专题解密（三） 无机化工流程题 专题检测（实战演练）-【高考引领教学】2023届高考化学一轮针对性复习方案（全国通用）（解析版）

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专题解密（三） 无机化工流程题 专题检测
（7 小题，共 100 分）
1.（2022 届河南省濮阳市高三一模）（14 分）锑（Sb）是第 VA 族元素，其单质主要用于
制造合金、半导体。三氧化二锑俗称锑白，是白色粉末，不溶于水，是一种两性氧化
物，主要用于白色颜料、油漆和塑料、石油化工等。某工厂用羽毛矿（主要成分为
Pb4FeSb6S14）制取锑白的工艺流程如图所示：
（1）Pb4FeSb6S14 中的锑元素只显一种化合价，则其化合价是______。X 是一种固体单质，
其成分是___________（填化学式）。
（2）氯化浸出中，除铅与 X 外，被氧化的元素反应后均显高价，写出相应的化学方程式：
__________________________________。操作 1 为加水稀释，写出生成 SbOCl 的离子
方程式：_______________________________________。
（3）试剂 1 通常选用氨水而不是 NaOH 溶液，最可能的原因是___________________。操作
2 的内容是_____________、干燥。
（4）在强碱性条件下电解 Na3SbS3溶液（原理如图）可得到单质锑。
写出阴极的电极反应式：___________________，B 电极应接电源的______极，当有 2molSb
生成时，通过阳离子交换膜的离子数为_________（设
N
A为阿伏加德罗常数的值）。
【答案】（1）+3；S
（2）2Pb4FeSb6S14+41Cl2＝8PbCl2+2FeCl3+12SbCl5+28S；Sb3++Cl－+H2O＝SbOCl↓+2H+
（3）Sb2O3可溶解在过量的 NaOH 溶液中，但不会溶解在过量的氨水中；过滤、洗涤
（4）SbS33－+3e－＝Sb+3S2－；正；6
N
A
【解析】（1）锑是第 VA 族元素，主要化合价为+5、+3。在 Pb4FeSb6S14 中硫元素显－2
价，Pb 为+2 价，Fe 为+2 价，假设 Sb 元素化合价为+x，根据化合物中元素化合价代数
和等于 0 可得 4×2+2+6x＝2×14，解得 x＝+3 价。羽毛矿主要成分为 Pb4FeSb6S14，向
其中加入水，然后通入 Cl2进行氧化反应，金属变为金属氯化物，S 被氧化为 S 单
质，S 单质在常温下为固体，所以 X 只能是硫；
（2）根据题意可知：羽毛矿 Pb4FeSb6S14 与氯气反应时，S 被氧化变为 S 单质，Pb 变为
PbCl2，其余元素被氧化为高价态，则根据原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方
程式：2Pb4FeSb6S14+41Cl2＝8PbCl2+2FeCl3+12SbCl5+28S；操作 1 为加水稀释，生成难
溶性的 SbOCl，根据盐的水解规律，结合电荷守恒、原子守恒可得 Sb3++Cl－+H2O＝
SbOCl↓+2H+；
（3）由题意可知 Sb2O3是两性氧化物，能够与强碱 NaOH 发生反应，所以 Sb2O3可溶解在过
量的 NaOH 溶液中，但不会溶解在过量的氨水中，因此试剂 1 通常选用氨水而不是 NaOH
溶液；分离难溶性固体与可溶性液体混合物使用过滤方法，然后经沉淀经洗涤、干燥
得到锑白；
（4）与电源负极连接的电极为阴极，得到电子发生还原反应，由题意可知：电解 Na3SbS3
溶液得到 Sb 单质，则在阴极上发生反应：SbS33－+3e－＝Sb+3S2－，故 A 为电源的负
极，B 为电源的正极；根据电解时阴极电极式可知：每产生 1molSb，转移 3mol 电子，
则生成 2molSb 时，转移 6mol 电子，同时得到 6molS2－，根据溶液呈电中性可知要有
6molNa+通过阳离子交换膜，通过了 Na+数目为 6
N
A。
2．（2022 届辽宁省辽阳市高三一模）（15 分）二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土化合
物。以氟碳铈矿（主要含CeFCO3）为原料制备CeO2的一种工艺流程如图：
已知：①Ce4+能与 F－结合成［CeFx］（4－x）+，也能与 SO42－结合成［CeSO4］2+；②Ce4+在硫酸
体系中能被萃取剂［（HA）2］萃取，而 Ce3+不能。回答：
（1）“氧化培烧”前需将矿石粉碎成细颗粒，其目的是_____________________。
（2）“酸浸”中会产生大量黄绿色气体，写出 CeO2与盐酸反应的离子方程式：_________
__________________________；为避免产生上述污染，解决方案为_________________
_______。
（3）“萃取”时存在反应：Ce4++
n
（HA）2Ce·（H2n－4A2n）+4H+。实验室中萃取时要
用到的主要玻璃仪器名称为__________；图中 D是分配比，表示 Ce（Ⅳ）分别在有机
层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比 D＝
c
［Ce·（H2n－
4A2n）］/
c
｛［CeSO4］2+｝。保持其它条件不变，在起始料液中加入不同量的 Na2SO4以
改变水层中的
c
（SO42－），D 随起始料液中
c
（SO42－）变化的原因：________________
____。在 D＝80 的条件下，取 20mL 含四价铈总浓度为 0.1mol/L 的酸浸液，向其中加
入 10mL 萃取剂（HA）2，充分振荡，静置，水层中［CeSO4］2+＝________。（结果保
留二位有效数字）。
（4）“反萃取”中，在稀硫酸和 H2O2的作用下 CeO2转化为 Ce3+。H2O2在该反应中作用与下
列反应中 H2O2的作用相同的是________。
A．H2O2处理含酸性重铬酸钾的废水
B．H2O2和二氧化锰混合制氧气
C．H2O2与氧化钙制过氧化钙
D．H2O2在海带提碘实验中的作用
（5）“氧化”步骤的化学方程式为：_________________________。
（6）取上述流程中得到的 CeO2产品
w
g，加硫酸溶解后，用
V
1mL
a
mol/L FeSO4溶液滴定
至终点时（铈被还原为 Ce3+，其他杂质均不反应，Ce3+为无色），用
b
mol/L 标准酸性
KMnO4溶液滴定过量的 FeSO4，消耗
V
2mL 标准溶液。该产品中 CeO2的质量分数为______
__。
【答案】（1）增大固体与气体的接触面积，增大反应速率，提高原料的利用率
（2）2CeO2+2Cl－+8H+＝2Ce3++ Cl 2↑+4H2O；将HCl（盐酸）改用 H2SO4酸浸
（3）分液漏斗；随着
c
（SO42－）增大，水层中 Ce4+被 SO42－结合成［CeSO4］2+，导致萃取平
衡向逆向移动，D 迅速减小；0.0024mol/L
（4）A（5）2Ce（OH）3+NaClO+H2O＝2Ce（OH）4+NaCl
（6） %
【解析】（1）“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒是为了增加固体与氧气接触面积燃烧
充分，增大固体和氧气的接触面积，反应更充分；
（2）“酸浸”中会产生大量黄绿色气体应为氯气，CeO2与盐酸发生氧化还原反应生成 Ce3+
和氯气，可以用硫酸代替盐酸而避免产生氯气污染；
（3）实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器名称为分液漏斗，根据平衡 Ce4++
n
（HA）2
Ce·（H2n－4A2n）+4H+，加入 Na2SO4时，随着
c
（SO42－）增大，水层中 Ce4+被 SO42－结合
成［CeSO4］2+，导致萃取平衡向左移动，D 迅速减小。在 D＝80 的条件下，D＝
c
［Ce·（H2n－4A2n）］/
c
｛［CeSO4］2+｝，即
c
［Ce·（H2n－4A2n）］＝
80
c
｛［CeSO4］2+｝，依据题意，0.1mol/L×20mL＝20mL×
c
｛［CeSO4］2+｝
+10mL×80×
c
｛［CeSO4］2+｝，
c
｛［CeSO4］2+｝＝0.0024mol/L。
（4）“反萃取”加 H2O2的作用是将Ce4+离子重新还原为 Ce3+，H2O2在该反应中作还原
剂。H2O2处理含酸性重铬酸钾的废水，过氧化氢做还原剂，A 正确；H2O2和二氧化锰混
合制氧气，发生歧化反应，既是氧化剂，又是还原剂，B 错误；H2O2与氧化钙制过氧化
钙，不发生氧化还原反应，C 错误；H2O2在海带提碘实验中作氧化剂，D 错误。
（5）“氧化”步骤中用次氯酸钠将 Ce3+氧化成 Ce4+，反应的化学方程式为
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