2024屆高考二輪復(fù)習(xí) 綜合題突破1無機(jī)化學(xué)工藝流程

綜合題突破1無機(jī)化學(xué)工藝流程【真題回顧】命題角度1以物質(zhì)制備為主體的工藝流程題1.(2023·全國甲卷)BaTiO3是一種壓電材料。以BaSO4為原料，采用下列路線可制備粉狀BaTiO3。回答下列問題：(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是_______________________________________________________________________________________________________。(2)“焙燒”后固體產(chǎn)物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS?！敖　睍r(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________。(3)“酸化”步驟應(yīng)選用的酸是________(填標(biāo)號)。a.稀硫酸 B.濃硫酸c.鹽酸 D.磷酸(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取，是否可行？________，其原因是_____________________________________________________________________。(5)“沉淀”步驟中生成BaTiO(C2O4)2的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________。(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，產(chǎn)生的nCO2∶nCO＝________。命題角度2以分離、提純?yōu)橹黧w的工藝流程題2.(2023·全國新課標(biāo)卷)鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價(jià)態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物。從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：已知：最高價(jià)鉻酸根在酸性介質(zhì)中以Cr2Oeq\o\al(2－,7)存在，在堿性介質(zhì)中以CrOeq\o\al(2－,4)存在?；卮鹣铝袉栴}：(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為________(填化學(xué)式)。(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________。(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)，會導(dǎo)致_____________________________________________________________________；pH>9時(shí)，會導(dǎo)致__________________________________________________________________________________________________________________________。(5)“分離釩”步驟中，將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH<1時(shí)，溶解為VOeq\o\al(＋,2)或VO3＋，在堿性條件下，溶解為VOeq\o\al(－,3)或VOeq\o\al(3－,4)，上述性質(zhì)說明V2O5具有________(填標(biāo)號)。A.酸性B.堿性C.兩性(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_____________________________________________________________________。【考點(diǎn)剖析】命題熱點(diǎn)一流程中物質(zhì)的處理、轉(zhuǎn)化與跟蹤題空1原料的預(yù)處理【必備知識】方法目的解題指導(dǎo)粉碎、研磨將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分，也是提高“浸出率”的方法之一浸取水浸與水接觸反應(yīng)或溶解(1)加熱、攪拌、適當(dāng)提高酸(或堿)濃度，可以加快浸出速率；增加浸出時(shí)間可使樣品充分溶解，可提高浸出率(2)酸溶時(shí)所加酸的量不能太多①過量的酸可消耗后續(xù)調(diào)節(jié)pH所加的堿性試劑②如果實(shí)驗(yàn)過程有硫化物，酸過量會形成有毒氣體硫化氫酸浸與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去堿浸除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物灼燒(焙燒)1.除去可燃性雜質(zhì)2.使原料初步轉(zhuǎn)化①除去硫、碳單質(zhì)②使有機(jī)物轉(zhuǎn)化或除去有機(jī)物③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)等④使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土【對點(diǎn)集訓(xùn)】1.預(yù)處理(1)粉碎(研磨)(全國卷)下圖以廢鐵屑為原料制備聚合硫酸鐵(PFS)的一種工藝流程如圖：粉碎過篩的目的是___________________________________________________，酸浸時(shí)最合適的酸是_________________________________________________。(2)焙燒(全國卷)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：①焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________________。②濾渣1的主要成分除SiO2外還有_____________________________________。2.溶浸(1)酸浸(2020·全國卷Ⅰ)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土釩礦制備NH4VO3的工藝流程如圖：回答下列問題：Ⅰ.“酸浸氧化”需要加熱，其原因是___________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VOeq\o\al(＋,2)，同時(shí)還有____________離子被氧化。(2)堿浸(全國卷)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)：“堿浸”中NaOH的兩個(gè)作用分別是_______________________________________________________________________________________________________。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)鹽浸(全國卷)一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如圖：在95℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________________________，“濾渣1”的主要成分有_____________________________________________。題空2物質(zhì)成分的跟蹤與確定【必備知識】1.濾渣的確定2.循環(huán)物質(zhì)的確定【對點(diǎn)集訓(xùn)】濾渣及循環(huán)物質(zhì)的確定(2021·全國乙卷)磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：金屬離子Fe3＋Al3＋Mg2＋Ca2＋開始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH3.24.711.113.8回答下列問題：(1)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0，在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6，依次析出的金屬離子是____________。(2)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是____________?！八崛茉钡某煞质莀___________、____________。(3)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得____________，循環(huán)利用。題空3核心反應(yīng)【必備知識】熱門試劑——NH4HCO3部分＋2價(jià)金屬離子的沉淀劑(1)原理分析M2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MCO3↓＋H2O＋CO2↑(2)注意問題使用碳酸氫銨(NH4HCO3)作為試劑時(shí)，溫度低反應(yīng)速率過慢，溫度過高NH4HCO3分解，使其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率下降：NH4HCO3=NH3↑＋H2O＋CO2↑?！緦c(diǎn)集訓(xùn)】1.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，工藝如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：寫出“沉錳”的離子方程式___________________________________________________________________________________________________________________。2.(2021·全國甲卷)碘(紫黑色固體，微溶于水)及其化合物廣泛用于醫(yī)藥、染料等方面?；卮鹣铝袉栴}：(1)I2的一種制備方法如下圖所示：①加入Fe粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________________________，生成的沉淀與硝酸反應(yīng)，生成____________后可循環(huán)使用。②通入Cl2的過程中，若氧化產(chǎn)物只有一種，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)以NaIO3為原料制備I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入計(jì)量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反應(yīng)得到I2。上述制備I2的總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________________________。命題熱點(diǎn)二流程中的操作及條件控制題空1物質(zhì)的分離與提純【必備知識】1.雜質(zhì)匯總試題來源陌生物質(zhì)所含雜質(zhì)增加難度雜質(zhì)產(chǎn)品2020·全國卷ⅠV的＋3、＋4、＋5價(jià)化合物Fe3O4、SiO2K、Mg鋁硅酸鹽NH4VO32020·全國卷Ⅲ鎳及氧化物Al、Fe及氧化物NiSO4·7H2O2019·全國卷ⅠMg2B2O5·H2OAl2O3、Fe2O3、SiO2MgO、H3BO32019·全國卷ⅢMnO2(MnS)Al、Fe、SiMg、Zn、NiMnSO42.除雜原理(1)地殼中含量居前四位的元素為O、Si、Al、Fe，故礦石中一般含有SiO2、Al2O3、FexOy雜質(zhì)。(2)SiO2為酸性氧化物，Al2O3兩性氧化物，F(xiàn)eO、Fe2O3堿性氧化物。(3)加H2SO4溶解時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O；SiO2為濾渣；還可能有CaSO4、PbSO4濾渣。(4)加NaOH溶解時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O、Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O；FeO、Fe2O3為濾渣。(5)加Na2CO3(對應(yīng)關(guān)系：Na2CO3—2NaOH)高溫熔融時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋Na2CO3=Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO3=2NaAlO2＋CO2↑。3.除雜思路4.規(guī)范答題洗滌晶體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芙舛斐傻膿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)品易干燥飽和溶液對純度要求不高的產(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)；減少固體溶解洗滌沉淀方法：向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次5.創(chuàng)新考查——萃取與反萃取(1)萃取原理：萃取則是利用物質(zhì)性質(zhì)由一個(gè)液相轉(zhuǎn)移到另一個(gè)液相的分離方法。萃取的作用是：從礦石的浸出液中，提取和富集有價(jià)金屬，分離化學(xué)性質(zhì)相近的金屬離子。(2)萃取步驟：萃取的操作步驟一般是首先將水溶液(料液)與有機(jī)溶劑(或溶液)充分混合，然后利用兩相的密度不同靜置分相。分出的稱為萃余液，有機(jī)相稱為負(fù)載有機(jī)相，被萃入到有機(jī)相中去的物質(zhì)稱為被萃取物(起富集或分離作用)。(3)反萃取：被萃取物萃入有機(jī)相后，一般需要使其重新返回水相，此時(shí)把負(fù)載有機(jī)相與反萃劑(一般為無機(jī)酸或堿的水溶液，也可以是純水)接觸，使被萃取物轉(zhuǎn)入水相，這一過程相當(dāng)于萃取的逆過程，故稱為反萃取。(4)萃取示例：分離Fe3＋、Al3＋濃鹽酸中，Et2O(乙醚)與H＋形成陽離子：水合Fe3＋與Cl－形成配陰離子[FeCl4]－(Al3＋與Cl－生成配離子的能力較弱，Al3＋留在水層)Et2O·H＋再與[FeCl4]－形成佯鹽(不帶電荷，疏水性，溶于乙醚)分液，移去水層，Al3＋分離出去；加水，濃鹽酸變“稀”，平衡①②③逆向移動(dòng)，Et2O·H＋·[FeCl4]－，釋放出H＋、Cl－，F(xiàn)e3＋重新水合進(jìn)入水層蒸餾，實(shí)現(xiàn)萃取劑的再生。經(jīng)過萃取和反萃取Fe3＋和Al3＋實(shí)現(xiàn)分離?！緦c(diǎn)集訓(xùn)】1.(2020·全國卷Ⅰ)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土釩礦制備NH4VO3的工藝流程如圖：該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3＋Fe2＋Al3＋Mn2＋開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1(1)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5·xH2O，隨濾液②可除去金屬離子K＋、Mg2＋、Na＋、____________，以及部分的____________。(2)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是____________。(3)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí)，需要加入過量NH4Cl，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(2022·江蘇卷)實(shí)驗(yàn)室以二氧化鈰(CeO2)廢渣為原料制備Cl－含量少的Ce2(CO3)3，其部分實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)“酸浸”時(shí)CeO2與H2O2反應(yīng)生成Ce3＋并放出O2，該反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)pH約為7的CeCl3溶液與NH4HCO3溶液反應(yīng)可生成Ce2(CO3)3沉淀，該沉淀中Cl－含量與加料方式有關(guān)。得到含Cl－量較少的Ce2(CO3)3的加料方式為______________________________________________________________(填序號)。A.將NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中B.將CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中(3)通過中和、萃取、反萃取、沉淀等過程，可制備Cl－含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3＋能被有機(jī)萃取劑(簡稱HA)萃取，其萃取原理可表示為Ce3＋(水層)＋3HA(有機(jī)層)Ce(A)3(有機(jī)層)＋3H＋(水層)①加氨水“中和”去除過量鹽酸，使溶液接近中性。去除過量鹽酸的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。②反萃取的目的是將有機(jī)層Ce3＋轉(zhuǎn)移到水層。使Ce3＋盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件或采取的實(shí)驗(yàn)操作有__________________________(填兩項(xiàng))。③與“反萃取”得到的水溶液比較，過濾Ce2(CO3)3溶液的濾液中，物質(zhì)的量減小的離子有____________(填化學(xué)式)。題空2流程中反應(yīng)條件的控制【必備知識】條件控制答題指導(dǎo)控制溶液的pH①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使金屬離子形成氫氧化物沉淀析出(或抑制水解)②“酸作用”還可除去氧化物(膜)③“堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)控制溫度(常用水浴、冰水浴或油浴)①防止副反應(yīng)的發(fā)生②使化學(xué)平衡移動(dòng)；控制化學(xué)反應(yīng)的方向③控制固體的溶解與結(jié)晶④控制反應(yīng)速率；使催化劑達(dá)到最大活性⑤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)⑥加熱煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過濾分離⑦趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量⑧降溫：防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)；降溫(或減壓)可以減少能源成本，降低對設(shè)備的要求【對點(diǎn)集訓(xùn)】1.溫度的控制(全國卷)Li4Ti5O12和LiFePO4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))來制備，工藝流程如圖：(1)“酸浸”實(shí)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)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為_________________________________________________________________________________________________________________。(2)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率%9295979388分析40℃時(shí)TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因______________________________________________________________________________________________________。2.pH的控制(2023·煙臺模擬)銦(In)作為一種稀有貴金屬，廣泛應(yīng)用于很多高新領(lǐng)域。工業(yè)上從含銦廢渣(主要成分是In3＋、Cl－，還含有少量Bi3＋、Pb2＋、Sn2＋等雜質(zhì))中提取粗銦的工藝流程如下圖所示：已知：①該工藝條件下，溶液中有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：金屬離子Fe3＋I(xiàn)n3＋Fe2＋開始沉淀的pH2.02.97.5完全沉淀(c＝1.0×10－5mol/L)的pH3.25.09.7②氧化性：Fe3＋>Bi3＋>Sn2＋>Fe2＋回答下列問題：(1)“中性水洗”時(shí)，含銦廢渣中金屬陽離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物或氧化物。Sn2＋轉(zhuǎn)化為SnO的離子方程式是________________，該過程需加入大量水并加熱，目的是_____________________________________________________________________。(2)“酸浸”時(shí)，得到對應(yīng)的硫酸鹽，則“濾渣”的主要成分是________________(填化學(xué)式)。(3)“凈化”時(shí)，生成Bi的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________。(4)“富銦”時(shí)，“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是________。命題熱點(diǎn)三獲取產(chǎn)品題空1獲取產(chǎn)品的方法【對點(diǎn)集訓(xùn)】1.結(jié)晶(全國卷)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖：有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到____________(填標(biāo)號)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)類型是____________。2.電解(全國卷)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：電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為___________________。3.煅燒(全國卷)Li4Ti5O12和LiFePO4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))來制備，工藝流程如圖：寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式_______________________________________________________________________________________。題空2有關(guān)的計(jì)算【必備知識】常見計(jì)算類型類型解題方法物質(zhì)含量計(jì)算根據(jù)關(guān)系式法、得失電子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以樣品的總量，即可得出其含量確定物質(zhì)化學(xué)式的計(jì)算①根據(jù)題給信息，計(jì)算出有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量；②根據(jù)電荷守恒，確定出未知離子的物質(zhì)的量；③根據(jù)質(zhì)量守恒，確定出結(jié)晶水的物質(zhì)的量；④各粒子的物質(zhì)的量之比即為物質(zhì)化學(xué)式的下標(biāo)比多步滴定計(jì)算①連續(xù)滴定法：第一步滴定反應(yīng)生成的產(chǎn)物，還可以繼續(xù)參加第二步的滴定。根據(jù)第二步滴定的消耗量，可計(jì)算出第一步滴定的反應(yīng)物的量②返滴定法：第一步用的滴定劑是過量的，然后第二步再用另一物質(zhì)返滴定過量的物質(zhì)。根據(jù)第一步加入的量減去第二步中過量的量，即可得出第一步所求物質(zhì)的物質(zhì)的量【對點(diǎn)集訓(xùn)】1.(2023·廣東省一模節(jié)選)加熱ZnSO4·7H2O固體，固體質(zhì)量保留百分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。將ZnSO4·7H2O(M＝287g·mol－1)加熱到145℃時(shí)得到ZnSO4·xH2O，其中x的值為________；溫度為1050℃時(shí)，ZnSO4固體完全分解為ZnO以及兩種氣體(只有一種是氧化物)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(2023·衡水冀州模擬)某工業(yè)生產(chǎn)上用銅鎳礦石(主要成分為CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的雜質(zhì))制備膽礬CuSO4·5H2O的流程如圖：已知：有機(jī)萃取劑HR可萃取Cu2＋，其萃取原理(org為有機(jī)相)Cu2＋(aq)＋2HR(org)eq\o(,\s\up7(萃取),\s\do5(反萃取))CuR2(org)＋2H＋(aq)。回答下列問題：(1)25℃時(shí)，“調(diào)節(jié)pH”后，測得濾液中各離子濃度及相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。(lg2＝0.3)離子Fe3＋Cu2＋Ni2＋Fe2＋濃度/(mol·L－1)1.0×10－65.01.20對應(yīng)氫氧化物的Ksp6.4×10－382.2×10－202.0×10－158.0×10－16該濾液的pH為________；加入的Cu(OH)2________(填“已經(jīng)”或“沒有”)完全溶解。(2)將得到的膽礬產(chǎn)品做熱重分析，測得的數(shù)據(jù)如圖所示。已知：雜質(zhì)不分解，250℃時(shí)，膽礬失去所有結(jié)晶水。則A點(diǎn)膽礬分解得到的物質(zhì)為________________(填化學(xué)式)；該膽礬產(chǎn)品的純度為________(保留4位有效數(shù)字)。參考答案真題回顧1.(1)作還原劑，將BaSO4轉(zhuǎn)化成BaS(2)S2－＋Ca2＋=CaS↓(3)c(4)不可行CaS與酸反應(yīng)生成的有毒氣體H2S會污染空氣，而且CaS與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的CaCl2，導(dǎo)致BaCl2溶液中混有CaCl2雜質(zhì)，影響產(chǎn)品的純度(5)BaCl2＋TiCl4＋H2O＋2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl(6)1∶1解析由流程和題中信息可知，BaSO4與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；燒渣經(jīng)水浸取后過濾，濾渣為碳粉和CaS，濾液中有BaCl2和BaS；濾液經(jīng)酸化后濃縮結(jié)晶得到BaCl2晶體；BaCl2晶體溶于水后，加入TiCl4和(NH4)2C2O4將鋇離子充分沉淀得到BaTiO(C2O4)2；BaTiO(C2O4)2經(jīng)熱分解得到BaTiO3。(1)“焙燒”步驟中，BaSO4與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到CO、BaCl2、BaS和CaS，BaSO4被還原為BaS，因此，碳粉的主要作用是作還原劑，將BaSO4還原。(2)“焙燒”后固體產(chǎn)物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。易溶于水的BaS與過量的CaCl2可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫化鈣沉淀，因此，“浸取”時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為S2－＋Ca2＋=CaS↓。(3)“酸化”步驟是為了將BaS轉(zhuǎn)化為易溶的鋇鹽，由于硫酸鋇和磷酸鋇均不溶于水，而BaCl2可溶于水，因此，應(yīng)選用的酸是鹽酸，選c。(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：產(chǎn)物中的硫化物與酸反應(yīng)生成的有毒氣體H2S會污染空氣，而且CaS與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的CaCl2，導(dǎo)致BaCl2溶液中混有CaCl2雜質(zhì)無法除去、最終所得產(chǎn)品的純度降低。(5)“沉淀”步驟中生成BaTiO(C2O4)2的化學(xué)方程式為：BaCl2＋TiCl4＋H2O＋2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl。(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，BaTiO(C2O4)2eq\o(=,\s\up7(△))BaTiO3＋2CO2↑＋2CO↑，因此，產(chǎn)生的nCO2∶nCO＝1∶1。2.(1)Na2CrO4(2)Fe2O3(3)鋁(4)磷不能除凈(磷酸鹽會轉(zhuǎn)化為可溶性的酸式鹽)硅不能除凈(生成氫氧化鎂，鎂離子被消耗)(5)C(6)2Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3S2Oeq\o\al(2－,5)＋10H＋=4Cr3＋＋6SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O解析由題給流程可知，鉻釩渣在氫氧化鈉、碳酸鈉和空氣中煅燒，將釩、鉻、鋁、硅、磷等元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，煅燒渣加入水浸取、過濾得到含有二氧化硅、氧化鐵的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾得到氫氧化鋁濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，過濾得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將釩元素轉(zhuǎn)化為五氧化二釩，過濾得到五氧化二釩和濾液；向?yàn)V液中加入焦亞硫酸鈉溶液將鉻元素轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻離子，調(diào)節(jié)溶液pH將鉻元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀，過濾得到氫氧化鉻。(1)由分析可知，煅燒過程中，鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻酸鈉；(2)由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化鐵；(3)由分析可知，沉淀步驟調(diào)pH到弱堿性的目的是將Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀；(4)流程圖和題干已經(jīng)告知該步加入了MgSO4和(NH4)2SO4除硅磷。該步驟中，磷以MgNH4PO4形式沉淀，硅以MgSiO3形式沉淀，將pH調(diào)到9左右達(dá)到最好的除雜效果。若pH＜9，隨著pH變小，POeq\o\al(3－,4)將會轉(zhuǎn)化為HPOeq\o\al(2－,4)或H2POeq\o\al(－,4)，由于HPOeq\o\al(2－,4)和H2POeq\o\al(－,4)的鹽的溶解度比磷酸鹽大得多，甚至為易溶物，因此會導(dǎo)致磷不能除凈。若pH＞9，隨著pH變大，Mg2＋將轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，Mg2＋濃度降低會使得c(Mg2＋)·c(SiOeq\o\al(2－,3))＜Ksp(MgSiO3)，導(dǎo)致硅不能除凈；(5)由題給信息可知，五氧化二釩是能與酸溶液反應(yīng)生成鹽和水、也能與堿溶液反應(yīng)生成鹽和水的兩性氧化物，故選C；(6)由題意可知，還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻離子，反應(yīng)的離子方程式為2Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3S2Oeq\o\al(2－,5)＋10H＋=4Cr3＋＋6SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O?？键c(diǎn)剖析命題熱點(diǎn)一題空1對點(diǎn)集訓(xùn)1.(1)選取細(xì)小顆粒，增大反應(yīng)物接觸面積，提高酸浸反應(yīng)速率H2SO4(2)①2ZnS＋3O2eq\o(=,\s\up7(焙燒))2ZnO＋2SO2②PbSO42.(1)Ⅰ.加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進(jìn)氧化完全)Ⅱ.Fe2＋(2)除去油脂、溶解鋁及其氧化物AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓(3)NH3＋NH4HCO3=(NH4)2CO3Fe2O3、Al2O3、SiO2解析硫酸銨溶液中存在平衡：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，硼酸鎂能與水解出的H＋反應(yīng)，促進(jìn)平衡向右移動(dòng)，生成的一水合氨濃度增大，因溶液中存在平衡NH3·H2ONH3＋H2O，一水合氨濃度增大，促進(jìn)NH3·H2O分解產(chǎn)生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨氣，發(fā)生的反應(yīng)為NH4HCO3＋NH3=(NH4)2CO3。二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁不溶于硫酸銨溶液，濾渣1的主要成分是二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁。題空2對點(diǎn)集訓(xùn)(1)Fe3＋、Al3＋、Mg2＋(2)硫酸SiO2CaSO4(3)(NH4)2SO4解析(1)由題表中Fe3＋、Al3＋、Mg2＋完全沉淀時(shí)的pH分別為3.2、4.7、11.1可知，用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6的過程中，依次析出的金屬離子是Fe3＋、Al3＋、Mg2＋。(2)“水浸渣”在160℃“酸溶”，為了盡可能減少酸溶液的揮發(fā)而造成不必要的損失且保證TiO2可以完全溶解，故最好選擇硫酸；SiO2不溶于硫酸，“焙燒”生成CaSO4固體，故“酸溶”后所得“酸溶渣”的成分為SiO2、CaSO4。(3)母液①的主要成分為硫酸銨和氨水，母液②的主要成分為硫酸，混合后吸收尾氣NH3，經(jīng)處理可得到(NH4)2SO4，循環(huán)利用。題空3對點(diǎn)集訓(xùn)1.Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O解析“沉錳”時(shí)Mn2＋與HCOeq\o\al(－,3)反應(yīng)生成MnCO3并放出CO2，由此可寫出離子方程式。2.(1)①2AgI＋Fe=2Ag＋Fe2＋＋2I－AgNO3②FeI2＋Cl2=I2＋FeCl2(2)2IOeq\o\al(－,3)＋5HSOeq\o\al(－,3)=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O＋3H＋解析(1)①由流程分析可知，加入Fe粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式是2AgI＋Fe=2Ag＋Fe2＋＋2I－；生成的沉淀為Ag，Ag與HNO3反應(yīng)生成AgNO3，AgNO3可以循環(huán)使用。②由于還原性：I－>Fe2＋，故通入Cl2的過程中，若氧化產(chǎn)物只有一種，該產(chǎn)物應(yīng)是I2，此時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式是FeI2＋Cl2=I2＋FeCl2。(2)NaIO3具有氧化性，NaHSO3具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI和Na2SO4，反應(yīng)的離子方程式是IOeq\o\al(－,3)＋3HSOeq\o\al(－,3)=3SOeq\o\al(2－,4)＋I(xiàn)－＋3H＋；NaI和NaIO3在酸性條件下，繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成I2，反應(yīng)的離子方程式是5I－＋I(xiàn)Oeq\o\al(－,3)＋6H＋=3I2＋3H2O，故制備I2的總反應(yīng)的離子方程式是2IOeq\o\al(－,3)＋5HSOeq\o\al(－,3)=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O＋3H＋。命題熱點(diǎn)二題空1對點(diǎn)集訓(xùn)1.(1)Mn2＋Fe3＋、Al3＋(2)Fe(OH)3(3)NaAlO2＋HCl＋H2O=NaCl＋Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]＋HCl=NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O(4)利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全解析(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)知，pH在3.0～3.1時(shí)，鐵離子接近沉淀完全，少量鐵離子隨濾液②除去，Al3＋部分沉淀，大量鋁離子隨濾液②除去，K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋隨濾液②除去。(2)在pH>13的強(qiáng)堿性溶液中，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽而溶解，Al(OH)3轉(zhuǎn)化為NaAl(OH)4而溶解，F(xiàn)e(OH)3不溶，故濾渣③的主要成分是Fe(OH)3。(3)pH＝8.5時(shí)鋁元素沉淀，故“調(diào)pH”時(shí)生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na[Al(OH)4]＋HCl=Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O。(4)“沉釩”時(shí)要使NH4VO3盡可能析出完全，利用同離子效應(yīng)，加入過量NH4Cl可達(dá)到此目的。2.(1)2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O(2)B(3)①降低溶液中氫離子的濃度，促進(jìn)平衡正移，增大Ce3＋的萃取率②酸性條件，多次萃?、跜e3＋解析首先用稀鹽酸和過氧化氫溶液酸浸二氧化鈰廢渣，得到三價(jià)鈰，加入氨水調(diào)節(jié)pH后用萃取劑萃取其中的三價(jià)鈰，增大三價(jià)鈰濃度，之后加入稀硝酸反萃取其中的三價(jià)鈰，再加入氨水和碳酸氫銨制備產(chǎn)物，以此解題。(1)根據(jù)信息反應(yīng)物為CeO2與H2O2，產(chǎn)物為Ce3＋和O2，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可知其離子方程式為：2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O；(2)反應(yīng)過程中保持CeCl3少量即可得到含Cl－量較少的Ce2(CO3)3，故選B；(3)①降低溶液中氫離子的濃度，促進(jìn)平衡正移，增大Ce3＋的萃取率；②根據(jù)萃取原理可知，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件是酸性條件，為了使Ce3＋盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，可以采用多次萃取；③“反萃取”得到的水溶液中含有濃度較大的Ce3＋，過濾后溶液中Ce3＋離子濃度較小。題空2對點(diǎn)集訓(xùn)1.(1)100℃、2h，90℃、5h(2)低于40℃，TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降2.(1)Sn2＋＋H2OSnO＋2H＋Sn2＋與H2O的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，加熱促使Sn2＋轉(zhuǎn)化為SnO；加水促進(jìn)Sn2＋水解(2)PbSO4(3)2Bi3＋＋3Fe=2Bi＋3Fe2＋(4)5.0≤pH<7.5解析