还剩52页未读，
继续阅读
所属成套资源：【高考二轮】新高考版高考化学二轮复习课件（新高考版）
成套系列资料，整套一键下载
- 新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破1 化学反应原理综合题题型研究课件PPT 课件 0 次下载
- 新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破2 综合实验题题型研究课件PPT 课件 0 次下载
- 新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破3 重点题空热练(一) 物质的分离、提纯 反应条件的控制课件PPT 课件 0 次下载
- 新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破3 重点题空热练(二) 化工流程中方程式的书写课件PPT 课件 0 次下载
- 新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破3 重点题空热练(三) 化工流程题中的曲线分析应用课件PPT 课件 0 次下载
新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破3 无机化工流程题题型研究课件PPT
展开
这是一份新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破3 无机化工流程题题型研究课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了真题探究，Fe2＋，Pb＋，作还原剂，Na＋，入Al杂质，题型分析，回扣自测，HCl或盐酸，H2SO4等内容，欢迎下载使用。
1.掌握化工流程中条件的控制。2.掌握化工流程中物质的分离和提纯。3.掌握化工流程中方程式的书写。4.掌握化工流程中的有关计算。
1.(2022·全国乙卷，26)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
回答下列问题：(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为_______________________________________，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是_______；
过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子。
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为____________________________________；
H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O
过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2，过氧化氢与Pb、HAc发生氧化还原反应生成Pb(Ac)2和H2O。
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是__________。
过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，铅元素化合价由＋4价降低到＋2价，PbO2是氧化剂，则过氧化氢是还原剂。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是_________________。
Fe(OH)3、Al(OH)3
酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣的主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有____________。
加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化，铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，铅转化为氢氧化铅，最终转化为氧化铅，因此沉铅的滤液中，金属离子有Ba2＋和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na＋。
2.(2022·湖南，17)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
回答下列问题：(1)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600 ℃时，下列反应不能自发进行的是_____。
A.C(s)＋O2(g)===CO2(g)B.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)C.TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋ O2(g)D.TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g) ＋CO2(g)
由图可知，600 ℃时C(s)＋O2(g)===CO2(g)的ΔG<0，反应能自发进行，故A不符合题意；600 ℃时2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔG<0，反应能自发进行，故B不符合题意；
600 ℃时TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG>0，反应不能自发进行，故C符合题意；
根据盖斯定律，TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)可由A＋C得到，且由图中数据可知600 ℃时其ΔG<0，反应能自发进行，故D不符合题意。
(2)TiO2与C、Cl2，在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为____________________________________________。
5TiO2＋6C＋10Cl2
根据表中数据可知，该温度下C主要生成CO和CO2，根据同温同体积下气体的压强之比等于物质的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5∶2∶4，所以TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl2 5TiCl4＋2CO＋4CO2。
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是_________________________________________________。
随着温度升高，CO2与
随着温度升高，CO2与C发生反应：C＋CO2 2CO，导致CO含量升高。
(3)“除钒”过程中的化学方程式为______________________________；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是______。
3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3
“降温收尘”后钒元素主要以VOCl3形式存在，加入Al得到VOCl2渣，根据得失电子守恒和元素守恒配平化学方程式为3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3；AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较大，“除硅、铝”过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl3、SiCl4。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序______(填“能”或“不能”)交换，理由是___________________________________________________________________。
若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是____。A.高炉炼铁B.电解熔融氯化钠制钠C.铝热反应制锰D.氧化汞分解制汞
本工艺中加入Mg冶炼Ti的方法为热还原法。高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成
金属铁，属于热还原法，故A符合题意；电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B不符合题意；铝热反应制锰是利用Al作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C符合题意；Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D不符合题意。
化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。工艺流程题设问的地方有：反应速率与平衡理论的运用，氧化还原反应的判断、化学方程式的书写，利用控制pH分离除杂，利用溶解度分离，常用的分离方法、实验操作，流程中的物质转化和循环，绿色化学评价，电化学，计算产量、产率、产品纯度等。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高，近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。
化工流程中物质的分离与提纯
化工流程中化学方程式的书写及有关计算
化工流程中反应条件的控制
1.三氧化二镍(Ni2O3)是重要的电子元件材料和蓄电池材料，工业上利用含镍废料(主要成分为镍、铝、氧化铁、碳等)提取Ni2O3，工业流程如图：
“预处理”操作可以选择用________(填字母)来除去废旧镍电池表面的矿物油污。A.纯碱溶液浸泡B.NaOH溶液浸泡C.酒精清洗
2.一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下：“分铜”时，如果反应温度过高，会有明显的放出气体现象，原因是____________________________。
温度过高，H2O2分解放出氧气
3.已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示：
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
答案 先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH至3.7～8.3。
注意：(1)调节pH所需的物质一般应满足两点：①能与H＋反应，使溶液pH增大；②不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。(2)调节溶液的pH：酸作用还可以除去氧化物(膜)；碱作用还可以除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝和二氧化硅。(3)调节pH的试剂选取：①选取流程中出现的物质；②未学习过的物质且题目又无信息提示的一般不做考虑；③已学的常见酸碱(NaOH、Na2CO3、HCl、H2SO4、NH3·H2O、HNO3)。
4.以粉煤灰(主要成分为Al2O3、SiO2，还含少量Fe2O3等)为原料，制取氧化铝的部分工艺流程如图：上述流程中，可以循环利用的物质是_____________。
粉煤灰加浓盐酸酸浸，Al2O3和Fe2O3溶解、SiO2不溶，过滤得滤渣，主要成分是SiO2，向滤液中加入NH4HCO3，溶液中的Fe3＋与 发生相互促进的水解反应使铁元素沉淀，向滤液中通入HCl气体，使Al3＋形成AlCl3·6H2O晶体析出，煅烧AlCl3·6H2O，由于HCl大量挥发，促进了Al3＋水解，煅烧最终生成了Al2O3。题述流程中，可以循环利用的物质是HCl或盐酸。
5.硒和碲在工业上有重要用途。在铜、镍、铅等电解工艺的阳极泥中硒、碲主要以硒化物、碲化物及单质状态存在。一种从阳极泥中提取Se和Te的工艺流程如下：已知：碲酸钠(Na2H4TeO6)难溶，碲酸(H6TeO6)可溶。工艺路线中可以循环利用的物质有_________、________。
根据流程中既为生成物又为反应原料的物质可作为循环利用的物质，则工艺路线中可以循环利用的物质有H2SO4和NaOH。
2.可循环物质的判断(1)流程图中回头箭头的物质。(2)生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质。①从流程需要加入的物质去找先观察流程中需要加入的物质，再研究后面的流程中有没有生成此物质。
②从能构成可逆反应的物质去找可逆反应的反应物不能完全转化，应该回收再利用。③从过滤后的母液中寻找析出晶体经过过滤后的溶液称为母液，母液是该晶体溶质的饱和溶液，应该循环再利用。
1.(2022·辽宁，16)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如右：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
回答下列问题：(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为_____。a.进一步粉碎矿石b.鼓入适当过量的空气c.降低焙烧温度
联合焙烧时，进一步粉碎矿石，可以增大矿石与空气的接触面积，能够提高焙烧效率，选项a符合题意；鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应，选项b符合题意；降低焙烧温度，反应速率减慢，不利于提高焙烧效率，选项c不符合题意。
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为_______________________________。
Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，根据原子守恒可知还应生成SO2，结合得失电子守恒，反应的化学方程式为2Bi2S3＋9O2 2Bi2O3＋6SO2。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②__________________。
加入浓盐酸后，溶液中含有的离子主要为Bi3＋、Fe3＋、Mn2＋、H＋、Cl－，而酸浸后取滤液进行转化，故要防止金属离子水解生成沉淀，进入滤渣，造成制得的BiOCl产率偏低。
(4)滤渣的主要成分为______(填化学式)。
滤渣主要为不溶于浓盐酸的SiO2。
(5)生成气体A的离子方程式为____________________________________________。
因Mn2O3有氧化性，会与浓盐酸发生氧化还原反应：Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O。
Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O
(6)加入金属Bi的目的是__________________。
将Fe3＋转化为Fe2＋
由已知信息③知，调pH＝2.6时，Fe3＋会水解生成Fe(OH)3沉淀，但Fe2＋还没开始沉淀，故要将Fe3＋转化为Fe2＋，在调pH后获得含FeCl2的滤液，为了不引入新的杂质，加入Bi作还原剂。
2.[2021·全国乙卷，26(2)(3)(4)(5)(6)]磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
回答下列问题：(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是___________________。
Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
由题给金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时，铁离子首先沉淀，然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀。
(3)“母液①”中Mg2＋浓度为___________ ml·L－1。
由镁离子完全沉淀时，溶液pH为11.1可知，氢氧化镁的溶度积为1×10－5×(1×10－2.9)2＝1×10－10.8，当溶液pH为11.6时，溶液中镁离子的浓度为 ＝1×10－6 ml·L－1。
(4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是______，“酸溶渣”的成分是______________。
增大溶液中硫酸根离子的浓度，有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀，为了使微溶的硫酸钙完全沉淀，减少TiOSO4溶液中含有的硫酸钙的量，应加入浓硫酸加热到160 ℃酸溶；二氧化硅和硫酸钙与硫酸不反应，则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙。
(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是_______________________________________。
酸溶后将TiOSO4溶液适当稀释并加热，能使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，反应的离子方程式为TiO2＋＋(x＋1)H2O TiO2·xH2O↓＋2H＋。
(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得____________，循环利用。
尾气为氨气，母液①为硫酸铵、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液，可以循环使用。
1.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：
回答下列问题：(1)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 ℃
(2)制备磁性纳米铁棒时，加入NaBH4前先通入N2的作用是_________________________________________________。
空气，防止磁性纳米铁棒和NaBH4被氧化
磁性纳米铁棒和NaBH4都容易被氧化，所以在加入NaBH4之前需通入N2排出反应容器中的空气。
(3)常温下，若在含Cd2＋、Te4＋滤液中加入NaOH溶液调节pH为7，溶液中c(Cd2＋)的最大值为_____________(已知：Ksp[Cd(OH)2]＝5.3×10－15)。
0.53 ml·L－1
(4)从 溶液得到“吸附Te”，利用了纳米铁棒的性质有________、________。
2.(1)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LiCO2，含少量铁、铝、铜等元素的化合物)回收工艺流程：
①“拆解”前需进行“放电”处理的目的是____________________________________________________。用食盐水浸泡是放电的常用方法，浸泡放电过程中产生的气体主要有________。
防止在电池拆解过程中发生
短路引起火灾及操作人员触电
用食盐水浸泡放电过程实际是电解食盐水的过程，电解时，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气。
②滤液1中加入Na2SO3的主要目的是__________________；加入NaClO3的主要目的是__________________。
将Fe2＋氧化为Fe3＋
C3＋具有氧化性，向滤液1中加入具有还原性的Na2SO3，能将C3＋还原为C2＋；亚铁离子具有还原性，加入具有氧化性的NaClO3，能 将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于调节pH时，将Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀。
③“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( )∶n(C2＋)为______，温度控制在______℃左右。
由图甲可知，n( )∶n(C2＋)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。
(2)碱式硫酸铝[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]溶液可用于烟气脱硫。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝溶液，实验流程如下：
已知“调pH”的反应为(2－x)Al2(SO4)3＋3xCaCO3＋3xH2O===2[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]＋3xCaSO4＋3xCO2↑。
①“酸浸”时适当增大H2SO4溶液浓度的目的是____________________________________________，能达到相同目的的方法还有_____________(任写一种)。②“酸浸”时应控制H2SO4溶液的用量，H2SO4溶液用量不能过量太多的原因是_________________________。
(或提高铝元素的浸出率)
会增加后续CaCO3的消耗量
(3)亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性，受热易分解，可作漂白剂、食品消毒剂等。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：
①提高“反应1”反应速率的措施有_________________________________(答出一条即可)。母液中溶质的主要成分是________(填化学式)。
适当升高反应温度(或其他合理答案)
对于气体和液体的反应，为提高反应速率，可适当升高反应温度，增大吸收液浓度，增大SO2与吸收液的接触面积等；NaClO3在反应器中与二氧化硫反应生成ClO2和Na2SO4，所以母液中溶质的主要成分是Na2SO4。
②采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是___________________________________。
减压蒸发在较低温度下进行，防止常压蒸发温度过高，造成亚氯酸钠分解。
③“反应2”中使用H2O2而不用其他物质的原因是_____________________________________________。
氧气和水，不引入其他杂质
多余的H2O2可分解为
用H2O2作还原剂，产物为水和氧气，且多余的H2O2可分解为氧气和水，不引入其他杂质。
1.过滤(分离固、液混合物)从工厂采集废液(含FeSO4和少量ZnSO4、MgSO4)，进行四氧化三铁的制备实验。制备流程如图所示：操作a、b的名称分别为_____________。
2.萃取法分离(1)“萃取分离”溶液中钴、锂的萃取率与平衡时溶液pH的关系如图所示，pH一般选择5左右，理由是_________________________________。
pH在5左右时，钴、锂的分离效率高
(2)萃取剂对Al3＋、C2＋萃取率与pH的关系如图所示。萃取分离钴、铝的实验操作：向萃取分液后的有机相中加稀硫酸调pH＝3～4，分液可得CSO4溶液；______________________________________________________________________，可得Al2(SO4)3溶液。
继续向萃取分液后的有机相中加稀H2SO4
调pH＝0.5以下(或1以下)，然后分液
(3)已知萃取剂A、B中pH对钴离子、锰离子萃取率的影响如图所示，为了除去Mn2＋，应选择萃取剂_____(填“A”或“B”)。
3.反萃取分离实验室从含碘废液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其实验过程如图所示。
向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式：_________________________________。该操作将I2还原为I－的目的是__________________________。
使四氯化碳中的碘进入水层
4.结晶的方法(1)KIO3的溶解度曲线如图所示。由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为____________________。
由溶解度曲线可知KIO3在常温下的溶解度较小，故由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为蒸发浓缩、降温结晶。
从过滤所得的滤液中获得较高纯度MnSO4·H2O的操作是：控制温度在80～90 ℃之间蒸发结晶、__________，使固体MnSO4·H2O与溶液分离，_____________________________、真空干燥。
(2)硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到MnSO4·7H2O、MnSO4·5H2O和MnSO4·H2O。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示。
据溶解度曲线图，要从过滤所得MnSO4溶液中获得较高纯度的MnSO4·H2O晶体，应在80～90 ℃之间进行蒸发结晶、趁热过滤，再用80～90 ℃的蒸馏水洗涤MnSO4·H2O晶体2～3次，最后真空干燥。
(3)已知CCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴沉淀中加入足量稀盐酸边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤的原因是______________________________。
由CCl2的溶解度曲线可以知道，随温度的升高，CCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低，CCl2晶体析出。
1.化工生产过程中分离、提纯、除杂化工生产过程中分离、提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。
2.常考分离、提纯的操作(1)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。(2)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。(3)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
(5)萃取与反萃取①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。②反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。(6)其他①蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。②减压蒸馏的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。
3.根据溶解度曲线判断结晶的方法(1)溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法。(2)溶解度受温度影响较大的采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。(3)带有结晶水的盐，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。
[2017·全国卷Ⅲ，27(4)]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____________。
1.(1)碘化亚铜(CuI)是阳极射线管覆盖物，不溶于水和乙醇。下图是工业上由冰铜制取无水碘化亚铜的流程。
①步骤a中Cu2S被转化为Cu，同时有大气污染物A生成，相关反应的化学方程式为__________________________。熔渣B主要成分为黑色磁性物质，其化学式为_______。
步骤a中Cu2S与空气中氧气在1 200 ℃条件下反应生成Cu和二氧化硫，反应的化学方程式为Cu2S＋O2 2Cu＋SO2；由熔渣B的主要成分为黑色磁性物质可知，FeS与空气中氧气在1 200 ℃条件下反应生成四氧化三铁和二氧化硫。
②步骤b中H2O2的作用是_________________________________；步骤c中加入过量NaI涉及的主要反应的离子方程式为________________________。
作氧化剂，将Cu2O和Cu氧化为Cu2＋
2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2
步骤b的反应为在硫酸作用下，H2O2作氧化剂，将氧化亚铜、铜氧化生成硫酸铜；步骤c的反应为硫酸铜溶液与过量的NaI溶液反应得到CuI沉淀。
③步骤d用乙醇洗涤的优点是_________________________；检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________________________________________________。
洗去残余水分且可快速晾干
蘸取最后一次洗涤液进行焰色试验，如果火焰无黄
色则已洗净(或其他合理答案)
步骤d用乙醇洗涤可以洗去固体表面的水，同时由于乙醇易挥发达到快速晾干的目的；洗涤液中含有钠离子、硫酸根离子，可以用焰色试验或酸化的氯化钡溶液检验沉淀是否洗涤干净。
(2)下图是Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线，则由Na2SO4溶液得到Na2SO4固体的操作是_________→_________→用乙醇洗涤→干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是_______________________________________________________________。
防止Na2SO4固体转化为Na2SO4·10H2O，并防
止Na2SO4因溶于水而损耗
由图像溶解度曲线变化可知，Na2SO4的溶解度在温度较高时，随温度升高而降低，而Na2SO4·10H2O的溶解度随温度升高而增大，欲得到Na2SO4固体，应采取加热蒸发溶剂使
Na2SO4结晶析出，并趁热过滤；因Na2SO4难溶于乙醇，所以用乙醇洗涤既防止Na2SO4和水作用生成Na2SO4·10H2O，又能防止Na2SO4因溶于水而损耗。
2.(1)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和 等杂质，提纯工艺路线如下：
已知：碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。
回答下列问题：①滤渣的主要成分为__________________________。②“趁热过滤”的原因是___________________________________________________________________________________________。
Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过
低而析出Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长
从题目中可知，该实验目的是从工业碳酸钠中提纯碳酸钠，工业碳酸钠中含有的杂质有Mg2＋、Fe3＋、Ca2＋、Cl－和 等，所以该流程的目的就是把这些杂质除去并得到纯净的碳酸钠固体。流程图中加水是使可溶物质溶于水，少量的Ca2＋与 生成沉淀CaCO3。加入过量的NaOH溶液，很显然是将Mg2＋、Fe3＋转化成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀，再通过过滤的方法除去。
通过题图可得出Na2CO3·H2O随温度升高溶解度变化不大，可以通过蒸发浓缩、结晶、趁热过滤除去Cl－、 和一些沉淀不完全的离子。由于Na2CO3·10H2O的溶解度随温度的升高变化非常大，如果降温，一定会析出而影响主要产物，所以要趁热过滤。
(2)以废旧锌锰电池中的黑锰粉[MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等]为原料制备MnCl2，实现锰的再利用。其简略工艺流程如下：
溶液a的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。①根据下图所示的溶解度曲线，将溶液a____________________(填操作)，可得NH4Cl粗品。
由图可知NH4Cl的溶解度随温度变化不大，故将溶液a蒸发结晶、趁热过滤，可得NH4Cl粗品。
根据上表，设计方案提纯NH4Cl：_______________________________________________________________________________________________________________________________。
②提纯NH4Cl粗品，有关性质数据如下：
加热NH4Cl粗品至340 ℃左右，发生
NH3↑＋HCl↑，收集产物并冷却，再发生反应NH3＋
HCl===NH4Cl，得到纯净的NH4Cl
1.工业上以黄铜矿(主要含 CuFeS2，还含FeS等)为原料可以制备Cu，流程如下：(1)写出“浸取”时 CuFeS2和FeCl3溶液反应的离子方程式：___________________________________________。(2)“稀释”时反应的化学方程式为________________________________。
CuFeS2＋Cl－===CuCl＋2S＋4Fe2＋
2Na[CuCl2]===Cu↓＋CuCl2＋2NaCl
根据该工艺流程图中信息可知，“浸取”时是将黄铜矿与FeCl3溶液充分反应，化学方程式为3FeCl3＋CuFeS2===CuCl＋2S＋4FeCl2，2FeCl3＋FeS===3FeCl2＋S，过滤得到CuCl和S的混合物，洗涤，向洗涤后的固体中加入NaCl溶液，“溶解”时发生的反应为NaCl＋CuCl===Na[CuCl2]，过滤出S，得到滤液，向滤液中加水稀释得到Cu和CuCl2、NaCl等，“稀释”时反应为2Na[CuCl2]===Cu↓＋CuCl2＋2NaCl。
2.工业上使用催化剂时常需要载体，纳米氧化锌可作为一些催化剂的载体。工业上由软锰矿(主要成分为MnO2)与锌精矿(主要成分为ZnS)酸性共融法制备MnO2及纳米ZnO的工艺流程如图。回答下列问题：
(1)写出酸浸时ZnS与MnO2发生的主要反应的化学方程式：______________________________________________(无单质硫生成)。
＋4H2SO4===ZnSO4＋4MnSO4＋4H2O
根据工艺流程分析，酸浸时，ZnS、MnO2分别转化为ZnSO4、MnSO4，即S由－2价升高为＋6价，Mn由＋4价降低为＋2价，根据得失电子守恒、原子守恒，配平化学方程式为ZnS＋4MnO2＋4H2SO4===ZnSO4＋4MnSO4＋4H2O。
(2)Na2S2O8是一种强氧化剂，能与Mn2＋反应生成 和紫色 。用Na2S2O8检验水相中的Mn2＋时发生反应的离子方程式为_______________________________________________。
3.将等体积的4×10－3 ml·L－1的AgNO3溶液和4×10－3ml·L－1 K2CrO4溶液混合，有无Ag2CrO4沉淀产生？[已知：Ksp (Ag2CrO4)＝1.12×10－12]
(一)化工流程中化学方程式的书写1.书写思路首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型：(1)元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律；(2)元素化合价有变化则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。
2.流程中陌生的氧化还原反应的书写流程(1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物)，结合已学知识根据加入的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。(2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。(3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等。(4)根据质量守恒配平反应方程式。
(二)化工流程中的有关计算1.Ksp计算(1)判断能否沉淀。(2)判断能否沉淀完全。(3)计算某一离子的浓度。(4)沉淀生成和沉淀完全时pH的计算。
2.产率、纯度的计算(1)计算公式
(2)计算的关键在于运用守恒或关系式法结合实验原理找到计算的关系，确定数量关系。
1.(2022·广东，18)稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持＋3价不变；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是______。
由分析可知，“氧化调pH”的目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2＋氧化为Fe3＋，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2＋。
(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至____________的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为_________________________。
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
由表中数据可知，Al3＋沉淀完全时的pH为4.7，而RE3＋开始沉淀时的pH为6.2，所以为保证Fe3＋、Al3＋沉淀完全，且RE3＋不沉淀，要用NaOH溶液调pH至4.7≤pH<6.2的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1。为尽可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于__________ ml·L－1(保留两位有效数字)。
滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1，即0.112 5 ml·L－1，根据Ksp[(C11H23COO)2Mg]＝c(Mg2＋) ·c2(C11H23COO－)，若要加入月桂酸钠后只生成(C11H23COO)3RE，而不产生
(C11H23COO)2Mg，则c(C11H23COO－)< ＝4.0×10－4 ml·L－1。
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其原因是________________________。②“操作X”的过程为先__________，再固液分离。
“操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃，故“操作X”的过程为先冷却结晶，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有_________(写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 ml Pt3Y转移____ ml电子。
YCl3中Y为＋3价，PtCl4中Pt为＋4价，而Pt3Y中金属均为0价，所以还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 ml Pt3Y转移15 ml电子。
②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为________________________。
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
2.[2021·河北，15(1)(2)(3)(6)(7)]绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na＋内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符号)。(2)工序①的名称为_________。
工序①为将氧化后的固体加水溶解浸出可溶性物质。
(3)滤渣Ⅰ的主要成分是_____________(填化学式)。(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序_____(填“①”“②”“③”或“④”)参与内循环。
热解工序产生的混合气体为二氧化碳和水蒸气，将混合气体通入滤渣Ⅰ中可以将氧化镁转化为碳酸氢镁溶液，则混合气体最适宜返回的工序为工序②。
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为__________(通常认为溶液中离子浓度小于10－5 ml·L－1为沉淀完全；Al(OH)3＋OH－ K＝100.63；Kw＝10－14，Ksp[Al(OH)3]＝10－33)。
考向一 化工流程中化学方程式的书写1.(1)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下：
已知：硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。
①H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为 ，写出此反应的离子方程式：______________________________________。
2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===
②写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：_________________________________________________________。
(2)ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取：
已知：ZrSiO4能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2＋。①“熔融”过程中，ZrSiO4发生反应的化学方程式为______________________________________________。
ZrSiO4＋4NaOH
ZrSiO4与烧碱反应生成Na2ZrO3，Zr元素的化合价均为＋4，发生非氧化还原反应，另外生成Na2SiO3和H2O。
②滤渣Ⅲ的成分是Zr(CO3)2·nZr(OH)4。“调pH＝8.0”时，所发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________。滤渣Ⅲ制备ZrO2的方法是__________。
“调pH＝8.0”时，反应生成Zr(CO3)2·nZr(OH)4，Zr元素的化合价不变，根据原子守恒配平所发生反应的离子方程式；滤渣Ⅲ经高温焙烧分解即可得到ZrO2。
考向二 化工流程中的有关计算2.Zn、Fe及其化合物在生产、生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO和CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下：
(1)若净化后的溶液中Cu2＋浓度为1×10－12ml·L－1，则净化后溶液中Zn2＋浓度为______________[已知：室温下Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(CuS)＝6.4×10－36]
0.25 ml·L－1
(2)ZnFe2O4是一种性能优良的软磁材料，工业上常利用ZnFe2(C2O4)3·6H2O隔绝空气加热分解制备，该晶体的热分解化学方程式为_________________________________________________________。测热分解后产品中ZnFe2O4的质量分数方法如下：取a g产品用硫酸溶解后加入足量KI溶液充分反应，调溶液至弱酸性，再加入淀粉指示剂，用c ml·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，用去此标准溶液V mL时，刚好达到滴定终点，则此产品中ZnFe2O4的质量分数为_________(用a、c、V表示)。(已知：I2＋ ===2I－＋ )
ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4＋4CO↑＋2CO2↑＋6H2O
1.(2022·河北五校联盟高三下学期3月模拟)随着新能源汽车的不断推广，近几年动力电池迎来退役潮爆发。大量淘汰的LiFePO4电池(LFP)若得不到正确的处理，必然会带来严重的环境污染及能源浪费。有一种从废旧磷酸铁锂正极片(含LiFePO4、铝箔等)中回收金属和电池再生技术工艺流程如下(已知：Li2CO3在水中的溶解度随温度升高而降低)。
(1)在“碱浸”时，为加快浸出速率，可采取的措施为___________________________________________________________________________________________________(任写一条即可)。
温度；使用电动搅拌器；适当提高氢氧化钠的浓度；将废旧LFP正极材料粉碎(任写一条即可)
由流程可知，碱浸时发生2Al＋2NaOH＋2H2O===3H2↑＋2NaAlO2，过滤分离出含偏铝酸钠的溶液，滤渣a为LiFePO4，加酸、过氧化氢发生2LiFePO4＋2H＋＋H2O2===2FePO4＋2Li＋＋2H2O，过滤分离出滤渣b为FePO4，滤液b含Li＋，加入碳酸钠发生复分解反应生成Li2CO3，经一系列操作得到Li2CO3。
反应物浓度、温度、反应物接触面积等都会影响反应速率；在“碱浸”时，为加快浸出速率，可采取的措施为适当地提高浸出温度；使用电动搅拌器；适当提高氢氧化钠的浓度；将废旧LFP正极材料粉碎。
(2)“氧化浸出”时生成了难溶的FePO4，该反应的离子方程式为____________________________________________，为了保证“氧化浸出”的效率，严格控制了反应的温度，减少H2O2分解的同时保证反应速率，但是实际生产中用H2O2氧化的效率还是较低，可能的原因是____________________________。
＋H2O2＋2H＋===2Li＋＋2FePO4＋2H2O
“氧化浸出”的目的是氧化正极材料中的Fe2＋，锂离子进入溶液，三价铁以磷酸铁的形式进入滤渣b中与锂元素分离。
(3)已知不同浓度的硫酸对Li、Fe元素的“氧化浸出”效率如下图所示。c(H2SO4)的范围应控制在_____(填字母)。A.0.1～～～～1.0
“氧化浸出”加入硫酸目的是分离Fe元素成为滤渣，得到含Li的滤液，则Li的浸出率较高，Fe的浸出率较低，由图知c(H2SO4)的范围应控制在0.3 ml·L－1～0.4 ml·L－1。
(4)“一系列操作”具体包括__________、_________、洗涤、干燥。
已知：Li2CO3在水中的溶解度随温度升高而降低，“一系列操作”具体包括蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥。
(5)“纯化”后的滤渣b在高温条件下与Li2CO3、H2C2O4混合煅烧可得LiFePO4，实现再生利用，其化学方程式为_______________________________________________________。
2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4
(6)比亚迪“汉”汽车搭载了全新的磷酸铁锂“刀片电池”。其放电时的总反应为LixC6＋Li1－xFePO4 6C＋LiFePO4，则充电时的阳极反应式为_________________________________。
LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4
2.(2022·广东茂名市五校联盟高三下学期第三次联考)钼酸铵[(NH4)2MO4]是生产高纯度钼制品、钼催化剂、钼颜料等的基本原料。一种以钼精矿(主要含MS2，还含有少量SiO2、As、Sn、P、Cu、Pb、CaO)为原料制备钼酸铵的工艺流程如图所示：
已知：钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系为
回答下列问题：(1)(NH4)2MO4中M元素的化合价为_____价。
(2)“氧化焙烧”时MS2转化为MO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______；气体A对环境的主要危害是______。
“氧化焙烧”时MS2转化为MO3，S转化为SO2，根据氧化还原反应中电子守恒、原子守恒，可得该化学方程式为2MS2＋7O22MO3＋4SO2，其中MS2为还原剂，O2为氧化剂，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶2；煅烧产生的气体中含SO2会造成酸雨。
(3)“除铜”时选择在60～80 ℃的条件下进行的原因为__________________________________。
“除铜”时选择温度在60～80 ℃的条件下进行，这是由于反应温度高可以加快反应速率，但当温度超过80 ℃时，水分大量蒸发，导致Na2MO4析出，使钼的浸出率降低。
(4)“沉淀”过程中加入H2SO4调节溶液pH＝2.1，则所得沉淀的化学式为______________________，加入氨水后生成(NH4)2MO4的化学方程式为___________________________________________________。
(NH4)2M4O13·2H2O
(NH4)2M4O13·2H2O＋6NH3·H2O===4(NH4)2MO4＋5H2O
根据钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系可知：当溶液pH＝2.1时，1.2＜pH＝2.1＜3.5，形成的沉淀为(NH4)2M4O13·2H2O；(NH4)2M4O13·2H2O沉淀用氨水溶解，会转化为(NH4)2MO4，该反应的化学方程式为(NH4)2M4O13·2H2O＋6NH3·H2O===4(NH4)2MO4＋5H2O。
(5)(NH4)6M7O24·4H2O的热重曲线如图所示：
已知A点失重的原因是生成H2O，则1 ml (NH4)6M7O24·4H2O在A点失去H2O的物质的量为_______，B点所得的物质为_______(填化学式)。
1 ml (NH4)6M7O24·4H2O 的质量是1 236 g，假设该物质加热失去水的物质的量是x ml，则 ＝1－0.927 2＝0.072 8，解得x≈5；B点时1 ml固体减轻的质量m＝1 236 g×(1－0.815 6)≈228 g，铵盐受热分解产生6 ml NH3，则产生H2O的物质的量为n(H2O)＝ ＝7 ml，H元素完全变为气体逸出，固体中O元素的物质的量n(O)＝(24＋4) ml－7 ml＝21 ml，则n(M)∶n(O)＝7∶21＝1∶3，则该物质的化学式是MO3。
3.(2022·河南开封高三第二次模拟)镍矾(NiSO4·7H2O)常用于电镀、镍电池、催化剂以及制取其他镍盐等。以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料合成镍矾的流程如下：
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
回答下列问题：(1)“碱浸”的目的是________________；为提高“酸浸”浸出率，可采取的措施有____________________________________(任写两条)。
将废渣粉碎或升高温度或增大酸浓度等
(2)“转化”过程中加入H2O2的目的是______________________________(用离子方程式表示)；Fe2＋的转化率随温度的变化如图，温度高于40 ℃，Fe2＋转化率急速降低的原因可能是______________________________。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
温度过高，双氧水分解速率加快
由流程可知，用NaOH溶液溶解镍废渣，除去Al和Al2O3，过滤后的滤渣再用稀硫酸溶解，过滤除去不溶于酸的不溶性杂质固体，滤液中含有Fe2＋、Ni2＋和Fe3＋，加入双氧水将溶液中的Fe2＋完全氧化为Fe3＋，
再加入NiO调节溶液pH，使Fe3＋完全沉淀为Fe(OH)3，过滤后得NiSO4溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤后得到NiSO4·7H2O。
“转化”过程中加入H2O2的目的是把Fe2＋氧化为Fe3＋，经实验测定该过程温度高于40 ℃，转化率急速降低的原因可能是温度过高，双氧水分解速率加快。
(3)“除铁”过程需要调节pH至a，a的取值范围是____________；从化学平衡移动角度解释加入氧化镍除去铁元素的原理：__________________________________________________________________________________________________________。
Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，加入氧化镍消耗H＋，平衡正向移动，使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀
Fe3＋存在水解反应：
(4)准确称取ω g镍矾产品配成250 mL溶液，取20.00 mL所配溶液于锥形瓶中，用c ml·L－1 EDTA-2Na(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(发生反应Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋，不考虑杂质反应)，三次实验消耗标准溶液的体积分别为20.02 mL、19.98 mL、19.40 mL，则镍矾的纯度为______________(只列计算式)。
4.(2022·四川德阳高三下学期第二次监测)Pd/Al2O3是常见的催化剂。一种废Pd/Al2O3纳米催化剂的主要成分及含量为Al2O3(92.8%)，SiO2(5.0%)，Pd(0.3%)，Pt和炭(共约1.0%)。采用如图工艺从废催化剂中提取金属Pd并制备明矾。
回答下列问题：(1)为提高“碱浸”效率，可采取的措施有___________________________________________________________________________________________________(任写两条)。
将废Pd/Al2O3纳米催化剂进行
粉碎、适当提高反应温度、适当增大KOH的浓度以及进行充分的搅拌等(任写2条)
(2)试剂a的化学式为________。(3)“一系列操作”是指___________________、过滤、洗涤。(4)“酸浸”时，Pt和Pd分别转化为 ，写出Pd转化为的离子方程式：_____________________________________。
(5)“酸浸”时，若用O3替代H2O2，则氧化效率(单位质量的物质得到的电子数)将_______(填“提高”“降低”或“不变”)。
(6)“络合”过程后得到 ，“沉淀”时，搅拌滴加盐酸调节pH将[Pd(NH3)4]Cl2转化为[Pd(NH3)2]Cl2沉淀，结合平衡移动原理解释实现转化的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
加入盐酸，NH3与HCl反应生成NH4Cl，使得
平衡[Pd(NH3)4]Cl2 [Pb(NH3)2]Cl2＋2NH3中NH3的浓度减小，平衡正向移动，最终转化为[Pb(NH3)2]Cl2沉淀
(7)采用工艺：“ ”也能得到金属Pd，试从绿色化学角度分析该工艺的不足：____________________________。
使用的NaCN有毒，将污染环境
5.(2022·山东潍坊高三一模)铼(Re)是熔点和沸点较高的金属单质之一，用于制造高效能喷射引擎和火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有Re2O7、ReS2、ReO3、PbO、MO3、CuO、Fe3O4)中提取铼粉的流程如图所示。
已知：Ⅰ.Re2O7易溶于水，高铼酸钾(KReO4)在水中的溶解度随温度变化较大；Ⅱ.RCl为阴离子交换树脂，对铼具有良好的选择性，在酸性体系中能够有效的吸附铼。
回答下列问题：(1)“氧化浸出”过程，ReS2、ReO3被氧化为 ，ReO3被氧化的离子方程式是____________________________。浸出过程中，在浸出时间相同的条件下改变液固比，实验结果如图所示，则实际生产中应选择的液固比是______(填字母)。a.2∶1 b.3∶1 c.4∶1 d.5∶1
烟道灰加入硫酸、双氧水氧化浸出，过滤后加入碳酸氢铵水解中和，根据后续流程可知，中和后不需要滤渣1，所以滤渣1中含有M元素，此时调节溶液pH至6，同时会生成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，滤液中加入硫化铵、硫
酸，得到CuS和MS3沉淀，过滤后向滤液中加入RCl吸附铼，之后加入HClO4解吸得到HReO4溶液，浓缩后加入钾盐，得到KReO4沉淀，提纯后还原得到Re。
根据题意ReO3被H2O2氧化为 ，根据得失电子守恒、元素守恒可得离子方程式为2ReO3＋H2O2=== ＋2H＋；根据整个流程的目的可知，浸出时，需要铼有较高的浸出率，据图可知，当液固比为2∶1时，铼有较高的浸出
率，继续增大液固比，溶液变稀，会增加后续流程中的成本，所以选a。
(2)“水解中和”过程，加NH4HCO3调溶液pH至6左右，过滤后得到滤渣1中除钼的化合物还有___________________(填化学式)。
Fe(OH)3、Cu(OH)2
(3)“硫化沉淀”过程，先加入硫化铵，与溶液中的 反应生成 ，再加入H2SO4调pH使 转化为更难溶的MS3，则生成沉淀的离子方程式是_____________________________。
(4)“解吸”后的离子交换树脂用_______(填化学式)溶液再生处理后可循环使用。
(5)“提纯”所用的方法是________(填操作名称)，“氢还原”过程是在管式电炉中，800 ℃时通入氢气，反应的化学方程式是_______________________________________。
1.掌握化工流程中条件的控制。2.掌握化工流程中物质的分离和提纯。3.掌握化工流程中方程式的书写。4.掌握化工流程中的有关计算。
1.(2022·全国乙卷，26)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
回答下列问题：(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为_______________________________________，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是_______；
过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子。
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为____________________________________；
H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O
过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2，过氧化氢与Pb、HAc发生氧化还原反应生成Pb(Ac)2和H2O。
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是__________。
过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，铅元素化合价由＋4价降低到＋2价，PbO2是氧化剂，则过氧化氢是还原剂。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是_________________。
Fe(OH)3、Al(OH)3
酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣的主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有____________。
加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化，铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，铅转化为氢氧化铅，最终转化为氧化铅，因此沉铅的滤液中，金属离子有Ba2＋和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na＋。
2.(2022·湖南，17)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
回答下列问题：(1)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600 ℃时，下列反应不能自发进行的是_____。
A.C(s)＋O2(g)===CO2(g)B.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)C.TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋ O2(g)D.TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g) ＋CO2(g)
由图可知，600 ℃时C(s)＋O2(g)===CO2(g)的ΔG<0，反应能自发进行，故A不符合题意；600 ℃时2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔG<0，反应能自发进行，故B不符合题意；
600 ℃时TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG>0，反应不能自发进行，故C符合题意；
根据盖斯定律，TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)可由A＋C得到，且由图中数据可知600 ℃时其ΔG<0，反应能自发进行，故D不符合题意。
(2)TiO2与C、Cl2，在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为____________________________________________。
5TiO2＋6C＋10Cl2
根据表中数据可知，该温度下C主要生成CO和CO2，根据同温同体积下气体的压强之比等于物质的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5∶2∶4，所以TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl2 5TiCl4＋2CO＋4CO2。
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是_________________________________________________。
随着温度升高，CO2与
随着温度升高，CO2与C发生反应：C＋CO2 2CO，导致CO含量升高。
(3)“除钒”过程中的化学方程式为______________________________；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是______。
3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3
“降温收尘”后钒元素主要以VOCl3形式存在，加入Al得到VOCl2渣，根据得失电子守恒和元素守恒配平化学方程式为3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3；AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较大，“除硅、铝”过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl3、SiCl4。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序______(填“能”或“不能”)交换，理由是___________________________________________________________________。
若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是____。A.高炉炼铁B.电解熔融氯化钠制钠C.铝热反应制锰D.氧化汞分解制汞
本工艺中加入Mg冶炼Ti的方法为热还原法。高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成
金属铁，属于热还原法，故A符合题意；电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B不符合题意；铝热反应制锰是利用Al作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C符合题意；Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D不符合题意。
化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。工艺流程题设问的地方有：反应速率与平衡理论的运用，氧化还原反应的判断、化学方程式的书写，利用控制pH分离除杂，利用溶解度分离，常用的分离方法、实验操作，流程中的物质转化和循环，绿色化学评价，电化学，计算产量、产率、产品纯度等。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高，近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。
化工流程中物质的分离与提纯
化工流程中化学方程式的书写及有关计算
化工流程中反应条件的控制
1.三氧化二镍(Ni2O3)是重要的电子元件材料和蓄电池材料，工业上利用含镍废料(主要成分为镍、铝、氧化铁、碳等)提取Ni2O3，工业流程如图：
“预处理”操作可以选择用________(填字母)来除去废旧镍电池表面的矿物油污。A.纯碱溶液浸泡B.NaOH溶液浸泡C.酒精清洗
2.一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下：“分铜”时，如果反应温度过高，会有明显的放出气体现象，原因是____________________________。
温度过高，H2O2分解放出氧气
3.已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示：
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
答案 先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH至3.7～8.3。
注意：(1)调节pH所需的物质一般应满足两点：①能与H＋反应，使溶液pH增大；②不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。(2)调节溶液的pH：酸作用还可以除去氧化物(膜)；碱作用还可以除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝和二氧化硅。(3)调节pH的试剂选取：①选取流程中出现的物质；②未学习过的物质且题目又无信息提示的一般不做考虑；③已学的常见酸碱(NaOH、Na2CO3、HCl、H2SO4、NH3·H2O、HNO3)。
4.以粉煤灰(主要成分为Al2O3、SiO2，还含少量Fe2O3等)为原料，制取氧化铝的部分工艺流程如图：上述流程中，可以循环利用的物质是_____________。
粉煤灰加浓盐酸酸浸，Al2O3和Fe2O3溶解、SiO2不溶，过滤得滤渣，主要成分是SiO2，向滤液中加入NH4HCO3，溶液中的Fe3＋与 发生相互促进的水解反应使铁元素沉淀，向滤液中通入HCl气体，使Al3＋形成AlCl3·6H2O晶体析出，煅烧AlCl3·6H2O，由于HCl大量挥发，促进了Al3＋水解，煅烧最终生成了Al2O3。题述流程中，可以循环利用的物质是HCl或盐酸。
5.硒和碲在工业上有重要用途。在铜、镍、铅等电解工艺的阳极泥中硒、碲主要以硒化物、碲化物及单质状态存在。一种从阳极泥中提取Se和Te的工艺流程如下：已知：碲酸钠(Na2H4TeO6)难溶，碲酸(H6TeO6)可溶。工艺路线中可以循环利用的物质有_________、________。
根据流程中既为生成物又为反应原料的物质可作为循环利用的物质，则工艺路线中可以循环利用的物质有H2SO4和NaOH。
2.可循环物质的判断(1)流程图中回头箭头的物质。(2)生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质。①从流程需要加入的物质去找先观察流程中需要加入的物质，再研究后面的流程中有没有生成此物质。
②从能构成可逆反应的物质去找可逆反应的反应物不能完全转化，应该回收再利用。③从过滤后的母液中寻找析出晶体经过过滤后的溶液称为母液，母液是该晶体溶质的饱和溶液，应该循环再利用。
1.(2022·辽宁，16)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如右：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
回答下列问题：(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为_____。a.进一步粉碎矿石b.鼓入适当过量的空气c.降低焙烧温度
联合焙烧时，进一步粉碎矿石，可以增大矿石与空气的接触面积，能够提高焙烧效率，选项a符合题意；鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应，选项b符合题意；降低焙烧温度，反应速率减慢，不利于提高焙烧效率，选项c不符合题意。
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为_______________________________。
Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，根据原子守恒可知还应生成SO2，结合得失电子守恒，反应的化学方程式为2Bi2S3＋9O2 2Bi2O3＋6SO2。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②__________________。
加入浓盐酸后，溶液中含有的离子主要为Bi3＋、Fe3＋、Mn2＋、H＋、Cl－，而酸浸后取滤液进行转化，故要防止金属离子水解生成沉淀，进入滤渣，造成制得的BiOCl产率偏低。
(4)滤渣的主要成分为______(填化学式)。
滤渣主要为不溶于浓盐酸的SiO2。
(5)生成气体A的离子方程式为____________________________________________。
因Mn2O3有氧化性，会与浓盐酸发生氧化还原反应：Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O。
Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O
(6)加入金属Bi的目的是__________________。
将Fe3＋转化为Fe2＋
由已知信息③知，调pH＝2.6时，Fe3＋会水解生成Fe(OH)3沉淀，但Fe2＋还没开始沉淀，故要将Fe3＋转化为Fe2＋，在调pH后获得含FeCl2的滤液，为了不引入新的杂质，加入Bi作还原剂。
2.[2021·全国乙卷，26(2)(3)(4)(5)(6)]磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
回答下列问题：(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是___________________。
Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
由题给金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时，铁离子首先沉淀，然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀。
(3)“母液①”中Mg2＋浓度为___________ ml·L－1。
由镁离子完全沉淀时，溶液pH为11.1可知，氢氧化镁的溶度积为1×10－5×(1×10－2.9)2＝1×10－10.8，当溶液pH为11.6时，溶液中镁离子的浓度为 ＝1×10－6 ml·L－1。
(4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是______，“酸溶渣”的成分是______________。
增大溶液中硫酸根离子的浓度，有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀，为了使微溶的硫酸钙完全沉淀，减少TiOSO4溶液中含有的硫酸钙的量，应加入浓硫酸加热到160 ℃酸溶；二氧化硅和硫酸钙与硫酸不反应，则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙。
(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是_______________________________________。
酸溶后将TiOSO4溶液适当稀释并加热，能使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，反应的离子方程式为TiO2＋＋(x＋1)H2O TiO2·xH2O↓＋2H＋。
(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得____________，循环利用。
尾气为氨气，母液①为硫酸铵、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液，可以循环使用。
1.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：
回答下列问题：(1)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 ℃
(2)制备磁性纳米铁棒时，加入NaBH4前先通入N2的作用是_________________________________________________。
空气，防止磁性纳米铁棒和NaBH4被氧化
磁性纳米铁棒和NaBH4都容易被氧化，所以在加入NaBH4之前需通入N2排出反应容器中的空气。
(3)常温下，若在含Cd2＋、Te4＋滤液中加入NaOH溶液调节pH为7，溶液中c(Cd2＋)的最大值为_____________(已知：Ksp[Cd(OH)2]＝5.3×10－15)。
0.53 ml·L－1
(4)从 溶液得到“吸附Te”，利用了纳米铁棒的性质有________、________。
2.(1)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LiCO2，含少量铁、铝、铜等元素的化合物)回收工艺流程：
①“拆解”前需进行“放电”处理的目的是____________________________________________________。用食盐水浸泡是放电的常用方法，浸泡放电过程中产生的气体主要有________。
防止在电池拆解过程中发生
短路引起火灾及操作人员触电
用食盐水浸泡放电过程实际是电解食盐水的过程，电解时，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气。
②滤液1中加入Na2SO3的主要目的是__________________；加入NaClO3的主要目的是__________________。
将Fe2＋氧化为Fe3＋
C3＋具有氧化性，向滤液1中加入具有还原性的Na2SO3，能将C3＋还原为C2＋；亚铁离子具有还原性，加入具有氧化性的NaClO3，能 将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于调节pH时，将Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀。
③“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( )∶n(C2＋)为______，温度控制在______℃左右。
由图甲可知，n( )∶n(C2＋)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。
(2)碱式硫酸铝[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]溶液可用于烟气脱硫。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝溶液，实验流程如下：
已知“调pH”的反应为(2－x)Al2(SO4)3＋3xCaCO3＋3xH2O===2[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]＋3xCaSO4＋3xCO2↑。
①“酸浸”时适当增大H2SO4溶液浓度的目的是____________________________________________，能达到相同目的的方法还有_____________(任写一种)。②“酸浸”时应控制H2SO4溶液的用量，H2SO4溶液用量不能过量太多的原因是_________________________。
(或提高铝元素的浸出率)
会增加后续CaCO3的消耗量
(3)亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性，受热易分解，可作漂白剂、食品消毒剂等。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：
①提高“反应1”反应速率的措施有_________________________________(答出一条即可)。母液中溶质的主要成分是________(填化学式)。
适当升高反应温度(或其他合理答案)
对于气体和液体的反应，为提高反应速率，可适当升高反应温度，增大吸收液浓度，增大SO2与吸收液的接触面积等；NaClO3在反应器中与二氧化硫反应生成ClO2和Na2SO4，所以母液中溶质的主要成分是Na2SO4。
②采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是___________________________________。
减压蒸发在较低温度下进行，防止常压蒸发温度过高，造成亚氯酸钠分解。
③“反应2”中使用H2O2而不用其他物质的原因是_____________________________________________。
氧气和水，不引入其他杂质
多余的H2O2可分解为
用H2O2作还原剂，产物为水和氧气，且多余的H2O2可分解为氧气和水，不引入其他杂质。
1.过滤(分离固、液混合物)从工厂采集废液(含FeSO4和少量ZnSO4、MgSO4)，进行四氧化三铁的制备实验。制备流程如图所示：操作a、b的名称分别为_____________。
2.萃取法分离(1)“萃取分离”溶液中钴、锂的萃取率与平衡时溶液pH的关系如图所示，pH一般选择5左右，理由是_________________________________。
pH在5左右时，钴、锂的分离效率高
(2)萃取剂对Al3＋、C2＋萃取率与pH的关系如图所示。萃取分离钴、铝的实验操作：向萃取分液后的有机相中加稀硫酸调pH＝3～4，分液可得CSO4溶液；______________________________________________________________________，可得Al2(SO4)3溶液。
继续向萃取分液后的有机相中加稀H2SO4
调pH＝0.5以下(或1以下)，然后分液
(3)已知萃取剂A、B中pH对钴离子、锰离子萃取率的影响如图所示，为了除去Mn2＋，应选择萃取剂_____(填“A”或“B”)。
3.反萃取分离实验室从含碘废液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其实验过程如图所示。
向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式：_________________________________。该操作将I2还原为I－的目的是__________________________。
使四氯化碳中的碘进入水层
4.结晶的方法(1)KIO3的溶解度曲线如图所示。由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为____________________。
由溶解度曲线可知KIO3在常温下的溶解度较小，故由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为蒸发浓缩、降温结晶。
从过滤所得的滤液中获得较高纯度MnSO4·H2O的操作是：控制温度在80～90 ℃之间蒸发结晶、__________，使固体MnSO4·H2O与溶液分离，_____________________________、真空干燥。
(2)硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到MnSO4·7H2O、MnSO4·5H2O和MnSO4·H2O。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示。
据溶解度曲线图，要从过滤所得MnSO4溶液中获得较高纯度的MnSO4·H2O晶体，应在80～90 ℃之间进行蒸发结晶、趁热过滤，再用80～90 ℃的蒸馏水洗涤MnSO4·H2O晶体2～3次，最后真空干燥。
(3)已知CCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴沉淀中加入足量稀盐酸边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤的原因是______________________________。
由CCl2的溶解度曲线可以知道，随温度的升高，CCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低，CCl2晶体析出。
1.化工生产过程中分离、提纯、除杂化工生产过程中分离、提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。
2.常考分离、提纯的操作(1)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。(2)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。(3)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
(5)萃取与反萃取①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。②反萃取：用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。(6)其他①蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。②减压蒸馏的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止受热分解、氧化等。
3.根据溶解度曲线判断结晶的方法(1)溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法。(2)溶解度受温度影响较大的采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。(3)带有结晶水的盐，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。
[2017·全国卷Ⅲ，27(4)]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____________。
1.(1)碘化亚铜(CuI)是阳极射线管覆盖物，不溶于水和乙醇。下图是工业上由冰铜制取无水碘化亚铜的流程。
①步骤a中Cu2S被转化为Cu，同时有大气污染物A生成，相关反应的化学方程式为__________________________。熔渣B主要成分为黑色磁性物质，其化学式为_______。
步骤a中Cu2S与空气中氧气在1 200 ℃条件下反应生成Cu和二氧化硫，反应的化学方程式为Cu2S＋O2 2Cu＋SO2；由熔渣B的主要成分为黑色磁性物质可知，FeS与空气中氧气在1 200 ℃条件下反应生成四氧化三铁和二氧化硫。
②步骤b中H2O2的作用是_________________________________；步骤c中加入过量NaI涉及的主要反应的离子方程式为________________________。
作氧化剂，将Cu2O和Cu氧化为Cu2＋
2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2
步骤b的反应为在硫酸作用下，H2O2作氧化剂，将氧化亚铜、铜氧化生成硫酸铜；步骤c的反应为硫酸铜溶液与过量的NaI溶液反应得到CuI沉淀。
③步骤d用乙醇洗涤的优点是_________________________；检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________________________________________________。
洗去残余水分且可快速晾干
蘸取最后一次洗涤液进行焰色试验，如果火焰无黄
色则已洗净(或其他合理答案)
步骤d用乙醇洗涤可以洗去固体表面的水，同时由于乙醇易挥发达到快速晾干的目的；洗涤液中含有钠离子、硫酸根离子，可以用焰色试验或酸化的氯化钡溶液检验沉淀是否洗涤干净。
(2)下图是Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线，则由Na2SO4溶液得到Na2SO4固体的操作是_________→_________→用乙醇洗涤→干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是_______________________________________________________________。
防止Na2SO4固体转化为Na2SO4·10H2O，并防
止Na2SO4因溶于水而损耗
由图像溶解度曲线变化可知，Na2SO4的溶解度在温度较高时，随温度升高而降低，而Na2SO4·10H2O的溶解度随温度升高而增大，欲得到Na2SO4固体，应采取加热蒸发溶剂使
Na2SO4结晶析出，并趁热过滤；因Na2SO4难溶于乙醇，所以用乙醇洗涤既防止Na2SO4和水作用生成Na2SO4·10H2O，又能防止Na2SO4因溶于水而损耗。
2.(1)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和 等杂质，提纯工艺路线如下：
已知：碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。
回答下列问题：①滤渣的主要成分为__________________________。②“趁热过滤”的原因是___________________________________________________________________________________________。
Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过
低而析出Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长
从题目中可知，该实验目的是从工业碳酸钠中提纯碳酸钠，工业碳酸钠中含有的杂质有Mg2＋、Fe3＋、Ca2＋、Cl－和 等，所以该流程的目的就是把这些杂质除去并得到纯净的碳酸钠固体。流程图中加水是使可溶物质溶于水，少量的Ca2＋与 生成沉淀CaCO3。加入过量的NaOH溶液，很显然是将Mg2＋、Fe3＋转化成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀，再通过过滤的方法除去。
通过题图可得出Na2CO3·H2O随温度升高溶解度变化不大，可以通过蒸发浓缩、结晶、趁热过滤除去Cl－、 和一些沉淀不完全的离子。由于Na2CO3·10H2O的溶解度随温度的升高变化非常大，如果降温，一定会析出而影响主要产物，所以要趁热过滤。
(2)以废旧锌锰电池中的黑锰粉[MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等]为原料制备MnCl2，实现锰的再利用。其简略工艺流程如下：
溶液a的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。①根据下图所示的溶解度曲线，将溶液a____________________(填操作)，可得NH4Cl粗品。
由图可知NH4Cl的溶解度随温度变化不大，故将溶液a蒸发结晶、趁热过滤，可得NH4Cl粗品。
根据上表，设计方案提纯NH4Cl：_______________________________________________________________________________________________________________________________。
②提纯NH4Cl粗品，有关性质数据如下：
加热NH4Cl粗品至340 ℃左右，发生
NH3↑＋HCl↑，收集产物并冷却，再发生反应NH3＋
HCl===NH4Cl，得到纯净的NH4Cl
1.工业上以黄铜矿(主要含 CuFeS2，还含FeS等)为原料可以制备Cu，流程如下：(1)写出“浸取”时 CuFeS2和FeCl3溶液反应的离子方程式：___________________________________________。(2)“稀释”时反应的化学方程式为________________________________。
CuFeS2＋Cl－===CuCl＋2S＋4Fe2＋
2Na[CuCl2]===Cu↓＋CuCl2＋2NaCl
根据该工艺流程图中信息可知，“浸取”时是将黄铜矿与FeCl3溶液充分反应，化学方程式为3FeCl3＋CuFeS2===CuCl＋2S＋4FeCl2，2FeCl3＋FeS===3FeCl2＋S，过滤得到CuCl和S的混合物，洗涤，向洗涤后的固体中加入NaCl溶液，“溶解”时发生的反应为NaCl＋CuCl===Na[CuCl2]，过滤出S，得到滤液，向滤液中加水稀释得到Cu和CuCl2、NaCl等，“稀释”时反应为2Na[CuCl2]===Cu↓＋CuCl2＋2NaCl。
2.工业上使用催化剂时常需要载体，纳米氧化锌可作为一些催化剂的载体。工业上由软锰矿(主要成分为MnO2)与锌精矿(主要成分为ZnS)酸性共融法制备MnO2及纳米ZnO的工艺流程如图。回答下列问题：
(1)写出酸浸时ZnS与MnO2发生的主要反应的化学方程式：______________________________________________(无单质硫生成)。
＋4H2SO4===ZnSO4＋4MnSO4＋4H2O
根据工艺流程分析，酸浸时，ZnS、MnO2分别转化为ZnSO4、MnSO4，即S由－2价升高为＋6价，Mn由＋4价降低为＋2价，根据得失电子守恒、原子守恒，配平化学方程式为ZnS＋4MnO2＋4H2SO4===ZnSO4＋4MnSO4＋4H2O。
(2)Na2S2O8是一种强氧化剂，能与Mn2＋反应生成 和紫色 。用Na2S2O8检验水相中的Mn2＋时发生反应的离子方程式为_______________________________________________。
3.将等体积的4×10－3 ml·L－1的AgNO3溶液和4×10－3ml·L－1 K2CrO4溶液混合，有无Ag2CrO4沉淀产生？[已知：Ksp (Ag2CrO4)＝1.12×10－12]
(一)化工流程中化学方程式的书写1.书写思路首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型：(1)元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律；(2)元素化合价有变化则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。
2.流程中陌生的氧化还原反应的书写流程(1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物)，结合已学知识根据加入的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。(2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。(3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等。(4)根据质量守恒配平反应方程式。
(二)化工流程中的有关计算1.Ksp计算(1)判断能否沉淀。(2)判断能否沉淀完全。(3)计算某一离子的浓度。(4)沉淀生成和沉淀完全时pH的计算。
2.产率、纯度的计算(1)计算公式
(2)计算的关键在于运用守恒或关系式法结合实验原理找到计算的关系，确定数量关系。
1.(2022·广东，18)稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持＋3价不变；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是______。
由分析可知，“氧化调pH”的目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2＋氧化为Fe3＋，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2＋。
(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至____________的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为_________________________。
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
由表中数据可知，Al3＋沉淀完全时的pH为4.7，而RE3＋开始沉淀时的pH为6.2，所以为保证Fe3＋、Al3＋沉淀完全，且RE3＋不沉淀，要用NaOH溶液调pH至4.7≤pH<6.2的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1。为尽可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于__________ ml·L－1(保留两位有效数字)。
滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1，即0.112 5 ml·L－1，根据Ksp[(C11H23COO)2Mg]＝c(Mg2＋) ·c2(C11H23COO－)，若要加入月桂酸钠后只生成(C11H23COO)3RE，而不产生
(C11H23COO)2Mg，则c(C11H23COO－)< ＝4.0×10－4 ml·L－1。
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其原因是________________________。②“操作X”的过程为先__________，再固液分离。
“操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃，故“操作X”的过程为先冷却结晶，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有_________(写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 ml Pt3Y转移____ ml电子。
YCl3中Y为＋3价，PtCl4中Pt为＋4价，而Pt3Y中金属均为0价，所以还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 ml Pt3Y转移15 ml电子。
②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为________________________。
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
2.[2021·河北，15(1)(2)(3)(6)(7)]绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na＋内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符号)。(2)工序①的名称为_________。
工序①为将氧化后的固体加水溶解浸出可溶性物质。
(3)滤渣Ⅰ的主要成分是_____________(填化学式)。(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序_____(填“①”“②”“③”或“④”)参与内循环。
热解工序产生的混合气体为二氧化碳和水蒸气，将混合气体通入滤渣Ⅰ中可以将氧化镁转化为碳酸氢镁溶液，则混合气体最适宜返回的工序为工序②。
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为__________(通常认为溶液中离子浓度小于10－5 ml·L－1为沉淀完全；Al(OH)3＋OH－ K＝100.63；Kw＝10－14，Ksp[Al(OH)3]＝10－33)。
考向一 化工流程中化学方程式的书写1.(1)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下：
已知：硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。
①H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为 ，写出此反应的离子方程式：______________________________________。
2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===
②写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：_________________________________________________________。
(2)ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取：
已知：ZrSiO4能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2＋。①“熔融”过程中，ZrSiO4发生反应的化学方程式为______________________________________________。
ZrSiO4＋4NaOH
ZrSiO4与烧碱反应生成Na2ZrO3，Zr元素的化合价均为＋4，发生非氧化还原反应，另外生成Na2SiO3和H2O。
②滤渣Ⅲ的成分是Zr(CO3)2·nZr(OH)4。“调pH＝8.0”时，所发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________。滤渣Ⅲ制备ZrO2的方法是__________。
“调pH＝8.0”时，反应生成Zr(CO3)2·nZr(OH)4，Zr元素的化合价不变，根据原子守恒配平所发生反应的离子方程式；滤渣Ⅲ经高温焙烧分解即可得到ZrO2。
考向二 化工流程中的有关计算2.Zn、Fe及其化合物在生产、生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO和CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下：
(1)若净化后的溶液中Cu2＋浓度为1×10－12ml·L－1，则净化后溶液中Zn2＋浓度为______________[已知：室温下Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(CuS)＝6.4×10－36]
0.25 ml·L－1
(2)ZnFe2O4是一种性能优良的软磁材料，工业上常利用ZnFe2(C2O4)3·6H2O隔绝空气加热分解制备，该晶体的热分解化学方程式为_________________________________________________________。测热分解后产品中ZnFe2O4的质量分数方法如下：取a g产品用硫酸溶解后加入足量KI溶液充分反应，调溶液至弱酸性，再加入淀粉指示剂，用c ml·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，用去此标准溶液V mL时，刚好达到滴定终点，则此产品中ZnFe2O4的质量分数为_________(用a、c、V表示)。(已知：I2＋ ===2I－＋ )
ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4＋4CO↑＋2CO2↑＋6H2O
1.(2022·河北五校联盟高三下学期3月模拟)随着新能源汽车的不断推广，近几年动力电池迎来退役潮爆发。大量淘汰的LiFePO4电池(LFP)若得不到正确的处理，必然会带来严重的环境污染及能源浪费。有一种从废旧磷酸铁锂正极片(含LiFePO4、铝箔等)中回收金属和电池再生技术工艺流程如下(已知：Li2CO3在水中的溶解度随温度升高而降低)。
(1)在“碱浸”时，为加快浸出速率，可采取的措施为___________________________________________________________________________________________________(任写一条即可)。
温度；使用电动搅拌器；适当提高氢氧化钠的浓度；将废旧LFP正极材料粉碎(任写一条即可)
由流程可知，碱浸时发生2Al＋2NaOH＋2H2O===3H2↑＋2NaAlO2，过滤分离出含偏铝酸钠的溶液，滤渣a为LiFePO4，加酸、过氧化氢发生2LiFePO4＋2H＋＋H2O2===2FePO4＋2Li＋＋2H2O，过滤分离出滤渣b为FePO4，滤液b含Li＋，加入碳酸钠发生复分解反应生成Li2CO3，经一系列操作得到Li2CO3。
反应物浓度、温度、反应物接触面积等都会影响反应速率；在“碱浸”时，为加快浸出速率，可采取的措施为适当地提高浸出温度；使用电动搅拌器；适当提高氢氧化钠的浓度；将废旧LFP正极材料粉碎。
(2)“氧化浸出”时生成了难溶的FePO4，该反应的离子方程式为____________________________________________，为了保证“氧化浸出”的效率，严格控制了反应的温度，减少H2O2分解的同时保证反应速率，但是实际生产中用H2O2氧化的效率还是较低，可能的原因是____________________________。
＋H2O2＋2H＋===2Li＋＋2FePO4＋2H2O
“氧化浸出”的目的是氧化正极材料中的Fe2＋，锂离子进入溶液，三价铁以磷酸铁的形式进入滤渣b中与锂元素分离。
(3)已知不同浓度的硫酸对Li、Fe元素的“氧化浸出”效率如下图所示。c(H2SO4)的范围应控制在_____(填字母)。A.0.1～～～～1.0
“氧化浸出”加入硫酸目的是分离Fe元素成为滤渣，得到含Li的滤液，则Li的浸出率较高，Fe的浸出率较低，由图知c(H2SO4)的范围应控制在0.3 ml·L－1～0.4 ml·L－1。
(4)“一系列操作”具体包括__________、_________、洗涤、干燥。
已知：Li2CO3在水中的溶解度随温度升高而降低，“一系列操作”具体包括蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥。
(5)“纯化”后的滤渣b在高温条件下与Li2CO3、H2C2O4混合煅烧可得LiFePO4，实现再生利用，其化学方程式为_______________________________________________________。
2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4
(6)比亚迪“汉”汽车搭载了全新的磷酸铁锂“刀片电池”。其放电时的总反应为LixC6＋Li1－xFePO4 6C＋LiFePO4，则充电时的阳极反应式为_________________________________。
LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4
2.(2022·广东茂名市五校联盟高三下学期第三次联考)钼酸铵[(NH4)2MO4]是生产高纯度钼制品、钼催化剂、钼颜料等的基本原料。一种以钼精矿(主要含MS2，还含有少量SiO2、As、Sn、P、Cu、Pb、CaO)为原料制备钼酸铵的工艺流程如图所示：
已知：钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系为
回答下列问题：(1)(NH4)2MO4中M元素的化合价为_____价。
(2)“氧化焙烧”时MS2转化为MO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______；气体A对环境的主要危害是______。
“氧化焙烧”时MS2转化为MO3，S转化为SO2，根据氧化还原反应中电子守恒、原子守恒，可得该化学方程式为2MS2＋7O22MO3＋4SO2，其中MS2为还原剂，O2为氧化剂，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶2；煅烧产生的气体中含SO2会造成酸雨。
(3)“除铜”时选择在60～80 ℃的条件下进行的原因为__________________________________。
“除铜”时选择温度在60～80 ℃的条件下进行，这是由于反应温度高可以加快反应速率，但当温度超过80 ℃时，水分大量蒸发，导致Na2MO4析出，使钼的浸出率降低。
(4)“沉淀”过程中加入H2SO4调节溶液pH＝2.1，则所得沉淀的化学式为______________________，加入氨水后生成(NH4)2MO4的化学方程式为___________________________________________________。
(NH4)2M4O13·2H2O
(NH4)2M4O13·2H2O＋6NH3·H2O===4(NH4)2MO4＋5H2O
根据钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系可知：当溶液pH＝2.1时，1.2＜pH＝2.1＜3.5，形成的沉淀为(NH4)2M4O13·2H2O；(NH4)2M4O13·2H2O沉淀用氨水溶解，会转化为(NH4)2MO4，该反应的化学方程式为(NH4)2M4O13·2H2O＋6NH3·H2O===4(NH4)2MO4＋5H2O。
(5)(NH4)6M7O24·4H2O的热重曲线如图所示：
已知A点失重的原因是生成H2O，则1 ml (NH4)6M7O24·4H2O在A点失去H2O的物质的量为_______，B点所得的物质为_______(填化学式)。
1 ml (NH4)6M7O24·4H2O 的质量是1 236 g，假设该物质加热失去水的物质的量是x ml，则 ＝1－0.927 2＝0.072 8，解得x≈5；B点时1 ml固体减轻的质量m＝1 236 g×(1－0.815 6)≈228 g，铵盐受热分解产生6 ml NH3，则产生H2O的物质的量为n(H2O)＝ ＝7 ml，H元素完全变为气体逸出，固体中O元素的物质的量n(O)＝(24＋4) ml－7 ml＝21 ml，则n(M)∶n(O)＝7∶21＝1∶3，则该物质的化学式是MO3。
3.(2022·河南开封高三第二次模拟)镍矾(NiSO4·7H2O)常用于电镀、镍电池、催化剂以及制取其他镍盐等。以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料合成镍矾的流程如下：
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
回答下列问题：(1)“碱浸”的目的是________________；为提高“酸浸”浸出率，可采取的措施有____________________________________(任写两条)。
将废渣粉碎或升高温度或增大酸浓度等
(2)“转化”过程中加入H2O2的目的是______________________________(用离子方程式表示)；Fe2＋的转化率随温度的变化如图，温度高于40 ℃，Fe2＋转化率急速降低的原因可能是______________________________。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
温度过高，双氧水分解速率加快
由流程可知，用NaOH溶液溶解镍废渣，除去Al和Al2O3，过滤后的滤渣再用稀硫酸溶解，过滤除去不溶于酸的不溶性杂质固体，滤液中含有Fe2＋、Ni2＋和Fe3＋，加入双氧水将溶液中的Fe2＋完全氧化为Fe3＋，
再加入NiO调节溶液pH，使Fe3＋完全沉淀为Fe(OH)3，过滤后得NiSO4溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤后得到NiSO4·7H2O。
“转化”过程中加入H2O2的目的是把Fe2＋氧化为Fe3＋，经实验测定该过程温度高于40 ℃，转化率急速降低的原因可能是温度过高，双氧水分解速率加快。
(3)“除铁”过程需要调节pH至a，a的取值范围是____________；从化学平衡移动角度解释加入氧化镍除去铁元素的原理：__________________________________________________________________________________________________________。
Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，加入氧化镍消耗H＋，平衡正向移动，使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀
Fe3＋存在水解反应：
(4)准确称取ω g镍矾产品配成250 mL溶液，取20.00 mL所配溶液于锥形瓶中，用c ml·L－1 EDTA-2Na(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(发生反应Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋，不考虑杂质反应)，三次实验消耗标准溶液的体积分别为20.02 mL、19.98 mL、19.40 mL，则镍矾的纯度为______________(只列计算式)。
4.(2022·四川德阳高三下学期第二次监测)Pd/Al2O3是常见的催化剂。一种废Pd/Al2O3纳米催化剂的主要成分及含量为Al2O3(92.8%)，SiO2(5.0%)，Pd(0.3%)，Pt和炭(共约1.0%)。采用如图工艺从废催化剂中提取金属Pd并制备明矾。
回答下列问题：(1)为提高“碱浸”效率，可采取的措施有___________________________________________________________________________________________________(任写两条)。
将废Pd/Al2O3纳米催化剂进行
粉碎、适当提高反应温度、适当增大KOH的浓度以及进行充分的搅拌等(任写2条)
(2)试剂a的化学式为________。(3)“一系列操作”是指___________________、过滤、洗涤。(4)“酸浸”时，Pt和Pd分别转化为 ，写出Pd转化为的离子方程式：_____________________________________。
(5)“酸浸”时，若用O3替代H2O2，则氧化效率(单位质量的物质得到的电子数)将_______(填“提高”“降低”或“不变”)。
(6)“络合”过程后得到 ，“沉淀”时，搅拌滴加盐酸调节pH将[Pd(NH3)4]Cl2转化为[Pd(NH3)2]Cl2沉淀，结合平衡移动原理解释实现转化的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
加入盐酸，NH3与HCl反应生成NH4Cl，使得
平衡[Pd(NH3)4]Cl2 [Pb(NH3)2]Cl2＋2NH3中NH3的浓度减小，平衡正向移动，最终转化为[Pb(NH3)2]Cl2沉淀
(7)采用工艺：“ ”也能得到金属Pd，试从绿色化学角度分析该工艺的不足：____________________________。
使用的NaCN有毒，将污染环境
5.(2022·山东潍坊高三一模)铼(Re)是熔点和沸点较高的金属单质之一，用于制造高效能喷射引擎和火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有Re2O7、ReS2、ReO3、PbO、MO3、CuO、Fe3O4)中提取铼粉的流程如图所示。
已知：Ⅰ.Re2O7易溶于水，高铼酸钾(KReO4)在水中的溶解度随温度变化较大；Ⅱ.RCl为阴离子交换树脂，对铼具有良好的选择性，在酸性体系中能够有效的吸附铼。
回答下列问题：(1)“氧化浸出”过程，ReS2、ReO3被氧化为 ，ReO3被氧化的离子方程式是____________________________。浸出过程中，在浸出时间相同的条件下改变液固比，实验结果如图所示，则实际生产中应选择的液固比是______(填字母)。a.2∶1 b.3∶1 c.4∶1 d.5∶1
烟道灰加入硫酸、双氧水氧化浸出，过滤后加入碳酸氢铵水解中和，根据后续流程可知，中和后不需要滤渣1，所以滤渣1中含有M元素，此时调节溶液pH至6，同时会生成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，滤液中加入硫化铵、硫
酸，得到CuS和MS3沉淀，过滤后向滤液中加入RCl吸附铼，之后加入HClO4解吸得到HReO4溶液，浓缩后加入钾盐，得到KReO4沉淀，提纯后还原得到Re。
根据题意ReO3被H2O2氧化为 ，根据得失电子守恒、元素守恒可得离子方程式为2ReO3＋H2O2=== ＋2H＋；根据整个流程的目的可知，浸出时，需要铼有较高的浸出率，据图可知，当液固比为2∶1时，铼有较高的浸出
率，继续增大液固比，溶液变稀，会增加后续流程中的成本，所以选a。
(2)“水解中和”过程，加NH4HCO3调溶液pH至6左右，过滤后得到滤渣1中除钼的化合物还有___________________(填化学式)。
Fe(OH)3、Cu(OH)2
(3)“硫化沉淀”过程，先加入硫化铵，与溶液中的 反应生成 ，再加入H2SO4调pH使 转化为更难溶的MS3，则生成沉淀的离子方程式是_____________________________。
(4)“解吸”后的离子交换树脂用_______(填化学式)溶液再生处理后可循环使用。
(5)“提纯”所用的方法是________(填操作名称)，“氢还原”过程是在管式电炉中，800 ℃时通入氢气，反应的化学方程式是_______________________________________。
相关课件
专题六 大题突破(二) 化工流程题的综合分析 2024年高考化学二轮复习课件+讲义： 这是一份专题六 大题突破(二) 化工流程题的综合分析 2024年高考化学二轮复习课件+讲义，文件包含专题六大题突破二化工流程题的综合分析pptx、专题六大题突破二化工流程题的综合分析教师版docx、专题六大题突破二化工流程题的综合分析docx等3份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破3 重点题空热练(二) 化工流程中方程式的书写课件PPT： 这是一份新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破3 重点题空热练(二) 化工流程中方程式的书写课件PPT，共12页。PPT课件主要包含了高考化学二轮复习策略，催化剂，＋4CO2等内容，欢迎下载使用。
新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 专题6 无机物的性质与用途 化学与STSE课件PPT： 这是一份新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 专题6 无机物的性质与用途 化学与STSE课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了核心精讲，酒精易燃，真题演练，考向预测，专题强化练等内容，欢迎下载使用。
