資源簡介 (共128張PPT)第05講工業流程題解題策略目錄CONTENTS01考情透視02知識導圖03考點突破04真題練習考點要求 考題統計 考點要求 考題統計 微型實驗設計與評價 2023浙江6月選考12題,2分; 2023湖北卷3題,3分; 2023湖南卷9題,3分; 2023遼寧卷10題,3分; 2023山東卷13題,4分; 2022福建卷6題,4分; 2022河北卷4題,3分; 2022山東卷9題,2分; 2022山東卷9題,2分; 2021湖南卷6題,3分; 2021河北卷6題,3分; 綜合實驗設計與評價 2023山東卷17題,13分; 2023全國甲卷26題,14分; 2023全國乙卷26題,14分; 2023全國新課標卷27題,14分; 2023湖南卷17題,15分; 2023遼寧卷16題,14分; 2023湖北卷16題,14分; 2023浙江6月選考18題,10分; 2023北京卷18題,13分; 2023廣東卷18題,14分; 2021浙江6月選考30題,10分; 2021山東卷18題,12分; 2022重慶卷15題,15分; 2022湖北卷16題,14分; 2022遼寧卷16題,14分; 2022北京卷18題,13分; 2022 海南卷15題,10分; 2022河北卷15題,14分;2022山東卷17題,13分;2022全國乙卷26題,14分;2022全國甲卷26題,14分;2022湖南卷17題,14分;2022江蘇卷15題,12分;2022廣東卷18題,14分;2021全國甲卷26題,14分;2021全國乙卷26題,14分;2021湖南卷17題,14分;2021湖北卷16題,14分;2021 海南卷15題,10分;2021河北卷15題,14分;2021廣東卷16題,14分;2022山東卷17題,13分;2021北京卷16題,13分;2021遼寧卷16題,14分;2021浙江1月選考30題,10分;考情分析化工流程題:高考熱點題型,常以實際工業生產為背景,通過工藝流程圖形式再現生產關鍵環節。一、考察內容:主要以化工流程或實驗裝置圖為載體,以考查實驗設計、探究與實驗分析能力為主,同時涉及基本操作、基本實驗方法、裝置與儀器選擇、誤差分析等知識,題目綜合性強,難度大。重要考查考生提取信息的能力,檢驗學生化學學科素養的落實情況,體現“一核”的引領功能。二、兩大考點:(1)環境與化學:主要涉及“廢水、廢氣、廢渣”的來源,對環境的影響和處理原理;(2)重要化工生產及資源利用:用所學基本理論(氧化還原、化學平衡、鹽類水解、電化學、熱化學、有機物結構與性質等)指導化工生產。三、三種命題:1.是從實驗設計和評價的角度對化工生產進行模擬;2.是根據一些化工生產的流程來考查考生的綜合應用能力;3.是關于化工生產的相關計算。考點要求 考題統計 考情分析復習目標 1.掌握本題型的基本特征,熟悉化工流程圖的表示形式以及分析工藝流程圖的方法。 2.掌握工業生產中常見的化學術語,如堿洗、酸溶、酸浸等。 3.掌握陌生化學方程式的書寫方法,掌握氧化還原反應的基本規律及基應用等。 4.掌握物質除雜、物質回收利用的常見方法。 5.掌握原料預處理、制備過程中控制反應條件的目的和方法。 6.掌握相關計算,如利用化學方程式計算、氧化還原滴定計算、計算、各種常數的計算等。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原料處理的六種常用方法化學工藝流程與反應原理化學工藝流程與物質提純工藝流程中的常見專業術語pH的控制溫度、濃度、壓強的控制體系環境氛圍及其它條件的控制物質分離的常用方法獲得產品階段的主要操作考向1 微型工藝流程中的實驗操作考向2 微型工藝流程中的過程評價考向1 化學工藝流程與物質制備考向2 化學工藝流程與反應原理考點一微型工業流程題考點二化工流程綜合題考點一微型工業流程題考向1 微型工藝流程中的實驗操作考向2 微型工藝流程中的過程評價知識點1 微型工藝流程中題的呈現方式預處理階段物質轉化與分離階段目標產品生成階段粉碎或焙燒酸(堿)浸或鹽浸①加入氧化劑或還原劑②調節pH③加入萃取劑預處理礦樣浸出固液分離濾液濾渣溶液過濾或萃取分液操作晶體金屬單質沉淀物結晶電解試劑知識點2 工藝流程中的實驗操作分析1.流程中的“操作步驟”操作步驟 高頻設問 答題指導原料 處理 如何提高“浸出率”? ①將礦石粉碎;②適當加熱加快反應速率;③充分攪拌;④適當提高浸取液的濃度等分析“浸出率”圖表,解釋“浸出率”高低變化的原因(“浸出率”升高一般是反應溫度升高,反應速率加快;但當“浸出率”達到最大值后,溫度升高“浸出率”反而下降,一般是反應試劑的分解或揮發)。選擇達到一定較高“浸出率”的時間及溫度(注意:一般不止一個答案)焙燒 ①高溫下硫化物與空氣中氧氣反應(如FeS2與氧氣生成氧化鐵和二氧化硫);②除去硫、碳單質;③有機物轉化(如蛋白質燃燒)、除去有機物等酸性氣體的吸收 常用堿性溶液吸收(如SO2用 2CO3或NaOH溶液吸收)知識點2 工藝流程中的實驗操作分析1.流程中的“操作步驟”操作步驟 高頻設問 答題指導控制 條件 除去雜質的方法 加氧化劑,轉變金屬離子的價態(如Fe2+→Fe3+)_x001B_調節溶液的 調溶液 常用氫氧化鈉、碳酸鈉、金屬氧化物[還有酸性氣體(二氧化硫)、稀鹽酸或稀硫酸]等。常利用題給金屬離子沉淀的 信息,使特定金屬離子以氫氧化物沉淀出來物質轉化的分析 跟蹤物質,分析每一步驟中可能發生的化學反應,書寫化學方程式或離子方程式濾渣、濾液中物質的判斷,書寫物質的化學式或電子式,分析物質中的化學鍵知識點2 工藝流程中的實驗操作分析1.流程中的“操作步驟”操作步驟 高頻設問 答題指導物質 分離 過濾、蒸發結晶、重結晶、分液與萃取 儀器的選擇(如玻璃儀器的選擇)結晶方法:①晶體不帶結晶水,如NaCl、 3等;蒸發結晶②晶體帶結晶水,如膽礬等;將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾③要得到溶解度受溫度影響小的溶質,如除去NaCl中少量的KNO3:蒸發濃縮結晶,趁熱過濾④要得到溶解度受溫度影響大的溶質,如除去KNO3中少量的NaCl:蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾晶體的洗滌 用乙醇等有機溶劑洗滌晶體的目的:可以除去晶體表面可溶性的雜質和水分、減少晶體溶解損耗,利用乙醇的易揮發性,有利于晶體的干燥知識點2 工藝流程中的實驗操作分析2.流程中的“操作目的”操作目的 答題指導固體原料進行“粉碎” 減小顆粒直徑,增大浸取時的反應速率,提高浸取率酸(或堿)溶 ①原料經酸(或堿)溶后轉變成可溶物進入溶液中,以達到與難溶物分離的目的②用堿性溶液吸收酸性氣體原料灼燒(焙燒) ①除去硫、碳單質;②有機物轉化、除去有機物;③高溫下原料與空氣中氧氣反應等金屬用熱碳酸鈉溶液洗滌 除去金屬表面的油污知識點2 工藝流程中的實驗操作分析2.流程中的“操作目的”操作目的 答題指導過濾 固體與液體的分離;要分清楚需要的物質在濾液中還是在濾渣中。濾渣是難溶于水的物質,如SiO2、PbSO4、難溶的金屬氫氧化物和碳酸鹽等萃取與分液 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——將分液漏斗玻璃塞的凹槽與分液漏斗口的小孔對準。下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出加入氧化劑(或還原劑) ①轉化為目標產物的價態②除去雜質離子(如把Fe2+氧化成Fe3+,而后調溶液 ,使其轉化為Fe(OH)3沉淀除去)加入沉淀劑 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、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+知識點2 工藝流程中的實驗操作分析2.流程中的“操作目的”操作目的 答題指導判斷能否加 其他物質 要考慮是否引入雜質(或影響產物的純度)等在空氣中或 在其他氣體中進 行的反應或操作 要考慮或其他氣體是否參與反應;能否達到隔絕空氣、防氧化、防水解、防潮解等目的調溶液 ①生成金屬氫氧化物,以達到除去金屬離子的目的②抑制鹽類水解③促進鹽類水解生成沉淀,有利于過濾分離④用計測量溶液的⑤用試紙測定溶液的:將一小塊試紙放在潔凈干燥的玻璃片或表面皿上,用潔凈的玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙的中部,待試紙變色后再與標準比色卡對照讀數知識點2 工藝流程中的實驗操作分析2.流程中的“操作目的”操作目的 答題指導 控制 溫度 ①控制物質的溶解與結晶 ②防止某些物質分解或揮發(如、氨水、草酸) ③控制反應速率、使催化劑達到最大活性、防止副反應的發生 ④控制化學反應的方向,使化學平衡移動 ⑤煮沸:促進溶液中的氣體(如氧氣)揮發逸出 ⑥趁熱過濾:減少因降溫而析出的溶質的量 洗滌 晶體 洗滌試劑 適用范圍 目的蒸餾水 冷水 產物不溶于水 除去固體表面吸附著的雜質;可適當降低固體因為溶解而造成的損失熱水 有特殊的物質其溶解度隨著溫度升高而下降 除去固體表面吸附著的××雜質;可適當降低固體因為溫度變化溶解而造成的損失知識點2 工藝流程中的實驗操作分析2.流程中的“操作目的”操作目的 答題指導 洗滌晶體 有機溶劑 (酒精、丙酮等) 固體易溶于水、難溶 于有機溶劑 減少固體溶解;利用有機溶劑的揮發性除去固體表面的水分,產品易干燥飽和溶液 對純度要求不高的產 品 減少固體溶解酸、堿溶液 產物不溶于酸、堿 除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質;減少固體溶解洗滌沉淀方法:向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流下后,重 復以上操作次 提高原子利用率 綠色化學(物質的循環利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)方法技巧1.首尾分析法:對一些線型流程工藝(從原料到產品為一條龍的生產工序)試題,首先對比分析流程圖中第一種物質(原材料)與最后一種物質(產品),從對比分析中找出原料與產品之間的關系,弄清生產過程中原料轉化為產品的基本原理和除雜、分離、提純產品的化工工藝,然后結合題設的問題,逐一推敲解答。2.截段分析法:對于用同樣的原材料生產兩種或多種產品(包括副產品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點。關鍵在于看清主、副產品是如何分開的,以此確定截幾段更合適,一般截段以產品為準點。3.交叉分析法:有些化工生產選用多組原材料,先合成一種或幾種中間產品,再用這一中間產品與部分其他原材料生產所需的主流產品,這種題適合用交叉分析法。就是將提供的工業流程示意圖結合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產流水線,然后上下交叉分析。考向1 微型工藝流程中的實驗操作【例1】(2024·江蘇省蘇州市南京航空航天大學蘇州附屬中學高三二模)實驗室從含的溶液中提取的流程如下:已知。下列說法不正確的是( )BA.“過濾1”所得沉淀為AgIB.“過濾2”所得濾液中鐵元素主要以的形式存在C.用稀溶解濾渣Y得到的溶液可循環利用D.氧化時,理論上通入的物質的量為物質的量的含I-的溶液加入硝酸銀生成碘化銀沉淀Fe2+的形式存在濾渣Y銀單質Cl2+2I-=2Cl-+I2名師點睛微型工藝流程題目在流程中一般分為3個過程原料處理分離提純獲得產品,其中化工生產過程中分離提純、除雜等環節,與高中化學基本實驗的原理緊密聯系,包括蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、烘干,或蒸餾、萃取、分液等基本實驗操作及原理,并要熟悉所用到的相關儀器。【變式訓練】(2024·江蘇省蘇州市南京航空航天大學蘇州附屬中學高三下月考)已知苯胺(液體)、苯甲酸(固體)微溶于水,苯胺鹽酸鹽易溶于水。實驗室初步分離甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列說法正確的是( )CA.苯胺既可與鹽酸也可與溶液反應B.由①、③分別獲取相應粗品時可采用相同的操作方法C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③獲得D.①、②、③均為兩相混合體系【解析】由題給流程可知,向甲苯、苯胺、苯甲酸的混合溶液中加入鹽酸,鹽酸將微溶于水的苯胺轉化為易溶于水的苯胺鹽酸鹽,分液得到水相Ⅰ和有機相Ⅰ;向水相中加入氫氧化鈉溶液將苯胺鹽酸鹽轉化為苯胺,分液得到苯胺粗品①;向有機相中加入水洗滌除去混有的鹽酸,分液得到廢液和有機相Ⅱ,向有機相Ⅱ中加入碳酸鈉溶液將微溶于水的苯甲酸轉化為易溶于水的苯甲酸鈉,分液得到甲苯粗品②和水相Ⅱ;向水相Ⅱ中加入鹽酸,將苯甲酸鈉轉化為苯甲酸,經結晶或重結晶、過濾、洗滌得到苯甲酸粗品③。A項,苯胺分子中含有的氨基能與鹽酸反應,但不能與氫氧化鈉溶液反應,故A錯誤;B項,得到苯胺粗品①的分離方法為分液,得到苯甲酸粗品③的分離方法為結晶或重結晶、過濾、洗滌,獲取兩者的操作方法不同,故B錯誤;C項,苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次由①、②、③獲得,故C正確;D項,①、②為液相,③為固相,都不是兩相混合體系,故D錯誤;故選C。考向2 微型工藝流程中的過程評價【例2】(2024·安徽省安慶市三模)聚酯反應催化劑乙二醇銻是一種無毒的白色晶狀粉末,其制備流程如下:下列說法錯誤的是( )BA.煅燒過程需注意防治污染B.乙二醇為非極性分子C.醇化反應需及時分離出水蒸氣以提高的平衡轉化率D.操作Ⅰ為冷卻結晶、過濾,操作Ⅱ為洗滌、干燥輝銻礦煅燒會產生二氧化硫乙二醇正電中心和負電中心不重合為極性分子醇化反應是可逆反應且會生成水冷卻結晶、過濾,洗滌、干燥【變式訓練】江蘇省蘇州市南京航空航天大學蘇州附屬中學高三二模)實驗室從含的溶液中提取的流程如下:已知。下列說法不正確的是( )A.“過濾1”所得沉淀為AgIB.“過濾2”所得濾液中鐵元素主要以的形式存在C.用稀溶解濾渣Y得到的溶液可循環利用D.氧化時,理論上通入的物質的量為物質的量的√B【解析】含的溶液加入硝酸銀生成碘化銀沉淀,過濾1得到碘化銀后加入鐵置換出銀單質同時生成碘化亞鐵,過濾2分離出銀得到Y,濾液加入氯氣氧化碘離子得到碘單質。A項,由分析可知,“過濾1”所得沉淀為正確;B項,鐵離子會和碘離子發生氧化還原反應生成碘單質,故“過濾2”所得濾液中鐵元素主要以的形式存在,B錯誤;C項,用稀溶解濾渣Y銀單質生成硝酸銀溶液,故得到的溶液可循環利用,C正確;D項,氯氣氧化碘離子得到碘單質,則氧化時,理論上通入的物質的量為物質的量的,D正確;故選B。思維建模流程的最終目的就是 ,工藝流程題設中的問題順序通常與流程圖的流程順序是一致的,且一個問題對應流程圖的一個或依次相連的若干個環節,做題時只需找到所需回答的問題與流程圖中相關信息的一一對應關系,“順藤摸瓜”就可以有效解決相關問題,對流程進行在效評價。微型工藝流程中的過程評價思路:1.化學反應原理化學原理在實際工業上是否可行;2.成本要低原料的選取使用、設備的損耗等;3.原料的利用率要高利用好副產品、循環使用原料、能量盡可能利用;4.生產過程要快化學反應速率;5.產率要高化學平衡;6.產品要純產品的分離、提純;7.環保問題反應物盡可能無毒無害無副作用,“三廢”處理。收益最大化考點二化工流程綜合題考向1 化學工藝流程與物質制備考向2 化學工藝流程與反應原理知識點1 反應條件的控制1.反應條件控制條件控制 目的減小顆粒直徑,增大反應物接觸面積,增大浸取時的反應速率,提高浸取率①除去硫、碳單質;②有機物轉化、除去有機物;③高溫下原料與空氣中氧氣反應;④除去熱不穩定的雜質等①溶解轉變成可溶物進入溶液中,以達到與難溶物分離的目的;②去氧化物(膜)①除去金屬表面的油污;②溶解鋁、氧化鋁等①加快反應速率或溶解速率;②促進平衡向吸熱反應方向移動;③除雜,除去熱不穩定的雜質,如等物質;④使沸點相對較低或易升華的原料氣化;⑤煮沸時促進溶液中的氣體(如氧氣)揮發逸出等固體原料粉碎或研磨煅燒或灼燒酸浸堿溶加熱知識點1 反應條件的控制1.反應條件控制條件控制 目的①酸浸時提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率;②增大便宜、易得的反應物的濃度,可以提高其他物質的利用率,使反應充分進行;③增大物質濃度可以加快反應速率,使平衡發生移動等①防止某物質在高溫時溶解(或分解);②使化學平衡向著題目要求的方向(放熱反應方向)移動;③使某個沸點較高的產物液化,使其與其他物質分離等;④降低某些晶體的溶解度,減少損失等①結晶獲得所需物質;②防止某種物質(如、草酸、濃硝酸、銨鹽等)溫度過高時會分解或揮發;③使某物質達到沸點揮發出來;④使催化劑的活性達到最好;⑤防止副反應的發生等①轉化為目標產物的價態;②除去雜質離子[如把氧化成,而后調溶液的,使其轉化為沉淀除去]反應物用量或濃度降溫控溫加入氧化劑(或還原劑)知識點1 反應條件的控制1.反應條件控制條件控制 目的①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、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①生成金屬氫氧化物,以達到除去金屬離子的目的;②抑制鹽類水解;③促進鹽類水解生成沉淀,有利于過濾分離加入沉淀劑控制知識點1 反應條件的控制2.常用的控制反應條件的方法(1)調節溶液的。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調節所需的物質一般應滿足兩點:①能與反應,使溶液增大;②不引入新雜質。例如:若要除去中混有的,可加入等物質來調節溶液的,不可加入NaOH溶液、氨水等。(2)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。(3)趁熱過濾。防止某物質降溫時會析出。(4)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。知識點2 常用的分離、提純方法1.常用的分離方法(1)過濾:分離難溶物和易溶物,根據特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)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取分離物質,如用或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸發結晶:提取溶解度隨溫度變化不大的溶質,如從溶液中提取NaCl。(4)冷卻結晶:提取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,如等。(5)蒸餾或分餾:分離沸點不同且互溶的液體混合物,如分離乙醇和甘油。(6)冷卻法:利用氣體液化的特點分離氣體,如合成氨工業采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。知識點2 常用的分離、提純方法2.常用的提純方法(1)水溶法:除去可溶性雜質。(2)酸溶法:除去堿性雜質。(3)堿溶法:除去酸性雜質。(4)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質。(5)加熱灼燒法:除去受熱易分解或易揮發的雜質。(6)調節溶液的法:如除去酸性溶液中的等。方法技巧可循環物質的判斷1.流程圖中回頭箭頭的物質。2.生產流程中后面新生成或新分離的物質(不要忽視結晶后的母液),可能是前面某一步反應的相關物質。(1)從流程需要加入的物質去找先觀察流程中需要加入的物質,再研究后面的流程中有沒有生成此物質。(2)從能構成可逆反應的物質去找可逆反應的反應物不能完全轉化,應該回收再利用。(3)從過濾后的母液中尋找析出晶體經過過濾后的溶液稱為母液,母液是該晶體溶質的飽和溶液,應該循環再利用。考向1 化學工藝流程與物質制備【例1】(2024·福建福州八縣協作校高三聯考)廢SCR催化劑(含等)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:和都能與NaOH溶液反應生成可溶性的和不溶性的;考向1 化學工藝流程與物質制備回答下列問題:(1)元素V在周期表中的位置_______________。在中V元素的化合價是____。第四周期ⅤB族+5(2)“球磨”的目的是____________________________________。增大接觸面積,提高“堿浸”反應速率(3)請寫出“堿浸”過程中與NaOH溶液反應的離子方程式__________________。V的原子序數是23關鍵詞:“接觸面積”,“反應速率”生成可溶性的考向1 化學工藝流程與物質制備(4)“酸浸”后鈦主要以形式存在,“熱水解”反應的離子方程式為________。(5)“煅燒”的化學方程式為__________________________________。(6)“沉鎢”中為促進盡可能析出完全,需要進行的措施是______________。加入過量“酸浸”后鈦主要以形式存在,“熱水解”生成煅燒可生成同離子效應思維建模“四線法”解題模型試劑線:為達到最終目的加入的物質,起到氧化還原、非氧化還原的作用;轉化線:元素守恒焙燒、溶浸、沉淀、煅燒、電解、結晶等;除雜線:復分解沉淀、置換沉淀、氧化還原沉淀;加熱產生氣體等;分離線:蒸發、結晶、過濾(趁熱過濾)、洗滌、干燥等。【變式訓練】(2024·福建福州市八縣一中高三聯考)電池級碳酸鋰是制造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(含等)為原料制取電池級的工藝流程如圖:已知:①HR為有機萃取劑,難溶于水,可萃取,萃取時發生的反應可表示為:;②常溫時,溶液的。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____________________________________________________________。和HR消耗萃取反應時生成的,促進萃取反應的正向進行,提高萃取率【解析】根據 平衡可知,有機層中主要是和HR,根據流程可知沉淀主要是碳酸鋰和碳酸鎂。加入氫氧化鈉后氫離子會被消耗,從而使平衡正向移動。(2)某種HR的結構簡式為 ,該分子中可能與形成配位鍵的原子有_______。O、N【解析】從結構可知氧原子、氮原子都有孤對電子,所以能形成配位鍵的是N、O;(3)加適量草酸的目的______________________________。使鈣離子生成草酸鈣,便于除掉【解析】加入草酸的目的是沉淀多余的鈣離子;(4)“混合沉鋰”的離子方程式為____________________________________。【解析】從流程可知是碳酸氫鋰和氫氧化鋰反應生成了碳酸鋰,離子方程式為:;(5)與在空氣中加熱可以制備重要的電極材料鈷酸鋰。寫出對應的化學方程式_______________________________________。【解析】鈷元素的化合價從和歸到價部分被氧化,所以有氧氣參加反應。化學方程式為: ;(6)鈷酸鋰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基態原子核外電子排布式為___________。②該晶胞密度為_____。(寫出計算式,阿伏加德羅常數為。Co為第四周期第Ⅷ族元素,其核外電子排布式為:[Ar]3d74s2 ,該晶胞中Li+:、Co3+:、O2-:,其晶胞化學式為:Li3Co3O6,故其密度為:考向2 化學工藝流程與反應原理【例2】(2024河北省強基聯盟高三模擬)利用“微波輔助低共熔溶劑”浸取廢舊鋰離子電池中鈷酸鋰粗品制備產品,以實現資源的循環利用。主要工藝之流程如下:已知:①氯化膽堿 是一種銨鹽;②在溶液中常以藍色)和粉紅色)形式存在;③時。回答下列問題:考向2 化學工藝流程與反應原理(1)中的化合價為____。(2)“微波共熔”中氯化膽堿-草酸和粗品以不同的液固比在下微波處理后鋰和鈷的浸取率如圖,則最佳液固比為________,草酸的作用為________________________________。作還原劑,將Co元素還原為+2價(3)“水浸”過程中溶液由藍色變為粉紅色,該變化的離子方程式為_________________________________________。中為價,O為-2價,因此為價;后,鋰的浸取率隨液固比的增大變化不大草酸中碳元素的化合價為+3價“水浸”過程中溶液由藍色變為粉紅色考向2 化學工藝流程與反應原理(4)時,“沉鈷”反應完成后溶液,此時___________。(5)“濾餅2”在高溫燒結前需要洗滌、干燥,洗滌沉淀的實驗操作為______________________________________________________________________________________。沿玻璃棒向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀,待水濾出后,重復2到3次(6)鋰離子電池正極材料在多次充放電后結構發生改變生成,導致電化學性能下降,使用LiOH和溶液可以實現的修復,則修復過程發生反應的化學方程式為________________________________________。pH=10,即c(H+)=1×10-10mol L-1,則c(OH-)=1×10-4mol L-1,mol L-1=1.6×10-7mol L-1過氧化氫將Co3O4氧化和LiOH生成LiCoO2名師提醒化學工藝流程常涉及的化學反應原理有:1.沉淀溶解平衡的相關應用:①沉淀的最小濃度控制;②沉淀轉化的條件。2.反應速率及化學平衡理論在實際生產中的應用: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。3.氧化還原反應的具體應用:①強弱規律;②守恒規律;③選擇規律。4.鹽類水解的具體應用:①水解規律;②水解反應的控制(抑制或促進)。【變式訓練】(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。洗滌水是用的硫酸、的雙氧水和水按一定比例混合而成。混合的實驗操作是________________________________________________________________________________________。將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,冷卻后再慢慢注入中,并不斷攪拌(2)鈧錳礦石中含鐵元素,其中易被氧化為的原因是________________________________________________________________。(從原子結構角度解釋)的價層電子排布式為,易失去1個電子達到半充滿的穩定結構(3)常溫下,先加入氨水調節,過濾,濾渣主要成分是_________。(已知:廢酸中含鈧、鈦、鐵、錳等離子,洗滌“油相”已除去大量的鈦離子。根據,可以求出余下3種離子沉淀完全(離子濃度小于的,發現錳離子沉淀完全時約為10,鈧離子沉淀完全的約為6,而鐵離子沉淀完全的約為3,所以先加入氨水調節,過濾,濾渣主要成分是。(4)“沉鈧”時得到草酸鈧的離子方程式是:__________________________________。(5)草酸鈧晶體在空氣中加熱,隨溫度的變化情況如圖所示。時,晶體的主要成分是________________(填化學式)。發生反應的化學方程式為_________________________________。故時晶體的主要成分是減少的質量為,可知時晶體的主要成分是時剩余固體的質量為,除去鈧元素質量后剩余質量為,應為氧元素的質量,,則時晶體的化學式為,故發生反應的化學方程式為 。設起始時的物質的量為,質量為,由圖可知,時,減少的質量為,,即晶體失去5個結晶水,【解析】廢酸(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)經萃取洗滌油相除去大量的鈦離子,濾渣用鹽酸溶解后加氨水調為3,除去鐵離子,再加氨水調溶液的為6,將沉淀為,將用鹽酸溶解后加入草酸,使之轉化為沉淀,灼燒沉淀得到成品。1.(2023 遼寧省選擇性考試,某工廠采用如下工藝制備,已知焙燒后元素以 價形式存在,下列說法錯誤的是( )BA.“焙燒”中產生B.濾渣的主要成分為C.濾液①中元素的主要存在形式為D.淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用【解析】焙燒過程中鐵、鉻元素均被氧化,同時轉化為對應鈉鹽,水浸時鐵酸鈉遇水水解生成氫氧化鐵沉淀,濾液中存在鉻酸鈉,與淀粉的水解產物葡萄糖發生氧化還原得到氫氧化鉻沉淀。A項,鐵、鉻氧化物與碳酸鈉和氧氣反應時生成對應的鈉鹽和二氧化碳,A正確;B項,焙燒過程鐵元素被氧化,濾渣的主要成分為氫氧化鐵,B錯誤;C項,濾液①中元素的化合價是價,鐵酸鈉遇水水解生成氫氧化鐵沉淀溶液顯堿性,所以元素主要存在形式為正確;D項,淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用,D正確;故選B。2.(2023 湖南卷,處理某銅冶金污水(含 的部分流程如下:已知:①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的 如下表所示:物質開始沉淀 1.9 4.2 6.2 3.5完全沉淀 3.2 6.7 8.2 4.6②。下列說法錯誤的是( )A.“沉渣Ⅰ”中含有和B.溶液呈堿性,其主要原因是C.“沉淀池Ⅱ”中,當和完全沉淀時,溶液中D.“出水”經陰離子交換樹脂軟化處理后,可用作工業冷卻循環用水√【解析】污水中含有銅離子、三價鐵離子、鋅離子、鋁離子,首先加入石灰乳除掉三價鐵離子和鋁離子,過濾后,加入硫化鈉除去其中的銅離子和鋅離子,再次過濾后即可達到除去其中的雜質。A項,根據分析可知氫氧化鐵當時開始沉淀,氫氧化鋁當時開始沉淀,當時,則會生成氫氧化鋁和氫氧化鐵,即“沉渣I”中含有和正確;B項,硫化鈉溶液中的硫離子可以水解,產生氫氧根離子,使溶液顯堿性,其第一步水解的方程式為:正確;C項,當銅離子和鋅離子完全沉淀時,則硫化銅和硫化鋅都達到了沉淀溶解平衡,則,C正確;D項,污水經過處理后其中含有較多的鈣離子,故“出水”應該經過陽離子交換樹脂軟化處理,達到工業冷卻循環用水的標準后,才能使用,D錯誤;故選D。3.(2022 河北省選擇性考試,溶液可作為替代氟利昂的綠色制冷劑。合成工藝流程如下:下列說法錯誤的是( )AA.還原工序逸出的用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回還原工序B.除雜工序中產生的濾渣可用煤油進行組分分離C.中和工序中的化學反應為D.參與反應的為1:1:1【解析】由流程可知,氫溴酸中含有少量的溴,加入硫化鋇將溴還原生成溴化鋇和硫,再加入硫酸除雜,得到的濾渣為硫酸鋇和硫;加入碳酸鋰進行中和,得到的溴化鋰溶液經濃縮等操作后得到產品溴化鋰。A項,還原工序逸出的用NaOH溶液吸收,吸收液中含有溴化鈉和次溴酸鈉等物質,若直接返回還原工序,則產品中會有一定量的溴化鈉,導致產品的純度降低,A錯誤;B項,除雜工序中產生的濾渣為硫酸鋇和硫,硫屬于非極性分子形成的分子晶體,而硫酸鋇屬于離子晶體,根據相似相溶原理可知,硫可溶于煤油,而硫酸鋇不溶于煤油,因此可用煤油進行組分分離,B正確;C項,中和工序中,碳酸鋰和氫溴酸發生反應生成溴化鋰、二氧化碳和水,該反應的化學方程式為正確;D項,根據電子轉化守恒可知,溴和硫化鋇反應時物質的量之比為1:1;根據硫酸鋇的化學組成及鋇元素守恒可知,為1:1,因此,參與反應的為1:1:1,D正確;故選A。4.(2021 河北選擇性考試,BiOCl是一種具有珠光澤的材料,利用金屬制備BiOCl的工藝流程如圖:下列說法錯誤的是( )DA.酸浸工序中分次加入稀可降低反應劇烈程度B.轉化工序中加入稀HCl可抑制生成C.水解工序中加入少量可提高水解程度D.水解工序中加入少量有利于BiOCl的生成【解析】A項,硝酸為強氧化劑,可與金屬鉍反應,酸浸工序中分次加入稀,反應物硝酸的用量減少,可降低反應劇烈程度,A正確;B項,金屬鉍與硝酸反應生成的硝酸鉍會發生水解反應生成,水解的離子方程式為,轉化工序中加入稀HCl,使氫離子濃度增大,根據勒夏特列原理分析,硝酸鉍水解平衡左移,可抑制生成正確;C項,氯化鉍水解生成BiOCl的離子方程式為 ,水解工序中加入少量,醋酸根會結合氫離子生成弱電解質醋酸,使氫離子濃度減小,根據勒夏特列原理分析,氯化鉍水解平衡右移,促進水解,C正確;D項,氯化鉍水解生成BiOCl的離子方程式為 ,水解工序中加入少量,銨根離子水解生成氫離子,使氫離子濃度增大,根據勒夏特列原理分析,氯化鉍水解平衡左移,不利于生成BiOCl,且部分鉍離子與硝酸根、水也會發生反應,也不利于生成BiOCl,綜上所述,D錯誤;故選D。5. (2023 全國新課標卷, 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:已知:最高價鉻酸根在酸性介質中以存在,在堿性介質中以存在。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)。煅燒過程中,鉻元素轉化為鉻酸鈉;(2)水浸渣中主要有和_______。由分析可知,水浸渣中主要有二氧化硅、氧化鐵;(3)“沉淀”步驟調到弱堿性,主要除去的雜質是______。由分析可知,沉淀步驟調到弱堿性的目的是將硅元素轉化為硅酸沉淀;(4)“除硅磷”步驟中,使硅、磷分別以和的形式沉淀,該步需要控制溶液的pH≈9以達到最好的除雜效果,若<9時,會導致_______________________;>9時,會導致____________________。不能形成沉淀不能形成沉淀由分析可知,加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液的目的是將硅元素、磷元素轉化為和沉淀,若溶液時,會導致磷元素不能形成沉淀若溶液時,會導鎂離子生成氫氧化鈉沉淀,不能形成沉淀,導致產品中混有雜質;(5)“分離釩”步驟中,將溶液 調到1.8左右得到沉淀,在 時,溶解為或在堿性條件下,溶解為或,上述性質說明具有___(填標號)。CA.酸性 B.堿性 C.兩性由題給信息可知,五氧化二釩水能與酸溶液反應生成鹽和水,也能與堿溶液發生生成鹽和水的兩性氧化物,故選C;(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液,反應的離子方程式為_________________________________________________。由題意可知,還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將鉻元素轉化為鉻離子,反應的離子方程式為。【解析】由題給流程可知,鉻釩渣在氫氧化鈉和空氣中煅燒,將釩、鉻、鋁、硅、磷等元素轉化為相應的最高價含氧酸鹽,煅燒渣加入水浸取、過濾得到含有二氧化硅、氧化鐵的濾渣和濾液;向濾液中加入稀硫酸調節溶液將硅元素轉化為硅酸沉淀,過濾得到硅酸濾渣和濾液;向濾液中加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液將硅元素、磷元素轉化為和沉淀,過濾得到含有的濾渣和濾液;向濾液中加入稀硫酸調節溶液將釩元素轉化為五氧化二釩,過濾得到五氧化二釩和濾液;向濾液中焦亞硫酸鈉溶液將鉻元素轉化為三價鉻離子,調節溶液將鉻元素轉化為氫氧化鉻沉淀,過濾得到氫氧化鉻。6.(2023 遼寧省選擇性考試, 某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液含和 。實現鎳、鈷、鎂元素的回收。已知:物質回答下列問題:(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)。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用硫酸浸取鎳鈷礦時,為提高浸取速率可適當增大硫酸濃度、升高溫度或將鎳鈷礦粉碎增大接觸面積;(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中過氧鍵的數目為____。的結構簡式為 ,所以中過氧鍵的數目為;(3)“氧化”中,用石灰乳調節被氧化為,該反應的離子方程式為___________________________________________的電離第一步完全,第二步微弱);濾渣的成分為、___________(填化學式)。①②用石灰乳調節被氧化為,該反應的離子方程式為:;氫氧化鐵的,當鐵離子完全沉淀時,溶液中,根據,此時溶液的,則鐵離子完全水解,生成氫氧化鐵沉淀,故濾渣還有氫氧化鐵;(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變,Ⅱ)氧化率與時間的關系如下。體積分數為________時,Ⅱ)氧化速率最大;繼續增大體積分數時,Ⅱ)氧化速率減小的原因是______________________________________________________________。①②有還原性,過多將會降低的濃度,降低Ⅱ)氧化速率根據圖示可知體積分數為時,Ⅱ)氧化速率最大;繼續增大體積分數時,由于有還原性,過多將會降低的濃度,降低Ⅱ)氧化速率;(5)“沉鈷鎳”中得到的Ⅱ)在空氣中可被氧化成,該反應的化學方程式為__________________________________。“沉鉆鎳”中得到的,在空氣中可被氧化成,該反應的化學方程式為:;(6)“沉鎂”中為使沉淀完全,需控制不低于______(精確至 。11.1氫氧化鎂的 當鎂離子完全沉淀時,,根據可計算,根據,所以溶液的。【解析】在“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,用石灰乳調節被氧化為,發生反應水解同時生成氫氧化鐵,“沉鉆鎳”過程中,變為,在空氣中可被氧化成。7.(2023 全國甲卷,是一種壓電材料。以為原料,采用下列路線可制備粉狀。回答下列問題:(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是_______________________。做還原劑,將還原“焙燒”步驟中,與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到CO、和被還原為BaS,因此,碳粉的主要作用是做還原劑,將還原。(2)“焙燒”后固體產物有、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____________________。“焙燒”后固體產物有、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。易溶于水的BaS與過量的可以發生復分解反應生成硫化鈣沉淀,因此,“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)。稀硫酸 濃硫酸 鹽酸 磷酸c“酸化”步驟是為了將BaS轉化為易溶液于的鋇鹽,由于硫酸鋇和磷酸鋇均不溶于水,而可溶于水,因此,應選用的酸是鹽酸,選c。(4)如果焙燒后的產物直接用酸浸取,是否可行?________,其原因是 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。不可行如果焙燒后的產物直接用酸浸取是不可行的,其原因是:產物中的硫化物與酸反應生成的有毒氣體會污染空氣,而且CaS與鹽酸反應生成可溶于水的,導致溶液中混有雜質無法除去、最終所得產品的純度降低。(5)“沉淀”步驟中生成的化學方程式為____________________________________________________________________。“沉淀”步驟中生成的化學方程式為:。產物中的硫化物與酸反應生成的有毒氣體會污染空氣,而且CaS與鹽酸反應生成可溶于水的,導致溶液中混有雜質無法除去、最終所得產品的純度降低(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇,產生的 ______。1:1“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇,該反應的化學方程式為,,因此,產生的。【解析】由流程和題中信息可知,與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到CO、、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS;燒渣經水浸取后過濾,濾渣中碳粉和CaS,濾液中有和BaS;濾液經酸化后濃縮結晶得到晶體;晶體溶于水后,加入和將鋇離子充分沉淀得到;經熱分解得到。8.(2023 湖北省選擇性考試,是生產多晶硅的副產物。利用對廢棄的鋰電池正極材料進行氯化處理以回收等金屬,工藝路線如下:回答下列問題:(1)位于元素周期表第______周期,第_______族。① 4② Ⅷ是27號元素,其原子有4個電子層,其價電子排布為,元素周期表第8、9、10三個縱行合稱第族,因此,其位于元素周期表第4周期、第族。(2)燒渣是和的混合物,“焙燒”后剩余的應先除去,否則水浸時會產生大量煙霧,用化學方程式表示其原因________________________________。“焙燒”后剩余的應先除去,否則水浸時會產生大量煙霧,由此可知,四氯化硅與可水反應且能生成氯化氫和硅酸,故其原因是:遇水劇烈水解,生成硅酸和氯化氫,該反應的化學方程式為。(3)鑒別洗凈的“濾餅3”和固體常用方法的名稱是__________。焰色反應洗凈的“濾餅3”的主要成分為,常用焰色反應鑒別和的焰色反應為紫紅色,而的焰色反應為黃色。故鑒別“濾餅3”和固體常用方法的名稱是焰色反應。(4)已知,若“沉鈷過濾”的控制為10.0,則溶液中濃度為_____________。“煅燒”時的化學方程式為____________________________________。①②已知,若“沉鈷過濾”的控制為10.0,則溶液中濃度為。“煅燒”時,與反應生成和,該反應的化學方程式為。(5)導致比易水解的因素有_____(填標號)。鍵極性更大 的原子半徑更大鍵鍵能更大 有更多的價層軌道abda項,鍵極性更大,則鍵更易斷裂,因此,比易水解,a有關;b項,的原子半徑更大,因此,中的共用電子對更加偏向于,從而導致鍵極性更大,且原子更易受到水電離的的進攻,因此,比易水解,b有關;c項,通常鍵能越大化學鍵越穩定且不易斷裂,因此,鍵鍵能更大不能說明更易斷裂,故不能說明比易水解,c無關;d項,有更多的價層軌道,因此更易與水電離的形成化學鍵,從而導致比易水解,d有關;綜上所述,導致比易水解的因素有abd。【解析】由流程和題中信息可知,粗品與在焙燒時生成氧氣和燒渣,燒渣是和的混合物;燒渣經水浸、過濾后得濾液1和濾餅1,濾餅1的主要成分是和;濾液1用氫氧化鈉溶液沉鈷,過濾后得濾餅2[主要成分為和濾液2(主要溶質為;濾餅2置于空氣中在煅燒得到;濾液2經碳酸鈉溶液沉鋰,得到濾液3和濾餅3,濾餅3為。9.(2023 廣東卷,均是重要的戰略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含中,利用氨浸工藝可提取,并獲得高附加值化工產品。工藝流程如下:已知:氨性溶液由和配制。常溫下,與形成可溶于水的配離子:;易被空氣氧化為;部分氫氧化物的如下表。氫氧化物_________________ _________________ _________________回答下列問題:(1)活性 可與水反應,化學方程式為_______________________。活性MgO可與水反應,化學方程式為;(2)常溫下,的氨性溶液中,____填“>”“<”或“”)。>常溫下,的氨性溶液中,,則;(3)“氨浸”時,由轉化為的離子方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________________________。或“氨浸”時,與亞硫酸根發生氧化還原反應,再與氨水反應生成,則由轉化為的離子方程式為或;(4)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,出現了的明銳衍射峰。①屬于______(填“晶體”或“非晶體”)。晶體②提高了的浸取速率,其原因是___________________________________________________________________。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,出現了的明銳衍射峰。①X射線衍射圖譜中,出現了的明銳衍射峰,則屬于晶體;②根據題意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,則能提高了的浸取速率,其原因是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;(5)①“析晶”過程中通入的酸性氣體A為_____。②由可制備晶體,其立方晶胞如圖。與O最小間距大于與O最小間距,為整數,則在晶胞中的位置為______;晶體中一個周圍與其最近的O的個數為____。體心12①“析晶”過程中為了防止水解,因此通入的酸性氣體A為HCl;②由可制備晶體,其立方晶胞如圖。為整數,根據圖中信息都只有一個原子,而氧(白色)原子有3個,與O最小間距大于與O最小間距,則在頂點,因此在晶胞中的位置為體心;晶體中一個周圍與其最近的O原子,以頂點分析,面心的氧原子一個橫截面有4個,三個橫截面共12個,因此晶體中一個周圍與其最近的O的個數為12;(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,則所得溶液中與的比值,理論上最高為_________。0.4或2:5②“熱解”對于從礦石提取工藝的意義,在于可重復利用和________(填化學式)。MgO①“結晶純化”過程中,沒有引入新物質。晶體A含6個結晶水,則晶體A為,根據,還剩余5個水分子,因此所得溶液中與的比值理論上最高為2:5;②“熱解”對于從礦石提取工藝的意義,根據前面分析,在于可重復利用和MgO。【解析】硝酸浸取液(含中加入活性氧化鎂調節溶液值,過濾,得到濾液主要是硝酸鎂,結晶純化得到硝酸鎂晶體,再熱解得到氧化鎂和硝酸。濾泥加入氨性溶液氨浸,過濾,向濾液中進行鎳鈷分離,經過一系列得到氯化鉻和飽和氯化鎳溶液,向飽和氯化鎳溶液中加入氯化氫氣體得到氯化鎳晶體。10.(2022 福建卷, 粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料(主要含和CaO等)提鋁的工藝流程如下:回答下列問題:(1)“浸出”時適當升溫的主要目的是___________________________,發生反應的離子方程式為____________________________。提高浸出率(或提高浸出速率)溫度高速率大,“浸出”時適當升溫的主要目的是提高反應速率,提高浸出率;和發生反應生成和,離子反應方程式為;(2)“浸渣”的主要成分除殘余外,還有_____________。實驗測得,粉煤灰的質量分數為)經浸出、干燥后得到“浸渣”的質量分數為的浸出率為_____。和“浸渣”的主要成分除殘余外,還有二氧化硅、硫酸鈣;粉煤灰的質量為“浸渣”的質量為,則的浸出率為 ;(3)“沉鋁”時,體系中三種物質的溶解度曲線如下圖所示,加入沉鋁的目的是________________________________________________,“沉鋁”的最佳方案為____________________。使更多的鋁元素轉化為晶體析出,同時保證晶體純度高溫溶解再冷卻結晶根據沉鋁體系中,溶解度最大,溶解度最小,更容易析出,加入沉鋁的目的是更多的使轉化為,使更多的鋁元素轉化為晶體析出,同時保證晶體純度;溶解度受溫度影響較大,“沉鋁”的最佳方案為高溫溶解再冷卻結晶;(4)“焙燒”時,主要反應的化學方程式為___________________________________________________________________。“焙燒”時,分解為和或和。(5)“水浸”后得到的“濾液2”可返回______工序循環使用。沉鋁“水浸”后得到的“濾液2”成分為,可在沉鋁工序循環使用。【解析】粉煤灰為原料(主要含和CaO等)加入硫酸,浸渣為二氧化硅、硫酸鈣,加入硫酸鉀,產生復鹽明礬沉鋁,干燥脫水,焙燒產生氧化鋁、硫酸鉀和二氧化硫或三氧化硫氣體,水浸除去硫酸鉀,得到氧化鋁。11.(2022 重慶卷, 電子印制工業產生的某退錫廢液含硝酸、錫化合物及少量和等,對其處理的流程如圖。與同族,時相關的溶度積見表。化學式 或溶度積(1)的回收①產品中的化合價是______。+4價②退錫工藝是利用稀與反應生成,且無氣體生成,則生成的硝酸鹽是___________________,廢液中的易轉化成。③沉淀1的主要成分是,焙燒時,與NaOH反應的化學方程式為_____________________________________________。①由化合價代數和為0可知,錫酸鈉中錫元素的化合價為價; ②由分析可知,退錫工藝中發生的反應為錫與稀硝酸反應生成硝酸亞錫、硝酸銨和水,則則生成的硝酸鹽是硝酸亞錫和硝酸銨;③由沉淀1的主要成分是二氧化錫可知,焙燒時發生的反應為二氧化錫和氫氧化鈉高溫條件下反應生成錫酸鈉和水。(2)濾液1的處理①濾液1中和的濃度相近,加入NaOH溶液,先得到的沉淀是_________。②時,為了使沉淀完全,需調節溶液濃度不大于__________。①由溶度積可知,向濾液1中加入氫氧化鈉溶液,溶解度小的氫氧化鐵先沉淀;②由溶度積可知,時,銅離子沉淀完全時,溶液中的氫氧根離子濃度為,則溶液中的氫離子濃度不大于;(3)產品中錫含量的測定稱取產品,用大量鹽酸溶解,在保護下,先用片將還原為,再用標準溶液滴定,以淀粉作指示劑滴定過程中被還原為,終點時消耗溶液。①終點時的現象為________________________________________________________________,產生的離子反應方程式為__________________________________________。滴入最后一滴標準溶液,溶液由藍色變為無色,且半分鐘內不復原②產品中的質量分數為_______。①由題意可知,碘酸鉀先與二價錫離子反應生成碘,碘遇淀粉溶液變藍色時,碘與過量的二價錫離子反應生成碘離子,溶液。【解析】由題給流程可知,向退錫廢液中加入氫氧化鈉溶液調節溶液為1.5,將錫的化合物轉化為二氧化錫,過濾得到含有鐵離子、銅離子的濾液1和沉淀1;向沉淀1中加入氫氧化鈉焙燒將二氧化錫轉化為錫酸鈉后,水浸、過濾得到錫酸鈉溶液,溶液經蒸發結晶得到錫酸鈉。由藍色變為無色,則終點時的現象為滴入最后一滴碘酸鉀標準溶液,溶液由藍色變為無色,且半分鐘內不復原,反應生成碘的離子方程式為,故答案為:滴入最后一滴標準溶液,溶液由藍色變為無色,且半分鐘內不復原;;②由得失電子數目守恒可知,滴定消耗碘酸鉀溶液,則產品中錫元素的質量分數為12.(2022 北京卷,銨浸法由白云石[主要成分為,含雜質]制備高純度碳酸鈣和氧化鎂。其流程如下:已知:物質(1)煅燒白云石的化學方程式為______________________________________________。白云石煅燒時,高溫分解生成氧化鈣、氧化鎂和二氧化碳。 CaMg(CO3)2CaO+MgO+2CO2↑(2)根據下表數據分析:CaO浸出率/% MgO浸出 率/______ 理論值/ _______ 實測值/%98.4 1.1 99.7 -2.2:1 98.8 1.5 99.2 99.598.9 1.8 98.8 99.52.4:1 99.1 6.0 95.6 97.6已知: 對浸出率給出定義對給出定義①“沉鈣”反應的化學方程式為___________________________________________________________________________________________________________。2.3:1②CaO浸出率遠高于MgO浸出率的原因為____________________________________________________________________________。的溶度積大于,溶液中能與反應,而不能③不宜選用的“”數值為________。2.4:1④實測值大于理論值的原因為_____________________________。反應加入的CaO也轉化為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________________________________________________________________________________________________________________________________________。,蒸餾時,逸出促進水解,溶液中濃度增大,有利于完全轉化為①由分析可知,“沉鈣”時發生的反應為二氧化碳與氯化鈣和一水合氨混合溶液反應生成碳酸鈣沉淀、氯化銨和水,反應的化學方程式為;②由題給溶度積數據可知,氫氧化鈣的溶度積大于氫氧化鎂,溶液中氫氧化鈣的濃度大于氫氧化鎂,能與氯化銨溶液反應生成氯化鈣和一水合氨,而氫氧化鎂不能反應,所以氧化鈣的浸出率遠高于氧化鎂;③由題給數據可知,氯化銨和氧化鈣的物質的量比為時,氧化鎂的浸出率最高,而碳酸鈣的質量分數無論是理論值還是實測值都最低,所以不宜選用的物質的量比為;④硫酸銨是強酸弱堿鹽,銨根離子在溶液中的水解反應為吸熱反應,加熱蒸餾時,氨氣逸出促進銨根離子水解,溶液中氫離子濃度增大,有利于氫氧化鎂完全溶解轉化為硫酸銨,所以氧化鎂浸出率提高;(3)濾渣C為_____________。(4)可循環利用的物質為__________________。由分析可知,制備分離過程中氯化銨溶液和硫酸銨溶液可以循環利用。【解析】由題給流程可知,白云石煅燒時,高溫分解生成氧化鈣和氧化鎂,向煅燒后的固體中加入氯化銨溶液和氧化鈣,氧化鈣和氯化銨溶液反應生成氯化鈣和一水合氨,氧化鎂與水反應生成氫氧化鎂,過濾得到含有氯化鈣、一水合氨的濾液A和含有氫氧化鎂、氧化鐵、二氧化硅的濾渣B;向濾液A中通入二氧化碳,二氧化碳與濾液A反應、過濾得到碳酸鈣沉淀和氯化銨溶液;向濾渣B中加入硫酸銨溶液蒸餾,將氫氧化鎂轉化為硫酸鎂,氧化鐵、二氧化硅與硫酸銨溶液不反應,過濾得到含有氧化鐵、二氧化硅的濾渣C和含有硫酸鎂的濾液D;向濾液D中加入碳酸銨溶液,碳酸銨溶液與濾液D反應、過濾得到碳酸鎂沉淀和硫酸銨溶液,煅燒碳酸鎂得到氧化鎂,制備分離過程中氯化銨溶液和硫酸銨溶液可以循環利用。13.(2022 海南省選擇性考試,膽礬是一種重要化工原料,某研究小組以生銹的銅屑為原料[主要成分是,含有少量的油污、制備膽礬。流程如下。回答問題:(1)步驟①的目的是________。除油污原料表面含有少量的油污,溶液呈堿性,可以除去原料表面的油污,因此,步驟①的目的是:除去原料表面的油污。(2)步驟②中,若僅用濃溶解固體B,將生成_____(填化學式)污染環境。在加熱的條件下,銅可以與濃硫酸發生反應生成和,二氧化硫是一種大氣污染物,步驟②中,若僅用濃溶解固體B,將生成污染環境。(3)步驟②中,在存在下溶于稀,反應的化學方程式為____________________________________。步驟②中,在存在下溶于稀,生成和,該反應的化學方程式為。(4)經步驟④得到的膽礬,不能用水洗滌的主要原因是__________________。膽礬晶體易溶于水膽礬是一種易溶于水的晶體,因此,經步驟④得到的膽礬,不能用水洗滌的主要原因是:膽礬晶體易溶于水,用水洗滌會導致膽礬的產率降低。(5)實驗證明,濾液D能將氧化為。甲同學認為不可能是步驟②中過量將氧化為,理由是___________________________________________。乙同學通過實驗證實,只能是將氧化為,寫出乙同學的實驗方案及結果__________________________________________________________________________(不要求寫具體操作過程)。溶液 C 經步驟③加熱濃縮后雙氧水已完全分解取濾液,向其中加入適量硫化鈉,使銅離子恰好完全沉淀,再加入,不能被氧化常溫下即能發生分解反應,在加熱的條件下,其分解更快,因此,甲同學認為不可能是步驟②中過量將氧化為,理由是:溶液C經步驟③加熱濃縮后已完全分解。氧化為時溶液的顏色會發生變化;濾液D中含有和,乙同學通過實驗證實,只能是將氧化為,較簡單的方案是除去溶液中的,然后再向其中加入含有的溶液,觀察溶液是否變色;除去溶液中的的方法有多種,可以加入適當的沉淀劑將其轉化為難溶物,如加入將其轉化為CuS沉淀,因此,乙同學的實驗方案為取少量濾液D,向其中加入適量溶液,直至不再有沉淀生成,靜置后向上層清液中加入少量KⅠ溶液;實驗結果為:上層清液不變色,證明不能被除去的溶液氧化,故只能是將氧化為。【解析】由流程中的信息可知,原料經碳酸鈉溶液浸洗后過濾,可以除去原料表面的油污;濾渣固體B與過量的稀硫酸、雙氧水反應,其中的均轉化為,溶液C為硫酸銅溶液和稀硫酸的混合液,加熱濃縮、冷卻結晶、過濾后得到膽礬。14.(2022 山東卷,工業上以氟磷灰石,含等雜質]為原料生產磷酸和石膏,工藝流程如下:回答下列問題:(1)酸解時有產生。氫氟酸與反應生成二元強酸,離子方程式為_________________________________。氫氟酸與反應生成二元強酸。(2)部分鹽的溶度積常數見下表。精制Ⅰ中,按物質的量之比加入脫氟,充分反應后,______________;再分批加入一定量的,首先轉化為沉淀的離子是______。精制1中,按物質的量之比加入脫氟,該反應的化學方程式為,充分反應后得到沉淀,溶液中有飽和的,且,根據的溶度積可知,因此;同時,粗磷酸中還有硫酸鈣的飽和溶液, ;分批加入一定量的,當沉淀開始生成時,(3)濃度(以計)在一定范圍時,石膏存在形式與溫度、濃度(以計)的關系如圖甲所示。酸解后,在所得、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和的關系如圖乙所示,下列條件能實現酸解所得石膏結品轉化的是___(填標號)。減少的溶解損失,提高產品石膏的產率酸解DA. B.C. D.根據圖中的坐標信息,酸解后,在所得為45的混合體系中,石膏存在形式為;在硫酸中的溶解度小于在水中的,因此,洗滌時使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水的原因是:減少的溶解損失,提高產品石膏的產率;洗滌液X中含有硫酸,其具有回收利用的價值,由于酸解時使用的也是硫酸,因此,回收利用洗滌液X的操作單元是:酸解。由圖甲信息可知,溫度越低,越有利于實現酸解所得石膏結晶的轉化,由圖乙信息可知,位于線上方的晶體全部以形式存在,位于線下方,晶體全部以形式存在,在兩線之間的以兩種晶體的混合物形式存在:A項,,由圖乙信息可知,該點坐標位于兩個溫度線之間,故不能實現晶體的完全轉化,A不符合題意;B項,,由圖乙信息可知,該點坐標位于兩個溫度線之間,故不能實現晶體的完全轉化, B不符合題意;C項,,由圖乙信息可知,該點坐標位于,該點坐標位于線上方,晶體全部以形式存在,故不能實現晶體轉化, C不符合題意;D項,,由圖乙信息可知,該點坐標位于線下方,晶體全部以形式存在,故能實現晶體的完全轉化,D符合題意;故選D。【解析】根據題中的工藝流程,氟磷灰石用硫酸溶解后過濾,得到粗磷酸和濾渣,濾渣經洗滌后結晶轉化為石膏;粗磷酸以精制I脫氟、除硫酸根離子和,過濾,濾液經精制II等一系列操作得到磷酸。15.(2022 全國乙卷, 廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有和。還有少量的鹽或氧化物等。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:難溶電解質一定條件下,一些金屬氫氧化物沉淀時的pH如下表:金屬氫氧化物開始沉淀的 2.3 6.8 3.5 7.2完全沉淀的 3.2 8.3 4.6 9.1回答下列問題:(1)在“脫硫”中轉化反應的離子方程式為______________________________________________________________,用沉淀溶解平衡原理解釋選擇的原因_______________________________________________________________________________________________________________________________________ 。“脫硫”中,碳酸鈉溶液與硫酸鉛反應生成碳酸鉛和硫酸鈉,反應的離子方程式為:,由一些難溶電解質的溶度積常數的數據可知,,反應的平衡常數,說明可以轉化的比較徹底,且轉化后生成的碳酸鉛可由酸浸進入溶液中,減少鉛的損失。反應的平衡常數可以比較徹底的轉化為(2)在“脫硫”中,加入不能使鉛膏中完全轉化,原因是______________________________________________________________________________________________________________ 。反應的平衡常數,說明該反應正向進行的程度有限,因此加入碳酸鈉不能使鉛膏中的完全轉化。反應的平衡常數,反應正向進行的程度有限(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(),還要加入。能被氧化的離子是______;促進了金屬在醋酸中轉化為,其化學方程式為_________________________________________;也能使轉化為的作用是__________。作還原劑過氧化氫有氧化性,亞鐵離子有還原性,會被過氧化氫氧化為鐵離子。過氧化氫促進金屬在醋酸溶液中轉化為,過氧化氫與發生氧還原反應生成和,依據得失電子守恒和原子守恒可知,反應的化學方程式為:過氧化氫也能使轉化為,鉛元素化合價由價降低到了價,是氧化劑,則過氧化氫是還原劑。(4)“酸浸”后溶液的約為4.9,濾渣的主要成分是__________________。酸浸后溶液的約為4.9,依據金屬氫氧化物沉淀時的可知,濾渣主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鐵。(5)“沉鉛”的濾液中,金屬離子有____________。依據分析可知,加入碳酸鈉不能使鉛膏中的完全轉化,鐵離子、鋁離子轉化為了氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,鉛轉化為了氫氧化鉛、最終變為了氧化鉛,因此沉鉛的濾液中,金屬離子有和加入碳酸鈉、氫氧化鈉時引入的。【解析】鉛膏中主要含有和,還有少量的鹽或氧化物等,向鉛膏中加入碳酸鈉溶液進行脫硫,硫酸鉛轉化為碳酸鉛,過濾,向所得固體中加入醋酸、過氧化氫進行酸浸,過氧化氫可將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子,酸浸后溶液的約為4.9,依據金屬氫氧化物沉淀時的可知,濾渣主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鐵,過濾后,向濾液中加入氫氧化鈉溶液進行沉鉛,得到氫氧化鉛沉淀,濾液中的金屬陽離子主要為鈉離子和鋇離子,氫氧化鉛再進行處理得到PbO。16.(2022 全國甲卷,硫酸鋅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,雜質為以及等的化合物。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________ __________________回答下列問題:(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學方程式為______________________。由分析,焙燒時,生成ZnO的反應為: ;(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、增大硫酸的濃度等可采用增大壓強、將焙燒后的產物碾碎,增大接觸面積、增大硫酸的濃度等方式提高鋅的浸取率;(3)加入物質X調溶液pH=5,最適宜使用的X是___(填標號)。BA. B. C.濾渣①的主要成分是_________、_______、_____。A項,易分解產生污染空氣,且經濟成本較高,故A不適宜;B項,不會引入新的雜質,且成本較低,故B適宜;C項,NaOH會引入雜質,且成本較高,C不適宜;故選B;當沉淀完全時(離子濃度小于 ,結合表格計算各離子完全沉淀時的只有,故濾渣①中有,又是微溶物,不溶于酸,故濾渣①的主要成分是;(4)向 的濾液①中分批加入適量溶液充分反應后過濾,濾渣②中有,該步反應的離子方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________。向濾液①中加入溶液,可氧化,得到和的濾渣②,反應的離子方程式為;(5)濾液②中加入鋅粉的目的是_______________________。置換為從而除去濾液②中加入鋅粉,發生反應,故加入鋅粉的目的為置換為從而除去;(6)濾渣④與濃反應可以釋放HF并循環利用,同時得到的副產物是_______、_______。由分析,濾渣④為,與濃硫酸反應可得到HF,同時得到的副產物為。【解析】由題干信息,菱鋅礦的主要成分為,雜質為以及等的化合物,結合流程圖分析,菱鋅礦焙燒,主要發生反應,再加入酸浸,得到含的溶液,加入物質X調節,結合表格數據,過濾得到的濾渣①,濾液①中主要含有,再向濾液①中加入溶液氧化,過濾得到和的濾渣②,濾液②中加入鋅粉,發生反應,過濾后得到濾渣③為,再向濾液③中加入HF脫鈣鎂,過濾得到濾渣④為,濾液④為溶液,經一系列處理得到。17.(2022 湖南選擇性考試,鈦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,含少量V、和的氧化物雜質)為原料,制備金屬鈦的工藝流程如下:已知“降溫收塵”后,粗中含有的幾種物質的沸點:物質沸點 136 127 57 180回答下列問題:(1)已知,的值只決定于反應體系的始態和終態,忽略、隨溫度的變化。若,則該反應可以自發進行。根據下圖判斷:時,下列反應不能自發進行的是___。CA.B.C.D.記①,②,③,④;A項,由圖可知,時的,反應自發進行,故A不符合題意;B項,由圖可知,時的,反應自發進行,故B不符合題意;C項,由圖可知,時的,反應不能自發進行,故C符合題意;D項,根據蓋斯定律,可由①③得到,則時其,反應自發進行,故D不符合題意;故選C;(2)與C、,在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 CO分壓__________ ___________________ ___________________①該溫度下,與C、反應的總化學方程式為__________________________________________;②隨著溫度升高,尾氣中的含量升高,原因是_________________________________________________________。隨著溫度升高,CO2與C發生反應C+CO22CO①根據表中數據可知,該溫度下C主要生成CO和,根據相同條件下氣體的壓強之比是物質的量之比可知、CO和的物質的量之比約是5:2:4,所以與C、反應的總化學方程式為 ;②隨著溫度升高,與C發生反應生成CO,導致CO含量升高;(3)“除釩”過程中的化學方程式為_____________________________;“除硅、鋁”過程中,分離中含 、雜質的方法是______。蒸餾“降溫收塵”后釩元素主要以形式存在,加入得到渣,根據得失電子守恒和元素守恒配平方程式為;與沸點差異較大,“除硅、鋁"過程中可采用蒸餾的方法分離;(4)“除釩”和“除硅、鋁”的順序______(填“能”或“不能”)交換,理由是________________________________________________________________。不能若先 “除硅、鋁”再“除釩”,“除釩”時需要加入Al,又引入Al雜質若先“除硅、鋁”再“除釩”,“除釩”時需要加入,又引入雜質,因此“除釩”和“除硅、鋁”的順序不能交換;(5)下列金屬冶煉方法與本工藝流程中加入冶煉 的方法相似的是____。ACA.高爐煉鐵 B.電解熔融氯化鈉制鈉C.鋁熱反應制錳 D.氧化汞分解制汞本工藝中加入冶煉的方法為熱還原法;A項,高爐煉鐵的原理是用還原劑將鐵礦石中鐵的氧化物還原成金屬鐵,屬于熱還原法,故A符合題意;B項,電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的原理是電解法,故B不符合題意;C項,鋁熱反應制錳是利用作還原劑,將錳從其化合物中還原出來,為熱還原法,故C符合題意;D項,為不活潑金屬,可以直接用加熱分解氧化汞的方法制備汞,故D不符合題意;故選AC。【解析】鈦渣中加入C、進行沸騰氯化,轉化為相應的氯化物,降溫收塵后得到粗,加入單質除釩,再除硅、鋁得到純,加入還原得到。 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫