高考化學(xué)總復(fù)習(xí)第四單元非金屬及其重要化合物 第5講 高考題型 突破化學(xué)工藝流程題

高考題型專項(xiàng)突破突破化學(xué)工藝流程題

。真題精研

題1（2022?山東高考）高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅

精礦（含Zn、Fe元素的雜質(zhì)）為主要原料制備CU粉的工藝流程如下，可能用到的

數(shù)據(jù)見下表。

硫酸溶液.

高壓6NH1高壓H?

H熙’f浸取f中和調(diào)PHf過濾一?還原→過J?-?Cu

固體X'金屬M(fèi)

Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2

開始沉淀PH1.94.26.2

沉淀完全PH3.26.78.2

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.固體X主要成分是Fe（OH）3和S；金屬M(fèi)為Zn

B.浸取時(shí)，增大02壓強(qiáng)可促進(jìn)金屬離子浸出

C,中和調(diào)PH的范圍為3.2?4.2

D.還原時(shí)，增大溶液酸度有利于CU的生成

［答案］D

題2（2022.湖南高考節(jié)選）鈦（Ti）及其合金是理想的高強(qiáng)度、低密度結(jié)構(gòu)材

料。以鈦渣（主要成分為TiCh,含少量V、Si和AI的氧化物雜質(zhì)）為原料，制備金

屬鈦的工藝流程如下：

已知“降溫收塵”后，粗TiCl4中含有的幾種物質(zhì)的沸點(diǎn):

物質(zhì)TiCl4VOChSiChAlCh

沸點(diǎn)//p>

回答下列問題：

(I)Tio2與C、Cb在600°C的沸騰爐中充分反應(yīng)后，混合氣體中各組分的分

壓如下表:

物質(zhì)TiCl4COCo2Ch

分壓/MPa4.59×10^21.84×10^23.70×10^25.98×10^9

隨著溫度升高，尾氣中Co的含量升高，原因是

(2)“除鋼”過程中的化學(xué)方程式為；“除

硅、鋁''過程中，分離TiCI4中含Si、AI雜質(zhì)的方法是o

⑶“除鋼”和“除硅、鋁”的順序(填"能”或“不能”)交換，理由是

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)下列金屬冶煉方法與本工藝流程中加入Mg冶煉Ti的方法相似的是

A.高爐煉鐵B.電解熔融氯化鈉制鈉

C.鋁熱反應(yīng)制鎰D.氧化汞分解制汞

［解題思路分析1鈦渣中加入C、Cb進(jìn)行沸騰氯化，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氯化物，

降溫收塵后得到粗TiCl4,加入單質(zhì)Al除鋼，再除硅、鋁得到純TiCl4,加入Mg

還原得到Tio

(4)高爐煉鐵的原理是用還原劑將鐵礦石中鐵的氧化物還原成金屬鐵，屬于熱

還原法；電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的原理是電解法；鋁熱反應(yīng)制鎰是利用Al

作還原劑，將鎰從其化合物中還原出來，為熱還原法；Hg為不活潑金屬，可以直

接用加熱分解氧化汞的方法制備汞。

［答案］(1)隨著溫度升高，Co2與C發(fā)生反應(yīng)C+C02圖退2C0

(2)3VOCh+Al=3V0Ch+AlCh蒸儲(chǔ)

(3)不能若先“除硅、鋁”再“除鈍'，“除鋼”時(shí)需要加入Al,又引入Al雜質(zhì)

(4)AC

?題型突破

一、試題特點(diǎn)

1.以與化工生產(chǎn)和日常生活密切相關(guān)的物質(zhì)制備、分離和提純?yōu)橹行?，以?/p>

程圖、裝置圖為信息背景，以物質(zhì)的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化、分離等為考點(diǎn)，將化學(xué)用語、

元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)(儀器、操作等)、化學(xué)計(jì)算等內(nèi)容有機(jī)融

合。

2.題目的陌生度很高，通常出現(xiàn)較多的新名詞、新物質(zhì)、新方法、新設(shè)備等。

問題的設(shè)置一般包括化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)基本操作方法、陌生化學(xué)方程式或離子

方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算、綠色化學(xué)思想等。

二、工業(yè)生產(chǎn)流程的主線和核心

1.中學(xué)化學(xué)中涉及的工業(yè)生產(chǎn)：工業(yè)制粗硅、制漂白粉、工業(yè)制硫酸、合成

氨工業(yè)、工業(yè)制硝酸、氯堿工業(yè)、工業(yè)制玻璃、工業(yè)制純堿。

2.化工生產(chǎn)流程圖模版

考慮副產(chǎn)品的循環(huán)利用

煨燒、酸溶、關(guān)注物質(zhì)流入和過濾、結(jié)品、蒸溜、

堿溶等流出信息,確定萃取、分液等..通常

發(fā)生的上反應(yīng)和要考慮的分離條件

副反應(yīng)行pH、溫度等

三、工業(yè)流程題中常用的關(guān)鍵詞

1.灼燒（燃燒、焙燒）：原料的預(yù)處理，不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為容易提取的物

質(zhì)，如海帶中提取碘。

2.酸：溶解，去氧化物（膜），調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解（或生成沉淀）。

3.堿：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解（或

生成沉淀）。

4.鹽：用于吸收氣體，如碳酸鈉、亞硫酸鈉溶液吸收CO2、SO2,Feel2溶

液用于吸收Cb,亞硫酸氫鐵溶液用于吸收NG等等。

5.氧化劑：氧化某物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為易于被除去的離子（或沉淀）。

6.還原劑：還原某物質(zhì)，轉(zhuǎn)化某物質(zhì)、獲得某種產(chǎn)品等。

7.控制pH:通過加入氧化物等方法調(diào)節(jié)pH,促進(jìn)某離子水解，使其沉淀，

利于過濾分離。

8.加熱（煮沸、蒸儲(chǔ)、分僧等）：促進(jìn)水解，聚沉后利于分離物質(zhì)，等等。

O解題策略

一、掌握解題流程

1.審題干——明確原料成分和目的要求

2.審流程——明確各步轉(zhuǎn)化原理和目的

⑴看箭頭:進(jìn)入的是原料（即反應(yīng)物）；出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物）。

（2）看三線：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。

⑶找信息：明確反應(yīng)條件控制和分離提純方法。

（4）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。

3.審問題——明確答什么

⑴不要答非所問：要看清題目要求，按要求答題，防止答非所問。

⑵規(guī)范答題：回答問題要準(zhǔn)確全面，注意語言表達(dá)的規(guī)范性，特別是化學(xué)用

語的書寫與表示要準(zhǔn)確、規(guī)范。

二、掌握確定工藝流程中重要物質(zhì)的方法

1.循環(huán)物質(zhì)的確定

后面反應(yīng)步驟的生

在流程圖上的每一步標(biāo)注的物質(zhì)

成物

前面反應(yīng)步驟的反在流程中加入的，在后續(xù)步驟

應(yīng)物中會(huì)產(chǎn)生的可以循環(huán)利用的物

從流程圖上看：箭質(zhì)（濾渣、濾液）

頭回頭

可逆反應(yīng)中有可以循環(huán)利用的

容易分離物質(zhì)

2.副產(chǎn)品的判斷

L從流程圖上看：是支

首先是生成物,不是反應(yīng)物r

線產(chǎn)品

副產(chǎn)品

的判斷常是對(duì)人類生產(chǎn)生活

根據(jù)制備的目的判斷不是主l→有用的、無毒的、不

產(chǎn)品

污染環(huán)境的物質(zhì)

3.濾渣、濾液成分的確定

要考慮樣品中原料和雜質(zhì)的成分在每一步中與每一種試劑反應(yīng)的情況:

⑴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)。

三、記憶答題術(shù)語，規(guī)范作答

1.增大原料浸出率（離子在溶液中含量的多少）的措施：攪拌、升高溫度、延

長浸出時(shí)間、增大氣體的流速（濃度、壓強(qiáng)），增大氣液或固液接觸面積。

2.加熱的目的：加快反應(yīng)速率或促使平衡向某個(gè)方向移動(dòng)。

3.溫度不高于X七的原因：適當(dāng)加快反應(yīng)速率，但溫度過高會(huì)造成物質(zhì)揮

發(fā)（如濃硝酸）、分解（如H2O2）、氧化（如Na2SO3）或促進(jìn)物質(zhì)水解（如AICI3）等，影

響產(chǎn)品的生成。

4.從濾液中提取一般晶體（溶解度隨溫度升高而增大的晶體）的方法：蒸發(fā)濃

縮（至有晶膜出現(xiàn)）、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌（冰水洗、乙醇洗）、干燥。

5.從濾液中提取溶解度受溫度影響較小或隨溫度升高而減小的晶體的方法:

蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾（如果溫度下降，雜質(zhì)也會(huì)以晶體的形式析出）、洗滌、干燥。

6.減壓蒸僧（減壓蒸發(fā)）的原因：減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止物質(zhì)受熱

分解、揮發(fā)（如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3）o

7.冰水洗滌的目的：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子并減少被洗滌物質(zhì)在洗滌過程

中的溶解損耗。

8.乙醇洗滌的目的：除去雜質(zhì)離子并降低被洗滌物質(zhì)的溶解度，減少其在洗

滌過程中的溶解損耗，易得到較干燥的產(chǎn)物。

9.蒸發(fā)時(shí)的氣體環(huán)境：抑制某離子的水解，如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時(shí)為獲得

AICl3需在HcI氣流中進(jìn)行。

10.事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氣體（如氧氣），防止物質(zhì)被

氧化。

?題型專練

1.(2021.河北高考)BiOCl是一種具有珍珠光澤的材料，利用金屬Bi制備

BiOQ的工藝流程如圖：

稀HNo3稀HCI+NaCKs)H,()

JIjI

金屬BifI酸-I-------U耨化I-------?■［水解.份■離JfBi()CI

下列說法錯(cuò)誤的是()

A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反應(yīng)劇烈程度

B.轉(zhuǎn)化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3

C.水解工序中加入少量CNCOONa(S)可提高Bi?+水解程度

D.水解工序中加入少量NHtNCh(S)有利于BiOCl的生成

答案D

解析酸浸工序中分次加入稀HNo3,反應(yīng)物硝酸的濃度減小，可降低反應(yīng)

劇烈程度,A正確;金屬鉞、與硝酸反應(yīng)生成的硝酸蛙會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)生成BiONO3,

3++

水解的離子方程式為Bi+NOf+H2OBiONO3+2H,轉(zhuǎn)化工序中加入稀

HCl,使氫離子濃度增大，硝酸鉞、水解平衡左移，可抑制生成BioNO3,B正確；

氯化鈕水解生成BioeI的離子方程式為Bi?++C=+H2θBiOCl+2H+,水解

工序中加入少量CECOONa(S),醋酸根離子會(huì)結(jié)合氫離子生成弱電解質(zhì)醋酸，使

氫離子濃度減小，氯化鉞'水解平衡右移，促進(jìn)Bi3+水解，C正確；氯化初、水解生

成BiOCI的離子方程式為N?++Cl-+H2θBiOCl+2H+,水解工序中加入少

量NHtNCh(S),鐵根離子水解生成氫離子，使氫離子濃度增大，氯化鈕水解平衡

左移，不利于生成BioC1,且部分蛙離子與硝酸根離子、水也會(huì)發(fā)生反應(yīng)Bi3++

+

Nθ3+H2OBiONO3+2H,也不利于生成BioC1,綜上所述，D錯(cuò)誤。

2.(2021.山東高考)工業(yè)上以S02和純堿為原料制備無水NaHSo3的主要流程

如圖，下列說法錯(cuò)誤的是()

純味水

A.吸收過程中有氣體生成

B.結(jié)晶后母液中含有NaHCO3

C.氣流干燥濕料時(shí)溫度不宜過高

D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3

答案B

解析根據(jù)工藝流程逆向分析可知，以二氧化硫和純堿為原料，得到的結(jié)晶

成分為NaHSo3,則母液為飽和NaHSo3和過量的二氧化硫與水形成的亞硫酸，

溶液呈酸性，所以加入純堿進(jìn)行中和，涉及的反應(yīng)為H2SO3+2Na2CO3=Na2SO3

+2NaHCO3,NaHSO3+Na2COs=Na2SO3+NaHCO3,所以中和后得至IJNa2SO3

和NaHCO3,通入二氧化硫氣體進(jìn)行混合吸收,此時(shí)吸收過程中發(fā)生反應(yīng)為Na2SO3

+SO2+H2θ=2NaHSθ3!,SO2+NaHCO3=CO2+NaHSO3I,止匕時(shí)會(huì)析出大

量NaHSo3晶體，將得到的濕料再進(jìn)行氣流干燥，最終得到NaHSO3產(chǎn)品。結(jié)晶

后母液中含飽和NaHSO3和過量的二氧化硫與水形成的亞硫酸，沒有NaHCO3,B

錯(cuò)誤。

3.（2022?遼寧高考）某工廠采用輝鈕礦（主要成分為BhS3,含有FeS2、SiO2

雜質(zhì)）與軟鎰礦（主要成分為MnO2）聯(lián)合焙燒法制備BiOCl和MnSO4,工藝流程如

下:

(MnSo,溶液)渣體

堂?冏晦?6TBiOcl沉淀

濾液

（MnCl2.FeCh溶液）

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:

開始沉淀PH完全沉淀PH

Fe2+6.58.3

Fe3+1.62.8

Mn2+8.110.1

回答下列問題：

⑴為提高焙燒效率，可采取的措施為O

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

(2)Bi2S3在空氣中單獨(dú)焙燒生成Bi2θ3,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Mi?+;②,

(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__________________________________

答案(Dab

=χB

⑵2Bi2S3+9θ2^?Bi2θ3+6SO2

(3)抑制金屬離子水解

(4)SiO2

+2+

(5)Mn2O3+6H+2Cl^=2Mn+Cht+3H2O

(6)將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe?+

解析聯(lián)合焙燒：由已知信息①和第⑵問題干可知，發(fā)生轉(zhuǎn)化：Bi2S3→Bi2θ3

+SO2、FeS2→Fe2O3+Sθ2sMnO2→Mn2O3+MnSO4,故聯(lián)合焙燒后得到的2。3、

FezCh'Mn2O3、MnSO4和Sio2；

水浸：MnSO4進(jìn)入濾液，濾渣為b2。3、Fe2O3SMn2O3和Sio2；

3+

酸浸：加入過量濃鹽酸后，Bi2O3和Fe2O3發(fā)生轉(zhuǎn)化：Bi2O3→BisFe2O3→

3++

Fe,因Mn2O3有氧化性，會(huì)與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Mn2θ3+6H+2C1-

2+

=2Mn+C12↑+3H2O,氣體A為Ch1濾渣主要為不溶于濃鹽酸的SiO2,濾

3+2+

液中金屬離子為Bi3+、FesMn0

(6)由已知信息②知，F(xiàn)e的金屬活動(dòng)性強(qiáng)于Bi,且調(diào)PH=2.6時(shí)Mn2+和Fe2

+進(jìn)入濾液，可知加入金屬Bi的目的是將Fe3+還原為Fe2+o

4.(2022.海南高考)膽帆(CUSO4?5H2O)是一種重要化工原料。某研究小組以

生銹的銅屑為原料［主要成分是Cu,含有少量的油污、CU0、CUCO3、Cu(OH)2］

制備膽帆。流程如下。

NaCOiL

原］溶禍2濾液A

溶

固加熱濃縮過→∣濾液

包!①浸洗、冷卻結(jié)晶r添吧D」l

液

體HO

過濾U22

BC

回答問題:

(1)步驟①的目的是O

(2)步驟②中，若僅用濃H2SO4溶解固體B,將生成(填化學(xué)式)污染

環(huán)境。

(3)步驟②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

(4)經(jīng)步驟④得到的膽帆，不能用水洗滌的主要原因是o

(5)實(shí)驗(yàn)證明，濾液D能將I-氧化為12。

i.甲同學(xué)認(rèn)為不可能是步驟②中過量H2O2將「氧化為12,理由是

ii.乙同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，只能是C/+將「氧化為12,寫出乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方

案及結(jié)果(不

要求寫具體操作過程)。

答案⑴除油污(2)SO2

⑶CU+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O

(4)膽帆晶體易溶于水

(5)i.溶液C經(jīng)步驟③加熱濃縮后雙氧水已完全分解ii.取濾液，向其中

加入適量硫化鈉，使銅離子恰好完全沉淀，再加入「，不能被氧化

解析由流程中的信息可知，原料經(jīng)碳酸鈉溶液浸洗后過濾，可以除去原料

表面的油污；固體B與過量的稀硫酸、雙氧水反應(yīng)，其中的Cu、CU0、CUCo3、

CU(OH)2均轉(zhuǎn)化為CUSO4,溶液C為硫酸銅溶液和稀硫酸的混合液，加熱濃縮、

冷卻結(jié)晶、過濾后得到膽帆。

5.(2021?全國乙卷)磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有Tio2、SiO2、AhO3.

Mg0、CaO以及少量的Fe2θ3°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。

(NH4)5SO4熱水氨水

贏

水

浸母液①

渣

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=LOX

3.24.711.113.8

10^5mol-LT)的PH

回答下列問題：

⑴“焙燒”中,Tio2、Siθ2幾乎不發(fā)生反應(yīng)，AhO3XMg0、CaOsFe2O3轉(zhuǎn)化

為相應(yīng)的硫酸鹽。寫出AhO3轉(zhuǎn)化為NH4Al(SO4)2的化學(xué)方程式

(2)“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______________________O

1

(3)“母液①”中Mg?+濃度為mol?L-0

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是。“酸溶渣”的成分是

(5)“酸容'后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，Tio2+水解析出TiO2?xH2θ沉淀，該

反應(yīng)的離子方程式是?

(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得循環(huán)利用。

答案(I)Al2O3+4(NH4)2SCU遛絲2NH4Al(SO4)2+6NH3↑+3H2O

(2)Fe3+xAl3+sMg2+(3)1.0×10^*6*

(4)硫酸SiO2CaSO4

2+

(5)TiO+(x+l)H2O=^=TiO2?XH2OI+2H+

(6)(NH4)2SO4

解析由題給流程可知，高鈦爐渣與硫酸鐵混合后焙燒時(shí)，二氧化鈦和二氧

化硅不反應(yīng)，氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、氧化鐵轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，尾氣為氨

氣；將焙燒后物質(zhì)加入熱水水浸，二氧化鈦、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸鈣

部分溶于水，硫酸鐵、硫酸鎂和硫酸鋁錠溶于水，過濾得到含有二氧化鈦、二氧

化硅、硫酸鈣的水浸渣和含有硫酸鐵、硫酸鎂、硫酸鋁錠和硫酸鈣的濾液；向PH

約為2.0的濾液中加入氨水至11.6,溶液中鐵離子、鋁離子和鎂離子依次沉淀，

過濾得到含有硫酸錢、硫酸鈣的母液①和氫氧化物沉淀；向水浸渣中加入硫酸加

熱到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸鈣與硫酸不反應(yīng)，二氧化鈦與硫酸反應(yīng)得到

TiOSO4,過濾得到含有二氧化硅、硫酸鈣的酸溶渣和TioSO4溶液；將TiOSO4

溶液加入熱水適當(dāng)稀釋并加熱，使TiOSO4完全水解生成TiO2-XH2O沉淀和硫酸,

過濾得到含有硫酸的母液②和Tiθ2?XH2Oo

(3)由鎂離子完全沉淀時(shí)，溶液PH為11.1可知，氫氧化鎂的溶度積為IxlO-

5X(1X10-2.9)2=IXIo-Io.8,當(dāng)溶液PH為H.6時(shí)，溶液中鎂離子的濃度為

l×10-l0?8,<,

(lxl0-2,4)2mol?LT=IXlo-6mol.Ll

6.(2021.山東高考節(jié)選江業(yè)上以銘鐵礦(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等雜質(zhì))

為主要原料制備紅帆鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如圖?；卮鹣铝袉栴}:

濾渣濾渣副產(chǎn)品Na3Cr2O7?2H10

(1)焙燒的目的是將FeCr2。4轉(zhuǎn)化為NazCrCU并將AkSi氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性

鈉鹽，焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是O

(2)礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度C與PH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶

液中可溶組分濃度c<LOX10-5mol?LT時(shí)，可認(rèn)為已除盡。

中和時(shí)PH的理論范圍為；酸化的目的是___________________；

Fe元素在_______(填操作單元的名稱)過程中除去。

(3)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致；冷卻結(jié)晶

所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有O

答案(1)增大反應(yīng)物接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率

(2)4.5≤pH<9.3使2CrθZ-+2H+Cr2θV+H2O平衡正向移動(dòng)，提高

Na2Cr2O7的產(chǎn)率浸取

(3)所得溶液中含有大量Na2SO4?IOH2OH2SO4

解析以銘鐵礦(FeCr2。4,含AkSi氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅帆鈉

(Na2Cr2O7?2H2O)過程中，向銘鐵礦中加入純堿和02進(jìn)行焙燒，F(xiàn)eCr2。4轉(zhuǎn)化為

Na2CrO4,Fe(II)被。2氧化成Fe2O3,AkSi氧化物轉(zhuǎn)化為NafAl(OH)4JsNa2SiO3,

加入水進(jìn)行“浸取''，F(xiàn)e2O3不溶于水，過濾后向溶液中加入H2SO4調(diào)節(jié)溶液PH使

[Al(OH)4]'SSioM轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，再向?yàn)V液中加入H2SO4,將Na2CrO4轉(zhuǎn)

化為Na2Cr2O7,將溶液蒸發(fā)結(jié)晶除去Na2SO4,所得溶液冷卻結(jié)晶得到

Na2Cr2O7?2H2O晶體，母液中還含有大量H2SO4o

專項(xiàng)作業(yè)

建議用時(shí)：40分鐘

一、選擇題(每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1.(2020.山東高考)以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和Al2O3)

為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下:

已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3O下列說法錯(cuò)誤的是

()

A.浸出鎂的反應(yīng)為MgO+2NH4Cl=MgC12+2NH3t+H2O

B.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行

C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4Cl

D.分離Mg?+與AF+、Fe3+是利用了它們氫氧化物KSP的不同

答案B

解析一水合氨受熱易分解，沉鎂時(shí)在較高溫度下進(jìn)行會(huì)造成一水合氨大量

分解，揮發(fā)出氨氣，降低利用率，故B錯(cuò)誤。

2.(2022.太原市高三期末考試)用含鐵廢銅制備膽帆晶體的流程如圖所示:

過敏稀硫酸

CIMOHkCOi加熱,較沸過濾?≡?≡

時(shí)間稍長：

^^^PH=3’（“^^"系列操作品麻

H2O2

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.“溶解”時(shí)延長浸泡時(shí)間，可以提高銅的浸出速率

B.流程中Cu2（OH）2CO3可用CuO代替

2+2

C.常溫下，流程中pH=3時(shí),c（Cu）?C（0H-）＜?p[Cu（OH）2]

D系列操作"前加入H2SO4的目的是抑制CM+的水解

答案A

解析“溶解”時(shí)浸出速率與時(shí)間長短無關(guān)，A錯(cuò)誤。

3.（2022.湖南師大附中高三第一次月考）某科研小組采用如下方案回收一種光

盤金屬層中的少量Ag（金屬層中其他金屬含量過低，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略）。

15%NaClo溶液（過址）10%氨水

—[Tl~~T過濾過濾U卜……-Ag

NaOH溶液調(diào)PH濾液濾渣

+

已知AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3?H2O[Ag（NH3）2]+CΓ+2H2Oo

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.“氧化”階段需在80°C條件下進(jìn)行，可用水浴加熱

B.為加快“溶解”速率，可采用高溫條件

C.實(shí)驗(yàn)室中過濾時(shí)使用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒

D.為提高Ag的回收率，需對(duì)“過濾II”的濾渣進(jìn)行洗滌，并將洗滌后的濾液

合并入過濾∏的濾液中

答案B

解析由實(shí)驗(yàn)流程可知，預(yù)處理后的光盤碎片含有Ag,一定條件下經(jīng)NaClO

氧化生成AgC1,AgCl不溶于水，過濾后，加入10%氨水溶解，發(fā)生已知信息的

反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為[Ag（NH3）2]+,過濾后，濾液經(jīng)一系列操作還原為Ago氨水中的

NH3?H2O受熱易分解為NH3和H20,不利于溶解AgCl,故不能采用高溫條件,

故B錯(cuò)誤。

4.（2022?百師聯(lián)盟高三聯(lián)考遼寧卷）某工廠為了提高資源利用率并減少環(huán)境污

染，設(shè)計(jì)了如圖所示流程，可以從主要成分為Nio的含銀廢料（雜質(zhì)種類為CU0、

Feo和Siθ2）中回收金屬資源。下列說法正確的是（）

操作X

反

含鎮(zhèn)潦濾型FeSO4?7H2O

應(yīng)

廢料液fn

2J濾液3-NiSO」

A.兩次酸溶選擇稀硫酸效果都好于98%的濃硫酸

B.操作X是將酸溶2所得溶液加熱蒸干

C.反應(yīng)I除了產(chǎn)生濾渣外還可能產(chǎn)生可直接排放的氣體

D.濾液1、濾液2和濾液3中主要的金屬離子均為兩種

答案A

解析與使用稀硫酸相比，第一次酸溶使用濃硫酸會(huì)產(chǎn)生污染性氣體二氧化

硫且消耗硫酸的量更多，第二次酸溶使用濃硫酸會(huì)把亞鐵離子氧化成鐵離子，不

利于最終制得七水合硫酸亞鐵，A正確；操作X應(yīng)該是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶，B

錯(cuò)誤；反應(yīng)I中過量的鐵粉會(huì)與酸反應(yīng)產(chǎn)生可燃性氣體氫氣，不能直接排放到空

氣中，可收集起來作為燃料或其他工業(yè)用途，C錯(cuò)誤；濾液1中金屬離子有Ni2+、

Cu2?Fe2+,D錯(cuò)誤。

二、非選擇題

5.Clo2和NaClO2都是廣泛使用的漂白劑、消毒劑。其中高濃度ClCh氣體

易發(fā)生爆炸，在生產(chǎn)、使用時(shí)需用其他氣體進(jìn)行稀釋。某工廠生產(chǎn)CIO2和NaClO2

的工藝流程如下。

硫酸濃NaOH溶液

當(dāng)"Tcκ一生器攵器雨MpNilCIo產(chǎn)品

30%雙氧水

(I)Cl元素在周期表中的位置是_______________O

(2)請(qǐng)寫出CIo2發(fā)生器中反應(yīng)的離子方程式_________________o

(3)ClO2吸收器中，H2O2的作用是_______o

(4)若加硫酸過快，發(fā)生器中Na2SO3的利用率降低，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語分析可

能的原因：o

(5)制備ClCh的工藝還有：

鹽酸法5NaC102+4HC1=4C1O2t+5NaCl+2H2O

雙氧水法2NaClθ3+H2SO4+H2O2=ZClO2↑+Na2SO4+O2f+2H2O

雙氧水法相比鹽酸法的優(yōu)點(diǎn)有：反應(yīng)需要的酸度條件較低，對(duì)設(shè)備腐蝕影響

較??；(補(bǔ)充一條優(yōu)點(diǎn))。

(6)在堿性條件下，用ClCh無害化處理含CN-廢水，請(qǐng)寫出此過程反應(yīng)的離

子方程式：o

答案(1)第三周期VnA族

+

(2)2C1O3+2H+SOΓ=2C1O2t+SθV+H2O

(3)還原劑

(4)S0^^+2H+=H2SO3,H2SO3=SO2↑+H2O,SO2逸出溶液，使Na2SO3

的利用率降低

(5)產(chǎn)生的氧氣稀釋了Clθ2,防止其濃度過高發(fā)生爆炸，產(chǎn)生危險(xiǎn)

(6)2C1O2+2CN-+4OH-=2CθΓ+N2+2CΓ+2H2O

6.工業(yè)上采用酸性高濃度含珅廢水(珅主要以亞碑酸EAsCh形式存在)提取

中藥藥劑AS2θ3°工藝流程如下：

Na2S.FeSO4

回答下列問題：

(1)已知珅元素與N同主族，其原子比N原子多兩個(gè)電子層，則碑元素的原

子序數(shù)為,“沉碑”中所用NazS的電子式為o

2

(2)已知：As2S3與過量的S?-存在以下反應(yīng)：As2S3(S)+3S^(aq)2AsSh

(aq)；“沉珅”中FeSo4的作用是。

(3)“焙燒”過程中由于條件的原因，生成的氧化鐵中混有四氧化三鐵，證明四

氧化三鐵存在的試劑是_______________(寫名稱)。

(4)調(diào)節(jié)PH=O時(shí)，由Na3AsO4制備As2O3的離子方程式為。

(5)一定條件下，用雄黃(AS4S4)制備AS2θ3的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。若反應(yīng)中，

ImOIAS4S4(其中AS元素的化合價(jià)為+2價(jià))參加反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移28mole'則物質(zhì)

a為(填化學(xué)式)。

物質(zhì)

雄黃a

AS4S4

As2O3

O2

答案⑴33Na+［：S：了Na+

(2)與過量的S?-結(jié)合生成FeS沉淀，防止As2S3與S?-結(jié)合生成AsS,(或與

S?-結(jié)合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉碑效果)

(3)稀硫酸、鐵氟化鉀(或稀硫酸、高鎰酸鉀)

+

(4)2ASOi-+2SO2+2H=As2θ3I+2S0i^+H2O

(5)SO2

7.(2022.廣東高考)稀土(RE)包括斕、鈕等元素，是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。

我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中

提取稀土的工藝如下:

濾液濾液2月桂酸

已知：月桂酸(CllH23COoH)熔點(diǎn)為44℃；月桂酸和(CUH23COO)3RE均難溶

于水。該工藝條件下，稀土離子保持+3價(jià)不變；

(CnH23COO)2Mg的KSP=I?8xl0-8,Al(OH)3開始溶解時(shí)的PH為8.8；有關(guān)

金屬離子沉淀的相關(guān)PH見下表。

離子Mg2+Fe3+Al3+RE3+

開始沉淀時(shí)的PH8.81.53.66.2~7.4

沉淀完全時(shí)的PH/3.24.7/

(1)“氧化調(diào)pH”中，化合價(jià)有變化的金屬離子是_______o

(2)“過濾1”前，用NaOH溶液調(diào)PH至_______的范圍內(nèi)，該過程中Ap+發(fā)

生反應(yīng)的離子方程式為

(3)“過濾2”后，濾餅中檢測(cè)不到Mg元素，濾液2中Mg?+濃度為2.7g?LT°

為盡可能多地提取RE?+,可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確?！斑^濾2”前的溶液

中C(CnH23Coo-)低于mol?L-∣(保留兩位有效數(shù)字)。

(4)①“加熱攪拌”有利于加快RE?"溶出、提高產(chǎn)率，其原因是o

②"操作X”的過程為：先,再固液分離。

(5)該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有(寫化學(xué)式)。

(6)稀土元素鈕(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑Pt3Y。

①還原YCb和PteI4熔融鹽制備Pt3Y時(shí)，生成1molPt3Y轉(zhuǎn)移mol

電子。

②Pt3Y∕C用作氫氧燃料電池電極材料時(shí)，能在堿性溶液中高效催化。2的還

原，發(fā)生的電極反應(yīng)為O

答案(I)Fe2+

(2)4.7≤pH<6.2

3++

Al+3H2O=A1(OH)3I+3H

(3)4.0×10^4

(4)①加熱攪拌可加快反應(yīng)速率②冷卻結(jié)晶

(5)MgSO4

(6)①15(S)O2+4e^+2H2O=4OH-

解析由流程可知，該類礦(含鐵、鋁等元素功口入酸化MgSo4溶液浸取，得

到浸取液中含有RE3+、Mg2+sFe2+sFe3+sAl3+sSOk等離子，經(jīng)氧化調(diào)PH使

Fe3+sAF+形成沉淀，經(jīng)過濾除去，濾液1中含有RE?+、Mg2+sSOV等離子，

加入月桂酸鈉，使RE'+形成(CnH23Coo)3RE沉淀，濾液2主要含有MgSo4溶液,

可循環(huán)利用，濾餅加鹽酸，經(jīng)加熱攪拌溶解后，再冷卻結(jié)晶，析出月桂酸，再固

液分離得到RECl3溶液。

(2)由表中數(shù)據(jù)可知，AF+沉淀完全的PH為4.7,而RE?+開始沉淀的PH為

6.2?7.4,所以為保證Fe3+、A^+沉淀完全，且RE?+不沉淀，要用NaOH溶液調(diào)

PH至4.7≤pH<6.2的范圍內(nèi)。

⑶濾液2中Mg?+濃度為2.7g?L-1,即0.1125mol?L^',根據(jù)

2+2

KSP[(CuH23COO)2Mg]=c(Mg)?c(C1lH23COO-),若要加入月桂酸鈉后不產(chǎn)生

(CUH23Coo)2Mg沉淀，則

Ksp[(CnH23Coo)2Mg]’1.8x10-8

C(CIlH23COO-)V

c(Mg2+)01125

4.0x10-4moi