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考点33 工业流程题解题策略(核心考点精讲精练)-2025年高考化学一轮复习讲练专题(新高考通用)
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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc32062" PAGEREF _Tc32062 \h 1
\l "_Tc13609" 1.高考真题考点分布 PAGEREF _Tc13609 \h 1
\l "_Tc20226" 2.命题规律及备考策略 PAGEREF _Tc20226 \h 1
\l "_Tc20059" PAGEREF _Tc20059 \h 2
\l "_Tc29838" 考法01 微型工业流程 PAGEREF _Tc29838 \h 2
\l "_Tc13419" 考法02 综合工业流程5
\l "_Tc21759" 15
1.高考真题考点分布
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看,以化工流程或实验装置图为载体,考查物质的制备、回收、分离提纯等仍是高考命题的热点。
【备考策略】
1.审题策略
(1)看原料:明确化工生产或化学实验所需的材料。
(2)看目的:把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词,确定化工生产或化学实验的目的。
(3)看箭头:进入的是投料(即反应物);出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(4)看三线:主线主产品;分支副产品;回头为循环。
(5)找信息:明确反应条件控制和分离提纯方法。
(6)关注所加物质的可能作用:参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。
2.解题方法
(1)粗读题干,挖掘图示,明确目的
图示中一般会出现超出教材范围的知识,但题目有提示或者问题中不涉及,关注题目的每一个关键字,尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出,只需问什么推什么。通过阅读明确生产目的,找到制备物质所需的原料及所含杂质。
(2)携带问题,精读信息
读主干抓住关键字、词;读流程图,重点抓住物质流向(进入与流出)、实验操作方法。
(3)看清问题,准确规范作答
答题时要看清问题,不能答非所问,要注意语言表达的科学性和准确性,答题时不具有“连带效应”,即前一问未答出,不会影响后面答题。
【命题预测】
预计2025年高考会以新的工业流程情境为载体考查物质的制备、分离、提纯、回收等知识,重点考查学生分析问题、解决问题的能力,题目难度一般较大。
考法01 微型工业流程
化学工艺流程选择题是近几年高考的热点,将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图的形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识设计选项,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题;主要涉及物质的性质、分离提纯、反应原理、实验操作等知识点。由于此类试题陌生度高,对学生的能力要求也大,加上有的试题文字信息量大,所以这类选择题容易出错。考查的内容主要有:
(1)金属冶炼类,常以Cr、Mn、V、Zn等元素化合物的制备流程为载体,考查不同价态物质转化规律,条件控制、物质的分离提纯等关键能力。
(2)物质制备类,如胆矾、绿矾、明矾、氧化铁、硝酸铜等物质的制备。
考向01 考查物质的制备
【例1】(2024·湖南株洲·一模)铜的氯化物是重要的化工原料,常用作有机合成催化剂。实验室用粗铜(含杂质Fe)制备氯化亚铜、氯化铜晶体的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.固体1和固体2中Fe元素的价态相同
B.检验溶液2中的杂质离子是否除尽可以选用KSCN溶液或铁氰化钾溶液
C.试剂X可能是CuO,操作②中结晶时需要通入HCl气体
D.反应②的离子方程式为2Cu2++SO2+2H2O+2Cl-===2CuCl↓+SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) +4H+
【答案】B
【解析】粗铜与足量的氯气反应生成氯化铜、氯化铁,即固体1;在稀盐酸中固体溶解,得到氯化铜和氯化铁的混合液,即溶液1;加入氧化铜或氢氧化铜调节溶液的pH,使铁离子变为氢氧化铁沉淀,则固体2为氢氧化铁、试剂X为氧化铜或氢氧化铜;氯化铜与二氧化硫反应制取氯化亚铜;通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到氯化铜晶体。分析可知,固体1为氯化铜、氯化铁,固体2为氢氧化铁,其中Fe元素的价态均为+3价,A正确;检验溶液2中的杂质Fe3+是否除尽可以选用KSCN溶液,不能用铁氰化钾溶液,B错误;试剂X可能是CuO或氢氧化铜,操作②中结晶时防止Cu2+水解程度增大,需要通入HCl气体,C正确;反应②的离子方程式为2Cu2++SO2+2H2O+2Cl-===2CuCl↓+SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) +4H+,D正确。
考向02 考查物质的分离提纯、除杂
【例2】(2024·山西长治·模拟)某矿石中含有硅、铁、铝的氧化物,为综合开发资源提高矿石的利用率,化工厂采取如图工艺制备铁红和AlCl3·6H2O。下列说法错误的是( )
A.“酸浸”过程中选择盐酸比硫酸更为合适
B.“氧化”过程中少量多次添加双氧水可有效减少Fe3+催化H2O2分解
C.“洗涤”的操作是将沉淀转移至洁净的烧杯中,加蒸馏水清洗2~3次
D.将SOCl2与AlCl3·6H2O混合并加热,可得到无水AlCl3
【答案】C
【解析】矿石酸浸后过滤,除去难溶于酸的硅氧化物,滤液A氧化后调节pH,将铁元素以氢氧化物形式沉淀,再次过滤,滤渣B洗涤灼烧得到铁红,滤液B经结晶得到AlCl3·6H2O。A.由于目标产物是AlCl3·6H2O ,为避免引入硫酸根杂质,“酸浸”过程中选择盐酸比硫酸更为合适,A正确;B.H2O2氧化Fe2+优先于H2O2分解,“氧化”过程中少量多次添加双氧水可防止H2O2局部过量而分解,有效减少Fe3+催化H2O2分解,B正确;C.“洗涤”的操作是将沉淀留在漏斗的滤纸中,加蒸馏水自然滤干,清洗2~3次,C错误;D.SOCl2遇水容易水解,与AlCl3·6H2O混合并加热,可吸收结晶水并生成HCl,可有效防止AlCl3水解,得到无水AlCl3,D正确。
【对点1】(2024·河南商丘·模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:
下列叙述不正确的是( )
A.用K2FeO4作水处理剂时,既能杀菌消毒又能净化水
B.反应Ⅰ中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D.该条件下,物质的溶解性:Na2FeO4<K2FeO4
【答案】CD
【解析】铁与氯气反应生成氯化铁,加入NaClO、NaOH,次氯酸钠将铁离子在碱性条件下氧化成Na2FeO4,加入饱和KOH溶液可析出高铁酸钾(K2FeO4),分离得到粗K2FeO4,采用重结晶、洗涤、低温烘干将其提纯,以此解答该题。A.K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒,生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,可用于净水,故A正确;B.尾气含有氯气,可与氯化亚铁反应生成氯化铁,可再利用,故B正确;C.反应Ⅱ中Cl元素化合价由+1价降低为-1价,Fe元素化合价由+3价升高到+6价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,故C错误;D.结晶过程中加入饱和KOH溶液,增大了K+浓度,该温度下,高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小,有利于K2FeO4晶体的析出,故D错误。
【对点2】(2024·浙江金华·模拟)电镀污泥(包含Ni、Ca、Fe、Al等金属阳离子)对环境污染极大,是典型危险废弃物。某科研团队设计了从电镀污泥中提取镍的流程,如图所示。
根据以上信息,下列说法错误的是( )
A.“浸出渣”的主要成分可能是CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3
B.“氨浸”时适当提高氨水浓度和反应温度,有利于增大浸出率
C.该流程中“有机萃取剂”和“萃余液”均可重复使用,且重复使用的目的相同
D.“富集”与“还原”之间的操作可能是沉淀、过滤、洗涤、干燥、灼烧
【答案】C
【解析】A.电镀污泥(包含Ni、Ca、Fe、Al等金属阳离子),研磨后加入碳酸铵、氨水进行氨浸后除去浸出渣,钙离子与碳酸根离子反应生成CaCO3,溶液pH增大促进Fe3+、Al3+的水解,转化为Fe(OH)3、Al(OH)3,故浸出渣主要成分为CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3,选项A正确;B.“氨浸”时适当提高氨水浓度,pH值增大,升高反应温度,均促进Fe3+、Al3+的水解,有利于增大浸出率,选项B正确;C.该流程中“有机萃取剂”和“萃余液”均可重复使用,但前者重复使用的目的是充分利用萃取剂,而后者是为了提高Ni的萃取率,目的不相同,选项C错误;D.“富集”与“还原”之间的操作是将溶液中的Ni转化后处理富集且转化为粗镍,可能是沉淀、过滤、洗涤、干燥、灼烧,选项D正确。
考法02 综合工业流程
一、工业流程试题的呈现形式
【方法技巧】读图要领
(1)箭头:进入的是投料(反应物),出去的是含产品中元素的物质(流程方向)、副产物或杂质(支线方向)。
(2)三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环。
二、流程中原料的预处理
三、流程中反应条件的控制
1.控制溶液的pH
(1)控制反应的发生,增强物质的氧化性或还原性,或改变水解程度。
(2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3+、Mn2+溶液中含有的Fe2+,先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH。
②调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H+反应,使溶液pH增大;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、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
2.控制反应的温度
(1)控制化学反应速率。
(2)控制平衡移动方向。
(3)控制固体的溶解与结晶,如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
(4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
(5)防止或实现某物质水解或分解。
(6)使催化剂达到最大活性。
(7)防止副反应的发生。
3.调节反应物的浓度
(1)根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率,使平衡移动有利于目标产物的生成,减小对后续操作产生的影响。
(2)反应物过量,能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率,但对后续操作也会产生影响。
4.控制反应体系的压强
(1)改变化学反应速率。
(2)影响平衡移动的方向。
5.使用催化剂
加快反应速率,提高生产效率。
四、物质的分离与提纯
(一)沉淀洗涤
1.对沉淀洗涤的原因
(1)若滤渣是所需要的物质,洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质,得到更纯净的沉淀物。
(2)若滤液是所需要的物质,洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣,把有用的物质如目标产物尽可能洗出来。
(3)防止污染环境:如果滤渣表面含有一些对环境有害的物质,如重金属或CN-,为了防止污染环境,往往要对残渣进行洗涤。
2.洗涤剂的选择
3.洗涤的方法
(二)产品分离、提纯
1.结晶——固体物质从溶液中析出的过程。
(1)蒸发浓缩、冷却结晶:如制取含结晶水的物质、除去KNO3中的少量NaCl。
(2)蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO3。
2.过滤——固、液分离。
3.洗涤——用冷水、酒精或电解质溶液洗去固体表面吸附的溶质。
4.蒸馏——分离沸点不同互溶的液体混合物。
5.分液——互不相溶的液体间的分离。
6.萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。(反萃取)
7.升华——将可直接汽化的固体分离出来。
8.盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。
9.冷却——利用气体易液化的特点分离气体,如工业合成氨中分离出液氨。
五、工业流程中的计算
化工流程题中涉及的计算主要有:样品的质量分数或纯度的计算,物质的转化率或产率、物质的量浓度、物质的质量的计算。
1.计算公式
(1)n= eq \f(m,M) ,n= eq \f(V,Vm) ,n=cV(aq)
(2)物质的质量分数(或纯度)= eq \f(该物质的质量,混合物的总质量) ×100%
(3)产品产率= eq \f(产品实际产量,产品理论产量) ×100%
(4)物质的转化率= eq \f(参加反应的原料量,加入原料的总量) ×100%
2.计算方法——关系式法
关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中,利用该法可以节省不必要的中间运算过程,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系;在多步反应中,若第一步反应的产物是下一步反应的反应物,可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”,找出已知物质和所求物质之间量的关系。
如水中溶氧量(DO)的测定:
碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:①2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:②MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:③2S2O32-+I2===S4O62-+2I-
可得关系式:O2~2Mn2+~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3
考向01 物质制备型工业流程
【例1】(2024·湖北荆州·三模)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是_________________________________________。
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VOeq \\al(+,2),同时还有________离子被氧化。写出VO+转化为VOeq \\al(+,2)反应的离子方程式_______________________________________________。
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、______,以及部分的______。
(4)“沉淀转溶”中,V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是________。
(5)“调pH”中有沉淀生成,生成沉淀反应的化学方程式是_________________________。
(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是___________________________________________________________________。
【解析】第一阶段:初处理阶段。
(1)初处理阶段的操作是“酸浸氧化”,此操作需要加热,其原因主要是为了加快酸浸和氧化反应速率,提高原料的利用率。
(2)①分析物质的变化。“酸浸氧化”过程中,Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水;MnO2具有氧化性,Fe2+具有还原性,因此在VO+和VO2+被氧化成VOeq \\al(+,2)的同时,Fe2+也被氧化。
②陌生氧化还原反应离子方程式的书写。
第一步,初步确定反应物和生成物。
显性确定:直接从题给信息中确定;隐性确定:根据反应原理分析确定。
第二步,写出氧化还原反应离子方程式,具体步骤为:
根据参加氧化还原反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物呈现反应关系并依据得失电子数相等确定相关化学计量数。
VO++MnO2―→VOeq \\al(+,2)+Mn2+
第三步,根据溶液的酸碱性环境和相关守恒补充缺失微粒,并配平。
从电荷守恒的角度分析,反应物中需要增加带正电荷的微粒,因为该操作中加入硫酸,因此可补充H+;从原子个数守恒的角度分析:生成物中的氧原子数小于反应物中的氧原子数,结合反应物中的H+,生成物中还应有H2O。由此可写出该反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+===VOeq \\al(+,2)+Mn2++H2O
第二阶段:除杂提纯阶段。
(3)根据题给信息,确定元素存在形态。
由此可知,滤液②中还存在Mn2+,另外还有部分Fe3+和Al3+。
(4)物质成分的分析:根据物质的性质及题给信息分析。
滤饼②eq \(――→,\s\up7(pH>13))滤渣④
该过程中Al(OH)3溶解生成[Al(OH)4]-;Fe(OH)3以沉淀形式进入滤渣③;根据题给信息V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。
(5)化学方程式的书写:确定“调pH”过程中的反应物、反应条件,根据物质性质和反应原理书写化学方程式。
(6)原有知识eq \(――→,\s\up7(迁移应用))解释新情境问题。
【答案】(1)加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全) (2)Fe2+ VO++MnO2+2H+===VOeq \\al(+,2)+Mn2++H2O (3)Mn2+ Al3+和Fe3+
(4)Fe(OH)3 (5)Na[Al(OH)4]+HCl===Al(OH)3↓+NaCl+H2O (6)利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能完全析出
【思维建模】流程图建模——理清流程图的各环节
[识图方法]
图1箭头表示反应物加入同时生成物出来;
图2箭头表示反应物分步加入和生成物出来;
图3箭头表示循环反应。
考向02 分离提纯型工业流程
【例2】(2024·湖北武汉·模拟)V有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种,一种从钒页岩(一种主要含Si、Fe、Al、V元素的矿石)中提取V的工艺流程如下:
已知:①“酸浸”时有生成。②“萃取”时离子萃取率的大小顺序为。回答下列问题:
(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-Na2SO4与钒页岩形成混合物,这样做的目的是 。
(2)“滤渣Ⅰ”除掉的主要杂质元素是 (填元素符号)。
(3)H2C2O4作用是将转化为,转化的目的是 ,发生的离子反应方程式为 。
(4)“沉钒”时,生成沉淀,“步骤X”的目的是 ,写出“煅烧”时的化学反应方程式 。
(5)以“沉钒率”(沉淀中V的质量和钒页岩中钒的质量之比)表示钒的回收率如图所示,温度高于80℃时沉钒率下降的原因是 。
【答案】(1)生成易溶的钠盐,提高钒的浸取率
(2)Si
(3) VO2+的浸取率大于,转化为VO2+可以提高钒的浸取率 2+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O
(4) 将VO2+氧化为 2NH4VO32NH3↑+V2O5+H2O
(5)温度高于80℃时,的水解程度增大,浓度减小导致沉钒率下降
【分析】将钒页岩(一种主要含Si、Fe、Al、V元素的矿石)中添加NaCl-Na2SO4进行焙烧,可将V转化为易溶的钠盐,Fe、Al等转化为金属氧化物;加入酸进行酸浸,滤渣1为硅的化合物;调节溶液的pH至5.1,所得滤渣为Fe(OH)3、Al(OH)3,滤液中含有;加入H2C2O4进行还原,将还原为VO2+;加入萃取率进行萃取,去掉水相,再进行反萃取,分离出含有VO2+的水溶液;加入氧化剂将VO2+氧化为;加入NH4Cl溶液进行沉钒,过滤得到NH4VO3,煅烧NH4VO3,制得V2O5。
【解析】(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-Na2SO4与钒页岩形成混合物,这样做能将钒转化为可溶性盐,目的是:生成易溶的钠盐,提高钒的浸取率。
(2)加入酸后,钒对应的盐,铁、铝的氧化物等都易溶于酸,只有硅的化合物不溶,所以“滤渣Ⅰ”除掉的主要杂质元素是Si。
(3)题干信息显示,VO2+的浸取率大于,则H2C2O4作用是将转化为,所以转化的目的是:VO2+的浸取率大于,转化为VO2+可以提高钒的浸取率;发生的离子反应方程式为2+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O。
(4)“沉钒”时,生成沉淀,则“步骤X”操作后,VO2+转化为,所以目的是将VO2+氧化为,“煅烧”时的化学反应方程式为2NH4VO32NH3↑+V2O5+H2O。
(5)从图中可以看出,温度高于80℃时,沉钒率下降,可能是浓度减小造成的,原因是:温度高于80℃时,的水解程度增大,浓度减小导致沉钒率下降。
【思维建模】解题思维建模——通过“三审”建立系统思维
(1)审题干——明确原料成分和目的要求
(2)审流程——明确各步转化原理和目的
①看箭头:进入的是原料(即反应物);出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
②看三线:主线主产品、分支副产品、回头为循环。
③找信息:明确反应条件控制和分离提纯方法。
④关注所加物质的可能作用:参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。
(3)审问题——明确答什么
①不要答非所问:要看清题目要求,按要求答题,防止答非所问。
②规范答题:回答问题要准确全面,注意语言表达的规范性,特别是化学用语的书写与表示要准确、规范。
【对点1】(2024·江苏南京·模拟预测)重铬酸钾(K2Cr2O7)在实验室和工业上都有广泛应用,如用于制铬矾、制火柴、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2,杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]制备重铬酸钾的工艺流程如下图所示:
已知:
①焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe元素转化为NaFeO2,Cr元素转化为Na2CrO4。
②矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如图1所示。当溶液中可溶性组分浓度c≤10-5 ml·L-1时,可认为已除尽。
③有关物质的溶解度如图2所示。
回答下列问题:
(1)基态铬原子价电子轨道表示式为 。
(2)写出焙烧过程中生成Na2CrO4反应的化学方程式 。
(3)水浸滤渣的主要成分是Fe(OH)3,写出生成此滤渣的离子方程式 。
(4)中和步骤中理论pH的范围是 。
(5)酸化时加冰醋酸,酸化的目的是 ,能不能用盐酸代替醋酸 (填“能”或“不能”)。重铬酸(H2Cr2O7)是一种较强的酸,写出它的结构式 。
(6)工序1加入KCl的目的是 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5) 将溶液中的转化为 不能
(6)将Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7
【分析】焙烧:由已知信息①,焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe元素转化为NaFeO2,,Cr元素转化为Na2CrO4,发生反应;铁、硅、铝的氧化物分别转化为NaFeO2、Na2SiO3、Na[Al(OH)4]。
水浸:将NaFeO2转化为Fe(OH)3沉淀,反应的离子方程式为,过滤得到含有Fe(OH)3的滤渣。
中和:由流程图可知,向滤液中加入醋酸进行中和的目的是将Na2SiO3、Na[Al(OH)4]转化为H2SiO3、Al(OH)3沉淀除去,结合已知信息②,调节溶液的pH时,均小于10-5 ml/L而除尽,但当溶液的pH<4.5时,Al(OH)3会转化为Al3+,故理论pH范围为。Na2CrO4部分转化为Na2CrO7,过滤得到含有H2SiO3、Al(OH)3的滤渣。
酸化:由已知信息②中的图1可知,向滤液中加入醋酸的目的是调节溶液的pH约为5,将溶液中的Na2CrO4转化为Na2CrO7。
工序Ⅰ:向反应后的溶液中加入KCl将Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7沉淀,经过滤、洗涤得到K2Cr2O7粗产品。
工序Ⅱ:粗产品经重结晶得到K2CrO7。
【解析】(1)基态铬原子价电子排布式为3d54s1,轨道表示式为。
(2)焙烧过程中生成Na2CrO4的化学方程式为。
(3)根据分析,生成滤渣的离子方程式为。
(4)根据分析,理论pH范围为。
(5)酸化时加冰醋酸酸化的目的是将溶液中的转化为。不能用盐酸代替醋酸,因为会引入杂质Cl-。重铬酸(H2Cr2O7)是的结构式为。
(6)根据分析知,加入KCl是为了将Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7。
【对点2】(2024·陕西商洛·模拟预测)以含铍废渣(主要含有、还含有)为原料制备单质的工艺流程如下:
已知:及其化合物的性质与及其化合物的性质类似。
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(2)“沉铝”反应的化学方程式为 。
(3)“氧化、除铁”过程中,氧化剂可使用或,氧化相同量的,理论上消耗 。
(4)试剂X选择氨水而不选择溶液的原因是 。
(5)写出“合成”反应的化学方程式: 。
(6)“转化”时需要真空环境的原因是 ,该反应类型为 (填基本反应类型)。
(7)若含铍废渣中的含量为,上述工艺流程中的损失率为,则含铍混合物理论上可以生产 (列出计算式即可)。
【答案】(1)、
(2)
(3)
(4)溶液能与反应,由于加入量不易控制,会导致最终的产率降低
(5)
(6) 防止和被氧化 置换反应
(7)
【分析】‘酸浸’时、与稀硫酸反应生成Be2+、Al3+、Fe3+、Fe2+,CaO与硫酸反应生成微溶于水,不溶于酸,过滤的滤渣成分为、,‘沉铝’时硫酸铝和硫酸铵反应生成沉淀,加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,加入试剂X调节溶液pH沉淀Fe3+得到Fe(OH)3,已知:及其化合物的性质与及其化合物的性质类似,则Be(OH)2能溶于强碱,故试剂X应为弱碱,X应选择氨水;
【解析】(1)CaO与硫酸反应生成微溶于水,不溶于酸,滤渣的主要成分为、;
(2)‘沉铝’时硫酸铝和硫酸铵反应生成沉淀,反应方程式为;
(3)氧化相同量的,都是将Fe2+氧化为Fe3+,则转移电子数相等,氧化剂可使用或分别生成H2O或NaCl,1ml或反应均转移2ml电子,则理论上消耗1:1;
(4)已知:及其化合物的性质与及其化合物的性质类似,则Be(OH)2能溶于强碱,故试剂X应为弱碱,试剂X选择氨水而不选择溶液的原因是:溶液能与反应,由于加入量不易控制,会导致最终的产率降低;
(5)“合成”反应与HF、氨气反应生成(NH4)2BeF4和水,反应的化学方程式:;
(6)“转化”时发生反应,需要真空环境的原因是:防止和被氧化,该反应类型是置换反应;
(7)1t含铍混合物中含1t×的,上述工艺流程中的损失率为,则实际参与反应的有1t××(1-b%),根据Be元素质量守恒可得关系式,解得m=,理论上可以生产。
1.(2024·安徽安庆·模拟预测)铋(Bi)及其化合物在电子材料等领域有着广泛作用。以某铋矿(主要成分为、,主要杂质和)制取并回收锰的工艺流程如下:
按要求回答下列问题。
(1)元素Bi较同主族N的周期数大4,写出基态Bi原子的价层电子排布式 。
(2)滤渣1的主要成分的晶体类型为 。
(3)“还原”步骤中Bi粉的作用为 。
(4)已知在2.0
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