2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)- 化學(xué)工藝流程（新高考專用）（解析版）

2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)?化學(xué)工藝流程（新高考專用）

【知識點1化工流程中原料預(yù)處理及反應(yīng)條件的控制】

1.原料預(yù)處理的方法及目的

方法目的解題指導(dǎo)

粉碎、增大反應(yīng)物接觸面枳，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充

將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末

研磨分,也是提高“浸出率”的方法之一

水浸與水接觸反應(yīng)或溶解（1）加熱、攪拌、適當(dāng)提高酸（或堿）濃度，可以加快

與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可浸出速率；增加浸出時間可使樣品充分溶解，可提高

酸浸溶性金屬離子進入溶液，不浸出率

浸取溶物通過過濾除去（2）酸溶時所加酸的量不能太多

①過量的酸多消耗后續(xù)調(diào)節(jié)pH所加的堿性試劑

除去油污，溶解酸性氧化

堿浸②如果實驗過程有硫化物，酸過量會形成有毒氣體硫

物、鋁及其氧化物

化氫

①除去硫、碳單質(zhì)

1.除去可燃性雜質(zhì)

灼燒②使有機物轉(zhuǎn)化或除去有機物

2.使原料初步轉(zhuǎn)化

（焙燒）③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)等

④使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煨燒高嶺土

2.常見的流程中的條件控制

條件控制目的

①酸浸時提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率；②增大便宜、易得的反應(yīng)物的

反應(yīng)物用

濃度，可以提高其他物質(zhì)的利用率，使反應(yīng)充分進行；③增大物質(zhì)濃度可以加快反應(yīng)速率，

量或濃度

使平衡發(fā)生移動等

①防止某物質(zhì)在高溫時溶解（或分解）：②使化學(xué)平衡向著題FI要求的方向（放熱反應(yīng)方向）

降溫移動；③使某個沸點較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離?等；④降低某地晶體的溶解度，

減少損失等

①結(jié)晶獲得所需物質(zhì)；②防止某種物質(zhì)（如H2O2、草酸、濃硝酸、鏤鹽等）溫度過高時會分

控溫

解或揮發(fā)；③使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來；④使催化劑的活性達到最好；⑤防止副反應(yīng)的

發(fā)生等

加入氧化劑①轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價態(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

（或還原劑）其轉(zhuǎn)化為Fe（0H）3沉淀除去］

①生成硫化物沉淀（如加入硫化鈉、硫化鏤、硫化亞鐵等）；②加入可溶性碳酸鹽，生成碳

加入沉淀劑

酸鹽沉淀；③加入氟化鈉，除去Ca?+、Mg2+

①生成金屬氫氧化物,以達到除去金屬離子的R的：②抑制鹽類水解：③促進鹽類水解生

pH控制

成沉淀，有利于過漉分離

【知識點2化工流程中物質(zhì)的分離與提純】

1.化工生產(chǎn)過程中分離、提純、除雜

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)基本實驗的操作緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)

晶、過濾、洗滌、干燥、蒸儲、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。

2.常考分離、提純的方法及操作

（1）從溶液中獲取晶體的方法及實驗操作

①溶解度受溫度影響較小的（如NaCl）采取蒸發(fā)結(jié)晶的方法，實驗過程為：蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾（如果溫度下

降，雜質(zhì)也會以晶體的形式析出來）、洗滌、干燥。

②溶解度受溫度影響較大、帶有結(jié)晶水的鹽或可水解的鹽，采取冷卻結(jié)晶的方法，實驗過程為：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。

⑵固體物質(zhì)的洗滌

洗滌試劑適用范圍目的

除去同體表面吸附著的可溶性粒子，可適當(dāng)降低同體因為溶解

冷水產(chǎn)物不溶于水

蒸播而造成的損失

水有特殊的物質(zhì)其溶解度除去同體表面吸附著的可溶性粒子，可適當(dāng)降低同體因為溫度

熱水

隨著溫度升高而下降變化溶解而造成的?員失

有機溶劑（酒固體易溶于水、難溶于有減少固體溶解；利用有機溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的水分，

精、丙酮等）機溶劑產(chǎn)品易干燥

飽和溶液對純度要求不高的產(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

洗滌沉淀的方法：向過濾器中加入蒸偏水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2?3次

檢驗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XX試劑，若未出現(xiàn)特征

反應(yīng)現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈

(3)減壓蒸發(fā)的原因：減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止某物質(zhì)分解(如H202、濃硝酸、NH4HCO3)或

失去結(jié)晶水(如題目要求制備結(jié)晶水合物產(chǎn)品)。

(4)萃取與反萃取

①萃取：利用物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度不同,將物質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑的過程°

如用CC14萃取汰水中的Br2o

②反萃?。悍摧腿∈抢梅摧腿┦贡惠腿∥飶呢撦d有機相返回水相的過程，為萃取的逆過程。反萃取劑

主要起破壞有機相中被萃組分結(jié)構(gòu)的作用，使被萃組分生成易溶于水的化合物，或生成既不溶于水也不溶

于有機相的沉淀。經(jīng)過反萃取及所得反萃液經(jīng)過進一步處理后，便得到被分離物的成品。反萃后經(jīng)洗滌不

含或少含萃合物的有機相稱再生有機相，繼續(xù)循環(huán)使用。

(5)其他

①蒸發(fā)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FcC13、A1C13.MgC12等溶質(zhì)時，應(yīng)在HC1的氣流中加熱,

以防其水解。

②減壓蒸儲的原因：減小壓強，使液體沸點降低，防止受熱分解、氧化等。

3.物質(zhì)成分的跟蹤與確定

(1)濾渣的確定

浸取時原料中不提純過程中,原料

參與反應(yīng)的物質(zhì)--中雜質(zhì)轉(zhuǎn)化生成的

(如Si(%等)濾渣的物則如Fe(OH)：J

確定

浸取時原料中雜制備或提純的

質(zhì)轉(zhuǎn)化生成的物質(zhì)目標(biāo)物質(zhì)

(2)副產(chǎn)品的確定

首先是生成物.從流程圖上看：

不是反應(yīng)物*1-----------是支線產(chǎn)品

_副產(chǎn)品

根據(jù)制備的目判斷常是對人類生產(chǎn)

的判斷不是主」生活有用的、無

產(chǎn)品毒的、不污染環(huán)

境的產(chǎn)品

(3)循環(huán)物質(zhì)的確定

后面反應(yīng)步驟在流程圖上標(biāo)注

每一步物質(zhì)

的生成物可逆反應(yīng)中有可以循

在流程中加入的物質(zhì).

循

前面反應(yīng)步驟環(huán)環(huán)利用的物質(zhì)

在后續(xù)步驟中會產(chǎn)生

物

的反應(yīng)物質(zhì)

可以循環(huán)利用的物質(zhì)

確

從流程圖上看:定

(濾渣、濾液)

箭頭回頭

容易分離(

4.根據(jù)溶解度曲線判斷結(jié)晶的方法

(1)溶解度受溫度影響較小的(如Na。)采取蒸發(fā)結(jié)晶的方法。

(2)溶解度受溫度影響較大的采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法。

(3)帶有結(jié)晶水的鹽，一?般采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法。

【知識點3化工流程中方程式的書寫與計算】

1.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)前后元素化合價有無變化判斷

反應(yīng)類型：

(1)元素化合價無變化則為非氧化還原反應(yīng)，遵循質(zhì)量守恒定律；

(2)元素化合價有變化則為氧化還原反應(yīng)，既遵循質(zhì)量守恒定律，乂遵循得失電子守恒規(guī)律。

2.流程中陌生的氧化還原反應(yīng)的書寫流程

(1)首先根據(jù)題給材料中的信息確定氧化劑(或還原劑)與還原產(chǎn)物(或氧化產(chǎn)物)，結(jié)合己學(xué)知識根據(jù)加入的還

原劑(或氧化劑)判斷氧化產(chǎn)物(或原產(chǎn)物)。

⑵根據(jù)得失電子守恒配平氧化還原反應(yīng)。

(3)根據(jù)電荷守恒和反應(yīng)物的酸堿性，在方程式左邊或右邊補充HI0H一或HzO等。

(4)根據(jù)質(zhì)量守恒配平反應(yīng)方程式。

3.化工流程中的有關(guān)計算

⑴有關(guān)Ksp的計算

?？夹问接校孩倥袛嗄芊癯恋?；②判斷能否沉淀完全；③計算某一離子的濃度；④沉淀生成和沉淀完全時

pH的計算。

⑵產(chǎn)率、純度的計算

①計算公式

純度=純凈物的質(zhì)量/混合物的質(zhì)量X100%

產(chǎn)物的產(chǎn)率=產(chǎn)物的實際產(chǎn)量/產(chǎn)物的理論產(chǎn)量X100%

②計算方法：守恒法或關(guān)系式法。

?舉一反三

【題型1綜合考查廢舊物資提純回收】

【例1】(2024.北京石景山.一模)從鉛銀渣(含Pb、Ag、Cu等金屬元素)中提取銀的流程如下:

已知：PbSCh難溶于水；Ag+可以和SO；形成［Ag(SO3)2p-。

⑴"酸浸''時，使用H2sohNaCl和NaNO3的混合液作為浸出劑。

①加入NaNO?的作用o

②固體B含有o

(2)用氨水和水合胱(N,HjHQ)進行“絡(luò)合浸出”和“還原析銀”。

①氨水“絡(luò)合浸出”的化學(xué)方程式是。

②將水合朋“還原析銀''反應(yīng)的離子方程式補充完整：。

□+N2H4H2O=N2T+H2O+□+□+□NH3T

(3)用Na2sCh和甲醛進行“絡(luò)合浸出”和“還原析銀”<>

①亞硫酸鈉"絡(luò)合浸出''時，銀浸出率和溶液pH、浸出時間的關(guān)系分別如下圖所示，解釋銀浸出率隨溶液pH

增大先升高后降低的原因：分析浸出時間超過4h,銀浸出率降低的原因。

【答案】(1)利用硝酸根在酸性條件下的氧化性，將金屬單質(zhì)氧億AgCl和PbSO4

+

(2)AgCI+2NH3H2O=lAg(NH3)2]Cl+2H2O4[Ag(NH3)2]+N2H4H2O=N2T+H20+4Ag1+4NH:+

4NH3T

(3)溶液pH增大有利于增大亞硫酸根濃度，進而提高銀浸出率；堿性過高Ag+會生成AgzO,導(dǎo)致浸出率降

低亞硫酸鈉既是銀的配合劑也是還原劑，會將Ag+還原為Ag

2[Ag(SCh)2]3-+HCHO+3OHr2Agi+4S0；+HCOCT+2H2。

【分析】由題給流程可知，鉛銀渣在空氣中氧化焙燒得到含有金屬氧化物的焙燒渣，向焙燒渣中加入硫酸、

氯化鈉、硝酸鈉的混合溶液酸浸，氧化鉛和未反應(yīng)的鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛、艮化銀和未反應(yīng)的銀轉(zhuǎn)化為氯化銀、

氧化銅和未反應(yīng)的銅轉(zhuǎn)化為可溶的銅鹽，過濾得到含有銅鹽的謔液A和含有硫酸鉛、氯化銀的固體B；向

固體中加入氨水或亞硫酸鈉溶液絡(luò)合浸出，過濾得到硫酸鉛固體和銀配合物的濾液；向漉液中加入水合脫

或甲醛還原析銀，將銀配合物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)銀，過濾得到銀和濾液。

【解析】(1)①由分析可知，加入硫酸、氯化鈉、硝酸鈉的混合溶液酸浸的目的是將焙燒渣中的金屬氧化

物和未反應(yīng)的金屬氧化物轉(zhuǎn)化為鹽，其中硝酸鈉的作用是在酸性條件下將未反應(yīng)的金屬單質(zhì)氧化，故答案

為：利用硝酸根在酸性條件下的氧化性，將金屬單質(zhì)氧化；

②由分析可知，固體B含有硫酸鉛和氯化銀，故答案為：AgCl和PbSO4；

(2)①由分析可知，氨水“絡(luò)合浸出”發(fā)生的反應(yīng)為氯化銀與氨水反應(yīng)生成氯化二班合銀和水，反應(yīng)的化學(xué)

方程式為，故答案為：

AgCl+2NH3H2O=[Ag(NH3)2]Cl+2H2O：

②由未配平的離子方程式可知，還原析銀發(fā)生的反應(yīng)為溶液中的二氨合銀離子與水合啡反應(yīng)生成銀、氮氣、

鏤根離了、氨氣和水，反應(yīng)的離子方程式為「+

4[Ag(NH3)2N2H4-H2O=N2T+H2O+4Ag1+4NH：+4NH3t；

(3)①亞硫酸鈉是強堿弱酸鹽，在溶液中發(fā)生水解使溶液呈堿性，溶液pH增大，溶液中氫氧根離子濃度

增大，抑制亞硫酸根離子的水解,亞硫酸根濃度有利于增大銀配合物的濃度.進而提高銀浸出率：溶液pH

過大，溶液中的銀離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氧化銀沉淀，使得銀配合物的濃度減小導(dǎo)致浸出率降低；亞

硫酸鈉具有還原性，與溶液中銀離子形成配合物時，也能將溶液中銀離了?還原為銀，使得銀配合物的濃度

減小導(dǎo)致浸出率降低，故答案為：溶液pH增大有利于增大亞硫酸根濃度，進而提高銀浸出率；堿性過高

Ag+會生成AgzO,導(dǎo)致浸出率降低；堿性過高Ag+會生成Ag20,導(dǎo)致浸出率降低；亞硫酸鈉既是銀的配合

劑也是還原劑，會將Ag+還原為Ag；

②由題意可知，甲醛.?還原析銀”發(fā)生的反應(yīng)為堿性條件下溶液中的一亞硫酸根合銀離子與甲醛反應(yīng)生成銀、

亞硫酸根離子、甲酸根離子和水，反應(yīng)的離子方程式為：2[Ag(SO3)2]3-+HCHO+3OH-=2Agi+4S0；+

HCOO+2H2OO

【變式1?1】(2024.四川瀘州?二模)工業(yè)廢氣中含大量的CO]、NO、CO、SO,,脫硫廢水中主要含有Ni?+、

Al"、Fe2+.NH；、SO；、SO；,以及易被氧化的有機懸浮物和大量的有機硫，有機硫充分曝氣氧化為SO：，

某燃煤廠將工業(yè)廢氣與脫硫廢水進行聯(lián)合凈化處理，其工藝流程如下:

常溫下：溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金屬離子Ni2+Al3+FeuFe2+

開始沉淀時卜?=O.OlmolL-1)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全時（c=LOxlO-smolL]的pH8.74.73.29.0

(1)曝氣氧化中被氧化的離子有；濾渣A、C的化學(xué)式依次為、o

(2)用NaNO2溶液除氮時，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為。

(3)NiOOH能用作銀鎘電池正極材料，氧化沉銀反應(yīng)的離子方程式為。

(4)加鹽酸調(diào)pH至5得到濾渣B,反應(yīng)的離子方程式為。

(5)流程中“①通入適量空氣”，其NO與0?的最佳物質(zhì)的量比為,氣體a為什么不能直接排放到大

氣中？o

(6)結(jié)合信息計算，“曝氣氧化”后當(dāng)調(diào)pH=3時Fe"的濃度為o

【答案】⑴Fe”和SO；-Fe(OH)?CaSO,

(2)NO2+NH；=N,+2H2O

2+--

(3)2Ni+CIO+4OH=2NiOOHJ+C1+H2O

(4)[AI(OH)J+H+=H?O+A1(OH),J

(5)4：1氣體a中混有有毒與體CO

(6)10-44mol/L

【分析】工業(yè)廢氣中含大量的CO?、NO、CO、S02,通入石灰石懸濁液后剩余CO?、NO、CO,SO?反應(yīng)

形戌濾渣除去：通入適量空氣將NO氧化為NO,在碳酸鈉溶液中反應(yīng)生成亞硝酸鈉：CO與Cu(NHj,Ac形

成Cu(NHj3coAc；脫硫廢水中主要含有Ni2+、A產(chǎn)、Fe2+.NH；、SO；、SO；,以及易被氧化的有機

懸浮物和大量的有機硫，有機硫充分曝氣氧化為SO：,同時將Fez,氧化為Fe",調(diào)節(jié)pH=3.2,更Fe”形成

Fe(OHh除去；加入亞硝酸鈉溶液，與NH；反應(yīng)生成N?；溶液中加入NaClO將Ni?+氧化與NaOH反應(yīng)生

成NiOOH,A產(chǎn)與NaOH反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉(偏鋁酸鈉)，加入鹽酸調(diào)pH=5,形成氫氧化鋁沉淀。

【解析】(1)根據(jù)分析，曝氣氧化中被氧化的離子有Fe?+和SO：-；濾渣A為氫氧化鐵，濾渣C為亞硫酸

鈣；

用溶液除氮時，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：

(2)NaNO2NO-+NH；=N2+2H2O：

氧化沉銀反應(yīng)的離子方程式：2+

(3)2Ni+CIO-+4OH-=2NiOOH+CP+H2O；

(4)加鹽酸調(diào)pH至5得到濾渣B為氫氧化鋁，離子方程式：[Al(OH)“T+H+=H2O+Al(OH)3J；

(5)NO中氮元素從+2價變?yōu)閬喯跛徕c中+3價，根據(jù)得失電子守恒，NO與氧氣物質(zhì)的量比值最好為4：I；

氣體a中含有毒性氣體CO,不能直接排放至大氣中；

⑹pH=3.2時鐵離子完全沉淀，說明KjFe(OH)3]=c(Fe)?c3(OH-)=l(嚴:調(diào)pH=3時Fe”的濃度：

c(Fe>)=*“外。叩=10-44mol/L

I)C3(OH)o

【變式?河北張家口?一模)一種從廢鉛膏(含其他

1-2](2024PbSO=53.2%,PbO229.5%,PbO11.3%,6%)

中回收鉛和氧化鉛的流程如下：

己知：414

Pb"(aq)+2CH3coO(aq).^Pb(CH3CCX3)2(aq)AT=1>：IO,A：sp(PbCOj=8xIOo

請回答：

⑴已知Pb位于第六周期，與C同族，基態(tài)Pb原子的價層電子凱道表示式為。

⑵“還原”時會轉(zhuǎn)化為發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

PbO2PbS04,O

(3)將濾液與SO2、Ca(OH)2混合反應(yīng)，可實現(xiàn)原料NaHSCh的再生。理論上SCh與Ca(OH)2的物質(zhì)的

量之比為，此過程中會產(chǎn)生一種副產(chǎn)物，其化學(xué)式為。

(4片脫硫”時發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為o

(5)“沉淀'’時，發(fā)生反應(yīng)P^CHCOOM叫)+CO}(aq)-PbCO3(s)+2CH3COO-(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)

K'=o

(6)“電解”時，陰極的電極反應(yīng)式為

剩余固體的質(zhì)量］

⑺“灼燒'’時會有中間產(chǎn)物xPbCO3，)PbO生成，固體殘留率與溫度的關(guān)系如圖所示，則

原始固體的質(zhì)量,

(

％

)

#

希

瑟

及

畫

【答案】⑴11

6s6P

(2)2PbO2+2NaHSO3+H2so4=2PbSCh+2H2O+Na2sO4

⑶2：1CaS04

(4)PbSO4+CH3coO=Pb(CH3COO)2+SO：

⑸1.25x1。9

(6)Pb2++2e-Pb

(7)7PbCO315PbO

【分析】廢鉛膏(含PbSO453.2%,PbO229.5%,PbO11.3%,其池6%)中加入亞硫酸鈉、硫酸反應(yīng)生成硫

酸鉛，硫酸鉛中加入醋酸鈉脫硫生成醋酸鉛，醋酸鉛中加入碳酸鈉生成碳酸鉛，碳酸鉛中加入HBEi生成鉛

離子，電解生成Pb°

【解析】(1)鉛位于元素周期表第六周期第IVA族，位于p區(qū)，基態(tài)Pb原子6s、6P能級上的電子為其價

層電子，則基態(tài)Pb原子價層電子軌道表示式為J1

6s

(2)“還原”時PbO?中加入亞硫酸鈉、硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛PbSCU,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2PbO2+2NaHSO3+H2SO4=2PbSO4+2H2O+Na2SO4o

(3)將濾液硫酸鈉與SO?、Ca(OH)2混合發(fā)生反應(yīng)Na2so4+2SO2+Ca(OH)2=2NaHSO3+CaSO4,可實現(xiàn)原

料NaHSCh的再生，故理論上SO?與Ca(0H)2的物質(zhì)的量之比為2：1。生成的副產(chǎn)物為CaSCU。

(4)“脫硫”時發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為PbSO4+CH3COO=Pb(CH3COO)2+SOf。

(5)Pb(CH3COO)2(aq)+CO^(aq)-PbCO5(s)+2CH3COO(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)

c2(CH3coO)c2(CH3coO)c(Pb“)1]”509

21

c[(CH3COO)2Pb]c(CO；)c[(CH?COO)2Pb]c(CO；)c(Pb)KxKsp(PbCO3)一’

(6)“電解”時,陰極的電極反應(yīng)式為Pb2++2”Pb.

715

(7)根據(jù)題意可知，a+y)PbCO3frPbCO3?yPbO+CO2,x+y=l,267x+223y=237,解得x=瓦，y=—,貝I」

358℃時對應(yīng)固體的成分為7PbC03-15PbOo

【變式1-3](2024?北京豐臺?一模)冶煉金屬產(chǎn)生的酸泥屬于有價值危險物。從某酸泥(含Se單質(zhì)，HgSe

及鋅、銅的化合物等)中回收汞和硒的一種工藝如下：

NaCO+過量H2sO4NaH2PO2石灰乳

酸泥Ti卜瓶T4卜霹中和液

III

浸出渣H2so4為主要粗硒中和渣

成分的汞渣

(1)“氧化浸出”時,酸泥中硒、汞、鋅、銅分別以HzSeCh、Hg2\Zn2+、CF+形式進入溶液。

①分離氧化浸出液和浸出渣的操伶是。

②不溶于水的HgSe被氧化的離子方程式為o

③浸出時間等其他條件相同時，不同的NaCKh投加量對汞、硒境出率的影響如圖所示。選擇最佳NaCICh

投加量并說明理由。

氯酸鈉投加吊"g-L"

(2)沉汞后液中磷以最高價形式存在。“還原沉汞”的主要反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比

為。

⑶已知Se(s)+Na2SOa(aq).：；：32250$03網(wǎng))，粗硒中的雜質(zhì)不溶于NazSCh溶液。利用該原理對粗硒進

行提純，實驗操作是O

(4)殂硒中硒的純度測定

i.取0.1g粗硒于錐形瓶中，加入15mL濃鹽酸和】mL濃硝酸，沸水浴加熱，使Se全部轉(zhuǎn)化為HzScCh；

ii.除去過量的HNO3和溶解的N5;

iii.加入2mLKI溶液、5mL淀粉溶液，然后用cmo卜L」Na2s2O3標(biāo)準溶液進行滴定，到達滴定終點時，消

耗Na2s2。3標(biāo)準溶液VmL。

已知：H2SeO3+4KI+4HCl=Se+2h+4KC1+3H2O

FhSeCh+4Na2s2O3+4HC1=Se+2Na2S4O6+4NaCl+3H2O

h+2Na2s2O3=Na2s4。6+2NaI

①到達滴定終點時的現(xiàn)象為O

②依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)能否計算出粗硒中硒的純度？若能，請寫出計算式；若不能，請寫出還需要的數(shù)

據(jù)。。

【答案】(1)過濾HgSc+C1O；+2H+=Hg2++C1-+HoSeOj70g/L

(2)4：1

(3)洛粗硒溶于熱的Na2sO3溶液中，趁熱過濾，將濾液冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥

(4)溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)顏色不恢復(fù)1VM"):

0.1x4

【分析】從某酸泥(含Se單質(zhì)，HgSe及鋅、銅的化合物等)中回收汞和硒，酸泥在H2s0八NaCKh混合溶液

中氧化浸出，“氧化浸出”時，酸泥中硒、汞、鋅、銅分別以HzSeCh、Hg2+、Zn2\CP+形式進入溶液，過濾

分離不溶物后，往浸出液加入NaH2P02還原沉淀得到汞渣，沉米后液加入SO?進行沉硒，得到粗硒，再將

沉硒后液用石灰乳中和，得到中和液及中和渣。

【解析】(1)①分離氧化浸出液和浸出渣的操作是過港。

②根據(jù)“氧化浸出''時，酸泥中硒、汞、鋅、銅分別以HzSeCh、Hg2\Zn2\Cu??形式進入溶液，不溶于水的

HgSe被氧化的離子方程式為HgSe+CIO；+2H+=Hg2++Cl-+FhSeCh。

③根據(jù)圖示，70g/L時汞、硒浸出率已達到最大值，故選擇最佳NaCICh投加量并說明理由70g/L。

(2)NaH2PO2中P為+1價，沉汞后液中磷以最高價+5價的形式存在，P化合價升高，NaH2P02為還原劑，

Hg2+由+2價降低為+1價，Hg2+為氧化劑，根據(jù)得失電子守恒，“還原沉汞”的主要反應(yīng)中，氧化劑和還原劑

的物質(zhì)的量之比為4：1。

(3)根據(jù)已知Se(s)+Na2soa(aq)二募?NazSeSO^aq),粗硒中的雜質(zhì)不溶于Na2so3溶液，對粗硒進行提

純，該實驗操作是將粗硒溶于熱的Na2s03溶液中，趁熱過濾，將濾液冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥。

(4)①根據(jù)淀粉遇碘變藍，到達滴定終點時的現(xiàn)象為溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)顏色不恢復(fù)。

②根據(jù)反應(yīng)可知，得關(guān)系式為H2SeO3~Se~2b~4Na2sQ3,該粗曬的純度為

cmol/LxVxl0'Lx—xMg/molcVMxlQ3

_________________4________xlOO%,故可以計算出其純度。

xl00%=0.1x4

0.1g

【題型2綜合考查廢舊物資物質(zhì)制備】

【例2】(2024?寧夏銀川?一模)鋼渣是鋼鐵行業(yè)的固體廢棄物，含有2CaO-SiO2、Fe2O^FeO、AI2O3和

V2O3等物質(zhì)。?種以鋼渣粉為原料固定CO2并制備V2O3的工藝流程如圖所示。

稀鹽酸、NH.C1氧化；劑A試劑B試劑BCO,

鋼渣粉P2H沉鐵I鋁IX濾液c

I1

富銳渣鐵鋁渣微細CaCO,

空氣、CaCO3稀硫酸

IJ.一V,0)麗Za

~H焙燒卜a焙燒產(chǎn)物T浸出21

L?濾渣

已知鋼渣中Ca元素質(zhì)量分數(shù)為30%。V2O3在稀鹽酸和NHC1混合溶液中不易被浸出。該工藝條件下，有

關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH如卜表所示:

金屬離子Fe3+Fe2+AF+Ca2+

開始沉淀的pH1.97.23.512.4

沉淀完全的pH2.98.25.113.8

回答下列問題:

(1)浸出1過程生成的SiO?“包裹”在鋼渣表面形成固體膜，阻礙反應(yīng)物向鋼渣擴散。提高浸出率的措施有一

(除粉碎外，舉1例)。該浸出過程不使用稀硫酸代替稀鹽酸的原因是。

(2)為避免引入雜質(zhì)離子，氧化劑A應(yīng)為(舉I例)。

⑶濾液C的溶質(zhì)可循環(huán)利用，試劑B應(yīng)為。

(4)若鋼渣粉中含有銳酸鈣[Ca(VO)],加入NazCCh溶液能夠使銳酸鈣溶解，是因為存在平衡:

Ca(VO3)2(s)+CO；(aq)?CaCO3(s)+2VO；(aq)o已知勺(CaCO，)=4.9x1Of,

Arsp[Ca(VO3)2]=6.9xl0^,則該平衡常數(shù)K=(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

(5)富機渣焙燒可生成帆鈣鹽，不同機鈣鹽的溶解率隨pH變化如圖所示。已知浸出2的pH約為2.5,則應(yīng)

控制焙燒條件使該鋼鈣鹽為。該培燒反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

⑹若Ca的浸出率為90%,理論上1噸鋼渣在“固碳”中可固定kgCO2o

【答案】(1)適當(dāng)增大鹽酸的濃度、適當(dāng)升高溫度、攪拌等稀硫酸與2CaO-SiO2反應(yīng)形成微溶于水的

CaSO4覆蓋在鋼渣表面，阻礙反應(yīng)物向鋼渣擴散

(2)吐Ch或氯水

⑶氨水

(4)1.4x103

VO+2CaCO+O=CaVO+2CO,

(5)Ca2V2。2332227

(6)297

【分析】鋼渣中含有2CaOSiO2、FezCh、FeO、AI2O3和V2O3等,鋼渣中加入稀鹽酸、NH4cl進行“浸出1”,

經(jīng)過濾得到富帆渣，濾液中含F(xiàn)*、Fe2\A|3+、Ca2+,濾液中加入氧化劑A將Fe?+氧化成Fet加入試劑

B將Fe3+、AP■轉(zhuǎn)化成鐵鋁渣而除去，然后加入試劑B調(diào)pH,再吸收82“固碳''得到微細CaCCh和濾液C,

富帆渣與CaCO3在空氣中焙燒得焙燒產(chǎn)物，焙燒產(chǎn)物中加入稀硫酸進行“浸出2”經(jīng)過濾得濾渣和濾液，濾液

經(jīng)系列操作得V2O5?用還原劑將V2O5還原為V2O3。

【解析】(1)①提高浸出率的措施有：適當(dāng)增大鹽酸的濃度、適當(dāng)升高溫度、攪拌等；

②該浸出過程不使用稀硫酸代替稀鹽酸的原因是：稀硫酸與2CaOSiO2反應(yīng)形成微溶于水的CaS04覆蓋在

鋼渣表面，阻礙反應(yīng)物向鋼渣擴散；

(2)加入氧化劑A的目的是將FM+氯化成FC3+,為避免引入雜質(zhì)離子，氧化劑A應(yīng)為FhO?或氯水;

(3)加入試劑B的目的使Fe3+、AP+轉(zhuǎn)化成Fe(0H)3、A1(OH)3沉淀而除去,繼續(xù)加入試劑B調(diào)pH,便于“固

碳”時形成CaCQ，，濾液C的溶質(zhì)可循環(huán)利用，試劑B應(yīng)為氨水；

c2(VO；)c2(VO；)c(Ca2+)

(4)根據(jù)Ca(VO)(s)+CO;(aq)CaCO,(s)+2VO；(aq)可知，平衡常數(shù)K2+

32-c(COj-)-c(CO^)c(Ca)

」

Ksp[Ca(VO3)2]6.9x10

"=-9=L4xl；

^sp(CaCO3)4.9xlO0

由圖可知浸出的約為時，的溶解率最大，故應(yīng)控制焙燒條件使乳鈣鹽為

(5)①2pH2.5Ca2V2O7Ca2V2O7；

②該焙燒過程中V元素的化合價由+3價升至+5價，02為氧化劑，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該焙燒

反應(yīng)的化學(xué)方程式為

V2O3+2CaCO.+O;=Ca2V2O7+2CO2；

(6)鋼渣中Ca元素的質(zhì)量分數(shù)為30%,若Ca的浸出率為90%,理論上1噸鋼渣在“固碳”中可固定CO2

1000kgx30%x90%

的質(zhì)量為x44g/mol=297kgo

40g/mol

【變式2?1】(2024?河北邯鄲?一模)Fe3O4@SiO2是一種高效非貴金屬光/熱催化劑，以廢棄還原鐵粉(表面

有銹漬，不含其他金屬雜質(zhì))為原料制備的工藝流程如圖所示:

Fe3O4@SiO2

廢棄還鹽酸幼來i.水凝膠/納米Si。？

原鐵粉一*

FC,O4ii.共熱FeQ,@SQ

已知：時七396

25°C[Fe(OH)[=4.9xlO*,Arsp[Fe(OH)J=2.8xlO-,/TspfCa(OH)2]=5.0xl0-o

請回答下列問題：

⑴為了提高鐵粉的浸取速率，除了考慮溫度、濃度影響因素外，還可以采取的措施有(填一條);

經(jīng)檢驗浸取液中無Fe3+,其原因為(用離子方程式解糕)。

(2)需在隔絕空氣條件下進行的反應(yīng)設(shè)備或操作有反應(yīng)釜1、、真空熱分解。

(3)實驗室(填“能”或"不能”)用如圖所示裝置進行“加壓過濾”，原因為。

?■布氏漏斗

抽氣

/、■抽濾瓶

(4)已知“浸取液”中無過量的酸，則反應(yīng)釜2中反應(yīng)的離子方程式為o

(5)反應(yīng)釜3中,25℃時Ca2+濃度為50g?LL理論上溶液的pH低于(lg2=0.3)o

(6)納米FesCh也可以用如下過程制備：

FC3O4

①反應(yīng)ii中匚『一H的作用是o

②反應(yīng)ii的化學(xué)方程式為。

【答案】(1)將廢棄還原性鐵粉粉碎或進行充分攪拌(或其他合理答案)Fe+2Fe3+=3Fe2+

(2)加壓過濾

(3)不能圖示抽濾操作無法在真空中進行

2+2

(4)CaO+H2O+Fe=Fe(OH)2l+Ca\4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

(5)11.3

⑹中和反應(yīng)過程中生成的HCL促進FeCl36H2O水解FeCh6H2O+3=FeOOH+4H2O+3

【分析】由題干以廢棄還原鐵粉(表面有銹漬，不含其他金屬雜質(zhì))為原料制備Fe3O4@SiCh的藝流程圖可

知，向廢棄還原性鐵粉中加入足量的鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)有：Fe+2HCl=FeCl2+H2t.Fe2Ch+6HCl=2FeCb+3H2O、

Fe+2FeCh=3FeCl2,過濾得到浸取液，將浸取液分別進入反應(yīng)釜1,即加入CaO,反應(yīng)原理為：

CaO+H2O+FeCh=Fe(OH)2l+CaC12,反應(yīng)釜2,即加入CaO并通入空氣，反應(yīng)原理為：

CaO+H2O+FeCh=Fe(OH)2l+CaCl2^4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,將反應(yīng)釜1和反應(yīng)釜2的物質(zhì)混合進入

反應(yīng)釜3,調(diào)節(jié)pH使得Fe2+、FQ+完全沉淀，而Ca?+不沉淀，然后加壓過濾，為防止Fe(OH)2被氧化，使

得產(chǎn)品中Fe2+和Fe3+物質(zhì)的量比不為1:2,加壓過濾需在真空環(huán)境中進行，將過濾所得沉淀進行真空加熱得

到納米Fe3(li,加入水凝膠/納米SiCh共熱得到Fe3O4@Si(h,據(jù)此分析解題。

【解析】(1)為了提高鐵粉的浸取速率，除了考慮溫度、濃度影響因素外，還可以采取的措施有將廢棄還

原性鐵粉粉碎、進行充分攪拌；由分析可知，F(xiàn)e2O3+6HCl=2FeC13+3H2O,Fe+2FeCh=3FeCl2,經(jīng)檢驗浸取

液中無尺3+,則其原因用離子方程式表示為：Fe+2Fc3+=3Fe2+,故答案為：將廢棄還原性鐵粉粉碎或進行充

分攪拌：Fe+2Fe3+=3Fe2+；

(2)由分析可知，為防止Fe?+過渡被氧化，改變產(chǎn)品中Fe?+、Fe3+的物質(zhì)的量比，則需在隔絕空氣條件下

進行的反應(yīng)設(shè)備或操作有反應(yīng)釜1、加壓過濾、真空熱分解，故答案為：加壓過濾；

(3)由分析可知，為防止Fe(OH)2被氧化，使得產(chǎn)品中FL和F/+物質(zhì)的量比不為1:2,加壓過濾需在真空

環(huán)境中進行，圖示抽濾操作無法在真空中進行，故答案為：不能；圖示抽濾操作無法在真空中進行；

(4)由分析可知，己知“浸取液”中無過量的酸，則反應(yīng)釜2中反應(yīng)為：CaO+H2O+FeC12=Fe(OH)2l+CaCI2＞

2+2

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,其反應(yīng)的離子方程式為：CaO+H2O+Fe=Fe(OH)21+Ca\

2+2

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案為：CaO+H2O+Fe=Fe(OH)2l+Ca\4Fe(OH)2+O2+2H20=4Fe(OH)3；

50g

(5)反應(yīng)釜3中，25℃時Ca?+濃度為50g?LL即Ca?+的物質(zhì)的量濃度為：40g?''=l.25mol/L,反應(yīng)釜

1L

Arsp[Ca(O/7)]_幽__=0xl0-3,

3中調(diào)節(jié)pH使得Fe2\F/+完全沉淀，而Ca?+不沉淀，故有：c(OH-)V2

c(CB)1.25

IM-I4

c(H+)＞音丁=5x］()/2,即理論上溶液的pH低于—lg(⑶產(chǎn))=11.3,故答案為：11.3；

1

(6)①由流程圖可知，F(xiàn)eCl36H2O水解生成FeOOH過程中生成了HC1,匚7一^中的N上有孤電子對顯堿

件，能與H。反應(yīng)牛成鹽?從而促進水解正向進行，故反應(yīng)ii中匚1-H的作用是中和反應(yīng)過程中牛

成的HC1,促進FeCbSFhO水解;

②反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

iiFeCh-6H2O+3=FeOOH+4H2O+3j-N-H'd-

【變式2?2】(2024.廣東江門.一模)某化工廠利用廢舊鋰離子電池正極材料(含有LiCoCh以及少量Ca、

Mg、Fe、Al等)制備CO2O3和Li2co3。工藝流程如下:

NHjHQ和空氣

硫酸、草酸(NHJC6,溶液催化氧化

,恭T葭浸過［濾i濾液1過［濾f濾渣2—過灌f濾液3—?［hi濾卜＞［體)'—co2Oj

灌渣1NH4F固體

一金液2濾液4需嚙在畫1fL蹤3

固體已知：①常溫時，有關(guān)物質(zhì)K中如下表:

物質(zhì)Co(OH),Fe(OH)2AI(OH)3Mg(OH)2

K卬5.9xlO-154.9x10-171.1x10-335.6x10-12

②常溫時，HCO,的溶度積K卬=8.15xio4,該數(shù)值隨溫度升高而減小。

(DLiCoOz中Co元素的化合價為：基態(tài)Co原子的價層電子軌道表示式為

2ff

⑵“酸浸”時發(fā)生反應(yīng)：2LiCoO2+6H'+H2C2O4=2Co+2Li+_+4H,0o

①補充完整上述離子方程式;

②舊生產(chǎn)工藝用鹽酸進行“酸浸”，但易造成環(huán)境污染，原因是0

已知濾渣中含有則常溫下濾液中

(3)2Mg(OH)”2c(Mg2+)=mo)/L0

(4)謔液3中含金屬元素的離子主要是[Co(NH)/，通入空氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)的離子方程式為

⑸沉鋰操作過程中的存在反應(yīng)：2Li+(aq)+2HCO；(aq)=Li2CC)3(s)+H2c。4叫)，該操作中需將溫度升高到

90c,原因是

(6)由Li2cO1進一步制得的Li?。具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示。

①O?-在晶胞中的位置為

②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為N、。晶胞Li?O的密度為bg-cm”,則晶胞參數(shù)(棱長)為pm。

【答案】(1)+3NlNltltltlE]

3d4s

⑵2cO2Cl-被氧化生成C12污染環(huán)境

(3)5.6x104

2

(4)4[Co(NH3)6]^+O2+2H2O+8OH=4CO(OH)3I+24NH3T

(5)溫度升高到90℃,促進碳酸的分解，沉鋰反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，提高沉鋰反應(yīng)轉(zhuǎn)化率

(6)在立方體的頂點上和面心上

【分析】廢舊鋰離子電池的正極材料(含有LiCoCh以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)，加硫酸溶解Ca、Mg、

Fe、Al,加草酸把LiCoO?還原為Co2+,過濾除去不溶物為濾渣1,濾液1加NaOH溶液，題中已知濾渣2

中含有Mg(OH)2,分析可知還含有CO(OH)2,在濾渣2中加入碳酸核和NHj&O將有Co(OH)2轉(zhuǎn)化為

2

[CO(NH3)J\過漉后除去Mg(OH》濾液3中為[Co(NH)廠且溶液為堿性，經(jīng)過空氣催化氧化得到

2

CO(OH)3,最后得到CO2O3；濾液1中主要含有Li、Ca\[A1(OH)J,經(jīng)過NH4F固體的處理將Ca?+除去,

后續(xù)沉鋰再將Li+以Li2co3形式沉淀出來，據(jù)此作答。

【解析】(1)Li化合價+1價，0化合價-2價，推得Co化合價+3價，C。第27號元素，所以基態(tài)Co原子

1t

的價層電子軌道表示式為：卜。包1Hi囤。

3d4s

(2)LiCoCh中C。元素的化合價化合價從+3價降低到+2價，因此草酸中C元素化合價從+3價升高到+4

價，再通過質(zhì)量守恒定律推出為：2c02,舊生產(chǎn)工藝用鹽酸進行“酸浸”，鹽酸中的C「會被氧化生成C12從

而污染環(huán)境，故答案為：2cCh；CT被氧化生成C12污染環(huán)境。

2+2

(3)pH=10時，Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg)c(OH),

c(Mg2")=Ks%)?=潸請56]03lc5.6x10-4。

Xmo

(4)C?；蟽r從+2價升高到+3價，0化合價從0價降到-2價.濾液3為堿性，所以通入空氣發(fā)生催化氧

?+

化反應(yīng)的離子方程式為：4[Co(NH,)f]+O2+2H2O+8OH=4CO(OH)<>L+24NH3T。

(5)溫度升高到90℃,促進碳酸的分解，則沉鋰反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，提高沉鋰反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，故答案

為：溫度升高到90C,促進碳酸的分解，沉鋰反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，提高沉鋰反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。

(6)①化學(xué)式中Li?O的Li+：02-的個數(shù)比為2：1,根據(jù)觀察并計算，02一應(yīng)該是在立方體的頂點上和面心

上，Li在立方體的體心上；

②設(shè)晶胞參數(shù)(棱