专题 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）

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...