2025版高一化學(xué)必修第二冊(cè)（含不定項(xiàng)選擇）微專題(八) 以金屬礦物、海水資源開(kāi)發(fā)利用為背景的工藝流程題

微專題(八)以金屬礦物、海水資源開(kāi)發(fā)利用為背景的工藝流程題核心要點(diǎn)·歸納1.工藝流程題的結(jié)構(gòu)規(guī)律:“主線主產(chǎn)品,分支副產(chǎn)品,回頭為循環(huán)”。2.對(duì)原料預(yù)處理的常用方法(1)研磨——減小固體顆粒的體積,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,使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液,不溶物通過(guò)過(guò)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)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、分解等。3.產(chǎn)品分離提純的常用方法(1)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶:如NaCl和K2Cr2O7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。(2)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾:如NaCl和K2Cr2O7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KNO3。學(xué)力診斷·測(cè)評(píng)1.工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖:對(duì)上述流程的判斷正確的是 ()A.試劑X可以為氨水,沉淀中含有鐵的化合物B.CO2不能用稀硫酸或稀鹽酸代替C.反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為CO2+2[Al(OH)4]-===2Al(OH)3↓+CO32-+HD.工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al,成本更低【解析】選B。試劑X應(yīng)為強(qiáng)堿溶液,使Al2O3溶解,不能為氨水,A錯(cuò)誤;若用稀硫酸或稀鹽酸代替CO2,過(guò)量時(shí),Al(OH)3會(huì)溶解,不能保證生成Al(OH)3沉淀,B正確;反應(yīng)Ⅱ?yàn)橄蚝兴牧u基合鋁酸根離子的溶液通入過(guò)量CO2,二者可以發(fā)生反應(yīng),離子方程式為CO2+[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+HCO3-,C錯(cuò)誤;因Al比Fe活潑,不能用Fe置換[解題思維]2.以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)為原料,生產(chǎn)Fe3O4的部分工藝流程如下:下列說(shuō)法不正確的是 ()A.從高硫鋁土礦中可制得Al、Fe的化合物B.FeS2與Fe2O3混合后在無(wú)氧條件下焙燒的目的是生成Fe3O4和SO2C.用NaOH溶液吸收焙燒過(guò)程產(chǎn)生的SO2有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用D.向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2,鋁元素存在的形式由[Al(OH)4]-轉(zhuǎn)化為Al3+【解析】選D。礦粉焙燒時(shí)FeS2與O2反應(yīng)生成Fe2O3和SO2,“堿浸”時(shí)Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的Na[Al(OH)4]、Na2SiO3;Fe2O3和FeS2混合后在無(wú)氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2。A.高硫鋁土礦中含有大量Al和Fe元素,可通過(guò)適當(dāng)?shù)牟僮鞯玫紸l和Fe的化合物,A正確;B.FeS2與Fe2O3混合后在無(wú)氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑,B正確;C.SO2為有毒氣體,不能直接排放至空氣中,可用NaOH溶液吸收焙燒過(guò)程產(chǎn)生的SO2,有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用,C正確;D.由上述分析可知,濾液中含有Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,通入過(guò)量的CO2后,生成Al(OH)3和H2SiO3,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】溴及其化合物廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和阻燃劑等生產(chǎn)中。一種利用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下。已知:ⅰ.與Na2CO3反應(yīng)時(shí),Br2轉(zhuǎn)化為BrO3-和Brⅱ.HBrO3為強(qiáng)酸。下列說(shuō)法不正確的是 ()A.酸化海水通入Cl2提取溴的反應(yīng):Cl2+2Br-===2Cl-+Br2B.脫氯過(guò)程脫除1molCl2可能消耗23molFeBrC.用Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸氣后,所得產(chǎn)物中的含碳粒子主要是HCOD.H2SO4酸化后重新得到Br2的反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為1∶5【解析】選C。由流程可知,海水濃縮、酸化后通入氯氣發(fā)生2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,用熱空氣吹出溴,得到含有溴的空氣,將含溴空氣通入FeBr2溶液脫氯,再與Na2CO3溶液反應(yīng),Br2轉(zhuǎn)化為BrO3-和Br-,再用硫酸酸化,BrO3-和Br-在酸性環(huán)境下反應(yīng)生成Br2,經(jīng)過(guò)一系列操作得到溴,以此分析解答。酸化海水通入Cl2,Cl2將溴離子氧化為溴單質(zhì),發(fā)生反應(yīng):Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,故A正確;脫氯過(guò)程中可能發(fā)生反應(yīng):3Cl2+2FeBr2===2FeCl3+2Br2,此時(shí)脫除1mol氯氣消耗23molFeBr2,故B正確;Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸氣,反應(yīng)生成BrO3-、Br-和CO2,則所得產(chǎn)物中的含碳粒子主要是C