化學(xué)工藝流程題核心反應(yīng)與條件控制-高考化學(xué)考點復(fù)習(xí)（解析版）

微專題26化學(xué)工藝流程題--核心反應(yīng)與條件控制

f------------------------------------------------------------------

］考情分析）

化學(xué)工藝流程題是將化:中的生產(chǎn)齷用框

圖形式表示出來，井榴:流程中有關(guān)的化學(xué)

知識步步設(shè)問，是無視:圖的創(chuàng)新。

化學(xué)工藝流程題以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護4

等相融合，考查物質(zhì)的制備、檢驗、分離提純等基本實驗原理在化工^產(chǎn)中的實

際應(yīng)用，要求考生依據(jù)流程圖分析原理，緊扣信息，抓住關(guān)鍵、準確答題。這類

試題具有挖哪實用性群給性，是高考化學(xué)命題的?？碱}典

1.（2023?全國?統(tǒng)考高考真期）BaTiOj是一種壓電材料。以BaSO’為原料，采用下列路線可制備粉狀

CO濾渣母液濾液

回答下列問題：

核心反應(yīng)

（1）“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是。月條件捽制

（2）“焙燒”后固體產(chǎn)物有BaCU、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”時主要反應(yīng)的離子方程

式為。

（3）“酸化〃步驟應(yīng)選用的酸是（填標號）.

a.稀硫酸b.濃硫酸c.鹽酸d.磷酸

（4）如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取，是否可行？，其原因是。

（5）“沉淀”步驟中生成BaTiO（C2。）的化學(xué)方程式為.

(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸領(lǐng)，產(chǎn)生的%出：%。=。

【答案】(1)做還原劑，將BaSO,還原

(2)S?-+Ca2+=CaSJ

(3)c

(4)不可行產(chǎn)物中的硫化物與酸反應(yīng)生成的有毒氣體H2s會污染空氣，而且CaS與鹽酸反應(yīng)生成可

溶于水的CaC",導(dǎo)致BaC"溶液中混有CaCl2雜質(zhì)無法除去、最終所得產(chǎn)品的純度降低

(5)BaCl2+TiCl4+H2O+2(NH4),C2O4=BaTiO(C2O4),J44NH4C1+2HC1

(6)1:1

【解析】由流程和題中信息可知，BaSO,與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到CO、BaCl2,易

溶于水的BaS和微溶于水的CaS；燒渣經(jīng)水浸取后過濾，濾渣中碳粉和CaS,濾液中有BaC'和BaS;濾液經(jīng)

酸化后濃縮結(jié)晶得到BaCL晶體；BaCl?晶體溶于水后，加入TiCI4和(NHj?C2O4將鋼離子充分沉淀得到

BaTiO(C2O4)2；BaTiO(Cq)經(jīng)熱分解得到BaTiO3。

(1)“焙燒”步驟中，BaSO,與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到CO、BaC"、BaS和

CaS,BaS。,被還原為BaS,因此，碳粉的主要作用是做還原劑，將BaSO’還原。

(2)“焙燒〃后固體產(chǎn)物有BaC%、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。易溶于水的BaS與過量的CaC%

可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫化鈣沉淀,因此，“浸取”時主要反應(yīng)的離子方程式為S"+Ca2+=CaSJ.

(3)“酸化”步驟是為了將BaS轉(zhuǎn)化為易溶液于的銀鹽，由于硫酸鋼和磷酸領(lǐng)均不溶于水，而BaCl?可溶

于水,因此，應(yīng)選用的酸是鹽酸，選c.

(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：產(chǎn)物中的硫化物與酸反應(yīng)生成的有毒氣體

H2s會污染空氣，而且CaS與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的CaCk，導(dǎo)致BaC%溶液中混有CaCl?雜質(zhì)無法除

去、最終所得產(chǎn)品的純度降低。

(5)“沉淀”步驟中生成BaTiO(C2O4)2的化學(xué)方程式為：

BaCl2+TiCl4+H2O+2(NH)C2O4=BaTiO(C2O4)2+4NH4c1+2HC1。

(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋼,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，BaTiO(C2O4)2IBaTiO3+2CO2T+2COT,因

一、化工流程答題基本思路

化學(xué)工藝流程考什么？

規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。

核心考點：原材料預(yù)處理、生產(chǎn)條件的控制、物質(zhì)的分離操作

二、一個完整的無機化工生產(chǎn)流程一般具有下列過程:

三、核心反應(yīng)與條件控制:

1.溶液的PH：

提供酸堿性環(huán)境反應(yīng)、抑制或促進離子水解等產(chǎn)生沉淀便于分離等。調(diào)節(jié)PH的方法：調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)

一般應(yīng)滿足兩點:一是能與H，反應(yīng),使溶液pH增大；二是不引入新雜質(zhì).（一般酸、堿、氧化物、水解的鹽

等）如:要除去Cu計中混有的Fe'+,可加入CuO、Cu（OH）2、Cuz（OH）2cO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的p

H,不可加入NaOH溶液、氨水等。

①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀析出（或抑制水解）.

②加入酸或調(diào)節(jié)溶液至酸性還可除去氧化物（膜）。

③加入堿或調(diào)節(jié)溶液至堿性還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等。

④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件（或堿性條件）.

2。溫度：

（1）升溫------加快反應(yīng)（溶解）速率;促進平衡向吸熱方向移動；去除熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)或易升華的

物質(zhì)。

（2）降溫------防止物質(zhì)分解，揮發(fā)；使平衡向放熱方向移動；使高沸點的物質(zhì)液化，使其與其他物質(zhì)分

離；降低溶解度，減少損失。

（3）控溫-------水浴、沙浴、油浴--------受熱均勻,便于控制溫度.溫度太高——速率太快；物質(zhì)可

能分解、揮發(fā)、水解；催化劑可能中毒；發(fā)生副反應(yīng)等。溫度太低-----速率可能太慢；催化劑活性不高;

物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率不高等.

主要從物質(zhì)性質(zhì)（熱穩(wěn)定性、水解、氧化性或還原性、溶解度、熔沸點、揮發(fā)性、膠體聚沉等）和反應(yīng)原

理（反應(yīng)速率、平衡移動、催化劑活性、副反應(yīng)）兩個角度思考.

3=控制壓強:改變速率，影響平衡.

4=使用合適的催化劑：加快反應(yīng)速率，縮短達到平衡所需要的時間。

5.趁熱過濾:防止某物質(zhì)降溫時析出。

6o洗滌：常見的洗滌方式有“水洗”和“乙醇洗”.“水洗”的目的是除去沉淀或晶體表面殘留的雜質(zhì)，

當(dāng)沉淀物的溶解度隨溫度升高而增大時一般可用冰水洗；“乙醇洗”既可以除去沉淀或晶體表面殘留的雜

質(zhì)，又可以降低晶體的溶解度，減少損失，還可以利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)，加快除去沉淀或晶體表面的水

分。

7.氧化：氧化劑的選擇要依據(jù)試題設(shè)置的情境，常見的氧化劑有氯氣、過氧化氫、氧氣和次氯酸鈉等，為

了避免引入新的雜質(zhì)，通常選擇的氧化劑有過氧化氫和氧氣.

1.（2023?全國?統(tǒng)考高考真題

)鋁和機具有廣泛用途.銘鋼渣中銘和鋼以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合

物，從銘鋼渣中分離提取銘和鍬的二種流程ME圖所示工_____________________

MgSCU溶液

NaCO

23稀H2s。4(NHQ2SO4溶液稀H2s。4Na2s2。5溶液;

NaOHH2O

回答下列問題：

(1)煨燒過程中,帆和鋁被氧化為相應(yīng)的最高價含氧酸鹽,其中含銘化合物主要為(填化學(xué)式)。

(2)水浸渣中主要有Si0z和.

(3)“沉淀”步驟調(diào)pH到弱堿性,主要除去的雜質(zhì)是。

(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiOs和MgNHaPOi的形式沉淀，該步需要控制溶液的PH心9

以達到最好的除雜效果，若pH〈9時，會導(dǎo)致；pH>9時，會導(dǎo)致。

(5)“分離機”步驟中,將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀，/。5在pH〈1時,溶解為V0；或V0"在堿

性條件下，溶解為V0］或V0；,上述性質(zhì)說明VzO5具有(填標號)。

A.酸性B.堿性C.兩性

(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2s2O5)溶液，反應(yīng)的離子方程式為。

【答案】(l)Na2CrO4

(2)Fe2O3

(3)Al(OH)3

(4)磷酸根會與『反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無法完全沉淀，同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不

宜處理會導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiOs沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時溶液中錢根離

子濃度降低導(dǎo)致MgNH4P0,無法完全沉淀

(5)C

+3+

(6)2Cr2O7'+3S2O5-+10H=4Cr+6SOt+5H2O

【解析】由題給流程可知，銘鋼渣在氫氧化鈉和空氣中煨燒，將鈕、鋁、鋁、硅、磷等元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的

最高價含氧酸鹽,燃燒渣加入水浸取、過濾得到含有二氧化硅、氧化鐵的濾渣和濾液；向濾液中加入稀硫酸

調(diào)節(jié)溶液pH將A1元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾得到強氧化鋁濾渣和濾液；向濾液中加入硫酸鎂溶液、

硫酸鍍?nèi)芤簩⒐柙?、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiO3和MgNH&PCh沉淀,過濾得到含有MgSiOs、MgNH4PO4

的濾渣和濾液；向濾液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將鋼元素轉(zhuǎn)化為五氧化二鈾，過濾得到五氧化二鋼和濾

液；向濾液中焦亞硫酸鈉溶液將倍元素轉(zhuǎn)化為三價倍離子，調(diào)節(jié)溶液pH將銘元素轉(zhuǎn)化為氫氧化銘沉淀，過

濾得到氫氧化銘。

(1)由分析可知，煨燒過程中，銘元素轉(zhuǎn)化為銘酸鈉，故答案為：Na2CrO4；

(2)由分析可知,水浸渣中主要有二氧化硅、氧化鐵，故答案為：Fez。3；

(3)由分析可知，沉淀步驟調(diào)pH到弱堿性的目的是將A1元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，故答案為：A1

(0H)3;

(4)由分析可知,加入硫酸鎂溶液、硫酸鍍?nèi)芤旱哪康氖菍⒐柙?、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiOs和MgNHFO”沉淀，

若溶液pH〈9時，磷酸根會與1反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNHJO,無法完全沉淀，同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉

淀不宜處理;若溶液pH〉9時，會導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiCh沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜

質(zhì)，同時溶液中錢根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4P04無法完全沉淀,故答案為:磷酸根會與T反應(yīng)使其濃度

降低導(dǎo)致MgNH4P04,同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理;會導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3

沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時溶液中鏤根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4P。4無法完全沉淀；

(5)由題給信息可知，五氧化二鋼水能與酸溶液反應(yīng)生成鹽和水，也能與堿溶液發(fā)生生成鹽和水的兩性氧

化物，故選C；

(6)由題意可知，還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將銘元素轉(zhuǎn)化為銘離子，反應(yīng)的離子方程式

3+

為2Cn0；+3s20；+10心4Cr3++6S0：+5H0故答案為：2Cr20；+3S?0；+10H=4Cr+6SOj+5H20。

2o(2023?遼寧?統(tǒng)考高考真聞)某工廠采用如下工藝處理銀鉆礦硫酸浸取液含

(Ni2\Co2\Fe"Fe3\Mg?+和Mi?+)。實現(xiàn)銀、鉆、鎂元素的回收。

回答下列問題：

(1)用硫酸浸取銀鉆礦時，提高浸取速率的方法為(答出一條即可).

(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強氧化性的過一硫酸(H2so5),ImolH2s中過

氧鍵的數(shù)目為.

(3)“氧化”中，用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4,Mt?+被H2sO5氧化為MnC>2,該反應(yīng)的離子方程式為(H2sO5的電

離第一步完全，第二步微弱)；濾渣的成分為Mil。?、(填化學(xué)式)。

(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變，Mn(II)氧化率與時間的關(guān)系如下。S02體積分數(shù)為時，Mn(II)

氧化速率最大；繼續(xù)增大SO2體積分數(shù)時，Mn(II)氧化速率減小的原因是。

線

樹

^

崛

I(

)l

nu

(5)“沉鉆鎮(zhèn)”中得到的C。(II)在空氣中可被氧化成CoO(OH),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為.

(6)“沉鎂”中為使Mg2+沉淀完全(25℃),需控制pH不低于(精確至0.1)0

【答案】(1)適當(dāng)增大硫酸濃度或適當(dāng)升高溫度或?qū)⒈ｃ@礦粉碎增大接觸面積

⑵NA

2++

(3)H2O+Mn+HSO5=MnO2+S0;+3HFe(OH)3

(4)9o0%SO?有還原性，過多將會降低H2SO5的濃度，降低Mn(II)氧化速率

⑸4CO(OH)2+O2=4COO(OH)+2H2O

(6)11?1

【解析】在“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強氧化性的過一硫酸(H2so5),用石灰

2++

孚L調(diào)節(jié)pH=4,Ml?+被H2SO5氧化為MnO2，發(fā)生反應(yīng)H2O+Mn+HSO5=MnO2+SO；+3H,Fe

水解同時生成氫氧化鐵，“沉鉆銀”過程中，C02+變?yōu)镃o(OH)z,在空氣中可被氧化成COO(OH)。

(1)用硫酸浸取銀鉆礦時，為提高浸取速率可適當(dāng)增大硫酸濃度、升高溫度或?qū)y鉆礦粉碎增大接觸面

積

O

(2)(H2so5)的結(jié)構(gòu)簡式為O=S—()—O—II，所以ImolH2sO5中過氧鍵的數(shù)目為NA

6-H

(3)用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4,Mi?+被H2sO5氧化為MnO2,該反應(yīng)的離子方程式

2++3+

H2O+Mn+HSO5=MnO2+SOt+3H;氫氧化鐵的Ksp=l0皿,當(dāng)鐵離子完全沉淀時,溶液中c(Fe)=1

O-mol/L,Ksp=c(OH-)3xc(Fe3+)=c(OH)3xW5=10-374,c(OH*)=10^10Smol/L,根據(jù)KwE。-",pH=

3.2,此時溶液的pH=4,則鐵離子完全水解，生成氫氧化鐵沉淀，故濾渣還有氫氧化鐵；

(4)根據(jù)圖示可知SO,體積分數(shù)為0.9%時，Mn(II)氧化速率最大；繼續(xù)增大SO2體積分數(shù)時，由于SO,

有還原性，過多將會降低H?SC)5的濃度，降低Mn(II)氧化速率

(5)“沉鉆保”中得到的Co(OH)2,在空氣中可被氧化成CoO(OH),該反應(yīng)的化學(xué)方程式

為：4CO(OH)2+O2=4COO(OH)+2H2。；

(6)氫氧化鎂的Ksp=10-10-8,當(dāng)鎂離子完全沉淀時,c(Mg")=1(F5mo1/L,根據(jù)Ksp可計算c(0H0=10-

29moi/L,根據(jù)Kw=10f,C(H+)=10-1K'mol/L,所以溶液的pH=ll.1；

3.(2021?福建?高考真題)四鋁酸鏤是鋁深加工的重要中間產(chǎn)品具有廣泛的用途.一種以鋁精礦(主

要含MoS?,還有Cu、Fe的化合物及Si。?等)為原料制備四鋁酸鏤的工藝流程如下圖所示。

(NH4)2MO4O13-2H2O

(2)“浸出"時，MOO3轉(zhuǎn)化為M。?！堤岣邌挝粫r間內(nèi)鋁浸出率的措施有(任寫兩種)。溫度對

90min內(nèi)鋁浸出率的影響如圖所示。當(dāng)浸出溫度超過80℃后，鋁的浸出率反而降低，主要原因是溫度升高使

水大量蒸發(fā)，導(dǎo)致。

96

興

、

樹92

汨

嗯

研88

84-------1-------1--------1---------1-------1-?

405060708090

溫度/℃

(3)“凈化”時，浸出液中殘留的0?+、Fe?+轉(zhuǎn)化為沉淀除去。研究表明，該溶液中C(S1和pH的關(guān)系

為：lgc(S2)=pH-15.1。為了使溶液中的雜質(zhì)離子濃度小于1.0x10-6mol應(yīng)控制溶液的PH不小于__

o(已知：pKsp=-lgKsp.CuS和FeS的P&p分另I]為35。2和17。2)

(4)“凈化”后，溶液中若有低價鋁(以MoO：表示)，可加入適量Hq,將其氧化為MoO：,反應(yīng)的離子方程式

為o

(5)“沉淀”時，加入NH4NC>3的目的是.

(6)高溫下用還原(NHJ2M0O3可制得金屬鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。【已知：(NHD2Mo,013

受熱分解生成MOO3]

【答案】⑴氨水

(2)適當(dāng)升溫、攪拌、增加Na2cO3用量(增大Na2cO3濃度)等Na'MoO,晶體析

出，混入浸渣

(3)3.9

-

(4)H2O2+MoO；=MOO^+H2O

(5)提供NH：,使M°O；充分轉(zhuǎn)化為沉淀析出

(6)(NH4)2MO4013+12H2舁匣4MO+2NH3+13H20

【解析】鋁精礦(主要含MOS2,還有Cu、Fe的化合物及Si。2等)通入氧氣焙燒得到MoOs、CuO、Fe2O

3、SiOz和SO2,焙燒產(chǎn)生的氣體主要為SO2；MOO3、CuO、Fe2O3>SiO,加NaKCh、HQ浸出，MOO3轉(zhuǎn)

化為MoO：,銅、鐵大多轉(zhuǎn)化為氫氧化物，SiOz不反應(yīng)，浸渣為Si。2、氫氧化鐵、氫氧化銅等，浸出液

含MoO：和少量Cu"、Fe?+,力口(NHD2s凈化,Cu—Fe"轉(zhuǎn)化CuS、FeS沉淀，濾渣為CuS、FeS,濾液

主要含MoO：

,濾液中加NH,NO3、HNO3進行沉淀得到(NH4)2MO4O13-2H2O.

(1)“焙燒”產(chǎn)生的氣體為SO?,用氨水吸收后可制取氮肥硫酸鏤；

(2)“浸出”時，提高單位時間內(nèi)鑰浸出率即提高反應(yīng)速率，措施有適當(dāng)升溫、攪拌、增加Na2cO3用量

(增大Na2cO3濃度)(任寫兩種)；當(dāng)浸出溫度超過80℃后，鋁的浸出率反而降低，主要原因是溫度升高

使水大量蒸發(fā)，導(dǎo)致NazMoO,晶體析出，混入浸渣；

172

(3)CuS和FeS的pKsp分別為35.2和17。2,則《(CuS)二爐啊Ksp(FeS)=10-,要使Cu"濃度小

]0-35.2

于1.0x10-6mo1.匚1則S”濃度大于--7-mo1/L=10-29.2小。]4要使Fe,+濃度小于1.0xl(T6moi.!?,則S?

10-6

2112

一濃度大于/L=l()T=moj/L(綜述：C(S-)〉W-mol/L,c(%)=10“2moi/L時，1g(1

011-2)=pH-15?1,pH=15o1-11.2=3o9,綜上所述，為了使溶液中的雜質(zhì)離子濃度小于

l.OxlO^mol.L1,應(yīng)控制溶液的pH不小于3.9;

(4)溶液中若有低價缶(以MoO：表示),可加入適量HQ?將其氧化為M。。：，則氧化劑為H2。？，還原產(chǎn)

物為一2價的0,還原劑為MoOj,氧化產(chǎn)物為MoO；,則反應(yīng)的離子方程式為HzOz+MoO^MoOj+H?。；

(5)由流程可知“沉淀”時，產(chǎn)生的沉淀為(NH。2MO1O13-2H2O,因此加入NH4NC)3的目的是提供

NHI使MoO；充分轉(zhuǎn)化為沉淀析出；

(6)高溫下用HZ還原(NH.J2Mo4O13可制得金屬鋁，結(jié)合得失電子守恒、原子守恒可知反應(yīng)的化學(xué)方程

/、iWj溫

式為(NHjMO4013+12H24MO+2NH3+13H20O

1.(2023?山東?統(tǒng)考高考真時)鹽湖鹵水(主要含Na：Mg2\Li\C「、SO1和硼酸根等)是鋰鹽

的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備Li2c。3的工藝流程如衛(wèi)核心反應(yīng)

與條件控制

鹽酸lei氣體飽和用2?。3溶液I

I▲生石灰純堿

濃縮I!

鹵水T脫硼燃燒水浸精制精制UH操作xT濃縮H沉鋰

結(jié)晶I；I

含硼固體固體濾渣I濾渣nNaCl；Li2cO3

已知：常溫下，Ksp（n2CO,）=2.2x10%相關(guān)化合物的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示。

回答下列問題：

+"

⑴含硼固體中的B（OH）3在水中存在平衡：B（OH）3+H2OH+[B（OH）4]（常溫

下，K*=10-34）；B（OH）3與NaOH溶液反應(yīng)可制備硼砂Na2BQ5（OH）4-8H2O.常溫下,在O.lOmoLLTi硼砂

溶液中，[B'C^OH）4r水解生成等物質(zhì)的量濃度的B9H%和[B（OH）4]，該水解反應(yīng)的離子方程式為,該溶

液PH=。

（2）濾渣I的主要成分是（填化學(xué)式）；精制I后溶液中Li+的濃度為20moi則常溫下精制H過程中

CO；濃度應(yīng)控制在mol以下。若脫硼后直接進行精制I,除無法回收HC1外，還將增加的用量（填化學(xué)

式）。

（3）精制H的目的是；進行操作X時應(yīng)選擇的試劑是，若不進行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致.

2

【答案】（1）叫。5（OH）4]-+5H2O=2B（OH）3+2[B（OH）4]-9.34

（2）CaSO45.5xlO"CaO

（3）加入純堿將精制I所得濾液中的Ca2+轉(zhuǎn)化為CaCC>3（或除去精制I所得濾液中的Ca?+）,提高

Li2CO3純度鹽酸濃縮液中因CO：濃度過大使得Li+過早沉淀，即濃縮結(jié)晶得到的NaCl中會混有Li2CO3,

最終所得Li2cO3的產(chǎn)率減小

【解析】由流程可知，鹵水中加入鹽酸脫硼后過濾，所得濾液經(jīng)濃縮結(jié)晶后得到晶體，該晶體中含有N

a\Li\Cl\SO：等，焙燒后生成HC1氣體;燒渣水浸后過濾，濾液中加生石灰后產(chǎn)生沉淀，在此條件

下溶解度最小的是CaSC\,則濾渣I的主要成分為Cas。,；由于CaSO,微溶于水,精制I所得濾液中再加純

堿又生成沉淀，則濾渣II為CaCOs；精制II所得濾液經(jīng)操作X后,所得溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶、過濾得到氯化鈉，

濃縮后的濾液中加入飽和碳酸鈉溶液沉鋰,得到Li2c。

（I）含硼固體中的B（OH）3在水中存在平衡：B（OH）3+H2O.?田（。11）4「+11+（常溫下，K=10—4）；

B（OH）3與NaOH溶液反應(yīng)可制備硼砂Na2B4O5（OH）4.8H2O.常溫下.在（MOmoLL」硼砂溶液

中，[BQ5（OH）J-水解生成等物質(zhì)的量濃度的B（OH）3和[B（OH）J,該水解反應(yīng)的離子方程式為

2

[B4O5（OH）4]+5H2O=2B（OH）3+2[B（OH）4],由B元素守恒可知，B（OH）3和[B（OH。的濃度均為

c..-c（H+）

O^Omol-L1,K=且嗎-------=c（H+）=W934,則該溶液pH=9.34.

C

B（OH）3

（2）由分析可知，濾渣I的主要成分是Cas。,；精制I后溶液中Li+的濃度為2.0moLL」，由

勺（Li2co3）=2.2x103可知，則常溫下精制II過程中COr濃度應(yīng)控制在

,mol-L4=5.5xl0-4mol-E1以下。若脫硼后直接進行精制I,若不回收HCL整個溶液將呈強酸

性，因此為達到除Mg/離子所需的堿性pH首先需要額外多消耗CaO,同時多引入的Ca升離子需要更多的

純堿除去，因此，還將增加生石灰（CaO）和純堿（Na2cO3）的用量。

（3）精制I中，燒渣水浸后的濾液中加生石灰后產(chǎn)生的濾渣I的主要成分為Cas。,；由于Cas。4微溶于

水，精制I所得濾液中還含有一定濃度的Ca?+,還需要除去Ca?+,因此，精制H的目的是：加入純堿將精制

2+2+

I所得濾液中的Ca轉(zhuǎn)化為CaCOs（或除去精制I所得濾液中的Ca）,提高Li2CO3純度。操作X是為了

除去剩余的碳酸根離子，為了防止引入雜質(zhì)離子,應(yīng)選擇的試劑是鹽酸;加入鹽酸的目的是除去剩余的碳酸

根離子，若不進行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致濃縮液中因CO：濃度過大使得Li+過早沉淀，即濃縮結(jié)晶得

到的NaCl中會混有Li2co3,最終所得Li2cO3的產(chǎn)率減小。

2.（2023?海南?？?海南華僑中學(xué)?？级＃┐┘讖椀膹椥居螟d合金制造.工業(yè)上以黑鴇礦（主要成分是

FeW04>MnWO4,含少量的Fe203,SiO2）為原料冶煉鴇的流程如圖所示.

已知：鴇酸H2WO4難溶于水。

核心反應(yīng)

回答下列問題：與條件格制

（1）浸取在加熱、通空氣條件下進行,FeWO,轉(zhuǎn)化為NazWO”的化學(xué)方程式為.

(2)“濾渣1”的成分為。除硅時，加入稀鹽酸調(diào)節(jié)pH時，如果pH太低，鴇的產(chǎn)率會降低，其原因是.

(3)“系列操作X”的目的是去除部分氨，使(NHJ2WO4轉(zhuǎn)化為仲鴇酸錢［(NHJCM2WO3］析出并分離，

則該系列操作是。

(4)已知：含大量鴇酸鈣固體的溶液中存在CaWC)4(s)Ca/aqHWOj(叫)AH。TiK

Bt,pCa=-lgc(Ca2+)=5,當(dāng)溫度升高至T2K時,pCa=5.5,則AH(填“>”“<”或“=")0。

△

【答案】(1)4Few。,+4Na2co3+O2=4Na2WC)4+2Fe2(D3+4CO2

(2)硅酸(或HzSiOs)若酸性太強，鴇酸鈉會轉(zhuǎn)化成鴇酸沉淀，導(dǎo)致鴇的產(chǎn)率降低

(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌

(4)<

【解析】黑鴇礦(主要成分是FeWCh、MnW04,含少量的FezOs、SiO2)中加入Na2cO3浸取，生成N

&WO4、Na2Si03,Fe。等,過濾分離出FezOs；往濾液中加入HC1、調(diào)溶液的pH=8,Na2SiO3轉(zhuǎn)化為

HfiCh等，過濾得濾液;往濾液中加入CaCl,溶液，生成CaWCh等；加入鹽酸發(fā)生反應(yīng)，將CaWO,轉(zhuǎn)化為

HzWO,沉淀；再加氨水溶解，H2WO4轉(zhuǎn)化為(NHQ2WO4進入溶液，過濾得濾液；將濾液經(jīng)過系列操作X,使

(NHjzWO,轉(zhuǎn)化為仲鴇酸錢［(NHJO/2WO3］析出并分離；煨燒后生成WQ,；加入還原劑，將W03還原為

Wo

(1)浸取在加熱、通空氣條件下進行，F(xiàn)eW04轉(zhuǎn)化為NazWO”同時有仍參加反應(yīng)，生成Fe?()3等，化學(xué)方

△

程式為4FeWO4+4Na2cO3+O2=4Na2WO4+2Fe2O3+4CO2o答案為：

△

4FeWO4+4Na2CO3+02=4Na2W04+2Fe2O3+4CO2；

(2)由分析可知，“濾渣1”的成分為硅酸(或HzSiOs)。除硅時，加入稀鹽酸調(diào)節(jié)pH時，如果pH太低,Na,

WO,會轉(zhuǎn)化為H2W04沉淀,從而使鴇的產(chǎn)率降低，則其原因是:若酸性太強，鴇酸鈉會轉(zhuǎn)化成鴇酸沉淀,導(dǎo)致

鴇的產(chǎn)率降低。答案為:硅酸(或H?SiO3)；若酸性太強，鴇酸鈉會轉(zhuǎn)化成鴇酸沉淀，導(dǎo)致鴇的產(chǎn)率降低;

(3)”系列操作X”的目的是去除部分氨，通過蒸發(fā)濃縮，使(NHJ盜。4轉(zhuǎn)化為仲鴇酸鐵

［(NH4)2O42WC)3］,同時增大濃度，降低溫度后［(NHJCM2WO3］結(jié)晶析出，則該系列操作是：蒸發(fā)濃

縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌；

(4)溫度由TiK升高到T2K,pCa由5增大至IJ5。5,貝Uc(Ca")減小，

2+

CaWO4(s).Ca(aq)+WO；(aq)AH平衡逆向移動，所以AH〈0。答案為：〈.

3.(2023?陜西商洛?統(tǒng)考三模)固體電解質(zhì)LATP的化學(xué)式為Li…Al。，―口6(P04)3,某研究人員以

鈦鐵礦精粉

(主要成分為FeTi0%含少量AI2O3,SiO2)為原料合成LATP的工藝流程如圖所示。

鈦鐵礦

請回答下列問題:

(1)LATP中鈦的化合價為價.

(2)“粉碎”的目的是，為了達到這一目的,還可以采用的措施有(答一條即可)。

⑶“堿浸”的目的是除去(填化學(xué)式)。

(4)“堿浸”時加入適當(dāng)過量的NaOH溶液,“酸浸”時加入適當(dāng)過量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸

均不宜過量太多，其主要原因是.

(5)“沉鈦”時生成Ti3(PO4)4的化學(xué)方程式為。

(6)本實驗洗滌Tis(POD&時采用如圖所示裝置，該裝置為抽濾裝置,其原理是用抽氣泵使吸濾瓶中的壓

強降低，達到快速固液分離的目的。其中“安全瓶”的作用是。

自來水龍頭

抽

氣

泵

(7)常溫下,期3「03的反“=%當(dāng)溶液中。(TF)W1.0X10-5mol時可認為Ti"沉淀完全，則“沉

鈦“時，溶液中c(P。：)最低為mol?IA

【答案】(1)+4

(2)增大固體接觸面積，提高堿浸速率適當(dāng)加熱(或攪拌或適當(dāng)增大NaOH溶液濃度等合理答案)

(3)Al203>Si02

(4)成本增大

(5)3TiOS(h+4H3P04=Ti3(P04)4I+3H2SO4+3H2O

(6)平衡氣壓、防倒吸穩(wěn)定過濾速度等

(或痂赤)

【解析】鈦鐵礦粉碎過篩后加入Na0H溶液，氧化鋁、二氧化硅和NaOH溶液反應(yīng)而除去，F(xiàn)eTiOs用稀

硫酸酸浸，得到TiOSOa和FeSO,的混合溶液,加磷酸沉鈦,得到Ti3(P03,Ti3(POM和A1PO

4、Li3P。4高溫反應(yīng)得到LATP。

(1)LATP的化學(xué)式為Li…ALJi-(PO4)3,Li的化合價為+1價，Al為+3價,P為+5價，0為一2

價，根據(jù)正負化合價代數(shù)和為0的原則，Ti的化合價為+4價；

(2)“粉碎”的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；為了達到加快反應(yīng)速率的目的，還可以適當(dāng)升溫或

攪拌，以及適當(dāng)增加NaOH溶液的濃度等；

(3)鈦鐵礦粉碎過篩后主要成分為FeTiOs,含少量AUh、Si02,加入NaOH溶液“堿浸”的目的是除去雜

質(zhì)Al203,Si02；

(4)NaOH溶液、HAO,溶液均具有強烈的腐蝕作用，NaOH溶液和稀硫酸均不宜過量太多，使用過量的Na

OH、H2sCU會增加成本;

(5)“沉鈦”時加入磷酸生成Ti3(P04)4的化學(xué)方程式為：4H3P04+3TiOS04=Ti3(PO4)八+3

H2SO4+3H2O；

(6)抽濾原理是用抽氣泵使吸濾瓶中的壓強降低,抽氣泵中的壓強降低容易出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，需要加入“安

全瓶”平衡氣壓，防止吸濾瓶中的液體倒吸到抽氣泵中且可以穩(wěn)定過濾速度等；

4+4+

(7)Ti3(P04)4(s)-3Ti(aq)+4POJ(aq),KSP=c"(Ti)?c"(PO：),當(dāng)T產(chǎn)沉淀完全時

尸日而不(或也0x10%)。

4.(2023?山東濰坊?統(tǒng)考三模)Cr(OH)3可用于油漆顏料及羊毛處理。工業(yè)上以高鐵銘鐵礦(主要成分為

Cr2O3,含F(xiàn)e2()3、SiO?、AyD,等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)Cr(OH%和金屬A1的工藝流程如圖.

已知：

I.“焙燒”過程中，口2。3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NazCrO,

II.若溶液中相關(guān)離子的物質(zhì)的量濃度為c,則常溫時，Ige與溶液pH的關(guān)系如圖所示.

III.2CrOj(黃色)+2H+.CrO,(橙色)+HQK=1.0x10%

回答下列問題:

（1）“焙燒”時，CrzOs發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（2）“水浸〃后濾渣主要成分為（填化學(xué)式）；“調(diào)PH〃時通入的“氣體X”是。

（3）常溫下，圖像上M點對應(yīng)的溶液pH=。

（4）用稀硫酸進行“酸浸”，調(diào)節(jié)溶液PH的最大值為（Ksp[Al（OH）3]=LOxl03）。“沉鋁”后的母液

II的主要成分為。

⑸加入Na2s“析銘〃時，5（葉被還原的離子方程式為。

焙燒

【答案】（1）2Cr2O3+3O2+4Na2CO3^=4Na2CrO4+4CO2

（2）Fe203co2

（3）6.9

(4)2o8(NH4)2SO4

+

(5)3s2+4Cr2O^+8H+8H2O=8Cr(OH)3+3SOj

【解析】工業(yè)上以高鐵銘鐵礦(主要成分為CrzOs,含F(xiàn)ezOs、Si02,AL。3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)

Cr(OH)3和金屬A1,高鐵鋁鐵礦通入空氣、加入碳酸鈉焙燒生成二氧化碳，“焙燒”過程中，CR03反應(yīng)

轉(zhuǎn)化為Na2cr04,二氧化硅和碳酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈉,氧化鋁和碳酸鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,過濾得到濾渣為

Fe203,通入二氧化碳氣體調(diào)節(jié)溶液pH析銘，加入硫化鈉生成Cr(0H)3

，過濾得到母液蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥得到碳酸鈉晶體失去結(jié)晶水得到碳酸鈉固體，析銘后

的固體為硅酸沉淀和氫氧化鋁沉淀，加入硫酸酸浸，過濾得到硅酸和鋁鹽溶液，加入過量氨水沉鋁生成氫

氧化鋁沉淀,燃燒得到氧化鋁和水，氧化鋁熔融電解得到鋁,母液n主要是錢鹽硫酸錢；

(1)“焙燒”過程中，Cr反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NaKrCkCr。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

焙燒焙燒

2Cr2O3+3O2+4Na2c。34Na2CrO4+4CO2,答案為+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2；

(2)上述分析可知，“水浸”后濾渣主要成分為:Fe2。3,“調(diào)pH”時通入的“氣體X”是：C02,答案

為：Fe203;C02;

(3)2CrOr(黃色)+2H+-CrO；(橙色)+HOK=,乎°?*=l.OxlO14,M點c(CrOj)

2c2(CrO^)xc2(H+)4

+-69

=c(CrO?-),K=--------~-=1.0x10、c(H)=J------7-^----—mol/L=10-mol/L,pH=n=

八2+

7c(CrO;)xc(H)Vlxl014xl0^-2

609,答案為6.9；

(4)用稀硫酸進行“酸浸”，生成硫酸鋁溶液和硅酸沉淀，圖像中鋁離子濃度最大時，Ige(A1")

3+334

=0.4,c(0H0-10-°-mo1/L,fep[Al(OH)3]=C(A1)xc(OH)=1.0x10,c(0H)一

+

JlOxl?"mol/L=l0f2mo1/L,c(H)=R^mol/L=10、mol/L,PH=2.8,調(diào)節(jié)溶液pH的最大

VIO-04IO-112

值為2。8;“沉鋁”后的母液H的主要成分為(NH/ZSOQ

(5)加入Na2s“析銘”時，Cr2O＞被還原的離子方程式為3s2-+4Cr2O；-+8H++8HQ=8Cr(OH)3+3SOj,

+

答案為3s2-+4Cr2O；+8H+8Hq=8Cr(OH)3+3SO：.

5.(2023?湖南邵陽?統(tǒng)考三模］金屬鋼主要用于冶煉特種鋼，被譽為“合金的維生素”。人們在化工實

踐中，以富鋼爐渣(其中的鋼以FeO?k03、V2O5等形式存在，還有少量的Si。?、A12O3等)為原料提取金

屬帆的工藝流程如圖所示：

②V2O5在堿性條件下可轉(zhuǎn)化為VO]o

(1)可加快“高溫氧化”速率的措施有(填一條).

(2)“氣體X”和“氣體Y”的化學(xué)式分別為、。

(3)“沉硅、沉鋁”中得到含鋁沉淀的離子方程式為。

(4)寫出“高溫氧化”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(5)寫出“熱解”時的化學(xué)方程式。

(6)在“高溫還原”反應(yīng)中，氧化鈣最終轉(zhuǎn)化為(寫化學(xué)式)。

(7)已知：25℃時,NH3?H?0的電離平衡常數(shù)&=1。8X10-H2CO3的電離平衡常數(shù)Li=4.3X10,

K,2=5.6X10”,判斷NH4HCO3溶液呈(填“酸性”“堿性”或"中性”)。

【答案】(1)將富鋼爐渣粉碎(或?qū)C1O3與富鋼爐渣充分混合等)

(2)CO2NH3

(3)A1O；+HCO；+H2O=A1(OH)33+COj

高溫

(4)6[Fe0.V205]+5KClO3^=3Fe2O3+6V2O5+5KCl

A

=

(5)2NH4V03V206+2NH3t+H20

(6)CaSi03

(7)堿性

【解析】“焙燒”過程中加入KClOs可將低價鐵、機氧化為高價，而碳酸鈉的作用是將Si(h、ALO3和V2O5

轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹽，都是生成COz氣體，但氧化鐵不參與反應(yīng)；K0H溶液“浸取”是將固體混合物溶解，而

不溶解的氧化鐵作為“濾渣1”的形式過濾出來；加碳酸氫鏤的作用是先除去硅和鋁(生成硅酸和氫氧化

鋁沉淀)，之后加入的硫酸鏤可將鋼轉(zhuǎn)化為乳酸鏤；"熱解''是利用錢鹽受熱易分解的性質(zhì)將鋼酸錢加熱分

解得到五氧化二機,同時釋放出氨氣；最后通過鋁熱反應(yīng)將五氧化二鋼還原為金屬鈕。

(1)將富鋼爐渣粉碎(或?qū)ClOs與富釵爐渣充分混合)均可加快“高溫氧化”速率。

(2)由分析可知，“氣體X”和“氣體Y”的化學(xué)式分別為CO?和NHs。

(3)由分析可知，“沉硅、沉鋁〃中加碳酸氫鏤和鋁氫氧化鋁沉淀，離子方程式為：A10￡+HCO/H20=A

-

1(OH)3I+C03=

(4)“焙燒”過程中加入KC10河將FeOVzOs氧化為F%C>3和VP,化學(xué)方程式為:6[FeO?V2O5]

高溫

=

+5KC103^3Fe2O3+6V，05+5KCl.

(5)“熱解”

是利用鏤鹽受熱易分解的性質(zhì)將帆酸鏤加熱分解得到五氧化二釵，同時釋放出氨氣，化學(xué)方程式為:2NHMh

A

=V205+2NH3t+H20O

(6)V2O5和CaO、硅鐵合金在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成粗機，V元素化合價下降,則Si元素化合價上升,氧化鈣

最終轉(zhuǎn)化為CaSiO3。

K1Q-141

⑺NH4HC。,溶液NH：發(fā)生水解NH；+H0'”2。+」，水解常數(shù)K產(chǎn)古二^^浙="1。一9'HC。；發(fā)

生水解HCOKHzO.?H2co3+01「,水解常數(shù)及=詈=10M417

4.3xlO--?X1°'說明NH：的水解程度小于

Kal

HC0；的水解程度,NH4HCO3溶液呈堿性.

1.(2023?浙江?統(tǒng)考高考真0)某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁

([Al2(OH)aClb]m,a=l~5)按如下流程開展實驗。

已知：①鋁土礦主要成分為AIQs，含少量Fe?O3和Si。？。用NaOH溶液溶解鋁土礦過程中SiO?轉(zhuǎn)變?yōu)殡y

溶性的鋁硅酸鹽。

②[Al?(OH)aClbL的絮凝效果可用鹽基度衡量，鹽基度=2

當(dāng)鹽基度為0.60-0.85時，絮凝效果較好。

請回答：

(1)步驟I所得濾液中主要溶質(zhì)的化學(xué)式是.

(2)下列說法不正確的是。

A。步驟I,反應(yīng)須在密閉耐高壓容器中進行，以實現(xiàn)所需反應(yīng)溫度

B.步驟II,濾液濃度較大時通入過量CO?有利于減少A1(OH)3沉淀中的雜質(zhì)

C.步驟III,為減少A1(OH)3吸附的雜質(zhì)，洗滌時需對漏斗中的沉淀充分攪拌

D.步驟IV中控制A1(OH)3和A1C13的投料比可控制產(chǎn)品鹽基度

(3)步驟V采用如圖所示的蒸汽浴加熱，儀器A的名稱是；步驟V

不宜用酒精燈直接加熱的原因是.

(4)測定產(chǎn)品的鹽基度.

cr的定量測定：稱取一定量樣品，配成溶液，移取25.00mL溶液于錐形瓶中，調(diào)pH=6.5~10.5,滴加指示

劑KzCrO,溶液。在不斷搖動下，用0.100。111011以81403標準溶液滴定至淺紅色(有人82504沉淀)，30

秒內(nèi)不褪色。平行測試3次，平均消耗AgNC)3標準溶液22.50mL。另測得上述樣品溶液中

3+1

c(Al)=0.1000mol-Eo

①產(chǎn)品的鹽基度為。

②測定cr過程中溶液PH過低或過高均會影響測定結(jié)果,原因是。

【答案】(1)NaA102

(2)C

(3)蒸發(fā)皿酒精燈直接加熱受熱不均勻，會導(dǎo)致產(chǎn)品鹽基度不均勻

(4)0.7pH過低，指示劑會與氫離子反應(yīng)生成重鋁酸跟，會氧化氯離子，導(dǎo)致消耗的硝酸

銀偏少，而PH過高，氫氧根會與銀離子反應(yīng)，導(dǎo)致消耗的硝酸銀偏多

【解析】鋁土礦主要成分為AI2O3,含少量FezOs和Si。=向鋁土礦中加氫氧化鈉溶液，得到難溶性鋁硅酸

鹽、偏鋁酸鈉，氧化鐵不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，過濾，濾液中主要含偏鋁酸鈉，向偏鋁酸鈉溶液中通入二氧

化碳，過濾，得到氫氧化鋁沉淀，分為兩份，一份加入鹽酸得到氯化鋁，將兩