2022屆高考化學(xué)二輪教學(xué)案-題型二無機(jī)化工流程綜合題熱點(diǎn)題空

熱點(diǎn)題空1常見化工術(shù)語的理解和化學(xué)用語的書寫一、工藝流程中的常見操作術(shù)語常見操作術(shù)語操作目的研磨、霧化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)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分灼燒(煅燒)使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu)，使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦浸取向固體中加入適當(dāng)溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸、酸浸、堿浸、醇浸等水浸與水接觸反應(yīng)或溶解酸浸與酸接觸反應(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堿浸除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物浸出率固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少滴定定量測(cè)定，可用于某種未知濃度物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的測(cè)定酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質(zhì)離子等堿作用去油污、去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH、促進(jìn)水解(沉淀)二、化學(xué)式、電子式等化學(xué)用語的規(guī)范書寫1．化合價(jià)體現(xiàn)化合物中不同元素原子或離子的個(gè)數(shù)比關(guān)系的數(shù)值。(1)在離子化合物中，化合價(jià)的數(shù)值就是一個(gè)原子得失電子的數(shù)目，失電子的原子為正價(jià)，得電子的原子為負(fù)價(jià)。(2)在共價(jià)化合物中，化合價(jià)的數(shù)值就是一個(gè)原子跟其他元素原子形成共用電子對(duì)的數(shù)目，電子對(duì)偏離的原子為正價(jià)，電子對(duì)偏向的原子為負(fù)價(jià)。如：分析(1)Na2O2，(2)N2H4中各元素的化合價(jià)。分析(1)在Na2O2中，Na失去一個(gè)電子，則為＋1價(jià)；Oeq\o\al(2－,2)中的兩個(gè)氧原子分別得到一個(gè)電子，兩氧原子之間的共用電子對(duì)不計(jì)算化合價(jià)，故為－1價(jià)。(2)N2H4的結(jié)構(gòu)式為，每個(gè)氮原子分別與兩個(gè)氫原子形成兩對(duì)共用電子對(duì)，兩氮原子之間的共用電子對(duì)不計(jì)算化合價(jià)，故N為－2價(jià)，H為＋1價(jià)。2．化學(xué)用語中的“單詞”——化學(xué)式化學(xué)式是用元素符號(hào)和數(shù)字來表示純凈物組成的式子。(1)化學(xué)式書寫的技巧①直接記住：如氨氣(NH3)，硫酸(H2SO4)，葡萄糖(C6H12O6)等。②根據(jù)名稱寫：如二氧化氯(ClO2)，七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)。③根據(jù)化合價(jià)書寫：正在前，負(fù)在后；標(biāo)價(jià)數(shù)，化簡(jiǎn)價(jià)交叉，檢驗(yàn)和為零。(2)注意事項(xiàng)①遵循習(xí)慣寫法，NH3、CH4負(fù)化合價(jià)在前。②由分子構(gòu)成的物質(zhì)分子式中原子有公約數(shù)的不能約分。如：N2O4不能寫成“NO2”，苯(C6H6)不能寫成“CH”。3．電子式書寫的“六項(xiàng)”注意(1)注意化學(xué)鍵的類型：如H2O2的電子式為，而不是。(2)注意電子數(shù)和電子的空間排列：如CO2的電子式為，而不是。(3)注意原子間的連接順序：如HClO的電子式為，而不是。(4)注意同種粒子不能合并：如Na2S的電子式是，而不是。(5)注意不能漏掉成對(duì)電子：如NH3的電子式是，而不是。(6)注意復(fù)雜陽離子：如NH4Cl的電子式是，而不是或。1．鎂在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域均有重要用途。某化學(xué)興趣小組利用硼砂工廠的固體廢棄物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等)，設(shè)計(jì)了如下回收鎂的工藝流程：(1)酸浸前，將固體廢棄物研磨的目的是_____________________________________________。為達(dá)到目的，還可以采取的措施是________________________________________(任寫一條)。(2)濾液3中可回收利用的物質(zhì)主要是______________(寫化學(xué)式)，其陽離子的電子式為________________。答案(1)增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸取率提高反應(yīng)溫度或適當(dāng)增加硫酸濃度(或其他合理答案)(2)(NH4)2SO4解析(2)濾液中陰離子主要是SOeq\o\al(2－,4)，再次加入氨水調(diào)節(jié)pH至Mg2＋完全沉淀，濾液3中溶質(zhì)主要成分是(NH4)2SO4，其陽離子的電子式為。2．[2019·全國(guó)卷Ⅰ，26(2)]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Mg2B2O5·H2O、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：“濾渣1”的主要成分有________________。為檢驗(yàn)“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3＋，可選用的化學(xué)試劑是______________。答案SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN溶液解析二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁不溶于硫酸銨溶液，濾渣1的主要成分是二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁。檢驗(yàn)Fe3＋的試劑可選用KSCN溶液。3．磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下：已知：磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH)，還含有Ca5(PO4)3F和有機(jī)碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O。上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有____________。答案研磨、加熱解析研磨能增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率；加熱，升高溫度加快反應(yīng)速率。4.以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由________(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為________(填化學(xué)式)。答案NaAlO2Al(OH)3解析“堿浸”時(shí)，Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，CO2與NaAlO2反應(yīng)生成NaHCO3和Al(OH)3，反應(yīng)的離子方程式為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。5．硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實(shí)驗(yàn)室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下：步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是__________________________________。答案堿煮水洗6．[2019·全國(guó)卷Ⅲ，26(7)]層狀鎳鈷錳三元材料可作為鋰離子電池正極材料，其化學(xué)式為L(zhǎng)iNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合價(jià)分別為＋2、＋3、＋4。當(dāng)x＝y(tǒng)＝eq\f(1,3)時(shí)，z＝________。答案eq\f(1,3)解析化合物L(fēng)iNixCoyMnzO2中，當(dāng)x＝y(tǒng)＝eq\f(1,3)時(shí)，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0知，1＋2×eq\f(1,3)＋3×eq\f(1,3)＋4z－2×2＝0，解得z＝eq\f(1,3)。熱點(diǎn)題空2物質(zhì)的轉(zhuǎn)化跟蹤分析一、流程圖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與跟蹤分析1．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。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)過程中哪些物質(zhì)(離子)消失了？(2)所加試劑是否過量或離子間發(fā)生化學(xué)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)？1．硒和碲在工業(yè)上有重要用途。在銅、鎳、鉛等電解工藝的陽極泥中硒、碲主要以硒化物、碲化物及金屬狀態(tài)存在。一種從陽極泥中提取Se和Te的工藝流程如下：已知：碲酸四氫鈉(Na2H4TeO6)難溶，碲酸(H6TeO6)可溶。工藝路線中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有________、________。答案H2SO4NaOH解析根據(jù)流程中既為生成物又為反應(yīng)原料的物質(zhì)可作為循環(huán)利用的物質(zhì)，則工藝路線中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有H2SO4和NaOH。2．二硫化鉬(MoS2)被譽(yù)為“固體潤(rùn)滑劑之王”，利用低品質(zhì)的輝鉬礦(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等)制備高純二硫化鉬的一種生產(chǎn)工藝如圖所示。回答下列問題：(1)鉬酸銨的化學(xué)式為(NH4)2MoO4，其中Mo的化合價(jià)為________。(2)利用聯(lián)合浸出除雜時(shí)，氫氟酸可除去的雜質(zhì)化學(xué)式為__________，如改用FeCl3溶液氧化浸出，雜質(zhì)CuFeS2的浸出效果更好，寫出氧化浸出時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________。(3)加入Na2S后，鉬酸銨轉(zhuǎn)化為四硫代鉬酸銨[(NH4)2MoS4]，寫出(NH4)2MoS4與鹽酸反應(yīng)得到MoS3沉淀的離子方程式：______________________________________________________。答案(1)＋6(2)SiO24FeCl3＋CuFeS2=5FeCl2＋CuCl2＋2S↓(3)MoSeq\o\al(2－,4)＋2H＋=MoS3↓＋H2S↑解析(1)根據(jù)化合價(jià)原則，鉬酸銨[(NH4)2MoO4]中Mo的化合價(jià)為＋6。(2)氫氟酸可與酸性氧化物SiO2反應(yīng)，所以聯(lián)合浸出除雜時(shí)，用氫氟酸除去的雜質(zhì)是SiO2；Fe3＋具有較強(qiáng)的氧化性，可氧化雜質(zhì)CuFeS2中的－2價(jià)的S，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCl3＋CuFeS2=5FeCl2＋CuCl2＋2S↓。(3)根據(jù)題目所述，(NH4)2MoS4屬于銨鹽，易溶于水，所以與鹽酸反應(yīng)得到MoS3沉淀的離子方程式為MoSeq\o\al(2－,4)＋2H＋=MoS3↓＋H2S↑。3．“一酸兩浸，兩堿聯(lián)合”法是實(shí)現(xiàn)粉煤灰(含SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等)綜合利用的新工藝。工業(yè)流程如下：回答下列問題：(1)聚合氯化鋁鐵(PAFC)的化學(xué)式為[Al2(OH)nCl6－n]m·[Fe2(OH)xCl6－x]y，是一種新型高效的凈水劑，PAFC中鐵元素的化合價(jià)為________。(2)“一酸兩浸”中的酸是________(填化學(xué)式)。(3)實(shí)際工業(yè)中“酸浸”“堿浸”均不能充分反應(yīng)，濾渣A中主要含有SiO2、Al2O3?！凹儔A混合焙燒”中，它們分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________、_____________________________________________。(4)“濾液B”的主要溶質(zhì)有________________(填化學(xué)式)。濾液混合后“蒸發(fā)”的作用是______________________________________________________________________________。(5)“電解”時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為________________________________________________。答案(1)＋3(2)HCl(3)Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑Na2CO3＋Al2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2NaAlO2＋CO2↑(4)AlCl3、NaCl促進(jìn)Al3＋、Fe3＋水解生成聚合氯化鋁鐵(PAFC)(5)2Cl－－2e－=Cl2↑解析(1)由Fe2(OH)xCl6－x中各元素化合價(jià)代數(shù)和等于零得鐵元素的化合價(jià)為＋3。(2)由最后產(chǎn)品含有氯元素分析可知，此酸是鹽酸。(4)生成的Na2SiO3、NaAlO2經(jīng)鹽酸酸浸后生成硅酸沉淀、氯化鋁溶液、氯化鈉溶液；加熱可促進(jìn)鋁離子、鐵離子水解生成聚合氯化鋁鐵。4．NaAlH4(四氫鋁鈉)是有機(jī)合成的重要還原劑。某小組以鋁合金廠的廢邊腳料為原料(主要成分為Al，含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO和SiO2等雜質(zhì))制備四氫鋁鈉的工藝流程如下：資料顯示：NaH、NaAlH4遇水蒸氣發(fā)生劇烈反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問題：(1)NaAlH4中氫元素的化合價(jià)為________。(2)試劑A中溶質(zhì)的陰、陽離子所含電子數(shù)相等，其電子式為______________________。在空氣中灼燒濾渣2，得到的固體的主要成分為________________(填化學(xué)式)。(3)濾液3可以循環(huán)利用，寫出濾液2與濾液3反應(yīng)的離子方程式：__________________。(4)實(shí)驗(yàn)前要保證NaH與AlCl3反應(yīng)的裝置干燥，其目的是__________________________。答案(1)－1(2)Fe2O3、MgO(3)AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)(4)防止NaH、NaAlH4與水蒸氣反應(yīng)解析(1)四氫鋁鈉中氫元素顯－1價(jià)。(2)試劑A為強(qiáng)堿，將鋁元素轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鹽，由于試劑A中溶質(zhì)的陰離子和陽離子所含電子數(shù)相等，則試劑A為氫氧化鈉溶液。濾渣1的主要成分是二氧化硅，濾渣2的主要成分是氫氧化鐵和氫氧化鎂，在空氣中灼燒生成氧化鐵、氧化鎂。(3)偏鋁酸鈉和碳酸氫鈉反應(yīng)類似于較強(qiáng)酸制備較弱酸。(4)NaH、NaAlH4均能夠與水蒸氣反應(yīng)。5．利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如圖所示：“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”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_______________________________________________________________________________。答案加熱KClKH(IO3)2＋KOH=2KIO3＋H2O(或HIO3＋KOH=KIO3＋H2O)解析Cl2的溶解度隨溫度的升高而降低，所以可以用加熱的方法來達(dá)到“逐Cl2”的目的；KH(IO3)2和KCl的分離可以根據(jù)溶解度的不同，采用結(jié)晶法分離，濾液中的溶質(zhì)主要是KCl，要使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3，可以加入KOH調(diào)節(jié)pH，發(fā)生反應(yīng)：KH(IO3)2＋KOH=2KIO3＋H2O或HIO3＋KOH=KIO3＋H2O，從而避免引入新的雜質(zhì)離子。熱點(diǎn)題空3條件控制的目的化工流程題在除去雜質(zhì)或物質(zhì)轉(zhuǎn)化時(shí)?？刂埔欢ǖ膶?shí)驗(yàn)條件，一定要明確條件控制的目的，是考慮易揮發(fā)還是易水解，或控制pH使某種離子沉淀，疑惑時(shí)還要注意題中所給信息的使用。總而言之，實(shí)驗(yàn)條件的控制就是為了更好達(dá)到處理的目的，將目標(biāo)中的元素最大可能的轉(zhuǎn)化、雜質(zhì)最大化的除去等，這類問題要把握好大局，利用好提示信息(題干文字部分及流程圖部分)，關(guān)注提示信息中的化學(xué)元素。實(shí)驗(yàn)條件控制和目的的考查通常有以下幾種：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若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化劑將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Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。2．控制體系的溫度(1)控溫：防止物質(zhì)的分解(注意“揮發(fā)”和“分解”的區(qū)別使用)，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；增大氣體反應(yīng)物的溶解度，使其被充分吸收。具體有以下幾點(diǎn)：①防止副反應(yīng)的發(fā)生；②使化學(xué)平衡移動(dòng)，控制化學(xué)反應(yīng)的方向；③控制固體的溶解與結(jié)晶；④控制反應(yīng)速率，使催化劑達(dá)到最大活性；⑤升溫：促進(jìn)溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)；⑥加熱煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過濾分離；⑦趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)；⑧降溫：防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)；降溫(或減壓)可以減少能源成本，降低設(shè)備的要求。(2)控制范圍：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。3．反應(yīng)氛圍的控制角度——氧化還原(利用或防止、增強(qiáng)氧化還原反應(yīng)氛圍)、水解(抑制或促進(jìn)水解)、安全性等。1．[2019·全國(guó)卷Ⅰ，26(3)]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Mg2B2O5·H2O、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：根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)eq\o\al(－,4)，Ka＝5.81×10－10，可判斷H3BO3是________酸；在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)到3.5，目的是_____________________________。答案一元弱將硼元素轉(zhuǎn)化為H3BO3，促進(jìn)析出解析由題給硼酸的解離反應(yīng)方程式知，硼酸是一元弱酸?！斑^濾2”之前，調(diào)節(jié)pH＝3.5的目的是將硼元素轉(zhuǎn)化為硼酸，促進(jìn)硼酸析出。2．輝銅礦石主要含有硫化亞銅(Cu2S)及少量脈石(SiO2)。一種以輝銅礦石為原料制備硝酸銅的工藝流程如下所示：(1)“回收S”過程中溫度控制在50～60℃之間，不宜過高或過低的原因是_______________。(2)“保溫除鐵”過程中，加入CuO的目的是_________________________________________；“蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶”過程中，要用HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，其理由是_____________________________________________________________________________________________。答案(1)溫度高苯容易揮發(fā)，溫度低溶解速率小(2)調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀抑制Cu2＋的水解解析(1)苯是有機(jī)溶劑，易揮發(fā)，所以溫度高苯容易揮發(fā)，而溫度低溶解速率小，因此回收S過程中溫度控制在50～60℃之間，不宜過高或過低。(2)氧化銅是堿性氧化物，能與酸反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH，所以氧化銅的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而析出。3．泄鹽(MgSO4·7H2O)是一種中藥藥劑，還可用于制革、肥料、瓷器、印染料等工業(yè)。在實(shí)驗(yàn)中，一種利用某工業(yè)的廢渣[主要成分是Mg(OH)2，雜質(zhì)為FeCO3、Al(OH)3、SiO2等]生產(chǎn)泄鹽的流程如下：已知：①部分氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表。氫氧化物Fe(OH)3Mg(OH)2Al(OH)3開始沉淀時(shí)的pH2.79.63.7完全沉淀時(shí)的pH3.711.14.7②Al(OH)3在pH＝7.8時(shí)開始溶解，pH＝10.0時(shí)完全溶解。回答下列問題：(1)寫出提高該工藝流程中“酸浸”速率的兩種方法：_________________________________。(2)“濾渣1”的主要成分是________(寫化學(xué)式)。(3)寫出“氧化”操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________。(4)加入NaOH溶液“調(diào)節(jié)pH”的操作中pH的范圍為______________，高溫加熱“濾渣2”可得到____________(寫化學(xué)式)。(5)“系列操作”是指____________________________________________________________。答案(1)適當(dāng)增大硫酸濃度、升高浸取液溫度、將廢渣粉碎為粉末狀(寫出兩種合理答案即可)(2)SiO2(3)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O(4)4.7≤pH＜7.8Fe2O3、Al2O3(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、低溫干燥解析(2)SiO2不能溶解在稀硫酸中，故以濾渣的形式存在。(3)“酸浸”時(shí)，F(xiàn)eCO3溶解生成＋＋2H2O。(4)根據(jù)已知信息可知調(diào)節(jié)pH為4.7～7.8可使溶液中的Fe3＋、Al3＋以氫氧化物沉淀的形式析出，F(xiàn)e(OH)3、Al(OH)3受熱分解分別生成Fe2O3、Al2O3。(5)“系列操作”是指蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、低溫干燥。4．六氟鋁酸鈉俗稱冰晶石，廣泛應(yīng)用于冶鋁工業(yè)。以磷肥副產(chǎn)物氟硅酸銨為原料制備六氟鋁酸鈉的簡(jiǎn)易流程如下：請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：_____________________________________________________，適當(dāng)加熱可以提高反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)速率，但是溫度不宜過高，其原因有兩點(diǎn)：其一是避免氨水揮發(fā)，降低反應(yīng)物濃度；其二是_____________________________________________。(2)反應(yīng)③得到Na3AlF6和濾液，濾液用于反應(yīng)________(填“①”或“②”)循環(huán)利用。NH4F溶液不能用玻璃容器盛裝，其原因是______________________________________________。(3)通過實(shí)驗(yàn)得出Na3AlF6的產(chǎn)率與外界條件關(guān)系如圖所示(提示：溫度、時(shí)間針對(duì)反應(yīng)③)。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知最佳條件：反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、氫氧化鈉與氫氧化鋁的物質(zhì)的量之比依次是__________________。答案(1)(NH4)2SiF6＋4NH3·H2O=6NH4F＋H2SiO3↓＋H2O避免NH4F水解程度增大而損失(2)①NH4F水解生成HF，HF腐蝕玻璃(3)60℃、60min、2.0解析(1)氟硅酸銨與氨水反應(yīng)，可以看成是氟硅酸銨先水解生成氟化氫、硅酸和氨水，然后氨水和氟化氫反應(yīng)生成氟化銨。溫度高，氨水揮發(fā)加快、NH4F水解程度增大。(2)反應(yīng)③為NaAlO2＋2H2O＋6NH4F＋2NaOH=Na3AlF6↓＋6NH3·H2O，濾液中氨水可以用作反應(yīng)①的反應(yīng)物。NH4F發(fā)生水解生成HF，HF能與玻璃中二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水。(3)從圖像看出，應(yīng)選擇產(chǎn)率最高的條件。5．以鎳廢料(主要成分為鎳鐵合金，含少量銅)為原料，生產(chǎn)NiO的部分工藝流程如下：已知：下表列出了幾種金屬離子生成氫氧化物沉淀時(shí)的pH(開始沉淀時(shí)的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L－1計(jì)算)。開始沉淀時(shí)的pH沉淀完全時(shí)的pHNi2＋6.79.5Fe3＋1.13.2Fe2＋5.88.8Cu2＋4.27.2(1)“酸溶”時(shí)Ni轉(zhuǎn)化為NiSO4，該過程中溫度控制在70～80℃的原因是________________________________________________________________________________________________。(2)“氧化”時(shí)，F(xiàn)e2＋參加反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。(3)“除鐵”時(shí)需控制溶液的pH范圍為_____________________________________________。(4)“濾渣”的主要成分為________(填化學(xué)式)。(5)“沉鎳”時(shí)得到堿式碳酸鎳[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀。①在隔絕空氣條件下，“煅燒”堿式碳酸鎳得到NiO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________。②“沉鎳”時(shí)，溶液pH增大，堿式碳酸鎳中Ni元素含量會(huì)增加，原因是__________________________________________________________________________________________________。答案(1)溫度低于70℃，反應(yīng)速率降低；溫度高于80℃，HNO3分解(或揮發(fā))加快(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(3)3.2≤pH＜4.2(4)CuS(5)①xNiCO3·yNi(OH)2eq\o(=,\s\up7(煅燒))(x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O↑②Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，堿式碳酸鎳中Ni(OH)2比例越大解析鎳廢料(主要成分為鎳鐵合金，含少量銅)加稀硫酸、稀硝酸進(jìn)行“酸溶”，其中鐵、鎳溶于酸，銅也與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氮氧化物；“氧化”時(shí)加入H2O2可將“酸溶”后溶液中的Fe2＋氧化為Fe3＋，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH除去鐵離子，過濾得到氫氧化鐵濾渣；向除鐵后的濾液中通入H2S氣體，發(fā)生反應(yīng)H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋，除去Cu2＋；再向除銅后的濾液中加入碳酸鈉溶液沉淀鎳離子，過濾、洗滌、干燥得到的固體經(jīng)煅燒得到NiO。(3)“除鐵”時(shí)使Fe3＋完全沉淀，而Ni2＋、Cu2＋不沉淀，故需控制溶液的pH范圍為3.2≤pH＜4.2。(4)通入H2S使Cu2＋沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋，則“濾渣”的主要成分為CuS。(5)①在隔絕空氣條件下，“煅燒”堿式碳酸鎳得到NiO、CO2和H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為xNiCO3·yNi(OH)2eq\o(=,\s\up7(煅燒))(x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O↑；②Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，堿式碳酸鎳中Ni(OH)2比例越大。熱點(diǎn)題空4有關(guān)物質(zhì)分離操作的精準(zhǔn)解答一、有關(guān)沉淀洗滌的答題規(guī)范1．對(duì)沉淀洗滌的原因(1)若濾渣是所需的物質(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(duì)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(duì)濾渣進(jìn)行洗滌。2．檢驗(yàn)離子是否已經(jīng)沉淀完全的方法規(guī)范解答將反應(yīng)混合液靜置，取少量上層清液于試管中，繼續(xù)滴加沉淀劑××，若不再產(chǎn)生沉淀，則××離子已經(jīng)沉淀完全，若產(chǎn)生沉淀，則××離子未完全沉淀。3．過濾時(shí)洗滌沉淀的方法規(guī)范解答向過濾器中加入蒸餾水至沒過沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2～3次。4．檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法規(guī)范解答以FeCl3溶液與NaOH溶液制得Fe(OH)3沉淀后過濾為例：取最后一次的洗滌液少許于試管中，加入用硝酸酸化的硝酸銀溶液，若有白色沉淀生成，則沉淀未洗滌干凈，若無白色沉淀生成，則沉淀已經(jīng)洗滌干凈。注意要選擇一種溶液中濃度較大的、比較容易檢驗(yàn)的離子檢驗(yàn)，不能檢驗(yàn)沉淀本身具有的離子。5．洗滌沉淀的目的及如何選擇洗滌劑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降低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斐扇芙獾膿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)品易干燥該物質(zhì)的飽和溶液對(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)；減少固體溶解二、產(chǎn)品的分離、提純1．常用的物質(zhì)分離、提純物理方法(1)固液分離——過濾(2)液液分離①有溶解度差異——結(jié)晶或重結(jié)晶(蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干；蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾)。②有溶解性差異——(萃取、反萃取)分液。③有沸點(diǎn)差異——蒸餾。2．獲得產(chǎn)品階段的主要操作洗滌(冰水、熱水、有機(jī)溶劑)水洗洗去晶體表面的雜質(zhì)離子(適用于溶解度小的溶質(zhì))冰水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(適用于高溫溶解度大、低溫溶解度小的溶質(zhì))醇洗(常用于溶解度較大的溶質(zhì))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(若對(duì)溶解度小的溶質(zhì)進(jìn)行醇洗，則是為了洗去雜質(zhì)離子，并使其盡快干燥)蒸發(fā)時(shí)的氣體氛圍抑制水解如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以抑制其水解蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶如K2Cr2O7和少量NaCl的混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是K2Cr2O7，這樣就可分離出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾如NaCl和少量K2Cr2O7的混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時(shí)間，析出的固體主要是NaCl；同樣原理可除去NaCl中的少量KNO31．CuSO4·5H2O是銅的重要化合物，有著廣泛的應(yīng)用。以下是CuSO4·5H2O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖。如果采用重量法測(cè)定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步驟：①____________，②加水溶解，③加氯化鋇溶液，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________________________________________________________________________。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)滴加氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，證明已沉淀完全解析需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，即檢驗(yàn)溶液中是否有SOeq\o\al(2－,4)剩余。2．氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，在潮濕空氣中易水解、氧化，且在氯離子濃度較大的體系中存在CuCl＋Cl－[CuCl2]－。工業(yè)上用低品銅礦(主要含CuS、Cu2S、FeO等)制備CuCl的一種工藝流程如下：回答下面問題：(1)寫出反應(yīng)Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________。(2)在進(jìn)行反應(yīng)Ⅱ時(shí)，通入的SO2一般都要適當(dāng)過量，目的是__________________________。(3)水洗時(shí)，檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是____________________________________________。(4)濾餅進(jìn)行醇洗的目的是________________________________________________________。答案(1)2Cu2＋＋SO2＋2Cl－＋2H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(2)將Cu2＋全部還原為CuCl，保護(hù)CuCl不被氧化(3)取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生沉淀，證明已洗滌干凈，否則未洗滌干凈(4)加速干燥，防止CuCl水解和氧化解析(1)由加入的物質(zhì)和目標(biāo)產(chǎn)品可知，氧化劑是