專題17化工流程中物質(zhì)的結(jié)晶講解-2019高考化學(xué)難點剖析原卷版

1、專題十七化工流程中物質(zhì)的結(jié)晶化工流程中物質(zhì)的結(jié)晶需根據(jù)晶體的組成、溶解度、水解、性質(zhì)綜合考慮，大多數(shù)采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作，但對不同的晶體有所改變。一、根據(jù)物質(zhì)的組成典例1利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產(chǎn)金屬銘所得銘渣（Al、AI2O3、Cr2O3等）中浸出銘和鋁，實現(xiàn)銘和鋁的再生利用。其工作流程如下：海港1音入匚6（含仃0）等X調(diào)pHg討廖過程I鋁熱法冶煉金屬銘，是利用了金屬鋁的（填氧化性”或還原性”3（2）溶液1中的主要的陰離子有CrO，、（填離子符號）。過程I,在Cr2O3參與的反應(yīng)中，若生成0.4molCrOj：消耗氧化劑的物質(zhì)的量是（4）通入CO2調(diào)節(jié)溶液pH

2、實現(xiàn)物質(zhì)的分離。濾渣A煨燒得到Al2O3,再用電解法冶煉Alo冶煉Al的化學(xué)方程式是。濾渣B受熱分解所得物質(zhì)可以循環(huán)利用，B是（填化學(xué)式）。已知：2CrO42-+2H+,Cr2O72-+H2OK=4.0M014濾液3中Cr2O72-的濃度是0.04mol/L,則CrO42-的濃度是mol/L。過程II的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重結(jié)晶可制得純凈的K2Cr2O7。不同溫度下化合物的溶解度（g/100gH2O）化合物名稱O'C20T40'C附CSO'CNaCI35.736.036.637.338,4KCI28.034.240.14S.851.36s57,41L11

3、481S.2214K2Cr;O74.712326,345.673,0Na工163183215269376結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析，過程II得到K2Cr2O7粗品的操作是：,過濾得到K2Cr2O7粗品。二、根據(jù)物質(zhì)的溶解度當物質(zhì)的溶解度受溫度升高先增大后減小時，就需要控制適當?shù)臏囟冗M行結(jié)晶。如果要從混合溶液中分離出溶解度小的晶體，就要趁熱過濾。典例2(2018屆湖北省荊州中學(xué)高三4月月考)工業(yè)上常以銘鐵礦(主要成分為亞銘酸亞鐵FeCr2O4,還有AI2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)紅磯鈉(NazCrzO。，某實驗小組模擬其流程如下圖所示：5.優(yōu)(1)步驟中，焙燒時所用的儀器材質(zhì)應(yīng)選用(填瓷質(zhì)&qu

4、ot;、鐵質(zhì)”或石英質(zhì)")二氧化硅與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)配平步驟中主要反應(yīng)：聲對FeCr2O4+。2+Na2CO3Fe2O3+_Na2CrO4十一雙(3)操作中，酸化時，CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72,寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：。(4)步驟用硫酸將溶液的pH調(diào)至中性，所得濾渣的主要成分是、;(5)下圖是Na2Cr2072H2O和Na2SO4的溶解度曲線，步驟中獲得固態(tài)副產(chǎn)品Na2SO4的實驗操作方法為20406080T/t(6)工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72一的酸性廢水，用金屬鐵作陽極、石墨作陰極，一段時間后產(chǎn)生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。若電解后溶液中c(Cr3

5、+)=3.0105molL1,則c(Fe3+尸。(已知KspFe(OH)3=4.01038molL1,KspCr(OH)3=6.01031molL1)MgONtCK)j調(diào)節(jié)PH-I飽和溶液-*MVCKAijfHQttfi(7)CrO5的結(jié)構(gòu)式為V-。，該氧化物中Cr為價。典例3(2018屆貴州省黔東南州高三下學(xué)期第二次模擬考試)氯酸鎂Mg(ClO3)2常用作催熟劑、除草Mg（Cio3）26H2O：劑等，工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)前，實驗室先按如下流程進行模擬制備少量已知：鹵塊主要成分為MgCl26H2O,含有MgSO4、FeCb等雜質(zhì)。幾種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如右圖。3(1)鹵塊中加H

6、2O2的目的是,寫出該反應(yīng)的離子方程式。(2)加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何檢驗SO42-已沉淀完全？。(3)常溫下，加MgO調(diào)節(jié)pH=4后溶液中c(Fe3+)=(已知KspFe(OH)3=4M0-38,過濾所得濾渣的主要成分有。(4)加入NaClO3飽和溶液公有NaCl晶體析出，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：，請利用該反應(yīng),結(jié)合上圖，制取Mg(ClO3)26H2O的實驗步驟依次為：取樣，加入NaClO3飽和溶液充分反應(yīng)；蒸發(fā)結(jié)晶；;冷卻結(jié)晶；過濾、洗滌，獲得Mg(ClO3)26H2O晶體。三、對于易水解的鹽結(jié)晶時要控制結(jié)晶條件典例4(2018屆山西省高三第一次模擬考試)鉆酸鋰(LiCo

7、O2)電池是一種應(yīng)用廣泛的新型電源，電池中含有少量的鋁、鐵、碳等單質(zhì)。實驗室嘗試對廢舊鉆酸鋰電池回收再利用。實驗過程如下:3對雙山罩去處理.時經(jīng)但池M希東猛江甌過優(yōu)幺冏年口觸，混液中胭他一能液加人*口助_過速1渡湎，福廢液Fe3+。回答下列問題:已知：還原性：Cl->Co2+；Fe3DC2O42-結(jié)合生成較穩(wěn)定的Fe(C2O4)3廣，在強酸性條件下分解重新生成(1)廢舊電池初步處理為粉末狀的目的是(2)從含鋁廢液得到Al(OH)3的離子反應(yīng)方程式為(3)濾液A中的溶質(zhì)除HCl、LiCl外還有(填化學(xué)式)。寫出LiCoO2和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式(4)濾渣的主要成分為(填化學(xué)式)(5)在空氣

8、中加熱一定質(zhì)量的C0C2O42H2O固體樣品時，其固體失重率數(shù)據(jù)見下表，請補充完整表中問題。已知：C0C2O4在空氣中加熱時白氣體產(chǎn)物為CO2固體失重率=對應(yīng)溫度下樣品失重的質(zhì)量/樣品的初始質(zhì)量序號溫度范圍/c化學(xué)方程式固體失重率I120-220CoC2O42H2。=CoC2O4+2H2O19.67%n30035059.02%(6)已知Li2CO3的溶度積常數(shù)Ksp=8.6410工將濃度為0.02molL-1的Li2SO4和濃度為0.02molL-1的W2CO3溶液等體積混合，則溶液中的Li+濃度為molL-1(7)從FeCl3溶液得到FeC136H2O固體的操作關(guān)鍵是四、不同溫度下結(jié)晶出不同

9、的晶體不同溫度下結(jié)晶出不同的晶體管，根據(jù)需要控制不同的溫度。典例5(2018屆河北省衡水中學(xué)高三第二十次模擬考試)輝銅礦主要成分CU2S,軟鎰礦主要成分MnO2,它們都含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上綜合利用這兩種礦物制備硫酸鎰和堿式碳酸銅的主要工藝流程如下:NmolL監(jiān)限叫pH融水的混合物MP沒漉_1工工二工祝欣一過混一仃池一過壯一埔西一謹泣一CNOH1QXnr丁s.SiO沉速物MI<，1"MnSO."比外已知：MnO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫；Cu(NH3)4SO4常溫穩(wěn)定，在熱水中會分解生成NH3；MnSO,H2O易溶于冷水，不溶于酒精；部分金

10、屬陽離子氫氧化物的(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0molL-1計算：當離子濃度小于1.0X0-5時，認為該離子沉淀完全。):Ksp(Fe(OH)3)=1.010-38,Ksp(Cu(OH)2)=1.010-20,Ksp(Mn(OH)2)=4.010-14(1)酸浸時，得到的浸出液中主要含有CUSO4、MnSO4等。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)調(diào)pH的范圍為。(3)在該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是;加熱驅(qū)氨”環(huán)節(jié)，溫度不能過低也不能過高的原因為。(4)請根據(jù)如下圖示，將由碳酸鎰經(jīng)一系列操作獲得MnSO4H2O晶體，并測定純度”的實驗方案補充完整。«204040HO1001加&quo

11、t;匕腔100soW40將碳酸鎰固體溶于稀硫酸獲得硫酸鎰溶液；加熱溶液并控制溫度>40C,得到粗產(chǎn)品；，低溫干燥，可得到較純晶體。欲測定該品體的純度，取14.00g晶體加蒸儲水配成100mL溶液，量取25.00mL,加足量標準BaCl2溶液,得到沉淀4.66g,則此樣品的純度為(保留四位有效數(shù)字)。某小組計算發(fā)現(xiàn)本組樣品純度大于100%(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，其可能原因有_(任寫一種)。典例6(2018屆湖南省衡陽市高三第一次聯(lián)考一模)NaClO2是一種漂白、消毒劑，廣泛應(yīng)用于紙漿、棉紡等物質(zhì)漂白。一種制備NaClO2粗產(chǎn)品的工藝流程如下圖所示:已知：純凈的ClO2因易分解而發(fā)生爆炸。NaClO2飽和溶液在低于38c時析出NaClO23H2O晶體;高于38c時析出NaClO2晶體；高于60c時NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。試回答下列問題：(1)向發(fā)生器中鼓入足量空氣，其目的是(選填序號)。a.將SO2氧化成SO3,以增強酸性