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文档简介
题型七化学工艺“微流程
「核心强化I
1.化工微流程中的“四线”分析
水、酸溶液、①酸、藏等调节pH
跋溶液、②包化剂或还原剂
盐溶液等③萃取剂或反萃取剂等
、Z
、小刈油试剂1试剂2、3…
试剂线厂「人1n函)
圈滥住转料旦粉一周焙二邮浸一核塌心一蝎溶电解(蜜个屈任制
滤渣1滤渣2、3……松
ruu双
分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及
试剂线
其化合物间的转化等
操作线分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等
杂质线分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等
工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行
产品线
分离、提纯的操作方法,实质是目标元素及其化合物的转化
2.化工微流程中的常见试剂与杂质
(1)常见试剂及其作用
类别常见试剂作用
KMnCh、K2G2O7、。2、HNCh、Fe3\氧化某物质以除去杂质或获得产
氧化剂
空气Q)、H。品
SCh、SOg、F、Fe2\金属单质、还原某物质以除去杂质或获得产
还原剂
H2O2、HC1品
利用酸溶解或除去某物质或获得
酸H2so4、HCLHNO3
产品
利用碱溶解或除去某物质或获得
碱NaOH、NH3H2O
产品
其他氧化物(CuO、MgO)、NaF等除去某物质或得到产品
(2)常见杂质及其除杂方式
杂质的核心元素去除方式
Fe、Al等金属兀素调pH
SiO2直接过滤除去或转化为H2SiO3
Mg、Ca等金属元
利用NaF溶液,转化为氟化物沉淀
素
可以转化为氟化物沉淀,也可以转化为
Mn
MnO2
真题演练
1.(2025・云南卷,7)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是()
一定条件纳米金属镁Mg()+盐酸
---------►—A
稻壳MgCl2
650℃室温
SiO2纳米Si
+纳//
A.SiO2可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:SiCh+2Mg丝丝Si+2MgO
解析:BSiCh为酸性氧化物,可与NaOH反应生成NazSiCh和H2O,A项
正确;MgO+2HCI=MgC12+H2O,各物质中元素化合价均不变,为非氧化还原
反应,HC1只体现酸性,B项错误;高纯Si可用于制造硅太阳能电池,C项正
确;Mg将SiCh在650℃下还原为Si,D项正确。
2.(2025・甘肃卷,11)处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2\Cu2\A声)的部分流
程如下:
Fe粉NaOHH2O2Na2cO:,
酸ILUIJ.
浸沉铜|一两/T氧化|一…~|沉锂i•••
液iiii
CuAKOHhFe(OH)3Li2CO;l
沉淀沉淀
下列说法正确的是()
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+=3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,A1(OH)3沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li2c03的溶解度比Na2cCh小的性质
解析:D“沉铜”过程中,Fe与Ci?+发生置换反应生成Fe?+和Cu,正确
的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu,A错误;碱浸”过程中若NaOH过量,
会使A1(OH)3转化为可溶于水的[A1(OH)4「,B错误;由题图分析知,“氧化”
前Fe元素的化合价为+2,“氧化”后得到Fe(0H)3沉淀,Fe的化合价升高,C
错误;“沉锂”过程中加入Na2co3后有Li2c03析出,利用了Li2co3的溶解度
比Na2co3小的性质,D正确。
3.(2025•黑吉辽内蒙古卷,11)某工厂利用生物质(稻草)从高锌钵矿(含MnCh、
CsCM和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钻”温度下Ksp(CoS)
=10-20-4,下列说法错误的是()
H2so计稻草Na2cOxNa2s
矿石一献液
FeOOHCoS
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3种金属元素均被还原
D.“沉钻”后上层清液中C(Co2+).C(S,=10如4
解析:CH2s04催化纤维素的水解,又能使金属氧化物溶解,既作催化剂
又作浸取剂,A正确;稻草来源于农业生产,是可再生资源,B正确;由流程分
析可知,“浸出”后Fe元素以Fe3+形式存在,未被还原,C错误;加入NazS,
生成CoS沉淀,则CoS在溶液中存在沉淀溶解平衡,说明“沉钻”后上层清液
为CoS饱和溶液,则c(Co2+)-c(S2)=/Csp(CoS)=1020-4,D正确。
4.(2025.湖南卷,12)工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源
循环利用。从某工业废料中回收镉、镐的部分工艺流程如下:
适量试剂XNaHCOj容液
「业废料……*人富集液―提翎----“沉德|----
叱皮研(含Cd2+,Mn2+)L^y-JLJpJ
滤饼MnCO3
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当。
②常温下,金属化合物的瓦卬:
金属化合物CdSCdCChMnSMnCOs
8.0XLOX2.5X2.3X
Ksp
IO"1012101310"
下列说法错误的是()
A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B.试剂X可以是Na2s溶液
C.“沉镉”和“沉锦”的顺序不能对换
D.“沉钵”时,发生反应的离子方程式为乂1?++90]=乂豆:031+酎
解析:D已知富集液中含有两种金属离子CcP+、Mn2+,其浓度相当,加入
试剂X“沉镉”,由金属化合物的Ksp可知,CdCCh、MnCCh的Ksp接近,不易分
离,则试剂X选择含S?一的试剂,得到CdS滤饼,加入NaHCCh溶液沉镒,发生
反应:Mn2++2HC0]=MnCO31+CO2T+H2。。粉碎工业废料能增大废料与浸出液
的接触面积,有利于提高金属元素的浸出率,A正确;由分析可知,试剂X可以
是Na2s溶液,B正确;若先加入NaHCCh溶液“沉镒”,由题中信息以及Ksp数据
可知,金属离子CcF+、MM+浓度相当,则Cd2+也会沉淀,后续流程中无法分离
Cd和Mn,所以“沉镉”和“沉镒”的顺序不能对换,C正确;“沉镒”时,发生反应
的离子方程式是Mn2+-b2HC03=MnC03;+C02t-H20,D错误。
5.(2025•山东卷,13)钢渣中富含CaO、SiOxFeO、Fe2ch等氧化物,实验
室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C:O4)3
能溶于水;Kp(CaC2O4)=2.3X10-9,Ksp(FeC2()4)=3.2X10乙
下列说法错误的是()
①试剂x
2H2C2O4
NaOH溶液试剂Y
A.试剂X可选用Fe粉
B.试剂Y可选用盐酸
C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液II中
D.“酸浸”后滤液I的pH过小会导致滤渣H质量减少
解析:A钢渣用盐酸酸浸后,CaO>FeO、FezCh分别转化成Ca2\Fe"、
Fe3+进入滤液I中,则滤渣I主要为SiCh,根据已知信息,CaC2O4与FeC2O4难
溶于水,而Fe2(C2O4)3能溶于水,则要想有效分离Ca、Fe元素,滤渣II只能是
CaC2O4,为了防止生成FeC2O4,需要将滤液I中的Fe?+完全转化成Fe?+以保证
Fe元素留在滤液H中,因此试剂X需氧化Fe2+,滤渣I用NaOH溶液碱浸得到
NazSiCh溶液,向其中加入试剂Y经一系列操作得到SiCh。结合上述分析可知,
试剂X不能用Fe粉,A错误;向NazSiCh溶液中加酸可得到HzSiCh,HzSiCh受
热分解可得到SiCh,因此试剂Y可以为盐酸,B正确;“分离”后,Fe元素主
要存在于滤液H中,C正确;CaC2O4存在沉淀溶解平衡:CaC2O4(s)^Ca2f(aq)
+C2Oi-(aq),若酸浸后滤液I的pH过小,则C20t与H+结合导致C20t浓度降
低,平衡正向移动,导致CaC2O4的质量减少,D正确。
6.(2024.贵州卷,13)贵州重晶石矿(主要成分BaSO。储量占全国羽上。某
研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钢
(BaTiCh)工艺。部分流程如下:
过量
下列说法正确的是()
A.“气体”主要成分是H2S,“溶液1”的主要溶质是Na2s
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成BaTiCh的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀H2s04去除残留的碱,以提高纯度
解析:B重晶石矿(主要成分BaSCh)通过一系列反应,转化为BaS溶液;
加盐酸酸化,生成BaCb和H2s气体;在BaCh溶液中加入过量的NaOH,通过
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Ba(OH)2・8H2O;过滤得到的“溶液
1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH;Ba(OH)2-8H2O加水溶解后,加入
Ti(OC4H9)4,进行“合成反应”,得到BaTiCh粗品,最后“洗涤”得到产品。由
分析可知,A错误,B正确;“合成反应”是Ba(OH»8H2O和Ti(OC4H—反应
生成BaTiO3,该反应中元素化合价未发生变化,不是氧化还原反应,C错误;
“洗涤”时,若使用稀H2so4,BaTiCh会部分转化为难溶的BaSCU,故不能使用
稀H2so4洗涤,D错误。
限时规范训练
(建议用时:30分钟满分:36分)
选择题:每小题3分,共36分。
1.(2025・六安三模)以卤水(主要以「形式存在)为原料提取碘的工艺流程如
下:
H+银化剂1高分子树脂H+、Na2s(%
卤水―>------->----------->----------->
吸附脱附
氧化剂2m,桶精制f
一不「粗碘一>纯碘
下列说法不正确的是()
A.氧化剂1可以是H2O2,也可以是适量的Cb
B.“吸附”步骤中,高分子树脂能与12形成共价键,达到富集碘元素的目
的
C.“脱附”的离子方程式:卜+SOg+心0===21-+S0歹+2H'
D.“精制”过程可以是加热升华,再冷凝
解析:B由题给流程可知,卤水酸化后,通入氯气或加入过氧化氢等氧化
剂将碘离子氧化为碘单质,用高分子树脂吸附溶液中的碘单质,向吸附后的树脂
中加入亚硫酸钠溶液将碘单质还原为碘离子得到解脱液,向解脱液中通入氯气或
加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘单质,粗产品再升华纯化得到纯碘产品。
由以上分析可知,卤水酸化后,通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化
为碘单质,A正确;“吸附”步骤中,高分子树脂与12之间是通过范德华力连
接,B错误;“脱附”发生的反应为亚硫酸钠溶液与碘单质反应生成硫酸钠和氢
碘酸,反应的离子方程式为:h+SO1-+H20===21-+SO/+2H+,C正确;
碘单质易升华,“精制”过程可以是加热升华,再冷凝得到纯碘,D正确。
2.(2025・济南二模)从炼钢粉尘(主要含Fe2O3、Fe3O4和ZnO)中提取Zn的流
程如下:
NH,/NH,CI
(NHJS
(pH=9)
■|沉锌-ZnS
已知I:“盐浸”时ZnO转化为[Zn(NH3)4产,仅少量铁元素浸出;Ksp(ZnS)=
1.0X10-23。
下列说法正确的是()
2+
A.“盐浸”主要离子反应:ZnO+4NH3H2O=[Zn(NH3)4]4-3H2O4-2OH
B.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
C.“沉锌”的离子反应:[Zn(NH3)4]2++4H2O+S〉=ZnSI+4NH3HO
D.“滤液”可直接循环利用
解析:C“盐浸”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4产,发生反应:Z11O+2NH3
2+
+2NH:=[Zn(NH3)4]+H2O,根据题中信息可知,FezCh、FesCU只有少量溶
解,通入空气“氧化”后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3,“沉锌”过程发生反应:
2+2
[Zn(NH3)4]+4H2O+S=ZnSI+4NH3H2O,经洗涤干燥后得到产物ZnS及
2+
滤液。“盐浸”过程主要离子反应:ZnO+2NH3+2NH]===[Zn(NH3)4]
+H2O,A错误;根据以上分析可知,FezCh、Fe3O4只有少量溶解,所以“滤渣”
中除Fe(OH)3,还有FezCh和Fe3O4,B错误;“沉锌”过程中[Zn(NH3)4p+和S”
2+2
反应生成ZnS和NH3H2O,离子方程式为[Zn(NH3)4]+4H2O+S-=ZnSI
+4NH3H2O,C正确;“沉锌”后得到的滤液主要成分为NH4。,因此需要控制
(NH4)2S的用量,让“沉锌”后的滤液中只含NHCl,才可以返回到“盐浸”循
环使用,D错误。
3.(2025•雅安二模)从锂离子电池正极材料LiCo()2(含少量金属Cu)中提取Li
和Co,得到的Co(QHj2和Li2CCh在空气中搬烧,可实现LiCoO2的再生。一种现
行回收工艺的流程如图所示。己知:Kp[Co(OH)2]=6X10/5,/CsP[Cu(OH12]=
2X10-2。。下列说法正确的是()
正NaOHNaOH
极
材一Li2col
料II
CU(OH)2CO(OH)2
A.“浸取”反应中,正极材料成分为还原剂
B.“浸取”时LiCoCh转化为Li2sCh和CoSO4
C.“滤液2”中CM+的浓度比C(?+的浓度大
D.LiCoCh再生:2co(OHR+Li2c03当LiCoCh+COt+2H2。
解析:B向正极材料LiCoO2(含少量金属Cu)中加入H2so4、H2O2,Co3+
被还原为Co2+,同时生成O2;Cu与H2O2、H2s0」作用转化为CuS04;反应后的
溶液中加入NaOH溶液“沉铜",Cu"转化为Cu(3H)2沉淀,过滤后,往滤液中
继续加入NaOH溶液"沉钻",此时C(?+转化为Co(OH)2沉淀;将滤液2经过
一系列操作,最后制得Li2co3。“浸取”时,加入H2O2,作还原剂,将LiCoCh
中C。元素由+3价还原为+2价,所以正极材料成分是氧化剂,A错误;“浸
取”时,在H2s04和H2O2作用下,LiCoO?发生还原反应,转化为Li2s04和
20
CoSO4,B正确;“沉铜”“沉钻”时加入NaOH,^PlCu(OH)2J=2X1O,
^sp[Co(OH)2]=6X10,5,CU(0H)2的溶度积远小于CO(OH)2,在相同条件下C/+
更易沉淀,所以“滤液2”中CM+的浓度比C(?+的浓度小,C错误;CO(OH)2
和Li2cO3在空气中煨烧生成LiCoO2,C。元素化合价升高,空气中氧气作氧化剂
高温
参与反应,反应方程式应为4co(OH)2+2Li2co3+O2=4LiCoO2+2CCh+4H2O,
D错误。
4.(2025.长沙一模)海水是巨大的宝库,从海水中提取溟的简单流程示意图
如下。下列说法不正确的是()
2
s
°、
的
浓含B空n气
Cl
—
上2
海cb
水吹吸
_L
钮出氧
(收
…
液一
B4溶
苫f含
化化
卤T「
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空气
剂瓶中
无色试
保存在
将液澳
的方法
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用“水
常采
验室通
A.实
较低
的沸点
说明嗅
溟,
吹出
空气
用热
常采
”时,
吹出
B.“
较低
素含量
中澳元
是海水
原因
化的
一氧
一吸收
氧化
程中
C.流
气体和
色无味
生成无
B⑵
吸收
化硫
二氧
代替
溶液
cCh
Na2
常用
业通
D.工
r
N
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