资源简介

(共98张PPT)
专题10 化学工艺流程
(题型突破)
2024
高考二轮复习
01
考情分析
02
网络建构
03
真题研析
04
核心提炼
目录
CONTENTS
05
题型特训
考点要求 考题统计 考情分析
物质的组成、性质、分类 2023**卷**题，**分
2022**卷**题，**分
2021**卷**题，**分 ……
传统文化中的性质与变化 2023**卷**题，**分
2022**卷**题，**分
2021**卷**题，**分
考情分析
考点要求
化学工艺流程
考题统计
2023 全国乙卷27题，14分；
22023 全国新课标卷27题，14分；
2023 山东卷17题，13分；
2023 湖南卷17题，14分；
2023 北京卷18题，13分；
2023 广东卷18题，14分；
2023 海南卷15题，10分；
2023 江苏卷17题，17分；
2023 江苏卷18题，14分；
2023 辽宁省选择性考试16题，14分；
2023 湖北省选择性考试16题，14分；
2023 浙江省6月选考18题，10分；
2022 全国甲卷26题，14分；
2023 全国甲卷26题，14分；
2022 全国乙卷27题，14分；
2022 福建卷11题，13分；
2022 重庆卷15题，15分；
2022 北京卷18题，13分；
2022 山东卷17题，13分；
2022 江苏卷题，12分；
2022 湖北省选择性考试16题，14分；
2022 辽宁省选择性考试16题，14分；
2022 海南省选择性考试15题，10分；
2022 河北省选择性考试15题，14分；
2022 湖南选择性考试17题，14分；
2022 广东选择性考试18题，14分
考点要求 考题统计 考情分析
物质的组成、性质、分类 2023**卷**题，**分
2022**卷**题，**分
2021**卷**题，**分 ……
传统文化中的性质与变化 2023**卷**题，**分
2022**卷**题，**分
2021**卷**题，**分
考点要求 考情分析
【命题规律】
【命题预测】
考情分析
1.化学工艺流程题结构：题头、题干、题尾。
2.题头：介绍以何种物质(主要成分是什么、含什么杂质等，要注意一些关键信息)为原料制备哪种物质，以及物质的性质和用途；
3.题干：是工业制备的简化工艺流程图；
4.题尾：是根据工业生产流程中涉及到的化学知识命题者精心设计的系列问题。
1.预计2024年将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，考查考生的综合能力；
2.从命题趋势来看，一般有三种题型：
一）是从实验设计和评价的角度对化工生产进行模拟；
二）是根据一些化工生产的流程来考查考生的综合应用能力；
三）是关于化工生产的相关计算。
化学工艺流程
选材热点如下：
1．安全与健康——人体必需的营养元素；重金属对人体的危害；食品添加剂；有关化学与健康方面的材料等。
2．环境保护新进展——“雾霾”的产生、危害和治理；工业“三废”和生活垃圾的处理；废电池对饮用水和土壤的污染；绿色化学在工农业生产中的导向作用等。
3．新能源的使用——新型的燃料电池、高能绿色电池；新能源开发利用的新进展。
4．新型无机非金属材料和有机高分子材料在社会、生活中的应用等。
5．涉及碳中和、碳达峰的知识。
网络建构
化学工艺流程
化学工艺流程与物质制备
制备过程中控制反应条件常用方法
工艺流程中的常见专业术语
原料预处理的六种方法
研磨、雾化——减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率或使反应更加充分
水浸——与水接触反应或溶解
酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
碱浸——除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质
煅烧——改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
调节溶液的pH——常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀
控制温度——根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动
控制压强——改变速率，影响平衡
使用合适的催化剂——加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间
趁热过滤——防止某物质降温时析出
冰水洗涤——洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
过滤——固体与液体的分离
滴定——定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
蒸发结晶——蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发浓缩——蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗——用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
酸作用——溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
研磨、雾化——将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧(煅烧)——使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取——向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
浸出率——固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
酸浸——在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
水浸——与水接触反应或溶解
碱作用——去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)
选材热点如下：
1．安全与健康——人体必需的营养元素；重金属对人体的危害；食品添加剂；有关化学与健康方面的材料等。
2．环境保护新进展——“雾霾”的产生、危害和治理；工业“三废”和生活垃圾的处理；废电池对饮用水和土壤的污染；绿色化学在工农业生产中的导向作用等。
3．新能源的使用——新型的燃料电池、高能绿色电池；新能源开发利用的新进展。
4．新型无机非金属材料和有机高分子材料在社会、生活中的应用等。
5．涉及碳中和、碳达峰的知识。
网络建构
化学工艺流程
化学工艺流程与反应原理
pH的控制——控制溶液的PH
体系环境氛围及其它条件的控制——酸性、 碱性或某种环境氛围
温度的控制
①加快反应速率或溶解速率；
②促进平衡向吸热方向移动；
③除杂，除去热不稳定的杂质；
④使沸点相对较低的原料气化
①防止某物质在高温时会溶解(或分解) ；
② 使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)；
③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；
④降低晶体的溶解度，减少损失
控温(用水浴或油浴控温)
①防止某种物质温度过高时会分解或挥发；
②为了使某物质达到沸点挥发出来；
③使催化剂的活性达到最好；
④防止副反应的发生；
⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求；
⑥”溶解度“，根据溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法 ( 蒸发结晶或浓缩结晶)
(1)目的：利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。
(2)原则：原则加过量的除杂剂而不引进新的杂质，分两种情况①要滤液；②要滤渣；
(3)题目呈现方式：表格数据形式；“已知信息”给出需求的“适宜PH范围”的信息；
(4)解题步骤：①判断溶液呈酸(或碱)性； ②判断调高还是调低； ③选择合适的调节剂。
(1)蒸发或结晶时，加入相应的酸或碱，以抑制某些盐的水解；
(2)需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶体，以防止水解；
(3)营造还原性氛围：加热煮沸酸液后再冷却，其目的是排除酸溶液中的氧气，防止被氧化；
(4)营造氧化性氛围：加入氧化剂进行氧化，如加入绿色氧化剂 H2O2 将 Fe2+ 氧化转化为Fe3+
浓度、压强的控制
升温
降温
增大反应物浓度 、 加压
①可加快反应速率 ，有气体则涉及平衡移动。但加压需考虑设备、成本；
②加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中不适宜；
③生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率
减压蒸馏——减小压强，降低液体的沸点，防止某些物质分解
选材热点如下：
1．安全与健康——人体必需的营养元素；重金属对人体的危害；食品添加剂；有关化学与健康方面的材料等。
2．环境保护新进展——“雾霾”的产生、危害和治理；工业“三废”和生活垃圾的处理；废电池对饮用水和土壤的污染；绿色化学在工农业生产中的导向作用等。
3．新能源的使用——新型的燃料电池、高能绿色电池；新能源开发利用的新进展。
4．新型无机非金属材料和有机高分子材料在社会、生活中的应用等。
5．涉及碳中和、碳达峰的知识。
网络建构
化学工艺流程
化学工艺流程与物质制备
获得产品阶段的主要操作
常见实验操作
“目的或原因”分析
物质分离的常用方法
过滤——分离难溶物质和易溶物：(热滤或抽滤)
萃取和分液——利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提纯分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴
蒸发结晶——提纯溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl
冷却结晶——提纯溶解度随温度变化较大的溶质，易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等
蒸馏与分馏——分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油
冷却法——利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气
洗涤
蒸发时的气体氛围抑制水解——如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解
蒸发浓缩、冷却结晶——除K2Cr2O7中的少量NaCl；除KNO3中的少量NaCl
蒸发结晶、趁热过滤——除NaCl中的少量K2Cr2O7；除NaCl中的少量KNO3
温度不高于××℃的原因——温度过高××物质分解或××物质挥或××物质氧化或促进××物质水解
减压蒸馏(减压蒸发)的原因——减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解
蒸发、反应时的气体氛围——抑制××离子的水解
配制某溶液前先煮沸水的原因——除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
反应容器中和大气相通的玻璃管的作用——指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大
沉淀水洗的目的——除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤的目的——a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流的作用及目的——防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率
浸出率——固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
控制溶液pH的目的——防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等；促进/抑制××气体吸收/逸出
加过量A试剂的原因——使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等
水洗：洗去晶体表面的杂质离子(适用于溶解度小的物质)
冰水洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗(适用于高温溶解度大、低温溶解度小的物质)
醇洗(常用于溶解度较大的物质)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗(若对溶解度小的物质进行醇洗，则是为了洗去杂质离子，并使其尽快干燥)
01
化学工艺流程及
物质制备
PART ONE
1．(2023 全国甲卷，26)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题：(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_________________________。(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为__________________。(3)“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是___________________。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为_________________________________________________。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的n(CO2)：n(CO)= _________。
真题研析·规律探寻
BaSO4被还原为BaS
硫酸钡和磷酸钡均不溶于水，BaCl2可溶于水
BaS 与过量的CaCl2发生复分解反应生成硫化钙沉淀
做还原剂，将BaSO4还原
Ca2++S2-=CaS↓
c
产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体H2S会污染空气，而且CaS与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2，导致BaCl2溶液中混有CaCl2杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低
BaCl2+TiCl4+H2O+2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2+4NH4Cl+2HCl
1：1
不可行
BaTiO(C2O4)=2BaTiO3+2CO2↑+2CO↑

真题研析·规律探寻
2．(2023 全国乙卷，27)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。回答下列问题：(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为________________________________________。为提高溶矿速率，可采取的措施___________________(举1例)。(2)加入少量MnO2的作用是__________________。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是______________________。(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_________________mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是________。
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
粉碎菱锰矿
将Fe2+氧化为Fe3+
Fe3+可以催化H2O2分解
2.8×10-9
Al3+
增大反应物接触面积可提高反应速率
MnO2具有一定氧化性
氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解出O2
溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5
菱锰矿中主要含有MnCO3
真题研析·规律探寻
2．(2023 全国乙卷，27)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。回答下列问题：(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有______________。(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为__________________________________。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_______________。电解废液可在反应器中循环利用。(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是____________________________________。
BaSO4、NiS
加入Mn(OH)2
Mn2++2H2O==H2↑+MnO2↓+2H+
电解
2Li2CO3+8MnO2==4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
煅烧
Mn2+发生反应生成MnO2
Mn2+大量减少，H+大量增加
MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4
BaS+Ni2++SO42-=BaSO4↓+NiS↓
真题研析·规律探寻
3．(2022 辽宁省选择性考试)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；②金属活动性：；③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：回答下列问题：(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为___________。a．进一步粉碎矿石 b．鼓入适当过量的空气 c．降低焙烧温度(2) Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为___________________________。
ab
2Bi2S3+9O2==2Bi2O3+6SO2
高温
增大接触面积，增大反应物浓度都可以提高反应效率
原子守恒，还有SO2
真题研析·规律探寻
3．(2022 辽宁省选择性考试)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3+和Mn2+；②__________________。(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。(5)生成气体A的离子方程式为________________________________________。(6)加入金属Bi的目的是_______________________。
抑制金属离子水解
SiO2
Mn2O3+6H++2Cl-=2Mn2++ Cl2↑+3H2O
将Fe3+转化为Fe2+
溶液中含有的离子：Bi3+、Fe3+、Mn2+、H+、Cl-
SiO2不溶于浓盐酸
Mn2O3有氧化性，与浓盐酸发生氧还反应
Bi作还原剂
真题研析·规律探寻
4．(2022 山东卷)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3]，含 SiO2 等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)酸解时有HF 产生。氢氟酸与 SiO2 反应生成二元强酸 H2SiF6 ，离子方程式为 ____________________。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比 n(Na2CO3)：n(SiF62-)= 1：1 加入 Na2CO3 脱 氟，充分反应后，c(Na+)= mol L-1；再分批加入一定量的 BaCO3，首先转化为沉淀的离子是__________________。
BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4
BaSO4
Ksp 1.0 × 10-6 4.0 × 10-6 9.0 × 10-4
1.0 × 10-10
6HF+SiO2=2H++ SiF62-+2H2O
2.0×10-2
SO42-
首先转化为沉淀的离子是SO42-，然后才是SiF62-
真题研析·规律探寻
4．(2022 山东卷)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3]，含 SiO2 等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下：
(3)SO42-浓度(以 SO3%计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、H3PO4 浓度(以 P2O5%计)的关系如图甲 所示。酸解后，在所得100℃ 、P2O5%为 45 的混合体系中，石膏存在形式为____________________________ (填化学式)；洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是___________________________________________，回收利用洗涤液 X 的操作单元是______________________________ ；一定温度下， 石膏存在形式与溶液中 P2O5%和 SO3%的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结品转化的是___________ (填标号)。
A ．65℃ 、P2O5%= 15 、SO3%= 15 B ．80℃ 、P2O5%= 10 、SO3%=20
C ．65℃ 、P2O5%= 10 、SO3%=30 D ．80℃ 、P2O5%= 10 、SO3%= 10
CaSO4 0.5H2O
减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率
酸解
D
CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的
洗涤液X中含有硫酸，酸解时使用的也是硫酸
两个温度线之间
两个温度线之间
65℃线上方，晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在
②通入 Cl2 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为_________________________________________________________ ；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)=1.5 时，氧化产物为_________________________；当 n(Cl2)/n(FeI2)＞1.5 ，单质碘的收率会降低，原因是_____________________________________________________________________________。
真题研析·规律探寻
5 ．(2021 全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题： (1)I2 的一种制备方法如下图所示：
①加入 Fe粉进行转化反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________ ，生成的沉淀与硝酸反应，生成_______________________________ 后可循环使用
(2)以 NaIO3 为原料制备 I2 的方法是：先向 NaIO3 溶液中加入计量的 NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入 NaIO3 溶液，反应得到 I2 ，上述制备 I2 的总反应的离子方程式为______________________。
(3)KI 溶液和 CuSO4 溶液混合可生成 CuI 沉淀和 I2 ，若生成1mol I2 ，消耗的 KI 至少为 mol 。
I2 在 KI 溶液中可发生反应 I2+I- I3- 。实验室中使用过量的 KI 与 CuSO4 溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 KI的原因是_________________________________。
2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-
AgNO3
FeI2+Cl2= I2+FeCl2
I2 、FeCl3
I2 被过量的 Cl2 进一步氧化
2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+3H++H2O
4
防止单质碘析出
I-还原性强于Fe2+
“悬浊液”含AgI
Cl2过量，先氧化完全部I-再氧化Fe2+
Cl2过量特别多,Cl2会与生成的单质碘、水继续发生氧化还原反应
4KI+2CuSO4=2CuI↓ +I2+2K2SO4
平衡右移，增大I2溶解度，防止I2升华
沉淀为Ag
真题研析·规律探寻
6．(2021 广东选择性考试)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( Al )、钼(Mo) 、 镍( Ni )等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25℃时，H2CO3 的 Ka1=4.5 × 10-7 ，Ka1=4.7 × 10-11 ，Ksp(BaMoO4)=3.5 × 10-8， Ksp(BaCO3)=2.6 × 10-9；
该工艺中，pH＞6.0 时，溶液中 Mo 元素以 MoO42- 的形态存在。
(1)“焙烧” 中，有 Na2MoO4 生成，其中 Mo 元素的化合价为 。
(2)“沉铝” 中，生成的沉淀X 为 。
(3)“沉钼” 中，pH 为 7.0。
①生成 BaMoO4 的离子方程式为 。
②若条件控制不当，BaCO3 也会沉淀。为避免 BaMoO4 中混入 BaCO3 沉淀，溶液中 c(HCO3-)： c(MoO42-)= (列出算式)时，应停止加入 BaCl2 溶液。
(4)①滤液Ⅲ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 CO2 ，可析出Y 。
+6
Al(OH)3
Ba2++MoO42-= BaMoO4↓
NaHCO3
NH3
Na和O的化合价为+1和-2
偏铝酸钠转化为氢氧化铝
液II中含有钼酸钠
滤液II中含有碳酸氢钠和钼酸钠
侯氏制碱法
真题研析·规律探寻
6．(2021 广东选择性考试)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( Al )、钼(Mo) 、 镍( Ni )等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
(5)高纯 AlAs(砷化铝)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 H2O 刻蚀液与下层 GaAs(砷化镓)反应。
①该氧化物为 。
②已知： Ga 和 Al 同族，As 和 N 同族。在 H2O2 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 。
Al2O3
4：1
铝表面容易形成致密的氧化膜
As化合价升高了8，H2O2化合价降低2
真题研析·规律探寻
7 ．( 2019 年江苏高考化学)实验室以工业废渣(主要含 CaSO4 ·2H2O ，还含少量 SiO2 、Al2O3 、Fe2O3)为原 料制取轻质 CaCO3 和(NH4)2SO4 晶体，其实验流程如下：
(1)室温下，反应 CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq)达到平衡，则溶液中 = [Ksp(CaSO4)=4.8 × 10 5 ，Ksp(CaCO3)=3 × 10 9]。
(2)将氨水和 NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为 ；浸取废渣时， 向(NH4)2CO3 溶液中加入适量浓氨水的目的是 。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在 60~70 ℃ , 搅拌，反应3小时。温度过高将会导致 CaSO4 的转化率下降，其原因是 ；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有 。
1.6 × 104
HCO3-+NH3·H2O＝NH4++CO32-+H2O
增加溶液中CO32-的浓度，促进CaSO4的转化
温度过高，(NH4)2CO3分解
加快搅拌速率
铵盐具有不稳定性，受热易分解
增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率
CO32-+NH4++H2O HCO3-+NH3·H2O，加入适量浓氨水，水解平衡逆向移动
真题研析·规律探寻
7 ．( 2019年江苏高考化学)实验室以工业废渣(主要含 CaSO4 ·2H2O ，还含少量 SiO2 、Al2O3 、Fe2O3)为原 料制取轻质 CaCO3 和(NH4)2SO4 晶体，其实验流程如下：
(4)滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质 CaCO3 所需的 CaCl2 溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案： [已知 pH=5 时 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 沉淀完全；pH=8.5 时 Al(OH)3 开始溶解。 实验中必须使用的试剂：盐酸和 Ca(OH)2]。
在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量 Ca(OH)2，用pH试纸测量溶液pH，当pH介于5~8.5时，过滤
滤液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3
真题研析·规律探寻
01
明确整个流程及每一部分的目的
02
仔细分析每步反应发生的条件以及产物的物理或化学性质
03
结合基础理论与实际问题思考
04
注意答题的模式与要点
解题思路
真题研析·规律探寻
方法和步骤
03
①反应物是什么；
②发生了什么反应；
③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用
分析流程
02
整体浏览流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段
浏览流程
01
了解生产的产品
读题
核心提炼·考向探究
1．原料预处理的常用方法
原料→预处理→核心化学反应→产品的分离与提纯→目标产物
研磨、雾化——减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率或使反应更加充分
水浸——与水接触反应或溶解
酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
碱浸——除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质
煅烧——改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
核心提炼·考向探究
2．制备过程中控制反应条件常用方法
原料→预处理→核心化学反应→产品的分离与提纯→目标产物
调节溶液的pH——常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀
控制温度——根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动
控制压强——改变速率，影响平衡
使用合适的催化剂——加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间
趁热过滤——防止某物质降温时析出
冰水洗涤——洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
要求：
①能与H＋反应，使溶液pH变大；
②不引入新杂质：
例如若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等
核心提炼·考向探究
3．工艺流程中的常见专业术语
原料→预处理→核心化学反应→产品的分离与提纯→目标产物
过滤——固体与液体的分离
滴定——定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
蒸发结晶——蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发浓缩——蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗——用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
酸作用——溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
研磨、雾化——将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧(煅烧)——使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取——向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
浸出率——固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
酸浸——在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
水浸——与水接触反应或溶解
碱作用——去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)
题型特训·命题预测
1．(2024·福建福州八县协作校高三联考)废SCR催化剂(含TiO2、V2O5、WO3等)的回收对环境保护和资源循环利用意义重大。通过如下工艺流程可以回收其中的钛、钒、钨等。
已知：TiO2、V2O5和WO3都能与NaOH溶液反应生成可溶性的NaVO3、Na2WO4和不溶性的Na2TiO3；回答下列问题：(1)元素V在周期表中的位置 。在NH4VO3中V元素的化合价是 。(2)“球磨”的目的是 。(3)请写出“碱浸”过程中WO3与NaOH溶液反应的离子方程式 。(4)“酸浸”后钛主要以TiO2+形式存在，“热水解”反应的离子方程式为 。(5)“煅烧”NH4VO3的化学方程式为 。(6)“沉钨”中为促进CaWO4尽可能析出完全，需要进行的措施是 。
第四周期ⅤB族
+5
增大接触面积，提高“碱浸”反应速率
WO3+2OH-= WO42-+H2O
加入过量CaCl2
TO2++(x+1)H2O==TiO·xH2O↓+2H+

2NH4VO3==V2O5 + 2NH3↑+ H2O↑
煅烧
题型特训·命题预测
2．(2024·福建福州市八县一中高三联考)电池级碳酸锂是制造LiCoO2等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO42-等)为原料制取电池级Li2CO3的工艺流程如图：
已知：①HR为有机萃取剂，难溶于水，可萃取Fe3+，萃取时发生的反应可表示为：Fe3++3HR FeR3+3H+；②常温时，1mol·L-1LiOH溶液的pH=14。回答下列问题：(1)“有机层”的主要成分为 (填化学式，下同)；“滤渣1”中含有的物质为 ；使用HR萃取剂时，需加入一定量的NaOH进行处理，其目的是 。(2)某种HR的结构简式为 ，该分子中可能与Fe3+形成配位键的原子有 。(3)加适量草酸的目的 。
FeR3和HR
Li2CO3、MgCO3
消耗萃取反应时生成的H+，促进萃取反应的正向进行，提高萃取率
O、N
使钙离子生成草酸钙，便于除掉
题型特训·命题预测
(4)“混合沉锂”的离子方程式为 。(5)Li2CO3与Co3O4在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCoO2)。写出对应的化学方程式 。(6)钴酸锂(LiCoO2)是常见的锂离子电池正极材料，其晶胞结构示意图如下图所示，各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。
①基态Co原子核外电子排布式为 。②该晶胞密度为 g·cm-3。(写出计算式，阿伏加德罗常数为NA)
2Li++HCO3-+OH-=H2O+Li2CO3↓
6Li2CO3+4Co3O4+O2==12LiCoO2+6CO2

[Ar]3d74s2
题型特训·命题预测
3．(2023·重庆市二模)仲钼酸铵(NH4)6Mo7O24 []是用作测定磷酸盐、镍、锗、二氧化硒、砷酸盐、生物碱和铅等的试剂。用某含钼废料(主要含有MoS2、CoS和Al2O3)制备仲钼酸铵的工艺流程如下图所示：
请回答下列问题：(1)基态Co原子的价层电子排布式为________________。(2)焙烧的过程中采用如图所示的“多层逆流焙烧”，其优点是______________________________(任答两点即可)。(3)焙烧时MoS2转化为MoO3，则MoS2焙烧时的化学方程式为_________________________________________。(4)“操作”的名称是_________；实验室完成该“操作”用到的最主要的玻璃仪器是________________。(5)“调pH为5.5”生成仲钼酸铵的化学方程式为______________________________________________________。
3d74s2
增大接触面积，使其充分反应，加快反应速率，提高原料的利用率、实现热量交换，节约能源等
2MoS2+7O2==2MoO3+4SO2
分液
分液漏斗
7(NH4)2MoO4+4H2SO4= (NH4)6Mo7O24+4 (NH4)2SO4+4H2O
题型特训·命题预测
(6)已知有如下转化关系，则8钼酸铵的化学式为__________________。 (7钼酸根) (8钼酸根)(7)若在某温度下，BaMoO4在水中的溶解平衡曲线如下图所示。向100mL0.400mol/L Na2MoO4溶液中滴加200mL Ba(OH)2溶液，恰好使MoO42-完全沉淀[ ]，则所加入的Ba(OH)2溶液的浓度约为_______mol/L(混合后，溶液的体积变化忽略不计，计算结果保留到小数点后3位)。
(NH4)4Mo8O26
0.206
题型特训·命题预测
4 ．(2023 · 安徽省高三质量检测)以某混合氧化物(由 MnO2 、ZnO 、CuO 、Fe2O3 组成)为原料制备 KMnO4 和 FeSO4 · 7H2O 的工艺流程如下：
已知：ZnO 与 Al2O3 的化学性质相似。
回答下列问题：
(1)基态 Cu 原子核外电子排布式为 。
(2)写出“酸浸” 时，CuO 反应的化学方程式： 。
(3)“去铜” 时，除了生成 CuCl 外，还有 SO42- 、H+生成，该反应的离子方程式为 。
(4)为检验“去铜”后是否含有 Fe3+ ，选用的试剂是 。
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+ SO42-+4H+
KSCN溶液或硫氰化钾溶液
题型特训·命题预测
(5)“熔融” 时 MnO2 转化为 K2MnO4 ，该反应中每转移 1mol 电子，消耗 gMnO2。
(6)已知"“歧化” 时反应为 3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3 。常温下，相关物质的溶解度数据 如下：
物质 K2CO3 KHCO3 K2SO4 KMnO4
CH3COOK
溶解度(g/100g 水) 111 33.7 11.1 6.34
256
通入 CO2 至溶液 pH 达 10~ 11 时，应停止通 CO2 ，不能继续通入 CO2 的原因是 。可以替代 CO2 的试剂是 (填“稀盐酸”“稀硫酸”或“稀醋酸”)。
(7)KMnO4 的纯度测定：称取 mgKMnO4 粗品于烧杯中，加入蒸馏水和稀硫酸溶解，再用 0.5mol ·L-1 的 Na2C2O4 溶液滴定 3 次，平均消耗 Na2C2O4 溶液 20.00mL。KMnO4 样品的纯度为 %(用含 m 的代数式)
43.5
若继续通入CO2，则会生成KHCO3，由于与碳酸钾相比，碳酸氢钾溶解度与高锰酸钾溶解度相差不是很大，会使得到的高锰酸钾粗品中含有较多的杂质KHCO3
稀醋酸
02
化学工艺流程与
反应原理
1．(15分) (2023 湖南卷，17)超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下：
已知：①金属Ga的化学性质和Al相似，Ga的熔点为29.8℃；②Et2O (乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；③相关物质的沸点：回答下列问题：(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是___________；
(2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40-45℃的原因是_________________________________，阴极的电极反应式为________________；
真题研析·规律探寻
沸点较低
物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I
NR3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4
365.8
分子晶体
保证Ga为液体，便于纯Ga流出
Ga3++3eˉ=Ga
粗Ga在阳极失去电子，阴极得到Ga
(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI，写出该反应的化学方程式：_______；(4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是_______；(5)下列说法错误的是_______；A．流程中Et2O得到了循环利用B．流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行C．“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3D．用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是____________________________________________________________________________________；(7)比较分子中的C-Ga-C键角大小：Ga(CH3)3_______ Ga(CH3)3(Et2O) (填“>”“<”或“=”)，其原因是_____________________________________________________________________________________________________。
真题研析·规律探寻
“残渣”含CH3MgI
甲基环境不同，核磁共振氢谱化学位移不同
8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2 Ga(CH3)3(Et2O)+3 MgI2+2CH3MgI
CH4
D
NR3沸点较高，易与Ga(CH3)3分离，Et2O的沸点低于Ga(CH3)3，一起气化，难以得到超纯Ga(CH3)3
>
Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，所以为四面体结构，故夹角较小
2. (2023 江苏卷，16)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O，其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2+H2SO3=MgSO3+2H2O，其平衡常数K与Ksp[(Mg(OH)2)]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代数关系式为K=___________；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有___________(填序号)。A．水浴加热氧化镁浆料B．加快搅拌速率C．降低通入SO2气体的速率D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2
真题研析·规律探寻
SO2在水中溶解度降低，H2SO3受热分解
使反应物充分接触
降低反应速率
BD
多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触
(2)在催化剂作用下MgSO3被O2氧化为MgSO4。已知MgSO3的溶解度为0.57g(20℃)，O2氧化溶液中SO32-的离子方程式为_______________________；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中MgSO3被O2氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内，pH增大，浆料中MgSO3的氧化速率增大，其主要原因是__________________________________________________________________________。
(3)制取MgSO4·H2O晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是_______________________________________________；补充完整制取MgSO4·H2O晶体的实验方案：向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中，___________。(已知：Fe3+、Al3+在pH≥5时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从MgSO4饱和溶液中结晶出MgSO4·7H2O，MgSO4·7H2O在150~170℃下干燥得到MgSO4·H2O，实验中需要使用MgO粉末)
真题研析·规律探寻
固液反应：固体放三颈瓶，滴液漏斗滴加液体，H2SO4溶液的滴加速率要慢，以免H2SO4过量
2SO32-+O2==2SO42-
催化剂
pH增大，抑制SO32-的水解，反应物SO32-的浓度增大，故可加快氧化速率
用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液
分批加入少量氧化镁粉末，搅拌，直至用pH试纸测得pH≥5，过滤；将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥
调节pH≥5除去Fe3+、Al3+杂质，分批加入少量MgO粉末，以免pH过高
3. (2023 江苏卷，17)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。(1)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为_______________________________________；载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2，其原因是___________。
真题研析·规律探寻
转化后产物KOH可回收至“吸收”
Li和K的相对原子质量分别为7和39
KHCO3+Ca(OH)2= CaCO3+KOH+H2O
相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳
(2)合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一、尿素合成主要通过下列反应实现反应Ⅰ：NH3(g)＋CO2(g)=NH2COONH4(l)反应Ⅱ：NH2COONH4(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的ΔH =___________(填“=0”或“>0”或“<0”)。
②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]和尿素转化为氰酸铵(NH4OCN)等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2的物质的量之比为n(NH3) ； n(CO2) ＝4：1，其实际投料比值远大于理论值的原因是___________。
真题研析·规律探寻
氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高
升高温度反应Ⅰ的lgK减小，说明温度升高平衡逆向移动，正反应为放热反应
<0
适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比，氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高
(3)催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率( )随电解电压的变化如图乙所示。
其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。①当电解电压为U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为___________(填化学式)。②当电解电压为U2V时，阴极由HCO3-生成CH4的电极反应式为___________________________________。③当电解电压为U3V时，电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为___________(写出计算过程)。
真题研析·规律探寻
碱性条件
氢离子得电子变成氢气
H2
HCO3-+8e-+6H2O=CH4+9OH-
4．(2023 北京卷，18)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe3+。(1) “浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除FeS2，有利于后续银的浸出：矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。①“浸锰”过程中，发生反应MnS+2H+= Mn2++H2S↑，则可推断：Ksp(MnS) (填“>”或“<”) Ksp(Ag2S)。②在H2SO4溶液中，银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有 。
真题研析·规律探寻
二氧化锰可将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Mn2+
硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸
>
Fe3+、Mn2+
(2) “浸银”时，使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。①将“浸银”反应的离子方程式补充完整： 。 Fe3++Ag2S+ +2[AgCl2]- +S②结合平衡移动原理，解释浸出剂中Cl-、H+的作用： 。(3) “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。①该步反应的离子方程式有 。②一定温度下，Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释t分钟后Ag的沉淀率逐渐减小的原因： 。
(4)结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势： 。
真题研析·规律探寻
铁粉可将[AgCl2]-还原为单质银，过量铁粉可以与铁离子发生反应
Fe2+会被空气中的氧气缓慢氧化为Fe3+，Fe3+把部分Ag氧化为Ag+
S元素化合价升高，Fe元素化合价降低
2Fe3++Ag2S+4 Cl- 2Fe2++2[AgCl2]- +S
Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-，使平衡正向移动，提高Ag2S的浸出率；H+是为了抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH)3沉淀
2[AgCl2]- +Fe3+=Fe2++2Ag+4Cl- 、2Fe3++Fe=3Fe2+
Fe2+被氧气氧化为Fe3+，Fe3+把Ag氧化为Ag+
可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中，得到MnSO4，同时将银元素和锰元素分离开；生成的Fe3+还可以用于浸银，节约氧化剂
真题研析·规律探寻
5 ．(2023 广东卷，18)Ni、Co 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含 Ni2+、Co2+、Al3+ 、 Mg2+)中，利用氨浸工艺可提取 Ni、Co ，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由 NH3 ·H2O 、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下，Ni2+、Co2+ 、Co3+与 NH3 形成可溶于水的配离子：lgKb(NH3 ·H2O)=-4.7；Co(OH)2 易被空气氧化为Co(OH)3 ；部分氢氧化物的 Ksp 如下表。
氢氧化物 Co (OH)2 Co (OH)3 Ni(OH)2 Al(OH)3
Mg(OH)2
Ksp 5.9 x 10-15 1.6 x 10-44 5.5 x 10-16 1.3 x 10-33
5.6 x 10-12
回答下列问题：
(1)活性MgO 可与水反应，化学方程式为 。
(2)常温下，pH=9.9 的氨性溶液中，c(NH3 ·H2O) c(NH4+) (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸” 时， 由 Co (OH)3 转化为[Co (NH3)6]2+的离子方程式为 。
MgO+H2O=Mg(OH)2
＞
2Co(OH)3 +12 NH3·H2O +SO32-=2[Co (NH3)6]2++SO42-+13H2O+4OH- 或
2Co(OH)3 +8 NH3·H2O +4NH4++SO32-=2[Co (NH3)6]2++SO42-+13H2O
两种方式
真题研析·规律探寻
(4) (NH4)2CO3 会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的 X 射线衍射图谱中， 出现了 NH4Al(OH)2CO3 的明锐衍射峰。
①NH4Al(OH)2CO3 属于 (填“ 晶体”或“非晶体”)。
②(NH4)2CO3 提高了 Ni、Co 的浸取速率，其原因是 。
(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体 A 为 。
②由 CoCl2 可制备 AlxCoOy 晶体，其立方晶胞如图。Al 与 O 最小间距大于 Co 与 O 最小间距，x 、y 为 整数，则 Co 在晶胞中的位置为 ；晶体中一个 Al 周围与其最近的 O 的个数为 。
(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体 A 含 6 个结晶水，则所得 HNO3 溶液中 n(HNO3)与 n(H2O) 的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取 Ni、Co 工艺的意义，在于可重复利用 HNO3 和 (填化学式)。
晶体
减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积
HCl
体心
12
0.4或2：5
MgO
X射线衍射图谱：明锐衍射峰
防止Ni2+水解
Al在顶点，Co在体心
顶点Al：面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个
晶体A为Mg(NO3)2·6H2O
6．(2023 海南卷，15)铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(Be3Al2Si6O18，还含有一定量的FeO和Fe2O3)生产BeO的一种工艺流程如下。
回答问题：(1)Be3Al2Si6O18中Be的化合价为_______。(2)粉碎的目的是______________________________________；残渣主要成分是_______(填化学式)。(3)该流程中能循环使用的物质是__________(填化学式)。(4)无水BeCl2可用作聚合反应的催化剂。BeO、Cl2与足量C在600~800℃制备BeCl2的化学方程式为___________________________。(5)沉铍时，将pH从8.0提高到8.5，则铍的损失降低至原来的_______%。
真题研析·规律探寻
正负化合价代数和为0
SiO2不溶于酸
+2
增大反应物的接触面积加快反应速率，提高浸取率
SiO2
(NH4)2SO4
10
硫酸铵在除铝步骤中循环利用
真题研析·规律探寻
7．(2022 湖南选择性考试)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
物质 TiCl4 VOCl3 SiCl4
AlCl3
沸点/℃ 136 127 57
180
回答下列问题：
(1)已知ΔG= ΔH-TΔS ， ΔG 的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略 ΔH 、 ΔS 随温度的变化。若ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是 。
A．C(s)＋O2(g)=CO2(g) B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g) D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
C
ΔG＜0，反应自发进行
ΔG＜0，反应自发进行
ΔG＞0，反应不能自发进行
ΔG＜0，反应自发进行
真题研析·规律探寻
(2) TiO2与C、Cl2，在600℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
物质 TiCl4 CO CO2
Cl2
分压MPa 4.59 x10-2 1.84 x10-2 3.70 x10-2
5.98x10-9
①该温度下，TiO2 与 C 、Cl2 反应的总化学方程式为 ；
②随着温度升高，尾气中CO 的含量升高，原因是 。
(3)“ 除钒”过程中的化学方程式为 ；“ 除硅、铝”过程中，分离 TiCl4 中含Si 、 Al 杂质的方法是_________。
(4)“ 除钒”和“ 除硅、铝” 的顺序 (填“ 能”或“不能”)交换，理由是 。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti 的方法相似的是 。
A ．高炉炼铁 B ．电解熔融氯化钠制钠 C ．铝热反应制锰 D ．氧化汞分解制汞
随着温度升高，CO2与C发生反应C＋CO2==2CO
高温
3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3
蒸馏
不能
若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质
AC
AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较大
“降温收尘”后钒元素主要以VOCl3存在，加入Al得到VOCl2渣
热还原法
TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5：2：4
电解法
热还原法
加热法
8．(2022 全国乙卷)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
回答下列问题：
真题研析·规律探寻
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4
BaCO3
Ksp 2.5 × 10-8 7.4 × 10-14 1. 1 × 10-10
2.6 × 10-9
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3
Pb(OH)2
开始沉淀的 pH 2.3 6.8 3.5
7.2
完全沉淀的 pH 3.2 8.3 4.6
9. 1
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为___________________________________，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因________________________________________。
(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是___________________________________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是__________；(ⅱ) H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为_____________________________________；(ⅲ) H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是________________。(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是_____________________。(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有____________________。
真题研析·规律探寻
溶度积常数
PbSO4(s)+CO32-(aq)= PbCO3(s)+SO42-(aq)
Fe2+
Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O
作还原剂
Fe(OH)3、Al(OH)3
Ba2+、Na+
氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性
氧化还原反应
Pb化合价降低
查阅金属氢氧化物沉淀时的pH
碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化，碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+
真题研析·规律探寻
压强、接触面积、浓度
9 ．(2022 全国甲卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、 电镀、医学上有诸多应用。硫 酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为 ZnCO3 ，杂质为 SiO2 以及 Ca 、Mg 、Fe 、Cu 等的化合物。其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表：
离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+
Mg2+
K sp 4.0 x10一38 6.7 x10一17 2.2 x10一20 8.0x10一 16
1.8x10一 11
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 。
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有 、 。
增大压强
将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等
真题研析·规律探寻
NH3污染空气，且经济成本较高
(3)加入物质 X 调溶液pH=5 ，最适宜使用的 X 是 (填标号)。
A ．NH3 ·H2O B ．Ca(OH)2 C ． NaOH
滤渣①的主要成分是 、 、 。
(4)向80 ~ 90℃ 的滤液①中分批加入适量 KMnO4 溶液充分反应后过滤，滤渣②中有 MnO2 ，该步反应的离子方程式为 。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是 。
(6)滤渣④与浓 H2SO4 反应可以释放 HF 并循环利用，同时得到的副产物是 、 。
B
Fe(OH)3
CaSO4
SiO2
3Fe2++ MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
置换Cu2+为Cu从而除去
CaSO4
MgSO4
不会引入新的杂质，且成本较低
NaOH会引入杂质Na+，且成本较高
Ksp计算各离子完全沉淀时pH＜5的只有Fe3+，CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸
Zn+Cu2+=Zn2+=Cu
滤渣④为CaF2、MgF2
回答下列问题：Ⅰ．硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为_______________________________________________；SiHCl3的电子式为__________________。Ⅱ．将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：① SiCl4(g)+ H2(g) SiHCl3(g)+HCl (g) H1>0② 3SiCl4(g)+2 H2(g)+ Si(s)+ 4SiHCl3(g) H2<0③ 2SiCl4(g)+ H2(g)+ Si(s) +HCl (g) 4SiHCl3(g) H3 (1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备，写出产生H2的电极名称______(填“阳极”或“阴极”)，该电极反应方程式为_________________________________________。
真题研析·规律探寻
阴极发生还原反应
10．(2019年天津高考化学)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
阴极
2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑
真题研析·规律探寻
当 G=0时，对应的横坐标温度是1000℃
(2)已知体系自由能变 ， G<0时反应自发进行。三个氢化反应的 G与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是____________；相同温度下，反应②比反应①的 G小，主要原因是______________________________。
(3)不同温度下反应②中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是______(填序号)。
a．B点： b． ：A点>E点 c．反应适宜温度： ℃
(4)反应③的 H3=__________(用 H1、 H2表示)；温度升高，反应③的平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外，还有_____________(填分子式)。
1000℃
H2< H1导致反应②的 G小
a、c
H2- H1
减小
HCl、H2
焓变影响大
E点的正(或逆)反应速率均大于A点
SiHCl3的转化率较高
B点反应正向进行
①反向，与反应②相加
放热
HCl用于粗硅提纯第1步，三个可逆反应中剩余的H2也可循环使用
11．(2021 山东卷)工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7 2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：
(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是__________________________________。(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol L-1时，可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为____________；酸化的目的是___________________________________________________；Fe元素在_________(填操作单元的名称)过程中除去。
真题研析·规律探寻
增大反应物接触面积，提高化学反应速率
4.5≤pH≤9.3
使2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率
浸取
利用热量使O2向上流动
pH≥4.5，Al3+除尽，当溶液pH＞9.3时，H2SiO3会再溶解生成SiO32-
滤渣Fe2O3除去
(3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致______________________________________；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有________。(4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在_______ (填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为________________。
真题研析·规律探寻
Na2SO4 10H2O的溶解度随温度升高先增大后减小
所得溶液中含有大量Na2SO4 10H2O
H2SO4
阳
Na＋
Cr2O72-在氢离子浓度较大的阳极室制得
阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成
真题研析·规律探寻
①沉淀的最小浓度控制；②沉淀转化的条件
沉淀溶解平衡的相关应用
01
①反应速率控制；②化学平衡移动；③化学平衡常数的应用；④反应条件的控制
反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应
02
①强弱规律；②守恒规律；③选择规律
氧化还原反应的具体应用
03
①水解规律；②水解反应的控制(抑制或促进)
盐类水解的具体应用
04
核心提炼·考向探究
1．温度的控制
原料→预处理→核心化学反应→产品的分离与提纯→目标产物
①加快反应速率或溶解速率；
②促进平衡向吸热方向移动；
③除杂，除去热不稳定的杂质；
④使沸点相对较低的原料气化
①防止某物质在高温时会溶解(或分解) ；
② 使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)；
③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；
④降低晶体的溶解度，减少损失
①防止某种物质温度过高时会分解或挥发；
②为了使某物质达到沸点挥发出来；
③使催化剂的活性达到最好；
④防止副反应的发生；
⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求；
⑥”溶解度“，根据溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法 ( 蒸发结晶或浓缩结晶)
升温
降温
控温(用水浴或油浴控温)
核心提炼·考向探究
2．浓度、压强的控制
原料→预处理→核心化学反应→产品的分离与提纯→目标产物
增大反应物浓度 、 加压
③生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率
减压蒸馏——减小压强，降低液体的沸点，防止某些物质分解，如：浓HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3
①可加快反应速率 ，有气体则涉及平衡移动。但加压需考虑设备、成本；
②加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中不适宜；
核心提炼·考向探究
3．pH、体系环境氛围及其它条件的控制
原料→预处理→核心化学反应→产品的分离与提纯→目标产物
控制溶液的PH
酸性、 碱性或某种环境氛围
(3)营造还原性氛围：加热煮沸酸液后再冷却，其目的是排除酸溶液中的氧气，防止被氧化；
(1)目的：利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。
(2)原则：原则加过量的除杂剂而不引进新的杂质，分两种情况：
①要滤液，可加固体沉淀剂消耗H＋或OH—，如除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+，可通过加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等；
②要滤渣，需加入碱性溶液，如氨水或氢氧化钠溶液，调低PH值的原则与调高PH的原则相同；
(3)题目呈现方式：表格数据形式；“已知信息”给出需求的“适宜PH范围”的信息；
(4)解题步骤：①判断溶液呈酸(或碱)性； ②判断调高还是调低； ③选择合适的调节剂。
(1)蒸发或结晶时，加入相应的酸或碱，以抑制某些盐的水解；
(2)需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3 、MgCl2等含水晶体，以防止水解；
(4)营造氧化性氛围：加入氧化剂进行氧化，如加入绿色氧化剂 H2O2 将 Fe2+ 氧化转化为Fe3+
题型特训·命题预测
1．(2024·河南三门峡高三阶段性考试)钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图：
回答下列问题：(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是 。(2)钪锰矿石中含铁元素，其中Fe2+易被氧化为Fe3+的原因是 。(从原子结构角度解释)(3)常温下，先加入氨水调节pH=3，过滤，滤渣主要成分是 。(已知：Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13，Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39，Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31)
将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入H2O2中，并不断搅拌
Fe2+的价层电子排布式为3d6，易失去1个电子达到半充满的稳定结构
Fe(OH)3
题型特训·命题预测
(4)“沉钪”时得到草酸钪的离子方程式是： 。(5)草酸钪晶体[Sc2(C2O4)3 6H2O]在空气中加热， 随温度的变化情况如图所示。250℃时，晶体的主要成分是 (填化学式)。550～850℃发生反应的化学方程式为 。
2Sc3++ 3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+ 6H+
Sc2(C2O4)3·H2O
题型特训·命题预测
2．(2024·山东枣庄高三期中)钒酸钇(YVO4)广泛应用于光纤通信领域，一种用废钒催化剂(含 V2O5、K2O、SiO2少量Fe2O3制取YVO4的工艺流程如下：
已知：V2O2(OH)4既能与强酸反应，又能与强碱反应。 回答下列问题：(1)V2O2(OH)4中V元素的化合价为 。(2)“还原酸浸”时，钒以VO2+浸出，“浸出液”中还含有的金属离子是 。V2O5被还原的离子方程式为 。(3)常温下，“钒、钾分离”时，pH 对钒的沉淀率的影响如图所示：pH＞7时，随pH增大钒的沉淀率降低的原因可能是 。
(4)结合“碱溶”和“沉钒”可知，、氧化性更强的是 ，“沉钒”时发生反应的化学方程式为 。(5)某废钒催化剂中V2O5的含量为26.0%，某工厂用1吨该废钒催化剂且用该工艺流程生产YVO4，整个流程中V的损耗率为30.0%，则最终得到 YVO4 。
+4
Fe2+、K+
4H++V2O5+ SO32-=2VO2++ SO42-+2H2O
V2O2(OH)4能与强碱反应，碱性越强，V2O2(OH)4损耗率越大
ClO3-
NH4Cl+NaVO3=NH4VO3↓+NaCl
408kg
题型特训·命题预测
3．(2023·陕西省西安市二模)HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧——水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
已知：I.MoO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。II.高温下，NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。III.Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。请回答下列问题：(1)请写出“气体”中属于最高价氧化物的电子式：___________。(2)请写出“焙烧”过程中MoS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式：_____，_____。(3)“浸渣”的成分为______(填化学式)；“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有________(填化学式)。
NiO
NaVO3、NaHCO3
题型特训·命题预测
(4)“沉钒”时提钒率随初始钒的浓度及氯化铵的加入量的关系如图所示，则选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为__________、___________。
(5)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀，请写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：______________________。(6)在实际的工业生产中，“沉钼”前要加入NH4HS进行“除杂”，除掉溶液中微量的Cu2+，则反应Cu2++HS-=CuS+H+的K=______。
20g L-1
10g L-1
1021
题型特训·命题预测
4．(2023·安徽省宣城市二模)高纯氧化铁(Fe2O3)是制造软磁铁氧体主要原料，而后者广泛应用于电工电信设备。以窑尾灰为原料制造高纯氧化铁工艺流程图如下(已知窑尾灰的主要成分为Fe、C、FeO、Fe2O3、CaO、Al2O3、MgO、SiO2)
据此回答下列问题：(1)滤渣1的主要成分为______________；证明滤液1中含有Fe2+的试剂可以是_____________________________。(2)“还原”过程加铁粉的目的是____________________。(3)若滤液2中c(Fe2+)=2mol·L-1则“调pH”范围是__________________________(lg2≈0.3)。(4)若滤渣3中既有CaF2又有MgF2，则滤液4中 =_______(化为最简整数比)。(5)写出“沉淀”过程中的离子反应方程式：_____________________________________。(6)“灼烧”过程中的化学方程式为：___________________。
当 c(Mn+)≤10-5mol ·L-1 时，认定沉淀完全；25℃时，各物质的溶度积常数如下： 物质 CaSO4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 CaF2
MgF2
Ksp 9.0 × 10-6 8.0 × 10-16 4.0 × 10-38 1.0 × 10-30.5 5.0 × 10-9
7.5 × 10-11
C、SiO2、CaSO4
酸性KMnO4或者K3[ Fe( CN)6]溶液
将Fe3+还原为Fe2+
5.5≤pH <6.3
200：3
Fe2+ +2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑
题型特训·命题预测
5．(2023·辽宁省鞍山市二模)钼酸钠(Na2MoO4)是一种金属缓蚀剂，金属钼是重要的合金材料，下图是由辉钼矿(钼元素的主要存在形式为MoS2)生产两种物质的流程：
请回答下列问题：(1)Mo为第五周期元素，与Cr同族，其基态原子价层电子排布式为_______；(2)辉钼矿在空气中焙烧时，加入氧化物X可减少空气污染物的排放，烧渣中Mo以CaMoO4的形态存在，则X为_______(填化学式)，焙烧方程式为_______________________________；(3)已知：25℃时，Ksp(CaMoO4)=1.6×10－5，则该温度下，CaMoO4饱和溶液中Ca2+的浓度为_____ ；
4d55s1
CaO
0.16
题型特训·命题预测
(4) Na2CO3溶液在对烧渣进行浸出时，温度对浸出率的影响如下图所示：
“操作1”需选择“高压浸出”的理由是________________________________________________；(5)从上述流程中可分析出MoO3属于____________(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)；(6)由MoO3获得Mo可以选择H2做还原剂，相关说法正确的是_______(填代号)；a.其原理属于热还原法冶金b. Mo的金属活动性可能位于Mg、Al之间c.工业上可用Na与钼酸盐溶液直接作用冶炼钼(7)已知MoS2晶体有类似石墨的层状结构，预测其可能的用途是_______。
常压无法使溶液的温度上升至浸出率较高的150℃左右
酸性氧化物
a
润滑剂
03
化学工艺流程及
物质提纯
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以 Cr2O72-存在，在碱性介质中以 CrO42-存在。
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 (填化学式) 。
(2)水浸渣中主要有 SiO2 和 。
(3)“沉淀”步骤调pH 到弱碱性，主要除去的杂质是 。
(4)“ 除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以 MgSiO3 和 MgNH4PO4 的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈ 9 以达到最好的除杂效果，若pH<9 时，会导致 ；pH>9 时，会导致 。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH 调到 1.8 左右得到 V2O5 沉淀，V2O5 在pH < 1 时，溶解为 VO2+或 VO3+ 在碱性条件下，溶解为 VO3-或 VO43- ，上述性质说明 V2O5 具有 (填标号)。
A ．酸性 B ．碱性 C ．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为 。
真题研析·规律探寻
1 ．(2023 全国新课标卷，27)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要 杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
Na2CrO4
Fe2O3
SiO32-
不能形成MgNH4PO4沉淀
不能形成MgSiO3沉淀
C
2Cr2O72-+3S2O52-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O
铬的最高价为+6价，碱性条件
二氧化硅、氧化铁不溶于水
硅元素转化为硅酸沉淀
pH>9时，会导镁离子生成氢氧化钠沉淀
与酸与碱溶液发生生成盐和水
真题研析·规律探寻
2．(2023 湖北省选择性考试，16)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：(1)Co位于元素周期表第_______周期，第_______族。(2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，“500℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因________________________________。(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体Na2CO3常用方法的名称是_______。(4)已知Ksp[Co(OH)2]= 5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中Co2+浓度为_______ mol·L-1。“850℃煅烧”时的化学方程式为_____________________________。(5)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有_______(填标号)。a．Si-Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大c．Si-Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道
4
Ⅷ
SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl
焰色反应
5.9×10-7
abd
27号元素，原子有4个电子层，价电子排布为3d74s2
SiCl4遇水剧烈水解
Li:紫红色，Na:黄色
键能越大化学键越稳定且不易断裂
真题研析·规律探寻
3．(2023 辽宁省选择性考试，16)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含(Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
回答下列问题：(1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_____________________________________(答出一条即可)。(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，1 mol H2SO5中过氧键的数目为_______。(3)“氧化”中，用石灰乳调节pH=4，Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为_______( H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnO2、____________(填化学式)。
物质 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2
Mg(OH)2
Ksp 10-37.4 10-14.7 10-14.7
10-10.8
适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
NA
Mn2++HSO3-+H2O=MnO2+SO42-+3H+
Fe(OH)3
pH=4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁
真题研析·规律探寻
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn (Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时，Mn (Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn (Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钴镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成CoO(OH)，该反应的化学方程式为_______。(6)“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25℃)，需控制pH不低于_______(精确至0.1)。
9.0%
SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低Mn2(Ⅱ)氧化速率
4Co(OH)2+O2=4CoO(OH)+2H2O
11.1
看图
氢氧化镁：Ksp=10-10.8， Mg2+完全沉淀，c(Mg2+)=10-5mol/L，c(OH-)=10-2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L
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4．(2023 山东卷，17)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10－3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。回答下列问题：
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回答下列问题：(1)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+H2O [B(OH)4]- +H+ (常温下，Ka=1.010-9.34)；B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下，在 硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液pH=_____。(2)滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)；精制Ⅰ后Li+溶液中的浓度为2.0 mol·L-1，则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在___________ mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加______的用量(填化学式)。(3)精制Ⅱ的目的是_________________________________________________；进行操作X时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致____________________________________________。
[B4O5(OH)4]2-+5H2O=2B(OH)3+2[B(OH)4]-
9.34
CaSO4
5.5×10－4
纯碱
加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+转化为CaCO3(或除去精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+)，提高Li2CO3纯度
盐酸
浓缩液中因CO32-浓度过大使得Li+过早沉淀，即浓缩结晶得到的NaCl中会混有Li2CO3，最终所得Li2CO3的产率减小
B元素守恒,B(OH)3和[B(OH)4]-的浓度均为0.5mol·L-1
CaSO4微溶于水
饱和碳酸钠溶液沉锂
除去Ca2+
除去剩余的碳酸根离子
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5． (2022 江苏卷)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下： (1)“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2，该反应的离子方程式为___________________________。(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中Cl-含量与加料方式有关。得到含Cl-量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为_______(填序号)。A．将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中 B．将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为Ce3+ (水层)+3HA(有机层) Ce(A)3 (有机层)+3H+(水层)①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是____________________________。
2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
B
降低溶液中氢离子的浓度，促进碳酸氢根离子的电离，增大溶液中碳酸根离子的浓度
保持CeCl3少量
增大碳酸根离子的浓度有助于生成产物
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②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有______________________(填两项)。③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤Ce2(CO3)3溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化学式)。(4)实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为。请补充完整实验方案：①准确量取25.00mL Ce3+溶液[c(Ce3+)约为0.2 mol·L-1]，加氧化剂将完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到容量瓶中后定容；②按规定操作分别将0.02000 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2和待测溶液装入如图所示的滴定管中：③_________________________________________。
酸性条件，多次萃取
Ce3+
从左侧滴定管中放出一定体积的待测 Ce4+溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用0.02000 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积
萃取原理
水溶液中含有浓度较大的Ce3+
标准液滴定待测Ce4+溶液，用苯代邻氨基苯甲酸作指示剂
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6．(2022 北京卷)铵浸法由白云石[主要成分为CaMg(CO3)2，含Fe2O3、SiO2杂质]制备高纯度碳酸钙和氧化镁。其流程如下：
已知：
(1)煅烧白云石的化学方程式为________________________________。(2)根据下表数据分析：
物质 Ca(OH)2 Mg(OH)2 CaCO3
MgCO3
Ksp 5.5X10-6 1.8X10-12 2.8X10-9
3.5X10-8
n(NH4Cl)：n(CaO) CaO 浸出率/% MgO 浸出率/% w (CaCO3)理论值/%
w (CaCO3)实测值/%
2. 1:1 98.4 1. 1 99.7
-
2.2 :1 98.8 1.5 99.2
99.5
2.3 :1 98.9 1.8 98.8
99.5
2.4 :1 99. 1 6.0 95.6
97.6
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已知：i．对浸出率给出定义ii．对w (CaCO3)给出定义①“沉钙”反应的化学方程式为_____________________________________。②CaO浸出率远高于MgO浸出率的原因为________________________________________________。③不宜选用的“n(NH4Cl)：n(CaO)”数值为___________。④w (CaCO3)实测值大于理论值的原因为_______________________________。⑤蒸馏时，随馏出液体积增大，MgO浸出率可出 增加至 ，结合化学反应原理解释MgO浸出率提高的原因为_______________________________________________________________________________________。(3)滤渣C为___________。(4)可循环利用的物质为__________________。
CaCl2+NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+NH4Cl+H2O
Ca(OH)2的溶度积大于Mg(OH)2，溶液中Ca(OH)2能与NH4Cl反应，而Mg(OH)2不能
2.4：1
反应加入的CaO也转化为CaCO3
蒸馏时，NH3逸出促进NH4+水解，溶液中H+浓度增大，有利于Mg(OH)2完全转化为MgSO4
SiO2、Fe2O3
NH4Cl、(NH4)2SO4
溶液中氢氧化钙的浓度大于氢氧化镁
氧化镁浸出率最高，碳酸钙最低
氨气逸出促进铵根离子水解
氧化铁、二氧化硅不溶于水
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7．(2022 广东选择性考试)稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8，Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至___________________的范围内，该过程中Al3+发生反应的离子方程式为_________________________。
离子 Mg2+ Fe3+ Al3+
RE3+
开始沉淀时的 pH 8.8 1.5 3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的 pH / 3.2 4.7
/
Fe2+
4.7≤pH<6.2
Al3++3OH-= Al(OH)3↓
Fe2+氧化为Fe3+
Al3+沉淀完全的pH：4.7，RE3+开始沉淀的pH：6.2~7.4
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(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2+浓度为2.7g·Lˉ1。为尽可能多地提取RE3+，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO―)低于____________ mol·L-1 (保留两位有效数字)。(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率，其原因是___________________________。②“操作X”的过程为：先___________，再固液分离。(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有______________(写化学式)。(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1molPt3Y转移_______ mol电子。②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为_______。
4.0×10-4
加热搅拌可加快反应速率
冷却结晶
MgSO4
15
O2+4e-+2H2O=4OH-
月桂酸熔点为44℃
Y:+3价，Pt为+4价，Pt3Y中金属均为0价
正极发生还原反应
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8．( 2019年新课标Ⅲ卷)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(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[c0(Mn+)=0.1 mol·L 1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
(1)“滤渣1”含有S和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
SiO2(不溶性硅酸盐)
MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
二氧化锰和硫化锰发生氧化还原反应
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(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。(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Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y= 时，z=___________。
将Fe2+氧化为Fe3+
4.7
NiS和ZnS
F 与H+结合形成弱电解质HF，MgF2 Mg2++2F 平衡向右移动
Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
二氧化锰作为氧化剂
Fe3+和Al3+沉淀完全
Na2S除锌离子和镍离子
酸度过大，F-浓度减低
1+2x+3y+4z=6，x=y=1/3
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9．( 2019年新课标Ⅰ卷) 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，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。(2)步骤②需要加热的目的是_________________，温度保持80~95 ℃，采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为__________(填标号)。
碱煮水洗
加快反应速率
水浴加热
C
油污在碱性条件下容易水解
温度比较恒定且低于水的沸点
氢氧化钠溶液吸收硫化氢气体,防止倒吸
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(3)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。(4)步骤⑤的具体实验操作有_______________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为___________________________。
将Fe2+全部氧化为Fe3+，不引入新的杂质
因为H2O2本身易分解，所以在加入时需分量加入，同时为了防止Fe3+水解
加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
NH4Fe(SO4)2 12H2O
H2O2具有氧化性，其还原产物为H2O，不会引入新的杂质
氢氧化钠溶液吸收硫化氢气体,防止倒吸
设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2 xH2O，其相对分子质量为266+18x，1.5个水分子的相对分子质量为1.5×18=27，则27/(266+18x)=5.6%，解得x=12
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物理方法
过滤、蒸发、蒸馏、分液、萃取、结晶、重结晶、渗析
1
化学方法
沉淀法、热分解法、电解法、氧化还原法
2
做题方法
审题粗看流程图，节约时间，看问题作答，容易的题迅速写下，做到“笔过留分”，难的再结合流程、信息回答
3
核心提炼·考向探究
原料→预处理→核心化学反应→产品的分离与提纯→目标产物
物质分离的常用方法
获得产品阶段的主要操作
常见实验操作“目的或原因”分析
过滤——分离难溶物质和易溶物：(热滤或抽滤)
萃取和分液——利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提纯分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴
蒸发结晶——提纯溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl
冷却结晶——提纯溶解度随温度变化较大的溶质，易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等
蒸馏与分馏——分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油
冷却法——利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气
洗涤
蒸发时的气体氛围抑制水解——如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解
蒸发浓缩、冷却结晶——除K2Cr2O7中的少量NaCl；除KNO3中的少量NaCl
蒸发结晶、趁热过滤——除NaCl中的少量K2Cr2O7；除NaCl中的少量KNO3
水洗：洗去晶体表面的杂质离子(适用于溶解度小的物质)
冰水洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗(适用于高温溶解度大、低温溶解度小的物质)
醇洗(常用于溶解度较大的物质)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗(若对溶解度小的物质进行醇洗，则是为了洗去杂质离子，并使其尽快干燥)
温度不高于××℃的原因——温度过高××物质分解或××物质挥或××物质氧化或促进××物质水解
减压蒸馏(减压蒸发)的原因——减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解
蒸发、反应时的气体氛围——抑制××离子的水解
配制某溶液前先煮沸水的原因——除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
反应容器中和大气相通的

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