高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)提分精準(zhǔn)突破專題08 工藝流程（解析版）

08工藝流程核心素養(yǎng)題提分精準(zhǔn)突破1.基于化核心素養(yǎng)的化學(xué)工藝流程化學(xué)工藝流程核心素養(yǎng)體現(xiàn)在“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任，證據(jù)推理與模型認(rèn)知”。核心素養(yǎng)生成——通過對(duì)化學(xué)工藝的分析，認(rèn)識(shí)化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系，贊賞化學(xué)工藝對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，考查學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)和方法綜合分析、全面認(rèn)識(shí)化學(xué)過程對(duì)自然可能帶來的各種影響；培養(yǎng)具有合理開發(fā)、利用資源的意識(shí)，樹立理解和贊賞可持續(xù)發(fā)展觀念的新一代?；瘜W(xué)工藝流程題是高考比較成熟和固定的題型。預(yù)測(cè)2020年高考題型中，化學(xué)工藝流程題仍會(huì)以流程圖的形式，以元素化合物知識(shí)為載體，圍繞原料的預(yù)處理考查影響速率的因素；圍繞經(jīng)濟(jì)原則考查循環(huán)利用和綠色化學(xué)。圍繞產(chǎn)品純度考查物質(zhì)的分離提純(調(diào)pH、結(jié)晶、過濾、洗滌)和化工計(jì)算等；圍繞核心反應(yīng)或副反應(yīng)考查物質(zhì)成分的判定；以及圍繞物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化考查陌生方程式的書寫與等。本專題包括五個(gè)高頻微考點(diǎn)和四個(gè)微考向五個(gè)微考點(diǎn)四個(gè)微考向化學(xué)工藝流程——化工術(shù)語化學(xué)工藝流程——分離提出化學(xué)工藝流程——成分判定化學(xué)工藝流程——化工計(jì)算化學(xué)工藝流程——綠色化學(xué)☆以制備為目的的工藝流程題☆以工業(yè)廢料再利用的工藝流程題☆以倡導(dǎo)“綠色化學(xué)”為核心的工藝流程題☆以分離提純?yōu)橹骶€的工藝流程題2.化學(xué)工藝流程題高頻考點(diǎn)“微”解讀☆化學(xué)工藝流程——化工術(shù)語關(guān)鍵詞釋義研磨、霧化將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w霧化，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分灼燒(煅燒)使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu)、使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦浸取向固體中加入適當(dāng)溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等酸浸在酸性溶液中使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的過程表面處理用水洗除去表面可溶性雜質(zhì)，金屬晶體可用機(jī)械法(打磨)或化學(xué)法除去表面氧化物、提高光潔度等加氧化劑氧化某物質(zhì)，生成目標(biāo)產(chǎn)物或除去某些離子提高原子利用率綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)在空氣中或在其他氣體中進(jìn)行的反應(yīng)或操作要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)；或能否達(dá)到隔絕空氣、防氧化、防水解、防潮解等目的控制溶液的pH①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使金屬離子形成氫氧化物沉淀析出(或抑制水解)②“酸作用”還可除去氧化物(膜)③“堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)控制溫度(常用水浴、冰浴或油浴)①防止副反應(yīng)的發(fā)生②使化學(xué)平衡移動(dòng)；控制化學(xué)反應(yīng)的方向③控制固體的溶解與結(jié)晶④控制反應(yīng)速率；使催化劑達(dá)到最大活性⑤升溫：促進(jìn)溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)⑥加熱煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過濾分離⑦趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量⑧降溫：防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)；降溫(或減壓)可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求☆化學(xué)工藝流程——分離提純關(guān)鍵詞釋義蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡?，繼續(xù)蒸發(fā)，過剩的溶質(zhì)就會(huì)呈晶體析出蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)除去部分溶劑，提高溶液的濃度冷卻結(jié)晶過濾（抽濾）洗滌晶體①水洗：通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì)②冰水洗滌：能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且防止晶體在洗滌過程中的溶解損耗③用特定有機(jī)試劑清洗晶體：洗去晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體的溶解度、有利于析出，減少損耗等④混合洗滌劑洗滌：如酒精和水混合洗滌液⑤洗滌沉淀的方法：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次干燥干燥：包括風(fēng)干、晾干、吹干、濾紙吸干等萃取與分液分離混不相溶的液體。蒸餾分離沸點(diǎn)相差較大的液體【例析1】Ⅰ.[高考卷改編]某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)。已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2OAg(NH3)2++Cl?+2H2O③常溫時(shí)N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+：4Ag(NH3)2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O（1）“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為__________________。（2）為提高Ag的回收率，需對(duì)“過濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，并_______________________。（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實(shí)驗(yàn)方案：________________________(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有：2mol·L?1水合肼溶液，1mol·L?1H2SO4)。Ⅱ.[自編]按以下實(shí)驗(yàn)方案可從海洋物質(zhì)樣品中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物。則(1)、(2)、(3)、(4)的分離提純方法依次為________、________、________、________?！敬鸢浮竣?（1）水浴加熱（2）將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中（3）向?yàn)V液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1mol·L?1H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥。Ⅱ.過濾分液蒸發(fā)結(jié)晶蒸餾【解析】Ⅰ.（1）“氧化”階段需在800C條件下下進(jìn)行，由于加熱溫度低于水的沸點(diǎn)，所以適宜的加熱方式為水浴加熱。（2）為提高Ag的回收率，需對(duì)“過濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來，并將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中。（3）“過濾Ⅱ”后的濾液含有銀氨配離子，根據(jù)題中信息常溫時(shí)N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+：4Ag(NH3)2++N2H4·H2O＝4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O，所以首先向該濾液中加入水合肼把銀氨配離子充分還原，由于該反應(yīng)產(chǎn)生所氣體中含有氨氣，氨氣有強(qiáng)烈的刺激性氣味會(huì)污染空氣，所以要設(shè)計(jì)尾氣處理措施，可以用題中提供的、要求必須使用的硫酸作尾氣吸收劑把氨氣吸收。最后把反應(yīng)混合物靜置、過濾、洗滌、干燥即可得到回收的銀。具體方案如下：向?yàn)V液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1mol·L?1H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥。Ⅱ.（1）操作后有濾液，則該操作為過濾；（2）操作后分出水層和有機(jī)層，則該操作為分液；（3）操作析出晶體，則該操作為蒸發(fā)結(jié)晶；第（4）操作有機(jī)層中分離有機(jī)物為蒸餾。☆化學(xué)工藝流——成分判定◆濾渣、濾液成分的判定要考慮樣品中原料和雜質(zhì)的成分在每一步驟中與每一種試劑反應(yīng)的情況：(1)反應(yīng)過程中哪些物質(zhì)(離子)消失了？(2)所加試劑是否過量或離子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，又產(chǎn)生了哪些新離子？要考慮這些離子間是否會(huì)發(fā)生反應(yīng)？◆循環(huán)物成分判定◆副產(chǎn)品成分的判定☆化學(xué)工藝流程——化工計(jì)算(1)產(chǎn)品的產(chǎn)率＝eq\f(產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)量,產(chǎn)品理論產(chǎn)量)×100%(2)原料轉(zhuǎn)化率＝eq\f(參加反應(yīng)的原料量,加入原料的總量)×100%(3)產(chǎn)品的純度（物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）＝eq\f(該物質(zhì)的質(zhì)量,混合物的總質(zhì)量)×100%【例析2】[高考題改編]氧化鈧(Sc2O3)在合金、電光源、催化劑、激活劑和陶瓷等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，以鈧精礦為原料(主要成分為Sc2O3，還含有Fe2O3、MnO、SiO2等雜質(zhì))生產(chǎn)氧化鈧的一種工藝流程如下：(1)“酸溶”得到濾渣的主要成分是________；25℃時(shí)，加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH＝3，過濾，濾渣的主要成分是________。（25℃時(shí)，Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10?13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10?39，Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10?31）?(2)草酸鈧在空氣中“灼燒”時(shí)，產(chǎn)物除氧化鈧外，還有________。(3)某工廠用m1Kg的鈧精礦制備純氧化鈧，得到純產(chǎn)品m2Kg，則鈧精礦中鈧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______?(假設(shè)Sc的利用率為100%))【答案】(1)SiO2Fe(OH)3(2)CO2（3）【解析】（1）主要成分為Sc2O3，還含有Fe2O3、MnO、SiO2只有SiO2難溶于鹽酸，故酸溶后的濾渣為SiO2；根據(jù)題給數(shù)據(jù),

pH=3時(shí)，計(jì)算三種種金屬離子的濃度分別為:c(Mn2+)=1.9×10-9

mol/L,

c(Fe3+)=2.6×10-6

mol/L,

c(Sc3+)=9.0×10-2

mol/L,c(Fe3+)<10-5

mol/L,

Fe3+完全沉淀，因此加入氨水調(diào)節(jié)pH=3，過濾，濾渣的主要成分是Fe(OH)3。（2）因灼燒過程中草酸鈧中的草酸根離子被氧化為CO2。(3)用m1Kg的鈧精礦制備純氧化鈧，得到純產(chǎn)品m2Kg，則鈧精礦中鈧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是，故答案為☆化學(xué)工藝流程——綠色化學(xué)綠色化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)及其過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子，實(shí)現(xiàn)“零排放”。綠色化學(xué)的目標(biāo)是研究和尋找能充分利用的無毒害原料，最大限度地節(jié)約能源，在化工生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑。主要包括以下幾個(gè)方面：減量——提高轉(zhuǎn)化率、降低損耗、減少“三廢”的排放量?；厥铡厥瘴捶磻?yīng)的原料、副產(chǎn)品及助熔劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。拒用——一些無法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明顯的原料，拒絕在化工生產(chǎn)中使用?！纠?】[上海高考節(jié)選]將磷肥生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏（CaSO4·2H2O）轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲(chǔ)熱材料，無論從經(jīng)濟(jì)效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護(hù)角度看都具有重要意義。以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖。（1）本工藝中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，還需要等原料（2）過濾Ⅰ操作所得濾液是(NH4)2SO4溶液。檢驗(yàn)濾液中含有CO32－的方法是：。（3）上述工藝流程中體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的是：?！敬鸢浮浚?）CaCO3NH3H2O（2）濾液中滴加鹽酸產(chǎn)生氣泡（3）碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用等（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中）【解析】（1）從生產(chǎn)流程圖可以看出，所需原料除CaSO4·2H2O、KCl外，還需要氨氣、石灰石和水。（2）碳酸根的檢驗(yàn)可用酸化的方法，若產(chǎn)生氣泡說明慮液中含有碳酸根。（3）綠色化學(xué)要求整個(gè)生產(chǎn)過程中不排放污染物，原子利用率高，因此生產(chǎn)流程中碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用?！镜淅龑?dǎo)引】☆以制備為目的的工藝流程題【典例1】[2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ]硼酸（H3BO3）是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：回答下列問題：（1）在95℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。（2）“濾渣1”的主要成分有_________。為檢驗(yàn)“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子，可選用的化學(xué)試劑是_________。（3）根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)：H3BO3+H2OSKIPIF1<0H++B(OH)?4，Ka=5.81×10?10，可判斷H3BO3是______酸；在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5，目的是_______________。（4）在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為__________，母液經(jīng)加熱后可返回___________工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是_________?！敬鸢浮浚?）NH4HCO3+NH3(NH4)2CO3（2）SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN（3）一元弱轉(zhuǎn)化為H3BO3，促進(jìn)析出（4）2Mg2++3SKIPIF1<0+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2SKIPIF1<0（或2Mg2++2SKIPIF1<0+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑）溶浸高溫焙燒【解析】（1）根據(jù)流程圖知硼鎂礦粉中加入硫酸銨溶液產(chǎn)生的氣體為氨氣，用碳酸氫銨溶液吸收，反應(yīng)方程式為：NH3+NH4HCO3(NH4)2CO3。（2）濾渣I為不與硫酸銨溶液反應(yīng)的Fe2O3、Al2O3、SiO2；檢驗(yàn)Fe3+,可選用的化學(xué)試劑為KSCN，（3）由硼酸的離解方程式知，硼酸在水溶液中是通過與水分子的配位作用產(chǎn)生氫離子，而三價(jià)硼原子最多只能再形成一個(gè)配位鍵，且硼酸不能完全解離，所以硼酸為一元弱酸；在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5，目的是將B(OH)?4轉(zhuǎn)化為H3BO3，并促進(jìn)H3BO3析出，（4）沉鎂過程中用碳酸銨溶液與Mg2+反應(yīng)生成Mg(OH)2?MgCO3，沉鎂過程的離子反應(yīng)為：2Mg2++2H2O+3CO32-Mg(OH)2?MgCO3↓+2HCO3-；母液加熱分解后生成硫酸銨溶液，可以返回“溶浸”工序循環(huán)使用；堿式碳酸鎂不穩(wěn)定，高溫下可以分解，故由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是高溫焙燒?！钜怨I(yè)廢料再利用的工藝流程題【典例2】[2017·江蘇卷]某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)。已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2OAg(NH3)2++Cl?+2H2O③常溫時(shí)N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+：4Ag(NH3)2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4SKIPIF1<0+4NH3↑+H2O（1）“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為__________________。（2）NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。HNO3也能氧化Ag，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是__________________________________________。（3）為提高Ag的回收率，需對(duì)“過濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，并_______________________。（4）若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應(yīng))，還因?yàn)開_________________。（5）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實(shí)驗(yàn)方案：________________________(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有：2mol·L?1水合肼溶液，1mol·L?1H2SO4)?！敬鸢浮浚?）水浴加熱（2）4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑會(huì)釋放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成環(huán)境污染（3）將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中（4）未過濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水，且其中含有一定濃度的Cl?，不利于AgCl與氨水反應(yīng)（5）向?yàn)V液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1mol·L?1H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥?！窘馕觥糠治鲱}中的實(shí)驗(yàn)流程可知，第一步氧化是為了把光盤中的少量銀轉(zhuǎn)化為氯化銀，氯化銀難溶于水，過濾后存在于濾渣中；第三步溶解時(shí)，氨水把氯化銀溶解轉(zhuǎn)化為銀氨配離子，最后經(jīng)一系列操作還原為銀。（1）“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行，由于加熱溫度低于水的沸點(diǎn)，所以適宜的加熱方式為水浴加熱。（2）因?yàn)橐阎狽aClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，用化合價(jià)升降法即可配平，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑。HNO3也能氧化Ag，硝酸做氧化劑時(shí)通常被還原為有毒的氮的氧化物而污染環(huán)境，所以以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是會(huì)釋放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成環(huán)境污染。（3）為提高Ag的回收率，需對(duì)“過濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來，并將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中。（4）若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外，還因?yàn)槲催^濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水，氨水的濃度變小，且其中含有一定濃度的Cl?，不利于AgCl與氨水發(fā)生AgCl+2NH3·H2OAg(NH3)2++Cl?+2H2O反應(yīng)，使得銀的回收率變小。（5）“過濾Ⅱ”后的濾液含有銀氨配離子，根據(jù)題中信息常溫時(shí)N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+：4Ag(NH3)2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4SKIPIF1<0+4NH3↑+H2O，所以首先向該濾液中加入水合肼把銀氨配離子充分還原，由于該反應(yīng)產(chǎn)生所氣體中含有氨氣，氨氣有強(qiáng)烈的刺激性氣味會(huì)污染空氣，所以要設(shè)計(jì)尾氣處理措施，可以用題中提供的、要求必須使用的硫酸作尾氣吸收劑把氨氣吸收。最后把反應(yīng)混合物靜置、過濾、洗滌、干燥即可得到回收的銀。具體方案如下：向?yàn)V液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1mol·L?1H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥。☆以倡導(dǎo)“綠色化學(xué)”為核心的工藝流程題【典例3】[2020·首都師大附中4月開學(xué)考試題]As2O3在醫(yī)藥、電子等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某含砷元素（As）的工業(yè)廢水經(jīng)如下流程轉(zhuǎn)化為粗As2O3。（1）“堿浸”的目的是將廢水中的H3AsO3和H3AsO4轉(zhuǎn)化為鹽。H3AsO4轉(zhuǎn)化為Na3AsO4反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。（2）“氧化”時(shí)，1molAsO33－轉(zhuǎn)化為AsO43－至少需要O2________mol。（3）“沉砷”是將砷元素轉(zhuǎn)化為Ca5(AsO4)3OH沉淀，發(fā)生的主要反應(yīng)有：a．Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH－(aq)ΔH＜0b．5Ca2++OH－+3AsO43－Ca5(AsO4)3OHΔH＞0研究表明：“沉砷”的最佳溫度是85℃。用化學(xué)平衡原理解釋溫度高于85℃后，隨溫度升高沉淀率下降的原因是________。（4）“還原”過程中H3AsO4轉(zhuǎn)化為H3AsO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。（5）“還原”后加熱溶液，H3AsO3分解為As2O3，同時(shí)結(jié)晶得到粗As2O3。As2O3在不同溫度和不同濃度硫酸中的溶解度（S）曲線如右圖所示。為了提高粗As2O3的沉淀率，“結(jié)晶”過程進(jìn)行的操作是________。（6）下列說法中，正確的是________（填字母）。a．粗As2O3中含有CaSO4b．工業(yè)生產(chǎn)中，濾液2可循環(huán)使用，提高砷的回收率c．通過先“沉砷”后“酸化”的順序，可以達(dá)到富集砷元素的目的【答案】(1).H3AsO4+3NaOH==Na3AsO4+3H2O(2).0.5(3).溫度升高，反應(yīng)a平衡逆向移動(dòng)，c(Ca2+)下降，使反應(yīng)b中Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降(4).H3AsO4+H2O+SO2==H3AsO3+H2SO4(5).調(diào)硫酸濃度約為7mol·L－1，冷卻至25℃，過濾(6).abc【解析】（1）H3AsO4與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成Na3AsO4，反應(yīng)方程式是H3AsO4+3NaOH═Na3AsO4+3H2O；（2）1molAsO33-轉(zhuǎn)化為AsO43-失電子2mol，1mol氧氣得電子4mol，根據(jù)電子守恒，需要O2的物質(zhì)的量SKIPIF1<0；(3)溫度升高，Ca(OH)2（s）Ca2+（aq）+2OH-（aq）

△H＜0，平衡逆向移動(dòng)，c（Ca2+）、c(OH-)下降，反應(yīng)b平衡逆向移動(dòng)，所以隨溫度升高沉淀率下降；（4）H3AsO4被SO2還原成H3AsO3反應(yīng)的化學(xué)方程式是H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4；（5）根據(jù)圖2，As2O3的溶解度在25℃、硫酸的濃度在7mol?L-1時(shí)最小，為了提高粗As2O3的沉淀率，“結(jié)晶”過程進(jìn)行的操作是調(diào)硫酸濃度約為7mol?L-1，冷卻至25℃，過濾；（6）CaSO4微溶于水，鈣離子未完全除去，所以粗As2O3中含有CaSO4，故a正確；濾液2含有少量As2O3、硫酸，濾液2可循環(huán)使用，提高砷的回收率，故b正確；“沉砷”生成Ca5(AsO4)3OH可以富集砷元素，故c正確?！钜苑蛛x提純?yōu)橹骶€的工藝流程題【典例4】[2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，28]咖啡因是一種生物堿（易溶于水及乙醇，熔點(diǎn)234.5℃，100℃以上開始升華），有興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧酸（SKIPIF1<0約為SKIPIF1<0，易溶于水及乙醇）約3%~10%，還含有色素、纖維素等。實(shí)驗(yàn)室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。索氏提取裝置如右圖所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā)，蒸氣沿蒸氣導(dǎo)管2上升至球形冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中，與茶葉末接觸，進(jìn)行萃取。萃取液液面達(dá)到虹吸管3返回?zé)?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)茶葉末的連續(xù)萃取?；卮鹣铝藛栴}：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需將茶葉研細(xì)，放入濾紙?zhí)淄?中，研細(xì)的目的是_________。圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑，加熱前還要加幾粒________。（2）提取過程不可選用明火直接加熱，原因是_________。與常規(guī)的萃取相比，采用索氏提取器的優(yōu)點(diǎn)是_________。（3）提取液需經(jīng)“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑。與水相比，乙醇作為萃取劑的優(yōu)點(diǎn)計(jì)、接收管之外，還有________（填標(biāo)號(hào)）。A．直形冷凝管 B．球形冷凝管C．接收瓶 D．燒杯（4）濃縮液加生石灰的作用是和________和吸收________。（5）可采用如右圖所示的簡(jiǎn)易裝置分離提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發(fā)皿中并小火加熱，咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝結(jié)，該分離提純方法的名稱是________?！敬鸢浮浚?）增加固液接觸面積，提取充分；沸石（2）乙醇易揮發(fā)，易燃；使用溶劑量少，可連續(xù)萃取（萃取小率高）（3）AC（4）單寧酸；水（5）升華【解析】（1）將茶葉研細(xì)可增大接觸面積，即可反應(yīng)速率，使提取充分；蒸餾操作中，為了避免混合液體爆沸，需要加入沸石，故答案為：增加固液接觸面積，提取充分；沸石；（2）該實(shí)驗(yàn)中的萃取劑為乙醇，乙醇易揮發(fā)，易燃，為了避免暴沸，提取過程不可選用明火直接加熱；根據(jù)圖示裝置及題干描述可知，與常規(guī)的萃取相比，索氏提取器使用溶劑少，可連續(xù)萃取，故答案為：乙醇易揮發(fā)，易燃；使用溶劑少，可連續(xù)萃??；（3）提取液需經(jīng)“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑。乙醇易揮發(fā)，則與水相比，乙醇作為萃取劑的優(yōu)點(diǎn)是乙醇沸點(diǎn)低，易濃縮；結(jié)合蒸餾操作方法可知，“蒸餾濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計(jì)、接收管之外，還有冷凝管和接收器，其中蒸餾操作用直形冷凝管，回流時(shí)用球形冷凝管，所以應(yīng)選用直形冷凝管，即選AC，故答案為：乙醇沸點(diǎn)低，易濃縮；AC；（4）生石灰為CaO，CaO為堿性氧化物，提取液中混有單寧酸，CaO能夠中和單寧酸，還能夠吸收水分，故答案為：?jiǎn)螌幩幔凰?）根據(jù)咖啡因“100℃以上開始升華”可知，該分離提純方法為升華，故答案為：升華?！揪珳?zhǔn)鞏固】1.[2019·新課標(biāo)Ⅱ，26]立德粉ZnS·BaSO4（也稱鋅鋇白），是一種常用白色顏料?；卮鹣铝袉栴}：（1）利用焰色反應(yīng)的原理既可制作五彩繽紛的節(jié)日煙花，亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉樣品時(shí)，鋇的焰色為__________（填標(biāo)號(hào)）。A．黃色B．紅色C．紫色D．綠色（2）以重晶石（BaSO4）為原料，可按如下工藝生產(chǎn)立德粉：①在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇，該過程的化學(xué)方程式為______________________?；剞D(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體，生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為CO2和一種清潔能源氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。②在潮濕空氣中長(zhǎng)期放置的“還原料”，會(huì)逸出臭雞蛋氣味的氣體，且水溶性變差。其原因是“還原料”表面生成了難溶于水的___________（填化學(xué)式）。③沉淀器中反應(yīng)的離子方程式為______________________。（3）成品中S2?的含量可以用“碘量法”測(cè)得。稱取mg樣品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·L?1的I2?KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密閉，置暗處反應(yīng)5min，有單質(zhì)硫析出。以淀粉為指示劑，過量的I2用0.1000mol·L?1Na2S2O3溶液滴定，反應(yīng)式為I2+2SKIPIF1<02I?+SKIPIF1<0。測(cè)定時(shí)消耗Na2S2O3溶液體積VmL。終點(diǎn)顏色變化為_________________，樣品中S2?的含量為______________（寫出表達(dá)式）。【答案】（1）D（2）①BaSO4+4CBaS+4CO↑ CO+H2OCO2+H2②BaCO3③S2?+Ba2++Zn2++SKIPIF1<0BaSO4·ZnS↓（3）淺藍(lán)色至無色 SKIPIF1<0【解析】（1）焰色反應(yīng)不是化學(xué)變化，常用來檢驗(yàn)金屬元素存在，常見金屬元素焰色：A．鈉的焰色為黃色，故A錯(cuò)誤；B．鈣的焰色為紅色，故B錯(cuò)誤；C．鉀的焰色為紫色，故C錯(cuò)誤；D．鋇的焰色為綠色，故D正確。（2）①注意焦炭過量生成CO，反應(yīng)物為硫酸鋇與焦炭，產(chǎn)物為BaS與CO，寫出方程式BaSO4+4CBaS+4CO↑；CO與水蒸氣反應(yīng)生成CO2與H2，寫出方程式：CO+H2OCO2+H2。②根據(jù)信息臭雞蛋氣味氣體為硫化氫氣體，由強(qiáng)酸制弱酸原理，還原料硫化鋇與空氣中水，二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鋇與硫化氫氣體。③硫化鋇與硫酸鋅為可溶性強(qiáng)電解質(zhì)，寫成離子形式，產(chǎn)物硫酸鋇與硫化鋅為沉淀，不可電離，寫出離子方程式：S2?+Ba2++Zn2++SKIPIF1<0BaSO4·ZnS↓。（3）碘單質(zhì)與硫離子的反應(yīng)：S2-+I2S+2I-；碘單質(zhì)與淀粉混合為藍(lán)色，用硫代硫酸鈉滴定過量的I2，故終點(diǎn)顏色變化為淺藍(lán)色至無色；根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)相等，利用關(guān)系式法解題；根據(jù)化合價(jià)升降相等列關(guān)系式，設(shè)硫離子物質(zhì)的量為nmol：S2-～I(xiàn)22S2O32-～I(xiàn)21mol1mol2mol1molnmolnmol0.1V×10-3molSKIPIF1<00.1V×10-3moln+SKIPIF1<00.1V×10-3mol=25SKIPIF1<00.1V×10-3mol，得n=（25-SKIPIF1<0V）0.1×10-3mol則樣品中硫離子含量為：SKIPIF1<0×100%=SKIPIF1<0×100%。2.[2019·新課標(biāo)Ⅲ]高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示。回答下列問題：相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol·L?1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（1）“濾渣1”含有S和__________________________；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________。（2）“氧化”中添加適量的MnO2的作用是________________________。（3）“調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_______~6之間。（4）“除雜1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“濾渣3”的主要成分是______________。（5）“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。（6）寫出“沉錳”的離子方程式___________________________________________________。（7）層狀鎳鈷錳三元材料可作為鋰離子電池正極材料，其化學(xué)式為L(zhǎng)iNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合價(jià)分別為+2、+3、+4。當(dāng)x=y=SKIPIF1<0時(shí)，z=___________?！敬鸢浮浚?）SiO2（不溶性硅酸鹽）MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O（2）將Fe2+氧化為Fe3+（3）4.7（4）NiS和ZnS（5）F?與H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF，MgF2Mg2++2F?平衡向右移動(dòng)（6）Mn2++2SKIPIF1<0MnCO3↓+CO2↑+H2O（7）SKIPIF1<0【解析】（1）Si元素以SiO2或不溶性硅鹽存在，SiO2與硫酸不反應(yīng)，所以濾渣I中除了S還有SiO2；在硫酸的溶浸過程中，二氧化錳和硫化錳發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，二氧化錳作氧化劑，硫化錳作還原劑，方程式為：MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。（2）二氧化錳作為氧化劑，使得MnS反應(yīng)完全，且將溶液中Fe2+氧化為Fe3+。（3）由表中數(shù)據(jù)知pH在4.7時(shí)，F(xiàn)e3+和Al3+沉淀完全，所以應(yīng)該控制pH在4.7~6之間。（4）根據(jù)題干信息，加入Na2S除雜為了除去鋅離子和鎳離子，所以濾渣3是生成的沉淀ZnS和NiS。（5）由HFSKIPIF1<0H++F-知，酸度過大，F(xiàn)-濃度減低，使得MgF2SKIPIF1<0Mg2++2F-平衡向沉淀溶解方向移動(dòng)，Mg2+沉淀不完全。（6）根據(jù)題干信息沉錳的過程是生成了MnCO3沉淀，所以反應(yīng)離子方程式為：Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O。（7）根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0的規(guī)律得：1+2x+3y+4z=6，已知，x=y=1/3，帶入計(jì)算得：z=1/3。3.[2020·山東省新高考測(cè)試卷]普通立德粉（BaSO4·ZnS）廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中，可利用ZnSO4和BaS共沉淀法制備。以粗氧化鋅(含Zn、CuO、FeO等雜質(zhì))和BaSO4為原料制備立德粉的流程如下：（1）生產(chǎn)ZnSO4的過程中，反應(yīng)器Ⅰ要保持強(qiáng)制通風(fēng)，原因是。（2）加入鋅粉的主要目的是（用離子方程式表示）。（3）已知KMnO4在酸性環(huán)境中被還原為Mn2+，在弱酸性、弱堿性溶液中被還原為MnO2，在堿性環(huán)境中被還原為MnO42-。據(jù)流程判斷，加入KMnO4時(shí)溶液的pH應(yīng)調(diào)至；a．2.2～2.4 b．5.2～5.4 c．12.2～12.4濾渣Ⅲ的成分為。（4）制備BaS時(shí)，按物質(zhì)的量之比計(jì)算，BaSO4和碳粉的投料比要大于1:2，目的是；生產(chǎn)過程中會(huì)有少量氧氣進(jìn)入反應(yīng)器Ⅳ，反應(yīng)器Ⅳ中產(chǎn)生的尾氣需用堿液吸收，原因是。（5）普通立德粉（BaSO4·ZnS）中ZnS含量為29.4%。高品質(zhì)銀印級(jí)立德粉中ZnS含量為62.5%。在ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2S中選取三種試劑制備銀印級(jí)立德粉。所選試劑為，反應(yīng)的化學(xué)方程式為（已知BaSO4的相對(duì)分子質(zhì)量為233。ZnS的相對(duì)分子質(zhì)量為97）?！敬鸢浮浚?）反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣，達(dá)一定濃度后易爆炸，出現(xiàn)危險(xiǎn)，需要通風(fēng)。（2）Zn+Cu2+=Zn2++Cu2+（3）b，MnO2和Fe(OH)3（4）避免產(chǎn)生CO等有毒氣體；尾氣中含有的SO2等有毒氣體（5）ZnSO4、BaS、Na2S；4ZnSO4+BaS+3Na2S=BaSO4·4ZnS+3Na2SO4【解析】分析流程中的相關(guān)反應(yīng)：反應(yīng)器Ⅰ中粗氧化鋅中所含Zn、CuO、FeO與硫酸反應(yīng)，不溶性雜質(zhì)以濾渣Ⅰ的形式過濾分離；反應(yīng)器Ⅱ中用Zn置換溶液中Cu2+；反應(yīng)器Ⅲ中用KMnO4氧化Fe2+，同時(shí)控制pH，在弱酸性、弱堿性環(huán)境中，產(chǎn)生MnO2和Fe(OH)3沉淀得到凈化的ZnSO4溶液；反應(yīng)器Ⅳ中BaSO4+2C=BaS+2CO2制備BaS；反應(yīng)器Ⅴ用ZnSO4和BaS共沉淀制備立德粉。所以反應(yīng)器Ⅰ中Zn與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，保持強(qiáng)制通風(fēng)，避免氫氣濃度過大而易發(fā)生爆炸，出現(xiàn)危險(xiǎn)。反應(yīng)器Ⅱ除Cu2+，Zn+Cu2+=Zn2++Cu2+。反應(yīng)器Ⅲ除Fe2+，同時(shí)在弱酸性、弱堿性環(huán)境中KMnO4還原為MnO2，以濾渣形式分離。反應(yīng)器Ⅳ中BaSO4+2C=BaS+2CO2，BaSO4+4C=BaS+4CO，投料比要大于1:2，避免產(chǎn)生CO等有毒氣體；生產(chǎn)過程中會(huì)有少量氧氣進(jìn)入反應(yīng)器Ⅳ，將BaS氧化產(chǎn)生SO2等有毒氣體需用堿液吸收。已知BaSO4的相對(duì)分子質(zhì)量為233。ZnS的相對(duì)分子質(zhì)量為97，ZnS含量為29.4%，立德粉為BaSO4·ZnS；ZnS含量為62.5%，立德粉（BaSO4·4ZnS）。故反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4ZnSO4+BaS+3Na2S=BaSO4·4ZnS+3Na2SO4。4．[2019·江蘇卷]（1）室溫下，反應(yīng)CaSO4(s)+SKIPIF1<0(aq)CaCO3(s)+SKIPIF1<0(aq)達(dá)到平衡.則溶液中SKIPIF1<0=[Ksp(CaSO4)=4.8×10?5，Ksp(CaCO3)=3×10?9]。（2）將氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其離子方程式為；浸取廢渣時(shí)，向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是。（3）廢渣浸取在如圖所示的裝置中進(jìn)行。控制反應(yīng)溫度在60~70℃，攪拌，反應(yīng)3小時(shí)。溫度過高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降，其原因是；保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變，實(shí)驗(yàn)中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作有。（4）濾渣水洗后，經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCO3所需的CaCl2溶液。設(shè)計(jì)以水洗后的濾渣為原料，制取CaCl2溶液的實(shí)驗(yàn)方案：[已知pH=5時(shí)Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5時(shí)Al(OH)3開始溶解。實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑：鹽酸和Ca(OH)2]?！敬鸢浮浚?）1.6×104（2）SKIPIF1<0+NH3·H2OSKIPIF1<0SKIPIF1<0+SKIPIF1<0+H2O(或SKIPIF1<0+NH3·H2OSKIPIF1<0+SKIPIF1<0+H2O)增加溶液中SKIPIF1<0的濃度，促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化

（3）溫度過高，(NH4)2CO3分解 加快攪拌速率（4）在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣，待觀察不到氣泡產(chǎn)生后，過濾，向?yàn)V液中分批加入少量Ca(OH)2，用pH試紙測(cè)量溶液pH，當(dāng)pH介于5~8.5時(shí)，過濾【解析】（1）反應(yīng)CaSO4（s）+CO32-（aq）CaCO3（s）+SO42-（aq）達(dá)到平衡時(shí)，溶液中SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=1.6×104。（2）NH4HCO3屬于酸式鹽，與氨水反應(yīng)生成（NH4）2CO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3+NH3·H2O=（NH4）2CO3+H2O[或NH4HCO3+NH3·H2O（NH4）2CO3+H2O]，離子方程式為HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O（或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O）；浸取廢渣時(shí)，加入的（NH4）2CO3屬于弱酸弱堿鹽，溶液中存在水解平衡：CO32-+NH4++H2OHCO3-+NH3·H2O，加入適量濃氨水，水解平衡逆向移動(dòng)，溶液中CO32-的濃度增大，反應(yīng)CaSO4（s）+CO32-（aq）CaCO3（s）+SO42-（aq）正向移動(dòng)，促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化。（3）由于銨鹽具有不穩(wěn)定性，受熱易分解，所以溫度過高，（NH4）2CO3分解，從而使CaSO4轉(zhuǎn)化率下降；由于浸取過程中的反應(yīng)屬于固體與溶液的反應(yīng)（或發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化），保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變，提高CaSO4轉(zhuǎn)化率即提高反應(yīng)速率，結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)過程中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作為加快攪拌速率（即增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸取率）。（4）工業(yè)廢渣主要含CaSO4·2H2O，還含有少量SiO2、Al2O3和Fe2O3，加入（NH4）2CO3溶液浸取，其中CaSO4與（NH4）2CO3反應(yīng)生成CaCO3和（NH4）2SO4，SiO2、Al2O3和Fe2O3都不反應(yīng)，過濾后所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3；若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液，根據(jù)題給試劑，首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉(zhuǎn)化為CaCl2，發(fā)生的反應(yīng)為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，與此同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，SiO2不反應(yīng)，經(jīng)過濾除去SiO2；得到的濾液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3，根據(jù)“pH=5時(shí)Fe（OH）3和Al（OH）3沉淀完全，pH=8.5時(shí)Al（OH）3開始溶解”，為了將濾液中Al3+、Fe3+完全除去，應(yīng)加入Ca（OH）2調(diào)節(jié)溶液的pH介于5~8.5[加入Ca（OH）2的過程中要邊加邊測(cè)定溶液的pH]，然后過濾即可制得CaCl2溶液。5.[2018·新課標(biāo)Ⅱ卷]我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家。一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：金屬離子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+開始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列問題：（1）焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。（2）濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________；氧化除雜工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧氣，其后果是________________。（3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為_________________。【答案】（1）ZnS+SKIPIF1<0O2ZnO+SO2（2）PbSO4 調(diào)節(jié)溶液的pH 無法除去雜質(zhì)Fe2+（3）Zn+Cd2+Zn2++Cd【解析】（1）由于閃鋅礦的主要成分是ZnS，因此焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnS+SKIPIF1<0O2ZnO+SO2。（2）由于硫酸鉛不溶于水，因此濾渣1的主要成分除SiO2外還有PbSO4；要測(cè)定鐵離子，需要調(diào)節(jié)溶液的pH，又因?yàn)椴荒芤胄码s質(zhì)，所以需要利用氧化鋅調(diào)節(jié)pH，即氧化除雜工序中ZnO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知沉淀亞鐵離子的pH較大，所以若不通入氧氣，其后果是無法除去雜質(zhì)Fe2+。（3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，反應(yīng)的離子方程式為Zn+Cd2+＝Zn2++Cd。6.[2017·北京卷]TiCl4是由鈦精礦（主要成分為TiO2）制備鈦（Ti）的重要中間產(chǎn)物，制備純TiCl4的流程示意圖如下：資料：TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸點(diǎn)/℃58136181（升華）3161412熔點(diǎn)/℃?69?25193304714在TiCl4中的溶解性互溶——微溶難溶（1）氯化過程：TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=+175.4kJ·mol?12C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=?220.9kJ·mol?1①沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式：_______________________。②氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)如圖判斷：CO2生成CO反應(yīng)的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判斷依據(jù)：_______________。③氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放，尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液，則尾氣的吸收液依次是__________________________。④氯化產(chǎn)物冷卻至室溫，經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液，則濾渣中含有_____________。（2）精制過程：粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下：物質(zhì)a是______________，T2應(yīng)控制在_________?！敬鸢浮浚?）①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=?45.5kJ/mol②>隨溫度升高，CO含量增大，說明生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液④MgCl2、AlCl3、FeCl3（2）SiCl4高于136℃，低于181℃【解析】（1）①生成TiCl4和CO的反應(yīng)方程式為TiO2＋2Cl2＋2C=TiCl4＋2CO，根據(jù)蓋斯定律，兩式相加，得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)△H=ΔH1+ΔH2=（?220.9kJ·mol?1）+（+175.4kJ·mol?1）=?45.5kJ·mol－1。②根據(jù)圖像，隨著溫度的升高，CO的濃度增加，CO2濃度降低，說明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即△H>0。③尾氣中的HCl經(jīng)水吸收可得到粗鹽酸，然后再將Cl2通入FeCl2溶液中，最后用氫氧化鈉溶液吸收剩余酸性氣體。④資料中已經(jīng)給出“TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)”一覽表，因此氯化過程中生成的MgCl2、AlCl3、FeCl3只有少量溶解在液態(tài)TiCl4中，而SiCl4完全溶解在TiCl4中，因此過濾得到粗TiCl4混合液時(shí)濾渣中含有上述難溶物和微溶物。濾渣應(yīng)為MgCl2、AlCl3、FeCl3。（2）根據(jù)資料，SiCl4的沸點(diǎn)最低，先蒸餾出來，因此物質(zhì)a為SiCl4，根據(jù)流程目的，為了得到純凈的TiCl4，后續(xù)溫度需控制在稍微大于136℃，但小于181℃。7.[2020·長(zhǎng)沙市高三上學(xué)期一模，27]如圖是工業(yè)上以制作印刷電路的廢液(含F(xiàn)e3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－)生產(chǎn)CuCl的流程：已知：CuCl是一種白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，在空氣中迅速被氧化為綠色，見光分解變成褐色。請(qǐng)回答下列問題：(1)流程中的濾渣①與Y反應(yīng)和X與Y反應(yīng)相比，單位時(shí)間內(nèi)得到的氣體多，其原因?yàn)開______________________________。(2)濾液①需要加過量Z，檢驗(yàn)Z過量的方法是________________________。(3)寫出生成CuCl的化學(xué)方程式：____________。(4)為了提高CuCl產(chǎn)品的純度，流程中的“過濾”操作適宜用下列裝置圖中的________(填選項(xiàng)字母)，過濾后，洗滌CuCl的試劑宜選用________(填“無水乙醇”或“稀硫酸”)。(5)CuCl加入飽和NaCl溶液中會(huì)部分溶解生成CuCleq\o\al(－,2)，在一定溫度下建立兩個(gè)平衡：Ⅰ.CuCl(s)Cu＋(aq)＋Cl－(aq)Ksp＝1.4×10－6Ⅱ.CuCl(s)＋Cl－(aq)CuCleq\o\al(－,2)(aq)K＝0.35。分析c(Cu＋)、c(CuCleq\o\al(－,2))和Ksp、K的數(shù)學(xué)關(guān)系，在圖中畫出c(Cu＋)、c(CuCleq\o\al(－,2))的關(guān)系曲線(要求至少標(biāo)出一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn))。(6)氯化亞銅的定量分析：①稱取樣品0.25g于250mL錐形瓶中，加入10mL過量的FeCl3溶液，不斷搖動(dòng)：②待樣品溶解后，加入20mL蒸餾水和2滴指示劑；③立即用0.1000mol·L－1硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至綠色為終點(diǎn)；④重復(fù)三次，消耗硫酸鈰溶液的平均體積為24.30mL。上述相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)為CuCl＋FeCl3=CuCl2＋FeCl2、Fe2＋＋Ce4＋=Fe3＋＋Ce3＋，則樣品中CuCl的純度為________(保留三位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)濾渣①中有鐵和銅，與鹽酸反應(yīng)時(shí)形成無數(shù)微小的原電池，極大地加快了反應(yīng)速率(2)取蝕刻液少量于試管中，加入KBr溶液少量和四氯化碳，如下層液體呈橙色，說明氯氣已過量(其他合理答案均可)(3)CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O=2CuCl↓＋2H2SO4(4)B無水乙醇(5)(6)96.7%【解析】(1)流程中的濾渣①與Y反應(yīng)和X與Y反應(yīng)相比，單位時(shí)間內(nèi)得到的氣體多，說明反應(yīng)速率快，因?yàn)闉V渣①中有鐵和銅單質(zhì)，與鹽酸反應(yīng)時(shí)能形成無數(shù)微小的原電池，極大地加快了反應(yīng)速率；(2)檢驗(yàn)溶液中通入的氯氣已過量，可取蝕刻液少量于試管中，加入KBr溶液少量和四氯化碳，若下層液體呈橙色，說明氯氣已過量。(3)根據(jù)流程圖可知，SO2、CuSO4、CuCl2反應(yīng)生成H2SO4、CuCl，因此化學(xué)方程式為：CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O=2CuCl↓＋2H2SO4。(4)生產(chǎn)中為了提高CuCl產(chǎn)品的質(zhì)量，盡可能減少CuCl被空氣中氧氣氧化，宜采用抽濾法快速過濾，所以過濾裝置選擇B項(xiàng)。洗滌CuCl宜選用無水乙醇，因?yàn)镃uCl難溶于無水乙醇，洗滌時(shí)可減少CuCl的溶解損失，而且后續(xù)干燥中易除去乙醇。不選用稀硫酸，雖然CuCl難溶于稀硫酸，但用稀硫酸洗滌，會(huì)給CuCl表面帶來少量的H＋和SOeq\o\al(2－,4)雜質(zhì)。(5)據(jù)反應(yīng)式CuCl(s)＋Cl－(aq)CuCleq\o\al(－,2)(aq)和K的定義式有：K＝eq\f(c（CuCleq\o\al(－,2)）,c（Cl－）)，將分子、分母同乘以c(Cu＋)得：K＝eq\f(c（CuCleq\o\al(－,2)）×c（Cu＋）,c（Cl－）×c（Cu＋）)＝eq\f(c（CuCleq\o\al(－,2)）×c（Cu＋）,Ksp（CuCl）)，將題給的K和Ksp的數(shù)據(jù)代入得c(CuCleq\o\al(－,2))×c(Cu＋)＝1.4×10－6×0.35＝4.9×10－7。取其中(0.7，0.7)做為一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，圖像示意如答案：(6)根據(jù)題給的相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)CuCl＋FeCl3=CuCl2＋FeCl2、Fe2＋＋Ce4＋=Fe3＋＋Ce3＋，可得CuCl和Ce4＋的反應(yīng)配比是1∶1，所以可得CuCl的純度：eq\f(24.30×10－3L×0.1mol/L×99.5g/mol,0.25g)×100%＝96.7%。8.[2019·黃岡高三調(diào)研，28)某科研課題小組研究利用含H＋、Na＋、Zn2＋、Mn2＋、Fe2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)的工業(yè)廢電解質(zhì)溶液，制備高純的ZnO、MnO2、Fe2O3，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：回答下列問題：(1)加入雙氧水的目的是___________________________。(2)第一次調(diào)pH使Fe3＋完全沉淀，寫出反應(yīng)的離子方程式___________________________。(3)第二次調(diào)pH前，科研小組成員分析此時(shí)的溶液，得到常溫下相關(guān)數(shù)據(jù)如下表(表中金屬離子沉淀完全時(shí)，其濃度為1×10－5mol·L－1)。濃度/(mol·L－1)氫氧化物的Ksp開始沉淀的pH沉淀完全的pHZn2＋0.121.2×10－176.08.1Mn2＋0.104.0×10－147.89.8為防止Mn2＋同時(shí)沉淀造成產(chǎn)品不純，最終選擇將溶液的pH控制為7，則此時(shí)溶液中Zn2＋的沉淀率為________，利用濾渣Ⅱ制備高純的ZnO時(shí)，必然含有極其微量的________(以化學(xué)式表示)。(4)已知常溫下，Ksp(MnS)＝3.0×10－14，Ksp(ZnS)＝1.5×10－24，在除鋅時(shí)發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：MnS(s)＋Zn2＋(aq)ZnS(s)＋Mn2＋(aq)，其平衡常數(shù)K＝________。(5)沉錳反應(yīng)在酸性條件下完成，寫出該反應(yīng)的離子方程式________________________________?！窘馕觥?1)加入雙氧水，目的是將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋。(2)第一次加NaOH溶液調(diào)pH使Fe3＋完全沉淀，離子方程式為：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。(3)控制溶液的pH＝7，c(OH－)＝10－7mol·L－1，根據(jù)Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)·c2(OH－)，可知此時(shí)溶液中c(Zn2＋)＝1.2×10－17/(10－7)2mol·L－1＝1.2×10－3mol·L－1，則Zn2＋的沉淀率為eq\f(0.12－1.2×10－3,0.12)×100%＝99%。根據(jù)流程圖知，濾渣Ⅱ的主要成分為Zn(OH)2，其中會(huì)混有微量的Fe(OH)3，因此制得的ZnO中會(huì)混有微量的Fe2O3。(4)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c（Mn2＋）,c（Zn2＋）)＝eq\f(c（Mn2＋）·c（S2－）,c（Zn2＋）·c（S2－）)＝eq\f(Ksp（MnS）,Ksp（ZnS）)＝eq\f(3.0×10－14,1.5×10－24)＝2.0×1010。(5)沉錳反應(yīng)為Mn2＋和S2Oeq\o\al(2－,8)的氧化還原反應(yīng)，Mn2＋被氧化為MnO2，S2Oeq\o\al(2－,8)被還原為SOeq\o\al(2－,4)，該反應(yīng)在酸性條件下完成，配平離子方程式為：Mn2＋＋S2Oeq\o\al(2－,8)＋2H2O=MnO2↓＋2SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。【答案】(1)將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋(2)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(3)99%Fe2O3(4)2.0×1010(5)Mn2＋＋S2Oeq\o\al(2－,8)＋2H2O=MnO2↓＋2SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋【精準(zhǔn)提分】1.[2017·新課標(biāo)Ⅰ]Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如下：回答下列問題：（1）“酸浸”實(shí)驗(yàn)中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為70%時(shí)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為___________________。（2）“酸浸”后，鈦主要以SKIPIF1<0形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。（3）TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率%9295979388分析40℃時(shí)TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合價(jià)為+4，其中過氧鍵的數(shù)目為__________________。（5）若“濾液②”中SKIPIF1<0，加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使SKIPIF1<0恰好沉淀完全即溶液中SKIPIF1<0，此時(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？（列式計(jì)算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為SKIPIF1<0。（6）寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式?！敬鸢浮浚?）100℃、2h，90℃，5h（2）FeTiO3+4H++4Cl?=Fe2++SKIPIF1<0+2H2O（3）低于40℃，TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降（4）4（5）Fe3+恰好沉淀完全時(shí)，c(SKIPIF1<0)=SKIPIF1<0mol·L?1=1.3×10–17mol·L?1，c3(Mg2+)×c2(SKIPIF1<0)＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不會(huì)生成Mg3(PO4)2沉淀。（6）2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑【解析】（1）由圖示可知，“酸浸”時(shí)鐵的凈出率為70%時(shí)，則應(yīng)選擇在100℃、2h，90℃，5h下進(jìn)行；（2）“酸浸”時(shí)用鹽酸溶解FeTiO3生成SKIPIF1<0時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3+4H++4Cl?＝Fe2++SKIPIF1<0+2H2O；（3）溫度是影響速率的主要因素，但H2O2在高溫下易分解、氨水易揮發(fā)，即原因是低于40℃，TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降；（4）Li2Ti5O15中Li為+1價(jià)，O為–2價(jià)，Ti為+4價(jià)，過氧根(SKIPIF1<0)中氧元素顯–1價(jià)，設(shè)過氧鍵的數(shù)目為x，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可知(+1)×2+(+4)×5+(–2)×(15–2x)+(–1)×2x=0，解得：x=4；（5）Ksp[FePO4]=c(Fe3+)×c(SKIPIF1<0)=1.3×10–2，則c(SKIPIF1<0)＝SKIPIF1<0＝1.3×10–17mol/L，Qc[Mg3(PO4)2]＝c3(Mg2+)×c2(SKIPIF1<0)＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.69×10–40＜1.0×10–24，則無沉淀。（6）高溫下FePO4與Li2CO3和H2C2O4混合加熱可得LiFePO4，根據(jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑。2.[2019浙江選考，31改編]某興趣小組在定量分析了鎂渣(含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2)中Mg含量的基礎(chǔ)上，按如下流程制備六水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)。相關(guān)信息如下：①700℃只發(fā)生MgCO3和Mg(OH)2②NH4Cl溶液僅與體系中的MgO反應(yīng)，且反應(yīng)程度不大。③“蒸氨”是將氨從固液混合物中蒸出來，且須控制合適的蒸出量。請(qǐng)回答：(1)下列說法正確的是________。A．步驟Ⅰ，煅燒樣品的容器可以用坩堝，不能用燒杯和錐形瓶B．步驟Ⅲ，蒸氨促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高M(jìn)gO的溶解量C．步驟Ⅲ，可以將固液混合物C先過濾，再蒸氨D．步驟Ⅳ，固液分離操作可采用常壓過濾，也可采用減壓過濾(3)溶液F經(jīng)鹽酸酸化、蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌和低溫干燥得到產(chǎn)品。取少量產(chǎn)品溶于水后發(fā)現(xiàn)溶液呈堿性。①含有的雜質(zhì)是________。②從操作上分析引入雜質(zhì)的原因是________。(4)有同學(xué)采用鹽酸代替步驟Ⅱ中的NH4Cl溶液處理固體B，然后除雜，制備MgCl2溶液。已知金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍：金屬離子pH開始沉淀完全沉淀Al3＋3.04.7Fe3＋1.12.8Ca2＋11.3－Mg2＋8.410.9請(qǐng)給出合理的操作排序(從下列操作中選取，按先后次序列出字母，操作可重復(fù)使用)：固體B→a→()→()→()→()→()→()→MgCl2溶液→產(chǎn)品。a．用鹽酸溶解b．調(diào)pH＝3.0c．調(diào)pH＝5.0d．調(diào)pH＝8.5e．調(diào)pH＝11.0f．過濾g．洗滌【答案】(1)ABD(2)①堿式氯化鎂(氫氧化鎂)②過度蒸發(fā)導(dǎo)致氯化鎂水解(3)c→f→e→f→g→a【解析】(1)煅燒樣品應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，不能在燒杯和錐形瓶中進(jìn)行，A項(xiàng)正確；蒸氨促進(jìn)反應(yīng)MgO＋2NH4Cl＋H2OMgCl2＋2NH3·H2O正向移動(dòng)，提高M(jìn)gO的溶解量，B項(xiàng)正確；由于NH4Cl溶液與MgO的反應(yīng)程度不大，先過濾，再蒸氨導(dǎo)致大量未反應(yīng)的MgO損失，產(chǎn)率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；最后得到的是MgCl2·6H2O，固液分離操作既可以用常壓過濾，也可以用減壓過濾，D項(xiàng)正確。(2)①產(chǎn)品溶于水后溶液呈堿性，說明可能含有的雜質(zhì)為Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。②引入該雜質(zhì)最有可能的操作是過度蒸發(fā)濃縮導(dǎo)致Mg2＋水解生成Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。(3)若用鹽酸代替NH4Cl溶液，則用鹽酸溶解固體B所得溶液中含有Mg2＋、Al3＋、Fe3＋和Ca2＋。根據(jù)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍，可先將溶液pH調(diào)節(jié)至5.0，使Fe3＋和Al3＋分別完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀從而過濾除去，再將溶液pH調(diào)節(jié)至11.0，將Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，過濾得到Mg(OH)2固體，洗滌后用鹽酸溶解即可得到MgCl2溶液，故合理的操作排序?yàn)楣腆wB→a→c→f→e→f→g→a。3.[2020浙江選考，30改編]30.碘化鋰（SKIPIF1<0）在能源、醫(yī)藥等領(lǐng)域有重要應(yīng)用，某興趣小組制備SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，流程如下：已知：SKIPIF1<0在75~80℃轉(zhuǎn)變成SKIPIF1<0，80~120℃轉(zhuǎn)變成SKIPIF1<0，300℃以上轉(zhuǎn)變成無水SKIPIF1<0。b.SKIPIF1<0易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大。c.SKIPIF1<0在空氣中受熱易被氧化。請(qǐng)回答：(1)步驟II，調(diào)SKIPIF1<0，為避免引入新的雜質(zhì)，適宜加入的試劑為________。(2)步驟III，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等多步操作。下列說法正確的是________。A.為得到較大的SKIPIF1<0晶體顆粒，宜用冰水浴快速冷卻結(jié)晶B.為加快過濾速度，得到較干燥的晶體，可進(jìn)行抽濾C.宜用熱水洗滌D.可在80℃鼓風(fēng)干燥(4)步驟IV，采用改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案（裝置如圖），可以提高SKIPIF1<0純度。①設(shè)備X的名稱是________。②請(qǐng)說明采用該方案可以提高SKIPIF1<0純度的理由________。【答案】(1)LiOH(2)B(3)①抽氣泵②抽除空氣，避免LiI被氧化，減壓，有利脫水【解析】(1)將酸性溶液調(diào)節(jié)成中，又不引入新的雜質(zhì)，可選用LiOH調(diào)節(jié)pH值；(2)A.用冰水浴快速冷卻結(jié)晶得到的是較小顆粒的晶體，故A錯(cuò)誤；B.抽濾可以加快過濾速度，得到較干燥的晶體，故B正確；C.LiI易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大，故C錯(cuò)誤；D.SKIPIF1<0在75~80℃轉(zhuǎn)變成SKIPIF1<0，80~120℃轉(zhuǎn)變成SKIPIF1<0，故D錯(cuò)誤。(3)①設(shè)備X的作用是將儀器內(nèi)的空氣抽出，其名稱為抽氣泵；②該方案抽出空氣且瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)較低，抽除空氣，避免LiI被氧化，減壓，有利脫水；4.[2020·安徽省“皖江名校聯(lián)盟”高三5月聯(lián)考，27]MnCO3可用作電器元件材料，也可作為瓷釉、顏料的制作原料。工業(yè)上用酸性含錳廢水(主要含Mn2＋、Cl－、H＋、Fe2＋、Cu2＋)制備MnCO3；已知：幾種金屬離子沉淀的pH如表金屬離子Fe2＋Fe3＋Cu2＋Mn2＋開始沉淀的pH7.53.25.28.8完全沉淀的pH9.73.76.410.4回答下列問題：(1)①中加入過量MnO2的作用是___________________________，濾渣W的成分是___________________。(2)過程③中，調(diào)pH的目的是_________________。(3)過程④中有CO2生成，則生成MnCO3的離子方程式是________________________________。(4)過程④中得到純凈MnCO3的操作方法是___________________________，該過程中的副產(chǎn)品化學(xué)式是________。(5)MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。則300℃時(shí)，剩余固體中n(Mn)∶n(O)為________；圖中點(diǎn)D對(duì)應(yīng)固體的成分為_____________________(填化學(xué)式)?！窘馕觥?1)在過程①中，MnO2在酸性條件下可將Fe2＋氧化為Fe3＋，在過程②中，向溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH＝3.7，這時(shí)溶液中的Fe3＋會(huì)形成Fe(OH)3沉淀，過量的MnO2也以固體形式存在。(2)過程③中，調(diào)pH是將Cu2＋轉(zhuǎn)化為沉淀除去。(3)過程④中，反應(yīng)會(huì)有CO2生成，故反應(yīng)為Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。(4)過程④中得到純凈MnCO3的操作方法是過濾、洗滌、干燥。根據(jù)元素守恒，可知副產(chǎn)品為NH4Cl。(5)MnCO3的物質(zhì)的量為1mol，即質(zhì)量為115g①A點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115g×75.65%＝87g減少的質(zhì)量為115g－87g＝28g可知MnCO3失去的組成為COn(Mn)∶n(CO)為1∶2，故剩余固體的成分為MnO2②C點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115g×61.74%＝71g據(jù)錳元素守恒知m(Mn)＝55g，則m(O)1＝71g－55g＝16g則n(Mn)∶n(O)＝eq\f(55,55)∶eq\f(16,16)＝1∶1故剩余固體的成分