2025高考化學二輪復習大題綜合通關化學工藝流程綜合題答案

2025高考化學二輪復習綜合通關化學工藝流程綜合題核心精講題型概述典型例題鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方面有著廣泛應用。一種從濕法煉鋅產(chǎn)生的廢渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質(zhì)或氧化物）中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：已知溶液中相關離子開始沉淀和沉淀完全(c≤回答下列問題：（1）“酸浸”前廢渣需粉碎處理，目的是__________________________________________________________。“濾渣1”中金屬元素主要為________。（2）“過濾1”后的溶液中加入MnO2的作用是______________________________________________________________________________。取少量反應后的溶液，加入化學試劑____________________________檢驗____________，若出現(xiàn)藍色沉淀，則需補加MnO（3）“氧化沉鈷”中氧化還原反應的離子方程式為______________________________________________________________、__________________________________________________。（4）“除鈷液”中主要的鹽有____________________________（寫化學式），殘留的Co3+濃度為________________命題立意本題以工藝流程為情境，從煉鋅廢渣分離提取Co(OH)3和MnO關鍵能力本題以廢渣利用提取物質(zhì)的工藝流程為載體,從工藝流程的試劑線、操作線、雜質(zhì)線考查了學生信息獲取與加工能力、邏輯推理與論證能力以及批判性思維能力。（1）信息獲取與加工能力①工藝流程圖:從流程圖“三線法”明確反應物與生成物和操作步驟，為產(chǎn)品轉(zhuǎn)化提供信息。②從題給粉碎操作為原料的預處理提供信息粉碎→表面積變化→“酸浸”關系③從物質(zhì)轉(zhuǎn)化及性質(zhì)為濾渣成分提供信息廢渣H2④從題給相關離子沉淀的pH范圍為pH的控制和除雜提供信息Fe2+→⑤從鈷、錳在化合物中的不同價態(tài)為離子方程式的書寫提供信息化合物→主要元素化合價→化合價升降→確定部分反應物、生成物→電子守恒（2）邏輯推理與論證能力①基于題給信息粉碎目的判斷粉碎→增大反應物接觸面積→增大“酸浸”速率，提高浸取效率②基于題給信息判斷濾渣1、2的成分及MnO2③基于題給信息物質(zhì)的檢驗藍色沉淀→KFe[Fe(CN)6]→K④基于題給信息的離子方程式書寫⑤基于題給信息溶液成分的判斷⑥基于題給信息離子濃度的計算（3）批判性思維能力①突破思維定勢打破常規(guī)：常規(guī)思維物質(zhì)的檢驗是要檢驗什么離子，然后答出實驗現(xiàn)象，本題中Fe2②復雜流程問題的處理：當遇到非常復雜的工藝流程時，要冷靜思考，調(diào)整好心態(tài)。如過濾1后的溶液，加入MnO2、ZnO和調(diào)節(jié)pH的作用，要抓住題給信息沉淀的pH反思歸納（1）全面審題，宏觀把控整道大題。不要對流程圖中的細節(jié)過分關注，有些屬于“設而未問”的內(nèi)容，跟本題的解答無關，要整體思考、理解和把握題目的含義。如題中的濾渣2的成分。（2）在日常復習過程中，要合理拆解真實復雜情境，融入結(jié)構化的必備知識，設計不同能力水平的驅(qū)動性問題，思維縝密、表達到位。（3）要注意知識積累，形成較好的解題步驟。如陌生離子方程式的書寫：①由信息先寫出化合價發(fā)生變化的反應物和生成物；②列出化合價的變化，求出最小公倍數(shù)；③根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒補充其他微粒；④最后檢驗?！敬鸢浮吭龃蠊桃航佑|面積，增大“酸浸”速率，提高浸取效率；Pb；將Fe2+氧化為Fe3+，以便后續(xù)調(diào)pH時除去Fe元素；K3[Fe(CN)6]溶液；Fe2

練透題型1．[2024·株洲一模]三氯化釕(RuCl3)是重要的化工原料，廣泛應用于催化、電鍍、電解陽極、電子工業(yè)等。從Co?Ru?Al2回答下列問題：（1）基態(tài)Co原子的價層電子排布式為________________。（2）“焙燒”后所得固體的主要成分為CoO、Na2RuO4（3）“還原”過程會產(chǎn)生CH3CHO和（4）“酸溶”過程中，先加入鹽酸溶解Ru(OH)4，然后加入鹽酸羥胺(NH2OH?HCl)得到RuCl（5）“蒸發(fā)結(jié)晶”在真空度為40kPa時進行（此時水的沸點是28（6）若維持pH=2不變，讓Co2+沉淀完全(Co2+濃度不高于1×10?（7）“沉鈷”時，若得到的是CoC2（8）該流程中，還有一種重要成分Al2【答案】（1）3（2）Na[Al(OH（3）CH（4）2（5）低壓低溫蒸發(fā)，避免RuCl3（6）0.167（7）H（8）還原【解析】（1）Co是27號元素，基態(tài)Co原子的核外電子排布式為[Ar]3d74（2）“焙燒”過程中Co、Ru分別被氧化為CoO、Na2RuO4，NaNO3被還原為NaNO2，同時Al2O3與NaOH反應生成Na[Al(OH)4]，故“（3）“還原”過程乙醇被氧化為CH3CHO，Na2RuO4被還原生成Ru(OH)4沉淀（4）“酸溶”過程中，先加入鹽酸溶解Ru(OH)4得到RuCl4，再加入NH2OH?HCl得到RuCl3和N2，反應的化學方程式為2RuCl4+（5）“蒸發(fā)結(jié)晶”在真空度為40kPa時進行（此時水的沸點是28℃），即在低壓低溫下蒸發(fā)結(jié)晶得到RuCl3?6H（6）c(C2O42（7）“沉鈷”時，向含Co2+溶液中加入H2C2O4溶液得到（8）“還原”后，過濾得到Ru(OH)4沉淀和含有Na[Al(OH)4]的濾液，此時Co、Ru都已經(jīng)提取，可以從含有Na[Al(OH)4]的濾液中提取Al2O2．[2024·重慶模擬]開發(fā)新型材料是現(xiàn)在科學研究的一項重要工作，科學家開發(fā)了一種形狀記憶陶瓷，它的主要原材料是納米級ZrO2。用鋯石（主要成分為ZrSiO4，含少量FeO、Al2O3、SiO已知：該條件下，某些金屬氫氧化物沉淀時的pH見下表。物質(zhì)Fe(OH)Cu(OH)Al(OH)Zr(OH)開始沉淀pH1.94.83.55.0完全沉淀pH3.26.74.68.0回答下列問題：（1）鋯石雜質(zhì)中含鐵元素，鐵元素位于元素周期表的______區(qū)。（2）為提高堿熔率，可采取的措施是__________________________________________________________（寫出一種即可）。（3）“酸浸”過程中FeO發(fā)生氧化還原反應的離子方程式為____________________________________________，濾渣2的主要成分是________________________________。（4）“酸浸”時，得到的溶質(zhì)主要是ZrOCl2，而不是ZrCl4，是因為ZrCl4（5）“調(diào)pH”時，需要調(diào)節(jié)的pH范圍為__________________。（6）若溶液中Cu2+的濃度為0.2mol?L?1，加入等體積的cmol?L?1的KCN溶液將（7）若鋯石中含有ZrSiO4的質(zhì)量分數(shù)是91.5%，在制備ZrO2的過程中損失10%的鋯元素，則1kg【答案】（1）d（2）升高溫度（或攪拌、增大NaOH用量等，合理即可）（3）2FeO+H2O（4）ZrCl（5）4.6（6）0.404（7）553.5【解析】（2）為提高堿熔率，可以適當升高溫度、堿熔時進行攪拌、適當增大NaOH的用量等。（3）“酸浸”過程中FeO與H2O2發(fā)生氧化還原反應，1molFeO失1mol電子，1molH2O2得2mol電子，根據(jù)得失電子守恒可得反應的離子方程式為2FeO+H2O（4）ZrCl4水解生成ZrOCl2，根據(jù)質(zhì)量守恒配平反應的化學方程式為（5）“調(diào)pH”時，要求鐵離子、鋁離子完全沉淀，銅離子、鋯離子不能沉淀，需要調(diào)節(jié)的pH范圍為4.6≤pH<（6）Cu2+完全沉淀時，離子的濃度為1.0×10?5mol?L?1，已知該條件下Ksp[Cu(CN)2]=4.0×10?11，c(CN?（7）根據(jù)元素守恒可知，n(ZrO23．[2024·武漢調(diào)研]實現(xiàn)廢鎢鎳型加氫催化劑（主要成分為WO3、Ni、Al2O3，還含有Fe、已知：ⅰ.T<700℃，純堿不與Alⅱ.相關金屬離子[c0(金屬離子Ni2Al3Fe3開始沉淀時的pH6.93.41.5沉淀完全時的pH8.94.72.8回答下列問題:（1）?28（2）“氧化”的目的為______________________和將金屬單質(zhì)氧化至相應價態(tài)。（3）“鈉化焙燒”中生成Na2（4）“酸化沉鎢”后過濾，所得濾餅的主要成分為______________（填化學式）。（5）“調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應調(diào)節(jié)為__________________。（6）資料顯示，硫酸鎳結(jié)晶水合物的形態(tài)與溫度有如下表關系。溫度低于30.830.8～53.8～高于280晶體形態(tài)NiSO4NiSO4多種結(jié)晶水合物NiSO4“一系列操作”依次是______________________________________________、及時過濾、洗滌、干燥。（7）強堿溶液中NaClO氧化NiSO4，可沉淀出用作電池正極材料的NiO(OH)【答案】（1）四；Ⅷ（2）除去含S有機物（3）WO（4）H（5）4.7（6）蒸發(fā)濃縮、冷卻到30.8～（7）ClO【解析】1．由題給流程可知，廢催化劑在空氣中氧化，將含硫有機物轉(zhuǎn)化為氣體除去，并將金屬單質(zhì)氧化至相應價態(tài)；向氧化渣中加入碳酸鈉在600℃條件下鈉化焙燒，將氧化鎢轉(zhuǎn)化為鎢酸鈉，焙燒渣經(jīng)水浸、過濾得到浸渣1和濾液；向濾液中加入硫酸酸化沉鎢，將鎢酸鈉轉(zhuǎn)化為鎢酸沉淀，過濾得到鎢酸；鎢酸煅燒分解生成氧化鎢；向浸渣1中加入硫酸酸浸，將金屬氧化物轉(zhuǎn)化為可溶的硫酸鹽，二氧化硅與硫酸不反應，過濾得到含有二氧化硅的浸渣2和濾液；調(diào)節(jié)濾液pH的范圍為4.7≤pH<6.9，將溶液中的鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，過濾得到含有氫氧化鐵、氫氧化鋁的浸渣3和硫酸鎳溶液；硫酸鎳溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻到30.8～53.8℃結(jié)晶、（1）鎳元素的原子序數(shù)為28，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。（2）由分析可知，“氧化”的目的是將含硫有機物轉(zhuǎn)化為氣體除去，并將金屬單質(zhì)氧化至相應價態(tài)。（3）“鈉化焙燒”中氧化鎢與碳酸鈉高溫下反應生成鎢酸鈉和二氧化碳，反應的化學方程式為WO3（4）由分析可知，“酸化沉鎢”后過濾，所得濾餅的主要成分為鎢酸。（5）調(diào)節(jié)濾液pH的范圍為4.7≤pH<6.9，將溶液中的鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、（6）由題給信息可知，“一系列操作”為硫酸鎳溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻到30.8～53.8℃結(jié)晶、及時過濾、洗滌（7）由題意可知，堿性條件下溶液中的鎳離子與次氯酸根離子反應生成NiO(OH)、氯離子和水，反應的離子方程式為ClO?4．[2024·鞍山二模]從含鈷余液（含Co2+、Ca2+、回答下列問題：（1）在去除鈣、鎂時，選擇適當加熱條件的理由是__________________________________________________；該步驟中pH是影響除鈣、鎂效果的重要因素，下圖是不同pH條件下硫化鈷含量和鈷收率圖，根據(jù)圖中信息選擇最適宜的pH為____。（2）酸解時，硫元素轉(zhuǎn)化為最高價含氧酸根，請寫出CoS酸解反應的離子方程式：______________________________________________。（3）已知P507萃取劑(HA)2和Co2+發(fā)生反應Co2（4）反萃取時加入的試劑a應為______（填字母）。A.NaHCO3 B.HCl C.NaOH D.（5）沉鈷的離子方程式為______________________________________。（6）系列操作中如何檢驗CoC2（7）空氣中煅燒CoC2O4生成鈷的某種氧化物和CO2，測得充分煅燒后剩余固體質(zhì)量為【答案】（1）增大沉鈷的速率，讓CoS形成沉淀更徹底；0.5（2）CoS+（3）pH增大，c(OH?)增大，消耗（4）B（5）Co（6）取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察是否出現(xiàn)白色沉淀（7）Co【解析】（1）在去除鈣、鎂時，選擇適當加熱條件的理由是增大沉鈷的速率，讓CoS形成沉淀更徹底；觀察題圖可知，最適宜的pH為0.5，此時硫化鈷含量最大且鈷收率達到98%（2）CoS酸解時，硫元素轉(zhuǎn)化為最高價含氧酸根，即CoS與H2O2反應生成CoSO4和H（3）萃取時適當增大溶液的pH，c(OH?)增大，可以消耗H+，使萃取反應的平衡正向移動，（4）反萃取是讓萃取反應的平衡逆向移動，同時考慮不可引入新的雜質(zhì)，所以試劑a選擇HCl。（5）沉鈷的離子方程式為Co2（6）檢驗CoC2O4是否洗滌干凈就是檢驗是否有Cl?殘留，方法為取少量最后一次洗滌液于試管中，（7）n(CO2)=13.44L22.4L/mol=0.6mol，根據(jù)元素守恒可知5．[2024·遼寧二模]鉈(Tl)廣泛應用于電子、軍工、航天等領域。一種從鉛精礦焙燒產(chǎn)生的富鉈灰（主要成分為PbO、ZnO、FeO、Fe2O3已知：①Tl+易被氧化為②在氯化物硫酸水溶液中，Tl元素以TlCl4③萃取過程的反應原理為H+④常溫下Ksp[Fe(OH)3]=請回答下列問題：（1）鉈(81Tl)與鋁同主族，基態(tài)（2）“浸?、瘛敝蠺l2（3）濾渣的主要成分為____________。（4）常溫下，向“萃取分液”后的水相中加入NaOH溶液，調(diào)pH回收鐵。已知水相中c(Zn2+)=（5）請從化學平衡的角度解釋“反萃取”過程中加入CH3（6）“還原氯化沉淀”中發(fā)生反應的離子方程式為__________________________________________________________________。（7）鉈鎘合金是原子能工業(yè)重要材料，一種立方晶胞結(jié)構如右圖所示，已知該鉈鎘合金的密度為ρg?cm?3，設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則鉈原子和鎘原子之間的最短距離d=____________________________【答案】（1）（2）5（3）PbSO（4）2.8（5）CH3COO?消耗H+，使萃取過程的平衡逆向移動，（6）TlCl（7）2【解析】3．富鉈灰中加入高錳酸鉀和硫酸混合溶液、氯化鈉溶液浸取時，氧化鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛、氧化鋅轉(zhuǎn)化為硫酸鋅、氧化鐵和氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵、氧化鉈轉(zhuǎn)化為TlCl4?，過濾得到含有硫酸鉛的濾渣和浸取液；向浸取液中加入萃取劑萃取，分液得到水相和含有[CH3CONR2H]TlCl4的有機相；向有機相加入醋酸銨溶液反萃取，分液得到含有TlCl4?的溶液；向溶液中加入亞硫酸鈉溶液，將TlCl4?轉(zhuǎn)化為TlCl沉淀，過濾得到TlCl；向TlCl中加入硫酸，經(jīng)焙燒（1）鉈(81Tl)與鋁同主族，Tl位于第六周期第ⅢA族，基態(tài)Tl原子的價層電子軌道表示式為（2）由題干流程圖及已知信息①可知，“浸?、瘛敝蠺l2O轉(zhuǎn)化為Tl3+（3）由分析可知，濾渣的主要成分為PbSO4（4）常溫下，向“萃取分液”后的水相中加入NaOH溶液，調(diào)pH回收鐵，即Fe3+完全沉淀，c3(OH?)×10?5≥Ksp[Fe(OH)3]，c(OH?)≥32.7（5）由萃取過程的反應原理可知，加入醋酸銨溶液“反萃取”時，醋酸根離子與氫離子反應生成醋酸，溶液中氫離子濃度減小，使萃取過程的平衡逆向移動，Tl元素以TlCl4?（6）“還原氯化沉淀”中TlCl4?與亞硫酸根離子反應生成TlCl沉淀、硫酸根離子、氯離子和氫離子，反應的離子方程式為（7）由晶胞結(jié)構圖可知，一個晶胞中含有Tl的個數(shù)為6×12=3，含Cd的個數(shù)為8×18=1，已知該鉈鎘合金的密度為ρg?cm?3，設6．[2024·河北二模]濕法煉鋅的主要工序有焙燒、浸出、凈化和電積，浸出后獲得大量含Zn、Co、Ni、Fe、Mn、Cd等金屬的鈷鎳渣，為有效回收鈷鎳渣中的有價金屬，設計的工藝流程如下：（1）加熱能增大“酸浸”速率，除此外還可采取的措施有______________________________________________________________（填1條即可）。“酸溶”時卻不宜采用加熱的方法來增大反應速率，原因