专题12 工艺流程综合题-三年（2022-2024）高考化学真题分类汇编（全国通用）（教师卷）

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专题 12 工艺流程综合题

考点三年考情（2022-2024）命题趋势

考点 1 工艺流

程综合题

◆物质分离和提纯类工艺流程题：2024 广

东卷、2024 湖南卷、2024 河北卷、2024 新

课标卷、2024 全国甲卷、2024 黑吉辽

卷、2024 安徽卷、2023 新课标卷、2023 湖

北卷、2023 辽宁卷、2023 广东卷、2023 浙

江卷、2022 湖南卷、2022 湖北卷、2022 重

庆卷、2022 全国乙卷

◆物质制备类工艺流程题：2024 北京

卷、2024 甘肃卷、2024 浙江卷 6月、2024

江苏卷、2024 山东卷、2024 湖北卷、2024

浙江卷 1月、2023 全国甲卷、2023 全国乙

卷、2023 湖南卷、2023 山东卷、2023 北京

卷、2023 浙江卷、2022 全国甲卷、2022 福

建卷、2022 辽宁卷、2022 广东卷、2022 北

京卷、河北卷

化学工艺流程题是将化工生产中的生产流

程用框图形式表示出来，并根据生产流程

中有关的化学知识步步设问。化工流程题

以现代工业生产为基础，与化学反应原

理、产品提纯、环境保护等相融合，具有

考查知识面广、综合性强、思维容量大的

特点。这类题型不但综合考查考生在中学

阶段所学的元素及其化合物知识以及物质

结构、元素周期律、氧化还原反应、化学

用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、

实验操作等知识，而且更重要的是能突出

考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理

能力，且这类试题陌生度高，文字量大，

包含信息多，思维能力要求高。近年高考

有关考查要点和设问方式没有大的变化，

注意的是有关化学方程式的书写的考查，

有加强的趋势，一般有 2~3 个小问会涉及

方程式的书写。

考法 01 物质分离提纯类工艺流程题

1. (2024·广东卷)镓( )在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣

(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。

工艺中，是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用

提取金属离子的原理如图。已知：

① 。

②(冰晶石)的为。

③ 浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与 2个配位，其他

金属离子与的配位可忽略。

（1）“电解”中，反应的化学方程式为_______。

（2）“浸取”中，由形成的离子方程式为_______。

（3）“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过，从而有利于

的分离。

（4）“ 提取”中，原料液的浓度越_______，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过

高，会降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以

进一步提高的提取率。

（5）“调”中，至少应大于_______，使溶液中，有利于配离子及

晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为_______ 。

（6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体

心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比 _______，其立方晶胞的体

积为_______ 。

【答案】（1）2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑

（2）Ga3++4Cl-=[GaCl4]-

（3） ①. 铁 ②. [FeCl6]3-

（4） ①. 高 ②. NaCl

（5） ①. 3.2 ②. 4.0×10-7

（6） ①. 2:1:1 ②. 8a3

【解析】

【分析】电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的 Ga、Fe、K、Ca 等元素)进行焙烧，金属转化为

氧化物，焙烧后的固体加入盐酸浸取，浸取液加入铝片将Fe3+进行还原，得到原料液，原料液利用 LAEM

提取，[GaCl4]-通过交换膜进入 II 室并转化为 Ga3+，II 室溶液进一步处理得到镓，I室溶液加入含F-的废液

调pH 并结晶得到 NaAlF6晶体用于电解铝；

【小问 1详解】

“电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质，反应的化学方程式为 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑；

【小问 2详解】

“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式为 Ga3++4Cl-=[GaCl4]-；

【小问 3详解】

由已知，浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3)(m=0~4)微粒形式存在，为了避免铁元素以[FeCl6]3-的微粒

形式通过 LAEM，故要加入铝片还原 Fe3+，从而有利于Ga 的分离；

【小问 4详解】

“LAEM 提取”中，原料液的 Cl-浓度越高，更有利于生成[GaCl4]-的反应正向移动，更有利于Ga 的提取，

在不提高原料液酸度的前提下，同时不引入新杂质，可向I室中加入NaCl，提高 Cl-浓度，进一步提高 Ga

的提取率；

【小问 5详解】

由pKa(HF)=3.2，Ka(HF)= =10-3.2，为了使溶液中 c(F-)>c(HF)，c(H+)= ×10-3.2<10-

3.2mol/L，故pH 至少应大于3.2，有利于[AlF6]3-配离子及 Na3[AlF6]晶体的生成，若“结晶”后溶液中

c(Na+)=0.10mol⋅L-1，根据 Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp 为4.0×10-10，[AlF6]3-浓度为

=4.0×10-7mol⋅L-1；

【小问 6详解】

合金的晶体结构可描述为Ga 与Ni 交替填充在Co 构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，取 Ga 为

晶胞顶点，晶胞面心也是Ga，Ni 处于晶胞棱心和体心，Ga 和Ni 形成类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中Ga

和Ni 形成的8个小正方体体心为Co，故晶胞中Ga、Ni 个数为4，Co 个数为8，粒子个数最简比

Co:Ga:Ni=2:1:1，晶胞棱长为两个最近的 Ga 之间（或最近的 Ni 之间）的距离，为 2a nm，故晶胞的体积为

8a3nm。

2. (2024·湖南卷)铜阳极泥(含有 Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵

金属的化工流程如下：

已知：①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在；

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