主题4工艺流程题-【优质课件】2023年高考化学二轮重难点复习课件

主题42023高三二轮复习工艺流程题全国卷考情分析

全国卷必考一道工艺流程题,题型一般为物质制备型工艺流程题或物质分离提纯型工艺流程题。工艺流程题情境新,集综合性、真实性、开放性于一体,考查的内容广泛,可以是物质的转化关系、原理应用、操作名称、化学术语等,特别注重对物质的制备方法、物质间的转化途径、混合物的分离和提纯方法、化学实验的基本操作、陌生情境中化学方程式或离子方程式的书写及简单计算能力的考查,检验考生能否运用化学反应原理及相关实验等知识解决工业生产中的实际问题命题角度一物质制备型工艺流程题

物质制备型工艺流程题一般分为原料处理、分离提纯、获得产品三个阶段。通过对给定的原料进行预处理、分离提纯,再经过若干步反应,最后制得目标物质。【真题示例】例1(XXXX年全国Ⅱ卷,26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题:(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时,钡的焰色为

(填标号)。

A.黄色B.红色C.紫色D.绿色D紫砖洋三红，锂钙锶分明；钡黄绿铜绿色铁，镍、铂等无焰色反应【真题示例】例1(XXXX年全国Ⅱ卷,26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题:(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为

。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为

。

BaSO4+CBaS+CO2+CO?BaSO4CBaS②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的

(填化学式)。

③沉淀器中反应的离子方程式为

。H2SBaSBaCO3BaS+H2O+CO2=BaCO3+H2S强酸制弱酸ZnS·BaSO4BaS+ZnSO4ZnS·BaSO4↓900∽1200℃√(3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.1000mol·L-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为

,样品中S2-的含量为

(写出表达式)。

【真题示例】例1(XXXX年全国Ⅱ卷,26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题:(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:BaSO4CBaSZnS·BaSO4思：加入指示剂时溶液什么颜色？恰好反应完全时溶液什么颜色？蓝色无色①S2-+I2=S↓+2I-②I2+2S2O32-=2I-+S4O62-浅蓝色至无色②BaS+ZnSO4ZnS·BaSO4↓【关键能力】工艺流程题中文字表述题答题方法1.“加过量试剂”:常考虑反应完全或增大转化率、产率等。2.“控制pH”:常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。3.“能否加其他物质”:常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。4.“控制较低温度”:常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。5.“判断沉淀是否洗净”:常取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的某种离子。6.“检验某物质的设计方案”:通常取少量某物质于试管中,加水溶解,再加入另一试剂产生某现象,然后得出结论。7.“用某些有机试剂清洗”:(1)降低物质溶解度有利于产品析出;(2)洗涤沉淀可减少损耗和提高利用率等。8.“在空气中或在其他气体中”:主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。【针对训练】1.一维纳米材料因其特殊的纳米结构,呈现出一系列独特的光、电、磁、催化等性能,具有十分广阔的应用前景。ZnS-C(ZnS纳米粒子分散在碳纳米材料上)是新型一维纳米材料,某科研小组制备ZnS-C纳米材料的流程如图所示:回答下列问题:(1)“搅拌”后所得溶液呈

(填“酸性”“中性”或“碱性”)。

(2)配制NaOH溶液时,蒸馏水要加热煮沸的原因是

。

加入NaOH溶液调节溶液的pH=6,可证明混合搅拌后的溶液呈酸性酸性去除CO2,防止配制NaOH溶液时生成Na2CO3大多数是为了除去溶解在其中的O2，防止某物质被氧化该流程中没有需要防氧化的问题已知:BA表示C6H5COO。ZnS-C6H5COOHZn(0H)(C6H5COO)NaOH溶液变质的本质原因【针对训练】1.一维纳米材料因其特殊的纳米结构,呈现出一系列独特的光、电、磁、催化等性能,具有十分广阔的应用前景。ZnS-C(ZnS纳米粒子分散在碳纳米材料上)是新型一维纳米材料,某科研小组制备ZnS-C纳米材料的流程如图所示:(3)向混合盐溶液中缓慢滴加NaOH溶液,促进相关离子的水解,出现Zn(OH)(C6H5COO)白色沉淀。①写出生成沉淀的离子方程式:

。

②25℃时,调pH=6,不产生Zn(OH)2沉淀,该溶液中c(Zn2+)<

mol·L-1。{已知Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17}

Zn2++C6H5COO-+OH-=Zn(OH)(C6H5COO)↓c(Zn2+)·c2(OH-)<Ksp[Zn(OH)2]已知:BA表示C6H5COO。ZnS-C6H5COOHZn(0H)(C6H5COO)白色沉淀【针对训练】1.

一维纳米材料因其特殊的纳米结构,呈现出一系列独特的光、电、磁、催化等性能,具有十分广阔的应用前景。ZnS-C(ZnS纳米粒子分散在碳纳米材料上)是新型一维纳米材料,某科研小组制备ZnS-C纳米材料的流程如图所示:已知:BA表示C6H5COO。ZnS-C6H5COOHZn(0H)(C6H5COO)白色沉淀(4)“硫化”“焙烧”过程中,Zn(OH)BA通过原位固相反应制备ZnS-C纳米纤维的过程如图所示:①该过程中一直处于原位的离子是

。

②在N2中“焙烧”时,HBA(C6H5COOH)分解反应的化学方程式为

。

Zn2+

C6H5COOH→CC7H6O2↑+H2+H2O氧化还原反应【针对训练】1.一维纳米材料因其特殊的纳米结构,呈现出一系列独特的光、电、磁、催化等性能,具有十分广阔的应用前景。ZnS-C(ZnS纳米粒子分散在碳纳米材料上)是新型一维纳米材料,某科研小组制备ZnS-C纳米材料的流程如图所示:已知:BA表示C6H5COO。ZnS-C6H5COOHZn(0H)(C6H5COO)白色沉淀(5)用N2吸附法对不同焙烧温度下制备得到的ZnS-C纳米纤维的比表面积进行测定,在不同温度(400~800℃)下焙烧所得ZnS-C纳米纤维的比表面积如表:T/℃400500600700800比表面积/m2·g-1130.1123.170.249.247.6①随着温度的升高,ZnS纳米粒子

(填“变大”“不变”或“变小”)。

变大所以，ZnS纳米粒子在增大比表面积变小【针对训练】1.一维纳米材料因其特殊的纳米结构,呈现出一系列独特的光、电、磁、催化等性能,具有十分广阔的应用前景。ZnS-C(ZnS纳米粒子分散在碳纳米材料上)是新型一维纳米材料,某科研小组制备ZnS-C纳米材料的流程如图所示:已知:BA表示C6H5COO。ZnS-C6H5COOHZn(0H)(C6H5COO)白色沉淀(5)用N2吸附法对不同焙烧温度下制备得到的ZnS-C纳米纤维的比表面积进行测定,在不同温度(400~800℃)下焙烧所得ZnS-C纳米纤维的比表面积如表:T/℃400500600700800比表面积/m2·g-1130.1123.170.249.247.6②ZnS-C纳米纤维可将N2吸附在其表面,形成均匀的单分子层。氮气分子横截面积为0.162nm2,则在400℃焙烧所得的1gZnS-C纳米纤维最大吸附的氮分子数为

(保留3位有效数字)。2·g-1N2横截面积0.162nm2注意单位和有效数字2.溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用于生产颜料和荧光粉。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的流程如图所示:已知:Cd(SO4)2溶于水。(1)Cd(BrO3)2中Cd元素的化合价为

。

(2)酸浸时,为了提高镉的浸取率可以采取的措施有____________________(写出两种即可)。

+2将矿石粉碎、适当升高浸取时的温度、延长浸取的时间、增大浸取液的浓度、充分搅拌等CdO2、Fe2O3、FeO(少量的Al2O3和SiO2)【针对训练】2.溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用于生产颜料和荧光粉。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的流程如图所示:已知:Cd(SO4)2溶于水。(3)还原镉时,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,其发生反应的离子方程式为

。

(4)用H2O2溶液氧化时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为

。Cd4++CH3OH+2Cd2++CO2↑SiO2酸性条件3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+1∶2Fe2+→Fe3+滤液含有Fe2+、Fe3+、Al3+及Cd4+CdO2、Fe2O3、FeO(少量的Al2O3和SiO2)【针对训练】2.溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用于生产颜料和荧光粉。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的流程如图所示:已知:Cd(SO4)2溶于水。CdO2、Fe2O3、FeO(少量的Al2O3和SiO2)+2SiO2Fe2+→Fe3+(5)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表,调pH时,应调节溶液的pH范围为

,滤渣2的主要成分为

(填化学式)。

金属离子开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe3+1.52.8Al3+3.05.0Fe2+6.38.3Cd2+7.49.4除去Al3+、Fe3+

Fe(OH)3、Al(OH)3滤液含有Fe2+、Fe3+、Al3+及Cd4+【针对训练】2.溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用于生产颜料和荧光粉。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的流程如图所示:已知:Cd(SO4)2溶于水。CdO2、Fe2O3、FeO(少量的Al2O3和SiO2)+2SiO2Fe2+→Fe3+除去Al3+、Fe3+(6)实际工业生产中,有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中Cd2+的含量,其原理是Cd2++2NaR=2Na++CdR2,其中NaR为阳离子交换树脂。常温下,沉镉后的溶液(此时溶液pH=6)经过阳离子交换树脂后,测得溶液中的Na+比交换前增加了0.046g·L-1,则该条件下Cd(OH)2的Ksp为

。

考查计算问题滤液含有Fe2+、Fe3+、Al3+及Cd4+c(Na+)=0.002mol·L-1,c(Cd2+)=0.001mol·L-1c(OH-)=1×10-8mol·L-1陌生知识获取信息的能力10-1912【针对训练】2.溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用于生产颜料和荧光粉。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的流程如图所示:已知:Cd(SO4)2溶于水。CdO2、Fe2O3、FeO(少量的Al2O3和SiO2)+2SiO2Fe2+→Fe3+除去Al3+、Fe3+考查计算问题滤液含有Fe2+、Fe3+、Al3+及Cd4+(7)已知镉铁矿中CdO2的含量为72%,整个流程中镉元素的损耗率为8%,则2t该镉铁矿可制得Cd(BrO3)2(相对分子质量为368)

kg。CdO2∽∽Cd(BrO3)2

1443682×103×72%×92%?【针对训练】命题角度二物质分离提纯型工艺流程题

物质分离提纯型工艺流程题主要是针对混合物的除杂、分离和提纯。解题时找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,分析加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么物质,要用什么样的方法才能将杂质除去,将工艺流程转化为物质的转化流程,明确各步所加试剂或相关操作的目的。【典型示例】例2(XXXX年全国Ⅰ卷,27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:回答下列问题:(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是

。

碱煮水洗(合理即可)油污在碱性条件下容易水解工业上常常用热的Na2CO3溶液清洗,即碱煮水洗碱煮水洗FeSO4Fe2(SO4)3NH4Fe(SO4)2·xH2O先粗略浏览流程【典型示例】例2(XXXX年全国Ⅰ卷,27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:(2)步骤②需要加热的目的是

,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是

。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为

(填标号)。

加快反应速率水浴加热C碱煮水洗FeSO4Fe2(SO4)3NH4Fe(SO4)2·xH2OH2S√【典型示例】例2(XXXX年全国Ⅰ卷,27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:碱煮水洗FeSO4Fe2(SO4)3NH4Fe(SO4)2·xH2O(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是

。分批加入H2O2,同时为了

,溶液要保持pH小于。

(4)步骤⑤的具体实验操作有

,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入新的杂质防止Fe3+水解H2O2本身易分解从溶液中得到含结晶水合物的盐加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)①②？【典型示例】例2(XXXX年全国Ⅰ卷,27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:碱煮水洗FeSO4Fe2(SO4)3NH4Fe(SO4)2·xH2O(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时,失掉个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为

。

NH4Fe(SO4)2·xH2O2O=5.6%NH4Fe(SO4)2·12H2O【关键能力】(1)调pH除杂:控制溶液的酸碱性,使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。(2)加热:加快反应速率或促进平衡向某个反应方向移动。(3)降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)或使化学平衡向着题目要求的方向移动。(4)水(酸或碱)溶法:除去可溶性(碱性或酸性)杂质。(5)加氧化剂或还原剂法:除去还原性或氧化性杂质。(6)分离方法:过滤、蒸发(冷却)结晶、萃取和分液、蒸馏(或分馏)等。工艺流程题的分离提纯阶段【针对训练】1.金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价有+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。(1)钼精矿焙烧时,1molMoS2发生反应,转移电子的物质的量为

。

MoS2+4+6-2↑2+6×2=1414mol+4+4-2+6【针对训练】1.金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价有+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。MoS2+6+4(2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是

,请设计工业上除去该尾气的方法(写出两种“变废为宝”的方法和相应的化学或离子方程式):

;

.

形成酸雨用Ca(OH)2悬浊液吸收制石膏,2Ca(OH)2+2SO2+O2+2H2O=2CaSO4·2H2O+4-2+6【针对训练】1.金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价有+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。MoS2+6+4(3)由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是

。瓷坩埚灼烧固体用“坩埚“+4-2+6【针对训练】1.金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价有+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。MoS2+6+4(4)操作1中,加入碳酸钠溶液充分反应后,碱浸液中c(MoO42-)=0.80mol·L-1,c(SO42-)=0.04mol·L-1,在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO42-。当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率是

。[Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8,溶液体积变化可忽略不计]

+6BaMoO4开始沉淀时c(Ba2+)==5.0×10-8+4-2+6【针对训练】1.金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价有+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。MoS2+6+4(5)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉,图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。①x=

。

MoS2MoO2MoO318%18%X%++=100%64考查从图像中获取信息的能力+4-2+6【针对训练】1.金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价有+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。MoS2+6+4②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3生成MoO2和SO2的反应,若该反应转移6mol电子,则消耗的氧化剂的物质的量为

。

MoS2+6MoO37MoO2+2SO2↑3mol考查氧化还原反应及电子转移问题+4-2+62.锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料,制备锡酸钠的工艺流程如图所示:含Sn、Sb、As、Pb的氧化物(1)Sn(ⅣA)、As(ⅤA)、Sb(ⅤA)三种元素中,Sn的原子序数为50,其原子结构示意图为

,“碱浸”时SnO2发生反应的化学方程式为

。SnO2+2NaOH

=Na2SnO3+H2ONa2SnO3类似碳酸钠(2)“碱浸”时,若含Sn元素氧化物中SnO含量较高,则工业上加入NaNO3,其作用是

。

+2+4先粗略浏览流程【针对训练】2.锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料,制备锡酸钠的工艺流程如图所示:含Sn、Sb、As、Pb的氧化物Na2SnO3类似碳酸钠(3)从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作是

、趁热过滤、洗涤、干燥。下图是“碱浸”实验的参数,请选择“碱浸”的合适条件:

。

蒸发结晶烧碱的质量浓度为100g·L-1、温度为85℃【针对训练】2.锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料,制备锡酸钠的工艺流程如图所示:含Sn、Sb、As、Pb的氧化物Na2SnO3类似碳酸钠(4)“脱铅”是从含Na2PbO2的溶液中形成硫化铅渣,其离子方程式为

。

(5)“脱锑”时Na3SbO4发生反应的化学方程式为

。

5Sn+4Na3SbO4+H2O=4Sb+5Na2SnO3+2NaOH+2PbO22-→PbS非氧化还原反应碱性条件Sn+Na3SbO4

→Sb+Na2SnO3碱性条件S2-+【针对训练】3.Ba(NO3)2可用于生产烟花。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用某种钡泥[主要成分为BaCO3,并含少量Ba(FeO2)2和极少量CuCO3等]制取Ba(NO3)2晶体,其部分工艺流程如图所示:已知:Fe3+和Fe2+以氢氧化物形式沉淀完全时,溶液的pH分别为和。(1)酸溶时不使用浓硝酸的原因是

。

(2)酸溶后溶液的pH=1,Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为

。

BaCO3[Ba(FeO2)2和CuCO3]+3浓HNO3易挥发、分解非氧化还原反应仅酸性的作用Ba(FeO2)2+8HNO3

=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O铁元素以Fe3+形式存在【针对训练】3.Ba(NO3)2可用于生产烟花。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用某种钡泥[主要成分为BaCO3,并含少量Ba(FeO2)2和极少量CuCO3等]制取Ba(NO3)2晶体,其部分工艺流程如图所示:已知:Fe3+和Fe2+以氢氧化物形式沉淀完全时,溶液的pH分别为和。BaCO3[Ba(FeO2)2和CuCO3]+3非氧化还原反应仅酸性的作用(3)结合该厂实际,中和选用的X为

(填化学式);中和使溶液中

(填离子符号)的浓度减少(中和引起的溶液体积变化可忽略)。

(4)从滤液得到Ba(NO3)2晶体的操作依次为

、

、过滤。

BaCO3

BaCO3

Ba(OH)2调节pH且不引入新的杂质Fe3+、Cu2+、H+Fe(OH)3、Cu(OH)2硝酸、硝酸钡蒸发浓缩冷却结晶【针对训练】3.Ba(NO3)2可用于生产烟花。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用某种钡泥[主要成分为BaCO3,并含少量Ba(FeO2)2和极少量CuCO3等]制取Ba(NO3)2晶体,其部分工艺流程如图所示:已知:Fe3+和Fe2+以氢氧化物形式沉淀完全时,溶液的pH分别为和。BaCO3[Ba(FeO2)2和CuCO3]+3非氧化还原反应仅酸性的作用BaCO3

Ba(OH)2Fe(OH)3、Cu(OH)2硝酸、硝酸钡(5)该厂生产的Ba(NO3)2晶体含有少量Cu2+。化学上通过惰性电极电解法富集Cu时,发现电解装置的阴极附近还有少量使红色石蕊试纸变蓝的气体生成。生成该气体的电极反应式为

。

NH3↑阴极附近溶液应考虑呈

性？②阴极放电主要离子：Cu2+、水中的H+NO3-→理由?弱碱①阴极产生氨气【针对训练】3.Ba(NO3)2可用于生产烟花。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用某种钡泥[主要成分为BaCO3,并含少量Ba(FeO2)2和极少量CuCO3等]制取Ba(NO3)2晶体,其部分工艺流程如图所示:已知:Fe3+和Fe2+以氢氧化物形式沉淀完全时,溶液的pH分别为和。BaCO3[Ba(FeO2)2和CuCO3]+3非氧化还原反应仅酸性的作用BaCO3

Ba(OH)2Fe(OH)3、Cu(OH)2硝酸、硝酸钡(6)Ba2+致死量为355mg·kg-1。误食Ba2+可以服用MgSO4溶液解毒,涉及的离子方程式为

;为了减少环境污染,请对上述流程中不合理的设计进行改进,改进措施是

。

洗涤废渣并回收洗涤液【针对训练】1.用硼镁矿(Mg2B2O5·H2O,含Fe2O3杂质)制取硼酸(H3BO3)晶体的流程如下。(1)沉淀的主要成分为

(填化学式)。

(2)写出生成Na2B4O5(OH)4·8H2O的化学方程式:

。

Mg2B2O5·H2O,含Fe2O3杂质Mg(OH)2、Fe2O3NaHCO3Mg(OH)2、Fe2O34NaB(OH)4+2CO2+3H2O

=Na2B4O5(OH)4·8H2O↓+2NaHCO3(3)检验H3BO3晶体洗涤干净的操作是

检验氯离子取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无明显现象,说明洗涤干净偏硼酸钠先粗略浏览流程【高考题改编】1.用硼镁矿(Mg2B2O5·H2O,含Fe2O3杂质)制取硼酸(H3BO3)晶体的流程如下。(4)已知:实验室利用此原理测定硼酸样品中硼酸的质量分数。准确称取0.3000g样品于锥形瓶中,加入过量甘油,加热使其充分溶解并冷却,滴入1~2滴酚酞试液,然后用0.2000mol·L-1NaOH标准溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。①滴定终点的标志为

。

②该硼酸样品的纯度为

%(保留1位小数)。

溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色无色H3BO3~~NaOH

1mol

1mol关系式：【高考题改编】1.用硼镁矿(Mg2B2O5·H2O,含Fe2O3杂质)制取硼酸(H3BO3)晶体的流程如下。(5)电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如图。①b膜为

(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。理论上每生成1molH3BO3,两极室共生成

L气体(标准状况)。

②N室中,进口和出口NaOH溶液的浓度:x%

y%(填“>”或“<”)

阴离子

<阳极阴极4OH－－4e－＝2H2O+O2↑2H2O－4e－＝O2↑+4H+或者：放O2生酸2H++2e－＝H2↑或者：2H2O+2e－＝H2↑+2OH－放H2生碱Na+

稀浓H+

B(OH)4—H++B(OH)4—=H3BO3+H2O产品室：生成1molH3BO3，转移1mol电子阴膜【高考题改编】2.工业上以钒炉渣(主要含V2O3,还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生产工艺流程如下:V2O3少量SiO2、P2O5(1)焙烧过程中V2O3转化为可溶性NaVO3,该反应的化学方程式为

。

(2)滤渣的主要成分是

(写化学式)。

NaVO3+3+5氧化还原反应V2O3+Na2CO3+O2

2NaVO3+CO2Mg3(PO4)2、MgSiO3SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑焙烧记住：除了钾、钠、铵盐，大多数磷酸盐、硅酸盐都是难溶物Mg3(PO4)2、MgSiO3P2O5+3Na2CO3

2Na3PO4+3CO2↑Na2SiO3Na3PO4Na2CO3【高考题改编】2.工业上以钒炉渣(主要含V2O3,还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生产工艺流程如下:V2O3少量SiO2、P2O5NaVO3Mg3(PO4)2、MgSiO3Na2SiO3Na3PO4Na2CO3(3)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3),若滤液中c(VO3-)=0.1mol·L-1,为使钒元素的沉降率达到98%,至少应调节c(NH4+)为

mol·L-1。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]

NH4VO3↓溶液中剩余c(VO3-)=0.1mol/L×2%【高考题改编】2.工业上以钒炉渣(主要含V2O3,还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生产工艺流程如下:V2O3少量SiO2、P2O5NaVO3Mg3(PO4)2、MgSiO3Na2SiO3Na3PO4Na2CO3NH4VO3↓(4)“还原”V2O5的过程中,生成VOCl2和一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为

。用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOCl2,该方法的缺点是

。

N2H4·2HCl+2V2O5+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2OV2O5VOCl2+5+4-2N2↑氧化还原反应具有强氧化性V2O5氧化浓盐酸得到产物为Cl2,污染环境有氯气生成,污染空气【高考题改编】2.工业上以钒炉渣(主要含V2O3,还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生产工艺流程如下:(5)称量ag产品于锥形瓶中,用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后,加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量,再用尿素除去过量NaNO2,最后用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为bmL。(已知滴定反应为①KMnO4溶液的作用是

。

②粗产品中钒的质量分数表达式为

(以VO2+计)。③若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质,会使测定结果

(填“偏高”“偏低”或“无影响”)VO2+KMnO4VO2+

VO2++Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)+4+5还原过量KMnO4偏高Fe2+VO2+关系式：样品∽

6VO2+∽6VO2+∽6Fe2+bc×10-3mol标准溶液还原能力降低,滴定时消耗的标准液体积b偏高Fe2+部分被氧化Fe3+【高考题改编】3.MnCO3可用作电器元件材料,也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制备MnCO3的流程如图所示:(Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)几种金属离子沉淀的pH如表:金属离子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+开始沉淀的pH7.53.25.28.8完全沉淀的pH9.73.76.410.4(1)①中加入过量MnO2的作用是

,滤渣W的成分是

。

(2)过程③中,调pH的目的是

。

氧化Fe2+Fe(OH)3、MnO2Fe(OH)3、MnO2将Fe2+氧化为Fe3+

(Mn2+、Cl-、H+、Cu2+、NH4+)使Cu2+完全转化为Cu(OH)2Cu(OH)2(Mn2+、Cl-、H+、NH4+)先粗略浏览流程【高考题改编】3.MnCO3可用作电器元件材料,也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制备MnCO3的流程如图所示:(Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)氧化Fe2+Fe(OH)3、MnO2(Mn2+、Cl-、H+、Cu2+、NH4+)Cu(OH)2(Mn2+、Cl-、H+、NH4+)(3)过程④中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是

。

Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O(4)过程④中得到纯净MnCO3的操作方法是

，

该过程中的副产品化学式是

。

过滤、洗涤、干燥NH4Cl【高考题改编】3.MnCO3可用作电器元件材料,也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制备MnCO3的流程如图所示:(5)MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物,其固体残留率随温度的变化如图所示。则300℃时,剩余固体中n(Mn)∶n(O)为

;图中点D对应固体的成分为

(填化学式)。

计算问题1∶2

Mn3O4和MnOMnCO3设MnCO3的物质的量为1mol,即质量为115gA点剩余固体质量:115g×75.65%≈87g故A点剩余固体的成分为MnO2MnO2C点剩余固体质量为115g×61.74%≈71g同理，B点剩余固体质量为115g×66.38%=76.337g76.337g-55g71g-55gMn3O4MnO【高考题改编】4.铈(Ce)是一种重要的稀土元素。以富含CeO2的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3以及其他少量可溶于稀盐酸的杂质)为原料,采用多种方法回收铈。请回答下列问题:(1)湿法空气氧化法回收铈的部分流程如下:CeO2(含SiO2、Fe2O3及其他杂质)已知:CeO2不溶于稀盐酸,也不溶于NaOH溶液。滤渣的成分是

,反应②的离子方程式是

。

CeO2、SiO2CeO2、SiO22CeO2+H2O2+6H+

=2Ce3++O2↑+4H2O氧化还原反应【高考题改编】(2)干法空气氧化法回收铈是Ce(OH)3被空气氧化成Ce(OH)4的过程,氧化过程中发生反应的化学方程式为

。两种干法空气氧化法制备Ge(OH)4的数据如下表:

干法空气氧化法氧化温度/℃氧化率/%氧化时间/h暴露空气中110~1209018在对流空气氧化炉中110~1209984Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4

4.铈(Ce)是一种重要的稀土元素。以富含CeO2的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3以及其他少量可溶于稀盐酸的杂质)为原料,采用多种方法回收铈。请回答下列问题:在对流空气氧化炉中氧化时间大大缩短的原因是

。

空气对流能使氧气浓度增大，反应速率加快，氧化时间缩短。【高考题改编】②电解产物Ce(SO4)2是重要的氧化剂,将其配成标准溶液,在酸性条件下能测定工业盐中NaNO2的含量,写出发生反应的离子方程式:

。

(3)利用电解方法也可以实现铈的回收。①在酸性条件下电解Ce2O3(如图):阳极的电极反应式为

,离子交换膜为

(填“阴”或“阳”)离子交换膜。

Ce2O3-2e-+6H+

=2Ce4++3H2O阳2Ce4++NO2-+H2O

=2Ce3++NO3-+2H+4.铈(Ce)是一种重要的稀土元素。以富含CeO2的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3以及其他少量可溶于稀盐酸的杂质)为原料,采用多种方法回收铈。请回答下列问题:阳极阴极+3Ce4+2H++2e－＝H2↑阳膜【高考题改编】5.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,利用其合成Li2CO3的工艺流程如图所示:LiFePO4炭黑和铝箔已知碳酸锂在水中的溶解度:0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。(1)上述流程中至少需要经过

次过滤操作。

(2)“氧化”反应的离子方程式为

;

若用HNO3代替H2O2,其不足之处是

。

⑤①②③④NaAlO2Al(OH)3Al2O35H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O将Fe2+氧化为Fe3+

产生氮的氧化物,污染空气先粗略浏览流程【高考题改编】5.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,利用其合成Li2CO3的工艺流程如图所示:LiFePO4炭黑和铝箔已知碳酸锂在水中的溶解度:0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。⑤①②③④NaAlO2Al(OH)3Al2O3将Fe2+氧化为Fe3+

(3)①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下,在Fe(OH)3悬浊液中,当溶液的时,Fe3+的浓度为

mol·L-1。

2.6×10-6

送分题【高考题改编】5.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,利用其合成Li2CO3的工艺流程如图所示:LiFePO4炭黑和铝箔已知碳酸锂在水中的溶解度:0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。⑤①②③④NaAlO2Al(OH)3Al2O3将Fe2+氧化为Fe3+

②实际生产过程中,“调节pH”生成沉淀时,溶液pH与金属元素的沉淀百分率(w)的关系如表:pH3.55.06.58.010.012.0w(Fe)/%66.579.288.597.297.498.1w(Li)/%0.91.31.92.44.58.0则最佳的沉淀pH=

。

【高考题改编】5.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,利用其合成Li2CO3的工艺流程如图所示:LiFePO4炭黑和铝箔已知碳酸锂在水中的溶解度:0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。碳酸锂溶解度随温度升高而减小⑤①②③④NaAlO2Al(OH)3Al2O3将Fe2+氧化为Fe3+

(4)“沉锂”时的温度应选

(填字母)为宜,并用

(填“热水”或“冷水”)洗涤。

a.90℃

b.60℃

c.30℃

d.0℃a热水90℃反应速率较快,而且碳酸锂溶解度较小【高考题改编】5.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,利用其合成Li2CO3的工艺流程如图所示:LiFePO4炭黑和铝箔⑤①②③④NaAlO2Al(OH)3Al2O3将Fe2+氧化为Fe3+

(5)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为

。

(6)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备LiFePO4,该反应的化学方程式为

。

FePO4+e-+Li+

=LiFePO42FePO4+Li2CO3+H2C2O4===2LiFePO4+H2O+3CO2↑高温【高考题改编】1.工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3,含少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如图所示:注:焙烧温度不宜过高,否则(NH4)2SO4会分解(1)焙烧时产生的气体X的电子式为

。

(2)水浸分离中,滤渣Pd的颗粒比较大,一般可以采用的分离方法是

(填字母)。

A.过滤B.抽滤C.渗析D.倾析(Al2O3,含少量Pd)DNH3NH3Al2O3+(NH4)2SO4(3)写出酸浸时发生反应的离子方程式:

。(已知氯钯酸为弱酸)

H2PdCl6Pd+HNO3+HClH2PdCl6+NO2↑+H2O

类题一物质制备型工艺流程题①写出热还原法过程中发生反应的化学方程式:

。

注:焙烧温度不宜过高,否则(NH4)2SO4会分解(Al2O3,含少量Pd)NH3NH3Al2O3+(NH4)2SO4(4)某同学在实验室用如图所示装置完成Pd的热还原实验,并计算滤渣中(NH4)2PdCl6的百分含量(滤渣中的杂质不参与热还原反应)。(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl1.工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3,含少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如图所示:类题一物质制备型工艺流程题②ⅰ.将空的石英玻璃管(带开关K1和K2,设为装置A)称重,记为m1

g。将滤渣[(NH4)2PdCl6]装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。ⅱ.连接好装置后,按d→

→

→b→

→

→e顺序进行实验。(填字母)

a.点燃酒精灯,加热

b.熄灭酒精灯

c.关闭K1和K2

d.打开K1和K2e.称量A

f.冷却至室温

g.缓缓通入H2ⅲ.重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3

g。③根据实验记录,计算滤渣中(NH4)2PdCl6的百分含量

[列式表示,其中(NH4)2PdCl6的相对分子质量为355]。

gcfa(m2-m1)g固体质量减轻(m2-m3)g差量法计算(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl④实验结束时,发现石英玻璃管右端有少量白色固体,可能是_______(填化学式),这种情况导致实验结果

(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

NH4ClNH4Cl偏低跑走的NH3+HCl偏小，导致m3偏大(先通H2排出装置中的空气)(反应)(此时继续通H2)(反应完毕)1.工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3,含少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如图所示:类题一物质制备型工艺流程题2.重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2(或写成FeO·Cr2O3),还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示:Fe(CrO2)2Al2O3、Fe2O3、SiO2Na2CO3(1)煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为

。

(2)煅烧后的浸出液中除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外,还含有

(填化学式)。

+3+2O2+6+6Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2氧化还原反应→Na2CrO4+CO2+Fe2O34Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2NaOHNa2CO3Na2CrO4Na2SiO3、NaAlO2Na2SiO3NaAlO22.重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2(或写成FeO·Cr2O3),还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示:Fe(CrO2)2Al2O3、Fe2O3、SiO2Na2CO3+3+2O2+6+6氧化还原反应NaOHNa2CO3Na2CrO4Na2SiO3NaAlO2(3)调节溶液的pH所选的试剂为

(填名称)。

(4)操作a的实验步骤为

。

稀硫酸稀硫酸蒸发浓缩、冷却结晶、过滤Na2SO4∙10H2ONa2Cr2O72.重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2(或写成FeO·Cr2O3),还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示:Fe(CrO2)2Al2O3、Fe2O3、SiO2Na2CO3+3+2O2+6+6氧化还原反应NaOHNa2CO3Na2CrO4Na2SiO3NaAlO2稀硫酸Na2SO4∙10H2ONa2Cr2O7(5)加入Na2S溶液反应后,硫元素全部以S2O32-的形式存在,写出生成Cr(OH)3的离子方程式:

。

Na2CrO4+Na2S→Cr(OH)3+S2O32-碱性条件配平Na2CrO4溶液(7)根据有关国家标准,含Cr的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol/L

以下才能排放。可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10]沉淀,再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应不小于___________mol/L,废水才能达到国家排放标准。

(6)采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7,其原理如图2所示。①写出电极b的电极反应式:

。

②测定阳极液中Na元素和Cr元素的含量,若Na元素与Cr元素的物质的量之比为n,则此时Na2CrO4的转化率为

。

(2-n)×100%2.4×10-42H2O-4e-=O2↑+4H+阳极阴极4OH－－4e－＝2H2O+O2↑2H2O－4e－＝O2↑+4H+放O2生酸酸性条件2Na2CrO4→

Na2Cr2O7设加入反应容器内的Na2CrO4为1mol,反应过程中有xmolNa2CrO4转化为Na2Cr2O71molxmol转化起始剩余(1-x)molx=2-n3.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如图1所示:3Cu＋8H+

＋2NO3-

＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2ONH4NO3H2SO4Cu和少量CuO(1)若步骤①中得到的氧化产物只有一种,则它的化学式是

。

CuSO4(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式:

。

CuSO4CuCl(NH4)2SO3NH4Cl

(3)步骤⑤包括用pH=2的溶液酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是

(写酸的名称)。

⑴pH=2的溶液酸洗⑵水洗硫酸氧化还原反应3.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如图1所示:3Cu＋8H+

＋2NO3-

＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2ONH4NO3H2SO4Cu和少量CuOCuSO4CuCl(NH4)2SO3NH4Cl⑴pH=2的溶液酸洗⑵水洗(4)上述工艺中,步骤⑥和⑦的作用是

。

使CuCl干燥,防止其水解氧化3.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如图1所示:3Cu＋8H+

＋2NO3-

＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2ONH4NO3