2023高考化学工艺流程解题方法

2023高考化学

化学工艺流程

原料的循环利用

化学工艺流程

一局考回眸一

考向1化学工艺流程

L（2022・湖南卷）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图。下列说法错误的是（C）

过量Na2cO3NaA102

（黑）卡/卡异甲^震亮

A.不宜用陶瓷作吸U3液

B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率

C.合成槽中产物主要有NasAlFe和CO2

D.滤液可回收进入吸收塔循环利用

2.（双选）（2022・山东卷）高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精

矿（含Zn、Fe元素的杂质）为主要原料制备Cu粉的工艺流程如图，可能用到的数据见

下表。硫酸溶液，

高压（）2高压H2

NH3

唯堂1T康卜中飞倜一|过滤―苗原口过滤I-Cu

精矿-----pH-------,

固体XL*金属M

Fe(OH)3CU(OH)2Zn(OH)2

开始沉淀pH1.94.26.2

沉淀完全pH3.26.78.2

下列说法错误的是(BD)

A.固体X主要成分是Fe(0H)3和S；金属M为Zn

B.浸取时，增大。2压强可促进金属离子浸出

C.中和调pH的范围为3.2〜4.2

D.还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成

3.（2021・湖南卷）一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:

WKxST氯气

海水…一苦卤水-一沉镁一一般烧一》氯化―一无水MgCh

_______________________5ft

下列说法错误的是（D）

A.物质X常选用生石灰

B.工业上常用电解熔融MgCk制备金属镁

、E3

C“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+C12星驾MgCk+CO

D.“燃烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水Mg。?

4.(2021・山东卷)工业上以SO?和纯碱为原料制备无水NaHS03的主要流程如

图，下列说法错误的是(B)

»气流干燥

NaHSO3

A.吸收过程中有气体生成

B.结晶后母液中含有NaHC()3

C.气流干燥湿料时温度不宜过高

D.中和后溶液中含Na2SC)3和NaHCC)3

5.（2022•全国甲卷）硫酸锌（ZnSO。是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电

镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备，菱锌矿的主要成分为Z11CO3,杂

质为Si。2以及Ca、Mg、FexCu等的化合物。其制备流程如图：

KMnO4

滤液①氧化滤液②

^过滤

滤渣①滤渣②

HFZn粉

滤渣④滤渣③

本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:

离子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+

KSQ4.0X10—386.7X10772.2X10-208.0X10—161.8X10—11

回答下列问题：焙烧

(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为ZnCO3^=Zn0+CO2：。

(2)为提高锌的浸取效果，可采取的措施有适当升温、将焙烧后的产物碾碎

(或增大硫酸的浓度)°

(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是」(填标号)。

A.NH3H2。B.Ca(OH)2C.NaOH

滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4xSiO2。

(4)向80〜90。。的滤液①中分批加入适量KMnCU溶液充分反应后过滤，滤渣②

2+._.80〜90℃,

中有MnC)2,该步反应的离子方程式为31c+M11O4+7H2。一"3Fe(OH)3I

+M11O2I+5H+。

(5)滤液②中加入锌粉的目的是将CW+置换出来，除去Cu。

(6)滤渣④与浓硫酸反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是

CaSO4vMgSO40

【解析】(3)NH3・H2。易分解产生NHa污染空气，且生成NH；引入杂质，A错

误；选Ca(OH)2还可以除去硫酸根离子，生成CaS04,不会引入新的杂质，且成本

较低，B正确；NaOH会引入杂质Na,且成本较高，C错误；当沉淀完全时(离子浓

度小于10一5mol/L),结合表格数据计算各离子完全沉淀时pHV5的只有F4+,故滤

渣①中有Fe(OH)3,又因CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸，故滤渣①的主要成分是

Fe(OH)3vCaSO4vSiO2o(4)向80〜90℃滤液①中加入KMnCL,溶液可氧化Fe?+,得

到Fe(OH)3和Mn02o(6)滤渣④为CaF2xMgF2,与浓硫酸反应可得到HF,同时得

到的副产物为CaSO」、MgSO4o

6.（2022•全国乙卷）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSCU、PbO2xPbO和Pb。

还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过如图

流程实现铅的回收。

Na2cO3HAc、H2O2NaOH

铅膏一脱硫一酸浸—沉铅一APbO

滤液滤渣滤液

一些难溶电解质的溶度积常数如下表:

难溶电解质

PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3

(p2.5X10—87.4X10T41.1X10—1。2.6X10—9

一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:

金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2A1(OH)3Pb(OH)2

开始沉淀的pH2.36.83.57.2

完全沉淀的pH3.28.34.69.1

回答下列问题：

⑴在“脱硫”中PbSO,转化反应的离子方程式为PbSO4(s)+CO/(aq)

PbCOKs)+SO；(aq),用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2cO3的原因：

反应PbSO4⑸+CO歹(aq)PbCO?⑸+SO7(aq)的平衡常数K=噜舄?=

c(Pb2+)c(SO4-)Ksn(PbSO)2.5X10、.一、…一―一

&Pb?+)•c(COT)=Ksp(PbCC)43)=7.4X10-产34X10>10s,说月PbS04可以比较彻底

的转化为PbCO3

(2)在“脱硫”中，加入Na2c。3不能使铅膏中BaSCU完全转化，原因是

反应BaSO4(s)+COf(aq)BaCO3(s)+SOf(aq)的平衡常数K=喘兴=

______________________________________________________________________________cg5)

c(Ba2+)c(SOr)AT(BaSO)1.1X1010、3_〃工口—

“R产匕诚苴sn汗管4=弓Axin亍七°.04《10s，说明该反应正向进仃的程度

c(oa}'C(CC)3)XSp(h>aCO3)2.0X1(J

较小，因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO」完全转化。

(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。

①能被HQ,氧化的离子是Fe2+。

②H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为

Pb+H2O2+2HAe=Pb(Ac}+2H2O。

③H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac%,H2O2的作用是作还原剂。

(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是Fe(OHbA1(OH)3。

(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有Ba2+、Na+。

【解析】（3）①过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化。

②过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb（Ac%,过氧化氢与Pb、HAc发生氧

化还原反应生成Pb（Ac%和H2O;③过氧化氢也能使Pb。2转化为Pb（Ac%,铅元素化

合价由+4降低到+2,Pb。2是氧化剂，则过氧化氢是还原剂。（4）酸浸后溶液的pH

约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化

铁。（5）依据分析可知，加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSCU完全转化，铁离子、铝

离子转化为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅，

因此沉铅的滤液中，金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。

7・（2022•广东卷）稀土（RE）包括镯、钮等元素，是高科技发展的关键支撑。我国

南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿（含铁、铝等元素）中提取稀

土的工艺如下：*八

酸化Mgs。4溶液滤渣月桂酸钠

矿物三H浸取液fi髓座叫滤液,

RE03溶液一卵区一|加热搅拌|一滤饼T过滤2

~~~~，55七I

月桂酸盐酸滤液2

已知：月桂酸(CuH23coOH)熔点为44℃；月桂酸和(C“H23coObRE均难溶于

水。该工艺条件下，稀土离子保持+3价不变；(CuH23coC^Mg的Ksp=1.8X10-8,

Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8；有关金属昌子沉淀相关pH见下表。

离子Mg2+Fe3+AP+RE3+

开始沉淀时的pH8.81.53.66.2〜7.4

沉淀完全时的pH/3.24.7/

(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是Fe2+。

(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至4.7WpHV6.2的范围内,该过程中

AP+发生反应的离子方程式为AP++3OH-=A1(OH)3IO

(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2+浓度为2.7g/L。为尽

可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中

c(，H八C00-)低于4.0X10-4mol/L(保留两位有效数字)。

(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率，其原因是加热搅拌可

加快反应速率，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高产率。

②“操作X”的过程为先冷却结晶，再固液分离。

(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4(写化学式)。

(6)稀土元素钮(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂PtsY。

①还原YCb和PtC14熔融盐制备PtsY时，生成1molP&Y转移15mol电子。

②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化。2的还原，

发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。

【解析】(1)“氧化调pH”中，Fe?+不稳定,易被氧化生成Fe3+0(2)“过滤1”

前，用NaOH溶液调pH使Fe3+、A「+完全转化为沉淀，该过程中A产发生反应的离

子方程式为AF++3OH--Al(OH)3l;RE'+不能转化为沉淀，所以调节溶液pH至

27Q

4.7WpHV6.2的范围内。(3)滤液2中Mg?+浓度为2.7g/L,c(Mg2+)=^mol/L=硒

mol/L,为尽可能多地提取RE",可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前

的曲协由9o「ccr何不，区画面蓟面_48X10—8一

的浴液中aC“H23coO)低于飞c(Mg2+)—c/9mol/L—

V80

4.0XIO-4mol/Lo(4)②月桂酸(C“H23coOH)熔点为44℃,月桂酸和(C“H23coO^RE

均难溶于水，所以“操作X”的过程为先冷却结晶，再固液分离，从而得到RECh

溶液和月桂酸。(5)滤液2中含有硫酸镁，浸取时需要加入硫酸镁，则该工艺中，可

再生循环利用的物质有MgS04。⑹①YCI3中Y元素化合价为+3,Pte、中Pt为+4价，

PtsY中Y、Pt均为0价，还原YCI3和PtC」熔融盐制备PtsY时，生成1molPtsY转移电

子的物质的量为1molX[(+4-0)X3+(+3-0)Xl]=15mol；②碱性氢氧燃料电池

中，正极上。2得电子和水反应生成OH-。

8.(2021・广东卷)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含

铝(A1)、铝(Mo)、镣(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：

NaOH(s)过量CO2适量BaCh溶液

----——7~————-———►BaMoO4(s)

废催化剂一扇黑一醯f滤液I-一滤液n--

一滤液田

含Ni固体X―►►AlAs

-711

已知：25℃时，H2c。3的Kai=4.5X10,A：a2=4.7X10-；Arsp(BaMoO4)=3.5

-8

X10；^sp(BaCO3)=2.6X10一)该工艺中，pH>6.0时，溶液中Mo元素以MoOT的

形态存在。

(1)“焙烧”中，有Na2MoO4生成，其中M。元素的化合价为

(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为A1(OH)3。

⑶“沉铝”中，pH为7.0。

①生成BaMoO4的离子方程式为+MoO『=BaMoO4I。

②若条件控制不当，BaCO.a也会沉淀。为避免BaMoO4中混入BaCCb沉淀，溶

1X10-7x2.6X10-9

液中c(HCO；):c(MoO1)=4.7X1OFX3.5X1OT(列出算式)时,应停止加

入BaCl2溶液。

(4)①滤液III中，主要存在的钠盐有Na。和Y,Y为NaHCQ3。

②往滤液HI中添加适量NaCl固体后，通入足量NH3(填化学式)气体,再

通入足量CO?,可析出Y。

（5）高纯AlAs（神化铝）可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,

图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs（神化钱）反应。

刻蚀液

光刻掩膜］光刻掩膜

/।、——-——/\GaAs

AlAs

I--GaAs

致密保护膜

/\\/----------\GaAs

GaAs

①该氧化物为Al2o3o

②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2。?与上层GaAs的反应中，As元素的

化合价变为+5,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为4：1o

【解析】根据流程图可知，废催化剂与氢氧化钠一起焙烧，A1转化为NaA102,

Mo转化为NazMoOj,经水浸、过滤可得到含镁固体和NaAlO?、NazMoC^溶液，往

溶液中通入过量的CO2可得到A1(OH)3沉淀和Na2Mo04溶液；往NazMoC^溶液中加

入BaCk溶液生成BaMoO4沉淀。(1)根据化合物化合价代数和为零可计算出Mo元

+

素的化合价为+6。(3)②HCO；+BaMoO4MoOT+BaCO3+H,K=

c(H+)c(MoOr)=c(H+)"CO；)c(MoOT)c(Ba2+)=Ka2Ks/BaMg)火流缶

2+

c(HC07)-c(HC07)c(CODc(Ba)-^sp(BaCO3)，为越先

BaMoO,中混入BaCO?沉淀，必须满足‘但上)W必｝；，黑。一),“沉钥”

C(HCC)3)K$p(BaCC)3)

中，pH为7.0,c(H+)=lXIO-7mol/L,所以溶液中嘿曾〈=若览界%踞时,

C(HL5)1入1UAASp(fc)aCU3)

7

TT必人一一〜eu-2-IXWXA：sp(BaCO3)

开始生成BaCCh沉淀，因此c(HCO3)：c(MoO；)==,皿3c、=

人a2.人sp3aIV!。U4)

1Xio'X26XI。—'

47乂1行11乂？“ir?8时,应停止加入BaCb溶液。(5)②H2O2中O显一1价，还原

4./A1UX3.2)A1U

产物为H2O,GaAs中As显一3价，反应后As元素的化合价变为+5,根据得失电子

守恒配平得4H2O2〜GaAs。

9.（2021•全国甲卷）碘（紫黑色固体，微溶于水）及其化合物广泛用于医药、染料

等方面。回答下列问题：

（1）幼的一种制备方法如图所示：

AgNOsFe粉Cl2

嚼翳FT富集i悬浊液—I转化T氧化Tk

沉淀

①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为Fe+2AgI=Fe2++2Ag+2「，

生成的沉淀与硝酸反应，生成硝酸银后可循环使用。

②通入。2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为Fek+C12==

I2+FeCl2；若反应物用量比嘿兴=1.5时，氧化产物为FeCh、匕；当嘱^>1.5

---------〃(Fe12)----------"(Feb)

后，单质碘的回收率会降低，原因是过量的氯气继续氧化打一导致碘的回收率降低.

(2)以NalO)为原料制备E的方法是先向Nai。,溶液中加入计量的NaHSOa,生

成碘化物；再向混合溶液中加入NalCh溶液，反应得到L上述制备b的总反应的离

+

子方程式为210；+5HSO；=5SOf+3H+H20+12o

(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成Cui沉淀和12,若生成Imol12,消耗的KI

至少为上—moloI2在KI溶液中可发生反应：E+I-I；o实验室中使用过量的

KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸播可制得高纯碘。反应中加入过量

KI的原因是保证所有的Cu?+充分还原为Cui,I一浓度增大，可逆反应七十厂

平衡正向移动，促进h溶解，防止单质碘析出o

【解析】净化除氯后的海水，加入硝酸银进行富集，生成含有Agl的悬浊液，

继续加入铁粉，发生反应Fe+2Agi=F/+2Ag+2「，过滤析出的Ag,向Feb中

加入过量Cl2,具体生成物与氯气的通入量有关。(1)①加入铁粉，发生置换反应：

2+

Fe+2AgI=Fe+2Ag+2r,生成的沉淀为Ag,与硝酸反应生成硝酸银，可以在富

集操作中循环使用；②还原性：「＞Fe2+,化学方程式为Ck+2「=2C「+l2,当氯

气过量时，反应的化学方程式为2Fel2+302-2FeCh+212,此时氯气与L的比值为

1.5,氧化产物为FeCh、幅当比值大于L5时，氯气会继续氧化b导致碘的回收率

降低。(2)适量的NaHSO,将碘酸钠还原成「反应的离子方程式为IO7+3HSO；=

r+3SOf+3H+,再向混合溶液中加入NalCh溶液，10；与「在酸性条件下可发生氧

化还原反应生成L反应的离子方程式为10；+5「+6H+=3l2+3H2。，由此可知碘

h

离子为中间产物，消去碘离子可得总反应2IO7+5HSO_7=5SOr+3H+H2O+l2o

⑶KI溶液和C11SO4溶液反应离子方程式为2cli2++4「=2CUII+k,若生产ImolI2

至少需要4molKI,已知k在KI溶液中可发生反应：b+厂IL加入过量的KI,

可以保证所有的Ci1充分还原为Cui,「与k结合生成可逆反应平衡右移，减少

h的挥发。

10.(2021•全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2xA12O3X

MgOxCaO以及少量的Fez。?。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、

铝、镁等。

(NH4)2so4热水氨水

高钛

炉渣

酸酸溶渣热水母液②

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:

金属离子开始沉淀的pH沉淀完全(。=LOX10-5mol/L)的pH

Fe3+2.23.2

AP+3.54.7

Mg2+9.511.1

Ca2+12.413.8

回答下列I可题：

(1)“焙烧”中,TiO2xSi。?几乎不发生反应,A12O3XMgOxCaOxFez。?转化

为相应的硫酸盐。写出AI2O3转化为NH4Al(SOJ的化学方程式：

AI2O3+4(NH4)2SO4^=2NH4A1(SO4)2+3H2O+6NH31

o

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至

11.6,依次析出的金属离子是Fe3+、A13+、Mg2+。

(3)计算“母液①”中M(+浓度为1.0X10-6mol/L。

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是硫酸。“酸溶渣”的成分

是二氧化硅、硫酸钙。

(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2+水解析出TiC^xH?。沉淀，该

反应的离子方程式是TiO2++(x+1汨2。』-「02二匕0I+2H+。

(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得硫酸核循环利

用。

【解析】高钛炉渣，主要成分有T。、SiO2vAI2O3、MgO、CaO以及少量的

FezO?加入硫酸钱焙烧，TiO2xRO?几乎不发生反应,A12O3XMgO、CaO、Fe2(力转

化为相应的硫酸盐，水浸后的滤液中含有NH：、Al3\Mg2\Fe3\S07，加氨水

调节pH,分步沉淀获得不同的氢氧化物，水浸渣为CaSCLrTi()2和SiC)2,加酸后二

氧化硅和硫酸钙不反应，为酸溶渣，溶液中含有TQ2+,稀释后水解析出TiO2xH2Oo

悟烧

(1)“焙烧”中，&2。3转化为NHJAKSO),化学方程式为AbQa+歙NHGSC^

2NH4A1(SO4)2+3H20+6NH3to(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,用氨水逐步

32+

调节pH至11.6,依次析出F，+、Al\MgO(3)母液①的pH为11.6,故c(H+)=

10-116mol/L,c(OH-)=^=10-24mol/L,设母液①中镁离子浓度为x,依据图表数

29

据可知，pH为H.1时,镁离子浓度为LOX107moi/L,^sp[Mg(OH)2]=10-moVLX

29524-246

10-mol/LX1.0X10-mol/L=x-10"mol/LX10mol/L,解得x=LOX10_mol/Lo

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，故应使用难挥发、高沸点的硫酸；结合流程，酸

溶渣的成分为二氧化硅和硫酸钙。(5)依据提示，TiO2+水解过程的离子方程式为

2+

TiO+(x+1)H2O=^=TiO2xH2OI+2H\(6)依据(1)可知，反应尾气为氨气，“母

液①”含有大量的镂根离子，“母液②”含有大量的硫酸根离子，混合并吸收尾气后

获得硫酸铁，进而循环利用。

-模考前沿一

1.（2022・茂名二模）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源，某含银废催化剂

主要含Ag、a—AkO3（a—AI2O3为载体，不溶于硝酸）及少量MgO、SiO2xK2Ox

Fe2O3^,一种回收制备高纯银粉工艺的部分流程如下。回答下列问题：

稀硝酸NaCl氨水

(1)银与稀硝酸反应的离子方程式是3Ag+NO；+4H+=3Ag++NA'+2比0,

废渣的主要成分是a—AI2O3、Si。？，酸浸时，硝酸加入量及反应温度对银

浸取率的影响如图，根据图中数据分析，该工艺宜选用硝酸的加入量和温度是

1.6Lx80℃0

00

00-

9595

树

90一

展90;

85

岖85

/-

80>80

24612_

15O

.8609000

硝酸加入量/L反应温度/七

(2)“还原”中有无毒气体生成，氧化剂与还原剂物质的量之比是4：1,

“溶解”得到的溶解液里Ag元素以[Ag(NH3)21+存在，若用H2O2代替N2H4旧2。完成

还原过程，发生反应的离子方程式是2[Ag(NH3)2「+H2O2+2H2O=2AgI+O2t+

2NH：+2NH3H2O.

(3)粗银中银的质量分数讪的测定：取冽g粗银样品用硝酸溶解，以铁钱砒

[NH4Fe(SO4)2T2H2。]为指示剂，用cmol/L的KSCN标准溶液滴定，消耗标准溶液/

mLo已知：①AgSCN是白色沉淀，Ksp(AgSCN)=2.0X10-叫②浓硝酸可氧化

AgSCN。滴定终点的现象是溶液变为红色，且半分钟内不褪色，叫噌^若

测得口＞100%，可能的原因是硝酸浓度过高氧化AgSCN,KSCN标准液消耗过多。

【解析】(2)“还原”中有无毒气体生成，所以水合肺被氧化成氮气，银氨溶

液被还原为银，氧化剂与还原剂的物质的量之比是4：1。(3)滴定操作中，锥形瓶中

是硝酸银和铁铁矶指示剂，滴定管中是KSCN标准溶液，当全部转化成AgSCN后,

再滴入半滴KSCN,锥形瓶中出现红色且30秒不褪色；根据守恒关系：Ag+〜SCN)

粗银中银的质量分数为甯若测得w>100%,根据已知信息，可能的原因是硝

酸浓度过高氧化AgSCN,KSCN标准液消耗过多。

2.（2022•安徽马鞍山二模）超细碳酸锅是重要的无机化工产品。利用银渣（主要

成分S6O4,含少量CaCO3、Fe2O3xAl2O3xMgC（）3等杂质）制备超细碳酸锯的工艺

如下：NaOH

稀盐酸NaOH95〜100P

pH=7.5pH=12

已知：①“高温煨烧”过程中发生的主要反应为SrS0」+4C回退蟹SrS+

4COt;

②Sr(OH)2、Ca(OH)2在不同温度下的溶解度如表所示(g/100niLH20)：

温度/c02040608090100

氢氧化钙0.190.170.140.120.090.080.07

氢氧化锢0.911.773.958.4220.2044.5091.20

回答下列问题：

(1)“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率。

(2)“酸浸”过程中主要反应的化学方程式为SrS+ZHCl-SrCk+H2sT。

(3)“除铁铝”过程中温度控制在75。。左右，适宜的加热方式为

水浴加热。

(4)“操作I”为趁热过滤。

(5)①写出“沉锯”的离子方程式：SG+HCOf+NH3H2O=SrCO3I

②反应温度对镰转化率的影响如图，温度高于60℃时，“镰转化率”降低的原

因为温度高于60°C时，NH4HCO3分解。

00

95

90

85

80

75

70

65

60

55

4050607080

温度化

③从平衡移动的角度分析“沉铺”过程中控制pH110的原因：当pH乙10时,

有利于HCO；向电离方向移动，溶液中COT浓度增大，有利于SrCQ，沉淀的生成。

【解析】（2）镰渣主要成分为SrSO4，煨烧后生成SrS,由流程可知，“酸浸”

过程中加入盐酸，主要反应为SrS和盐酸生成SrCb和H?S。（4）由流程可知，“操作

I”为过滤分离，得到含有氢氧化银溶液并除去了钙镁的氢氧化物沉淀，结合已知②

的溶解度可知，“操作I”为趁热过滤。（5）①“沉银”过程中加入氨水、碳酸氢铁

反应生成了碳酸锯沉淀，则反应离子方程式为S*++HCO；+NH3H2O=SrCO3I+

NH；+H2OO②碳酸氢倍不稳定，受热易分解，温度高于60°C时，铺转化率降低的

原因为NH4HCO3分解，导致碳酸氢铁浓度降低。

-能力提升一

能力1化学工艺流程题的命题特点

1.流程图的结构特点

例如：由碳酸镒矿（主要成分M11CO3,还含有FeC03、MnO2xAl2O3xSQ等）中

提取金属镒的一种流程如下：

循环利用

2.步骤分析

步骤分析高频设问解题指导

①将矿石粉碎；②适当加热；③充分搅拌；④适当提高

浸取液的浓度；⑤适当延长浸取时间等

分析“浸出率”图表，解释“浸出率”高低变化的原因

址gj/又H

原料处理

率”（“浸出率”升高一般是反应温度升高，反应速率

加快；但当“浸出率”达到最大值后，温度升高

“浸出率”反而下降，一般是反应试剂的分解或挥发）。

选择达到较高“浸出率”的时间及温度

步骤分析高频设问解题指导

①高温下硫化物与空气中氧气反应（如：Fes2与氧

焙烧气生成氧化铁和二氧化硫）；②除去硫、碳单质；

原料处理③除去有机物等

常用碱性溶液吸收（如：SO2用Na2cO3或NaOH溶

酸性气体的吸收

液吸收）

步骤分析高频设问解题指导

除去杂质

加氧化剂，转变金属离子的价态（如:Fe2+-Fe3+）

的方法

调溶液pH常用氢氧化钠、碳酸钠、金属氧化物、酸性气

调节溶液体（如：一氧化硫）、稀盐酸或稀硫酸等。常利用题给金属

的pH离子沉淀的pH信息，使特定金属离子以氢氧化物沉

控制条件淀出来

跟踪物质，分析每个步骤中可能发生的反应，书写化学

（或离子）方程式

物质转化

滤渣、滤液中物质的判断,书与物质的化学式或电

的分析

子式，分析物质中的化学键

确定循环物质

步骤分析高频设问解题指导

用乙醇等有机溶剂洗涤晶体的目的：可以除

过滤、蒸发结晶、

去晶体表面可溶性的杂质和水分，减少洗涤

物质分离晶体的洗涤、分液

过程中晶体的溶解损耗，乙醇的易挥发性有

与萃取

利于晶体的干燥

化学计算浸出率计算、产率计算、计算等简单计算

能力2常见化工操作及目的

1.常见操作及目的

常见操作目的

将块状或颗粒状物质磨成粉末，增大反应物接触面积，使反应更

研磨

充分以加快反应速率

使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等（煨烧

灼烧（煨烧）

石灰石、高岭土、硫铁矿）

向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括

浸取

水浸、酸浸、碱浸等

加过量试剂使某物质完全转化（或增大某物质的转化率、产率）

常见操作目的

①转变某种金属离子的份态,再通过调节溶液pH使金属离子

以氢氧化物沉淀出来,以达到除去杂质的目的

2+3+

加氧化剂[如：Fe---Fe---Fe（OH）31]

②为生成目标产物的价态而加入氧化剂（如在碱性条件下，加入过氧

化氢把C产氧化成CrOf）

判断能否加其他

要考虑是否引入杂质（或影响产物的纯度）等

物质

物质分离过滤、蒸发、萃取、分液、蒸僧等常规操作

常见操作目的

在空气中或在其他气体要考虑。2、H20XCO2或其他气体是否参与反应；能否达到

中进行的反应或操作隔绝空气，防止氧化、水解、潮解等目的

取最后一次洗涤滤液少量，检验其中是否还有某种离子存

判断沉淀是否洗涤干净

在等

①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质

②冰水洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，减少晶体在洗涤

洗涤晶体过程中的溶解损耗

③用特定有机试齐IJ（如乙醇）清洗晶体：洗去晶体表面的杂质

降低晶体的溶解度、减少损耗，可快速干燥等

绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量

提高原子利用率

的充分利用）

2.规范答题

设问角度规范答题

固体原料进行“粉

减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率，提高浸取率

碎”的目的

①利用氧化还原反应、沉淀反应等来除去杂质、生成产物

②要分析每一步骤中所发生的化学反应，跟踪反应前后物质的

物质的转化

变化，写出化学（或离子）方程式

③确定循环物质

设问角度规范答题

常见的沉淀剂：

①生成硫化物沉淀（如：硫化钠、硫化铁、硫化亚铁等）

沉淀与②加入可溶性碳酸盐（或碳酸的酸式盐），生成碳酸盐沉淀

过滤③加入氟化钠，除去钙离子c主意：溶液的酸性不能太大，否则会降低广

的浓度）

过滤：沉淀后的过滤是为了分离物质，要跟踪滤渣和滤液中各有什么物质

如何洗涤向过滤器中加入蒸t留水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2〜

;几证3次

检验沉淀取最后一次洗涤滤液，滴加试剂（如：硝酸酸化的AgNO?溶液检验（匚

是否洗涤盐酸酸化的BaCb溶液检验SO『），若无沉淀产生，则证明已洗涤干净，

干净反之则未洗涤干净

能力3物质转化与跟踪

1.物质的跟踪

原料到产品的转化：比对原料与产品，确定要除去什么元素，引进什么元素。

［沉淀成分的判断］

举例滤渣成分

以电石渣［主要成分为Ca(OH)2和(laCOs］为原料制

过量的反备KC103的流程如图:

HOCLKC1CaC03、Ca(0H)2

应物j2J

电石渣一,打浆H氯化H过滤转化—……—*KCIO3固体

滤渣

举例滤渣成分

蛇纹石是一种富镁硅酸盐矿物的总称，工业上由

蛇纹石(主要成分MgO、FeO和Fe2C)3、Al2O3x

原料中不

Si。。制取碱式碳酸镁产品的流程如下：滤渣a为

参与反应

lit*H县、八缶

士里一制比的a力？》SiO

费In2AMg(HCOJ,-碱式碳酸镁2

fHC1溶液」｝ya(OH)2C06,日热解

的物质2

滤渣a沉淀物A沉淀物B

举例滤渣成分

某粉煤灰经预处理后含C%。、SiO2xA12O3XFeO

原料中不化合物，一种综合利用工艺设计的流程如下。

已知：UUU2

参与反应C2O+2H+——C+C++H2O滤渣I为

拈酸旦？2CaCO,NaCH溶满SiOxCu

的物质及_1J**'---2

生成物粉煤灰T酸浸丁溶液T氧化，水产上沉淀T碱溶片溶液曾忏Al(0H)3

L滤渣IL母液L滤渣uL母液

物质X

举例滤渣成分

工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生

产碱式硫酸铁［Fe(0H)S04,碱式硫酸铁易溶于水］

的工艺流程如图：

杂质转化A1(OH)3

的物质过量废铁屑NaHCO,NaNO,H2so4调节pH

稀硫酸—反应I—搅拌/过滤f反应nfFe3+f碱式硫酸铁

1t

滤渣NO

［对所加试剂的要求］

试剂目的追问

酸不能加过多，否则会造成后续调溶液酸碱性

硫酸酸溶

时多加入碱

盐酸不能加过多，否则会与后续KMnCU等氧化

盐酸酸溶

剂反应，生成有毒气体CH

碱溶（溶解Al、AI2O3

碱液碱溶不能加过多，否则会造成后续多加入酸

等物质）

还原齐（还原MnC）2、

so温度不宜过高，温度越高SO2溶解度越小

2Fe3+等）

试剂目的追问

还原剂（还原MnC）2、

Na2sO3实际用量高于理论量：部分Na2s。3被空气氧化

Fe3+等）

Zn置换溶液中的CW+锌粉过量目的是将溶液中的CM+除净

NHFXpH太小Ca2+、Mg2+去除率降低原因：溶液中的

4除去Ca2+、Mg2+

NaFF一生成HF使溶液中的F-浓度降低

除重金属离子pH太小CW+去除率降低原因：溶液中的S2一生成

NaS

2（如Cu2+）HS-、H2s使溶液中的S2-浓度降低

［条件的控制］

（1）控制溶液的pH

①使某种或几种金属离子转化为氢氧化物沉淀，而目标离子不生成沉淀，以达

到分离的目的（常利用题给金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH信息，选择pH范围，

使杂质离子以氢氧化物沉淀出来）。

②“酸作用”还可除去氧化物（膜卜抑制某些金属离子的水解等。

③“碱作用”还可除去油污、除去铝片表面的氧化膜、溶解铝等。

④金属离子的萃取率与溶液的pH密切相关。

⑤调节溶液pH常用试剂

a.调节溶液呈酸性：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸（注意氧化性）、金属氧化物、酸

性气体（二氧化硫）等。

b.调节溶液呈碱性：氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢铁等。

例1以软镒矿(主要成分为MnOz，含少量铁的氧化物)制备高纯MnC03。流程

稀硫酸、FeSO4MnO2MnCO3NH4HCO3

(1)酸溶还原时，MnO,发生反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+・

23+

Mn++2Fe+2H2O。

39

(2)在常温下，已知：Ksp[Mn(OH)2]=2><IO-N^sp[Fe(OH)3]=1X10-o工业

上，当某离子浓度小于IX10-6moi/L时，认为该离子已除净。氧化后所得溶液中

c(Mn2+)=0.2mol/L,为使溶液中Fe3+除净，调节pH的范围应为3WpH<8。

【解析】⑴酸溶还原时，MnO2将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为二

价镒离子。(2)当Fe,-除净，(?(0丁)=。消X10-"

mol/L,则pH=3；当铳离子开始沉淀，c(OH-户］'%：弁：£"==

10~6moI/L,pH=8o

（2）控制温度（常用水浴、冰浴或油浴）

①控制反应速率（升温加快反应速率）、适宜的温度使催化剂的活性最大、防止

副反应的发生。

②控制化学反应进行的方向，使化学平衡移动。