专题13 工艺流程综合题-五年（2019-2023）高考化学真题分项汇编（全国通用）（解析版）

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五年（2019-2023）年高考真题分项汇编

专题 13 工艺流程综合题

〖203 年高考真题〗

考点一除杂提纯类

1．（2023·新课标卷）铬和钒具有广泛用途。铬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：



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 pH≈9 以达

到最好的除杂效果，若 pH<9 时，会导致___________；pH>9 时，会导致___________。

(5)“分离钒”步骤中，将溶液 pH 调到 1.8 左右得到 V2O5沉淀，V2O5在pH<1 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___________。

【答案】(1)Na2CrO4

(2)Fe2O3

(3)Al(OH)3

(4)磷酸根会与 H+反应使其浓度降低导致 MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理

会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成 MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度

降低导致 MgNH4PO4无法完全沉淀

(5)C

(6)2Cr2O +3S2O +10H+=4Cr3++6SO +5H2O

【分析】由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的

最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫

酸调节溶液 pH 将Al 元素转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到强氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、

硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为 MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有 MgSiO3、MgNH4PO4的滤

渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液 pH 将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；

向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液 pH 将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤

得到氢氧化铬。

【详解】（1）由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：Na2CrO4；

（2）由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe2O3；

（3）由分析可知，沉淀步骤调 pH 到弱碱性的目的是将 Al 元素转化为氢氧化铝沉淀，故答案为：

Al(OH)3；

（4）由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为 MgSiO3和MgNH4PO4

沉淀，若溶液 pH<9 时，磷酸根会与 H+反应使其浓度降低导致 MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅

酸胶状沉淀不宜处理；若溶液 pH>9 时，会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成 MgSiO3沉淀，导致产品

中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致 MgNH4PO4无法完全沉淀，故答案为：磷酸根会与 H+反应

使其浓度降低导致 MgNH4PO4，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不

能形成 MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致 MgNH4PO4无法完全沉淀；

（5）由题给信息可知，五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液发生生成盐和水的两性

氧化物，故选 C；

（6）由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子方程式

为2Cr2O +3S2O +10H+=4Cr3++6SO +5H2O，故答案为：2Cr2O +3S2O +10H+=4Cr3++6SO +5H2O。

2．（2023·湖北卷）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)。

a．Si-Cl 键极性更大b．Si 的原子半径更大

c．Si-Cl 键键能更大d．Si 有更多的价层轨道

【答案】(1)4Ⅷ

(2)

(3)焰色反应

(4) 

(5)abd

【分析】由流程和题中信息可知，粗品与在 500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是 LiCl、

和的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液 1和滤饼 1，滤饼 1的主要成分是和；滤

液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼 2（主要成分为）和滤液 2（主要溶质为 LiCl）；滤饼 2

置于空气中在 850℃煅烧得到；滤液 2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液 3和滤饼 3，滤饼 3为。

【详解】（1）Co 是27 号元素，其原子有 4个电子层，其价电子排布为，元素周期表第 8、9、10

三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第 4周期、第Ⅷ族。

（2）“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯化硅与可水

反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是：遇水剧烈水解，生成硅酸和氯化氢，该反应的化学方程

式为。

（3）洗净的“滤饼 3”的主要成分为，常用焰色反应鉴别和，的焰色反应为

紫红色，而的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼 3”和固体常用方法的名称是焰色反应。

（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，

与反应生成和，该反应的化学方程式为。

（5）a．Si-Cl 键极性更大，则 Si-Cl 键更易断裂，因此，比易水解，a有关；

b．Si 的原子半径更大，因此，中的共用电子对更加偏向于，从而导致 Si-Cl 键极性更大，且Si 原

子更易受到水电离的的进攻，因此，比易水解，b有关；

c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si-Cl 键键能更大不能说明 Si-Cl 更易断裂，故不能说明

比易水解，c无关；

d．Si 有更多的价层轨道，因此更易与水电离的形成化学键，从而导致比易水解，d有关；

综上所述，导致比易水解的因素有 abd。

3．（2023·辽宁卷）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。



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，(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时，

(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时， (Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。



(5)“沉钴镍”中得到的 (Ⅱ)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)。

【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积

(2)NA

(3) Fe(OH)3

(4)9.0%SO2有还原性，过多将会降低的浓度，降低 (Ⅱ)氧化速率

(5)

(6)11.1

【分析】在“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，用石灰

乳调节，被氧化为，发生反应，Fe3+水解同

时生成氢氧化铁，“沉钻镍”过程中，Co2+变为Co(OH)2，在空气中可被氧化成。

【详解】（1）用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增

大接触面积

（2）的结构简式为，所以中过氧键的数目为 NA

（3）用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为：

；氢氧化铁的 Ksp=10-37.4，当铁离子完全沉淀时，溶液中 c(Fe3+)=10-

5mol/L，，c(OH-)=10-10.8mol/L，根据Kw=10-14，pH=3.2，此时溶

液的 pH=4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁沉淀，故滤渣还有氢氧化铁；

（4）根据图示可知体积分数为0.9%时， (Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，由于 SO2有

还原性，过多将会降低的浓度，降低 (Ⅱ)氧化速率

（5）“沉钻镍”中得到的 Co(OH)2，在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为：

；

（6）氢氧化镁的 Ksp=10-10.8，当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp 可计算 c(OH-)=10-

2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的 pH=11.1；

考点二原材料化学转化类

4．（2023·全国甲卷）是一种压电材料。以为原料，采用下列路线可制备粉状。



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

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摘要：

五年（2019-2023）年高考真题分项汇编专题13工艺流程综合题〖203年高考真题〗考点一除杂提纯类1．（2023·新课标卷）铬和钒具有广泛用途。铬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：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___________。(...

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