2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）微专题(八) 以金属矿物、海水资源开发利用为背景的工艺流程题

微专题(八)以金属矿物、海水资源开发利用为背景的工艺流程题核心要点·归纳1.工艺流程题的结构规律:“主线主产品,分支副产品,回头为循环”。2.对原料预处理的常用方法(1)研磨——减小固体颗粒的体积,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。(2)水浸——与水接触反应或溶解。(3)酸浸——与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。(4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时灼烧就是为了除去可燃性杂质。(5)煅烧——改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解等。3.产品分离提纯的常用方法(1)蒸发浓缩、冷却结晶:如NaCl和K2Cr2O7混合溶液,若将混合溶液加热蒸发后再降温,则析出的固体主要是K2Cr2O7,这样就可分离出大部分K2Cr2O7;同样原理可除去KNO3中的少量NaCl。(2)蒸发结晶、趁热过滤:如NaCl和K2Cr2O7混合溶液,若将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl,同样原理可除去NaCl中的少量KNO3。学力诊断·测评1.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图:对上述流程的判断正确的是 ()A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物B.CO2不能用稀硫酸或稀盐酸代替C.反应Ⅱ的离子方程式为CO2+2[Al(OH)4]-===2Al(OH)3↓+CO32-+HD.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低【解析】选B。试剂X应为强碱溶液,使Al2O3溶解,不能为氨水,A错误;若用稀硫酸或稀盐酸代替CO2,过量时,Al(OH)3会溶解,不能保证生成Al(OH)3沉淀,B正确;反应Ⅱ为向含有四羟基合铝酸根离子的溶液通入过量CO2,二者可以发生反应,离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+HCO3-,C错误;因Al比Fe活泼,不能用Fe置换[解题思维]2.以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料,生产Fe3O4的部分工艺流程如下:下列说法不正确的是 ()A.从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物B.FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2C.用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用D.向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由[Al(OH)4]-转化为Al3+【解析】选D。矿粉焙烧时FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2,“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的Na[Al(OH)4]、Na2SiO3;Fe2O3和FeS2混合后在无氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2。A.高硫铝土矿中含有大量Al和Fe元素,可通过适当的操作得到Al和Fe的化合物,A正确;B.FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑,B正确;C.SO2为有毒气体,不能直接排放至空气中,可用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2,有利于保护环境和资源再利用,C正确;D.由上述分析可知,滤液中含有Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,通入过量的CO2后,生成Al(OH)3和H2SiO3,D错误。【补偿训练】溴及其化合物广泛应用于医药、农药和阻燃剂等生产中。一种利用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下。已知:ⅰ.与Na2CO3反应时,Br2转化为BrO3-和Brⅱ.HBrO3为强酸。下列说法不正确的是 ()A.酸化海水通入Cl2提取溴的反应:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2B.脱氯过程脱除1molCl2可能消耗23molFeBrC.用Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸气后,所得产物中的含碳粒子主要是HCOD.H2SO4酸化后重新得到Br2的反应中氧化剂和还原剂的物质的量比为1∶5【解析】选C。由流程可知,海水浓缩、酸化后通入氯气发生2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,用热空气吹出溴,得到含有溴的空气,将含溴空气通入FeBr2溶液脱氯,再与Na2CO3溶液反应,Br2转化为BrO3-和Br-,再用硫酸酸化,BrO3-和Br-在酸性环境下反应生成Br2,经过一系列操作得到溴,以此分析解答。酸化海水通入Cl2,Cl2将溴离子氧化为溴单质,发生反应:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,故A正确;脱氯过程中可能发生反应:3Cl2+2FeBr2===2FeCl3+2Br2,此时脱除1mol氯气消耗23molFeBr2,故B正确;Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸气,反应生成BrO3-、Br-和CO2,则所得产物中的含碳粒子主要是C