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易錯點(diǎn)09 化工流程 瞄準(zhǔn)高考 1．（2018課標(biāo)Ⅰ）焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}： （1）生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式__________。 （2）利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為： ①pH=4.1時，Ⅰ中為__________溶液（寫化學(xué)式）。 ②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是__________。 （3）制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為_____________。電解后，__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。 （4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.01000 molL?1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_____________，該樣品中Na2S2O5的殘留量為____________gL?1（以SO2計）。 【答案】 2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O NaHSO3 得到NaHSO3過飽和溶液 2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a S2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋ 0.128 2．（2018課標(biāo)Ⅱ）我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家，一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示： 相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1 molL-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下： 金屬離子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 開始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列問題： （1）焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。 （2）濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________；氧化除雜工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧氣，其后果是________________。 （3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為_____________。 （4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應(yīng)式為______________；沉積鋅后的電解液可返回_______工序繼續(xù)使用。 【答案】 ZnS+O2ZnO+SO2 PbSO4 調(diào)節(jié)溶液的pH 無法除去雜質(zhì)Fe2+ Zn+Cd2+Zn2++Cd Zn2++2e－Zn 溶浸 【解析】（1）由于閃鋅礦的主要成分是ZnS，因此焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為3．（2018課標(biāo)Ⅲ）KIO3是一種重要的無機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑。回答下列問題： （1）KIO3的化學(xué)名稱是_______。 （2）利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示： “酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“濾液”中的溶質(zhì)主要是_______。“調(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。 （3）KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。 ①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式______。 ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_________，其遷移方向是_____________。 ③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有______________（寫出一點(diǎn)）。 【答案】 碘酸鉀 加熱 KCl KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O或（HIO3+KOHKIO3+H2O） 2H2O+2e－2OH－+H2↑ K+ a到b 產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等 4．（2017課標(biāo)Ⅰ）Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如下： 回答下列問題： （1）“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的凈出率為70%時，所采用的實驗條件為___________________。 （2）“酸浸”后，鈦主要以TiOCl42－形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。 （3）TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實驗結(jié)果如下表所示： 溫度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率% 92 95 97 93 88 分析40℃時TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________。 （4）Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，其中過氧鍵的數(shù)目為__________________。 （5）若“濾液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L，加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=110-5 mol/L，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？___________（列式計算）。 FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.310-22、1.010-24。 （6）寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式 。 【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h （2）FeTiO3+ 4H++4Cl? = Fe2++ TiOCl42? + 2H2O （3）低于40℃，TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降（4）4 （5）Fe3+恰好沉淀完全時，c(PO43－)=molL?1=1.310-17 molL?1，c3(Mg2+)c2(PO43-)＝(0.01)3(1.310-17)2=1.710-40＜Ksp [Mg3(PO4)2]，因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀。 （6）2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑ 學(xué)方程式為2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。 5．（2017課標(biāo)Ⅱ）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示： 回答下列問題： （1）在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是__________，還可使用___________代替硝酸。 （2）沉淀A的主要成分是_________，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。 （3）加氨水過程中加熱的目的是___________。沉淀B的主要成分為_____________、____________（填化學(xué)式）。 （4）草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為：+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。實驗中稱取0.400 g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500 molL-1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。 【答案】 （1）將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+ ； 雙氧水(H2O2) （2） SiO2 (或H2SiO3)；SiO2+4HFSiF4↑+2H2O （3）防止膠體生成，易沉淀分離；Fe(OH)3 、 (OH)3 （4）45.0% pH4～5時Ca2+、Mg2+不沉淀，F(xiàn)e3+、Al3+沉淀，所以沉淀B為Fe(OH)3、(OH)3。 （4）草酸鈣的化學(xué)式為CaC2O4，MnO4－作氧化劑，化合價降低5價，H2C2O4中的C化合價由＋3價→＋4價，整體升高2價，最小公倍數(shù)為10， 因此MnO4－的系數(shù)為2，H2C2O4的系數(shù)為5，運(yùn)用關(guān)系式法5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4 n(KMnO4)=0.0500mol/L36.0010－3mL=1.8010－3mol n(Ca2+)=4.5010－3mol 水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5010－3mol40.0g/mol/0.400g100%=45.0%。 6．（2017課標(biāo)Ⅲ）重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示： 回答下列問題： （1）步驟①的主要反應(yīng)為： FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2 上述反應(yīng)配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為__________。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是__________。 （2）濾渣1中含量最多的金屬元素是____________，濾渣2的主要成分是____________及含硅雜質(zhì)。 （3）步驟④調(diào)濾液2的pH使之變____________________（填“大”或“小”），原因是_________（用離子方程式表示）。 （4）有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到___________________（填標(biāo)號）得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。 a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃ 步驟⑤的反應(yīng)類型是___________________。 （5）某工廠用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品 m2 kg，產(chǎn)率為_____________。 【答案】（1）2:7 陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng) （2）鐵 Al(OH)3 (3)小 增大溶液中H+，促進(jìn)平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移動 （4）d 復(fù)分解反應(yīng) （5） 鎖定考點(diǎn) 無機(jī)化工流程題的特點(diǎn)： 規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。 核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制。 1. 流程的呈現(xiàn)主要有以物質(zhì)轉(zhuǎn)化為主線，以操作過程為主線，甚至有時候會以設(shè)備為主線。 2. 這類題常圍繞以下幾個知識點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問： ⑴　反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用 反應(yīng)物顆粒大小：反應(yīng)速率、原料的利用率等 溫度：反應(yīng)速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等 ⑵ 氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫； ⑶ 利用控制pH分離除雜； ⑷ 化學(xué)反應(yīng)的能量變化； ⑸ 實驗基本操作：除雜、分離、檢驗、洗滌、干燥等； ⑹ 流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用； ⑺ 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評價。 一、原料處理的方法和作用 對原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及其作用： 1. 粉碎、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：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等，與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去。近年來，在高考題出現(xiàn)了“浸出”操作。在化工生產(chǎn)題中，礦物原料“浸出”的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)娜軇?，使礦物原料中的有用組分或有害雜質(zhì)選擇性地溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達(dá)到有用組分與有害雜質(zhì)或與脈石組分相分離的目的。 4. 浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)。 5. 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的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)，將有機(jī)碘轉(zhuǎn)化為碘鹽。 6. 灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)和組成，使一些物質(zhì)能溶解；并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土和石灰石。 二、掌握核心化學(xué)反應(yīng) 1. 元素及其化合物知識：化工生產(chǎn)將原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過程，也是物質(zhì)經(jīng)歷相互轉(zhuǎn)化的過程。理解物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，就要用到元素及其化合物的相關(guān)知識。一般圍繞鐵、銅、鋁、鎂、氯、硫、磷、硅等元素的單質(zhì)或化合物的工業(yè)制備來進(jìn)行命題，需要掌握這些元素及其化合物的知識 2. 還要掌握有關(guān)化工生產(chǎn)的知識，熟悉的有純堿工業(yè)、氨工業(yè)、硅單質(zhì)的制備、氯堿工業(yè)、海水中提取鎂、海水中提取溴等； 3. 化學(xué)反應(yīng)原理：化工生產(chǎn)中把原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過程就是化學(xué)反應(yīng)的過程，從化學(xué)反應(yīng)原理的角度選擇原料、控制條件和選擇設(shè)備等，是化工生產(chǎn)的基本思路。化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識包括質(zhì)量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)等，做到能綜合運(yùn)用這些知識分析化工生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)的情況。 ① 調(diào)節(jié)溶液的pH值：使某些離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋矶_(dá)到分離的目的，抑制某些離子的水解，防止某些離子的氧化等。在題目中常以表格形式給出信息。 例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示 物質(zhì) 開始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3 2.7 3.7 Fe(OH)2 7.6 9.6 Mn(OH)2 8.3 9.8 若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，應(yīng)該怎樣做？ 提示：先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH到3.7。 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值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋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值。 調(diào)節(jié)溶液的pH：“酸作用還可以除去氧化物（膜）；“堿作用”還可以除去油污、除去鋁片氧化物、溶解鋁、二氧化硅。 ② 控制體系的溫度 a．控制低溫：防止物質(zhì)的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(濃)等；防止物質(zhì)的揮發(fā)，如鹽酸、醋酸等；抑制物質(zhì)的水解，如冰水洗滌，以防止洗滌過程中的溶解損耗；增大氣體反應(yīng)物的溶解度，使其被充分吸收； b．采取加熱：加速某固體的溶解，加快反應(yīng)速率；減少氣體生成物的溶解并使其逸出；使平衡向需要的方向移動；趁熱過濾，防止某物質(zhì)降溫時因析出而損耗或帶入新的雜質(zhì)； c．控制范圍：確保催化劑的催化效果，兼顧速率和轉(zhuǎn)化率，追求更好的經(jīng)濟(jì)效益，防止副反應(yīng)發(fā)生等。 三、 明確反應(yīng)原理 注意每一步在什么條件下，發(fā)生了什么反應(yīng)，生成了什么物質(zhì)，這些物質(zhì)分別到哪里去了。如轉(zhuǎn)化成了沉淀還是氣體或生成了其他物質(zhì)。 四、 物質(zhì)分離或提純的方法 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)基本實驗的原理緊密聯(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、分液等基本實驗操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器。 1. 蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCl的 氣流中加熱，以防其水解。 ⑴　蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。 ⑵　蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。 2. 溶解法：利用特殊溶劑把雜質(zhì)溶解而除去，如Fe(Al)可用過量的NaOH溶液而除去Al，CO2(HCl、H2O)先通過飽和食鹽水，再通過濃H2SO4。 3. 沉淀法：a. 加合適的沉淀劑(要使雜質(zhì)離子充分沉淀，加入的沉淀劑必須過量，且在后續(xù)步驟中容易除去)；b. 調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。 4. 洗滌法：a.水洗；b.冰水洗；c.有機(jī)溶劑洗。其目的是：洗去目標(biāo)物表面的雜質(zhì)離子；減少目標(biāo)物的溶解損耗或增大有機(jī)雜質(zhì)的溶解量；防止目標(biāo)物形成結(jié)晶水合物；使晶體快速干燥。 五、可循環(huán)物質(zhì)的判斷和流程評價 （一） 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)。 （二）對整個工藝流程從下列幾個方面進(jìn)行評價 1.體現(xiàn)綠色化學(xué)思想（使用無毒無害原料，采用原子利用率高的制備路線，原料的循環(huán)利用，副產(chǎn)物綜合利用，節(jié)能，等）。 2. 高效節(jié)能方面（原料廉價，工藝簡單，產(chǎn)品的純度高，能耗低等）。 3. 生成物或副產(chǎn)物的污染。 【規(guī)范答題】 實驗操作類規(guī)范語言表述 1. 測定溶液 pH的操作 將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點(diǎn)在pH試紙上，待試紙變色后，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照。 模板　答題關(guān)鍵詞：pH試紙、表面皿、玻璃棒、蘸待測液、比色卡、對照。 四步：①取放試紙→②蘸待測液→③點(diǎn)滴試紙→④與比色卡對照。 概括為“取、蘸、點(diǎn)、比”。 抓住關(guān)鍵詞和四步操作環(huán)節(jié)，此類問題一定不失分。 2.沉淀洗滌 (1)沉淀洗滌的目的：除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性離子。 (2)洗滌方法：向漏斗內(nèi)加蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出后，重復(fù)操作2～3次。 (3)誤差分析：若沉淀不洗滌或洗滌不干凈，則使沉淀的質(zhì)量偏高。若沉淀洗滌次數(shù)過多，則會使部分沉淀溶解而使其質(zhì)量偏低。 (4)沉淀劑是否過量的判斷方法 模板　 加沉淀劑：靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加少量沉淀劑，若無沉淀產(chǎn)生，則證明沉淀劑已過量。 加入與沉淀劑反應(yīng)的試劑：靜置，取適量上層清液于另一潔凈試管中，向其中加入少量與沉淀劑作用產(chǎn)生沉淀的試劑，若產(chǎn)生沉淀，證明沉淀劑已過量。 注意：若需稱量沉淀的質(zhì)量而進(jìn)行有關(guān)定量計算時則只能選用方法(1)。 （5）判斷沉淀是否洗凈的操作 答題 取最后一次洗滌液，滴加……（試劑），若沒有……現(xiàn)象，證明沉淀已洗凈 3.容量瓶撿漏操作 模板　 加入一定量的水，塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞，倒立觀察。然后再將容量瓶正立，并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180后塞緊，再倒立。若均無水滲出，則容量瓶不漏水。 4.滴定管檢查是否漏水的操作 模板　 酸式滴定管：關(guān)閉活塞，向其中加入一定量的水，用滴定管夾將其固定鐵架臺上，觀察是否漏水。若2分鐘內(nèi)不漏水，將活塞塞旋轉(zhuǎn)180后，重復(fù)上述操作。 堿式滴定管：向其中加入一定量的水，用滴定管夾將其固定鐵架臺上，觀察是否漏水。若2分鐘內(nèi)不漏水，輕輕擠壓玻璃球，放出少量液體，再次觀察滴定管是否漏水。 5.滴定管趕氣泡的操作 模板　 酸式滴定管：右手將滴定管傾斜30左右，左手迅速打開活塞使溶液沖出，從而使溶液充滿尖嘴。 堿式滴定管：將膠管彎曲使玻璃尖嘴向上傾斜，用兩指捏住膠管，輕輕擠壓玻璃球，是溶液從尖嘴流出，即可趕出氣泡。 6.裝置的氣密性檢查 模板　 形成封閉體系——操作(微熱、手捂、熱毛巾捂、加水等)―→描述現(xiàn)象―→得出結(jié)論。 微熱法——關(guān)鍵詞是：封閉（將導(dǎo)管一端放入水中）、微熱、氣泡、水柱； 液差(封)法——關(guān)鍵詞是：封閉（用止水夾關(guān)閉右側(cè)導(dǎo)氣管，向漏斗中加水）、液差（漏斗中形成一段水柱，停止注水后，水柱不變化）。 整套裝置氣密性檢查：為使其產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象，用酒精燈對裝置中某個可加熱容器微熱，觀察插入水中導(dǎo)管口是否有氣泡冒出，也可對整套裝置適當(dāng)分割，分段檢查氣密性。 7.萃取分液操作 關(guān)閉分液漏斗活塞，將混合液倒入分液漏斗中，充分振蕩、靜置、分層，在漏斗下面放一個小燒杯，打開分液漏斗活塞，使下層液體從下口沿?zé)诹飨?；上層液體從上口倒出。 8. 焰色反應(yīng)的操作 先將鉑絲沾鹽酸溶液在酒精燈火焰上灼燒，反復(fù)幾次，直到與酒精燈火焰顏色接近為止。然后用鉑絲沾取少量待測液，到酒精燈火焰上灼燒，觀察火焰顏色，如為黃色，則說明溶液中含Na＋；若透過藍(lán)色鈷玻璃呈紫色，則說明溶液中含K＋。 9.氫氧化鐵膠體的制備 往煮沸的蒸餾水中逐滴滴加飽和的FeCl3溶液，當(dāng)溶液變紅褐色時，立即停止加熱。 10.從溶液中結(jié)晶實驗操作 模板　 溶解度受溫度影響小的：蒸發(fā)→結(jié)晶→過濾 溶解度受溫度影響較大或帶結(jié)晶水的：加熱濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾 大題沖關(guān) 1．某含錳礦石的主要成分是MnO2，還含CaO、Al2O3、FeS雜質(zhì)，由此礦石生產(chǎn)MnCO3的工藝流程如圖所示： 已知：①相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如表所示： 物質(zhì) 開始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3 2.7 3.7 Al(OH)3 3.8 4.7 Mn(OH)2 8.8 10.4 Ca(OH)2 12 ─ ②常溫下，Ksp（CaF2）=3.9510-11 回答下列問題： （1）酸溶時，是否能將稀硫酸換成濃鹽酸______（填“是”或“否”）；操作I的名稱為______________。 （2）取溶液Ⅰ加入KSCN溶液，溶液呈血紅色，試寫出酸溶過程中MnO2與FeS發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______。 （3）調(diào)節(jié)溶液Ⅰ的pH時，pH的范圍為_________；所用的物質(zhì)X最好是________（填字母）。 A．鹽酸 B．NaOH溶液 C．氨水 D．MnCO3固體 （4）濾渣Ⅰ為___________________，濾渣Ⅱ為_____________。（填化學(xué)式） （5）沉錳的化學(xué)方程式為_________________________________________。 （6）沉錳后過濾得到固體MnCO3，設(shè)計實驗方案驗證MnCO3固體是否洗滌干凈：__________。 【答案】否過濾2FeS + 12H+ + 3MnO2 = 2Fe3+ + 2S + 3Mn2+ + 6H2O4.7≤pH<8.8DFe(OH)3、Al(OH)3CaF2MnSO4 + 2NaHCO3 = MnCO3↓ + Na2SO4 + H2O + CO2↑取少量最后一次洗滌液于試管中，滴入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則說明已經(jīng)洗滌干凈 2．（2018屆遼寧省沈陽市高三教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測一）海洋資源豐富，海水水資源的利用和海水化學(xué)資源（主要為NaCl 和MgSO4 及K、Br 等元素）的利用具有非常廣闊的前景。 回答下列問題： （1）NaCl 溶液由粗鹽水精制而成，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為__________________、__________________。 （2）寫出步驟Ⅰ 中反應(yīng)的總化學(xué)方程式為___________________________________。 （3）簡述步驟Ⅱ中能析出KClO3 晶體而無其他晶體析出的原因是________。 （4）已知MgCl2 溶液受熱時易水解生成Mg(OH)Cl，寫出該過程的化學(xué)方程式__________________。 （5）為得到無水MgCl2，步驟Ⅲ的操作應(yīng)為_____________________________。 （6）步驟Ⅳ中，電解熔融MgCl2 得到的鎂需要在保護(hù)氣中冷卻，下列氣體可以作為保護(hù)氣的是_________ A.H2 B.N2 C. CO2 D.空氣 （7）海水中溴含量為65mgL-1。若1L 海水中95%溴元素被氧化為Br2 經(jīng)熱空氣吹出，溴單質(zhì)殘留量3%。最后用SO2 將90%Br2 還原成Br-，所得溶液體積為50mL。此過程的目的為________________。所得溶液中溴離子濃度為海水中溴離子濃度的_____________倍（精確到0.1）。 【答案】 NaOH 溶液 Na2CO3溶液 NaCl+3H2O═NaClO3+3H2↑ 室溫下 KClO3在水中的溶解度明顯小于其它晶體 MgCl2+H2OMg(OH)Cl+HCl↑ 在干燥的 HCl 氣流下加熱 A 提高溴離子的濃度， 富集溴元素 16.6倍 3．鉛的單質(zhì)、氧化物、鉛鹽在現(xiàn)代工業(yè)中有著重要的用途。 （1）工業(yè)利用鋅冶煉過程中的鉛浮渣生產(chǎn)硫酸鉛的流程如下［已知鉛浮渣的主要成分是PbO、Pb，還含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質(zhì)。 ①生產(chǎn)過程中，必須使浸出渣中仍含少量的鉛單質(zhì)，其目的是_________，廢液中存在可循環(huán)利用于的物質(zhì)，該物質(zhì)是_______ ， 加40％硫酸的目的是 _______ ②寫出酸浸過程中單質(zhì)鉛反應(yīng)的化學(xué)方程式：______，若沉淀物含有極少量CaSO4，則洗滌劑最好使用____ a．水 b．10%硫酸、水 c．Pb(NO3)2溶液、水 （2）已知鉛能形成多種氧化物，如堿性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2以及Pb3O4。Pb3O4能與硝酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成一種鹽和一種鉛的氧化物，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。 【答案】防止銀溶解在硝酸中HNO3沉淀Pb2+3Pb＋8HNO3=3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2OcPb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O 4．（2018屆貴州省貴陽市清華中學(xué)高三1月月考）工業(yè)上用菱錳礦（MnCO3）［含F(xiàn)eCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等雜質(zhì)］為原料制取二氧化錳，其流程示意圖如下： 已知：生成氫氧化物沉淀的pH Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 開始沉淀時 8.3 6.3 2.7 4.7 完全沉淀時 9.8 8.3 3.7 6.7 Ksp(CuS)=6.310-16 Ksp(MnS)= 310-14 注：金屬離子的起始濃度為0.1 mol/L 回答下列問題： （1）含雜質(zhì)的菱錳礦使用前需將其粉碎，主要目的是_________________________。濾渣1的成分是_________，鹽酸溶解MnCO3的離子方程式是_________________________； （2）用生石灰而不用NaOH調(diào)節(jié)pH的原因是_______________________________； （3）濾液2中加入某種物質(zhì)X可以除去Cu2+，最適合的是_______________； A.MnO2 B.NaOH C.MnS 該反應(yīng)的離子方程式是____________________________； （4）將MnCl2轉(zhuǎn)化為MnO2的一種方法是將酸化的NaClO3溶液氧化Mn2+，請補(bǔ)充并配平下列方程；____Mn2++_____ClO3-+______＝____Cl2↑+____MnO2+_________；_________________ （5）將MnCl2轉(zhuǎn)化為MnO2的另一種方法是電解法。（填“正極”或“負(fù)極”或“陰極”或“陽極”） ① MnO2在電解池的__________________（填“正極”或“負(fù)極”或“陰極”或“陽極”）生成； ② 若直接電解MnCl2溶液，生成MnO2的同時會產(chǎn)生少量Cl2。檢驗Cl2的操作是_______________。 【答案】 增大反應(yīng)物接觸面積，提高反應(yīng)速率 SiO2 MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O 生石灰經(jīng)濟(jì)實惠 C MnS+Cu2+＝Mn2++CuS 5 2 4H2O 1 5 8H+ 陽極 將潤濕的淀粉碘化鉀試紙置于陽極附近，若試紙變藍(lán)則證明有Cl2生成 5．高錳酸鉀可用于生活消毒，是中學(xué)化學(xué)常見的氧化劑。工業(yè)上，用軟錳礦制高錳酸鉀的流程如下（部分條件和產(chǎn)物省略）： 請回答下列問題： （1）提高錳酸鉀浸出率（浸出錳酸鉀質(zhì)量與固體總質(zhì)量之比）的措施有______ （任答一項即可） （2）寫出二氧化錳和氫氧化鉀熔融物中通入空氣時發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)的方程式：______。 （3）從經(jīng)濟(jì)性考慮試劑X宜選擇（填名稱）：___________。上述流程中，設(shè)計步驟IV和V的目的是___。 （4）以惰性材料為電極，采用電解錳酸鉀溶液的方法完成步驟III轉(zhuǎn)化。 ①陽極反應(yīng)式為______。 ②電解過程中，陰極附近電解質(zhì)溶液的pH將________（填：增大、減小或不變）。 （5）測定高錳酸鉀樣品純度：向高錳酸鉀溶液中滴定硫酸錳溶液，產(chǎn)生黑色沉淀。當(dāng)溶液由紫紅色剛好褪色且半分鐘不變色，表明達(dá)到滴定終點(diǎn)。寫出離子方程式：________ 【答案】加熱、攪拌等2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O石灰乳（或生石灰）循環(huán)利用二氧化錳、氫氧化鉀，提高原料利用率MnO42-－e-＝MnO4-增大2MnO4-＋3Mn2+＋2H2O＝5MnO2↓＋4H+ 淀，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O =5MnO2↓+4H+。 6．（2018屆四川省綿陽市高三第二次診斷）鈷酸鋰電池應(yīng)用廣泛，電池正極材料主要含有LiCoO2、導(dǎo)電劑乙炔黑、鋁箔及少量Fe，可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。 幾種金屬離子沉淀完全(離子濃度為10-5mo/L)的pH如下表: 離子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Co2+ 溶液pH 3.2 4.7 9.0 9.2 回答下列問題: (1)LiCoO2中，Co元素的化合價為________，濾液I的主要成分是_________。 (2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”過程中H2O2所起主要作用是_________?！罢{(diào)節(jié)pH”除去的離子主要有Al3+和_________。 (3)酸浸時浸出率隨溫度變化如圖所示，溫度升高至50℃以上時漫出率下降的原因是___________。 (4)“萃取”和“反萃取“可簡單表示為: Co2++2(HA)2 Co(HA2)2+2H+。則反萃取過程加入的試劑X是_____________。 (5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。 (6)工業(yè)上用Li2CO3粗品制備高純Li2CO3可采用如下方法:將Li2CO3溶于鹽酸，加入如圖所示的電解槽，電解后向LiOH溶液中加入稍過量的NH4HCO3溶液，過濾、烘干得高純Li2CO3。 ①電解槽中陽極的電極反應(yīng)式是__________________。 ②向LiOH溶液中加入稍過量的NH4HCO3溶液時，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。 【答案】 ＋3 NaAlO2、NaOH 將Co3+還原為Co2+ Fe3+ 溫度升高，H2O2分解速率加快，參與酸浸反應(yīng)的H2O2的量減少，導(dǎo)致浸出率下降 H2SO4溶液 Co2+＋2HCO==CoCO3↓＋CO2↑＋H2O 2Cl－－2e－==Cl2↑ 2NH4HCO3＋2LiOH== Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O 7．某工業(yè)廢液中含有Cu2+、Mg2+、Zn2+等離子，為將其回收利用，采用了如下工藝 已知Zn（OH）2的性質(zhì)與Al（OH）3相似，所用試劑在下列試劑中選擇 ①鐵粉 ②鋅粉 ③稀HNO3 ④稀H2SO4 ⑤稀HCl ⑥稀氨水 ⑦NaOH溶液 ⑧石灰水 請回答下列問題： （1）試劑1、試劑2、試劑3分別可以是__________________（填編號） （2）操作2依次是______________ 、________________ 、 __________ （3）操作3是________________________________ （4）加過量CO2時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________________________________ （5）在金屬冶煉方法中方法1是______________方法2是_____________________． 【答案】②⑤⑦蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾在HCl的氣流中加熱脫水ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn（OH）2↓+2HCO3-電解法熱還原法 8．（2018屆山東省煙臺市高三上學(xué)期期末）以硅藻土(主要成分為SiO2,含有少量的Fe2O3、 Al2O3) 為載體的V2O5-K2SO4常用作接觸法制硫酸的催化劑。以下是一種廢釩催化劑綜合回收利用的工藝路線。 已知： 廢釩催化劑中釩元素主要以VOSO4和V2O5形式存在; V2O5是兩性氧化物，不溶于水，溶于酸生成VO2+,溶于堿生成VO3-; VOSO4是強(qiáng)電解質(zhì)，溶于水電離出VO2+。 回答下列問題： （1）VOSO4中V 元素的化合價為___________。 （2）濾渣①酸溶后加入的最佳試劑X 為_________。 a．NaClO b．Na2SO3c．K2SO3d．K2S （3）從濾液③中得到產(chǎn)品K2SO4的操作為_________。濾渣③除含有V2O2(OH)4,還含有_________。 （4）若濾液⑤中c(VO3-)=0.1molL-1,為使釩元素的沉淀率達(dá)到98%,至少應(yīng)調(diào)節(jié)c(NH4+)為_________[Ksp(NH4VO3)=1.610-3]。 （5）“焙燒”時通入足量的空氣,反應(yīng)后的尾氣可以直接排放。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。 （6） V2O5純度測定原理： 稱取V2O5產(chǎn)品ag,先加入硫酸將V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+,再加入V1 mLc1molL-1(NH4) 2Fe(SO4) 2溶液將VO2+轉(zhuǎn) 化為VO2+,最 后 用c2molL-1KMnO4 溶液滴定過量的(NH4)2Fe(SO4)2至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液V2mL。假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)，實驗測得某V2O5產(chǎn)品的純度為91%,則理論上加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液的體積V1至少_________mL (用相關(guān)字母表示)。 【答案】 +4 c 蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶 Al(OH)3、Fe(OH)2 或Fe(OH)3 0.8 molL-1 4NH4VO3+3O2 2V2O5+2N2 +8H2O 10a/c1 9．某混合物甲中含有明礬[KAl(SO4)212H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定條件下由甲可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。 請回答下列問題： （1）寫出B的化學(xué)式____________________ （2）試劑a最好選用________。 A．NaOH溶液　　　 B．稀鹽酸 C．二氧化碳　　　 D．氨水 （3）寫出反應(yīng)②的離子方程式：____________________________________。 （4）固體E可以作為復(fù)合性的化學(xué)肥料，E中所含物質(zhì)的化學(xué)式為_________________、_________________。 【答案】Al2O3DAl[(OH)4]-＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-或AlO2-＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-K2SO4(NH4)2SO4 10．以鋅錳廢電池中的碳包（含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物質(zhì) ）為原料回收MnO2的工藝流程如下： I.將碳包中物質(zhì)烘干，用足量稀HNO3溶解金屬單質(zhì)，過濾，得濾渣a； II.將濾渣a在空氣中灼燒除去碳粉，得到粗MnO2； III.向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液，MnO2溶解生成Mn2+，有氣體生成； IV. 向III所得溶液（pH約為6）中緩慢滴加0.50 mol?L-1 Na2CO3溶液，過濾，得濾渣b，其主要成分為MnCO3； V. 濾渣b經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，制得較純的MnO2。 （1）Ι中Ag與足量稀HNO3反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式為____________________。 （2）已知II的灼燒過程中同時發(fā)生反應(yīng)： MnO2(s)+C(s) = MnO(s) + CO (g) △H=+24.4 kJ ? mol -1 MnO2(s)+CO(g) = MnO(s)+CO2(g) △H=-148.1 kJ ? mol -1 寫出MnO2和C反應(yīng)生成MnO和CO2的熱化學(xué)方程式：________。 （3）H2O2分子中含有的化學(xué)鍵類型為________、________。 （4）III中MnO2溶解的離子方程式為________，溶解一定量的MnO2，H2O2的實際消耗量比理論值高，用化學(xué)方程式解釋原因：______________________________________。 （5）IV中，若改為“向0.50 mol?L-1 Na2CO3溶液中緩慢滴加III所得溶液”，濾渣b中會混有較多Mn(OH)2沉淀，解釋其原因：________________________________________。 （6）V中MnCO3在空氣中灼燒的化學(xué)方程式為________。 【答案】3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2O2MnO2(s)+C(s)= 2MnO(s)+CO2(g) △H =-123.7 kJ?mol-1極性鍵非極性鍵MnO2 +H2O2 +2H+ =Mn2+ +O2+2H2O2H2O2O2+2H2ONa2CO3溶液pH>7顯堿性，III所得溶液pH約為6 顯弱酸性，后者滴加到前者中，溶液中c(OH-)較大，Mn2+與OH-生成Mn (OH)2沉淀（或答CO32-的水解平衡正向移動生成Mn (OH)2沉淀）2MnCO3 + O2 2MnO2 + 2CO2 為2MnCO3 +O2 2MnO2 + 2CO2；正確答案：2MnCO3 + O2 2MnO2 + 2CO2。 11．鉛的單質(zhì)、氧化物、鹽在現(xiàn)代工業(yè)中有著重要用途。 Ⅰ.（1）鉛能形成多種氧化物，如堿性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、類似Fe3O4的Pb3O4，Pb3O4與HNO3發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成一種鹽和一種鉛氧化物，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。 Ⅱ.以含鉛廢料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)為原料制備高純PbO，其主要流程如下： （2）“酸溶”時，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4生成1molPbSO4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為____________mol。 （3）已知：①PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq)，其溶解度曲線如圖所示： ②粗品PbO中所含雜質(zhì)不溶于NaOH溶液。 結(jié)合上述信息，完成由粗品PbO得到高純PbO的操作：將粗品PbO溶解在一定量__________(填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，__________，將濾液冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體。 （4）將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl2的電解液，電解Na2PbCl4溶液生成Pb的裝置如圖所示。 ①陰極的電極反應(yīng)式為_______________________。 ②電解一段時間后，Na2PbCl4濃度極大減小，為了恢復(fù)其濃度且實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用，陰極區(qū)采取的方法是_________________________。 【答案】Pb3O4+ 4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O135%趁熱過濾PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-繼續(xù)向陰極區(qū)加PbO粗品 12．從古至今，鐵及其化合物在人類生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大改變。 Ⅰ.（1）鐵元素在周期表中的位置為___________。 （2）古代中國四大發(fā)明之一的指南針是由天然磁石制成的，其主要成分是___________ (填字母)。 a.Fe b.FeO c.Fe3O4 d.Fe2O3 Ⅱ.下圖是用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、SiO2)為原料制備高純氧化鐵的生產(chǎn)流程示意圖： 回答下列問題： （1）酸浸、過濾后濾液A中的金屬陽離子是 ___________ 。 （2）煅燒FeCO3生成產(chǎn)品Ⅰ的化學(xué)方程式為___________。 （3）已知幾種鹽的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示，產(chǎn)品Ⅱ的化學(xué)式為 ___________ 。 （4）寫出步驟Ⅳ反應(yīng)的離子方程式：___________。 【答案】第四周期第Ⅷ族cFe3+、Fe2+(或鐵離子、亞鐵離子)4FeCO3+O2═2Fe2O3+4CO2K2SO4Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+CO2+H2O 13．已知藍(lán)銅礦的主要成分是2CuCO3Cu(OH)2，受熱易分解。鋁土礦的主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2。已知:NaAlO2+CO2+H2O = Al(OH)3↓+NaHCO3，根據(jù)下列框圖轉(zhuǎn)化回答問題： （1）寫出②的離子方程式：_________________________、____________。 （2）沉淀a、c化學(xué)成分分別是： ___________________、_________________________ （3）請寫出檢驗沉淀b中所含有陽離子的實驗方法_______________________。 （4）洗滌沉淀c的實驗操作方法是______________；加熱沉淀c應(yīng)放在___________（容器）中進(jìn)行。 （5）經(jīng)過④、⑤步反應(yīng)得到銅和金屬鋁，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________、________。 【答案】Al3+ + 4OH— = AlO2—+ 2H2OFe3+ + 3OH—= Fe(OH)3↓SiO2Al(OH)3取沉淀少量于一支潔凈的試管中，加入少量鹽酸，然后再往試管中加入幾滴的KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)呈現(xiàn)紅色向漏斗內(nèi)的沉淀上加入一定量的蒸餾水，沒過沉淀，待水自然流下，重復(fù)數(shù)2—3次坩堝2 (2CuCO3Cu(OH)2)+3C 6Cu + 7CO2↑+ 2H2O2Al2O34Al+3O2↑ 14．工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體（含NO、NO2）制備NaNO2、NaNO3，工藝流程如下： 已知：Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2 （1）中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外，還有_________________（填化學(xué)式）。 （2）中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作時，應(yīng)控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過大，目的是_____________；蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的_____________________（填操作名稱）最合理。 （3）母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3的目的是__________；母液Ⅱ需回收利用，下列處理方法合理的是______。 a．轉(zhuǎn)入中和液 b．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作 c．轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作 （4）若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為2：1，則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時，Na2CO3的理論用量為______________噸（假定Na2CO3恰好完全反應(yīng)）。 【答案】NaNO3防止NaNO2的析出溶堿將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3cd1.59