第47講化學(xué)工藝流程題的解題策略

［課程標(biāo)準(zhǔn)］1.培養(yǎng)從試題提供的新信息中準(zhǔn)確地提取實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，并與已有知識塊整合

重組為新知識塊的能力。2.培養(yǎng)將分析和解決問題的過程及成果用正確的化學(xué)術(shù)語及文字、

圖表、模型、圖形等表達(dá)并做出解釋的能力。

題空突破一流程中原料的預(yù)處理

|口要點(diǎn)梳理自主落實(shí)夯基固本

方法目的

研磨、霧將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w分散成微小液滴，增大反應(yīng)物

化接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分

水浸與水接觸反應(yīng)或溶解

與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除

酸浸

去

堿浸除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物

除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)的灼燒就是為

灼燒

了除去可燃性雜質(zhì)

改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如

煨燒

煨燒高嶺土

|E3核，心突破關(guān)鍵整合能力提升

1.某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCCh、MgSiO3>CaMg(CO3)2,

AI2O3和Fez03等，回收其中鎂的工藝流程如下:

硫酸NaOH溶液

髓湎延卜冊Pg濾。黑T調(diào)pl到5.5根西

NaOH溶液濾渣I

濾液n_______________

'H過濾用調(diào)pH’到112.5小濾液?

J

MgCl2-Mg(OH)2-<

試回答在“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有(兩條即可)。

解析：采取措施其目的是讓更多的鎂的化合物能與硫酸反應(yīng)。

答案：增大硫酸濃度、加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪拌

2.稀土是一種不可再生的戰(zhàn)略性資源，被廣泛應(yīng)用于電子信息、國防軍工等多個領(lǐng)域。

一種從廢棄陰極射線管(CRT)熒光粉中提取稀土元素鉆(Y)的工藝流程如下：

學(xué)生用書第220頁

5mol?L-1

0.8mol,L-1不參與反應(yīng)的雜質(zhì)

濾渣鹽,、

廢棄鹽酸廠4

CRT氨水濾液一

熒光粉預(yù)處理LJ濾液

濾液

Im濾渣

濾渣DDTC

濾液(含M『,)柞_產(chǎn)方

YQ廠高曾燒濾渣工廠濾液

已知：廢棄CRT熒光粉的化學(xué)組成(某些不參與反應(yīng)的雜質(zhì)未列出)

成分含量/%丫2。3ZnOAI2O3PbO2MgO

預(yù)處理前24.2841.827.811.670.19

預(yù)處理后68.515.424.335.430.50

試回答步驟I中進(jìn)行原料預(yù)處理的目的為0

解析：由已知中預(yù)處理前和預(yù)處理后的成分含量變化可得，預(yù)處理的目的為除去ZnO

和AI2O3O

答案：除去ZnO和AI2O3

題空突破二流程中反應(yīng)條件的控制

|口要點(diǎn)梳理自主落實(shí)夯基固本

1.控制溶液的pH

(1)控制反應(yīng)的發(fā)生，增強(qiáng)物質(zhì)的氧化性或還原性，或改變水解程度。

(2)控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。

①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去AF+、Mn2

+溶液中含有的Fe2+,先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH。

②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H+反應(yīng)，使溶液pH增大；不引入新雜質(zhì)。

例如：若要除去Ci?+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、CU(OH)2、C11CO3、Cu2(OH)2cO3等

物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。

2.控制反應(yīng)的溫度

(1)控制化學(xué)反應(yīng)速率。

(2)控制平衡移動方向。

(3)控制固體的溶解與結(jié)晶，如趁熱過濾能防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出。

(4)促進(jìn)溶液中氣體的逸出或?qū)崿F(xiàn)蒸儲。

(5)防止或?qū)崿F(xiàn)某物質(zhì)水解或分解。

(6)使催化劑達(dá)到最大活性。

(7)防止副反應(yīng)的發(fā)生。

3.調(diào)節(jié)反應(yīng)物的濃度

(1)根據(jù)需要選擇適宜濃度，控制一定的反應(yīng)速率，使平衡移動有利于目標(biāo)產(chǎn)物的生成，

減小對后續(xù)操作產(chǎn)生的影響。

(2)反應(yīng)物過量，能保證反應(yīng)的完全發(fā)生或提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，但對后續(xù)操作也會產(chǎn)

生影響。

4.控制反應(yīng)體系的壓強(qiáng)

(1)改變化學(xué)反應(yīng)速率。

(2)影響平衡移動的方向。

5.使用催化劑

加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。

113核，1突破關(guān)鍵整合能力提升

1.碳酸鋰(相對分子質(zhì)量為74)廣泛應(yīng)用于化工、冶金、陶瓷、醫(yī)藥、制冷、焊接、鋰合

金等行業(yè)。制備流程如下：

濃硫酸

沸點(diǎn)：338tCaCOsNaOHNa2c2O4Na2cO3

已知：碳酸鋰的溶解度(g1-l)見下表。

溫度/℃010203040506080100

Li2c。31.541.431.331.251.171.081.010.850.72

(1)硫酸化焙燒工出4反應(yīng)溫度控制在250?300℃,主要原

是;

同時(shí)，硫酸用量為理論耗酸量的H5%左右，硫酸如果加入過多則(填字母)。

學(xué)生用書第221頁

a.增加酸耗量b.增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量c.增加后續(xù)中和酸的負(fù)擔(dān)

(2)水浸時(shí)，需要在攪拌下加入石灰石粉末的主要作用是=

(3)“沉鋰”需要在95℃以上進(jìn)行，主要原因是；

過濾碳酸鋰所得母液中主要含有Na2s04,還可能含有—0

解析：(1)若溫度過低，反應(yīng)速率慢，若溫度過高，則濃H2SO4沸騰，揮發(fā)較多。(2)

加入CaCCh一是和多余H2s04反應(yīng)，二是調(diào)節(jié)pH除去大部分雜質(zhì)。(3)由表格中數(shù)據(jù)可知，

溫度越高，Li2c。3溶解度越小，故沉鋰在95℃以上進(jìn)行可增加產(chǎn)率。過濾后的母液中除

Na2s04外還可能有Na2cCh、Li2cO3。

答案：(1)溫度低于250℃,反應(yīng)速率較慢；溫度高于300℃,硫酸揮發(fā)較多abc

(2)除去多余的硫酸，同時(shí)調(diào)整pH,除去大部分雜質(zhì)

(3)溫度越高，碳酸鋰溶解度越小，可以增加產(chǎn)率Na2co3、Li2cO3

2.利用水鉆礦(主要成分為CO2O3,含少量Fe2O3、AI2O3、MnO、MgO、CaO、SiCh等)

可以制取多種化工試劑，以下為草酸鉆晶體和氯化鉆晶體的制備流程，回答下列問題：

草酸鉉

鹽酸NaClO,^,N”Na儲液萃取劑溶芝|CoC204-2H2O|

|水■礦.浸%液|調(diào)PH|至12.瞬舊濾嬴卜尿就|c°Ch-6H2。|

tIIII

NazSOs沉淀I沉淀U萃取劑層操作I

已知：①浸出液中含有的陽離子主要有H+、C°2+、Fe2\Mn2+,Al3+,Mg2\Ca?+等。

②沉淀I中只含有兩種沉淀。

③流程中部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:

沉淀物AIOH

Fe(OH)3Fe(OH)2CO(OH)2()3Mn(0H)2

開始沉淀2.77.67.64.07.7

完全沉淀3.79.69.25.29.8

(1)浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為0

(2)加入NaClO3的作用是______________________________________________________

⑶加入Na2cCh調(diào)pH至5.2,目的是；萃取劑層含錦元素，則沉淀H的主要成

分為o

(4)操作I包括：將水層加入濃鹽酸調(diào)整pH為2?3,—、—、過濾、洗滌、減壓烘

干等過程。

解析：(1)浸出過程中，CO2O3與鹽酸、Na2sCh發(fā)生反應(yīng)，CO2O3轉(zhuǎn)化為C02+,Co元

素化合價(jià)降低，

則S元素化合價(jià)升高，sof轉(zhuǎn)化為sof,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒

配平離子方程式：CO2O3+4H++SO1=2Co2++SOf+2H2O。(2)加入NaCICh的作用是

將Fe2+氧化為Fe3+,便于后面調(diào)節(jié)pH時(shí)生成Fe(OH)3沉淀而除去。(3)根據(jù)工藝流程圖，結(jié)

合表格中提供的數(shù)據(jù)可知，加Na2cCh調(diào)pH至5.2,目的是使Fe3+和A-+沉淀完全。濾液I

中含有的金屬陽離子為C02+、Mn2\Mg2+、Ca2+等，萃取劑層含鎰元素，結(jié)合流程圖中向

濾液I中加入了NaF溶液，知沉淀II為MgF2、CaF2=⑷經(jīng)過操作I由溶液得到結(jié)晶水合物，

故除題中已知過程外，操作I還包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。

答案：⑴CsCh+SO]+4H+=2Co2++SOf+2H,0

3+

(2)將Fe2+氧化為Fe,便于后面調(diào)節(jié)pH時(shí)生成Fe(OH)3沉淀而除去

(3)使Fe3+和AF+沉淀完全CaF2>MgF2

(4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶

題空突破三物質(zhì)的分離與提純

(一)有關(guān)沉淀洗滌的答題規(guī)范

|口要點(diǎn)梳理自主落實(shí)夯基固本

1.對沉淀洗滌的原因

(1)若濾渣是所需要的物質(zhì)，洗滌的目的是除去晶體表面的可溶性雜質(zhì)，得到更純凈的沉

淀物。

(2)若濾液是所需要的物質(zhì)，洗滌的目的是洗滌過濾所得到的濾渣，把有用的物質(zhì)如目標(biāo)

產(chǎn)物盡可能洗出來。

(3)防止污染環(huán)境：如果濾渣表面含有一些對環(huán)境有害的物質(zhì)，如重金屬或CN，為了防

止污染環(huán)境，往往要對殘?jiān)M(jìn)行洗滌。

2.洗滌劑的選擇

洗滌試劑適用范圍目的

除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì)；可適當(dāng)降

冷水產(chǎn)物不溶于水

低固體因?yàn)槿芙舛斐傻膿p失

有特殊的物質(zhì)其溶解度隨除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì)；可適當(dāng)降

熱水

蒸儲水著溫度升高而下降低固體因?yàn)闇囟茸兓斐扇芙獾膿p失

有機(jī)溶劑

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)性除去

(酒精、丙酮

機(jī)溶劑固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥

等)

學(xué)生用書第222頁

飽和溶液對純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解

除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜

酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿

質(zhì)；減少固體溶解

3.洗滌的方法

洗滌的方法注意點(diǎn)三個得分點(diǎn)

注洗滌液一加洗滌液一重復(fù)

操作

讓過濾后的晶體繼續(xù)留在過(1)注洗滌液：沿玻璃棒向漏

在洗滌過程中不能攪拌。因?yàn)?/p>

濾器中，加入洗滌劑浸沒晶斗中注入洗滌液

濾紙已經(jīng)潤濕，如果攪拌很容

體，讓洗滌液自然流下，重復(fù)(2)加洗滌液：洗滌液完全浸

易攪破濾紙，造成晶體損失

2?3次即可沒晶體

(3)重復(fù)操作：重復(fù)操作2?3

次

|E3核，心突破關(guān)鍵整合能力提升

1.SnS04是一種重要的硫酸鹽，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。其制備路線如下:

鹽酸錫粉碳酸氫核物質(zhì)A

II,I,,丁，

濾渣氣體濾液SnSO”晶體一…」

實(shí)驗(yàn)室中“漂洗”沉淀的實(shí)驗(yàn)操作方法是?

解析：“漂洗”沉淀就是洗滌沉淀，需要直接在過濾器中進(jìn)行，（沿著玻璃棒）向漏斗（或

過濾器）中加蒸館水至浸沒沉淀，（靜置）待水全部流出后，重復(fù)操作2?3次。

答案：（沿著玻璃棒）向漏斗（或過濾器）中加蒸儲水至浸沒沉淀，（靜置）待水全部流出后,

重復(fù)操作2?3次

2.以磷石膏（主要成分為CaSCU，雜質(zhì)SiCh、AI2O3等）為原料可制備輕質(zhì)CaCCh。

co2NH4CI溶液

亶.懿遍畫孽T高溫股西H血…….輕質(zhì)CaCOs

濾液

勻速向漿料中通入CO2,當(dāng)漿料清液pH接近6.5時(shí)，過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量

濃度最大的兩種陰離子為SOj和HCO］；檢驗(yàn)固體洗滌是否完全的方法是

解析：濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為so：和HCO1,固體洗滌是否干凈

應(yīng)檢驗(yàn)so廣?

答案：取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaC12溶液，若不產(chǎn)

生白色沉淀，則表明已洗滌完全

3.CuSC）4PlfcO是銅的重要化合物，有著廣泛的應(yīng)用。以下是CuSC）47比。的實(shí)驗(yàn)室

制備流程圖。

稀硫酸

銅粉一T』應(yīng)|一?|蒸發(fā)IT冷卻結(jié)晶］T過濾晶體

t

濃硝酸

如果采用重量法測定CuSO4?5H2O的含量，完成下列步驟：①—，②加水溶解，③

加氯化鋼溶液，沉淀，④過濾（其余步驟省略）。在過濾前，需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，其方法

是O

解析：需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，即檢驗(yàn)溶液中是否有so：剩余。

答案：稱量樣品靜置，取上層清液于試管中，在上層清液中繼續(xù)滴加氯化銀溶液，

若無白色沉淀生成，證明已沉淀完全

（二）產(chǎn)品分離、提純的答題規(guī)范

|口要點(diǎn)梳理自主落實(shí)夯基固本

1.結(jié)晶——固體物質(zhì)從溶液中析出的過程。

（1）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如制取含結(jié)晶水的物質(zhì)、除去KNC>3中的少量NaCl。

(2)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KN03。

2.過濾——固、液分離。

3.洗滌——用冷水、酒精或電解質(zhì)溶液洗去固體表面吸附的溶質(zhì)。

4.蒸儲——分離沸點(diǎn)不同互溶的液體混合物。

5.分液一互不相溶的液體間的分離。

6.萃取——用一種溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來。(反萃取)

7.升華——將可直接汽化的固體分離出來。

8.鹽析——加無機(jī)鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出。

9.冷卻——利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體，如工業(yè)合成氨中分離出液氨。

113核，1突破關(guān)鍵整合能力提升

so2是硫酸工業(yè)尾氣的主要成分。以硫酸工業(yè)的尾氣為原料制備硫酸鉀和硫酸銃晶體

(MnSO4-H2O)的工藝流程如圖所示。

CaCO3空氣NHJiCOs氨水KC1溶液

,「L，廠I,i'

反,11—T反甲n|-H反.m—K2soit

含

S02_C02CaCOjNH4CI

的尾氣軟鎰礦漿

T反應(yīng)IV|一d除雜I―H結(jié)晶-MnSO?-H20

學(xué)生用書第223頁

回答下列問題:

⑴如圖所示是幾種鹽的溶解度曲線。反應(yīng)m中，向(NH4)2SC)4溶液中加入KC1溶液后,

進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、—、洗滌、干燥等操作即得K2sCU產(chǎn)品。

020406080100

77t

(2)檢驗(yàn)硫酸鉀樣品中是否含有氯化物雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是

(3)已知室溫下Mn(0H)2的Kp=4.5X10一巴向MnSCU溶液中滴加氨水使溶液的pH=10,

請列式計(jì)算，判斷此時(shí)溶液中Mi?+是否沉淀完全：

解析：⑴在相同溫度下，K2s04的溶解度最小，反應(yīng)III中，向(NH4)2SC>4溶液中加入

KCI溶液，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后，K+和SO『以K2sO4的形式結(jié)晶析出，此時(shí)趁熱過濾，可得到

K2SO4晶體，同時(shí)也可防止其他鹽結(jié)晶析出。(2)因?yàn)锳g2sCU是微溶于水的白色固體，所以

用HNCh酸化的AgNC)3溶液檢驗(yàn)C「時(shí)，應(yīng)先加入過量Ba(NC)3)2溶液使S0廠完全沉淀。(3)

-42+QH-=-5

溶液的pH=10時(shí)，c(0H)=lXIOmol,L<?(Mn)=c2()4.5XIOmol,L

*>1XIO-5mol-L-1,所以此時(shí)溶液中的Mn2+沒有沉淀完全。

答案：(1)趁熱過濾(2)取少量樣品于試管中配成溶液，滴加過量Ba(NO3)2溶液,取

上層清液滴加HNO3酸化的AgNO3溶液

51

(3)c(Mn2+)=.(常-)=4.5XIO'mol?L>>1X10mol?L,Mi?+沒有沉淀完全

題空突破四流程中的化學(xué)計(jì)算

|13要點(diǎn)梳理自主落實(shí)夯基固本

化工流程題中涉及的計(jì)算主要有：樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或純度的計(jì)算，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率、

物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的質(zhì)量的計(jì)算。

1.計(jì)算公式

mV

⑴〃=而，"=耳，"=cV(aq)

(2)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或純度)=7器黑。X100%

產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)量

⑶產(chǎn)品產(chǎn)率=

產(chǎn)品理論產(chǎn)量X100%

參加反應(yīng)的原料量

物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率=

(4)加入原料的總量X100%

2.計(jì)算方法——關(guān)系式法

關(guān)系式法常應(yīng)用于一步反應(yīng)或分多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)中，利用該法可以節(jié)省不必要的中

間運(yùn)算過程，避免計(jì)算錯誤，并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果。一步反應(yīng)中可以直接找出反應(yīng)物與

目標(biāo)產(chǎn)物的關(guān)系；在多步反應(yīng)中，若第一步反應(yīng)的產(chǎn)物是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)化

學(xué)方程式將某中間物質(zhì)作為“中介”，找出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間量的關(guān)系。

如水中溶氧量(DO)的測定：

堿性條件下，02將Mi?+氧化為MnO(OH)2：

①2Mn2++O2+4OH--2MnO(OH)2I

酸性條件下，MnO(OH)2將1一氧化為b：

+2+

②MnO(OH)2+2F+4H=Mn+l2+3H2O

用Na2s2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的12：

③2s20T+i2=s4or+2r

可得關(guān)系式：

。2?2Mn2+~2MnO(OH)2?2b?4Na2s2O3

|口核心突破關(guān)鍵整合能力提升

黃銅礦(CuFeS"可用來冶煉銅及制備鐵氧化物，常含有微量金、銀等。以黃銅礦為主要

原料生產(chǎn)鐵紅(氧化鐵)顏料、膽研的工藝流程如圖所示：

FeCb溶液Naf03空氣

??過濾1—I—,

CuFeSilT反應(yīng)1-----?FeCChT反應(yīng)出1鐵紅

NaCl溶液水

反應(yīng)w

CuSO4-5H2OCu溶液A

用滴定法測定所得產(chǎn)品中CuSO4-5H2O的含量，稱取ag樣品配成100mL溶液，取出

-1

20.00mL,用cmol-LEDTA(Na2H2Y?2H2。)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(EDTA不與雜質(zhì)反應(yīng))，

2+22+

消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為bmLo滴定反應(yīng)為Cu+H2Y-=CuY-+2H?則

CuSCU?5涇0的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為—o滴定管用蒸儲水洗滌后，直接注入標(biāo)準(zhǔn)溶液，則會導(dǎo)致測

定結(jié)果偏—(填“大”或“小”)。

解析：根據(jù)滴定反應(yīng)可知，20.00mL溶液中”(CU2+)="(H2Y2-)=Cmol?L-iXbXl(F

3

L=bcX10Tmol,則ag樣品中CuSO4-5H2O的物質(zhì)的量為56cxi0、mol,樣品中

31

M,5Z?cX10molX250g,mol'125bc..__?

CuSO4-5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為------------------------X100%=—%□滴定管用蒸

儲水洗滌后，直接注入標(biāo)準(zhǔn)溶液，則標(biāo)準(zhǔn)溶液被稀釋，濃度偏小，導(dǎo)致消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積

偏大，使測定結(jié)果偏大。

學(xué)生用書第224頁

題型突破——整合精品組件

|口要點(diǎn)梳理自主落實(shí)夯基固本

1.審題一破題秘訣

(1)看原料：明確化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的材料。

(2)看目的：把握題干中的“制備”或“提純”等關(guān)鍵詞，確定化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目

的。

(3)看箭頭：進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)；出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。

(4)看三線：主線主產(chǎn)品；分支副產(chǎn)品；回頭為循環(huán)。

(5)找信息：明確反應(yīng)條件控制和分離提純方法。

(6)關(guān)注所加物質(zhì)的可能作用：參與反應(yīng)、提供反應(yīng)氛圍、滿足定量要求。

2.方法——考場支招

(1)粗讀題干，挖掘圖示，明確目的

圖示中一般會出現(xiàn)超出教材范圍的知識，但題目有提示或者問題中不涉及，關(guān)注題目的

每一個關(guān)鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問什么推什么。通過閱

讀明確生產(chǎn)目的，找到制備物質(zhì)所需的原料及所含雜質(zhì)。

(2)攜帶問題，精讀信息

讀主干抓住關(guān)鍵字、詞；讀流程圖，重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(進(jìn)入與流出)、實(shí)驗(yàn)操作方法。

(3)看清問題，準(zhǔn)確規(guī)范作答

答題時(shí)要看清問題，不能答非所問，要注意語言表達(dá)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，答題時(shí)不具有

“連帶效應(yīng)”，即前一問未答出，不會影響后面答題。

3.答題——關(guān)鍵要素

(1)原料預(yù)處理

①溶解、水浸、酸浸：通常用酸溶，如用硝酸、鹽酸、濃硫酸等使可溶性金屬離子進(jìn)入

溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。

②灼燒、焙燒、煨燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分

解。

③研磨：適用于有機(jī)物的提取或減小固體顆粒度，增大物質(zhì)間接觸面積，加快反應(yīng)速率。

(2)反應(yīng)條件的控制

①調(diào)pH除雜。

a.控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。

b.調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H+/01T反應(yīng)，使溶液pH增大/減?。徊?/p>

引入新雜質(zhì)。例如，若要除去Ci?+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、CU(OH)2、CU2(OH)2CO3

等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。

②試劑除雜：利用難溶制更難溶原理。

③加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個方向移動在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的

物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意控制溫度不能過高。如NaHCCh、H2O2、Ca(HCO3)2>KMnCU、AgNO3,

HNCM濃)、銹鹽等物質(zhì)。

④降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會溶解或分解、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動。

113核，〉突破關(guān)鍵整合能力提升

奧啕］磷酸鐵鋰(LiFePCU)被認(rèn)為是最有前途的鋰離子電池正極材料。某企業(yè)利用富鐵

浸出液生成磷酸鐵鋰，開辟了處理硫酸亞鐵廢液一條新途徑。其主要流程如下:

濃H2s04H2TiO31—>|TiO2

I

鈦Fe2\

NaClOH3PO4NH3H2OLiCO草酸

鐵》SOY、23

解

礦TiO2+

T'濾液'I庶怎-JFeP04；CH20NLiFeP04

1------1的溶液-----------11-------

已知：H2TiO3是種難溶于水的物質(zhì)。

(1)鈦鐵礦用濃硫酸處理之前，需要粉碎，其目的是

學(xué)生用書第225頁

(2)TiC)2+水解生成H2TiO3的離子方程式為。

(3)加入NaClO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為-

(4)在實(shí)驗(yàn)中，從溶液中過濾出H2TiO3后，所得濾液渾濁，應(yīng)如何操

作？。

(5)為測定鈦鐵礦中鐵的含量，某同學(xué)取經(jīng)濃硫酸等處理的溶液(此時(shí)鈦鐵礦中的鐵已全部

轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子)，采取KMnCU標(biāo)準(zhǔn)液滴定Fe2+的方法：(不考慮KMnCU與其他物質(zhì)反應(yīng))

在滴定過程中，若未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管，則使測定結(jié)果—(填“偏高”、“偏低”或“無

影響“)，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________________________

0滴定分析時(shí)，稱取ag鈦鐵礦，處理后，用cmol/LKMnCU標(biāo)準(zhǔn)液滴定，消

耗VmL,則鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為.?

［析圖］工藝流程解讀如下:

解析：(1)將鈦鐵礦粉碎，可以增大表面積，增大濃硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率；

(2)TiC)2+水解生成H2TiO3,同時(shí)生成氫離子，離子方程式為：TiC)2++2H2O=H2TiO3

I+2H+；

(3)C1CT具有強(qiáng)氧化性，將Fe2+氧化為Fe3+,自身被還原為C「，酸性條件下，同時(shí)生成

-2++3+

水，反應(yīng)離子方程式為：CIO+2Fe+2H=2Fe+CP+H2O；

(4)從溶液中過濾出HzTiCh后，所得濾液渾濁，需要更換過濾器，重新過濾；

(5)如果未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管，會導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋，消耗KMnCU標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，

使測定結(jié)果偏高；當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)終點(diǎn)時(shí)，滴加最后半滴KMn04標(biāo)準(zhǔn)液，溶液變成紫紅色，且半

八人上.-，+%cVX10-3x5X5628cV

分鐘內(nèi)不褪色。由MnC%?5Fe，知，w(Fe)=~X100%=~~1%。

答案：(1)增大固體的表面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率

2++

(2)TiO+2H2O^H2TiO3I+2H

2++3+

(3)C1CT+2Fe+2H=2Fe+Cl+H20

(4)換上新的過濾器，將渾濁濾液重新過濾

(5)偏高滴加最后半滴KMnCU標(biāo)準(zhǔn)液，溶液變成紫紅色,且在半分鐘內(nèi)不褪色等％

對點(diǎn)練.工業(yè)上以鋼礦石(V2O5，含SiCh、Fe2O3>AI2O3等雜質(zhì))為主要原料提取五氧化

二機(jī)(V2O5)的工藝流程如下：

足量

H2s鐵屑試劑)煙氣

(牛)2a(NH42S2O8NH3?H20

鈿礦暴面毒心扁俄國病疥V2O5

石粉W

除雜

水相有機(jī)相(HA)2濾液

已知：①萃取與反萃取的過程可表示為“VO2++優(yōu)(HA)2立解:…(VO%(A)2"(HA)2(“L.)

+2nH+o②“沉鈾”時(shí)生成的沉淀為NH4Vo3。

回答下列問題：

(1)鋼礦石預(yù)先粉碎的目的是.

濾渣的主要成分是—=

(2)“還原”的主要目的是將VO；轉(zhuǎn)變?yōu)閂O?+,反應(yīng)的離子方程式

為，

同時(shí)還有H+和—(填離子符號)被還原；在“反萃取”時(shí)，應(yīng)向體系中加入適量的試劑

a為一(填“稀硫酸”或“氨水”)。

(3)“氧化”時(shí)將V02+變?yōu)閂O；,則氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為—,

(4)該工藝生產(chǎn)中可循環(huán)使用的物質(zhì)為—o

解析：由題干流程圖可知,“酸浸”發(fā)生的反應(yīng)為：Fe2O3+3H2so4=Fe2(SO4)3+3H2。、

AI2O3+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2O,V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O,過濾后得濾渣為

3+2+

Si02,濾液中含有A/+、Fe3+和VO；,然后“還原”發(fā)生的反應(yīng)有：Fe+2Fe=3Fe.

+2+2++2+

Fe+2V0；+4H=Fe+2VO+2H2O,Fe+2H=Fe+H2f,萃取除雜時(shí)將VCP+萃

取到有機(jī)相中，水相中含有Fe2+、AF+等，氧化時(shí)是將VO?+氧化為VO；,反應(yīng)的離子方程

2+++

式為：2VO+S2Or+2H2O=2VO；+2SOf+4H,沉鋼時(shí)反應(yīng)為：NH3?H2O+H+

VO；=NH4VO3；+H2O,過濾洗滌干燥后得NH4Vo3，在燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：

煨燒

2NH4Vo3^=V2O5+2NH3t+H2O,煙氣中排出NH3和水蒸氣。

(1)銳礦石預(yù)先粉碎的目的是可以增大帆礦與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使銳礦充

分反應(yīng)，提高浸取率等，由分析可知，濾渣的主要成分是SiCh;

(2)由分析可知，“還原”的主要目的是將V0；轉(zhuǎn)變?yōu)閂02+,反應(yīng)的離子方程式為Fe+

+2+2+

2V0；+4H=Fe+2VO+2H2O,同時(shí)還有H+和Fe3+被還原；由題干信息可知，萃取

2++

與反萃取的過程可表示為?VO+m(HA)2/；,(VO)?(A)2?(HA)2(m-?)+2?Ho

則在“反萃取”時(shí)，應(yīng)向體系中加入適量的試劑a為稀硫酸，以增大溶液中的H+濃度，

使上述平衡逆向移動，實(shí)現(xiàn)反萃取過程；

(3)由分析可知,S2O：中有2個氧原子的化合價(jià)為一1價(jià),“氧化”時(shí)將VO2+變?yōu)閂O],

+

反應(yīng)的離子方程式為：2VO2++S2OT+2H2O=2VO；+2S0f+4H,則氧化劑與還原劑

物質(zhì)的量之比為1:2；

(4)由分析可知，沉銳過程中需加入NH3?H20,最后尾氣中排出NH3和H2O,故該工藝

生產(chǎn)中可循環(huán)使用的物質(zhì)為NH3O

答案：(1)增大鋼礦與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使鈾礦充分反應(yīng)，提高浸取率

等SiO2

+2+2+3+

(2)Fe+2VO；+4H=Fe+2VO+2H2OFe稀硫酸

(3)1：2(4)NH3

真題演練明確考向

1.(2022?湖北選擇考，18)全球?qū)︿囐Y源的需求不斷增長，“鹽湖提鋰”越來越受到重視。

某興趣小組取鹽湖水進(jìn)行濃縮和初步除雜后，得到濃縮鹵水(含有Na+、Li+、C「和少量Mg?

+、Ca2+),并設(shè)計(jì)了以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。

(

o1.6

x

1.4

bcO

O

I1.2

a

1.0

feas

燭0.8

0.6

020406080100

溫度(七)

Li2c的溶解度曲線

回答下列問題:

⑴“沉淀為O

⑵向“濾液1”中加入適量固體Li2c。3的目的是

(3)為提高Li2cCh的析出量和純度，“操作A”依次為、、洗滌。

(4)有同學(xué)建議用“侯氏制堿法”的原理制備Li2co3。查閱資料后，發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)對常溫下的

Li2cCh有不同的描述：①是白色固體；②尚未從溶液中分離出來。為探究LiHCCh的性質(zhì)，

將飽和LiCl溶液與飽和NaHCCh溶液等體積混合，起初無明顯變化，隨后溶液變渾濁并伴有

氣泡冒出，最終生成白色沉淀。上述現(xiàn)象說明，在該實(shí)驗(yàn)條件下LiHCCh(填“穩(wěn)定”

或“不穩(wěn)定”)，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為o

(5)他們結(jié)合(4)的探究結(jié)果，擬將原流程中向“濾液2”加入Na2cCh改為通入CO2。這

一改動能否達(dá)到相同的效果，作出你的判斷并給出理由_________________________________

解析：濃縮鹵水(含有Na+、Li+、C「和少量Mg?+、Ca2+)中加入石灰乳［Ca(OH)2］后得

到含有Na+、Li+、C廠和Ca2+的濾液1,沉淀1為Mg(OH)2，向?yàn)V液1中加入Li2c。3后，得

到濾液2,含有的離子為Na+、Li+、C「和OH,沉淀2為CaCCh，向?yàn)V液2中加入Na2cO3,

得到Li2cO3沉淀，再通過蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，洗滌、干燥后得到產(chǎn)品Li2c03。

(1)濃縮鹵水中含有Mg2+,當(dāng)加入石灰乳后，轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，所以沉淀1為

Mg(OH)2o

(2)濾液1中含有Na+、Li+、C「和Ca2+,結(jié)合已知條件：LiOH的溶解度和化合物的溶

度積常數(shù)，可推測，加入Li2cCh的目的是將Ca2+轉(zhuǎn)化成CaCCh沉淀除去，同時(shí)不引入新雜

質(zhì)。

(3)由Li2c。3的溶解度曲線可知，溫度升高，Li2c。3的溶解度降低，即在溫度高時(shí)，溶

解度小，有利于析出，所以為提高Li2c03的析出量和純度，需要在較高溫度下析出并過濾得

到沉淀，即依次蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，洗滌。

(4)飽和LiCl和飽和NaHCCh等體積混合后，產(chǎn)生了LiHCCh和NaCl,隨后LiHCCh分解

產(chǎn)生了CO2和Li2co3。

(5)“濾液2”中含有LiOH,加入Na2cO3，目的是將LiOH轉(zhuǎn)化為Li2cO3。若改為通入

(4)3，

過量的CO2,則LiOH轉(zhuǎn)化為LiHCC)3，結(jié)合的探究結(jié)果,LiHCO3也會很快分解產(chǎn)生Li2c。

所以這一改動能達(dá)到相同的效果。

答案：(l)Mg(OH)2

(2)將Ca2+轉(zhuǎn)化成CaCCh沉淀除去，同時(shí)不引入新雜質(zhì)

(3)蒸發(fā)濃縮趁熱過濾

+

(4)不穩(wěn)定Li+HCO；==LiHCO3,2LiHCO3=Li2CO3I+CO2f+H2O

(5)能達(dá)到相同效果，因?yàn)楦臑橥ㄈ脒^量的CO2,則LiOH轉(zhuǎn)化為LiHCCh，結(jié)合(4)的探

究結(jié)果，LiHCCh也會很快分解產(chǎn)生Li2c03,所以這一改動能達(dá)到相同的效果

2.(2021?河北選擇考，15節(jié)選)綠色化學(xué)在推動社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某

科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)銘鹽的新工藝，該工藝不消耗除銘鐵礦、氫氧

化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+內(nèi)

循環(huán)。工藝流程如圖：

氣體A

。(熔融

20+NaOHH20(l)______FNazC溶液川工]③匕

Na2Cr2O7溶

，液+物質(zhì)V(s)

Fe(CrO)一高溫連介穩(wěn)態(tài)_ANaOH溶液(循環(huán))1

Fe(CrO2)2「序①過濾

(含AI2O3M初線幽H粗分離

過量氣體A

濾a無色」〒裊bAl(0H)3(s)+

過量氣體

「.序2A溶液*業(yè)吩物質(zhì)V的溶液

A+H2O(g)

物質(zhì)n?[M]->MgC0()-^gg]->MgO(s)

溶液3s

固體m混合氣體W

回答下列問題:

(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是—(填元素符號)。

(2)工序①的名稱為o

(3)濾渣I的主要成分是(填化學(xué)式)。

(4)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(5)物質(zhì)V可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH,此時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

可代替NaOH的化學(xué)試劑還有(填化學(xué)式)。

(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序(填“①”或"②”或“③”或“④”)

參與內(nèi)循環(huán)。

解析：由題給流程可知，鋁鐵礦、氫氧化鈉和空氣在高溫下連續(xù)氧化發(fā)生反應(yīng)，在熔

融氫氧化鈉作用下，F(xiàn)e(CrCh)2被氧氣高溫氧化生成輅酸鈉和氧化鐵，氧化鋁與熔融氫氧化鈉

反應(yīng)轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，氧化鎂不反應(yīng)；將氧化后的固體加水溶解，過濾得到含有氧化鎂、氧

化鐵的濾渣I和含有過量氫氧化鈉、鉛酸鈉、偏鋁酸鈉的濾液；將濾液在介穩(wěn)態(tài)條件下分離

得到銘?酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液和偏鋁酸鈉溶液；向銘?酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳得到

重鋸酸鈉和碳酸氫鈉沉淀；向偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳?xì)怏w得到氫氧化鋁沉淀和

碳酸氫鈉；向?yàn)V渣I中通入二氧化碳和水蒸氣，氧化鎂與二氧化碳和水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸

氫鎂溶液；碳酸氫鎂溶液受熱分解得到碳酸鎂固體和二氧化碳、水蒸氣，二氧化碳、水蒸氣

可以在工序②循環(huán)使用；碳酸鎂高溫燃燒得到氧化鎂。

(1)由分析可知，高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是鐵元素和珞元素；

(2)由分析可知，工序①為將氧化后的固體加水溶解浸出可溶性物質(zhì)；

(3)由分析可知，濾渣I的主要成分是氧化鐵和氧化鎂；

(4)工序③中發(fā)