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微专题5　化学工艺流程
热练16　化学工艺流程(选择题)
1. (2025·淮安一模)为回收利用含Br2的CCl4废液，某化学兴趣小组设计方案如下所示。下列说法错误的是( )
A. 试剂X可用硫酸
B. 步骤Ⅱ操作可为蒸馏
C. 步骤Ⅰ中，分液时从分液漏斗下口放出溶液A
D. 步骤Ⅰ中，加入足量Na2CO3溶液充分反应后，上下两层均为无色
2. (2025·如皋一调)1943年，侯德榜团队成功研发了联合制碱法，提高了食盐利用率。其主要流程如图：
下列说法错误的是( )
A. “沉淀池”中发生的反应为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
B. “沉淀池”中开始反应时，应先通入CO2至饱和，再通入NH3
C. “吸氨”“加盐”时分别通过增加溶液中NH和Cl－浓度，从而析出NH4Cl
D. “母液Ⅱ”循环利用可提高钠元素的利用率
3. (2024·连云港)以铝土矿(含Al2O3及少量SiO2和Fe2O3等)为原料提纯Al2O3的过程如图所示。已知H2CO3的电离常数分别为Ka1＝4.4×10－7、Ka2＝4.4×10－11。下列说法正确的是( )
A. “碱溶”后进行过滤，滤液中含有的阳离子主要有：H＋、Na＋、Fe3＋
B. 0.1 mol/L NaHCO3溶液中：Kh(HCO)＝2.27×10－4
C. “过滤2”所得滤液中存在：c(OH－)>c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)
D. “沉铝”时反应的离子方程式有[Al(OH)4]－＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O
4. (2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如图：
已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。
下列说法错误的是( )
A. “沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B. Na2S溶液呈碱性，其主要原因是S2－＋H2O??HS－＋OH－
C. “沉淀池Ⅱ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全沉淀时，溶液中＝4.0×10－12
D. “出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水
5. (2024·苏州)以钢铁厂灰渣(主要成分为ZnO，并含少量CuO、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的一种工艺流程如图所示。已知：过量氨水使ZnO、CuO溶解，转化为[Zn(NH3)4]2＋和[Cu(NH3)4]2＋配离子。下列说法正确的是( )
A. 滤液①中大量存在HCO、CO、OH－
B. 滤渣②的成分为Cu
C. “蒸氨沉锌”过程中反应的化学方程式为2Zn(NH3)4CO3＋H2O8NH3↑＋ZnCO3·Zn(OH)2＋CO2↑
D. “煅烧”过程需使用蒸发皿
6. (2025·南京)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4，还含有少量的Fe2＋、Mn2＋，溶液pH≈5)为原料制备ZnCO3的实验流程如图所示，S2O具有强氧化性，易被还原为SO。下列说法正确的是( )
A. “除锰”反应的离子方程式为S2O＋Mn2＋＋2H2O===2SO＋MnO2↓＋4H＋
B. “除锰”反应中每消耗1 mol S2O，硫元素共得到2 mol电子(S2O的结构如下图所示)
C. 试剂X可以选用Zn、ZnO等物质
D. 滤液中一定大量存在的阳离子有Na＋、NH和Zn2＋
7. (2025·南京六校)一种利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质)制备LiCoO2的工艺流程如图所示。
已知：①常温下，部分金属离子沉淀的pH如下表[完全沉淀c(金属离子)≤1×10－5mol/L]：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Co2＋
开始沉淀的pH 2.2 3.4 7.8
完全沉淀的pH 3.0 4.5 9.4
②H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11；NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5。下列说法不正确的是( )
A. 由流程可知氧化性：Co(Ⅲ)＜H2O2
B. 常温下加入的NH4HCO3溶液显碱性
C. 气体X通入氨水至过量后所得溶液可循环利用
D. “高温焙烧”时的化学方程式：4CoCO3＋2Li2CO3＋O24LiCoO2＋6CO2
8. (2024·淮安5校联盟)以含钴废渣(主要成分为CoO和Co2O3，含少量 Al2O3和 ZnO)为原料制备CoCO3的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. “酸浸”时稀硫酸用量不宜过多
B. “除铝”时加入 Na2CO3溶液过滤后所得滤渣是 Al(OH)3
C. “萃取”时萃取剂总量一定，分多次加入萃取比一次加入萃取效果更好
D. 沉钴时将含 Co2＋的溶液缓慢滴加到 Na2CO3溶液中，可提高 CoCO3的产率
9. (2025·扬州期初调研)某小组用硫铜矿煅烧后的废渣(主要含Fe2O3、CuO、FeO)为原料制取Cu2O，流程如下：
下列说法正确的是( )
A. “酸浸”时使用98%的浓硫酸代替稀硫酸有利于提高原料利用率
B. “氧化”后溶液中存在的阳离子有：H＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋
C. “调节pH”时可以选择CuO或Cu(OH)2
D. “还原”过程中消耗的CuSO4、N2H4的物质的量之比为1∶4
10. (2025·甘肃卷)处理某酸浸液(主要含Li＋、Fe2＋、Cu2＋、Al3＋)的部分流程如图所示：
下列说法正确的是( )
A. “沉铜”过程中发生反应的离子方程式：2Fe＋3Cu2＋===3Cu＋2Fe3＋
B. “碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，Al(OH)3沉淀越完全
C. “氧化”过程中铁元素化合价降低
D. “沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
微专题5　化学工艺流程
热练16　化学工艺流程(选择题)
1. (2025·淮安一模)为回收利用含Br2的CCl4废液，某化学兴趣小组设计方案如下所示。下列说法错误的是(C)
A. 试剂X可用硫酸
B. 步骤Ⅱ操作可为蒸馏
C. 步骤Ⅰ中，分液时从分液漏斗下口放出溶液A
D. 步骤Ⅰ中，加入足量Na2CO3溶液充分反应后，上下两层均为无色
【解析】 CCl4的密度大于水，加入足量碳酸钠溶液充分反应后，上层为含有无色的溴化钠和溴酸钠的混合溶液，下层为无色的四氯化碳，分液时应从分液漏斗上口倒出溶液A, C错误。
2. (2025·如皋一调)1943年，侯德榜团队成功研发了联合制碱法，提高了食盐利用率。其主要流程如图：
下列说法错误的是(B)
A. “沉淀池”中发生的反应为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
B. “沉淀池”中开始反应时，应先通入CO2至饱和，再通入NH3
C. “吸氨”“加盐”时分别通过增加溶液中NH和Cl－浓度，从而析出NH4Cl
D. “母液Ⅱ”循环利用可提高钠元素的利用率
【解答】 氨气极易溶于水，二氧化碳溶解性不大，“沉淀池”中开始反应时，应先通入NH3至饱和，再通入CO2，提高碳酸氢钠的产率，B错误。
3. (2024·连云港)以铝土矿(含Al2O3及少量SiO2和Fe2O3等)为原料提纯Al2O3的过程如图所示。已知H2CO3的电离常数分别为Ka1＝4.4×10－7、Ka2＝4.4×10－11。下列说法正确的是(D)
A. “碱溶”后进行过滤，滤液中含有的阳离子主要有：H＋、Na＋、Fe3＋
B. 0.1 mol/L NaHCO3溶液中：Kh(HCO)＝2.27×10－4
C. “过滤2”所得滤液中存在：c(OH－)>c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)
D. “沉铝”时反应的离子方程式有[Al(OH)4]－＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O
【解析】 “碱溶”后过滤得到的滤液中主要含有Na[Al(OH)4]、Na2SiO3、则滤液中含有的阳离子主要为Na＋，不含H＋和Fe3＋，A错误；Kh(HCO)＝＝≈2.27×10－8，B错误；“沉铝”过程中发生反应：[Al(OH)4]－＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O、SiO＋2HCO===2CO＋H2SiO3↓，则“过滤2”所得的滤液的溶质主要含Na2CO3，Na2CO3溶液中存在质子守恒关系：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)，C错误。
4. (2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如图：
已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。
下列说法错误的是(D)
A. “沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B. Na2S溶液呈碱性，其主要原因是S2－＋H2O??HS－＋OH－
C. “沉淀池Ⅱ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全沉淀时，溶液中＝4.0×10－12
D. “出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水
【解析】 由表中数据可知，pH＝4时，Fe3＋沉淀完全，Al3＋部分沉淀，故“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A正确；S2－水解使溶液显碱性，以第一步水解为主：S2－＋H2O??HS－＋OH－，B正确；“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全沉淀时，溶液中＝＝＝＝4.0×10－12，C正确；“出水”经阴离子交换树脂软化处理后得到含OH－的溶液，再经阳离子交换树脂软化处理得到含H＋的溶液，OH－与H＋结合生成水，故“出水”依次经阴、阳离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水，D错误。
5. (2024·苏州)以钢铁厂灰渣(主要成分为ZnO，并含少量CuO、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的一种工艺流程如图所示。已知：过量氨水使ZnO、CuO溶解，转化为[Zn(NH3)4]2＋和[Cu(NH3)4]2＋配离子。下列说法正确的是(C)
A. 滤液①中大量存在HCO、CO、OH－
B. 滤渣②的成分为Cu
C. “蒸氨沉锌”过程中反应的化学方程式为2Zn(NH3)4CO3＋H2O8NH3↑＋ZnCO3·Zn(OH)2＋CO2↑
D. “煅烧”过程需使用蒸发皿
【解析】 浸取时，ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋，Fe2O3不反应，故滤渣①为Fe2O3，滤液①中含有[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、NH4HCO3、NH3·H2O，加入Zn粉时，发生反应：Zn＋[Cu(NH3)4]2＋ ===Cu＋[Zn(NH3)4]2＋，从而实现去除杂质[Cu(NH3)4]2＋，故滤渣②为Cu、Zn(过量)，滤液②中主要含[Zn(NH3)4]2＋、NH4HCO3、NH3·H2O，经过“蒸氨沉锌”操作获得沉淀ZnCO3·Zn(OH)2，最后“煅烧”获得ZnO。滤液①中没有大量的CO、OH－，A错误；滤渣②为Cu和过量的Zn，B错误；“煅烧”过程需使用坩埚，D错误。
6. (2025·南京)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4，还含有少量的Fe2＋、Mn2＋，溶液pH≈5)为原料制备ZnCO3的实验流程如图所示，S2O具有强氧化性，易被还原为SO。下列说法正确的是(A)
A. “除锰”反应的离子方程式为S2O＋Mn2＋＋2H2O===2SO＋MnO2↓＋4H＋
B. “除锰”反应中每消耗1 mol S2O，硫元素共得到2 mol电子(S2O的结构如下图所示)
C. 试剂X可以选用Zn、ZnO等物质
D. 滤液中一定大量存在的阳离子有Na＋、NH和Zn2＋
【解析】 S2O具有强氧化性，氧化Mn2＋生成MnO2，A正确；由图可知，S2O结构中含有—O—O—，具有强氧化性，氧元素化合价降低，硫元素化合价不变，B错误；试剂X应为ZnO、ZnCO3或Zn(OH)2，不能使用金属Zn，因为Zn可还原铁离子生成亚铁离子，增大除杂难度，C错误；加入Na2S2O8引入Na＋、加入碳酸氢铵和氨水沉锌时引入NH，但沉锌时Zn2＋转化为ZnCO3沉淀，所以滤液中一定大量存在的阳离子有Na＋、NH，Zn2＋只有微量，D错误。
7. (2025·南京六校)一种利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质)制备LiCoO2的工艺流程如图所示。
已知：①常温下，部分金属离子沉淀的pH如下表[完全沉淀c(金属离子)≤1×10－5mol/L]：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Co2＋
开始沉淀的pH 2.2 3.4 7.8
完全沉淀的pH 3.0 4.5 9.4
②H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11；NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5。下列说法不正确的是(A)
A. 由流程可知氧化性：Co(Ⅲ)＜H2O2
B. 常温下加入的NH4HCO3溶液显碱性
C. 气体X通入氨水至过量后所得溶液可循环利用
D. “高温焙烧”时的化学方程式：4CoCO3＋2Li2CO3＋O24LiCoO2＋6CO2
【解析】 由流程可知，含钴废料中加入硫酸、H2O2酸浸，Co3O4被H2O2还原为Co(Ⅱ)，故氧化性：Co(Ⅲ)＞H2O2，A错误；NH的水解平衡常数为Kh＝＝＝×10－9，HCO的水解平衡常数为Kh2＝＝＝×10－7，即Kh2>Kh，且HCO的水解程度大于其电离程度，故NH4HCO3溶液显碱性，B正确；气体X为CO2，通入氨水至过量后所得溶液为NH4HCO3溶液，可循环利用，C正确；根据原子守恒、化合价升降守恒，可得“高温焙烧”时的化学方程式，D正确。
8. (2024·淮安5校联盟)以含钴废渣(主要成分为CoO和Co2O3，含少量 Al2O3和 ZnO)为原料制备CoCO3的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是(D)
A. “酸浸”时稀硫酸用量不宜过多
B. “除铝”时加入 Na2CO3溶液过滤后所得滤渣是 Al(OH)3
C. “萃取”时萃取剂总量一定，分多次加入萃取比一次加入萃取效果更好
D. 沉钴时将含 Co2＋的溶液缓慢滴加到 Na2CO3溶液中，可提高 CoCO3的产率
【解析】 钴废渣主要成分为CoO、Co2O3，还含有Al2O3、ZnO等杂质，加入硫酸酸浸并通入二氧化硫，纵观整个流程知最后得到CoCO3，说明该过程中二氧化硫起还原作用，将Co3＋还原为Co2＋，“酸浸”时稀硫酸用量若过多，将增加后续步骤中Na2CO3的用量，造成浪费，A正确；“除铝”时加入Na2CO3溶液，发生的反应为2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑，过滤后所得滤渣是Al(OH)3，B正确；萃取过程中，多次萃取能使萃取效率提高，C正确；“沉钴”时将含Co2＋的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中，碳酸钠过量，溶液碱性过强，会生成Co(OH)2沉淀，降低CoCO3的产率，D错误。
9. (2025·扬州期初调研)某小组用硫铜矿煅烧后的废渣(主要含Fe2O3、CuO、FeO)为原料制取Cu2O，流程如下：
下列说法正确的是(C)
A. “酸浸”时使用98%的浓硫酸代替稀硫酸有利于提高原料利用率
B. “氧化”后溶液中存在的阳离子有：H＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋
C. “调节pH”时可以选择CuO或Cu(OH)2
D. “还原”过程中消耗的CuSO4、N2H4的物质的量之比为1∶4
【解析】 “酸浸”时使用98%的浓硫酸会氧化亚铁离子，产生污染性的气体，消耗的硫酸量会增多，不利于提高原料利用率，A错误；“氧化”的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，因此“氧化”后溶液中存在的阳离子有H＋、Fe3＋、Cu2＋，B错误；“调节pH”时主要是沉淀铁离子，而Cu2＋需要保留，因此选择CuO或Cu(OH)2来消耗氢离子，促进铁离子水解，C正确；根据化合价升降守恒可知，“还原”中消耗的CuSO4、N2H4的物质的量之比为4∶1，D错误。
10. (2025·甘肃卷)处理某酸浸液(主要含Li＋、Fe2＋、Cu2＋、Al3＋)的部分流程如图所示：
下列说法正确的是(D)
A. “沉铜”过程中发生反应的离子方程式：2Fe＋3Cu2＋===3Cu＋2Fe3＋
B. “碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，Al(OH)3沉淀越完全
C. “氧化”过程中铁元素化合价降低
D. “沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
【解析】 “沉铜”过程中铁置换出铜单质，发生反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，A错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，NaOH过量，Al(OH)3会溶解，B错误；“氧化”过程中将Fe2＋氧化为Fe3＋，铁元素化合价升高，C错误；加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀，利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质，D正确。

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