高考中的无机化工流程题，知识综合性高，对学生的能力要求也高，而且陌生度高，很多学生对无机化工流程图有恐惧的心理，导致这一题在化学中往往是得分率很低的一道题，如何提高学生在这一题的得分率，在高考复习中还是比较重要的。所以我查阅大量最新习题，找出几道有代表性的题目，针对学生的薄弱环节讲题，用课件一一展示

新余市第一中学高考化学专项训练（工艺流程图题）

1．NiSO₄·6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由电镀废渣(除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图：

请回答下列问题：

（1）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有_________________(任写一点)。

（2）向滤液中滴入适量的Na₂S溶液，目的是除去Cu²⁺、Zn²⁺，写出除去Cu²⁺的离子方程式：_______________________________________。

（3）在40℃左右，用6%的H₂O₂氧化Fe²⁺，再在95℃时加入NaOH调节pH，除去铁和铬。此外，还常用NaClO₃作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂]沉淀除去。如图是温度一pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域[已知25℃时，Fe(OH)₃的K_sp=2.6410⁻³⁹。

下列说法正确的是(选填序号)_______。

a．FeOOH中铁为+2价

b．若在25℃时，用H₂O₂氧化Fe²⁺，在pH=4时除去铁，此时溶液中c(Fe³⁺)=2.610⁻²⁹mol·L⁻¹

c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe²⁺的离子方程式为6Fe²⁺+C1O+6H⁺=6Fe³⁺+C1⁻+3H₂O

d．工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁钒钠，此时水体的pH约为3

（4）上述流程中滤液I的主要成分是___________。

（5）操作I的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂：6mol·L¹的H₂SO₄溶液、蒸馏水、pH试纸)：①___________；②___________；③蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO₄·6H₂O晶体：④用少量乙醇洗涤NiSO₄·6H₂O晶体并晾干。

2．(14分)工业上常用水钴矿(主要成分为Co₂O₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）在加入盐酸进行“酸浸”时，能提高“酸浸”速率的方法有________(任写一种)。

（2）“酸浸”后加入Na₂SO₃，钴的存在形式为Co²⁺，写出产生Co²⁺反应的离子方程式_________________________________________________。

（3）溶液a中加入NaClO的作用为______________________________。

（4）沉淀A的成分为________，操作2的名称是________。

（5）已知：K_sp(CaF₂)＝5.3×10⁻⁹，K_sp(MgF₂)＝5.2×10⁻¹²，若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg²⁺恰好沉淀完全即溶液中c(Mg²⁺)＝1.0×10⁻⁵mol·L⁻¹，此时溶液中c(Ca²⁺)最大等于________ mol·L⁻¹。

（6）在空气中煅烧CoC₂O₄生成钴的某种氧化物和CO₂，测得充分煅烧后固体质量为12.05g，CO₂的体积为6.72L(标准状况)，则此反应的化学方程式为_____________________。

3．（15分）铬元素的+6价化合物毒性较大，不能随意排放。某化工厂以铬渣(含有Na₂SO₄及少量Cr₂O、Fe³⁺)为原料提取硫酸钠，同时制备金属铬的工艺流程如下：

已知：Fe³⁺完全沉淀[c(Fe³⁺)≤1.010⁻⁵mol·L⁻¹时pH为3.6。

回答下列问题：

（1）滤渣A的主要成分为___________。

（2）根据右图信息，操作B包含蒸发结晶和___________。

（3）酸化后的Cr₂O可被SO还原，该反应中若有0.5mol Cr₂O被还原为Cr³⁺，则消耗SO的物质的量为___________mol。

（4）将重铬酸钠与浓硫酸加热熔融反应、再分离除去硫酸氢钠可以制得工业用粗化液的主要成分CrO₃(铬酐)，写出该反应的化学方程式______________________。

（5）通过两步反应可以实现Cr(OH)₃转化为Cr，若第一步反应为2Cr(OH)₃Cr₂O₃+3H₂O；第二步反应利用了铝热反应原理，则该反应方程式为___________。

（6）利用如图装置，探究铬和铁的活泼性强弱。能证明铁比铬活泼的实验现象是__________

____________。工业上，在钢器具表面镀铬以增强器具的抗腐蚀性能，用硫酸铬[Cr₂(SO₄)₃]溶液作电解液，阴极的电极反应式为______________________。

4．（15分）锑(Sb)广泛用于生产各种阻燃剂、陶瓷、半导体元件、医药及化工等领域。以辉锑矿为原料制备金属锑，其一种工艺流程如下：

已知部分信息如下：

I.辉锑矿(主要成分为Sb₂S₃，还含有As₂S₅、PbS、CuO和SiO₂等)；

Ⅱ.浸出液主要含盐酸和SbCl₅，还含SbCl₃、CuCl₂、AsCl₃和PbCl₂等杂质；

Ⅲ.常温下，Ksp(CuS)=1.010⁻³⁶，Ksp(PbS)=9.010⁻²⁹。

回答下列问题：

（1）NaH₂PO₂中P的化合价为___________。

（2）“酸浸”过程中SbCl₅和Sb₂S₃反应有S生成，该反应的还原产物是_________(填化学式)。

（3）写出“还原”反应的化学方程式：_________________________________。

（4）已知：浸出液中C(Cu²⁺)=0.01mo/L、C(Pb²⁺)=0.1mo/L。在沉淀铜、铅过程中，缓慢滴加极稀的硫化钠溶液，先产生的沉淀是______________________(填化学式)；当CuS、PbS共沉时，___________。

（5）在“除砷”过程中，氧化产物为H₃PO₄。该反应中氧化剂还原剂的物质的量之比为______

_。常温下，SbCl₃溶液的pH<7，用离子方程式表示其原因：_____________________。

（6）在“电解”过程中，以惰性材料为电极，阴极的电极反应式为______________________；“电解”中锑的产率与电压大小关系如图所示。当电压超过U₀V时，锑的产率降低的原因可能是______________________。

5．以粉煤灰(主要成分为Al₂O₃、SiO₂，还含少量Fe₂O₃等)为原料制取氧化铝的部分工艺流程如下：

（1）“酸浸”过程发生的主要反应的离子方程式是__________________________________。 “酸浸”在恒容密闭反应釜中进行，温度不宜过高的原因是___________________________。

（2）“除铁”生成Fe(OH)₃的离子方程式为_________________，检验溶液中铁元素已经除尽的方法是_______________________________________________。

（3）“结晶”是向浓溶液中通入HCl气体，从而获得AlCl₃·6H₂O晶体的过程，溶液中Al³⁺和盐酸的浓度随通气时间的变化如下图所示。Al³⁺浓度减小的原因是___________________。

（4）上述流程中，可以循环利用的物质是________________。

6．(14分)工业上常用水钴矿(主要成分为Co₂O₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）在加入盐酸进行“酸浸”时，能提高“酸浸”速率的方法有________(任写一种)。

（2）“酸浸”后加入Na₂SO₃，钴的存在形式为Co²⁺，写出产生Co²⁺反应的离子方程式____________

______________________________________。

（3）溶液a中加入NaClO的作用为______________________________。

（4）沉淀A的成分为________，操作2的名称是________。

（5）已知：K_sp(CaF₂)＝5.310⁻⁹，K_sp(MgF₂)＝5.210⁻¹²，若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg²⁺恰好沉淀完全即溶液中c(Mg²⁺)＝1.010⁻⁵ mol·L⁻¹，此时溶液中c(Ca²⁺)最大等于________ mol·L⁻¹。

（6）在空气中煅烧CoC₂O₄生成钴的某种氧化物和CO₂，测得充分煅烧后固体质量为12.05g，CO₂的体积为6.72L(标准状况)，则此反应的化学方程式为____________________________________。

7．（15分）某化工小组研究银铜复合废料（表面变黑，生成Ag₂S）回收银单质及制备硫酸铜晶体，工艺如下：（废料中的其他金属含量较低，对实验影响可忽略）

已知：①AgCl可溶于氨水，生成[Ag(NH₃)₂]⁺；

②Ksp（Ag₂SO₄）=1.210⁻⁵，Ksp（AgCl）=1.810⁻¹⁰；

③渣料中含有少量银和硫酸银（微溶）。

（1）操作I中为了加快空气熔炼速率，可以采取____________措施(写出其中一种即可)。

（2）操作IV经过_______________、_________________、过滤、洗涤和干燥，可以得到硫酸铜晶体。

（3）洗涤滤渣II，与粗银合并，目的是________________________________。

（4）操作III中，NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH、NaCl和O₂，该反应的化学方程式为_________________________________（其中AgCl和NaCl的物质的量之比为2∶1）。氧化的同时发生沉淀转化，离子方程式为______________________________，其平衡常数K=_____________________。HNO₃也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO₃代替NaClO的缺点是_________________。

8．（14分）金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS₂)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na₂MoO₄·2H₂O)，部分流程如图1所示：

已知：钼酸微溶于水，可溶于液碱和氨水。

回答下列问题：

（1）钼精矿焙烧时，每有1mol MoS₂反应，转移电子的物质的量为________。

（2）钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是_____________________________________

______，请你提出一种实验室除去该尾气的方法___________________________________________

_____________________。

（3）操作2的名称为________。由钼酸得到MoO₃所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。

（4）操作1中，加入碳酸钠溶液充分反应后，碱浸液中c(MoO)＝0.80mol·L⁻¹，c(SO)＝0.04 mol·L⁻¹，在结晶前需加入Ba(OH)₂固体以除去溶液中的SO。当BaMoO₄开始沉淀时，SO的去除率是________。[K_sp(BaSO₄)＝1.110⁻¹⁰、K_sp(BaMoO₄)＝4.010⁻⁸，溶液体积变化可忽略不计]

（5）焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。

①x＝________。

②焙烧炉中也会发生MoS₂与MoO₃反应生成MoO₂和SO₂的反应，若该反应转移6mol电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。

9．(14分)利用水钴矿(主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、MgO、CaO、SiO₂等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：

已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等。

②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。

③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

（1）浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式为___________________________。

（2）NaClO₃在浸出液中发生反应的离子方程式为_______________________________________。

（3）加入Na₂CO₃调pH至5.2，目的是________；萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为________。

（4）操作Ⅰ包括：将水层加入浓盐酸调整pH为2～3，________、________、过滤、洗涤、减压烘干等过程。

（5）为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O的含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥，测沉淀质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O质量分数大于100%，其原因可能是(回答一条原因即可)。

（6）将5.49g草酸钴晶体(CoC₂O₄·2H₂O)置于空气中加热，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表。

经测定，整个受热过程，只产生水蒸气和CO₂气体，则290～320℃温度范围，剩余的固体物质化学式为________。[已知：CoC₂O₄·2H₂O的摩尔质量为183g·mol⁻¹]

10．(15分)中科院张涛院士的研究团队研究发现纳米ZnO可作为一些催化剂的载体。下图是通过锌精矿(主要成分为ZnS)与软锰矿(主要成分为MnO₂)酸性共融法制备纳米ZnO及MnO₂的工艺流程。回答下列问题：

（1）“酸浸”时，锌、锰离子浸出率与溶液温度的关系如图所示。当锌、锰离子浸出效果最佳时，所采用的最适宜温度为________。

（2）写出酸浸时ZnS与MnO₂发生的主要反应的化学方程式(无单质硫生成)________。

（3）P507(酸性磷酸酯)作萃取剂分离锌、锰离子时，溶液的初始pH与分离系数的关系如表所示：

已知：分离系数越大，分离效果越好；萃取剂P507是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体，属于酸性萃取剂。

试分析初始pH>4.0时，锌、锰离子分离系数降低的原因是_________________________________

______________________。

（4）(NH₄)₂S₂O₈是一种强氧化剂，能与Mn²⁺反应生成SO和紫色MnO。用(NH₄)₂S₂O₈检验水相中的Mn²⁺时发生反应的离子方程式为_____________________________________。

（5）二氧化锰广泛用于电池。一种海水中的“水”电池的电池总反应可表示为5MnO₂+2Ag+2NaCl

===Na₂Mn₅O₁₀+2AgCl。电池放电时，负极的电极反应式为______________。

（6）电解尿素的碱性溶液制取N₂和H₂的装置如图所示。(电解池中的隔膜仅阻止气体通过，两电极都是惰性电极)

A电极的名称为________，若起始时加入电解池的原料配比＝3，完全反应后，电解排出液中＝________。

工艺流程图题答案

1 【答案】（1）加热或搅拌或增大硫酸浓度等   

（2）Cu²⁺＋S²⁻=CuS↓   

（3）c    NiSO₄     

（4）过滤，并用蒸馏水洗净沉淀    向沉淀中加6mol·L⁻¹的H₂SO₄溶液，直至恰好完全溶解 

2 【答案】（1）将水钴矿石粉碎；充分搅拌；适当增加盐酸浓度；提高酸浸温度等(任写一种)

（2）2Co³⁺+SO+H₂O===2Co²⁺+SO+2H⁺

（3）将溶液中Fe²⁺氧化成Fe³⁺

（4）Fe(OH)₃、Al(OH)₃　过滤

（5）0.01(或0.0102)

（6）3CoC₂O₄+2O₂Co₃O₄+6CO₂

3. 【答案】（1）Fe(OH)₃ 

（2）趁热过滤 

（3）1.5mol  

（4）Na₂Cr₂O₇+2H₂SO₄(浓)2NaHSO₄+2CrO₃+H₂O  

（5）Cr₂O₃+2AlAl₂O₃+2Cr  

（6）Cr电极上产生气泡，溶液颜色变为浅绿色    Cr³⁺+3e^-=Cr 

4. 【答案】（1）+1  

（2）SbCl₃   

（3）3SbCl₅+2Sb=5SbCl₃   

（4）CuS    9.010⁷ 

（5）4∶3    Sb³⁺+3H₂OSb(OH)₃+3H⁺ 

（6）Sb³⁺+3e⁻=Sb    H⁺参与了电极反应   

5. 【答案】（1）Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O  温度太高，盐酸大量挥发会引起容器内压强过大，导致反应釜损坏  

（2） Fe³⁺+3HCO=Fe(OH)₃↓+3CO₂↑  静置，取少量上层清液于试管中，滴入KSCN溶液，溶液不变红色  

（3） 盐酸浓度增大，溶液中Cl⁻浓度增大，促进Al³⁺形成AlCl₃·6H₂O晶体析出  

（4） HCl(或盐酸)   

6. 【答案】（1）将水钴矿石粉碎；充分搅拌；适当增加盐酸浓度；提高酸浸温度等(任写一种)

（2）2Co³⁺+SO+H₂O===2Co²⁺+SO+2H⁺

（3）将溶液中Fe²⁺氧化成Fe³⁺

（4）Fe(OH)₃、Al(OH)₃　过滤

（5）0.01(或0.0102)

（6）3CoC₂O₄+2O₂Co₃O₄+6CO₂

7. 【答案】（1）粉碎废料、适当增加空气量、搅拌等   

（2）加热浓缩    降温结晶   

（3）为提高Ag的回收率  

（4）3NaClO+2Ag+H₂O=2AgCl+NaCl+2NaOH+O₂↑   

Ag₂SO₄(s)+2Cl⁻(aq)2AgCl(s)+SO(aq)  3.710¹⁴  有污染性气体生成  

8. 【答案】（1）14mol（2分）　

（2）形成酸雨（1分）　可用氨水或氢氧化钠溶液吸收(其他合理答案均可)（2分）　

（3）过滤（1分）　坩埚（1分）  

（4）94.5%　（2分）

（5）①64　（2分）②MoO₃　（2分）3mol（2分）

9. 【答案】（1）Co₂O₃＋SO＋4H⁺===2Co²⁺＋SO＋2H₂O

（2）ClO＋6Fe²⁺＋6H⁺===Cl^－＋6Fe³⁺＋3H₂O

（3）使Fe³⁺和Al³⁺沉淀完全　CaF₂和MgF₂

（4）蒸发浓缩　冷却结晶

（5）粗产品中结晶水含量低(或粗产品中混有氯化钠杂质)

（6）Co₃O₄(或CoO·Co₂O₃)

10. 【答案】（1）95℃

（2）ZnS+4MnO₂+4H₂SO₄===ZnSO₄+4MnSO₄+4H₂O

（3）P507是酸性萃取剂，pH过大，其会发生反应而损失(或锌、锰离子水解程度增大等其他合理答案)

（4）2Mn²⁺+5S₂O+8H₂O===2MnO+10SO+16H⁺

（5）Ag－e⁻+Cl⁻===AgCl

（6）阳极　1