专项训练 与金属钒有关的化工流程题

化学工艺流程1．明矾[KAl(SO4) 2·12H2O]易溶于水，不易溶于乙醇，在生产、生活中有广泛用途。

利用炼铝厂的废料——铝灰（含Al、Al2O3及少量的SiO2、FeO·xFe2O2）制备明矾的工艺流程如下：回答下列问题：（1）酸浸时为提高铝的浸取虑，可采取的措施是（填标号）。

a．改用同浓度的硝酸b．用硫酸多次浸取c．浸取时间缩短一半d．适当升高温度（2）滤渣1的成分是；滤渣2经过处理可以制得一种高效的无机高分子混凝剂，其化学式为[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m，则该物质中铁元素的化合价为。

（3）检验滤液A中含有Fe2+的实验方案及现象是。

（4）已知常温下K sp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，当调节溶液的pH=3时，溶液中c(Fe3+)= 。

（5）操作Ⅱ中包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，使用酒精洗涤明矾晶体的目的是；明矾净水的原理是（写离子方程式）。

（6）已知在pH=3和加热条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，则上述流程图中加入适量MnSO4发生反应的离子方程式为。

．（1）bd（2分）（2）SiO2（1分）+3（2分）（3）取少量滤液A于试管中，滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色，说明滤液A中含有Fe2+（或取少量滤液A于试管中，滴入几滴铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，说明滤液A中含有Fe2+）（2分）（4）4.0×10-5 mol·L-1（2分）（5）利用乙醇的易挥发性带走水分，使产物快速变干（2分）Al3++3H2O Al(OH)3（胶体）+3H+（2分）（6）3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2↓+4H+（2分）2. 硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。

用锌白矿（主要成分为ZnO，还含有FeO、CuO、SiO2等杂质）制备ZnSO4·7H2O的流程如下。

已知：K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10−38，K sp[Cu(OH)2]＝2.2×10−20（1）“滤渣1”的主要成分是（填化学式）。

2020届福建高三化学——化学工业流程大题周练（以钒V为载体）072020届届届届届届届——届届届届届届届届届届（以钒V为载体）071.从工业废钒中回收金属钒既避免环境污染又有利于资源综合利用。

某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等，从废钒中回收钒的一种工艺流程如下：回答下列问题：(1)为了提高“酸浸”效率，可以采取的措施有________(填一种)。

(2)“还原”中发生反应的离子方程式为________。

(3)“沉钒”是回收钒的关键步骤之一，写出该反应的离子方程式：________。

(4)“铝热反应”的化学方程式为________，用铝热剂法从下列金属氧化物中各冶炼出1mol对应的金属，消耗铝粉质量最多的是________(填字母)。

a.Fe3O4b.Ni2O3c.V2O5d.MnO2(5)电解精炼时，以熔融NaCl、CaCl2和VCl2为电解液(其中VCl2以分子形式存在)。

粗钒应与电源的________(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为________。

(6)为预估“还原”时加入H2C2O4的量，需测定“酸浸”液中VO2+的浓度，每次取25.00mL“酸浸”液于锥形瓶中，以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用a mol·L−1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定(其中VO2+→VO2+)，若三次滴定消耗标准液的平均体积为b mL，则VO2+的浓度为________(用含a、b的代数式表示)g·L−1。

2.随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用．为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣)，科研人员最新研制了一种用离子变换法回收钒的新工艺，回收率达到91.7%．部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：1/ 32物质VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶难溶难溶易溶该工艺的主要流程如图所示：请问答下列问题：(1)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，其化学方程式可表示为______用铝热剂法从下列各金属氧化物中冶炼出各1mol对应的金属，耗铝粉的质量最多的是______(填序号)a.Fe3O4b.Ni2O3c.V2O5d.MnO2(2)反应①的化学方程式为______(3)若反萃取使用硫酸用量过大，进一步处理会增加______(填化学式)的用量，造成成本增大．(4)反应②的化学方程式为：KClO3+6VOSO4+3H2O=3(VO2)2SO4+KCl+3H2SO4，若反应①用的还原剂与反应②用的氧化剂的物质的量之比为12：7，则废钒催化剂中VOSO4和V2O5的物质的量之比为______．(5)该工艺反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一，写出该步发生反应的离子方程式______(6)用已知浓度的酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定反应②后溶液中的含钒量，已知该反应的还原产物为VO2+，氧化产物为CO2，则该反应的离子方程式为______．(7)钒电池是以溶于一定浓度硫酸溶液中不同价态的钒离子(V2+、V3+、VO2+、VO2+)为正极和负极反应的活性物质，电极均为铂棒，电池总反应为：VO2++V3++H2O V2++VO2++2H+①放电时的正极反应为______②充电时的阴极反应为______．3.工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：请回答下列问题：2020届福建高三化学——化学工业流程大题周练（以钒V 为载体）07 3 /32(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式)，操作I 的名称 。

2020届高三化学一轮复习——工业流程图（选择题和综合大题训练）1、钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。

工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒，其工艺流程图如下：已知：钒有多种价态，其中＋5价最稳定。

钒在溶液中主要以VO＋2和VO－3的形式存在，且存在平衡VO＋2＋H2O VO－3＋2H＋。

下列说法正确的是()A．工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的氨水B．可以推测VO2Cl的溶解度大于NH4VO3C．焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时，应加入过量盐酸使其溶解完全D．将磁性产品加入稀硝酸溶解，取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色，则磁性产品中一定不含铁元素答案B2．利用废铁屑(主要成分为Fe，还含有C、S、P等杂质)制取高效净水剂K2FeO4的流程如图所示：下列说法不正确的是()A.废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶液去油污B.步骤②是将Fe2＋转化为Fe(OH)3C.步骤③中发生反应的离子方程式为：2Fe(OH)3＋3ClO－===2FeO2－4＋3Cl－＋4H＋＋H2OD.步骤④中反应能发生的原因是在相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4答案C3、烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放，实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。

下列说法错误的是()A.滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2B.加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2xC.调节pH时，若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，相应的离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋＋3H2O===2Al(OH)3＋3Ca2＋＋3CO2↑D.上述流程中经完全热分解放出的SO2的量总是小于吸收的SO2的量，其主要原因是溶液中的部分SO2－3被氧化成SO2－4答案C4、以白云石(MgCO3和CaCO3的混合物)为原料制备氢氧化镁的工艺流程如图所示：下列说法正确的是()A.(NH4)2SO4溶液pH＜7B.碳酸钙因为不溶解于水，所以不是电解质C.加入氨水时，发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓D.“轻烧”白云石的目的是生成CaO和MgO答案A5、（2020年北京西城6月）工业上应用两矿法浸出软锰矿(主要成分MnO2)和方铅矿(主要成分PbS、FeS2)，制备PbSO4和Mn3O4，转化流程如下。

2020届高考化学三轮大题强化特训-《工业流程（八）》1.五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。

用作冶金添加剂，占五氧化二钒总消耗量的80%以上，其次是用作有机化工的催化剂。

为了增加V2O5的利用率，我们从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等)中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下：部分含钒物质在水中的溶解性如表所示，回答下列问题：(1)①中废渣的主要成分是_____________；①中V2O5发生反应的离子方程式为____________________________________________。

(2)②、③中的变化过程可简化为(下式中的R表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取剂的主要成分。

②中萃取时必须加入适量碱，其原因是_____________________________；实验室进行萃取操作使用的玻璃仪器为___________________________。

(3)实验室用的原料中V2O5占6%(原料中的所有钒已换算成V2O5)。

取100g该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验，当加入100mL0.1mol·L−1的KClO3溶液时，溶液中的钒恰好被完全处理，假设以后各步钒没有损失，则该实验中钒的回收率是_____________[M(V2O5)=182g·mol−1]。

(4)25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如表所示：试判断在实际生产时，⑤中加入NH4Cl调节溶液的最佳pH为_____________；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则此时溶液中c(Fe3+)≤_____________(已知：25℃时K sp[Fe(OH)3]=2.6×10−39)。

【答案】(1)SiO2；(2)加入碱，中和H2SO4，使平衡正移；分液漏斗、烧杯(3)91.0%(4)1.7；2.6×10−3mol·L−1【解析】【分析】本题考查工艺流程，难度一般，是高频考点，涉及离子方程式的书写、化学平衡的移动、氧化还原反应的计算、溶度积的计算等，侧重分析能力和计算能力的考查。

2020届届届届届届届届届届届届届届届届届届081.含钒石煤(含有铁、硅、铝、钙、镁等元素的氧化物)中的钒大部分是以V(Ⅲ)和V(Ⅳ)形式存在，由含矾石煤提钒的一种工艺流程如下所示：已知：铜铁试剂能与铜、铁、铝、钛等元素形成不溶于水的配合物。

回答下列问题：(1)含矾石煤预制时加入复合添加剂对钒浸出率的影响如图所示，其中最佳复合添加剂为________，最佳添加比例为________。

(2)下图为“抽滤”实验原理装置图，“抽滤”时抽气泵的作用是________；“酸浸渣”经“水洗涤”返回“浸出”的目的是________。

(3)已知酸浸液中V2O24+被H2O2氧化成VO2+，其离子方程式为________。

“净化除杂”时用铜铁试剂除去所含的Al3+、Fe3+等杂质离子而不通过调节酸浸液pH的原因是________。

(4)“沉钒”的离子反应方程式为________。

(5)“煅烧”纯净的沉钒产物过程中，固体残留率与温度变化如图所示。

已知A点坐标为(260℃,85.47％)，则A点对应物质的化学式为________，B点对应的物质为V2O5，则B点坐标为()。

【答案】(1)Na2CO3/K2CO3；1：1；(2)抽走装置中的空气，形成负压，加快过滤速率；提高钒浸出率；(3)V2O24++H2O2=2VO2++2H+；若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失；(4)NH4++VO3−=NH4VO3↓；(5)HVO3；400℃，77.78%。

【解析】【分析】本题以石煤提钒的一种工艺流程为情景，综合考查了元素化合物、化学实验、反应原理及化学计算等学科内综合知识，掌握好基础知识，并且学会运用分析题目是解题关键。

【解答】(1)据图可知，Na2CO3/K2CO3作复合添加剂时，钒浸出率最高，添加比例为1：1；故答案为：Na2CO3/K2CO3；1：1；(2)抽滤是利用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，使过滤速度加快；“酸浸渣”经“水洗涤”返回“浸出可提高钒元素的浸出率；故答案为：抽走装置中的空气，形成负压，加快过滤速率；提高钒浸出率；(3)H2O2作氧化剂，O元素被还原为−2价，根据原子守恒、电荷守恒即可书写离子方程式：V2O24++H2O2=2VO2++2H+；若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失；故答案为：V2O24++H2O2=2VO2++2H+；若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失；(4)根据生产流程图可知，“含钒净化液”中的VO3−与铵盐中NH4+结合生成NH4VO3沉淀，离子反应方程式为NH4++VO3−=NH4VO3↓；故答案为：NH4++VO3−=NH4VO3↓；(5)260℃时若分解生成HVO3和NH3则剩余固体质量与初始固体质量的百分比为100×100％≈85.47%，所以A点(260℃)对应物质的化学式为HVO3；B点对应的物质117为V2O5，根据质量变化特点，可以得出剩余固体质量与初始固体质量的百分比为182×1×100％≈77.78%，则B点坐标为(400℃,77.78%)。

工艺流程图选择题1．（广东试验中学2024届高三阶段测试）钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。

工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒，其工艺流程图如下：已知：钒有多种价态，其中＋5价最稳定。

钒在溶液中主要以和的形式存在，且存在平衡VO2＋＋H2O VO3－＋2H＋。

下列说法正确的是A．工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的氨水B．可以推想VO2Cl溶解度大于NH4VO3C．焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时，应加入过量盐酸使其溶解完全D．将磁性产品加入稀硝酸溶解，取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色，则磁性产品中肯定不含铁元素【答案】B【解析】赤泥进行碱浸，氧化铝溶解形成偏铝酸盐，再通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀。

滤渣1系列操作得到V2O5，可知滤渣1中含有Fe2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物，进行还原、磁选，磁性产品中含有Fe等，非磁性产品含有V元素，在空气中焙烧后用盐酸溶解，钒在溶液中主要以VO2+和VO3﹣的形式存在，再加入氯化铵转化为NH4VO3，焙烧得到V2O5，由溶液中存在平衡VO2＋＋H2O VO3－＋2H＋，盐酸过量会抑制的生成NH4VO3，盐酸溶解时不宜过量。

氧化铝不溶于弱碱，氨水不能溶解氧化铝，故A错误；B.用盐酸溶液后的溶液中含有VO2+和VO3﹣、Cl﹣，加入氯化铵生成NH4VO3沉淀，反应向生成更难溶的物质进行，可以推想VO2Cl溶解度大于NH4VO3，故B正确；C.溶液中存在平衡VO2＋＋H2O VO3－＋2H＋，盐酸过量平衡逆向移动，会抑制的生成NH4VO3，所以不能加入过量的盐酸，故C错误；D.磁性产品中有铁的单质存在，若加入的硝酸不足，Fe元素被硝酸氧化可能生成亚铁离子，亚铁离子遇KSCN溶液无明显现象，故D错误；故选B。

2．（湖南省衡阳市第八中学2024届高三月考）用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水、铁粉和葡萄糖溶液可依据如图方法从某含有Cu2+、Ag+的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。

高三化学一轮复习——化学工艺流程题1. 金属钒被誉为“合金的维生素”。

从废钒(主要成分为V 2O 5、Fe 2O 3、SiO 2等)中回收V 2O 5的一种工艺流程如下图所示：已知：步骤②、③中的转化过程可简化为：R n ＋(水层)＋n HA(有机层)RA n (有机层)＋n H ＋(水层)(式中R n ＋表示VO 2＋或Fe 3＋，HA 表示有机萃取剂)回答下列问题：(1)步骤①酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为_________________________________________________________，滤渣的成分为_________________________________________________________。

(2)萃取时应加入适量碱的作用是__________________________________。

(3)步骤④中反应的离子方程式为________________________________。

(4)沉钒所得NH 4VO 3为离子化合物，NH ＋4的电子式为________________。

(5)V 2O 5是两性氧化物，在强酸性溶液中以VO ＋2形式存在，VO ＋2具有强氧化性，能将I －氧化为I 2，本身被还原为VO ＋，则V 2O 5与氢碘酸反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________。

(6)为提高钒的回收率，步骤②和③需多次进行，假设酸浸所得“强酸性浸出液”中c (VO 2＋)＝a mol·L －1，步骤②和③每进行一次，VO 2＋萃取率为80%，4次操作后，“强酸性浸出液中”c (VO 2＋)＝________mol·L －1。

大题化工流程综合题类型一以物质制备为目的1(2024·广西·统考模拟预测)层状结构MoS2薄膜能用于制作电极材料。

MoS2薄膜由辉钼矿(主要含MoS2及少量FeO、SiO2)制得MoO3后再与S经气相反应并沉积得到，其流程如下。

回答下列问题：(1)“焙烧”产生的SO2用NaOH溶液吸收生成NaHSO3的离子方程式为。

(2)“焙烧”后的固体用氨水“浸取”得到重钼酸铵NH42Mo2O7溶液，为提高“浸取”速率，可采用的措施是(举一例)。

(3)“灼烧”过程中需回收利用的气体是(填化学式)。

(4)在650℃下“气相沉积”生成MoS2的反应需在特定气流中进行，选用Ar而不选用H2形成该气流的原因是。

(5)层状MoS2晶体与石墨晶体结构类似，层状MoS2的晶体类型为。

将Li+嵌入层状MoS2充电后得到的Li x MoS2可作电池负极，该负极放电时的电极反应式为。

结合原子结构分析，Li+能嵌入MoS2层间可能的原因是。

【答案】(1)SO2+OH-=HSO-3(2)将固体粉碎(3)NH3(4)H2和S在加热条件下发生生成H2S(5)混合型晶体Li x MoS2-xe-=MoS2+xLi+Li+为Li失去一个电子形成，原子半径小【解析】MoS2薄膜由辉钼矿(主要含MoS2及少量FeO、SiO2)制得MoO3后再与S经气相反应并沉积得到，辉钼矿焙烧后使用氨水浸取得到NH42Mo2O7，结晶后灼烧得到MoO3，最后与S经气相反应并沉积得到MoS2，据此分析解题。

(1)SO2用NaOH溶液吸收，生成NaHSO3，离子方程式为SO2+OH-=HSO-3，故答案为SO2+OH-=HSO-3。

(2)“焙烧”后的固体用氨水“浸取”得到重钼酸铵NH42Mo2O7溶液，可将固体粉碎，提高“浸取”速率，故答案为将固体粉碎。

(3)NH42Mo2O7为铵盐，“灼烧”过程产生NH3，可回收利用，故答案为NH3。

(4)H2和S在加热条件下发生生成H2S，所以用Ar而不选用H2，故答案为H2和S在加热条件下发生生成H2S。

题专训练10 化工流程1. 锑(Sb)及其化合物在工业上有很多用途。

以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；②常温下：K sp(CuS)=1.27×10-36，K sp(PbS)=9.04×10-29；③溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。

（1）滤渣1中除了S之外，还有___________（填化学式）。

（2）“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为_______________。

（3）“还原”时，被Sb还原的物质为___________（填化学式）。

（4）常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)不低于_________；所加Na2S 也不宜过多，其缘由为_____________________________。

（5）“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为_________。

（6）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示：该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。

充电时，Cl-向_____（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为_________。

【答案】 (1). SiO2 (2). Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S (3). SbCl5(4). 9.04×10-24 mol·L-1 (5). 产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3 (6). 3︰2 (7). 下 (8). Mg -2e-＝Mg2+【解析】（1）二氧化硅与盐酸不反应；正确答案：SiO2；（2）依据题给信息，Sb2S3与SbCl5反应生成单质硫，浸出液中含有SbCl3；因此反应产生SbCl3和S；正确答案：Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S；（3）SbCl5中+价Sb 被还原到+3价；正确答案：SbCl5；（4）由K sp(CuS)=1.27×10-36，K sp(PbS)=9.04×10-29可知，K sp(PbS)较大，在保证PbS沉淀的前提下，CuS已经沉淀；所以：K sp(PbS)=9.04×10-29=c(Pb2+)c(S2-)=1.0×10-5×c(S2-)；解出c(S2-)=9.04×10-24 mol/L；正确答案：9.04×10-24；加入过多的Na2S，硫离子与Sb3+形成Sb2S3或者硫离子与氢离子结合成硫化氢气体等；正确答案：产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3；（5）+3价Sb被氧化到+5价，还原到0价；依据电子得失守恒规律：被氧化的Sb与被还原的Sb的量之比为3:2；正确答案：3:2；（6）依据电流方向可知：镁-锑液态金属极为正极，液镁为负极；放电时，氯离子向负极移动，充电时，氯离子向阳极移动，向镁-锑液态金属极方向移动；放电时溶液中的镁离子得电子变为金属镁；正极反应：Mg2++2e-＝Mg；正确答案：下；Mg2++2e-＝Mg。

2020年高三化学下学期二轮提升训练：——以金属为背景的化工流程【知识补漏】“三抓法”解流程题1．抓箭头：主线主产品；支线副产品；回头循环品。

2．抓设问：矿样的预处理方法：(1)粉碎及目的：①增大接触面积；②增大反应速率；③增大反应物转化率。

(2)煅烧及目的：①除去有机物杂质或者碳的杂质。

②使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化。

(3)酸溶：与酸反应；碱溶：与碱反应；水溶：溶解于水或者与水反应(一般在无机化工流程中，又叫酸浸、碱浸、水浸)。

3．抓信息：(1)酸碱性的控制。

①据题意提供的反应条件作答；②从抑制水解、促进水解的角度作答；③从题目提供的其他反应物引起的不利副反应角度作答。

(2)温度的控制。

①据题意提供的反应条件，一些反应物或生成物的熔沸点联系反应原理作答(如控制某些物质为固态、液态，另一些物质为液态)；②据题目提供的信息，某些物质在某一个温度易分解；③从抑制或促进水解的角度作答；④从某些反应物或生成物在某个温度下会发生不利于生产流程的副反应角度作答；⑤从运用化学反应速率、化学平衡的理论控制适宜化工生产条件角度作答。

【热点强化】1．(2019·山东聊城二模)A、B、C是所学过的三种单质，A、B、C及其他物质之间的反应关系如图所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。

若D＋C―→E＋F且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为( A )A．Fe、Cl2、Cu B．Fe、Cl2、H2C．Cu、Cl2、Fe D．Fe、Cl2、Mg[解析]B单质水溶液呈酸性，温下为气态，则B为Cl2，结合转化关系可推出，A、B、C、D、E、F分别为Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。

2．(2019·广东重点中学第二次联考)氯化铜已被广泛用于生产颜料、木材防腐剂等化工产品。

某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。

试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的( B )①NaOH ②NH3·H2O ③CuO ④Cu2(OH)2CO3⑤CuSO4A．①②B．③④C．①②③④D．①②③④⑤[解析]溶液1中含有CuCl2和FeCl3，除去CuCl2溶液中的FeCl3时不能加入NaOH和NH3·H2O，原因是二者均可与Cu2＋反应生成沉淀；溶液1中加入CuO、Cu2(OH)2CO3可消耗H＋，使FeCl3的水解平衡向正反应方向移动，生成的Fe(OH)3沉淀经过滤除去，且未引入新的杂质。

[学科素养评价]1．(2019·莆田模拟)从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。

某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等，下图是从废钒中回收钒的一种工艺流程：(1)为了提高“酸浸”效率，可以采取的措施有________(填两种)。

(2)“还原”工序中反应的离子方程式为______________________________ _____________________________________________________________________ ________________________________________。

(3)“沉钒”得到NH4VO3沉淀，需对沉淀进行洗涤，检验沉淀完全洗净的方法是_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________。

(4)写出流程中铝热反应的化学方程式________________________________ _____________________________________________________________________ ______________________________________。

(5)电解精炼时，以熔融NaCl、CaCl2和VCl2为电解液(其中VCl2以分子形式存在)，粗钒应与电源的________(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为____________________________________________________________________________________________________________________________________。

大题突破练1 化学工艺流程题1.(2022江西新八校第二次联考)五氧化二钒(V2O5)是一种橙黄色片状晶体，具有强氧化性。

在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。

实验室以含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机物等)来制备V2O5的一种工艺流程如下:已知:“滤渣2”为Mg2(OH)2CO3。

请回答下列问题:(1)含钒废料中的有机物主要在工序中除去。

(2)常温时，若“调pH净化Ⅰ”工序中最终溶液pH=8，通过计算判断，此时Cu2+是否已经沉淀完全(填“是”或“否”)，并写出计算过程(已知离子浓度<1.0×10-5mol·L-1认为沉淀完全，K sp[Cu(OH)2]=4.8×10-20)。

(3)“净化Ⅱ”时若加入过量的(NH4)2CO3，可能导致的后果为。

(4)煅烧反应同时有氨气生成，实验室检验该气体的方法为。

NH4VO3要在流动空气中煅烧的原因可能是。

(5)在硫酸酸化条件下，V2O5可与草酸(H2C2O4)溶液反应得到含VO2+的溶液，反应的离子方程式为。

(6)全钒液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为V+V2++2H+VO2++H2O+V3+电池充电时，阳极的电极反应为。

2.(2022广西桂林、梧州一模)市政污泥含大量金属(Cu、Zn、Ni、Fe、Ag等)，不经处理直接填埋会对环境造成严重的污染。

市政污泥的综合利用能够使其得到科学、妥善的处置，并可以作为资源再次被我们利用，同时可以带来一定的经济价值。

某科研团队利用市政污泥回收皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下:已知:“沉铁”时若pH过高，会产生具有较强吸附性的氢氧化铁胶状沉淀。

回答下列问题:(1)为提高“酸浸”效率，可采取的措施有(任写一条)。

(2)“一系列操作”主要包括、、过滤、洗涤、干燥。

(3)用锌粉除铜、镍时，先除去铜，然后分离再置换除镍，用锌粉直接置换速率极慢，目前采用“锑盐净化法”，即置换时在酸性、含Ni2+溶液中同时加入锌粉和Sb2O3，得到金属Ni和Sb的混合物，该混合物可表示为NiSb，形成NiSb的离子方程式为。

第6讲 无机化工工艺流程题1.[2024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。

从铬钒渣中分别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Cr 2O 72－存在，在碱性介质中以Cr O 42－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 Na 2CrO 4 （填化学式）。

（2）水浸渣中主要有SiO 2和 Fe 2O 3 。

（3）“沉淀”步骤调pH 到弱碱性，主要除去的杂质是 Al （OH ）3 。

（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO 3和MgNH 4PO 4的形式沉淀。

该步须要限制溶液的pH ≈9以达到最好的除杂效果。

若pH ＜9时，会导致 溶液中c （P O 43－）降低，不利于生成MgNH 4PO 4沉淀 ；pH ＞9时，会导致 Mg 2＋形成Mg （OH ）2沉淀 。

（5）“分别钒”步骤中，将溶液pH 调到1.8左右得到V 2O 5沉淀。

V 2O 5在pH ＜1时，溶解为V O 2＋或VO 3＋；在碱性条件下，溶解为V O 3－或V O 43－。

上述性质说明V 2O 5具有 C （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（Na 2S 2O 5）溶液，反应的离子方程式为 3S 2O 52－＋2Cr 2O 72－＋10H＋ 6S O 42－＋4Cr 3＋＋5H 2O 。

解析（1）依据已知条件可知，最高价铬酸根在碱性介质中以Cr O 42－存在，故煅烧后含铬化合物主要为Na 2CrO 4。

（2）煅烧时通入空气，含铁化合物转化为Fe 2O 3，且Fe 2O 3不溶于水，故水浸渣中还含有Fe2O3。

（3）“沉淀”步骤加入稀H2SO4调pH到弱碱性是为了将[Al （OH）4]－转化为Al（OH）3沉淀而除去。

（4）体系中存在平衡MgNH4PO4⇌ Mg2＋＋N H4＋＋P O43－，当pH＜9时，P O43－＋H＋⇌ HP O42－，平衡正向移动，c（P O43－）降低，不利于生成MgNH4PO4沉淀；而pH＞9时Mg2＋会形成Mg（OH）2沉淀，原料利用率低。

高考化学二轮复习考点考点知识培优提升训练物质成分的确定1．(2020·试题调研)钒是一种熔点很高的金属，具有良好的可塑性和低温抗腐蚀性，有延展性、硬度大，无磁性。

广泛应用于钢铁、航空航天、能源、化工等领域。

工业上常用钒炉渣(主要含FeO·V2O3，还有少量SiO2、P2O5等杂质)提取V2O5的流程如图1所示：图1(2)加MgSO4溶液的步骤中，滤渣的主要成分是______(用化学式表示)。

答案：向钒炉渣中加入碳酸钠并在空气中焙烧，生成的有NaVO3、氧化铁、硅酸钠、磷酸钠，水浸后得到的浸出渣中含有氧化铁，浸出液为NaVO3、硅酸钠、磷酸钠的水溶液，向滤液中加入硫酸镁生成难溶的硅酸镁、磷酸镁沉淀。

2．高铁酸盐(钠、钾)，具有很强的氧化性，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒。

实验证明，由于其强烈的氧化和絮凝共同作用，高铁酸盐的消毒和除污效果，全面优于含氯消毒剂和高锰酸盐。

更为重要的是在整个的消毒和净化过程中，不产生任何对人体有害的物质。

高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂。

某兴趣小组利用黄铜矿废渣(主要成分为CuFeS2和SiO2)制取高铁酸钠，工艺流程如下：回答下列问题：(3)滤渣1的主要成分是_____(填化学式)，要检验溶液I中的金属阳离子，实验操作是_______。

答案：(3)分析可知，滤渣1的主要成分是SiO2；滤液1中的金属阳离子为Fe2+，可加入K3[Fe(CN)6]，若产生蓝色沉淀，则有Fe2+；3．硫化铋在光电、催化及储能方面有着广泛应用，还可用作新型锂离子电池的电极材料。

以浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3，还含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备高纯 Bi2S3的工艺流程如下：已知：铋单质不溶于盐酸，可溶于硝酸，BiCl3极易水解生成BiOCl沉淀。

回答下列问题：(2)“浸出”时加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可_____ ；滤渣1的主要成分是S和______。

工业流程题，实验题(钒专题)1利用V2O3制备氧钒碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的工艺流程如下：已知：+4价钒在弱酸性环境中具有还原性。

下列说法正确的是A.V2O3制备NaVO3过程中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2B.生成V2O5的反应为2NaVO3+2NH4C1Δ2NaC1+V2O5+2NH3↑C.由V2O5制备VOC12的两种路径，路径I更符合绿色化学思想D.路径II中若盐酸浓度过低，可能生成副产物VO2Cl2黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物形式存在，还包括钾、镁和铝的硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4等。

采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3+Fe2+Mg2+Al3+Mn2+开始沉淀的pH 1.97.08.9 3.08.1完全沉淀的pH 3.29.010.9 4.710.1已知：“中和沉淀”中，VO+2水解并沉淀为V2O5⋅xH2O。

“沉淀转溶”中，V2O5⋅xH2O转化为钒酸盐溶解。

下列说法错误的是A.“酸浸氧化”中，有VO+、VO2+、Fe2+三种离子被氧化B.滤渣①、滤渣③、滤渣④的主要成分依次是SiO2、Fe OH3、Al OH3C.随滤液②可除去金属离子K+、Na+、Mg2+、Mn2+及部分Al3+、Fe3+D.“沉钒”中需要加入过量NH4Cl，利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全3工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5，工艺流程如下：已知：“水溶”、“转沉”、“转化”、“沉钒”后，所得含钒物质依次为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4、NH4 VO3。

下列说法正确的是A.“焙烧”时V2O3发生的方程式为：V2O3+O2高温V2O5B.滤液1的成分为Na[Al(OH)4]C.“转化”时滤渣II经高温煅烧后水浸所得物质可导入到“转沉”操作单元中重复使用D.“沉钒”需要加入过量NH4Cl，其中一个原因是调节pH，将VO3-4转化为VO-34为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣)，科研人员研制了一种回收V2O5的新工艺，主要流程如下图。