2025年高考化學大題：化工流程綜合題（解析版）

大題化工流程綜合題

目錄

考情分析........................................................................1

題型分類........................................................................2

題型1原料覆處理的常用方法......................................................2

題型2椅化過程中反應(yīng)條件的控制方法..............................................5

題型3工藝流程中的分離與提純...................................................11

題型4工藝流程中化學（離子）方程式的書寫.........................................17

題型5工藝流程中的小的相關(guān)計算...............................................22

題型6工藝流程中加入試?劑的作用和筑環(huán)物質(zhì)的確定.................................27

題型7工藝流程題中的圖像分析...................................................31

考情分析

化工流程題主要考查考生運用化學反應(yīng)原理及相關(guān)知識來解決化工生產(chǎn)中實際問題的能力，具有考查

知識面廣、綜合性強、思維容量大的特點。工藝流程題設(shè)問的地方有：反應(yīng)速率與平衡理論的運用，氧化還

原反應(yīng)的判斷、化學方程式的書寫，利用控制pH分離除雜，利用溶解度分離，常用的分離方法、實驗操作，流

程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，綠色化學評價，電化學，計算產(chǎn)量、產(chǎn)率、產(chǎn)品純度等。這類題型不但綜合考查考生

在中學階段所學的元素及其化合物知識以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律、氧化還原反應(yīng)、化學用語、電解質(zhì)溶液、

化學平衡、電化學、實驗操作等知識，而且更重要的是能突出考查考生的綜合分析判斷能力、邏輯推理能力，

且這類試題陌生度高，文字量大，包含信息多，思維能力要求高。

預測2025年高考將化學工藝或化學工業(yè)生產(chǎn)及最新科技成果融入其中，來考查考生的綜合能力。從

命題趨勢來看，一般有三種題型:一是從實驗設(shè)計和評價的角度對化工生產(chǎn)進行模擬；二是根據(jù)一些化工生

產(chǎn)的流程來考查考生的綜合應(yīng)用能力;三是關(guān)于化工生產(chǎn)的相關(guān)計算。

題型分類

題型1原料預處理的常用方法

1.（2024.北京.高考真題）利用黃銅礦（主要成分為Cu"S2,含有S5Q等雜質(zhì)）生產(chǎn)純銅，流程示意圖如

下。

（1）礦石在焙燒前需粉碎，其作用是O

【規(guī)范答案】（1）增大接觸面積，加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分

【解題思路】（1）黃銅礦的礦石在焙燒前需粉碎，是為了增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充

分。

2.鈿（Pd）是一種不活潑金屬，含鈿催化劑在工業(yè)、科研上用量較大。某廢鈿催化劑（鈿碳）中含有鈿

（5%?6%）、碳（93%~94%）、鐵（1%?2%）以及其他雜質(zhì)，故鋁碳具有很高的回收價值。如圖是利用鈿碳

制備氯化杷（PdCb）和Pd的流程，回答下列問題：

鹽酸

合固液丹色色麗

,鐵渣座雪院蒸瀾PdC^f鈕

甲酸氣體A

“鈿碳”焚燒過程中空氣一定要過量，目的是

【規(guī)范答案】使碳充分燃燒而除去

【解題思路】“鋁碳”焚燒過程中空氣一定要過量，目的是使碳充分燃燒轉(zhuǎn)化為氣體除去。

常見源處理的操作及作用

1、研修、覿（將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w霧化，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使

反應(yīng)更充分）：

提高原料轉(zhuǎn)化率、利用率、浸取率,提高產(chǎn)品的產(chǎn)率等。

2、法?。唇?溶解）

（1）水浸:與水接觸反應(yīng)或溶解,使原料變成離子進入溶液中。

（2）酸浸:在酸性溶液［如:用（濃）硫酸、鹽酸等］中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的過

程;酸還能溶解金屬氧化物（膜）、抑制某些金屬離子的水解等。

（3）麻浸:去油污，在堿性溶液中使兩性化合物（42。3、ZnO等）溶解,溶解鋁、二氧化硅等，不溶物通過過濾

除去的過程。

（4）再漫:提取有機物,常采用有機溶劑（乙醛，二氯甲烷等）浸取的方法提取有機物。

3、灼燒（焙燒）:除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化。①除去硫、碳單質(zhì)；②有機物轉(zhuǎn)化、除去有機物;③高

溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng);④除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)（如碳酸鹽沉淀）等。

4、城燒:改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煨燒高嶺土

2

3.（2024?全國甲卷?高考真題）鉆在新能源、新材料領(lǐng)域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鉆、

鎰的+2價氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該廢渣中提取鉆的一種流程如下。

Na0H

稀H2s。4H2SNa2s2。8NaClO

浸渣CuSMnO2濾渣CO（OH）3

注：加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于10-5mol-L-1，其他金屬離子不沉淀，即認為完全分離。

2221

已知：①K/OizS）=6.3x10-36,&p（ZnS）=2.5義1Q-,。Ksp（CoS）=4.0x10-o

②以氫氧化物形式沉淀時，lg[c（M）/（molST）]和溶液pH的關(guān)系如圖所示。

1(〔

J

o

E

x

n

s

當

回答下列問題：

（1）“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其目的是o

【答案】（1）增大固體與酸反應(yīng)的接觸面積，提高鉆元素的浸出效率

【解析】⑴“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其目的是增大固體與酸反應(yīng)的接觸面積，提高鉆元素的浸出效率。

4.（2025?重慶?高三階段練習）重整催化劑是石油煉制工業(yè)中不可缺少的催化觸媒,某失效重整催化劑含

有約0.3%的金屬尸3其他成分主要為42。3、含碳雜質(zhì)以及少量Fe、Re等金屬?，F(xiàn)利用以下流程回

收金屬Pt（部分試劑、步驟及反應(yīng)條件略）。

已知:①樹脂吸附過程只會吸附PtC畸和ReOi；

②&息NHJ2Pte0=5.7x10-6,V57?7.5o

回答下列問題：

（1）“焙燒”的目的是。

【答案】（1）去除含。雜質(zhì)，提高后續(xù)金屬的浸取率

【解析】（1）混合物中含有碳雜質(zhì)，它的存在，將影響金屬的浸取，則''焙燒”的目的是:去除含。雜質(zhì)，提高后

續(xù)金屬的浸取率。

5.（24-25高三上?天津?階段練習）某化學興趣小組以菱鐵礦（主要成分為含有ALQ等

SiO2,

少量雜質(zhì)）為原料制備氯化鐵晶體（FeCZ3-6H2O）的實驗過程如下：

H2so4溶液%。2溶液過量NaOH溶液

I—L,------------------操作U

菱鐵礦一酸溶一操作I一氧化------>除雜一過濾+--'->FeCl3-6H2O

濾液

co酸溶及后續(xù)過程中均需保持酸過量，其目的除了提高鐵元素的浸出率之外，還有作用。

【答案】⑴抑制%3+水解

【解析】（1）酸溶及后續(xù)過程中均需保持酸過量，其目的除了提高鐵元素的浸出率之外，還有抑制Fe3+水解：

6.（24-25高三上?河北保定?期末）紅帆鉀［&02。7］廣泛應(yīng)用于有機合成、電鍍、媒染等領(lǐng)域，工業(yè)上以

銘鐵礦［主要成分為尸e（OrO2）2,含少量42。3、雜質(zhì)］為主要原料制備紅磯鉀的工藝流程如圖所

示：

通CO?調(diào)節(jié)

02Na2CO3H20pH至8.3過量CO?KC1

銘鐵礦一?―4^1--?Sol_程標i］一系列操作”KQBO,

4頭/口|||

I_III

C02Fe2O3,CuOA1（OH）3NaHCO3（s）

已知：

①KC%。在水中的溶解度隨溫度的升高而增大；

；

②20ro*+2H+UCr2Oj-+H2O

③七四。6=2.4x10』

回答下列問題：

（1）焙燒時采取“多層逆流焙燒”，即將固體粉末從爐頂投料，氧氣從爐底鼓入，這樣做的目的為

【答案】（1）增大反應(yīng)物接觸面積，提高反應(yīng)速率，提高原料的利用率

【解析】（1）將固體粉末從爐頂投料，氧氣從爐底鼓入，這樣可以增大反應(yīng)物之間的接觸面積，提高反應(yīng)速率,

從而提高原料的利用率

7.某油脂廠廢棄的油脂加氫鎮(zhèn)催化劑主要含金屬M、ALFe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì)。采

用如下工藝流程回收其中的銀制備硫酸銀晶體（MS。/%。）：

NaOHH2O2NaOH

溶液稀H2SO4溶液溶液

濾液①濾渣②濾渣③

“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是

【答案】除去油脂，溶解鋁及其氧化物

【解析】因為廢媒催化劑表面沾有油脂，所以“堿浸”的目的是除去油脂，同時還可以溶解催化劑中混有的鋁

及氧化鋁雜質(zhì)。

題型2轉(zhuǎn)化過程中反應(yīng)條件的拄制方法

8.(2024?湖南?高考真題)銅陽極泥(含有Au.Ag.Se,Cu2Se.PbSO^)是一種含貴金屬的可再生資源,

回收貴金屬的化工流程如下：

H2O2JH2SO4NaC103,H2S04

(含Na[AuCU)

已知:①當某離子的濃度低于L0XlOTmol^T時，可忽略該離子的存在;

②AgCl(s)+Cl(aq)[AgCl^^aq)K=2.0X10^5；

③Na2s。3易從溶液中結(jié)晶析出；

④不同溫度下Na2s。3的溶解度如下：

溫度/℃020406080

溶解度切14.426.137.433.229.0

回答下列問題：

(1)濾液4中溶質(zhì)主要成分為(填化學式);在連續(xù)生產(chǎn)的模式下，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”工序需

在40℃左右進行，若反應(yīng)溫度過高,將難以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，原因是o

【規(guī)范答案】((1)Na2SO3高于401后，Na2so3的溶解度下降，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”的效率降低,

且易堵塞管道，難以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)

【解題思路】(1)由分析可知濾液4中溶質(zhì)主要成分為Na2so3；由不同溫度下Na2so3的溶解度可知,高于

40℃后，Nd2s。3的溶解度下降，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”的效率降低，且易堵塞管道，難以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，故答

案為：Na2so3;高于40℃后，Afa2so3的溶解度下降，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”的效率降低，且易堵塞管道，難以

實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。

9.(2024下?北京?高三人大附中校考開學考試)。Am2。4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關(guān)注。由

菱鎰礦(MnCC%含有少量S晨Fe、Ni、4等元素)制備L加加2。4流程如圖：

硫I酸MInO,石；灰乳B；aS碳J酸鋰CO%,和02

菱錦礦一?反應(yīng)器、田5)---?分離器一?電解槽—>MnO—?煨燒窯—>LiMnO

-------倜pHM~~~~2----------------

濾渣電解廢液

已知：&/Fe(OH)3]=2.8xW39,4/人乂0四刀=1.3xW33,K[Ni(OH)]=5.5x10-16?

sp2???

回答下列問題：

⑴溶礦反應(yīng)完成后,反應(yīng)器中溶液pH=4,此時c（Fe3+）=mol/L；用石灰乳調(diào)節(jié)至pH七7,除

去的金屬離子是o

【規(guī)范答案】（1）2.8xIO-Al3+

【解題思路】（1）由溶度積可知，溶液pH為4時，溶液中鐵離子濃度為mol/L=2.8X10-9mol/L;

L3x1012

用石灰乳調(diào)節(jié)至球/約為7時，溶液中鋁離子濃度為^moi/L=i.3x10-mol/L,則溶液中鋁離子

（lx：!。/

完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，所以用石灰乳調(diào)節(jié)至pH約為7,除去的金屬離子是力揮。

一、條件控制-一調(diào)溶液的pH

1.調(diào)膽除雜;控制溶液的出使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀而被除去。

（1）原理:加入的物質(zhì)能使溶液中的H+反應(yīng)，降低了玄+濃度,使溶液pH增大。

（2）膽調(diào)整范圍:雜質(zhì)離子沉淀完全時2笈值~主要離子開始沉淀時pH（注意端值?。?。

（3）調(diào)pH需要加入的物質(zhì):含主要陽離子（不引入新雜質(zhì)即可）的難溶性氧化物、氫氧化物或碳酸

鹽，能與H+反應(yīng),使溶液pH增大;如MgO,Mg9H卜、MgCO3等類型物質(zhì)。

⑷除去a**溶液中溫有的周聲：可加入io、CU（OH）2、CUCO3,。牧（302。。3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶

液的pH值。（原因:加CuO等消耗溶液中的*的，促進Fe3+的水解平衡正向移動，生成Fe（OH）

3沉淀析出）

2+2+3+

⑸除去Ou溶液中混有的限計:一般先加H2O2將Fe氧化為Fe,再加CuO,Cu（OH\,

CuCOa、Cu2（OH）2cO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值。

2.抑制某些離子的水解，防止產(chǎn)品混入雜質(zhì)

像鹽酸鹽、硝酸鹽溶液，通過結(jié)晶方法制備晶體或加熱脫水結(jié)晶水合物制備相應(yīng)的無水鹽時。由于

水解生成的鹽酸或硝酸揮發(fā)，促使了金屬離子水解（水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)）導致產(chǎn)品不純。

如:有MgCl2-6H2O制無水氯化鎂要在HCI氣流中加熱,否則MgCl2-6H.OAMg（OH%1+2HCIT

+4用。

3.控制反應(yīng)的發(fā)生,增強物質(zhì)的氧化性或還原性（增強MnOrNO］的氧化性）o

4.調(diào)節(jié)離子的水餐程度。

5.控制的目的的答題思路

（l）pH調(diào)小:抑制某離子水解，防治某離子沉淀

（2）pH調(diào)大:確保某離子完全沉淀，防止某物質(zhì)溶解等

二、條件控制一一調(diào)節(jié)溫度

1.升高溫度（加熱）

①加快反應(yīng)速率或溶解速率；

②促進平衡向某個（吸熱）方向移動;如：促進水解生成沉淀

③除去受熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如用2。2、鍍鹽、硝酸鹽、Ga（8CO3）2、向加。4等物質(zhì)

④使沸點相對較低或易升華的雜質(zhì)氣化。

2.雌川

①防止某物質(zhì)在高溫時會揮發(fā)（或分解）；

②使化學平衡向著題目要求的方向移動（放熱方向）,從而提高產(chǎn)物的產(chǎn)率；

③使某個沸點較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離；

④降低晶體的溶解度，減少損失。

6

3.控制溫度（常用水浴、冰浴或油?。?/p>

（1）溫度太低:反應(yīng)速率太慢或溶解速率太小

（2）溫度過高：

①催化劑會失去活性，化學反應(yīng)速率下降

②物質(zhì)會分解:如錢鹽、也。2、NaHg、氨水等

③物質(zhì)會揮發(fā):如濃硝酸、濃鹽酸、醋酸、液澳、乙醇等

④物質(zhì)易被氧化:如Na2SO3等

⑤物質(zhì)易升華:如A升華

4.答題方法與技巧

①若用到雙氧水、氨水、鍍鹽、硝酸鹽等易分解的物質(zhì)，控溫的目的是防止物質(zhì)分解

②若題目中出現(xiàn)有機物和有機溶劑,控溫的目的是防止其揮發(fā)

③若溶液中制備物質(zhì)，常使用加熱的方法加快反應(yīng)速率

④煮沸：促進水解,聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的氣體,如氧氣

⑤溫度范圍答題模板

a.溫度不高于xxP的原因;適當加快反應(yīng)速率，但溫度過高會造成揮發(fā)（如濃硝酸）、分解（如

皿、啊Hg）、氧化（如強更＞3）成促進水解（如的3）等，影響產(chǎn)品的生成。

b.溫度不低于xx-C的原因:加快反應(yīng)速率或者對于吸熱反應(yīng)而言可使平衡正移，增加產(chǎn)率

10.（2024?廣東?高考真題）錢（Ga）在半導體、記憶合金等高精尖材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。一種從電解鋁的副

產(chǎn)品炭渣（含C、Na、ALF和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素）中提取錢及循環(huán)利用鋁的工藝如下。

碳素?尾氣6moiL”

鋁鍵處理鹽酸鋁片

電極］工丁

氧化鋁人

用廨｝L炭渣T焙燒H浸取1浸取液T還原i原料液

I

冰晶石J—

晶體——邈］＜——酶r—-----聯(lián)

?--------1f溶液提取MJ

含F(xiàn)-廢液

n室笛

j溶液f…一錢

工藝中，L45M是一種新型陰離子交換膜，允許帶負電荷的配離子從高濃度區(qū)擴散至低濃度區(qū)。用

L4EM■提取金屬離子河”+的原理如圖。已知：

LAEM

①pK《HF）=3.2。

②Na.3[⑷或]（冰晶石）的40為4.0xIO-1%

,(m3)2+

③浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以［7WCZm］--(rn=0~4)微粒形式存在，F(xiàn)e最多可與2個Cl-配

位，其他金屬離子與cr的配位可忽略。

⑴“調(diào)pH”中,pH至少應(yīng)大于，使溶液中c(尸)>“取),有利于⑷即3-配離子及

Na^AlF^晶體的生成。若“結(jié)晶”后溶液中c(Na+)=0.10mol】T,則［4用廣濃度為mol-

L~\

【答案】(1)3.24.0X10-7

【解析】⑴由pK(HF)=3.2,為了使溶液中(-)>c(HF),c(H+)=

ac(HF)CF

c")x10-3-2v10-3-2mol/L，故似7至少應(yīng)大于3.2,有利于［AIF6］3-配離子及即3［4R］晶體的生成，若

c(尸)

“結(jié)晶”后溶液中c(Na+)=0.10mol-￡T,根據(jù)的314瓦］(冰晶石)的40為4.0x1。一叫［⑷耳廠濃度為

Ksp4.0x107

=4.0X10-7mol-Lr1;

c3(Afa+)0.13

11.(2025?福建?一模)錮(In)是一種典型的稀散金屬，廣泛應(yīng)用于半導體、航空航天、電子光學材料等領(lǐng)

域。以含鉛煙灰［主要成分是PbO,還含有少量In2s3、7no、加3GAsc>4)2等物質(zhì)］為原料制備粗錮的工

藝流程如圖所示。

已知:①"浸出液"中/兄+和Zn2+的濃度分別為1.0X10-4mol-L-1>1.0X10-3mol-L-1o

3++

②H2A2代表萃取劑，萃取時發(fā)生反應(yīng)為In+3H2A2UIn(HA2)3+3H.

③常溫下，/Un(OH)3］=1.0xUlf、Kp［Zn(,OH)2］=1.0x10』。

回答下列問題：

(1)從平衡移動的角度解釋''萃取"前“調(diào)pH”目的是；常溫下，應(yīng)調(diào)節(jié)pH不大于。

【答案】⑴消耗溶液中H+,使萃取平衡正向移動(答“降低溶液中H+的濃度，有利于11?+萃取”也可

得分)4

【解析】(1)①由萃取反應(yīng)可知，降低H+濃度,平衡正向移動，有利于萃??；

②當Zn2+開始沉淀時，C(OH-)=J?里坦=/l.OxlQ-^-=I。xi0-7moi/i(C(H+)=1.0x

Vc(Zn2+)v1.0xlO-3

10-7mol/L,pH=7;當In3+開始沉淀時，c(OH-)=、/《［”?點=Jl.Oxl。：i-iol/L,

v7Vc(7n3+)V1.0x10-4Qx0mo

c(H+)=1.0x10-4mol/L,p?=4,常溫下，萃取前應(yīng)調(diào)節(jié)pH不大于4。

12.(2025高三?全國?專題練習)鋼鈦磁鐵礦煉鋼后剩余的尾渣中含有壞。3、MgO、Al2O3,Fe2O3,SCO2等,

現(xiàn)從該車凡渣中回收V2O3的工藝流程如下：

(NHJSO,溶液

（3）N&VO3和Na2s。4的混合液需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶和過濾等操作得到NH&VO3晶

體，結(jié)合如圖，分析為了得到較純凈的N&VO3晶體和較高的晶體析出率，應(yīng)選擇最適宜的結(jié)晶溫度，

為a、b、c、d四點中點對應(yīng)的溫度。

【解析】（1）NH4V。3的溶解度隨著溫度升高而增大，所以應(yīng)盡可能選擇低溫條件。但是a點二者的溶解度一

樣大，適宜選擇a、b、c、d四點中b點對應(yīng)的溫度。

13.（24-25高三上?遼寧?期末）一種利用煉鋅渣（主要含ZnO、CuO、Fe2O3.尸eO、一定量的GaC%、不溶

性雜質(zhì)）為原料制備硫化鋅及高純線的流程如圖所示：

已知:①電解制取錢時,溶液中的氯離子會影響錢的析出。

②。a+CU2++2Cl-=2CuCl\o

③％i2+與Ga3+的各物種的分布分數(shù)隨pH■的變化如圖1所示。

@KFe[Fe（CN^晶胞可以看成是由8個圖2所示的小立方體堆積成大立方體以后，K+占據(jù)四個互

不相鄰的小立方體的體心得到的結(jié)構(gòu)。

0o

Fe—C=N——Fe3+

8o蘆|/

Fe升—N=C-----Fe2+

6o2

illin

No

4o

NO

IIIIII

32+

2O°Fei—N=c?—Fe

X/J

/°尸

246823+

10PHFe2^—C=N——Fe

圖2

⑴“調(diào)節(jié)似7=8.2"時，pH不能過高的原因是。

【答案】⑴pH過高時，Z九2+將轉(zhuǎn)化為Z九(OH,或［2"(0回)/一,［ZngH)』一較穩(wěn)定不利于ZnS生成，

Zn(OH)2直接沉淀，不利于Zn2+轉(zhuǎn)化為ZnS或ZnS中'混有Zn(OH)2

【解析】⑴根據(jù)圖示可得知，當似/過高時，Z療+將轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2或［ZnCOH)/一,［Zn(OH)4r較穩(wěn)定

不利于ZnS生成，Zn(OH)2直接沉淀，不利于赤2+轉(zhuǎn)化為ZnS或ZnS中混有Zn(QH)2；

14.(24-25高三上?山東?階段練習)銘和專凡具有廣泛用途。銘鋼渣中銘和鈾以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在,

主要雜質(zhì)為主要雜質(zhì)為FeO、42。3、S〃C?2及少量可溶性磷酸鹽的化合物，從鋁鋼渣中分離提取鋁和鋼

的一種流程如下圖所示。

MgSC)4溶液

Na2cO3

稀H2s。4(NHQ2SO4溶液稀H2SO4Na2s2。5溶液

NaOHH2O

鋁鋼泮^Cr(OH)3

已知：最高價倍酸根在酸性介質(zhì)中以0r2。廠存在，在堿性介質(zhì)中以CrOl~存在。

回答下列問題：

(1)“沉淀”步驟調(diào)似7到弱堿性，主要除去的雜質(zhì)是0

(2)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiO,和MgNH4PO4的形式沉淀,該步需要控制溶液的pH^9

以達到最好的除雜效果，若pHV9時,會導致；p*>9時，會導致o

【答案】⑴

(2)磷酸根會與H+反應(yīng)使其濃度降低導致竭NH4Pom同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理；

會導鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時溶液中鎂根離子濃度降

低導致MgNHFOa無法完全沉淀；

【解析】(1)沉淀步驟調(diào)pH到弱堿性的目的是將AZ元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，主要除去的雜質(zhì)是［AZ(OH)

??；

(2)加入硫酸鎂溶液、硫酸鎂溶液的目的是將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiOs和MgNHFOA沉淀,若溶液pH

V9時，磷酸根會與H+反應(yīng)使其濃度降低導致姆NH1P。4無法完全沉淀，同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜

處理:若溶液pH>9時，會導鎂離子生成氫氧化鎂沉淀,不能形成跖SV。,沉淀，導致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時

溶液中鐵根離子濃度降低導致場NH1P無法完全沉淀；

10

題型3工藝流程中的分離與提純

15.（2024?湖北?高考真題）被用于宇航器件的構(gòu)筑。一種從其鋁硅酸鹽［Be3Al2（SiO3）6-］中提取被的路徑

為：

稀硫酸含HA的煤油過量NaOH

已知：Be2++4HAUBeA^HA）,+2H+

回答下列問題：

⑴“萃取分液”的目的是分離比2+和43+,向過量燒堿溶液中逐滴加入少量，，水相1”的溶液，觀察到的

現(xiàn)象是o

（2）寫出反萃取生成即2國0（。以）4］的化學方程式?！盀V液2”可以進入步驟再利用。

【規(guī)范答案】（1）先有白色沉淀生成，然后沉淀快速溶解

（2）BeA2（HA\+6NaOH=Na2［Be（OH）4］+4NaA+2H2O反萃取

【解題思路】⑴“濾液1"中有Be2+和43+,加入含HA的煤油將比2+萃取到有機相中，則水相1中含有

A/+,則向過量燒堿的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，可觀察到的現(xiàn)象為：先有白色沉淀生成，然后沉淀

快速溶解。

（2）反萃取生成即2［慶（?！罚?］的化學方程式為BeA2（HA）2+QNaOH^A/a2［Be（OH）4］+4AL4+2區(qū)O,濾

液2的主要成分為NaOH,可進入反萃取步驟再利用。

16.（24-25高三上?甘肅?期末）用如圖方法回收廢舊CPU中的單質(zhì)4/（金）、Ag和Cu。

+

已知:①濃硝酸不能單獨將Au溶解。②HAuCli=H+AuCli.

（1）“酸溶”后經(jīng)操作，將混合物分離。

【規(guī)范答案】（1）過濾

（解題思路］⑴A”（金）、Ag和Cu經(jīng)“酸溶”后得到含Au固體,及銅離子和銀離子的混合溶液，將固體和液

體分離的操作是過濾。

1.化工生產(chǎn)過程中分離、提純、除雜

化工生產(chǎn)過程中分離、提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學基本實驗的原理緊密聯(lián)系,包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、

過濾、洗滌、干燥，或蒸儲、萃取、分液等基本實驗操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器。

2.過濾:分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法

（1）常壓過濾

①使用范圍:分離難溶物和易溶物。

②儀器及用品:鐵架臺、鐵圈、漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯

④注意事項：

a.濾紙緊貼漏斗;兩低:濾紙邊沿低于漏斗邊沿，液體低于濾紙。三靠:玻璃棒緊靠三層濾紙?zhí)?，燒杯緊靠玻

璃棒，漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁。

b.過濾后所得的濾液仍然渾濁，需更換濾紙，重新過濾，直至溶液澄清透明為止原因可能是:玻璃棒下

端靠在濾紙的單層處，導致濾紙破損;過濾時液體高于濾紙邊緣等

（2）減壓過濾（抽注）:加快過濾速度；減少晶體含有的水分。

（3）趁抵過濾:減少過濾時間、保持過濾溫度；

①M濾渣（產(chǎn)品）:防止降溫時析出xx雜質(zhì)，提高產(chǎn)品純度；

②M濾液（產(chǎn)品）:防止降溫過程中XX析出，產(chǎn)品有損耗。

3.蒸發(fā)結(jié)晶

（1）適用范圉:適用于溶解度受溫度影響不大的物質(zhì)（如NaCl）o

（2）實例：①從Na。溶液中獲取Na以晶體

a.方法:蒸發(fā)結(jié)晶

瓦具體操作:加熱蒸發(fā)，當析出大量NaCZ晶體時，停止加熱，利用余熱蒸干。

②NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液

a.方法:蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥

b.趁熱過濾的目的:防止KNO3溶液因降溫析出，影響NaCl的純度

4.冷卻結(jié)晶：

（1）適用范■適用于溶解度受溫度影響大的物質(zhì)（如KN5）、帶結(jié)晶水的物質(zhì)（例受熱易分

解的物質(zhì)（如鐵鹽、KATnOj、易水解的物質(zhì)（如Fe（%）。

（2）?？嫉摹耙幌盗胁僮鳌?蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。

（3）易水解的鹽蒸發(fā)時的氣氛：

如從溶液中析出FeCh、4a3、皈C72等溶質(zhì)時，應(yīng)在的氣流中加熱，以防其水解

干燥的MgCl2-6H2O

尾氣

處理

5.重結(jié)晶:將晶體重復溶解、制成熱飽和溶液、冷卻結(jié)晶、再過濾、洗滌的過程。

6.蒸情，分離沸點不同且互溶的液體混合物,如分離乙醇或甘油。

12

（1）儀器:鐵架臺、鐵圈、石棉網(wǎng)、蒸儲燒瓶、溫度計、冷凝管、牛角管（尾接管）、錐形瓶、碎瓷片

（2）冷凝管有直形、球形和蛇形冷凝管三種（圖3）,蒸儲只能用直形冷凝管,冷凝回流直形、球形和蛇形冷凝

管均可使用，冷凝效果蛇形冷凝管最好。沸點較高的物質(zhì)的冷卻用空氣冷凝即可。

（3）冷凝管的作用；圖1蒸儲時起冷凝作用圖2反應(yīng)發(fā)生器中起冷凝回流作用。

（4）步騾及操作注意事項:①溫度計水銀球位于支管處；②兩種情況冷凝水都是從下口通入；③加碎瓷片防

止暴沸

（5）減壓蒸憎:減小壓強，使液體沸點降低，防止（如雙氧水、硝酸等）受熱分解、揮發(fā)。

7.灼燒（磷酸銅結(jié)晶水冽定、干燥）

（1）儀Sh研缽、托盤天平、藥匙、酒精燈、三腳架、泥三角、生煙、用煙鉗、干燥器

坦煙使用：必須用坦煙鉗夾取,不可用手拿;灼燒堿性物質(zhì)不可用瓷坦煙和石英玷煙;

（2）磷酸銅結(jié)晶水制定步款：（四秤、兩熱兩冷、一算）

①稱量用煙質(zhì)量機1②稱量由期及晶體成③加熱至白色④冷卻稱量⑤再加熱⑥冷卻再稱量機3

研缽研磨有利于晶體失去結(jié)晶水;晶體必須放在用期內(nèi)稱量,以免造成誤差;蛆蝸要放到干燥器中冷卻。

硫酸銅晶體質(zhì)量：機2—巾1；無水硫酸銅質(zhì)量：m3-恒1

（3）如何證明晶體完全失去結(jié)晶水（已干燥）:加熱，冷卻后稱量，再加熱,冷卻后稱量,至兩次稱量質(zhì)量差不

超過0.1g或連續(xù)兩次稱量質(zhì)量不變

（4）如何從購CL6氏0中得到無水場（“，

在干燥的HCI氣流中加熱,干燥的HCI氣流中抑制了MgCl2的水解,且?guī)ё進gCl2-6H2O受熱產(chǎn)生的水汽

8.萃取與反萃取

（1）萃取:利用溶質(zhì)在互不相溶的兩種溶劑里溶解度不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶

液里提取出來的方法叫萃取。分液:分液是把兩種不相混溶的液體進行分離的操作。

①儀器:鐵架臺、鐵圈、燒杯、分液漏斗

⑧萃取劑選擇的原則:兩種溶劑互不混溶;溶質(zhì)在兩種溶劑中的溶解度相差很大;溶質(zhì)和萃取劑不發(fā)生化學

反應(yīng)。

④注意*項：

a.分液漏斗使用之前必須檢漏

b.放液時，打開分液漏斗上端塞子，或使塞上的凹槽與分液漏斗上的小孔對齊;使使內(nèi)外空氣相通，保證

下層液體順利流下

13

c.下層液體從分液漏斗下口放出，上層液體從上口倒出；

（2）反萃取:在溶劑萃取分離過程中，當完成萃取操作后，為進一步純化目標產(chǎn)物或便于下一步分離操作的

實施,往往需要將目標產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到水相。這種調(diào)節(jié)水相條件，將目標產(chǎn)物從有機相轉(zhuǎn)入水相的萃取操作稱

為反萃取，可看作是萃取的逆過程。

如:用反萃取法從碘的溶液提取碘單質(zhì)

17.（24-25高三上?重慶?階段練習）納米氧化鋅是性能優(yōu)異的半導體催化劑，以工業(yè)含鋅廢渣（主要成分

為為。，還含有⑷2。3、Fe2O3,CuO、CaO、ShO?等）制取高純氧化鋅的工藝流程如下。

稀硫酸ZnO適量（NHJSNH4HCO3

-?深度除銅*沉鋅灼燒fZnO

濾渣1濾渣2濾渣3母液

已知:①金屬離子開始沉淀和完全沉淀時的pH如下表所示。

金屬離子Fe3+Cu2+Zn2+Al3+

開始沉淀時的pH1.94.76.23.4

完全沉淀時的pH3.36.78.24.7

回答下列問題：

（1）“母液”通過、、過濾、洗滌、干燥可獲得（NHJ2sOCOHQ晶體。48（TC下，

（W4）2SO4-10H2O分解過程中含氮物質(zhì)隨時間變化關(guān)系如圖2所示。該條件下（NH'SO&rOHQ分

解的化學方程式為O

一

。

乏

S螂

退

S曷

眠

奉

【答案】⑴蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶3［（NH!）2SO4-10H2O］^=N2T+4W3T+3SO2T+36/^OT

【解析】（1）母液中溶質(zhì)為硫酸鎂，“母液”通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥可獲得（NHQ2sO&-

10也0晶體。根據(jù)圖像，60min時，△出（NH/SQTOKaO］:△九（必）公九（9）=3:1:4,根據(jù)原子守恒和電子

°°480℃°°

=

守恒，該條件下硫酸鐵晶體分解的化學方程式為3［（9）2so4?10"。］N2T+4Mf3T+3so2T

+36回OT。

18.（24-25高三上?上海?期中）工業(yè)碳酸鈉（純度約98%）中含有或分、Mg*、和SO廠等雜質(zhì)，提純工

藝路線如下：

已知:碳酸鈉的溶解度（S）隨溫度變化的曲線如圖所示。

（1）“趁熱過濾"的原因是o

【答案】⑴使析出的晶體主要為即2。。3任。，防止因溫度過低而析出Na2c0310H2。晶體,令后續(xù)的加熱

脫水耗時長、耗能高（或者使后續(xù)加熱脫水時間短，耗能少）

【解析】（1）根據(jù)所給的坐標圖可以發(fā)現(xiàn)：溫度減少至313K時發(fā)生突變，溶解度迅速減少，若不趁熱過濾將析

出晶體，所以“趁熱過濾”的原因是使析出的晶體為即2。。3也。，防止因溫度過低而析出Na2CO3-10H2O晶

體，使后續(xù)的加熱脫水耗時長，耗能高（或者使后續(xù)加熱脫水時間短，耗能少）；

19.（24-25高三上?江蘇南通?階段練習）馬日夫鹽［7Wn（H2PO4）2-2H2O］是一種用于機械設(shè)備的防銹磷化

齊工業(yè)上利用軟鋸礦（主要成分為防1。2,含少量硅、鐵、鋁等氧化物）為主要原料，聯(lián)合處理含SO2的

煙氣并制備馬日夫鹽的一種工藝流程如下。請回答下列問題：

稀硫酸、SO,有機萃取劑

濾渣1含F(xiàn)e3+有機相濾渣2

已知:①人加（。0）2不穩(wěn)定，易被空氣氧化；馬日夫鹽溶于水且隨溫度的升高,溶解度顯著增大

②有機萃取劑是溶解了一種酸性磷酸酯（表示為私兒）的磺化煤油,萃取時發(fā)生的反應(yīng)主要為：Fe3+

+3H242W尸e（HA2）3+32/+。

33

③4/斤6（0以）3〕=2,8x10-39,Ksp[Al（OH）3]=1.0xIQ-,K^Mn{OH^^=1.0x10-2.8。

（4）以“調(diào)pH”后得到的含MmSOa的濾液為原料，補充完整“沉鎰”、“酸溶”及得到馬日夫鹽的實驗操

作:，過濾、洗滌、干燥,得至11馬日夫鹽。（須使用的試劑：Na2CO3溶液、BaCl,溶液、稀鹽酸、磷

酸、蒸儲水）

【答案】（1）在攪拌下向上加SO4溶液中緩慢滴加Na2CO3溶液，至不再產(chǎn)生沉淀時，過濾，用蒸俯水洗滌濾渣

至向最后一次洗滌濾液中加入稀鹽酸酸化后再加Ba。。溶液不再產(chǎn)生渾濁。向所得固體中加入磷酸溶液

至完全溶解，蒸發(fā)濃縮至有晶膜出現(xiàn)、冷卻結(jié)晶

【解析】（1）碳酸鈉溶液顯堿性，與硫酸鎰反應(yīng)時可能有兩（OH%生成，為減少副產(chǎn)物Mn（OH）2的生成,根

<Ksp[Mz（OH）2]=1.0x10-08可知，應(yīng)使混合溶液的pH<7.6,則碳酸鈉溶液不能過量，故正確的操作是

將碳酸鈉溶液緩慢加入硫酸鎰溶液中，并不斷攪拌，至不再產(chǎn)生沉淀時，過濾,用蒸館水洗滌濾渣至向最后

—次洗滌濾液中加入稀鹽酸酸化后再加Ba。??溶液不再產(chǎn)生渾濁。向所得固體中加入磷酸溶液至完全溶

解，蒸發(fā)濃縮至有晶膜出現(xiàn)、冷卻結(jié)晶。

20.（24-25高三上?黑龍江大慶?期中）工業(yè)上以銘鐵礦[主要成分為尸e（OrO2）2,含少量Al2O3,CuO雜

質(zhì)]為主要原料制備紅磯鉀（為（％2。7）的工藝流程如圖所示：

K2Cr2O7

請回答下列問題：

（3）一系列操作包括：50°。蒸發(fā)溶劑至有晶膜出現(xiàn)，停止加熱、抽濾、重結(jié)晶。

【答案】（1）冷卻至室溫

【解析】（1）從K2Cr2O7溶液中得到K2Cr2O7固體,采用的一系列操作為：50℃蒸發(fā)溶劑至有晶膜出現(xiàn)，停止

加熱、冷卻至室溫、抽濾、重結(jié)晶。

21.（24-25高三上?黑龍江?階段練習）以鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3,含少量FeO、Al2O3,SiO2等）為原

料制備TiO.Ti2O3的工藝流程如圖所示[已知：T￡OSC>4易水解生成"0（002沉淀]。

足量NaOH

回答下列問題：

（1）已知:綠磯、"OSO4的溶解度曲線如圖所示。操作x是。濾液2可循環(huán)用于“”工

序，實現(xiàn)資源利用。

10OA

9O

(-

W8O

M-

07O

2-42

/6O7H

-

OO)5O

虺-

犍4O

她3O-

2O-

TiOSO4

-r

tzOO

20-^6~40-5060

溫度/℃

【答案】(1)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌酸浸

【解析】(1)根據(jù)溶解度曲線可知，F(xiàn)eSOM氏。溶解度隨溫度的變化大，而TiOSOi溶解度隨溫度變化小，故

蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌得到FeSOr7H2。晶體。“母液”經(jīng)調(diào)節(jié)pH,TiOSO4發(fā)生水解反應(yīng)，析出

T，O(OH)2,化學方程式為TiOSO4+2H2。=TEO(OH