2018年高考化學(xué)復(fù)習(xí)專(zhuān)題四化學(xué)實(shí)驗(yàn)第17講化學(xué)工藝流程學(xué)案

第17講化學(xué)工藝流程

最新考綱考向分析

1.以化工流程為載體，?？疾椋?/p>

L建立分析解決材料、環(huán)(1)試驗(yàn)操作目的分析。

境、健康、能源等領(lǐng)域關(guān)于(2)試驗(yàn)操作規(guī)范推斷。

物質(zhì)的制備和應(yīng)用等實(shí)際2.以物質(zhì)制備和提純?yōu)榍榫?，考查?/p>

問(wèn)題和思路方法。(1)生疏物質(zhì)化合價(jià)的推斷及電子式的

2.相識(shí)物質(zhì)性質(zhì)、設(shè)計(jì)物書(shū)寫(xiě)。

質(zhì)轉(zhuǎn)化的核心角度,形成相(2)反應(yīng)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)。

識(shí)途徑，并將其應(yīng)用于解決(3)流程中試劑的選擇，中間產(chǎn)物的種類(lèi)

真實(shí)問(wèn)題，進(jìn)而形成解決問(wèn)及離子推斷。

題的思路和方法。(4)試驗(yàn)操作規(guī)范語(yǔ)言的表述。

3.相識(shí)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在自然(5)試驗(yàn)操作試劑的選取。

資源利用和環(huán)境愛(ài)護(hù)中的(6)流程的中間環(huán)節(jié)物質(zhì)種類(lèi)及離子推

重要價(jià)值。斷。

(7)樣品中質(zhì)量分?jǐn)?shù)及產(chǎn)物產(chǎn)率的計(jì)算。

考點(diǎn)一物質(zhì)制備型

7真題感悟：：》(通前)

,hentiganwu?''沐刖’

1.(2019?全國(guó)I?27)LiJi50i2和LiFePOi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：

回答下列問(wèn)題：

(1)“酸浸”試驗(yàn)中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)

鐵的浸出率為70%時(shí)，所采納的試驗(yàn)條件為100℃、2190℃、5h。

(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCl〉形式存在，寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)的離

子方程式FeTi03+4H++4Cr=Fe2++Ti0Clg+2H20。

(3)TiO「朋冷沉淀及雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得試驗(yàn)結(jié)果如

F表所示:

溫度/℃3035404550

Ti02?祖0轉(zhuǎn)化

9295979388

率/%

分析40℃時(shí)Ti02-AH20轉(zhuǎn)化率最高的緣由低于4O℃,TiO2?高2。

轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度上升而增加；超過(guò)40℃,雙氧水分解及氨氣逸

出導(dǎo)致Ti02?加2。轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降。

⑷Lili。中Ti的化合價(jià)為+4,其中過(guò)氧鍵的數(shù)目為

(5)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Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=

l.OXIOTmol-L-1,此時(shí)是否有Mg3(P0,沉淀生成？Fe升恰好沉淀

1QV|0-22

?定全也3同三十友『。1?3X1?！?。］?L，,黑暗

+)?3(po尸)值為0.01嘆(1.3X10-")2=1.7X10一

叱AUMg3(P0")3］,因此不會(huì)生成Mg3(P0)沉淀(列式計(jì)算)。FePO八

Mg3(P0)2的(p分別為L(zhǎng)3X10T2、10x10-24。

(6)寫(xiě)出“高溫燃燒②"中由FePOi制備LiFePO」的化學(xué)方程式

2FePQi+Li2cO3+H2c204^^2LiFeP04+3C02t+乩0f。

［解析］(D從圖象干脆可以看出，鐵的浸出率為70%時(shí)對(duì)應(yīng)的溫

度、時(shí)間，符合溫度上升，反應(yīng)速率加快，值得留意的是，這類(lèi)填空

題可能有多個(gè)合理答案。(2)考查離子方程式書(shū)寫(xiě)。難點(diǎn)為生成物還

有什么，鈦酸亞鐵中鈦為+4價(jià)，鐵為+2價(jià)，產(chǎn)物有氯化亞鐵，比

較FeTiOs和TiOC"一知，產(chǎn)物中肯定有上0。值得留意的是鈦酸亞鐵及

鹽酸反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)。(3)聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)速率、雙氧水和氨水

性質(zhì)分析轉(zhuǎn)化率。這類(lèi)問(wèn)題要從兩個(gè)角度分析，即低于40℃時(shí)，隨

著溫度的上升，反應(yīng)速率加快；高于40℃時(shí)，氨水揮發(fā)速率加快、

雙氧水分解速率加快，導(dǎo)致反應(yīng)物濃度降低，結(jié)果轉(zhuǎn)化率降低。(4)

考查化學(xué)式及元素化合價(jià)關(guān)系。鋰元素在化合物中只有一種化合價(jià)

(+1),化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和等于0,過(guò)氧鍵中氧顯一1價(jià)，類(lèi)

似雙氧水、過(guò)氧化鈉。假如能求出一1價(jià)氧原子個(gè)數(shù)，就能求出過(guò)氧

鍵數(shù)目，即過(guò)氧鍵數(shù)目等于一1價(jià)氧原子個(gè)數(shù)的一半。設(shè)Li/Ti5()i5中

x+y=15

—2價(jià)、一1價(jià)氧原子個(gè)數(shù)分別為X、匕有：。上”，解得x

2x+y=22

=7,y=8o所以，過(guò)氧鋌數(shù)目為?=4。(5)考查溶度積計(jì)算以及推斷

沉淀是否形成。分兩步計(jì)算：①計(jì)算鐵離子完全沉淀時(shí)磷酸根離子濃

1QXZ10-22

度。c(Fe3+)?c(P0D=^(FePO),c(P0D=/nvin_5mo1*「=

P41?UA1U

1.3X10-l7mol-L-1o②混合后，溶液中鎂離子濃度為c(Mg2+)=0.01

mol?L-1,c3(Mg2+)?c2(P0D=0.013X(1.3X10-17)2=1.7X10-

4°OUMg3(PO)2],沒(méi)有磷酸鎂沉淀生成。(6)草酸中碳為+3價(jià)，高溫

煨燒過(guò)程中鐵的化合價(jià)降低，碳的化合價(jià)上升，有CO2生成。

2.(2018?北京?26)磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下：

已知：磷精礦主要成分為Ca5(PO3(OH),還含有

Ca5(P04)3F和有機(jī)碳等。

溶解度：Cas(P0)3(OH)〈CaSOj?0.5H20

(1)上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有研磨、加熱。

(2)磷精礦粉酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)：

2Ca5(POJ3(OH)+3H20+lOH.SO^^^lOCaSO1?0.5H2O+6H3Poi

①該反應(yīng)體現(xiàn)出酸性關(guān)系：H3P。44H2SO4(填“>”或“心)。

②結(jié)合元素周期律說(shuō)明①中結(jié)論：P和S電子層數(shù)相同，核電荷

數(shù)P〈S,原子半徑P>S,得電子實(shí)力P<S,非金屬性P〈S°

(3)酸浸時(shí)，磷精礦中Ca5(P0，F(xiàn)所含氟轉(zhuǎn)化為HF,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化

為SiK除去。寫(xiě)誕生成HF的化學(xué)方程式：2Ca5(P0,3F+10H2s0,十

5H?0，=10CaS0i?0,5H*+6乩股+2股。

(4)H2O2將粗磷酸中的有機(jī)碳氧化為CO,脫除，同時(shí)自身也會(huì)發(fā)生

分解。相同投料比、相同反應(yīng)時(shí)間，不同溫度下的有機(jī)碳脫除率如圖

所示。80℃后脫除率變更的緣由：80°C后，田。2分解速率大，濃度

顯著降低。

(5)脫硫時(shí),CaCOs稍過(guò)量，充分反應(yīng)后仍有SO廠殘留,緣由是CaSO”

微溶；加入Bat%可進(jìn)一步提高硫的脫除率，其離子方程式是BaC03

+SOF+2H3P0F=BaS0i+C02t+H2O+2H2P(萬(wàn)。

(6)取ag所得精制磷酸，加適量水稀釋?zhuān)园倮锵惴优渥髦甘緞?/p>

用6moi?NaOH溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)生成N&HPO”消耗NaOH溶液

0049A

cmLo精制磷酸中H3Poi的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是.’o(已知：H3Pol摩爾

-a-

質(zhì)量為98g-mol-1)

［解析］(1)可通過(guò)增大接觸面積和上升溫度等措施加快反應(yīng)速

率。通過(guò)題給流程可知，能夠加快反應(yīng)速率的措施有研磨和加熱。

(2)①由強(qiáng)酸制弱酸規(guī)律可知，硫酸的酸性強(qiáng)于磷酸的酸性。②依

據(jù)兩者電子層數(shù)相同，可推斷兩者處于同一周期，且S在P的右側(cè)，

核電荷數(shù)P〈S,原子半徑P>S,得電子實(shí)力P〈S,非金屬性P〈S,依據(jù)

非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)的規(guī)律可知，

硫酸的酸性強(qiáng)于磷酸的酸性。

(3)已知反應(yīng)物為Ca5(PO4)3F和H2S04,生成物為CaSO,?0.5H20>

也PO”和HF,再依據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒可寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

5H0+6HP0I+2HFO

2Ca5(POD3F+lOH,SO^+SH.O^^lOCaSOi?0.23

(4)由題意可知，山。2在氧化有機(jī)碳時(shí)，自身也會(huì)發(fā)生分解，且分

解速率隨溫度的上升而加快，因此80℃后脫除率降低。

(5)硫酸鈣是微溶物，存在溶解平衡，因此反應(yīng)后的溶液中仍含有

SOro由題給信息可知，反應(yīng)物為BaCOs、SOr和H3PO.,生成物為BaSO八

⑩、仗0；和水，由此可寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：BaC03+S0r+

2H3P04=BaS04+C02t+H,0+2H2P0；o

hr

(6)由題意知，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為丁麗mol,當(dāng)生成

be

N&HPO”時(shí)，參與反應(yīng)磷酸的物質(zhì)的量為子而mol,即磷酸的質(zhì)量為

乙1/\J

98A必弘工已八皿、L986。049A

2000g,用磷酸的質(zhì)重分?jǐn)?shù)為2000a=a-°

3.(2019?全國(guó)ffl)重格酸鉀是一種重要的化工原料，一般由銘鐵

礦制備，鋁鐵礦的主要成分為FeO?Cm03,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：

Ja

FeO?Cr203+Na2C03+NaN03^Na2Cr04+Fe203+C02+NaN02

上述反應(yīng)配平后FeO?Cn()3及NaNO,的系數(shù)比為2：7。該步驟

不能運(yùn)用陶瓷容器，緣由是陶瓷在高溫下會(huì)及岫陶。3反應(yīng)。

(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe,濾渣2的主要成分是

Al(0H)3及含硅雜質(zhì)。

(3)步驟④調(diào)濾液2的DH使之變小(填“大”或“小”)，緣由

是2CrOf+2H+CnO尸+H0（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“CROI固體。冷卻到d（填標(biāo)號(hào)）

得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。

a.80℃b.60℃

c.40℃d.10℃

步驟⑤的反應(yīng)類(lèi)型是復(fù)分解反應(yīng)。

（5）某工廠用⑶kg銘鐵礦粉（含Cr20340%）制備K2Cr2O7,最終得到

產(chǎn)品色kg,產(chǎn)率為100%0

-I47/ZFI--------

［解析］⑴1molFeO?CR（）3參及反應(yīng)共失去7mol電子，而1mol

NaNOs參及反應(yīng)得到2mol電子，依據(jù)得失電子守恒，二者的系數(shù)比

為2：7。由于高溫下碳酸鈉能及陶瓷中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，所以

該步驟不能運(yùn)用陶瓷容器。（2）步驟①中生成的氧化鐵因不溶于水而

進(jìn)入濾渣1,所以濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe。結(jié)合流程圖可

知，濾渣2的主要成分是氫氧化鋁及含硅雜質(zhì)。（3）濾液2中存在平

+

衡：2CrOf+2HCr20r+H20,氫離子濃度越大（pH越?。接?/p>

利于平衡正向移動(dòng)，所以步驟④應(yīng)調(diào)整濾液2的pH使之變小。（4）

依據(jù)題圖，可知溫度越低，K2CRO7的溶解度越小，析出的重銘酸鉀固

體越多，故d項(xiàng)正確。步驟⑤中發(fā)生的反應(yīng)為Na2Cr207+

2KCl=K2Cr207I+2NaCl,其屬于復(fù)分解反應(yīng)。（5）該格鐵礦粉中Cr2O3

的物質(zhì)的量為筆普立常,依據(jù)Cr元素守恒可求得LCnO’的理論

152g?mol

質(zhì)量K；*，依據(jù)行元素守恒可求得電行。的理論質(zhì)量

、L^Xio3gX40%_14701

為派=152g?mo廣義294g-molX103kg-g-190kg,所

以產(chǎn)品的產(chǎn)率為￡1。。但190例

而又10崛

n弱點(diǎn)突破

"u。diantupo(課堂)

知能補(bǔ)漏

1.解題思路:

明確整個(gè)流程的原料及目的一細(xì)致分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的

產(chǎn)物一結(jié)合基礎(chǔ)理論及實(shí)際問(wèn)題思索->留意答題的模式及要點(diǎn)。

(1)要粗讀試題，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出。

(2)再精讀試題，依據(jù)問(wèn)題去細(xì)心探討某一步或某一種物質(zhì)。

(3)要看清所問(wèn)問(wèn)題，不能答非所問(wèn)，并留意語(yǔ)言表達(dá)的科學(xué)性。

2.得分策略

(1)細(xì)心審題是關(guān)鍵，從題干中獲得有用信息，了解制備的產(chǎn)品。

(2)細(xì)致分析是核心，整體閱讀一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反

應(yīng)、提純、分別等階段，知道反應(yīng)物是什么，發(fā)生了什么反應(yīng)，該反

應(yīng)造成了什么后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。

(3)正確表達(dá)是保障。

①條理清楚，規(guī)范專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，精確運(yùn)用化學(xué)語(yǔ)言及符合解答試題。

②在回答文字類(lèi)表述題時(shí)，要組織語(yǔ)言，言簡(jiǎn)意賅，精確定位。

③避開(kāi)丟三落四、遺漏答案、探討不完整、以偏概全等現(xiàn)象出現(xiàn)。

n備考驗(yàn)證(諛尸)

空ikdoyanzheng、〈珠后)

1.(2019?北京)以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2>

PbSO,及炭黑等)和H2SO1為原料，制備高純PbO,實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。

其工作流程如下：

(1)過(guò)程I中，在Fe?+催化下，Pb和PbOz反應(yīng)生成PbSOi的化學(xué)方

程式是Pb+Pb02+2H2SO5^^2PbSO4+2H20。

(2)過(guò)程I中，F(xiàn)e2+催化過(guò)程可表示為：

2++3+

i；2Fe+Pb02+4H+S0r—2Fe+PbS04+2H20

①寫(xiě)出ii的離子方程式：2Fe"+Pb+S0F=2Fe2++PbSO,。

②下列試驗(yàn)方案可證明上述催化過(guò)程。將試驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。

a.向酸化的FeSO,溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無(wú)色，再加入

少量Pb。2，溶液變紅。

b.取a中紅色溶液，向其中加入鉛粉后，紅色褪去。

(3)PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+

NaOIl(aq)NallPbO2(aqi,其溶解度曲線如圖所示。

①過(guò)程II的目的是脫硫。濾液I經(jīng)處理后可在過(guò)程II中重復(fù)運(yùn)用，

其目的是A、B(選填序號(hào))。

A.削減PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率

B.重復(fù)利用NaOH,提高原料的利用率

C.增加Na2soi濃度，提高脫硫效率

②過(guò)程II的目的是提純。結(jié)合上述溶解度曲線，簡(jiǎn)述過(guò)程ni的操

作：向PbO粗品中加入肯定量的35%NaOH溶液，加熱至110℃,充

分溶解后，趁熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到PbO固體。

［解析］(1)依據(jù)題給化學(xué)T藝流程知，過(guò)程I中，在FM+催化下，

Pb、PbO2和H2s。4反應(yīng)生成PbSOi和水，化學(xué)方程式為Pb+Pb02+

2H2S0l=^2PbS01+2H20o(2)①催化劑通過(guò)參與反應(yīng)，變更反應(yīng)歷程,

降低反應(yīng)的活化能，加快化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在

反應(yīng)前后保持不變。依據(jù)題給信息知，反應(yīng)i中Fe'+被PbO2氧化為

Fe3+,則反應(yīng)ii中Fe計(jì)被Pb還原為Fe?+,離子方程式為2Fe升+Pb+

2+

S0r=PbS04+2Feo②a試驗(yàn)證明發(fā)生了反應(yīng)i,則b試驗(yàn)須證明

發(fā)生了反應(yīng)ii,試驗(yàn)方案為：取a中紅色溶液少量，加入過(guò)量鉛粉，

充分反應(yīng)后，紅色褪去。(3)①過(guò)程n的目的是除硫，操作過(guò)程中會(huì)

加入過(guò)量的NaOH,通過(guò)題給條件可知，部分PbO溶解在NaOH溶液中，

故濾液1中會(huì)有過(guò)量的NaOH和PbO溶解在NaOH溶液中產(chǎn)生的

NaHPbO2,重復(fù)運(yùn)用濾液I,可削減PbO的損失，提高產(chǎn)率，且NaOH

也得到了重復(fù)利用，提高了原料的利用率。②過(guò)程川是從粗產(chǎn)品中得

到純產(chǎn)品，結(jié)合溶解度曲線，可選用重結(jié)晶操作。依據(jù)條件可知，粗

品中含有炭黑，須要趁熱過(guò)濾，然后冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到純產(chǎn)品。

2.(2018?邯鄲一模)鎰的用途特別廣泛，在鋼鐵工業(yè)中，鎰的用

量?jī)H次于鐵。以碳酸鎰礦(主要成分為MnCOs,還含有鐵、銀、鉆等碳

酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬鎰的工藝流程如下：

已知25C,部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下:

物質(zhì)Mn(OH)2CO(0H)2Ni(OH)2MnSCoSNiS

2.1X103.0X105.0X101.0X105.0X101.0X10

-13一16-16-ii-22-22

(1)步驟I中，MnCOs及硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是」皿土

PLSOLMnSOdCO2t+乩0。

(2)步驟I中須要加入稍過(guò)量的硫酸，其目的有3點(diǎn)：①使礦物中

的物質(zhì)充分反應(yīng)；②供應(yīng)第H步氧化時(shí)所須要的酸性環(huán)境；③抑制

M/+的水解。

(3)步驟H中，MnOz在酸性條件下可將Fe?+氧化為Fe?+,該反應(yīng)的

離子方程式是Mn02+2Fe"+4H'=Mn2++2Fe"+2HQ；加氨水調(diào)整

溶液的pH為5.0?6.0,以除去Fe'+。

(4)步驟HI中，須要用到的玻璃儀器除玻璃棒、漏斗外，還有涸

杯；濾渣2的主要成分為CoS和NiS。

⑸電解后的廢水中還含有Mn2+,常用石灰乳進(jìn)行一級(jí)沉降得到

Mn(0H)2沉淀，過(guò)濾后再向?yàn)V液中加入適量Na2S,進(jìn)行二級(jí)沉降。欲

使溶液中c(Mn2+)^1.0X10-5mol-L-l,則應(yīng)保持溶液中c(S2

-)1X1Q-6mol?L-1o

［解析］(1)加稀硫酸時(shí)MnCOs和硫酸反應(yīng)生成可溶性MnSO4,并產(chǎn)

生二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnC03+H2S01=MnS01+C02t

+H20O

(2)MI?+易水解，加入過(guò)量硫酸，還能抑制Md+水解。

(3)步驟H中，MnOz在酸性條件下將Fe?+氧化為Fe'+,反應(yīng)的離子

2++2+3+

方程式是MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H20。

(4)過(guò)濾時(shí)的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒及漏斗，故還需燒杯；濾渣

2的主要成分是CoS和NiSo

2+2-112

(5)MnS的A；p=c(Mn)c(S)=1.0X10-,為了使c(Mn

I0XIO-11

')Wl.OX10。mol?L-1,貝！Jc(S2-)'-=l.OX10-6(mol?L

1.unxiun5

"*),BPc(S2-)^1.0X10-6mol-L-1o

3.(2018?全國(guó)m?27)KI03是一種重要的無(wú)機(jī)化合物，可作為食

鹽中的補(bǔ)碘劑。回答下列問(wèn)題：

(DKIOs的化學(xué)名稱(chēng)是碘酸鉀,。

(2)利用“KC103氧化法”制備KI03工藝流程如下圖所示：

“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(103、CL和KC1。“逐Cb”采納的

方法是加熱。“濾液”中的溶質(zhì)主要是KM?！罢{(diào)pH”中發(fā)生

反應(yīng)的化學(xué)方程式為KH(1。3)2+K0H=2KI03+上0或+

K0H=KI03+HZ0)。

(3)KI()3也可采納“電解法”制備，裝置如圖所示。

①寫(xiě)出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式2H20+2e-=20H+H2t。

②電解過(guò)程中通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要為JC,其遷移方向

是由a至I」b。

③及“電解法”相比，“KC10：,氧化法”的主要不足之處有產(chǎn)生

Ch易污染環(huán)境等一(寫(xiě)出一點(diǎn))。

［解析］(1)KI03的化學(xué)名稱(chēng)為碘酸鉀。

(2)C12的溶解度隨溫度的上升而降低，所以可以用加熱的方法來(lái)

達(dá)到“逐Cb”的目的；KH(K)3)2和KC1的分別可以依據(jù)溶解度的不

同，采納結(jié)晶法分別，濾液中的溶質(zhì)主要是KCL要使KH(IO,轉(zhuǎn)化

為KIO3,可以加入KOH調(diào)整pH。發(fā)生反應(yīng)：KH(I03)2+K0H,2KI03+H20

或HI03+K0II,KI03+H20,從而避開(kāi)引入新的雜質(zhì)離子。

-

(3)①電解液是KOH溶液，陰極的電極反應(yīng)式為2H20+2e,20H

--

+H2f0②電解過(guò)程中陽(yáng)極反應(yīng)為I+60H-6e-,IOr+3H2Oo陽(yáng)極

的K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜由電極a遷移到電極bo③"KClOs氧化法”

的主要不足之處是產(chǎn)生CL易污染環(huán)境。

考點(diǎn)二物質(zhì)分別提純型

7、真題感悟=:?(課前)

zhentiganwu?*'沐刖,

1.(2019?天津)某混合物漿液含有A1(OH)3>Mn&和少量Na2Cr04o

考慮到膠體的吸附作用使N&CrOi不易完全被水浸出，某探討小組利

用設(shè)計(jì)的電解分別裝置(見(jiàn)圖)，使?jié){液分別成固體混合物和含鋁元素

溶液，并回收利用?；卮餓和H中的問(wèn)題。

固體混合物分別利用的流程圖

I.固體混合物的分別和利用(流程圖中的部分分別操作和反應(yīng)條

件未標(biāo)明)

(1)反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為NaT@H］--邛fC的反應(yīng)

條件為力［］熱(或燧燒),C-A1的制備方法稱(chēng)為辿解人。

(2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D及濃鹽酸混合，不加熱，無(wú)

變更；加熱有C12生成，當(dāng)反應(yīng)停止后，固體有剩余，此時(shí)滴加硫酸，

又產(chǎn)生CLo由此推斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號(hào))q。

a.溫度b.C「的濃度c.溶

液的酸度

(3)0.1molCk及焦炭、TiOz完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和

一種易水解成方02?加2。的液態(tài)化合物，放熱4.28kJ,該反應(yīng)的熱

化學(xué)方程式為2c12(g)+Ti02(s)+2C(s)=TiCL(l)+2C0(g)

=—85.6kJ?mo］,7。

II.含銘元素溶液的分別和利用

(4)用惰性電極電解時(shí)，Cr(T能從漿液中分別出來(lái)的緣由是在直

流電場(chǎng)作用下，CrOf通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，脫離漿液,

分別后含銘元素的粒子是CrOF和CRO/；陰極室生成的物質(zhì)為

NaOH和上(寫(xiě)化學(xué)式)o

［解析］(l)NaOH由Na+和5「構(gòu)成，電子式為,匚：。依據(jù)題

中圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系，向溶液A中通人C02,發(fā)生反應(yīng)：NaA102+2H20+

C02=Al(0H)3l+NaHC03,沉淀B為Al(OH/,固體C為AUhB-C

的反應(yīng)條件為加熱或煨燒，Al203fAi的制備方法為電解熔融氧化鋁。

(2)依據(jù)“D及濃鹽酸混合，不加熱，無(wú)變更；加熱有CL生成”知溫

度對(duì)反應(yīng)有影響；滴加硫酸，引入1廣，又產(chǎn)生Cb,說(shuō)明溶液的酸度

對(duì)反應(yīng)有影響。(3)該還原性氣體為C0,易水解生成Ti02?AH2O的液

態(tài)化合物為T(mén)iCl4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+

A02|zT

2c(s)=TiCL(l)+2C0(g),結(jié)合題意知△仁一丁~~yX2=-

0.1mol

85.6kj-mol^o(4)題圖2中電解分別裝置采納離子交換膜，依據(jù)

電解時(shí)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，則在直流電場(chǎng)作用下，CrO廠通過(guò)陰離子

膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，脫離漿液。在陽(yáng)極室，CrOT發(fā)生可逆反應(yīng)：2Cr0f

+2H+Cr20r+H20,故分別后含銘元素的粒子是CrOr>CnO廠。

在陰極室，乩0放電：2H#+2e-一H2t+20H-,c(OFT)增大，且N&+

向陰極室移動(dòng)，故陰極室生成的物質(zhì)為NaOH、H2O

2.(2018?全國(guó)I?27)焦亞硫酸鈉(Na2s2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、

食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)生產(chǎn)Na2s通常是由NaHSOs過(guò)飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫(xiě)

出該過(guò)程的化學(xué)方程式2NaHS()3=Na2s2O5+H2O。

(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2s2O5的工藝為：

①pH=4.1時(shí)，I中為NaHSOs溶液(寫(xiě)化學(xué)式)。

②工藝中加入NaCO3固體、并再次充入SO?的目的是得到NaHSOs

過(guò)飽和溶液o

(3)制備N(xiāo)a2s2O5也可采納三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中

SO2堿汲取液中含有NaHSO：,和Na2S03o陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2()—4e

一=41廣+02t。電解后，a.室的NaHSOs濃度增加。將該室溶液

進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2s2O5。

(4)Na2s2O5可用作食品的抗氧化劑。在測(cè)定某葡萄酒中Na2s2O5殘留

量時(shí)，取50.00mL葡萄酒樣品，用0.01000mol?廣1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴

定至終點(diǎn)，消耗10.00血.滴定反應(yīng)的離子方程式為S,0滴+2T?+

3H20=2S0F+4「+6［廣，該樣品中Na2S205的殘留量為

0.128g?L(以SO2計(jì))。

［解析］(1)依據(jù)題給信息，將NaHSOs過(guò)飽和溶液結(jié)晶脫水可得到

Na2s2O5,則化學(xué)方程式為2NaHS03=Na2S20.5+H20o

(2)①酸性條件下，SO2及Na2c溶液生成NaHSO?。②工藝中加入

Na2c。3固體并再次通入S02,其目的是得到NaHSOs過(guò)飽和溶液。

⑶陽(yáng)極上陰離子OFT放電，電極反應(yīng)式為2H2。-4e-=021+4H+,

電解過(guò)程中I「透過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室，故a室中NaHSOs濃度增

加。

(4)依據(jù)電子、電荷及質(zhì)量守恒，可寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式為S2O7

+

+212+3H20=2S0r+41~+6Ho/2(S2OD=|xO.01000

mol-L-1X10.00X10-3L=5X10-5mol,該樣品中S2。丁的殘留量(以

、?、c.1000mL?L-1

SO2計(jì))為5X10T2X64g?mol_1X-,-=0.128

molX50A.0A0AmL

g-L^o

n弱點(diǎn)突破匚:,儲(chǔ)里皆)

"uodiantupo、(珠星)

知能補(bǔ)漏

1.物質(zhì)提純流程題的解題思路：

(1)閱讀題干信息，找出要提純的物質(zhì)。

(2)解讀操作流程，找出及題干相關(guān)的操作步驟，辨別出預(yù)處理、

反應(yīng)、提純、分別等階段。

(3)分析流程中的每一步驟，反應(yīng)物是什么、發(fā)生了什么反應(yīng)、該

反應(yīng)造成了什么后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。

2.無(wú)機(jī)化工流程中的常見(jiàn)分別方法：

(1)洗滌(冰水、熱水)：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子。

(2)過(guò)濾(熱濾或抽濾)：分別難溶物和易溶物。

(3)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取

分別物質(zhì)。

(4)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變更變更不大的溶質(zhì)。

(5)冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變更變更較大的溶質(zhì)、易水解

的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物。

⑹蒸鐲或分帽：分別沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物。

⑺冷卻水：利用氣體易液化的特點(diǎn)分別氣體。

D備考驗(yàn)證，(彳里尸)

空ikdoydnzhfeng,,(珠后)

1.(2018?衡水中學(xué)二模)電鍍工業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的電鍍污水，處理

電鍍污水時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的電鍍污泥。電鍍污泥含有多種金屬氫氧化物

和雜質(zhì)。下面是處理某種電鍍污泥回收銅、銀元素的一種工業(yè)流程。

電鍍污泥用硫酸浸出后得到的浸出液中各金屬離子濃度見(jiàn)下表。

金屬離子Cu2+Ni2+Fe2+Al3+Cr3+

濃度

70007000250042003500

/mg?L-1

(1)在電解回收銅的過(guò)程中，為提高下一步的除雜效果，需限制電

解電壓稍大一些使Fa?+氧化，則磷酸鹽沉淀中含有的物質(zhì)為FePO，、

CrPOi、A1P01。

(2)假設(shè)電解前后Ni2+濃度基本不變，若使Ni2+在除雜過(guò)程不損

失，則溶液中POT濃度不能超過(guò)心。(列出計(jì)算

-

\!59一

-3,

表達(dá)式，A；P[Ni3(P04)2]=5X10)o

(3)探討發(fā)覺(jué)當(dāng)NaOH溶液濃度過(guò)大時(shí)，部分鋁元素和銘元素會(huì)在

濾液中出現(xiàn)，濾液中出現(xiàn)鋁元素的緣由為AI(OH)3+OH-=AIO?+

2H2O(用離子方程式說(shuō)明)。

[解析]⑴浸出液中含CiT、Ni2\Fe2\A產(chǎn)、Cr3+,電解除去

Cr+且將Fe"氧化成Fe",依據(jù)圖中Ni“不沉淀，因而磷酸鹽沉淀中

含有的物質(zhì)為FePOi、GrPO八A1P04O

2+2

(2)A；p=c(Ni)?c(P0D,電解前后W濃度基本不變，c(Ni2+)

7

=7000mg?L_1=—mol?L_1,若Ni?+不沉淀，

%

C(POD<

c3Ni

59

(3)當(dāng)NaOH溶液濃度過(guò)大時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：A1(OH)3+OH-=A1O；+

2H20O

2.(2018?鄭州三模)工業(yè)上設(shè)計(jì)將VOSO,中的K2SO4SSiO2雜質(zhì)除

去并回收得到V2O5的流程如下，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑴步驟①所得廢渣的成分是SiOz(寫(xiě)化學(xué)式),操作I的名稱(chēng)_

過(guò)濾。

(2)步驟②、③的變更過(guò)程可簡(jiǎn)化為(下式R表示V02+,HA表示有

機(jī)萃取劑)：

R2(S0.,)〃(水層)+2/7HA(有機(jī)層)2RA〃(有機(jī)層)+/ftSO,(水層)

②中萃取時(shí)必需加入適量堿，其緣由是加入堿中和硫酸，促使平

衡正向移動(dòng)(或提高鋼的萃取率1。③中X試劑為H2s0“。

(3)⑤的離子方程式為ML?H20+V0/=NHN031+0獷。

(4)25℃時(shí)，取樣進(jìn)行試驗(yàn)分析，得到帆沉淀率和溶液pH之間的

關(guān)系如表：

pH1.61.71.81.92.0

鈾沉淀98.98.98.96.93.

率%08841

結(jié)合上表，在實(shí)際生產(chǎn)中，⑤中加入氨水，調(diào)整溶液的最佳pH為

1.7?1.8(或L7、L8其中一個(gè))；若鋼沉淀率為93.1%時(shí)不產(chǎn)生

Fe(0H)3沉淀，則溶液中c(Fe")<2.6X10'mol