高考化学复习考点17 化工流程中物质的结晶（原卷版）

1、考点17 化工流程中物质的结晶化工流程中物质的结晶需根据晶体的组成、溶解度、水解、性质综合考虑，大多数采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，但对不同的晶体有所改变。1.（2019全国卷）硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2xH2O是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：（4）步骤的具体实验操作有_，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。2. （2018课标）醋酸亚铬(CH3COO)2CrH2O为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬

2、再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是_；d中析出砖红色沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是_、_、洗涤、干燥。（4）指出装置d可能存在的缺点_。3（2017课标）（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（3）TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/3035404550TiO2xH2O转化率%9295979388分析40

3、时TiO2xH2O转化率最高的原因_。4（2017课标）（15分）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FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（4）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_（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80b.60c.40d.10步骤的反应类型是_。物质的结晶方法有：蒸发结晶、冷却结晶。对溶解度受温度影响变化不大的物质，通常采用蒸发结晶；对溶解度受温度影响变化较大的物质，通常采用冷却结晶。对物质溶解度受温度变化没有规律的物质，一般

4、根据溶解度曲线图，选择适当的温度。1、根据物质的组成典例1利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出铬和铝，实现铬和铝的再生利用。其工作流程如下： (5)过程II的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7。不同温度下化合物的溶解度(g/100gH2O)结合表中数据分析，过程II得到K2Cr2O7粗品的操作是：_，过滤得到K2Cr2O7粗品。2、根据物质的溶解度当物质的溶解度受温度升高先增大后减小时，就需要控制适当的温度进行结晶。如果要从混合溶液中分离出溶解度小的晶体，就要趁热过滤。典例2（2018届湖北省荆州中学高三4月月

5、考）工业上常以铬铁矿(主要成分为亚铬酸亚铁FeCr2O4，还有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产红矾钠(Na2Cr2O7)，某实验小组模拟其流程如下图所示：（5）下图是Na2Cr2O72H2O和Na2SO4的溶解度曲线，步骤中获得固态副产品Na2SO4的实验操作方法为_、_。3、对于易水解的盐结晶时要控制结晶条件典例3（2018届山西省高三第一次模拟考试）钴酸锂(LiCoO2)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。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下：已知：还原性：Cl-Co2+；Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的 Fe(C2O4)33-，在

6、强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题：（7）从FeCl3溶液得到FeCl36H2O固体的操作关键是_。四、不同温度下结晶出不同的晶体不同温度下结晶出不同的晶体管，根据需要控制不同的温度。典例4（2018届河北省衡水中学高三第二十次模拟考试）辉铜矿主要成分Cu2S,软锰矿主要成分MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：已知：MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；Cu(NH3)4SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；MnSO4H2O易溶于冷水，不溶于酒精;部分金属阳离子氢氧化物的（开始沉淀的pH按金属离

7、子浓度为1.0 molL-1计算：当离子浓度小于1.010-5时，认为该离子沉淀完全。):Ksp(Fe(OH)3)=1.010-38, Ksp(Cu(OH)2)=1.010-20， Ksp(Mn(OH)2)=4.010-14（4）请根据如下图示，将“由碳酸锰经一系列操作获得MnSO4H2O晶体，并测定纯度”的实验方案补充完整。将碳酸锰固体溶于稀硫酸获得硫酸锰溶液;加热溶液并控制温度40，_得到粗产品；_，低温干燥，可得到较纯晶体。欲测定该品体的纯度，取14.00g晶体加蒸馏水配成100mL溶液，量取25.00mL,加足量标准BaCl2溶液，得到沉淀4.66g，则此样品的纯度为_(保留四位有效数

8、字)。某小组计算发现本组样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_(任写一种)。1（2018届贵州省黔东南州高三下学期第二次模拟考试）氯酸镁Mg(ClO3)2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(ClO3)26H2O：已知：卤块主要成分为MgCl26H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。几种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如右图。（4）加入NaClO3饱和溶液公有NaCl晶体析出，写出该反应的化学方程式：_，请利用该反应，结合上图，制取Mg(ClO3)26H2O的实验步骤依次为：取样，加入NaClO3饱和溶液充分反

9、应；蒸发结晶；_；冷却结晶；过滤、洗涤，获得Mg(ClO3)26H2O晶体。2（辽宁省重点六校协作体2019届高三上学期期中考试）NiSO46H2O是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下：（1）向滤液中加入FeS固体是为了生成难溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等杂质，则除去Zn2+的离子方程式为_。（2）根据对滤液的操作作答：在40左右向滤液中加入6%的H2O2，温度不能过高的原因是：_；用离子方程式表示H2O2的作用_调滤液pH的目的是_。检验Fe3+是否除尽的操作和现象是_。（3）滤液溶质的主要成分是NiSO4，加Na2C

10、O3过滤后得到NiCO3固体，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是_。（4）得到的NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作可得到NiSO46H2O晶体。在进行蒸发浓缩操作时，加热到_(描述实验现象)时，则停止加热。为了提高产率，过滤后得到的母液要循环使用，则应该回流到流程中的_(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置。如果得到产品的纯度不够，则应该进行_操作。（填序号）A蒸馏 B分液 C重结晶 D过滤3（山东省曲阜市2018届高三上学期期中考试）孔雀石主要成分是Cu2(OH)2CO3,还含少量FeCO3及Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体的步骤如下:

11、（4）步骤获得硫酸铜晶体，需要经过_冷却结晶、过滤等操作.4（黑龙江省大庆中学2018届高三上学期期中考试）ClO2在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为-59,沸点为11.0，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60时反应制得。某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2。（3）反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知I.NaClO2饱和溶液在温度低了38时析出晶体是NaClO23H2O,在温度高于38时析出晶体是NaClO2, 温度高于60时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl；.NaClO2的溶解度曲线如图2所示，请补充从NaClO2溶液中制

12、得NaClO2晶体的操作步骤：减压，55蒸发结晶；_；用3860热水洗涤；_；得到成品。5（2017届江苏省盐城中学高三下学期开学考试）高铁酸钾（K2FeO4）具有强氧化性，可作为水处理剂和高容量电池材料。工业上生产高铁酸钾的工艺流程如下：已知K2FeO4具有下列性质：可溶于水，微溶于KOH溶液，难溶于异丙醇；在0-5，强碱性溶液中比较稳定；在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解；在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe(OH)3和O2请完成下列填空：（4）请补充完整由“反应液”得到K2FeO4晶体的实验步骤。（可选用的试剂：NaOH溶液、KOH溶液、蒸馏水和异丙醇） 向反应液中加入饱和

13、_，在冰水浴中静置结晶后过滤，得K2FeO4粗产品； 将K2FeO4粗产品溶解在_中，再次在冰水浴中静置结晶后过滤，得到较纯净的K2FeO4； 将K2FeO4晶体再用少量_洗涤，低温真空干燥，得到高铁酸钾成品。6（2017届浙江省稽阳联谊学校高三3月选考）三草酸合-铁(III)酸钾K3 Fe(C2O4)33H2O (Mr=491)为绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂。110下可失去结晶水，230时即分解，是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。以硫酸亚铁铵为原料制备三草酸合铁(III)酸钾晶体的流程如下所示：请回答下列问题： (3)关于过程X的下列说法中不正确的是_。A.可采用冷却和向溶液中

14、加入乙醇的方法促使晶体析出B为了快速得到较干燥的固体，可以采用抽滤的方法C洗涤晶体时，可先用少量水洗，再用乙醇洗D可用加热烘干的方法得到较干燥的晶体7（江西省南昌市第十中学2019届高三上学期第二次月考）钛矿工业中的硫酸酸性废水富含Ti、Fe等元素，其综合利用如下：已知：TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中。（3）操作a是蒸发浓缩、冷却结晶、_。8（黑龙江省大庆实验中学2018届高三上学期期中考试）氯化铬晶体（CrCl36H2O）是一种重要的工业原料，工业上常用铬酸钠（Na2CrO4）来制备。实验室以红矾钠（Na2Cr2O7）为原料制备CrCl36H2O的流程如下：已知： Cr2O72H2

15、O2CrO422H+； CrCl36H2O不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解。（4）请补充完整由过滤后得到的固体Cr（OH）3制备CrCl36H2O的实验方案：将过滤后所得的洁净固体 _，蒸发浓缩，_，过滤， _，低温干燥，得到CrCl36H2O（实验中可供选择的试剂：盐酸、硫酸、蒸馏水、乙醇、乙醚）。9（四川省大教育联盟2017届毕业班第三次诊断性考试）用含SO2的硫酸工业尾气联合制备(NH4)2SO4和MnxOy，其工艺流和如下： （5）从MnSO4溶液中获得MnSO4nH2O的方法是_。11（2018年宁德市普通高中毕业班5月理综化学质量检测试题）FeFe2O3纳米线是一种新型铁基材料，在催化、