考點(diǎn)18+化工流程-2018領(lǐng)軍高考化學(xué)考點(diǎn)必練+含解析

考點(diǎn)十八化工流程

【知識(shí)講解】

無(wú)機(jī)化工流程題的特點(diǎn):

規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。

核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制。

1.流程的呈現(xiàn)主要有以物質(zhì)轉(zhuǎn)化為主線，以操作過(guò)程為主線，甚至有時(shí)候會(huì)以設(shè)備為主線。

2.這類題常圍繞以下幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問(wèn)：

(1)反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用

反應(yīng)物顆粒大?。悍磻?yīng)速率、原料的利用率等

溫度：反應(yīng)速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等

⑵氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)；

⑶利用控制pH分離除雜；

(4)化學(xué)反應(yīng)的能量變化；

⑸實(shí)驗(yàn)基本操作：除雜、分離、檢驗(yàn)、洗滌、干燥等；

(6)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用；

⑺環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評(píng)價(jià)。

一、原料處理的方法和作用

對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及其作用：

1.粉碎、研磨：減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。

2.水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解。

3.酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等，與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物

通過(guò)過(guò)濾除去。近年來(lái)，在高考題出現(xiàn)了“浸出”操作。在化工生產(chǎn)題中，礦物原料“浸出”的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)娜?/p>

劑，使礦物原料中的有用組分或有害雜質(zhì)選擇性地溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達(dá)到有用組分與有害雜質(zhì)或與脈石

組分相分離的目的。

4.浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)。

5.灼燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)，將有機(jī)碘

轉(zhuǎn)化為碘鹽。

6.灼燒、焙燒、燃燒：改變結(jié)構(gòu)和組成，使一些物質(zhì)能溶解；并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煨燒高嶺

土和石灰石。

二、掌握核心化學(xué)反應(yīng)

1.元素及其化合物知識(shí)：化工生產(chǎn)將原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過(guò)程，也是物質(zhì)經(jīng)歷相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。理解物質(zhì)之間的

轉(zhuǎn)化關(guān)系，就要用到元素及其化合物的相關(guān)知識(shí)。一般圍繞鐵、銅、鋁、鎂、氯、硫、磷、硅等元素的單質(zhì)或

化合物的工業(yè)制備來(lái)進(jìn)行命題，需要掌握這些元素及其化合物的知識(shí)

2.還要掌握有關(guān)化工生產(chǎn)的知識(shí)，熟悉的有純堿工業(yè)、氨工業(yè)、硅單質(zhì)的制備、氯堿工業(yè)、海水中提取鎂、海

水中提取澳等；

3.化學(xué)反應(yīng)原理：化工生產(chǎn)中把原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過(guò)程就是化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，從化學(xué)反應(yīng)原理的角度選擇原

料、控制條件和選擇設(shè)備等，是化工生產(chǎn)的基本思路?；瘜W(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識(shí)包括質(zhì)量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)

速率、化學(xué)平衡、電化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)等，做到能綜合運(yùn)用這些知識(shí)分析化工生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)的情況。

①調(diào)節(jié)溶液的pH值：使某些離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋矶_(dá)到分離的目的，抑制某些離子的水解，防止某些離子的氧化等。

在題目中常以表格形式給出信息。

例如：已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示

物質(zhì)開(kāi)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M!?+溶液中含有的Fe2+,應(yīng)該怎樣做？

提示：先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH到3.7。

調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：

能與H+反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Ci?+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、

CU(OH)2、CU2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值。

調(diào)節(jié)溶液的pH：“酸作用還可以除去氧化物(膜)；“堿作用”還可以除去油污、除去鋁片氧化物、溶解鋁、二氧

化硅。

②控制體系的溫度

a.控制低溫：防止物質(zhì)的分解，如NaHCCh、NH4HCO3、H2O2>HNC)3(濃)等；防止物質(zhì)的揮發(fā)，如鹽酸、醋酸

等；抑制物質(zhì)的水解，如冰水洗滌，以防止洗滌過(guò)程中的溶解損耗；增大氣體反應(yīng)物的溶解度，使其被充分吸收;

b.采取加熱：加速某固體的溶解，加快反應(yīng)速率；減少氣體生成物的溶解并使其逸出；使平衡向需要的方向移

動(dòng)；趁熱過(guò)濾，防止某物質(zhì)降溫時(shí)因析出而損耗或帶入新的雜質(zhì)；

c.控制范圍：確保催化劑的催化效果，兼顧速率和轉(zhuǎn)化率，追求更好的經(jīng)濟(jì)效益，防止副反應(yīng)發(fā)生等。

三、明確反應(yīng)原理

注意每一步在什么條件下，發(fā)生了什么反應(yīng)，生成了什么物質(zhì)，這些物質(zhì)分別到哪里去了。如轉(zhuǎn)化成了沉淀還是

氣體或生成了其他物質(zhì)0

四、物質(zhì)分離或提純的方法

化工生產(chǎn)過(guò)程中分離提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)的原理緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)

濾、洗滌、烘干，或蒸儲(chǔ)、萃取、分液等基本實(shí)驗(yàn)操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器。

1.蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCb、AlCh，MgCb等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HC1的

氣流中加熱，以防其水解。

⑴蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KN03中的少量NaCl。

⑵蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾：如除去NaCl中的少量KN03。

2,溶解法：利用特殊溶劑把雜質(zhì)溶解而除去，如Fe（Al）可用過(guò)量的NaOH溶液而除去ALCO2（HCh比0）先通

過(guò)飽和食鹽水，再通過(guò)濃H2SO4。

3.沉淀法：a.加合適的沉淀劑（要使雜質(zhì)離子充分沉淀，加入的沉淀劑必須過(guò)量，且在后續(xù)步驟中容易除去）；b.

調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。

4.洗滌法：a.水洗；b.冰水洗：c.有機(jī)溶劑洗。其目的是：洗去目標(biāo)物表面的雜質(zhì)離子；減少目標(biāo)物的溶解損耗

或增大有機(jī)雜質(zhì)的溶解量；防止目標(biāo)物形成結(jié)晶水合物；使晶體快速干燥。

五、可循環(huán)物質(zhì)的判斷和流程評(píng)價(jià)

（-）可循環(huán)物質(zhì)的判斷

1.流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)。

2,生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)（不要忽視結(jié)晶后的母液），可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)。

（二）對(duì)整個(gè)工藝流程從下列幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)

1.體現(xiàn)綠色化學(xué)思想（使用無(wú)毒無(wú)害原料，采用原子利用率高的制備路線，原料的循環(huán)利用，副產(chǎn)物綜合利用，

節(jié)能，等）。

2.高效節(jié)能方面（原料廉價(jià)，工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品的純度高，能耗低等）。

3.生成物或副產(chǎn)物的污染。

【典例剖析】

典例1（2017課標(biāo)I）（14分）LiJisOlz和LiFePC）4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3,

還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來(lái)制備，工藝流程如下：

TQ碼。蕾心久時(shí)。竹筆5moi2

沉淀氨水坨」過(guò)濾沉淀過(guò)濾

-鈦----鐵寧礦」濾液①過(guò)濾

濾渣5、*小雙氧水.過(guò)濾.FePO,Li支%鰻LiFePO,

」濾液②膏一一?沉良高溫噓②LFeP。，

回答下列問(wèn)題:

(1)“酸浸”實(shí)驗(yàn)中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的凈出率為70%時(shí)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為

浸

率

(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOC1-形式存在，寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式

(3)TiCVx%。沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示:

溫度/℃3035404550

TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率％9295979388

分析40℃時(shí)TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因

(4)Li2Ti5O,5中Ti的化合價(jià)為+4,其中過(guò)氧鍵的數(shù)目為.

⑸若“濾液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe?’恰好沉淀完全即溶液

中c(Fe3+)=lxi(y5mol/L,此時(shí)是否有Mg3(PC)4)2沉淀生成？(列式計(jì)算X

FePO4sMg3(PC)4)2的%分別為1.3x10-22、lOxioV

(6)寫(xiě)出“高溫煨燒②"中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式?

【答案】(1)100℃、2h,90℃,5h

+2+2-

(2)FeTiO3+4H+4C1=Fe+TiOCl4+2H2O

(3)低于40C,TiCVxHzO轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過(guò)40℃,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiCVxH?。

轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降

(4)4

13x10-22

(5)Fe3+恰好沉淀完全時(shí)，c(PO3-)=-----------molL-l=1.3xlO-17mol-L1,c3(Mg2+)x2(PO3')=

4l.OxlO-5c4

(0.01六(1.3'10-17)2=1.7乂10"。</[Mg3(PO4)2].因此不會(huì)生成Mg3(PC)4)2沉淀。

高溫

(6)2FePO4+Li2cO3+H2C2O4=^=2LiFePO4+H2Of+3co2T

【解析】(1)由圖示可知，“酸浸”時(shí)鐵的凈出率為70燦寸所需要的時(shí)間最短,速率最快，則應(yīng)選擇在100七、

2h,90七,5h下進(jìn)行；

(2)“酸浸”時(shí)用鹽酸溶解FeTiO,生成TiOClJ-時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為FeTiOs+4lT+4Cl-=Fe"+

TiOCl/-+2HaO：

(3)溫度是影響速率的主要因素，但H2O2在高溫下易分解、氨水易揮發(fā)，即原因是低于40℃,TiOj如2。轉(zhuǎn)化

反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過(guò)40℃,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiOj無(wú)卜0轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降；

(4)LilisOis中Li為+1價(jià)，0為-2價(jià)，Ti為+4價(jià)，過(guò)氧根(0廣)中氧元素顯T價(jià)，設(shè)過(guò)氧鍵的數(shù)目為x,根據(jù)

正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為O可知(+l)X2+(+4)X5+(-2)X(15-2x)+(-l)X2x=0,解得:x=4；

%

323

(5)Ksp[FePO,]=c(Fe*)Xc(P0?')=l.3X10-,則c(PO-)=c(Fe')=1,3X10'mol/L,Qc[Mg3(P0,)2]=

c3(Mg)Xc2(P0?')=(0.01)3X(1.3X10")2=1.69X1040<l.OX10~M,則無(wú)沉淀。

(6)高溫下FePO,與Li2cOs和H2c混合加熱可得LiFePO”根據(jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為

高溫

2FeP04+Li2cO3+H2C201==2LiFeP0l+1I2Ot+3C02t。

典例2(2017課標(biāo)II)(14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、

鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示：

困嗎嬴贏：fl氨水PH一廠也幽

而曾幽幅麗呼,5法測(cè)定

回答下列問(wèn)題：

(1)在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化鍍?yōu)橹軇?，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是,

還可使用代替硝酸。

(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是o沉淀B的主要成分為、(填化學(xué)式)。

(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2s處理后，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反

1

應(yīng)為：MnO；+H++H2c2O4TM112++CO2+H2O。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400g水泥樣品，滴定時(shí)消耗了0.0500molL-的KMnO4

溶液36.00mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

【答案】(1)將樣品中可能存在的Fe?+氧化為Fe3+；雙氧水(H2O2)

(2)Si。2(或HzSiCh)；SiO2+4HF:^SiF4t+2H2O

(3)防止膠體生成，易沉淀分離；Fe(OH)3、4(0H)3

(4)45.0%

【解析】

(1)根據(jù)題中信息，水泥中含有一定量的鐵、鋁、鎂等金屬氧化物，根據(jù)流程需要除去這些雜質(zhì)，因?yàn)镕e^+

容易在pH較小時(shí)以氫氧化物的形式沉淀出來(lái)，因此加入硝酸的目的是將樣品中可能存在的Fd-轉(zhuǎn)化成F3

+；加入的物具有氧化性，同時(shí)不能引入新的雜質(zhì)，同時(shí)因?yàn)檫^(guò)氧化氫被稱為綠色氧化劑，因此可以選擇

雙氧水；

(2)根據(jù)水泥中成分，二氧化硅不溶于一般酸溶液，所以沉淀A是二氧化硅；SiCb溶于氫敘酸，發(fā)生的反應(yīng)是:

SiO2+4HF:^SiF4f+2H2O

(3)鹽類水解是吸熱反應(yīng)，加熱可以促進(jìn)Fe3\A產(chǎn)水解轉(zhuǎn)換為Fe(OHb、山(OH》根據(jù)流程圖，pH4?

5時(shí)Ca2+、Mg?+不沉淀，F(xiàn)e3\A嚴(yán)沉淀，所以沉淀B為Fe(OH)3、⑷(OH*

(4)草酸鈣的化學(xué)式為CaC2O4,MnOj作氧化劑，化合價(jià)降低5價(jià)，H2c2。4中的C化合價(jià)由+3價(jià)f+4價(jià)，

2+

整體升高2價(jià)，最小公倍數(shù)為10,因此MnOj的系數(shù)為2,H2c2O4的系數(shù)為5,運(yùn)用關(guān)系式法5Ca-5H2C2O4-

2KMnO4

rt(KMn04)=0.0500mol/Lx36.00x103mL=1.80x103moi

;?(Ca2+)=4.50X10-3mol

水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.50xl(F3mo[x40.0g/mol/0.400gxi00%=45.0%。

典例3(2017課標(biāo)HI)(15分)

重鋁酸鉀是一種重要的化工原料，一般由銘鐵礦制備，銘鐵礦的主要成分為FeOCr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。

制備流程如圖所示：

回答下列問(wèn)題：

(1)步驟①的主要反應(yīng)為：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3>Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2

上述反應(yīng)配平后FeOCrzCh與NaNO3的系數(shù)比為。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是

（2）濾渣1中含量最多的金屬元素是,濾渣2的主要成分是及含硅雜質(zhì)。

（3）步驟④調(diào)濾液2的pH使之變（填“大”或“小”），原因是（用離子方程式表

示）。

（4）有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KC1,蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到K25O7固體。

冷卻到（填標(biāo)號(hào)）得到的KzCrzO;固體產(chǎn)品最多。

(

O

X

3

0

2

&

)

前

案

解

a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃

步驟⑤的反應(yīng)類型是。

（5）某工廠用町kg鍋鐵礦粉（含Cr2C>340%）制備KzCnCh，最終得到產(chǎn)品w2kg,產(chǎn)率為

【答案】（1）2:7陶瓷在高溫下會(huì)與Na2cCh反應(yīng)

（2）鐵A1（OH）3

2+2

（3）小增大溶液中H\促進(jìn)平衡2CrO4+2HCr2O7+H20正向移動(dòng)

（4）d復(fù)分解反應(yīng)

【解析】（1）FeOCnCh是還原劑，完全氧化為Na2CrO4和FezCh，每摩轉(zhuǎn)移7moi電子，而NaNCh是氧化劑，還

原產(chǎn)物為NaNCh，每摩轉(zhuǎn)移2moi電子，根據(jù)電子守恒可知，F(xiàn)eOC^Ch和NaNC^的系數(shù)比為2:7；陶瓷在高溫下

會(huì)與Na2cCh反應(yīng)，則熔融時(shí)不能使用陶瓷容器；

（2）熔塊中氧化鐵不溶于水，過(guò)濾后進(jìn)入濾渣1,則濾渣1中含量最多的金屬元素是鐵；濾液1中含有AKY、

SiCh'-及CrCU、，調(diào)節(jié)溶液pH并過(guò)濾后得濾渣2為Al（0H）3;

(3)濾液2調(diào)節(jié)pH的目的是提高溶'液的酸性，pH變?。灰?yàn)槿芤褐写嬖?CQ2--2H+0Cr2O/_H2。,

增大溶液中H%度，可促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高溶液中CnO?-的濃度；

(4)由圖示可知，在10七左右時(shí)，得到K2a2。7的固體最多，故答案為d；2Ka-Na2Cr2O7=K2Cr2O^-2NaCl

的反應(yīng)類型為復(fù)分解反應(yīng);

294

(5)樣品中CnCh的質(zhì)量為m)x40%Kg,則生成冷52。7的理論質(zhì)量為m,x40%Kgxl52,則所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為

294190m2

147m

m2Kg-(m|X40%Kgxl52)xi00%=ix100%?

【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】

1.(2018屆山東省鄲城實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三10月月考)以鋁土礦主要成分是AI2O3，含雜質(zhì)SiC)2、Fe2O3?工業(yè)上從

鋁土礦中提取鋁可采取如下工藝流程：

HVttM---------

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)寫(xiě)出鋁土礦溶解于過(guò)量鹽酸的離子方程式。

(2)寫(xiě)出溶液A中加過(guò)量燒堿的離子方程式。

(3)溶液D中通入過(guò)量CO,生成沉淀F的離子方程式為.

+3++3+3+

【答案】Fe2O3+6H=2Fe+3H2O>A12O3+6H=2A1+3H2OFe+3OH=Fe(OH)3；、A1"+4OH=A1O2+2H2O

A1O2+CO2+2H2O=A1(OH)31+HCO3"

【解析】AI2O3、SiO2,FezCh中，A12O3>SiCh與NaOH溶液反應(yīng)，F(xiàn)e2()3不與NaOH溶液反應(yīng)；除SiC>2不與鹽

酸反應(yīng)外，AI2O3、FezCh均與鹽酸反應(yīng)；加入過(guò)量鹽酸，溶液A為AlCh、FeCl3,沉淀B為SiCh，加入過(guò)量燒堿，

沉淀C為Fe(OH)3，溶液D為NaAlCh，通入過(guò)量二氧化碳，溶液E為NaHCCh，沉淀F為Al(OH)3，加熱

分解得到M為AI2O3，經(jīng)電解可得到A1。

+3+

(1)鋁土礦溶解于過(guò)量鹽酸時(shí)，AI2O3,Fe2()3均與鹽酸反應(yīng)；反應(yīng)的離子方程式為A12O3+6H=2A1+3H2O^

+3++3++3+

Fe2O3+6H=2Fe+3H2O,故答案為：A12O3+6H=2A1+3H2O;Fe2O3+6H=2Fe+3H2O；

(2)溶液A為AlCh、FQ3,與過(guò)量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為

F鏟+3OH=Fe(OH)31、A13++4OH~AlOy+汨a。,故答案為：Fe^+BOH^FeCOHM、AP+YOH：AIO2TH2O;

(3)D含有NaAlS,通入過(guò)量二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的離子方程式為AIO/YQVH2gAi

(OH)31+HCOJ-,故答案為：A1O2-+CO2+2H2O=A1(OH)3I+HCO3。

2.(2018屆四川省南充市高三第一次高考適應(yīng)性考試一診)實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)廢渣(主要成分為MgCCh、MgSC>4,

含有少量Fe、Al的氧化物)為原料制備MgCChSHzO。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

N*jCO,

有機(jī)草取H

體欣XHAI8不

,，江速

革取

廢潰T酸*I過(guò)述I久化I---“過(guò)油~~,洗滌-?MgC0,3H,0

分渣

干燥

(1)為加快酸溶速率，可采取的辦法有，寫(xiě)出酸溶時(shí)廢渣中主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(2)加入比。2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為?

(3)用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3+。

①檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe3+的最佳試劑是。

②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相,采取的操作:向水溶液中加入一定量的萃取劑，、靜置、分液,

并重復(fù)多次。

③萃取時(shí)，向混合溶液(含F(xiàn)e?+、AHMg2+)中加入適量鹽酸，使Fe?+與C「生成［FeCk］；再用足量的乙醛(Et?O)進(jìn)

+

行萃取，乙醛與H+結(jié)合，生成了離子EtzOH：由于［FeCLT與EtzOH+離子容易形成締合物Et2OH-［FeCl4］\該締合

物中,C「和Et2。分別取代了Fe2+和1的配位水分子，并且中和了電荷，具有疏水性，能夠溶于乙酸中。因此，就從水相

轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中。該萃取劑不能萃取A13+、Mg2+的原因是?

(4)已知:1<^網(wǎng)(011)3］=1.010嗎1^［向8(014)2尸1.0'10」2甲11=85時(shí)Mg(OH)2開(kāi)始沉淀。室溫下，除去MgSC)4溶

液中的A產(chǎn)(使其濃度小于Ixlo^moiiT)，需加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為o

(5)向?yàn)V液中加入Na2cCh溶液生成MgCO3沉淀并用蒸儲(chǔ)水洗滌，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的操作是

(6)干燥時(shí)需低溫干燥，溫度較高時(shí)發(fā)生副反應(yīng)，寫(xiě)出MgCO3-3H2O在323K溫度時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式

JL人M時(shí)OHMCORWLO一K

LI-」—，?也。

」_1j」.MgCO/3HQ也上

LLj-M吟V3HQ刈“

0204060SO28(°)

不同反應(yīng)溫度下所用水合碳酸快的X射線揖射諾圖

【答案】適當(dāng)升高溫度、攪拌、提高硫酸濃度(答案合理即給分)MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2t

2++3+

H2O2+2Fe+2H=2Fe+2H2OKSCN溶液充分振蕩A產(chǎn)、Mg?+與C「結(jié)合(生成配離子)的能力很弱5.0-8.5

取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的氯化鋼溶液，若不產(chǎn)生白色沉定，則表明已選滌

完全。5MgCO3-3H2O=Mg5(OH)2(CO3)4-4H2O+CO2T+10H2O

【解析】(1)適當(dāng)升高溫度、用工具攪拌、提高硫酸濃度等都可以加快酸溶速率；酸溶時(shí)廢渣中的MgCCh、少量

Fe、Al的氧化物都能被酸溶解，其中主要的反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCCh+H2sO4=MgSO4+H2O+CO2f，故答案為:

MgCCh+H2so4=MgSO4+H2O+CC)2T；

(2)加入小。2溶液與二價(jià)鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2FW+-2H+-坨02="人+-2坨0,

2++3+

故答案為：2Fe+2H+H2O2=2Fe+2H2O；

(3)①檢蛉溶滿中是否含有F3+的最佳方法是加入KSCN溶液，若溶液變成紅色，說(shuō)明含有Fe5+,故答案為：

KSCN溶沏

②萃取時(shí)，為使溶質(zhì)盡可能被萃取，應(yīng)充分振蕩，以充分接觸而分離，故答案為：充分振蕩；

③根據(jù)題意，F(xiàn)e2+與C「生成[FeCI"，再用足量的乙醛(歐2。)進(jìn)行萃取，乙醛與H.結(jié)合，生成了離子EtzOH*,由

于[FeClJ與EtzOW離子容易形成締合物EtzOHFFeCl"，能夠溶于乙醛中。因此，就從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中。

而A「+、Mg?+與Cr結(jié)合(生成配離子)的能力很弱，A/、Mg?+仍然留在水相中，故答案為：A產(chǎn)、Mg?+與C「結(jié)

合(生成配離子)的能力很弱；

(4)pH=8.5時(shí)Mn(OH)2開(kāi)始沉淀.室溫下，除去MnSCU溶液中的Fe3+、Al3+,氫氧化鋁完全變成沉淀時(shí)的pH：

333+3-3+69

Ksp[Al(OH)3]=1x10'=C(A1)XC(OH),c(Al)=lxlO_mol?L'',解得：c(OH")=lxlO_mol?L'',

c(H+)=lxlO-5mol?L'pH=5,同理Fe(OH)3完全變成沉淀時(shí)，pH約為3.5,故pH范圍是：5.0<pH<8.5,故答案為:

5.0<pH<8.5；

(5)向?yàn)V液中加入Na2c。3溶液生成MgCO3沉淀并用蒸儲(chǔ)水洗滌，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈只需要具有洗滌液中是否存

在SO42-即可，具體方法為取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的氟化鋼溶液，若不產(chǎn)

生白色沉定，則表明已選滌完全，故答案為：取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的氯

化鐵溶液，若不產(chǎn)生白色沉定，則表明已選滌完全；

(6)MgCO3?3H2O在323K溫度時(shí)轉(zhuǎn)化成Mg5(OH)2(CO3)4?4H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

5MgCO3?3H2O=^4g5(OH)2(CO3)4MH2O+CO2T+10H2O,故答案為：

5MgCO3?3H2O=^4g5(OH)2(CO3)4?4H2O+CO2T+10H2O?

3.(2018屆江蘇省百校高三12月大聯(lián)考)以軟鎰礦粉(主要含MnCh,還含有少量的FezCh、AI2O3等雜質(zhì))為原料

制取高純MnO2的流程如下：

HSO.氨水N%HCOj

名招工普W-N/1，H，過(guò)?I-癥]$過(guò)德II?燃燒—ri(＞：

?Ri??j]

(1)酸浸時(shí)所發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為。

(2)酸浸時(shí)加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過(guò)小或過(guò)大。當(dāng)硫酸濃度偏小時(shí)，酸浸時(shí)會(huì)有紅褐色渣出現(xiàn)，原因是

?硫酸濃度不能過(guò)大的原因是。

⑶過(guò)濾II所得濾渣為MnCCh,濾液中溶質(zhì)的主要成分是

(4)焙燒MnCO3的裝置如下圖所示：

①焙燒時(shí)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

②焙燒一定時(shí)間后需轉(zhuǎn)動(dòng)石英管,目的是。

2++3+2+

【答案】2Fe+MnO2+4H-2Fe+Mn+2H2O生成的Fe?+水解得到Fe(OH)3沉淀用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離

子時(shí)會(huì)消耗過(guò)多的氨水，造成原料的浪費(fèi)(NH4)2SO42MnCO3+O2^2MnO2+2CO2使得MnCO3能充分反應(yīng),

提高M(jìn)nCCh的轉(zhuǎn)化率

【解析】軟鎰礦粉(主要含MnCh，還含有少量的FezCh、AI2O3等雜質(zhì))酸浸時(shí)，F(xiàn)e2O3,AI2O3被硫酸溶解生成硫

酸鐵和硫酸鋁，二氧化鎰與硫酸亞鐵在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鋅和硫酸鐵；加入氨水調(diào)節(jié)pH,

使鋁離子和亞鐵離子沉淀除去，在濾液中加入碳酸氫鉉，沉淀鋪離子，然后在空氣中焙燒碳酸鐳得到二氧化缽。

3

⑴酸浸時(shí)所發(fā)生主要反應(yīng)是二氧化鎰被硫酸亞鐵還原，反應(yīng)的離子方程式為2FW+-MnO27H+=2Fe+-

J+2+}+2+

Mn+2H2O,故答案為：IFe^MnO2+4H=2Fe+Mn+2H2O;

(2)酸浸時(shí)加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過(guò)小或過(guò)大。當(dāng)硫酸濃度偏小時(shí)，鐵離子水解程度較大，會(huì)

有紅褐色氫氧化鐵沉淀出現(xiàn)；硫酸濃度過(guò)大，用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時(shí)會(huì)消耗過(guò)多的氨水，造成原料的

浪費(fèi)，故答案為：生成的F鏟水解得iUFe(OH)3沉淀；用氫水沉淀雜質(zhì)金屬離子時(shí)會(huì)消耗過(guò)多的氨水，造成

原料的浪費(fèi)；

(3)過(guò)濾II所得濾渣為M11CO3,濾液中主要含有(NH4)2SC>4，故答案為：(NH4)2SO4；

⑷①在空氣中焙燒碳酸鎰生成二氧化缽，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnCCh+O2里%2MnO2+2CCh，故答案為：

2MnCO3+O2^=2MnO2+2CO2；

②焙燒一定時(shí)間后需轉(zhuǎn)動(dòng)石英管，可以使得MnCCh能充分反應(yīng)，提高M(jìn)nCCh的轉(zhuǎn)化率，故答案為：使得MnCCh

能充分反應(yīng)，提高M(jìn)nCCh的轉(zhuǎn)化率。

4.(2018屆江西省新余市第一中學(xué)高三畢業(yè)班第四次模擬考試)工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3.FeO.

SiO2等)為原料制備高檔顏料——鐵紅(Fez。?)，具體生產(chǎn)流程如下：

調(diào)節(jié)pHT.調(diào)節(jié)pH至加NH.HC6______

百畫(huà)稀版取酸溶______嬴1加過(guò)叁鐵機(jī)35,過(guò)透過(guò)濾萬(wàn)兩麒.產(chǎn)品

燒港依嗦了2oo~3golc詼驟n'X步驟川步驟N步驟V固體雷麗f氧化鐵

試回答下列問(wèn)題:

(1)硫鐵礦燒渣用稀硫酸酸溶時(shí)的不溶物為(填化學(xué)式)。

(2)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)“步驟II”中分離操作所用的玻璃儀器有;

(3)檢驗(yàn)步驟III已經(jīng)進(jìn)行完全的試劑是。

(4)步驟V的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是o

(5)步驟VI中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為?

(6)欲測(cè)定硫鐵礦燒渣中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取ag樣品，充分“酸溶”、"水溶”后過(guò)濾，向?yàn)V液中加入足量的

H2O2,充分反應(yīng)后加入NaOH溶液至不再繼續(xù)產(chǎn)生沉淀，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒至固體恒重，冷卻后稱得殘留固體

bgo計(jì)算該樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

【答案】SiO2漏斗、玻璃棒、燒杯KSCN溶液(或其他合理答案)防止NH4HCO3分解，減少Fe?+的水解

...7b

4FeCO3+O2>^?Fe2O3+4CO2Ex100%

【解析】硫鐵礦燒渣加入硫酸后生成硫酸亞鐵、硫酸鐵，過(guò)濾后得到的濾渣為二氧化硅，濾液中加入過(guò)量鐵粉，

生成硫酸亞鐵溶液，調(diào)節(jié)pH后加入碳酸氫錢(qián)溶液，可生成碳酸亞鐵固體，經(jīng)洗滌、干燥，在空氣中灼燒時(shí)發(fā)生

分解，且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可生成氧化鐵。

(1)硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4>Fe2O3>FeO、SiO2),酸溶過(guò)程中Fe3O4>Fe2O3>FeO都可以溶解，二氧化硅

是酸性氧化物，所以不溶物為Si。?，故答案為：SiO2；

(2)根據(jù)分析可知，步驟U為過(guò)濾，過(guò)濾操作所用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒和燒杯等，故答案為：漏斗、玻璃棒、

燒杯；

步驟m是將鐵離子還原成亞鐵離子，檢臉步驟m已經(jīng)進(jìn)行完全，即溶液中沒(méi)有鐵離子，可以用KSCN溶

潘，故答案為：KSCN溶液；

(4)步驟V是加入碳酸氫筏產(chǎn)生碳酸亞鐵沉淀，溫度過(guò)高亞鐵離子水解程度增大，同時(shí)碳酸氫鍍?nèi)菀追纸猓?/p>

所以溫度一般需控制在35七以下，故答案為：防止NH4HCO3分解，減少Fd+的水解；

(5)步驟VI中發(fā)生反應(yīng)為碳酸亞鐵在空氣中與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可生成氧化鐵，反應(yīng)方程式為

4FeCQs2!=%=2F3O3+4CQJ,故答案為：4FeC0J+O2^^=2FeJ03+4C0J5

112

(6)根據(jù)題意，最后稱得殘留固體bg為氧化鐵，則鐵元素的質(zhì)量為——xbg=0.7bg,根據(jù)鐵元素守恒可知樣品中鐵

160

元素的質(zhì)量為0.7bg,所以樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為"xioo%=衛(wèi)xlOO%,故答案為：—xl00%?

a\Qa10a

5.(2018屆山西省呂梁市高三上學(xué)期第一次階段性測(cè)試)鋁元素含量居金屬首位，主要存在于鋁土礦(主要成分

為AI2O3,還含有Fe2C>3、FeO、SiO2)中。鋁的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)、生活、科研等領(lǐng)城應(yīng)用廣泛。

I、工業(yè)上用鋁土礦制備鋁的某種化合物的工藝流程如下:

L同罰適量津旦源速儲(chǔ)物一廠強(qiáng)

1-------1過(guò)渡

|侶土礦卜棉鹽酸1—

■w

-4^37~|-----氫啜固體-

(1)在濾液A中加入漂白液，目的是氧化除鐵，所得濾液B顯酸性。

①該過(guò)程中涉及某氧化還原反應(yīng)如下，請(qǐng)完成：

2+

Fe+aC10'+a=aFe(OH)31+aCr+a

②檢驗(yàn)濾液B中是否還含有鐵元素的方法為：

③將濾液B中的鋁元素以沉淀形式析出，可選用的最好試劑為(選填代號(hào))

A.氫氧化鈉溶液B.硫酸溶液C.氨水D.二氧化碳

④由濾液B制備氯化鋁晶體涉及的操作為：邊滴加濃鹽酸邊蒸發(fā)濃縮、(填操作名稱)、過(guò)濾、洗滌。

II、明磯(KA1(SO4)2T2H2。)在日常生活、生產(chǎn)中也占有一席之地。

(1)明帆曾經(jīng)是凈水明星，用離子方程式表示其凈水原理0

(2)明研凈水時(shí)，若不慎過(guò)量會(huì)有一定程度的副作用。將含有明磯的水溶液中加入Ba(OH)2溶液至鋁離子恰好

完全沉淀，并且過(guò)濾，就可以避免，請(qǐng)用離子反方程式描述其過(guò)程o

2++

【答案】2Fe+1ClO+5H2O=2Fe(OH)31+1C1+4H取少量濾液B,加入KSCN溶液，若不變紅，說(shuō)明濾液B

3+

中不含鐵元素；若變紅，說(shuō)明濾液B中含鐵元素(其他合理答案均得分)c冷卻結(jié)晶A1+3H2O

3+22+

A1(OH)3(膠體)+312Al+3SO4'+3Ba+6OH'=2Al(OH)31+3BaSO4

【解析】(1).①濾液A中含有氯化鐵和氯化亞鐵、氯化鋁，加入漂白液，目的是氧化除鐵，所得濾液B顯酸性，

說(shuō)明生成了氫離子，次氯酸根離子具有氧化性氧化亞鐵離子生成鐵離子，在溶液中形成氫氧化鐵沉淀除去，次氯

酸根離子被還原為氯離子，根據(jù)電子守恒和電荷守恒分析，所以反應(yīng)的離子方程式為

2+2++

2Fe+ClO+5H2O=2Fe(OH)31+C1+4H",故答案為：2Fe+1CIO+5H2O=2Fe(OH)3J,+1C1+4H；②濾液B中是

否含有鐵元素的方法為利用鐵離子的檢驗(yàn)方法進(jìn)行，鐵離子遇到硫氧化鉀顯紅色，所以答案為：取少量濾液B,

加入KSCN溶液，若不變紅，說(shuō)明濾液B中不含鐵元素；若變紅，說(shuō)明濾液B中含鐵元素(其他合理答案均得

分)；③濾液B中鋁元素以鋁離子形式存在，將其轉(zhuǎn)化為沉淀需要加入氨水，加入氫氧化鈉不好控制其物質(zhì)的

量多少，因?yàn)闅溲趸X可以溶于氫氧化鈉，故答案為：c；④濾液B制備氯化鋁晶體涉及的的方法為重結(jié)晶，

將溶液加熱濃縮，然后冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌、干燥即可得氯化鋁晶體，故答案為：冷卻結(jié)晶；II、(1)明

3+

磯凈水是明磯中的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體具有吸附作用，故答案為：A1+3H2O=A1(OH)3(膠體)+3H+；

(2)將含有明磯的水溶液中加入Ba(OH)2溶液至鋁離子恰好完全沉淀，則2摩爾明磯需要6摩爾氫氧化鋼，離

子方程式為：2Al3++3SC>4”+3Ba2++6OH-=2A1(OH)4+3BaSO4；?故答案為：2Al3++3S(V-+3Ba2++

6OH==2A1(OH)31+3BaSC>41。

6.(2018屆遼寧省六校協(xié)作體高三上學(xué)期期中考試)亞鐵氟化鉀(K4Fe(CN)6])俗稱黃血鹽，易溶于水和內(nèi)酮，

是食鹽的一種抗結(jié)劑，用含NaCN(N顯-3價(jià))的廢液合成黃血鹽的主要工藝流程如圖：

FeS04NaXXh溶液KC1溶液

|XaCN廢通~|過(guò)濾|—展雜|一|轉(zhuǎn)laiel

洗滌一|K』Fe(CN)6]

CaCh棄渣(CaSO4)養(yǎng)渣|干燥|

(I)實(shí)驗(yàn)室用NaCN固體配制NaCN溶液時(shí)，應(yīng)先將其溶于—溶液，再用蒸儲(chǔ)水稀釋。

(2)在流程圖“反應(yīng)器”中發(fā)生的主要反應(yīng)的方程式為o

(3)流程中加入碳酸鈉溶液主要目的是除去；

(4)相同溫度下溶解度：Na4[Fe(CN)5]____iK4[Fe(CN)6](選填>、<、=).

(5)我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定食鹽中黃血鹽最大使用量為10mg/kg,黃血鹽可與酸性高鋸酸鉀溶液反應(yīng)：

K4[Fe(CN)6]+KMnO4+H2SO4—KHSO4+Fe2(SO4)3+MnSO4+HNO3+CO2+H2O(未配平)，若有l(wèi)molKt[Fe(CN)6]被氧

化，則消耗高鎰酸鉀的物質(zhì)的量為—o

(6)電鍍銀時(shí)，電鍍液不能直接用硝酸銀溶液，可將其轉(zhuǎn)變?yōu)镵4Ag2(CN)6]溶液，寫(xiě)出AgCl與黃血鹽溶液制取

電鍍液的離子方程式?

2+

【答案】氫氧化鈉6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6]+CaSO41+2NaClCa>12.2mol

42+2

2AgCl+[Fe(CN)6]-=Fe+[Ag2(CN)6]-+2CF

【解析】實(shí)險(xiǎn)目的是合成黃血鹽，由流程可知，NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生

SNaCN+FeSOq+CaClLN由FeCCN>gSCU+lNaCl,然后加入碳酸鈉溶灌可除去過(guò)量的。2+,經(jīng)過(guò)濾后在

濾液中加入KC1可轉(zhuǎn)化生成匕正或皿心說(shuō)明也正小。溶解度較小。

(l)NaCN水解呈堿性，為抑制水解，在配制溶灑時(shí)可將其溶解在氫氧化鈉溶液中，在加水稀釋，故答案為：

NaOH；

(2)NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6+CaSO4i+2NaCl,故答案為：

6NaCN+FeSO4+CaC12=Na4[Fe(CN)6+CaSO4i+2NaCl；

(3)反應(yīng)器中加入氯化鈣，加入碳酸鈉溶液可除去過(guò)量的Ca2+,故答案為：Ca2+；

(4)經(jīng)過(guò)濾后在濾液中加入KC1可轉(zhuǎn)化生成K4Fe(CN)6,說(shuō)明K4Fe(CN)6溶解度較小，故答案為：>；

(5)lmolK4Fe(CN)6被高銃酸鉀氧化時(shí)，F(xiàn)e化合價(jià)由+2價(jià)升高到+3價(jià)，N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高到+5價(jià)，C元素

化合價(jià)由+2價(jià)升高到+4價(jià)，則Fe、N和C的化合價(jià)升高了l+6x(8+2)=61價(jià)，共失去61mol電子，而高銃酸鉀

中的鎰元素從+7降為+2價(jià)，會(huì)得到5moi電子，根據(jù)電子守恒，lmol&Fe(CN)6被高鎰酸鉀氧化，則消耗高鋅酸

鉀的物質(zhì)的量為12.2mooL故答案為：12.2；

⑹電鍍液不能直接用硝酸銀溶液，可將其轉(zhuǎn)變?yōu)镵4[Ag2(CN)6],AgCl與黃血鹽制取電鍍液可將其轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

42+4

K4[Ag2(CN)6],反應(yīng)的離子方程式為：2AgCl+[Fe(CN)6]-=Fe+[Ag2(CN)6]'+2Cr,故答案為：

42+4

2AgCl+[Fe(CN)6]=Fe+[Ag2(CN)6]'+2Cr?

7.(2018屆浙江省普通高校招生選考科目考試)某興趣小組用鋁箔制備AI2O3、A1CN6H2。及明磯大晶體，具體

流程如下：

麗―溶液.過(guò)#0；?牙利膠狀固