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/專題06工業(yè)流程題解題策略目錄一、TOC\o"1-3"\h\u考情探究 11.高考真題考點(diǎn)分布 22.命題規(guī)律及備考策略 2二、培優(yōu)講練 錯(cuò)誤!未定義書簽。考點(diǎn)01微型工業(yè)流程題 3考向01考查微型工藝流程中的實(shí)驗(yàn)操作 7考向02考查微型工藝流程中的過程評(píng)價(jià) 8考點(diǎn)02化工流程綜合題 11考向01考查化學(xué)工藝流程與物質(zhì)制備 14考向02考查物質(zhì)的分離提純、除雜 15考向03考查化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理 16考點(diǎn)03工業(yè)流程中的圖像分析與定量計(jì)算 22考向01考查圖像分析與定量計(jì)算 23考向02考查化學(xué)(或離子)方程式的書寫 25好題沖關(guān) 28基礎(chǔ)過關(guān) 28題型01微型工業(yè)流程題 28題型02化工流程綜合題 32題型03工業(yè)流程中的圖像分析與定量計(jì)算 41能力提升 46真題感知 54高考真題考點(diǎn)分布考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)分布微型工業(yè)流程題2025山東卷,2025湖南卷,2025江蘇卷,2025黑吉遼蒙卷,2024北京卷,2024廣東卷,2024福建卷,2024吉林卷,2024湖南卷,2023江蘇卷,2023湖南卷,2023河北卷化工流程綜合題2025四川卷,2025全國(guó)卷,2025山東卷,2025湖北卷,2025湖南卷,2025廣東卷,2025北京卷,2025云南卷,2025江蘇卷,2025河南卷,2025陜晉青寧卷,2025安徽卷,2024天津卷,2024江西卷,2024新課標(biāo)卷,2024湖南卷,2024廣西卷,2024福建卷,2024海南卷,2024貴州卷,2024廣東卷,2024北京卷,2024甘肅卷,2024浙江卷,2024山東卷,2024新課標(biāo)卷,2024全國(guó)甲卷,2024安徽卷,2024上海卷,2023湖北卷,2023全國(guó)乙卷,2023天津卷,2023江蘇卷,2023海南卷,2023廣東卷,2023北京卷,2023山東卷,2023湖南卷,2023遼寧卷,2023新課標(biāo)卷,2023全國(guó)甲卷2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】從命題題型和內(nèi)容上看,化學(xué)工藝流程題是必考題型,它是將化工生產(chǎn)過程中主要生產(chǎn)階段——生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái),并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問。從命題思路上看,化學(xué)工藝流程題是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)工藝流程的簡(jiǎn)化,它涉及了化工生產(chǎn)過程中所遇到的生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等實(shí)際問題,并考查了物質(zhì)的制備、檢驗(yàn)、分離提純等實(shí)驗(yàn)基本操作和基本實(shí)驗(yàn)原理在化工生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用?!緜淇疾呗浴?、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(yè)生產(chǎn)中常見的化學(xué)術(shù)語(yǔ),如堿洗、酸溶、酸浸等。3、掌握陌生化學(xué)方程式的書寫方法,掌握氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及基應(yīng)用等。4、掌握物質(zhì)除雜、物質(zhì)回收利用的常見方法。5、掌握原料預(yù)處理、制備過程中控制反應(yīng)條件的目的和方法?!久}預(yù)測(cè)】預(yù)計(jì)2026年高考的試題仍以某礦石為原料制備某物質(zhì)或以廢渣、廢液提取某物質(zhì)為背景,呈現(xiàn)化工生產(chǎn)流程圖,進(jìn)行命題設(shè)計(jì),綜合考查元素化合物知識(shí)、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、反應(yīng)條件的控制與選擇、產(chǎn)率的計(jì)算、Ksp的應(yīng)用、綠色化學(xué)思想的體現(xiàn)等??键c(diǎn)01微型工業(yè)流程題1、微型工藝流程中題的呈現(xiàn)方式2、高頻考查方式微型工業(yè)流程選擇題的考查圍繞“流程環(huán)節(jié)與知識(shí)點(diǎn)的匹配度判斷”展開,可分為5類高頻形式,覆蓋90%以上考題:(1)操作合理性判斷(占比30%)①核心考查:“分離提純操作”與“溶質(zhì)/雜質(zhì)性質(zhì)”的匹配,常見操作包括蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻結(jié)晶、過濾、洗氣等;②真題示例(2023全國(guó)卷Ⅱ):a、流程:“廢金屬渣(Fe、Cu、SiO2)→稀鹽酸浸取→過濾→濾液(含F(xiàn)e2+、Cu2+)→加H2O2→調(diào)pH→過濾→Cu2+溶液”,b、選項(xiàng):“從最終Cu2+溶液獲CuCl2晶體,采用蒸發(fā)結(jié)晶(正確,因CuCl2溶解度受溫度影響較?。保籧、易錯(cuò)點(diǎn):混淆“蒸發(fā)結(jié)晶”與“冷卻結(jié)晶”(如KNO3用蒸發(fā)結(jié)晶為錯(cuò)誤選項(xiàng))。(2)反應(yīng)方程式正誤判斷(占比25%)①核心考查:“流程中反應(yīng)”的原子守恒、條件標(biāo)注、產(chǎn)物合理性,多為簡(jiǎn)單氧化還原/復(fù)分解反應(yīng);②示例:a、流程:“MnO2礦→濃鹽酸加熱→Cl2→飽和食鹽水除雜”,b、選項(xiàng):“MnO2與濃鹽酸反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)eq\o(=,\s\up9(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O(正確)”;c、易錯(cuò)點(diǎn):漏寫“濃”“△”等條件(如寫“MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O”為錯(cuò)誤選項(xiàng))。(3)物質(zhì)成分判斷(占比20%)①核心考查:“流程中濾渣、濾液、氣體”的成分,基于原料雜質(zhì)與試劑的反應(yīng)規(guī)律判斷;②示例:a、流程:“鋁土礦(Al2O3、Fe2O3、SiO2)→NaOH浸取→過濾”,b、選項(xiàng):“過濾后濾渣含F(xiàn)e2O3和SiO2(錯(cuò)誤,因SiO2與NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3進(jìn)入濾液,濾渣僅含F(xiàn)e2O3)”;c、易錯(cuò)點(diǎn):忽略“SiO2與NaOH反應(yīng)”“Al2O3的兩性”等基礎(chǔ)性質(zhì)。(4)試劑選擇判斷(占比15%)①核心考查:“除雜、轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)”的試劑是否符合“不引入新雜質(zhì)、不反應(yīng)目標(biāo)物質(zhì)”原則;②示例:a、流程:“CuSO4溶液(含F(xiàn)e3+)→調(diào)pH除雜→CuSO4溶液”,b、選項(xiàng):“調(diào)pH選用CuO(正確,不引入新雜質(zhì))”“調(diào)pH選用NaOH(錯(cuò)誤,引入Na+且使Cu2+沉淀)”;c、易錯(cuò)點(diǎn):選用“會(huì)引入新雜質(zhì)的試劑”(如除Fe3+用HCl、NaOH)。(5)現(xiàn)象與結(jié)論匹配(占比10%)①核心考查:“試劑添加后的現(xiàn)象”與“原料/產(chǎn)物成分”的邏輯對(duì)應(yīng);②示例:a、流程:“某礦石→稀鹽酸浸取→產(chǎn)生氣泡”,b、選項(xiàng):“氣泡證明礦石含碳酸鹽(正確,碳酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成CO2)”“氣泡證明礦石含硫化物(錯(cuò)誤,硫化物與稀鹽酸反應(yīng)生成H2S,但需結(jié)合氣味等其他現(xiàn)象,且微型題默認(rèn)碳酸鹽為高頻考點(diǎn))”;c、易錯(cuò)點(diǎn):“單一現(xiàn)象推導(dǎo)多種結(jié)論”(如氣泡可能是CO2、H2S,但微型題優(yōu)先選最常見的碳酸鹽)。3、流程中的“操作步驟”操作步驟高頻設(shè)問答題指導(dǎo)原料處理如何提高“浸出率”?①將礦石粉碎;②適當(dāng)加熱加快反應(yīng)速率;③充分?jǐn)嚢?;④適當(dāng)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(yīng)溫度升高,反應(yīng)速率加快;但當(dāng)“浸出率”達(dá)到最大值后,溫度升高“浸出率”反而下降,一般是反應(yīng)試劑的分解或揮發(fā))。選擇達(dá)到一定較高“浸出率”的時(shí)間及溫度(注意:一般不止一個(gè)答案)焙燒①高溫下硫化物與空氣中氧氣反應(yīng)(如FeS2與氧氣生成氧化鐵和二氧化硫);②除去硫、碳單質(zhì);③有機(jī)物轉(zhuǎn)化(如蛋白質(zhì)燃燒)、除去有機(jī)物等酸性氣體的吸收常用堿性溶液吸收(如SO2用Na2CO3或NaOH溶液吸收)控制條件除去雜質(zhì)的方法加氧化劑,轉(zhuǎn)變金屬離子的價(jià)態(tài)(如Fe2+→Fe3+)調(diào)節(jié)溶液的pH調(diào)溶液pH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pH信息,使特定金屬離子以氫氧化物沉淀出來(lái)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的分析跟蹤物質(zhì),分析每一步驟中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),書寫化學(xué)方程式或離子方程式濾渣、濾液中物質(zhì)的判斷,書寫物質(zhì)的化學(xué)式或電子式,分析物質(zhì)中的化學(xué)鍵確定循環(huán)物質(zhì)物質(zhì)分離過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、重結(jié)晶、分液與萃取儀器的選擇(如玻璃儀器的選擇)結(jié)晶方法:①晶體不帶結(jié)晶水,如NaCl、KNO3等;蒸發(fā)結(jié)晶②晶體帶結(jié)晶水,如膽礬等;將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾③要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì),如除去NaCl中少量的KNO3:蒸發(fā)濃縮結(jié)晶,趁熱過濾④要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì),如除去KNO3中少量的NaCl:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾晶體的洗滌用乙醇等有機(jī)溶劑洗滌晶體的目的:可以除去晶體表面可溶性的雜質(zhì)和水分、減少晶體溶解損耗,利用乙醇的易揮發(fā)性,有利于晶體的干燥4、流程中的“操作目的”操作目的答題指導(dǎo)固體原料進(jìn)行“粉碎”減小顆粒直徑,增大浸取時(shí)的反應(yīng)速率,提高浸取率酸(或堿)溶①原料經(jīng)酸(或堿)溶后轉(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(zhì);②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物;③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)等金屬用熱碳酸鈉溶液洗滌除去金屬表面的油污過濾固體與液體的分離;要分清楚需要的物質(zhì)在濾液中還是在濾渣中。濾渣是難溶于水的物質(zhì),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(duì)準(zhǔn)。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(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價(jià)態(tài)②除去雜質(zhì)離子(如把Fe2+氧化成Fe3+,而后調(diào)溶液的pH,使其轉(zhuǎn)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+判斷能否加其他物質(zhì)要考慮是否引入雜質(zhì)(或影響產(chǎn)物的純度)等在空氣中或在其他氣體中進(jìn)行的反應(yīng)或操作要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng);能否達(dá)到隔絕空氣、防氧化、防水解、防潮解等目的調(diào)溶液pH①生成金屬氫氧化物,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,有利于過濾分離④用pH計(jì)測(cè)量溶液的pH⑤用pH試紙測(cè)定溶液的pH:將一小塊pH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(cè)液點(diǎn)在pH試紙的中部,待試紙變色后再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照讀數(shù)控制溫度①控制物質(zhì)的溶解與結(jié)晶②防止某些物質(zhì)分解或揮發(fā)(如H2O2、氨水、草酸)③控制反應(yīng)速率、使催化劑達(dá)到最大活性、防止副反應(yīng)的發(fā)生④控制化學(xué)反應(yīng)的方向,使化學(xué)平衡移動(dòng)⑤煮沸:促進(jìn)溶液中的氣體(如氧氣)揮發(fā)逸出⑥趁熱過濾:減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量洗滌晶體洗滌試劑適用范圍目的蒸餾水冷水產(chǎn)物不溶于水除去固體表面吸附著的××雜質(zhì);可適當(dāng)降低固體因?yàn)槿芙舛斐傻膿p失熱水有特殊的物質(zhì)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(zhì);可適當(dāng)降低固體因?yàn)闇囟茸兓芙舛斐傻膿p失有機(jī)溶劑(酒精、丙酮等)固體易溶于水、難溶于有機(jī)溶劑減少固體溶解;利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)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)品減少固體溶解酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì);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(fù)以上操作2~3次提高原子利用率綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)【易錯(cuò)提醒】1、首尾分析法:對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序)試題,首先對(duì)比分析流程圖中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝,然后結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答。2、截段分析法:對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)兩種或多種產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。關(guān)鍵在于看清主、副產(chǎn)品是如何分開的,以此確定截幾段更合適,一般截段以產(chǎn)品為準(zhǔn)點(diǎn)。3、交叉分析法:有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品,這種題適合用交叉分析法。就是將提供的工業(yè)流程示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水線,然后上下交叉分析??枷?1考查微型工藝流程中的實(shí)驗(yàn)操作【例1】(2025·湖南郴州·一模)是一種重要的稀土金屬氧化物,在催化與檢測(cè)方面均有廣泛的應(yīng)用前景。工業(yè)上從水晶石廢料(含有、CaO、、、MgO)中提取的流程如下:已知:,;金屬離子濃度小于,認(rèn)為沉淀完全。下列說法錯(cuò)誤的是A.“浸取”工序中,提高浸取率的方法有粉碎、攪拌、適當(dāng)升溫B.根據(jù)已知計(jì)算得出,完全沉淀的pH為5.3C.氨水濃度過大導(dǎo)致沉鈰率下降的主要原因可能是與形成配合物導(dǎo)致不易被沉淀D.“還原”工序中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1【答案】B【詳解】A.提高浸取率可通過增大接觸面積(粉碎)、加快反應(yīng)速率(攪拌、適當(dāng)升溫)實(shí)現(xiàn),A正確;B.完全沉淀時(shí),,由,得,,,,B錯(cuò)誤;C.過量氨水可能與形成配合物(如),導(dǎo)致不易沉淀,沉鈰率下降,C正確;D.還原工序中,(,得)為氧化劑,(,失)為還原劑,電子守恒得,D正確;故答案選B?!舅季S建?!吭咸幚怼蛛x提純→獲得產(chǎn)品?微型工藝流程題目在流程中一般分為3個(gè)過程:原料處理→分離提純→獲得產(chǎn)品,其中化工生產(chǎn)過程中分離提純、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、過濾、洗滌、烘干,或蒸餾、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。考向02考查微型工藝流程中的過程評(píng)價(jià)【例2】(2025·遼寧·二模)銀是一種貴金屬,可制合金、焊藥、電子設(shè)備等。從鉛銀渣(含等金屬元素)中提取銀的流程如圖。下列說法錯(cuò)誤的是A.“酸浸”后浸出液中的金屬陽(yáng)離子為B.“絡(luò)合浸出”時(shí),發(fā)生的離子反應(yīng)為C.“絡(luò)合浸出”時(shí),若過小會(huì)降低銀的浸出率D.“濾液”經(jīng)處理后可返回“絡(luò)合浸出”工序循環(huán)利用【答案】B【詳解】A.根據(jù)分析,酸浸時(shí),銀元素轉(zhuǎn)化成難溶的AgCl、鉛元素轉(zhuǎn)化成難溶的PbSO4,所以浸出液中金屬陽(yáng)離子有、,A選項(xiàng)正確;B.“絡(luò)合浸出”時(shí)加入溶液將AgCl轉(zhuǎn)化為[Ag(S2O3)2]3-,發(fā)生的離子反應(yīng)為AgCl+2=[Ag(S2O3)2]3-+Cl-,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;C.在酸性條件下會(huì)發(fā)生反應(yīng),若pH過小,濃度降低,不利于形成絡(luò)合物,會(huì)降低銀的浸出率,C選項(xiàng)正確;D.“還原析銀”的反應(yīng)為4[Ag(S2O3)2]3-+N2H4?H2O+4OH-=4Ag+N2↑+8+5H2O,“濾液”中含有等物質(zhì),經(jīng)處理后返回“絡(luò)合浸出”工序,可提高原料利用率,D選項(xiàng)正確;故答案為:B?!舅季S建?!课⑿凸に嚵鞒讨械倪^程評(píng)價(jià)思路?流程的最終目的就是收益最大化,工藝流程題設(shè)中的問題順序通常與流程圖的流程順序是一致的,且一個(gè)問題對(duì)應(yīng)流程圖的一個(gè)或依次相連的若干個(gè)環(huán)節(jié),做題時(shí)只需找到所需回答的問題與流程圖中相關(guān)信息的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,“順藤摸瓜”就可以有效解決相關(guān)問題,對(duì)流程進(jìn)行在效評(píng)價(jià)。微型工藝流程中的過程評(píng)價(jià)思路:1、化學(xué)反應(yīng)原理——化學(xué)原理在實(shí)際工業(yè)上是否可行;2、成本要低——原料的選取使用、設(shè)備的損耗等;3、原料的利用率要高——利用好副產(chǎn)品、循環(huán)使用原料、能量盡可能利用;4、生產(chǎn)過程要快——化學(xué)反應(yīng)速率;5、產(chǎn)率要高——化學(xué)平衡;6、產(chǎn)品要純——產(chǎn)品的分離、提純;7、環(huán)保問題——反應(yīng)物盡可能無(wú)毒無(wú)害無(wú)副作用,“三廢”處理?!緦?duì)點(diǎn)1】(2025·安徽·三模)某煉鋅廢渣含有Zn、Cu及ZnO、PbO、CuO、FeO、CoO、MnO。從該廢渣中提取鈷的一種流程如下。已知:①的結(jié)構(gòu)式為。②金屬離子濃度≤10-5mol·L-1時(shí),可認(rèn)為該金屬離子已沉淀完全。③25℃時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39。下列說法正確的是A.“浸渣”只含Cu單質(zhì)B.“沉錳”步驟中,每生成1.0molMnO2,產(chǎn)生4molH+C.常溫下,“沉淀”步驟中,F(xiàn)e3+尚未沉淀完全D.“沉鉆”步驟中,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為5:2【答案】B【詳解】A.由分析知,浸渣含Cu和PbSO4,A錯(cuò)誤;B.由分析知,沉錳步驟中,(過氧鍵O為-1價(jià))作氧化劑,將氧化為,離子方程式為,每生成1mol產(chǎn)生4mol,B正確;C.沉淀步驟調(diào)pH=4時(shí),,,已沉淀完全,C錯(cuò)誤;D.沉鈷時(shí),ClO-(Cl從+1→-1,得2e-)作氧化劑,Co2+(Co從+2→+3,失1e-)作還原劑,由電子守恒可知n(氧化劑):n(還原劑)=1:2,D錯(cuò)誤;故選B?!緦?duì)點(diǎn)2】(2025·山東泰安·二模)某小組設(shè)計(jì)如下工藝流程回收廢舊印刷電路板中的銅,下列說法正確的是A.反應(yīng)Ⅰ的離子方程式為:B.操作③使用的玻璃儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒C.操作④以石墨為電極材料,溶液pH增大D.上述化工流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有、、RH【答案】A【詳解】A.反應(yīng)Ⅰ得到銅氨溶液,根據(jù)得失電子守恒、離子守恒、原子守恒,離子方程式為:,A正確;B.操作③是分液,使用的玻璃儀器為燒杯、分液漏斗,B錯(cuò)誤;C.操作④以石墨為電極材料,電解總反應(yīng):,則溶液pH減小,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)分析知,上述化工流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有、、RH、,D錯(cuò)誤;故選A??键c(diǎn)02化工流程綜合題1、原料處理階段的常見考查點(diǎn)(1)研磨——減小固體的顆粒度,增大固體與液體或氣體間的接觸面積,加快反應(yīng)速率。(2)水浸——與水接觸反應(yīng)或溶解。(3)酸浸——與酸接觸反應(yīng)或溶解,使可溶性金屬進(jìn)入溶液,不溶物通過過濾除去。(4)灼燒——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)的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)。(5)煅燒——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,如煅燒高嶺土。2、控制反應(yīng)條件的七種常用方法(1)調(diào)節(jié)溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn):①能與H+反應(yīng),使溶液pH變大。②不引入新雜質(zhì),如要除去Cu2+中混有的Fe3+時(shí),可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。(2)控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫,改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動(dòng)。(3)控制壓強(qiáng)。改變速率,影響平衡。(4)使用合適的催化劑。加快反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。(5)趁熱過濾。防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出。(6)冰水(或有機(jī)溶劑)洗滌。洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。(7)氧化:氧化劑的選擇要依據(jù)試題設(shè)置的情境,常見的氧化劑有氯氣、過氧化氫、氧氣和次氯酸鈉等,為了避免引入新的雜質(zhì),通常選擇的氧化劑有過氧化氫和氧氣。3、常用的分離方法(1)過濾:分離難溶物和易溶物,根據(jù)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(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì),如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸發(fā)結(jié)晶:提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì),如從溶液中提取NaCl。(4)冷卻結(jié)晶:提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸餾或分餾:分離沸點(diǎn)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(diǎn)分離氣體,如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。4、常用的提純方法(1)水溶法:除去可溶性雜質(zhì)。(2)酸溶法:除去堿性雜質(zhì)。(3)堿溶法:除去酸性雜質(zhì)。(4)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(5)加熱灼燒法:除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法:如除去酸性溶液中的Fe3+等?!疽族e(cuò)提醒】可循環(huán)物質(zhì)的判斷1、流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)。2、生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)(不要忽視結(jié)晶后的母液),可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)。(1)從流程需要加入的物質(zhì)去找:先觀察流程中需要加入的物質(zhì),再研究后面的流程中有沒有生成此物質(zhì)。(2)從能構(gòu)成可逆反應(yīng)的物質(zhì)去找:可逆反應(yīng)的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化,應(yīng)該回收再利用。(3)從過濾后的母液中尋找:析出晶體經(jīng)過過濾后的溶液稱為母液,母液是該晶體溶質(zhì)的飽和溶液,應(yīng)該循環(huán)再利用。5、工業(yè)流程題的分析方法(1)主線分析法:對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序)試題,首先對(duì)比分析流程圖中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答。如按照主線分析法分析如下:(2)分段分析法:對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工業(yè)流程題,用分段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。(3)交叉分析法:有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品,這種題適合用交叉分析法。就是將提供的工業(yè)流程示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水線,然后上下交叉分析。(4)四線分析法四線內(nèi)涵試劑線分清各步加入試劑的作用,一般是為了除去雜質(zhì)或進(jìn)行目標(biāo)元素及其化合物的轉(zhuǎn)化等。操作線分離雜質(zhì)和產(chǎn)品需要進(jìn)行的分離、提純操作等。雜質(zhì)線分清各步去除雜質(zhì)的種類,雜質(zhì)的去除順序、方法及條件等。產(chǎn)品線工藝流程主線,關(guān)注目標(biāo)元素及其化合物在各步發(fā)生的反應(yīng)或進(jìn)行分離、提純的操作方法,實(shí)質(zhì)是目標(biāo)元素及其化合物的轉(zhuǎn)化。6、工業(yè)流程題中常見的答題模板(1)除雜:除去……中的……(2)干燥:除去……氣體中的水蒸氣,防止……(3)增大原料浸出率(離子在溶液中的含量多少)的措施:攪拌、升高溫度、延長(zhǎng)浸出時(shí)間、增大氣體的流速(濃度、壓強(qiáng)),增大氣液或固液接觸面積。(4)加熱的目的:加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向(一般是有利于生成物生成的方向)移動(dòng)。(5)溫度不高于××℃的原因:適當(dāng)加快反應(yīng)速率,但溫度過高會(huì)造成揮發(fā)(如濃硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促進(jìn)水解(如AlCl3)等,影響產(chǎn)品的生成。(6)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、過濾、洗滌(冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)、干燥。(7)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)濃縮、趁熱過濾(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。(8)控制某反應(yīng)的pH使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀,調(diào)節(jié)pH所用試劑為主要元素對(duì)應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、堿等,以避免引入新的雜質(zhì);沉淀時(shí)pH范圍的確定:范圍過小導(dǎo)致某離子沉淀不完全,范圍過大導(dǎo)致主要離子開始沉淀。(9)減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))的原因:減小壓強(qiáng),使液體沸點(diǎn)降低,防止(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3)受熱分解、揮發(fā)。(10)檢驗(yàn)溶液中離子是否沉淀完全的方法:將溶液靜置一段時(shí)間后,向上層清液中滴入沉淀劑,若無(wú)沉淀生成,則離子沉淀完全。(11)洗滌沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水至液面浸沒沉淀,待水自然流下后,重復(fù)操作2~3次。(12)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。(13)洗滌沉淀的目的:除掉附著在沉淀表面的可溶性雜質(zhì)。(14)冰水洗滌的目的:洗去晶體表面的雜質(zhì)離子并降低被洗滌物質(zhì)的溶解度,減少其在洗滌過程中的溶解損耗。(15)乙醇洗滌的目的:降低被洗滌物質(zhì)的溶解度,減少其在洗滌過程中的溶解損耗,得到較干燥的產(chǎn)物。(16)蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍:抑制某離子的水解,如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時(shí)為獲得AlCl3需在HCl氣流中進(jìn)行。(17)事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的氧化性氣體(如氧氣),防止某物質(zhì)被氧化。考向01考查化學(xué)工藝流程與物質(zhì)制備【例1】(2025·湖南·一模)釩是重要的戰(zhàn)略金屬,廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能、合金等領(lǐng)域,現(xiàn)代工業(yè)利用釩渣(主要成分為、,含少量、、等雜質(zhì))制備釩電解液(溶液)的一種綠色工藝流程如下:已知:①多釩酸銨在pH為2至6條件下溶解度極低,在強(qiáng)酸性條件下()會(huì)溶解。②在酸性介質(zhì)中,釩的穩(wěn)定陽(yáng)離子以形式存在,具有氧化性。根據(jù)以上流程,回答下列問題:(1)V屬于區(qū)元素,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為。(2)“焙燒”過程中,釩渣中的轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式為。(3)“溶解”后,濾渣1的主要成分是(填化學(xué)式)。(4)常溫下,若水浸后濾液1中,為回收濾液中的Cr,將其轉(zhuǎn)化為,以形式沉淀完全(濃度),應(yīng)控制pH至少為。{已知:常溫下,,)(5)釩的“酸溶”步驟中,將還原為的離子方程式為;該反應(yīng)需在酸性條件下進(jìn)行,原因是?!敬鸢浮?1)d(2)(3)(4)5.6(5)保證釩元素以的形式存在,防止生成【詳解】(1)V位于第四周期第VB族,屬于d區(qū)元素;V為23號(hào)元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為,則價(jià)層電子排布式為;(2)焙燒時(shí),與Na2CO3、發(fā)生氧化還原反應(yīng),V從+3價(jià)被氧氣氧化為+5價(jià)(中),氧化劑是,氧從0價(jià)變?yōu)?2價(jià),其化學(xué)反應(yīng)方程式為:;(3)焙燒時(shí),被氧氣氧化為,不溶于水,故濾渣1是;(4)要使以形式沉淀完全(濃度),根據(jù)可得,,則mol/L,pH≥5.6;(5)根據(jù)得失電子守恒,中的V為+5價(jià),中的V為+4價(jià),每個(gè)V原子得到1個(gè)電子,中的S為+4價(jià),需要升價(jià),變?yōu)椋?6價(jià)),每個(gè)S原子失去2個(gè)電子,據(jù)此與的計(jì)量數(shù)之比為1:3,化學(xué)反應(yīng)方程式為:;根據(jù)題目已知信息:在酸性介質(zhì)中,陽(yáng)離子有較穩(wěn)定,具有氧化性,而后續(xù)流程中需要V元素以在的形式存在,故該反應(yīng)需在酸性條件下進(jìn)行,原因是酸性條件下有利于生成,保證釩元素以的形式存在,防止生成?!舅季S建?!俊八木€法”解題模型1、試劑線:為達(dá)到最終目的加入的物質(zhì),起到氧化還原、非氧化還原的作用;2、轉(zhuǎn)化線:元素守恒—焙燒、溶浸、沉淀、煅燒、電解、結(jié)晶等;3、除雜線:復(fù)分解沉淀、置換沉淀、氧化還原沉淀;加熱產(chǎn)生氣體等;4、分離線:蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾(趁熱過濾)、洗滌、干燥等。考向02考查物質(zhì)的分離提純、除雜【例2】(2025·山東·三模)鍺作為一種技術(shù)材料,在光纖通信、國(guó)防科技等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。工業(yè)上一種以冶鋅廢渣(主要為、、等氧化物)為原料制備鍺的流程如圖所示。回答下列問題:(1)“溶浸”時(shí)要先把廢渣粉碎過篩,目的是,加入的作用是。(2)“沉鍺”后分離得到,該實(shí)驗(yàn)操作所需的玻璃儀器有。(3)“氧化”時(shí)反應(yīng)(氧化產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣態(tài))的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為。(4)選擇氫氣還原氧化鍺,而不是焦炭,原因可能是。寫出該步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(5)若采用電解法制備,應(yīng)在(填“陰極”或“陽(yáng)極”)放電?!敬鸢浮?1)增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高溶浸率將還原為,便于分離(2)燒杯、漏斗、玻璃棒(3)(4)氫氣不會(huì)引入雜質(zhì),焦炭會(huì)使產(chǎn)品不純(或會(huì)形成CO,污染大氣等)(5)陰極【詳解】(1)固體和液體反應(yīng),將固體粉碎可增大與液體的接觸面積,加快反應(yīng)速率,同時(shí)提高浸取率;溶浸時(shí)加入亞硫酸鈉,將還原為,可還原鐵離子,防止加入硫化氫生成硫沉淀,便于分離;(2)“沉鍺”后的操作為“過濾”,需要的玻璃儀器為燒杯、漏斗和玻璃棒;(3)“氧化”時(shí)GeS2生成GeO2和SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:GeS2+3O2=GeO2+2SO2,反應(yīng)過程中,氧元素的化合價(jià)降低,氧化劑為O2,硫元素的化合價(jià)升高,還原劑為GeS2,故物質(zhì)的量之比為;(4)選擇氫氣還原氧化鍺,而不是焦炭,原因可能是:氫氣不會(huì)引入雜質(zhì),使產(chǎn)品不純(不會(huì)形成CO,污染大氣等);反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(5)電解時(shí),氧化鍺在陰極得電子被還原得到,所以應(yīng)作陰極??枷?3考查化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理【例3】(2025·安徽·三模)稀土元素鈰及其化合物在生產(chǎn)生活中有重要用途,如硝酸鈰銨是重要的化工原料,它易溶于水和乙醇,幾乎不溶于濃硝酸。以氟碳鈰礦(主要成分為)為原料制備硝酸鈰銨流程如下?;卮鹣铝袉栴}:已知:焙燒后含鈰成分為和。(1)鈰()是鑭系元素,在元素周期表中屬于區(qū),氣體A的電子式為。(2)“焙燒”中常采用高壓空氣、逆流操作的目的是。(3)“酸浸”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(4)已知室溫下,,向水層中加入溶液,當(dāng)大于時(shí),完全生成沉淀(溶液中離子濃度時(shí),可認(rèn)為已沉淀完全)。(5)“沉淀轉(zhuǎn)化”是將轉(zhuǎn)化為,該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為(填化學(xué)式)。(6)“加熱漿化”過程中生成了配合物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(7)可用濃硝酸洗滌產(chǎn)品,洗滌操作的實(shí)驗(yàn)方法是?!敬鸢浮?1)f(2)以增大固體與氣體接觸面積,增大氧氣濃度,提高焙燒速率并且使反應(yīng)更充分(3)(4)9(5)(或)(6)(7)用玻璃棒向漏斗中引流入濃硝酸至固體全部浸沒,待溶液自然流出,重復(fù)次【詳解】(1)鈰()是鑭系元素在元素周期表中屬于f區(qū);焙燒生成的氣體為二氧化碳,其電子式為。(2)“焙燒”中常采用高壓空氣、逆流操作的目的是以增大固體接觸面積,增大氧氣濃度,提高焙燒速率并且使反應(yīng)更充分。(3)酸浸過程中,與硫酸、H2O2發(fā)生反應(yīng)生成和氧氣,離子方程式為。(4)完全生成沉淀時(shí),濃度小于,依據(jù),則大于9時(shí),完全生成沉淀。(5)“沉淀轉(zhuǎn)化”的方程式為,該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為。(6)“加熱漿化”過程中生成了配合物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(7)洗滌產(chǎn)品用濃硝酸,洗滌操作的實(shí)驗(yàn)方法是:用玻璃棒向漏斗中引流入濃硝酸至固體全部浸沒,待溶液自然流出,重復(fù)次?!舅季S建模】化學(xué)工藝流程常涉及的化學(xué)反應(yīng)原理1、沉淀溶解平衡的相關(guān)應(yīng)用:①沉淀的最小濃度控制;②沉淀轉(zhuǎn)化的條件。2、反應(yīng)速率及化學(xué)平衡理論在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用:①反應(yīng)速率控制;②化學(xué)平衡移動(dòng);③化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用;④反應(yīng)條件的控制。3、氧化還原反應(yīng)的具體應(yīng)用:①?gòu)?qiáng)弱規(guī)律;②守恒規(guī)律;③選擇規(guī)律。4、鹽類水解的具體應(yīng)用:①水解規(guī)律;②水解反應(yīng)的控制(抑制或促進(jìn))?!緦?duì)點(diǎn)1】(2025·湖南長(zhǎng)沙·二模)催化劑在化學(xué)工程發(fā)展過程中起著不可替代的作用,全球每年產(chǎn)生廢催化劑約50~70萬(wàn)噸,將廢催化劑回收再利用,已成為重要的研究課題。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:(1)24Cr和42Mo是同族元素,基態(tài)鉬原子的價(jià)層電子排布式為。(2)“沉鋁過濾”得到X,該步驟產(chǎn)生X的離子方程式為。(3)含Ni固體可溶于硫酸生成Ni2+,沉淀劑SDD()可與Ni2+生成螯合物沉淀,中性螯合物沉淀的結(jié)構(gòu)式為(螯合物是具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物)。(4)濾液Ⅱ中主要存在的陰離子有。(5)檢驗(yàn)濾液Ⅲ中主要金屬陽(yáng)離子的具體操作步驟為:。(6)電化學(xué)制備鉬酸鋇原理:在可密封的電解槽中加入過濾好的飽和Ba(OH)2溶液100mL,向溶液中通入氮?dú)?0min,用預(yù)處理后的鉬片、純鉑片作為電極。①通入氮?dú)?0min的目的是。②純鉑片作(填“陽(yáng)極”或“陰極”),鉬片上的電極反應(yīng)式:?!敬鸢浮?1)4d55s1(2){或}(3)
(4)、(5)用潔凈鉑絲(或鐵絲)蘸取濾液Ⅲ,在酒精燈(或煤氣燈)外焰上灼燒,若火焰為黃色,說明有鈉離子(6)除去溶解在溶液中的CO2和O2(或防止產(chǎn)生碳酸鋇)陰極Mo-6e-+Ba2++8OH-=BaMoO4+4H2O【詳解】(1)24Cr和42Mo是同族元素,Cr是第四周期第ⅥB元素,基態(tài)Cr原子的價(jià)層電子排布式是3d54s1,則鉬是第五周期第ⅥB元素,基態(tài)鉬原子的價(jià)層電子排布式為∶4d55s1;(2)“沉鋁”中,NaAlO2溶液與過量CO2反應(yīng)可以生成Al(OH)3和NaHCO3,因此,生成沉淀X的離子方程式為︰{也可以寫為或};(3)SDD可表示為,沉淀劑SDD是為了除去Ni2+生成重金屬螯合物沉淀,SDD與Ni2+通過配位鍵以2:l結(jié)合生成中性螯合物沉淀,結(jié)構(gòu)式為;(4)水浸過量后的溶液中含有NaAlO2、Na2MoO4的溶液,向其中通入過量CO2氣體,NaAlO2與CO2、H2O反應(yīng)產(chǎn)生Al(OH)3沉淀和可溶性NaHCO3,Na2MoO4不能發(fā)生反應(yīng),故沉鋁過濾,所得濾液Ⅱ含有NaHCO3,Na2MoO4,因此濾液Ⅱ中主要存在的陰離子為、;(5)濾液Ⅲ中主要金屬陽(yáng)離子為Na+,檢驗(yàn)濾液Ⅲ中主要金屬陽(yáng)離子要利用焰色試驗(yàn),具體操作步驟為:用鉑絲蘸取待測(cè)溶液,在酒精燈火焰上灼燒,若產(chǎn)生黃色火焰,就證明其中含鈉離子;(6)①通入氮?dú)?0min的目的是:趕凈裝置內(nèi)的空氣,避免空氣中的二氧化碳和氫氧化鋇反應(yīng);②電解原理可知:制備鉬酸鋇時(shí),電解池的陽(yáng)極為鉬片,純鉑片作電解池的陰極,鉬片上的電極反應(yīng)式為:Mo-6e-+Ba2++8OH-=BaMoO4+4H2O。【對(duì)點(diǎn)2】(2025·重慶·三模)銻(Sb)是重要的金屬元素,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、半導(dǎo)體等領(lǐng)域,以輝銻礦(主要成分為,還含有等)為原料制備金屬銻的工藝流程如下。已知:①浸出液中除含鹽酸外,還含有等。②(1)在周期表中位于周期族。(2)濾渣1中除S外,還含有(填化學(xué)式)。(3)常溫下,“除銅”后的溶液中應(yīng)不低于,但也不宜過多,原因是。(4)“除砷”時(shí),有生成,則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)“電解”時(shí)若只有Sb化合價(jià)發(fā)生改變,則被還原的Sb元素和被氧化的Sb元素質(zhì)量之比為,流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有。(6)可生產(chǎn)一種用作阻燃劑、穩(wěn)定劑的鈉鹽(Sb為+5價(jià)),其陰離子是兩個(gè)銻氧四面體共用一個(gè)頂點(diǎn)形成的二聚體結(jié)構(gòu),則該鈉鹽的化學(xué)式為?!敬鸢浮?1)五VA(2)(3)防止生成沉淀和有污染性的氣體(4)(5)2:3(6)【詳解】(1)?銻(Sb)的原子序數(shù)為51,與N位于同一個(gè)主族,在元素周期表中位于:第五周期,第VA族;(2)輝銻礦的主要成分為Sb2S3,還含有As2S3、CuO、SiO2等,加入鹽酸和SbCl5后,根據(jù)浸出液中除含過量鹽酸之外,還含有SbCl3、AsCl3、CuCl2等可判斷Sb2S3、As2S3、CuO都被溶解,只有SiO2不溶,濾渣1中除了S之外,還有SiO2;(3)根據(jù)Ksp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2-),c(Cu2+)=1.0×10-5mol/L,因此c(S2-)==6.3×10-31mol/L,即溶液中的c(S2-)不應(yīng)低于6.3×10-31mol/L;所加Na2S也不宜過多,否則會(huì)產(chǎn)生沉淀和H2S等有污染的氣體;(4)“除砷”時(shí),As(Ⅲ)被還原為單質(zhì)砷,次亞磷酸根()被氧化生成亞磷酸()。在酸性介質(zhì)中,配平后總反應(yīng)(分子式形式)為;(5)“電解”時(shí)若只發(fā)生Sb的價(jià)態(tài)變化,則銻的兩個(gè)電極反應(yīng)為:還原:;氧化:。為使電子得失相等,3?mol?Sb3+(被還原)與2?molSb3+(被氧化)相對(duì)應(yīng)。因同為Sb元素,物質(zhì)的量之比即質(zhì)量之比,故被還原的Sb與被氧化的Sb的質(zhì)量比=2∶3。流程中投入的HCl和SbCl5在電解時(shí)可被再生,故它們可循環(huán)使用;(6)由Sb為+5價(jià)時(shí),兩個(gè)銻氧四面體共用一個(gè)頂點(diǎn)可推知該二聚陰離子組成為,對(duì)應(yīng)的鈉鹽化學(xué)式為。【對(duì)點(diǎn)3】(2025·河南·模擬預(yù)測(cè))以鎳廢渣(主要成分為Ni,含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3、不溶于堿溶液和酸溶液的雜質(zhì))為原料合成媒染劑“翠礬”(NiSO4·7H2O)和結(jié)構(gòu)化學(xué)研究的熱點(diǎn)物質(zhì)氟鎳化鉀(K2NiF4)的工藝流程如下:溶液中相關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示:金屬離子Fe3+Al3+Fe2+Ni2+開始沉淀的pH2.73.87.67.1沉淀完全的pH3.75.29.79.2回答下列問題:(1)“酸浸”中其他條件不變時(shí),不同溫度下鎳的浸出率隨時(shí)間的變化如圖所示,則“酸浸”的最佳溫度與時(shí)間分別為_______(填標(biāo)號(hào))。A.30℃、30min B.70℃、120min C.90℃、120min D.90℃、140min(2)“氧化”時(shí)也可以用一種綠色氧化劑代替空氣中的氧氣。綠色氧化劑參與反應(yīng)的離子方程式為。(3)“調(diào)pH=a”,a的取值范圍是。固體B的主要成分是(填名稱)。(4)“灼燒”NiCO3和NH4F的混合物時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)從溶液中獲得NiSO4·7H2O的操作A是、、過濾、洗滌、干燥。(6)硫酸鎳在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH(堿式氧化鎳),反應(yīng)的離子方程式為。(7)若鎳廢渣中Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%,整個(gè)流程中Ni的損失率為5%,則1t鎳廢渣能制備K2NiF4t(保留2位小數(shù))。【答案】(1)B(2)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O(3)3.7≤a<7.1(或3.7~7.1)氫氧化鐵(4)(5)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(6)(7)0.86【詳解】(1)“酸浸”的最佳溫度與時(shí)間分別為70℃、120min。30℃浸出率低,不選90℃、120min的原因是:溫度從70℃升高到90℃,鎳的浸出率增大的很小,但能源消耗較大,生產(chǎn)成本增大,故選B;(2)通入空氣氧化的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,也可以用綠色氧化劑H2O2代替空氣中的氧氣,H2O2參與反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;(3)“調(diào)pH=a”的目的是除去Fe3+,使Fe3+完全沉淀,不使Ni2+沉淀。當(dāng)pH=3.7時(shí),F(xiàn)e3+沉淀完全;當(dāng)pH=7.1時(shí),Ni2+開始沉淀,所以應(yīng)調(diào)節(jié)pH為3.7≤a<7.1(或3.7~7.1);固體B的主要成分是氫氧化鐵;(4)灼燒NiCO3和NH4F組成的混合物,得到NiF2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(5)從溶液中獲得NiSO4·7H2O的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥;(6)硫酸鎳在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化,生成NiOOH(堿式氧化鎳)沉淀,反應(yīng)的離子方程式為;(7)1t鎳廢渣中Ni的質(zhì)量為,根據(jù)關(guān)系式可知,1t鎳廢渣能制備的質(zhì)量為??键c(diǎn)03工業(yè)流程中的圖像分析與定量計(jì)算1、化工流程中的圖像分析(1)會(huì)識(shí)圖:一看面、二看線、三看點(diǎn)(弄清縱、橫坐標(biāo)的含義;弄清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)的含義;看清曲線的變化趨勢(shì))。(2)會(huì)析數(shù):分析數(shù)據(jù)、圖像中隱含的信息,弄清各數(shù)據(jù)的含義及變化規(guī)律,將數(shù)據(jù)和圖像信息加工成化學(xué)語(yǔ)言,同時(shí)聯(lián)系化學(xué)概念、化學(xué)原理等理論知識(shí)進(jìn)行分析解答。2、化工流程中的定量計(jì)算(1)常見類型及解題方法常見類型解題方法計(jì)算物質(zhì)含量根據(jù)關(guān)系式法、得失電子守恒法、滴定法等,求出混合物中某一成分的量,再除以樣品的總量,即可得出該成分的含量確定物質(zhì)化學(xué)式①根據(jù)題給信息,計(jì)算出有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量;②根據(jù)電荷守恒,確定未知離子的物質(zhì)的量;③根據(jù)質(zhì)量守恒,確定結(jié)晶水的物質(zhì)的量;④各粒子的物質(zhì)的量之比即為物質(zhì)化學(xué)式的下標(biāo)比(2)定量計(jì)算的常用公式物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或純度)eq\f(該物質(zhì)的質(zhì)量,混合物的總質(zhì)量)×100%產(chǎn)品產(chǎn)率eq\f(產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)量,產(chǎn)品理論產(chǎn)量)×100%物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率eq\f(參加反應(yīng)的原料量,加入原料的總量)×100%3、熱重曲線分析的解題模型(1)設(shè)晶體的物質(zhì)的量為1mol,質(zhì)量為m。(2)失重一般是先失水,再失非金屬氧化物。(3)計(jì)算每步固體剩余的質(zhì)量(m余),樣品的固體殘留率=eq\f(固體樣品的剩余質(zhì)量,固體樣品的起始質(zhì)量)×100%。(4)晶體中金屬元素的質(zhì)量不會(huì)減少,仍在m余中。(5)失重最后一般為金屬氧化物,由質(zhì)量守恒得m氧,由n金屬∶n氧,即可求出失重后物質(zhì)的化學(xué)式。4、化學(xué)(或離子)方程式的書寫思路首先根據(jù)題給材料中的信息寫出部分反應(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)若元素化合價(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)若元素化合價(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。5、陌生氧化還原反應(yīng)化學(xué)(或離子)方程式的書寫流程考向01考查圖像分析與定量計(jì)算【例1】(2025·河南信陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))硼化鈦(結(jié)構(gòu)式為B=Ti=B)常用于制備導(dǎo)電陶瓷材料和PTC材料。工業(yè)上以高鈦渣(主要成分為、、和CaO,另有少量MgO、)為原料制取的流程如下:已知:①電弧爐是由石墨電極和石墨坩堝組成的高溫加熱裝置;②高溫下蒸氣壓大、易揮發(fā);③可溶于熱的濃硫酸形成?;卮鹣铝袉栴}:(1)濾渣的主要成分為(填化學(xué)式)。(2)“萃取”的目的。(3)“水解”過程中,欲將盡可能多的轉(zhuǎn)化為,可采取的有效措施有。(答一條措施即可)(4)“熱還原”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為,的實(shí)際用量超過了理論化學(xué)計(jì)量所要求的用量,原因是。僅增大配料中的用量,產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量變化如圖所示。雜質(zhì)TiC含量隨w%增大而降低的原因是(用化學(xué)方程式解釋)。(5)原料中的可由硼酸脫水制得。以為原料,用電滲析法制備硼酸()的工作原理如圖所示,產(chǎn)品室中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。若反應(yīng)前后NaOH溶液的質(zhì)量變化為mkg,則制得的質(zhì)量為kg?!敬鸢浮?1)(2)分離出鈦元素(3)適當(dāng)升高溫度(如使用沸水)、降低等(其他合理答案也可)(4)++5C+5CO↑高溫下蒸氣壓大、易揮發(fā),只有部分參加了反應(yīng)++2C+3CO↑(5)H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O【詳解】(1)通過酸浸后的固體為和,繼續(xù)加濃硫酸進(jìn)行酸解,溶于熱的濃硫酸形成,不溶于硫酸,過濾后通過濾渣除去,所以酸解后得到濾渣的主要成分為:。(2)酸解后的濾液中主要含和過量硫酸,此時(shí)通過萃取將Ti元素萃取到有機(jī)溶劑中分離出Ti元素,便于后續(xù)生成,(3)“水解”過程中,轉(zhuǎn)化為的方程式為:,則可以提高轉(zhuǎn)化率的措施有:適當(dāng)升高溫度(如使用沸水)、降低等(其他合理答案也可)。(4)“熱還原”是將脫水后加入和C在電弧爐中加熱還原得到產(chǎn)品,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;在生產(chǎn)過程中,的實(shí)際用量超過了理論化學(xué)計(jì)量所要求的用量,則可能的原因?yàn)椋焊邷叵抡魵鈮捍?、易揮發(fā),只有部分參加了反應(yīng);隨的過量比率的增加,雜質(zhì)中的TiC也參與了反應(yīng):,從而降低了雜質(zhì)的含量。(5)根據(jù)分析,在產(chǎn)品室中發(fā)生的反應(yīng)為:;根據(jù)分析中的電極反應(yīng)式和電子轉(zhuǎn)移守恒可知,存在每轉(zhuǎn)移時(shí),在產(chǎn)品室生成,質(zhì)量為;在右側(cè)會(huì)生成,則右側(cè)NaOH溶液中的質(zhì)量變化為原料室每滲透到右側(cè),要釋放,則右側(cè)溶液增加的質(zhì)量為:,則生成的質(zhì)量為:??枷?2考查化學(xué)(或離子)方程式的書寫【例2】(2025·內(nèi)蒙古·二模)以鐵屑(含、等雜質(zhì))為原料制備六水氯化鐵的流程如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是不同溫度下,六水氯化鐵在水中的溶解度如下:溫度/℃01020305080100溶解度/g74.481.991.8106.8315.1525.8535.7A.“濾渣”的主要成分是Cu和AgB.“氧化”中的離子反應(yīng)為C.“結(jié)晶”中濃鹽酸的作用是抑制水解D.“結(jié)晶”中包含的操作有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥【答案】B【詳解】A.根據(jù)流程圖可知,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,而銅、銀與稀硫酸不反應(yīng),則濾渣的主要成分是Cu和Ag,故A正確,不符合題意;B.“氧化”中發(fā)生2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故B錯(cuò)誤,符合題意;C.“結(jié)晶”中濃鹽酸既可以提供Cl-又可以抑制FeCl3的水解,故C正確,不符合題意;D.結(jié)合六水氯化鐵在水中的溶解度可知,“結(jié)晶”中包含的操作有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,故D正確,不符合題意。故選B?!緦?duì)點(diǎn)1】(2025·山西·模擬預(yù)測(cè))四氟硼酸鋰(,溶于水)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可用作心臟起搏器電池或二次鋰離子電池電解液導(dǎo)電鹽,其制備流程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.中元素呈+3價(jià)B.反應(yīng)器1中發(fā)生化合反應(yīng)C.反應(yīng)器3中發(fā)生反應(yīng)D.是一元弱酸,其電離方程式為【答案】D【詳解】A.LiBF4中Li為+1價(jià),F(xiàn)為-1價(jià),設(shè)B的化合價(jià)為x,由1+x+4×(-1)=0得x=+3,B元素呈+3價(jià),A正確;B.反應(yīng)器1中Li2CO3與CO2、H2O反應(yīng)生成LiHCO3,反應(yīng)方程式為L(zhǎng)i2CO3+CO2+H2O=2LiHCO3,該反應(yīng)是多種物質(zhì)生成一種物質(zhì),屬于化合反應(yīng),B正確;C.反應(yīng)器3中LiF·3HF與H3BO3反應(yīng)生成LiBF4和H2O,反應(yīng)方程式為L(zhǎng)iF·3HF+H3BO3=LiBF4+3H2O,原子守恒,C正確;D.H3BO3是一元弱酸,其電離過程可逆,正確電離方程式為H3BO3+H2O?[B(OH)4]-+H+,選項(xiàng)中用“=”錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;故選D?!緦?duì)點(diǎn)2】(2025·遼寧鞍山·二模)由電鍍污泥(含、、、、、等)為原料生產(chǎn)流程如圖:已知:I.:
II.能形成無(wú)色的回答下列問題:(1)氨浸液中的能使污泥中的一種膠狀物轉(zhuǎn)化為疏松的顆粒。①“氨浸”步驟在緩沖溶液中,可被還原,生成,該反應(yīng)的離子方程式為;②氨浸渣中的在射線衍射圖譜中產(chǎn)生了明銳衍射峰,則屬于(填“晶體”或“非晶體”);③時(shí),若測(cè)得氨浸液為9,則溶液中(填“>”、“<”或“=”);④提高了氨浸液和浸渣的分離效率,原因是;⑤氨浸液呈深藍(lán)色,其中呈色離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(2)水浸液中含+6價(jià)Cr的含氧酸鹽,請(qǐng)從平衡移動(dòng)角度指出A物質(zhì)為(填化學(xué)式),并用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)用語(yǔ)闡述原理。(3)根據(jù)溶解度曲線(如圖)指出“系列操作”為?!敬鸢浮?1)晶體=使膠狀物轉(zhuǎn)化為易于分離的沉淀顆粒(2)增大濃度,促進(jìn)平衡正向移動(dòng),生成(3)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥【詳解】(1)①由分析可知,氨浸時(shí)鐵離子發(fā)生的反應(yīng)為溶液中的鐵離子與亞硫酸根離子、碳酸根離子、氨分子反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀、硫酸根離子和銨根離子,反應(yīng)的離子方程式為,故答案為:;②由碳酸亞鐵在X射線衍射圖譜中產(chǎn)生了明銳衍射峰可知,碳酸亞鐵屬于晶體,故答案為:晶體;③由電離常數(shù)可知,溶液中===1,則溶液中一水合氨的濃度與銨根離子濃度相等,故答案為:=;④碳酸銨提高了氨浸液和浸渣的分離效率是因?yàn)椋禾妓徜@能使污泥中的膠狀物轉(zhuǎn)化為易于分離的沉淀顆粒,故答案為:使膠狀物轉(zhuǎn)化為易于分離的沉淀顆粒;⑤氨浸液呈深藍(lán)色是因?yàn)槿芤褐写嬖谥Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為的四氨合銅離子,故答案為:;(2)由分析可知,水浸液中存在如下平衡:,向溶液中加入硫酸溶液,溶液中的氫離子濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),有利于重鉻酸根離子的生成,故答案為:;增大濃度,促進(jìn)平衡正向移動(dòng),生成;(3)由溶解度曲線可知,得到重鉻酸鈉的系列操作為濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,故答案為:濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。題型01微型工業(yè)流程題1.(2025·湖南·二模)鎳元素用途廣泛,工業(yè)上以硫化鎳礦(含少量雜質(zhì)硫化銅、硫化亞鐵)為原料制備并精制鎳的基本流程如下:已知:①電極電位(E)能體現(xiàn)微粒的氧化還原能力強(qiáng)弱,如:;;;;②常溫下溶度積常數(shù);;③石英砂造渣除鐵反應(yīng):。下列有關(guān)說法不正確的是A.Ni屬于d區(qū)元素,可用于合金鋼或儲(chǔ)氫合金材料B.低鎳礦中通入適量氧氣,防止過量氧氣氧化,便于用石英砂造渣除鐵C.電解制粗鎳時(shí)陽(yáng)極發(fā)生的主要電極反應(yīng)式:D.氧化性:,若電解精煉鎳時(shí)溶液也易在陽(yáng)極放電【答案】D【詳解】A.Ni的價(jià)電子構(gòu)型為3d84s2,屬于d區(qū)元素;Ni可用于制造合金鋼(如不銹鋼)或儲(chǔ)氫合金(如LaNi5),A正確;B.石英砂造渣除鐵的反應(yīng)需Fe以FeO形式存在(生成2FeO·SiO2),若通入過量O2,F(xiàn)e2+會(huì)被氧化為Fe3+(形成Fe2O3),無(wú)法與SiO2造渣,故需適量O2防止Fe2+過度氧化,B正確;C.電解制粗鎳時(shí),陽(yáng)極材料為NiS(含CuS),主要發(fā)生NiS的氧化反應(yīng),S2-失去電子生成S單質(zhì),電極反應(yīng)式為NiS-2e-=Ni2++S,C正確;D.據(jù)電極電位可知,氧化性H+>Ni2+,H+先于Ni2+放電,當(dāng)pH<2時(shí),c(H+)大,易在陰極放電,D錯(cuò)誤;故選D。2.(2025·浙江紹興·模擬預(yù)測(cè))以煉鐵廠鋅灰(主要成分為ZnO,含少量的CuO、MnO2、Fe2O3)原料制備的流程如圖所示,已知:“浸取”工序中ZnO、CuO分別轉(zhuǎn)化為可溶性的[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。下列說法正確的是
A.H-N-H的鍵角:[Cu(NH3)4]2+<NH3B.濾渣②的主要成分為Fe2O3、Cu和ZnC.“濾渣①”經(jīng)稀鹽酸溶浸、過濾可獲得MnO2D.“浸取”采用較高溫度更有利于提高浸取率【答案】C【詳解】A.氨分子中氮原子的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為=1,四氨合銅離子中具有空軌道的銅離子與氨分子中孤對(duì)電子形成配位鍵,氮原子的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)越多,對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力越大,鍵角越小,所以四氨合銅離子中H-N-H的鍵角大于氨分子,故A錯(cuò)誤;B.由分析可知,濾渣②的主要成分為銅和鋅,故B錯(cuò)誤;C.由分析可知,濾渣①的主要成分為二氧化錳、氧化鐵,二氧化錳與稀鹽酸不反應(yīng),氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,則濾渣①經(jīng)稀鹽酸溶浸、過濾可獲得二氧化錳,故C正確;D.浸取時(shí),溫度過高會(huì)導(dǎo)致碳酸氫銨和氨水受熱分解,導(dǎo)致浸取率下降,故D錯(cuò)誤;故選C。3.(2025·四川德陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))廢舊鉛蓄電池的鉛膏主要含有PbSO4、PbO2和Pb。從鉛膏中回收PbO的流程如下:已知:①實(shí)驗(yàn)溫度下,、;②酸浸后鉛幾乎轉(zhuǎn)化為+2價(jià);③Pb(OH)2的性質(zhì)和AI(OH)3相似。下列說法正確的是A.鉛膏中的PbO2主要來(lái)源于鉛蓄電池的負(fù)極材料B.“脫硫”中PbSO4能較完全轉(zhuǎn)化為PbCO3C.“酸浸”中醋酸做還原劑D.“沉鉛”過程需加入足量NaOH【答案】B【詳解】A.鉛蓄電池負(fù)極材料為Pb,正極材料為,應(yīng)來(lái)源于正極,A錯(cuò)誤;B.“脫硫”中轉(zhuǎn)化為的平衡常數(shù),K值大于,反應(yīng)正向程度大,能較完全轉(zhuǎn)化,B正確;C.酸浸后Pb主要為+2價(jià),需被還原,Pb(0價(jià))需被氧化,可作還原劑還原,醋酸僅提供酸性環(huán)境,不做還原劑,C錯(cuò)誤;D.類似具有兩性,足量NaOH會(huì)使其溶解生成可溶性鹽,無(wú)法沉鉛,D錯(cuò)誤;故選B。4.(2025·甘肅白銀·三模)堿式碳酸銅在煙火、農(nóng)藥等方面應(yīng)用廣泛。一種以輝銅礦(主要成分為Cu2S,還含有SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備堿式碳酸銅的流程如圖所示。已知:H2CO3的,;的。下列說法錯(cuò)誤的是A.利用乙醇作溶劑可將S從濾渣I中分離出來(lái)B.濾渣Ⅱ?yàn)镕e(OH)3C.“沉錳”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為D.NH4HCO3溶液呈堿性【答案】A【詳解】A.濾渣Ⅰ含SiO2和S,S微溶于乙醇,SiO2不溶于乙醇,無(wú)法用乙醇有效分離S和SiO2,A錯(cuò)誤;B.浸取后溶液含F(xiàn)e3+,加入CuO調(diào)節(jié)pH,F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3沉淀,濾渣Ⅱ?yàn)镕e(OH)3,B正確;C.“沉錳”時(shí),NH3提供堿性促進(jìn)電離,Mn2+與結(jié)合生成MnCO3,離子方程式為Mn2+++NH3=MnCO3↓+,電荷及原子守恒,C正確;D.NH4HCO3中,水解常數(shù)Kh=Kw/Ka1=10-14/4.4×10-7≈2.27×10-8,水解常數(shù)Kh'=Kw/Kb=10-14/1.8×10-5≈5.56×10-10,水解程度更大,溶液呈堿性,D正確;故答案為:A。5.(2025·甘肅白銀·三模)無(wú)水常用作芳烴氯代反應(yīng)的催化劑。用廢鐵屑(主要成分為Fe,還含有少量和)制取無(wú)水的流程如下:下列說法正確的是A.“酸溶”后所得溶液中主要離子為B.“氧化”步驟中可選擇雙氧水或酸性高錳酸鉀溶液作氧化劑C.從溶液中獲取晶體的步驟:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾D.的作用是與水反應(yīng)生成和HCl,從而抑制的水解【答案】C【詳解】A.酸溶時(shí),F(xiàn)e與鹽酸反應(yīng)生成Fe2+,F(xiàn)e2O3與鹽酸反應(yīng)生成Fe3+,但廢鐵屑中Fe過量,F(xiàn)e會(huì)與Fe3+反應(yīng):Fe+2Fe3+=3Fe2+,因此溶液中主要Fe離子為Fe2+,無(wú)Fe3+,A錯(cuò)誤;B.氧化步驟需將Fe2+氧化為Fe3+,酸性高錳酸鉀的還原產(chǎn)物為Mn2+,會(huì)引入新雜質(zhì),不能選用,B錯(cuò)誤;C.從FeCl3溶液中獲取FeCl3·6H2O晶體,需經(jīng)過蒸發(fā)濃縮(可加少量鹽酸抑制水解)、冷卻結(jié)晶、過濾,步驟正確,C正確;D.SOCl2與水反應(yīng)為SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑,產(chǎn)物為SO2和HCl,而非H2SO4,D錯(cuò)誤;答案選C。6.(2025·河北衡水·二模)1817年,瑞典化學(xué)家永斯·貝采利烏斯從硫酸廠的鉛渣中發(fā)現(xiàn)了硒。某小組以銅陽(yáng)極泥(含Cu、Se、Te等)為原料提取銅、硒和碲的流程如圖所示。已知:“加壓、加熱、酸浸”步驟中和分別轉(zhuǎn)化為和。下列敘述正確的是A.“酸浸”中加壓、加熱都能提高活化分子百分率B.“還原2”中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為C.分離采取蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌等方式D.用制方法:灼燒、熱還原(或稀硫酸溶解、電解)【答案】D【詳解】A.加壓縮小氧氣體積,增大單位體積內(nèi)氧氣活化分子數(shù),但是氧氣活化分子百分率不變,A錯(cuò)誤;B.“還原2”:,氧化劑是,還原劑是,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為,B錯(cuò)誤;C.難溶于水,采用過濾、洗滌、干燥等方式分離,C錯(cuò)誤;D.利用制備Cu:方案1:,;方案2:,,D正確。故選D。題型02工流程綜合題1.(2025·廣東肇慶·一模)鉍酸鈉(,難溶于水)是常用的氧化劑,是活性電極。以輝鉍礦(主要成分為,含、雜質(zhì))和軟錳礦(主要成分是)為原料聯(lián)合焙燒制備和的工藝流程如下:已知:①“焙燒”后產(chǎn)物為、、、和。②氧化性強(qiáng)弱:。③常溫下,有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全時(shí)的見下表。金屬離子開始沉淀7.62.78.14.5沉淀完全9.63.710.15.5(1)“焙燒”時(shí)采用逆流操作,即粉碎的礦粉從焙燒爐上部加入,空氣從下部進(jìn)入,這樣操作的目的是。(2)“酸浸”時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為?!八峤焙螅瑸V渣的主要成分為(填化學(xué)式)。(3)“還原”時(shí)加入的目的為。(4)“沉鉍”時(shí),調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為。(5)“氧化”時(shí),由生成的化學(xué)方程式為。(6)①“電解”時(shí),一般在濾液1中加入少量稀硫酸,以Fe片、石墨棒為電極。請(qǐng)畫出電解池示意圖并做相應(yīng)標(biāo)注。。②若回收濾液2用于電解制備,需進(jìn)行脫氯處理,理由是(結(jié)合電極方程式解釋)?!敬鸢浮?1)增大反應(yīng)物接觸面積,提高反應(yīng)速率(2)(3)將還原為,避免沉鉍時(shí)元素進(jìn)入產(chǎn)品(4)(5)(6)若未進(jìn)行脫氯處理,電解時(shí)陽(yáng)極會(huì)發(fā)生反應(yīng):【詳解】(1)礦粉從焙燒爐上部加入,空氣從下部進(jìn)入,這樣操作可以增大反應(yīng)物接觸面積,提高反應(yīng)速率;(2)由上述分析可知,“酸浸”過程中,除SiO2外,其余氧化物均溶于鹽酸,且Mn2O3與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為;濾渣為SiO2;(3)由上述分析可知,加入鉍的目的是還原Fe3+,將Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+進(jìn)入濾液,避免沉鉍時(shí)元素進(jìn)入產(chǎn)品;(4)根據(jù)表格信息可知,應(yīng)將pH控制在,避免其它金屬離子混入Bi(OH)3中;(5)由流程可知,“氧化”時(shí),Bi(OH)3與Cl2、NaOH反應(yīng)生成NaBiO3、NaCl和H2O,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(6)電解過程,MnSO4在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成MnO2,故石墨作陽(yáng)極,F(xiàn)e片作陰極,故電解示意圖為若不進(jìn)行脫氯處理,則溶液中的Cl-會(huì)在陽(yáng)極放電生成Cl2,電極反應(yīng)為。2.(2025·河北衡水·三模)從工業(yè)廢渣[含、CuO、CuS、、FeS、、等]中回收砷和銅,能節(jié)約生產(chǎn)成本。工藝流程如下:已知:①有機(jī)萃取劑的萃取反應(yīng)為;②當(dāng)溶液中離子濃度小于或等于時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全;③、的分別為、,取。(1)提高廢渣氧化浸出率的方法有(寫出兩條即可),可否用鹽酸代替硫酸并簡(jiǎn)述原因:。(2)“預(yù)中和”生成濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)。(3)深度氧化過程將全部氧化成,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)“中和除砷、鐵”過程生成沉淀。常溫下,欲使溶液中完全沉淀,且不產(chǎn)生沉淀,應(yīng)控制pH為。若“中和除砷、鐵”后的溶液pH=2.0,,多次萃取后水相中為,則銅的萃取率為%(結(jié)果保留兩位小數(shù),溶液體積變化忽略不計(jì))。(5)反萃取中,下列說法正確的是(填字母)。A.分液漏斗使用前有兩處需檢查是否漏液B.經(jīng)幾次振蕩并放氣后,手持分液漏斗靜置分層C.反萃取后,被轉(zhuǎn)移至水相(6)用惰性電極電解500mL“反萃取”后的溶液,一段時(shí)間后增大了0.04mol/L,則陰極沉積的銅的質(zhì)量為g(電解過程中溶液體積變化忽略不計(jì))?!敬鸢浮?1)粉碎、攪拌、適當(dāng)增大硫酸濃度等否,后續(xù)步驟中用到的會(huì)將鹽酸氧化為(2)(3)(4)<6.399.90(5)AC(6)0.64【詳解】(1)粉碎、攪拌、加熱、適當(dāng)增大硫酸濃度等,能提高氧化浸出率;后續(xù)步驟中用到的會(huì)將鹽酸氧化為,所以不能用代替硫酸;(2)根據(jù)分析可知,濾渣的主要成分是;(3)深度氧化中全部被氧化為,做氧化劑,化合價(jià)由+7價(jià)降至+2價(jià),化合價(jià)由+3價(jià)升至+5價(jià),根據(jù)得失電子守恒,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(4)欲使完全沉淀,其最大濃度為,若,此時(shí),,則,所以應(yīng)控制;“中和除砷、鐵”后的溶液,則,,多次萃取后水相中,則溶液中增大了,根據(jù)得除去的,則銅的萃取率為;(5)A.分液漏斗使用前,上口塞子和活塞處需檢查是否漏液,A正確;B.經(jīng)幾次振蕩并放氣后,分液漏斗應(yīng)放置在鐵架臺(tái)上靜置分層,B錯(cuò)誤;C.萃取是將轉(zhuǎn)移至有機(jī)相,反萃取后被轉(zhuǎn)移至水相,C正確;故答案選AC;(6)若電解“反萃取”后的溶液,一段時(shí)間后增大了,則,根據(jù)陽(yáng)極反應(yīng)可知轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為,根據(jù)陰極反應(yīng),可知陰極沉積的銅的質(zhì)量為。3.(2025·陜西西安·模擬預(yù)測(cè))釩、鈦、鎢等金屬的回收具有重要的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略價(jià)值。利用廢釩-鈉系脫硝催化劑(含、、及少量的Si、P、Al等的化合物)回收釩、鐵、鎢的工藝流程如下圖。已知:和的溶解度隨溫度升高而增大?;卮鹣铝袉栴}:(1)寫出“堿浸”過程中反應(yīng)生成鈉酸鈉的化學(xué)方程式:。(2)在“沉硅沉磷”工序中,除磷率和除硅率變化如圖所示。①“沉硅沉磷”最適合溫度為。②除溶解度隨溫度變化因素外,隨著溫度升高,的水解程度增大,導(dǎo)致除磷率下降,但除硅率反而升高,其原因是。(3)“沉鎢”時(shí)轉(zhuǎn)化為沉降分離,已知溫度為T時(shí),,當(dāng)溶液中恰好沉淀完全(離子濃度等于)時(shí),溶液中。(4)已知“酸洗”后釩以形式存在?!半x子交換”過程可表示為,其中為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。“洗脫”時(shí),試劑X應(yīng)選用(填化學(xué)式)。(5)“沉釩”時(shí)溫度需控制在50℃左右,溫度過高會(huì)導(dǎo)致分解產(chǎn)生,生成的還原生成固體和的離子方程式為。(6)稱取最后所得的粗品1.60g,加入稀硫酸溶解后,向其中加入的溶液50mL,再用的溶液滴定過量的溶液至終點(diǎn),消耗溶液的體積為8.00mL,則產(chǎn)物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(保留整數(shù))。(已知:,)【答案】(1)(2)70℃溫度升高,水解生成的仍難溶于水(3)(4)NaCl(5)(6)91【詳解】(1)“堿浸”過程中反應(yīng)生成鈦酸鈉,結(jié)合質(zhì)量守恒,反應(yīng)還生成水,化學(xué)方程式;(2)①根據(jù)圖像可知,溫度為時(shí),除硅率和除磷率都較高,故最合適溫度為;②已知:和的溶解度隨溫度升高而增大;由于的溶解度隨溫度升高而增大,溫度升高促進(jìn)硅酸根的水解,水解生成的仍難溶于水,使得除磷率下降,但除硅率反而升高;(3)當(dāng)溶液中恰好沉淀完全(離子濃度等于)時(shí),,此時(shí);(4)“離子交換”過程可表示為,其中為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂,“洗脫”時(shí),試劑應(yīng)選用中性氯化鈉,使得氯離子濃度增大,促使平衡逆向進(jìn)行,發(fā)生洗脫過程生成;故答案為:;(5)“沉釩”時(shí)溫度需控制在左右,溫度過高會(huì)導(dǎo)致分解產(chǎn)生,生成的還原生成固體和,堿性條件下,反應(yīng)為:;(6),過量的草酸為,則與反應(yīng)的草酸為,結(jié)合反應(yīng)、和釩守恒,存在,產(chǎn)物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。4.(2025·四川德陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))三氯化六氨合鈷是一種重要的含鈷配合物,工業(yè)上利用水鈷礦(含有Co2O3,Al、Fe、Si等元素)制取的流程如下:已知:①鈷元素常見價(jià)態(tài)有+2、+3價(jià),Co2+在水溶液中穩(wěn)定存在,Co3+不能在水溶液中穩(wěn)定存在;②、;③若制備反應(yīng)中沒有活性炭存在,主要生成物為;④中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.4%?;卮鹣铝袉栴}:(1)鈷元素位于元素周期表的區(qū)。(2)“第一次氧化”的目的是將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式為。(3)“濾渣”中,除含Al(OH)3外,主要還有、。(填化學(xué)式)(4)“系列操作”中的過濾,需要的玻璃儀器為玻璃棒、。(5)若測(cè)得產(chǎn)品中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.0%,可能原因是。(6)“第二次氧化”過程中應(yīng)該先加(填“氨水”或“H2O2”),理由是。(7)通過碘量法測(cè)定產(chǎn)品中鈷的含量。在一定條件下,將轉(zhuǎn)化成Co3+后,加入過量KI溶液,再用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定(淀粉溶液做指示劑),反應(yīng)原理:,。實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作會(huì)導(dǎo)致所測(cè)鈷含量偏低的是(填標(biāo)號(hào))。a.滴定前的待測(cè)液酸性過強(qiáng)b.滴定結(jié)束后,滴定管尖嘴部分有氣泡c.溶液藍(lán)色褪去,立即讀數(shù)【答案】(1)第四周期VIII族(2)(3)(4)燒杯、漏斗(5)制備反應(yīng)中活性炭較少,主要生成物為(6)氨水若先加入,會(huì)導(dǎo)致鈷元素被氧化為,再加入氨水則易生成難溶的,不利于形成配合物(或引入雜質(zhì))[或是先加入氨水再加入,可防止生成(7)a【詳解】(1)鈷元素質(zhì)子數(shù)為27,位于元素周期表的第四周期VIII族。(2)“第一次氧化”加入的目的是將轉(zhuǎn)化為,該反應(yīng)的離子方程式為。(3)根據(jù)分析,“濾渣”中,除含外,主要還有,Si元素以存在于濾渣,故濾渣有、和。(4)過濾需要的玻璃儀器為玻璃棒、燒杯、漏斗。(5)根據(jù)信息可知目標(biāo)產(chǎn)品中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.4%。若測(cè)得產(chǎn)品中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.0%,可能原因是制備反應(yīng)中活性炭較少,主要生成物為,中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,導(dǎo)致N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。故答案為制備反應(yīng)中活性炭較少,主要生成物為。(6)根據(jù)信息②、和均難溶于水,且較更易結(jié)合,若先加入,會(huì)被氧化為,再加入氨水則易生成難溶的,不利于形成配合物,故“第二次氧化”過程中應(yīng)該先加氨水,再加。理由是:若先加入,會(huì)導(dǎo)致鈷元素被氧化為,再加入氨水則易生成難溶的,不利于形成配合物(或引入雜質(zhì))[或是先加入氨水再加入,可防止生成。(7)a.滴定前的待測(cè)液酸性過強(qiáng),會(huì)導(dǎo)致硫代硫酸鈉發(fā)生歧化反應(yīng)生成二氧化硫和硫單質(zhì),導(dǎo)致消耗的的體積偏大,導(dǎo)致所測(cè)鈷含量數(shù)值偏高,a符合題意;b..滴定結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)滴定管內(nèi)有氣泡,消耗的的體積偏小,導(dǎo)致所測(cè)鈷含量數(shù)值偏小,b不符合題意;c.溶液藍(lán)色褪去,立即讀數(shù),此時(shí)未完全被反應(yīng),則消耗的的體積偏小,導(dǎo)致所測(cè)鈷含量數(shù)值偏小,c不符合題意;故選a。5.(2025·四川·模擬預(yù)測(cè))FeOOH為一種不溶于水的黃色固體,在染料工業(yè)中有著重要的作用。某工廠以Fe2O3廢料(含少量SiO2、FeO等)為原料制備FeOOH,流程如圖所示:(1)為提高“酸浸”的速率,可采取的措施有(任填兩種)。(2)“廢渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。(3)“試劑X”宜選擇的是___________(填序號(hào))。A.雙氧水 B.鐵粉 C.氯水 D.銅粉(4)向“濾液2”中加入乙醇即可析出晶體,乙醇的作用是。從“濾液2”中獲得晶體的另一種方法是蒸發(fā)濃縮、、過濾、洗滌,在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行洗滌沉淀的操作是。(5)由轉(zhuǎn)化為FeOOH的離子方程式是。(6)硫酸亞鐵晶體()在醫(yī)藥上可作補(bǔ)血?jiǎng)S盟嵝匀芤嚎蓽y(cè)定補(bǔ)血?jiǎng)┧幤需F元素含量,其原理是(未配平,且藥片中其他成分與不反應(yīng))。實(shí)驗(yàn)測(cè)得10片補(bǔ)血?jiǎng)┧幤蚕腶mL0.0200酸性溶液,則每片補(bǔ)血?jiǎng)┧幤泻械馁|(zhì)量為
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