十年（2014-2023）高考化学真题分项汇编（全国）专题93 工艺流程-物质分离提纯（原卷卷）

专题93工艺流程——物质分离提纯专题93工艺流程——物质分离提纯1．【2023年北京卷】以银锰精矿(主要含、、)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。

已知：酸性条件下，的氧化性强于。（1）“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除，有利于后续银的浸出：矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。①“浸锰”过程中，发生反应，则可推断：(填“>”或“<”)。②在溶液中，银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有。（2）“浸银”时，使用过量和的混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出。①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：。②结合平衡移动原理，解释浸出剂中的作用：。（3）“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。①该步反应的离子方程式有。②一定温度下，的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后的沉淀率逐渐减小的原因：。（4）结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势：。2．【2023年山东卷】盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下：已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。回答下列问题：（1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为，该溶液。（2）滤渣Ⅰ的主要成分是(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加的用量(填化学式)。（3）精制Ⅱ的目的是；进行操作时应选择的试剂是，若不进行该操作而直接浓缩，将导致。3．【2023年6月浙江卷】某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝()按如下流程开展实验。

已知：①铝土矿主要成分为，含少量和。用溶液溶解铝土矿过程中转变为难溶性的铝硅酸盐。②的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度当盐基度为0.60~0.85时，絮凝效果较好。请回答：（1）步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是。（2）下列说法不正确的是___________。A．步骤I，反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度B．步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量有利于减少沉淀中的杂质C．步骤Ⅲ，为减少吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌D．步骤Ⅳ中控制和的投料比可控制产品盐基度（3）步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热，仪器A的名称是；步骤V不宜用酒精灯直接加热的原因是。（4）测定产品的盐基度。的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取溶液于锥形瓶中，调，滴加指示剂溶液。在不断摇动下，用标准溶液滴定至浅红色(有沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗标准溶液。另测得上述样品溶液中。①产品的盐基度为。②测定过程中溶液过低或过高均会影响测定结果，原因是。4．【2022年福建卷】粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含和等)提铝的工艺流程如下：回答下列问题：（1）“浸出”时适当升温的主要目的是_______，发生反应的离子方程式为_______。（2）“浸渣”的主要成分除残余外，还有_______。实验测得，粉煤灰(的质量分数为)经浸出、干燥后得到“浸渣”(的质量分数为)，的浸出率为_______。（3）“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如下图所示，加入沉铝的目的是_______，“沉铝”的最佳方案为_______。（4）“焙烧”时，主要反应的化学方程式为_______。（5）“水浸”后得到的“滤液2”可返回_______工序循环使用。5．【2022年湖北卷】全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有和少量)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。时相关物质的参数如下：的溶解度：化合物回答下列问题：（1）“沉淀1”为___________。（2）向“滤液1”中加入适量固体的目的是___________。（3）为提高的析出量和纯度，“操作A”依次为___________、___________、洗涤。（4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后，发现文献对常温下的有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究的性质，将饱和溶液与饱和溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下___________(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为___________。（5）他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由___________。6．【2022年重庆卷】电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等，对其处理的流程如图。Sn与Si同族，25℃时相关的溶度积见表。化学式Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)Fe(OH)3Cu(OH)2溶度积1.0×10-564×10-382.5×10-20（1）Na2SnO3的回收①产品Na2SnO3中Sn的化合价是______。②退锡工艺是利用稀HNO3与Sn反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是_____，废液中的Sn2+易转化成SnO2·xH2O。③沉淀1的主要成分是SnO2，焙烧时，与NaOH反应的化学方程式为______。（2）滤液1的处理①滤液1中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是______。②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于______mol•L-1。（3）产品中锡含量的测定称取产品1.500g，用大量盐酸溶解，在CO2保护下，先用Al片将Sn4+还原为Sn2+，再用0.1000mol•L-1KIO3标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO被还原为I—，终点时消耗KIO3溶液20.00mL。①终点时的现象为______，产生I2的离子反应方程式为_____。②产品中Sn的质量分数为_____%。7．（2021·海南真题）无水常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和杂质)为原料制备无水。已知：氯化亚砜()熔点-101℃，沸点76℃，易水解。回答问题：（1）操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。（2）为避免引入新的杂质，试剂B可以选用___________(填编号)。A．溶液 B．水 C．水 D．溶液（3）操作②是蒸发结晶，加热的同时通入的目的是___________。（4）取少量晶体，溶于水并滴加溶液，现象是___________。（5）反应的化学方程式为___________。（6）由转化成的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂___________，并设计实验验证是该还原剂将还原___________。8．【2022年全国甲卷】硫酸锌()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，杂质为以及CA．Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：离子回答下列问题：（1）菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。（2）为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。（3）加入物质X调溶液，最适宜使用的X是_______(填标号)。A．

B．

C．滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。（4）向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为_______。（5）滤液②中加入锌粉的目的是_______。（6）滤渣④与浓反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。9．[2019新课标Ⅲ]高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（1）“滤渣1”含有S和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是________________________。（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。（6）写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=___________。10．【2017江苏卷】铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。（