【升级版】微专题26化学工艺流程题-----核心反应与条件控制（原卷版）(全国版).docx

1、微专题26 化学工艺流程题-核心反应与条件控制1（2023全国统考高考真题）是一种压电材料。以为原料，采用下列路线可制备粉状。核心反应与条件控制回答下列问题：(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 。(2)“焙烧”后固体产物有、易溶于水的和微溶于水的。“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 。一、化工流程答题基本思路二、一个完整的无机化工生产流程一般具有下列过程：原料对原料的预处理核心化

2、学反应产品的提纯和分离 目标产物三、核心反应与条件控制：1溶液的PH：提供酸碱性环境反应、抑制或促进离子水解等产生沉淀便于分离等。调节PH的方法：调节pH所需的物质一般应满足两点：一是能与H反应，使溶液pH增大；二是不引入新杂质。（一般酸、碱、氧化物、水解的盐等）如：要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。调节溶液的酸碱性，使某些金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)。加入酸或调节溶液至酸性还可除去氧化物(膜)。加入碱或调节溶液至碱性还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。特定的氧化还原

3、反应需要的酸性条件(或碱性条件)。2温度：(1)升温-加快反应（溶解）速率；促进平衡向吸热方向移动；去除热稳定性差的物质或易升华的物质。(2)降温-防止物质分解，挥发；使平衡向放热方向移动；使高沸点的物质液化，使其与其他物质分离；降低溶解度，减少损失。(3)控温-水浴、沙浴、油浴-受热均匀，便于控制温度。温度太高-速率太快；物质可能分解、挥发、水解；催化剂可能中毒；发生副反应等。温度太低-速率可能太慢;催化剂活性不高;物质转化率、产率不高等。主要从物质性质(热稳定性、水解、氧化性或还原性、溶解度、熔沸点、挥发性、胶体聚沉等)和反应原理(反应速率、平衡移动、催化剂活性、副反应)两个角度思考。3控

4、制压强：改变速率，影响平衡。4使用合适的催化剂：加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。5趁热过滤：防止某物质降温时析出。6洗涤：常见的洗涤方式有“水洗”和“乙醇洗”。“水洗”的目的是除去沉淀或晶体表面残留的杂质，当沉淀物的溶解度随温度升高而增大时一般可用冰水洗；“乙醇洗”既可以除去沉淀或晶体表面残留的杂质，又可以降低晶体的溶解度，减少损失，还可以利用乙醇易挥发的性质，加快除去沉淀或晶体表面的水分。7氧化：氧化剂的选择要依据试题设置的情境，常见的氧化剂有氯气、过氧化氢、氧气和次氯酸钠等，为了避免引入新的杂质，通常选择的氧化剂有过氧化氢和氧气。1（2023全国统考高考真题）铬和钒具有广泛用途。铬

5、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：核心反应与条件控制已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO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pH9以达到最好的除杂效果，若pH9时，会导致 。(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得

6、到V2O5沉淀，V2O5在pH1时，溶解为VO或VO3+在碱性条件下，溶解为VO或VO，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 。2（2023辽宁统考高考真题）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。核心反应与条件控制已知：物质回答下列问题：(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，中过氧键的数目为 。(3)“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为 (的电

7、离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、 (填化学式)。(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，()氧化率与时间的关系如下。体积分数为 时，()氧化速率最大；继续增大体积分数时，()氧化速率减小的原因是 。(5)“沉钴镍”中得到的()在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为 。(6)“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于 (精确至0.1)。3（2021福建高考真题）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含，还有、的化合物及等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。核心反应与条件控制回答下列问题：(1)“焙烧”产生的气体用_吸收后可制取氮肥。(2)“浸出”时，转化为。

8、提高单位时间内钼浸出率的措施有_(任写两种)。温度对内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致_。(3)“净化”时，浸出液中残留的、转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中和pH的关系为：。为了使溶液中的杂质离子浓度小于，应控制溶液的pH不小于_。(已知：；和的分别为35.2和17.2)(4)“净化”后，溶液中若有低价钼(以表示)，可加入适量将其氧化为，反应的离子方程式为_。(5)“沉淀”时，加入的目的是_。(6)高温下用还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为_。【已知：(NH4)2Mo4O13受热分解生成】核心反应与条

9、件控制1（2023山东统考高考真题）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 。(2)滤渣的主要成分是 (填化学式)；精制后溶液中的浓度为，则常温下精制过程中浓度应控制在 以下。若脱硼后直接进行精制，除无法回收外，还将增加 的用量(填化学式)。(3)精制的目的是 ；进行操作时应选择的试剂是 ，若不进行该操作而直接浓缩

10、，将导致 。2（2023海南海口海南华侨中学校考二模）穿甲弹的弹芯用钨合金制造。工业上以黑钨矿(主要成分是FeWO4、MnWO4，含少量的Fe2O3、SiO2)为原料冶炼钨的流程如图所示。核心反应与条件控制已知：钨酸H2WO4难溶于水。回答下列问题：(1)浸取在加热、通空气条件下进行，FeWO4转化为Na2WO4的化学方程式为 。(2)“滤渣1”的成分为 。除硅时，加入稀盐酸调节pH时，如果pH太低，钨的产率会降低，其原因是 。(3)“系列操作X”的目的是去除部分氨，使(NH4)2WO4转化为仲钨酸铵析出并分离，则该系列操作是 。(4)已知：含大量钨酸钙固体的溶液中存在。时，当温度升高至时，则

11、 (填“”“”或“”)0。3（2023陕西商洛统考三模）固体电解质LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3，SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。核心反应与条件控制请回答下列问题：(1)LATP中钛的化合价为 价。(2)“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即可)。(3)“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。(4)“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是 。(5)“沉钛”时生成Ti3(PO4)4

12、的化学方程式为 。(6)本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是 。(7)常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4+)1.010-5molL-1时可认为Ti4+沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中c()最低为 molL-1。4（2023山东潍坊统考三模）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。核心反应与条件控制已知：I“焙烧”过程中，反应转化为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

13、系如图所示。(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”后的母液的主要成分为 。(5)加入“析铬”时，被还原的离子方程式为 。5（2023湖南邵阳统考三模）金属钒主要用于冶炼特种钢，被誉为“合金的维生素”。人们在化工实践中，以富钒炉渣(其中的钒以FeOV2O3、V2O5等形式存在，还有少量的SiO2、Al2O3等)为原料提取金属钒的工艺流程如图所示：核心反应与条件控制提示：钒有多种价态

14、，其中+5价最稳定；V2O5在碱性条件下可转化为VO。(1)可加快“高温氧化”速率的措施有 (填一条)。(2)“气体X”和“气体Y”的化学式分别为 、 。(3)“沉硅、沉铝”中得到含铝沉淀的离子方程式为 。(4)写出“高温氧化”过程中发生反应的化学方程式 。(5)写出“热解”时的化学方程式 。(6)在“高温还原”反应中，氧化钙最终转化为 (写化学式)。(7)已知：25时，NH3H2O的电离平衡常数Kb=1.810-5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.310-7，Ka2=5.610-11，判断NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。1（2023浙江统考高考真题）某研究小组用铝

15、土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝()按如下流程开展实验。核心反应与条件控制已知：铝土矿主要成分为，含少量和。用溶液溶解铝土矿过程中转变为难溶性的铝硅酸盐。的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度当盐基度为0.600.85时，絮凝效果较好。请回答：(1)步骤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，滤液浓度较大时通入过量有利于减少沉淀中的杂质C步骤，为减少吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌D步骤中控制和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

16、 。(4)测定产品的盐基度。的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取溶液于锥形瓶中，调，滴加指示剂溶液。在不断摇动下，用标准溶液滴定至浅红色(有沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗标准溶液。另测得上述样品溶液中。产品的盐基度为 。测定过程中溶液过低或过高均会影响测定结果，原因是 。核心反应与条件控制2（2023湖北统考高考真题）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、Co等金属，工艺路线如下：回答下列问题：(1)Co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

17、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)。aSi-Cl键极性更大bSi的原子半径更大cSi-Cl键键能更大dSi有更多的价层轨道3（2023江苏南通海门中学校考模拟预测）从分金渣(主要成分为AgCl、)中获取高纯银的流程如图所示：核心反应与条件控制已知：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，

18、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)：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。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。重复的操作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) 。4（2023江西校联考二模）钯(Pd)是一种贵

19、金属，活性炭载钯催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业，但使用过程中因生成难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、及少量Fe、Cu等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图：核心反应与条件控制已知：I阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为、(表示树脂的有机成分)。“沉钯”时得到氯钯酸铵固体，不溶于冷水，可溶于稀盐酸。请回答下列问题：(1)进行“焙烧”的目的是 。(2)“浸取”时，加入有利于Pd的溶解，生成的四氯合钯()酸()为二元强酸。加入浓盐酸和后主要反应的离子方程式： 。(3)“离子交换除杂”应使用 (填“阳离子”或“阴离子”)树脂。(4)“还原”过程转化为，在反应器出口

20、处器壁内侧有白色晶体生成，该过程发生的化学方程式为 ，且该反应的副产物可循环利用至 环节(填环节名称)。(5)研究表明有些过渡金属型氢化物能高效的储存和输送氢能源，如LaH2.76、TiH1.73，已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64gcm-3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式 。在第二步还原过程中，也可用代替N2H4进行热还原，但消耗的H2质量比理论值略高，其原因是 。5（2023云南校联考二模）六水合氯化镍(NiCl26H2O)常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要含NiS、CuS、FeS)制备六水合氯化镍晶体，

21、设计流程如图所示：核心反应与条件控制已知： Ksp(NiS)= 1.0710-21， Ksp(CuS)= 1.2710-26。回答下列问题：(1)写出“酸溶”时，NiS发生反应的离子方程式： 。“酸溶”时，为减少生产过程对大气的污染，通常还需通入过量的 (填气体名称)。(2)试剂a应选用下列物质中的_(填标号)。ANaOHBNi(OH)2CNa2CO3DNi(NO3)2(3)“除铜”过程发生反应的离子方程式是 ，若要求溶液中Cu2+浓度小于110-5mol/L，则应控制溶液中Ni2+浓度 。(结果保留两位小数)(4)“沉镍”所得沉淀有多种组成，可表示为xNiCO3yNi( OH)2 zH2O，

22、若试剂b为纯净物，试剂b可以是 。 为测定沉淀的组成，进行下列实验：称取干燥沉淀样品3. 41g，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500C750C条件下加热，收集到的气体产物只有一种，750C以上残留固体为NiO)。通过计算确定该样品的化学式为 。(5)由xNiCO3yNi( OH)2 zH2O固体制备NiCl26H2O的实验方案是：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节溶液的pH值，蒸发浓缩， ，过滤， ，干燥(NiCl2溶解度曲线如图所示)。【答案】(1) 3NiS+8H+2=3Ni2+3S+2NO+4H2O 空气(2)B(3) NiS+ Cu2+= CuS + Ni2+ 大

23、于0.84mol/L(4) Na2CO3 (合理答案均可) NiCO32Ni(OH)22H2O(5) 冷却至0C左右结晶 用冰水洗涤核心反应与条件控制6（2023重庆沙坪坝重庆八中校考二模）氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。一种利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓、铁酸锌、)制备GaN的工艺流程如下：已知：常温下，。Ga与Al同主族，化学性质相似。、的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见下表。盐酸浓度/反萃取率/%286.99.4469.152.1617.571.3回答下列问题：(1)基态镓的电子排布式为 ，GaN晶胞结构与金刚石类似，其中N原子的轨道杂化类型为 。(2)提高“酸溶”时溶出率的方法有 (任写2种)。(3)酸浸时发生反应的化学方程式为 。(4)“酸浸”所得浸出液中、浓度分别为、。常温下，为尽可能多地提取并确保不混入，“调pH”时需用CaO调节pH的范围为 (假设调pH时溶液体积不变)；“酸溶”所得滤渣的主要成分是 (填化学式)。(5)“脱铁”和“反萃取”时，所用盐酸的浓度 ， (选填上表中盐酸的浓度)。(6)“沉镓”时，若加入NaOH的量过多，会导致的沉淀率降低，原因是 (用离子方程式表示)。