化學(xué)工藝流程（解析版）-2023年高考化學(xué)二輪提升練習(xí)

備戰(zhàn)2023年高考化學(xué)【二輪?精準(zhǔn)提升】重難點(diǎn)精講精練

專題14化學(xué)工藝流程

一、考情分析

化學(xué)工藝流程以簡(jiǎn)潔的工藝流程圖再現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，情境真實(shí)而有意義，旨在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心

真問(wèn)題，解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問(wèn)題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感。

增大接觸面積,加快反應(yīng)分離提純的基本方法：

-4

速率,提高浸出率.結(jié)晶，過(guò)海，萃取,蒸儲(chǔ)……

常用的除雜凈化方法：產(chǎn)品純度測(cè)定，計(jì)算產(chǎn)率

①加化學(xué)試劑法；②調(diào)

①?gòu)脑吓c產(chǎn)品對(duì)比分析保留

PH法；③加熱法等

什么元素，除去什么雜質(zhì),引入

什么成分；

圖數(shù)信息,條件選擇,結(jié)合②從原料中元素價(jià)態(tài)與產(chǎn)品保

氧化還原理論，四大平衡.

留元素價(jià)態(tài)分析,前后價(jià)態(tài)是

理論，電化學(xué)理論等考查否一致,是升高還是降低

“無(wú)機(jī)化工流程”大題的?？键c(diǎn)：

(1)原料的預(yù)處理。

⑵分離、提純等基本操作。

(3)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化原理。

⑷化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)。

(5)物質(zhì)成分的判斷(濾渣、循環(huán)物質(zhì)等)。

⑹有關(guān)及I)及含量測(cè)定等計(jì)算。

工藝流程題的命制是以元素化合物為知識(shí)載體的，熟練掌握元素化合物的相關(guān)知識(shí)及其轉(zhuǎn)化過(guò)程，是

學(xué)好化學(xué)工藝流程的必要前提條件，需平時(shí)自主溫故。

二、考點(diǎn)剖析

【考點(diǎn)一】化工流程中常用術(shù)語(yǔ)及條件的控制

一、化工流程中常用術(shù)語(yǔ)

術(shù)語(yǔ)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

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。如煨燒石灰

灼饒（燃燒）

石、高嶺土、硫鐵礦

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、

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(guò)過(guò)濾除去的過(guò)程

堿浸除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物

水浸與水接觸反應(yīng)或溶解

蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡停^續(xù)蒸發(fā)，過(guò)剩的溶質(zhì)就會(huì)呈晶體

蒸發(fā)結(jié)晶

析出

蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)除去部分溶劑，提高溶液的濃度

水洗用水洗去可溶性雜質(zhì)，類似的還有酸洗、醇洗等

二、化工流程中條件的控制

條件控制思考角度

固體原料粉

減小顆粒直徑增大反應(yīng)物接觸面積，增大浸取時(shí)的反應(yīng)速率，提高浸取率

碎或研磨

①除去硫、碳單質(zhì)；

②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物；

煨燒或灼燒

③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)；

④除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)等

①溶解轉(zhuǎn)變成可溶物進(jìn)入溶液中，以達(dá)到與難溶物分離的目的;

酸浸

②去氧化物（膜）

①除去金屬表面的油污；

堿溶

②溶解鋁、氧化鋁等

加熱①加快反應(yīng)速率或溶解速率；

②促進(jìn)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；

③除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCo3、Ca（HCO3）2,KMnOcNH（1等

物質(zhì)：

④使沸點(diǎn)相對(duì)較低或易升華的原料氣化；

⑤煮沸時(shí)促進(jìn)溶液中的氣體（如氧氣）揮發(fā)逸出等

①酸浸時(shí)提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率；

反應(yīng)物用②增大便宜、易得的反應(yīng)物的濃度，可以提高其他物質(zhì)的利用率，使反應(yīng)充

量或濃度分進(jìn)行；

③增大物質(zhì)濃度可以加快反應(yīng)速率，使平衡發(fā)生移動(dòng)等

①防止某物質(zhì)在高溫時(shí)溶解（或分解）；

②使化學(xué)平衡向著題目要求的方向（放熱反應(yīng)方向）移動(dòng)；

降溫

③使某個(gè)沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離等；

④降低某些晶體的溶解度，減少損失等

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

控制溫度（常

用水浴、冰?、萆郎兀捍龠M(jìn)溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)

或油?。?/p>

⑥加熱煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過(guò)濾分離

⑦趁熱過(guò)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

①氧化（或還原）某物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價(jià)態(tài)；

加入氧化劑

②除去雜質(zhì)離子［如把Fe?+氧化成Fe3+,而后調(diào)溶液的pH,使其轉(zhuǎn)化為Fe（OH）

（或還原劑）3

沉淀除去］

加入沉淀劑①生成硫化物沉淀（如加入硫化鈉、硫化鍍、硫化亞鐵等）；

②加入可溶性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀；

③加入氟化鈉，除去Ca2+、Mg2+

①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，以達(dá)到除去金屬

離子的目的；

②抑制鹽類水解；

③促進(jìn)鹽類水解生成沉淀，有利于過(guò)濾分離

④"酸作用''還可除去氧化物(膜)

⑤“堿作用''還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等

⑥特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)

【注意】

(1)調(diào)節(jié)PH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：

pH控制

①能與H"反應(yīng)，使溶液PH增大；

②不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去OP,溶液中混有的Fe3+,可加入CU0、

CU(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pHo

(2)調(diào)節(jié)溶液的pH：酸作用還可以除去氧化物(膜)；堿作用還可以除去油污、

除去鋁片氧化物、溶解鋁和二氧化硅。

(3)調(diào)節(jié)PH的試劑選?。?/p>

①選取流程中出現(xiàn)的物質(zhì)；

②未學(xué)習(xí)過(guò)的物質(zhì)且題目又無(wú)信息提示的一般不做考慮：

③己學(xué)的常見(jiàn)酸堿(NaoH、Na2CO3?HCkH2SO4、NH3-H2O、HNo3)。

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(guò)程中的溶解

損耗

洗滌晶體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洗滌沉淀的方法：往漏斗中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重

復(fù)以上操作2?3次

在空氣中或

在其他氣體要考慮02、H20、Co2或其他氣體是否參與反應(yīng)；或能否達(dá)到隔絕空氣、防

中進(jìn)行的反氧化、防水解、防潮解等目的

應(yīng)或操作

判斷能否加

要考慮是否引入雜質(zhì)（或影響產(chǎn)物的純度）等

其他物質(zhì)

提高原『利

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）

用率

過(guò)濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸饋等常規(guī)操作

分離、提純

從溶液中得到晶體的方法：蒸發(fā)濃縮一?冷卻結(jié)晶一?過(guò)濾一?洗滌、干燥

題組訓(xùn)練:

1.某礦渣的成分為CU2。、Al2O3>Fe2O3>SiO2,工業(yè)上用該礦渣獲取銅和膽帆的操作流程如下:

稀硫酸NaClONaOH

固體混沉淀B沉淀CCuSO1-SH2O

合物A粗產(chǎn)品

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：操作1主要包括：、、。洗滌CUSo4?5H2θ粗產(chǎn)品不能用

大量水洗，而用冰水洗滌，原因是。

【答案】蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過(guò)濾冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，又可以減少晶體的損失

2.利用廢銀電池的金屬電極芯（主要成分為C。、Ni,還含少量Fe、Al等）生產(chǎn)醋酸鉆晶體、硫酸銀晶體的

工藝流程如下。

H2SO1-H2O2Na2CO3

沉淀A

NiSO4-7H2O

已知：部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的PH見(jiàn)下表:

沉淀物

Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Co(OH)3Al(OH)3Ni(OH)2

開(kāi)始沉淀PH2.27.47.60.14.07.6

完全沉淀PH3.28.99.21.15.29.2

(1)用硫酸浸取金屬電極芯時(shí)，提高浸取率的方法有(寫(xiě)出一種合理方法即可)。

(2)沉淀A的主要成分是Fe(OH)3、,“浸出液”調(diào)節(jié)PH的范圍為，調(diào)節(jié)PH選用的試

劑可以是(填字母)。

a.鐵b.氨水c.碳酸鈉溶液d.稀硫酸

⑶由“母液4”獲取NiSe)中7%0的操作是,,過(guò)濾，洗滌。

【答案】

(1)適當(dāng)?shù)纳邷囟?或?qū)⒔饘匐姌O芯研成粉末)

(2)A1(OH)35.2<pH<7,6be

(3)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶

【解析】

(2)金屬電極芯中的主要成分是Co、Ni,還含少量Fe、Al等，加入稀硫酸酸浸時(shí)，金屬單質(zhì)都轉(zhuǎn)化為金屬

離子(Ni2+、Co?+、Fe2?AP+),浸出液中加入過(guò)氧化氫的作用是氧化亞鐵離子為鐵離了，由流程圖中最終

+

產(chǎn)物可知，調(diào)節(jié)PH的作用是除去溶液中的F/+、AP,故沉淀A的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;為了

保證Fe3?AU+沉淀完全而Ni2?Co?+不沉淀，由表格數(shù)據(jù)可知，要調(diào)節(jié)PH的范圍為5.2<pH<7.6;調(diào)節(jié)

PH時(shí)不能加入鐵，因?yàn)殍F能還原鐵離子為亞鐵離子，不能加入稀硫酸，因?yàn)橐獙⑷芤旱腜H調(diào)大，山流程

圖中后續(xù)所加試劑可知，調(diào)節(jié)PH選用的試劑可以是氨水、碳酸鈉溶液。

3.已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的PH如下表所示

物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全

Fe(OH)32.73.7

Fe(OH)27.69.6

Mn(OH)28.39.8

若要除去Md+溶液中含有的Fe?+,應(yīng)該怎樣做？

【答案】先用氧化劑把Fe?+氧化為Fe3」,再調(diào)溶液的PH至3.7?8.3。

4.三氧化二鎮(zhèn)(Ni203)是重要的電子元件材料和蓄電池材料?，工業(yè)上利用含銀廢料(主要成分為銀、鋁、氧化

鐵、碳等)提取Ni2O3,工業(yè)流程如圖：

鹽酸NiONazCQ4溶液NaOH溶液

銀

廢

料預(yù)處理沉淀轉(zhuǎn)化

沉淀

氧化Ni2O3

“預(yù)處理”操作可以選擇用(填字母)來(lái)除去廢舊銀電池表面的礦物油污。

A.純堿溶液浸泡

B.NaOH溶液浸泡

C.酒精清洗

【答案】C

5.[2021?全國(guó)乙卷，26(2)(3)(4)(5)(6)]磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、Sio2、Al2O3sMgO、CaO

以及少量的FezCh。為節(jié)約和充分利用資源，通過(guò)如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。

(NH1)2SO4熱水氨水

.i..i....jfeI

高鈦爐渣T?~>Fi??→l分手沉淀∣~>氫氧化物沉淀

??

尾氣水浸渣母液①

T酸溶I_T水解ITiC)2?χ?o

酸酸溶渣熱水母液②

該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全的PH見(jiàn)下表

金屬離子Fe3+AP+Mg2+Ca2"

開(kāi)始沉淀的PH2.23.59.512.4

沉淀完全(C=LoXIO5molLI)的PH3.24.711.113.8

回答下列問(wèn)題:

(2)“水浸”后“濾液”的PH約為2.0,在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)PH至11.6,依次析出的金屬離子是

(3)“母液①”中Mg?+濃度為mol?Ll

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是,“酸溶渣”的成分是。

(5)“酸溶”后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，TiCT水解析出TiO2?xH2O沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是。

(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得，循環(huán)利用。

【答案】

(2)Fe3+,Al3+>Mg2+

(3)1.0×IO-6

(4)硫酸SiO2、CaSO4

Δ

2+l

(5)TiO+(x+l)H2O=TiO2XH2OI+2H^

(6)(NH4)2SO4

【解析】

(2)由題給開(kāi)始沉淀和完全沉淀的PH可知，將PH約為2.0的濾液加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH為11.6時(shí)，鐵離子

首先沉淀，然后是鋁離子、鎂離子，鈣離子沒(méi)有沉淀。

(3)由鎂離子完全沉淀時(shí),溶液PH為11.1可知，氫氧化鎂的溶度積為IXlorXaXH)-2.9)2=可10-叫當(dāng)溶液

1x10108

PH為11.6時(shí)，溶液中鎂離子的濃度為面產(chǎn)mo卜Lr=IXlOFmo卜I/'

(4)增大溶液中硫酸根離子的濃度，有利于使微溶的硫酸鈣轉(zhuǎn)化為沉淀，為了使微溶的硫酸鈣完全沉淀，減

少TiOSO$溶液中含有的硫酸鈣的量，應(yīng)加入濃硫酸加熱到160"C酸溶；由分析可知，二氧化硅和硫酸鈣與

硫酸不反應(yīng)，則酸溶渣的主要成分為二氧化硅和硫酸鈣。

(5)酸溶后將TiOSo4溶液適當(dāng)稀釋并加熱，能使TiOSO4完全水解生成TiO2?Λ?O沉淀和硫酸，反應(yīng)的離子

Δ

+

方程式為Tio2-+(x+l)H2O=TiO2XH2Oi+2H0

(6)由分析可知，尾氣為氨氣，母液①為硫酸筱、母液②為硫酸，將母液①和母液②混合后吸收氨氣得到硫

酸鏤溶液，可以循環(huán)使用。

6.i?(Te)位于元素周期表第VlA族，由該元素組成的物質(zhì)可用作石油裂化的催化劑，電鍍液的光亮劑，玻

璃的著色材料，合金材料的添加劑等。硅化銅渣是電解精煉銅時(shí)產(chǎn)生的一種礦渣，其主要含Cu2Te.Au、

Ag等，利用下列工藝流程可回收確：

JgfiHSO,

24H2SO4,

空氣軟化水NaOH雙氧水Na2SO3

硅化酸K麗聲濾渣印舁濾液斕操作1堞鑫4*1^1

銅渣

濾液LI酸浸24濾渣2確粉

H2SO4

已知：TeCh的熔點(diǎn)為733°C,微溶于水，可溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。

回答下列問(wèn)題：

(I)Te與S的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)?用化學(xué)式表示)。

(2)“酸浸1”需加熱，加熱的目的是,“酸浸1”發(fā)生反應(yīng)的氧

化產(chǎn)物是(寫(xiě)化學(xué)式)。

(3)“水浸”后“濾液1”的顏色是。

(4)“濾渣1”進(jìn)行“堿浸”的離子方程式是o

(5)從可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念來(lái)看，“濾渣2”進(jìn)行酸浸的意義是?

【答案】

(1)H2SO4>H2TeO4

(2)加快浸出速率CuSO4>TeO2

(3)藍(lán)色(或淺藍(lán)色)

(4)TeO2+2OH=TeO?+H2O

(5)“濾渣2”經(jīng)過(guò)酸浸可得到含CUSo4的濾液，并可達(dá)到回收Au、Ag的目的，符合可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色

化學(xué)觀念

【解析】

(I)S,Te同主族，同主族元素從上到下，非金屬性逐漸減弱，故H2SO4的酸性比HzTeCU強(qiáng)。

(2)酸浸時(shí)加熱的目的是提高浸出速率，結(jié)合流程圖知，“酸浸1”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2Te+2H2SO4

Δ

+2O2=2CuSO4+TeO2+2H2O,故其氧化產(chǎn)物為CUSo4、TeO20

(3)“濾液1”的溶質(zhì)中含CUSO4，故“濾液1”的顏色為藍(lán)色。

⑷“濾渣1”中含有TeO2，TeO2溶解于NaOH溶液生成亞稀酸鹽，故反應(yīng)的離子方程式為TeO2+20H

=Te(K+H2Oo

（5）分析流程圖并結(jié)合硫化銅渣中含Au、Ag等，知“濾渣2”經(jīng)酸浸后可得到含CuSO4的濾液，并可Pl收Au、

Ag,符合可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念。

【考點(diǎn)二】工藝流程中的分離、提純、除雜

化工生產(chǎn)過(guò)程中分離、提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)的原理緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷

卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，或蒸儲(chǔ)、萃取、分液等基本實(shí)驗(yàn)操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器。

1.?？挤蛛x、提純的操作及答題要領(lǐng)

操作答題指導(dǎo)

固體與液體的分離；要分清楚需要的物質(zhì)在濾液中還是在濾渣中。濾渣是難溶于水

過(guò)濾

的物質(zhì)，如Sio2、PbSO4、難溶的金屬氫氧化物和碳酸鹽等

（1）從濾液中提取一般晶體（溶解度隨溫度升高而增大）的方法：蒸發(fā)濃縮（至少有晶

膜出現(xiàn)）、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌（冰水洗、熱水洗、乙醺洗等）、干燥。

（2）從濾液中提取溶解度受溫度影響較小或隨溫度升高而減小的晶體的方法：蒸發(fā)

結(jié)晶

濃縮、趁熱過(guò)濾（如果溫度下降，雜質(zhì)也會(huì)以晶體的形式析出來(lái)）、洗滌、干燥。

（3）減壓蒸發(fā)的原因：減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止某物質(zhì)分解（如H2O2、濃

硝酸、NH4HCO3）或失去結(jié)晶水（如題目要求制備結(jié)晶水合物產(chǎn)品）。

選用合適的萃取劑（如四氯化碳、金屬萃取劑），萃取后，靜置、分液——將分液一

萃取與分液漏斗玻璃塞的凹槽與分液漏斗口的小孔對(duì)準(zhǔn)。下層液體從下口放出，上層液體從上

口倒出

①萃取：利用物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度不同，將物質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移

萃取與反萃

到另一種溶劑的過(guò)程。如用CCI4萃取濱水中的Br2O

取

②反萃取:用反萃取劑使被萃取物從負(fù)載有機(jī)相返回水相的過(guò)程,為萃取的逆過(guò)程。

洗滌試劑適用范圍目的

除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì)；可適

冷水產(chǎn)物不溶于水

當(dāng)降低固體因?yàn)槿芙舛斐傻膿p失

蒸

洗滌晶體

鐲

除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì)；可適

水有特殊性的物質(zhì)，其溶解

熱水當(dāng)降低固體因?yàn)闇囟茸兓芙舛斐?/p>

度隨著溫度升高而下降

的損失

有利,溶劑（酒固體易溶于水、難溶于有減少固體溶解；利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)

精、丙酮等)機(jī)溶劑性除去固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥

-飽和溶液-對(duì)純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解

除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿

酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿

的雜質(zhì)；減少固體溶解

洗滌沉淀方法：向過(guò)濾器中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操

作2?3次

檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法：取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入某

試劑，若未出現(xiàn)特征反應(yīng)現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈

減壓蒸儲(chǔ)減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止受熱分解、氧化等。

2.根據(jù)溶解度曲線判斷結(jié)晶的方法

(1)溶解度受溫度影響較小的(如NaCI)采取蒸發(fā)結(jié)晶的方法。

(2)溶解度受溫度影響較大的采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法。

(3)帶有結(jié)晶水的鹽，一般采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法。

題組訓(xùn)練：

1.(2018?全國(guó)卷I)磷酸亞鐵鋰(LiFeP04)電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷

酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：

正

堿溶廣濾液

極NaAlo2含Li、P、堿液廠沉淀

片一L含磷酸亞ILSOi/HNO3「Fe等濾液L濾液

鐵鉀濾渣「炭黑等濾渣］碳酸

含Li沉淀

下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用

B.從“正極片''中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li

C.“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3'

D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉

【答案】D

【解析】

合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用，LiFePo4中含有Li和Fe元素，正極片堿溶所得濾液中含

有AI元素，A、B項(xiàng)正確；Fe?*能被HNo3氧化為Fe3+,Fe?'遇到堿液后沉淀，而另一種金屬離子(Li*)遇

到Na2CO3后沉淀，C項(xiàng)正確；Li2SO4易溶于水，用NazSCU代替NazCCh,不能形成含Li沉淀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.[2017?全國(guó)卷O,27(4)]重銘酸鉀是一種重要的化工原料，一般由銘鐵礦制備，銘鐵礦的主要成分為

FeOCr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所不：

有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到K2Cr2O7固體。

冷卻到(填字母)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。

a.80℃b.60℃c.40℃d.IO℃

(4

O()(

3NaCrO

2(227

XM'

O24Γ

OIl

I16F

/tl

M8Γ

)lK2Cr2O7

、

越4KCl-

Γl

麋NaCl

≡lr

2040608010()

〃七

步驟⑤的反應(yīng)類型是o

【答案】d復(fù)分解反應(yīng)

3.(I)KICh的溶解度曲線如圖所示。由KICh溶液得到KIO3晶體的方法為

01()2030405060708090

溫度/七

(2)硫酸鎬在不同溫度下結(jié)晶可分別得到MnSO4?7H2O,MnSO4SH2O和MnSO4H2Oo硫酸缽在不同溫度下

的溶解度和該溫度范圍內(nèi)析出晶體的組成如下圖所示。

從過(guò)濾所得的濾液中獲得較高純度MnSO4H2O的操作是:控制溫度在80?90℃之間蒸發(fā)結(jié)晶、

使固體MnSO4比0與溶液分離，、真空干燥。

(3)已知CoCl2的溶解度曲線如圖所示。向堿式碳酸鉆沉淀中加入足量稀鹽酸邊加熱邊攪拌至完全溶解后,

需趁熱過(guò)濾的原因是0

(4)實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液(除H2O外，含有CCI4、L、「等)中回收碘，其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。

Na2SO3^MCl2

I,,I

含碘廢液一［?H操作XH氧化富集1--L

CCl1

向含碘廢液中加入稍過(guò)量的Na2SO3溶液，將廢液中的E還原為「，其離子方程式：

。該操作將L還原為［的目的是，

【答案】

(1)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶

(2)趁熱過(guò)濾用80?90℃的蒸儲(chǔ)水洗滌2?3次

(3)防止因溫度降低，CoCh晶體析出

+

(4)SOΓ+I2+H2O=2I^+2H+SOΓ使四氯化碳中的碘進(jìn)入水層

【解析】

(1)由溶解度曲線可知KIO3在常溫下的溶解度較小，故由KK)3溶液得到KICh晶體的方法為蒸發(fā)濃縮、降溫

結(jié)晶。

(2)據(jù)溶解度曲線圖，要從過(guò)濾所得MnSO4溶液中獲得較高純度的MnSO4-H2O晶體，應(yīng)在80~90℃之間進(jìn)

行蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾，再用80?90℃的蒸儲(chǔ)水洗滌MnSO4?H2O晶體2?3次，最后真空干燥。

(3)由CoCl2的溶解度曲線可以知道，隨溫度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁熱過(guò)濾，防止溫度降低

CoCI2晶體析出。

4.(1)“萃取分離”溶液中鉆、鋰的萃取率與平衡時(shí)溶液PH的關(guān)系如圖所示，pH一般選擇5左右，理由是

12345678

PH

⑵萃取劑對(duì)AP?Co?+萃取率與PH的關(guān)系如圖所示。

萃取分離鉆、鋁的實(shí)驗(yàn)操作：向萃取分液后的有機(jī)相中加稀硫酸調(diào)pH=3?4,分液可得CoSO4溶液;

，可得Al2(SO4)3溶液。

(3)已知萃取劑A、B中PH對(duì)鉆離子、鐳離子萃取率的影響如圖所示，為了除去MM+,應(yīng)選擇萃取劑

(填“A”或"B”)。

l(κ)

8()

6()

4x)

2()

2345

PH

(4)從工廠采集廢液(含F(xiàn)eSo4和少量ZnSO4、MgSO4),進(jìn)行四氧化三鐵的制備實(shí)驗(yàn)。制備流程如圖所示:

固加足量溶

加過(guò)量氫體液

稀硫酸

固氧化鈉操作23

加氫體

至pH>10.5加足量

氧化鈉操作1

廢a氫氧化鈉

液MpH=O.6溶通入一定'

液量空氣

1

操作a、b的名稱分別為_(kāi)_________________________________

【答案】

(I)PH在5左右時(shí)，鉆、鋰的分離效率高

(2)繼續(xù)向萃取分液后的有機(jī)相中加稀HfCM調(diào)PH=O.5以下(或1以下)，然后分液

(3)B

(4)過(guò)濾、過(guò)濾

5.(1)碘化亞銅(CUI)是陽(yáng)極射線管覆蓋物，不溶于水和乙醉。下圖是工業(yè)上由冰銅制取無(wú)水碘化亞銅的流程。

?氣體A

空氣HSO,過(guò)量

冰銅泡銅2t

(CuS、(CuO

212(X)tC2

FeS)Cu)

,熔渣B

①步驟a中CsS被轉(zhuǎn)化為Cu,同時(shí)有大氣污染物A生成，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

熔渣B主要成分為黑色磁性物質(zhì)，其化學(xué)式為。

②步驟b中H2O2的作用是;

步驟C中加入過(guò)量NaI涉及的主要反應(yīng)的離子方程式為O

③步驟d用乙醇洗滌的優(yōu)點(diǎn)是；

檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是。

(2)下圖是Na2SO4?Na2SO4-IOH2O的溶解度曲線，則由Na2SO4溶液得到Na2SO4固體的操作是

→T用乙醇洗滌一干燥。用乙醇洗滌而不用水洗的原因是。

5(g∕100gH2O)

【答案】

■200℃

(l)ΦCu2S+02=≡=2Cu+SO2Fe3O4

2

②作氧化劑，將CsO和CU氧化為Ci?+2Cu'+4Γ=2CuIi+l2③洗去殘余水分且可快速晾干蘸取

最后一次洗滌液進(jìn)行焰色反應(yīng)，如果火焰無(wú)黃色則己洗凈(或其他合理答案)

⑵蒸發(fā)結(jié)晶趁熱過(guò)濾防止NazSCU固體轉(zhuǎn)化為Na2SO4-IOH2O,并防止Na2SO4因溶于水而損耗

【解析】

(1)①步驟a中Cu2S與空氣中氧氣在1200℃條件下反應(yīng)生成Cu和二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2S+

O2=≤^2CU+SO2:由熔渣B的主要成分為黑色磁性物質(zhì)可知，F(xiàn)eS與空氣中氧氣在I20(ΓC條件下反應(yīng)

生成四氧化三鐵和二氧化硫。②步驟b的反應(yīng)為在硫酸作用下，H2O2作氧化劑，將氧化亞銅、銅氧化生成

硫酸銅；步驟C的反應(yīng)為硫酸銅溶液與過(guò)量NaI溶液反應(yīng)得到CuI沉淀。③步驟d用乙醇洗滌可以洗去固

體表面的水，同時(shí)由于乙醇易揮發(fā)達(dá)到快速晾干的目的；洗滌液中含有鈉離子、硫酸根離子，可以用焰色

反應(yīng)或酸化的氯化銀溶液檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈。

⑵由圖像溶解度曲線變化可知，NafOa的溶解度在溫度較高時(shí)?，隨溫度升高而降低，而Na2SO4?lOHzO的

溶解度隨溫度升高而增大，欲得到Na2SO4晶體，應(yīng)采取加熱蒸發(fā)溶劑使Na2SO4結(jié)晶析出，并趁熱過(guò)濾；

因NazSCh在乙醇中難溶解，所以用乙醇洗滌既防止Na2SO4和水作用生成Na2SO4-IOH2O,又能防止Na2SO4

因溶于水而損耗。

6.(1)碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉(純度約98%)中含有Ca2+、Mg2?

Fe3?C「和Sor等雜質(zhì)，提純工藝路線如下：

水qNaOH

工業(yè)碳J濾渣

溶解除雜f過(guò)濾,七濾液一蒸發(fā)濃縮L

酸鈉結(jié)晶廠

母液

趁熱

加熱脫水1試劑級(jí)NazCQ,T檢驗(yàn)1

過(guò)濾Na2CO3?H2O

已知碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如圖所示.

回答下列問(wèn)題：

①濾渣的主要成分為。

②“趁熱過(guò)濾”的原因是。

⑵以廢舊鋅鎰電池中的黑鎰粉［Mnθ2'MnO(OH)、NHQ、少量ZnCl2及炭黑、氧化鐵等］為原料制備MnCl2,

實(shí)現(xiàn)錦的再利用。其簡(jiǎn)略工藝流程如下：

溶液a的主要成分為NMCl,另外還含有少量ZnCI2等。

①根據(jù)下圖所示的溶解度曲線，將溶液a(填操作)，可得NH(1粗品。

20406080100

溫度化

②提純NHQl粗品，有關(guān)性質(zhì)數(shù)據(jù)如下:

化合物

ZnCl2NH4Cl

熔點(diǎn)365℃337.8℃分解

沸點(diǎn)732℃—

根據(jù)上表，設(shè)計(jì)方案提純NHK1：，

【答案】

(1)①M(fèi)g(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3②使析出的晶體為Na2CO3?H2O,防止因溫度過(guò)低而析出Na2CO3?lOH2O

晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時(shí)長(zhǎng)

Δ

(2)①蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾②加熱NHaCl粗品至340°C左右，發(fā)生反應(yīng)NHqCl==NH3f+HClf,收集產(chǎn)

物并冷卻，再發(fā)生反應(yīng)NH3+HCl=NH4Cl,得到純凈的NH4Cl

【解析】

(1)從題目中可知，該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菑墓I(yè)碳酸鈉中提純碳酸鈉，工業(yè)碳酸鈉中含有的雜質(zhì)有Mg2+、Fe3?Ca2

+、C「和Sor等，所以該流程的目的就是把這些雜質(zhì)除去并得到純凈的碳酸鈉固體。流程圖中加水是使可

溶物質(zhì)溶于水，少量的Ca?+與Co丁生成沉淀CaCo3。加入過(guò)量的NaoH溶液，很顯然是將Mg?+、Fe?*轉(zhuǎn)

化成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀，再通過(guò)過(guò)濾的方法除去。通過(guò)題圖可得出Na2CO3?H2O隨溫度升高溶解度變

化不大，可以通過(guò)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、趁熱過(guò)濾除去Cl、S03和一些沉淀不完全的離子。由于Na2CO3?IOHaO

的溶解度隨溫度的升高變化非常大，如果降溫，一定會(huì)析出而影響主要產(chǎn)物，所以要趁熱過(guò)濾。

(2)①由圖可知NH(1的溶解度隨溫度變化不大，故將溶液a蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾，可得NHaCl粗品。

【考點(diǎn)三】工藝流程中的物質(zhì)確定及方程式書(shū)寫(xiě)

一、工藝流程中的物質(zhì)確定

首先分析題干信息，明確原料成分，看清流程圖中的箭頭指向，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)(離

子方程式或化學(xué)方程式)，最后根據(jù)題干信息確定濾液中物質(zhì)的成分。濾液中物質(zhì)的成分確定的思維模型如

圖所示：

1.循環(huán)物質(zhì)的確定

前面反應(yīng)步驟的反應(yīng)物*-T在流程圖上標(biāo)注每一步物質(zhì)

在流程中加入的物質(zhì).在后

后面反應(yīng)步驟的生成物循環(huán)物

-*續(xù)步驟中會(huì)產(chǎn)生可以循環(huán)利

從流程圖上看：箭頭回頭一質(zhì)確定

用的物質(zhì)(濾渣、濾液)

容易分離一f可逆反應(yīng)中有可以循環(huán)利用的物質(zhì)

2.副產(chǎn)品的確定

首先是生成物,不是反應(yīng)物?*-f從流程圖上看:是支線產(chǎn)品

根據(jù)制備的目的判斷不是主產(chǎn)品一一常是對(duì)人類生產(chǎn)生活有用的、

B無(wú)毒的、不污染環(huán)境的產(chǎn)品

3.濾渣成分的確定

①過(guò)量的反應(yīng)物。

②原料中不參與反應(yīng)的物質(zhì)。

③由原料轉(zhuǎn)化的生成物。

④由雜質(zhì)轉(zhuǎn)化的沉淀物。

二、工藝流程中的方程式書(shū)寫(xiě)

1.陌生非氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)建模

首先根據(jù)題給材料中的信息寫(xiě)出部分反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，再根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有無(wú)變化

判斷反應(yīng)類型：

(1)元素化合價(jià)無(wú)變化則為非氧化還原反應(yīng)，遵循質(zhì)量守恒定律；

(2)元素化合價(jià)有變化則為氧化還原反應(yīng)，既遵循質(zhì)量守恒定律，又遵循得失電子守恒規(guī)律。

2.氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)

(1)學(xué)會(huì)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物的判斷

①常見(jiàn)氧化劑及其還原產(chǎn)物

氧化劑Fe3+酸性

Cl2(X2)O2KMnO4MnC)2

2Fe2+Mn2+Mn2+

還原產(chǎn)物Cl(X)H2O∕O√O(píng)H

氧化劑；濃HO(H+)

CIOH2SO4HNO322PbO2

還原產(chǎn)物「（濃）、（?。㏄b2+

CSO2No2NOH2O

FeθΓ(H+)—

氧化劑酸性K2Cr2O7HClONaBiO3

還原產(chǎn)物Cr3+CrFe3+Bi3+——

②常見(jiàn)還原劑及其氧化產(chǎn)物

還原劑金屬單質(zhì)Fe2+2

H2S∕S"SO2/SO3

氧化產(chǎn)