十年（2014-2023）高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編（全國）專題93 工藝流程-物質(zhì)分離提純（原卷卷）

專題93工藝流程——物質(zhì)分離提純專題93工藝流程——物質(zhì)分離提純1．【2023年北京卷】以銀錳精礦(主要含、、)和氧化錳礦(主要含)為原料聯(lián)合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。

已知：酸性條件下，的氧化性強(qiáng)于。（1）“浸錳”過程是在溶液中使礦石中的錳元素浸出，同時(shí)去除，有利于后續(xù)銀的浸出：礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中。①“浸錳”過程中，發(fā)生反應(yīng)，則可推斷：(填“>”或“<”)。②在溶液中，銀錳精礦中的和氧化錳礦中的發(fā)生反應(yīng)，則浸錳液中主要的金屬陽離子有。（2）“浸銀”時(shí)，使用過量和的混合液作為浸出劑，將中的銀以形式浸出。①將“浸銀”反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整：。②結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋浸出劑中的作用：。（3）“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。①該步反應(yīng)的離子方程式有。②一定溫度下，的沉淀率隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。解釋分鐘后的沉淀率逐漸減小的原因：。（4）結(jié)合“浸錳”過程，從兩種礦石中各物質(zhì)利用的角度，分析聯(lián)合提取銀和錳的優(yōu)勢(shì)：。2．【2023年山東卷】鹽湖鹵水(主要含、和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備的工藝流程如下：已知：常溫下，。相關(guān)化合物的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）含硼固體中的在水中存在平衡：(常溫下，)；與溶液反應(yīng)可制備硼砂。常溫下，在硼砂溶液中，水解生成等物質(zhì)的量濃度的和，該水解反應(yīng)的離子方程式為，該溶液。（2）濾渣Ⅰ的主要成分是(填化學(xué)式)；精制Ⅰ后溶液中的濃度為，則常溫下精制Ⅱ過程中濃度應(yīng)控制在以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制Ⅰ，除無法回收外，還將增加的用量(填化學(xué)式)。（3）精制Ⅱ的目的是；進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)選擇的試劑是，若不進(jìn)行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致。3．【2023年6月浙江卷】某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁()按如下流程開展實(shí)驗(yàn)。

已知：①鋁土礦主要成分為，含少量和。用溶液溶解鋁土礦過程中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性的鋁硅酸鹽。②的絮凝效果可用鹽基度衡量，鹽基度當(dāng)鹽基度為0.60~0.85時(shí)，絮凝效果較好。請(qǐng)回答：（1）步驟Ⅰ所得濾液中主要溶質(zhì)的化學(xué)式是。（2）下列說法不正確的是___________。A．步驟I，反應(yīng)須在密閉耐高壓容器中進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)所需反應(yīng)溫度B．步驟Ⅱ，濾液濃度較大時(shí)通入過量有利于減少沉淀中的雜質(zhì)C．步驟Ⅲ，為減少吸附的雜質(zhì)，洗滌時(shí)需對(duì)漏斗中的沉淀充分?jǐn)嚢鐳．步驟Ⅳ中控制和的投料比可控制產(chǎn)品鹽基度（3）步驟V采用如圖所示的蒸汽浴加熱，儀器A的名稱是；步驟V不宜用酒精燈直接加熱的原因是。（4）測(cè)定產(chǎn)品的鹽基度。的定量測(cè)定：稱取一定量樣品，配成溶液，移取溶液于錐形瓶中，調(diào)，滴加指示劑溶液。在不斷搖動(dòng)下，用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺紅色(有沉淀)，30秒內(nèi)不褪色。平行測(cè)試3次，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液。另測(cè)得上述樣品溶液中。①產(chǎn)品的鹽基度為。②測(cè)定過程中溶液過低或過高均會(huì)影響測(cè)定結(jié)果，原因是。4．【2022年福建卷】粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料(主要含和等)提鋁的工藝流程如下：回答下列問題：（1）“浸出”時(shí)適當(dāng)升溫的主要目的是_______，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。（2）“浸渣”的主要成分除殘余外，還有_______。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，粉煤灰(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為)經(jīng)浸出、干燥后得到“浸渣”(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為)，的浸出率為_______。（3）“沉鋁”時(shí)，體系中三種物質(zhì)的溶解度曲線如下圖所示，加入沉鋁的目的是_______，“沉鋁”的最佳方案為_______。（4）“焙燒”時(shí)，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。（5）“水浸”后得到的“濾液2”可返回_______工序循環(huán)使用。5．【2022年湖北卷】全球?qū)︿囐Y源的需求不斷增長，“鹽湖提鋰”越來越受到重視。某興趣小組取鹽湖水進(jìn)行濃縮和初步除雜后，得到濃縮鹵水(含有和少量)，并設(shè)計(jì)了以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。時(shí)相關(guān)物質(zhì)的參數(shù)如下：的溶解度：化合物回答下列問題：（1）“沉淀1”為___________。（2）向“濾液1”中加入適量固體的目的是___________。（3）為提高的析出量和純度，“操作A”依次為___________、___________、洗滌。（4）有同學(xué)建議用“侯氏制堿法”的原理制備。查閱資料后，發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)對(duì)常溫下的有不同的描述：①是白色固體；②尚未從溶液中分離出來。為探究的性質(zhì)，將飽和溶液與飽和溶液等體積混合，起初無明顯變化，隨后溶液變渾濁并伴有氣泡冒出，最終生成白色沉淀。上述現(xiàn)象說明，在該實(shí)驗(yàn)條件下___________(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為___________。（5）他們結(jié)合（4）的探究結(jié)果，擬將原流程中向“濾液2”加入改為通入。這一改動(dòng)能否達(dá)到相同的效果，作出你的判斷并給出理由___________。6．【2022年重慶卷】電子印制工業(yè)產(chǎn)生的某退錫廢液含硝酸、錫化合物及少量Fe3+和Cu2+等，對(duì)其處理的流程如圖。Sn與Si同族，25℃時(shí)相關(guān)的溶度積見表?；瘜W(xué)式Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)Fe(OH)3Cu(OH)2溶度積1.0×10-564×10-382.5×10-20（1）Na2SnO3的回收①產(chǎn)品Na2SnO3中Sn的化合價(jià)是______。②退錫工藝是利用稀HNO3與Sn反應(yīng)生成Sn2+，且無氣體生成，則生成的硝酸鹽是_____，廢液中的Sn2+易轉(zhuǎn)化成SnO2·xH2O。③沉淀1的主要成分是SnO2，焙燒時(shí)，與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。（2）濾液1的處理①濾液1中Fe3+和Cu2+的濃度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是______。②25℃時(shí)，為了使Cu2+沉淀完全，需調(diào)節(jié)溶液H+濃度不大于______mol?L-1。（3）產(chǎn)品中錫含量的測(cè)定稱取產(chǎn)品1.500g，用大量鹽酸溶解，在CO2保護(hù)下，先用Al片將Sn4+還原為Sn2+，再用0.1000mol?L-1KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以淀粉作指示劑滴定過程中IO被還原為I—，終點(diǎn)時(shí)消耗KIO3溶液20.00mL。①終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為______，產(chǎn)生I2的離子反應(yīng)方程式為_____。②產(chǎn)品中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____%。7．（2021·海南真題）無水常作為芳烴氯代反應(yīng)的催化劑。某研究小組設(shè)計(jì)了如下流程，以廢鐵屑(含有少量碳和雜質(zhì))為原料制備無水。已知：氯化亞砜()熔點(diǎn)-101℃，沸點(diǎn)76℃，易水解?；卮饐栴}：（1）操作①是過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和___________。（2）為避免引入新的雜質(zhì)，試劑B可以選用___________(填編號(hào))。A．溶液 B．水 C．水 D．溶液（3）操作②是蒸發(fā)結(jié)晶，加熱的同時(shí)通入的目的是___________。（4）取少量晶體，溶于水并滴加溶液，現(xiàn)象是___________。（5）反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。（6）由轉(zhuǎn)化成的過程中可能產(chǎn)生少量亞鐵鹽，寫出一種可能的還原劑___________，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是該還原劑將還原___________。8．【2022年全國甲卷】硫酸鋅()是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為，雜質(zhì)為以及CA．Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)如下表：離子回答下列問題：（1）菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為_______。（2）為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。（3）加入物質(zhì)X調(diào)溶液，最適宜使用的X是_______(填標(biāo)號(hào))。A．

B．

C．濾渣①的主要成分是_______、_______、_______。（4）向的濾液①中分批加入適量溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有，該步反應(yīng)的離子方程式為_______。（5）濾液②中加入鋅粉的目的是_______。（6）濾渣④與濃反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是_______、_______。9．[2019新課標(biāo)Ⅲ]高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示。回答下列問題：相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol·L?1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（1）“濾渣1”含有S和__________________________；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________。（2）“氧化”中添加適量的MnO2的作用是________________________。（3）“調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_______~6之間。（4）“除雜1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“濾渣3”的主要成分是______________。（5）“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。（6）寫出“沉錳”的離子方程式___________________________________________________。（7）層狀鎳鈷錳三元材料可作為鋰離子電池正極材料，其化學(xué)式為LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合價(jià)分別為+2、+3、+4。當(dāng)x=y=時(shí)，z=___________。10．【2017江蘇卷】鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。（1）“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________。（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________(填“增大”、“不變”或“減小”)。（