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文档简介
备战2025年高考化学【一轮-考点精讲精练】复习讲义
考点21化学工艺流程
疆本讲•讲义概要
一、化学工艺流程图的结构
二、化工流程中条件的控制
知识精讲三、工艺流程中的分离、提纯、除杂及答题要领
四、工艺流程中的物质确定及方程式书写
五、化工流程中的有关计算
选择题:15题建议时长:60分钟
课后精练
实际时长:________分钟
非选择题:10题
%夯基•知识精讲________________________________________________
一、化学工艺流程图的结构:一般三大部分原料预处理、核心化学反应、产品的分离与提纯。
增大接触面积,加快反应分离提纯的基本方法:
T结晶,过滤,萃取,蒸馆……
速率,提高浸出率。
常用的除杂净化方法:1产品纯度测定,计算产率-
①加化学试剂法;②调
①从原料与产品对比分析保留
pH法;③加热法等
什么元素,除去什么杂质,引入
什么成分;
图数信息,条件选择,结合一②从原料中元素价态与产品保
氧化还原理论,四大平衡*
留元素价态分析,前后价态是
理论,电化学理论等考查查二致,是升高还是降低
精处理
原预处理溶解转化,除杂目标产物目标产品
料4___________________I
循环利用L排放物的
无害化处理
图1:箭头进入的是反应物(投料),箭头出去的是生成物(产物、副产物)。
图2:箭头表示反应物分步加入和生成物出来。
图3:返回的箭头一般是“循环利用”的物质。
(1)原料的预处理。
(2)转化过程中反应条件的控制方法
(3)分离、提纯等基本操作。
“无机化工流程”大题(4)物质的转化原理。
的常考点:(5)陌生化学方程式的书写。
(6)加入试剂的作用和循环物质的确定
(7)物质成分的判断(滤渣、循环物质等)。
(8)有关Ksp及含量测定等计算。
研磨、雾化:将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面积,
以加快反应速率或使反应更充分
灼饶(煨烧):使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煨烧石
灰石、高岭土、硫铁矿
浸取:向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括水浸取、酸
溶、碱溶、醇溶等
无机化工流程中常用酸浸:在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程
术语
碱浸:除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
水浸:与水接触反应或溶解
蒸发结晶:蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶
体析出
蒸发浓缩:蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度
水洗:用水洗去可溶性杂质,类似的还有酸洗、醇洗等
二、化工流程中条件的控制
条件控制思考角度
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面积,以加快反应速率或
固体原料粉使反应更充分。
碎或研磨、液
目的:提高原料转化率、利用率、浸取率,提高产品的产率等
体原料雾化
增大接触面积的方法:固体——粉碎、研磨;液体——喷洒;气体——用多孔分散器等
①除去硫、碳单质;
②有机物转化、除去有机物;
焙烧或灼烧
③高温下原料与空气中氧气反应;
④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等。
燃烧改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如燃烧高岭土。
①溶解转变成可溶物进入溶液中,以达到与难溶物分离的目的;
酸浸
②去氧化物(膜)
①除去金属表面的油污;
碱溶
②溶解两性化合物(AI2O3、ZnO等),溶解铝、二氧化硅等;
水浸与水接触反应或溶解,使原料变成离子进入溶液中;
醇浸提取有机物,常采用有机溶剂(乙醛,二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物;
①加快反应速率或溶解速率;
②促进平衡向吸热反应方向移动(一般是有利于生成物生成的方向);如:促进水解生成沉
淀。
加热③除杂,除去热不稳定的杂质,如:缶。2、氨水、铁盐(NHK1)、硝酸盐、NaHCCh、
Ca(HCO3)2>KM11O4等物质;
④使沸点相对较低或易升华的原料气化;
⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等
降温①防止某物质在高温时溶解(或分解);
②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动;
③使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离等;
④降低某些晶体的溶解度,使其结晶析出,减少损失等
温度过低:反应速率过慢或溶解速率小
温度过高:①催化剂逐渐失活,化学反应速率急剧下降
控制温度在
②物质分解,如:NaHCCh、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等
一定范围(综
③物质会挥发,如:浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液澳、乙醇等
合考虑)
④物质氧化,如:Na2s。3等
⑤物质升华,如:12升华
①防止副反应的发生
②使化学平衡移动;控制化学反应的方向
③控制固体的溶解与结晶
控制温度(常
④控制反应速率;使催化剂达到最大活性
用水浴、冰浴
⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发
或油浴)
⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离
⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量
⑧降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求
①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率;
反应物用量
②增大便宜、易得的反应物的浓度,可以提高其他物质的利用率,使反应充分进行;
或浓度
③增大物质浓度可以加快反应速率,使平衡发生移动等
加入氧化剂①氧化(或还原)某物质,转化为目标产物的价态;
3+
(或还原剂)②除去杂质离子[如把Fe2+氧化成Fe,而后调溶液的pH,使其转化为Fe(OH)3沉淀除去]
①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化镂、硫化亚铁等);
加入沉淀剂
②加入可溶性碳酸盐,生成碳酸盐沉淀;
③加入氟化钠,除去Ca2+、Mg2+
(1)调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出,以达到除去金属离子的目的;
①原理:加入的物质能与溶液中的H+反应,降低了H+的浓度,使溶液pH值增大;
@pH控制的范围:杂质离子完全沉淀时pH值〜主要离子开始沉淀时pH(注意两端取值)
③需要的物质:含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐,
即能与H+反应,使pH增大的物质,如MgO、Mg(OH)2、MgCCh等类型的物质;
④实例1:除去CuSC)4溶液中少量Fe3+,可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2,Cu2(OH)2CO3>
CuCO3,调节pH至3〜4,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。Fe?+溶液中存在水解平衡:Fe3
+4-3H2O^^Fe(OH)3+3H+,加入CuO后,溶液中H+浓度降低,平衡正向移动,Fe(OH)3
越聚越多,最终形成沉淀。
a.加入CuO的作用:调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3
b.加热的目的:促进Fe3+水解
实例2:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:
物质开始沉淀沉淀完全
Fe(OH)32.73.7
Fe(OH)27.69.6
Mn(OH)28.39.8
若要除去Mi?+溶液中含有的Fe2+:先用氧化剂把Fe?+氧化为Fe3+,再调溶液的pH
至3.7〜8.3。
2+3+
实例3:Mg(Fe):MgO、Mg(OH)2>MgCO3
(2)抑制盐类水解;
像盐酸盐、硝酸盐溶液,通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相对应的
无水盐时,由于水解生成的盐酸或硝酸挥发,促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)
导致产品不纯
如:由MgCb6H2。制无水MgCb要在HC1气流中加热,否则:
A
MgCl2-6H2O=Mg(OH)2+2HC1T+4H2O
(3)促进盐类水解生成沉淀,有利于过滤分离
(4)“酸作用”还可除去氧化物(膜)
(5)“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等
(6)特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
【注意】调节pH的试剂选取:
①选取流程中出现的物质;
②未学习过的物质且题目又无信息提示的一般不做考虑;
③己学的常见酸碱(NaOH、Na2co3、HC1、H2so4、NH3-H2O>HNO3)。
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:能洗去晶体表面的杂质离子,且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗
③用特定有机试剂清洗晶体:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度、有利于析出,
洗涤晶体
减少损耗等
④洗涤沉淀的方法:往漏斗中加入蒸储水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作
2~3次
在空气中或
在其他气体要考虑。2、H20>CO2或其他气体是否参与反应;或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、
中进行的反防潮解等目的
应或操作
判断能否加
要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等
其他物质
提高原子利
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
用率
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸储等常规操作
分离、提纯
从溶液中得到晶体的方法:蒸发浓缩一>冷却结晶一>过滤一>洗涤、干燥
三、工艺流程中的分离、提纯、除杂及答题要领
操作答题指导
固体与液体的分离;要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶于水
的物质,如Si。?、PbSCU、难溶的金属氢氧化物和碳酸盐等。过滤主要有常压过滤、减压
过滤、热过滤。
(1)常压过滤:
通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除,但值得注意的是需要分析对产品
的需求及生产目的的综合考虑,准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分,准
确判断是留下滤液还是滤渣。
(2)减压过滤(抽滤):
过滤
减压过滤和抽滤是指一种操作,其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤,抽
滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤,有时候还可以过滤掉气体,并能达到快
速干燥产品的作用。
(3)趁热过滤:
趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤,但是由于常
规过滤操作往往耗时较长,这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而使溶质析出,
影响分离效果。因此可使用热过滤仪器、将固液混合物的温度保持在一定范围内进行过
滤,所以又称为热过滤。
(1)适用范围:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如:NaCL
(2)蒸发结晶的标志:当有大量晶体出现时,停止加热,利用余热蒸干。
(3)实例
①从NaCl溶液中获取NaCl固体
a.方法:蒸发结晶
蒸发结晶
b.具体操作:加热蒸发,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干
②NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液
a.方法:蒸发结晶、趁热过滤(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来)、洗
涤、干燥
b.具体操作:若将混合溶液加热蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl,母液中是
KNC)3和少量NaCl,这样就可以分离出大部分NaCl
c.趁热过滤的目的:防止KNO3溶液因降温析出,影响NaCl的纯度
(4)减压蒸发的原因:减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、
NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
(1)适用范围:提取溶解度随温度变化较大的物质(KNC>3)、易水解的物质(FeCh)或结晶水
化合物(CUSO/5H2。)。
(2)蒸发结晶的标志:当有少量晶体(晶膜)出现时
(3)实例:KNO3溶液中混有少量的NaCl溶液
冷却结晶
a.方法:蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇
洗等)、干燥
b.具体操作:若将混合溶液加热蒸发后再降温,则析出的固体主要是KN03,母液中
是NaCl和少量KN03,这样就可以分离出大部分KNO3。
重结晶将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液,又重新从溶液结晶的过程。
晶体干燥的自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、烘干(热稳定性较好),低温减压干燥(热稳定性
方法差)。
选用合适的萃取剂(如四氯化碳、金属萃取剂),萃取后,静置、分液一将分液漏斗玻
萃取与分液
璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准。下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
①萃取:利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,将物质从一种溶剂转移到另
萃取与反萃
一种溶剂的过程。如用CC14萃取滨水中的Br2o
取
②反萃取:用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程,为萃取的逆过程。
洗涤试剂适用范围目的
除去固体表面吸附着的XX杂质;可适当降低
蒸冷水产物不溶于水
固体因为溶解而造成的损失
洗涤晶体储
有特殊性的物质,其溶解除去固体表面吸附着的XX杂质;可适当降低
水热水
度随着温度升高而下降固体因为温度变化溶解而造成的损失
有机L溶剂(酒固体易溶于水、难溶于有减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去
精、丙酮等)机溶剂固体表面的水分,产品易干燥
饱和溶液对纯度要求不高的产品减少固体溶解
除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂
酸、碱溶液产物不溶于酸、碱
质;减少固体溶解
洗涤沉淀方法:向过滤器中加入蒸储水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2〜
3次
检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,
若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净
蒸储是利用液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变
蒸储或分储
成蒸气再冷凝成液体,跟其他组分分离的过程。
减压蒸镭减小压强,使液体沸点降低,防止受热分解、氧化等。
冷却法利用气体易液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离氨与氮气、氢气。
滴定终点的以“用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,酚酸作指示剂”为例:当加入最后一滴标
判断准盐酸后,溶液由红色变为无色,且半分钟内不褪色
四、工艺流程中的物质确定及方程式书写
1、工艺流程中的物质确定
首先分析题干信息,明确原料成分,看清流程图中的箭头指向,根据物质性质写出相关的化学反应(离
子方程式或化学方程式),最后根据题干信息确定滤液中物质的成分。滤液中物质的成分确定的思维模型如
图所示:
幽质性
题干信息I原料成分|一L|化学反应|~X滤液成分
离子方程式或化学方程式
前面反应步骤的反应物一f在流程图上标注每一步物质
在流程中加入的物质,在后
后面反应步骤的生成物*-1盾环物1
f续步骤中会产生可以循环利
从流程图上看:箭头回头—一质确定—
用的物质(滤渣、滤液)
循环物质的确定容易分离-f可逆反应中有可以循环利用的物质
(1)流程图中回头箭头的物质。
(2)生产流程中后面新生成或新分离的物质。:要忽视结晶后的母液),可能是前面某一步
反应的相关物质。
首先是生成物,不是反应物1副产丁n从流程图上看:是支线产品
副产品的确定根据制备的目的判断不是主产品+厂判断」「一常是对人类生产生活有用的、
无毒的、不污染环境的产品
①过量的反应物。
②原料中不参与反应的物质。
滤渣成分的确定
③由原料转化的生成物。
④由杂质转化的沉淀物。
2、工艺流程中的方程式书写
(1)陌生非氧化还原反应方程式的书写建模
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价有无变化
判断反应类型:
(1)元素化合价无变化则为非氧化还原反应,遵循质量守恒定律;
(2)元素化合价有变化则为氧化还原反应,既遵循质量守恒定律,又遵循得失电子守恒规律。
(2)氧化还原反应方程式的书写
①常见氧化剂及其还原产物
氧化剂Fe3+酸性KMnO
C12(X2)O24MnO2
22+22
还原产物Cl-(X-)H2O/O-/OH-FeMn+Mn+
氧化剂浓H2so4HO(H+)
C103HNO322PbO2
还原产物C1-NC)2(浓)、NO(稀)Pb2+
so2H2O
氧化剂酸性K2Cr2O7HC1OFeOF(H+)NaBiO3——
还原产物Cr3+ci-Fe3+Bi3+——
②常见还原剂及其氧化产物
还原剂金属单质Fe2+2
H2S/S-so2/sor
氧化产物金属离子3+
Fes、so2so3>sot
还原剂
HI/I-NH3N2H4co
氧化产物NNO
122>N2co2
(3)把握陌生氧化还原反应方程式的书写步骤
①首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物),结合已学知识根据加入
的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。
②根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
③根据电荷守恒和反应物的酸碱性,在方程式左边或右边补充H+、0H-或H2O等。
④根据质量守恒配平反应方程式。
五、化工流程中的有关计算
1、溶度积Kp的相关计算
(1)判断能否沉淀。
(2)判断能否沉淀完全。
(3)计算某一离子的浓度。
(4)沉淀生成和沉淀完全时pH的计算。
(5)分步沉淀问题分析
①定义
如果一种溶液中同时含有「和C1-,当慢慢滴入AgNO3溶液时,刚开始只生成Agl沉淀;加入的AgNO3
到一定量时才出现AgCl沉淀,这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。
②原理
在含有同浓度「和C「的溶液中,加入AgNC)3溶液,之所以Agl沉淀先生成,是因为&p(AgI)比&p(AgCl)
小,假定溶液中c(「)=c(C「)=0.01mol-L-1,刚开始生成Agl和AgCl沉淀时所需要的Ag+浓度分别是:
9.3X10-17
c(Ag+)Agi=-----------mol-L~1=9.3xl0-15molL1
1.8x10一i0
c(Ag+)Agci=---------------mol-LT=1.8x10-8molL-1
可见沉淀「所需要的c(Ag+)要小得多,所以Agl先沉淀,继续滴加AgNCh,当c(Ag+)=1.8*10-8mol.L
t时,AgCl沉淀也开始生成,这时c(「)、c(Cl-)和c(Ag+)同时平衡:
c(Ag+)-c(I-)=^sp(AgI)=9.3xl0-i7
10
c(Ag+)-c(Cl-)=^sp(AgCl)=1.8xlO-
cCl~1.8x10-10
两式相除得:ul.9xl()6
C1~9.3xIO"
如果溶液中c(C「)>1.9xl06c(r),向其中滴加AgNC)3溶液时,则要先生成AgCl沉淀。
2,物质组成、含量的计算
物质的质量
该物质的质量
混合物的总质量*10%
分数(或纯度)
计算产品实际产量
产品产率…E、人-X100%
产品理论产量
公式
参加反应的原料量
物质的转化率
二、一―一一户X100%
加入原料的总量
AwB„(s)■-机A〃+(aq)+“B〃L(aq),
的相关计算
Ksp=cm(A〃+).c〃(Bm-)
3、利用“碘量法”进行物质含量测定
(1)直接碘量法
直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中,12被还原为
(1)指示剂
淀粉:淀粉遇碘显蓝色,反应极为灵敏。化学计量点稍后,溶液中有过量的碘,碘与淀粉结合显蓝色
而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点,化学计量点后,溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。
(2)适用对象
12是较弱的氧化剂,强还原性的S2-、S2or>SO歹、AS2O3,Vc等都可直接滴定。
(2)间接碘量法
⑴分类
①剩余碘量法
剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液,待12与测定组分反应完全后,
然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘,以求出待测组分含量的方法。滴定反应为:
12(定量过量)+还原性物质一>2r+12(剩余)
(
[2剩余)+2S2。歹—>s4or+21-
②置换碘量法
置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾,供试品将碘化钾氧化析出定量的碘,碘再用
硫代硫酸钠滴定液滴定,从而可求出待测组分含量。滴定反应为:氧化性物质+2「一>12
I2+2S2OF—>S4Or+2I-o
(2)指示剂
淀粉,淀粉指示剂应在近终点时加入,因为当溶液中有大量碘存在时,碘易吸附在淀粉表面,影响终
点的正确判断。
(3)适用对象
2+
「是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质:Cr2Or>H2O2>KMnO4>I0^>Cus
NO3、NO2等。
隰提能•课后精练
1.从碘水中提取碘的过程如下。其中,操作X为
「水层
CCL
碘水廿
分液
-有机层…A碘
操作X
A.过滤B.加热C.蒸储D.冷却热饱和溶液
2.工业生产需综合考虑反应进行的可能性、原料来源、成本高低和绿色环保等多种因素。工业生产下列物
质时,对应的转化过程符合要求的是
选项物质转化过程
c2
ANa2c。3NaCl溶液0>NaHCO3—Na2CO3
2
BNaOHNa°>Na2O上。>NaQH
hci
CAl铝土矿(A12Q3)>A1C13电解>A1
HSO苗处不广(rz'空气、Q.C_____空气、sc98.3%的浓硫酸吸收、口qc
D24黄铁矿燃烧400〜500c催化剂>H2^O4
A.AB.BC.CD.D
3.由软铸矿(主要成分Mn。?,及少量CaO、MgO)制备MnO?的工艺流程如下:
已知:“沉镒”所得MnCOj在空气中“焙烧”时转化为MnO?、网。、MnO的混合物,酸性条件下防易发
生歧化反应。下列说法正确的是
A.“浸取”时利用了Na2sO3的还原性,反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1
B.“除杂”后的溶液中主要存在的阳离子有Na+、H+、Mg2\MV+、Ca2
C.“沉钱”时反应的离子方程式为ME+CO,=MnCO3J
D.“酸浸”时每反应hnolMI2Q转移电子数为2义
4.利用金属矿渣(含有FeS?、Si。?及C%0)制备(NHJFe(SOJ晶体的实验流程如下。下列叙述正确的是
J空气'稀硫I酸铁屑I
矿渣一卜燃।烧II酸浸—I还原HV过滤-*(NH4)2Fe(SC)4)2晶体
SO2滤渣
A.“煨烧”步骤加入CaO可以减少SO?的排放,同时生成大量CaSOs
B.“还原”后的上层清液中,滴加KSCN溶液,若溶液不变红,则Fe?+已完全被还原
C.“酸浸”后的酸浸液中主要存在的阳离子是Fe3+和H+
D.“过滤”得到的滤渣主要有Fe和Cu
5.实验室从废定影液[含Ag(“C>3巾和Br-等]中回收Ag和Br2的主要步骤为。下列说法正确的是
A.在空气中用蒸发皿高温灼烧Ag2s制取Ag
B.分液时先从下口放出有机相,再从上口倒出水相
C.为加快过滤速度,可以用玻璃棒轻轻搅拌漏斗中的液体
D.“操作X”中需要的玻璃仪器有酒精灯、蒸储烧瓶、直形冷凝管等
6.回收利用废旧银-镉电池(电池中含有银、镉、铁及少量钻和有机质等)的一种工艺流程如图所示:
TMno2j(NH,2s04NH4HCO3
原料f|粉碎目蔽1浸卜底调;H二银bGM1*CdCO3
滤渣I
Fe(OH)3滤渣2滤液1
已知:Ni(OH)2的溶度积Ksp=2.0*10-5。下列说法错误的是
+3+2+
A.“氧化”工序发生主要反应的离子方程式为2Fe"+MnO2+4H=2Fe+Mn+2H2O
B.“调pH”时溶液中c(Ni2+)=0.02mol・L」,则应控制pH小于5
C.滤液1经处理之后可循环至沉银工序中使用
D.“调pH”可选择氨水或NiO
7.约翰等化学家在锂电池研发中做出的突出贡献,获得2019年诺贝尔化学奖;锂电池是新能源汽车的动
力电池之一,主要以磷酸亚铁锂(LiFePO)为原料。以下是在锂电池废料中回收锂和正极金属,流程如下,
下列叙述正确的是
产NaAlO?滤液
正极片超沉淀
碱液
自含Li、P、Fe等滤液空
上4碳酸钠人、…
含磷酸亚
H2SO4/HNO3滤液------►含Li沉淀
铁锂滤渣
0炭黑等滤渣
A.上述流程中可用NaNO,代替Na2c
B.废旧电池属于湿垃圾,可通过掩埋土壤中进行处理
C.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
D.“沉淀”反应的金属离子为Fe?+
8.海带中含有碘元素,从海带中提取碘的实验过程如下图所示:
下列说法不正确的是
A.步骤①会用到酒精灯、泥三角、三脚架、用烟和生烟钳等仪器
B.步骤③和⑥中的操作均为过滤
C.步骤④中发生的离子方程式为H2O2+2r+2才=2区0+12
D.海带灰中含有的硫酸盐,可在步骤⑤中实现与碘分离
9.K3[Fe(C2O4)3]BH2。为草绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇,可用FeCzCU制备,流程如下:
①饱和K2c2。4溶液
im②比。2溶液一不二的口加跖加热煮沸H2c2。4、饱和K2c2。4溶邀
场&I4标浴加热4加黄晒沉淀的悬浊液-----------------------
步骤I
,日/I.-I①无水乙醇、②过滤、洗涤、干燥|~vru„
翠绿色溶液----------T-----------------------------►K[Fe(C2O)3]-3HO
-----------步骤III------3------------4--------2--------
已知:FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4MK3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3J。
下列说法不正确的是
A.步骤I中不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2
B.步骤II中加热煮沸是为了除去多余的H2O2
c.步骤in中加入无水乙醇是为了降低三草酸合铁酸钾的溶解度
D.可用亚铁氧化钾溶液来检验翠绿色溶液中是否还有Fe2+未被氧化
10.工业上利用工厂废弃的保材料(主要含有Ni、Al、Fe及其少量氧化物)来制备NiSOf7H2O的一种工艺流
程如下:
稀硫酸出。2溶液试剂X
由砥*+心।碱煮过滤in一系列操作
废银材料-------酸溶氧化»阮铢]-----ANiSO2-7H2O
下列说法正确的是
A.碱煮过滤、酸溶及氧化步骤均涉及氧化还原反应
B.一系列操作指低温蒸发结晶
C.试剂X可以为氧化银或氢氧化保
D.可用硝酸代替H2O2溶液进行氧化
11.碘酸钾(石。3)是重要的食品添加剂。已知:HIO3与KIO3均为白色固体,能溶于水,难溶于部分有机溶
剂,且KIC>3在碱性条件下易被CIO-氧化为KIO”某化学兴趣小组设计如下路线制备碘酸钾。下列有关说
法正确的是
A.KCIO3与浓盐酸反应的离子方程式为C10]+Cr+6H+=CU个+3H2。
B.加入CCI4能够提高反应速率
C.加入KOH前,煮沸原溶液主要为提高反应速率
D.“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
12.硼酸(H3BO3)是重要的化工原料,一种以硼镁矿(含2MgSi。2及少量FeQ,、Al2。?)为原
料生产硼酸的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
[己知:硼酸和硼砂(NazBQ,JOH?。)均易溶于热水,在冷水中溶解度小]
热水,硫酸
NaOH溶液CO2气体调pH=2
硼镁:粉|~~^NaB♦溶液%硼%二^幽艮硼酸
TT今却结日日
滤渣A滤渣B
A.将硼镁矿研磨成粉末可以加快浸取速率
B.NaBO,溶液中的杂质主要是NaOH和Na[Al(OH)J
C.一系列操作主要包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D.硼砂溶液与硫酸反应的离子方程式为84。,+5凡0+211+=4H3:BC)3
13.从锌浸渣(主要含ZnFez。,、CaSO4,少量ZnS和GeS?)中提取Ge的流程如下:
已知:
①错在硫酸中的存在形式:pH/2.0时主要为Ge4+,pH为2〜7时主要为Ge(OH)4。
38
②常温下,Ksp[Ge(OH)j=4.0x10…,/Csp[Fe(OH)3]=4.0xlQ-o
下列说法错误的是
A.GeS2被双氧水氧化的离子方程式GeS2+2H2()2+4H+=Ge4++4H?O+2S
B.“中和沉淀”中,所加化合物A可为ZnO或Zn(OH)2
C.常温下,“中和沉淀”时调节溶液pH=4.4,褚元素和铁元素共沉淀,此时滤液中
c(Ge4+):c(Fe3+)=1016
D.从滤液回收ZnSO/7H2。晶体用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、生烟、泥三角
14.环己烯是重要的化工原料,实验室制备流程如下。下列说法正确的是
OH
—有机相干燥,过滤,操作g
FeC'•6H2。,△环己烯饱和食盐水
操作1"粗产品一操作2’(沸点83tC)
水相(弃去)
(沸点161七)
己知:环己醇和环己烯常温下都为液体;环己烯密度0.83g-mLT,能与水形成共沸物。
A.环己醇环上的一氯代物有3种
B.操作1、2、3依次是蒸储、过滤、蒸储
C.浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCL-6H2。而不用浓硫酸的原因可能为浓硫酸易使原料炭化,
产生SO2,导致污染
D.分离出有机相后,需加入无水氯化钙干燥,在操作3之前的“过滤”操作也可省去不做
15.轻质MgCOs可用于绝热、耐高温的防火保温材料,可用于造船和锅炉制造。实验室以一种工业废渣(主
要成分为MgCO〉MgzSQ和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3-3凡0。实验过程如下,下列说法错
误的是
有机萃取剂
40%H2SO430%H2O2
废渣
—MgCO3-3H2O
滤渣含Fe3+的有机相
A.“酸溶”过程中为提高反应速率,可通过加热进行,为营造成酸性环境,所用H2sO,可过量
B.萃取分液过程中需要的仪器装置为长颈漏斗、铁架台、烧杯
C.萃取后得到的水溶液边搅拌边滴加MgO以调节pH
2++3+
D.氧化过程中主要发生的离子方程式为:H2O2+2Fe+2H=2Fe+2H2O
16.海洋约占地球表面积的71%,海水资源的开发利用如图所示:
CO^NH;NaHCOf^-Na2CO3
r>■粗盐—'精盐一*■氯碱工业
②③工L
海水一Mg(OH)2fMgCbG%。一>无水MgCl2
A母液
NaBrBr,————>吸收液……—>Br,
2so2、H02
C2
(1)海水淡化的方法主要有蒸储法、、反渗透法。
(2)1943年侯德榜发明了联合制碱法,步骤①的化学方程式为;在氯碱工业中,用湿润的淀粉-KI
试纸检验阳极产物的现象是O
(3)从经济效益角度考虑,步骤②中工业上加入(填试剂名称)进行沉镁;步骤③需要在HC1气氛
中加热,其中“HC1气氛”的作用是o
(4)海水的pH通常在7.9-8.4之间,在步骤④中除了加入适当的氧化剂之外,还要加酸,酸化海水的目的
是□
(5)步骤⑤中反应的离子方程式为,根据上述过程可判断:SO2,Cl?、Br?三种物质氧化性由强
到弱的顺序是o
17.碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。一种以辉铜矿(C%S,含有SiO2和少量Fe?Q
等杂质)为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示:
滤渣IFe(OH)3MnCU3滤液口
I
MnSO4H2O
已知:①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
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