08 常考题空8　工艺流程题中的图像分析 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）

常考题空8　工艺流程题中的图像分析

1．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效氧化剂，可用于氨氮处理。K2FeO4在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中的H＋浓度影响较大。用K2FeO4氧化含氨氮废水，其他条件相同时，废水pH对氧化氨氮去除率及氧化时间的影响如图所示。当pH小于9时，随着pH的增大，氨氮去除率增大，氧化时间明显增长的原因是_____________________________________________________________

2．浸出过程中时间和液固比对锰浸出率的影响分别如图甲、图乙所示。

则适宜的浸出时间和液固比分别为________、________

3．已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示，由钼酸钠溶液获得Na2MoO4·10H2O的操作为__________、___________、过滤。

4．Mg(ClO3)2常用作催熟剂、除草剂等，制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的方法如下：

已知：①卤块的主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质

②几种化合物的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如图

(1)加入BaCl2的目的是除________(填离子符号)，如何判断该离子已除尽：______________________________

(2)加入NaClO3饱和溶液会发生反应：MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓，请利用该反应，结合溶解度图，制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为：①取样，加入NaClO3饱和溶液充分反应；②蒸发浓缩；③______；④冷却结晶；⑤过滤、洗涤，获得Mg(ClO3)2·6H2O晶体。

5．由工业级碳酸锂(含有少量碳酸镁等杂质)制备高纯碳酸锂。实验过程如下：

已知在不同温度下蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系如图：

90 ℃以下，随温度升高，碳酸锂产率升高的原因可能是____________________________________________

6．MnSO4是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3，还含有Fe3O4、FeO、CoO等)为原料制备MnSO4的工艺流程如下：

资料：金属离子沉淀时的pH

(1)沉淀池2中，不能用NaOH代替含硫沉淀剂，原因是______________________________________________

(2)如图为MnSO4和(NH4)2SO4的溶解度曲线。从“含MnSO4的溶液”中提取“MnSO4晶体”的操作为____________，洗涤，干燥

7．“电解”工艺制锌时Zn2＋利用率较低，废液中有大量的Zn2＋残留。某化工厂拟采用改变酸锌比净化废液的方式来提高原料的利用率，降低成本。下图是工业生产中不同酸锌比时净化液利用率对电解时直流电耗能影响关系图。根据下图分析，该工厂净化废液时的最佳酸锌比为　　　　(填写序号)

A．5∶1        B．6∶1        C．7∶1        D．10∶1

8．从铜氨废液(含[Cu(NH3)3·CO]＋、[Cu(NH3)2]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、NH3、CH3COO－、CO等)中回收铜的工艺流程如下：

(1)步骤(Ⅵ)发生反应生成难溶Cu2(OH)3Cl的离子方程式为_______________________________________

(2)pH与铜的回收率关系如图所示，为尽可能提高铜的回收率，需控制的pH约为________

9．实验室用含锰废料(主要成分为MnO2，还含有少量Al2O3、MgO、SiO2)为原料制备Mn的工艺流程如下：

“酸浸”时，MnO2将Fe氧化为Fe3＋，该反应的离子方程式为__________________________________，该过程中浸出时间和液固比对锰浸出率的影响分别如图所示。

则适宜的浸出时间和液固比分别为________、________。

10．金属钛在航天、潜海和医疗方面应用广泛。以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含少量Fe2O3等]为原料制备钛的工艺流程如下：

滤液1中钛元素以TiO2＋形式存在，步骤①中生成TiO2＋的化学方程式为_______________________________，

硫酸质量分数对钛、铁浸出率的影响如图所示，据此判断，酸浸时所加硫酸的质量分数应为________(填范围)

11．2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由LiFePO4、铝箔、炭黑等组成，Fe、Li、P具有极高的回收价值，具体流程如下：

浸出液X的主要成分为Li＋、Fe3＋、H2PO等。过程③控制碳酸钠溶液浓度20%、温度85 ℃、反应时间3 h条件下，探究pH对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。

(1)综合考虑铁和磷沉淀率，最佳pH为________

(2)结合平衡移动原理，解释过程③中pH增大，铁和磷沉淀率增大的原因：______________________________

______________________________________________________

(3)当pH＞2.5后，随pH增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因：______________________________

______________________________________________________________________________________________

12．随着钴酸锂电池的普及使用，从废旧的钴酸锂电池中提取锂、钴等金属材料意义重大。下图是废旧钴酸锂电池材料(主要成分为LiCoO2，含少量铁、铝、铜等元素的化合物)回收工艺流程：

“沉钴”过程中，(NH4)2C2O4的加入量(图甲)、沉淀反应的温度(图乙)与钴的沉淀率关系如图所示：

根据图分析：沉钴时应控制n(C2O)∶n(Co2＋)为________，温度控制在________℃左右

13．Fe3＋的萃取率与溶液的pH和接触时间之间的关系如图，据此分析，萃取的最佳条件为________________

14．重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填字母)得到的K2Cr2O7固体产品最多

a．80 ℃　　　b．60 ℃　　　c．40 ℃　　　d．10 ℃

步骤⑤的反应类型是________________

15．研究从太阳能电池的碲化镉吸收层(主要含CdTe、CdS)中回收碲具有重要的意义。某回收工艺的流程如下：

反应釜中，溶液的pH、温度(T)与生成沉淀的关系如图，图中区域分别表示铁的化合物稳定存在的区域。则制备FeOOH适宜的pH和温度分别为________(填字母)

a．2,80 ℃        b．4,90 ℃        c．5,160 ℃        d．6,25 ℃

【常考题空8　工艺流程题中的图像分析】答案

1．随着pH的增大，K2FeO4的稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率增大；但H＋浓度减小，K2FeO4氧化性减弱，氧化时间增长

解析：

2．60 min　3

3．蒸发浓缩　冷却至10 ℃以下结晶

4．(1)SO　静置，取上层清液加入BaCl2，若无白色沉淀生成，则SO已沉淀完全　

(2)趁热过滤

5．碳酸氢锂随温度的升高分解产率增大，碳酸锂的溶解度随温度升高而减小

解析：由蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系可知随温度升高碳酸锂的溶解度下降，而温度升高碳酸氢锂也易分解生成碳酸锂，两个因素共同促进了90 ℃以下随温度升高，碳酸锂产率升高。

6．(1)因为NaOH能与锰离子反应生成氢氧化锰沉淀而使锰元素损失　

(2)蒸发浓缩、趁热过滤

7．C

8．(1)2[Cu(NH3)4]2＋＋Cl－＋5H＋＋3H2O===Cu2(OH)3Cl↓＋8NH　

(2)6(或5.5～6.5)

9．3MnO2＋2Fe＋12H＋===3Mn2＋＋2Fe3＋＋6H2O　60 min　3∶1(或3)

10．FeTiO3＋2H2SO4FeSO4＋TiOSO4＋2H2O　80%～85%

11．(1)2.5　

(2)H2POHPO＋H＋，HPOPO＋H＋，加入Na2CO3后，CO结合H＋使c(H＋)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO)增大，与Fe3＋结合形成磷酸铁沉淀　

(3)pH＞2.5时，沉淀中的磷酸铁会有部分开始转变生成Fe(OH)3，使得部分PO释放，导致磷沉淀率下降

解析：(3)已知FePO4(s)Fe3＋(aq)＋ PO(aq)，当pH＞2.5后，随pH增加，溶液中c(OH－)增大，Fe3＋开始转变生成Fe(OH)3，促进溶解平衡正向移动，使得部分PO释放，导致磷沉淀率下降。

12．1.15　46

解析：由图甲可知，n(C2O)∶n(Co2＋)为1.15时，钴的沉淀率最大，效果最好；由图乙可知，沉淀反应温度为46 ℃左右时，钴的沉淀率最大，效果最好。

13．pH＝1.7下萃取60 min

14．d　复分解反应

15．b