物质的制备和分离-2023年高考化学复习讲义

专题7.1物质的制备和分离

【考纲要求】

1.掌握教材中常见物质的制备工艺流程，拓展应用掌握工艺流程中物质的制备方法

2.掌握化学实验中物质的分离提纯方法，明确其在工艺流程中物质分离提纯的应用

3.培养学生的化学实验技能及解决问题的能力

考点一物质的制备

【核心知识梳理】

一.教材中的工艺流程

1.从铝土矿中提取铝

流程I：

⑴涉及反应(写出并配平化学方程式)

①AbCh+HCI=2A1C13+3+0

Fe2O3+HCl=2FeCh+3H2O

②AICI3+NaOH=NaA102+3NaCl+2H2O

FeCl3+NaOH=Fe(OH)31+3NaCl

HC1+NaOH-NaCl十H2O

@NaAlO24-H2O+CO2=Al(OH)31+NaHCO3

NaOH+CO2=NaHCO3

@AI(OH)3=4/2O3+3H2O

⑤ALOK熔融)=4A1+302T

⑵问题探讨(思考并回答问题)

①步骤①加入过量盐酸后的实验操作是什么？提示：过滤。

②步骤②能否用氨水代替NaOH溶液？

提示：不能：原因是Aik与过量氨水反应生成A1(OH)3沉淀，达不到分离AP+、F/+的目的。

③步骤③中若将CCh的量改为“少量”，得到的产物还是NaHCCh吗？

提示：不是;V«HCO3而是Na2c6o

流程n

(1)涉及反应

①AhO3+NaOH=2NaAlC)2十%0

SiO2+NaOH=Na2SiO3+H2O

②Na2SiCh+HCl=H2SiO31-2NaCl

NaA102+HCl=NaCI+AICI3+2H2O

NaOH4-HCl=NaCI+H2O

③AICI3+NH3・H2O=A1(OH)31+NH4cl

HC1+NH3H2O=NH4CI+H2O

(2)问题探讨

①步骤②中将盐酸改为“C02”合适吗？为什么？

提示：不合适；因为过量CO2与NaAlCh、NazSiCh反应生成AI(OH)3和H2SiO3沉淀，达不到

分离SiCh和A10的目的。

②步骤③中将氨水改为“NaOH溶液”合适吗？

提示：不合适；因为Al(0H)3能溶于NaOH。

③冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝？

提示：不能；因为AlCb属于共价化合物。

【特别强调】

工业上是用碱溶法，没有用酸溶法。而且碱溶法里面二氧化硅是与氢辄化钠反应生成铝硅酸钠沉淀而被除去。并

不是二氧化硅是与氢氧化钠反应生成硅酸钠而溶解。

2.硅的制备

⑴涉及反应

①SiO2+C=^=Si+COf

△

②Si+CL=SiC14

③SiCL+里Si+4HC1

(2)问题探讨

①步骤①中石英砂与焦炭高温下反应时为什么要隔绝空气？

提示：高温下，焦炭和空气中的02发生反应。

②用石英砂和焦炭制备粗硅的反应中，焦炭的作用是什么？

提示：提供能量，作还原剂。

③粗硅与HC1完全反应后，经冷凝得到的SiC"沸点57.6℃)中混有少量的SiHCh(沸点33℃),提

纯SiCL采用的方法是什么？

提示：蒸银。

④由Si(h与C高温下反应得到的粗硅中可能含有什么杂质？

提示：SiO2>C、SiC等。

3.氯碱工业

⑴涉及反应

通电

①2NaCI+H2O2NaOH+H2T+Cbf

②CL+NaOH=NaCl+NaC10+H20

③Ch十Ca(OH)2=CaCh十Ca：ClO)2十2H2O

提示：常压下，S02催化氧化成S03的转化率已经很高，增大压强，即增加了设备的投资，得

不偿失。

④吸收塔中发生的是S03与水的反应，为什么吸收S03气体时用98%的浓硫酸而不用水吸收？

提示：用水吸收S03易形成硫酸的酸雾，影响吸收效率。

⑤硫酸工厂的尾气中含有大量的S02,写出用氨水吸收SO2的化学方程式。

提示：SO2+NHyH2O=NH4HSO3，2NH3H2O+S()2=(NH4)2SO3+H2O。

5.工业制硝酸

(1)涉及反应

®5NH3+O2^=^5NO-F6H2O

®2NO+O2=2NO2

@3NO2+H2O=2HNO3+NO

(2)问题探讨

①步骤③吸收塔中为什么NO?被水吸收过程中要补充一定曷的空气？

提示：因Nth与水反应生成HN03时只有的NO?转化成HN03，通入空气的目的是使NO?与

作用完全转化成HNO3，方程式为4NO2+02+2H2O=4HNO3(>

②工业制硝酸时，能否将工业尾气直接排入大气中？工业尾气中有害气体的主要成分是什么？

提不：不能：NO和NOz»

③已知：©NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

②2NO2+2NaOH二NaNCh+NaNCh+HhO

硝酸工厂的尾气可用NOx(NO与NO2的混合气体)表示，用NaOH溶液可吸收尾气，为使NOx

完全被NaOH溶液吸收.1的取值范围是什么？如何操作才能保证NOx完全被NaOH溶液吸收？

提示：1.5%<2；通入一定量的空气(或02)后，再被NaOH溶液吸收。

6.工业上制纯碱

|NH,|CO2______

精制后的-i__i——------焜烧纯

食盐水的事H^H(N温卜碱|

NH4C1

(1)涉及反应

NH3+H20+C02+NaC)=NaHCO31+NH4C1

△

2NaHCO3=^2CO3+H2O4-CO2t

(2)问题探讨

①工业制纯碱时为什么先通入N%后通入C02?

提示：NG在水中的溶解度大，形成的NH3H2O呈碱性，更容易吸收CO2,得到更多的NaHCO3；

若先通入CO2，得到的HCO浓度小，不利于NaHCCh的生成。

②工业上制备的纯碱中可能混有哪些杂质？

提示：依据制备反应：NH3+H2O+CO2+NaCl=NaHCOU+NH4C1可知混有的杂质为NACI和

NH4CL

③“碳酸化”后过滤获得的物质是什么？

提不：NaHCO3o

④过滤得到的母液为NH4CI,加入熟石灰获得循环使用的物质是什么？

提小：NH30

⑤设计实验证明纯碱产品中混有NaCI?

提示：取少量样品于一试管中，加水配成溶液，加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉

淀生成说明纯碱样品中混有NaCh

7.从工业废水中回收硫酸亚铁和铜的工艺流程

工业废水中含有大量的FeSO4，较多的Ci?+和少量的Na.。为了减少污染并变废为宝，回收硫酸亚

铁和金属铜的工艺流程如下。

⑴涉及反应

①C11SO4+Fe=FeSO4+Cu

②Fe+H2sO4=FeSO4+H2T

Q)问题探讨

①步骤②中加入过量稀H2s。4的目的是什么？

提示：除去Cu中残留的铁。

②步骤①中如何将Fe、Cu与FeSCh溶液分离？

提示：过滤。

③步骤③中如何从FeSO4溶液中获得硫酸亚铁晶体？

提示：将FeSCh溶液加热浓缩、冷却结晶，过滤得FeSCLIHuO。

8.从海水中提取镁

海水(含NaCI(DC«(OHhQ

和

MgSO4)Mg(0H)2沉淀｝MgCh版

(1)涉及反应

©MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2X+CaSO4

②Mg(OH)2+2HC仁MgCL+2H2O

@MgCl2-6H2OHC)气流中AMgCb+G%。

通电

④MgCh(熔融)-------Mg+Cl2T

(2)问题探讨

①步骤③中加热MgCb6H2。制取无水MgCL时，为什么要在HC1的气流中进行？

提示：防止MgCb水解。

②从海水中提取镁的工艺流程中，涉及哪些反应类型？

提示：分解反应、复分解反应、氧化还原反应。

③步骤④用电解法冶炼镁时，能否用MgO代替MgCl2?

提示：不能：原因是MgO的熔点高，浪费能源。

9.从海水中提取溟

(1)涉及反应

①2B「+C12=Bn十2。

②Bn+SCh+ZFhOH2so4+2HBr

（2）问题探讨

①从海水中提取滨的工艺流程中为什么要设计两步（步骤①、④）将B"氧化，Br2的过程？

提示：将澳富集。

②步骤⑤蒸窗的过程中，温度应控制在80〜90℃,温度过高或过低都不利于生产，请解释原因。

提示：温度过高，大量水蒸气随浪排出，浪蒸气中水量增加，温度过低，浪不能完全蒸出，回

收率低。

③步骤②中用热空气吹出的浪也可以用饱和Na2c03溶液吸收澳，写出反应过程的化学方程式。

提示：Br2+H2O=HBr+HBrO,Na2CO3+2HBr=2NaBr+H2O+CO2T（＞

10.海带中碘的提取

⑴涉及反应：

2r+ci2=i2+2cr

Q）问题探讨

①步蛛①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是（从下列仪器中选出所

需的仪器，将标号字母填写在空白处）。

A.烧杯B.珀烟C.表面皿D.泥三角E.酒精灯F.干燥器

提不：B、D、E

②步骤⑤的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收笨，该步骤的实验操作名称是什么？

提示：蒸播。

③步骤④中，某同学选择苯来提取碘的理由是什么？

提示：苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中的大，苯与水溶液易分层。

④设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法。

提示：取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，说明还有单质碘;

若溶液不变蓝，说明溶液不含碘。

【精准训练1]

1.以二氧化锌为原料制取高锦酸钾晶体的流程如下：

下列说法正确的是

A.“灼烧”可在石英生埸中进行

C.“结晶”环节宜采用蒸发结晶的方法

2.以高硫铝土矿(主要成分为AHh、FC2O3,还含有少最FcS*为原料，生产氧化铝并获得FeQ4的部分工

艺流程如图，下列叙述不正确的是

A.加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4

B.向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得AbCh

C.隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=l：5

D.烧渣分离可以选择用磁铁招烧渣中的FeKh分离出来

3.以硼镁源(主要成分是MgO,还含有Na、B4Ch、CaO、Fe，Ch、FeO、SiO,等杂质)制取七水硫酸镁的工艺

流程如图：

淀渣A源潦B注液

(CaSO4-2H2O)

己知：CaSO,和MgSCU的溶解度数据如表，卜列说法错误的是

温度2040506080

MgSCh溶解度/g25.130.832.934.334.9

CaSO4溶解度/g0.2310.2100.2070.2010.193

A.NazBKh中B的化合价为+3

B.、,操作A”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

C.加入MgO的目的是：调节溶液的pH值,使Fe3♦转化为Fe(OH)3除去

D.NaCIO的作用为将溶液中的Fe2+转化为Fe3+

盐酸NaClO2溶液

|-*C1021

NH£1溶液一“电:解|~~JNC13液|---->NH3t

匚溶液X

H2

5.金属回收与利用有利于环境保护，镉可用于制造体积小和电容量大的电池。铜镉渣主要含锌、铜、铁、

镉(Cd)、钻(C。)等单质，湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如下:

稀硫酸Zn.Sb2O3先加H2O2、再加ZnO

铜锦渣一^HI~T操jnI-N操gmI--早一单质镉

滤液I滤渣CoSbFe(OH)3电解废液

下表列出了相关金属离子生.成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度均为0.1mol-U)

氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cd(OH)2

开始沉淀的pH1.76.37.5

沉淀完全的pH2.88.493

⑴滤渣I可用硫酸酸化的双氧水浸取经结晶制取胆机，试写出浸取过程离子方程式

⑵操作11“除钻”时，向含C02+的浸液中加入Zn和SbzCh,恰好产生CoSb合金，写出该反应的化学方程

式：。

⑶操作HI加入ZnO控制反应液的pH范围为；若加入的H2O2不足，加入ZnO后所得的电解

液中会含有Fe元素。请设计实验方案加以检验：。

(4)“电解”过程中以石墨为电极得到粗镉，电解阳极反应式为；电解废

液最好在_________加入循环利用。(选择“操作I”、“操作II”、“操作III”、“电解”工序名称填入横线

上)

⑸回收所得的Cd可用于制造锲镉碱性二次电池，电池工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则充电时

电池的阳极反应式为：如

果用生石灰处理含Cd2+(2.88xl0，mol/L)的电解废液。常温下，当pH=10时，镉的去除率为。

15

(用百分数表达，小数点后两位有效数字。已知常温下，Ksp[Cd(OH)2]=7.2xl0)

6.银及其化合物在工业上有广泛应用，红土银矿是银资源的主要来源。以某地红土馍矿[主要成分

Mg3Si2O5(OH)4.Fe2MgO4.NiO、FeO、FezCh］为原料，采用硫酸饭焙烧法选择性提取凰可减少其他金

属杂质浸出，工艺流程如图所示。

③常温下，NiSO4易溶于水，NiOOH不溶于水。

(1)“焙烧”前将“矿样”与(NH4)2SO4混合研磨的目的是

(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中,只有部分FeO在空气中焙烧时与(NHO2SO4

反应生

成Fe2(SO4)3,该反应的化学方程式为，“浸渣”的

主要成分除铁的氧化物外还有.(填化学式)。

⑶焙烧温度对浸出率的影响如图所示，最佳焙烧温度是(填序号)左右。

A.300CB.350℃

(4)若残留在浸出液中的铁完全转化为黄钱铁矶除去，“除铁”时通入NH3调节溶液pH的范围是

o该工艺条件下，Ni2+生成Ni(OH)2沉淀，F/+生成Fe(OHX或黄钱铁矶沉淀定，开始沉淀

和沉淀完全时的pH如下表：

沉淀物黄钺铁砒

Ni(OH)2Fe(OH)3

开始沉淀时的pH7.12.71.3

沉淀完全(c=1X105

9.23.72.3

mol/L)时的pH

04

(5)“沉银”时pH调为8.0,滤液中Ni2+浓度约为mol/L(!0^2.5)0

⑹流程中(填化学式)可循环使用，减少污染。

(7)NiSO«在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性银镉电池电极材料NiOOH,该反应的离子方程式是

考点二物质的分离

【核心知识梳理】

1.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、烘干，或蒸储、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

⑴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、乙醉洗等)、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)。

(Q洗涤

①洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸储水等至液面浸没沉淀椅水自然流下后，重复操作2~3次。

②用冰水洗涤晶体的目的:洗去晶体表面的可溶性杂质，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。

③用乙醇或其他有机溶剂洗涤晶体的目的:洗去晶体表面可溶性杂质、降低因晶体溶解而引起的损耗、

乙醇等有机溶剂易挥发有利于晶体干燥。

④检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中晌其中滴入某试剂,若未出现特征

反应现象，则沉淀洗涤干净，

(5)萃取与反萃取

①萃取:利用物质在两种互不用溶的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂里提取到另一种溶剂里使

溶质和溶剂分离的分离方法。如用CCL萃取水中的Br2.

②反萃取:用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返【可水相的过程，为萃取的逆过程。

(6)其他

①蒸发、反应时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析HlFeCL、AlCh、MgCb等溶质时，应在HC1的气流

中加热，以防其水解。

②减压蒸储(减压蒸发)的原因:减小压强，使液体沸点降低，防上受热分解、挥发。

4.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,一股采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法,特别应注意的是若从FeCb溶液中结晶出

FeCh-6H2O晶体，应在HC1气氛中蒸发浓缩、冷却结晶。

【特别强调】

1.增大原料浸出率(潟子在溶液中被浸出的百分率)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的

流速C农度、压强)、增大气液或固液接触面积。根据物质的具体性质，原料浸泡可分为水浸、酸浸、碱浸、

醇浸等。

2.过滤问题

(1)3个基本操作

①检脸溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液岸置一段时间后，用胶头滴管取上层清液少许放入小

试管中，向其中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则说明离子沉淀完全。

②洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏工中加蒸馈水至液而浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2〜3次。

③检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若没有特

征现象出现，则证明沉淀已洗涤干净口

(2)特定洗涤目的

①冰水洗涤的目的：洗去品体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶

解损耗。

②乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。

3.结晶方式

(1)蒸发浓缩、冷却结晶：适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质分离提纯，如除去KNCh中的少曼

NaCl或受热易分解的物质，如晶体水合物、铁盐等。

(2)蒸发结晶、趁热过滤：适用于杂质的溶解度随温度变化较大物质的分离提纯，可减少杂质晶体的析出，

如除去NaCl中的少量KNOa，趁热过滤的方法：漏斗预热，用少量热蒸馈水通过过滤器，带加热装置

的漏斗、抽滤。

【提醒】晶体的干燥：要得到干燥的晶体，常见的干燥方法有自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、

烘干(适用于热稳定性较好的物质)。

4.调节溶液pH分离提纯

（1）控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全

时的pH如下表所示：

物质开始沉淀沉淀完全

Fe(OH)31.53.7

Fe(OH)27.69.6

Mn(0H)28.39.8

若要除去M/+溶液中含有的Fe2+,可先用氧化剂把Fe?+氧化为Fe3+,再调节溶液的pH在3.7<pH<8,3o

⑵调节pH所需的物质应满足两点：能与H+反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：要除去C/+

溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、CU（OH）2>C11CO3、Cii2（OH）2cO3等物质来调节溶液的pH。

【精准训练2】

1.实验室中从海带里提取碘的部分流程如图所示，下列说法不正确的是（）

A.步骤①灼烧海带需要用地期

B.步骤③主要操作为过滤

C.步骤④在进行氧化操作时，加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等

D.步骤⑤可以加入酒精作萃取剂

2.超临界流体类似丁液体，具有很强的流动性和渗透性，利用超临界CO2流体（与水相似，溶解能力强）从

咖啡豆中提取咖啡因的流程如下图所示：

下列说法中错误的是（）

A.“提取”主要涉及的是咖啡因的萃取

B.“解析”时分离出咖啡因需要升温、减压

C.“提取”时用高温更有利于咖啡因的提取

D.该方法使用的CO?可来自配酒厂的副产品

3.从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的。乙酷浸取法的主要工艺如图所示：

已知：青蒿素是煌的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙雁、

石油眦中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156〜157°C,热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。乙醛沸

点为35°C。下列叙述错误的是（）

A.对青蒿干燥破碎后，加入乙酰的目的是溶解青蒿素

B.操作I需要的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒

C.操作II的名称是过滤

D.操作IH的主要过程可能是加95%的乙醉，浓缩、结晶、过滤

4.实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但只有混有硫酸钠、碳酸氢钺的氯化钠。已知NFhHCCh理3NH3T

+H2O+CO2T，某学生设计了如下方案。下列叙述正确的是()

A.操作①可在容量瓶中进行

B.操作②可改为加硝酸钢溶液

C.操作③的目的是除去BaCb

D.操作④目的是浓缩溶液

5.S02是硫酸工业尾气的主要成分。以硫酸工业的尾气为原料制备硫酸钾和硫酸钵晶体(MnSOyFhO)的工

艺流程如图所示：

回答卜列问题：

(1)如图所示是几种盐的溶解度由线。反应HI中，向(NH4)2SO4溶液中加入KC1溶液后，进行蒸发浓缩、

、洗涤、干燥等操作即得K2s04产品。

。)检验硫酸钾样品中是否含有氮化物杂质的实验操作是。

(3)已知室温下Mn(OH)2的KSp=4.5xlO"，向MnSCU溶液中滴加氨水使溶液的pH=10,请列式计算，判

断此时溶液中Mr?+是否沉淀完全：o

【真题感悟】

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的1阳见卜・表

金属离子Fe“Al"

开始沉淀的pH2.23.59.512.4

3.24.711.113.8

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

(4)“水浸渣”在160c“酸溶”最适合的酸是__________。“酸溶渣”的成分是__________、一

⑹将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得,循环利用。

2.【2020年新课标I】帆具有广泛用途。黏土机矿中，钢以+3、+4、+5价的化合物存在，逐包括钾、铁

的铝硅酸盐，以及SiCh、Fe?04o采用以下工艺流程可由黏土帆矿制备NH4VO3。

金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+

开始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列问题：

(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是________________________________________________________________

(5)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是_____________________________________________

(6)“沉机”中析出NH4VOJ品体时，需要加入过量NHXL其原因是___________________________________v

3.12019全国卷m】高纯硫酸镭作为合成馍钻镒三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化镒粉与

硫化铮矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

相关金属离子mo(M〃，)=0.1mo卜17」形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子Mn"Fe2+Fe3+/\rMg?卡Zn2+Ni2+

开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9

沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9

⑴“滤渣1”含有S利：写出“溶浸”中二氧化锦与硫化锦反应的化学方程式:

__________________________________________________________________O

(2)”氧化”中添加适量的MnO2的作用是。

(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为〜6之间。

(4)“除杂1”的目的是除去Z/+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是_____________________o

(5)“除杂2”的目的是生成MgF?沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg?+沉淀不完全，原因是：

⑹写出“沉锦”的离子方程式o

⑺层状银钻锌三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNi'CoyMnKh，其中Ni、Co.Mn的化

合价分别为+2、+3、+4。当时，z=。

4.12019新课标I】硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种

以硼镁矿（含MgzBzOsHO、SiO2及少量Fe2O3、AI2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:

回答下列问题：

⑴在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为

（2）“滤渣1”的主要成分有。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的化学

试剂是。

（4）在“沉镁”中生成Mg（OH）2-MgCO3沉淀的离子方程式为，母液经加

热后可返回工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是。

5.12018•全国卷H］我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS,含有SiCh和少量

FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子［co（M『）=0.1molL」］形成氢氧化物沉淀的pH范:围如下：

金属离子Fe，7n~Cd2+

开始沉淀的pH1.56.36.27.4

沉淀完全的pH2.88.38.29.4

回答下列问题：

⑴焙烧过程中主要反应的化学方程式为。

⑵滤渣1的主要成分除SiCh外还有;氧化除杂工序中ZnO的作用是,若不通入氧气,

其后果是O

⑶溶液中的可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为O

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为；

沉积锌后的电解液可返回______工序继续使用。

【课时达标训练】

1.硫酸锌广泛应用于工农业生产中。工业上以粗氧化锌（含Zn、FeO、CuO等杂质）为原料生产ZnSO,7H2O

的一种流程的部分过程如下（各过程需控制适宜条件）。

稀硫酸高镒酸钾锌粉

III

粗氧化锌一H过程1I过程III过程mj……—>ZnSO4-7H2O

滤渣X滤渣Y滤渣Z

⑴过程I、II、HI中，分离出X、Y、Z的实验操作是

(2)过程I中，能与稀硫酸反应的物质有o

(3)过程I需要持续强制通风，原因是该过程中生成的氢气具有性。

(4)过程II中，滤渣Y含有Fe(OH)3。加入高镭酸钾的主要目的是

(5)过程III中，滤渣Z含铜，生成铜的离子方程式为___________________________________________________

2.综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸钱Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFczO。获得3种金属盐，并进一步利用保盐制

备具有优异光电性能的氮化钱(GaN),部分工艺流程如下：

稀硫酸萃取剂NaOH溶液CH,Br

第f曲黑％I率f谟饼

反萃取H电解卜》|合成TIMOCVD

甲选②调pH②固体------年

隆出注至5.4池液1水层GaN

己知：①常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧生物沉淀的pH见表1。

②金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表2。

⑵游液I中可回收利用的物质是,滤饼的主要成分是：萃取前加入的固体X为

(3)Ga与A1同主族，化学性质相似。反萃取后，像的存在形式为1填化学式)。

(4)电解过程包括电解反萃取液制粗锐和粗保精炼两个步骤。精炼时，以粗绿为阳极，以NaOH溶液为电

解液，阴极的电极反应为e

(5)GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基线为原料，使其与N%发

生系列反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为。

⑹滤液I中残余的Ga3+的浓度为moMJ(写出计算过程)。

3.某科研人员以废锲催化剂(主要成分为NiO,另含FezCh、CaO.CuO、BaO)为原料回收银，工艺流程如

图：

已知：常温下，有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如表:

氢氧化物

Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2

开始沉淀的pH1.56.57.7

沉淀完全的pH3.79.79.2

回答下列问题：

(1)浸出渣主要成分为、(填化学式)。

(2)”除铜”时，Fe3+与H2s反应的离子方程式为o

(3)“氧化”的目的是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+,温度需控制在4D〜50c之间，该步骤温度不能太高的原因

是O

(4)“调pH”时，pH的控制范围为。

(6)在碱性条件下，电解产生2NOOHHO的原理分两步，其中第一步是C1在阳极被氧化为QO,则该步

电极反应式为。

,

CdCO

汽4

热蒸

通入

①T

水相

有

何用

再生

②一

机相

催