資源簡介

(共98張PPT)
專題10 化學工藝流程
(題型突破)
2024
高考二輪復習
01
考情分析
02
網絡建構
03
真題研析
04
核心提煉
目錄
CONTENTS
05
題型特訓
考點要求 考題統計 考情分析
物質的組成、性質、分類 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分 ……
傳統文化中的性質與變化 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分
考情分析
考點要求
化學工藝流程
考題統計
2023 全國乙卷27題，14分；
22023 全國新課標卷27題，14分；
2023 山東卷17題，13分；
2023 湖南卷17題，14分；
2023 北京卷18題，13分；
2023 廣東卷18題，14分；
2023 海南卷15題，10分；
2023 江蘇卷17題，17分；
2023 江蘇卷18題，14分；
2023 遼寧省選擇性考試16題，14分；
2023 湖北省選擇性考試16題，14分；
2023 浙江省6月選考18題，10分；
2022 全國甲卷26題，14分；
2023 全國甲卷26題，14分；
2022 全國乙卷27題，14分；
2022 福建卷11題，13分；
2022 重慶卷15題，15分；
2022 北京卷18題，13分；
2022 山東卷17題，13分；
2022 江蘇卷題，12分；
2022 湖北省選擇性考試16題，14分；
2022 遼寧省選擇性考試16題，14分；
2022 海南省選擇性考試15題，10分；
2022 河北省選擇性考試15題，14分；
2022 湖南選擇性考試17題，14分；
2022 廣東選擇性考試18題，14分
考點要求 考題統計 考情分析
物質的組成、性質、分類 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分 ……
傳統文化中的性質與變化 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分
考點要求 考情分析
【命題規律】
【命題預測】
考情分析
1.化學工藝流程題結構：題頭、題干、題尾。
2.題頭：介紹以何種物質(主要成分是什么、含什么雜質等，要注意一些關鍵信息)為原料制備哪種物質，以及物質的性質和用途；
3.題干：是工業制備的簡化工藝流程圖；
4.題尾：是根據工業生產流程中涉及到的化學知識命題者精心設計的系列問題。
1.預計2024年將化學工藝或化學工業生產及最新科技成果融入其中，考查考生的綜合能力；
2.從命題趨勢來看，一般有三種題型：
一）是從實驗設計和評價的角度對化工生產進行模擬；
二）是根據一些化工生產的流程來考查考生的綜合應用能力；
三）是關于化工生產的相關計算。
化學工藝流程
選材熱點如下：
1．安全與健康——人體必需的營養元素；重金屬對人體的危害；食品添加劑；有關化學與健康方面的材料等。
2．環境保護新進展——“霧霾”的產生、危害和治理；工業“三廢”和生活垃圾的處理；廢電池對飲用水和土壤的污染；綠色化學在工農業生產中的導向作用等。
3．新能源的使用——新型的燃料電池、高能綠色電池；新能源開發利用的新進展。
4．新型無機非金屬材料和有機高分子材料在社會、生活中的應用等。
5．涉及碳中和、碳達峰的知識。
網絡建構
化學工藝流程
化學工藝流程與物質制備
制備過程中控制反應條件常用方法
工藝流程中的常見專業術語
原料預處理的六種方法
研磨、霧化——減小固體的顆粒度或將液體霧化，增大反應物的接觸面積，加快反應速率或使反應更加充分
水浸——與水接觸反應或溶解
酸浸——與酸接觸反應或溶解，使可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去
堿浸——除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物
灼燒——除去可燃性雜質或使原料初步轉化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質
煅燒——改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土
調節溶液的pH——常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀
控制溫度——根據需要升溫或降溫，改變反應速率或使平衡向需要的方向移動
控制壓強——改變速率，影響平衡
使用合適的催化劑——加快反應速率，縮短達到平衡所需要的時間
趁熱過濾——防止某物質降溫時析出
冰水洗滌——洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗
過濾——固體與液體的分離
滴定——定量測定，可用于某種未知濃度物質的物質的量濃度的測定
蒸發結晶——蒸發溶劑，使溶液由不飽和變為飽和，繼續蒸發，過剩的溶質就會呈晶體析出
蒸發濃縮——蒸發除去部分溶劑，提高溶液的濃度
水洗——用水洗去可溶性雜質，類似的還有酸洗、醇洗等
酸作用——溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質離子等
研磨、霧化——將塊狀或顆粒狀的物質磨成粉末或將液體霧化，增大反應物接觸面積，以加快反應速率或使反應更充分
灼燒(煅燒)——使固體在高溫下分解或改變結構、使雜質高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦
浸取——向固體中加入適當溶劑或溶液，使其中可溶性的物質溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等
浸出率——固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少
酸浸——在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的過程
水浸——與水接觸反應或溶解
堿作用——去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調節pH、促進水解(沉淀)
選材熱點如下：
1．安全與健康——人體必需的營養元素；重金屬對人體的危害；食品添加劑；有關化學與健康方面的材料等。
2．環境保護新進展——“霧霾”的產生、危害和治理；工業“三廢”和生活垃圾的處理；廢電池對飲用水和土壤的污染；綠色化學在工農業生產中的導向作用等。
3．新能源的使用——新型的燃料電池、高能綠色電池；新能源開發利用的新進展。
4．新型無機非金屬材料和有機高分子材料在社會、生活中的應用等。
5．涉及碳中和、碳達峰的知識。
網絡建構
化學工藝流程
化學工藝流程與反應原理
pH的控制——控制溶液的PH
體系環境氛圍及其它條件的控制——酸性、 堿性或某種環境氛圍
溫度的控制
①加快反應速率或溶解速率；
②促進平衡向吸熱方向移動；
③除雜，除去熱不穩定的雜質；
④使沸點相對較低的原料氣化
①防止某物質在高溫時會溶解(或分解) ；
② 使化學平衡向著題目要求的方向移動(放熱方向)；
③使某個沸點較高的產物液化，使其與其他物質分離；
④降低晶體的溶解度，減少損失
控溫(用水浴或油浴控溫)
①防止某種物質溫度過高時會分解或揮發；
②為了使某物質達到沸點揮發出來；
③使催化劑的活性達到最好；
④防止副反應的發生；
⑤降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，達到綠色化學的要求；
⑥”溶解度“，根據溶解度隨溫度升高而改變的情況，尋找合適的結晶分離方法 ( 蒸發結晶或濃縮結晶)
(1)目的：利用沉淀溶解平衡把某些離子轉化成沉淀。
(2)原則：原則加過量的除雜劑而不引進新的雜質，分兩種情況①要濾液；②要濾渣；
(3)題目呈現方式：表格數據形式；“已知信息”給出需求的“適宜PH范圍”的信息；
(4)解題步驟：①判斷溶液呈酸(或堿)性； ②判斷調高還是調低； ③選擇合適的調節劑。
(1)蒸發或結晶時，加入相應的酸或堿，以抑制某些鹽的水解；
(2)需要在酸性氣流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶體，以防止水解；
(3)營造還原性氛圍：加熱煮沸酸液后再冷卻，其目的是排除酸溶液中的氧氣，防止被氧化；
(4)營造氧化性氛圍：加入氧化劑進行氧化，如加入綠色氧化劑 H2O2 將 Fe2+ 氧化轉化為Fe3+
濃度、壓強的控制
升溫
降溫
增大反應物濃度 、 加壓
①可加快反應速率 ，有氣體則涉及平衡移動。但加壓需考慮設備、成本；
②加壓一般是提高氣體反應物濃度措施 ，在氣體和固體、液體反應的體系中不適宜；
③生產中常使廉價易得的原料適當過量，以提高另一原料的利用率
減壓蒸餾——減小壓強，降低液體的沸點，防止某些物質分解
選材熱點如下：
1．安全與健康——人體必需的營養元素；重金屬對人體的危害；食品添加劑；有關化學與健康方面的材料等。
2．環境保護新進展——“霧霾”的產生、危害和治理；工業“三廢”和生活垃圾的處理；廢電池對飲用水和土壤的污染；綠色化學在工農業生產中的導向作用等。
3．新能源的使用——新型的燃料電池、高能綠色電池；新能源開發利用的新進展。
4．新型無機非金屬材料和有機高分子材料在社會、生活中的應用等。
5．涉及碳中和、碳達峰的知識。
網絡建構
化學工藝流程
化學工藝流程與物質制備
獲得產品階段的主要操作
常見實驗操作
“目的或原因”分析
物質分離的常用方法
過濾——分離難溶物質和易溶物：(熱濾或抽濾)
萃取和分液——利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提純分離物質，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴
蒸發結晶——提純溶解度隨溫度變化不大的溶質，如NaCl
冷卻結晶——提純溶解度隨溫度變化較大的溶質，易水解的溶質或結晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等
蒸餾與分餾——分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油
冷卻法——利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業采用冷卻法分離氨氣與氮氣、氫氣
洗滌
蒸發時的氣體氛圍抑制水解——如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質時，應在HCl的氣流中加熱，以防其水解
蒸發濃縮、冷卻結晶——除K2Cr2O7中的少量NaCl；除KNO3中的少量NaCl
蒸發結晶、趁熱過濾——除NaCl中的少量K2Cr2O7；除NaCl中的少量KNO3
溫度不高于××℃的原因——溫度過高××物質分解或××物質揮或××物質氧化或促進××物質水解
減壓蒸餾(減壓蒸發)的原因——減小壓強，使液體沸點降低，防止××物質受熱分解
蒸發、反應時的氣體氛圍——抑制××離子的水解
配制某溶液前先煮沸水的原因——除去溶解在水中的氧氣，防止××物質被氧化
反應容器中和大氣相通的玻璃管的作用——指示容器中壓強大小，避免反應容器中壓強過大
沉淀水洗的目的——除去××(可溶于水)雜質
沉淀用乙醇洗滌的目的——a.減小固體的溶解度；b.除去固體表面吸附的雜質；c.乙醇揮發帶走水分，使固體快速干燥
冷凝回流的作用及目的——防止××蒸氣逸出脫離反應體系，提高××物質的轉化率
浸出率——固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少
控制溶液pH的目的——防止××離子水解；防止××離子沉淀；確保××離子沉淀完全；防止××溶解等；促進/抑制××氣體吸收/逸出
加過量A試劑的原因——使B物質反應完全(或提高B物質的轉化率)等
水洗：洗去晶體表面的雜質離子(適用于溶解度小的物質)
冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(適用于高溫溶解度大、低溫溶解度小的物質)
醇洗(常用于溶解度較大的物質)：洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(若對溶解度小的物質進行醇洗，則是為了洗去雜質離子，并使其盡快干燥)
01
化學工藝流程及
物質制備
PART ONE
1．(2023 全國甲卷，26)BaTiO3是一種壓電材料。以BaSO4為原料，采用下列路線可制備粉狀BaTiO3。
回答下列問題：(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是_________________________。(2)“焙燒”后固體產物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”時主要反應的離子方程式為__________________。(3)“酸化”步驟應選用的酸是_______(填標號)。a．稀硫酸 b．濃硫酸 c．鹽酸 d．磷酸(4)如果焙燒后的產物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是___________________。
(5)“沉淀”步驟中生成BaTiO(C2O4)2的化學方程式為_________________________________________________。
(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，產生的n(CO2)：n(CO)= _________。
真題研析·規律探尋
BaSO4被還原為BaS
硫酸鋇和磷酸鋇均不溶于水，BaCl2可溶于水
BaS 與過量的CaCl2發生復分解反應生成硫化鈣沉淀
做還原劑，將BaSO4還原
Ca2++S2-=CaS↓
c
產物中的硫化物與酸反應生成的有毒氣體H2S會污染空氣，而且CaS與鹽酸反應生成可溶于水的CaCl2，導致BaCl2溶液中混有CaCl2雜質無法除去、最終所得產品的純度降低
BaCl2+TiCl4+H2O+2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2+4NH4Cl+2HCl
1：1
不可行
BaTiO(C2O4)=2BaTiO3+2CO2↑+2CO↑

真題研析·規律探尋
2．(2023 全國乙卷，27)LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關注。由菱錳礦(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制備LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。回答下列問題：(1)硫酸溶礦主要反應的化學方程式為________________________________________。為提高溶礦速率，可采取的措施___________________(舉1例)。(2)加入少量MnO2的作用是__________________。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是______________________。(3)溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=4，此時c(Fe3+)=_________________mol·L-1；用石灰乳調節至pH≈7，除去的金屬離子是________。
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
粉碎菱錳礦
將Fe2+氧化為Fe3+
Fe3+可以催化H2O2分解
2.8×10-9
Al3+
增大反應物接觸面積可提高反應速率
MnO2具有一定氧化性
氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解出O2
溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5
菱錳礦中主要含有MnCO3
真題研析·規律探尋
2．(2023 全國乙卷，27)LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關注。由菱錳礦(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制備LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。回答下列問題：(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有______________。(5)在電解槽中，發生電解反應的離子方程式為__________________________________。隨著電解反應進行，為保持電解液成分穩定，應不斷_______________。電解廢液可在反應器中循環利用。(6)煅燒窯中，生成LiMn2O4反應的化學方程式是____________________________________。
BaSO4、NiS
加入Mn(OH)2
Mn2++2H2O==H2↑+MnO2↓+2H+
電解
2Li2CO3+8MnO2==4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
煅燒
Mn2+發生反應生成MnO2
Mn2+大量減少，H+大量增加
MnO2與Li2CO3發生反應生成LiMn2O4
BaS+Ni2++SO42-=BaSO4↓+NiS↓
真題研析·規律探尋
3．(2022 遼寧省選擇性考試)某工廠采用輝鉍礦(主要成分為Bi2S3，含有FeS2、SiO2雜質)與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯合焙燒法制備BiOCl和MnSO4，工藝流程如下：
已知：①焙燒時過量的MnO2分解為Mn2O3，FeS2轉變為Fe2O3；②金屬活動性：；③相關金屬離子形成氫氧化物的pH范圍如下：回答下列問題：(1)為提高焙燒效率，可采取的措施為___________。a．進一步粉碎礦石 b．鼓入適當過量的空氣 c．降低焙燒溫度(2) Bi2S3在空氣中單獨焙燒生成Bi2O3，反應的化學方程式為___________________________。
ab
2Bi2S3+9O2==2Bi2O3+6SO2
高溫
增大接觸面積，增大反應物濃度都可以提高反應效率
原子守恒，還有SO2
真題研析·規律探尋
3．(2022 遼寧省選擇性考試)某工廠采用輝鉍礦(主要成分為Bi2S3，含有FeS2、SiO2雜質)與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯合焙燒法制備BiOCl和MnSO4，工藝流程如下：
(3)“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出Bi3+和Mn2+；②__________________。(4)濾渣的主要成分為___________(填化學式)。(5)生成氣體A的離子方程式為________________________________________。(6)加入金屬Bi的目的是_______________________。
抑制金屬離子水解
SiO2
Mn2O3+6H++2Cl-=2Mn2++ Cl2↑+3H2O
將Fe3+轉化為Fe2+
溶液中含有的離子：Bi3+、Fe3+、Mn2+、H+、Cl-
SiO2不溶于濃鹽酸
Mn2O3有氧化性，與濃鹽酸發生氧還反應
Bi作還原劑
真題研析·規律探尋
4．(2022 山東卷)工業上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3]，含 SiO2 等雜質]為原料生產磷酸和石膏，工藝流程如下：
回答下列問題：
(1)酸解時有HF 產生。氫氟酸與 SiO2 反應生成二元強酸 H2SiF6 ，離子方程式為 ____________________。
(2)部分鹽的溶度積常數見下表。精制Ⅰ中，按物質的量之比 n(Na2CO3)：n(SiF62-)= 1：1 加入 Na2CO3 脫 氟，充分反應后，c(Na+)= mol L-1；再分批加入一定量的 BaCO3，首先轉化為沉淀的離子是__________________。
BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4
BaSO4
Ksp 1.0 × 10-6 4.0 × 10-6 9.0 × 10-4
1.0 × 10-10
6HF+SiO2=2H++ SiF62-+2H2O
2.0×10-2
SO42-
首先轉化為沉淀的離子是SO42-，然后才是SiF62-
真題研析·規律探尋
4．(2022 山東卷)工業上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3]，含 SiO2 等雜質]為原料生產磷酸和石膏，工藝流程如下：
(3)SO42-濃度(以 SO3%計)在一定范圍時，石膏存在形式與溫度、H3PO4 濃度(以 P2O5%計)的關系如圖甲 所示。酸解后，在所得100℃ 、P2O5%為 45 的混合體系中，石膏存在形式為____________________________ (填化學式)；洗滌時使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水，原因是___________________________________________，回收利用洗滌液 X 的操作單元是______________________________ ；一定溫度下， 石膏存在形式與溶液中 P2O5%和 SO3%的關系如圖乙所示，下列條件能實現酸解所得石膏結品轉化的是___________ (填標號)。
A ．65℃ 、P2O5%= 15 、SO3%= 15 B ．80℃ 、P2O5%= 10 、SO3%=20
C ．65℃ 、P2O5%= 10 、SO3%=30 D ．80℃ 、P2O5%= 10 、SO3%= 10
CaSO4 0.5H2O
減少CaSO4的溶解損失，提高產品石膏的產率
酸解
D
CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的
洗滌液X中含有硫酸，酸解時使用的也是硫酸
兩個溫度線之間
兩個溫度線之間
65℃線上方，晶體全部以CaSO4 0.5H2O形式存在
②通入 Cl2 的過程中，若氧化產物只有一種，反應的化學方程式為_________________________________________________________ ；若反應物用量比n(Cl2)/n(FeI2)=1.5 時，氧化產物為_________________________；當 n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5 ，單質碘的收率會降低，原因是_____________________________________________________________________________。
真題研析·規律探尋
5 ．(2021 全國甲卷)碘(紫黑色固體，微溶于水)及其化合物廣泛用于醫藥、染料等方面。回答下列問題： (1)I2 的一種制備方法如下圖所示：
①加入 Fe粉進行轉化反應的離子方程式為__________________________________________________________________________________ ，生成的沉淀與硝酸反應，生成_______________________________ 后可循環使用
(2)以 NaIO3 為原料制備 I2 的方法是：先向 NaIO3 溶液中加入計量的 NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入 NaIO3 溶液，反應得到 I2 ，上述制備 I2 的總反應的離子方程式為______________________。
(3)KI 溶液和 CuSO4 溶液混合可生成 CuI 沉淀和 I2 ，若生成1mol I2 ，消耗的 KI 至少為 mol 。
I2 在 KI 溶液中可發生反應 I2+I- I3- 。實驗室中使用過量的 KI 與 CuSO4 溶液反應后，過濾，濾液經水蒸氣蒸餾可制得高純碘。反應中加入過量 KI的原因是_________________________________。
2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-
AgNO3
FeI2+Cl2= I2+FeCl2
I2 、FeCl3
I2 被過量的 Cl2 進一步氧化
2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+3H++H2O
4
防止單質碘析出
I-還原性強于Fe2+
“懸濁液”含AgI
Cl2過量，先氧化完全部I-再氧化Fe2+
Cl2過量特別多,Cl2會與生成的單質碘、水繼續發生氧化還原反應
4KI+2CuSO4=2CuI↓ +I2+2K2SO4
平衡右移，增大I2溶解度，防止I2升華
沉淀為Ag
真題研析·規律探尋
6．(2021 廣東選擇性考試)對廢催化劑進行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁( Al )、鉬(Mo) 、 鎳( Ni )等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：
已知：25℃時，H2CO3 的 Ka1=4.5 × 10-7 ，Ka1=4.7 × 10-11 ，Ksp(BaMoO4)=3.5 × 10-8， Ksp(BaCO3)=2.6 × 10-9；
該工藝中，pH＞6.0 時，溶液中 Mo 元素以 MoO42- 的形態存在。
(1)“焙燒” 中，有 Na2MoO4 生成，其中 Mo 元素的化合價為 。
(2)“沉鋁” 中，生成的沉淀X 為 。
(3)“沉鉬” 中，pH 為 7.0。
①生成 BaMoO4 的離子方程式為 。
②若條件控制不當，BaCO3 也會沉淀。為避免 BaMoO4 中混入 BaCO3 沉淀，溶液中 c(HCO3-)： c(MoO42-)= (列出算式)時，應停止加入 BaCl2 溶液。
(4)①濾液Ⅲ中，主要存在的鈉鹽有 NaCl 和 Y ，Y 為 。
②往濾液Ⅲ中添加適量 NaCl 固體后，通入足量 (填化學式)氣體，再通入足量 CO2 ，可析出Y 。
+6
Al(OH)3
Ba2++MoO42-= BaMoO4↓
NaHCO3
NH3
Na和O的化合價為+1和-2
偏鋁酸鈉轉化為氫氧化鋁
液II中含有鉬酸鈉
濾液II中含有碳酸氫鈉和鉬酸鈉
侯氏制堿法
真題研析·規律探尋
6．(2021 廣東選擇性考試)對廢催化劑進行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁( Al )、鉬(Mo) 、 鎳( Ni )等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：
(5)高純 AlAs(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過程如圖所示，圖中所示致密保護膜為 一種氧化物，可阻止 H2O 刻蝕液與下層 GaAs(砷化鎵)反應。
①該氧化物為 。
②已知： Ga 和 Al 同族，As 和 N 同族。在 H2O2 與上層 GaAs 的反應中，As 元素的化合價變為+5 價，則該反應的氧化劑與還原劑物質的量之比為 。
Al2O3
4：1
鋁表面容易形成致密的氧化膜
As化合價升高了8，H2O2化合價降低2
真題研析·規律探尋
7 ．( 2019 年江蘇高考化學)實驗室以工業廢渣(主要含 CaSO4 ·2H2O ，還含少量 SiO2 、Al2O3 、Fe2O3)為原 料制取輕質 CaCO3 和(NH4)2SO4 晶體，其實驗流程如下：
(1)室溫下，反應 CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq)達到平衡，則溶液中 = [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， 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行。控制反應溫度在 60~70 ℃ , 攪拌，反應3小時。溫度過高將會導致 CaSO4 的轉化率下降，其原因是 ；保持溫度、反應時間、反應物和溶劑的量不變，實驗中提高CaSO4轉化率的操作有 。
1.6 × 104
HCO3-+NH3·H2O＝NH4++CO32-+H2O
增加溶液中CO32-的濃度，促進CaSO4的轉化
溫度過高，(NH4)2CO3分解
加快攪拌速率
銨鹽具有不穩定性，受熱易分解
增大接觸面積，加快反應速率，提高浸取率
CO32-+NH4++H2O HCO3-+NH3·H2O，加入適量濃氨水，水解平衡逆向移動
真題研析·規律探尋
7 ．( 2019年江蘇高考化學)實驗室以工業廢渣(主要含 CaSO4 ·2H2O ，還含少量 SiO2 、Al2O3 、Fe2O3)為原 料制取輕質 CaCO3 和(NH4)2SO4 晶體，其實驗流程如下：
(4)濾渣水洗后，經多步處理得到制備輕質 CaCO3 所需的 CaCl2 溶液。設計以水洗后的濾渣為原料，制取CaCl2溶液的實驗方案： [已知 pH=5 時 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 沉淀完全；pH=8.5 時 Al(OH)3 開始溶解。 實驗中必須使用的試劑：鹽酸和 Ca(OH)2]。
在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣，待觀察不到氣泡產生后，過濾，向濾液中分批加入少量 Ca(OH)2，用pH試紙測量溶液pH，當pH介于5~8.5時，過濾
濾液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3
真題研析·規律探尋
01
明確整個流程及每一部分的目的
02
仔細分析每步反應發生的條件以及產物的物理或化學性質
03
結合基礎理論與實際問題思考
04
注意答題的模式與要點
解題思路
真題研析·規律探尋
方法和步驟
03
①反應物是什么；
②發生了什么反應；
③該反應造成了什么后果，對制造產品有什么作用
分析流程
02
整體瀏覽流程，基本辨別出預處理、反應、提純、分離等階段
瀏覽流程
01
了解生產的產品
讀題
核心提煉·考向探究
1．原料預處理的常用方法
原料→預處理→核心化學反應→產品的分離與提純→目標產物
研磨、霧化——減小固體的顆粒度或將液體霧化，增大反應物的接觸面積，加快反應速率或使反應更加充分
水浸——與水接觸反應或溶解
酸浸——與酸接觸反應或溶解，使可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去
堿浸——除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物
灼燒——除去可燃性雜質或使原料初步轉化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質
煅燒——改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土
核心提煉·考向探究
2．制備過程中控制反應條件常用方法
原料→預處理→核心化學反應→產品的分離與提純→目標產物
調節溶液的pH——常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀
控制溫度——根據需要升溫或降溫，改變反應速率或使平衡向需要的方向移動
控制壓強——改變速率，影響平衡
使用合適的催化劑——加快反應速率，縮短達到平衡所需要的時間
趁熱過濾——防止某物質降溫時析出
冰水洗滌——洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗
要求：
①能與H＋反應，使溶液pH變大；
②不引入新雜質：
例如若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等
核心提煉·考向探究
3．工藝流程中的常見專業術語
原料→預處理→核心化學反應→產品的分離與提純→目標產物
過濾——固體與液體的分離
滴定——定量測定，可用于某種未知濃度物質的物質的量濃度的測定
蒸發結晶——蒸發溶劑，使溶液由不飽和變為飽和，繼續蒸發，過剩的溶質就會呈晶體析出
蒸發濃縮——蒸發除去部分溶劑，提高溶液的濃度
水洗——用水洗去可溶性雜質，類似的還有酸洗、醇洗等
酸作用——溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質離子等
研磨、霧化——將塊狀或顆粒狀的物質磨成粉末或將液體霧化，增大反應物接觸面積，以加快反應速率或使反應更充分
灼燒(煅燒)——使固體在高溫下分解或改變結構、使雜質高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦
浸取——向固體中加入適當溶劑或溶液，使其中可溶性的物質溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等
浸出率——固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少
酸浸——在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的過程
水浸——與水接觸反應或溶解
堿作用——去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調節pH、促進水解(沉淀)
題型特訓·命題預測
1．(2024·福建福州八縣協作校高三聯考)廢SCR催化劑(含TiO2、V2O5、WO3等)的回收對環境保護和資源循環利用意義重大。通過如下工藝流程可以回收其中的鈦、釩、鎢等。
已知：TiO2、V2O5和WO3都能與NaOH溶液反應生成可溶性的NaVO3、Na2WO4和不溶性的Na2TiO3；回答下列問題：(1)元素V在周期表中的位置 。在NH4VO3中V元素的化合價是 。(2)“球磨”的目的是 。(3)請寫出“堿浸”過程中WO3與NaOH溶液反應的離子方程式 。(4)“酸浸”后鈦主要以TiO2+形式存在，“熱水解”反應的離子方程式為 。(5)“煅燒”NH4VO3的化學方程式為 。(6)“沉鎢”中為促進CaWO4盡可能析出完全，需要進行的措施是 。
第四周期ⅤB族
+5
增大接觸面積，提高“堿浸”反應速率
WO3+2OH-= WO42-+H2O
加入過量CaCl2
TO2++(x+1)H2O==TiO·xH2O↓+2H+

2NH4VO3==V2O5 + 2NH3↑+ H2O↑
煅燒
題型特訓·命題預測
2．(2024·福建福州市八縣一中高三聯考)電池級碳酸鋰是制造LiCoO2等鋰離子電池必不可少的原材料。享譽“亞洲鋰都”的宜春擁有亞洲儲量最大的鋰云母礦，以鋰云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO42-等)為原料制取電池級Li2CO3的工藝流程如圖：
已知：①HR為有機萃取劑，難溶于水，可萃取Fe3+，萃取時發生的反應可表示為：Fe3++3HR FeR3+3H+；②常溫時，1mol·L-1LiOH溶液的pH=14。回答下列問題：(1)“有機層”的主要成分為 (填化學式，下同)；“濾渣1”中含有的物質為 ；使用HR萃取劑時，需加入一定量的NaOH進行處理，其目的是 。(2)某種HR的結構簡式為 ，該分子中可能與Fe3+形成配位鍵的原子有 。(3)加適量草酸的目的 。
FeR3和HR
Li2CO3、MgCO3
消耗萃取反應時生成的H+，促進萃取反應的正向進行，提高萃取率
O、N
使鈣離子生成草酸鈣，便于除掉
題型特訓·命題預測
(4)“混合沉鋰”的離子方程式為 。(5)Li2CO3與Co3O4在空氣中加熱可以制備重要的電極材料鈷酸鋰(LiCoO2)。寫出對應的化學方程式 。(6)鈷酸鋰(LiCoO2)是常見的鋰離子電池正極材料，其晶胞結構示意圖如下圖所示，各離子位于晶胞的頂點、棱和體內。
①基態Co原子核外電子排布式為 。②該晶胞密度為 g·cm-3。(寫出計算式，阿伏加德羅常數為NA)
2Li++HCO3-+OH-=H2O+Li2CO3↓
6Li2CO3+4Co3O4+O2==12LiCoO2+6CO2

[Ar]3d74s2
題型特訓·命題預測
3．(2023·重慶市二模)仲鉬酸銨(NH4)6Mo7O24 []是用作測定磷酸鹽、鎳、鍺、二氧化硒、砷酸鹽、生物堿和鉛等的試劑。用某含鉬廢料(主要含有MoS2、CoS和Al2O3)制備仲鉬酸銨的工藝流程如下圖所示：
請回答下列問題：(1)基態Co原子的價層電子排布式為________________。(2)焙燒的過程中采用如圖所示的“多層逆流焙燒”，其優點是______________________________(任答兩點即可)。(3)焙燒時MoS2轉化為MoO3，則MoS2焙燒時的化學方程式為_________________________________________。(4)“操作”的名稱是_________；實驗室完成該“操作”用到的最主要的玻璃儀器是________________。(5)“調pH為5.5”生成仲鉬酸銨的化學方程式為______________________________________________________。
3d74s2
增大接觸面積，使其充分反應，加快反應速率，提高原料的利用率、實現熱量交換，節約能源等
2MoS2+7O2==2MoO3+4SO2
分液
分液漏斗
7(NH4)2MoO4+4H2SO4= (NH4)6Mo7O24+4 (NH4)2SO4+4H2O
題型特訓·命題預測
(6)已知有如下轉化關系，則8鉬酸銨的化學式為__________________。 (7鉬酸根) (8鉬酸根)(7)若在某溫度下，BaMoO4在水中的溶解平衡曲線如下圖所示。向100mL0.400mol/L Na2MoO4溶液中滴加200mL Ba(OH)2溶液，恰好使MoO42-完全沉淀[ ]，則所加入的Ba(OH)2溶液的濃度約為_______mol/L(混合后，溶液的體積變化忽略不計，計算結果保留到小數點后3位)。
(NH4)4Mo8O26
0.206
題型特訓·命題預測
4 ．(2023 · 安徽省高三質量檢測)以某混合氧化物(由 MnO2 、ZnO 、CuO 、Fe2O3 組成)為原料制備 KMnO4 和 FeSO4 · 7H2O 的工藝流程如下：
已知：ZnO 與 Al2O3 的化學性質相似。
回答下列問題：
(1)基態 Cu 原子核外電子排布式為 。
(2)寫出“酸浸” 時，CuO 反應的化學方程式： 。
(3)“去銅” 時，除了生成 CuCl 外，還有 SO42- 、H+生成，該反應的離子方程式為 。
(4)為檢驗“去銅”后是否含有 Fe3+ ，選用的試劑是 。
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+ SO42-+4H+
KSCN溶液或硫氰化鉀溶液
題型特訓·命題預測
(5)“熔融” 時 MnO2 轉化為 K2MnO4 ，該反應中每轉移 1mol 電子，消耗 gMnO2。
(6)已知"“歧化” 時反應為 3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3 。常溫下，相關物質的溶解度數據 如下：
物質 K2CO3 KHCO3 K2SO4 KMnO4
CH3COOK
溶解度(g/100g 水) 111 33.7 11.1 6.34
256
通入 CO2 至溶液 pH 達 10~ 11 時，應停止通 CO2 ，不能繼續通入 CO2 的原因是 。可以替代 CO2 的試劑是 (填“稀鹽酸”“稀硫酸”或“稀醋酸”)。
(7)KMnO4 的純度測定：稱取 mgKMnO4 粗品于燒杯中，加入蒸餾水和稀硫酸溶解，再用 0.5mol ·L-1 的 Na2C2O4 溶液滴定 3 次，平均消耗 Na2C2O4 溶液 20.00mL。KMnO4 樣品的純度為 %(用含 m 的代數式)
43.5
若繼續通入CO2，則會生成KHCO3，由于與碳酸鉀相比，碳酸氫鉀溶解度與高錳酸鉀溶解度相差不是很大，會使得到的高錳酸鉀粗品中含有較多的雜質KHCO3
稀醋酸
02
化學工藝流程與
反應原理
1．(15分) (2023 湖南卷，17)超純Ga(CH3)3是制備第三代半導體的支撐源材料之一，近年來，我國科技工作者開發了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術，在研制超純Ga(CH3)3方面取得了顯著成果，工業上以粗鎵為原料，制備超純Ga(CH3)3的工藝流程如下：
已知：①金屬Ga的化學性質和Al相似，Ga的熔點為29.8℃；②Et2O (乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作為配體；③相關物質的沸點：回答下列問題：(1)晶體Ga(CH3)3的晶體類型是___________；
(2)“電解精煉”裝置如圖所示，電解池溫度控制在40-45℃的原因是_________________________________，陰極的電極反應式為________________；
真題研析·規律探尋
沸點較低
物質 Ga(CH3)3 Et2O CH3I
NR3
沸點/℃ 55.7 34.6 42.4
365.8
分子晶體
保證Ga為液體，便于純Ga流出
Ga3++3eˉ=Ga
粗Ga在陽極失去電子，陰極得到Ga
(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的產物還包括MgI2和CH3MgI，寫出該反應的化學方程式：_______；(4)“殘渣”經純水處理，能產生可燃性氣體，該氣體主要成分是_______；(5)下列說法錯誤的是_______；A．流程中Et2O得到了循環利用B．流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無水無氧的條件下進行C．“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3D．用核磁共振氫譜不能區分Ga(CH3)3和CH3I(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制備超純Ga(CH3)3，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是____________________________________________________________________________________；(7)比較分子中的C-Ga-C鍵角大小：Ga(CH3)3_______ Ga(CH3)3(Et2O) (填“>”“<”或“=”)，其原因是_____________________________________________________________________________________________________。
真題研析·規律探尋
“殘渣”含CH3MgI
甲基環境不同，核磁共振氫譜化學位移不同
8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2 Ga(CH3)3(Et2O)+3 MgI2+2CH3MgI
CH4
D
NR3沸點較高，易與Ga(CH3)3分離，Et2O的沸點低于Ga(CH3)3，一起氣化，難以得到超純Ga(CH3)3
>
Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化，所以為平面結構，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga為sp3雜化，所以為四面體結構，故夾角較小
2. (2023 江蘇卷，16)實驗室模擬“鎂法工業煙氣脫硫”并制備MgSO4·H2O，其實驗過程可表示為
(1)在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入SO2氣體，生成MgSO3，反應為Mg(OH)2+H2SO3=MgSO3+2H2O，其平衡常數K與Ksp[(Mg(OH)2)]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代數關系式為K=___________；下列實驗操作一定能提高氧化鎂漿料吸收SO2效率的有___________(填序號)。A．水浴加熱氧化鎂漿料B．加快攪拌速率C．降低通入SO2氣體的速率D．通過多孔球泡向氧化鎂漿料中通SO2
真題研析·規律探尋
SO2在水中溶解度降低，H2SO3受熱分解
使反應物充分接觸
降低反應速率
BD
多孔球泡可以讓SO2與MgO漿料充分接觸
(2)在催化劑作用下MgSO3被O2氧化為MgSO4。已知MgSO3的溶解度為0.57g(20℃)，O2氧化溶液中SO32-的離子方程式為_______________________；在其他條件相同時，以負載鈷的分子篩為催化劑，漿料中MgSO3被O2氧化的速率隨pH的變化如題圖甲所示。在pH=6~8范圍內，pH增大，漿料中MgSO3的氧化速率增大，其主要原因是__________________________________________________________________________。
(3)制取MgSO4·H2O晶體。在如題圖乙所示的實驗裝置中，攪拌下，使一定量的MgSO3漿料與H2SO4溶液充分反應。MgSO3漿料與H2SO4溶液的加料方式是_______________________________________________；補充完整制取MgSO4·H2O晶體的實驗方案：向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中，___________。(已知：Fe3+、Al3+在pH≥5時完全轉化為氫氧化物沉淀；室溫下從MgSO4飽和溶液中結晶出MgSO4·7H2O，MgSO4·7H2O在150~170℃下干燥得到MgSO4·H2O，實驗中需要使用MgO粉末)
真題研析·規律探尋
固液反應：固體放三頸瓶，滴液漏斗滴加液體，H2SO4溶液的滴加速率要慢，以免H2SO4過量
2SO32-+O2==2SO42-
催化劑
pH增大，抑制SO32-的水解，反應物SO32-的濃度增大，故可加快氧化速率
用滴液漏斗向盛有MgSO3漿料的三頸燒瓶中緩慢滴加硫酸溶液
分批加入少量氧化鎂粉末，攪拌，直至用pH試紙測得pH≥5，過濾；將濾液蒸發濃縮、降溫至室溫結晶，過濾，所得晶體在150~170℃干燥
調節pH≥5除去Fe3+、Al3+雜質，分批加入少量MgO粉末，以免pH過高
3. (2023 江蘇卷，17)空氣中CO2含量的控制和CO2資源利用具有重要意義。(1)燃煤煙氣中CO2的捕集可通過如下所示的物質轉化實現。
“吸收”后所得的KHCO3溶液與石灰乳反應的化學方程式為_______________________________________；載人航天器內，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的CO2，其原因是___________。
真題研析·規律探尋
轉化后產物KOH可回收至“吸收”
Li和K的相對原子質量分別為7和39
KHCO3+Ca(OH)2= CaCO3+KOH+H2O
相同質量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳
(2)合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途徑之一、尿素合成主要通過下列反應實現反應Ⅰ：NH3(g)＋CO2(g)=NH2COONH4(l)反應Ⅱ：NH2COONH4(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)①密閉體系中反應Ⅰ的平衡常數(K)與溫度的關系如圖甲所示，反應Ⅰ的ΔH =___________(填“=0”或“>0”或“<0”)。
②反應體系中除發生反應Ⅰ、反應Ⅱ外，還發生尿素水解、尿素縮合生成縮二脲[(NH2CO)2NH]和尿素轉化為氰酸銨(NH4OCN)等副反應。尿素生產中實際投入NH3和CO2的物質的量之比為n(NH3) ； n(CO2) ＝4：1，其實際投料比值遠大于理論值的原因是___________。
真題研析·規律探尋
氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉化率越高
升高溫度反應Ⅰ的lgK減小，說明溫度升高平衡逆向移動，正反應為放熱反應
<0
適當抑制副反應的發生，尿素中氮碳比小于副產物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉化率越高
(3)催化電解吸收CO2的KOH溶液可將CO2轉化為有機物。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分還原產物的法拉第效率( )隨電解電壓的變化如圖乙所示。
其中，Qx=nF，n表示電解生成還原產物X所轉移電子的物質的量，F表示法拉第常數。①當電解電壓為U1V時，電解過程中含碳還原產物的FE%為0，陰極主要還原產物為___________(填化學式)。②當電解電壓為U2V時，陰極由HCO3-生成CH4的電極反應式為___________________________________。③當電解電壓為U3V時，電解生成的C2H4和HCOO-的物質的量之比為___________(寫出計算過程)。
真題研析·規律探尋
堿性條件
氫離子得電子變成氫氣
H2
HCO3-+8e-+6H2O=CH4+9OH-
4．(2023 北京卷，18)以銀錳精礦(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化錳礦(主要含MnO2)為原料聯合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。
已知：酸性條件下，MnO2的氧化性強于Fe3+。(1) “浸錳”過程是在H2SO4溶液中使礦石中的錳元素浸出，同時去除FeS2，有利于后續銀的浸出：礦石中的銀以Ag2S的形式殘留于浸錳渣中。①“浸錳”過程中，發生反應MnS+2H+= Mn2++H2S↑，則可推斷：Ksp(MnS) (填“>”或“<”) Ksp(Ag2S)。②在H2SO4溶液中，銀錳精礦中的FeS2和氧化錳礦中的MnO2發生反應，則浸錳液中主要的金屬陽離子有 。
真題研析·規律探尋
二氧化錳可將Fe2+氧化為Fe3+，自身被還原為Mn2+
硫化錳溶于強酸而硫化銀不溶于強酸
>
Fe3+、Mn2+
(2) “浸銀”時，使用過量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作為浸出劑，將Ag2S中的銀以[AgCl2]-形式浸出。①將“浸銀”反應的離子方程式補充完整： 。 Fe3++Ag2S+ +2[AgCl2]- +S②結合平衡移動原理，解釋浸出劑中Cl-、H+的作用： 。(3) “沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。①該步反應的離子方程式有 。②一定溫度下，Ag的沉淀率隨反應時間的變化如圖所示。解釋t分鐘后Ag的沉淀率逐漸減小的原因： 。
(4)結合“浸錳”過程，從兩種礦石中各物質利用的角度，分析聯合提取銀和錳的優勢： 。
真題研析·規律探尋
鐵粉可將[AgCl2]-還原為單質銀，過量鐵粉可以與鐵離子發生反應
Fe2+會被空氣中的氧氣緩慢氧化為Fe3+，Fe3+把部分Ag氧化為Ag+
S元素化合價升高，Fe元素化合價降低
2Fe3++Ag2S+4 Cl- 2Fe2++2[AgCl2]- +S
Cl-是為了與Ag2S電離出的Ag+結合生成[AgCl2]-，使平衡正向移動，提高Ag2S的浸出率；H+是為了抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH)3沉淀
2[AgCl2]- +Fe3+=Fe2++2Ag+4Cl- 、2Fe3++Fe=3Fe2+
Fe2+被氧氣氧化為Fe3+，Fe3+把Ag氧化為Ag+
可將兩種礦石中的錳元素同時提取到浸錳液中，得到MnSO4，同時將銀元素和錳元素分離開；生成的Fe3+還可以用于浸銀，節約氧化劑
真題研析·規律探尋
5 ．(2023 廣東卷，18)Ni、Co 均是重要的戰略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含 Ni2+、Co2+、Al3+ 、 Mg2+)中，利用氨浸工藝可提取 Ni、Co ，并獲得高附加值化工產品。工藝流程如下：
已知：氨性溶液由 NH3 ·H2O 、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常溫下，Ni2+、Co2+ 、Co3+與 NH3 形成可溶于水的配離子：lgKb(NH3 ·H2O)=-4.7；Co(OH)2 易被空氣氧化為Co(OH)3 ；部分氫氧化物的 Ksp 如下表。
氫氧化物 Co (OH)2 Co (OH)3 Ni(OH)2 Al(OH)3
Mg(OH)2
Ksp 5.9 x 10-15 1.6 x 10-44 5.5 x 10-16 1.3 x 10-33
5.6 x 10-12
回答下列問題：
(1)活性MgO 可與水反應，化學方程式為 。
(2)常溫下，pH=9.9 的氨性溶液中，c(NH3 ·H2O) c(NH4+) (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸” 時， 由 Co (OH)3 轉化為[Co (NH3)6]2+的離子方程式為 。
MgO+H2O=Mg(OH)2
＞
2Co(OH)3 +12 NH3·H2O +SO32-=2[Co (NH3)6]2++SO42-+13H2O+4OH- 或
2Co(OH)3 +8 NH3·H2O +4NH4++SO32-=2[Co (NH3)6]2++SO42-+13H2O
兩種方式
真題研析·規律探尋
(4) (NH4)2CO3 會使濾泥中的一種膠狀物質轉化為疏松分布的棒狀顆粒物。濾渣的 X 射線衍射圖譜中， 出現了 NH4Al(OH)2CO3 的明銳衍射峰。
①NH4Al(OH)2CO3 屬于 (填“ 晶體”或“非晶體”)。
②(NH4)2CO3 提高了 Ni、Co 的浸取速率，其原因是 。
(5)①“析晶”過程中通入的酸性氣體 A 為 。
②由 CoCl2 可制備 AlxCoOy 晶體，其立方晶胞如圖。Al 與 O 最小間距大于 Co 與 O 最小間距，x 、y 為 整數，則 Co 在晶胞中的位置為 ；晶體中一個 Al 周圍與其最近的 O 的個數為 。
(6)①“結晶純化”過程中，沒有引入新物質。晶體 A 含 6 個結晶水，則所得 HNO3 溶液中 n(HNO3)與 n(H2O) 的比值，理論上最高為 。
②“熱解”對于從礦石提取 Ni、Co 工藝的意義，在于可重復利用 HNO3 和 (填化學式)。
晶體
減少膠狀物質對鎳鈷氫氧化物的包裹，增加了濾泥與氨性溶液的接觸面積
HCl
體心
12
0.4或2：5
MgO
X射線衍射圖譜：明銳衍射峰
防止Ni2+水解
Al在頂點，Co在體心
頂點Al：面心的氧原子一個橫截面有4個，三個橫截面共12個
晶體A為Mg(NO3)2·6H2O
6．(2023 海南卷，15)鈹的氧化物廣泛應用于原子能、航天、電子、陶瓷等領域，是重要的戰略物資。利用綠柱石(主要化學成分為(Be3Al2Si6O18，還含有一定量的FeO和Fe2O3)生產BeO的一種工藝流程如下。
回答問題：(1)Be3Al2Si6O18中Be的化合價為_______。(2)粉碎的目的是______________________________________；殘渣主要成分是_______(填化學式)。(3)該流程中能循環使用的物質是__________(填化學式)。(4)無水BeCl2可用作聚合反應的催化劑。BeO、Cl2與足量C在600~800℃制備BeCl2的化學方程式為___________________________。(5)沉鈹時，將pH從8.0提高到8.5，則鈹的損失降低至原來的_______%。
真題研析·規律探尋
正負化合價代數和為0
SiO2不溶于酸
+2
增大反應物的接觸面積加快反應速率，提高浸取率
SiO2
(NH4)2SO4
10
硫酸銨在除鋁步驟中循環利用
真題研析·規律探尋
7．(2022 湖南選擇性考試)鈦(Ti)及其合金是理想的高強度、低密度結構材料。以鈦渣(主要成分為TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物雜質)為原料，制備金屬鈦的工藝流程如下：
已知“降溫收塵”后，粗TiCl4中含有的幾種物質的沸點：
物質 TiCl4 VOCl3 SiCl4
AlCl3
沸點/℃ 136 127 57
180
回答下列問題：
(1)已知ΔG= ΔH-TΔS ， ΔG 的值只決定于反應體系的始態和終態，忽略 ΔH 、 ΔS 隨溫度的變化。若ΔG＜0，則該反應可以自發進行。根據下圖判斷：600℃時，下列反應不能自發進行的是 。
A．C(s)＋O2(g)=CO2(g) B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g) D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
C
ΔG＜0，反應自發進行
ΔG＜0，反應自發進行
ΔG＞0，反應不能自發進行
ΔG＜0，反應自發進行
真題研析·規律探尋
(2) TiO2與C、Cl2，在600℃的沸騰爐中充分反應后，混合氣體中各組分的分壓如下表：
物質 TiCl4 CO CO2
Cl2
分壓MPa 4.59 x10-2 1.84 x10-2 3.70 x10-2
5.98x10-9
①該溫度下，TiO2 與 C 、Cl2 反應的總化學方程式為 ；
②隨著溫度升高，尾氣中CO 的含量升高，原因是 。
(3)“ 除釩”過程中的化學方程式為 ；“ 除硅、鋁”過程中，分離 TiCl4 中含Si 、 Al 雜質的方法是_________。
(4)“ 除釩”和“ 除硅、鋁” 的順序 (填“ 能”或“不能”)交換，理由是 。
(5)下列金屬冶煉方法與本工藝流程中加入Mg冶煉Ti 的方法相似的是 。
A ．高爐煉鐵 B ．電解熔融氯化鈉制鈉 C ．鋁熱反應制錳 D ．氧化汞分解制汞
隨著溫度升高，CO2與C發生反應C＋CO2==2CO
高溫
3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3
蒸餾
不能
若先“除硅、鋁”再“除釩”，“除釩”時需要加入Al，又引入Al雜質
AC
AlCl3、SiCl4與TiCl4沸點差異較大
“降溫收塵”后釩元素主要以VOCl3存在，加入Al得到VOCl2渣
熱還原法
TiCl4、CO和CO2的物質的量之比約是5：2：4
電解法
熱還原法
加熱法
8．(2022 全國乙卷)廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護環境、充分利用鉛資源，通過下圖流程實現鉛的回收。
一些難溶電解質的溶度積常數如下表：
一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時的pH如下表：
回答下列問題：
真題研析·規律探尋
難溶電解質 PbSO4 PbCO3 BaSO4
BaCO3
Ksp 2.5 × 10-8 7.4 × 10-14 1. 1 × 10-10
2.6 × 10-9
金屬氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3
Pb(OH)2
開始沉淀的 pH 2.3 6.8 3.5
7.2
完全沉淀的 pH 3.2 8.3 4.6
9. 1
(1)在“脫硫”中PbSO4轉化反應的離子方程式為___________________________________，用沉淀溶解平衡原理解釋選擇Na2CO3的原因________________________________________。
(2)在“脫硫”中，加入Na2CO3不能使鉛膏中BaSO4完全轉化，原因是___________________________________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，還要加入H2O2。(ⅰ)能被H2O2氧化的離子是__________；(ⅱ) H2O2促進了金屬Pb在醋酸中轉化為Pb(Ac)2，其化學方程式為_____________________________________；(ⅲ) H2O2也能使PbO2轉化為Pb(Ac)2，H2O2的作用是________________。(4)“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是_____________________。(5)“沉鉛”的濾液中，金屬離子有____________________。
真題研析·規律探尋
溶度積常數
PbSO4(s)+CO32-(aq)= PbCO3(s)+SO42-(aq)
Fe2+
Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O
作還原劑
Fe(OH)3、Al(OH)3
Ba2+、Na+
氧化氫有氧化性，亞鐵離子有還原性
氧化還原反應
Pb化合價降低
查閱金屬氫氧化物沉淀時的pH
碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉化，碳酸鈉、氫氧化鈉時引入的Na+
真題研析·規律探尋
壓強、接觸面積、濃度
9 ．(2022 全國甲卷)硫酸鋅(ZnSO4)是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、 電鍍、醫學上有諸多應用。硫 酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為 ZnCO3 ，雜質為 SiO2 以及 Ca 、Mg 、Fe 、Cu 等的化合物。其制備流程如下：
本題中所涉及離子的氯氧化物溶度積常數如下表：
離子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+
Mg2+
K sp 4.0 x10一38 6.7 x10一17 2.2 x10一20 8.0x10一 16
1.8x10一 11
回答下列問題：
(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學方程式為 。
(2)為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有 、 。
增大壓強
將焙燒后的產物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等
真題研析·規律探尋
NH3污染空氣，且經濟成本較高
(3)加入物質 X 調溶液pH=5 ，最適宜使用的 X 是 (填標號)。
A ．NH3 ·H2O B ．Ca(OH)2 C ． NaOH
濾渣①的主要成分是 、 、 。
(4)向80 ~ 90℃ 的濾液①中分批加入適量 KMnO4 溶液充分反應后過濾，濾渣②中有 MnO2 ，該步反應的離子方程式為 。
(5)濾液②中加入鋅粉的目的是 。
(6)濾渣④與濃 H2SO4 反應可以釋放 HF 并循環利用，同時得到的副產物是 、 。
B
Fe(OH)3
CaSO4
SiO2
3Fe2++ MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
置換Cu2+為Cu從而除去
CaSO4
MgSO4
不會引入新的雜質，且成本較低
NaOH會引入雜質Na+，且成本較高
Ksp計算各離子完全沉淀時pH＜5的只有Fe3+，CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸
Zn+Cu2+=Zn2+=Cu
濾渣④為CaF2、MgF2
回答下列問題：Ⅰ．硅粉與HCl在300℃時反應生成1molSiHCl3氣體和H2，放出225kJ熱量，該反應的熱化學方程式為_______________________________________________；SiHCl3的電子式為__________________。Ⅱ．將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法，對應的反應依次為：① SiCl4(g)+ H2(g) SiHCl3(g)+HCl (g) H1>0② 3SiCl4(g)+2 H2(g)+ Si(s)+ 4SiHCl3(g) H2<0③ 2SiCl4(g)+ H2(g)+ Si(s) +HCl (g) 4SiHCl3(g) H3 (1)氫化過程中所需的高純度H2可用惰性電極電解KOH溶液制備，寫出產生H2的電極名稱______(填“陽極”或“陰極”)，該電極反應方程式為_________________________________________。
真題研析·規律探尋
陰極發生還原反應
10．(2019年天津高考化學)多晶硅是制作光伏電池的關鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程。
陰極
2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑
真題研析·規律探尋
當 G=0時，對應的橫坐標溫度是1000℃
(2)已知體系自由能變 ， G<0時反應自發進行。三個氫化反應的 G與溫度的關系如圖1所示，可知：反應①能自發進行的最低溫度是____________；相同溫度下，反應②比反應①的 G小，主要原因是______________________________。
(3)不同溫度下反應②中SiCl4轉化率如圖2所示。下列敘述正確的是______(填序號)。
a．B點： b． ：A點>E點 c．反應適宜溫度： ℃
(4)反應③的 H3=__________(用 H1、 H2表示)；溫度升高，反應③的平衡常數K______(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(5)由粗硅制備多晶硅過程中循環使用的物質除SiCl4、SiHCl3和Si外，還有_____________(填分子式)。
1000℃
H2< H1導致反應②的 G小
a、c
H2- H1
減小
HCl、H2
焓變影響大
E點的正(或逆)反應速率均大于A點
SiHCl3的轉化率較高
B點反應正向進行
①反向，與反應②相加
放熱
HCl用于粗硅提純第1步，三個可逆反應中剩余的H2也可循環使用
11．(2021 山東卷)工業上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7 2H2O)的工藝流程如圖。回答下列問題：
(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉化為可溶性鈉鹽，焙燒時氣體與礦料逆流而行，目的是__________________________________。(2)礦物中相關元素可溶性組分物質的量濃度c與pH的關系如圖所示。當溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10-5mol L-1時，可認為已除盡。
中和時pH的理論范圍為____________；酸化的目的是___________________________________________________；Fe元素在_________(填操作單元的名稱)過程中除去。
真題研析·規律探尋
增大反應物接觸面積，提高化學反應速率
4.5≤pH≤9.3
使2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O平衡正向移動，提高Na2Cr2O7的產率
浸取
利用熱量使O2向上流動
pH≥4.5，Al3+除盡，當溶液pH＞9.3時，H2SiO3會再溶解生成SiO32-
濾渣Fe2O3除去
(3)蒸發結晶時，過度蒸發將導致______________________________________；冷卻結晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環利用的物質還有________。(4)利用膜電解技術(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應方程式為：4Na2CrO4+4H2O 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。則Na2Cr2O7在_______ (填“陰”或“陽”)極室制得，電解時通過膜的離子主要為________________。
真題研析·規律探尋
Na2SO4 10H2O的溶解度隨溫度升高先增大后減小
所得溶液中含有大量Na2SO4 10H2O
H2SO4
陽
Na＋
Cr2O72-在氫離子濃度較大的陽極室制得
陰極產生氫氧根離子，氫氧化鈉在陰極生成
真題研析·規律探尋
①沉淀的最小濃度控制；②沉淀轉化的條件
沉淀溶解平衡的相關應用
01
①反應速率控制；②化學平衡移動；③化學平衡常數的應用；④反應條件的控制
反應速率及化學平衡理論在實際生產中的應
02
①強弱規律；②守恒規律；③選擇規律
氧化還原反應的具體應用
03
①水解規律；②水解反應的控制(抑制或促進)
鹽類水解的具體應用
04
核心提煉·考向探究
1．溫度的控制
原料→預處理→核心化學反應→產品的分離與提純→目標產物
①加快反應速率或溶解速率；
②促進平衡向吸熱方向移動；
③除雜，除去熱不穩定的雜質；
④使沸點相對較低的原料氣化
①防止某物質在高溫時會溶解(或分解) ；
② 使化學平衡向著題目要求的方向移動(放熱方向)；
③使某個沸點較高的產物液化，使其與其他物質分離；
④降低晶體的溶解度，減少損失
①防止某種物質溫度過高時會分解或揮發；
②為了使某物質達到沸點揮發出來；
③使催化劑的活性達到最好；
④防止副反應的發生；
⑤降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，達到綠色化學的要求；
⑥”溶解度“，根據溶解度隨溫度升高而改變的情況，尋找合適的結晶分離方法 ( 蒸發結晶或濃縮結晶)
升溫
降溫
控溫(用水浴或油浴控溫)
核心提煉·考向探究
2．濃度、壓強的控制
原料→預處理→核心化學反應→產品的分離與提純→目標產物
增大反應物濃度 、 加壓
③生產中常使廉價易得的原料適當過量，以提高另一原料的利用率
減壓蒸餾——減小壓強，降低液體的沸點，防止某些物質分解，如：濃HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3
①可加快反應速率 ，有氣體則涉及平衡移動。但加壓需考慮設備、成本；
②加壓一般是提高氣體反應物濃度措施 ，在氣體和固體、液體反應的體系中不適宜；
核心提煉·考向探究
3．pH、體系環境氛圍及其它條件的控制
原料→預處理→核心化學反應→產品的分離與提純→目標產物
控制溶液的PH
酸性、 堿性或某種環境氛圍
(3)營造還原性氛圍：加熱煮沸酸液后再冷卻，其目的是排除酸溶液中的氧氣，防止被氧化；
(1)目的：利用沉淀溶解平衡把某些離子轉化成沉淀。
(2)原則：原則加過量的除雜劑而不引進新的雜質，分兩種情況：
①要濾液，可加固體沉淀劑消耗H＋或OH—，如除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可通過加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等；
②要濾渣，需加入堿性溶液，如氨水或氫氧化鈉溶液，調低PH值的原則與調高PH的原則相同；
(3)題目呈現方式：表格數據形式；“已知信息”給出需求的“適宜PH范圍”的信息；
(4)解題步驟：①判斷溶液呈酸(或堿)性； ②判斷調高還是調低； ③選擇合適的調節劑。
(1)蒸發或結晶時，加入相應的酸或堿，以抑制某些鹽的水解；
(2)需要在酸性氣流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶體，以防止水解；
(4)營造氧化性氛圍：加入氧化劑進行氧化，如加入綠色氧化劑 H2O2 將 Fe2+ 氧化轉化為Fe3+
題型特訓·命題預測
1．(2024·河南三門峽高三階段性考試)鈧及其化合物具有許多優良的性能，在宇航、電子、超導等方面有著廣泛的應用。從鈦白工業廢酸(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)中提取氧化鈧(Sc2O3)的一種流程如圖：
回答下列問題：(1)洗滌“油相”可除去大量的鈦離子。洗滌水是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成。混合的實驗操作是 。(2)鈧錳礦石中含鐵元素，其中Fe2+易被氧化為Fe3+的原因是 。(從原子結構角度解釋)(3)常溫下，先加入氨水調節pH=3，過濾，濾渣主要成分是 。(已知：Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13，Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39，Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31)
將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再慢慢注入H2O2中，并不斷攪拌
Fe2+的價層電子排布式為3d6，易失去1個電子達到半充滿的穩定結構
Fe(OH)3
題型特訓·命題預測
(4)“沉鈧”時得到草酸鈧的離子方程式是： 。(5)草酸鈧晶體[Sc2(C2O4)3 6H2O]在空氣中加熱， 隨溫度的變化情況如圖所示。250℃時，晶體的主要成分是 (填化學式)。550～850℃發生反應的化學方程式為 。
2Sc3++ 3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+ 6H+
Sc2(C2O4)3·H2O
題型特訓·命題預測
2．(2024·山東棗莊高三期中)釩酸釔(YVO4)廣泛應用于光纖通信領域，一種用廢釩催化劑(含 V2O5、K2O、SiO2少量Fe2O3制取YVO4的工藝流程如下：
已知：V2O2(OH)4既能與強酸反應，又能與強堿反應。 回答下列問題：(1)V2O2(OH)4中V元素的化合價為 。(2)“還原酸浸”時，釩以VO2+浸出，“浸出液”中還含有的金屬離子是 。V2O5被還原的離子方程式為 。(3)常溫下，“釩、鉀分離”時，pH 對釩的沉淀率的影響如圖所示：pH＞7時，隨pH增大釩的沉淀率降低的原因可能是 。
(4)結合“堿溶”和“沉釩”可知，、氧化性更強的是 ，“沉釩”時發生反應的化學方程式為 。(5)某廢釩催化劑中V2O5的含量為26.0%，某工廠用1噸該廢釩催化劑且用該工藝流程生產YVO4，整個流程中V的損耗率為30.0%，則最終得到 YVO4 。
+4
Fe2+、K+
4H++V2O5+ SO32-=2VO2++ SO42-+2H2O
V2O2(OH)4能與強堿反應，堿性越強，V2O2(OH)4損耗率越大
ClO3-
NH4Cl+NaVO3=NH4VO3↓+NaCl
408kg
題型特訓·命題預測
3．(2023·陜西省西安市二模)HDS催化劑廣泛用于石油煉制和化學工業生產中，通常利用加堿焙燒——水浸取法從HDS廢催化劑(主要成分為MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取貴重金屬釩和鉬，其工藝流程如圖所示。
已知：I.MoO3、V2O5、Al2O3均可與純堿反應生成對應的鈉鹽，而NiO不行。II.高溫下，NH4VO3易分解產生N2和一種含氮元素的氣體。III.Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。請回答下列問題：(1)請寫出“氣體”中屬于最高價氧化物的電子式：___________。(2)請寫出“焙燒”過程中MoS及Al2O3分別與純堿反應的化學方程式：_____，_____。(3)“浸渣”的成分為______(填化學式)；“濾液2”中的成分除了Na2MoO4外，還含有________(填化學式)。
NiO
NaVO3、NaHCO3
題型特訓·命題預測
(4)“沉釩”時提釩率隨初始釩的濃度及氯化銨的加入量的關系如圖所示，則選擇的初始釩的濃度和NH4Cl的加入量分別為__________、___________。
(5)“沉釩”時生成NH4VO3沉淀，請寫出“煅燒”中發生反應的化學方程式：______________________。(6)在實際的工業生產中，“沉鉬”前要加入NH4HS進行“除雜”，除掉溶液中微量的Cu2+，則反應Cu2++HS-=CuS+H+的K=______。
20g L-1
10g L-1
1021
題型特訓·命題預測
4．(2023·安徽省宣城市二模)高純氧化鐵(Fe2O3)是制造軟磁鐵氧體主要原料，而后者廣泛應用于電工電信設備。以窯尾灰為原料制造高純氧化鐵工藝流程圖如下(已知窯尾灰的主要成分為Fe、C、FeO、Fe2O3、CaO、Al2O3、MgO、SiO2)
據此回答下列問題：(1)濾渣1的主要成分為______________；證明濾液1中含有Fe2+的試劑可以是_____________________________。(2)“還原”過程加鐵粉的目的是____________________。(3)若濾液2中c(Fe2+)=2mol·L-1則“調pH”范圍是__________________________(lg2≈0.3)。(4)若濾渣3中既有CaF2又有MgF2，則濾液4中 =_______(化為最簡整數比)。(5)寫出“沉淀”過程中的離子反應方程式：_____________________________________。(6)“灼燒”過程中的化學方程式為：___________________。
當 c(Mn+)≤10-5mol ·L-1 時，認定沉淀完全；25℃時，各物質的溶度積常數如下： 物質 CaSO4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 CaF2
MgF2
Ksp 9.0 × 10-6 8.0 × 10-16 4.0 × 10-38 1.0 × 10-30.5 5.0 × 10-9
7.5 × 10-11
C、SiO2、CaSO4
酸性KMnO4或者K3[ Fe( CN)6]溶液
將Fe3+還原為Fe2+
5.5≤pH <6.3
200：3
Fe2+ +2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑
題型特訓·命題預測
5．(2023·遼寧省鞍山市二模)鉬酸鈉(Na2MoO4)是一種金屬緩蝕劑，金屬鉬是重要的合金材料，下圖是由輝鉬礦(鉬元素的主要存在形式為MoS2)生產兩種物質的流程：
請回答下列問題：(1)Mo為第五周期元素，與Cr同族，其基態原子價層電子排布式為_______；(2)輝鉬礦在空氣中焙燒時，加入氧化物X可減少空氣污染物的排放，燒渣中Mo以CaMoO4的形態存在，則X為_______(填化學式)，焙燒方程式為_______________________________；(3)已知：25℃時，Ksp(CaMoO4)=1.6×10－5，則該溫度下，CaMoO4飽和溶液中Ca2+的濃度為_____ ；
4d55s1
CaO
0.16
題型特訓·命題預測
(4) Na2CO3溶液在對燒渣進行浸出時，溫度對浸出率的影響如下圖所示：
“操作1”需選擇“高壓浸出”的理由是________________________________________________；(5)從上述流程中可分析出MoO3屬于____________(填“酸性氧化物”或“堿性氧化物”)；(6)由MoO3獲得Mo可以選擇H2做還原劑，相關說法正確的是_______(填代號)；a.其原理屬于熱還原法冶金b. Mo的金屬活動性可能位于Mg、Al之間c.工業上可用Na與鉬酸鹽溶液直接作用冶煉鉬(7)已知MoS2晶體有類似石墨的層狀結構，預測其可能的用途是_______。
常壓無法使溶液的溫度上升至浸出率較高的150℃左右
酸性氧化物
a
潤滑劑
03
化學工藝流程及
物質提純
已知：最高價鉻酸根在酸性介質中以 Cr2O72-存在，在堿性介質中以 CrO42-存在。
回答下列問題：
(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應的最高價含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為 (填化學式) 。
(2)水浸渣中主要有 SiO2 和 。
(3)“沉淀”步驟調pH 到弱堿性，主要除去的雜質是 。
(4)“ 除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以 MgSiO3 和 MgNH4PO4 的形式沉淀，該步需要控制溶液的pH≈ 9 以達到最好的除雜效果，若pH<9 時，會導致 ；pH>9 時，會導致 。
(5)“分離釩”步驟中，將溶液pH 調到 1.8 左右得到 V2O5 沉淀，V2O5 在pH < 1 時，溶解為 VO2+或 VO3+ 在堿性條件下，溶解為 VO3-或 VO43- ，上述性質說明 V2O5 具有 (填標號)。
A ．酸性 B ．堿性 C ．兩性
(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液，反應的離子方程式為 。
真題研析·規律探尋
1 ．(2023 全國新課標卷，27)鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態含氧酸鹽形式存在，主要 雜質為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：
Na2CrO4
Fe2O3
SiO32-
不能形成MgNH4PO4沉淀
不能形成MgSiO3沉淀
C
2Cr2O72-+3S2O52-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O
鉻的最高價為+6價，堿性條件
二氧化硅、氧化鐵不溶于水
硅元素轉化為硅酸沉淀
pH>9時，會導鎂離子生成氫氧化鈉沉淀
與酸與堿溶液發生生成鹽和水
真題研析·規律探尋
2．(2023 湖北省選擇性考試，16)SiCl4是生產多晶硅的副產物。利用SiCl4對廢棄的鋰電池正極材料LiCoO2進行氯化處理以回收Li、Co等金屬，工藝路線如下：
回答下列問題：(1)Co位于元素周期表第_______周期，第_______族。(2)燒渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，“500℃焙燒”后剩余的SiCl4應先除去，否則水浸時會產生大量煙霧，用化學方程式表示其原因________________________________。(3)鑒別洗凈的“濾餅3”和固體Na2CO3常用方法的名稱是_______。(4)已知Ksp[Co(OH)2]= 5.9×10－15，若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0，則溶液中Co2+濃度為_______ mol·L-1。“850℃煅燒”時的化學方程式為_____________________________。(5)導致SiCl4比CCl4易水解的因素有_______(填標號)。a．Si-Cl鍵極性更大 b．Si的原子半徑更大c．Si-Cl鍵鍵能更大 d．Si有更多的價層軌道
4
Ⅷ
SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl
焰色反應
5.9×10-7
abd
27號元素，原子有4個電子層，價電子排布為3d74s2
SiCl4遇水劇烈水解
Li:紫紅色，Na:黃色
鍵能越大化學鍵越穩定且不易斷裂
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3．(2023 遼寧省選擇性考試，16)某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液含(Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。實現鎳、鈷、鎂元素的回收。
已知：
回答下列問題：(1)用硫酸浸取鎳鈷礦時，提高浸取速率的方法為_____________________________________(答出一條即可)。(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產生具有強氧化性的過一硫酸(H2SO5)，1 mol H2SO5中過氧鍵的數目為_______。(3)“氧化”中，用石灰乳調節pH=4，Mn2+被H2SO5氧化為MnO2，該反應的離子方程式為_______( H2SO5的電離第一步完全，第二步微弱)；濾渣的成分為MnO2、____________(填化學式)。
物質 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2
Mg(OH)2
Ksp 10-37.4 10-14.7 10-14.7
10-10.8
適當增大硫酸濃度或適當升高溫度或將鎳鈷礦粉碎增大接觸面積
NA
Mn2++HSO3-+H2O=MnO2+SO42-+3H+
Fe(OH)3
pH=4，則鐵離子完全水解，生成氫氧化鐵
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(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變，Mn (Ⅱ)氧化率與時間的關系如下。SO2體積分數為_______時，Mn (Ⅱ)氧化速率最大；繼續增大SO2體積分數時，Mn (Ⅱ)氧化速率減小的原因是_______。
(5)“沉鈷鎳”中得到的Co(Ⅱ)在空氣中可被氧化成CoO(OH)，該反應的化學方程式為_______。(6)“沉鎂”中為使Mg2+沉淀完全(25℃)，需控制pH不低于_______(精確至0.1)。
9.0%
SO2有還原性，過多將會降低H2SO5的濃度，降低Mn2(Ⅱ)氧化速率
4Co(OH)2+O2=4CoO(OH)+2H2O
11.1
看圖
氫氧化鎂：Ksp=10-10.8， Mg2+完全沉淀，c(Mg2+)=10-5mol/L，c(OH-)=10-2.9mol/L，根據Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L
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4．(2023 山東卷，17)鹽湖鹵水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經兩段除鎂制備Li2CO3的工藝流程如下：
已知：常溫下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10－3。相關化合物的溶解度與溫度的關系如圖所示。回答下列問題：
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回答下列問題：(1)含硼固體中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+H2O [B(OH)4]- +H+ (常溫下，Ka=1.010-9.34)；B(OH)3與NaOH溶液反應可制備硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常溫下，在 硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2-水解生成等物質的量濃度的B(OH)3和[B(OH)4]-，該水解反應的離子方程式為_____，該溶液pH=_____。(2)濾渣Ⅰ的主要成分是________(填化學式)；精制Ⅰ后Li+溶液中的濃度為2.0 mol·L-1，則常溫下精制Ⅱ過程中CO32-濃度應控制在___________ mol·L-1以下。若脫硼后直接進行精制Ⅰ，除無法回收HCl外，還將增加______的用量(填化學式)。(3)精制Ⅱ的目的是_________________________________________________；進行操作X時應選擇的試劑是_____，若不進行該操作而直接濃縮，將導致____________________________________________。
[B4O5(OH)4]2-+5H2O=2B(OH)3+2[B(OH)4]-
9.34
CaSO4
5.5×10－4
純堿
加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的Ca2+轉化為CaCO3(或除去精制Ⅰ所得濾液中的Ca2+)，提高Li2CO3純度
鹽酸
濃縮液中因CO32-濃度過大使得Li+過早沉淀，即濃縮結晶得到的NaCl中會混有Li2CO3，最終所得Li2CO3的產率減小
B元素守恒,B(OH)3和[B(OH)4]-的濃度均為0.5mol·L-1
CaSO4微溶于水
飽和碳酸鈉溶液沉鋰
除去Ca2+
除去剩余的碳酸根離子
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5． (2022 江蘇卷)實驗室以二氧化鈰(CeO2)廢渣為原料制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3，其部分實驗過程如下： (1)“酸浸”時CeO2與H2O2反應生成Ce3+并放出O2，該反應的離子方程式為___________________________。(2)pH約為7的CeCl3溶液與NH4HCO3溶液反應可生成Ce2(CO3)3沉淀，該沉淀中Cl-含量與加料方式有關。得到含Cl-量較少的Ce2(CO3)3的加料方式為_______(填序號)。A．將NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中 B．將CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中(3)通過中和、萃取、反萃取、沉淀等過程，可制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有機萃取劑(簡稱HA)萃取，其萃取原理可表示為Ce3+ (水層)+3HA(有機層) Ce(A)3 (有機層)+3H+(水層)①加氨水“中和”去除過量鹽酸，使溶液接近中性。去除過量鹽酸的目的是____________________________。
2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
B
降低溶液中氫離子的濃度，促進碳酸氫根離子的電離，增大溶液中碳酸根離子的濃度
保持CeCl3少量
增大碳酸根離子的濃度有助于生成產物
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②反萃取的目的是將有機層Ce3+轉移到水層。使Ce3+盡可能多地發生上述轉移，應選擇的實驗條件或采取的實驗操作有______________________(填兩項)。③與“反萃取”得到的水溶液比較，過濾Ce2(CO3)3溶液的濾液中，物質的量減小的離子有_______(填化學式)。(4)實驗中需要測定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中可用準確濃度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑，滴定終點時溶液由紫紅色變為亮黃色，滴定反應為。請補充完整實驗方案：①準確量取25.00mL Ce3+溶液[c(Ce3+)約為0.2 mol·L-1]，加氧化劑將完全氧化并去除多余氧化劑后，用稀硫酸酸化，將溶液完全轉移到容量瓶中后定容；②按規定操作分別將0.02000 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2和待測溶液裝入如圖所示的滴定管中：③_________________________________________。
酸性條件，多次萃取
Ce3+
從左側滴定管中放出一定體積的待測 Ce4+溶液，加入指示劑苯代鄰氨基苯甲酸，用0.02000 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2來滴定，當滴入最后半滴標準液時，溶液由紫紅色變為亮黃色，即達到滴定終點，記錄標準液的體積
萃取原理
水溶液中含有濃度較大的Ce3+
標準液滴定待測Ce4+溶液，用苯代鄰氨基苯甲酸作指示劑
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6．(2022 北京卷)銨浸法由白云石[主要成分為CaMg(CO3)2，含Fe2O3、SiO2雜質]制備高純度碳酸鈣和氧化鎂。其流程如下：
已知：
(1)煅燒白云石的化學方程式為________________________________。(2)根據下表數據分析：
物質 Ca(OH)2 Mg(OH)2 CaCO3
MgCO3
Ksp 5.5X10-6 1.8X10-12 2.8X10-9
3.5X10-8
n(NH4Cl)：n(CaO) CaO 浸出率/% MgO 浸出率/% w (CaCO3)理論值/%
w (CaCO3)實測值/%
2. 1:1 98.4 1. 1 99.7
-
2.2 :1 98.8 1.5 99.2
99.5
2.3 :1 98.9 1.8 98.8
99.5
2.4 :1 99. 1 6.0 95.6
97.6
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已知：i．對浸出率給出定義ii．對w (CaCO3)給出定義①“沉鈣”反應的化學方程式為_____________________________________。②CaO浸出率遠高于MgO浸出率的原因為________________________________________________。③不宜選用的“n(NH4Cl)：n(CaO)”數值為___________。④w (CaCO3)實測值大于理論值的原因為_______________________________。⑤蒸餾時，隨餾出液體積增大，MgO浸出率可出 增加至 ，結合化學反應原理解釋MgO浸出率提高的原因為_______________________________________________________________________________________。(3)濾渣C為___________。(4)可循環利用的物質為__________________。
CaCl2+NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+NH4Cl+H2O
Ca(OH)2的溶度積大于Mg(OH)2，溶液中Ca(OH)2能與NH4Cl反應，而Mg(OH)2不能
2.4：1
反應加入的CaO也轉化為CaCO3
蒸餾時，NH3逸出促進NH4+水解，溶液中H+濃度增大，有利于Mg(OH)2完全轉化為MgSO4
SiO2、Fe2O3
NH4Cl、(NH4)2SO4
溶液中氫氧化鈣的濃度大于氫氧化鎂
氧化鎂浸出率最高，碳酸鈣最低
氨氣逸出促進銨根離子水解
氧化鐵、二氧化硅不溶于水
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7．(2022 廣東選擇性考試)稀土(RE)包括鑭、釔等元素，是高科技發展的關鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)熔點為44℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持價不變；(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8，Al(OH)3開始溶解時的pH為8.8；有關金屬離子沉淀的相關pH見下表。
(1)“氧化調pH”中，化合價有變化的金屬離子是_______。(2)“過濾1”前，用NaOH溶液調pH至___________________的范圍內，該過程中Al3+發生反應的離子方程式為_________________________。
離子 Mg2+ Fe3+ Al3+
RE3+
開始沉淀時的 pH 8.8 1.5 3.6
6.2~7.4
沉淀完全時的 pH / 3.2 4.7
/
Fe2+
4.7≤pH<6.2
Al3++3OH-= Al(OH)3↓
Fe2+氧化為Fe3+
Al3+沉淀完全的pH：4.7，RE3+開始沉淀的pH：6.2~7.4
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(3)“過濾2”后，濾餅中檢測不到Mg元素，濾液2中Mg2+濃度為2.7g·Lˉ1。為盡可能多地提取RE3+，可提高月桂酸鈉的加入量，但應確保“過濾2”前的溶液中c(C11H23COO―)低于____________ mol·L-1 (保留兩位有效數字)。(4)①“加熱攪拌”有利于加快RE3+溶出、提高產率，其原因是___________________________。②“操作X”的過程為：先___________，再固液分離。(5)該工藝中，可再生循環利用的物質有______________(寫化學式)。(6)稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑Pt3Y。①還原YCl3和PtCl4熔融鹽制備Pt3Y時，生成1molPt3Y轉移_______ mol電子。②Pt3Y/C用作氫氧燃料電池電極材料時，能在堿性溶液中高效催化O2的還原，發生的電極反應為_______。
4.0×10-4
加熱攪拌可加快反應速率
冷卻結晶
MgSO4
15
O2+4e-+2H2O=4OH-
月桂酸熔點為44℃
Y:+3價，Pt為+4價，Pt3Y中金屬均為0價
正極發生還原反應
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8．( 2019年新課標Ⅲ卷)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如下圖所示。回答下列問題：
相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L 1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：
(1)“濾渣1”含有S和__________________________；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應的化學方程式____________________________________________________。
SiO2(不溶性硅酸鹽)
MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
二氧化錳和硫化錳發生氧化還原反應
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(2)“氧化”中添加適量的MnO2的作用是將________________________。(3)“調pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應調節為_______~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，其化學式為LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合價分別為+2、+3、+4。當x=y= 時，z=___________。
將Fe2+氧化為Fe3+
4.7
NiS和ZnS
F 與H+結合形成弱電解質HF，MgF2 Mg2++2F 平衡向右移動
Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
二氧化錳作為氧化劑
Fe3+和Al3+沉淀完全
Na2S除鋅離子和鎳離子
酸度過大，F-濃度減低
1+2x+3y+4z=6，x=y=1/3
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9．( 2019年新課標Ⅰ卷) 硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下：
回答下列問題：(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是_________________。(2)步驟②需要加熱的目的是_________________，溫度保持80~95 ℃，采用的合適加熱方式是_________________。鐵屑中含有少量硫化物，反應產生的氣體需要凈化處理，合適的裝置為__________(填標號)。
堿煮水洗
加快反應速率
水浴加熱
C
油污在堿性條件下容易水解
溫度比較恒定且低于水的沸點
氫氧化鈉溶液吸收硫化氫氣體,防止倒吸
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(3)步驟③中選用足量的H2O2，理由是_____________________________________________。分批加入H2O2，同時為了_____________________________________________________________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步驟⑤的具體實驗操作有_______________________________，經干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。(5)采用熱重分析法測定硫酸鐵銨晶體樣品所含結晶水數，將樣品加熱到150 ℃時，失掉1.5個結晶水，失重5.6%。硫酸鐵銨晶體的化學式為___________________________。
將Fe2+全部氧化為Fe3+，不引入新的雜質
因為H2O2本身易分解，所以在加入時需分量加入，同時為了防止Fe3+水解
加熱濃縮、冷卻結晶、過濾(洗滌)
NH4Fe(SO4)2 12H2O
H2O2具有氧化性，其還原產物為H2O，不會引入新的雜質
氫氧化鈉溶液吸收硫化氫氣體,防止倒吸
設硫酸鐵銨的化學式為NH4Fe(SO4)2 xH2O，其相對分子質量為266+18x，1.5個水分子的相對分子質量為1.5×18=27，則27/(266+18x)=5.6%，解得x=12
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物理方法
過濾、蒸發、蒸餾、分液、萃取、結晶、重結晶、滲析
1
化學方法
沉淀法、熱分解法、電解法、氧化還原法
2
做題方法
審題粗看流程圖，節約時間，看問題作答，容易的題迅速寫下，做到“筆過留分”，難的再結合流程、信息回答
3
核心提煉·考向探究
原料→預處理→核心化學反應→產品的分離與提純→目標產物
物質分離的常用方法
獲得產品階段的主要操作
常見實驗操作“目的或原因”分析
過濾——分離難溶物質和易溶物：(熱濾或抽濾)
萃取和分液——利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提純分離物質，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴
蒸發結晶——提純溶解度隨溫度變化不大的溶質，如NaCl
冷卻結晶——提純溶解度隨溫度變化較大的溶質，易水解的溶質或結晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等
蒸餾與分餾——分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油
冷卻法——利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業采用冷卻法分離氨氣與氮氣、氫氣
洗滌
蒸發時的氣體氛圍抑制水解——如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質時，應在HCl的氣流中加熱，以防其水解
蒸發濃縮、冷卻結晶——除K2Cr2O7中的少量NaCl；除KNO3中的少量NaCl
蒸發結晶、趁熱過濾——除NaCl中的少量K2Cr2O7；除NaCl中的少量KNO3
水洗：洗去晶體表面的雜質離子(適用于溶解度小的物質)
冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(適用于高溫溶解度大、低溫溶解度小的物質)
醇洗(常用于溶解度較大的物質)：洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(若對溶解度小的物質進行醇洗，則是為了洗去雜質離子，并使其盡快干燥)
溫度不高于××℃的原因——溫度過高××物質分解或××物質揮或××物質氧化或促進××物質水解
減壓蒸餾(減壓蒸發)的原因——減小壓強，使液體沸點降低，防止××物質受熱分解
蒸發、反應時的氣體氛圍——抑制××離子的水解
配制某溶液前先煮沸水的原因——除去溶解在水中的氧氣，防止××物質被氧化
反應容器中和大氣相通的

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