工艺流程高考题
1. 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
（注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为 。 （2）固体混合物B的组成为 ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为 。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式： CuO + Al2O3 CuAlO2 + ↑（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2，至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液 L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。
2.石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：
（注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃）
（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_________________。
（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为_______________，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为______________。 （3）步骤①为：搅拌、________、所得溶液IV中的阴离子有_______________。
（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为___________________，100kg初级石墨最多可获得V的质量为___________kg。
（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。
3、（2014广州调研）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：
(NH4)2S H2SO4 MnO2 氨水
Mn 滤液 除杂 碳酸锰矿粉 电解 滤液 溶浸 除杂 电解废水 滤渣1 滤渣2 Ⅲ Ⅳ ⅠⅡ
℃
1
已知25℃，部分物质的溶度积常数如下： Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 MnS CoS NiS 物质 Ksp 2.1×10-13 3.0×10-16 5.0×10-16 1.0×10-11 5.0×10-22 1.0×10-22 （1）步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 。 （2）步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+，反应的离子方程式是 ，加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0，以除去Fe3+。 （3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是 。 （4）步骤Ⅳ中，在 （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为 。
（5）电解后的废水中还含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。进行二级沉降的目的是 。
4．（2014广州一模）某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：
（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为
__________________________________、______________________________________ （2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。（写出两个） （3）物质X的化学式为___________。
“碱溶”时反应的离子方程式为____________________________________。
（4）已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al(OH) 3，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作过程是_________________________________________________________。 （5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_______________________________________________________________。
5．（2014广州二模）碲（Te）为ⅥA族元素，是当今高新技术新材料的主要成分之一。工业上可从电解精炼铜的阳极泥中提取碲。
（1）粗铜中含有Cu和少量Zn、Ag、Au、TeO2及其他化合物，电解精炼后，阳极泥中主要含有TeO2、少量金属单质及其他化合物。电解精炼粗铜时，阳极电极反应式为____________。
（2）TeO2是两性氧化物，微溶于水，可溶于强酸或强碱。从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下：
2
①“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为_______________________________________。 ②“沉碲”时控制溶液的pH为4.5-5.0，生成TeO2沉淀。如果H2SO4过量，溶液酸度过大，将导致碲的沉淀不完全，原因是____________________________________；防止局部酸度过大的操作方法是_______________________________________________________________。 ③“酸溶”后，将SO2通入TeCl4溶液中进行“还原”得到碲，该反应的化学方程式是 ______________________________________________________。
6．（2014深圳一模）从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：
水 铬渣 浸取 稀NaOH 调pH约3.6并微热 滤渣A 过滤 滤液 操作B 产品
母液 酸化、还原 酸C+Na2SO3溶液
调pH为5 NaOH溶液
过滤 滤渣D
……
已知：①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+；②Fe3+、Cr3+完全沉淀（c ≤1.0×10-5 mol·L-1）时pH分别为3.6和5。
（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以 ，滤渣A为 （填化学式）。
（2）根据溶解度（S）∽温度（T）曲线，操作B的最佳方法为 （填字母序号）
A．蒸发浓缩，趁热过滤 B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤
－
（3）酸化后Cr2O72可被SO32-还原成Cr3+，离子方程式
为： ；酸C为 ，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]＝ 。
－－（4）根据2CrO42＋2H+ Cr2O72＋H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解电源 Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的 极，其电极反应式为 。 NaOH 浓溶液 7．（2014深圳二模）粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au（金）和PbSO4等杂质，湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如下：
3
空气 阳极泥 焙烧 焙烧后 阳极泥 硫酸 过滤 酸浸渣 操作Ⅱ 碳酸钠 溶夜 碱浸渣 过滤 脱铅渣 溶金 含AuCl4溶液 - Na2Cr2O7 溶液 Na2CrO4 溶液
硫酸铜 操作Ⅰ 溶液 硫酸铜晶体 滤液1 NaOH 稀溶液 Na+交换膜 滤液2 硝酸铅 硫酸 溶液 过滤 硫酸铅 废渣 SO2 Au 硝酸
（1）用CuSO4做电解液电解含铜、金、铅的粗铜，阳极的电极反应式有： ．．
和Cu-2e-= Cu2+。
（2）焙烧阳极泥时，为了提高焙烧效率，采取的合理措施
是 ，焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外，还有 （填化学式）。
（3）操作I的主要步骤为 ，操作Ⅱ的名称是 （4）写出用SO2还原AuCl4-的离子方程式 （5）为了减少废液排放、充分利用有用资源，工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循
环操作，请指出流程图中另一处类似的做法
10-13，Ksp(PbSO4)= 1.82×10-8，用离子方程式（6）已知298K时，Ksp(PbCO3)=1.46×
表示加入碳酸钠溶液的作用
8．（2014湛江一模）铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，下图所示是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的工艺流程。 醋酸 KCl H2O 醋酸 O2 pH＜5 pH=7~8 废操碳酸钠 操操焙浸中酸液作 作 作 处铬铁矿 烧出和化I II III 理 CO2
已知1：物质的溶解度（g/100g水） 已知2：
0℃ 40℃ 80℃ ①焙烧时有Na2CrO4、 Fe2O3 、NaAlO2 等生成。 物质 KCl 28.0 40.1 51.3 ②Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+ ； NaCl 35.7 36.4 38.0 Cr2O72-具有很强的氧化性 K2Cr2O7 4.7 26.3 73.0 Na2Cr2O7 163.0 215.0 376.0 回答问题：
（1）“浸出”步骤中，为了提高浸出率，可采取的措施有 （要求写一条）。 （2）固体b中主要含有 （填写化学式）。 （3）要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用 （填写仪器或用品名称）。 （4）酸化步骤用醋酸调节溶液的pH﹤5，其目的是 ； 不用盐酸调节溶液pH的原因是 。 （5）操作III发生反应的化学方程式是 ， 要得到K2Cr2O7 晶体的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、 、 和干燥。
9．（2014湛江二模）工业上可用软锰矿（主要成分是MnO2）和黄铁矿（主要成分是FeS2）为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：
4
固体a 固体b K2Cr2O7晶体
回答下列问题：
（1）为了提高溶浸工序中原料的浸出率，可以采取的措施有（写一条） 。 （2）除铁工序中，在加入石灰调节溶液的pH前，加入适量的软锰矿，其作用是
（3）净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol?L-1， 滤液中残留的c(Ca2+)= 〔已知：Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕，
（4）沉锰工序中，298K、c(Mn2+)为1.05 mol?L-1时，实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是
（5）沉锰工序中有CO2生成，则生成MnCO3的离子方程式是___________ 。 （6）从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是 。 副产品A的化学式是 。
10．（10分）氯化铁是常见的水处理剂，工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下：
（1）试写出吸收塔中吸收剂Q(FeCl2)反应的离子方程式： 。 （2）六水合氯化铁在水中的溶解度如下： 温度/℃ 溶解度(g/100gH2O) 0 74.4 10 81.9 20 91.8 30 106.8 50 315.1 80 525.8 100 535.7 从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是：加入少量盐酸、 、 、过滤、洗涤、干燥。
（3）常温下，若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀，pH＝4时，溶液中c(Fe3+)＝
－－
mol·L1。（常温下Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×1039）。
5
高考--工艺流程题（含答案）
