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2023高三二轮复习化学（老高考）题型突破一 无机化工流程课件PPT
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这是一份2023高三二轮复习化学（老高考）题型突破一 无机化工流程课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了1循环物质的确定，2副产品的判断，1书写思路，要点❺流程中的计算，答案A，答案D，答案C，回答下列问题，答案1C，答案5AC等内容，欢迎下载使用。
要点❶ 无机化工流程图
要点❷ 流程中物质成分的确定
①反应过程中哪些物质（离子）消失了？
②所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生反应。
要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：
（3）滤渣、滤液成分的确定
要点❸ 利用工艺流程中的实验操作分析解题方法
（1）流程中的“操作步骤”
（2）流程中的“操作目的”
要点❹ 流程中化学方程式的书写
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型：
①元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律。
②元素化合价有变化则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。
③根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在化学方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等。
④根据质量守恒配平反应化学方程式。
（2）流程中陌生的氧化还原反应的书写流程
①首先根据题给材料中的信息确定氧化剂（或还原剂）与还原产物（或氧化产物），结合已学知识根据加入的还原剂（或氧化剂）判断氧化产物（或还原产物）。
②根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
题组❶ 选择题中无机化工流程的考查
1.[2022·河北化学]LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下：
下列说法错误的是 （ ）
2.[2022·山东化学]高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿（含Zn、Fe元素的杂质）为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
下列说法错误的是 （ ）
解析：CuS精矿（含有杂质Zn、Fe元素）在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS转化为CuSO4、S，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成 Fe（OH）3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe（OH）3；滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以
3.[2022·湖南化学]铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图：
下列说法错误的是 （ ）
4.[2021·湖南化学]一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
题组❷ 无机化工流程综合题
5.[2022·河北化学]以焙烧黄铁矿FeS2（杂质为石英等）产生的红渣原料制备铵铁蓝Fe（NH4）Fe（CN）6颜料。工艺流程如下：
（1）红渣的主要成分为 （填化学式），滤渣①的主要成分为 （填化学式）。
答案：（1）Fe2O3、SiO2 SiO2
（2）黄铁矿研细的目的是 。
答案：（2）增大反应物的接触面积，加快反应速率
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。
（4）工序①的名称为 ，所得母液循环使用。
答案：（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
（5）沉铁工序产生的白色沉淀Fe（NH4）2Fe（CN）6中Fe的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
（6）若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，所加试剂为 和 （填化学式，不引入杂质）。
答案：（6）O2（合理即可） NH3·H2O（或NH3）
（1）FeS2在空气中焙烧生成Fe2O3和SO2，则红渣的主要成分为Fe2O3、SiO2；SiO2不溶于硫酸，故滤渣①为SiO2。
解析：本题考查制备铵铁蓝的工艺流程分析。
（2）将黄铁矿研细的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率。
（4）经过工序①后得到FeSO4晶体，故FeSO4溶液要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeSO4晶体。
（1）酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6，离子方程式为 。
回收利用洗涤液X的操作单元是 ；一定温度下，石膏存在形式与溶液中P2O5%和SO3%的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是 （填标号）。
答案：（3）CaSO4·0.5H2O 减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率 酸解 D
（3）根据图中的坐标信息，酸解后，在所得100 ℃、P2O5%为45的混合体系中，石膏存在形式为CaSO4·0.5H2O；CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的，因此，洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水的原因是减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率；洗涤液X中含有硫酸，其具有回收利用的价值，由于酸解时使用的也是硫酸，因此，回收利用洗涤液X的操作单元是酸解。由图乙信息可知，位于65 ℃线上方的晶体全部以CaSO4·0.5H2O形式存在，位于80 ℃线下方的晶体全部以CaSO4·2H2O形式存在，在两线之间的以两种晶体的混合物形式存在。A.P2O5%＝15、SO3%＝15，由图乙信息可知，该点坐标位于两个温度线之间，故不能实现晶体的完全转化，A不符合题意；B.P2O5%＝10、SO3%＝20，由图乙信息可知，该点坐标位于两个温度线之间，故不能实现晶体的完全转化，B不符合题意；C.P2O5%＝10、SO3%＝30，由图乙信息可知，该点坐标位于65 ℃线上方，晶体全部以CaSO4·0.5H2O形式存在，故不能实现晶体转化，C不符合题意；D.P2O5%＝10、SO3%＝10，由图乙信息可知，该点坐标位于80 ℃线下方，晶体全部以CaSO4·2H2O形式存在，故能实现晶体的完全转化，D符合题意。
7.[2022·湖南化学]钛（Ti）及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣（主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质）为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
（1）已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据如图判断：600 ℃时，下列反应不能自发进行的是 （填序号）。
（2）TiO2与C、Cl2在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为 。
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是 。
（3）“除钒”过程中的化学方程式为 ；
“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是 。
（4）“除钒”和“除硅、铝”的顺序 （填“能”或“不能”）交换，理由是 。
答案：（4）不能 引入含Al杂质
（5）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是 。
解析：钛渣中加入C、Cl2进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗TiCl4，加入单质Al除钒，再除硅、铝得到纯TiCl4，加入Mg还原得到Ti。
（4）若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，并且生成AlCl3，又引入含Al杂质，因此“除钒”和“除硅、铝”的顺序不能交换。
（5）本工艺中加入Mg冶炼Ti的方法为热还原法。A.高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁，属于热还原法，故A符合题意；B.电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B不符合题意；C.铝热反应制锰是利用Al作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C符合题意；D.Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D不符合题意。
8.[2022·辽宁化学]某工厂采用辉铋矿（主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质）与软锰矿（主要成分为MnO2）联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe＞（H）＞Bi＞Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
（1）为提高焙烧效率，可采取的措施为 。
b.鼓入适当过量的空气
（2）Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为 。
（3）“酸浸”中加入过量浓盐酸的作用为①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；② 。
答案：（3）抑制金属离子水解
（4）滤渣的主要成分为 （填化学式）。
（5）生成气体A的离子方程式为 。
（6）加入金属Bi的目的是 。
答案：（6）将Fe3＋转化为Fe2＋
解析：本题考查联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4的工艺流程分析。
（1）联合焙烧时，进一步粉碎矿石，可以增大矿石与空气的接触面积，能够提高焙烧效率，a符合题意；鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应，b符合题意；降低焙烧温度，反应速率减慢，不利于提高焙烧效率，c不符合题意。
（3）加入浓盐酸后，溶液中含有的离子主要为Bi3＋、Fe3＋、Mn2＋、H＋、Cl－，而酸浸后取滤液进行转化，故要防止金属离子水解生成沉淀，进入滤渣，造成制得的BiOCl产率偏低。
（6）由已知信息③知，调pH＝2.6时，Fe3＋会水解生成Fe（OH）3沉淀，但Fe2＋还没开始沉淀，故要将Fe3＋转化为Fe2＋，在调pH后获得含FeCl2的滤液，为了不引入新的杂质，加入Bi作还原剂。
题型突破一 无机化工流程
1.[2022·潍坊二模]一种以黑钨矿（主要成分是FeWO4和MnWO4，还含有Si、As等元素的杂质）为原料制备钨酸（H2WO4）的工业流程如图所示。
2.[2022·临沂模拟]一种以硼镁矿（含2MgO·B2O3·H2O、SiO2及少量FeO、Fe2O3、Al2O3等）为原料生产硼酸（H3BO3）的工艺流程如下。
已知：H3BO3与足量NaOH溶液反应生成Na[B（OH）4]。
下列说法错误的是 （ ）
3.[2022·济南二模]利用镍边角料、电镀厂的阴极镍挂柱（含铁、铜杂质）生产硫酸镍的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是 （ ）
解析：镍边角料、电镀厂的阴极镍挂柱（含铁、铜杂质）酸溶后产生Fe3＋、Cu2＋和Ni2＋；中和时加入碱式碳酸镍以降低酸度，使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀；过滤后，向滤液中加入NiS将Cu2＋转化为CuS沉淀，过滤，再获得硫酸镍。 “酸溶”时，若先加入硝酸，硝酸会溶解Ni、Fe、Cu，并产生较多的NO（有毒气体）；若先加入硫酸，硫酸可以和Ni、Fe反应生成Ni2＋、Fe2＋，再加入硝酸，硝酸会氧化Cu、Fe2＋，则硝酸的消耗量要少一些，并产生较少的NO；故“酸溶”时，应该先加入一定量的硫酸，待固体不再继续溶解后再按剂量加入硝酸，A错误；氢氧化铁的Ksp最小，“中和”调节酸度，先产生氢氧化铁沉淀、第一次“过滤”的主要目的是除铁元素，B正确；Ksp（NiS）＞Ksp（CuS），硫化剂X可以是NiS，将Cu2＋沉淀，故C正确；“酸溶”时镍表面会有“氢气膜”，硝酸可将镍表面吸附的氢转化为水，消除了“氢气膜”，让Ni和酸液接触，提高“酸溶”的速率，D正确。
4.[2022·衡阳二模]钪（Sc）是一种稀土金属。从钛白酸性废水（主要含Ti4＋、Fe2＋、微量Sc3＋）中富集钪，并制备氧化钪（Sc2O3）的工艺流程如图。下列说法不正确的是 （ ）
5.[2022·通州一模]稀土永磁材料——高性能钕铁硼合金为新能源汽车提供核心原材料。从制钕铁硼的废料中提取氧化钕（Nd2O3）的工艺流程如图1所示，草酸钕晶体的热重曲线如图2所示。
ⅱ.0.1 ml·L－1 Fe2＋生成Fe（OH）2，开始沉淀时pH＝6.3，完全沉淀时pH＝8.30。 1 ml·L－1 Fe3＋生成Fe（OH）3，开始沉淀时pH＝1.5，完全沉淀时pH＝2.8。
下列说法不正确的是 （ ）
已知：ⅰ.Nd与酸反应生成Nd3＋离子，草酸钕晶体[Nd2（C2O4）3·10H2O]的摩尔质量是732 g·ml－1；
6.[2022·邯郸二模]锡酸钠晶体（Na2SnO3·3H2O）在电镀、媒染等工业中应用广泛，碲（52Te）被誉为“国防与尖端技术的维生素”。以锡碲渣废料（主要成分为SnO、TeO，还含有少量Fe、Pb、As等元素的氧化物）为原料，制备锡酸钠晶体和碲的工艺流程如图：
已知：①水碎液中溶质主要成分为Na2SnO3、Na2TeO3、Na3AsO4和Na2PbO2；
②碱性条件下，锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小。
（1）“碱溶”时，SnO发生反应的化学方程式为 。
答案：（2）0.003 2 ml·L－1
（3）“除铅”时，加入Na2S所发生反应的离子方程式为 。
（4）“除碲”时，相同时间内不同的反应温度对Te的脱除率的影响关系如图所示， 70 ℃后随温度升高Te的脱除率下降的原因可能是 。
答案：（4）H2O2受热分解
解析（4）过滤后滤液中加入H2O2，Na2TeO3被氧化为Na2TeO4沉淀，70 ℃后随温度升高Te的脱除率下降，是由于H2O2不稳定，受热分解，导致Te的脱除率下降。
（5）“溶析结晶”的操作是 ，洗涤，干燥，得到锡酸钠晶体。
答案：（5）加热蒸发、趁热过滤
解析（5）碱性条件下，锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小，故过滤后所得滤液经加热蒸发、趁热过滤、结晶，加入NaOH，使Na2SnO3结晶析出。
（6）“还原”反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
解析（6）Na2TeO4加入浓盐酸转化为H2TeO4，随后与SO2反应转化为Te单质，H2TeO4为氧化剂，SO2为还原剂，被氧化为H2SO4，故根据氧化还原反应中电子得失数目相等，可知还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶1。
②往锥形瓶中加入20.00 mL 0.1 ml·L－1酸性K2Cr2O7溶液，充分反应使亚碲酸转化为碲酸（H6TeO6）。
③用0.1 ml·L－1硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]标准溶液滴定剩余的酸性K2Cr2O7溶液，滴入几滴试亚铁灵指示剂至终点显红色，进行三次平行实验，平均消耗12.00 mL硫酸亚铁铵标准溶液。
计算所得碲产品中碲的纯度为 。
（7）所得碲产品中碲的纯度测定步骤如下：
①取4.0 g碲产品，加入酸使其转化为亚碲酸（H2TeO3），将其配制成100 mL溶液，取20.00 mL于锥形瓶中。
答案：（7）86.4%
7.[2022·广东模拟]氧化钪（Sc2O3）可用作半导体镀层的蒸镀材料。研究发现，可从金属提取工艺中的固体废料“赤泥”（含有Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等）里回收Sc2O3。请结合流程，回答以下问题：
④常温下，部分氢氧化物的溶度积常数如表所示：
已知：①Sc2O3和TiO2性质较稳定，不易被还原，且TiO2难溶于盐酸；
②“熔炼”过程中，单质硅和大部分单质铁转化为熔融物分离出来；
③草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物；
解析：本工艺流程题是从固体废料“赤泥”里回收Sc2O3，由题干流程图结合题给已知信息可知，“熔炼”时主要是将Fe2O3、SiO2分别还原为Fe和Si，并将大部分Fe和Si转化为熔融物分离出来，则固体为Sc2O3、TiO2和少量的C、Fe、Si等，加入盐酸后将Fe转化为Fe2＋、Sc2O3转化为Sc3＋，过滤的滤渣主要成分为TiO2、Si和C，滤液中加入H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋便于后续调节pH来除去Fe3＋，过滤得固体沉淀物为 Fe（OH）3沉淀，向滤液中加入草酸，得到草酸钪晶体，过滤、洗涤、干燥后，在空气中加热可得Sc2O3固体，据此分析解题。（1）由分析可知，“酸浸”时，滤渣主要成分除C、Si外还有TiO2。
（1）“酸浸”时，滤渣的主要成分除C、Si外还有 （填化学式）。
（2）“氧化”时，加入H2O2的目的是 （用离子方程式表示）。
（3）常温下，“调pH”时，溶液中c（Sc3＋）＝0.001 ml·L－1，为除去杂质离子，应控制的pH范围是 （当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5 ml·L－1时，可认为该离子沉淀完全）；为检验该杂质离子是否除尽，可选用 （填化学式）溶液进行检验。
答案：（3）3≤pH＜5 KSCN
答案：（4）a3b3/c 草酸用量过多时，草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，故钪的沉淀率下降
答案：（5）Sc2（C2O4）3·H2O 2Sc2（C2O4）3＋3O2 2Sc2O3＋12CO2
要点❶ 无机化工流程图
要点❷ 流程中物质成分的确定
①反应过程中哪些物质（离子）消失了？
②所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生反应。
要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：
（3）滤渣、滤液成分的确定
要点❸ 利用工艺流程中的实验操作分析解题方法
（1）流程中的“操作步骤”
（2）流程中的“操作目的”
要点❹ 流程中化学方程式的书写
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型：
①元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律。
②元素化合价有变化则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。
③根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在化学方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等。
④根据质量守恒配平反应化学方程式。
（2）流程中陌生的氧化还原反应的书写流程
①首先根据题给材料中的信息确定氧化剂（或还原剂）与还原产物（或氧化产物），结合已学知识根据加入的还原剂（或氧化剂）判断氧化产物（或还原产物）。
②根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
题组❶ 选择题中无机化工流程的考查
1.[2022·河北化学]LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下：
下列说法错误的是 （ ）
2.[2022·山东化学]高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿（含Zn、Fe元素的杂质）为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
下列说法错误的是 （ ）
解析：CuS精矿（含有杂质Zn、Fe元素）在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS转化为CuSO4、S，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成 Fe（OH）3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe（OH）3；滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以
3.[2022·湖南化学]铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图：
下列说法错误的是 （ ）
4.[2021·湖南化学]一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
题组❷ 无机化工流程综合题
5.[2022·河北化学]以焙烧黄铁矿FeS2（杂质为石英等）产生的红渣原料制备铵铁蓝Fe（NH4）Fe（CN）6颜料。工艺流程如下：
（1）红渣的主要成分为 （填化学式），滤渣①的主要成分为 （填化学式）。
答案：（1）Fe2O3、SiO2 SiO2
（2）黄铁矿研细的目的是 。
答案：（2）增大反应物的接触面积，加快反应速率
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。
（4）工序①的名称为 ，所得母液循环使用。
答案：（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
（5）沉铁工序产生的白色沉淀Fe（NH4）2Fe（CN）6中Fe的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
（6）若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，所加试剂为 和 （填化学式，不引入杂质）。
答案：（6）O2（合理即可） NH3·H2O（或NH3）
（1）FeS2在空气中焙烧生成Fe2O3和SO2，则红渣的主要成分为Fe2O3、SiO2；SiO2不溶于硫酸，故滤渣①为SiO2。
解析：本题考查制备铵铁蓝的工艺流程分析。
（2）将黄铁矿研细的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率。
（4）经过工序①后得到FeSO4晶体，故FeSO4溶液要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeSO4晶体。
（1）酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6，离子方程式为 。
回收利用洗涤液X的操作单元是 ；一定温度下，石膏存在形式与溶液中P2O5%和SO3%的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是 （填标号）。
答案：（3）CaSO4·0.5H2O 减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率 酸解 D
（3）根据图中的坐标信息，酸解后，在所得100 ℃、P2O5%为45的混合体系中，石膏存在形式为CaSO4·0.5H2O；CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的，因此，洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水的原因是减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率；洗涤液X中含有硫酸，其具有回收利用的价值，由于酸解时使用的也是硫酸，因此，回收利用洗涤液X的操作单元是酸解。由图乙信息可知，位于65 ℃线上方的晶体全部以CaSO4·0.5H2O形式存在，位于80 ℃线下方的晶体全部以CaSO4·2H2O形式存在，在两线之间的以两种晶体的混合物形式存在。A.P2O5%＝15、SO3%＝15，由图乙信息可知，该点坐标位于两个温度线之间，故不能实现晶体的完全转化，A不符合题意；B.P2O5%＝10、SO3%＝20，由图乙信息可知，该点坐标位于两个温度线之间，故不能实现晶体的完全转化，B不符合题意；C.P2O5%＝10、SO3%＝30，由图乙信息可知，该点坐标位于65 ℃线上方，晶体全部以CaSO4·0.5H2O形式存在，故不能实现晶体转化，C不符合题意；D.P2O5%＝10、SO3%＝10，由图乙信息可知，该点坐标位于80 ℃线下方，晶体全部以CaSO4·2H2O形式存在，故能实现晶体的完全转化，D符合题意。
7.[2022·湖南化学]钛（Ti）及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣（主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质）为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
（1）已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据如图判断：600 ℃时，下列反应不能自发进行的是 （填序号）。
（2）TiO2与C、Cl2在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为 。
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是 。
（3）“除钒”过程中的化学方程式为 ；
“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是 。
（4）“除钒”和“除硅、铝”的顺序 （填“能”或“不能”）交换，理由是 。
答案：（4）不能 引入含Al杂质
（5）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是 。
解析：钛渣中加入C、Cl2进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗TiCl4，加入单质Al除钒，再除硅、铝得到纯TiCl4，加入Mg还原得到Ti。
（4）若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，并且生成AlCl3，又引入含Al杂质，因此“除钒”和“除硅、铝”的顺序不能交换。
（5）本工艺中加入Mg冶炼Ti的方法为热还原法。A.高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁，属于热还原法，故A符合题意；B.电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B不符合题意；C.铝热反应制锰是利用Al作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C符合题意；D.Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D不符合题意。
8.[2022·辽宁化学]某工厂采用辉铋矿（主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质）与软锰矿（主要成分为MnO2）联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe＞（H）＞Bi＞Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
（1）为提高焙烧效率，可采取的措施为 。
b.鼓入适当过量的空气
（2）Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为 。
（3）“酸浸”中加入过量浓盐酸的作用为①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；② 。
答案：（3）抑制金属离子水解
（4）滤渣的主要成分为 （填化学式）。
（5）生成气体A的离子方程式为 。
（6）加入金属Bi的目的是 。
答案：（6）将Fe3＋转化为Fe2＋
解析：本题考查联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4的工艺流程分析。
（1）联合焙烧时，进一步粉碎矿石，可以增大矿石与空气的接触面积，能够提高焙烧效率，a符合题意；鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应，b符合题意；降低焙烧温度，反应速率减慢，不利于提高焙烧效率，c不符合题意。
（3）加入浓盐酸后，溶液中含有的离子主要为Bi3＋、Fe3＋、Mn2＋、H＋、Cl－，而酸浸后取滤液进行转化，故要防止金属离子水解生成沉淀，进入滤渣，造成制得的BiOCl产率偏低。
（6）由已知信息③知，调pH＝2.6时，Fe3＋会水解生成Fe（OH）3沉淀，但Fe2＋还没开始沉淀，故要将Fe3＋转化为Fe2＋，在调pH后获得含FeCl2的滤液，为了不引入新的杂质，加入Bi作还原剂。
题型突破一 无机化工流程
1.[2022·潍坊二模]一种以黑钨矿（主要成分是FeWO4和MnWO4，还含有Si、As等元素的杂质）为原料制备钨酸（H2WO4）的工业流程如图所示。
2.[2022·临沂模拟]一种以硼镁矿（含2MgO·B2O3·H2O、SiO2及少量FeO、Fe2O3、Al2O3等）为原料生产硼酸（H3BO3）的工艺流程如下。
已知：H3BO3与足量NaOH溶液反应生成Na[B（OH）4]。
下列说法错误的是 （ ）
3.[2022·济南二模]利用镍边角料、电镀厂的阴极镍挂柱（含铁、铜杂质）生产硫酸镍的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是 （ ）
解析：镍边角料、电镀厂的阴极镍挂柱（含铁、铜杂质）酸溶后产生Fe3＋、Cu2＋和Ni2＋；中和时加入碱式碳酸镍以降低酸度，使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀；过滤后，向滤液中加入NiS将Cu2＋转化为CuS沉淀，过滤，再获得硫酸镍。 “酸溶”时，若先加入硝酸，硝酸会溶解Ni、Fe、Cu，并产生较多的NO（有毒气体）；若先加入硫酸，硫酸可以和Ni、Fe反应生成Ni2＋、Fe2＋，再加入硝酸，硝酸会氧化Cu、Fe2＋，则硝酸的消耗量要少一些，并产生较少的NO；故“酸溶”时，应该先加入一定量的硫酸，待固体不再继续溶解后再按剂量加入硝酸，A错误；氢氧化铁的Ksp最小，“中和”调节酸度，先产生氢氧化铁沉淀、第一次“过滤”的主要目的是除铁元素，B正确；Ksp（NiS）＞Ksp（CuS），硫化剂X可以是NiS，将Cu2＋沉淀，故C正确；“酸溶”时镍表面会有“氢气膜”，硝酸可将镍表面吸附的氢转化为水，消除了“氢气膜”，让Ni和酸液接触，提高“酸溶”的速率，D正确。
4.[2022·衡阳二模]钪（Sc）是一种稀土金属。从钛白酸性废水（主要含Ti4＋、Fe2＋、微量Sc3＋）中富集钪，并制备氧化钪（Sc2O3）的工艺流程如图。下列说法不正确的是 （ ）
5.[2022·通州一模]稀土永磁材料——高性能钕铁硼合金为新能源汽车提供核心原材料。从制钕铁硼的废料中提取氧化钕（Nd2O3）的工艺流程如图1所示，草酸钕晶体的热重曲线如图2所示。
ⅱ.0.1 ml·L－1 Fe2＋生成Fe（OH）2，开始沉淀时pH＝6.3，完全沉淀时pH＝8.30。 1 ml·L－1 Fe3＋生成Fe（OH）3，开始沉淀时pH＝1.5，完全沉淀时pH＝2.8。
下列说法不正确的是 （ ）
已知：ⅰ.Nd与酸反应生成Nd3＋离子，草酸钕晶体[Nd2（C2O4）3·10H2O]的摩尔质量是732 g·ml－1；
6.[2022·邯郸二模]锡酸钠晶体（Na2SnO3·3H2O）在电镀、媒染等工业中应用广泛，碲（52Te）被誉为“国防与尖端技术的维生素”。以锡碲渣废料（主要成分为SnO、TeO，还含有少量Fe、Pb、As等元素的氧化物）为原料，制备锡酸钠晶体和碲的工艺流程如图：
已知：①水碎液中溶质主要成分为Na2SnO3、Na2TeO3、Na3AsO4和Na2PbO2；
②碱性条件下，锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小。
（1）“碱溶”时，SnO发生反应的化学方程式为 。
答案：（2）0.003 2 ml·L－1
（3）“除铅”时，加入Na2S所发生反应的离子方程式为 。
（4）“除碲”时，相同时间内不同的反应温度对Te的脱除率的影响关系如图所示， 70 ℃后随温度升高Te的脱除率下降的原因可能是 。
答案：（4）H2O2受热分解
解析（4）过滤后滤液中加入H2O2，Na2TeO3被氧化为Na2TeO4沉淀，70 ℃后随温度升高Te的脱除率下降，是由于H2O2不稳定，受热分解，导致Te的脱除率下降。
（5）“溶析结晶”的操作是 ，洗涤，干燥，得到锡酸钠晶体。
答案：（5）加热蒸发、趁热过滤
解析（5）碱性条件下，锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小，故过滤后所得滤液经加热蒸发、趁热过滤、结晶，加入NaOH，使Na2SnO3结晶析出。
（6）“还原”反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
解析（6）Na2TeO4加入浓盐酸转化为H2TeO4，随后与SO2反应转化为Te单质，H2TeO4为氧化剂，SO2为还原剂，被氧化为H2SO4，故根据氧化还原反应中电子得失数目相等，可知还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶1。
②往锥形瓶中加入20.00 mL 0.1 ml·L－1酸性K2Cr2O7溶液，充分反应使亚碲酸转化为碲酸（H6TeO6）。
③用0.1 ml·L－1硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]标准溶液滴定剩余的酸性K2Cr2O7溶液，滴入几滴试亚铁灵指示剂至终点显红色，进行三次平行实验，平均消耗12.00 mL硫酸亚铁铵标准溶液。
计算所得碲产品中碲的纯度为 。
（7）所得碲产品中碲的纯度测定步骤如下：
①取4.0 g碲产品，加入酸使其转化为亚碲酸（H2TeO3），将其配制成100 mL溶液，取20.00 mL于锥形瓶中。
答案：（7）86.4%
7.[2022·广东模拟]氧化钪（Sc2O3）可用作半导体镀层的蒸镀材料。研究发现，可从金属提取工艺中的固体废料“赤泥”（含有Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等）里回收Sc2O3。请结合流程，回答以下问题：
④常温下，部分氢氧化物的溶度积常数如表所示：
已知：①Sc2O3和TiO2性质较稳定，不易被还原，且TiO2难溶于盐酸；
②“熔炼”过程中，单质硅和大部分单质铁转化为熔融物分离出来；
③草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物；
解析：本工艺流程题是从固体废料“赤泥”里回收Sc2O3，由题干流程图结合题给已知信息可知，“熔炼”时主要是将Fe2O3、SiO2分别还原为Fe和Si，并将大部分Fe和Si转化为熔融物分离出来，则固体为Sc2O3、TiO2和少量的C、Fe、Si等，加入盐酸后将Fe转化为Fe2＋、Sc2O3转化为Sc3＋，过滤的滤渣主要成分为TiO2、Si和C，滤液中加入H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋便于后续调节pH来除去Fe3＋，过滤得固体沉淀物为 Fe（OH）3沉淀，向滤液中加入草酸，得到草酸钪晶体，过滤、洗涤、干燥后，在空气中加热可得Sc2O3固体，据此分析解题。（1）由分析可知，“酸浸”时，滤渣主要成分除C、Si外还有TiO2。
（1）“酸浸”时，滤渣的主要成分除C、Si外还有 （填化学式）。
（2）“氧化”时，加入H2O2的目的是 （用离子方程式表示）。
（3）常温下，“调pH”时，溶液中c（Sc3＋）＝0.001 ml·L－1，为除去杂质离子，应控制的pH范围是 （当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5 ml·L－1时，可认为该离子沉淀完全）；为检验该杂质离子是否除尽，可选用 （填化学式）溶液进行检验。
答案：（3）3≤pH＜5 KSCN
答案：（4）a3b3/c 草酸用量过多时，草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，故钪的沉淀率下降
答案：（5）Sc2（C2O4）3·H2O 2Sc2（C2O4）3＋3O2 2Sc2O3＋12CO2
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