资源简介

工业流程图：
工业流程题的一般通用步骤（过程）：
原料→I预处理→II分离提纯→III核心反应→IV分离提纯→产品
2、分离提纯涉及的操作方法：
结晶（重结晶） 过滤、趁热过滤、抽滤 洗涤（水洗、冰水洗涤、醇洗） 蒸馏、减压蒸馏 灼烧
蒸发 萃取、分液 升华 冷却 盐析 煮沸
结晶具体操作：
结晶答法的辨析：
CuSO4溶液→CuSO4·5H2O： ；CuSO4溶液→CuSO4呢？ ；
CuCl2溶液→CuCl2晶体： ；CuCl2溶液→CuCl2固体呢？ ；
CuCl2溶液中加入NaOH溶液后得纯产品的操作： ；
NaCl（KNO3）： ；KNO3（NaCl）： ；
提纯苯甲酸的方法是： ；具体操作是： ；
提纯粗产品的方法是： ；一系列操作是： ；
分离KNO3和NaCl的混合物，分别得到纯净物，供选择的操作有：A、蒸发结晶；B、降温结晶；C、趁热过滤；D、加水溶解；E、加热浓缩。供选择的仪器有：①蒸发皿；②量筒；③烧杯；④表面皿；⑤试管；⑥漏斗；⑦酒精灯；⑧玻璃棒；⑨滴管；⑩烧瓶。正确的操作顺序是： ；需选用的仪器有 。
沉淀转化实例：
向PbS浊液中加入CuSO4溶液，沉淀转化为更难溶的CuS，写出离子反应方程式： 。
Na2FeO4能转化为K2FeO4的原因是？ 。
向CaCO3浊液中加入饱和Na2SO4，沉淀转化为CaSO4，离子方程式为： ，能否通过该反应证明KspCaCO3和KspCaSO4大小？ 。
沉淀转化时，加入的沉淀剂过量，也无法除去该离子的原因是 。
图示练习：
图示
操作 从溶液中提纯Na2CO3 10H2O的操作为 、 、过滤、洗涤、干燥 向NH4Cl溶液中加入NaCl粉末，为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采取的操作为 、 、洗涤、干燥 从KNO3、KCl中分离获得氯化钾晶体的操作为 、 、洗涤干燥
结晶操作、目的分析：
操作、目的 答题模板
如何检验沉淀已洗涤干净（技巧是？） 取最后一次洗涤液，加入xx试剂，若不产生xx现象，则洗涤干净
如何检验沉淀是否完全？ 将溶液静置一段时间后，取上层清夜向其中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全
过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘。
趁热过滤的原因和操作 减少过滤时间、保持过滤温度，防止××杂质析出；操作：已预热的布氏漏斗趁热抽滤
洗涤的目的 除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质
冰水洗涤的目的 洗去晶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
用酒精等溶液洗涤的目的 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；除水，加快干燥速率、得到较干燥的产物；洗去滤渣表面的xxx
洗涤沉淀的方法 沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2-3次
减压蒸馏（减压蒸发）的原因 减小压强，使液体沸点降低，防止（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3）受热分解，挥发
如何进行结晶蒸发操作 将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分
蒸发结晶时什么时候停止加热 溶液表面析出一层晶体膜时
提高萃取率应进行的操作是 分多次萃取并合并萃取液
典型例题：
1、高氯酸铵（NH4ClO4）是复合火箭推进剂的重要成分，实验室可通过下列反应制取。
反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.15，从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶的实验操作依次为（填操作名称） 、 、 、冰水洗涤、干燥。用冰水洗涤的目的是 。若氯化铵溶液用NH3和浓盐酸代替，则该反应不需要加热就能进行，其原因是 。
【答案】蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 减少洗涤过程中NH4ClO4晶体损失 氨气和浓盐酸反应放出热量
2、从青蒿中提取青蒿素的方法以萃取原理为基础，主要有乙醚浸取法合汽油提取法。青蒿素为白色针状晶体，易溶于乙醇、乙醚、苯合汽油等有机溶剂，不溶于水，熔点为156~157，沸点为389.9，热稳定性差，汽油浸取法的主要工艺流程如图所示，注：汽油的沸点为40~200。
（1）超声提取的原理是强大的超声波作用下，使青蒿细胞乳化、击碎、扩散，超声波提取的优点是 、时间短、温度低等。
（2）操作1的名称为 ，如图2所示为操作II的实验装置图（部分夹持装置略），图中标注错误的是： ，得到的青蒿素粗品在 （填仪器名称）中。
（3）已知青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大，则操作III
为 、 、洗涤、干燥。
【答案】（1）浸取率高 （2）过滤 D 蒸馏烧瓶 （3）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
3、As2O3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素（As）的工业废水经如下流程转化为粗As2O3。
（1）“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀，发生的主要反应有：
a．Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) △H<0 b．5Ca2++OH-+3AsO43- Ca5(AsO4)3OH△H>0
研究表明：“沉砷”的最佳温度是85℃。用化学平衡原理解释温度高于85℃后，随温度升高沉淀率下降的原因是 。
（2）“还原”后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，同时结晶得到粗As2O3。As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度（S）曲线如图所示。为了提高粗As2O3的沉淀率，“结晶”过程进行的操作是 。
（3）下列说法中，正确的是 （填字母）。
A、粗As2O3中含有CaSO4 B、工业生产中，滤液2可循环使用，提高砷的回收率
C、通过先“沉砷”后“酸化”的顺序，可以达到富集砷元素的目的
【答案】（1）温度升高，反应a平衡逆向移动，c(Ca2+)下降，使反应b平衡逆向移动，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降
（2）调节硫酸浓度约为7mol/L，冷却至25℃，过滤 （3）ABC
4、工业上以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：
已知：25℃时，部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示。
金属阳离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+
开始沉淀的pH 2.7 7.6 8.3
完全沉淀的pH 3.7 9.7 9.8
过滤I所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为 。
“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如上图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是 ，滤渣Ⅱ的成分是 。
生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是 。
【答案】（1）Mn2+、Fe2+ （2）90℃ Fe(OH)3、MnO2 （3）取最后一次洗涤液1~2mL于试管中，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净。
5、以铬铁矿为原料【Fe(CrO2)2】可制备K2Cr2O7和金属铬。
实验流程如图。已知：①2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O。
②pH<3.0时，CrO42-含量极小。
写出铬铁矿焙烧转化为Na2CrO4的化学方程式： 。
焙烧时不能使用陶瓷容器的原因是： 。
（3）加入稀硫酸后所得Na2Cr2O7溶液的pH应小于3.0，可用 测定溶液pH。
（4）操作①包括过滤和洗涤。实验室洗涤沉淀的操作是： 。
（5）Na2S的作用是调节溶液的酸碱度和 。
（6）Fe3+在pH为3.7时可完全转化为Fe(OH)3。在上述流程中所得Na2Cr2O7溶液中含有少量Fe3+。请结合图中有关物质的溶解度曲线，设计由Na2Cr2O7溶液制备K2Cr2O7固体的实验方案（实验中须选用的试剂：硫酸、NaOH溶液、KCl固体、蒸馏水） 。
【答案】（1）4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3=高温=2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
（2）pH计 （3）沿玻璃棒加水至没过沉淀，待水自然流出后重复2~3次 （4）将重铬酸钠还原为氢氧化铬
（5）向Na2Cr2O7溶液中加入适量NaOH溶液调节溶液的pH大于3.7，过滤，向滤液中加入硫酸溶液至溶液的pH小于3.0，再加入适量KCl固体，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
6、氟化铬（CrF3）可用作毛织品防蛀剂、卤化催化剂、大理石硬化及着色剂。以铬云母矿石（含4.5%Cr2O3，还含Fe2O3、FeO、MgO、SiO2）为原料制备氟化铬的工艺流程如下：
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：
氢氧化物 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Cr(OH)3 Fe(OH)2
开始沉淀的pH 2.3 8.8 4.9 7.5
沉淀完全的pH 4.1 10.4 6.8 9.7
将铬云母矿石粉碎的目的是 。
滤渣I的主要成分的用途是 。
Cr2O3与稀硫酸反应的化学方程式 。
第一次滴加氨水调节pH范围是 。
第二次滴加氨水调节pH为6.8~8.8的目的是 ，Cr(OH)3与Al(OH)3一样具有两性，若第二次滴加氨水改为NaOH溶液，生成Cr(OH)3会部分溶解，写出Cr(OH)3的离子方程式 。
“一系列操作”包括过滤、蒸发浓缩、 。
【答案】（1）增大矿石与稀硫酸的接触面积，加快反应速率，提高矿石浸取率 （2）光导纤维
（3）Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O （4）4.1≦pH<4.9 （5）使Cr3+完全沉淀，Mg2+不沉淀
Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O （6）冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
7、由镁铝合金制取MgSO4·7H2O的工艺流程如下图。试剂X的名称为 。“操作2”含“加热浓缩、降温结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥”，用乙醇洗涤的目的是 。
【答案】硫酸溶液 减少MgSO4 ·7H2O的溶解损失，利于后续的干燥
8、锂离子电池与传统电池相比，充电更快，功率密度更高，使用时间更长，在手机和笔记本电能等便携式电子产品上广泛应用。工业上常以锂辉矿（主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质）为原料来制取金属锂，其中一种工业流程如下：
已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表：
氢氧化物 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH
Fe(OH)3 2.7 3.7
Al(OH)3 3.7 4.7
Mg(OH)2 9.6 11.0
②Li2CO3的溶解度随温度变化如图所示：
（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取如升高温度、搅拌、多次浸取、 等措施。
（2）反应I中，应调节pH范围为 ，沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外，还有 。
（3）反应II的离子方程式为 。沉淀B的主要成分是 。
（4）“操作I”的名称为 ；洗涤Li2CO3沉淀要使用 （选填“热水”或“冷水”）理由是 。
（5）进行“操作II”前应加入过量的盐酸，目的是 。
【答案】（1）提高酸的浓度或延长浸取时间 （2）4.7~9.6 Fe(OH)3、CaSO4
（3）Mg2++2OH-=Mg(OH)2（或Ca(OH)2+Mg2+=Ca2++Mg(OH)2）、Ca2++CO32-=CaCO3 Mg(OH)2、CaCO3
（4）过滤 热水 碳酸锂的溶解度随温度升高而降低，热水洗涤可以减少碳酸锂的溶解度 （5）防止Li+水解
9、工业碳酸钠（纯度约98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺路线如下：
已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如图所示：
滤渣的主要成分为 。
“趁热过滤”的原因是 。
若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是 。
【答案】（1）Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3 （2）使析出的晶体为Na2CO3 H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3 H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长 （3）用已预热的布氏漏斗趁热抽滤
10、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：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+
开始沉淀的pH 1.9 7.0 3.0 8.1
沉淀完全的pH 3.2 9.0 4.7 10.1
（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VO2+，同时还有 离子被氧化。写出VO+转化为VO2+反应的离子方程式为 。
（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”中有沉淀产生，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 。
【答案】（1）加快酸浸氧化反应速率（促进氧化完全） （2）Fe2+ VO++MnO2+2H+=VO2++Mn2++H2O
（3）Mn2+ Fe3+、Al3+ （4）Fe(OH)3 （5）NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3
（6）利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
11、实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4 7H2O晶体：
①将5%的Na2CO3溶液加入盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾斜法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2~3次；②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50~80℃之间至铁屑耗尽；③ ，将滤液转入密闭容器中，静置、冷却结晶；④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2~3次，再用滤纸将晶体吸干。⑤将制得的FeSO4 7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。
（1）实验步骤①的目的是 。步骤②的化学方程式 。
（2）补全实验步骤③的操作名称 。实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是 。
【答案】（1）去除油污 Fe+H2SO4=50~80℃=FeSO4+H2↑
（2）趁热过滤 洗去杂质，降低洗涤过程中FeSO4 7H2O的损耗
12、以废旧铅蓄电池的含铅废料（主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4）和稀硫酸为原料制备PbO，实现铅的再生利用，其主要流程如图所示：
已知：在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
（1）酸溶过程中加热的目的是 。
（2）脱硫时主要反应为PbSO4+2OH-=PbO+SO42-+H2O，则滤液B中的主要溶质是 。
（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示，结合上述溶解度曲线，简述由粗PbO得到高纯PbO的操作： 。
【答案】（1）加快酸溶速率 （2）Na2SO4 （3）将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到纯PbO固体
13、硫酸铁铵【NH4Fe(SO4)2 xH2O】是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
步骤①的目的是除去废铁屑表面的油污，方法是 。步骤②需用加热的目的是 。
步骤③中选用足量的H2O2，理由是 。分批加入H2O2，同时为了 ，溶液要保持pH小于0.5。
步骤⑤的具体实验操作有 ，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
【答案】（1）碱煮水洗 加快反应速率 （2）将Fe2+全部氧化为Fe3+；不引入杂质 防止Fe3+水解
（3）加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
14、某化学小组用部分氧化的FeSO4为原料，以萃取剂X（甲基异丁基甲酮）萃取法制取高纯氧化铁（Fe2O3），并进行铁含量的测定。主要操作步骤如下：
已知：（i）在较高的盐酸浓度下，Fe3+能溶解于甲基异丁基甲酮，当盐酸浓度降低时，该化合物解离。（ii）3DDTC-NH4+Fe3+=(DDTC)3-Fe↓+3NH4+。
（1）溶液中加入萃取剂X，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞振荡，振摇几次后需打开分液漏斗的 放气；为提高萃取率和产品产量，实验时应进行的操作是 。
（2）可作为反萃取剂Y的最佳试剂是 。操作A为 、 、 。
【答案】（1）活塞 分多次萃取并合并萃取液 （2）蒸馏水 过滤 洗涤 灼烧（一）工业流程图：
反应条件的控制（温度/pH） 排放物无害化处理
原料预处理 产物分离提纯
矿物或废弃物 核心反应 目标产物
循环利用
1、工业流程题的一般通用步骤（过程）：
原料→I预处理→II分离提纯→III核心反应→IV分离提纯→产品
2、分离提纯涉及的操作方法：
结晶（重结晶） 过滤、趁热过滤、抽滤 洗涤（水洗、冰水洗涤、醇洗） 蒸馏、减压蒸馏 灼烧
蒸发 萃取、分液 升华 冷却 盐析 煮沸
（二）结晶具体操作：
1、结晶答法的辨析：
（1）CuSO4溶液→CuSO4·5H2O： ；CuSO4溶液→CuSO4呢？ ；
（2）CuCl2溶液→CuCl2晶体： ；CuCl2溶液→CuCl2固体呢？ ；
（3）CuCl2溶液中加入 NaOH溶液后得纯产品的操作： ；
（4）NaCl（KNO3）： ；KNO3（NaCl）： ；
（5）提纯苯甲酸的方法是： ；具体操作是： ；
（6）提纯粗产品的方法是： ；一系列操作是： ；
（7）分离 KNO3和 NaCl的混合物，分别得到纯净物，供选择的操作有：A、蒸发结晶；B、降温结晶；C、趁热过滤；
D、加水溶解；E、加热浓缩。供选择的仪器有：①蒸发皿；②量筒；③烧杯；④表面皿；⑤试管；⑥漏斗；⑦酒精灯；
⑧玻璃棒；⑨滴管；⑩烧瓶。正确的操作顺序是： ；需选用的仪器有 。
2、图示练习：
图示
目的 从 Na2CO3溶液中提纯 Na2CO3 10H2O的操作 向 NH4Cl溶液中加入 NaCl粉末，为使 NH4Cl沉淀充分析出并
操作 、 、过滤、洗涤、干燥 分离，需采取的操作为 、 、洗涤、干燥。
1 / 8
3、沉淀转化实例：
（1）向 PbS浊液中加入 CuSO4溶液，沉淀转化为更难溶的 CuS，写出离子反应方程式： 。
（2）Na2FeO4能转化为 K2FeO4的原因是？ 。
（3）向 CaCO3浊液中加入饱和 Na2SO4，沉淀转化为 CaSO4，离子方程式为： ，能否通过
该反应证明 KspCaCO3和 KspCaSO4大小？ 。
（4）沉淀转化时，加入的沉淀剂过量，也无法除去该离子的原因是 。
（三）结晶操作、目的分析：
操作、目的 答题模板
如何检验沉淀已洗涤干净（技巧是？） 取最后一次洗涤液，加入 xx试剂，若不产生 xx现象，则洗涤干净
将溶液静置一段时间后，取上层清夜向其中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则
如何检验沉淀是否完全？
离子沉淀完全
过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘。
减少过滤时间、保持过滤温度，防止××杂质析出；操作：已预热的布氏漏斗
趁热过滤的原因和操作
趁热抽滤
洗涤的目的 除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质
洗去晶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
冰水洗涤的目的
的溶解损耗
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；除水，加快干
用酒精等溶液洗涤的目的
燥速率、得到较干燥的产物；洗去滤渣表面的 xxx
沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作 2-3
洗涤沉淀的方法
次
减小压强，使液体沸点降低，防止（如 H2O2、浓硝酸、NH4HCO3）受热分解，
减压蒸馏（减压蒸发）的原因
挥发
将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒搅拌，待有大量晶体出现时停止加
如何进行结晶蒸发操作
热，利用余热蒸干剩余水分
蒸发结晶时什么时候停止加热 溶液表面析出一层晶体膜时
提高萃取率应进行的操作是 分多次萃取并合并萃取液
2 / 8
（四）典型例题：
1、高氯酸铵（NH4ClO4）是复合火箭推进剂的重要成分，实验室可通过下列反应制取。
反应得到的混合溶液中 NH4ClO4和 NaCl的质量分数分别为 0.30 和 0.15，从混合溶液中获
得较多 NH4ClO4晶的实验操作依次为（填操作名称） 、 、 、冰水洗
涤、干燥。用冰水洗涤的目的是 。若氯化铵溶液用 NH3和浓盐酸代替，则该
反应不需要加热就能进行，其原因是 。
【答案】蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 减少洗涤过程中 NH4ClO4晶体损失 氨气和浓盐酸反应放出热量
2、从青蒿中提取青蒿素的方法以萃取原理为基础，主要有乙醚浸取法合汽油提取法。青蒿素为白色针状晶体，易溶于
乙醇、乙醚、苯合汽油等有机溶剂，不溶于水，熔点为 156~157℃，沸点为 389.9℃，热稳定性差，汽油浸取法的主要
工艺流程如图所示，注：汽油的沸点为 40~200℃。
（1）超声提取的原理是强大的超声波作用下，使青蒿细
胞乳化、击碎、扩散，超声波提取的优点是 、时间短、温度低等。
（2）操作 1的名称为 ，如图 2所示为操作 II的实验装置图（部分夹持装置略），
图中标注错误的是： ，得到的青蒿素粗品在 （填仪器名称）中。
（3）已知青蒿素在 95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大，则操作 III
为 、 、洗涤、干燥。
【答案】（1）浸取率高 （2）过滤 D 蒸馏烧瓶 （3）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
3、As2O3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素（As）的工业废水经如下流程转化为粗 As2O3。
（1）“沉砷”是将砷元素转化为 Ca5(AsO4)3OH沉淀，发生的主要反应有：
a．Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) △H<0 b．5Ca2++OH-+3AsO43- Ca5(AsO4)3OH△H>0
研究表明：“沉砷”的最佳温度是 85℃。用化学平衡原理解释温度高于 85℃后，随温度升高沉淀率下降的原因
是 。
（2）“还原”后加热溶液，H3AsO3分解为 As2O3，同时结晶得到粗 As2O3。As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解
度（S）曲线如图所示。为了提高粗 As2O3的沉淀率，“结晶”过程进行的操作是 。
（3）下列说法中，正确的是 （填字母）。
3 / 8
A、粗 As2O3中含有 CaSO4 B、工业生产中，滤液 2可循环使用，提高砷的回收率
C、通过先“沉砷”后“酸化”的顺序，可以达到富集砷元素的目的
【答案】（1）温度升高，反应 a平衡逆向移动，c(Ca2+)下降，使反应 b平衡逆向移动，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降
（2）调节硫酸浓度约为 7mol/L，冷却至 25℃，过滤 （3）ABC
4、工业上以软锰矿（主要成分是 MnO2，含有 SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰
（MnCO3）。其工业流程如下：
已知：25℃时，部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH如下表所示。
金属阳离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+
开始沉淀的 pH 2.7 7.6 8.3
完全沉淀的 pH 3.7 9.7 9.8
（1）过滤 I所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为 。
（2）“浸锰”反应中往往有副产物 MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如上图所示，为减少 MnS2O6的生成，
“浸锰”的适宜温度是 ，滤渣Ⅱ的成分是 。
（3）生成的 MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是 。
【答案】（1）Mn2+、Fe2+ （2）90℃ Fe(OH)3、MnO2 （3）取最后一次洗涤液 1~2mL于试管中，滴加盐酸酸
化的 BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净。
5、以铬铁矿为原料【Fe(CrO2)2】可制备 K2Cr2O7和金属铬。
实验流程如图。已知：①2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O。
②pH<3.0时，CrO42-含量极小。
（1）写出铬铁矿焙烧转化为 Na2CrO4的化学方程式： 。
（2）焙烧时不能使用陶瓷容器的原因是： 。
（3）加入稀硫酸后所得 Na2Cr2O7溶液的 pH应小于 3.0，可用 测定溶液 pH。
（4）操作①包括过滤和洗涤。实验室洗涤沉淀的操作是： 。
（5）Na2S的作用是调节溶液的酸碱度和 。
（6）Fe3+在 pH 为 3.7 时可完全转化为 Fe(OH)3。在上述流程中所得 Na2Cr2O7溶
液中含有少量 Fe3+。请结合图中有关物质的溶解度曲线，设计由 Na2Cr2O7溶液制
备 K2Cr2O7固体的实验方案（实验中须选用的试剂：硫酸、NaOH溶液、KCl固体、
蒸馏水） 。
4 / 8
【答案】（1）4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3=高温=2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应
（2）pH计 （3）沿玻璃棒加水至没过沉淀，待水自然流出后重复 2~3次 （4）将重铬酸钠还原为氢氧化铬
（5）向 Na2Cr2O7溶液中加入适量 NaOH溶液调节溶液的 pH 大于 3.7，过滤，向滤液中加入硫酸溶液至溶液的 pH 小
于 3.0，再加入适量 KCl固体，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
6、氟化铬（CrF3）可用作毛织品防蛀剂、卤化催
化剂、大理石硬化及着色剂。以铬云母矿石（含
4.5%Cr2O3，还含 Fe2O3、FeO、MgO、SiO2）为原
料制备氟化铬的工艺流程如下：
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH如表所示：
氢氧化物 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Cr(OH)3 Fe(OH)2
开始沉淀的 pH 2.3 8.8 4.9 7.5
沉淀完全的 pH 4.1 10.4 6.8 9.7
（1）将铬云母矿石粉碎的目的是 。
（2）滤渣 I的主要成分的用途是 。
（3）Cr2O3与稀硫酸反应的化学方程式 。
（4）第一次滴加氨水调节 pH范围是 。
（5）第二次滴加氨水调节 pH为 6.8~8.8的目的是 ，Cr(OH)3与 Al(OH)3一样具有两性，若第二次滴
加氨水改为 NaOH溶液，生成 Cr(OH)3会部分溶解，写出 Cr(OH)3的离子方程式 。
（6）“一系列操作”包括过滤、蒸发浓缩、 。
【答案】（1）增大矿石与稀硫酸的接触面积，加快反应速率，提高矿石浸取率 （2）光导纤维
（3）Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O （4）4.1≦pH<4.9 （5）使 Cr3+完全沉淀，Mg2+不沉淀
Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O （6）冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
7、由镁铝合金制取 MgSO4·7H2O的工艺流程如下图。试剂 X的名称为 。“操作 2”含“加热浓缩、降温结晶、
过滤、乙醇洗涤、干燥”，用乙醇洗涤的目的是 。
【答案】硫酸溶液 减少 MgSO4 ·7H2O的溶解损失，利于后续的干燥
5 / 8
8、锂离子电池与传统电池相
比，充电更快，功率密度更
高，使用时间更长，在手机
和笔记本电能等便携式电子
产品上广泛应用。工业上常以锂辉矿（主要成分为 LiAlSi2O6，还含有 FeO、MgO、CaO等杂质）为原料来制取金属锂，
其中一种工业流程如下：
已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的 pH如表：
氢氧化物 开始沉淀的 pH 完全沉淀的 pH
Fe(OH)3 2.7 3.7
Al(OH)3 3.7 4.7
Mg(OH)2 9.6 11.0
②Li2CO3的溶解度随温度变化如图所示：
（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取如升高温度、搅拌、多次浸取、 等措施。
（2）反应 I中，应调节 pH范围为 ，沉淀 A的成分除 H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外，还有 。
（3）反应 II的离子方程式为 。沉淀 B的主要成分是 。
（4）“操作 I”的名称为 ；洗涤 Li2CO3沉淀要使用 （选填“热水”或“冷水”）理由是 。
（5）进行“操作 II”前应加入过量的盐酸，目的是 。
【答案】（1）提高酸的浓度或延长浸取时间 （2）4.7~9.6 Fe(OH)3、CaSO4
（3）Mg2++2OH-=Mg(OH)2（或 Ca(OH)2+Mg2+=Ca2++Mg(OH)2）、Ca2++CO32-=CaCO3 Mg(OH)2、CaCO3
（4）过滤 热水 碳酸锂的溶解度随温度升高而降低，热水洗涤可以减少碳酸锂的溶解度 （5）防止 Li+水解
9、工业碳酸钠（纯度约 98%）中含有 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和 SO42-等杂质，提纯工艺路线如下：
已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如图所示：
（1）滤渣的主要成分为 。
（2）“趁热过滤”的原因是 。
（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是 。
【答案】（1）Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3 （2）使析出的晶体为 Na2CO3 H2O，防止因温度过低而析出 Na2CO3 H2O
晶体，令后续的加热脱水耗时长 （3）用已预热的布氏漏斗趁热抽滤
6 / 8
10、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：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+
开始沉淀的 pH 1.9 7.0 3.0 8.1
沉淀完全的 pH 3.2 9.0 4.7 10.1
（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 VO2+，同时还有 离子被氧化。写出 VO+转化为 VO2+反应的离子方
程式为 。
（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”中有沉淀产生，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 。
【答案】（1）加快酸浸氧化反应速率（促进氧化完全） （2）Fe2+ VO++MnO2+2H+=VO2++Mn2++H2O
（3）Mn2+ Fe3+、Al3+ （4）Fe(OH)3 （5）NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3
（6）利用同离子效应，促进 NH4VO3尽可能析出完全
11、实验室通过如下实验由废铁屑制备 FeSO4 7H2O晶体：
①将 5%的 Na2CO3溶液加入盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾斜法除去 Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水
洗涤 2~3次；②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在 50~80℃之间至铁屑耗尽；③ ，将
滤液转入密闭容器中，静置、冷却结晶；④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤 2~3次，再用滤纸将晶体吸干。
⑤将制得的 FeSO4 7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。
（1）实验步骤①的目的是 。步骤②的化学方程式 。
（2）补全实验步骤③的操作名称 。实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是 。
【答案】（1）去除油污 Fe+H2SO4=50~80℃=FeSO4+H2↑
（2）趁热过滤 洗去杂质，降低洗涤过程中 FeSO4 7H2O的损耗
7 / 8
12、以废旧铅蓄电池的含铅废料（主要含 Pb、PbO、PbO2、PbSO4）和稀硫酸为原料制备 PbO，实现铅的再生利用，
其主要流程如图所示：
已知：在 Fe2+催化下，Pb和 PbO2反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
（1）酸溶过程中加热的目的是 。
（2）脱硫时主要反应为 PbSO4+2OH-=PbO+SO42-+H2O，则滤液 B中的主要溶质是 。
（3）PbO溶解在 NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示，结合上述溶
解度曲线，简述由粗 PbO得到高纯 PbO的操作： 。
【答案】（1）加快酸溶速率 （2）Na2SO4 （3）将粗 PbO溶解在一定量 35%NaOH溶液中，加热至 110℃，充分
溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到纯 PbO固体
13、硫酸铁铵【NH4Fe(SO4)2 xH2O】是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究废铁屑来制备硫
酸铁铵，具体流程如下：
（1）步骤①的目的是除去废铁屑表面的油污，方法是 。步骤②需用加热的目的是 。
（2）步骤③中选用足量的 H2O2，理由是 。分批加入 H2O2，同时为了 ，溶液要
保持 pH小于 0.5。
（3）步骤⑤的具体实验操作有 ，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
【答案】（1）碱煮水洗 加快反应速率 （2）将 Fe2+全部氧化为 Fe3+；不引入杂质 防止 Fe3+水解
（3）加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
14、某化学小组用部分氧化的 FeSO4为原料，以萃取剂 X（甲基异丁
基甲酮）萃取法制取高纯氧化铁（Fe2O3），并进行铁含量的测定。主
要操作步骤如下：
已知：（i）在较高的盐酸浓度下，Fe3+能溶解于甲基异丁基甲酮，当
盐酸浓度降低时，该化合物解离。（ii）3DDTC-NH4+Fe3+=(DDTC)3-Fe↓+3NH4+。
（1）溶液中加入萃取剂 X，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞振荡，振摇几次后需打开分液漏斗的 放气；为提
高萃取率和产品产量，实验时应进行的操作是 。
（2）可作为反萃取剂 Y的最佳试剂是 。操作 A为 、 、 。
【答案】（1）活塞 分多次萃取并合并萃取液 （2）蒸馏水 过滤 洗涤 灼烧
8 / 8

展开更多......

收起↑