专项10-工艺流程循环物质(解析版)

备战2022年高考化学－工艺流程专项复习系列专项10－工艺流程循环物质一．物质循环在工艺流程中，某种物质在流程前期加入后期又重新生成或将提纯后的母液再次纯化的过程都称之为循环。二．直接循环－物质显而易见，直接进行对比【练习】从含铜丰富的自然资源黄铜矿（CuFeS2）冶炼铜的工艺流程如下：已知：CuFeS2+3CuCl2＝4CuCl+FeCl2+2S过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有____________________。【答案】CuCl2（HCl）【解析】过滤3所得滤液中含有HCl和CuCl2，可以循环使用。【练习】氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程，从某酸性废液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-中制备氯化亚铜。在CuCl的生成过程中，可以循环利用的物质是________________。【答案】硫酸(或H2SO4)【解析】由于最终还有硫酸生成，因此在CuCl的生成过程中，可以循环利用的物质是硫酸。三．间接循环－从元素守恒来判断循环物质【2021全国乙卷26题】磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得______________，循环利用。【答案】(NH4)2SO4【解析】由分析可知，尾气为氨气，母液①为硫酸铵、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液，可以循环使用。【2019新课标Ⅰ】硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：母液经加热后可返回___________工序循环使用。【答案】溶浸【解析】母液加热分解后生成硫酸铵溶液，可以返回“溶浸”工序循环使用【练习】硅是最理想的太阳能电池材料，高性能晶硅电池是建立在高质量晶硅材料基础上的。工业上可以用如图所示的流程制取高纯硅。粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点31.8℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和SiH2Cl2(沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)提纯SiHCl3采用的方法为__________，整个过程中可以循环利用的物质X是：_____________（填化学式）【答案】蒸馏或分馏HCl【解析】SiHCl3(沸点31.8℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和SiH2Cl2(沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)，由于沸点差别较大，可以通过分馏除去杂质；氯化氢与粗硅反应生成SiHCl3，SiHCl3与氢气又反应生成硅和氯化氢，氯化氢可以循环利用。【练习】高氯酸铜易溶于水，在130℃时会发生分解反应，是一种燃烧催化剂。HClO4是易挥发的发烟液体，温度高于130℃易爆炸。以食盐等为原料制备高氯酸铜晶体[Cu(ClO4)2·6H2O]的一种工艺流程如图：

操作a的名称是_______，该流程中可循环利用的物质是_______(填化学式)。【答案】蒸发浓缩NaCl【解析】电解NaClO3溶液，阴极得到氢气，阳极得到NaClO4，加盐酸反应生成HClO4和NaCl，过滤得到NaCl晶体，滤液为HClO4，从HClO4溶液60%的HClO4，则操作a的名称是蒸发浓缩，在过滤时得到NaCl，因此该流程中可循环利用的物质是NaCl。【练习】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。湿法炼锌产生的铜镉渣（主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（Co）等单质）用于生产金属镉的工艺流程如下：净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是_____________。【答案】H2SO4（或硫酸）【解析】净化后的溶液用惰性电极电解，阴极Cd2+得电子得到镉单质，阳极H2O失电子生成氧气和硫酸，故电解废液中可循环利用的溶质是H2SO4（或硫酸）。四．隐蔽循环－物质进行二次反应或操作后才能确定【练习】废弃化学品循环再利用对节约资源和保护环境有重要意义。钴盐在新能源、催化、印染等领域应用广泛。利用电解工业产生的钴、镍废渣(含Fe、Cu等)制备CoCl2·6H2O，流程如下图所示：浓缩结晶后的母液V可返回___________工序循环利用。【答案】沉淀转溶【解析】由分析可知，浓缩结晶后的母液V中含有未结晶的二氯化钴，可返回沉淀转溶工序循环使用。【练习】硼氢化钠(NaBH4)广泛用于化工生产，常温下能与水反应，易溶于异丙胺(沸点为33℃)。工业上可用硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O，含少量杂质Fe3O4)制取NaBH4，其工艺流程如下：操作2的名称为__