热点题型02 无机小流程分析-2025年高考化学精准突破与深度解析综合训练(八省通用版)(含答案)

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热点题型02 无机小流程分析-2025年高考化学精准突破与深度解析综合训练(八省通用版)(含答案)

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热点题型02 无机小流程分析
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,具有较强的实用性和综合性,是近几年高考化学试题的常考题型。
预测2025年高考仍会采用工艺流程图的形式,以元素化合物知识为载体,围绕原料的预处理考查影响速率的因素;围绕经济原则考查循环利用。围绕产品纯度考查物质的分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤);围绕核心反应或副反应考查物质变化及定量关系;陌生方程式的书写与含量计算是化工流程题的重要组成部分,也是学生失分较多的能力点,复习时应加以重视!
一、无机工艺流程试题的结构模型
流程图一般三大部分:原料预处理、核心化学反应、产品的分离与提纯
示例:NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工
艺如下:
二、这类题常围绕以下几个知识点进行设问:
(1)反应速率与平衡理论的运用
反应物颗粒大小:反应速率、原料的利用率等
温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等
(2)氧化还原反应规律的应用、化学方程式或离子方程式的书写;(3)利用控制pH分离除杂;
(4)化学反应的能量变化;(5)实验基本操作:制备、除杂、分离、提纯、检验、洗涤、干燥等;
(6)流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;
(7)环境保护与绿色化学评价。
三、破题“三方法”
①首尾分析法:对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答
②分段分析法:对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题,用分段分析法更容易找到解题的切入点
③交叉分析法:有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品,这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线,然后上下交叉分析
四、常用的化工术语
①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。
②灼烧(煅烧)——使固体在高温下分解、氧化或改变结构和组成;使一些物质能溶解;使一些杂质在高温下氧化、分解。
③酸浸——通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤操作除去。
④蒸发浓缩——蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度。
⑤蒸发结晶——蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会以晶体形式析出水洗——用水(冷水、冰水、热水)洗去可溶性杂质,类似的还有酸洗、醇洗等。
五、分离、提纯
1.过滤:固液分离的一种方法,主要有常压过滤、减压过滤、热过滤
(1)常压过滤:通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除,但值得注意的是需要分析对产品的需求及生产目的的综合考虑,准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分,准确判断是留下滤液还是滤渣
(2)减压过滤(抽滤):减压过滤和抽滤是指一种操作,其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤,抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤,有时候还可以过滤掉气体,并能达到快速干燥产品的作用
(3)趁热过滤:趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤,但是由于常规过滤操作往往耗时较长,这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而使溶质析出,影响分离效果。因此可使用热过滤仪器、将固液混合物的温度保持在一定范围内进行过滤,所以又称为热过滤
2.蒸发结晶
(1)适用范围:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如:NaCl
(2)蒸发结晶的标志:当有大量晶体出现时,停止加热,利用余热蒸干
(3)实例①从NaCl溶液中获取NaCl固体
a.方法:蒸发结晶 b.具体操作:加热蒸发,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干
②NaCl溶液中混有少量的 KNO3溶液
a.方法:蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥 b.具体操作:若将混合溶液加热蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl,母液中是KNO3和少量NaCl,这样就可以分离出大部分NaCl
c.趁热过滤的目的:防止KNO3溶液因降温析出,影响NaCl的纯度
3.冷却结晶
(1)适用范围:提取溶解度随温度变化较大的物质(KNO3)、易水解的物质(FeCl3)或结晶水化合物(CuSO4·5H2O)
(2)蒸发结晶的标志:当有少量晶体(晶膜)出现时(3)实例:KNO3溶液中混有少量的 NaCl溶液
a.方法:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
b.具体操作:若将混合溶液加热蒸发后再降温,则析出的固体主要是KNO3,母液中是NaCl和少量KNO3,这样就可以分离出大部分KNO3
4.沉淀洗涤时洗涤剂的选择
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 溶解度随温度升高而升高,且变化较大 除去固体表面吸附着的××杂质,减少固体因为洗涤液温度高造成溶解损失
热水 溶解度随着温度升高而降低 除去固体表面吸附着的××杂质,减少固体因为洗涤液温度低造成溶解损失
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解损失;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,加快干燥速率
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解
洗涤沉淀的方法:向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次
检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净
5.重结晶:将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液,又重新从溶液结晶的过程
6.萃取与反萃取
①萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂(萃取剂)把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来的过程,萃取后需要分液。如:用CCl4萃取溴水中的Br2
②反萃取:在溶剂萃取分离过程中,当完成萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施,往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取,为萃取的逆过程
7.蒸馏或分馏:蒸馏是利用液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体,跟其他组分分离的过程
8.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与氮气、氢气
六、控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性,使金属离子(Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+等)形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)。
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)。
③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、溶解二氧化硅等。
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。
七、控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
(1)防止副反应的发生
(2)使化学平衡移动;控制化学反应的方向
(3)控制固体的溶解与结晶
(4)控制反应速率;使催化剂达到最大活性
(5)升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发
(6)加热煮沸:促进水解,胶体聚沉后利于过滤分离
(7)趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量
(8)降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求
八、洗涤晶体
①水洗:通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质。 ②冰水洗涤:能洗去晶体表面的杂质离子,且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗。③有机溶剂洗涤(如乙醇、CCl4等):洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度,有利于析出,减少损耗等。
九、沉淀洗涤
(1)沉淀洗涤的目的:除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。
(2)洗涤方法:向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复操作2~3次。
(3)误差分析:若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多,则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。
(4)沉淀剂是否过量的判断方法
①加沉淀剂:静置,向上层清液中继续滴加少量沉淀剂,若无沉淀产生,则证明沉淀剂已过量。
②加入与沉淀剂反应的试剂:静置,取适量上层清液于另一洁净试管中,向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂,若产生沉淀,证明沉淀剂已过量。
注意:若需称量沉淀的质量而进行有关定量计算时则只能选用方法①
(建议用时:40分钟)
考向01 有关铁及其化合物转化的小流程题型
1.(2024·北京西城·一模)还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a;另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解,得溶液b.下列说法正确的是
A.铁与水蒸气反应:
B.肥皂液中产生气泡,不能证明铁与水蒸气反应生成
C.向溶液a中滴加溶液,出现蓝色沉淀,说明铁粉未完全反应
D.向溶液b中滴加溶液,溶液变红,证实了固体中含有
【答案】B
【详解】A.Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为:,故A错误;
B.肥皂液中产生气泡,只能说明有气体,还不能说明是氢气,故B正确;
C.若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀,说明含有二价铁离子,不能确定二价铁离子来自铁粉还是Fe3O4,故C错误;
D.若滴加KSCN溶液后变红色,说明含三价铁离子,黑色固体有Fe3O4也能产生三价铁离子,故D错误。
答案选B。
2.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)实验室由炼钢污泥(简称铁泥,主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料。其主要实验流程如下:
下列说法错误的是
A.酸浸:用一定浓度的硫酸浸取铁泥,能提高铁元素浸出率的措施有适当升高温度,加快搅拌速度
B.还原:向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉,可用KSCN溶液检验是否完全还原
C.沉铁:将提纯后的溶液与氨水混合溶液反应,生成沉淀的离子方程式为
D.沉铁步骤中为防止生成,应在搅拌下向氨水混合溶液中缓慢加入溶液
【答案】D
【详解】A.实验中适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度都能提高铁元素浸出率,缩短酸浸时间会降低铁元素浸出率,故A正确;
B.可利用KSCN溶液检验Fe3+是否被完全还原,故B正确;
C.FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,Fe2+与CO结合生成FeCO3沉淀,促进了HCO的电离,离子方程式为,故C正确;
D.Fe(OH)2开始沉淀的pH约为6.5,沉铁步骤中为防止生成,应控制溶液的pH不大于6.5,与缓慢加入溶液无关,故D错误;
故选D。
3.(2024·河南·调研)锰主要用于钢铁工业生产锰合金钢,工业上由碳酸锰矿粉(主要成分为,另含、、杂质)制备锰的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“浸渣”的主要成分为
B.“沉铁”时发生反应的离子方程式为
C.“电解”过程中增大溶液中的,电解效率增大
D.该工艺流程中,溶液可循环使用
【答案】C
【详解】A.碳酸锰矿中只有不溶于溶液,故可知“浸渣”的主要成分为,A正确;
B.根据流程可知,“沉铁”时发生反应的离子方程式为,B正确;
C.电解”过程中增大溶液中的,会在阴极放电,导致电解效率减小,C错误;
D.电解后得到的“电解液”为溶液,“酸浸”时需要向碳酸锰矿粉中加入溶液,故可知该工艺流程中,溶液可循环使用,D正确;
故选C。
4.(2025·四川·模拟预测)是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的废渣可以通过如下流程纯化。
已知:“铝热还原”时,转化为难溶于酸和碱的转化为;“浸取”时,溶于盐酸生成易被空气氧化的。
下列说法错误的是
A.具有弱氧化性 B.“浸取”需要惰性气体保护
C.“滤液”中存在和 D.来自于和盐酸的反应
【答案】D
【详解】A.TiO2中Ti为高价态,具有氧化性,A正确;
B.“铝热还原”后,会有产生,其中有低于+3价的钛元素,“浸取”时,溶于盐酸生成易被空气氧化的,因此“浸取”需要惰性气体保护,B正确;
C.Ti4+转化为TiO2·xH2O分离,滤液含有Fe3+、Ca2+,C正确
D.铝热反应中铁的氧化物转化为铁单质,故氢气是铁、过量铝粉与盐酸反应产生的,D错误;
答案选D。
5.(2024·陕西延安·一模)《开宝本草》记载:取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处理之一百日。铁上衣生,铁华成矣。铁华粉[主要成分为]可用如下方法检测。
下列说法不正确的是
A.“浸取”时为了提高酸浸效率,可以搅拌或延长浸取时间
B.“操作a”需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
C.在铁华粉中加入稀硝酸,再滴加KSCN溶液,溶液一定会变红
D.由上述实验可知,结合的能力大于
【答案】C
【详解】A.“浸取”时,搅拌或延长浸取时间可以让原料充分反应,从而提高“浸取”效率,故A项正确;
B.由流程可知,“操作a”是过滤,过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,故B项正确;
C.根据上述分析可知,铁华粉中含有铁单质,硝酸的量比较少时,生成的能与Fe发生反应生成,当溶液中不存在时,滴入KSCN溶液不会变红,故C项错误;
D.由实验可知,氢氧根离子能与蓝色沉淀反应,生成棕色沉淀,即有氢氧化铁沉淀生成,说明氢氧根离子结合铁离子的能力强于,故D项正确;
故本题选C。
6.(2024·河北衡水·二模)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下图。下列说法正确的是
A.试剂a是铁,试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所用仪器完全相同
C.试剂c可以为氯气,相应的反应为2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
【答案】C
【详解】A.据分析,试剂a是铁,试剂b是稀盐酸,A错误;
B.由上述分析可知,操作Ⅰ、Ⅱ是过滤,操作Ⅲ是蒸发浓缩、冷却结晶,所用仪器不同,B错误;
C.滤液X、Z中均含有FeCl2,C为氯气,氯气把亚铁离子氧化铁离子,反应为:2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+,C正确;
D.亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化,用酸性KMnO4溶液不能检验溶液W中是否还有Fe2+,D错误;
故选C。
7.(2024·广东·模拟预测)利用氧化锌烟尘(主要含ZnO,还含有PbO、CuO、等)制备的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.滤渣1的主要成分是,滤渣2的主要成分为Zn和Cu
B.“氧化”时,若分别用、NaClO,恰好完全反应时,消耗
C.加入ZnO“除铁”的方法是调节溶液的pH,ZnO也可以用代替
D.由滤液获得的过程需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤
【答案】B
【详解】A.从上述流程可知,“酸浸”时,PbO转化为沉淀,“除杂”时Zn置换出溶液中的Cu2+,生成Cu,故A正确;
B.“氧化”时,若用代替NaClO,两种物质分别发生如下反应为2H++2Fe2++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O,2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O,恰好完全反应时,消耗n(H2O2):n(NaClO)=1:1,,故B错误;
C.加入ZnO[或],均可调节溶液中的pH,生成沉淀,故C正确;
D.滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得,故D正确;
答案为B。
考向02 有关铝及其化合物转化的小流程题型
1.(2024·贵州·模拟预测)高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为,杂质有及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是
A.“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B.“滤渣”的主要成分是和
C.“操作Ⅰ”通入的空气可以用溶液代替
D.若流程改为先“氧化”后“调”,可能会生成
【答案】B
【详解】A.根据分析,“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂,A正确;
B.根据分析,“滤渣”的主要成分是C,B错误;
C.根据分析,“操作Ⅰ”目的是将Fe2+氧化为Fe3+,用H2O2也可以做氧化剂,且不会引人杂质,因此“操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替,C正确;
D.若先“氧化”,溶液为酸性,Na2FeO4在酸性条件下有较强的氧化性,能将盐酸中的Cl-和加入的次氯酸根反应生成Cl2,D正确;
故选B。
2.(2024·云南·联考)锂电池具有广泛应用。用废铝渣(含金属铝、锂盐等)获得电池级的一种工艺流程如图所示(部分物质已略去):

下列说法错误的是
A.①中加热后有生成
B.②生成的离子方程式:
C.由③推测溶解度:
D.④中不宜通入过多,否则会造成产率降低
【答案】B
【详解】A.①表示废铝渣(含金属铝、锂盐等)加入浓硫酸,在280℃发生氧化还原反应,浓硫酸作氧化剂,化合价降低,得到的还原产物有SO2生成,故A不符合题意;
B.滤液中含有硫酸铝、硫酸锂,硫酸铝和碳酸钠发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2,离子方程式为:2Al3++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑,故B符合题意;
C.由③可知,碳酸锂沉淀与氢氧化钙溶液反应生成氢氧化锂和碳酸钙,发生了沉淀的转化,既有溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀,溶解度:Li2CO3>CaCO3,故C不符合题意;
D.④表示氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂,不宜通入过多CO2,否则会生成碳酸氢锂,造成Li2CO3产率降低,故D不符合题意;
答案选B。
3.(2024·四川内江·一模)是用途广泛的三种金属,根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是
A.过量在中燃烧发生反应①后可直接发生反应②
B.检验反应③后溶液中是否含,可用酸性溶液
C.等浓度等体积的稀盐酸和溶液分别与足量进行反应④和⑤,生成的分子数之比为
D.教材中探究反应⑥,实验需要标注的图标有
【答案】D
【详解】A.过量在中燃烧只发生反应①,反应②可以在溶液中进行,A错误;
B.乳酸铁中,含有羟基,具有还原性也可以使酸性溶液褪色,B错误;
C.根据关系式法,,,等浓度等体积的稀盐酸和溶液分别与足量进行反应,生成的分子数之比为,C错误;
D.铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,实验过程中需要加热需要明火并防热烫,带护目镜,二氧化硫有毒需要排风,离开实验室前要清洗双手,D正确;
故选D。
4.(2024·河北石家庄·二模)A、B、C、D四种物质之间的转化关系如图所示(部分产物已略去),下列说法正确的是( )
A.若A为AlCl3溶液,B可能为氨水,反应①的离子方程式为:A13++4NH3·H2O=AlO2 + 4NH4++2H2O
B.若A为Fe,B可能为稀硝酸,反应②的离子方程式为: 3Fe+8H++2NO3 =3Fe2++2NO↑+4H2O
C.若A为NaOH溶液,B可能为CO2,可用Ca(OH)2溶液鉴别C、D溶液
D.若A为Cl2,B可能为NH3,实验室可用加热固体C的方法制取NH3
【答案】B
【详解】A. 氯化铝与氨水反应,与氨水的量的多少无关,过量的氨水不能溶解生成的氢氧化铝沉淀,故A错误;B. 铁与稀硝酸反应与量有关,硝酸过量,将铁氧化为铁离子,硝酸不足,反应生成亚铁离子,若A为Fe,B可能为稀HNO3,此时反应②的离子方程式为3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,故B正确;C. 若A为NaOH溶液,B可能为CO2,C为碳酸氢钠,D为碳酸钠,二者与Ca(OH)2溶液均生成白色沉淀,无法区分,故C错误;D. 若A为Cl2,B为NH3,则C为氯化铵,D为氯化氢,加热固体氯化铵分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢又化合生成氯化铵,不能用来制取NH3,故D错误;故选B。
5.(2024·江苏南京·模拟预测)以市售高岭土(化学成分:Al2O3、SiO2和H2O)为原料制备碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]的工艺流程如图:
已知:①结构不同的Al2O3在酸中的溶解性差别较大;
②调节AlCl3溶液的pH为4.2~4.5,沉降可得碱式氯化铝。
下列说法错误的是
A.“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸
B.“酸溶”时可用2 mol·L-1的硫酸代替4 mol·L-1的盐酸
C.“蒸发浓缩”“稀释”的目的为调节溶液的pH
D.碱式氯化铝可用于净水
【答案】B
【详解】A.根据信息①可知,“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸,故A正确;
B.由于要制备碱式氯化铝,为了不引入杂质,“酸溶”时不能用硫酸代替盐酸,故B错误;
C.根据信息②知,“蒸发浓缩”和“稀释”均能减小溶液中HCl的浓度,使溶液的pH为4.2~4.5,有利于沉降得到碱式氯化铝,故C正确;
D.碱式氯化铝可水解生成Al(OH)3胶体,胶体具有吸附性,可用于净水,故D正确;
选B。
6.(2024·安徽·模拟预测)某燃煤电厂产生的固体废弃物——粉煤灰中含有较多的氧化铝。从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如图所示,下列说法不正确的是
A.“酸浸”用的酸是硫酸
B.工业上常用电解氧化铝的方法制备铝
C.硫酸铝溶液因硫酸根水解呈弱酸性
D.氧化铝晶体是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
【答案】C
【详解】A.根据分析可知,“酸浸”用的酸是硫酸,故A正确;
B.由于氯化铝不能再熔融状态下导电,因此工业上常用电解氧化铝的方法制备铝,故B正确;
C.硫酸铝为强酸弱碱盐,是由于铝离子水解后呈现弱酸性,故C错误;
D.根据微粒间存在的作用力分析,分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型,是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体,主要是偏向共价晶体的过渡晶体,当作共价晶体来处理,故D正确;
故答案选C。
7.(2024·湖南长沙·调研)以铝土矿为原料,提取氧化铝、冶炼铝的工艺流程如下
下列说法不正确的是
A.试剂A可以是稀硫酸或盐酸
B.加入试剂B除去Mg2+、Fe3+
C.滤渣I的主要成分是SiO2
D.电解氧化铝时在阴极上定期补充炭块
【答案】D
【详解】试题分析:A.根据流程图,试剂A的目的是将铝土矿中的金属氧化物溶解,因此试剂A可以是稀硫酸或盐酸,故A正确;B.加入试剂B的目的是除去Mg2+、Fe3+,形成沉淀,故B正确;C.根据流程图,滤渣I的主要成分是SiO2,故C正确;D.电解氧化铝时应该在阳极上定期补充炭块,故D错误;故选D。
考向03 有关铜及其化合物转化的小流程题型
1.(2024·山西晋中·三模)废旧电池的回收利用对保护环境、节约资源意义重大。某化学兴趣小组利用废旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO,部分实验过程如图所示。下列叙述不正确的是
A.“溶解”过程中发生的反应有2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O
B.“溶解”操作中的空气可以用双氧水代替
C.“调节pH”过程中NaOH溶液的作用是使Cu2+转化为Cu(OH)2
D.“过滤II”所得滤渣只需洗涤,无需干燥
【答案】C
【详解】A.溶解过程中Cu与O2反应生成CuO,而后CuO再与稀硫酸反应生成CuSO4,根据氧化还原反应化合价升降守恒可知反应总方程式为2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O,故A正确;
B.双氧水是“绿色氧化剂”,能够氧化Cu生成Cu2+,因此可以代替空气,故B正确;
C.由上述分析可知,加入NaOH溶液的目的是中和过量的H2SO4,故C错误;
D.ZnCO3高温煅烧分解生成ZnO,高温条件下ZnCO3表面水分蒸发,因此“过滤II”所得滤渣只需洗涤,无需干燥,故D正确;
故答案为C。
2.(2024·云南昆明·一模)银铜合金广泛应用于航空工业。从银铜合金的切割废料中回收银和制备CuAlO2的流程
如下。
已知:Al(OH) 3和Cu(OH) 2开始分解的温度分别为450℃和 80℃。 下列说法错误的是
A.电解精炼时,粗银做阳极,纯银做阴极
B.为提高原料利用率,流程中应加过量的稀NaOH
C.滤渣B煅烧时发生的反应为 4CuO+4Al(OH)34CuA1O2+ O2↑+6H2O
D.若用 1.0 kg 银铜合金(铜的质量分数为64%) 最多可生成 10.0mol CuA1O2
【答案】B
【详解】A. 电解精炼时,粗银做阳极、纯银做阴极、电解液选可溶性银盐,阳极上银及比它活泼的金属溶解,阴极上电解液中银离子得到电子被还原析出银,A正确;
B. 流程中硫酸铜溶液中加硫酸铝和稀NaOH、未煮沸之前得Cu( OH) 2 和 A l(OH) 3 ,根据 Al(OH) 3 和 Cu(OH) 2 开始分解的温度分别为 450 ℃ 和 80 ℃ 可知 B 为 Al(OH) 3 和 CuO在生成固体 B 的过程中,需控制 NaOH 的加入量,若 NaOH 过量,则因过量引起的反应为:Al(OH) 3 +OH -= AlO2-+2H 2 O ,B错误; 
C. 滤渣B为Al(OH) 3和 CuO的混合物,煅烧时铜化合价降低到+1价,则发生氧化还原反应,反应方程式为4CuO+4Al(OH)34CuA1O2+ O2↑+6H2O,C正确;
D. 1.0 kg 银铜合金(铜的质量分数为64%)中铜的物质的量为 ,则由铜元素守恒知最多可生成 10.0mol CuA1O2,D正确;
答案选B。
3.(2024·四川达州·一模)氯化亚铜()广泛应用于化工、印染、电镀等行业。难溶于水,在空气中易被氧化。工业以废铜泥(含、、、及少量金属)为原料制备的流程如图:
下列说法正确的是
A.“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物
B.“除杂”第①步升高温度一定能加快化学反应速率
C.“除杂”第②步所加溶液须过量
D.上述流程中可循环使用的物质有和
【答案】A
【详解】A.灼烧过程中,空气中氧气可将、等转化为CuO,受热分解得到CuO,将Fe转化为铁的氧化物,A正确;
B.除杂第①步加入过氧化氢溶液,若温度过高,则过氧化氢会分解,化学反应速率可能变慢,B错误;
C.“除杂” 第②步,加过量的氢氧化钠溶液会提高成本, 并且可能生成氢氧化铜沉淀, 降低CuCl 的产率, C错误;
D.“还原”时溶液中的铜离子与亚硫酸钠、氯化钠和水反应的离子方程式为,氯化钠提供的氯离子转移到目标产物CuCl中,还原过程生成硫酸,酸浸过程消耗硫酸,所以硫酸可以循环使用, D错误;
故答案选A。
4.(2024·江苏常州·调研)某同学设计如下实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数:
下列说法中不正确的是
A.收集到的V L气体全为 NO
B.过滤用到的玻璃仪器是:烧杯、漏斗、玻璃棒
C.操作Ⅱ应是洗涤
D.铜的质量分数为:×100%
【答案】D
【详解】A、由流程图可知,气体用排水法收集,二氧化氮能与水反应生成NO,所以最后收集的气体全部为NO,故A正确;
B、过滤用到的玻璃仪器是:烧杯、漏斗、玻璃棒,故B正确;
C、由流程图可知,溶液中加入氯化钠,将银离子转化为氯化银沉淀,通过测定氯化银沉淀的质量,计算银的质量,进而计算铜的含量,操作Ⅱ是在过滤之后,烘干之前,由于过滤后的氯化银附着一些离子,应洗涤附着的物质,防止影响氯化银的质量测定,故操作Ⅱ应是洗涤,故C正确;
D、氯化银的质量为wg,所以合金中银的质量为108w/143.5g,故合金中铜的质量分数为(m-108w/143.5)÷m×100%=(143.5m-108w)/143.5m×100%,故D错误。
答案选D。
5.(2024·北京西城·模拟预测)由工业废铜泥(主要成分为、、,含少量)制备难溶于水的氯化亚铜,其工艺流程如图。下列说法错误的是
A.“灼烧”可将、等转化为
B.“除杂”①过程中升高温度或增大一定能加快化学反应速率
C.流程中的可循环使用
D.“还原”中每消耗还原剂,理论上可获得
【答案】B
【详解】A.灼烧过程中,空气中氧气可将、等转化为,A正确;
B.除杂过程中加入过氧化氢溶液,若温度过高,则过氧化氢会分解,化学反应速率可能变慢,B错误;
C.还原过程生成硫酸,酸浸过程消耗硫酸,所以硫酸可以循环使用,C正确;
D.根据电子守恒,还原剂为亚硫酸钠,设CuCl的物质的量为xmol,则有以下关系: x=2mol,D正确;
故答案选B。
6.(2024·山东淄博·三模)由工业废铜泥(主要成分为、、,含少量Fe)制备难溶于水的氯化亚铜,其工艺流程如图。下列说法错误的是
A.灼烧时可将CuS、等转化为CuO
B.除杂②过程中还需加热
C.流程中可循环使用的物质有、
D.还原中的反应为
【答案】C
【详解】A.根据流程信息,灼烧的目的是使含铜物质尽可能溶解在硫酸溶液中,所以是将CuS、等转化为,A正确;
B.除杂的目的是使铁元素转化成而转化成滤渣,①目的是将转化成,②加稀溶液,调节溶液的,使转化成沉淀,但只加入稀溶液容易形成胶体更难除杂,所以还应加热,B正确;
C.还原反应同时生成,酸浸又消耗,所以可循环使用,但没有参与循环,C错误
D.还原中Cu2+被还原得到氯化亚铜,反应为,D正确;
故选C。
考向04 有关元素及其化合物转化的小流程题型
1.(2024·山西运城·一模)已知氨氮废水中氮元素多以和NH3 H2O的形式存在。某工厂用稍过量NaClO溶液处理氨氮废水的流程如下:
已知:达标废水中氯元素主要以Cl-形式存在。下列有关说法错误的是
A.过程Ⅰ鼓入热空气的作用是降低氨气溶解度,使氨气逸出
B.过程Ⅱ中无污染气体为N2
C.过程Ⅱ后含余氯废水的碱性增强
D.过程Ⅲ加入的溶液X可能是Na2SO3溶液
【答案】C
【详解】A.温度升高,氨气的溶解度降低,过程Ⅰ鼓入热空气的作用是降低氨气溶解度,使氨气逸出,故A项正确;
B.过程Ⅱ中加入NaClO可将废水中的转化为无污染的氮气,NaClO被还原为氯化钠,氯元素化合价由+1降低至-1,N元素化合价由-3升高至0,根据得失电子守恒及质量守恒,该反应的化学方程式为,故B项正确;
C.过程Ⅱ中发生反应:,故过程Ⅱ后含余氯废水的碱性减弱,故C项错误;
D.过程Ⅲ中加入的溶液X的目的是把剩余的NaClO还原为氯化钠,所以X可能是,故D项正确;
故本题选C。
2.(2024·山西·联考)鞣剂可用于提高皮革的耐曲折强度。一种以铬渣(含的及含少量的、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图,最终制得。下列说法正确的是
A.该制取工艺中的产率为90%
B.“滤渣1”的主要成分是、
C.调节的步骤可以用盐酸调节
D.生成的步骤中做氧化剂
【答案】A
【详解】A.焙烧时被氧化为,再经一系列操作最终转化为,根据Cr原子守恒进行计算,原料中的,的产率为,A正确;
B.由分析可知,“滤渣1”的主要成分是不溶于水的、等,B错误;
C.+6价Cr有强氧化性,在酸性条件下可以氧化,且用盐酸调节pH会引入杂质Cl-,因此不能用HCl调节pH,C错误;
D.生成的步骤中做反应物、做氧化剂,D错误;
故选A。
3.(2024·全国·联考)随着新能源的发展,以再利用为目的对废旧磷酸铁锂电池(主要含有、、石墨以及其他难溶性杂质)的回收显得非常重要。利用湿法回收磷酸铁锂电池材料制备碳酸锂的工艺流程如图。下列说法错误的是
已知:“滤渣1”中含有;“浸出”时温度为,浸出后溶液中还含有少量。
A.预处理时,用饱和溶液洗涤的目的是洗去表面的油污
B.“浸出”时发生的主要反应的离子方程式为
C.为了提高反应速率,“浸出”可以采用搅拌、加强热等措施
D.“滤渣2”的主要成分是和
【答案】C
【详解】A.碳酸钠溶液显碱性,预处理时,用饱和溶液洗涤的目的是洗去表面的油污,A项正确;
B.“浸出”时得到,则发生反应的离子方程式为,B项正确;
C.由于双氧水易分解,在温度基础上不宜再升温,C项错误;
D.根据题意可知,“滤渣2”的主要成分是和,D项正确。
答案选C。
1.(2024·云南丽江·一模)硫酸是重要的化工原料,工业生产制取硫酸的原理如图。下列说法正确的是
A.流程中涉及的反应均为氧化还原反应
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高的平衡转化率
C.可以用纯水吸收SO3
D.上述生产过程中需进行尾气处理
【答案】D
【详解】A.反应Ⅲ,SO3与水反应生成硫酸,化合价没有变化,为非氧化还原反应,A错误;
B.反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高平衡转化率,B错误;
C.SO3与水反应生成硫酸的反应过于剧烈,会产生酸雾。酸雾是由硫酸小液滴形成的,这会使得三氧化硫气体不能很好地与水接触,从而降低吸收效率,故应用98.3%的浓硫酸吸收SO3,C错误;
D.硫酸工业产生的尾气为、SO3,需进行尾气处理,D正确;
故选D。
2.(2024·河南郑州·一模)某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含,不考虑其他成分),设计了如下流程,下列有关说法错误的是
A.固体2中含有和
B.捕获剂所捕获的气体可用作冶炼金属的还原剂
C.X可以是空气或是氧气,且需过量
D.处理含废水时,氧化剂和还原剂物质的量之比为
【答案】C
【详解】A.废气中的与石灰乳反应生成更难溶的和,微溶于水,则固体2中含有和,A正确;
B.由分析知,捕获剂捕获的气体主要为,CO可用作冶炼金属的还原剂,B正确;
C.气体1中含有NO、CO和,若用过量空气,则被全部氧化为,与反应生成和,与流程图中不符,故通入的空气不能过量,与气体按照1:1混合与完全反应生成,C错误;
D.具有氧化性,为氧化剂,具有还原性,为还原剂,二者发生氧化还原反应生成无污染的,由于,,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,D正确;
故选C。
3.(2024·湖南衡阳·二模)钪(Sc)是一种稀土金属。从钛白酸性废水(主要含Ti4+、Fe2+、微量Sc3+)中富集钪,并制备氧化钪(Sc2O3)的工艺流程如下。下列说法不正确的是
A.用酸洗涤时加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+
B.“操作I”需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
C.“滤渣I”的主要成分是Ti(OH)4、Fe(OH)3
D.草酸钪焙烧时反应的化学方程式为
【答案】C
【详解】A.由流程图分析可知,“有机相”中主要含有Ti4+、Fe2+、Sc3+,用酸洗涤时加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,有利于后面沉淀除去,A正确;
B.“操作I”是过滤,过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,B正确;
C.“滤渣I”的主要成分是、、,C错误;
D.草酸钪与氧气焙烧时反应生成和,化学方程式为,D正确;
故答案为:C。
4.(2024·四川南充·一模)锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO、CuO等)可用于湿法制锌,其流程如图所示。下列说法错误的是
A.ZnFe2O4中铁元素化合价为正三价
B.“净化I”过程中加入ZnO调节pH
C.“净化Ⅱ”发生的反应为
D.“电解”过程中Zn为氧化产物
【答案】D
【详解】A.ZnFe2O4中,Zn显+2价,O显-2价,依据化合物中各元素化合价的代数和为0,可求出铁元素化合价为正三价,A正确;
B.由分析可知,“净化I”过程中加入ZnO,调节溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,B正确;
C.“净化Ⅱ”中,加入ZnS,将Cu2+转化为更难溶的CuS,发生的反应为,C正确;
D.“电解”过程中,Zn2+在阴极得电子生成Zn,附着在阴极表面,则Zn为还原产物,D错误;
故选D。
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热点题型02 无机小流程分析
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,具有较强的实用性和综合性,是近几年高考化学试题的常考题型。
预测2025年高考仍会采用工艺流程图的形式,以元素化合物知识为载体,围绕原料的预处理考查影响速率的因素;围绕经济原则考查循环利用。围绕产品纯度考查物质的分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤);围绕核心反应或副反应考查物质变化及定量关系;陌生方程式的书写与含量计算是化工流程题的重要组成部分,也是学生失分较多的能力点,复习时应加以重视!
一、无机工艺流程试题的结构模型
流程图一般三大部分:原料预处理、核心化学反应、产品的分离与提纯
示例:NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工
艺如下:
二、这类题常围绕以下几个知识点进行设问:
(1)反应速率与平衡理论的运用
反应物颗粒大小:反应速率、原料的利用率等
温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等
(2)氧化还原反应规律的应用、化学方程式或离子方程式的书写;(3)利用控制pH分离除杂;
(4)化学反应的能量变化;(5)实验基本操作:制备、除杂、分离、提纯、检验、洗涤、干燥等;
(6)流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;
(7)环境保护与绿色化学评价。
三、破题“三方法”
①首尾分析法:对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答
②分段分析法:对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题,用分段分析法更容易找到解题的切入点
③交叉分析法:有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品,这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线,然后上下交叉分析
四、常用的化工术语
①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。
②灼烧(煅烧)——使固体在高温下分解、氧化或改变结构和组成;使一些物质能溶解;使一些杂质在高温下氧化、分解。
③酸浸——通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤操作除去。
④蒸发浓缩——蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度。
⑤蒸发结晶——蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会以晶体形式析出水洗——用水(冷水、冰水、热水)洗去可溶性杂质,类似的还有酸洗、醇洗等。
五、分离、提纯
1.过滤:固液分离的一种方法,主要有常压过滤、减压过滤、热过滤
(1)常压过滤:通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除,但值得注意的是需要分析对产品的需求及生产目的的综合考虑,准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分,准确判断是留下滤液还是滤渣
(2)减压过滤(抽滤):减压过滤和抽滤是指一种操作,其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤,抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤,有时候还可以过滤掉气体,并能达到快速干燥产品的作用
(3)趁热过滤:趁热过滤指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤,但是由于常规过滤操作往往耗时较长,这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而使溶质析出,影响分离效果。因此可使用热过滤仪器、将固液混合物的温度保持在一定范围内进行过滤,所以又称为热过滤
2.蒸发结晶
(1)适用范围:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如:NaCl
(2)蒸发结晶的标志:当有大量晶体出现时,停止加热,利用余热蒸干
(3)实例①从NaCl溶液中获取NaCl固体
a.方法:蒸发结晶 b.具体操作:加热蒸发,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干
②NaCl溶液中混有少量的 KNO3溶液
a.方法:蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥 b.具体操作:若将混合溶液加热蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl,母液中是KNO3和少量NaCl,这样就可以分离出大部分NaCl
c.趁热过滤的目的:防止KNO3溶液因降温析出,影响NaCl的纯度
3.冷却结晶
(1)适用范围:提取溶解度随温度变化较大的物质(KNO3)、易水解的物质(FeCl3)或结晶水化合物(CuSO4·5H2O)
(2)蒸发结晶的标志:当有少量晶体(晶膜)出现时(3)实例:KNO3溶液中混有少量的 NaCl溶液
a.方法:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
b.具体操作:若将混合溶液加热蒸发后再降温,则析出的固体主要是KNO3,母液中是NaCl和少量KNO3,这样就可以分离出大部分KNO3
4.沉淀洗涤时洗涤剂的选择
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 溶解度随温度升高而升高,且变化较大 除去固体表面吸附着的××杂质,减少固体因为洗涤液温度高造成溶解损失
热水 溶解度随着温度升高而降低 除去固体表面吸附着的××杂质,减少固体因为洗涤液温度低造成溶解损失
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解损失;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,加快干燥速率
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解
洗涤沉淀的方法:向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次
检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净
5.重结晶:将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液,又重新从溶液结晶的过程
6.萃取与反萃取
①萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂(萃取剂)把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来的过程,萃取后需要分液。如:用CCl4萃取溴水中的Br2
②反萃取:在溶剂萃取分离过程中,当完成萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施,往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取,为萃取的逆过程
7.蒸馏或分馏:蒸馏是利用液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体,跟其他组分分离的过程
8.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与氮气、氢气
六、控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性,使金属离子(Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+等)形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)。
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)。
③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、溶解二氧化硅等。
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)。
七、控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
(1)防止副反应的发生
(2)使化学平衡移动;控制化学反应的方向
(3)控制固体的溶解与结晶
(4)控制反应速率;使催化剂达到最大活性
(5)升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发
(6)加热煮沸:促进水解,胶体聚沉后利于过滤分离
(7)趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量
(8)降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求
八、洗涤晶体
①水洗:通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质。 ②冰水洗涤:能洗去晶体表面的杂质离子,且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗。③有机溶剂洗涤(如乙醇、CCl4等):洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度,有利于析出,减少损耗等。
九、沉淀洗涤
(1)沉淀洗涤的目的:除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。
(2)洗涤方法:向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复操作2~3次。
(3)误差分析:若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多,则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。
(4)沉淀剂是否过量的判断方法
①加沉淀剂:静置,向上层清液中继续滴加少量沉淀剂,若无沉淀产生,则证明沉淀剂已过量。
②加入与沉淀剂反应的试剂:静置,取适量上层清液于另一洁净试管中,向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂,若产生沉淀,证明沉淀剂已过量。
注意:若需称量沉淀的质量而进行有关定量计算时则只能选用方法①
(建议用时:40分钟)
考向01 有关铁及其化合物转化的小流程题型
1.(2024·北京西城·一模)还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a;另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解,得溶液b.下列说法正确的是
A.铁与水蒸气反应:
B.肥皂液中产生气泡,不能证明铁与水蒸气反应生成
C.向溶液a中滴加溶液,出现蓝色沉淀,说明铁粉未完全反应
D.向溶液b中滴加溶液,溶液变红,证实了固体中含有
2.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)实验室由炼钢污泥(简称铁泥,主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料。其主要实验流程如下:
下列说法错误的是
A.酸浸:用一定浓度的硫酸浸取铁泥,能提高铁元素浸出率的措施有适当升高温度,加快搅拌速度
B.还原:向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉,可用KSCN溶液检验是否完全还原
C.沉铁:将提纯后的溶液与氨水混合溶液反应,生成沉淀的离子方程式为
D.沉铁步骤中为防止生成,应在搅拌下向氨水混合溶液中缓慢加入溶液
3.(2024·河南·调研)锰主要用于钢铁工业生产锰合金钢,工业上由碳酸锰矿粉(主要成分为,另含、、杂质)制备锰的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“浸渣”的主要成分为
B.“沉铁”时发生反应的离子方程式为
C.“电解”过程中增大溶液中的,电解效率增大
D.该工艺流程中,溶液可循环使用
4.(2025·四川·模拟预测)是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的废渣可以通过如下流程纯化。
已知:“铝热还原”时,转化为难溶于酸和碱的转化为;“浸取”时,溶于盐酸生成易被空气氧化的。
下列说法错误的是
A.具有弱氧化性 B.“浸取”需要惰性气体保护
C.“滤液”中存在和 D.来自于和盐酸的反应
5.(2024·陕西延安·一模)《开宝本草》记载:取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处理之一百日。铁上衣生,铁华成矣。铁华粉[主要成分为]可用如下方法检测。
下列说法不正确的是
A.“浸取”时为了提高酸浸效率,可以搅拌或延长浸取时间
B.“操作a”需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
C.在铁华粉中加入稀硝酸,再滴加KSCN溶液,溶液一定会变红
D.由上述实验可知,结合的能力大于
6.(2024·河北衡水·二模)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下图。下列说法正确的是
A.试剂a是铁,试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所用仪器完全相同
C.试剂c可以为氯气,相应的反应为2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
7.(2024·广东·模拟预测)利用氧化锌烟尘(主要含ZnO,还含有PbO、CuO、等)制备的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.滤渣1的主要成分是,滤渣2的主要成分为Zn和Cu
B.“氧化”时,若分别用、NaClO,恰好完全反应时,消耗
C.加入ZnO“除铁”的方法是调节溶液的pH,ZnO也可以用代替
D.由滤液获得的过程需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤
考向02 有关铝及其化合物转化的小流程题型
1.(2024·贵州·模拟预测)高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为,杂质有及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是
A.“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B.“滤渣”的主要成分是和
C.“操作Ⅰ”通入的空气可以用溶液代替
D.若流程改为先“氧化”后“调”,可能会生成
2.(2024·云南·联考)锂电池具有广泛应用。用废铝渣(含金属铝、锂盐等)获得电池级的一种工艺流程如图所示(部分物质已略去):

下列说法错误的是
A.①中加热后有生成
B.②生成的离子方程式:
C.由③推测溶解度:
D.④中不宜通入过多,否则会造成产率降低
3.(2024·四川内江·一模)是用途广泛的三种金属,根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是
A.过量在中燃烧发生反应①后可直接发生反应②
B.检验反应③后溶液中是否含,可用酸性溶液
C.等浓度等体积的稀盐酸和溶液分别与足量进行反应④和⑤,生成的分子数之比为
D.教材中探究反应⑥,实验需要标注的图标有
4.(2024·河北石家庄·二模)A、B、C、D四种物质之间的转化关系如图所示(部分产物已略去),下列说法正确的是( )
A.若A为AlCl3溶液,B可能为氨水,反应①的离子方程式为:A13++4NH3·H2O=AlO2 + 4NH4++2H2O
B.若A为Fe,B可能为稀硝酸,反应②的离子方程式为: 3Fe+8H++2NO3 =3Fe2++2NO↑+4H2O
C.若A为NaOH溶液,B可能为CO2,可用Ca(OH)2溶液鉴别C、D溶液
D.若A为Cl2,B可能为NH3,实验室可用加热固体C的方法制取NH3
5.(2024·江苏南京·模拟预测)以市售高岭土(化学成分:Al2O3、SiO2和H2O)为原料制备碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]的工艺流程如图:
已知:①结构不同的Al2O3在酸中的溶解性差别较大;
②调节AlCl3溶液的pH为4.2~4.5,沉降可得碱式氯化铝。
下列说法错误的是
A.“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸
B.“酸溶”时可用2 mol·L-1的硫酸代替4 mol·L-1的盐酸
C.“蒸发浓缩”“稀释”的目的为调节溶液的pH
D.碱式氯化铝可用于净水
6.(2024·安徽·模拟预测)某燃煤电厂产生的固体废弃物——粉煤灰中含有较多的氧化铝。从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如图所示,下列说法不正确的是
A.“酸浸”用的酸是硫酸
B.工业上常用电解氧化铝的方法制备铝
C.硫酸铝溶液因硫酸根水解呈弱酸性
D.氧化铝晶体是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
7.(2024·湖南长沙·调研)以铝土矿为原料,提取氧化铝、冶炼铝的工艺流程如下
下列说法不正确的是
A.试剂A可以是稀硫酸或盐酸
B.加入试剂B除去Mg2+、Fe3+
C.滤渣I的主要成分是SiO2
D.电解氧化铝时在阴极上定期补充炭块
考向03 有关铜及其化合物转化的小流程题型
1.(2024·山西晋中·三模)废旧电池的回收利用对保护环境、节约资源意义重大。某化学兴趣小组利用废旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO,部分实验过程如图所示。下列叙述不正确的是
A.“溶解”过程中发生的反应有2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O
B.“溶解”操作中的空气可以用双氧水代替
C.“调节pH”过程中NaOH溶液的作用是使Cu2+转化为Cu(OH)2
D.“过滤II”所得滤渣只需洗涤,无需干燥
2.(2024·云南昆明·一模)银铜合金广泛应用于航空工业。从银铜合金的切割废料中回收银和制备CuAlO2的流程
如下。
已知:Al(OH) 3和Cu(OH) 2开始分解的温度分别为450℃和 80℃。 下列说法错误的是
A.电解精炼时,粗银做阳极,纯银做阴极
B.为提高原料利用率,流程中应加过量的稀NaOH
C.滤渣B煅烧时发生的反应为 4CuO+4Al(OH)34CuA1O2+ O2↑+6H2O
D.若用 1.0 kg 银铜合金(铜的质量分数为64%) 最多可生成 10.0mol CuA1O2
3.(2024·四川达州·一模)氯化亚铜()广泛应用于化工、印染、电镀等行业。难溶于水,在空气中易被氧化。工业以废铜泥(含、、、及少量金属)为原料制备的流程如图:
下列说法正确的是
A.“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物
B.“除杂”第①步升高温度一定能加快化学反应速率
C.“除杂”第②步所加溶液须过量
D.上述流程中可循环使用的物质有和
4.(2024·江苏常州·调研)某同学设计如下实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数:
下列说法中不正确的是
A.收集到的V L气体全为 NO
B.过滤用到的玻璃仪器是:烧杯、漏斗、玻璃棒
C.操作Ⅱ应是洗涤
D.铜的质量分数为:×100%
5.(2024·北京西城·模拟预测)由工业废铜泥(主要成分为、、,含少量)制备难溶于水的氯化亚铜,其工艺流程如图。下列说法错误的是
A.“灼烧”可将、等转化为
B.“除杂”①过程中升高温度或增大一定能加快化学反应速率
C.流程中的可循环使用
D.“还原”中每消耗还原剂,理论上可获得
6.(2024·山东淄博·三模)由工业废铜泥(主要成分为、、,含少量Fe)制备难溶于水的氯化亚铜,其工艺流程如图。下列说法错误的是
A.灼烧时可将CuS、等转化为CuO
B.除杂②过程中还需加热
C.流程中可循环使用的物质有、
D.还原中的反应为
考向04 有关元素及其化合物转化的小流程题型
1.(2024·山西运城·一模)已知氨氮废水中氮元素多以和NH3 H2O的形式存在。某工厂用稍过量NaClO溶液处理氨氮废水的流程如下:
已知:达标废水中氯元素主要以Cl-形式存在。下列有关说法错误的是
A.过程Ⅰ鼓入热空气的作用是降低氨气溶解度,使氨气逸出
B.过程Ⅱ中无污染气体为N2
C.过程Ⅱ后含余氯废水的碱性增强
D.过程Ⅲ加入的溶液X可能是Na2SO3溶液
2.(2024·山西·联考)鞣剂可用于提高皮革的耐曲折强度。一种以铬渣(含的及含少量的、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图,最终制得。下列说法正确的是
A.该制取工艺中的产率为90%
B.“滤渣1”的主要成分是、
C.调节的步骤可以用盐酸调节
D.生成的步骤中做氧化剂
3.(2024·全国·联考)随着新能源的发展,以再利用为目的对废旧磷酸铁锂电池(主要含有、、石墨以及其他难溶性杂质)的回收显得非常重要。利用湿法回收磷酸铁锂电池材料制备碳酸锂的工艺流程如图。下列说法错误的是
已知:“滤渣1”中含有;“浸出”时温度为,浸出后溶液中还含有少量。
A.预处理时,用饱和溶液洗涤的目的是洗去表面的油污
B.“浸出”时发生的主要反应的离子方程式为
C.为了提高反应速率,“浸出”可以采用搅拌、加强热等措施
D.“滤渣2”的主要成分是和
1.(2024·云南丽江·一模)硫酸是重要的化工原料,工业生产制取硫酸的原理如图。下列说法正确的是
A.流程中涉及的反应均为氧化还原反应
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高的平衡转化率
C.可以用纯水吸收SO3
D.上述生产过程中需进行尾气处理
2.(2024·河南郑州·一模)某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含,不考虑其他成分),设计了如下流程,下列有关说法错误的是
A.固体2中含有和
B.捕获剂所捕获的气体可用作冶炼金属的还原剂
C.X可以是空气或是氧气,且需过量
D.处理含废水时,氧化剂和还原剂物质的量之比为
3.(2024·湖南衡阳·二模)钪(Sc)是一种稀土金属。从钛白酸性废水(主要含Ti4+、Fe2+、微量Sc3+)中富集钪,并制备氧化钪(Sc2O3)的工艺流程如下。下列说法不正确的是
A.用酸洗涤时加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+
B.“操作I”需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
C.“滤渣I”的主要成分是Ti(OH)4、Fe(OH)3
D.草酸钪焙烧时反应的化学方程式为
4.(2024·四川南充·一模)锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO、CuO等)可用于湿法制锌,其流程如图所示。下列说法错误的是
A.ZnFe2O4中铁元素化合价为正三价
B.“净化I”过程中加入ZnO调节pH
C.“净化Ⅱ”发生的反应为
D.“电解”过程中Zn为氧化产物
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