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第9讲　化学工艺流程题的解题策略(能力课)
【复习目标】　
1．培养从试题提供的新信息中准确地提取实质性内容，并与已有知识块整合重组为新知识块的能力。
2．培养将分析和解决问题的过程及成果用正确的化学术语及文字、图表、模型等表达并做出解释的能力。
要点归纳 · 发掘教材
方法 目的
研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
水浸 与水接触反应或溶解
酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，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
关键能力 · 拓展教材
1.(2023·辽宁卷，16节选)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。
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)。
答案：适当增大硫酸浓度（或适当升高温度、将镍钴矿粉碎）
2．稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下：
已知：废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)
试回答步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的为________________
______________。
成分含量/% Y2O3 ZnO Al2O3 PbO2 MgO
预处理前 24.28 41.82 7.81 1.67 0.19
预处理后 68.51 5.42 4.33 5.43 0.50
除去ZnO和Al2O3
解析：由已知中预处理前和预处理后的成分含量变化可得，预处理的目的为除去ZnO和Al2O3；富集稀土元素。
富集稀土元素
要点归纳 · 发掘教材
1.控制溶液的pH
(1)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。
(2)控制pH以除去某些杂质。
①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3+、Mn2+溶液中含有的Fe2+，先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+，再调溶液的pH。
②用于调节pH的物质一般应满足两点：能与H＋或OH－反应，使溶液pH增大或减小；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3 等物质来调节溶液的pH。
2．控制反应的温度
(1)控制化学反应速率。
(2)控制平衡移动方向。
(3)控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
(4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
(5)防止或实现某物质水解或分解。
(6)使催化剂达到最大活性。
(7)防止副反应的发生。
3．调节反应物的浓度
(1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响。
(2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响。
4．控制反应体系的压强
(1)改变化学反应速率。
(2)影响平衡移动的方向。
5．使用催化剂
加快反应速率，提高生产效率。
关键能力 · 拓展教材
1.(温度控制)辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示：
(1)“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低的原因是_______________________________。
(2)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是____________________
__________________________；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是______________。
温度高苯容易挥发，温度低溶解速率小
调节溶液的pH，
抑制Cu2＋的水解
解析：(1)苯是有机溶剂，易挥发，所以温度高苯容易挥发，而温度低溶解速率小，因此回收S过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低。(2)氧化铜是碱性氧化物，能与酸反应调节溶液的pH，所以氧化铜的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀而析出。
2．(酸碱度控制——调pH)利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：
已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。
②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。
③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7
完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
(1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为
______________________________________________。
(2)加入NaClO3的作用是
_____________________________________________________。
将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH时生成Fe(OH)3沉淀而除去
解析：加入NaClO3的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，便于后面调节pH时生成Fe(OH)3沉淀而除去。
(3)加入Na2CO3调pH至5.2，目的是____________________；萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为____________。
使Fe3＋和Al3＋沉淀完全
CaF2、MgF2
解析：根据工艺流程图，结合表格中提供的数据可知，加Na2CO3调pH至5.2，目的是使Fe3+和Al3+沉淀完全。滤液Ⅰ中含有的金属阳离子为Co2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等，萃取剂层含锰元素，结合工艺流程图中向滤液Ⅰ中加入了NaF溶液，知沉淀Ⅱ的主要成分为MgF2、CaF2。
一、有关沉淀洗涤的答题规范
要点归纳 · 发掘教材
1.洗涤剂的选择
洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因溶解而造成的损失
热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为温度变化而造成溶解的损失
有机溶剂(乙醇、丙酮等) 固体易溶于水，难溶于有机溶剂 除去固体表面吸附的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解
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
2.洗涤的方法
(1)洗涤的方法：让过滤后的晶体继续留在过滤器中，沿玻璃棒向过滤器中加入洗涤剂至浸没晶体，让洗涤液自然流下，重复2～3次即可。
(2)注意点：在洗涤过程中不能搅拌。因为滤纸已经润湿，如果搅拌很容易搅破滤纸，造成晶体损失。
(3)三个得分点：注洗涤液→加洗涤液→重复操作。
①注洗涤液：沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液
②加洗涤液：洗涤液完全浸没晶体
③重复操作：重复操作2～3次
关键能力 · 拓展教材
1.SnSO4是一种重要的硫酸盐，在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下：
实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是
答案：(沿着玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3次
解析：漂洗沉淀就是洗涤沉淀，需要直接在过滤器中进行，(沿着玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3次。
答案：取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化后，再滴加BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全
3．CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：
①________，②加水溶解，③加氯化钡溶液，沉淀，④过滤(其余步骤省略)。在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其方法是__________
__________________________________________________________。
称量样品
于试管中，向其中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，证明已沉淀完全
静置，取上层清液
二、产品分离、提纯的常用方法
要点归纳 · 发掘教材
(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。
(2)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取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。
(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如从溶液中提取NaCl。
(4)冷却结晶：提取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。
(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。
(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。
关键能力 · 拓展教材
1.(分离、提纯方法选择) SO2是硫酸工业尾气的主要成分。以硫酸工业的尾气为原料制备硫酸钾和硫酸锰晶体(MnSO4·H2O)的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)几种盐的溶解度曲线如图所示。反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中
加入KCl溶液后，进行蒸发浓缩、________、洗涤、干燥等操作即得
K2SO4产品。
趁热过滤
(2)检验硫酸钾样品中是否含有氯化物杂质的实验操作是
答案：取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，取上层清液滴加HNO3酸化的AgNO3溶液
2．(滤液、滤渣成分的确定)锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图甲所示。
(1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图乙所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是________，“滤渣Ⅰ”的成分是____________(填化学式)。该步骤中可以再加入MnSO4以促进“滤渣Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：___________________________________________________
90 ℃
SiO2、CaSO4
(2)“滤液Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：
__________________________________________________。
MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
解析：流程分析：
三、题型突破——整合精品组件
要点归纳 · 发掘教材
1.常考无机化工流程的呈现形式
2．读图要领
(1)看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。
(2)看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。
(3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。
(5)找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。
(6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。
3．审题——破题秘诀
(1)粗读题干，挖掘图示，明确目的
图示中一般会出现超出教材范围的知识，但题目会有提示或者问题中不涉及，关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。通过阅读明确目的，找到制备物质所需的原料及所含杂质。
(2)携带问题，精读信息
读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(进入与流出)、实验操作方法。
(3)看清问题，准确规范作答
答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确性，答题时不具有“连带效应”，即前一问未答出，不会影响后面答题。
4．答题——关键要素
(1)原料预处理
①溶解、水浸、酸浸：通常用酸溶，如用硝酸、盐酸、浓硫酸等使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。
②灼烧、焙烧、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。
③研磨：适用于有机物的提取或减小固体颗粒度，增大物质间接触面积，加快反应速率。
(2)反应条件的控制
①调pH除杂。
②试剂除杂：利用难溶制更难溶原理。
③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动，在制备过程中出现一些受热易分解的物质时，要注意控制温度不能过高。如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)、铵盐等物质。
④降温：防止某物质在高温时会溶解或分解、为使化学平衡向着题目要求的方向移动。
关键能力 · 拓展教材
【示例】　磷酸铁锂(LiFePO4)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂，开辟了一条处理硫酸亚铁废液的新途径。其主要流程如下：
已知：H2TiO3是一种难溶于水的物质。
(1)钛铁矿用浓硫酸处理之前，需要粉碎，其目的是
(2)TiO2＋水解生成H2TiO3的离子方程式为
答案：增大反应物之间的接触面积，加快化学反应速率
答案：TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋
(3)加入NaClO发生反应的离子方程式为
(4)在实验中，从溶液中过滤出H2TiO3后，所得滤液浑浊，应如何操作？
答案：ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
答案：换上新的过滤器，将浑浊滤液重新过滤
(5)为测定钛铁矿中铁的含量，某同学取经浓硫酸等处理的溶液(此时钛铁矿中的铁已全部转化为二价铁离子)，采取KMnO4标准液滴定Fe2＋的方法：(不考虑KMnO4与其他物质反应)在滴定过程中，若未用标准液润洗滴定管，则使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)，滴定终点的现象是_______________________________
______________________________________________。
滴定分析时，称取a g钛铁矿，处理后，用c mol·L－1 KMnO4标准液滴定，消耗V mL，则铁元素的质量分数的表达式为________。
偏高
溶液变成紫红色，且在半分钟内不褪色
滴加最后半滴KMnO4标准液，
解析：工艺流程解读如下：
(1)将钛铁矿粉碎，可以增大其表面积，增大与浓硫酸的接触面积，加快反应速率；
(2)TiO2＋水解生成H2TiO3，同时生成氢离子，离子方程式为TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋；
(3)ClO－具有强氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为Cl－，酸性条件下，同时生成水，反应离子方程式为ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O；
教考互应　命题溯源悟真谛——考教衔接突出创新性应用性
真题导向
【示例】　(2024·新课标卷，27)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10－5 mol·L－1)时的pH：
Fe3＋ Fe2＋ Co3＋ Co2＋ Zn2＋
开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
回答下列问题：
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是______________________；“滤渣1”中金属元素主要为________。
增大酸浸速率，使酸浸更充分
Pb
解析：将废渣进行粉碎处理，可增大废渣与硫酸的接触面积，增大酸浸速率。Pb及其氧化物与硫酸反应生成的硫酸铅的溶解度较小，故滤渣1中金属元素主要为Pb。
(2)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是______________。取少量反应后的溶液，加入化学试剂___________检验________，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。
将Fe2＋氧化为Fe3＋
铁氰化钾溶液
Fe2＋
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为
_________________________________________________、
_________________________________________________。
(4)“除钴液”中主要的盐有________________(写化学式)，残留的Co3＋浓度为______________mol·L－1。
ZnSO4和K2SO4
[试题立意]　本题属于生产环保情境中的废物回收利用，是以从湿法炼锌产生的废渣中富集回收得到含锰和钴成品的流程图为载体，考查考生对元素及其化合物相关理论的掌握情况，涉及定性分析和定量计算两方面的内容，定性分析主要包括物质的性质、氧化还原反应、离子的检验等，定量计算主要是利用Ksp。与《普通高中化学课程标准》学业质量水平4中“能在物质及其变化的情境中，依据需要选择不同方法，从不同角度对物质及其变化进行分析和推断”“能基于物质性质提出物质在生产方面应用的意见”“能从提高反应转化率方面提出有效控制反应条件的措施”和“能根据化学反应原理预测物质转化的产物”的要求吻合。
[关键能力]　本题主要考查考生信息获取与加工、逻辑推理与论证和批判性思维与辩证能力。
[考教衔接]　解答工艺流程题的方法——先点后线法：先答以“点”设问的问题，即不需要理清工艺流程图的主线就能回答的问题；再答以“线”设问的问题，即先理清工艺流程图的前后关系才能回答的问题。
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：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
开始沉淀pH 完全沉淀pH
Fe2＋ 6.5 8.3
Fe3＋ 1.6 2.8
Mn2＋ 8.1 10.1
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
ab
解析：
(1)粉碎矿石能增大反应物接触面积使之充分反应，a正确；鼓入适当过量的空气，即增大O2浓度，可加快反应速率，b正确；降低焙烧温度会减慢反应速率，降低焙烧效率，c错误。
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为
___________________________________。
解析：根据已知①中焙烧时FeS2转变为Fe2O3推测，Bi2S3在空气中焙烧发生氧化还原反应生成Bi2O3和SO2。
(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＋还原为Fe2＋
1．(14分)(2024·河北卷，16)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。
已知：ⅰ石煤是一种含V2O3的矿物，杂质为大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。
ⅱ高温下，苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成四羟基合铝酸盐；室温下，偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和四羟基合铝酸钙均难溶于水。
回答下列问题：
(1)钒原子的价层电子排布式为____________；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为________，产生的气体①为________(填化学式)。
(2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为____________(填化学式)。
3d34s2
＋5
CO2
Na[Al(OH)4]
(3)在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙，发生反应的离子
方程式为________________________________________________；CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为___________________
_________________________________________；浸取后低浓度的滤液①进入________(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。
离子交换
(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为________(填化学式)。
(5)下列不利于沉钒过程的两种操作为________(填标号)。
a．延长沉钒时间　　 b．将溶液调至碱性
c．搅拌 d．降低NH4Cl溶液的浓度
NaCl
bd
解析：
2．(14分)(2024·黑吉辽卷，16)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为__________(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中，FeS2发生反应的离子方程式为
___________________________________________。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH，生成__________(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含As粒子的沉降。
CuSO4
Fe(OH)3
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为________(填标号)。
A．无需控温
B．可减少有害气体产生
C．设备无需耐高温
D．不产生废液废渣
BC
(5)“真金不怕火炼”表明Au难被O2氧化，“浸金”中NaCN的作用为____________________________________________。
(6)“沉金”中Zn的作用为___________________________________。
(7)滤液②经H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2－转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为__________________________________________________。
用碱中和HCN可生成____________(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。
助氧化剂，促进金被氧化
将浸出液中的[Au(CN)2]－还原为Au
Na2[Zn(CN)4]＋2H2SO4===Na2SO4＋ZnSO4＋4HCN
NaCN
3．(13分)(2024·湖北卷，16)铍用于航天器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径如图所示。
已知：Be2＋＋4HA BeA2(HA)2＋2H＋。
回答下列问题。
(1)基态Be2＋的轨道表示式为________。
(2)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是
________。
(3)“萃取分液”的目的是分离Be2＋和Al3＋，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是_____________________
______________________。
快速冷却
且沉淀立刻溶解
先产生白色沉淀，
(4)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式：_______________
__________________________。“滤液2”可以进入“__________”步骤再利用。
(5)电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是
________________________。
(6)Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物，4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个Be的配位环境相同，Be与Be间通过CH3COO－相连，其化学式为__________________________。
===Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O　
BeA2(HA)2＋6NaOH
反萃取分液
增强熔融氯化铍的导电性
Be4O(CH3COO)6
解析：(1)基态Be2＋的电子排布为1s2，结合泡利原理，其轨道表示式为 。(2)将熔融态物质快速冷却可转化为非晶态，故为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态，需要快速冷却。(3)由已知信息可知，“萃取分液”时Be2＋转化为BeA2(HA)2进入煤油中，水相1为含有Al3＋的水溶液，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，可观察到的现象是先产生白色沉淀，且沉淀立刻溶解。
4．(14分)(2024·安徽卷，15)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程，如图所示。
回答下列问题：
(1)Cu位于元素周期表第________周期第________族。
(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是________。
四
ⅠB
Cu2＋
(3)“浸取2”步骤中，单质金转化为HAuCl4的化学方程式为
________________________________________。
(4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的________(填化学式)转化为[Ag(S2O3)2]3－。
(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为
_______________________________________________。
“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为____________(填化学式)。
2Au＋8HCl＋3H2O2===2HAuCl4＋6H2O
AgCl
Na2S2O3
3∶4
答案：氧氧键中氧的半径比较小，所以负电荷的密度比较高，对相应成键电子对的斥力大，氧氧键的键能小，更易断裂，(b)不稳定(或其他合理答案)
解析：(1)铜元素是29号元素，根据构造原理可写出基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族。(2)结合图示流程转化可知，Cu在酸性条件下被H2O2氧化为Cu2＋，故“浸出液1”中含有的金属离子主要是Cu2＋。(3)“浸取2”步骤中Au在盐酸作用下被H2O2氧化为HAuCl4，根据Au、O元素的化合价变化和得失电子守恒等可写出其化学方程式为2Au＋8HCl＋3H2O2===2HAuCl4＋6H2O。。(4)“浸取2”步骤中Ag在盐酸作用下被H2O2氧化为AgCl，“浸取3”中AgCl与Na2S2O3作用生成[Ag(S2O3)2]3－。
5．(12分)(2024·山东卷，18)以铅精矿(含PbS、Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下。
回答下列问题。
(1)“热浸”时，难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2－和[AgCl2]－及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时，消耗Fe3＋物质的量之比为________；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时HCl挥发外，另一目的是防止产生________(填化学式)。
1∶1
H2S
(2)将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水“热溶”，电解所得溶液可制备金属Pb。“电解Ⅰ”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为________。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是____________________________。
热浸
将过量的Fe3＋还原为Fe2＋
(4)“置换”中可选用的试剂X为________(填标号)。
A．Al B．Zn
C．Pb D．Ag
“置换”反应的离子方程式为
______________________________________。
(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板，用作________(填“阴极”或“阳极”)。
C
Pb＋2[AgCl2]－===2Ag＋[PbCl4]2－　
阳极
解析：本题以铅精矿(含PbS、Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag, “热浸”时，难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2－和[AgCl2]－及单质硫，Fe3＋被还原为Fe2＋，“过滤Ⅰ”除掉单质硫滤渣，滤液中[PbCl4]2－在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀，然后用饱和食盐水热溶，氯离子浓度增大，使PbCl2又转化为[PbCl4]2－，电解得到Pb；过滤Ⅱ后的滤液成分主要为[AgCl2]－、FeCl2、FeCl3，故加入铅精矿，将FeCl3还原为FeCl2，试剂X将[AgCl2]－置换为Ag，得到富银铅泥，试剂X为铅，尾液主要为FeCl2。
(1)“热浸”时，Fe3＋将PbS和Ag2S中－2价的硫氧化为单质硫，Fe3＋被还原为Fe2＋，在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变，所以溶解等物质的量的PbS和Ag2S时，S2－物质的量相等，消耗Fe3＋的物质的量相等，比值为1∶1；溶液中盐酸浓度过大，这里主要考虑氢离子浓度过大，会生成H2S 气体。
(2)“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水“热溶”，会溶解为[PbCl4]2－，电解[PbCl4]2－溶液制备金属Pb，Pb在阴极产生，阳极处Cl－放电产生Cl2，尾液主要成分为FeCl2，FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3，可以在“热浸”单元中使用。
(5)“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板，电解得到金属银和金属铅，将银和铅分离出来，所以其不可能作为阴极，应作为阳极，阳极放电时，银变成阳极泥而沉降下来，铅失电子变为Pb2＋，阴极处Pb2＋放电得电子得到Pb。

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