”时，、会腐蚀电极板，需提前除净。
①“脱氯”时，脱氯率随时间变化如图2，约后脱氯率减小的原因可能为 。
②“脱氟时，先按物质的量之比加入脱氟，充分反应后， [已知，且不考虑沉淀]；后加入石灰石，目的为 。
(5)写出“电积”生成锌的电极反应式 。
8.（2023·辽宁沈阳·实验中学模拟）一种常用的三元锂电池正极材料采用了蕴含镍、钴、锰三种金属元素的三元聚合物，电解质为六氟磷酸锂，负极材料为石墨，电池中还含有少量的铁、铝、铜等元素，下面是回收利用该废旧三元锂电池的一种工艺流程．
已知：该流程中，一些金属氢氧化物沉淀的pH如下表：
(1)“放电处理”时，将废旧电池用导线连接惰性电极插入NaCl溶液，放电过程中阴极发生的电极反应方程式为 。
(2)浸出还原时选取反应温度为40℃左右的原因 ；“浸出还原”可以理解为先浸出再还原，还原过程主要还原C3+，离子方程式为 。
(3)第一次调至pH约为7，滤渣1的主要成分是 。
(4)已知 C(OH)2、Ni(OH)2、Mn(OH)2三种物质的Ksp分别为10-14.7、10-14.6、10-12.8，第二次调pH时，使构成三元材料的金属离子均完全沉淀(溶液中离子浓度≤10-5 ml∙L-1)，则pH至少应调至 。
(5)“含盐废液”回收利用可以制得一种晶体，俗称为 。
(6)某锂电池正极材料化学式式量为M，晶胞如图所示，已知阿佛伽德罗常数为NA，晶胞参数分别bnm和cnm，则该材料的密度表达式为 g∙cm-3。
9.（2023·广东·广州市第二中学三模）“刀片电池”通过结构创新，大大提升了磷酸铁锂电池的能量密度。以下是以磷矿石(主要成分，还有、，等杂质)为原料生产白磷()同时制得刀片电池正极材料的工艺流程：
已知：可溶于强酸性溶液。
回答下列问题：
(1)白磷()不溶于水但易溶于二硫化碳，说明是 (填“极性分子”或“非极性分子”)。
(2)炉渣Ⅰ主要含有铁单质及铁的磷化物，写出其中溶于硝酸和硫酸的混合溶液并放出NO气体的离子方程式： 。
(3)炉渣Ⅱ的主要成分是 。
(4)“调铁”后须向“溶液Ⅱ”中通入氨气调节溶液的pH，将pH值控制在2.0的原因是 。若此条件下恰好完全转化为沉淀(当溶液中某离子浓度时，可视为该离子沉淀完全)，求此时溶液中= (己知的；的电离平衡常数为：，，)。
(5)储氢技术是目前化学家研究的热点之一；铁与镁形成的某种合金可用于储氢领域，其晶胞如图所示：
其中A的原子坐标参数为(0，0，0)， B为(，，)，C为(，，0)，则D点的坐标参数为 。该晶胞沿体对角线方向的投影图为 。
A． B． C． D．
10.（2023·山东·济南一中校联考三模）钽()和铌()的性质相似，因此常常共生于自然界的矿物中。一种以钽铌伴生矿(主要成分为和少量的)为原料制取钽和铌的流程如下：
“浸取”后，浸出液中含有两种二元强酸和锰、钛等元素。
已知：①为甲基异丁基酮；②
(1)“浸取”时通常在_______材料的反应器中进行(填标号)。
A．陶瓷B．玻璃C．铅D．塑料
(2)浸渣的主要成分是 ，与氢氟酸反应的离子方程式为 。
(3)“浸取”时，的浓度对铌、钽的浸出率的影响如下图所示，则的最佳浓度为 ，理由是 。
(4)金属铌可用金属钠还原制取，也可用电解熔融的制取。
①流程中钠热还原法制备铌粉的化学方程式为 。
②传统的熔盐电解法采用的电解质体系通常为，电解总化学反应方程式为 。
一、原料的预处理
二、物质的转化、分离和提纯流程
1.核心化学反应是工艺流程的关键过程，包括反应条件的控制、工业要求等。
（1）反应条件的控制：需根据物质的性质、状态和反应速率的要求等来控制反应条件。具体分析如下：
①根据物质的性质进行判断。
A.根据物质的溶解性，选择合适的溶剂。
B.根据物质的水解性，选择控制合适的pH。
C.根据物质的熔沸点、热稳定性，选择合适的反应温度。
D.根据物质的氧化性或还原性，选择合适的还原剂或氧化剂。
E.根据反应是否可逆，选择合适的反应条件。
②反应速率：可通过改变外界条件来控制化学反应速率A.改变反应物间的接触面积来控制化学反应速率；
B.催化剂：选择是否使用催化剂或选择合适的催化剂来控制化学反应速率；
C.可通过改变反应体系的浓度、温度或压强等来控制反应速率。选择实际的反应条件，需同时要考虑对外界条件设备的要求、对化学反应速率和化学平衡的影响等。温度的选择除还需要考虑对催化剂的影响。控制体系的温度常考虑以下三个方面：
D.调节溶液的pH。调节溶液的pH可抑制盐类的水解，也可以根据需要生成沉淀等。调节溶液 pH所加入的物质选择，既能能与H'或 OH反应，调节溶液的 pH，又不能引入新的杂质。
E．对于有固体参与的反应还可通过改变接触面积来改变化学反应速率。
工业要求：除了要考虑使反应尽可能向正反应方向进行外，还要有成本意识，，如原料是否易得、可否循环利用、原料价格、能耗等；效率意识，产率和转化率等；可持续发展意识，对环境友好，无污染、无腐蚀、"三废"（废气、废渣、废水）的处理等。
3.产品的分离、提纯
4.产品的洗涤
（1）洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复2～3次
（2）检验沉淀是否洗涤干净的方法：取最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，
若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。
三、试题设问角度
工艺流程题一般从以下三个角度进行问题设计：
1.从实验的角度设计问题，如实验基本操作、分离提纯、除杂、数据处理等。
（1）实验基本操作：
除杂、分离、检验、洗涤、干燥等实验操作的步骤描述；加入某些试剂或某个操作步骤的目的描述。
（2）物质的分离与提纯
通过调节pH使溶液中的金属离子沉淀达到分离除杂的目的，据此选择需要加入的化学试剂；加入某种物质使难溶物转化为更难溶的物质后，通过过滤除去等。
2. 从化学反应原理的角度设计问题，如原料的选择、条件的选择与控制、根据已知信息对所加物质的用途进行分析、发生的化学反应的分析等。
（1）化学反应速率与化学平衡的考查角度：研磨使反应物颗粒变小，增大反应物间的接触面积，从而增大反应速率，提高原料利用率；升高温度能增大反应速率，使吸热反应平衡正向移动等。
（2）温度的选择 ：根据物质的稳定性，不同物质的不同结晶方法等。
（3）氧化还原反应的角度；根据氧化还原规律书写化学方程式或离子方程式等。
（4）化学反应中能量变化的角度：根据能量变化选择合适的温度。
3.从可持续发展和绿色化学的的角度：环境保护相关问题设问，如废弃物或污染物的处理等。
（1）流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用。
（2）环境保护、对环境的影响及处理措施与绿色化学评价。
4.化学方程式或离子方程式的书写
根据流程图及设问中的信息找出反应物和生成物，书写指定的化学方程式或离子方程式。
5.化学计算
计算原料纯度、转化率、损失率、产物产率等；溶液配制、滴定操作测定样品中某元素含量或产品纯度；溶度积常数，计算溶液中某离子浓度或完全沉淀时的pH等。
物质
Ga(CH3)3
Et2O
CH3I
NR3
沸点/℃
55.7
34.6
42.4
365.8
物质
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2+
6.5
8.3
Fe3+
1.6
2.8
Mn2+
8.1
10.1
物质
浸出率/
浸出率/
理论值/
实测值/
98.4
1.1
99.7
-
98.8
1.5
99.2
99.5
98.9
1.8
98.8
99.5
99.1
6.0
95.6
97.6
化合物
物质
沸点/
136
127
57
180
物质
分压
离子
开始沉淀的
1.5
3.6
4.5
沉淀完全的
3.2
4.7
6.7
反应终点pH
沉淀率/%
Fe3+
Ni2+
1.5
94.04
0.19
2.5
99.21
0.56
3.8
99.91
3.31
金属离子
开始沉淀的pH
7.0
1.9
4.7
3.4
7.15
7.2
8.1
沉淀完全的pH
9.0
3.2
6.7
4.7
操作
目的
在实验操作中的迁移应用
粉碎（或研磨）
增大反应物之间的接触面积，加快反应速率、使反应更完全等
粉碎（或研磨）主要是将大块状固体原料变成细小的颗粒或粉末，在实验室一般用研钵进行研磨使大颗粒变成小颗粒或粉末
浸取（或浸出）
生成可溶性物质，有利于后续反应的进行
浸取（或浸出）是使原料与液体试剂（一般为酸、碱或有机溶剂等）发生反应，然后用过滤的方法将固体和液体分离，再进行后续反应，在实验室中常以一些天然矿物或某些废弃物等作为原料与酸、碱或有机溶剂等反应，提取其中需参与后续反应的可溶性物质，该反应一般在三颈烧瓶中进行
煅烧（或焙烧）
使一些物质被氧化或
分解
煅烧（或焙烧）是使一些具有还原性的物质在高温条件下云空气中的氧气发生氧化反应或使一些物质在高温条件下分解。在实验室中一般在坩中进行，用酒精灯直接加热
温度的控制
作用或目的
控制低温
防止某物质在高温时会溶解（或分解）
使化学平衡向放热反应方向移动；
使沸点高的产物液化，使其与其他物质分离；
降低晶体的溶解度，减少损失；析出晶体时，缓慢降温，能使颗粒慢慢长大，有利于过滤分离。
降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求
加热
加快反应速率或溶解速率
减少气体生成物的溶解并使其逸出，使沸点相对较低、易升华的原料气化）
除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、KMnO4、NH4Cl等物质
促进化学平衡像吸热反应方向移动
趁热过滤，防止降温时某物质析出而损耗或带入新的杂质降低产品纯度
控制范围
催化剂活性、化学速率和化学平衡（转化率和产率等），考虑工业实际，提高经济效益，减少副反应的发生等
分离操作
适用范围
注意事项
过滤
分离固体和液体
实验仪器的使用
萃取
利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，把物质从一种溶剂提取到另一种溶剂，萃取后需要分液
适用于碘水、溴水的提纯
蒸发结晶
提取溶解度随温度变化不大的溶质
蒸发结晶、过滤洗涤干燥
冷却结晶
提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解、含结晶水、易分解等特性的物质
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥
重结晶
将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液，又重新从溶液结晶的过程，晶体溶解度受温度影响较大
加热溶解、趁热过滤、冷却结晶
趁热过滤
防止过滤一种晶体或杂质的过程中，因降温而析出另一种晶体
防止产品析出，降低产率；防止杂质伴随产品析出，降低纯度
减压蒸馏
降低沸点，防止某物质受热分解（或失去结晶水）、被氧化等
在过滤操作后，有时需要滤渣，舍弃滤液；有时需要滤液，舍弃滤渣
洗涤试剂
适用范围
目的
蒸馏水
冷水
产物不溶于水
除去表面的杂质离子，降低晶体因为溶解而造成的损失
热水
有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降
有机溶剂(酒精、丙酮等）
固体易溶于水、难溶于有机溶剂
除去表面的杂质离子，减少产品溶解损失，更易干燥晶体
高考命题专家命制高考试题时绝非凭空杜撰，必有命题的原始模型（“题根”）和命题着力点（“题眼”），对“题根”与“题眼”进行深入的探求与拓展可构造出高考母题。
命题人拿来千变万化为难你们的历年真题，本质上也是从这有限的母题中衍生出来的。母题的重要性不言而喻。
专题十三 工艺流程综合题
目录：
2023年真题展现
考向一 以矿产资源为原料的制备类工艺流程
考向二 以金属元素为原料的制备类工艺流程
考向三 以化工材料为原料的制备类工艺流程
考向四 回收类工艺流程
考向五 杂质的去除类工艺流程
真题考查解读
近年真题对比
考向一 以矿产资源为原料的制备类工艺流程
考向二 以工业废弃物为原料的制备类工艺流程
考向三 以化工材料为原料的制备类工艺流程
考向四 回收类工艺流程
考向五 杂质的去除类工艺流程
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
考向一 以矿产资源为原料的制备类工艺流程
1.（2023·浙江卷6月第20题）某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝()按如下流程开展实验。
已知：①铝土矿主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解铝土矿过程中SiO2转变为难溶性的铝硅酸盐。
②的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度
当盐基度为0.60~0.85时，絮凝效果较好。
请回答：
（1）步骤1所得滤液中主要溶质的化学式是___________。
（2）下列说法不正确的是___________。
A. 步骤I，反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度
B. 步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量CO2有利于减少Al(OH)3沉淀中的杂质
C. 步骤Ⅲ，为减少Al(OH)3吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D. 步骤中控制Al(OH)3和AlCl3的投料比可控制产品盐基度
（3）步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热，仪器A的名称是___________；步骤V不宜用酒精灯直接加热的原因是___________。
（4）测定产品的盐基度。
Cl-的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取25.00mL。溶液于锥形瓶中，调，滴加指示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下，用标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗AgNO3标准溶液22.50mL。另测得上述样品溶液中。
①产品的盐基度为___________。
②测定Cl-过程中溶液pH过低或过高均会影响测定结果，原因是___________。
2.（2023·北京卷第18题）以银锰精矿(主要含、、)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，的氧化性强于。
（1） “浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除，有利于后续银的浸出：矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应，则可推断：__________(填“>”或“<”)。
②在溶液中，银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有__________。
（2） “浸银”时，使用过量和的混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：__________。
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中的作用：____________________。
（3） “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有______________________________。
②一定温度下，的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后的沉淀率逐渐减小的原因：______________。
（4）结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势：________。
考向二 以金属元素为原料的制备类工艺流程
3.（2023·湖南卷第17题）超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下：
已知：①金属Ga的化学性质和Al相似，Ga的熔点为29.8℃；
②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
回答下列问题：
（1）晶体Ga(CH3)3的晶体类型是_______；
（2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40-45℃的原因是_______，阴极的电极反应式为_______；
（3）“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI，写出该反应的化学方程式：_______；
（4）“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是_______；
（5）下列说法错误的是_______；
A. 流程中Et2O得到了循环利用
B. 流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C. “工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3
D. 用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I
（6）直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3理由是_______；
（7）比较分子中的C-Ga-C键角大小：Ga(CH3)3_______Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”)，其原因是_______。
考向三 以化工材料为原料的制备类工艺流程
4.（2023·全国甲卷第26题）BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题：
（1）“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。
（2）“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为_______。
（3）“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。
（5）“沉淀”步骤中生成的化学方程式为_______。
（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的_______。
考向五 回收类工艺流程
5.（2023·辽宁卷第16题）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液 (含)和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
回答下列问题：
（1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
（2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，1mlH2SO5中过氧键的数目为_______。
（3）“氧化”中，用石灰乳调节pH=4，Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为_______(H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
（4）“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
（5）“沉钻镍”中得到的C(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。
（6）“沉镁”中使沉淀完全，需控制pH不低于_______(精确至0.1)。
6.（2023·湖北卷第16题）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、C等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）C位于元素周期表第_______周期，第_______族。
（2）烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因_______。
（3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是_______。
（4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为_______。“850℃煅烧”时的化学方程式为_______。
（5）导致比易水解的因素有_______(填标号)。
a．Si-Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大
c．Si-Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道
考向五 杂质的去除类工艺流程
7.（2023·新课标卷第27题）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。
回答下列问题：
（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为_______(填化学式)。
（2）水浸渣中主要有SiO2和_______。
（3）“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是_______。
（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致_______；pH>9时，会导致_______。
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为或在碱性条件下，溶解为或，上述性质说明V2O5具有_______(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为_______。
8.（2023·山东卷第17题）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在0.10ml·L-1硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液pH=_____。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0ml·L-1，则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在_____ml·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加_____的用量(填化学式)。
（3）精制Ⅱ的目的是_____；进行操作X时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。
【命题意图】
工艺流程题以工业生产实际中的物质的制备、分离、提纯为命题情境，通过工业流程框图的呈现形式，考查高中化学元素化合物知识、反应原理、化学实验基本操作等核心知识的一类题型。具有情景的真实性、复杂性、综合性的特点。
【考查要点】工艺过程中涉及反应条件的控制、三废处理、回收副产品、物质的循环利用等。既可以考查学生对化学基础知识的掌握和运用情况，也可考查考生图像、文字信息的提取、加工和处理能力、分析推理、知识迁移的能力、计算和数据处理能力以及语言文字表述能力等综合素养。
【课标链接】
现代化学工程是将化学研究转化为生产力的重要途径之一。化学工程的研究在不断探索如何揭示物质转化过程中传递、分离、过程强化和反应之间的关系及其对产品组成、结构和性质的影响；实现化工过程的原子经济性，发展安全高效和节能环保的物质转化工艺和系统。围绕相关典型研究成果，引导学生了解化学工程前沿研究的问题与思路。通过“氨的合成”“农产品的化学加工”“精细化工产品的获得”等主题学习活动，了解合成氨的原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义；知道化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂及其发展趋势；了解精细化工产品的生产及其生产过程中的工艺特点，体验如何根据物质的性质开发应用前景广阔的产品，认识化工生产过程对人类环境的可持续发展可能产生的影响。
考向一 以矿产资源为原料的制备类工艺流程
1.（2022·广东卷）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
（1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。
（2）“过滤1”前，用溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于_______(保留两位有效数字)。
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
（5）该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
（6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。
①还原和熔融盐制备时，生成1ml转移_______电子。
②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为_______。
2. （2022·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿（主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质）与软锰矿（主要成分为MnO2）联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如图：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe＞（H）＞Bi＞Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
回答下列问题：
（1）为提高焙烧效率，可采取的措施为 。
a．进一步粉碎矿石
b．鼓入适当过量的空气
c．降低焙烧温度
（2）Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为 。
（3）“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3+和Mn2+；② 。
（4）滤渣的主要成分为 （填化学式）。
（5）生成气体A的离子方程式为 。
（6）加入金属Bi的目的是 。
3. (2022·河北卷)以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
（2）黄铁矿研细的目的是_______。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。
（4）工序①的名称为_______，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。
（6）若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为_______和_______(填化学式，不引入杂质)。
考向二 以工业废弃物为原料的制备类工艺流程
4.（2022·江苏卷）实验室以二氧化铈()废渣为原料制备Cl-含量少的，其部分实验过程如下：
（1）“酸浸”时与反应生成并放出，该反应的离子方程式为_______。
（2）pH约为7的CeCl3溶液与溶液反应可生成沉淀，该沉淀中Cl-含量与加料方式有关。得到含量较少的的加料方式为_______(填序号)。
A．将溶液滴加到CeCl3溶液中 B．将CeCl3溶液滴加到溶液中
（3）通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备含量少的。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为
Ce3+(水层)+3HA(有机层)(有机层)+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有_______(填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化学式)。
（4）实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用准确浓度的溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为。请补充完整实验方案：①准确量取溶液[约为]，加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到容量瓶中后定容；②按规定操作分别将和待测Ce4+溶液装入如图所示的滴定管中：③_______。
考向三 以化工材料为原料的制备类工艺流程
5. (2022·北京卷)铵浸法由白云石[主要成分为，含，杂质]制备高纯度碳酸钙和氧化镁。其流程如下：
已知：
（1）煅烧白云石的化学方程式为___________。
（2）根据下表数据分析：
已知：i．对浸出率给出定义
ii．对给出定义
①“沉钙”反应的化学方程式为___________。
②浸出率远高于浸出率的原因为___________。
③不宜选用的“”数值为___________。
④实测值大于理论值的原因为___________。
⑤蒸馏时，随馏出液体积增大，浸出率可出增加至，结合化学反应原理解释浸出率提高的原因为___________。
（3）滤渣C为___________。
（4）可循环利用的物质为___________。
考向四 回收类工艺流程
6. （2021·广东卷）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_______。
7. （2021·广东卷）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_______。
8．（2021·湖北卷）废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图：
回答下列问题：
（1）硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为___；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，中Cu的化合价为___。
（2）“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为____。
（3）25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01ml·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5ml·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为___(保留一位小数)；若继续加入6.0ml·L-1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后___；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K=___。(已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034)
（4）“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO是否洗净的试剂是___；“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和_______________。
（5）“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为__________________。
考向五 杂质的去除类工艺流程
9. （2022·湖北卷）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有和少量)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
时相关物质的参数如下：
的溶解度：
回答下列问题：
（1）“沉淀1”为___________。
（2）向“滤液1”中加入适量固体的目的是___________。
（3）为提高的析出量和纯度，“操作A”依次为___________、___________、洗涤。
（4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后，发现文献对常温下的有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究的性质，将饱和溶液与饱和溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下___________(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为___________。
（5）他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由___________。
10. （2022·湖南卷）钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗中含有的几种物质的沸点：
回答下列问题：
（1）已知，的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。若，则该反应可以自发进行。根据下图判断：时，下列反应不能自发进行的是_______。
A. B.
C. D.
（2）与C、，在的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，与C、反应的总化学方程式为_______；
②随着温度升高，尾气中的含量升高，原因是_______。
（3）“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离中含、杂质的方法是_______。
（4）“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
（5）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入冶炼的方法相似的是_______。
A. 高炉炼铁 B. 电解熔融氯化钠制钠 C. 铝热反应制锰 D. 氧化汞分解制汞
分析近三年的高考试题，工艺流程题是高考中的必考题型，综合性强、难度较大，是高考试卷中的拉分题目之一。近年常以简洁工艺流程和复杂工艺流程轮换的形式考查有多种可变化合价的典型元素，采用多角度设问的形式，考查考生获取信息、加工信息的能力。工艺流程题以实际的工业生产情境为背景，主要考查物质的制备、分离和提纯工艺，以流程框架的形式呈现。该类题型情境新、陌生度大、综合性强。
1.（2023·湖南郴州·三模）铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为，含、CuO、等杂质)制备的工艺流程如下：
已知：
i．易水解。难溶于冷水。
ii．“氧化浸取”时，铋元素转化为，硫元素转化为硫单质。
iii． 。
回答下列问题：
(1)为提高“浸取”速率，采取的措施有：升高温度、 (写出一条)。辉铋矿浸取率随温度的变化曲线如图，高于40℃时浸取率快速下降，其可能的原因是 。
(2)“氧化浸取”时，和发生反应的物质的量之比为 。
(3)“除铜”时发生反应： ，则 。
(4)“转化”时，生成的离子方程式为 。
(5)已知酸性环境下，可以将氧化成(被还原成)。请设计一个原电池装置来证明这一点，在下图中的两个方框内标出两烧杯溶液中溶质的化学式 ，并写出正极的电极反应式： 。
(6)取产品w g，加入足量稀硫酸和稀溶液使其完全反应，再用a ml·L 标准溶液滴定生成的，当溶液紫红色恰好褪去时，消耗b mL标准溶液。该产品的纯度为 (用含w、a、b的代数式表示)。
2．（2023·重庆沙坪坝·重庆一中模拟）铋及其化合物广泛应用于电子材料、医药等领域。一种以氧化铋渣(主要成分是、、、和等)为原料，制取高纯的工业流程如图所示：
已知：①该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下：
②不溶于稀硫酸
(3)常温下，，
③硫代乙酰胺()在酸性溶液中会水解为乙酰胺()和回答下列问题：
(1)与同族，原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。
(3)“沉铋”时，转化为沉淀。往“滤液1”中加入铁粉，可回收其中的 金属。
(4)“洗涤”时先用水洗，再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是 。
(5)“转化”分两步进行：
第一步，用溶液将转化为。常温下，当该过程达到平衡状态时，测得溶液的，则此时溶液中 ；
第二步受热分解为。
(6)“酸溶”工序通常会加入过量的盐酸，其作用为：①充分溶出；② 。
(7)从“滤液3”中分离出乙酰胺以后，可返回“酸溶”或“酸浸”工序中循环使用，则“硫化”过程的化学方程式为 。
3.（2023·海南海口·三模）从低品位铜镍矿(含有Fe2O3、FeO、MgO、CuO等杂质)资源中提取镍和铜的一种工艺流程如下：
(1)上述流程中，加快反应速率的措施是 。
(2)萃取时发生反应：Cu2+ + 2HRCuR2 + 2H+(HR、CuR2在有机层，Cu2+、H+等在水层)。解释反萃取时H2SO4的作用： 。
(3)黄钠铁矾[NaFe3(OH)6(SO4)2]比Fe(OH)3更易形成沉淀。反应终点pH与Fe3+、Ni2+沉淀率的关系如下表。
① 生成黄钠铁矾的离子方程式是 。
② 沉淀Fe3+时最适宜选用的反应终点pH是 。
(4)第二次使用MgO调节pH使Ni2+沉淀完全，宜将pH调节至 (填序号)(已知Ksp[Ni(OH)2 ] = 2.1×10-15)。
a.6~7 b.9~10 c.11~12
4.（2023·江苏南通·海门中学模拟）从分金渣(主要成分为AgCl、、、)中获取高纯银的流程如图所示：
已知：在上述反应的温度下，
(1)“预处理”加入溶液将转化为AgCl，反应的化学方程式为 。
(2)氯化银的晶胞如图，周围最近且等距离的数目为 。
(3)已知：，，“分银”时，AgCl与反应生成，该反应的平衡常数 。
(4)“分银”时，的浓度与溶液pH的关系如图1；及其与形成的微粒的浓度分数随溶液pH变化的关系如图2。“分银”时，终点pH需控制的范围及原因为 。
(5)“还原”时发生反应的离子方程式为 。
(6)已如(白色)，测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应)：
①称取制备的银样品1.0800g，加适量稀硝酸溶解，定容到100mL容量瓶中。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中，酸化后滴入几滴溶液作指示剂，再用标准溶液滴定，滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2次，所用标准溶液的平均体积为24.00mL。
计算样品中银的质量分数(写出计算过程) 。
5.（2023·北京东城·五十五中模拟）氯化亚铜()广泛应用于冶金工业，也用作催化剂和杀菌剂。以硫化铜精矿为原料生产的工艺如下：
已知：难溶于醇和水，溶于较大的体系，潮湿空气中易水解氧化。
(1)步骤1是“氧化酸浸”的过程，该过程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀，化学方程式是 。
(2)步骤2是溶解过程，溶解时反应的离子方程式 。
(3)步骤3为主反应，的沉淀率与加入的的量关系如图所示。
①反应的氧化产物是 ；
②比较相对大小：A点 C点(填“>”、“<”或“=”)；
③提高C点状态混合物中沉淀率的措施是 ；
(4)步骤4进行的实验操作是 ；
(5)洗涤过程中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”，理由是 。用乙醇洗涤的目的是 。
(6)产品纯度测定：称取产品a g于锥形瓶中，加入足量的酸性溶液使其充分溶解，然后用标准溶液滴定，消耗溶液b mL。(本实验中的被还原为，不与产品中杂质和反应)。
①溶于溶液的离子方程式是 。
②产品中(摩尔质量为99g/ml)的质量分数为 。
6.（2023·山东潍坊·三模）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，含、、等杂质)为原料生产和金属Al的工艺流程如图。
已知：
I．“焙烧”过程中，反应转化为
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．(黄色)(橙色) 。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时，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，图像上M点对应的溶液 。
(4)用稀硫酸进行“酸浸”，调节溶液pH的最大值为 。“沉铝”后的母液Ⅱ的主要成分为 。
(5)加入“析铬”时，被还原的离子方程式为 。
7.（2023·山东青岛·三模）工业利用闪锌矿(主要成分，还含有、、石英及、等杂质)富氧酸浸提取锌，同时实现环保除铁的工艺流程如下：
已知：①酸性条件下，亚铜离子易发生歧化反应；
②易形成胶体。
回答下列问题：
(1)“浸出”过程原理如图1a所示， “浸出”的总反应的化学方程式为 。对比人造闪锌矿浸出原理(如图1b所示)，可知“浸出”过程中的作用为 。
(2)“滤渣1”主要成分为 。
(3)“加热加压氧化”发生反应的离子方程式为 。
(4)“电积”时，、会腐蚀电极板，需提前除净。
①“脱氯”时，脱氯率随时间变化如图2，约后脱氯率减小的原因可能为 。
②“脱氟时，先按物质的量之比加入脱氟，充分反应后， [已知，且不考虑沉淀]；后加入石灰石，目的为 。
(5)写出“电积”生成锌的电极反应式 。
8.（2023·辽宁沈阳·实验中学模拟）一种常用的三元锂电池正极材料采用了蕴含镍、钴、锰三种金属元素的三元聚合物，电解质为六氟磷酸锂，负极材料为石墨，电池中还含有少量的铁、铝、铜等元素，下面是回收利用该废旧三元锂电池的一种工艺流程．
已知：该流程中，一些金属氢氧化物沉淀的pH如下表：
(1)“放电处理”时，将废旧电池用导线连接惰性电极插入NaCl溶液，放电过程中阴极发生的电极反应方程式为 。
(2)浸出还原时选取反应温度为40℃左右的原因 ；“浸出还原”可以理解为先浸出再还原，还原过程主要还原C3+，离子方程式为 。
(3)第一次调至pH约为7，滤渣1的主要成分是 。
(4)已知 C(OH)2、Ni(OH)2、Mn(OH)2三种物质的Ksp分别为10-14.7、10-14.6、10-12.8，第二次调pH时，使构成三元材料的金属离子均完全沉淀(溶液中离子浓度≤10-5 ml∙L-1)，则pH至少应调至 。
(5)“含盐废液”回收利用可以制得一种晶体，俗称为 。
(6)某锂电池正极材料化学式式量为M，晶胞如图所示，已知阿佛伽德罗常数为NA，晶胞参数分别bnm和cnm，则该材料的密度表达式为 g∙cm-3。
9.（2023·广东·广州市第二中学三模）“刀片电池”通过结构创新，大大提升了磷酸铁锂电池的能量密度。以下是以磷矿石(主要成分，还有、，等杂质)为原料生产白磷()同时制得刀片电池正极材料的工艺流程：
已知：可溶于强酸性溶液。
回答下列问题：
(1)白磷()不溶于水但易溶于二硫化碳，说明是 (填“极性分子”或“非极性分子”)。
(2)炉渣Ⅰ主要含有铁单质及铁的磷化物，写出其中溶于硝酸和硫酸的混合溶液并放出NO气体的离子方程式： 。
(3)炉渣Ⅱ的主要成分是 。
(4)“调铁”后须向“溶液Ⅱ”中通入氨气调节溶液的pH，将pH值控制在2.0的原因是 。若此条件下恰好完全转化为沉淀(当溶液中某离子浓度时，可视为该离子沉淀完全)，求此时溶液中= (己知的；的电离平衡常数为：，，)。
(5)储氢技术是目前化学家研究的热点之一；铁与镁形成的某种合金可用于储氢领域，其晶胞如图所示：
其中A的原子坐标参数为(0，0，0)， B为(，，)，C为(，，0)，则D点的坐标参数为 。该晶胞沿体对角线方向的投影图为 。
A． B． C． D．
10.（2023·山东·济南一中校联考三模）钽()和铌()的性质相似，因此常常共生于自然界的矿物中。一种以钽铌伴生矿(主要成分为和少量的)为原料制取钽和铌的流程如下：
“浸取”后，浸出液中含有两种二元强酸和锰、钛等元素。
已知：①为甲基异丁基酮；②
(1)“浸取”时通常在_______材料的反应器中进行(填标号)。
A．陶瓷B．玻璃C．铅D．塑料
(2)浸渣的主要成分是 ，与氢氟酸反应的离子方程式为 。
(3)“浸取”时，的浓度对铌、钽的浸出率的影响如下图所示，则的最佳浓度为 ，理由是 。
(4)金属铌可用金属钠还原制取，也可用电解熔融的制取。
①流程中钠热还原法制备铌粉的化学方程式为 。
②传统的熔盐电解法采用的电解质体系通常为，电解总化学反应方程式为 。
一、原料的预处理
二、物质的转化、分离和提纯流程
1.核心化学反应是工艺流程的关键过程，包括反应条件的控制、工业要求等。
（1）反应条件的控制：需根据物质的性质、状态和反应速率的要求等来控制反应条件。具体分析如下：
①根据物质的性质进行判断。
A.根据物质的溶解性，选择合适的溶剂。
B.根据物质的水解性，选择控制合适的pH。
C.根据物质的熔沸点、热稳定性，选择合适的反应温度。
D.根据物质的氧化性或还原性，选择合适的还原剂或氧化剂。
E.根据反应是否可逆，选择合适的反应条件。
②反应速率：可通过改变外界条件来控制化学反应速率A.改变反应物间的接触面积来控制化学反应速率；
B.催化剂：选择是否使用催化剂或选择合适的催化剂来控制化学反应速率；
C.可通过改变反应体系的浓度、温度或压强等来控制反应速率。选择实际的反应条件，需同时要考虑对外界条件设备的要求、对化学反应速率和化学平衡的影响等。温度的选择除还需要考虑对催化剂的影响。控制体系的温度常考虑以下三个方面：
D.调节溶液的pH。调节溶液的pH可抑制盐类的水解，也可以根据需要生成沉淀等。调节溶液 pH所加入的物质选择，既能能与H'或 OH反应，调节溶液的 pH，又不能引入新的杂质。
E．对于有固体参与的反应还可通过改变接触面积来改变化学反应速率。
工业要求：除了要考虑使反应尽可能向正反应方向进行外，还要有成本意识，，如原料是否易得、可否循环利用、原料价格、能耗等；效率意识，产率和转化率等；可持续发展意识，对环境友好，无污染、无腐蚀、"三废"（废气、废渣、废水）的处理等。
3.产品的分离、提纯
4.产品的洗涤
（1）洗涤沉淀的方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复2～3次
（2）检验沉淀是否洗涤干净的方法：取最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，
若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。
三、试题设问角度
工艺流程题一般从以下三个角度进行问题设计：
1.从实验的角度设计问题，如实验基本操作、分离提纯、除杂、数据处理等。
（1）实验基本操作：
除杂、分离、检验、洗涤、干燥等实验操作的步骤描述；加入某些试剂或某个操作步骤的目的描述。
（2）物质的分离与提纯
通过调节pH使溶液中的金属离子沉淀达到分离除杂的目的，据此选择需要加入的化学试剂；加入某种物质使难溶物转化为更难溶的物质后，通过过滤除去等。
2. 从化学反应原理的角度设计问题，如原料的选择、条件的选择与控制、根据已知信息对所加物质的用途进行分析、发生的化学反应的分析等。
（1）化学反应速率与化学平衡的考查角度：研磨使反应物颗粒变小，增大反应物间的接触面积，从而增大反应速率，提高原料利用率；升高温度能增大反应速率，使吸热反应平衡正向移动等。
（2）温度的选择 ：根据物质的稳定性，不同物质的不同结晶方法等。
（3）氧化还原反应的角度；根据氧化还原规律书写化学方程式或离子方程式等。
（4）化学反应中能量变化的角度：根据能量变化选择合适的温度。
3.从可持续发展和绿色化学的的角度：环境保护相关问题设问，如废弃物或污染物的处理等。
（1）流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用。
（2）环境保护、对环境的影响及处理措施与绿色化学评价。
4.化学方程式或离子方程式的书写
根据流程图及设问中的信息找出反应物和生成物，书写指定的化学方程式或离子方程式。
5.化学计算
计算原料纯度、转化率、损失率、产物产率等；溶液配制、滴定操作测定样品中某元素含量或产品纯度；溶度积常数，计算溶液中某离子浓度或完全沉淀时的pH等。
物质
Ga(CH3)3
Et2O
CH3I
NR3
沸点/℃
55.7
34.6
42.4
365.8
物质
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2+
6.5
8.3
Fe3+
1.6
2.8
Mn2+
8.1
10.1
物质
浸出率/
浸出率/
理论值/
实测值/
98.4
1.1
99.7
-
98.8
1.5
99.2
99.5
98.9
1.8
98.8
99.5
99.1
6.0
95.6
97.6
化合物
物质
沸点/
136
127
57
180
物质
分压
离子
开始沉淀的
1.5
3.6
4.5
沉淀完全的
3.2
4.7
6.7
反应终点pH
沉淀率/%
Fe3+
Ni2+
1.5
94.04
0.19
2.5
99.21
0.56
3.8
99.91
3.31
金属离子
开始沉淀的pH
7.0
1.9
4.7
3.4
7.15
7.2
8.1
沉淀完全的pH
9.0
3.2
6.7
4.7
操作
目的
在实验操作中的迁移应用
粉碎（或研磨）
增大反应物之间的接触面积，加快反应速率、使反应更完全等
粉碎（或研磨）主要是将大块状固体原料变成细小的颗粒或粉末，在实验室一般用研钵进行研磨使大颗粒变成小颗粒或粉末
浸取（或浸出）
生成可溶性物质，有利于后续反应的进行
浸取（或浸出）是使原料与液体试剂（一般为酸、碱或有机溶剂等）发生反应，然后用过滤的方法将固体和液体分离，再进行后续反应，在实验室中常以一些天然矿物或某些废弃物等作为原料与酸、碱或有机溶剂等反应，提取其中需参与后续反应的可溶性物质，该反应一般在三颈烧瓶中进行
煅烧（或焙烧）
使一些物质被氧化或
分解
煅烧（或焙烧）是使一些具有还原性的物质在高温条件下云空气中的氧气发生氧化反应或使一些物质在高温条件下分解。在实验室中一般在坩中进行，用酒精灯直接加热
温度的控制
作用或目的
控制低温
防止某物质在高温时会溶解（或分解）
使化学平衡向放热反应方向移动；
使沸点高的产物液化，使其与其他物质分离；
降低晶体的溶解度，减少损失；析出晶体时，缓慢降温，能使颗粒慢慢长大，有利于过滤分离。
降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求
加热
加快反应速率或溶解速率
减少气体生成物的溶解并使其逸出，使沸点相对较低、易升华的原料气化）
除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、KMnO4、NH4Cl等物质
促进化学平衡像吸热反应方向移动
趁热过滤，防止降温时某物质析出而损耗或带入新的杂质降低产品纯度
控制范围
催化剂活性、化学速率和化学平衡（转化率和产率等），考虑工业实际，提高经济效益，减少副反应的发生等
分离操作
适用范围
注意事项
过滤
分离固体和液体
实验仪器的使用
萃取
利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，把物质从一种溶剂提取到另一种溶剂，萃取后需要分液
适用于碘水、溴水的提纯
蒸发结晶
提取溶解度随温度变化不大的溶质
蒸发结晶、过滤洗涤干燥
冷却结晶
提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解、含结晶水、易分解等特性的物质
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥
重结晶
将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液，又重新从溶液结晶的过程，晶体溶解度受温度影响较大
加热溶解、趁热过滤、冷却结晶
趁热过滤
防止过滤一种晶体或杂质的过程中，因降温而析出另一种晶体
防止产品析出，降低产率；防止杂质伴随产品析出，降低纯度
减压蒸馏
降低沸点，防止某物质受热分解（或失去结晶水）、被氧化等
在过滤操作后，有时需要滤渣，舍弃滤液；有时需要滤液，舍弃滤渣
洗涤试剂
适用范围
目的
蒸馏水
冷水
产物不溶于水
除去表面的杂质离子，降低晶体因为溶解而造成的损失
热水
有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降
有机溶剂(酒精、丙酮等）
固体易溶于水、难溶于有机溶剂
除去表面的杂质离子，减少产品溶解损失，更易干燥晶体
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