2023年高考化學工藝流程題復習

無機工藝流程題

考情分析

考（1）本專題為必考內(nèi)容，其中微專題1三年三考，微專題2三年三考，微專題3為冷

情考點，微專題4三年三考。

分（2）命題時常以陌生金屬（尤其是第四周期過渡金屬）及其化合物的制備流程為素材

析（背景）。

（3）主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學實驗基礎、陌生化學方程式的書寫、電化學知識、沉淀

溶解平衡、化學計算等。

（4）預測2023年該專題的考查形式和知識點大概率延續(xù)以往的特點，考查角度更體現(xiàn)

應用性和創(chuàng)新性。

新情境下陌生方程式的書寫

突破核心整合

不同類型反應方程式的書寫

（1）氧化還原反應方程式的書寫方法

’根據(jù)題目中的流程圖或題干信息，'

確定部分反應物和部分生成物

x.________________________________________________y

［判斷反應中變價元素的化合價并利用元素化合價的］

［升降判斷出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物）

_____________________________________________________________________

II'

按“氧化劑+還原劑一還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物”

I1

寫出方程式，并按化合價升降原則寫出參與氧化

還原反應的各物質(zhì)的化學計量數(shù)

\_________________________________________________________________________________________________________________/

［根據(jù)原子守恒，補充其他反應物和生成物，一般'

、為水.酸（H+）或堿（OH-）,

注意：氧化還原反應的離子方程式的配平需要用到的守恒關系為得失電子守恒、電荷守恒、

原子守恒。

（2）非氧化還原反應：結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和實際反應判斷產(chǎn)物。

高考經(jīng)典再研

典例［2022全國甲，26節(jié)選］硫酸鋅（ZnSOJ是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、

醫(yī)學上有諸多應用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備，菱鋅礦的主要成分為Z11CO3,雜質(zhì)為Si。？以及

Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：

菱鋅礦H2SO4XKMnO4Zn粉

焙

浸

燒

取

濾渣①濾渣②濾渣③

HF

濾液④脫鈣鎂一濾液③

ZnSO-7HO

42過濾

濾渣④

本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)如下表:

離子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+

4.0x10-386.7xICT"2.2xIO-208.0XIO-161.8XIO-11

回答下列問題:

(1)菱鋅礦焙燒牛成氧化鋅的化學方程式為ZnCO?=ZnO+CO?T。

［解析］根據(jù)產(chǎn)物有氧化鋅，參照碳酸鈣的高溫分解可寫出化學方程式。

(2)為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有—、―。

［答案］升高溫度、不斷攪拌、充分粉碎、適當提高硫酸濃度等(任選兩個，答案合理即可)

［解析］為了提高浸取效果，可以從濃度、溫度、接觸面積等角度考慮。

(4)向80?90℃的濾液①中分批加入適量KMnCU溶液充分反應后過濾，濾渣②中有

MnO2,該步反應的離子方程式為MnO7+3Fe?++7H?O=MnO?J+3Fe(0H)?F+5H+。

［解析］根據(jù)題意可知，反應中MnO1轉(zhuǎn)化為Mn()2,說明另一反應物具有還原性，只能是

Fe2+；pH=5時，產(chǎn)物為Fe(0H)3。

情境素材菱鋅礦制備硫酸鋅流程

考查角度物質(zhì)推斷、分離與提純、離子方程式的書寫

素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知

變式.鈦酸鋰電池是一種較安全的鋰離子電池，利用鈦酸鋰(52U。3)廢料(含有少量碳、銀

和鐵元素)，回收其中的有價金屬鋰和鈦并制備高附加值的碳酸鋰和二氧化鈦產(chǎn)品。工藝流

程如圖所示：

浸出渣一|固相燒結(jié)—TiO,

L酸

鈦酸鋰

浸稀硫酸

廢料丁

浸出液卜Li2c03

濾渣尾液

(1)Li2TiO3中Ti的化合價為土4。

(2)酸浸時生成鈦酸(艱027電0),提高酸浸速率的措施有：適當提高酸的濃度、升高溫

度(寫出一條即可)。(寫■-條即可)

[解析]酸浸時生成鈦酸(TiO2TH2。)，提高酸浸速率的措施，可以從濃度、溫度以及接觸面

積等方面考慮，因此提高酸浸速率的措施為適當提高酸的濃度、升高溫度等。

(3)浸出渣中含有鈦酸和少量C。

[解析]廢料中含有少量C,C不和稀硫酸反應，因此浸出渣中含有鈦酸和少量C。

1615

(4)已知：Ksp[Fe(OH)2]=10-,/Csp[Ni(OH)2]=10-。常溫時通過調(diào)節(jié)溶液pH大于

9,達到除雜目的。若要將銀、鐵從浸出液中分步除去，達到分離銀和鐵的目的，方案為先

用氧化劑(如H'O?)把Fe2+氧化為Fe3+,再將pH調(diào)節(jié)至4?5,過濾,然后繼續(xù)調(diào)pH,

過濾得到Ni(OH)2。

[解析]根據(jù)Ksp[Fe(OH)2]<Ksp[Ni(OH)2]，可知調(diào)pH時Fe?+先沉淀，Ni2+后沉淀，當Ni?+完

全沉淀時[即c(Ni2+)=1xlOTmol.],c(OH-)=-L-1=10-5mol-L-1,則

應調(diào)節(jié)溶液的pH大于9oFe(OH)2與Ni(OH)2的溶度積常數(shù)相差不大，若將銀、鐵從浸出液

中分步除去，以達到分離銀和鐵的目的，先用氧化劑(如%。2)把Fe2+氧化為Fe3+,然后

將pH調(diào)節(jié)為4?5,過濾，可除去浸出液中的鐵。

(5)用碳酸鈉“沉鋰”的離子方程式為2Li++COg=Li2c0?J:碳酸鈉的添加量(理論

用量的倍數(shù))對Li2c。3的回收率及純度影響如圖所示。代表Li2c。3純度的曲線為a(填

“a"或"b")o

90100

線

史

甜8599

胡

娶80

斌

回7598W

睡70

繇

翻0.

97強

番

9596

1.001.051.101.151.201.25

碳酸鈉理論用量的倍數(shù)

［解析］用碳酸鈉“沉鋰”的離子方程式為2Li++CO?"=Li2cO31；當碳酸鈉的濃度增大,

碳酸根離子濃度增大，Li2c。3的回收率增大，但鈉離子形成的鹽被包裹進碳酸鋰沉淀中會

降低碳酸鋰的純度，因此代表Li2c。3純度的曲線為a。

（6）工業(yè)上向尾液中加入Na3PO4的目的是AB（填字母）。

A.進一步回收金屬鋰B.得到產(chǎn)品Li3P。4

C.除雜D.污水處理

［解析］工業(yè)上向“尾液”中加入Na3P。4的目的是進一步回收金屬鋰、得到Li3Po4。

模擬對點演習

1.［2022江西九江二模節(jié)選］以碳酸銃銅礦（主要成分為MnC（）3、CuCO3,還含有Fe2（）3、

FeO等雜質(zhì)）為原料制備硫酸鎰的一種工藝流程如下：

NH4HCO3和

氨水的混合物H2SO4

碳

H2sO,MnO2MnCO,NH3沉鎰溶解

酸I匕

鎰酸氧沉加熱趕氨||系列操作

銅浸化鐵一s

礦「CU(0H)2MnSO-HO

Fe(OH).42

匕

氧

時，反應的離子方程式為MnO?+2Fe2++4H+—一2Fe3++MM++2H?0。

可用一種試劑檢驗氧化后的溶液中是否含有Fe2+,該試劑為K31Fe（CN）6］（或KMnO”）溶

液（寫化學式）。

2++3+2+

［解析］“氧化”時，反應的離子方程式為MnOz+2Fe+4H=2Fe+Mn+2H2O。

Fe2+和鐵氟化鉀反應會生成藍色沉淀，可以用K31Fe（CN）6］溶液來檢驗；Fe?+有還原性，可

以使酸性高錦酸鉀溶液褪色，也可以用酸性高鎰酸鉀溶液來檢驗。

(2)加入MnC03調(diào)節(jié)pH=3.3時可以將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(0H)3而除去，該反應的離子方程

式為3MnC0?+2Fe3++3H20=2Fe(OH)3+3MM++3c0?T□

3+2+

［解析］該反應的離子方程式為3MnC()3+2Fe+3H2O=2Fe(OH)3+3Mn+3CO2T。

2.［2022河北秦皇島二模節(jié)選］以鋅灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3>SiO2)和

Fe2(S04)3為原料制備的ZnFe2()4脫硫劑，可用于脫除煤氣中的hS。脫硫劑的制備、硫

化、再生過程可用下圖表示：

Fe^SO^NaHCO3

(1)“除雜”包括加足量鋅粉、過濾、加小。2氧化等步驟。除Pb2+和CM+外，與鋅粉反

應的離子還有Fe3+、H+。

［解析］“除雜”加足量鋅粉，硫酸銅、硫酸鐵、硫酸都能與鋅反應，除Pb2+和CM+外，與

鋅粉反應的離子還有Fe3+、H+。

(2)400。(：時，將一定比例出、CO、CO2和H2s的混合氣體以一定流速通過裝有ZnFe2()4

脫硫劑的硫化反應器。

①硫化過程中，ZnFe2()4與％、H2s反應生成ZnS和FeS,其化學方程式為ZnFe2。/+

4000c

3H2s+H?=ZnS+2FeS+4H?00

［解析］硫化過程中，ZnFe2()4與電、H2s反應生成ZnS和FeS,其化學方程式為ZnFe2()4+

400℃

3H2s+%=ZnS+2FeS4-4H2O。

②硫化一段時間后，出口處檢測到COS。研究表明ZnS參與了H2s與CO2生成COS的反應，

反應前后ZnS的質(zhì)量不變，該反應過程可用化學方程式表示為ZnS+CO2=ZnO+COS；

ZnO+H?S=ZnS+H?。?

［解析］硫化一段時間后，出口處檢測到COS0研究表明ZnS參與了H2s與CO2生成COS的反

應，反應前后ZnS的質(zhì)量不變，ZnS為催化劑，該反應過程用化學方程式表示為ZnS+

CC)2=ZnO+COS；ZnO+H2S=ZnS4-H20□

微專題2第四周期過渡元素及其化合物

突破核心整合

Sc?銃

1.金屬Sc非?；顫姡覝叵乱着c氧氣、鹵素單質(zhì)、二氧化碳及水作用，在加熱條件下與氮、

磷、碑等作用，Sc與所有的無機酸都起反應,在濃堿中緩慢溶解。

2.銃的化學性質(zhì)與鋁相似，在水溶液中以Sc(III)存在;SC2O3是弱堿性氧化物，水合物為

Sc2O3?nH2OO

Sc2O34-6HNO3=2SC(NO3)3+3H2O

3+

2SC+60H~=Sc2O3?3H2O

2SC(OH)3=SC2O3+3H2O

3

SC(OH)3+30H-=[SC(OH)6]-

3+

2Sc+3H2C2O4=SC2(C2O4)3J+6H+

△

2SC2(C2O4)3+3O2=2SC2O3+12CO2

Ti——鈦

1.單質(zhì):鈦的表面存在致密的氧化膜。常溫下鈦不與水、空氣、稀酸反應。鈦能溶解于熱濃鹽

酸或熱濃硫酸，可溶于氫氟酸。

2Ti+6HC1(濃)=2TiCl3+3H2T

2Ti+3H2so式濃)&Ti2(SC)4)3+3H2T

2.TiO2:白色粉末，不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于氫氟酸、熱濃硫酸，也可用作催化

劑，具有兩性(以堿性為主)。

Ti02+2H2so式濃)=Ti(S04)2+2H2O

Ti02+H2so式濃)=Ti0S04+H20

Ti02+BaCO3=BaTiO3(偏鈦酸釧)+C02T

3.TiC14：常溫下為無色液體，在水中或潮濕空氣中都易水解，遇空氣產(chǎn)生白煙，可用作煙幕

彈。

TiCI4+3H2O=H2TiO3I+4HC1

V------帆

1.存在形式

水溶液中不存在V5+,+5價機主要以軌氧基離子(VO]、V03+)或含氧酸根離子(V0]、

V0廣)等形式存在。+4價機在水溶液中以V02+存在。

2.常見物質(zhì)

(1)單質(zhì)

鈕在常溫下不與空氣、水、非氧化性酸和堿等反應。V可溶于氧化性酸、王水和氫氟酸，高

溫下可與熔融態(tài)的堿反應。

2V+6HF=2VF3+3H2T

V+6HNC)3=V0(N()3)2+3H2O+4N02T

(2)V2O5——兩性氧化物

V2O5-%H20+6NaOH=2Na3V044-(3+x)H2O

V20s+H2SO4=(VO2)2SO4+H20

(3)專凡鹽

△

2NH4VO3=V2O5+2NH3T+H20

2++2+3+

VO1+Fe+2H=VO+Fe+H20

+2+

2Voi+H2c2O4+2H=2VO+2CO2T+2H2O

Cr——銘

1.存在形式

Cr(II):Cr2+

Cr(III):Cr3+(酸性介質(zhì))

CrOj、Cr(OH)；(堿性介質(zhì))

Cr(VI):Cr20^-(酸性介質(zhì))

CrO廣(堿性介質(zhì))

2.常見物質(zhì)

(1)Cr——最硬的金屬

化學性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下,放在空氣中或浸在水中不會生銹。

(2)Cr2O3——兩性氧化物

Cr2O3+3H2sC)4=Cr2(S04)3(綠色)+3H2O

Cr2O3+2NaOH+3H2。=2NaCr(0H)4(亮綠色)

(3)Cr(OH)3一一兩性氫氧化物

+3+

Cr(OH)3+3H=Cr+3H2O

-

Cr(OH)3+OH=CrOj+2H2O

(4)格鹽

H+

CrOj-o*Cr2°7-

(黃色)(橙紅色)

2++

Cr2O^-+2Ba+H20=2BaCrO41(黃色)+2H

+

Cr2O^+2Pb2++H2O=2PbCrO41(黃色)+2H

-++

Cr2O^+4Ag+H20=2Ag2CrO4I(紅棕色)+2H

Mn---鎰

1.單質(zhì)

△

Mn+2H2。=H2T+Mn(OH)2

Mn+2H+=Mi?++&T

熔融

2Mn+4K0H+3O2三2K2MnO4+2H2O

2.MnO2

不溶于水和硝酸，與純堿和氧化劑共熔，放出二氧化碳并生成鎰酸鹽。

3.Mn(OH)2

2+

Mn+20H-=Mn(OH)21(白色)

2Mn(OH)2+。2=2MnO(OH)21(棕褐色)

4.鎰鹽

2++

3Mn+2MnO；+2H2O=5MnO2X4-4H

2+

2Mn+5Pb。2+4H+=2MnO；+5Pb2++2H20

3MnO^~+2H2O=MnO2I+2MnO；+40H-

+

3MnOi-4-4H二MnO2I+2MnO；+2H2O

Fe——鐵

l.(NH4)2SO4-FeS04-6H2O——摩爾鹽

定量分析中常用作基準物質(zhì)來標定K2O2O7或KMnCU溶液的濃度。

2.高鐵酸鹽的制備

-

2Fe(OH)3+3CI0+40H~=2FeO勺+3CP+5H2O

FeO+3KNO+4K0H=2KFeO+3KNO+2HO

233共熔2422

3.配合物

3+4-+

Fe+[Fe(CN)6]+K=KFe[Fe(CN)6]i

+2+3

K+Fe+[Fe(CN)6]-=KFe[Fe(CN)6]I

Co、Ni——鉆、銀

1.概述

鐵、鉆、銀均屬于鐵系元素，性質(zhì)上有許多相似之處。

2.氧化性

酸性介質(zhì)中Co(III)、Ni(III)有強氧化性。

2CO(OH)34-6HC1=2COC12+Cl2T+6H2O

2Ni(OH)3+6HC1=2NiCl2+Cl2T4-6H2O

3.配合物

2+

[CO(NH3)6]有較強的還原性，易被氧化為[Co(NH3)613+。

2+3+

4[CO(NH3)6]+02+2H20=4[CO(NH3)6]+40T

Cu----銅

2+

Cu2O+2H+=Cu+Cu+H20

+

Cu2O+4NH34-H20=2[CU(NH3)2]4-20H-

2+

CU(OH)24-4NH3=[CU(NH3)4]+201

Zn——鋅

物質(zhì)部分性質(zhì)

單質(zhì)Zn熔點低，性質(zhì)較活潑。4Zn+2O2+CC)2+3H2O=ZnCO3-3Zn(OH)2,

Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2T

ZnO俗稱鋅白，作白色顏料。溶于氨水，更易溶于NH4cl和NH3T2O的混合溶液

Zn(OH)2溶于氨水，更易溶于NH4cl和NH3,H2。的混合溶液。Zn(OH)2+

2+

4NH3=[Zn(NH3)4]+20H-

ZnC12溶液顯酸性。其溶液直接蒸干得不到ZnCk。ZnCl2+H20=Zn(OH)Cl+

HC1T

ZnS難溶硫化物中唯一呈白色的，可用作白色顏料，它與BaSCU一起共沉淀(用

ZnS04和BaS反應)，形成ZnS、BaSO4混合晶體，稱為“鋅銀白”，俗稱立

德粉，是一種優(yōu)良的白色顏料

ZnCO3加熱分解(普通碳酸鹽沉淀的性質(zhì))

高考經(jīng)典再研

典例[2022湖南，17,14分]鈦(Ti)及其合金是理想的高強度、低密度結(jié)構(gòu)材料。以鈦渣

(主要成分為TiC)2,含少量V、Si和A】的氧化物雜質(zhì))為原料，制備金屬鈦的工藝流程如

下:

C.CLA1

鈦渣

含Si、A1雜質(zhì)

已知“降溫收塵”后，粗TiCLj中含有的幾種物質(zhì)的沸點:

物質(zhì)TiCl4VOC13SiCl4A1C13

沸點//p>

回答下列問題:

(1)已知AG=△”一TAS,AG的值只決定于反應體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略、AS隨溫

度的變化。若AG<0,則該反應可以自發(fā)進行。根據(jù)下圖判斷：600。(：時，下列反應不能

自發(fā)進行的是C。

300-1-------.-------.-------1------------------1------------------1-----------------

200--TTiO2(s)+2Cil2(g)=TiCl4(g)+62(gg))..

""■If......................

］00--------1-------1-------1-------1-------1-------

g-IIIII

劣IIIIIII二

3-300

<1-400

-500

50060070080090010001100

溫度/t

A.C(s)+O2(g)=CO2(g)

B.2C(s)+O2(g)=2CO(g)

C.TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)

D.TiO2(s)+C(s)+2cl式g)=TiCl4(g)+CO2(g)

［解析］若AG<0,則該反應可以自發(fā)進行，由題圖可知600久時，反應Ti()2(s)+

2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)的AG>0,不能自發(fā)進行；TiO2(s)+C(s)+

2Cl2(g)=TiCl4(g)+CO2(g)的AG等于反應C(s)+O2(g)=CO2(g)的AG1與反應Ti。?。)+

2c12(g)=TiCl式g)+5(g)的AG2相加，由題圖可知AG=AGi+AG2<0，可以自發(fā)進行。

(2)TiO2與C、Cl2在600久的沸騰爐中充分反應后，混合氣體中各組分的分壓如下表：

物質(zhì)TiCLjCOC02Cl2

分壓/MPa4.59x10~21.84x10-23.70xIO-25.98xIO-9

600℃

①該溫度下，Ti()2與C、Cl?反應的總化學方程式為5TiO?+6C+10C1?=2co+5TiClq+

4COi;

［解析］分壓之比等于物質(zhì)的量之比，TiC14、co2,co都是生成物，由表中數(shù)據(jù)可得三者分

壓之比約為5:4:2,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可寫出化學方程式為5TiO2+6C+

6000c

1OC12—2CO+5TiCl4+4CO2。

②隨著溫度升高，尾氣中CO的含量升高，原因是隨溫度升高，2c⑸+0JG=2C0(g)的

△G減小，C(s)+C)2(g)=CO2(g)的AG兒乎不變，更有利于2c(s)+O?(g)=2CO(g)反應

發(fā)生。

［解析］隨溫度升高，2C(s)+O2(g)=2CO(g)的AG減小，C(s)+O2(g)=CO2(g)的AG幾乎

不變，更有利于2c(s)+02(g)=2CO(g)反應發(fā)生。

(3)“除鋼”過程中的化學方程式為A1+3VOCb=AlCh+3VoeI2；“除硅、鋁”過程

中，分離TiCU中含Si、AI雜質(zhì)的方法是蒸你或精'溜(分飾)。

［解析］由已知信息可知除鋼時該工序含銳反應物為VOCI3，與A1發(fā)生氧化還原反應，根據(jù)得

失電子守恒、原子守恒可知反應為A1+3Voeb=AlC13+3VOC12;由已知可知硅、鋁以氯

化物形式存在，且其氯化物的沸點與TiCQ的沸點相差較大，可利用蒸偏或精憎(分儲)的

方式進行分離提純。

(4)“除機”和“除硅、鋁”的順序不能(填“能”或“不能”)交換，理由是若是工序

互換，將引入ACL，降低TiCL的純度。

［解析］若是工序互換，蒸儲時除去SiC14和AlCk，得到丁過丁和VOC%的混合物，在混合物中

加入A1除去了VOCb，引入了AlCk。

(5)下列金屬冶煉方法與本工藝流程中加入Mg冶煉Ti的方法相似的是AC。

A.高爐煉鐵B.電解熔融氯化鈉制鈉

C.鋁熱反應制鎰D.氧化汞分解制汞

［解析］Mg冶煉Ti屬于熱還原法，故符合題意的有ACo

情境素材鈦渣提純鈦的工藝流程

考查角度蓋斯定律、化學反應的方向、化學方程式的書寫、物質(zhì)的分離與提

純、金屬冶煉

素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知

變式.磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有Ti。？、Si02,AI2O3、MgO、CaO以及少量的

Fe2O3o為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。

氨水

氫

)SO

(NH

4

42—

高力氧

鈦濾液步化

沉

爐淀物

焙燒

渣水浸水沉

-

丁-

I淀

浸母液①

尾氣渣

0

.H

TiO

2

2%

②

母液

熱水

溶渣

酸酸

表：

見下

的pH

完全

沉淀

淀和

始沉

子開

屬離

關金

，有

件下

藝條

該工

2+

2+

3+

3+