2020年上期高考化学复习工艺流程专题(Word版)

1、1 .工业上常用水钻矿（主要成分为CO2O3,还含少量Fe2O3、AI2O3、MgO、CaO等杂质）制备钻的氧化物，其制备工艺流程如下（已知 Na2SO3能还原Fe”和Co3 ）:N加孙鹏峻心1口僻嬉 一" b . »TLJ解版像种钻的氧化矶1理1coe心 相力上（1）溶液a中加入NaClO的作用是 溶液d中的金属离子只有 Co2+和Na*两种，则溶液c中加入NaF溶液的作用是 【答案】（1）将溶液中Fe2+氧化成Fe3+ 使Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的 MgF?、CaF2沉淀除去【解析】（1）加入Na2SO3还会将Fe3+还原为Fe2+,反应的离子方程式为SO3 2

2、+2Fe3+H2O=2Fe2+SO4 2+2H +溶液a 中含有Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO4等,2-向溶液a 中加入 NaClO , NaClO 具有强氧化性，将Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2+ClO-+2H + =2Fe3+Cl+H2。，故答案为：将溶液中Fe2+氧化成Fe3+。（2）根据（4）的分析，溶液c中加入NaF溶液的作用是使 Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的 MgF CaF2沉淀除去， 故答案为：使 Mg2+、Ca2+转化为难溶于水的 MgF2、CaF2沉淀除去。2.高铁酸钾（K2FeC4）是一种集强氧化性、吸附、絮

3、凝于一体的新型多功能处理剂，其生产工艺如图所示:过量的Ch K9H固体90%FHN01溶液已知K2FeO4具有下列性质：可溶于水、微溶于浓KOH溶液；在05 C、强碱性溶液中比较稳定在Fe3+和Fe （OH） 3催化作用下发生分解；在酸性至碱性条件下，能与水反应生成 Fe （OH） 3和。2（1）在反应液I'中加KOH固体的目的是。A.为下一步反应提供反应物B.与 反应液1'中过量的Cl2继续反应，生成更多的 KClOC. KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率D.使副产物 KClO 3转化为 KCl（2）制备K2FeO4时，须将90%的Fe （NO3） 3溶液缓

4、慢滴加到碱性的 KClO浓溶液中，并且不断搅拌。采用这 种混合方式的原因是 （答出1条即可）。【答案】（1） AB（2）减少K2FeO4在过量Fe3+作用下的分解（或 K?FeO4在低温、强碱性溶液中比较稳定）【解析】(1) A. Fe (NO3) 3与KClO反应时，要消耗 KOH , A正确；B.根据生产工艺流程图可知，第步C12过量，加入 KOH固体后会继续反应生成KClO , B正确；C.因温度较高时 KOH与C12反应生成的是 KClO 3,而不是KClO, C错误；D. KClO 3转化为KCl ,化合价只降低不升高，不符合氧化还原反应原理，D错误；(2)信息可知，K2FeO4在F

5、e【答案】(1) Ca (VO 3) 2+4H+=2 VO 2+Ca2+2H2O酸度大于3.2%时，钮的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大(2)调节溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3 (VO4)2沉淀 当pH>8时，钮的主要存在形式不是VO- +和Fe (OH) 3催化作用下发生分解，将 90%的Fe (NO3) 3溶液缓慢滴加到碱性的KClO浓溶液中，并且不断搅拌，可以减少K2FeO4在过量Fe3+作用下的分解；3.工业上用含三价钮(V2O3)为主的某石煤为原料(含有Al2O3、CaO等杂质)，钙化法焙烧制备 V2O5,其流程如下:石煤A漫出液幽网叫胃风(资料)+5价锂在溶

6、液中的主要存在形式与溶液pH的关系：pH466881010 12士亚区一IT J+VO2-VO3V2O74-3-VO4pH=4, Ca (VO3) 2溶于盐酸的离子方(1)酸浸：Ca (VO3) 2难溶于水，可溶于盐酸。若焙砂酸浸时溶液的程式是酸度对锂和铝的溶解量的影响如图所示:酸浸时溶液的酸度控制在大约3.2%,根据下图推测，酸浸时不选择更ft 50觑熨咻NH 4VO 3固体，其流程如下:QJH45cd 溶液过睡高酸度的原因是(2)转沉： 将浸出液中的锂转化为浸出液沉淀NHxCl溶液、T二"八巴过茂fNH4Voi固体浸出液中加入石灰乳的作用是向(NH4)3VO4溶液中加入 NH4C

7、l溶液，控制溶液的pH=7.5。当pH>8时，NH4VO3的产量明显降低，原因是【解析】pH=4,由表中数据可知， Ca (VO 3) 2溶于盐(1)Ca (VO3) 2难溶于水，可溶于盐酸，若焙砂酸浸时溶液的酸转化为VO ,反应离子方程式为：Ca (VO3) 2+4H+=2 VO +Ca2+2H2。，22故答案为：Ca (VO3) 2+4H +=2 VO2+Ca2+2H2。；根据如图推测，酸浸时不选择更高酸度的原因是：酸度大于3.2%时，钮的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大，故答案为：酸度大于3.2%时，钮的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大；(2)焙烧过程将 V2O

8、3转化为Ca (VO3) 2,用盐酸酸浸，浸出液中含有 VO2、Al3+、Ca2+、Cl-、H+,加入石灰 乳调节pH得到Ca3 (VO4)2沉淀，由表中数据，可知应控制 pH范围为1012,由Ca (VO3) 2Cs3 (VO4)2, 可知氢氧化钙还提供 Ca2+,过滤分离，Ca3 (VO4)2与碳酸钱反应转化为更难溶的 CaCO3沉淀，c (Ca2+)降低, 使钮从沉淀中转移到溶液中形成( NH4) 3VO4溶液，溶液中加入 NH4C1,调节溶液 pH,同时溶液中NH；增大, 有利于析出(NH4) 3VO 3,浸出液中加入石灰乳的作用是：调节溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3 (VO4

9、)2沉淀，故答案为：调节溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3 (VO4)2沉淀；当pH>8时，钮的主要存在形式不是 VO3, NH4VO3的产量明显降低，故答案为：当 pH>8时，钮的主要存在 形式不是VO-; 36.工业上采用酸性高浓度含神废水(神主要以亚神酸H3ASO3形式存在)提取中药药剂As2O3。工艺流程如下:FeSOqA3&p碱浸N小Ah%气化N%A片04过浊解液溶液酸性高浓度含沉碑 神废水过渡黄FeS)气体调宜AsA 雨固体2Ass 3 ;沉神”中FeSO4昨用是(1)已知：As2s3与过量的S2-存在以下反应：As2s3 (s) +3S2- (aq)【答案

10、】与过量的 S2-结合生成FeS沉淀，防止As2s3与S2-结合生成AsS33-(或与S2-结合生成FeS沉淀，使平衡 左移，提高沉神效果)【解析】亚铁离子与过量的 S2-结合生成FeS沉淀，防止AS2O3与S2-结合生成AsSa3-,即As2s3+3S2-2AsS32-使平衡逆向进行，提高沉神效果；7.纳米铜是一种性能优异的超导材料，以辉铜矿(主要成分为C*S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图所示:FH'h溶液萃取剂滤淡 水相更生制秋红和硫酸镂(1)从辉铜矿中浸取铜元素时，可用FeCl3溶液作浸取剂。浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素浸取率的变化如图所示，未洗硫时铜元素浸取率较低，

11、其原因是(2)萃取”时，两种金属离子萃取率与 pH的关系如图所示。当 pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低,其中Fe3+萃取率降低的原因是废旧押电池0.5 L0 1.S2.02.5 3.0 pl I【答案】(1)生成的硫覆盖在 Cu2s表面，阻碍浸取(2) Fe3+水解程度随pH的升高而增大【解析】(1)浸取过程中，由于生成的硫覆盖在Cu2s表面，阻碍浸取，则洗涤硫和未洗去硫相比较，未洗涤硫时铜的浸取率偏低，故答案为：生成的硫覆盖在Cu2s表面，阻碍浸取；(2)由于Fe3+的水解程度随着 pH的升高而增大，当 pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，故答案为:Fe3+

12、的水解程度随着 pH的升高而增大。8 . 2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由LiFePO4、铝箔、炭黑等组成，Fe、Li、P具有极高的回收价值，具体流程如下:NjOH溶液除铝"3Ho后科过程ii过程1(1)过程ii中HCI/H2O2的作用是。(2)浸出液 X的主要成分为 Li +、Fe3+、H2PO4等。过程iii控制碳酸钠溶液浓度20%、温度85 C、反应时间 3 h条件下，探究 pH对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。综合考虑铁和磷沉淀率，最佳pH为_结合平衡移动原理，解释过程也中 pH增大，铁和磷沉淀率增大的原因当pH >2

13、.5后，随pH增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因。【答案】(1)溶解 LiFePO4,将 Fe2+ 氧化为 Fe3 +(2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O)(2)2.5H2P。4- HPO42-+H + ,HPO42- =ePO43-+H+,加入Na2CO3后，CO32结合H +使c (H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c ( PO4 3-)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀(或者：H2Po4=HPO42-+H + , HPO42-二PO43-+H +,溶液pH增大，c (H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c (PO43-)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀pH&g

14、t;2.5时，沉淀中的磷酸铁会有部分开始转变生成Fe (OH) 3,使得部分PO43-释放，导致磷沉淀率下降【解析】(1)过程ii是除铝后料中加入盐酸酸化的H2O2,过滤后得到主要成分为Li +、Fe3+、H2P。4-等的溶液X,由知HCl/H 2O2的作用是溶解 LiFePO4,将Fe2+氧化为Fe3+;(2)分析图中数据可知，当 pH=2.5时磷的沉淀率最高，铁的沉淀率较高，则过程iii选择的最佳pH为2.5;已知溶液 X中存在H2P。4-的电离平衡，即H2PO4-HPO42-+H+ ,HPO42=PO43-+H + ,过程iii中当加入 W2CO3 后，CO32-结合H+使c (H+)减

15、小，促进上述电离平衡正向移动，c (PO4 3-增大，与Fe结合形成磷酸铁沉淀，提高了铁和磷沉淀率； 已知FePC4 (s) nFe3+ (aq) + PO43- (aq),当pH>2.5后，随pH增加，溶液中c (OH )增大，Fe 3开始转变生成Fe (OH) 3,促进溶解平衡正向移动，使得部分PO43释放，导致磷沉淀率下降；9 .钮被称为 工业味精”工业维生素”，在发展现代工业、国防等方面发挥着至关重要的作用。某高铭型钮渣含Fe2O3、FeaO4、SiO2、AI2O3、V2O5、Cr2O3等物质，从中分离提取钮需的工艺流程如下：、避不冏悻化体比网匕溶液港液I 1 i j钿渣 T 一

16、烧卜T 酸浸 f 网方一T 一断IT述鸵|一T谢臼|空气 油渣滤渣2 %中期6沉淀八里,淀pH逐渐上升，Cr3+、Fe3+工业上可用电解还原法处理含C2O72-的酸性废水。用铁板作阳极，电解过程中，废水 都以氢氧化物沉淀析出，达到废水净化的目的。其中阳极的电极反应式是。电解过程中，废水 pH上升的原因是。【答案】Fe-2e-= Fe2+阳极放电生成的Fe2+与C2O72-反应消耗H+,阴极H+放电生成氢气【解析】Fe板作阳极，为活性电极，Fe失电子发生氧化反应生成亚铁离子，阳极反应为Fe-2e-=Fe2+;阳极电解产生的 Fe2+具有还原性，Cr2O72-具有强氧化性，能将 Cr202-还原成

17、C3+ ,由离子反应方程式：Cr2O7+6Fe +2+14H 2C+6Fe +7H 2O可知，处理过程中消耗氢离子，溶液的酸性减弱，溶液 pH增大；电解时， 阴极H+放电发生还原反应，2H+2e-=H21溶液中的H +减少，促进水的电离，氢氧根离子浓度增大，溶液 pH增大。10 .工业上用含镒废料(主要成分MnO2,含有少量Fe2O3、AI2O3、CuO、CaO等)与烟气脱硫进行联合处理并制备MnSO4的流程如图:含的J0T已知：25c时，部分氢氧化物的溶度积常数(Ksp)如下表所示。氢氧化物Al (OH) 3Fe (OH) 3Cu (OH) 2Mn (OH) 2Ksp1.0 10-321.0

18、 10-382.0 10-202.0 10-14(1)室温下，加双氧水氧化后所得的溶液中c (Mn2+) =2mol/L ,某种离子的浓度小于 1M0-5mol/L时，可认为已完全沉淀，则生成沉淀2需调节pH的范围是。净化”时，加入(NH4)2S的作用为【答案】5<pH<7 除去Cu2+【解析】Al3+沉淀完全时:1X10-5xc3 (OH-) =1.0 X10-32, c (OH-) =1.0 M0-9mol/L , pH=5 , Fe (OH) 3 的溶度积 更小，当 Al3+ 沉淀完全时，Fe3+已经沉淀完全，Cu2+沉淀完全时：1X10-5xc2 ( OH-)=2.0M0-

19、20,c(OH-) = J2 X10-7.5mol/L , 当 c (Mn2+) =2mol/L 开始沉淀时，292 (OH-) =2.0 X10-14, c (OH-) =10-7mol/L , pH=7 ,故调节 pH 的范围是： 5<pH<7;由上面的计算可以看出，在 5<pH<7时，Cu2+还没有完全除去，故 净化”时，加入(NH" 2s的作用是 除去溶液中的Cu2+,转化为CuS沉淀。11 .工业上用钛白渣主要成分为 FeSO4,还含有少量 Fe2 (SO4)3、MgSO4及TiOSO4为主要原料生产氧化铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下:舸 化

20、*过祗* FeOOH中口 in；灌酒徒灌X(1)溶解"时，TiOSO4发生水解生成难溶于水的 H2TiO3,反应的化学方程式为 (2)除杂”时，加入NH4HF2固体的作用是 。(3)实验测得反应溶液的pH、温度对氧化铁黄产率的影响如图所示。反应温度宜选择 氧化时应控制 pH的合理范围是 4.5左右，pH过小或过大均会导致氧化铁黄产率较低，其可能原因是【答案】TiOSO4+2H2O=H2TiO3H2SO4除去Mg2+40 CpH过低导致氧化铁黄部分溶于酸，pH过大导致Fe (OH) 3增多【解析】(1) TiOSO4水解生成难溶于水的H2TQ3和硫酸，反应方程式为：TiOSO 4+2H

21、2O=H2TiO 3 H2SO4;(2) NH 4+水解使溶液显弱碱性，Mg 2能与OH -结合生成沉淀，从而可除去M。；(3)根据温度与FeOOH产率的示意图可知 40c时FeOOH的产率最大，因此反应的适宜温度为40C；由pH与FeOOH产率的示意图可知，当 pH约4.5时FeOOH的产率最大，pH过低导致氧化铁黄部分溶于酸，pH过大导致Fe (OH) 3增多。13.草酸合铁酸钾晶体 KxFe (C2O4) y?3H2O是一种光敏材料(见光易分解)，下面是一种制备草酸合铁酸钾晶体的实验流程:H:SOi(NHJ-SO*HjOH t建铁屑一隋解沉g 14隋沉淀一SisJi盛1已知：(NH4)

22、2SO4、FeSO4?7H2。、摩尔盐(NH4)KiCzOx 也。过量)H&Q氧化、结晶 115 M-2SO4不eSO4?6H2O的溶解度如卜表：温度/C1020304050(NH4) 2SO4/g73.075.478.081.084.5FeSO4?7H2O/g40.048.060.073.3-(NH4) 2SO4?FeSQ?6H2O/g18.121.224.527.931.3(1)溶解1"应保证铁屑稍过量，其目的是 ,溶解2"加 几滴H2SO4”的作用是(2)沉淀2”时得到的FeC2O4?2H2O沉淀需用水洗涤干净，检验沉淀是否洗涤干净的方法是(3)结晶”时应将溶

23、液放在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是 【答案】防止Fe2+被氧化为Fe3+ 抑制Fe2+水解用小试管取少量最后一次洗涤液，加入BaCL溶液，如出现白色沉淀，说明沉淀没有洗涤干净，否则，沉淀已洗涤干净黑暗可以防止晶体分解【解析】(1)铁可以还原Fe3+,溶解1”应保证铁屑稍过量，其目的是防止Fe2+被氧化为Fe3+;酸能抑制弱碱阳离子水解， 溶解2"加几滴H2SO4”的作用抑制Fe2+水解；(2)若FeC2O4?2H2O沉淀洗涤干净，最后一次的洗涤液中不含硫酸根离子，检验沉淀是否洗涤干净，可根据最 后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子设计实验，具体操作是：用小试管取少量最后一次洗涤

24、液，加入BaCl2溶液，如出现白色沉淀，说明沉淀没有洗涤干净，否则，沉淀已洗涤干净。(3) KxFe (C2O4) y?3H2O是一种光敏材料，见光易分解，为防止分解，结晶”时应将溶液放在黑暗处等待晶体的析出。AS2O3)可用于治疗急性白血病。工业上18.目前中药在世界医学界越来越受到关注。中药药剂砒霜(主要成分AS2O3的工艺流程如下:利用酸性高浓度含神废水(神主要以亚神酸H3ASO3形式存在)提取已知：As2s3与过量的S2-存在以下反应：As2s3 (s) +3S2- (aq)2AsS32-(2) 沉神"中FeSO4的作用是 。(4)调节pH=0时，发现酸性越强，AS2O3的产

25、率越高。可能的原因是 。获得AS2O3固体，系列操作是、。【答案】与过量的 S2-结合生成FeS沉淀，防止As2s3与S2-结合生成AsS33-(或与S2-结合生成FeS沉淀，使平衡 左移，提高沉神效果)酸性越强，物质的氧化性或者还原性可能增强或增加氢离子浓度，平衡正向移动促进反应的进行，有利于提高 As2O3的产率过滤 洗涤 干燥【解析】(2)沉神"中FeSO4的作用是与过量的 S2-结合生成FeS沉淀，防止As2s3与S2-结合生成AsS3 3-以提 高沉神效果；(4)调节pH=0时，由Na3AsO4与净化的SO2气体反应制备 As2O3的离子方程式为 2AsO43-+2SO2+

26、2H+As2O3+2SO42-+H2O,由于溶液酸性越强，溶液中 c (H +)越大，化学平衡正向移动，有利于提高As2O3的产率，且溶液酸性越强，微粒的还原性、氧化性也会越强，使反应更容易进行；从反应体系中获 得As2O3固体，系列操作包括过滤、洗涤、干燥。20.某工厂废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al (含有少量AI2O3和F%O3),某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矶晶体(FeSO4 7H2O)和胆矶晶体。(3)步骤I,首先加入温热 NaOH溶液，作用是;一段时间后，再分批加入常温 NaOH 溶液，原因是。【答案】加快反应速率由于反应放热，分批加入常温

27、 NaOH溶液，可以适当降低温度，防止反应过快，发生安全事故【解析】步骤I是溶解铝和氧化铝，首先加入温热 NaOH溶液，可以加快反应速率；由于反应放热，分批加入常温NaOH溶液，可以适当降低温度，防止反应过快，发生安全事故，故答案为：加快反应速率；由于反应放热，分批加入常温NaOH溶液，可以适当降低温度，防止反应过快，发生安全事故；23.工业上以碳素铭铁为原料制取铭俊矶，利用电解法制取金属铭。其工艺流程如下图所示。帙住砒晶体锦路技晒：。乂片也卜岱0小24H# H© (MLLSCh已知：H2SO4+ Cr=CrSO4+ H2 T铁优机：FENILh 30由24小。后糙液(含CrjOr3

28、')(1)碳素铭铁是铁铭合金，粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用是(2)加入(NH。2SO4的目的是。(3)结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是 。(4)产品铭中含氧呈脆性，为了降低其含氧量，可通过 提高其纯度。转入净化后的纯铭俊【答案】作氧化剂，将铭铁元素转化为Fe3+和Cr3+生成铁俊矶和铭俊矶进行分离矶溶液进行结晶真空处理或氢还原【解析】(1)碳素铭铁加入硫酸充分反应生成FeSO,和CrSO4,电解阳极液中含有 Cr2O72 , C2O72具有强氧化性，能把铭铁元素转化为Fe3+和Cr3+而溶解。(2)根据流程图可知，加入(NH4) 2

29、SO4后生成铁俊矶晶体和铭俊矶溶液，因此加入硫酸镂的目的就是生成铁 俊矶和铭俊矶进行分离。(3)绿色化学”的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物，结晶后的母液是铭俊矶的饱和溶液，所以结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是转入净化后的纯铭俊矶溶液进行结晶，提高利用率。(4)要降低产品铭中的含氧量，则就应该隔绝空气，所以正确的方法是真空处理或氢还原。27. 一种磁性材料的磨削废料(含馍质量分数约21%)主要成分是铁馍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化馍，工艺流程如下ESO* ®H;0;一;固体

30、废渣黄讷帙也遭 找遭述液EXQ： ®Xa；CO: H：S NiF XaOH(2)除铁”时H2O2的作用是 ,加入碳酸钠的目的是镖里土矿加炼酸浸H2S|还原1沉淀*浸山液过迪锲，施瓦合物产T、“CO)J加热段出渣已知加压酸浸过程中的相关影响因素如下:甲同学取该浸出液，控制的为依即人层«* 菱，4泉出d条情时，pH为23,经过一系列操作,甲E粒樗+上匕普过港止或星箝制取少量NiSO4 7H2O晶体。其控制pH为23的目(4) 下歹”说法正确的是 A.在煨烧过程中，空气宜选择从下往上的通入方式，使馍红土矿燃烧更充分B.加压酸浸中，为加快反应速率，可选用浓硫酸C.加压酸浸中，在最适

31、宜条件下，浸出渣中的主要成份为SiO2和Fe203 H2OD. CO为无色无味的有毒气体，故从馍硫混合物到馍的过程中，需注意通风并及时检测操作过程中是否有CO泄露【答案】抑制馍离子水解防止生成Ni(OH) 2沉淀ACD【解析】控制 pH为23的目的为抑制馍离子水解防止生成Ni(0H)2沉淀；(4) A.在煨烧过程中，空气宜选择从下往上的通入方式，使馍红土矿燃烧更充分，A正确；B.浓硫酸中的氢离子浓度较小，故加压酸浸中，为加快反应速率，不可选用浓硫酸，B错误；C.加压酸浸中，在最适宜条件下，浸出渣中的主要成份为Si02和Fe203 H20, C正确；D. CO为无色无味的有毒气体，故从馍硫混合物到馍的过程中，需注意通风并及时检测操作过程中是否有CO泄露，D正确；故选ACD 。