（新高考）高考化學二輪精品專題十化學工藝流程(解析版)

2017年高考“2017年高考“最后三十天”專題透析好教育云平臺--教育因你我而變好教育云平臺--教育因你我而變專題十專題十××化學工藝流程命題趨勢命題趨勢全國卷化學試題的考查中，工藝流程題已成為核心題型。此類題目信息含量多，難度大。選擇的素材往往來自于實際的生產(chǎn)工藝，以符合高中學生知識和能力要求的方式呈現(xiàn)，以流程圖的形式給出。工藝流程題以化學產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)流程為載體，聯(lián)系氧化還原反應原理、電離平衡和沉淀溶解平衡理論、電化學理論、物質(zhì)制備和分離、綠色化學知識，考查學生綜合分析和解決問題的能力，高度體現(xiàn)了化學學科核心素養(yǎng)，是高考化學試題最大點和熱點。Ⅰ．客觀題化工生產(chǎn)流程相結(jié)合以客觀題形式呈現(xiàn)，考查物質(zhì)制備和分離，綠色化學，鹽類水解、溶解平衡、電化學原理等知識的應用。Ⅱ．主觀題以流程圖、表格、圖像的形式出現(xiàn)考查對關鍵信息的提取和處理，考查措施、成分、物質(zhì)、化學方程式的書寫、敘述實驗操作和步驟、分析操作目的、數(shù)據(jù)分析和處理結(jié)果?？键c清單考點清單一、鹽溶液的分離提純方法：結(jié)晶法結(jié)晶法有蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶兩種方法，大多數(shù)同學通過一輪的復習已經(jīng)明白純物質(zhì)溶液要得到晶體的方法，難點在于混合溶液得到晶體的操作。（1）純物質(zhì)溶液得到晶體：蒸發(fā)結(jié)晶（NaCl型：溶解度隨溫度變化小的物質(zhì))；蒸發(fā)濃縮（至有晶膜出現(xiàn)為止)，冷卻結(jié)晶（KNO3型：溶解度隨溫度變化大的物質(zhì)和含有結(jié)晶水的晶體)（2）混合溶液（分離A和B)：要得到溶解度受溫度變化小的溶質(zhì)：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾要得到溶解度受溫度變化大的物質(zhì)和含有結(jié)晶水的晶體：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾二、預處理的各種方法工藝流程中的預處理分析進行分類，并形成一定的答題模板。粉碎或研磨：增大固液（或固氣或固固）接觸面積，加快反應（溶解）速率，增大原料的轉(zhuǎn)化率（或浸取率)。(2)煅燒或灼燒：不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì)：其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物；除去有機物；除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)(3)酸浸：溶解、去氧化物（膜)、調(diào)節(jié)pH促進水解（沉淀)(4）堿溶：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH促進水解（沉淀)(5)循環(huán)利用的物質(zhì)：同學理解物質(zhì)循環(huán)利用的目的：節(jié)能減排，“綠色化學”，降低成本等；生產(chǎn)問題中提煉出：一定不會用于循環(huán)的物質(zhì)：目標產(chǎn)物，雜質(zhì)，可以用于循環(huán)的物質(zhì)：輔助試劑、母液。三、控制溫度的目的1、加熱：加快反應速率或溶解速率；促進平衡向吸熱方向移動；除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCO3、Ca(HCO3)z、KMnO4、I2、NH4Cl等物質(zhì)；使沸點相對較低的原料氣化。2、降溫：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解)；使化學平衡向著題目要求的方向移動(放熱方向)；使某個沸點較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離；降低晶體的溶解度，減少損失。3、控溫：(用水浴或油浴控溫)防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)；為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來；使催化劑的活性達到最好；防止副反應的發(fā)生：降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，達到綠色化學的要求。四、注重文字敘述的規(guī)范性1、洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復以上操作2~3次。2、從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮—冷卻結(jié)品—過濾—洗滌—干燥。3、在寫某一步驟是為了除雜時，應該注明“是為了除去XX雜質(zhì)”，只寫“除雜”等一類萬金油式的回答是不給分的。4、檢驗沉淀是否洗滌干凈：取最后一次洗滌液少許于試管中，逐滴滴加XX試劑，振蕩，若沒有……現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈。5、檢驗是否沉淀完全：表達一：靜置，往上層清夜中繼續(xù)滴加XX試劑表達二：過濾，取濾液少許于試管中，滴加XX試劑五、高頻問題：注意答題技巧1、“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有：適當提高反應溫度、增加浸出時間，加入過量硫酸，邊加硫酸邊攪拌。2、如何提高吸收液和SO2反應速率：適當提高溫度、增大吸收液、增大SO2與吸收液的接觸面積或攪拌。3、從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶-過濾-洗滌-干燥。4、過濾用到的三個玻璃儀器：普通漏斗、玻璃棒、燒杯。5、過濾后濾液仍然渾濁的可能的操作原因：玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導致濾紙破損：漏斗中液面高于濾紙邊緣。6、沉淀洗滌操作：往漏斗中(工業(yè)上改為往過濾器中)加入蒸餾水至沒沒沉淀，待水自然流下后，重復以上操作2-3次。7、檢驗沉淀Fe(OH)3是否洗滌干凈(含SOeq\o\al(2?,4))：取最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀則說明未洗滌干凈，若無白色沉淀則說明洗滌干凈。8、如何從MgCl2·6H2O中得到無水MgCl2：在干燥的HCl氣流中加熱，干燥的HCl氣流中抑制了MgCl2的水解，且?guī)ё進gCl2·6H2O受熱產(chǎn)生的水汽。10、CuCl2中混有Fe3+加何種試劑調(diào)pH值：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促進Fe3+的水解，生成Fe(OH)3沉淀析出。11、調(diào)pH值使得Cu2+(4.7-6.2)中的Fe3+(2.1-3.2)沉淀，pH值范圍是：3.2~4.7。原因：調(diào)節(jié)溶液的pH值至3.2-4.7，使Fet全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不會引入新雜質(zhì)。12、產(chǎn)品進-步提純的操作：重結(jié)晶。13、趁熱過濾的原因及操作：減少過濾時間、保持過濾溫度，防止xx雜質(zhì)析出或防止降溫過程中xx析出而損耗；操作：已預熱的布氏漏斗趁熱抽濾。水浴加熱的好處：受熱均勻，溫度可控，且溫度不超過100℃15、減壓蒸發(fā)(小心烘干)：常壓蒸發(fā)溫度過高，xx易分解或者減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止xx分解。16、Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2應怎樣除去：加入MgCl2溶液，充分攪拌，過濾，沉淀用蒸餾水水洗滌。17、蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有__、燒杯、酒精燈等：蒸發(fā)皿、玻璃棒。還有取蒸發(fā)皿用坩堝鉗。18、不用其它試劑，檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是：加熱法：取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產(chǎn)品純凈。19、檢驗NHeq\o\al(+,4)的方法是：取xx少許，加入NaOH溶液后加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍。20、過濾的沉淀欲稱重之前的操作：過濾，洗滌，干燥，(在干燥器中)冷卻，稱重。21、“趁熱過濾”后，有時先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然后再“冷卻結(jié)晶”：稀釋溶液，防止降溫過程中xx析出，提高產(chǎn)品的純度。22、檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的試驗操作是：取少量上層清液或過濾后的濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe(OH)3沉淀完全。23、檢驗濾液中是否含有Fe3+的方法是：答：滴入少量KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，則證明有Fe3+(或加NaOH，根據(jù)情況而定)。24、檢驗溶液中是否含有Fe2+的方法是：答：滴加鐵氰化鉀溶液。

精題集訓精題集訓（70分鐘）經(jīng)典訓練題經(jīng)典訓練題1．（雙選）制備鐵紅工業(yè)流程中，用FeS2還原鐵鹽溶液得到Fe2+和SOeq\o\al(2?,4)，反應機理如下圖。下列說法正確的是（）A．過程I中每有60gFeS2參與反應，理論上可還原6molFe3+B．過程Ⅱ中若S2Oeq\o\al(2?,3)過量會有氣體生成C．由過程Ⅱ可知還原性：S2Oeq\o\al(2?,3)<Fe2+D．總反應的離子方程式為14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SOeq\o\al(2?,4)+16H+【答案】BD【解析】A．n(FeS2)=SKIPIF1<0，根據(jù)圖示，過程IFeS2中S元素化合價由-1價升高到S2Oeq\o\al(2?,3)中+2價，失去6個電子，F(xiàn)e3+被還原為Fe2+得到1個電子，根據(jù)得失電子守恒得關系：FeS2~6Fe3+，故0.5molFeS2能還原3molFe3+，A錯誤；B．過程Ⅱ由于生成H+，溶液顯酸性，S2Oeq\o\al(2?,3)在酸性條件下會歧化生成S和SO2，即SKIPIF1<0，B正確；C．由圖示知，S2Oeq\o\al(2?,3)被Fe3+氧化為SOeq\o\al(2?,4)，故S2Oeq\o\al(2?,3)作還原劑，F(xiàn)e2+為還原產(chǎn)物，根據(jù)還原性強弱規(guī)律知還原性：S2Oeq\o\al(2?,3)＞Fe2+，C錯誤；D．根據(jù)圖示知總反應為：FeS2+Fe3+→SOeq\o\al(2?,4)+H++Fe2+，根據(jù)元素守恒知，方程式左邊要添加H2O，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒配平得總方程式為：FeS2+14Fe3++8H2O=2SOeq\o\al(2?,4)+16H++15Fe2+，D正確；故答案選BD。2．碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．碘循環(huán)工藝的總反應為SKIPIF1<0B．該工藝中I2和HI的相互轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了“碘循環(huán)”C．分離器中的分離操作利用了物質(zhì)的揮發(fā)性不同D．反應器和膜反應器中分別發(fā)生氧化還原反應和復分解反應【答案】D【解析】A．在反應器中發(fā)生的反應：SKIPIF1<0，在膜反應中的反應為：2HIH2+I2，將兩式相加得：SKIPIF1<0，故A不選；B．在反應器中，碘和二氧化硫反應生成硫酸和HI，其反應為SKIPIF1<0；在膜反應中的反應為：2HIH2+I2，反應器中消耗的碘等于膜反應器中生成的碘的量，該工藝中碘單質(zhì)和碘化氫的相互轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了“碘循環(huán)”，故B不選；C．分離器中的硫酸為非揮發(fā)性酸，碘化氫雖然易溶于水但易揮發(fā)，所以分離器中分離操作利用了物質(zhì)的揮發(fā)性不同，故C不選；D．由A、B分析可知反應器和膜反應器中均發(fā)生的是氧化還原反應，故選D。答案選D。3．高純硫酸鍶SKIPIF1<0廣泛應用于磁性材料行業(yè)。以天青石精礦(主要含SKIPIF1<0，還含有少量SKIPIF1<0等)為原料制備高純硫酸鍶的工藝流程如下：下列說法錯誤的是（）A．“轉(zhuǎn)化”過程中利用了SKIPIF1<0與SKIPIF1<0之間Ksp的不同B．“轉(zhuǎn)化”“浸取”和“沉淀”的操作均應該在較高溫度下進行C．流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有“濾液”、“氣體1”和“氣體2”D．整個過程中涉及到三次過濾操作【答案】B【解析】由題給流程可知，向天青石精礦中加入碳酸氫銨和氨水，精礦中硫酸鍶與碳酸氫銨和氨水反應生成溶度積更小的碳酸鍶和硫酸銨，過濾得到含有含有硫酸銨的濾液和含有碳酸鍶、二氧化硅和硫酸鋇的濾渣；焙燒濾渣，少量碳酸鍶與二氧化硅反應生成硅酸鍶和二氧化碳，大量的碳酸鍶受熱分解生成氧化鍶和二氧化碳，則氣體1為二氧化碳，向焙燒后的固體中加入水，氧化鍶與水反應生成易溶于水的氫氧化鍶，過濾得到含有硅酸鍶和硫酸鋇的濾渣和氫氧化鍶溶液；向氫氧化鍶溶液中加入硫酸銨，氫氧化鍶溶液與硫酸銨共熱反應生成硫酸鍶沉淀、氨氣和水，則氣體2為氨氣。A．轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的反應為硫酸鍶與碳酸氫銨和氨水反應生成溶度積更小的碳酸鍶和硫酸銨，故A正確；B．若轉(zhuǎn)化在較高溫度下進行，碳酸氫銨受熱會發(fā)生分解反應，故B錯誤；C．濾液的主要成分為硫酸銨，可以在沉淀時循環(huán)使用；氣體1為二氧化碳、氣體2為氨氣，氨氣、二氧化碳在水溶液中反應可以生成碳酸氫銨，可以在轉(zhuǎn)化時循環(huán)使用，故C正確；D.在轉(zhuǎn)化、浸取和沉淀后都需要進行過濾操作，則整個過程中涉及到三次過濾操作，故D正確；故選B。4．我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示（已知：溶浸后溶液中主要含有的金屬陽離子有Cd2+、Fe2+、Zn2+）：下列說法不正確的是（）A．“焙燒”過程中主要反應的化學方程式為2ZnS+3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2ZnO+2SO2B．“濾渣1”的主要成分是SiO2和PbSO4C．“還原除雜”工序主要是除去Cd2+和Fe3+D．沉積鋅后的電解液主要成分是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到“溶浸”工序循環(huán)使用【答案】C【解析】焙燒過程中發(fā)生的反應有2ZnS+3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2ZnO+2SO2、4FeS+7O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3+4SO2、2PbS+3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2PbO+2SO2、2CdS+3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CdO+2SO2，所以焙燒過程中生成的氣體是SO2；然后加入稀硫酸酸浸，F(xiàn)eS(未焙燒)、ZnO、Fe2O3、PbO、CdO和稀硫酸反應生成Fe2+、Zn2+、Fe3+、PbSO4、Cd2+，所以濾渣1為未反應的SiO2和生成的PbSO4；氧化除雜時通入氧氣，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，加入ZnO和稀硫酸反應調(diào)節(jié)溶液的pH值，將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去Fe3+，濾渣2為生成的Fe(OH)3；然后向溶液中加入Zn，Zn和Cd2+發(fā)生氧化還原生成Cd，然后過濾得到濾液，濾渣3為Cd；將濾液電解得到Zn。A．由上分析可知，焙燒過程中發(fā)生的反應主要為2ZnS+3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2ZnO+2SO2，故A正確；B．由上分析可知濾渣1為未反應的SiO2和生成的PbSO4，故B正確；C．由上分析可知，向溶液中加入Zn，主要是Zn和Cd2+發(fā)生氧化還原生成Cd，然后過濾得到濾液，濾渣3為Cd，故C錯誤；D．電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，沉積鋅后的電解液含硫酸，可返回溶浸工序繼續(xù)使用，從而減少資源浪費，故D正確；答案為C。高頻易錯題高頻易錯題1．工業(yè)精煉銅的溶液中含有Zn2+、Cu2+等離子，分離出Zn2+并制取膽礬的流程如圖所示，已知Zn2+與OH?的反應與Al3+類似。下列說法正確的是（）A．“操作①”用到的玻璃儀器只有燒杯、玻璃棒、分液漏斗B．“濾液1”與過量稀硫酸反應的離子方程式為SKIPIF1<0C．“系列操作②”包括蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥D．膽礬晶體遇濃硫酸變白色固體，體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性【答案】B【解析】由題意知，加入過量NaOH溶液后，Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2沉淀，故濾渣1為Cu(OH)2，與過量稀硫酸反應生成CuSO4，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作可獲得膽礬晶體；而Zn2+轉(zhuǎn)化為Na2ZnO2，故濾液1中含有Na2ZnO2和過量的NaOH，與過量稀硫酸反應，Na2ZnO2又轉(zhuǎn)化為Zn2+。A．操作①為過濾，需用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒，無需使用分液漏斗，A錯誤；B．濾液1中Na2ZnO2與過量稀硫酸反應，Na2ZnO2轉(zhuǎn)化為Zn2+，故離子方程式為：SKIPIF1<0，B正確；C．系列操作②為制取膽礬晶體操作，具體流程為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，因為膽礬帶結(jié)晶水，故不能使用蒸發(fā)結(jié)晶，C錯誤；D．CuSO4·5H2O中本身含有結(jié)晶H2O，故遇濃硫酸變?yōu)榘咨獵uSO4，體現(xiàn)的是濃硫酸的吸水性，D錯誤；故答案選B。2．某企業(yè)以輝銅礦為原料生產(chǎn)堿式碳酸銅，工藝流程如圖所示：已知：Cu(OH)2溶于氨水形成[Cu(NH3)4]2+，根據(jù)以上流程，下列說法錯誤的是（）A．煅燒生成的氣體X為SKIPIF1<0B．為實現(xiàn)溶液C到溶液D的轉(zhuǎn)化，加入過量的NH3·H2O后過濾即可C．蒸氨過程總反應方程式為[Cu(NH3)4]Cl2+H2Oeq\o(,\s\up7(△))CuO+2HCl↑+4NH3↑D．溶液E與碳酸鈉的混合比例及方式(加入順序)不影響產(chǎn)品成分【答案】D【解析】由流程可知，輝銅礦通入氧氣充分煅燒，生成二氧化硫氣體，固體B主要為CuO、Fe3O4，加入鹽酸得到含有Cu2+、Fe3+的溶液，加入過量氨水，可得到[Cu(NH3)4]2+和Fe(OH)3，[Cu(NH3)4]2+經(jīng)加熱可得到CuO，加入酸酸化得到Cu2+，經(jīng)濃縮后在溶液中加入碳酸鈉可得到堿式碳酸銅。A．輝銅礦含有Cu2S，通入氧氣煅燒時會生成SO2，A正確；B．Cu(OH)2溶于氨水形成[Cu(NH3)4]2+，而Fe(OH)3不溶于氨水，所以為實現(xiàn)溶液C到溶液D的轉(zhuǎn)化，加NH3·H2O至藍色沉淀剛好溶解完全，過濾即可，B正確；C．根據(jù)流程可知，固體B用鹽酸酸浸，所以溶液D中主要含有[Cu(NH3)4]Cl2，經(jīng)加熱可得到CuO、氨氣，結(jié)合元素守恒可知反應的方程式為[Cu(NH3)4]Cl2+H2Oeq\o(,\s\up7(△))CuO+2HCl↑+4NH3↑，C正確；D．銅離子與碳酸鈉混合的方式不同，生成物不同，銅離子加入碳酸鈉溶液中，可生成氫氧化銅，反之可生成堿式碳酸銅，D錯誤；綜上所述答案為D。3．保險粉(Na2S2O4)可用作食品保鮮劑、紙漿、肥皂等的漂白劑。Na2S2O4易溶于水，難溶于乙醇。在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定，在空氣中易被氧化。鋅粉法制備Na2S2O4的工藝流程如圖所示：回答下列問題：(1)實驗室可用濃硫酸和亞硫酸鈉反應制取SO2，并希望能控制反應速度，圖中可選用的發(fā)生裝置是___(填字母)。(2)工業(yè)上常將鋅塊進行預處理得到鋅粉—水懸濁液，其目的是；步驟Ⅰ中發(fā)生反應的化學方程式為。(3)步驟Ⅱ中需選用的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒之外，還有(填名稱)。(4)在步驟III中加入NaCl的作用是；得到的Na2S2O4固體要用乙醇洗滌，其優(yōu)點是?！敬鸢浮浚?）B增大Zn的表面積，加快反應速率Zn+2SO2=ZnS2O4漏斗增大Na+濃度，降低Na2S2O4的溶解度，便于Na2S2O4結(jié)晶析出減少Na2S2O4因溶解導致的損失【解析】Zn粉-水的懸濁液中通入二氧化硫，并調(diào)pH=3，二氧化硫?qū)n氧化為ZnS2O4得到ZnS2O4溶液；ZnS2O4溶液加入Na2CO3溶液作沉淀劑、過濾得ZnCO3沉淀和Na2S2O4溶液，Na2S2O4溶液中加入NaCl增大Na+濃度使Na2S2O4析出，再通過過濾、洗滌、干燥等操作得到Na2S2O4。(1)實驗室可用濃硫酸和亞硫酸鈉反應制取SO2，并希望能控制反應速度：A．不能控制反應速率，不符題意；B．亞硫酸鈉置于燒瓶中，濃硫酸用分液漏斗滴加，可控制反應速率，B符合題意；C．亞硫酸鈉為粉末狀固體，啟普發(fā)生器不能用于液體和粉末狀固體反應，C不符題意；答案選B；(2)工業(yè)上常將鋅塊進行預處理得到鋅粉—水懸濁液，可以增大Zn的表面積，加快反應速率；步驟Ⅰ中二氧化硫?qū)n氧化為ZnS2O4，結(jié)合得失電子守恒、原子守恒可得發(fā)生反應的化學方程式為Zn+2SO2=ZnS2O4；(3)步驟Ⅱ為過濾，需選用的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒之外，還有漏斗；(4)Na2S2O4溶液中加入NaCl，增大Na+濃度，降低Na2S2O4的溶解度，便于Na2S2O4結(jié)晶析出，即在步驟III中加入NaCl的作用是增大Na+濃度，降低Na2S2O4的溶解度，便于Na2S2O4結(jié)晶析出；Na2S2O4易溶于水，難溶于乙醇，用水洗會造成產(chǎn)品因溶解而損失，因此得到的Na2S2O4固體要用乙醇洗滌，其優(yōu)點是減少Na2S2O4因溶解導致的損失。精準預測題精準預測題1．明礬在日常生活中用途非常廣泛。用廢鋁灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO等）為原料制取明礬的工藝流程如下圖?；卮鹣铝袉栴}：已知：Fe3+開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH為1.9～3.7。（1）明礬凈水的原理是_______________________（用離子方程式表示）。（2）“酸溶”時，Al2O3溶解的化學方程式為______________________。（3）“氧化”時，發(fā)生反應的離子方程式為_______________。（4）“步驟①”的目的是__________________________；“濾渣2”經(jīng)堿洗、水洗、干燥和煅燒，得到的產(chǎn)品的名稱是_____（填俗稱）。（5）“步驟②”包含的操作有_________、__________、過濾及干燥?！敬鸢浮浚?）Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O調(diào)節(jié)溶液pH，使沉淀完全鐵紅蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶【解析】廢鋁灰(含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO等)加入足量稀硫酸進行酸浸溶解并過濾，得到含有Al3+、Fe2+、Fe3+、SOeq\o\al(2?,4)的酸性濾液，濾渣1為不與硫酸反應的雜質(zhì)，向濾液中加入雙氧水將濾液中的Fe2+氧化為Fe3+，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更難溶，向氧化后的濾液中加入Al(OH)3，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為更難溶的Fe(OH)3沉淀，過濾后得到含有Al3+、SOeq\o\al(2?,4)的濾液，濾渣2為Fe(OH)3，向濾液中加入K2SO4制得產(chǎn)品溶液，對溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、干燥最終得到產(chǎn)品硫酸鋁鉀的晶體。明礬是強酸弱堿鹽，弱酸根離子Al3+水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，能夠吸附水中懸浮的物質(zhì)形成沉淀而除去，從而達到達到凈水的目的。其反應原理用方程式表示為：Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+；(2)“酸溶”時，Al2O3和硫酸反應生成硫酸鋁和水，化學方程式為Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；(3)“氧化”時，加入氧化劑過氧化氫，將濾液中的Fe2+氧化為Fe3+，發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；(4)“步驟①”加入濾液中加入Al(OH)3，作用是調(diào)節(jié)溶液的pH值，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更難溶，使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去；“濾渣2”的成分是Fe(OH)3，煅燒時分解生成氧化鐵，它是一種紅棕色粉末，常用作顏料，俗名是鐵紅；(5)“步驟②”是從溶液中獲得產(chǎn)品明礬，包含的操作有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾及干燥。2．從砷鹽凈化渣(主要成分為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0)中回收有利用價值金屬的工藝流程如下，回答下列問題：(1)在“選擇浸Zn”之前，將砷鹽凈化渣進行粉碎的目的是_________。(2)其他條件不變時，Zn和SKIPIF1<0的浸出率隨pH變化如圖所示，則“選擇浸Zn”過程中，最好控制溶液的pH=_________。從“浸Zn液”中制備SKIPIF1<0時需要結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干，烘干操作需在減壓低溫條件下進行的原因是_______________。(3)“氧化浸出”時，發(fā)生的反應有SKIPIF1<0，另外還有___________。(4)循環(huán)利用的物質(zhì)M為____________(填名稱)。(5)草酸鈷是制備各種鈷氧化物和鈷粉的重要原料，廣泛應用于磁性材料、電極材料及超硬材料等領域。草酸鈷在惰性氣氛中的熱重分析圖譜表明，350—420℃之間的失重率達59.9%，則該溫度范圍內(nèi)草酸鈷分解的化學方程式為______________?！敬鸢浮浚?）減小粒度，增大固液的接觸面積，提高砷鹽凈化渣的浸出率（2）3防止SKIPIF1<0分解或失水SKIPIF1<0、SKIPIF1<0(或SKIPIF1<0)砷酸鈉SKIPIF1<0【解析】從砷鹽凈化渣用稀硫酸進行選擇浸Zn，其中的Zn、ZnO反應，過濾分離，不溶物再用硫酸、過氧化氫氧化浸出，結(jié)合沉銅后物質(zhì)可知，氧化時Co被氧化為Co2+、As被氧化為AsOeq\o\al(2?,4)，而Cu被氧化為Cu2+，過濾分離，濾渣為SiO2，濾液調(diào)節(jié)pH并加入Na3AsO4將Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu5H2(AsO4)4·2H2O沉淀，再過濾分離。沉淀用NaOH堿浸得到氫氧化銅，同時又生成Na3AsO4，在沉銅過程中循環(huán)利用，濾液加入草酸鈉沉鈷生成草酸鈷。(1)將砷鹽凈化渣進行粉碎可以減小粒度，增大固液的接觸面積，提高砷鹽凈化渣的浸出率；(2)控制pH，使鋅的浸出率要高，鈷的浸出率低，由圖可知，最好控制溶液的pH=3；溫度高時SKIPIF1<0分解或失水，所以采用在減壓低溫條件；(3)氧化浸出的過程中銅和鈷也被過氧化氫氧化，方程式為：SKIPIF1<0、SKIPIF1<0(或SKIPIF1<0)；(4)沉淀用NaOH堿浸得到氫氧化銅，同時又生成Na3AsO4，在沉銅過程中循環(huán)利用，所以循環(huán)利用的物質(zhì)為砷酸鈉；(5)草酸鈷中鈷的質(zhì)量分數(shù)為SKIPIF1<0，350—420℃之間的失重率達59.9%，說明草酸鈷分解生成鈷單質(zhì)，方程式為：SKIPIF1<0。3．一種用軟錳礦(主要成分MnO2)和黃鐵礦(主要成分FeS2)制取MnSO4·H2O并回收單質(zhì)硫的工藝流程如圖：(1)步驟①混合研磨成細粉的主要目的是；步驟②浸取時若生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3，則反應的離子方程式為。(2)步驟③所得酸性濾液可能含有Fe2+，檢驗Fe2+的方法是；除去Fe2+的方法是。步驟④是破壞Fe(OH)3膠體并使沉淀顆粒長大，便于過濾分離。步驟⑤所得濾渣為(填化學式)。(3)硫化銨水解的離子方程式為：S2?+NHeq\o\al(+,4)+H2OHS?+NH3·H2O，判斷溶液的酸堿性________________。(已知常溫下H2S的電離平衡常數(shù)Ka1=1.3×10?7，Ka2=7.1×10?15，NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=1.7×10?5)(4)測定產(chǎn)品MnSO4·H2O純度的方法之一是：準確稱取ag產(chǎn)品于錐形瓶中，加入適量ZnO及H2O煮沸，然后用cmol·L?1KMnO4標準溶液滴定至淺紅色且半分鐘不褪，消耗標準溶液VmL，滴定反應的離子方程式為2MnOeq\o\al(?,4)+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+，產(chǎn)品的純度是___。【答案】（1）提高硫酸浸取時的浸取率和浸取速率3MnO2+2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O取少量濾液于試管中，加入高錳酸鉀溶液，紫色褪去加入H2O2或MnO2Fe(OH)3堿性SKIPIF1<0×100%【解析】軟錳礦和黃鐵礦混合研磨后用硫酸溶液浸取，生成的硫過濾后可以再生硫，濾液中的Fe2+被氧化為Fe3+后加堿溶液沉淀為Fe(OH)3除去，濾液中的硫酸錳經(jīng)濃縮結(jié)晶制得產(chǎn)品。(1)步驟①混合研磨成細粉，可以增大反應物的接觸面積，提高硫酸浸取時的浸取率和浸取速率，硫酸浸取的反應方程式為：3MnO2+2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O，故本題答案為：提高硫酸浸取時的浸取率和浸取速率；3MnO2+2FeS2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O；(2)亞鐵離子具有較強的還原性，可以和高錳酸鉀反應，故檢驗亞鐵離子，可加高錳酸鉀，若紫色褪色，則含有亞鐵離子；要除去亞鐵離子，避免引入雜質(zhì)離子，可以加入過氧化氫除去，也可以加入二氧化錳將亞鐵離子氧化為鐵離子；步驟④的目的破壞氫氧化鐵膠體，使之沉淀，便于過濾分離，因此步驟⑤所得濾渣為氫氧化鐵，故本題答案為：取少量濾液于試管中，加入高錳酸鉀溶液，紫色褪去；加入H2O2或MnO2；Fe(OH)3；(3)S2?和NHeq\o\al(+,4)都發(fā)生水解，NHeq\o\al(+,4)的水解使溶液顯酸性，其水解常數(shù)為SKIPIF1<0=5.9×10?10，S2?水解使溶液呈堿性，其水解常數(shù)為SKIPIF1<0=1.4，S2?水解程度大于NHeq\o\al(+,4)的水解程度，所以溶液顯堿性，故本題答案為：堿性；(4)已知本實驗條件下，高錳酸鉀溶液與硫酸錳溶液混合產(chǎn)生二氧化錳，根據(jù)反應的離子方程式得n(KMnO4)=cmol/L×V×10-3L=cV×10?3mol，可知產(chǎn)品中Mn2+的質(zhì)量分數(shù)為SKIPIF1<0=SKIPIF1<0×100％，故本題答案為：SKIPIF1<0×100％。4．某含鎳(Ni)廢催化劑中主要含有Ni，還含有Al、Al2O3、Fe及其他不溶于酸、堿的雜質(zhì)?，F(xiàn)用含鎳廢催化劑制備NiSO4·7H2O，其流程圖如下：部分金屬化合物的Ksp近似值如表所示：化學式Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Ni(OH)2NiCO3Ksp近似值1.0×10?171.0×10?381.0×10?341.0×10?151.0×10?5回答下列問題：(1)“堿浸”時發(fā)生反應的離子方程式為_____________，_______________。(2)“酸浸”所使用的酸為____________。(3)“凈化除雜”時需加入H2O2溶液，其作用是___________，然后調(diào)節(jié)pH使溶液中鐵元素恰好完全沉淀(鐵元素對應離子濃度為1.0×10?5mol·L?1)，此時溶液的pH為_______(填計算所得數(shù)值)。(4)“操作A”為_________、過濾、洗滌、干燥，即得產(chǎn)品。(5)析出NiSO4·7H2O后的溶液中含有一定濃度的Ni2+，為避免鎳的損失及其對環(huán)境造成的影響，可向析出NiSO4·7H2O后的溶液中加入Na2CO3固體將Ni2+轉(zhuǎn)化為NiCO3沉淀。若c(Ni2+)=1.0mol·L?1，欲使1L溶液中的Ni2+沉淀完全，則需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為______g。(忽略溶液體積變化)(6)保持其它條件不變，在不同溫度下對含鎳廢催化劑進行酸浸，鎳浸出率隨時間變化如圖。酸浸的最佳溫度和時間分別為________℃、________min?！敬鸢浮浚?）Al2O3+2OH?=2AlOeq\o\al(?,2)+H2O2Al+2OH?+2H2O=2AlOeq\o\al(?,2)+3H2↑硫酸(或H2SO4)將Fe2+氧化為Fe3+3冷卻結(jié)晶21270120【解析】含鎳(Ni)廢催化劑用堿浸取時，Al、Al2O3發(fā)生反應產(chǎn)生AlOeq\o\al(?,2)進入溶液，而Ni、Fe不發(fā)生反應，通過過濾進入濾渣中，然后用硫酸酸浸濾渣，F(xiàn)e與硫酸反應產(chǎn)生FeSO4，Ni與硫酸反應變?yōu)镹iSO4，再向該溶液中加入適量H2O2，將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，然后調(diào)節(jié)pH使溶液中Fe3+恰好完全形成Fe(OH)3沉淀，而Ni2+仍然留在溶液中，過濾除去Fe(OH)3沉淀，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，可得NiSO4·7H2O。(1)“堿浸”時，Al、Al2O3與NaOH溶液發(fā)生反應，產(chǎn)生可溶性偏鋁酸鈉，發(fā)生反應的離子方程式為：2Al+2OH?+2H2O=2AlOeq\o\al(?,2)+3H2↑、Al2O3+2OH?=2AlOeq\o\al(?,2)+H2O；(2)根據(jù)操作目的是要使用該含鎳(Ni)廢催化劑制取NiSO4·7H2O，因此酸浸時使用的酸應該為硫酸；(3)含鎳(Ni)廢催化劑中的Fe單質(zhì)與硫酸反應產(chǎn)生FeSO4，由于Fe(OH)2、Ni(OH)2的溶度積常數(shù)很接近，F(xiàn)e2+不容易被除去，“凈化除雜”時需加入H2O2溶液，可以將Fe2+氧化為Fe3+，便于除雜凈化，然后調(diào)節(jié)pH使溶液中鐵元素恰好完全沉淀，鐵元素對應離子濃度為1.0×10?5mol·L?1，由于Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH?)=1.0×10?38，則c(OH?)=SKIPIF1<0mol/L，則c(H+)=SKIPIF1<0mol/L=1.0×10?3mol/L，所以溶液pH=3；(4)NiSO4的溶解度隨溫度的升高而增大，從其溶液中獲得其晶體要經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，即得產(chǎn)品，所以“操作A”為冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；(5)析出NiSO4·7H2O后的溶液中含有一定濃度的Ni2+，為避免鎳的損失及其對環(huán)境造成的影響，可向析出NiSO4·7H2O后的溶液中加入Na2CO3固體將Ni2+轉(zhuǎn)化為NiCO3沉淀。若c(Ni2+)=1.0mol·L?1，欲使1L溶液中的Ni2+沉淀完全，則溶液中剩余Ni2+的濃度c(Ni2+)=1.0×10?5mol/L，發(fā)生反應：Ni2++COeq\o\al(2?,3)=NiCO3↓的Ni的物質(zhì)的量為n(Ni2+)=(1-1.0×10?5)mol/L×1L=1.0mol，消耗Na2CO3是1.0mol，溶液中含有COeq\o\al(2?,3)的濃度為c(COeq\o\al(2?,3))=SKIPIF1<0SKIPIF1<0=1.0mol/L，在溶液中溶解的Na2CO3的物質(zhì)的量n(Na2CO3)=1.0mol/L×1L=1.0mol，則需要加入Na2CO3固體的物質(zhì)的量n(Na2CO3)總=1.0mol+1.0mol=2.0mol，其質(zhì)量最少為m(Na2CO3)=2.0mol×106g/mol=212g；(6)保持其它條件不變，在不同溫度下對含鎳廢催化劑進行酸浸，鎳浸出率隨時間變化如圖。反應時，酸浸Ni2+的浸出率越高，反應耗能越小，越有利，根據(jù)圖示可知酸浸的最佳溫度是70℃，酸浸的最佳時間是120分鐘。5．仲鎢酸銨(APT)用途廣泛，工業(yè)上采用堿溶分解白鎢礦[CaWO4，還包括CaMoO4、SiO2、FeAs、Ca3(PO4)2等]制得仲鎢酸銨和副產(chǎn)品MoS3的工藝流程如下：回答下列問題：(1)溶浸時需要適當加熱，其目的是______。焙燒時FeAs反應生成As2O3的化學方程式為_____。(2)寫出As2O3溶于純堿溶液生成HCOeq\o\al(?,3)的離子方程式______。(3)凈化過程中加入H2O2后溶液中被氧化的元素為_______(填元素符號)。(4)除鉬時通入H2S氣體發(fā)生反應：MoOeq\o\al(2?,4)+4H2S=MoSeq\o\al(2?,4)+4H2O，再加入硫酸酸化至pH為2.5～3，析出MoS3的離子方程式為_______。(5)如圖a、b分別為Mg3(AsO4)2、Mg3(PO4)2的沉淀溶解平衡曲線。要保證“凈化”后溶液中AsOeq\o\al(3－,4)、POeq\o\al(3－,4)離子濃度不大于10?6mol·L?1，則溶液中鎂離子濃度至少為_____，此時SKIPIF1<0=______?！敬鸢浮浚?）加快溶浸速率2FeAs+3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3+As2O3SKIPIF1<0AsSKIPIF1<010?2.56mol·L?110?2.76【解析】白鎢礦焙燒，F(xiàn)eAs與氧氣反應生成Fe2O3、As2O3，用過量的碳酸鈉溶液溶解，SiO2、Fe2O3難溶于碳酸鈉溶液，CaMoO4與碳酸鈉反應生成Na2MoO4和碳酸鈣沉淀、As2O3與碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉和Na3AsO3；濾液中加硫酸調(diào)節(jié)pH，用H2O2把AsOeq\o\al(3?,3)氧化為AsOeq\o\al(3－,4)，加入硫酸鎂除去AsOeq\o\al(3－,4)、POeq\o\al(3－,4)；通入H2S除去鉬，通過萃取、反萃取得到仲鎢酸銨溶液。(1)加熱能加快反應速率，溶浸時需要適當加熱，其目的是加快溶浸速率。焙燒時FeAs與氧氣反應生成Fe2O3、As2O3，反應的化學方程式為2FeAs+3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3+As2O3；(2)As2O3與碳酸鈉反應生成AsOeq\o\al(3?,3)、HCOeq\o\al(?,3)，反應的離子方程式是SKIPIF1<0；(3)凈化過程中加入H2O2，用H2O2把AsOeq\o\al(3?,3)氧化為AsOeq\o\al(3－,4)，被氧化的元素為As。(4)除鉬時通入H2S氣體發(fā)生反應：MoOeq\o\al(2?,4)+4H2S=MoSeq\o\al(2?,4)+4H2O，再加入硫酸酸化至pH為2.5～3，MoSeq\o\al(2?,4)和硫酸反應生成MoS3沉淀和硫化氫氣體，反應的離子方程式為SKIPIF1<0；(5)根據(jù)圖示，Mg3(AsO4)2的溶度積大于Mg3(PO4)2，Mg3(AsO4)2的溶度積等于SKIPIF1<0；Mg3(PO4)2的溶度積等于SKIPIF1<0；要保證“凈化”后溶液中AsOeq\o\al(3－,4)、POeq\o\al(3－,4)離子濃度不大于10?6mol·L?1，則溶液中鎂離子濃度至少為SKIPIF1<0=SKIPIF1<0mol·L?1，此時SKIPIF1<0?！军c評】本題以用堿溶分解白鎢礦制備仲鎢酸銨和副產(chǎn)品MoS3為載體，考查化學工藝流程，明確流程圖中各步驟的反應原理是解題關鍵，注意離子方程式的書寫，會根據(jù)溶度積常數(shù)進行相關計算。6．銻(Sb)及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以輝銻礦（主要成分為Sb2S3，還含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等）為原料制備金屬銻的工藝流程如圖所示：已知：①浸出液中除含過量鹽酸和SbCl5之外，還含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等。②常溫下：Ksp(CuS)=1.27×10?36，Ksp(PbS)=9.04×10?29。③溶液中離子濃度小于等于1.0×10?5mol·L?1時，認為該離子沉淀完全。（1）濾渣1中除了S之外，還有___________（填化學式）。（2）“浸出”時，Sb2S3發(fā)生反應的化學方程式為_________________。（3）“還原”時，被Sb還原的物質(zhì)為_____________（填化學式）。（4）常溫下，“除銅、鉛”時，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此時溶液中的c(S2?)不低于______；所加Na2S也不宜過多，其原因為_____________。（5）“除砷”時有H3PO3生成，該反應的化學方程式為________________。（6）“電解”時，被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質(zhì)量之比為_______。（7）一種突破傳統(tǒng)電池設計理念的鎂-銻液態(tài)金屬儲能電池工作原理如圖所示：該電池由于密度的不同，在重力作用下分為三層，工作時中間層熔融鹽的組成不變。充電時，Cl?向_____（填“上”或“下”）移動；放電時，正極的電極反應式為________?！敬鸢浮浚?）SiO2Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3SSbCl59.04×10?24mol·L?1產(chǎn)生H2S等污染性氣體或生成Sb2S32AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O=2As+3H3PO3+9NaCl3∶2下Mg2++2e?=Mg【解析】(1)輝銻礦的主要成分為Sb2S3，還含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)，在加入鹽酸和SbCl5后，根據(jù)浸出液中除含過量鹽酸和SbCl5之外，還含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等，Sb2S3、PbS、As2S3、CuO都被溶解，只有SiO2不溶，濾渣1中除了S之外，還有二氧化硅，故答案為SiO2；(2)“浸出”時，Sb2S3與SbCl5發(fā)生氧化還原反應，反應的化學方程式為Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S，故答案為Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S；(3)根據(jù)流程圖和，浸出中含有少量SbCl5，經(jīng)過“還原”等操作后得到SbCl3，因此SbCl5被Sb還原，故答案為SbCl5；(4)根據(jù)常溫下：Ksp(CuS)=1.27×10?36，Ksp(PbS)=9.04×10?29；將Cu2+和Pb2+均沉淀完全時，c(S2?)分別不低于SKIPIF1<0=1.27×10?31mol/L、SKIPIF1<0=9.04×10?24mol/L，因此c(S2?)不低于9.04×10?24mol/L，過量的硫化鈉能夠