第八章第47講化學(xué)工藝流程題的解題策略學(xué)案 2025高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

第47講化學(xué)工藝流程題的解題策略[課程標(biāo)準(zhǔn)]1.培養(yǎng)從試題提供的新信息中準(zhǔn)確地提取實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，并與已有知識(shí)塊整合重組為新知識(shí)塊的能力。2.培養(yǎng)將分析和解決問(wèn)題的過(guò)程及成果用正確的化學(xué)術(shù)語(yǔ)及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá)并做出解釋的能力。題空突破一流程中原料的預(yù)處理方法目的研磨、霧化將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w分散成微小液滴，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分水浸與水接觸反應(yīng)或溶解酸浸與酸接觸反應(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)濾除去堿浸除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物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)煅燒改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土1．某工廠生產(chǎn)硼砂過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：試回答在“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有(兩條即可)。解析：采取措施其目的是讓更多的鎂的化合物能與硫酸反應(yīng)。答案：增大硫酸濃度、加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪拌2．稀土是一種不可再生的戰(zhàn)略性資源，被廣泛應(yīng)用于電子信息、國(guó)防軍工等多個(gè)領(lǐng)域。一種從廢棄陰極射線管(CRT)熒光粉中提取稀土元素釔(Y)的工藝流程如下：學(xué)生用書(shū)第220頁(yè)已知：廢棄CRT熒光粉的化學(xué)組成(某些不參與反應(yīng)的雜質(zhì)未列出)成分含量/%Y2O3ZnOAl2O3PbO2MgO預(yù)處理前24.2841.827.811.670.19預(yù)處理后68.515.424.335.430.50試回答步驟Ⅰ中進(jìn)行原料預(yù)處理的目的為。解析：由已知中預(yù)處理前和預(yù)處理后的成分含量變化可得，預(yù)處理的目的為除去ZnO和Al2O3。答案：除去ZnO和Al2O3題空突破二流程中反應(yīng)條件的控制1．控制溶液的pH(1)控制反應(yīng)的發(fā)生，增強(qiáng)物質(zhì)的氧化性或還原性，或改變水解程度。(2)控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH。②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增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH。2．控制反應(yīng)的溫度(1)控制化學(xué)反應(yīng)速率。(2)控制平衡移動(dòng)方向。(3)控制固體的溶解與結(jié)晶，如趁熱過(guò)濾能防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出。(4)促進(jìn)溶液中氣體的逸出或?qū)崿F(xiàn)蒸餾。(5)防止或?qū)崿F(xiàn)某物質(zhì)水解或分解。(6)使催化劑達(dá)到最大活性。(7)防止副反應(yīng)的發(fā)生。3．調(diào)節(jié)反應(yīng)物的濃度(1)根據(jù)需要選擇適宜濃度，控制一定的反應(yīng)速率，使平衡移動(dòng)有利于目標(biāo)產(chǎn)物的生成，減小對(duì)后續(xù)操作產(chǎn)生的影響。(2)反應(yīng)物過(guò)量，能保證反應(yīng)的完全發(fā)生或提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，但對(duì)后續(xù)操作也會(huì)產(chǎn)生影響。4．控制反應(yīng)體系的壓強(qiáng)(1)改變化學(xué)反應(yīng)速率。(2)影響平衡移動(dòng)的方向。5．使用催化劑加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。1．碳酸鋰(相對(duì)分子質(zhì)量為74)廣泛應(yīng)用于化工、冶金、陶瓷、醫(yī)藥、制冷、焊接、鋰合金等行業(yè)。制備流程如下：已知：碳酸鋰的溶解度(g·L－1)見(jiàn)下表。溫度/℃010203040506080100Li2CO31.541.431.331.251.171.081.010.850.72(1)硫酸化焙燒工業(yè)反應(yīng)溫度控制在250～300℃，主要原因是；同時(shí)，硫酸用量為理論耗酸量的115%左右，硫酸如果加入過(guò)多則(填字母)。學(xué)生用書(shū)第221頁(yè)a.增加酸耗量b．增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量c．增加后續(xù)中和酸的負(fù)擔(dān)(2)水浸時(shí)，需要在攪拌下加入石灰石粉末的主要作用是。(3)“沉鋰”需要在95℃以上進(jìn)行，主要原因是；過(guò)濾碳酸鋰所得母液中主要含有Na2SO4，還可能含有。解析：(1)若溫度過(guò)低，反應(yīng)速率慢，若溫度過(guò)高，則濃H2SO4沸騰，揮發(fā)較多。(2)加入CaCO3一是和多余H2SO4反應(yīng)，二是調(diào)節(jié)pH除去大部分雜質(zhì)。(3)由表格中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，Li2CO3溶解度越小，故沉鋰在95℃以上進(jìn)行可增加產(chǎn)率。過(guò)濾后的母液中除Na2SO4外還可能有Na2CO3、Li2CO3。答案：(1)溫度低于250℃，反應(yīng)速率較慢；溫度高于300℃，硫酸揮發(fā)較多abc(2)除去多余的硫酸，同時(shí)調(diào)整pH，除去大部分雜質(zhì)(3)溫度越高，碳酸鋰溶解度越小，可以增加產(chǎn)率Na2CO3、Li2CO32．利用水鈷礦(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多種化工試劑，以下為草酸鈷晶體和氯化鈷晶體的制備流程，回答下列問(wèn)題：已知：①浸出液中含有的陽(yáng)離子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。②沉淀Ⅰ中只含有兩種沉淀。③流程中部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2開(kāi)始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8(1)浸出過(guò)程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(2)加入NaClO3的作用是。(3)加入Na2CO3調(diào)pH至5.2，目的是；萃取劑層含錳元素，則沉淀Ⅱ的主要成分為。(4)操作Ⅰ包括：將水層加入濃鹽酸調(diào)整pH為2～3，、、過(guò)濾、洗滌、減壓烘干等過(guò)程。解析：(1)浸出過(guò)程中，Co2O3與鹽酸、Na2SO3發(fā)生反應(yīng)，Co2O3轉(zhuǎn)化為Co2＋，Co元素化合價(jià)降低，則S元素化合價(jià)升高，SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平離子方程式：Co2O3＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2Co2＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H2O。(2)加入NaClO3的作用是將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于后面調(diào)節(jié)pH時(shí)生成Fe(OH)3沉淀而除去。(3)根據(jù)工藝流程圖，結(jié)合表格中提供的數(shù)據(jù)可知，加Na2CO3調(diào)pH至5.2，目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀完全。濾液Ⅰ中含有的金屬陽(yáng)離子為Co2＋、Mn2＋、Mg2＋、Ca2＋等，萃取劑層含錳元素，結(jié)合流程圖中向?yàn)V液Ⅰ中加入了NaF溶液，知沉淀Ⅱ?yàn)镸gF2、CaF2。(4)經(jīng)過(guò)操作Ⅰ由溶液得到結(jié)晶水合物，故除題中已知過(guò)程外，操作Ⅰ還包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。答案：(1)Co2O3＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋4H＋=2Co2＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H2O(2)將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于后面調(diào)節(jié)pH時(shí)生成Fe(OH)3沉淀而除去(3)使Fe3＋和Al3＋沉淀完全CaF2、MgF2(4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶題空突破三物質(zhì)的分離與提純(一)有關(guān)沉淀洗滌的答題規(guī)范1．對(duì)沉淀洗滌的原因(1)若濾渣是所需要的物質(zhì)，洗滌的目的是除去晶體表面的可溶性雜質(zhì)，得到更純凈的沉淀物。(2)若濾液是所需要的物質(zhì)，洗滌的目的是洗滌過(guò)濾所得到的濾渣，把有用的物質(zhì)如目標(biāo)產(chǎn)物盡可能洗出來(lái)。(3)防止污染環(huán)境：如果濾渣表面含有一些對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，如重金屬或CN－，為了防止污染環(huán)境，往往要對(duì)殘?jiān)M(jìn)行洗滌。2．洗滌劑的選擇洗滌試劑適用范圍目的蒸餾水冷水產(chǎn)物不溶于水除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因?yàn)槿芙舛斐傻膿p失熱水有特殊的物質(zhì)其溶解度隨著溫度升高而下降除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因?yàn)闇囟茸兓斐扇芙獾膿p失有機(jī)溶劑(酒精、丙酮等)固體易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑減少固體溶解；利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥學(xué)生用書(shū)第222頁(yè)飽和溶液對(duì)純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì)；減少固體溶解3.洗滌的方法洗滌的方法注意點(diǎn)三個(gè)得分點(diǎn)讓過(guò)濾后的晶體繼續(xù)留在過(guò)濾器中，加入洗滌劑浸沒(méi)晶體，讓洗滌液自然流下，重復(fù)2～3次即可在洗滌過(guò)程中不能攪拌。因?yàn)闉V紙已經(jīng)潤(rùn)濕，如果攪拌很容易攪破濾紙，造成晶體損失注洗滌液→加洗滌液→重復(fù)操作(1)注洗滌液：沿玻璃棒向漏斗中注入洗滌液(2)加洗滌液：洗滌液完全浸沒(méi)晶體(3)重復(fù)操作：重復(fù)操作2～3次1．SnSO4是一種重要的硫酸鹽，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。其制備路線如下：實(shí)驗(yàn)室中“漂洗”沉淀的實(shí)驗(yàn)操作方法是。解析：“漂洗”沉淀就是洗滌沉淀，需要直接在過(guò)濾器中進(jìn)行，(沿著玻璃棒)向漏斗(或過(guò)濾器)中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，(靜置)待水全部流出后，重復(fù)操作2～3次。答案：(沿著玻璃棒)向漏斗(或過(guò)濾器)中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，(靜置)待水全部流出后，重復(fù)操作2～3次2．以磷石膏(主要成分為CaSO4，雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。勻速向漿料中通入CO2，當(dāng)漿料清液pH接近6.5時(shí)，過(guò)濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))；檢驗(yàn)固體洗滌是否完全的方法是。解析：濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，固體洗滌是否干凈應(yīng)檢驗(yàn)SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。答案：取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全3．CuSO4·5H2O是銅的重要化合物，有著廣泛的應(yīng)用。以下是CuSO4·5H2O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖。如果采用重量法測(cè)定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步驟：①，②加水溶解，③加氯化鋇溶液，沉淀，④過(guò)濾(其余步驟省略)。在過(guò)濾前，需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，其方法是。解析：需要檢驗(yàn)是否沉淀完全，即檢驗(yàn)溶液中是否有SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))剩余。答案：稱量樣品靜置，取上層清液于試管中，在上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇溶液，若無(wú)白色沉淀生成，證明已沉淀完全(二)產(chǎn)品分離、提純的答題規(guī)范1．結(jié)晶——固體物質(zhì)從溶液中析出的過(guò)程。(1)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如制取含結(jié)晶水的物質(zhì)、除去KNO3中的少量NaCl。(2)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾：如除去NaCl中的少量KNO3。2．過(guò)濾——固、液分離。3．洗滌——用冷水、酒精或電解質(zhì)溶液洗去固體表面吸附的溶質(zhì)。4．蒸餾——分離沸點(diǎn)不同互溶的液體混合物。5．分液——互不相溶的液體間的分離。6．萃取——用一種溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來(lái)。(反萃取)7．升華——將可直接汽化的固體分離出來(lái)。8．鹽析——加無(wú)機(jī)鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出。9．冷卻——利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體，如工業(yè)合成氨中分離出液氨。SO2是硫酸工業(yè)尾氣的主要成分。以硫酸工業(yè)的尾氣為原料制備硫酸鉀和硫酸錳晶體(MnSO4·H2O)的工藝流程如圖所示。學(xué)生用書(shū)第223頁(yè)回答下列問(wèn)題：(1)如圖所示是幾種鹽的溶解度曲線。反應(yīng)Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、、洗滌、干燥等操作即得K2SO4產(chǎn)品。(2)檢驗(yàn)硫酸鉀樣品中是否含有氯化物雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是。(3)已知室溫下Mn(OH)2的Ksp＝4.5×10－13，向MnSO4溶液中滴加氨水使溶液的pH＝10，請(qǐng)列式計(jì)算，判斷此時(shí)溶液中Mn2＋是否沉淀完全：。解析：(1)在相同溫度下，K2SO4的溶解度最小，反應(yīng)Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后，K＋和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))以K2SO4的形式結(jié)晶析出，此時(shí)趁熱過(guò)濾，可得到K2SO4晶體，同時(shí)也可防止其他鹽結(jié)晶析出。(2)因?yàn)锳g2SO4是微溶于水的白色固體，所以用HNO3酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)Cl－時(shí)，應(yīng)先加入過(guò)量Ba(NO3)2溶液使SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))完全沉淀。(3)溶液的pH＝10時(shí)，c(OH－)＝1×10－4mol·L－1，c(Mn2＋)＝eq\f(Ksp,c2（OH－）)＝4.5×10－5mol·L－1>1×10－5mol·L－1，所以此時(shí)溶液中的Mn2＋沒(méi)有沉淀完全。答案：(1)趁熱過(guò)濾(2)取少量樣品于試管中配成溶液，滴加過(guò)量Ba(NO3)2溶液，取上層清液滴加HNO3酸化的AgNO3溶液(3)c(Mn2＋)＝eq\f(Ksp,c2（OH－）)＝4.5×10－5mol·L－1>1×10－5mol·L－1，Mn2＋沒(méi)有沉淀完全題空突破四流程中的化學(xué)計(jì)算化工流程題中涉及的計(jì)算主要有：樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或純度的計(jì)算，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率、物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的質(zhì)量的計(jì)算。1．計(jì)算公式(1)n＝eq\f(m,M)，n＝eq\f(V,Vm)，n＝cV(aq)(2)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或純度)＝eq\f(該物質(zhì)的質(zhì)量,混合物的總質(zhì)量)×100%(3)產(chǎn)品產(chǎn)率＝eq\f(產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)量,產(chǎn)品理論產(chǎn)量)×100%(4)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(參加反應(yīng)的原料量,加入原料的總量)×100%2．計(jì)算方法——關(guān)系式法關(guān)系式法常應(yīng)用于一步反應(yīng)或分多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)中，利用該法可以節(jié)省不必要的中間運(yùn)算過(guò)程，避免計(jì)算錯(cuò)誤，并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果。一步反應(yīng)中可以直接找出反應(yīng)物與目標(biāo)產(chǎn)物的關(guān)系；在多步反應(yīng)中，若第一步反應(yīng)的產(chǎn)物是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)化學(xué)方程式將某中間物質(zhì)作為“中介”，找出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間量的關(guān)系。如水中溶氧量(DO)的測(cè)定：堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2：②MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2：③2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))＋2I－可得關(guān)系式：O2～2Mn2＋～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3黃銅礦(CuFeS2)可用來(lái)冶煉銅及制備鐵氧化物，常含有微量金、銀等。以黃銅礦為主要原料生產(chǎn)鐵紅(氧化鐵)顏料、膽礬的工藝流程如圖所示：用滴定法測(cè)定所得產(chǎn)品中CuSO4·5H2O的含量，稱取ag樣品配成100mL溶液，取出20.00mL，用cmol·L－1EDTA(Na2H2Y·2H2O)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(EDTA不與雜質(zhì)反應(yīng))，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為bmL。滴定反應(yīng)為Cu2＋＋H2Y2－=CuY2－＋2H＋。則CuSO4·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入標(biāo)準(zhǔn)溶液，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏(填“大”或“小”)。解析：根據(jù)滴定反應(yīng)可知，20.00mL溶液中n(Cu2＋)＝n(H2Y2－)＝cmol·L－1×b×10－3L＝bc×10－3mol，則ag樣品中CuSO4·5H2O的物質(zhì)的量為5bc×10－3mol，樣品中CuSO4·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(5bc×10－3mol×250g·mol－1,ag)×100%＝eq\f(125bc,a)%。滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入標(biāo)準(zhǔn)溶液，則標(biāo)準(zhǔn)溶液被稀釋，濃度偏小，導(dǎo)致消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏大，使測(cè)定結(jié)果偏大。答案：eq\f(125bc,a)%大學(xué)生用書(shū)第224頁(yè)題型突破——整合精品組件1．審題——破題秘訣(1)看原料：明確化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的材料。(2)看目的：把握題干中的“制備”或“提純”等關(guān)鍵詞，確定化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的。(3)看箭頭：進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)；出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。(4)看三線：主線主產(chǎn)品；分支副產(chǎn)品；回頭為循環(huán)。(5)找信息：明確反應(yīng)條件控制和分離提純方法。(6)關(guān)注所加物質(zhì)的可能作用：參與反應(yīng)、提供反應(yīng)氛圍、滿足定量要求。2．方法——考場(chǎng)支招(1)粗讀題干，挖掘圖示，明確目的圖示中一般會(huì)出現(xiàn)超出教材范圍的知識(shí)，但題目有提示或者問(wèn)題中不涉及，關(guān)注題目的每一個(gè)關(guān)鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問(wèn)什么推什么。通過(guò)閱讀明確生產(chǎn)目的，找到制備物質(zhì)所需的原料及所含雜質(zhì)。(2)攜帶問(wèn)題，精讀信息讀主干抓住關(guān)鍵字、詞；讀流程圖，重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(進(jìn)入與流出)、實(shí)驗(yàn)操作方法。(3)看清問(wèn)題，準(zhǔn)確規(guī)范作答答題時(shí)要看清問(wèn)題，不能答非所問(wèn)，要注意語(yǔ)言表達(dá)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，答題時(shí)不具有“連帶效應(yīng)”，即前一問(wèn)未答出，不會(huì)影響后面答題。3．答題——關(guān)鍵要素(1)原料預(yù)處理①溶解、水浸、酸浸：通常用酸溶，如用硝酸、鹽酸、濃硫酸等使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程。②灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解。③研磨：適用于有機(jī)物的提取或減小固體顆粒度，增大物質(zhì)間接觸面積，加快反應(yīng)速率。(2)反應(yīng)條件的控制①調(diào)pH除雜。a．控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。b．調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H＋/OH－反應(yīng)，使溶液pH增大/減??；不引入新雜質(zhì)。例如，若要除去Cu2＋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。②試劑除雜：利用難溶制更難溶原理。③加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意控制溫度不能過(guò)高。如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)、銨鹽等物質(zhì)。④降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解或分解、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。磷酸鐵鋰(LiFePO4)被認(rèn)為是最有前途的鋰離子電池正極材料。某企業(yè)利用富鐵浸出液生成磷酸鐵鋰，開(kāi)辟了處理硫酸亞鐵廢液一條新途徑。其主要流程如下：已知：H2TiO3是種難溶于水的物質(zhì)。(1)鈦鐵礦用濃硫酸處理之前，需要粉碎，其目的是。學(xué)生用書(shū)第225頁(yè)(2)TiO2＋水解生成H2TiO3的離子方程式為。(3)加入NaClO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(4)在實(shí)驗(yàn)中，從溶液中過(guò)濾出H2TiO3后，所得濾液渾濁，應(yīng)如何操作？。(5)為測(cè)定鈦鐵礦中鐵的含量，某同學(xué)取經(jīng)濃硫酸等處理的溶液(此時(shí)鈦鐵礦中的鐵已全部轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子)，采取KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定Fe2＋的方法：(不考慮KMnO4與其他物質(zhì)反應(yīng))在滴定過(guò)程中，若未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗滴定管，則使測(cè)定結(jié)果(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是。滴定分析時(shí)，稱取ag鈦鐵礦，處理后，用cmol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定，消耗VmL，則鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為。[析圖]工藝流程解讀如下：解析：(1)將鈦鐵礦粉碎，可以增大表面積，增大濃硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率；(2)TiO2＋水解生成H2TiO3，同時(shí)生成氫離子，離子方程式為：TiO2＋＋2H2OH2TiO3↓＋2H＋；(3)ClO－具有強(qiáng)氧化性，將Fe2＋氧化為Fe3＋，自身被還原為Cl－，酸性條件下，同時(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為：ClO－＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O；(4)從溶液中過(guò)濾出H2TiO3后，所得濾液渾濁，需要更換過(guò)濾器，重新過(guò)濾；(5)如果未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗滴定管，會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，使測(cè)定結(jié)果偏高；當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)終點(diǎn)時(shí)，滴加最后半滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液，溶液變成紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色。由MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))～5Fe2＋知，w(Fe)＝eq\f(cV×10－3×5×56,a)×100%＝eq\f(28cV,a)%。答案：(1)增大固體的表面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率(2)TiO2＋＋2H2OH2TiO3↓＋2H＋(3)ClO－＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O(4)換上新的過(guò)濾器，將渾濁濾液重新過(guò)濾(5)偏高滴加最后半滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液，溶液變成紫紅色，且在半分鐘內(nèi)不褪色eq\f(28cV,a)%對(duì)點(diǎn)練．工業(yè)上以釩礦石(V2O5，含SiO2、Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì))為主要原料提取五氧化二釩(V2O5)的工藝流程如下：已知：①萃取與反萃取的過(guò)程可表示為nVO2＋＋m(HA)2eq\o(,\s\up7(萃取),\s\do5(反萃取))(VO)n(A)2n(HA)2(m－n)＋2nH＋。②“沉釩”時(shí)生成的沉淀為NH4VO3?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)釩礦石預(yù)先粉碎的目的是，濾渣的主要成分是。(2)“還原”的主要目的是將VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))轉(zhuǎn)變?yōu)閂O2＋，反應(yīng)的離子方程式為，同時(shí)還有H＋和(填離子符號(hào))被還原；在“反萃取”時(shí)，應(yīng)向體系中加入適量的試劑a為(填“稀硫酸”或“氨水”)。(3)“氧化”時(shí)將VO2＋變?yōu)閂Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，則氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為。(4)該工藝生產(chǎn)中可循環(huán)使用的物質(zhì)為。解析：由題干流程圖可知，“酸浸”發(fā)生的反應(yīng)為：Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O、Al2O3＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2O、V2O5＋H2SO4=(VO2)2SO4＋H2O，過(guò)濾后得濾渣為SiO2，濾液中含有Al3＋、Fe3＋和VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))，然后“還原”發(fā)生的反應(yīng)有：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋4H＋=Fe2＋＋2VO2＋＋2H2O、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，萃取除雜時(shí)將VO2＋萃取到有機(jī)相中，水相中含有Fe2＋、Al3＋等，氧化時(shí)是將VO2＋氧化為VOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，反應(yīng)的離子方程式為：2VO2＋＋S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2H2O=2VOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋，沉釩時(shí)反應(yīng)為：NH3·H2O＋H＋＋VOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=NH4VO3↓＋H2O，過(guò)濾洗滌干燥后得NH4VO3，在煅燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：2NH4VO3eq\o(=,\s\up7(煅燒))V2O5＋2NH3↑＋H2O，煙氣中排出NH3和水蒸氣。(1)釩礦石預(yù)先粉碎的目的是可以增大釩礦與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使釩礦充分反應(yīng)，提高浸取率等，由分析可知，濾渣的主要成分是SiO2；(2)由分析可知，“還原”的主要目的是將VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))轉(zhuǎn)變?yōu)閂O2＋，反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋4H＋=Fe2＋＋2VO2＋＋2H2O，同時(shí)還有H＋和Fe3＋被還原；由題干信息可知，萃取與反萃取的過(guò)程可表示為nVO2＋＋m(HA)2eq\o(,\s\up7(萃取),\s\do5(反萃取))(VO)n(A)2n(HA)2(m－n)＋2nH＋。則在“反萃取”時(shí)，應(yīng)向體系中加入適量的試劑a為稀硫酸，以增大溶液中的H＋濃度，使上述平衡逆向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)反萃取過(guò)程；(3)由分析可知，S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))中有2個(gè)氧原子的化合價(jià)為－1價(jià)，“氧化”時(shí)將VO2＋變?yōu)閂Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，反應(yīng)的離子方程式為：2VO2＋＋S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2H2O=2VOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋，則氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶2；(4)由分析可知，沉釩過(guò)程中需加入NH3·H2O，最后尾氣中排出NH3和H2O，故該工藝生產(chǎn)中可循環(huán)使用的物質(zhì)為NH3。答案：(1)增大釩礦與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使釩礦充分反應(yīng)，提高浸取率等SiO2(2)Fe＋2VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋4H＋=Fe2＋＋2VO2＋＋2H2OFe3＋稀硫酸(3)1∶2(4)NH3真題演練明確考向1．(2022·湖北選擇考，18)全球?qū)︿囐Y源的需求不斷增長(zhǎng)，“鹽湖提鋰”越來(lái)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(guò)制備碳酸鋰來(lái)提取鋰。學(xué)生用書(shū)第226頁(yè)25℃時(shí)相關(guān)物質(zhì)的參數(shù)如下：LiOH的溶解度：12.4g/100gH2O化合物KspMg(OH)25.6×10－12Ca(OH)25.5×10－6CaCO32.8×10－9Li2CO32.5×10－2回答下列問(wèn)題：(1)“沉淀1”為。(2)向“濾液1”中加入適量固體Li2CO3的目的是。(3)為提高Li2CO3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Li2CO3。查閱資料后，發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)對(duì)常溫下的Li2CO3有不同的描述：①是白色固體；②尚未從溶液中分離出來(lái)。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(wú)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(shuō)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。(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。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－和Ca2＋的濾液1，沉淀1為Mg(OH)2，向?yàn)V液1中加入Li2CO3后，得到濾液2，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Li2CO3沉淀，再通過(guò)蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾，洗滌、干燥后得到產(chǎn)品Li2CO3。(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。(2)濾液1中含有Na＋、Li＋、Cl－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)。(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(guò)濾得到沉淀，即依次蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾，洗滌。(4)飽和LiCl和飽和NaHCO3等體積混合后，產(chǎn)生了LiHCO3和NaCl，隨后LiHCO3分解產(chǎn)生了CO2和Li2CO3。(5)“濾液2”中含有LiOH，加入Na2CO3，目的是將LiOH轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2CO3。若改為通入過(guò)量的CO2，則LiOH轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iHCO3，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。答案：(1)Mg(OH)2(2)將Ca2＋轉(zhuǎn)化成CaCO3沉淀除去，同時(shí)不引入新雜質(zhì)(3)蒸發(fā)濃縮趁熱過(guò)濾(4)不穩(wěn)定Li＋＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=LiHCO3，2LiHCO3=Li2CO3↓＋CO2↑＋H2O(5)能達(dá)到相同效果，因?yàn)楦臑橥ㄈ脒^(guò)量的CO2，則LiOH轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iHCO3，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．(2021·河北選擇考，15節(jié)選)綠色化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na＋內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖：回答下列問(wèn)題：(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是(填元素符號(hào))。(2)工序①的名稱為。(3)濾渣Ⅰ的主要成分是(填化學(xué)式)。(4)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(5)物質(zhì)V可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為，可代替NaOH的化學(xué)試劑還有(填化學(xué)式)。(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序(填“①”或“②”或“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。解析：由題給流程可知，鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣在高溫下連續(xù)氧化發(fā)生反應(yīng)，在熔融氫氧化鈉作用下，F(xiàn)e(CrO2)2被氧氣高溫氧化生成鉻酸鈉和氧化鐵，氧化鋁與熔融氫氧化鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，氧化鎂不反應(yīng)；將氧化后的固體加水溶解，過(guò)濾得到含有氧化鎂、氧化鐵的濾渣Ⅰ和含有過(guò)量氫氧化鈉、鉻酸鈉、偏鋁酸鈉的濾液；將濾液在介穩(wěn)態(tài)條件下分離得到鉻酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液和偏鋁酸鈉溶液；向鉻酸鈉溶液中通入過(guò)量的二氧化碳得到重鉻酸鈉和碳酸氫鈉沉淀；向偏鋁酸鈉溶液中通入過(guò)量的二氧化碳?xì)怏w得到氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉；向?yàn)V渣Ⅰ中通入二氧化碳和水蒸氣，氧化鎂與二氧化碳和水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂溶液；碳酸氫鎂溶液受熱分解得到碳酸鎂固體和二氧化碳、水蒸氣，二氧化碳、水蒸氣可以在工序②循環(huán)使用；碳酸鎂高溫煅燒得到氧化鎂。(1)由分析可知，高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是鐵元素和鉻元素；(2)由分析可知，工序①為將氧化后的固體加水溶解浸出可溶性物質(zhì)；(3)由分析可知，濾渣Ⅰ的主要成分是氧化鐵和氧化鎂；(4)工序③中發(fā)生的反應(yīng)為鉻酸鈉溶液與過(guò)量的二氧化碳反應(yīng)生成重鉻酸鈉和碳酸氫鈉沉淀，反應(yīng)的離子方程式為2Na＋＋2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2CO2＋H2O=Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋2NaHCO3↓；(5)碳酸氫鈉代替高溫連續(xù)氧化工序中的氫氧化鈉發(fā)生的主要反應(yīng)為高溫下，F(xiàn)e(CrO2)2與氧氣和碳酸氫鈉反應(yīng)生成鉻酸鈉、氧化鐵、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))8Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O；若將碳酸氫鈉換為碳酸鈉也能發(fā)生類似的反應(yīng)；(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體為二氧化碳和水蒸氣，將混合氣體通入濾渣Ⅰ中可以將氧化鎂轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂溶液，則混合氣體最適宜返回工序?yàn)楣ば颌?。答案?1)Fe、Cr(2)溶解浸出(3)MgO、Fe2O3(4)2Na＋＋2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2CO2＋H2O=Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋2NaHCO3↓(5)4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))8Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2ONa2CO3(6)②課時(shí)精練(四十七)化學(xué)工藝流程題的解題策略eq\a\vs4\al(\f(對(duì)應(yīng)學(xué)生,用書(shū)P446))(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)1．過(guò)氧化鈣常用作殺菌劑及封閉膠泥的快干劑，難溶于水，溶于酸生成過(guò)氧化氫。以大理石(含有少量氧化亞鐵和氧化鐵雜質(zhì))為原料制備過(guò)氧化鈣的工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)操作Ⅰ的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵元素完全沉淀，則試劑A最好選用(填字母)。a．鹽酸 b．硝酸c．鹽酸和過(guò)氧化氫 d．硫酸(2)測(cè)得濾液M中Ca2＋的物質(zhì)的量濃度為0.56mol·L－1，若加入等體積的(NH4)2CO3溶液時(shí)CaCO3開(kāi)始沉淀，則(NH4)2CO3的物質(zhì)的量濃度為(已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9)。(3)反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng)，不同濃度的H2O2溶液對(duì)反應(yīng)生成CaO2產(chǎn)率的影響如表：H2O2的濃度/%51015202530CaO2的產(chǎn)率/%62.4063.1063.2064.5462.4260.40分析題給信息，解釋H2O2的濃度大于20%后CaO2產(chǎn)率反而減小的原因：。(4)制備所得的過(guò)氧化鈣中常含有CaO雜質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室可按以下步驟測(cè)定CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：步驟1：準(zhǔn)確稱取0.3900g過(guò)氧化鈣樣品，置于250mL的錐形瓶中；步驟2：加入10mL蒸餾水和20mL磷酸，振蕩使樣品完全溶解；步驟3：用0.1000mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)；步驟4：平行測(cè)定3次(數(shù)據(jù)記錄見(jiàn)表)，計(jì)算試樣中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)123V(酸性KMnO4溶液)/mL19.5019.4819.52已知：上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中反應(yīng)關(guān)系為CaO2～H2O2，5H2O2～2KMnO4。①步驟3判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是．②由表中數(shù)據(jù)可知，該樣品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%。若實(shí)驗(yàn)時(shí)剛洗凈的滴定管未用酸性KMnO4溶液潤(rùn)洗，則測(cè)定的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。解析：大理石主要成分為CaCO3，含有雜質(zhì)FeO、Fe2O3，制備CaO2需除去鐵元素雜質(zhì)，故第一步應(yīng)該是加鹽酸溶解，同時(shí)加入氧化劑如H2O2，將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于除雜，加入氨水使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而被除去，濾液M中主要含有CaCl2、NH4Cl，加入(NH4)2CO3可將CaCl2轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀，濾液Y中主要含有NH4Cl，CaCO3再用鹽酸溶解，再與氨水、H2O2等物質(zhì)反應(yīng)得到產(chǎn)品。(1)試劑A是為了溶解CaCO3，應(yīng)該使用酸，由于含有少量氧化亞鐵和氧化鐵雜質(zhì)，加入氨水后形成的是Fe(OH)3沉淀。因此還應(yīng)該加入具有氧化性的物質(zhì)，將氧化亞鐵反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2＋氧化生成Fe3＋，結(jié)合環(huán)保知識(shí)，可知應(yīng)該選擇的物質(zhì)是鹽酸和過(guò)氧化氫，選項(xiàng)c;(2)加入等體積(NH4)2CO3溶液時(shí)，c(Ca2＋)被稀釋一半，即此時(shí)c(Ca2＋)＝eq\f(0.56mol/L,2)＝0.28mol/L，由Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝2.8×10－9，代入數(shù)據(jù)解得c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝1×10－8mol/L，由于被稀釋，故原(NH4)2CO3濃度＝2c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝2×10－8mol/L；(3)H2O2濃度增大后，反應(yīng)速率加快，由于反應(yīng)放熱，H2O2受熱又易分解，故導(dǎo)致CaO2產(chǎn)率減??；(4)①KMnO4與H2O2反應(yīng)，使KMnO4溶液的紫紅色褪去，當(dāng)H2O2反應(yīng)完全時(shí)，紫紅色不再褪去，因此步驟3中當(dāng)看到加入最后半滴酸性KMnO4溶液，錐形瓶中溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，證明達(dá)到滴定終點(diǎn)；②反應(yīng)的關(guān)系式是5CaO2～5H2O2～2KMnO4，反應(yīng)消耗的KMnO4平均體積是V＝(19.50＋19.48＋19.52)÷3＝19.50mL，n(KMnO4)＝0.1000mol·L－1×19.50mL×10－3L/mL＝1.95×10－3mol；所以n(CaO2)＝eq\f(5n（KMnO4）,2)＝eq\f(5×1.95×10－3mol,2)＝4.875×10－3mol，該樣品中CaO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝[(4.875×10－3mol×72g/mol)÷0.3900g]×100%＝90%；若實(shí)驗(yàn)時(shí)剛洗凈的滴定管未用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗，標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋，則消耗的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大，因此會(huì)使CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果偏高。答案：(1)c(2)2×10－8mol·L－1(3)H2O2濃度大，反應(yīng)速率快，反應(yīng)放熱使體系迅速升溫，促使H2O2分解(4)①當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲嗡嵝訩MnO4溶液，錐形瓶中溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色(或粉紅色、紅色)，且半分鐘內(nèi)不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)②90偏高2．鈀催化劑(主要成分為Pd、α-Al2O3，還含少量鐵、銅等元素)在使用過(guò)程中，Pd易被氧化為難溶于酸的PdO而失活。一種從廢鈀催化劑中回收海綿鈀的工藝流程如圖。(1)“還原i”加入甲酸的目的是還原(填化學(xué)式)。(2)“酸浸”過(guò)程：①?gòu)木G色化學(xué)要求出發(fā)，酸浸液應(yīng)選擇(填字母)。A．王水(濃硝酸和濃鹽酸按體積比1∶3混合)B．鹽酸和Cl2C．鹽酸和H2O2②溫度、固液比對(duì)浸取率的影響如圖，則“酸浸”的最佳條件為。(3)“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為：[PdCl4]2－＋2RClR2PdCl4＋2Cl－，(RCl為陰離子交換樹(shù)脂)。①“離子交換”流出液中陽(yáng)離子有H＋、(填離子符號(hào))。②淋洗液需保持pH小于2的原因是。(4)“沉鈀”過(guò)程鈀元素主要發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：H2PdCl4(稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2(稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2(沉淀)?！俺菱Z”的目的是。(5)“還原ii”中產(chǎn)生無(wú)毒無(wú)害氣體。由[Pd(NH3)2]Cl2生成海綿鈀的化學(xué)方程式為。(6)該工藝流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有。解析：廢鈀催化劑加入甲酸，在使用過(guò)程中，將Pd氧化生成的PdO還原為Pd。加入鹽酸和H2O2酸浸，Pd轉(zhuǎn)化為H2PdCl4，鐵和銅被氧化為離子，α-Al2O3不溶，過(guò)濾出來(lái)，浸出液中含有H2PdCl4、Fe3＋和Cu2＋，浸出液進(jìn)行離子交換，離子交換樹(shù)脂中的Cl－被[PdCl4]2－交換，Pd被留在離子交換樹(shù)脂中，其他離子H＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－等離子在流出液中。然后再洗脫，[PdCl4]2－重新進(jìn)入溶液中，加鹽酸，H2PdCl4(稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2(稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2(沉淀)，得到的[Pd(NH3)2]Cl2用N2H4·H2O還原得到海綿鈀。(1)鈀催化劑在使用過(guò)程中，Pd易被氧化為難溶于酸的PdO而失活，“還原i”加入甲酸的目的是還原PdO。(2)王水有很強(qiáng)的氧化性和揮發(fā)性，且王水不穩(wěn)定，容易分解得到氯氣，氯氣有毒，所以從綠色化學(xué)要求出發(fā)，酸浸液應(yīng)選擇鹽酸和H2O2，故選C。從題圖中可以看出，當(dāng)溫度在75℃～80℃時(shí)，浸取率最大，能達(dá)到98%～99%，固液比為4∶1時(shí)，浸取率也最大，能達(dá)到98%，故“酸浸”的最佳條件為溫度控制在75℃～80℃，固液比為4∶1。(3)由以上分析可知，“離子交換”流出液中陽(yáng)離子有H＋、Fe3＋、Cu2＋。淋洗過(guò)程中有[Pd(NH3)4]Cl2(aq)[Pd(NH3)2]Cl2(s)＋2NH3(aq)，加入鹽酸，H＋和NH3反應(yīng)，使平衡正向移動(dòng)，從而使Pd沉淀，所以需控制pH小于2。(4)“沉鈀”的目的是將Pd和其他雜質(zhì)如NH4Cl等分離。(5)“還原ii”中產(chǎn)生無(wú)毒無(wú)害氣體。由[Pd(NH3)2]Cl2生成海綿鈀的化學(xué)方程式為：2[Pd(NH3)2]Cl2＋N2H4·H2O=2Pd＋N2↑＋4NH4Cl＋H2O。(6)在“離子交換”步驟有HCl生成，可以回到“酸浸”步驟重復(fù)使用；洗脫過(guò)程中產(chǎn)生的RCl也可以循環(huán)使用。答案：(1)PdO(2)①C②溫度控制在75℃～80℃，固液比為4∶1(3)①Fe3＋、Cu2＋②淋洗過(guò)程中有[Pd(NH3)4]Cl2(aq)[Pd(NH3)2]Cl2(s)＋2NH3(aq)，加入鹽酸，H＋和NH3反應(yīng)，使平衡正向移動(dòng)，從而使Pd沉淀，所以需控制pH小于2(4)將Pd和其他雜質(zhì)如NH4Cl等分離(5)2[Pd(NH3)2]Cl2＋N2H4·H2O=2Pd＋N2↑＋4NH4Cl＋H2O(6)HCl、RCl3．銅轉(zhuǎn)爐煙灰含金屬元素(主要為Cu、Zn、Pb、Fe)的硫酸鹽和氧化物以及SiO2。其有價(jià)金屬回收工藝流程如下。已知：25℃時(shí)，Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)“浸出液①”中所含有的金屬陽(yáng)離子有和Fe2＋、Fe3＋?！敖觥敝?，當(dāng)硫酸濃度大于1.8mol·L－1時(shí)，金屬離子浸出率反而下降，原因是。(2)“除雜”中，加入ZnO調(diào)pH至5.2后，用KMnO4溶液氧化后，所得濾渣主要成分為Fe(OH)3、MnO2，該氧化過(guò)程的離子方程式為。(3)ZnSO4的溶解度隨溫度變化曲線如圖所示?！皾饪s結(jié)晶”的具體操作步驟為：①在100℃時(shí)蒸發(fā)至溶液出現(xiàn)晶膜，停止加熱；②降溫至℃蒸發(fā)至溶液出現(xiàn)晶膜，停止加熱；③冷卻至室溫，過(guò)濾、洗滌、干燥。其中，步驟①的目的為。(4)“轉(zhuǎn)化”后，濾餅的主要成分是SiO2和。該工藝中，可循環(huán)利用的物質(zhì)有。(5)測(cè)定煙灰中的Pb2＋：取20mL硝酸浸出液于錐形瓶中，調(diào)pH為5，加入指示劑后用amol·L－1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液(Na2H2Y)滴定至終點(diǎn)(離子方程式為Pb2＋＋H2Y2－=PbY2－＋2H＋)，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液bmL，則Pb2＋的濃度為g·L－1。解析：銅轉(zhuǎn)爐煙灰用硫酸“浸出”，得到難溶于硫酸的浸出渣SiO2、PbSO4；浸出液①中含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵；浸出渣加入碳酸鈉溶液中，PbSO4沉淀轉(zhuǎn)化為PbCO3，濾餅用硝酸溶解，PbCO3生成Pb(NO3)2，濾液中加入硫酸生成PbSO4沉淀；“浸出液①”中加入過(guò)量鐵粉置換出銅、鐵把硫酸鐵還原為硫酸亞鐵，所得濾液①中含有硫酸鋅、硫酸亞鐵；“除雜”中，加入ZnO調(diào)pH至5.2后，用KMnO4溶液氧化把Fe2＋氧化為Fe(OH)3，過(guò)濾，所得濾渣主要成分為Fe(OH)3、MnO2，濾液②蒸發(fā)濃縮得到ZnSO4·7H2O。(1)“浸出液①”中含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵；“浸出液①”中所含有的金屬陽(yáng)離子有Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋、Fe3＋；當(dāng)硫酸濃度大于1.8mol·L－1時(shí)，難溶物PbSO4覆蓋在表面，阻礙銅、鋅元素的浸出，金屬離子浸出率反而下降。(2)“除雜”中，加入ZnO調(diào)pH至5.2后，用KMnO4溶液氧化Fe2＋，氧化產(chǎn)物是Fe(OH)3、還原產(chǎn)物是MnO2，根據(jù)得失電子守恒，配平氧化過(guò)程的離子方程式為3Fe2＋＋MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋7H2O=3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋。(3)①在100℃時(shí)蒸發(fā)至溶液出現(xiàn)晶膜，停止加熱；②60℃硫酸鋅的溶解度最大，降溫至60℃蒸發(fā)至溶液出現(xiàn)晶膜，得到硫酸鋅飽和濃溶液；③冷卻至室溫，過(guò)濾、洗滌、干燥。其中，步驟①在100℃時(shí)蒸發(fā)的目的加快蒸發(fā)速率。(4)“轉(zhuǎn)化”后，PbSO4沉淀轉(zhuǎn)化為PbCO3，濾餅的主要成分是SiO2和PbCO3。該工藝中，“酸浸”是PbCO3和硝酸反應(yīng)生成硝酸鉛，“沉鉛”是硝酸鉛和硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和硝酸，所以可循環(huán)利用的物質(zhì)有HNO3。(5)設(shè)20mL硝酸浸出液中的Pb2＋的物質(zhì)的量是xmolPb2＋＋H2Y2－=PbY2－＋2H＋11xmolab×10－3molx＝ab×10－3mol；則Pb2＋的濃度為eq\f(ab×10－3mol×207g/mol,0.02L)＝10.35abg·L－1。答案：(1)Cu2＋、Zn2＋難溶物PbSO4覆蓋在表面，阻礙銅、鋅元素的浸出(2)3Fe2＋＋MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋7H2O=3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋(3)②60③加快蒸發(fā)速率(4)PbCO3HNO3(5)10.35ab4．三氯化六氨合鈷(Ⅲ)([Co(NH3)6]Cl3)是合成其他含鈷配合物的重要原料，其工業(yè)制備過(guò)程如下：步驟Ⅰ：工業(yè)利用水鈷礦(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、CaO、MgO、SiO2等)制取氯化鈷晶體：步驟Ⅱ：在活性炭的催化作用下，通過(guò)氧化CoCl2·6H2O制得到[Co(NH3)6]Cl3流程如下：CoCl2·6H2Oeq\o(→,\s\up7(NH4Cl溶液),\s\do5(活性炭))eq\o(→,\s\up7(濃氨水))eq\o(\s\up7(中間體),\s\do5([Co（NH3）6]Cl2))eq\o(→,\s\up7(5%H2O2溶液),\s\do5(氧化))eq\o(→,\s\up7(系列操作))[Co(NH3)6]Cl3已知：①氧化性：Co3＋＞ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))②沉淀Ⅰ、沉淀Ⅱ中都只含有兩種沉淀③以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)表：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2開(kāi)始沉淀2.74.07.6完全沉淀3.75.29.6沉淀物Mn(OH)2Mg(OH)2Co(OH)2開(kāi)始沉淀7.79.67.5完全沉淀9.811.19.2(1)加入Na2SO3的主要作用：。(2)向“浸出液”中加入適量的NaClO3，反應(yīng)的離子方程式是，加入Na2CO3調(diào)節(jié)溶液pH范圍為：；萃取劑層含錳元素，則加入NaF的作用是：。(3)制備[Co(NH3)6]Cl3時(shí)需要將CoCl2·6H2O晶體研細(xì)，研磨時(shí)用到的主要儀器是。(4)在步驟Ⅱ中“氧化”過(guò)程，需水浴控溫在50～60℃，溫度不能過(guò)高，原因是：?！跋盗胁僮鳌笔侵冈诟邼舛鹊柠}酸中使[Co(NH3)6]Cl3結(jié)晶析出，過(guò)濾，醇洗，干燥。使用乙醇洗滌產(chǎn)品的具體操作是：。(5)結(jié)束后廢水中的Co2＋，人們常用FeS沉淀劑來(lái)處理，原理是(用離子方程式表示)。解析：水鈷礦中加入鹽酸和Na2SO3，Co3＋具有強(qiáng)氧化性，能將Na2SO3氧化，浸出液中Co元素以Co2＋形式存在，F(xiàn)e3＋具有強(qiáng)氧化性，能將Na2SO3氧化成Na2SO4，浸出液中鐵元素以Fe2＋形式存在，Al2O3、MnO、CaO、MgO與鹽酸反應(yīng)生成Al3＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋，SiO2為酸性氧化物，不與鹽酸反應(yīng)，也不與Na2SO3反應(yīng)，因?yàn)镹aClO3具有強(qiáng)氧化性，且Co3＋的氧化性強(qiáng)于ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，浸取液中加入NaClO3，利用ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))氧化性，將Fe2＋氧化成Fe3＋，加入碳酸鈉，調(diào)節(jié)pH，沉淀Ⅰ只含有兩種沉淀，根據(jù)信息③可知，加入碳酸鈉，使Fe3＋、Al3＋全部以氫氧化物形式沉淀，根據(jù)問(wèn)題(2)中萃取劑層含錳元素，因此加入NaF溶液的目的是除去Ca2＋和Mg2＋，水層經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到目標(biāo)產(chǎn)物。(1)根據(jù)上述分析以及流程可知，加入Na2SO3溶液，利用Na2SO3的還原性，將Co(Ⅲ)還原成Co(Ⅱ)；(2)根據(jù)上述分析，加入NaClO3的目的是將Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被還原成Cl－，根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平，其離子方程式為ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋6