二轮复习工艺流程综合题突破作业

板块二无机化学工艺流程

“品”高考考情——考什么？怎么考?精准备考！

翳迹'物质制备型

1.（2021•福建卷，11）四铝酸钱是铝深加工的重要中间产品，具有广

泛的用途。一种以铝精矿（主要含M0S2,还有Cu、Fe的化合物及Si。?

等）为原料制备四锯酸镂的工艺流程如下图所示。

回答下列问题：

（1）“焙烧”产生的气体用吸收后可制取氮肥。

（2）“浸出”时,MoCh转化为MoOf。提高单位时间内相浸出率的措施

有（任写两种）。

温度对90min内钥浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过80℃

后，钥的浸出率反而降低,主要原因是温度升高使水大量蒸发,导

致。

(3)“净化”时，浸出液中残留的Cu2+、Fe^转化为沉淀除去。研究表

明该溶液中cS)和pH的关系为lgc(S\为了使溶液中的杂质离

子浓度小于X106mol-I/1,应控制溶液的pH不小于o(己

知:pK『TgKsp;CuS和FeS的p(p分别为和17.2)

(4)“冷化”后，溶液中若有低价铝(以表示)，可加入适量

将其氧化为MoOf,反应的离子方程式为o

(5)“沉淀”时,加入NH,N03的目的是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(6)高温下用乩还原(NHjMoQg可制得金属铝,反应的化学方程式

为o

[已知：(NH)2Mo,知受热分解生成MO03]

答案：⑴氨水⑵适当升温、搅拌、增加Na2c用量(增大Na2c浓

度)等Na2Mo04晶体析出，混入浸渣

(4)H202+MoOf_MoOf+乩0

⑸提供NH3使MoOf充分转化为沉淀析出

(6)(NH4)2Moe3+12H妈4M0+2NH3+I3H2O

2.(2021•福建适应性考试，11)废旧锂离子电池经处理得到的正极活

性粉体中含有Li?。、NiO、Co203.Mn02.Fe、C、ALCu等。采用以下

工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收牯、银、锌,制备正极材料

的前驱体(NiCOs•C0CO3-MnC03)o

稀H2so4H2。2X铜萃取剂

滤液④Al(0H)3

回答下列问题：

(1)“酸浸”温度为85°C,粉体中的钻(以C5O3表示)还原浸出的化学

方程式为,

HQ2的用量比理论用量多一倍的原因是—o

(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是

(填化学式)o

(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是o

(4)“除铝”时反应的离子方程式为

o萃余液中Co?+的浓度为0.33mol-L1,

通过计算说明，常温下“除铝”控制溶液pH为4.5,是否造成Co的损

失?_____________________________________________________

(列出算式并给出结论)。己知：(KjCoSHbXIO*)

(5)从滤液④中可提取(任写一种)用

作o

答案.+

⑴CozG+ZHzSOj+HzOz^—2CoS0i+02t31I2O85℃时过氧化氢容易

分解,所以其用量比理论用量多(2)NaOH(3)分液

（4）A1*+3NH3•H0—Al（OH）I+3NHtX2X10-20X10-15,不会

23io%5

造成Co的损失⑸锂锂电池

3.（2021•湖南卷，17）Ce2（C0：,）3可用于催化剂载体及功能材料的制备。

天然独居石中，钝（Ce）主要以CePOi形式存在,还含有Si02.Al203.Fe203>

Cal7等物质。以独居石为原料制备Ce2（C03）3-nll20的工艺流程如下：

①MgO调出=5

浓H2SO4H2OFeCh溶液②絮凝剂NHJKOj溶液

酸性滤渣【滤渣n滤渣m滤液

废气

Ce式CO）•nHjOa*-------

回答下列问题：

⑴钝的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号

为o

（2）为提高“水浸”效率,可采取的措施有（至少写

两条）。

⑶滤渣m的主要成分是（填化学式）。

（4）加入絮凝剂的目的是。

⑸“沉铺”过程中，生成Ce2（C0：<）3•nH20的离子方程式为,

常温下加入的NHHCQ,溶液呈（填“酸性”“碱性”或“中

7

性”）（已知:阿•HQ的KbX性:H2cO3的KalX10',Ka2=

X10',l）o

(6)滤渣II的主要成分为FePOb在高温条件下,Li2cQ,、葡萄糖(C6Hl20J

和FePOi可制备电极材料LiFePOi,同时生成CO和该反应的化学方

程式为

答案.⑴，Ce

(2)搅拌、适当升高温度(合理即可)

(3)Al(OH)3

⑷促进Al(OH)3胶体聚沉,便于分离

3+

(5)2Ce+6HCO*；J+(n-3)H20—Ce?(CO：)3•nHX)I+3C02t碱性

(6)6FePO“+3Li2cOa+CH。邈6LiFeP0」+9C0t+6H20t

4.(2020•全国I卷,26)帆具有广泛用途。黏土钮矿中，帆以+3、+4、

+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及Si。?、Fe304o采

用以下工艺流程可由黏土帆矿制备NH.V03o

30%H2sO,NaOHNaOH

铀I[pH=3.O~3.1IPH>13

:T酸浸氧化I--------*中和沉淀-----T沉淀转溶一I

粉tIII

MnO2滤渣①滤液②滤渣③

Y«%«=8.5

T沉钿潍液④|调；滤液③

NH4VOSIH~|.

II-

滤液⑤滤渣④

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：

金属离子Fe；iFo2Al；iMn21

开始沉淀pH

完全沉淀pH

回答下列问题:

(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是O

⑵“酸浸氧化”中,V0和V02+被氧化成VOL同时还有被氧

化。写出V0'转化为V0］反应的离子方程式o

(3)“中和沉淀”中,帆水解并沉淀为V205-xII20,随滤液②可除去金属

离子K'、Mg"、Na'、,以及部分的o

(4)“沉淀转溶”中,V20「XH20转化为钢酸盐溶解。滤渣③的主要成

分是o

(5)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是

(6)“沉帆"中析出NHAQ晶体时,需要加入过量NHO,其原因是

答案.(1)加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)

2++2+

(2)FeV0+Mn02+2H，—VOj+Mn+H2()

(3)Mn2+A-+和Fb

(4)Fe(OH)3

(5)NaAlO,+HCl+H,O—NaCl+Al(0H)3l或NaAl(OH)4+HC1——Al(0H)3!

+NaCl+H20

(6)利用同离子效应,促进NHM)3尽可能析出完全

5.(2020•全国山卷,27)某油脂厂废弃的油脂加氢银催化剂主要含金

属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺

流程回收其中的银制备硫酸银晶体(NiSO「71L0):

NaOH溶液稀H2sO4HQ?溶液

|慢纱|滤液|

滤液①灌渣②

NaOH溶液

而伶凝L-j—1

滤渣③

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:

金属离子Ni2+Al3+Fe»Fe2+

开始沉淀时(c=0.01mol•L')的pH

沉淀完全时X10%ol•L)的pH

回答下列问题:

(1)“碱浸”中Na(H的两个作用分别是。

为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀。写出该反应

的离子方程式___________________

(2)“滤液②”中含有的金属离子是

(3)“转化”中可替代上。2的物质是

NaOH溶液凡。2溶液

若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即滤渣③

“滤液③”中可能含有的杂质离子为

(4)利用上述表格数据,计算Ni(0冷2的K『(列出计算式)。

如果“转化”后的溶液中Ni.浓度为1.0mol•L\则“调pH”应控

制的pH范围是

⑸硫酸镇在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作银镉电池正

极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式o

(6)将分离出硫酸银晶体后的母液收集、循环使用，其意义

是O

密(1)除去油脂、溶解铝及其氧化物A102+ir+H20—Al(011)3im

+

A1(OH)4+H—Al(OH)3I+H20

(2)Ni2\Fe2\Fe3+

(3)02或空气Fe3+

X(IO/[或105X(10)2]〜

2F

(5)2Ni+C10+40H—2Ni00HI+Cl+H20

(6)提高银回收率

®题型2分离提纯型

1.(2021•广东卷，18)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某

废催化剂主要含铝(A1)、铝(Mo)、锲(Ni)等元素的氧化物，一种回收

利用工艺的部分流程如下:

NaOH(s)过量CO?

I

废催一750工一水浸一沉铝

一滤液一滤液n

化剂焙烧过滤I过滤

I

含Ni固体X-­•一AlAs

适量B802溶液

BaMo0(s)

4沉钥

过滤

滤液in

已知：25℃时,H2c的

7118

KalX10,K^XIO;KSP(BaMo04X10;Ksp(BaC03K10'；该工艺中时,溶

液中Mo元素以MoO^的形态存在。

⑴“焙烧”中,有NMIoO住成,其中Mo元素的化合价为,

(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为。

(3)“沉钥”中,pH为。

①生成BaMoOi的离子方程式为o

②若条件控制不当,BaC(%也会沉淀。为避免BaMoO」中混入BaCOs沉淀,

溶液中C(HCO3):c(MoOf)二(列出算式)时，应停止加入

BaCk溶液。

⑷①滤液IH中，主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为。

②往滤液III中添加适量NaCl固体后,通入足量(填化学式)

气体,再通入足量C02,可析出Yo

(5)高纯AlAs(硅化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程

如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止正。2刻蚀液与

下层GaAs(神化绿)反应。

NO2刻蚀液

光刻杓膜I光刻卡膜

①该氧化物为o

②已知:Ga和A1同族,As和N同族。在H’G与上层GaAs的反应中,As

元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比

为。

答案.(1)+6(2)Al(OH)3(3)①MoOf+Ba?—BaMoOJ②

1x10-7x2.6x109

4.7x10i1x3.5x108

⑷①NaHCQ,②NH3(5)①AI2O3②4：1

2.(2017•全国H卷,26)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成

分为Ca()、Si。药并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室

测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题:

⑴在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂,氯化铁为助溶剂,还需加

入几滴硝酸。加入稍酸的R的是,还可使

用代替硝酸。

(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于强酸但可与一种弱酸反

应,该反应的化学方程式为o

⑶加氨水过程中加热的目的是o

沉淀B的主要成分为、(写化学式)。

(4)草酸钙沉淀经糅HzSOi处理后，用KMnOi标准溶液滴定,通过测定草

酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为:Mn04+H+H2c2O1一

2+

Mn+C02+H20o实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500

mol・L的KMnO,溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为

答案.(1)将样品中可能存在的F/氧化为F£HA

(2)SiOK或H2SiO3)SiO2+4HF—SiF4t+2比0(或H2SiO3+4HF—SiF4t

+3H20)

⑶防止胶体生成，易沉淀分离Al(OH)3Fe(OH)3

(4)45.0%

©考情分析与预测

化学工艺流程题以真实的工业生产为命题素材,从2017年开始，

已成为全国卷的固定题型。从试题的素材背景看,主要包括自然资源

开发利用、废弃资源回收利用以及物质的制备提纯。试题将元素化合

物知识、化学反应原理、化学实验等内容统一到一个完整的工艺流程

中。试题中涉及的元素化合物多为一些材料领域的热点元素，如Pb、

Ga、Ge、As、V、Cr、Mo、W等;化学原理主要涉及氧化还原反应、离

子反应、难溶物转化、化学反应速率的影响因素等;实验操作则主要

涉及混合物分离，如过滤、结晶、分液、萃取等重要操作，以及杂质离

子检验等;定量计算方式多为原料纯度(质量分数)、转化率、损失率、

产率等。

从近五年的试题特点看:物质的制备类型出现频率越来越高，试

题的设问点则集中在化学方程式、离子方程式的书写以及实验知识的

考查上,甚至有与化学实验相互融合的趋势。

根据以上分析,可提炼出无机化学工艺流程题常考命题点：1.原

料预处理;2.反应条件的控制;3.陌生方程式的书写;4.物质的分离与

提纯等。

“拆”大题拆分一一这么拆,这么练,各个击破!

®命题点1原料预处理

一必备知识

1.原料预处理的目的

（1）原料经过预处理主要是除去不必要的杂质，净化所需要的原料。

（2）原料中的目标物质（小易除去的杂质）转化为易于化学处理的物质。

2.原料的预处理措施

方法作用

将块状或颗粒状的物质磨成粉末，增大反应物接触面

粉碎、研磨

积，以加快反应速率或使反应更充分

除去可燃性杂质（碳、有机物）；氢氧化物、碳酸盐类

灼烧、焙

分解为氧化物;金属单质、金属硫化物转变为金属氧

烧、煨烧

化物

向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质

浸取

溶解，包括水浸、酸浸、碱浸、醇浸等

与酸反应或溶解,金属氧化物、弱酸盐转变为金属离

酸浸

子进入溶液,不溶物通过过滤除去

除去油污;溶解铝（氧化铝等两性物质）、锌、二氧化

碱浸硅；调节pH促进水解，实现金属离子（Al3\等）的

沉淀

醇浸提取有机物,主要涉及有机物的提纯、分离

3.浸出率（浸取率）

实际浸取量与理论浸取量的比值（固体溶解后，离子在溶液中含量的

多少）。

4•提高浸出率的方法

适当升温（加热）、搅拌、粉碎（研磨）、增大反应物（酸、碱）的浓度等。

G素养提能

1.碳酸锂（相对分子质量74）广泛应用于化工、冶金等行业。工业上

利用锂辉石（LizALSiQ）制备碳酸锂的流程如图：

浓硫酸适量适量

沸点：338七CaCO,NaOHNa2C2O4Na2cO3

请回答下列问题：

⑴硫酸化焙烧温度控制在250〜300℃之间，主要原因是

⑵焙烧中硫酸用量控制在理论用量的115%左右,硫酸加入过多的副

作用是____________________________________________________________

⑶水浸时,加入CaCOs粉末充分反应后过滤,滤渣的主要成分除CaCO3

外还有_______________________________________________________

解析,（1）温度低于250℃,反应速率较慢，温度高于300℃,接近硫

酸的沸点,硫酸挥发较多，反应温度控制在250〜300℃,反应速率较

快，硫酸挥发较少。

（2）硫酸如果加入过多,后续还需要除去过量的硫酸,增加后续杂质的

处理量及中和酸的负担。

⑶水浸时,加入CaC03粉末充分反应后过滤，滤渣的主要成分除CaCO：.

外还有CaSO」、SiOz、Al(OH)3o

答案.(1)温度低于250℃,反应速率较慢，温度高于300℃,硫酸挥发

较多

⑵后续还需要除去过量的硫酸,增加后续杂质的处理量及中和酸的

负担

(3)CaS0i、Si。?、Al(OH)3

2.硫(Te)位于元素周期表第VIA族，由该元素组成的物质可用作石油

裂化的催化剂、电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料、合金材料的添加

剂等。硫化铜渣是电解精炼铜时产生的一种矿渣,其主要含CuJO'Au、

Ag等,利用下列工艺流程可回收储：

适量HjSO,、

碗空气软化水NaOH过氧化氢

*一|酸卜磔卜灌渣1♦施卜滤液操作1.筮需金［

渣滤酸及2k漉渣2%畋、

♦Naso

晔。42Vl

碗粉

已知:TeO?的熔点为733℃,微溶于水,可溶于强酸和强碱。

回答下列问题：

(DTe与S的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为(用

化学式表示)。

(2)“酸浸1”需加热，加热的目的是,

“酸浸1”发生反应的氧化产物是(写化学

式)。

(3)“水浸”后“滤液1”的颜色是o

(4)“滤渣1”进行“碱浸”的离子方程式是

(5)从可持续发展意识和绿色化学观念来看，“滤渣2”进行酸浸的意

义是。

解析,(1)S、Te同主族，同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，故

H2soi的酸性比H/TeO」强。(2)酸浸时加热的目的是提高浸出速率;结合

流程图知，“酸浸1”发生反应的化学方程式为CuzTe+2H2SO1+2O29

2CuSOj+TeO2+2H2O,故其氧化产物为CuSO八Te02o(3)“滤液1”的溶

质中含CuSO」,故“滤液1”的颜色为蓝色。14)“滤渣1”中含有Te02>

Au、Ag等,To。?溶解于NaOH溶液生成亚硫酸盐,故反应的离子方程式

%Te02+20H_Te0|-+iy)o(5)分析流程图知，“滤渣2”经酸浸后可

得到含CuSO.的滤液,并可回收Au、Ag,符合可持续发展意识和绿色化

学观念。

⑵加快浸出速率CuSO,、TeO2

⑶蓝色(或浅蓝色)

-

(4)TeO2+2OH_To0?+H20

(5)“滤渣2”经过酸浸可得到含CuSO”的滤液，并可达到回收Au、Ag

的目的,符合可持续发展意识和绿色化学观念

3.一种由菱镁矿(主要成分MgCQ，、CaCO3.FeCO：^SiOj制备高纯氢氧

化镁的工艺如图1:

80

N

H

754

70c

65一

60送

♦Mg?，浸出率55任

*NH£1利用率50要

浸出温度：100T

708090100110120

NH£1实际用量

NH£1理论用量

图2

回答下列问题：

(1)“煨烧”时FeCOs发生反应的化学方程式为o

(2)“浸取”温度为100°C左右,该步骤含镁化合物参与反应的化学

方程式为o

⑶“浸取”时NHC1用量对晴+浸出率的影响曲线如图2所示。下

列有关说法正确的是(填字母)。

A.“浸取”时适当搅拌浆料

B.用超理论用量20%的NH.C1进行浸取

C,可用NH..C1对浸取后的滤渣进行二次浸取,将两次浸取液合并

D.浸取温度采用100℃可促进NHK1的水解和NH,的逸出

倒*(1)煨烧FeCOa,得到二氧化碳气体和氧化铁固体，所以反应的化

学方程式为4FeC03+02i£2Fe203+4C02o

(2)经过煨烧得到氧化镁，加入水和氯化镂浸取,得到氯化镁、氨气和

水,故反应的化学方程式为水0+2NH4clM^MgCb+2NH31+乩0。

⑶搅拌可以加速溶解,A正确；从题图2中看出，用超理论用量2096的

NH.C1进行浸取,镁离子的浸出率和理论用量时的浸出率基本相等,而

NH.C1的利用率反而降低,B错误;用NH.C1对浸取后的滤渣进行二次浸

取,可增加镁离子的浸出率,将两次浸取液合并,减少镁离子的损失,C

止确；水解反应是吸热反应,适当升高温度可以促进水解,浸取过程产

生氨气,适当升高温度,有利于氨气的排出,D正确。

1Q0lc

(2)Mg0+2NH4ClMgCL+2NH31+乩0

(3)ACD

®命题彘2反应条件的控制

■必备知识

通过控制一定的反应条件,来达到提高物质转化率或更彻底除去杂质

的目的。反应条件最常见的是溶液的pH、反应的温度、反应物的配

料比等。

1.控制溶液的酸碱性(pH)的目的

⑴增强物质的氧化性(增强Mn04、NO3的氧化性)o

⑵通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。

①如：要除去溶液中含有的Fe3\Al3+,可调节溶液的pH使之转变为

Fe(OH)3>Al(0H)3沉淀。[若有Fe：需先用氧化剂(也。2等)把Fe"氧化

为Fe3+]

②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与K反应,使溶液pH增大;

不引入新杂质。例如:若要除去Cu"溶液中混有的Fe3;可加入不0、

CU(0H)2、CUCO3>C*(OH)2cO3等物质来调节溶液的pH。

2.控制反应的温度

⑴控制反应温度的目的

温度目的

加快物质溶解(分解、逸出)；加快反应速率;促进平衡移动

IWJ温

等

低温防止物质溶解、挥发或分解;促进平衡移动

(1)过低:反应速率变慢,溶解速率变慢；

(2)过高:①催化剂失去活性;②产物的浸出率(产率)降低；

温度

③造成物质分解［NaHCO：,、NH4HCO3、H2O2、HNO式浓)等］、挥

范围

发(醋酸、HC1、液溟、乙醇等)、升华⑴等)；

⑶防止副反应发生,控制固体的溶解与结晶

(2)控制反应物温度的方法:水浴、油浴、冰水浴、沙浴等。

3.调节反应物的浓度(配料比)

⑴通过控制反应物的浓度,控制反应的类型,有利于目标反应的进行。

⑵根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率，使平衡向利于目标

产物生成的方向进行。

⑶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

会给后续操作带来除杂问题。

4.加入氧化剂、还原剂

完成溶液中离子的转化,需要根据题目信息(溶液中离子的氧化性、还

原性)判断加入试剂的作用。如加入乩。2或NaClO等,把F/转化为Fe3\

G素养提能

1.以某含银废料(主要成分为NiO,还含有少量FeO、Fe2O3>SiO2.CoO)

为原料制备Ni。和碳酸钻的工艺流程如居:

、过量

N'CC>3萃取剂NaHC()3

一调pH丽卜碳酸钻(Coco,)

至2.2

有机层-NiS°4-NiSO-6H2。晶体

滤法1黄钠铁钿渣4

溶液搬烧

[NaFMSOMOW]

NiQy

回答下列问题:

(1)“氧化”中添加WC103的作用是,为证明添加的

NaClQs已足量,可用(写化学式)溶液进行检验。

⑵若“沉钻”开始时c(C(?+)=0.lOmol-L-1,则控制pHW时

不会产生Co(0H)2沉淀。{已知Ksp［Co(0H)2X105昆2=0.3}

解析,(DNaClOs的作用是将Fe?+氧化为Fe";氧化后溶液中含有CF,所

以检验Fr时应用L[Fe(CN)6],而不能用KMnO.o

(2)若不产生Co(0H)2沉淀，贝IJc2(OH)X0.10WX10H5,故c(OH)W

2X10'mol•LpHW。

3+

(1)将F/氧化为FeK3[Fe(CN)G]

2.氯酸镁［Mg(C10，］常用作催熟剂、除草剂等,工业大规模生产前,

实验室先按如下流程进行模拟制备少量Mg(C103)2•6H20:

MgONaClO,

H2O2BaCl,调节pH=4饱和溶液

二酸LJ[1,1,

卤块H氧化H沉淀M过渡H反应卜……*MgfClOOj-6H2。

滤渣

已知:①卤块主要成分为MgCk•6H2O,含有MgSO八FeCk等杂质。②几

种化合物的溶解度(S)随温度⑴的变化曲线如图。

回答下列问题:

(1)卤块中加H。的目的是,写出该反应的离

子方程式:o

⑵加入BaCb的目的是除去SOt，如何检验SOT已沉淀完全?.

(3)常温下,加MgO调节pll=4后溶液中c(Fe3+)=(已

知KjFeSH)/=4X10依)，过滤所得滤渣的主要成分有。

解析,(1)卤块中加HQ,的目的是将F/氧化为Fe%反应的离子方程式

2++3+

为2Fe+H202+2H―2Fe+2H20o

⑵检验硫酸根离子是否除净的方法是静置,取少量上层清液于试管

中，加入BaCk,若无白色沉淀，则证明SO幺沉淀完全。

10

(3)常温下,加MgO调节pll=4,c(010=10mol/L,Ksp[Fe(OH)3]=

c(Fe3+)•c3(OH)=c(Fe34)X(IO-10)3=4X10-38,c(Fe3+)=4X10-8mol/L;滤

渣主要是前面生成的BaSO」和通过调节pH生成的Fe(OH)3o

243+

缜(1)将F/氧化为Fe/2Fe+HA+2H_2Fe+2H20

⑵静置，取少量上层清液于试管中，加入BaCl2,若无白色沉淀,则证

明SOf沉淀完全

(3)4X108mol/LBaSO,和Fe(0H)3

3.铁红(Fez。)和钛白粉(TiOj均为重要的墙面装修颜料。一种利用钛

铁矿(主要成分为FeTi(%,还含有少量Fez。。联合生产铁红和钛白粉的

工艺流程如图所示：

回答下列问题：

⑴FeSOj溶液与NH』IC()3溶液的反应温度应控制在35℃以下，其原因

是，该反应的离子方程式是

⑵Ti(T转化为TiO(OH)2需要加热,加热的目的是

_________________________，该反应的离子方程式为

解析,(1)温度太高，则NHiHCOs易分解,且降低温度可减少FC?’的水解;

根据题图可知，FoSOj溶液与NHHCQ,溶液反应的离子方程式为

2+

Fe+2HCO3—FeC03\+C02t+40。(2)Ti0*水解生成Ti0(0H)2,加热可

以加快水解反应速率。

答案.2+

⑴减少NH4HCO3分解,减少F/水解Fe+2HCO3—FeC03I+

CO2t+40

2++

⑵促进TiO加水解，加快反应速率TiO+2H2O^TiO(OH)2I+2H

®命题点3陌生方程式的书写

一必备知识

在工艺流程题中常出现过渡金属元素的转化，所以有关的氧化还原反

应方程式、离子方程式的书写成为必出的考查点，有时也会涉及非氧

化还原反应、电极反应式的书写。

1.氧化还原反应方程式、离子方程式的书写

⑴了解常见氧化剂、还原剂，当在题目中出现时能联想到其氧化性、

还原性

3

①常见氧化剂:N&O2、Fe\NO2、HNO式浓)、HNQK稀)、02>0八H202>

H2sOK浓)、Cl2>Bn、HC1O、NaClO、Ca(C10)2>KMnOi(H')、KCIO3等。

②常见还原剂：Fe?+、SO2、H2sO3、Na2s。3、NalIS()3>SO

NaHS、S"、HI、Nai、「等。

③注意KA既有氧化性,也有还原性。绝大多数情境下作氧化剂，但遇

到强氧化剂时也可能作还原剂。

④注意题目中给出的提示信息、暗示信息。如要制备某金属较高价态

化合物,意味着其低价离子有还原性。

⑵掌握常见氧化剂、还原剂发生氧化还原反应的产物

常见氧化剂反应产物常见还原剂反应产物

Fe2+Fe3+

Na202NaOH

SO2、H2SO3J

Fe3+Fe2+sof

Na2sO3、NaHS03

N02NOH2S、Na2S.NaHSS、SO2、sof

Nai、111

HNO3（浓）NO2I2、IO3

HN03（稀）NOH2c2O八C20fcof

H202H20H2O202

H2sOj（浓）S02

Ck、HC10、

cr

C10\C103

KMnO.,

Mn2+

（H）

KMnO4

MnO2

（OH）

(3)通过练习掌握氧化还原反应方程式的书写流程

确定发生氧化

还原反应的物

根据溶

根

质或离子;根据原

液的酸根据

子

据已有氧化还根据守恒

电

碱性确荷

确

原反应知识确电子定并

守

定参与恒

配

定熟悉物质的守恒平其

配

反应的平

他

产物，结合题意配平物质

或

(题目中信息提H*

OH-

示)确定陌生物

质的产物

(4)缺项化学方程式的配平

配平化学方程式时，有时要用卜「、011\乩()来使化学方程式两边电荷

及原子守恒，总的原则是酸性溶液中不能出现011；碱性溶液中不能出

现K具体方法如下：

酸性环境碱性环境

反应物中少氧

左边加H20,右边加W左边加0H,右边加H20

反应物中多氧+

左边加H,右边加乩0左边加H2O,右边加CHr

2.非氧化还原反应方程式的书写

(1)广义的水解反应

广义的水解是指化合物中的正电性原子或原子团与“0H”结合，负电

性原子或原子团与“H”结合形成两种新的物质。

B+H—OH►AOH4HB

(2)酸(酸式盐)与碱可发生反应,强酸与弱酸盐反应生成强酸盐与弱

酸。

(3)筱盐、弱酸酸式盐、难溶氢氧化物、难溶碳酸盐受热后的分解

反应。

(4)多元弱酸盐与其多元弱酸反应生成其酸式盐。

3.电极反应式的书写

⑴原电池的电极反应都是自发氧化还原反应的半反应，其书写思路

为

①负极反应先考虑还原剂失电子后的合理产物(碳元素酸性条件下生

成co2、碱性条件下以cor存在)，然后考虑产物与电解质是否反应。

②正极反应则先考虑氧化剂得电子后的合理产物,然后考虑产物与电

解质是否反应。

⑵电解池中的阳极有最强的氧化能力，阴极有最强的还原能力,所以

可以发生平常不能发生的一些氧化还原反应，同时考虑得失电子后的

产物与电解液可能发生的反应。

(3)由于离子在电极上的放电顺序除了与离子氧化还原性有关外,还

与离子浓度等因素有关,所以有些电极反应需要结合题R的信息完成。

分素养提能

1.钻酸锂(LiCoOj电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量

的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钻酸锂电池回收再利用c实

验过程如下：

初

-步

固

废一定条件

处适录

理

体

碱

浸泡

旧

始

.残盐酸泄液草酸饺滤液加入Nac0,滤液

过漉1

为粉

池

渣

一过渔过滤过渡C

末状

Coca•2H2。|匚|口2coM

过贵C。瓶画南•6加

含铝

废液

已知:①还原性C「〉Co2+；

②Fe"和CzOf结合生成较稳定的［FeCOj/，在强酸性条件下分解

重新生成Fe3+o

回答下列问题：

(1)从含铝废液中得到Al(0H八的离子方程式为

(2)滤液A中的溶质除HCKLiCl外还有(填化学式)o

写出LiCoO?和盐酸反应的化学方程式：

(3)在空气中加热一定质量的CoCzOi•2H2O固体样品时,其固体失重率

数据见下表,请补充完整表中问题。

已知:①C0C2O」在空气中加热时的气体产物为C02。

②固体失重率=对应温度下样品失重的质量XI00机

样品的初始质量

序号温度范围/℃化学方程式固体失直率

I120〜220CoC204•21I20^=CoC20l+2H2019.67%

II300〜35059.02%

这3废旧钻酸锂电池主要含有LiCo02和Fe、Al、C的单质，初步处

理,加碱浸泡,铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气，固体残渣为Fe.C

+2+

的单质和LiCo02,加盐酸发生反应Fe+2H_Fe+H2

++2+

t,2LiCo02+8H+2Cr—2Li+2Co+Cl21+4H20,残渣为C,滤液A为含

Fe3\Li\Co/、C「的溶液，加入草酸镂，过滤沉淀为C0C2O4•21W,滤

液B为含Fe'Li\C「的溶液，加入碳酸钠，发生的离子反应为

2Li,+COE—ECOJ,滤液C为含Fe"、C「的溶液,加入氧化剂防止铁

离子被还原，得氯化铁溶液。

(1)偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸

氢钠，因此从含铝废液得到Al(OH/的离子方程式为A102+C02+2H20-

Al(OH)3I+HCO30⑵LiCcA中Li为+1价,Co为+3价，具有氧化性,HC1

中T价的氯具有还原性，向固体残渣中加入盐酸时，发生氧化还原反

3

应2LiCo02+8HCl_2COC12+C12t+4H2O+2LiCl;滤液A为含Fe\Li\

Co"、C「的溶液，故滤液A中的溶质为HC1、LiCKFeCk、CoCl2<,(3)

在空气中加热一定质量的C0C2O1-2H20固体样品时,首先失去结晶水,

在120〜220℃时，固体失重率为19.76%,产物为C0C2O4；由已知信息

可知，在120〜220C时,CoC204•2H2O完全失去结晶水生成CoC2Ob然

后继续升高温度加热，则C0C2O1分解生成二氧化碳和氧化

物,CoCO•2H2O的相对分子质量为183,由II可知,其分解失去的质量

为183gX59.02%^108g,剩余的质量为183g-108g=75g,设产物

的化学式为Co0x,则59+16x=75,解得x=l,则化学式为CoO,反应的化

学方程式为2coe26+O222C0O+4c。2。

密(1)A102+C02+2H20-M(01i)31+IICO3

⑵FeCh、CoCl22LiCo02+8HCl_2coek+CLt+4H20+2LiCl

(3)2coe2O4+O2A2CoO+4cO2

2.二氧化钻（ZrOj是最重要的氧离子固体电解质，用于制造燃料电池、

氧气含量测定仪等,可由错英砂（主要成分为ZrSiO4,也表示为

ZrCVSiO%含有少量Fe。、A1A>SiO?杂质）通过如图所示工艺流程

制得。

过量硫酸城水毁水

Nac。3

错32-

英T过

泄

砂T

滤渣1滤渣2滤液

已知:①ZiU具有两性,高温下与纯碱共熔生成可溶于水的Na,ZrO„与

酸反应生成Zr02+o

②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:

3+

金属离子reAl3-Zr02+

开始沉淀时pH

完全沉淀时pH

请回答下列问题:

⑴烧结时,ZrSiO,发生反应的化学方程式为

________________________________________________________,

滤渣1的化学式为O

⑵调节pll=a时,a的范围应该是；用氨水调节

pH二b时，所发生反应的离子方程式为o

⑶工业上可用铝热法冶炼错,写出以ZrO?通过铝热法制取错的化学

方程式：o

(4)一种新型燃料电池用掺杂Y2O3的ZrO?晶体作电解质，在熔融状态下

传导02一极通入空气，另一极通入乙烷,写出负极的电极反应式：

解析,

⑴ZrSiO4与Na2c在高温下发生反应生成NazZiU'gSiOs和C02

气体,化学方程式为ZrSi04+2Na2C03£ENa2Zr03+Na2Si03+2C02t。硅酸钠

溶液与过量硫酸反应生成硅酸(或原硅酸)沉淀,所以滤渣1为

HRiQ,域乩SiO)。

⑵用氨水调节溶液的pH二a,目的是使Fe'Al”沉淀完全，以达到除去

两种离子的目的,但同时不能使Zr(T沉淀,根据题表中信息可知,适宜

的pH范围为<p*6.2;根据流程图可知，用氨水调节pH=b时,溶液中

的ZrO?'与氨水反应生成Zr(OHK沉淀，离子方程式为

2+

ZrO+2NH3•H2O+H2O—Zr(0II)4!+2NH>

⑶高温下,金属铝与氧化错发生置换反应生成错和氧化铝，化学方程

式为3Zr02+4AlM3Zr+2Al203o

(4)乙烷燃料电池中，乙烷在负极发生失电子的氧化反应,被氧化为

C02,O,一向负极移动,结合电荷守恒和原子守恒可得负极的电极反应式

为2c2H[28。+14()2--4C02+6H20O

答案.

(1)ZrSiO.1+2Na2CO3£BNa2ZrO3+Na2Si03+2C02tIl2Si()3(或HBiOj

WZHT+2NH3•H2O+H2O—Zr(OH)4I+2NH；(3)3ZrO2+4AlfiB

3Zr+2Al203

(4)2c2H6-28/+1402一―4C02+6H20

3.软镒矿是一种常见的镒矿物,主要成分是MnO2,常含有铁、铝元素形

成的杂质。工业上用软锦矿制取高锌酸钾的流程如图(部分条件和产

物省略)o

空气C02MnO2

MnO粉%卜KMn°4H重单晶H2c03

2I

IK2cO3

靛|-----------KMnO4

请回答下列问题:

(1)“熔融”过程中发生的主要反应的化学方程式为

(2)0)2与LMnO”反应的离子方程式为

(3)“电解”过程中使用的是惰性电极，则：

①阳极的电极反应方程式为o

②阴极附近溶液的pH将(填"增大”"减小”或“不变”兀

解析,（1）根据流程图知,二氧化镒与氢氧化钾溶液、氧气在高温条件

下发生反应生成镒酸钾和水，化学方程式为2Mn02+02+4K0H^

2KzMnOd2H2O。

（2）由流程图可知,CO?与LMn。」反应生成KMnOi、K2cO3、MnO2,所以反应

的离子方程式为3MnO，+2c—2MnO4+Mn02I+2COfo

⑶①锦酸钾生成高锌酸钾,Mn元素的化合价升高,失电子,发生氧化

反应，电极反应式为MnOf-e—MnO,②阴极是氢离子放电生成氢气,

氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,则溶液的pH增大。

答案.

(1)2MnO2+O2+4KOH^2K2MnO4+2H2O

2-

3

(2)3MnOf+2cO2—2Mn04+Mn02I+2C0

⑶①MnO1-e—Mn()4②增大

@命款点4物质的分离与提纯

?必备知识

1,化工流程中常用分离操作

分离操作目的

过滤（热滤或分离难溶物和液体（防止降温析出不必要晶体;加快

抽滤）过滤速率）

洗涤（冰水、有洗去沉淀、晶体表面的杂质离子（减少固体的溶解损

机溶剂）失）

利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，把物

萃取

质从水相提取到有机相,萃取后需要分液

反萃取用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相，是萃取

的逆过程

分液分离两种互不混溶的液体

蒸发结晶提取溶解度随温度变化不大的溶质

提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质

冷却结晶

或结晶水合物

将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液，又重新

重结晶

从溶液结晶的过程

蒸镭或分储分离互溶的沸点不同的液体混合物

冷却法利用气体易液化的特点分离气体

升华利用一种固体易升华的性质分离固体混合物

自然晾干，滤纸吸干，在干燥器中干燥、烘干（热稳定

晶体的干燥

性较好），低温减压干燥（热稳定性差）

2.分离提纯中操作的答题规范

⑴结晶操作

从溶液中得到带结晶水的晶体的操作是:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、

洗涤、干燥。

⑵沉淀、过滤

①沉淀剂过量的判断

把反应后的混合物静置一段时间，吸取少量上层清液,置于一洁净的

试管中，再滴加少量的沉淀剂,若没有沉淀生成,则证明沉淀剂已过量。

②沉淀洗涤操作

向过滤得到的沉淀上慢慢加入适量蒸镭水至刚好浸没沉淀，然后静置,

让其自然流下,重复以上操作2〜3次,直至洗涤干净。为了减少沉淀

的溶解,可用冰水或有机溶剂洗涤。

③检验沉淀洗涤干净

取少量最后一次洗涤液,置于一洁净的试管中，冉滴加少量的检验试

剂,若没有特征现象出现，则证明沉淀已洗涤干净