2021年高考化學(xué)復(fù)習(xí)微專(zhuān)題《化學(xué)工藝流程》課件

1、化學(xué)工藝流程PART 02考向1以非金屬元素為主角化學(xué)工藝流程試題是全國(guó)卷的必考題型?；瘜W(xué)工藝流程題就是把化工生產(chǎn)過(guò)程中的重要生產(chǎn)工序和主要流程用框圖形式表示出來(lái),并圍繞生產(chǎn)流程中涉及的有關(guān)化學(xué)知識(shí)和原理設(shè)置問(wèn)題,形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化學(xué)工藝試題。題中涉及的非金屬元素從常見(jiàn)的氯、硅、硫、氮等元素,延伸到硼、砷等元素。解題時(shí)抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)的。首先要明確原料和產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品),即箭頭進(jìn)出方向,其次依據(jù)流程圖分析反應(yīng)原理,緊扣信息,搞清流程中每一步發(fā)生了什么反應(yīng)知其然,弄清有關(guān)反應(yīng)原理,明確目的(如沉淀反應(yīng)、除雜、分離)知其所以然,最后聯(lián)系儲(chǔ)存的知識(shí),有效地

2、利用信息,結(jié)合成本(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)等角度思考,準(zhǔn)確表述和工整書(shū)寫(xiě)。例1(2019年全國(guó)卷,26)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:回答下列問(wèn)題:(1)在95 “溶浸”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (2)“濾渣1”的主要成分有 。為檢驗(yàn)“過(guò)濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子,可選用的化學(xué)試劑是。 (3)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2O H+B(OH,Ka=5.

3、8110-10,可判斷H3BO3是酸;在“過(guò)濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是 。 (4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的離子方程式為,母液經(jīng)加熱后可返回工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是 。 NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN一元弱轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進(jìn)析出 溶浸高溫焙燒1.(2020年安徽省皖江聯(lián)盟高三聯(lián)考)碲(52Te)被譽(yù)為“國(guó)防與尖端技術(shù)的維生素”。工業(yè)上常用銅陽(yáng)極泥(主要成分是Cu2Te,含Ag、Au等雜質(zhì))為原料提取碲并回收金屬,其工藝流程如圖:已知:TeO2微溶于水,易與較濃的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)。回答

4、下列問(wèn)題:(1)已知Te為第A族元素,TeO2被濃NaOH溶液溶解,所生成鹽的化學(xué)式為。 (2)“酸浸1”過(guò)程中,為加快浸出速率,可采取的方法有(填1種)?！八峤?”時(shí)溫度過(guò)高會(huì)使Te的浸出率降低,原因是_ _ _。 (3)“酸浸1”過(guò)程中,控制溶液的酸度使Cu2Te轉(zhuǎn)化為T(mén)eO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為;“還原”過(guò)程中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。 Na2TeO3升高溫度、增大壓強(qiáng)、加快攪拌速度溫度過(guò)高會(huì)使?jié)恹}酸揮發(fā)而降低鹽酸的濃度,使Te的浸出率降低(4)工業(yè)上也可用電解法從銅陽(yáng)極泥中提取碲,方法是將銅陽(yáng)極泥在空氣中焙燒使碲轉(zhuǎn)化為T(mén)eO2,再用NaOH溶液堿浸,以石墨為電極電解所得溶液獲得Te。

5、電解過(guò)程中陰極上的電極反應(yīng)式為 。在陽(yáng)極區(qū)溶液中檢驗(yàn)出有TeO42-存在,生成TeO42-的原因是 。 (5)常溫下,向1 molL-1 Na2TeO3溶液中滴加鹽酸,當(dāng)溶液pH=5時(shí),c(TeO32-)c(H2TeO3)=。(已知:H2TeO3的Ka1=1.010-3,Ka2=2.010-8) 152.(2020年山東省德州市高三模擬)目前中藥在世界醫(yī)學(xué)界越來(lái)越受到關(guān)注。中藥藥劑砒霜(主要成分為As2O3)可用于治療急性白血病。工業(yè)上利用酸性高濃度含砷廢水砷主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在提取As2O3的工藝流程如下:已知:As2S3與過(guò)量的S2-存在反應(yīng)As2S3(s)+3S2-(aq

6、) 2AsS33-(aq)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)H3AsO3是一種兩性偏酸性的化合物,該化合物中As元素的化合價(jià)為。 (2)“沉砷”中FeSO4的作用是_.(3)“焙燒”過(guò)程產(chǎn)生的氣體A的化學(xué)式為,檢驗(yàn)該氣體常用的試劑為。 (4)調(diào)節(jié)pH=0時(shí),發(fā)現(xiàn)酸性越強(qiáng),As2O3的產(chǎn)率越高。可能的原因是_._獲得As2O3固體的系列操作是、。 (5)殘留廢渣中的少量砒霜(As2O3)可以用雙氧水氧化成H3AsO4而除去,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 +3SO2品紅溶液過(guò)濾洗滌干燥解析：解析：酸性高濃度含砷廢水中加入硫化鈉、硫酸亞鐵,發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生As2S3和FeS,其中硫酸亞鐵可除去過(guò)量的S2-,過(guò)濾得到的濾渣

7、中含有As2S3和FeS,焙燒濾渣,可生成As2O3、Fe2O3,向其中加入NaOH溶液生成Na3AsO3,Na3AsO3被氧化成Na3AsO4,生成的氣體A為SO2,SO2與Na3AsO4在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成As2O3。(3)濾渣中含有As2S3和FeS,焙燒濾渣,As、Fe轉(zhuǎn)化為As2O3、Fe2O3,S元素轉(zhuǎn)化為SO2氣體,所以“焙燒”過(guò)程產(chǎn)生的氣體A的化學(xué)式為SO2;SO2氣體具有漂白性,可使品紅溶液褪色,所以檢驗(yàn)該氣體常用的試劑為品紅溶液。(4)調(diào)節(jié)pH=0時(shí),由Na3AsO4與凈化的SO2氣體反應(yīng)制備As2O3的離子方程式為2AsO43-+2SO2+2H+ As2O3+

8、2SO42-+H2O,溶液酸性越強(qiáng),溶液中c(H+)越大,化學(xué)平衡正向移動(dòng),有利于提高As2O3的產(chǎn)率,且溶液酸性越強(qiáng),微粒的還原性、氧化性也會(huì)越強(qiáng),使反應(yīng)更容易進(jìn)行。3.(2020年6月河南省三模)熔鹽級(jí)硝酸鈉大量應(yīng)用于太陽(yáng)能儲(chǔ)熱介質(zhì),一種以工業(yè)純堿(純度為98%,雜質(zhì)為NaCl)和生產(chǎn)硝酸產(chǎn)生的NO廢氣(含NO、NO2)為原料分離亞硝酸鈉并制取熔鹽級(jí)硝酸鈉的工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)純堿“吸收”NO、NO2,發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ?！爸泻鸵骸彼苜|(zhì)除NaCl及少量Na2CO3外,還有(填化學(xué)式)。 (2)向母液A中加入稀硝酸,生成物中有NO,寫(xiě)出“轉(zhuǎn)化”時(shí)加入稀硝酸反應(yīng)

9、的離子方程式:。 (3)“洗滌”時(shí)可以使用母液(填“A”或“B”),晶體“純化”的方法為(填操作名稱(chēng))。 (4)“步驟3”需要高溫分離NaCl固體,原因是,母液D可返回步驟_(填“2”或“3”)循環(huán)使用。 (5)若得到NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比為21,假定Na2CO3恰好完全反應(yīng),則生產(chǎn)1.38 t NaNO2時(shí),工業(yè)純堿的理論用量為t(保留3位有效數(shù)字)。 NaNO2、NaNO3B重結(jié)晶防止NaNO3的析出31.62解析：解析：根據(jù)工藝流程圖,用純堿溶液吸收氮氧化合物,反應(yīng)生成CO2和NaNO2,中和后得到的中和液經(jīng)步驟1得到NaNO2晶體和含有NaNO2的母液A,加入稀硝

10、酸并通入空氣進(jìn)行轉(zhuǎn)化得到NO和NaNO3,再加入適量的純堿中和稀硝酸,經(jīng)步驟2得到含有NaNO3的母液B和NaNO3晶體,母液B經(jīng)高溫分離出NaCl和熱母液C,再經(jīng)步驟4得到含NaNO3的冷母液D和NaNO3晶體,最終經(jīng)洗滌、純化得到熔鹽級(jí)硝酸鈉。(1)根據(jù)上述分析,用純堿溶液吸收氮氧化合物,發(fā)生反應(yīng)生成CO2和NaNO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2;“中和液”所含溶質(zhì)除NaCl及少量Na2CO3外,還含有生成的NaNO2及NaNO3。(2)“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中,含有NaNO2的母液A與加入的稀硝酸反應(yīng)生成NO和NaNO3,反應(yīng)的離子方程式為3NO22-+2H

11、+ NO33-+2NO+H2O?？枷?以金屬元素為主角化學(xué)工藝流程是將化工生產(chǎn)過(guò)程中主要生產(chǎn)階段以流程框圖形式呈現(xiàn)出來(lái),涉及的知識(shí)包含元素及其化合物的性質(zhì),物質(zhì)的制備、分離、提純等化學(xué)問(wèn)題。無(wú)機(jī)化工流程題拓展了高考考查空間,將緊密聯(lián)系一些考查角度:(1)考查元素:從常見(jiàn)元素逐步擴(kuò)展到一些熱點(diǎn)元素,如Pb、Ga、Ge、V、Cr、Mo、W等。(2)化學(xué)原理:涉及的化學(xué)原理主要有氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、難溶物轉(zhuǎn)化、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等。(3)實(shí)驗(yàn)操作:主要涉及混合物的分離,如過(guò)濾、結(jié)晶、分液、萃取等重要物理操作;產(chǎn)品中雜質(zhì)離子的檢驗(yàn)、驗(yàn)證沉淀是否洗滌干凈等。(4)計(jì)算角度:聯(lián)系原料純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù)

12、)、轉(zhuǎn)化率、損失率、產(chǎn)率等計(jì)算產(chǎn)品質(zhì)量,尤其是用三種滴定操作(沉淀滴定、酸堿中和滴定、氧化還原反應(yīng)滴定)來(lái)測(cè)定樣品中某元素的含量或產(chǎn)品純度。 例2(2020年山東新高考卷,16)用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下:已知:MnO2是一種兩性氧化物;25 時(shí)相關(guān)物質(zhì)的Ksp見(jiàn)下表。物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp110-16.3110-38.6110-32.3110-12.7回答下列問(wèn)題:(1)軟錳礦預(yù)先粉碎的目的是,MnO2與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學(xué)方程式為。 (2)保持BaS投料量不變,

13、隨MnO2與BaS投料比增大,S的量達(dá)到最大值后無(wú)明顯變化,而B(niǎo)a(OH)2的量達(dá)到最大值后會(huì)減小,減小的原因是。 增大接觸面積,充分反應(yīng),提高反應(yīng)速率過(guò)量的MnO2消耗了產(chǎn)生的Ba(OH)2(3)濾液可循環(huán)使用,應(yīng)當(dāng)將其導(dǎo)入操作中(填操作單元的名稱(chēng))。 (4)凈化時(shí)需先加入的試劑X為(填化學(xué)式),再使用氨水調(diào)溶液的pH,則pH的理論最小值為(當(dāng)溶液中某離子濃度c1.010-5 molL-1時(shí),可認(rèn)為該離子沉淀完全)。 (5)碳化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 蒸發(fā)H2O24.9解析：解析：本題主要考查制備MnCO3的工藝流程,考查學(xué)生對(duì)元素化合物的理解能力和綜合運(yùn)用能力。(1)軟錳礦預(yù)先粉碎可

14、以增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分,提高反應(yīng)速率;酸解后再過(guò)濾得到硫黃,根據(jù)后續(xù)流程可知產(chǎn)物還有Ba(OH)2,結(jié)合元素守恒可得化學(xué)方程式為MnO2+BaS+H2O Ba(OH)2+MnO+S。(2)MnO2為兩性氧化物,當(dāng)MnO2過(guò)量時(shí),其會(huì)與產(chǎn)生的Ba(OH)2發(fā)生反應(yīng)。(3)濾液為結(jié)晶后剩余的Ba(OH)2飽和溶液,所以應(yīng)導(dǎo)入蒸發(fā)操作中循環(huán)使用。1.(2020年5月江西省南昌二中高三模擬)一種以輝銅礦(主要成分為Cu2S,含少量SiO2)為原料制備硝酸銅晶體的工藝流程如圖所示:(1)寫(xiě)出“浸取”過(guò)程中Cu2S溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。(2)恒溫“浸取”的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)銅元素的浸取速率先

15、增大后減小,有研究指出CuCl2是該反應(yīng)的催化劑,該過(guò)程的反應(yīng)原理可用化學(xué)方程式表示為Cu2S+2CuCl2 4CuCl+S;。 (3)向?yàn)V液M中加入(或通入)(填字母),所得物質(zhì)可循環(huán)利用。 A.鐵B.氯氣C.高錳酸鉀D.氯化氫BCuCl+FeCl3CuCl2+FeCl2(4)“保溫除鐵”過(guò)程中,加入CuO的目的是；向濃縮池中加入適量HNO3的作用是。操作1是。 (5)某探究性小組的研究成果如圖所示,可以用廢銅屑和黃銅礦來(lái)富集Cu2S。通入的硫化氫的作用是,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),生成Cu2Smol。 調(diào)節(jié)溶液的pH,使鐵完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀抑制Cu2+的水解冷卻(降溫)結(jié)晶催化

16、劑0.2 【解析】【解析】(1)浸取過(guò)程中Fe3+將Cu2S氧化成Cu2+和硫單質(zhì),本身被還原為Fe2+,根據(jù)得失電子守恒和元素守恒可得其離子方程式為Cu2S+4Fe3+ 2Cu2+4Fe2+S。(2)根據(jù)CuCl2是該反應(yīng)的催化劑可知,最終產(chǎn)物為CuCl2,可得反應(yīng)為三氯化鐵將氯化亞銅氧化為氯化銅。(3)M中的主要物質(zhì)為氯化亞鐵,通入氯氣可生成氯化鐵,實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。(4)“保溫除鐵”過(guò)程要除去Fe3+,故需要加入氧化銅來(lái)調(diào)節(jié)pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀;Cu2+會(huì)水解,故在蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過(guò)程中需要加入硝酸來(lái)抑制其水解。(5)從圖中可知,反應(yīng)前后硫化氫的質(zhì)量和性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變,故硫化

17、氫為催化劑;在該轉(zhuǎn)化中Cu被氧化成Cu2S,化合價(jià)升高為+1,CuFeS2被還原成Cu2S,化合價(jià)降低為-1,根據(jù)得失電子守恒,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),生成0.2 mol Cu2S。2.(2020年5月河南省名師聯(lián)盟高三聯(lián)考)高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。如圖是在實(shí)驗(yàn)室中制備KMnO4晶體的流程:回答下列問(wèn)題:(1)在實(shí)驗(yàn)流程中,操作和均需在坩堝中進(jìn)行,根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際應(yīng)選擇(填字母)。 A.鐵坩堝 B.石英坩堝C.瓷坩堝 D.氧化鋁坩堝(2)“熔融物”中KClO3應(yīng)過(guò)量的原因除了提高M(jìn)nO2利用率外,還有。 (3)操作是使K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4和MnO2,該轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)

18、的離子方程式為。若溶液堿性過(guò)強(qiáng),則MnO4-又會(huì)轉(zhuǎn)化為MnO42-,同時(shí)產(chǎn)生無(wú)色氣體,該轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。 AKClO3會(huì)分解(4)還可采用電解K2MnO4溶液(綠色)的方法制備KMnO4(裝置如圖所示)。電解過(guò)程中右側(cè)石墨電極的電極反應(yīng)式為。 隨著電解的進(jìn)行,溶液逐漸由綠色變?yōu)樽仙５綦娊鈺r(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液顏色又會(huì)轉(zhuǎn)變成綠色,可能的原因是。為避免產(chǎn)生該現(xiàn)象,請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)裝置的措施:。 在兩電極之間增加陽(yáng)離子交換膜,陰極室用氫氧化鉀溶液,陽(yáng)極室用錳酸鉀溶液 【解析】【解析】3.(2020年6月山東省威海市高三二模)Ni(OH)2可作為合成鎳鈷錳三元電極材料的原料,工業(yè)上可用紅土鎳礦

19、(主要成分為NiO、FeO、Fe2O3、MgO和SiO2)制備,工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)“濾渣1”的成分為(寫(xiě)化學(xué)式)。 (2)“除鐵”中,加入NaClO的目的是,為了證明加入的NaClO已足量,可選擇的試劑是(填字母)。 A.KSCN溶液、氯水 B.K3Fe(CN)6 溶液 C.NaOH溶液 (3)已知“濾渣2”的成分為黃鈉鐵礬,其化學(xué)式為NaFe3(SO4)2(OH)6,則“除鐵”中“Na2CO3/”條件下生成濾渣2的離子方程式為 。SiO2將Fe2+氧化成Fe3+B(4)“除鎂”中,若溶液pH過(guò)小,Mg2+沉淀不完全,原因是。 (5)“沉鎳”的離子方程式為。 (6)以鎳鈷錳

20、三元材料(可簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)i1-nMO2)為一極電極材料的新型鋰電池工作原理如圖所示,放電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i1-nMO2+LinC6 LiMO2+6C,則充電時(shí)b極的電極反應(yīng)式為。F-與H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF,使MgF2 Mg2+2F-平衡向右移動(dòng) (1)濾渣1的成分為不溶于稀硫酸的SiO2。(2)加入NaClO可以將Fe2+氧化成Fe3+。當(dāng)NaClO足量時(shí),溶液中Fe元素以Fe3+的形式存在,不含F(xiàn)e2+,所以只要證明溶液中沒(méi)有Fe2+就可以說(shuō)明NaClO足量。由于溶液中存在Fe3+,所以滴加KSCN溶液,溶液會(huì)顯紅色,再加氯水沒(méi)有明顯變化,無(wú)法檢驗(yàn)Fe2+,故A項(xiàng)不符合題意;Fe2+可以和K3F

21、e(CN)6溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,故B項(xiàng)符合題意;加NaOH溶液會(huì)產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,即便有Fe2+,產(chǎn)生的Fe(OH)2沉淀也會(huì)被迅速氧化,而且Fe(OH)3沉淀的顏色會(huì)覆蓋掉Fe(OH)2的顏色,所以無(wú)法通過(guò)NaOH溶液判斷是否有Fe2+,故C項(xiàng)不符合題意。 【解析】【解析】能力1化學(xué)工藝流程圖審題1.流程圖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)首尾主線(xiàn)分析:原料中間轉(zhuǎn)化物質(zhì)目標(biāo)產(chǎn)物。跟蹤主要物質(zhì)(元素)的轉(zhuǎn)化形式,尤其要注意原料中的“雜質(zhì)”在流程中是如何轉(zhuǎn)化直到被除去,分析每一步驟的目的以及所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),由此書(shū)寫(xiě)正確的化學(xué)方程式。(2)依據(jù)“題給信息和題中設(shè)問(wèn)”來(lái)帶動(dòng)流程中各步驟的細(xì)致審題。審題過(guò)程以

22、2018年全國(guó)卷為例說(shuō)明。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。2.原料的處理操作與目的操作目的固體原料進(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)浸:原料經(jīng)酸(或堿)浸后轉(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。如用稀硫酸,可以把大多數(shù)金屬氧化物轉(zhuǎn)變成可溶性的硫酸鹽用堿性溶液溶解氧化鋁、吸收酸性氣體(如SO2用Na2CO3或NaOH溶液吸收)等灼燒(焙燒):除硫(如高溫下,原料FeS2與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫)、除碳等;除去有機(jī)物:通過(guò)高溫燃燒除去有機(jī)物(如蛋白質(zhì)燃燒);通過(guò)高溫使鹽

23、分解,得到金屬氧化物等高分答題設(shè)問(wèn)答題如何提高“浸出率”?(1)將礦石粉碎;(2)適當(dāng)加熱從而加快反應(yīng)速率;(3)充分?jǐn)嚢?(4)適當(dāng)提高浸取液的濃度等如何分析“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) ,反應(yīng)速率 ;但當(dāng)“浸出率”達(dá)到最大值后,溫度升高“浸出率”反而下降,原因一般是反應(yīng)試劑的分解或揮發(fā)。選擇達(dá)到一定較高“浸出率”的 (注意:一般不止一個(gè)答案) 酸浸劑的用量為何不能太大?防止后續(xù)步驟中殘留的酸消耗過(guò)多的堿鉛廢渣(主要含PbSO4、 PbCl2、 SiO2)中加入NaCl和CaCl2混合溶液浸出的原理是什么?加入CaCl2 、NaCl溶液,“浸出”過(guò)程

24、發(fā)生反應(yīng):PbSO4(s)+2Cl-(aq) PbCl2(s)+SO42-(aq)PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)鉛廢渣“浸出”后,“浸出渣”的主要成分是CaSO4和SiO2溫度升高加快時(shí)間及溫度3.物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與分離操作與目的操作目的加入氧化劑:(1)轉(zhuǎn)變某種金屬離子的 ,再通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH,使金屬離子以 的形式沉淀出來(lái),以達(dá)到除去雜質(zhì)的目的(如Fe2+ Fe3+ Fe(OH)3) (2)為生成目標(biāo)產(chǎn)物的價(jià)態(tài)而加入氧化劑(如在堿性條件下,加入過(guò)氧化氫把Cr3+氧化成Cr)(3)使某種或幾種金屬離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,而目標(biāo)離子不生成沉淀,以達(dá)到分離的目的。常利用題給金

25、屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH信息表,選擇pH范圍,使雜質(zhì)離子以 的形式沉淀出來(lái) (4)抑制鹽類(lèi)水解(5)金屬離子的萃取率與溶液的pH密切相關(guān)調(diào)節(jié)溶液pH常用試劑:(1)稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸(注意氧化性)、金屬氧化物、酸性氣體(二氧化硫)等(2)氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉等價(jià)態(tài)氫氧化物氫氧化物物質(zhì)轉(zhuǎn)化:(1)利用氧化還原反應(yīng)、沉淀反應(yīng)等來(lái)除去雜質(zhì),生成產(chǎn)物(2)要分析每一步驟中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),跟蹤反應(yīng)前后物質(zhì)的變化,寫(xiě)出化學(xué)方程式(或離子方程式)(3)確定循環(huán)物質(zhì)沉淀后的過(guò)濾是為了分離物質(zhì)。要跟蹤濾渣和濾液中各有什么物質(zhì)常見(jiàn)的沉淀劑:(1)生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨等)(2)加入可溶

26、性碳酸鹽(或碳酸的酸式鹽),生成碳酸鹽沉淀(3)加入氟化鈉,除去鈣離子(注意:溶液的酸性不能太強(qiáng),否則會(huì)降低F-的濃度)蒸發(fā)與結(jié)晶方法:(1)晶體不帶結(jié)晶水(如NaCl):蒸發(fā)結(jié)晶。(2)晶體帶結(jié)晶水,如膽礬等:將濾液 。 (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: 。 (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: 、洗滌、干燥。 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,有利于晶體的干燥蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾蒸發(fā)濃縮結(jié)晶、趁熱過(guò)濾蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾答題模板

27、設(shè)問(wèn)答題如何判斷沉淀已經(jīng)完全?取上層清液,繼續(xù)加沉淀劑(注意先酸化),如無(wú)沉淀,說(shuō)明沉淀已經(jīng)完全沉淀如何洗滌?加水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流下,重復(fù)以上操作23次如何檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈?取少許最后一次洗滌液于試管中,加入酸酸化,再滴加沉淀劑,若無(wú)沉淀生成,說(shuō)明已洗凈如何測(cè)定溶液的pH?(1)用pH計(jì)測(cè)定溶液的pH(2)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)如何除去Mn2+溶液中含有的Fe2+?已知Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mn(OH)2開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表:物質(zhì)開(kāi)始沉淀

28、沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH至 。 3.78.3除去Cu2+中混有的Fe3+需調(diào)節(jié)溶液的pH至3.7。可用什么物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH?可加入CuO或Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pHAl3+、Co2+萃取率與pH 的關(guān)系如圖:萃取分離鈷、鋁的實(shí)驗(yàn)操作:向萃取分液后的有機(jī)相中加稀硫酸調(diào)pH=34,分液可得CoSO4溶液, ,可得Al2(SO4)3溶液 提示根據(jù)圖像,當(dāng)pH在0.5左右時(shí),Al3+的萃取率急劇減小,因此繼續(xù)向萃取分液后的有機(jī)相中加稀硫酸,調(diào)pH至0.5以下

29、(或1以下),然后分液,可得Al2(SO4)3溶液繼續(xù)向萃取分液后的有機(jī)相中加稀硫酸,調(diào)pH至0.5以下(或1以下),然后分液 有機(jī)萃取劑A、B中,pH對(duì)Co2+、Mn2+萃取率的影響如圖:為了除去Mn2+,應(yīng)選擇萃取劑 (填“A”或“B”)。 提示據(jù)圖可知,萃取劑同為B時(shí),Mn2+的萃取率高,Co2+的萃取率低,而加入萃取劑的目的是除去Mn2+萃取與分液操作要注意的事項(xiàng):(1)選用合適的萃取劑(如四氯化碳、金屬萃取劑);(2)萃取后,靜置、分液將分液漏斗 與分液漏斗口的 對(duì)準(zhǔn)。下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出 B玻璃塞的凹槽小孔如何在Na2SO4溶液中得到Na2SO4晶體?為什么Na2

30、SO4晶體用乙醇洗滌,而不用水洗滌?下圖是Na2SO4和Na2SO410H2O的溶解度曲線(xiàn)(g/100 g水)(1)由圖可知:Na2SO410H2O的溶解度隨溫度升高而 ,Na2SO4的溶解度隨溫度升高而 。而欲得到Na2SO4晶體,應(yīng)采取: ; (2)Na2SO4在乙醇中難溶解,所以用乙醇洗滌Na2SO4晶體,而不用水,目的是。 增大降低蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過(guò)濾既能防止Na2SO4和水作用生成結(jié)晶水合物Na2SO410H2O,又能防止Na2SO4因溶于水而損耗MgSO4、CaSO4的溶解度如下表。根據(jù)此表數(shù)據(jù),將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,操作步驟為 、 。 蒸發(fā)結(jié)晶趁熱過(guò)濾

31、溫度/20506070MgSO425.033.435.636.9CaSO40.2100.2070.2010.193提示溫度越高,硫酸鎂的溶解度越大、硫酸鈣的溶解度越小,因此可以采用蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾的方法除去硫酸鈣能力2化學(xué)方程式(或離子方程式)的書(shū)寫(xiě)1.非氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)舉例化學(xué)方程式(或離子方程式)的書(shū)寫(xiě)已知:2CrO42-+2H+ Cr2 O72-+H2O,pH小于5時(shí)幾乎均以Cr2 O72-形式存在,pH大于8.5時(shí)幾乎均以CrO42-形式存在。在Na2CrO4中通入過(guò)量的二氧化碳?xì)怏w,寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。金屬離子M2+與HC反應(yīng)生成碳酸鹽MCO3沉淀、CO2氣體和水

32、。Fe2+2HCO32- 。二價(jià)離子M2+主要有Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+等2Na2CrO4+2CO2+H2O Na2Cr2O7+2NaHCO3FeCO3+CO2+H2O金屬離子M3+與HC反應(yīng)生成M(OH)3沉淀和CO2氣體。三價(jià)離子M3+主要有Al3+、Fe3+等Al3+3HCO3- 。Fe3+3HCO3- 。Al(OH)3+3CO2Fe(OH)3+3CO2金屬離子M2+與HC反應(yīng)生成堿式碳酸鹽M2(OH)2CO3沉淀或帶結(jié)晶水的堿式碳酸鹽沉淀。二價(jià)離子M2+主要有Cu2+、Zn2+等。如Zn2+與HC反應(yīng)生成ZnCO32Zn(OH)2H2O和CO2氣體: 3Zn2+6HC O

33、3- 。ZnCO32Zn(OH)2H2O+5CO2 跟蹤演練11.在硫酸鋁溶液中加入碳酸鈉,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:_。2.將PbCrO4加入足量硝酸中,生成Cr2O72-,反應(yīng)的離子方程式為3.含氧化鋅的煙灰用NH3H2O和NH4Cl溶液溶浸生成Zn(NH3）42+，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:4.白鎢礦(主要成分為CaWO4,還含有二氧化硅、氧化鐵等雜質(zhì))在1000 C下與純堿反應(yīng)生成Na2WO4的化學(xué)方程式為5.電鍍廠產(chǎn)生的鍍銅廢水中往往含有一定量的Cr2O72-(已知含+6 價(jià)鉻的污水會(huì)污染環(huán)境),處理污水的流程如下:Cr(OH)3的化學(xué)性質(zhì)與 Al(OH)3相似。在生產(chǎn)過(guò)程中加入NaOH 溶

34、液時(shí)要控制溶液的pH,pH不能過(guò)高,是因?yàn)?(用離子方程式表示)。 Cr(OH)3+OH- CrO2-+2H2O2.陌生情境的氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)(1)根據(jù)流程圖的目的,分析元素化合價(jià)變化的方向;(2)根據(jù)流程圖的轉(zhuǎn)化信息和反應(yīng)規(guī)律預(yù)測(cè)產(chǎn)物;(3)根據(jù)得失電子、溶液的酸堿性,配平化學(xué)(或離子)方程式。跟蹤演練21.某工藝流程中,在酸性條件下,用過(guò)氧化氫來(lái)氧化Fe2+, 所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。產(chǎn)生氮的氧化物,污染空氣2.在NaClO3溶液中加入稀鹽酸,寫(xiě)出(生成ClO2、Cl2等)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 3.寫(xiě)出FeS和MnO2在酸性溶液中反應(yīng)(有Fe3+、S生成)的離子方程式:4.寫(xiě)

35、出下圖中“酸浸”時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。 5.溶液中的Mn2+可被酸性(NH4)2S2O8溶液氧化為Mn,該方法可用于檢驗(yàn)Mn2+ 。(1)用酸性(NH4)2S2O8溶液檢驗(yàn)Mn2+時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 。 溶液由無(wú)色變?yōu)樽霞t色 (2)該反應(yīng)的離子方程式為6.工業(yè)上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料,在高溫焙燒下制備 LiFePO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。能力3物質(zhì)轉(zhuǎn)化與跟蹤1.循環(huán)物質(zhì)的確定2.副產(chǎn)品的判斷3.濾渣、濾液成分的確定要考慮樣品中原料和雜質(zhì)的成分在每一步驟中與每一種試劑反應(yīng)的情況:(1)反應(yīng)過(guò)程中哪些物質(zhì)(離子)消失了?(2)所加試劑是否過(guò)量或離子間發(fā)生化學(xué)

36、反應(yīng),又產(chǎn)生了哪些新離子?要考慮這些離子間是否會(huì)發(fā)生反應(yīng)。能力4圖像分析能力典型圖像1.浸出過(guò)程中時(shí)間和液固比對(duì)錳的浸出率的影響分別如圖甲、圖乙所示。則適宜的浸出時(shí)間和液固比分別為 、。 60 min32.“酸浸”實(shí)驗(yàn)中,鎂的浸出率結(jié)果如圖1所示。由圖可知,當(dāng)鎂的浸出率為80%時(shí),所采用的實(shí)驗(yàn)條件為 。 100 、3 h5.溶液溫度和浸出時(shí)間對(duì)鈷的浸出率影響如圖4所示,則浸出過(guò)程的最佳條件是。 6.“萃取分離”溶液中鈷、鋰的萃取率與平衡時(shí)溶液pH的關(guān)系如圖5所示,pH一般選擇5左右,理由是 。 75 、30 minpH在5左右時(shí)鈷、鋰的分離效率最高7.已知鉬酸鈉的溶解度曲線(xiàn)如圖6,由鉬酸鈉溶液

37、獲得Na2MoO410H2O的操作為 、 、過(guò)濾。 蒸發(fā)濃縮冷卻至10 以下結(jié)晶1.(2020年全國(guó)卷,26改編)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備V2O5。1.該工藝條件下,溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+開(kāi)始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列問(wèn)題:(1)“酸浸氧化”的目的是把VO+和VO2+氧化成VO2+,寫(xiě)出VO+轉(zhuǎn)化為VO2+,反應(yīng)的離子方程式:。 (2)“中和沉淀”中,釩水

38、解并沉淀為V2O5xH2O,隨濾液可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、 ,以及部分的。 Mn2+Fe3+、Al3+(3)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中,V2O5xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣的主要成分是 (4)“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn),生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是 (5)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí),需要加入過(guò)量NH4Cl,其原因是 (6)測(cè)定產(chǎn)品中V2O5的純度:稱(chēng)取a g產(chǎn)品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液,再加入b1 mL c1 molL-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO2+,+2H+Fe2+ VO2+Fe3+H2O),最后用c2 molL-1 KMnO4溶液滴定過(guò)量的(NH4)2F

39、e(SO4)2至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液的體積為b2 mL。已知Mn被還原為Mn2+,假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)。則產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。(V2O5的摩爾質(zhì)量:182 gmol-1) Fe(OH)3利用同離子效應(yīng),促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全 (1)VO+轉(zhuǎn)化為VO2+時(shí),釩元素的化合價(jià)由+3升至+5,1 mol VO+失去2 mol電子,MnO2被還原為Mn2+,Mn元素的化合價(jià)由+4降至+2,1 mol MnO2得到2 mol 電子,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,VO+轉(zhuǎn)化為VO2+反應(yīng)的離子方程式為VO+MnO2+2H+ VO2+Mn2+H2O。(2)“中和沉淀”中,釩水解并沉

40、淀為V2O5xH2O,隨濾液可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、Mn2+,以及部分的Fe3+、Al3+。(4)“調(diào)pH”中有沉淀生成,是NaAlO2與HCl反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaAlO2+HCl+H2O NaCl+Al(OH)3或NaAl(OH)4+HCl NaCl+Al(OH)3+H2O?！窘馕觥俊窘馕觥?.(2020年全國(guó)卷,27改編)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO47H2O):25 時(shí),溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金

41、屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開(kāi)始沉淀時(shí)(c=0.01 molL-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全時(shí)(c=1.010-5 molL-1)的pH8.74.73.29.0回答下列問(wèn)題:(1)為了提高金屬鎳廢料浸出的速率,在“堿浸”時(shí)可采取的措施有適當(dāng)升高溫度;攪拌; 等。 (2)“濾液”中含有的金屬離子是。 (3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,即 增大氫氧化鈉溶液的濃度(或?qū)㈡噺U料研成粉末等)Ni2+、Fe2+、Fe3+O2或空氣則“濾液”中可能含有的雜質(zhì)離子為 。 (4)利用上述表格數(shù)據(jù),計(jì)算Ni(OH)2的Ksp= (列出計(jì)算式)。如

42、果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0 molL-1,則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是_。 (5)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。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:_。 (6)“濃縮結(jié)晶”可得到硫酸鎳晶體。結(jié)晶時(shí),當(dāng)時(shí),即可停止加熱。 Fe3+0.01(107.2-14)2或10-5(108.7-14)23.26.2溶液表面出現(xiàn)晶膜(或溶液中出現(xiàn)晶體) 由工藝流程分析可得,向廢鎳催化劑中加入NaOH溶液進(jìn)行堿浸,可除去油脂,并發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2、2Al2O3+4NaOH 4NaAlO2+2H2O,將Al及其氧化物溶

43、解,得到的濾液含有NaAlO2,濾餅為Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性雜質(zhì),加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2+、Fe2+、Fe3+的濾液,Fe2+經(jīng)H2O2氧化為Fe3+后,加入NaOH調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去,再控制pH濃縮結(jié)晶得到硫酸鎳晶體。(2)加入稀硫酸酸浸,Ni、Fe及其氧化物溶解,所以“濾液”中含有的金屬離子是Ni2+、Fe2+、Fe3+。(3)在“轉(zhuǎn)化”中H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+,可用O2或空氣替代;若將工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,會(huì)使調(diào)pH過(guò)濾后的溶液中含有Fe2+,則濾液中可能含有轉(zhuǎn)化生成的Fe3+?！窘馕觥俊窘馕觥?5)由

44、題干信息,硫酸鎳在強(qiáng)堿中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀,即反應(yīng)中Ni2+被氧化為NiOOH沉淀,ClO-被還原為Cl-,則根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可得離子方程式為2Ni2+ClO-+4OH- 2NiOOH+Cl-+H2O。(6)硫酸鎳晶體(NiSO47H2O)受熱易分解失去結(jié)晶水,則在溶液中出現(xiàn)晶膜(或溶液中出現(xiàn)晶體)時(shí)停止加熱。3. (2019年全國(guó)卷,26改編)用硼鎂礦(Mg2B2O5H2O,含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))制取硼酸(H3BO3)晶體的流程如下。回答下列問(wèn)題:(1)沉淀的主要成分為(填化學(xué)式)。 (2)寫(xiě)出生成Na2B4O5(OH)48H2O的化學(xué)方程式:_。(3)檢驗(yàn)H3BO

45、3晶體洗滌干凈的操作是 。Mg(OH)2、Fe2O34NaB(OH)4+2CO2+3H2O Na2B4O5(OH)48H2O+2NaHCO3取少許最后一次洗滌液于試管中,滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,若無(wú)明顯現(xiàn)象,說(shuō)明洗滌干凈(4)已知:實(shí)驗(yàn)室中利用此原理測(cè)定硼酸樣品中硼酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.3000 g樣品于錐形瓶中,加入過(guò)量甘油,加熱使其充分溶解并冷卻,滴入12滴酚酞試液,然后用0.2000 molL-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗NaOH溶液22.00 mL。滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為。 該硼酸樣品的純度為%(保留1位小數(shù))。 (5)電解NaB(OH)4溶液制備H3BO3的工作原理如圖。溶液由

46、無(wú)色變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色90.9b膜為(填“陰離子”或“陽(yáng)離子”)交換膜。理論上每生成1 mol H3BO3,兩極室共生成L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 N室中,進(jìn)口和出口NaOH溶液的濃度:x%(填“”或“”)y%。 陰離子16.8”(2) “=”或“”)陰極析出銅的質(zhì)量。 (2)“燒結(jié)”時(shí)蘇打和硒化亞銅反應(yīng)主要生成Na2SeO3、Cu2O和CO2氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。“燒結(jié)”時(shí)生成了少部分Na2SeO4,寫(xiě)出“還原”時(shí)反應(yīng)的離子方程式:。 (3)含硒燒結(jié)物浸取時(shí),最佳加熱方式為,除去的物質(zhì)為(填化學(xué)式)。 (4)把硫酸工業(yè)第一步的產(chǎn)物SO2通入Na2SeO3溶液制備硒單質(zhì),寫(xiě)出該反應(yīng)

47、的離子方程式:。 2Cu2Se+2Na2CO3+3O2 2Cu2O+2Na2SeO3+2CO2水浴加熱Cu2OCO2的電子式為 , 【解析】【解析】(3)“浸取”時(shí)溫度為80 ,水浴加熱溫度穩(wěn)定,容易控制,所以最佳加熱方式為水浴加熱;從(2)題的方程式可知,產(chǎn)物中Cu2O難溶于水,“浸取”時(shí)除去的物質(zhì)為Cu2O。4.(2020年福建省寧德市高三質(zhì)量檢測(cè))隨著人們對(duì)硒的性質(zhì)深入認(rèn)識(shí)及產(chǎn)品硒的純度提高,硒的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。某科學(xué)小組以硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的含硒物料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)為原料提取硒,設(shè)計(jì)的流程如下:回答下列問(wèn)題:(1)“脫硫”時(shí),測(cè)得脫硫率

48、隨溫度的變化如圖。隨著溫度的升高,脫硫率呈上升趨勢(shì),其原因是 。最佳溫度是。 溫度升高,單質(zhì)硫在煤油中的溶解度增大95 (2)“氧化酸浸”中,Se轉(zhuǎn)化成H2SeO3,該反應(yīng)的離子方程式為。 (3)采用硫脲(NH2)2CS聯(lián)合亞硫酸鈉進(jìn)行“控電位還原”,將電位高的物質(zhì)先還原,電位低的物質(zhì)保留在溶液中,以達(dá)到硒與雜質(zhì)金屬的分離。下表是“氧化酸浸”液中主要粒子的電位。名稱(chēng)Cu2+/CuZn2+/ZnFe2+/FeFe3+/Fe2+ClO2/Cl-H2SeO3/Se電位/V0.345-0.760-0.4400.7701.5110.740控制電位在0.7401.511 V范圍內(nèi),在氧化酸浸液中添加硫脲,

49、可選擇性還原ClO2。該過(guò)程的還原反應(yīng)(半反應(yīng))式為。 為使硒和雜質(zhì)金屬分離,用亞硫酸鈉還原時(shí)的最低電位應(yīng)控制在V。 (4)粗硒的精制過(guò)程:Na2SO3浸出Se轉(zhuǎn)化成硒代硫酸鈉(Na2SeSO3) Na2S凈化 H2SO4酸化等。凈化后的溶液中c(Na2S)達(dá)到0.026 molL-1,此時(shí)溶液中的c(Cu2+)的最大值為,精硒中基本不含銅。Ksp(CuS)=1.310-36 硒代硫酸鈉酸化生成硒的化學(xué)方程式為。 ClO2+4H+5e- Cl-+2H2O0.3455.010-35 molL-1Na2SeSO3+H2SO4 Na2SO4+Se+SO2+H2O (2)“氧化酸浸”中,加入了稀硫酸、

50、氯酸鈉進(jìn)行氧化,Se轉(zhuǎn)化成H2SeO3,Cl被還原成ClO2,該反應(yīng)的離子方程式為4Cl+4H+Se 4ClO2+H2O+H2SeO3。(3)控制電位在0.7401.511 V范圍內(nèi),在氧化酸浸液中添加硫脲,可選擇性還原ClO2,ClO2得電子還被原成Cl-,該過(guò)程的還原反應(yīng)(半反應(yīng))式為ClO2+4H+5e- Cl-+2H2O。為使硒和雜質(zhì)金屬分離,確保Cu2+、Zn2+、Fe2+不被還原,用亞硫酸鈉還原時(shí)的最低電位應(yīng)控制在0.345 V?！窘馕觥俊窘馕觥款?lèi)題2以金屬元素為主角1.(2020年6月四川省成都市高中畢業(yè)班第三次診斷)銅礬(主要成分為 CuSO45H2O)是一種可用于食品添加的銅

51、強(qiáng)化劑?，F(xiàn)以某硫鐵礦渣(含有 CuSO4、CuSO3、Cu2O及少量難溶于酸的Cu2S、CuS)為原料制備銅礬的工藝流程如下:(1) “1%硫酸酸浸”時(shí),固液質(zhì)量比為13并(2) 進(jìn)行46次浸取,其目的是 。 (2)“濾餅”中含有Cu,其中Cu在“反應(yīng)1”中溶解的離子方程式為； (3)“反應(yīng)2”中通入空氣的目的是;結(jié)合離子方程式,說(shuō)明“反應(yīng)3”中加入石灰石的作用是 。 提高對(duì)固體礦渣的浸取率Cu+2Fe3+ 2Fe2+Cu2+將Fe2+氧化為Fe3+Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+,加入CaCO3消耗H+,使上述平衡正向移動(dòng),有利于生成Fe(OH)3沉淀CuSO3的化學(xué)名稱(chēng)為,亞硫酸銅

52、(4)為了提高硫鐵礦渣的利用率和產(chǎn)品的產(chǎn)率,在“濃縮”前進(jìn)行的必要操作是;分析下列溶解度信息,最適宜的結(jié)晶方式為。 t/0102030406080CuSO45H2O/(g/100 g H2O)23.127.532.037.844.661.883.8將濾液并入降溫結(jié)晶 (1)“1%硫酸酸浸”時(shí),由于硫酸濃度較小,為了提高固體礦渣的浸取率,可增加硫酸的體積和浸取的次數(shù),故采用固液質(zhì)量比為1 3并進(jìn)行46次浸取的工藝。(2)濾餅中的Cu可以與熱Fe2(SO4)3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),Fe3+被還原為Fe2+,Cu被氧化為Cu2+,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒,該反應(yīng)的離子方程式為Cu+2Fe3+ 2F

53、e2+Cu2+?！窘馕觥俊窘馕觥?3)在化工生產(chǎn)中,通常先把Fe2+氧化為Fe3+,然后再調(diào)節(jié)溶液的pH,將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去,所以“反應(yīng)2”中通入空氣的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,由于Fe3+發(fā)生水解反應(yīng)Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+,“反應(yīng)3”中加入CaCO3消耗H+,使上述反應(yīng)正向移動(dòng),有利于Fe(OH)3沉淀生成。(4)由分析可知酸浸后過(guò)濾得到的濾液中含有一定量的CuSO4,為了提高硫鐵礦渣的利用率和產(chǎn)品的產(chǎn)率,在“濃縮”前將此濾液并入;由表中數(shù)據(jù)可知,銅礬的溶解度隨溫度的升高而增大,因此可對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶,從而得到銅礬晶體。2.(2020年

54、5月江蘇省鹽城市高三三模)用磷鐵渣(含F(xiàn)e、FeP、Fe2P及少量雜質(zhì))制備FePO42H2O(磷酸鐵)的工藝流程如下:(1)“浸取”時(shí),在密閉反應(yīng)器中加入硝酸、硫酸及活性炭,硝酸首先分解生成NO2和O2,O2將鐵和磷分別氧化為Fe2O3、P2O5。Fe2P與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 加入硫酸的目的是 ;加入活性炭能降低有害氣體的產(chǎn)生,這是因?yàn)椤?c(HNO3)與磷鐵渣溶解率的關(guān)系如圖1所示,當(dāng)c(HNO3)在1.52.0 molL-1時(shí),磷鐵渣溶解率隨硝酸的濃度增大而減小的原因是_。 4Fe2P+11O2 4Fe2O3+2P2O5溶解Fe2O3等并保持體系的酸度活性炭具有吸附性,可以吸附NO2等硝酸的分解速率大于硝酸分解產(chǎn)物中氧氣與磷鐵渣反應(yīng)的反應(yīng)速率(硝酸分解過(guò)快導(dǎo)致?lián)p失)(2)“制備”時(shí),溶液的pH對(duì)磷酸鐵產(chǎn)品中鐵和磷的含量及n(Fe)/n(P)比值的影響如圖2所示考慮到微量金屬雜質(zhì),在pH=1時(shí),