高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件綜合提能1無機(jī)工藝流程

綜合提能(一)無機(jī)工藝流程高考怎么考

高考考什么

提能點(diǎn)1基于流程分析的物質(zhì)確定與轉(zhuǎn)化原理

提能點(diǎn)2工藝流程中的條件控制與產(chǎn)品分離提純模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升題型特色分析高考怎么考1.[2023?遼寧卷]某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+),實(shí)現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。已知:

物質(zhì)Fe(OH)3Co(OH)2Ni(OH)2Mg(OH)2Ksp10-37.410-14.710-14.710-10.8高考怎么考回答下列問題:(1)用硫酸浸取鎳鈷礦時(shí),提高浸取速率的方法為___________________________________________________________(答出一條即可)。

(2)“氧化”中,混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的過一硫酸(H2SO5),1molH2SO5中過氧鍵的數(shù)目為

。

適當(dāng)增大硫酸濃度或適當(dāng)升高溫度或?qū)㈡団挼V粉碎[解析]

(1)用硫酸浸取鎳鈷礦時(shí),為提高浸取速率,可適當(dāng)增大硫酸濃度、升高溫度或?qū)㈡団挼V粉碎以增大與硫酸的接觸面積。NA[解析]

(2)過一硫酸(H2SO5)的結(jié)構(gòu)簡式為,所以1molH2SO5中過氧鍵的數(shù)目為NA。高考怎么考(3)“氧化”中,用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4,Mn2+被H2SO5氧化為MnO2,該反應(yīng)的離子方程式為

(H2SO5的電離第一步完全,第二步微弱);濾渣的成分為MnO2、

(填化學(xué)式)。

物質(zhì)Fe(OH)3Co(OH)2Ni(OH)2Mg(OH)2Ksp10-37.410-14.710-14.710-10.8Fe(OH)3高考怎么考(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變,Mn(Ⅱ)氧化率與時(shí)間的關(guān)系如下。SO2體積分?jǐn)?shù)為

時(shí),Mn(Ⅱ)氧化速率最大;繼續(xù)增大SO2體積分?jǐn)?shù)時(shí),Mn(Ⅱ)氧化速率減小的原因是

。

9.0%

[解析](4)根據(jù)圖示可知SO2體積分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí),Mn(Ⅱ)氧化速率最大;由于SO2有還原性,繼續(xù)增大SO2體積分?jǐn)?shù)時(shí),過多SO2將會(huì)降低H2SO5的濃度,從而降低Mn(Ⅱ)氧化速率。SO2有還原性,過多時(shí)將會(huì)降低H2SO5的濃度,降低Mn(Ⅱ)氧化速率高考怎么考(5)“沉鈷鎳”中得到的Co(Ⅱ)在空氣中可被氧化成CoO(OH),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(6)“沉鎂”中為使Mg2+沉淀完全(25℃),需控制pH不低于

(精確至0.1)。4Co(OH)2+O2=4CoO(OH)+2H2O

[解析](5)“沉鈷鎳”中得到的Co(OH)2在空氣中可被氧化成CoO(OH),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Co(OH)2+O2

=4CoO(OH)+2H2O。(6)Ksp[Mg(OH)2]=10-10.8,當(dāng)鎂離子完全沉淀時(shí),c(Mg2+)=10-5mol·L-1,c(OH-)=10-2.9

mol·L-1,根據(jù)KW=10-14,c(H+)=10-11.1mol·L-1,所以溶液的pH=11.1。11.1

物質(zhì)Fe(OH)3Co(OH)2Ni(OH)2Mg(OH)2Ksp10-37.410-14.710-14.710-10.8高考怎么考2.[2023?湖南卷]超純Ga(CH3)3是制備第三代半導(dǎo)體的支撐源材料之一。近年來,我國科技工作者開發(fā)了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術(shù),在研制超純Ga(CH3)3方面取得了顯著成果。工業(yè)上以粗鎵為原料,制備超純Ga(CH3)3的工藝流程如下:已知:①金屬Ga的化學(xué)性質(zhì)和Al相似,Ga的熔點(diǎn)為29.8℃;②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作為配體;③相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn):高考怎么考[解析]以粗鎵為原料,制備超純Ga(CH3)3,粗Ga經(jīng)過電解精煉得到高純Ga,Ga和Mg反應(yīng)生產(chǎn)Ga2Mg5,Ga2Mg5和CH3I、Et2O反應(yīng)生成Ga(CH3)3(Et2O)、MgI2和CH3MgI,然后經(jīng)過蒸發(fā)溶劑、蒸餾,除去殘?jiān)麺gI2、CH3MgI,加入NR3進(jìn)行配體交換、進(jìn)一步蒸出得到超純Ga(CH3)3,Et2O可重復(fù)利用,據(jù)此解答。高考怎么考回答下列問題:(1)晶體Ga(CH3)3的晶體類型是

;

(2)“電解精煉”裝置如圖所示,電解池溫度控制在40~45℃的原因是____________________________________________,陰極的電極反應(yīng)式________________________________________________________________________;

分子晶體

保證Ga熔化為液體,便于純Ga流出

高考怎么考(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的產(chǎn)物還包括MgI2和CH3MgI,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

;

(4)“殘?jiān)苯?jīng)純水處理,能產(chǎn)生可燃性氣體,該氣體主要成分是

;

8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2Ga(CH3)3(Et2O)+3MgI2+2CH3MgI[解析]

(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的產(chǎn)物還包括MgI2和CH3MgI,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5

=2Ga(CH3)3(Et2O)+3MgI2+2CH3MgI。(4)“殘?jiān)焙珻H3MgI,經(jīng)純水處理,能產(chǎn)生可燃性氣體CH4。CH4

高考怎么考(5)下列說法錯(cuò)誤的是

;

A.流程中Et2O得到了循環(huán)利用B.流程中,“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無水無氧的條件下進(jìn)行C.“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3),并蒸出Ga(CH3)3D.用核磁共振氫譜不能區(qū)分Ga(CH3)3和CH3ID[解析]

(5)根據(jù)分析,流程中Et2O得到了循環(huán)利用,A正確;Ga2Mg5合成Ga(CH3)3(Et2O)時(shí)有格氏試劑CH3MgI生成,所以不能有水,而“工序X”得到的Ga(CH3)3易被氧化,不能有氧氣,則流程中“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無水無氧的條件下進(jìn)行,B正確;高考怎么考(5)下列說法錯(cuò)誤的是

;

A.流程中Et2O得到了循環(huán)利用B.流程中,“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無水無氧的條件下進(jìn)行C.“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3),并蒸出Ga(CH3)3D.用核磁共振氫譜不能區(qū)分Ga(CH3)3和CH3ID“配體交換”得到Ga(CH3)3(NR3),Ga(CH3)3的沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于NR3,“工序X”是解配Ga(CH3)3(NR3)后蒸出Ga(CH3)3,C正確;二者甲基的化學(xué)環(huán)境不同,在核磁共振氫譜中均只有1組峰但化學(xué)位移不同,用核磁共振氫譜能區(qū)分Ga(CH3)3和CH3I,D錯(cuò)誤。高考怎么考(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制備超純Ga(CH3)3,而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是______________________________________________________________________________________________;

NR3的沸點(diǎn)較高,易與Ga(CH3)3分離;Et2O的沸點(diǎn)低于Ga(CH3)3,二者會(huì)一起蒸出,難以得到超純Ga(CH3)3[解析](6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)時(shí),由于Et2O的沸點(diǎn)較低,會(huì)與Ga(CH3)3一起蒸出,不能制備超純Ga(CH3)3,而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3,根據(jù)題給相關(guān)物質(zhì)沸點(diǎn)可知,NR3的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于Ga(CH3)3,易與Ga(CH3)3分離。高考怎么考(7)比較分子中的C—Ga—C鍵角大小:Ga(CH3)3

Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”),其原因是_____________________________________________________________________________________。

[解析]

(7)分子中的C—Ga—C鍵角:Ga(CH3)3>Ga(CH3)3(Et2O),其原因是Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化,為平面結(jié)構(gòu),而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga為sp3雜化,為四面體結(jié)構(gòu),sp3雜化軌道的夾角小于sp2雜化軌道。>

Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化,為平面結(jié)構(gòu),而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga為sp3雜化,為四面體結(jié)構(gòu)必備知識(shí)提能點(diǎn)1基于流程分析的物質(zhì)確定與轉(zhuǎn)化原理高考考什么1.基于流程分析的物質(zhì)確定流程中相關(guān)物質(zhì)的確定可參考思考的角度濾渣、濾液的成分樣品中原料和雜質(zhì)的成分在每一步驟中與每一種試劑的反應(yīng)情況:①反應(yīng)過程中哪些物質(zhì)(離子)消失了?②所加試劑是否過量或離子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)又產(chǎn)生了哪些新離子?要考慮這些離子間是否會(huì)發(fā)生反應(yīng)必備知識(shí)高考考什么流程中相關(guān)物質(zhì)的確定可參考思考的角度副產(chǎn)品①根據(jù)制備目的分析,不是主產(chǎn)品②從流程圖上看,是支線產(chǎn)品,對(duì)生產(chǎn)、生活有用,無毒無害,不污染環(huán)境等循環(huán)物質(zhì)

①從流程圖上看,一般箭頭回頭對(duì)應(yīng)的物質(zhì)

②前面工序反應(yīng)中的反應(yīng)物,后面工序反應(yīng)中的生成物必備知識(shí)高考考什么2.化工流程轉(zhuǎn)化中方程式的書寫(1)獲取信息首先根據(jù)題給材料中的信息寫出部分反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式,書寫時(shí)可關(guān)注流程中箭頭的指向:箭頭指入——反應(yīng)物;箭頭指出——生成物;箭頭回指——循環(huán)物。(2)確定反應(yīng)類型根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有無變化判斷反應(yīng)類型:①元素化合價(jià)無變化則為非氧化還原反應(yīng),遵循質(zhì)量守恒定律。②元素化合價(jià)有變化則為氧化還原反應(yīng),除遵循質(zhì)量守恒定律外,還要遵循得失電子守恒規(guī)律。

必備知識(shí)高考考什么(3)書寫步驟——陌生的氧化還原反應(yīng)①首先根據(jù)題給材料中的信息確定氧化劑(或還原劑)與還原產(chǎn)物(或氧化產(chǎn)物),結(jié)合已學(xué)知識(shí)根據(jù)加入的還原劑(或氧化劑)判斷氧化產(chǎn)物(或還原產(chǎn)物);②根據(jù)得失電子守恒配平氧化還原反應(yīng);③根據(jù)電荷守恒和反應(yīng)物的酸堿性,在方程式左邊或右邊補(bǔ)充H+、OH-或H2O等;④根據(jù)質(zhì)量守恒配平反應(yīng)方程式。1.[2022?全國甲卷]硫酸鋅(ZnSO4)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ZnCO3,雜質(zhì)為SiO2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: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

。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么離子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+Ksp4.0×10-386.7×10-172.2×10-208.0×10-161.8×10-11ZnCO3

ZnO+CO2↑[解析]由題干信息,菱鋅礦的主要成分為ZnCO3,雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物,結(jié)合流程圖分析,菱鋅礦焙燒,主要發(fā)生反應(yīng)ZnCO3

ZnO+CO2↑,再加入H2SO4酸浸,得到的濁液中除SiO2等難溶物外,還含有Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+等金屬陽離子,加入物質(zhì)X調(diào)節(jié)pH=5,結(jié)合表格數(shù)據(jù),過濾得到Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的濾渣①,濾液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+,再向?yàn)V液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+,過濾得到Fe(OH)3和MnO2的濾渣②,濾液②中加入鋅粉,發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+

=Zn2++Cu,過濾后得到的濾渣③主要為Cu,再向?yàn)V液③中加入HF脫鈣鎂,過濾得到的濾渣④為CaF2、MgF2,濾液④為ZnSO4溶液,經(jīng)一系列處理得到ZnSO4·7H2O。(1)由分析,焙燒時(shí),生成ZnO的反應(yīng)為ZnCO3

ZnO+CO2↑。對(duì)點(diǎn)突破高考考什么(2)為了提高鋅的浸取效果,可采取的措施有

、________________________________________________________________。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么適當(dāng)升高溫度

將焙燒后的產(chǎn)物碾碎以增大接觸面積、增大硫酸的濃度、攪拌等[解析]

(2)可采用適當(dāng)升高溫度、將焙燒后的產(chǎn)物碾碎以增大接觸面積、增大硫酸的濃度、攪拌等方式提高鋅的浸取率。

(3)加入物質(zhì)X調(diào)溶液pH=5,最適宜使用的X是

(填標(biāo)號(hào))。

A.NH3·H2O

B.Ca(OH)2

C.NaOH濾渣①的主要成分是

、

、

。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么離子Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+Mg2+Ksp4.0×10-386.7×10-172.2×10-208.0×10-161.8×10-11B

[解析]

(3)NH3·H2O易分解產(chǎn)生NH3污染空氣,且經(jīng)濟(jì)成本較高,A不適宜;Ca(OH)2引入的Ca2+可在后續(xù)脫鈣鎂步驟中除去,且成本較低,B適宜;NaOH會(huì)引入雜質(zhì)Na+,在后續(xù)步驟難以除去,且成本較高,C不適宜。當(dāng)沉淀完全時(shí)(離子濃度小于10-5mol·L-1),結(jié)合表格Ksp計(jì)算各離子完全沉淀時(shí),pH<5的只有Fe3+,故濾渣①中有Fe(OH)3,又CaSO4是微溶物,SiO2不溶于硫酸,故濾渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2。Fe(OH)3

CaSO4

SiO2

(4)向80~90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液充分反應(yīng)后過濾,濾渣②中有MnO2,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H2SO4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

、

。對(duì)點(diǎn)突破高考考什么

置換Cu2+為Cu從而除去CaSO4MgSO4【思維過程】基于流程分析的物質(zhì)確定與轉(zhuǎn)化過程分析基于題給信息和元素變化的物質(zhì)分析分析圖示可知,SiO2進(jìn)入濾渣①中,Fe元素進(jìn)入濾渣①和②中,Ca、Mg元素主要進(jìn)入濾渣④中,因此Cu元素只能進(jìn)入濾渣③中,該步工藝為“轉(zhuǎn)化過濾”,其原理是Zn與Cu2+反應(yīng)生成Cu,除去Cu。對(duì)點(diǎn)突破高考考什么2.[2022?河北卷]以焙燒黃鐵礦FeS2(雜質(zhì)為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備銨鐵藍(lán)Fe(NH4)Fe(CN)6顏料。工藝流程如下:回答下列問題:(1)紅渣的主要成分為

(填化學(xué)式),濾渣①的主要成分為

(填化學(xué)式)。(2)黃鐵礦研細(xì)的目的是

。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么Fe2O3、SiO2[解析]

(1)FeS2(雜質(zhì)為石英等)在空氣中焙燒生成Fe2O3和SO2,則紅渣的主要成分為Fe2O3、SiO2;SiO2不溶于硫酸,故濾渣①的主要成分為SiO2。SiO2增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率

[解析]

(2)將黃鐵礦研細(xì)的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率。(3)還原工序中,不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(4)工序①的名稱為

,所得母液循環(huán)使用。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4

蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(5)沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合價(jià)為

,氧化工序發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么+2價(jià)

(6)若用還原工序得到的濾液制備Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,所加試劑為

和_________________(填化學(xué)式,不引入雜質(zhì))。對(duì)點(diǎn)突破高考考什么

O2(或H2O2)

NH3·H2O(或NH3)必備知識(shí)提能點(diǎn)2

工藝流程中的條件控制與產(chǎn)品分離高考考什么1.化學(xué)工藝流程中原料預(yù)處理原料預(yù)處理目的研磨增大固體樣品與液體(或氣體)的接觸面積,加快反應(yīng)速率灼燒除去可燃性的雜質(zhì)(或使原料初步轉(zhuǎn)化),雜質(zhì)高溫下氧化、分解浸出(水浸、酸浸、堿浸)通過物理溶解或與浸取液接觸反應(yīng),除去固體表面的油污或使原料中不溶物通過過濾除去,可溶性離子進(jìn)入溶液攪拌使反應(yīng)物充分接觸,增大反應(yīng)(或溶解)速率必備知識(shí)高考考什么2.流程中反應(yīng)條件的控制條件控制目的反應(yīng)物用量或濃度①酸浸時(shí)提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率,但要適當(dāng);②增大便宜、易得的反應(yīng)物的濃度,可以提高其他物質(zhì)的利用率,使反應(yīng)充分進(jìn)行;③增大物質(zhì)濃度可以加快反應(yīng)速率,使平衡發(fā)生移動(dòng)等加入氧化劑(或還原劑)①轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價(jià)態(tài);②除去雜質(zhì)離子[如把Fe2+氧化成Fe3+,而后調(diào)溶液的pH,使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去]必備知識(shí)高考考什么條件控制目的加入沉淀劑①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、硫化亞鐵等);②加入可溶性碳酸鹽,生成碳酸鹽沉淀;③加入氟化鈉,除去Ca2+、Mg2+控制反應(yīng)的溫度①防止副反應(yīng)的發(fā)生;②使化學(xué)平衡移動(dòng);③控制化學(xué)反應(yīng)的方向;④控制固體的溶解與結(jié)晶,控制反應(yīng)速率;⑤使催化劑達(dá)到最大活性;⑥升溫:促進(jìn)溶液中的氣體逸出,使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā);⑦加熱煮沸:促進(jìn)水解,膠體聚沉后利于過濾分離;⑧趁熱過濾:減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量;⑨降溫:防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)控制溶液的pH①生成金屬氫氧化物,以達(dá)到除去金屬離子的目的;②抑制鹽類水解;③促進(jìn)鹽類水解生成沉淀,有利于過濾分離必備知識(shí)高考考什么3.產(chǎn)品分離提純的方法分離提純的方法原理及應(yīng)用蒸發(fā)(反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解)如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí),應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防止其水解蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶如除去KNO3中的少量NaCl蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾如除去NaCl中的少量KNO3溶解法利用特殊溶劑把雜質(zhì)溶解而除去,如可用過量的NaOH溶液除去Fe中的雜質(zhì)Al;除去CO2中的HCl、水蒸氣雜質(zhì),先通過飽和食鹽水,再通過濃H2SO4必備知識(shí)高考考什么分離提純的方法原理及應(yīng)用沉淀法①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量,且在后續(xù)步驟中容易除去);②調(diào)節(jié)溶液的pH洗滌晶體①水洗:通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì);②冰水洗滌:能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,且減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗;③有機(jī)溶劑洗滌(如乙醇等):洗去晶體表面的雜質(zhì),降低晶體的溶解度,減少產(chǎn)品損失等1.[2022?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Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+),并設(shè)計(jì)了以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。25℃時(shí)相關(guān)物質(zhì)的參數(shù)如下:LiOH的溶解度:12.4g/(100gH2O)對(duì)點(diǎn)突破高考考什么化合物KspMg(OH)25.6×10-12Ca(OH)25.5×10-6CaCO32.8×10-9Li2CO32.5×10-2對(duì)點(diǎn)突破高考考什么[解析]濃縮鹵水(含有Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有Na+、Li+、Cl-、OH-和Ca2+的濾液1,沉淀1為Mg(OH)2和過量的Ca(OH)2,向?yàn)V液1中加入適量Li2CO3后,得到的濾液2中含有的離子為Na+、Li+、Cl-和OH-,沉淀2為CaCO3,向?yàn)V液2中加入Na2CO3,得到含Li2CO3的濁液,再通過蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、洗滌、干燥后得到產(chǎn)品Li2CO3?；卮鹣铝袉栴}:(1)“沉淀1”為

。

(2)向“濾液1”中加入適量固體Li2CO3的目的是_______________________________________________________。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么[解析]

(1)濃縮鹵水中含有Mg2+,當(dāng)加入石灰乳后,轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀,所以沉淀1為Mg(OH)2和Ca(OH)2。(2)濾液1中含有Na+、Li+、Cl-、OH-和Ca2+,結(jié)合已知條件:LiOH的溶解度和化合物的溶度積常數(shù),可推測(cè)加入Li2CO3的目的是將Ca2+轉(zhuǎn)化成CaCO3沉淀除去,同時(shí)不引入新雜質(zhì)。將Ca2+轉(zhuǎn)化成CaCO3沉淀除去,同時(shí)不引入新雜質(zhì)Mg(OH)2和Ca(OH)2(3)為提高Li2CO3的析出量和純度,“操作A”依次為

、

、洗滌。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么蒸發(fā)濃縮[解析](3)由Li2CO3的溶解度曲線可知,溫度升高,Li2CO3的溶解度降低,即在溫度高時(shí),溶解度小,有利于析出,所以為提高Li2CO3的析出量和純度,需要在較高溫度下析出并過濾得到沉淀,即“操作A”依次為蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、洗滌。趁熱過濾(4)有同學(xué)建議用“侯氏制堿法”的原理制備Li2CO3。查閱資料后,發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)對(duì)常溫下的LiHCO3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LiHCO3的性質(zhì),將飽和LiCl溶液與飽和NaHCO3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LiHCO3_______(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”),有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。對(duì)點(diǎn)突破高考考什么不穩(wěn)定

(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Na2CO3改為通入CO2。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:________________________________________________________________________________________________________________________________。對(duì)點(diǎn)突破高考考什么

能達(dá)到相同效果,因?yàn)楦臑橥ㄈ隒O2,則LiOH轉(zhuǎn)化為Li2CO3,過量時(shí)轉(zhuǎn)化為LiHCO3,結(jié)合(4)的探究結(jié)果,LiHCO3也會(huì)很快分解產(chǎn)生Li2CO3[解析]

(5)“濾液2”中含有LiOH,加入Na2CO3,目的是將LiOH轉(zhuǎn)化為Li2CO3。若改為通入CO2,則LiOH轉(zhuǎn)化為Li2CO3,過量時(shí)轉(zhuǎn)化為LiHCO3,結(jié)合(4)的探究結(jié)果,LiHCO3也會(huì)很快分解產(chǎn)生Li2CO3,所以這一改動(dòng)能達(dá)到相同的效果。2.[2022?遼寧卷]某工廠采用輝鉍礦(主要成分為Bi2S3,含有FeS2、SiO2雜質(zhì))與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯(lián)合焙燒法制備BiOCl和MnSO4,工藝流程如下:已知:①焙燒時(shí)過量的MnO2分解為Mn2O3,FeS2轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3;②金屬活動(dòng)性:Fe>(H)>Bi>Cu;③相關(guān)金屬離子形成氫氧化物的pH范圍如下:對(duì)點(diǎn)突破高考考什么

開始沉淀pH完全沉淀pHFe2+6.58.3Fe3+1.62.8Mn2+8.110.1回答下列問題:(1)為提高焙燒效率,可采取的措施為

。

a.進(jìn)一步粉碎礦石b.鼓入適當(dāng)過量的空氣c.降低焙燒溫度對(duì)點(diǎn)突破高考考什么ab[解析](1)聯(lián)合焙燒時(shí),進(jìn)一步粉碎礦石,可以增大礦石與空氣的接觸面積,能夠提高焙燒效率,a符合題意;鼓入適當(dāng)過量的空氣有利于礦石充分反應(yīng),b符合題意;降低焙燒溫度,反應(yīng)速率減慢,不利于提高焙燒效率,c不符合題意。(2)Bi2S2在空氣中單獨(dú)焙燒生成Bi2O3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________。

(3)“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為:①充分浸出Bi3+和Mn2+;②

。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么2Bi2S3+9O22Bi2O3+6SO2[解析](3)加入濃鹽酸后,溶液中含有的離子主要為Bi3+、Fe3+、Mn2+、H+、Cl-,而酸浸后取濾液進(jìn)行轉(zhuǎn)化,故要防止金屬離子水解生成沉淀,進(jìn)入濾渣,造成制得的BiOCl產(chǎn)率偏低。抑制金屬離子水解[解析](2)Bi2S3在空氣中單獨(dú)焙燒生成Bi2O3,根據(jù)原子守恒可知還應(yīng)生成SO2,結(jié)合得失電子守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Bi2S3+9O2

2Bi2O3+6SO2。(4)濾渣的主要成分為

(填化學(xué)式)。

(5)生成氣體A的離子方程式為

。(6)加入金屬Bi的目的是

。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么SiO2Mn2O3+6H++2Cl-

=2Mn2++Cl2↑+3H2O將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+[解析](6)由已知信息③知,調(diào)pH=2.6時(shí),Fe3+會(huì)水解生成Fe(OH)3沉淀,但Fe2+還沒開始沉淀,故要將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,在調(diào)pH后獲得含F(xiàn)eCl2的濾液,為了不引入新的雜質(zhì),加入Bi作還原劑。

開始沉淀pH完全沉淀pHFe2+6.58.3Fe3+1.62.8Mn2+8.110.1(7)將100kg輝鉍礦進(jìn)行聯(lián)合焙燒,轉(zhuǎn)化時(shí)消耗1.1kg金屬Bi,假設(shè)其余各步損失不計(jì),干燥后稱量BiOCl產(chǎn)品質(zhì)量為32kg,滴定測(cè)得產(chǎn)品中Bi的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.5%。輝鉍礦中Bi元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

。

對(duì)點(diǎn)突破高考考什么

24.02%思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程[解析]由流程和題中信息可知,LiCoO2粗品與SiCl4在500℃焙燒時(shí)生成氧氣和燒渣,燒渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物;燒渣經(jīng)水浸、過濾后得濾液1和濾餅1,濾餅1的主要成分是SiO2;濾液1用氫氧化鈉溶液沉鈷,過濾后得濾餅2[主要成分為Co(OH)2]和濾液2(主要溶質(zhì)為LiCl);濾餅2置于空氣中在850℃煅燒得到Co3O4;濾液2經(jīng)碳酸鈉溶液沉鋰,得到濾液3和濾餅3,濾餅3為Li2CO3。思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程四ⅧSiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程[解析](1)Co是27號(hào)元素,其原子核外有4個(gè)電子層,其價(jià)層電子排布為3d74s2,元素周期表第8、9、10三個(gè)縱列合稱第Ⅷ族,因此,其位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。(2)“500℃焙燒”后剩余的SiCl4應(yīng)先除去,否則水浸時(shí)四氯化硅與水反應(yīng)生成氯化氫和硅酸,產(chǎn)生大量的煙(硅酸固體)霧(鹽酸小液滴),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl。思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程焰色試驗(yàn)[解析](3)洗凈的“濾餅3”的主要成分為Li2CO3,常用焰色試驗(yàn)鑒別Li2CO3和Na2CO3,Li2CO3的焰色為紫紅色,而Na2CO3的焰色為黃色。思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程5.9×10-7

6Co(OH)2+O22Co3O4+6H2O

思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程

思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程abd

思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程[解析](5)Si—Cl極性更大,則Si—Cl更易斷裂,因此,SiCl4比CCl4易水解,a有關(guān);Si的原子半徑更大,因此,SiCl4中的共用電子對(duì)更加偏向于Cl,從而導(dǎo)致Si—Cl極性更大,且Si原子更易受到水電離出的OH-的進(jìn)攻,因此SiCl4比CCl4易水解,b有關(guān);通常鍵能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定且不易斷裂,因此,Si—Cl鍵能更大不能說明Si—Cl更易斷裂,故不能說明SiCl4比CCl4易水解,c無關(guān);Si有更多的價(jià)層軌道,因此更易與水電離出的OH-形成化學(xué)鍵,從而導(dǎo)致SiCl4比CCl4易水解,d有關(guān)。思維模型構(gòu)建模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程

Na2CrO4

[解析]

(1)因?yàn)殪褵^程中加入了NaOH,為堿性環(huán)境,故含鉻最高價(jià)含氧酸鹽主要為Na2CrO4。模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程核心素養(yǎng)提升(2)水浸渣中主要有SiO2和

。

(3)“沉淀”步驟調(diào)pH到弱堿性,主要除去的雜質(zhì)是

。

Fe2O3[解析]

(2)雜質(zhì)中的鐵的化合物不會(huì)與NaOH及Na2CO3反應(yīng),煅燒時(shí)通入了空氣,故煅燒后鐵將以Fe2O3的形式存在,則水浸渣中除了SiO2還主要有Fe2O3。模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程核心素養(yǎng)提升鋁

(4)“除硅磷”步驟中,使硅、磷分別以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。該步需要控制溶液的pH≈9以達(dá)到最好的除雜效果。若pH<9時(shí),會(huì)導(dǎo)致_____________________________________________;

pH>9時(shí),會(huì)導(dǎo)致___________________________________________。

磷不能除凈(磷酸鹽會(huì)轉(zhuǎn)化為可溶性的酸式鹽)

模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程核心素養(yǎng)提升

硅不能除凈(生成氫氧化鎂,鎂離子被消耗)

C

[解析]

(5)由題意可知,V2O5既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng),故V2O5體現(xiàn)兩性,選C。模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程核心素養(yǎng)提升(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液,反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。

模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程核心素養(yǎng)提升

氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3Be(OH)2Al(OH)3Ksp4.8×10-163.8×10-381.0×10-211.0×10-33模型構(gòu)建與素養(yǎng)提升——無機(jī)工藝流程核心素養(yǎng)提升[解析]含氟鈹?shù)V石(主要成分為3BeO·Al2O3·6SiO2,雜質(zhì)為Fe2+、F-等),加方解石(碳酸鈣)熔煉,反應(yīng)生成硅酸鈣、偏鋁酸鈣、鈹酸鈣,熔煉后濕磨,加硫酸酸浸,過程中反應(yīng)生成硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鈹、硅酸和硫酸鈣沉淀,過濾除去硅酸和硫酸鈣,