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PAGEPAGE1考點十一化工流程大題學(xué)問點講解無機化工流程題的特點: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:物質(zhì)的分別操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的限制。1.流程的呈現(xiàn)主要有以物質(zhì)轉(zhuǎn)化為主線,以操作過程為主線,甚至有時候會以設(shè)備為主線。2.這類題常圍繞以下幾個學(xué)問點進行設(shè)問:⑴反應(yīng)速率與平衡理論的運用反應(yīng)物顆粒大?。悍磻?yīng)速率、原料的利用率等溫度:反應(yīng)速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等⑵氧化還原反應(yīng)的推斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫;⑶利用限制pH分別除雜;⑷化學(xué)反應(yīng)的能量變更;⑸試驗基本操作:除雜、分別、檢驗、洗滌、干燥等;⑹流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán),資源的回收和利用;⑺環(huán)境愛護與綠色化學(xué)評價。典例1(2024北京)磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下:已知:磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH),還含有Ca5(PO4)3F和有機碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O(1)上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有__________。(2)磷精礦粉酸浸時發(fā)生反應(yīng):2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4①該反應(yīng)體現(xiàn)出酸性關(guān)系:H3PO4__________H2SO4(填“>”或“<”)。②結(jié)合元素周期律說明①中結(jié)論:P和S電子層數(shù)相同,__________。(3)酸浸時,磷精礦中Ca5(PO4)3F所含氟轉(zhuǎn)化為HF,并進一步轉(zhuǎn)化為SiF4除去。寫誕生成HF的化學(xué)方程式:__________。(4)H2O2將粗磷酸中的有機碳氧化為CO2脫除,同時自身也會發(fā)生分解。相同投料比、相同反應(yīng)時間,不同溫度下的有機碳脫除率如圖所示。80℃后脫除率變更的緣由:____________________。(5)脫硫時,CaCO3稍過量,充分反應(yīng)后仍有SO42?殘留,緣由是__________;加入BaCO3可進一步提高硫的脫除率,其離子方程式是____________________。(6)取ag所得精制磷酸,加適量水稀釋,以百里香酚酞作指示劑,用bmol·L?1NaOH溶液滴定至終點時生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL,精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分數(shù)是________。(已知:H3PO4摩爾質(zhì)量為98g·mol?1)【答案】研磨、加熱<核電荷數(shù)P<S,原子半徑P>S,得電子實力P<S,非金屬性P<S2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑80℃后,H2O2分解速率大,濃度顯著降低CaSO4微溶BaCO3++2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2(3)依據(jù)“強酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律,Ca5(PO4)3F與H2SO4反應(yīng)生成HF、磷石膏和磷酸,生成HF的化學(xué)方程式為2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。(4)圖示是相同投料比、相同反應(yīng)時間,不同溫度下的有機碳脫除率,80℃前溫度上升反應(yīng)速率加快,相同時間內(nèi)有機碳脫除率增大;80℃后溫度上升,H2O2分解速率大,H2O2濃度顯著降低,反應(yīng)速率減慢,相同條件下有機碳脫除率減小。(5)脫硫時,CaCO3稍過量,充分反應(yīng)后仍有SO42-殘留,緣由是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可進一步提高硫的脫除率,因為BaSO4難溶于水,其中SO42-與BaCO3生成更難溶的BaSO4和CO32-,H3PO4的酸性強于H2CO3,在粗磷酸中CO32-轉(zhuǎn)化成H2O和CO2,反應(yīng)的離子方程式為BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。(6)滴定終點生成Na2HPO4,則消耗的H3PO4與NaOH物質(zhì)的量之比為1:2,n(H3PO4)=n(NaOH)=bmol/Lc10-3L=mol,m(H3PO4)=mol98g/mol=g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分數(shù)為。一、原料處理的方法和作用對原料進行預(yù)處理的常用方法及其作用:1.粉碎、研磨:減小固體的顆粒度,增大固體與液體或氣體間的接觸面積,加快反應(yīng)速率。2.水浸:與水接觸反應(yīng)或溶解。3.酸浸:通常用酸溶,如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等,與酸接觸反應(yīng)或溶解,使可溶性金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去。近年來,在高考題出現(xiàn)了“浸出”操作。在化工生產(chǎn)題中,礦物原料“浸出”的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)娜軇沟V物原料中的有用組分或有害雜質(zhì)選擇性地溶解,使其轉(zhuǎn)入溶液中,達到有用組分與有害雜質(zhì)或與脈石組分相分別的目的。4.浸出率:固體溶解后,離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)。5.灼燒:除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化,如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì),將有機碘轉(zhuǎn)化為碘鹽。6.灼燒、焙燒、煅燒:變更結(jié)構(gòu)和組成,使一些物質(zhì)能溶解;并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解,如煅燒高嶺土和石灰石。典例2(2025屆新疆高三一模)鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3(可表示為FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等雜質(zhì)。利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料(鈦酸鋰Li4Ti5O12和磷酸亞鐵鋰LiFePO4)的工藝流程如下圖所示:(1)化合物L(fēng)i2Ti5O15中鈦元素的化合價是+4價,氧元素的化合價為__________。(2)鈦鐵礦與硫酸反應(yīng)時,常將鈦鐵礦粉碎,其目的是:__________,濾渣A的成分是__________。(3)固體TiO2轉(zhuǎn)化(NH4)2Ti5O15的離子方程式為__________,該反應(yīng)__________氧化還原反應(yīng)(填“屬于”或“不屬于”)。(4)反應(yīng)②中固體TiO2、轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時,Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖所示。反應(yīng)溫度過高時,Ti元素浸出率下降的緣由是__________。(5)(NH4)2Ti5O15轉(zhuǎn)化為Li2Ti5O15的離子方程式為:__________。(6)寫出由濾液D生成FePO4的離子方程式__________。(7)由濾液D制各LiFePO4的過程中,所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是__________?!敬鸢浮?2、-1增大接觸面積加快反應(yīng)速率,提高浸出率SiO2CaSO45TiO2+4H2O2+2NH3·H2O=2NH4++Ti5O152-+5H2O不屬于溫度過高時,反應(yīng)物氨水(或雙氧水)會受熱分解Ti5O152-+2Li+=Li2Ti5O15↓2Fe2++2H3PO4+H2O2=2FePO4↓+2H2O+4H+20∶9(2)鈦鐵礦與硫酸反應(yīng)時,常將鈦鐵礦粉碎,可以增大接觸面積加快反應(yīng)速率,提高浸出率,由于雜質(zhì)中二氧化硅不溶于鹽酸,所以濾渣A成分是二氧化硅,故答案為:增大接觸面積加快反應(yīng)速率,提高浸出率;SiO2、CaSO4;(3)二氧化鈦與氨水、雙氧水反應(yīng)生成(NH4)2Ti5O15的離子方程式為5TiO2+4H2O2+2NH3·H2O=2NH4++Ti5O152-+5H2O,反應(yīng)中沒有元素的化合價發(fā)生變更,不屬于氧化還原反應(yīng),故答案為:5TiO2+4H2O2+2NH3·H2O=2NH4++Ti5O152-+5H2O;不屬于;(4)由于二氧化鈦與氨水、雙氧水反應(yīng)生成(NH4)2Ti5O15時,溫度過高,雙氧水和氨水都簡潔分解,所以反應(yīng)溫度過高時,Ti元素浸出率下降,故答案為:溫度過高時,反應(yīng)物氨水(或雙氧水)受熱易分解;(5)(NH4)2Ti5O15,加入氫氧化鋰溶液得到沉淀Li2Ti5O15,反應(yīng)的離子方程式為Ti5O152-+2Li+=Li2Ti5O15↓,故答案為:Ti5O152-+2Li+=Li2Ti5O15↓;(6)過氧化氫將Fe2+氧化為Fe3+,加入磷酸得到沉淀磷酸鐵,反應(yīng)離子方程式為:2Fe2++2H3PO4+H2O2=2FePO4↓+2H2O+4H+,故答案為:2Fe2++2H3PO4+H2O2=2FePO4↓+2H2O+4H+;(7)依據(jù)電子守恒,過氧化氫氧化鐵元素轉(zhuǎn)移的電子就等于鐵離子氧化草酸轉(zhuǎn)移的電子數(shù),因此可得關(guān)系式:H2O2~H2C2O4,設(shè)雙氧水質(zhì)量為x,草酸質(zhì)量為y,則:H2O2~H2C2O434
90x×17%
y所以=,整理可得x:y=20:9,17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比為20:9,故答案為:20:9。二、駕馭核心化學(xué)反應(yīng)1.元素及其化合物學(xué)問:化工生產(chǎn)將原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過程,也是物質(zhì)經(jīng)驗相互轉(zhuǎn)化的過程。理解物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,就要用到元素及其化合物的相關(guān)學(xué)問。一般圍繞鐵、銅、鋁、鎂、氯、硫、磷、硅等元素的單質(zhì)或化合物的工業(yè)制備來進行命題,須要駕馭這些元素及其化合物的學(xué)問2.還要駕馭有關(guān)化工生產(chǎn)的學(xué)問,熟識的有純堿工業(yè)、氨工業(yè)、硅單質(zhì)的制備、氯堿工業(yè)、海水中提取鎂、海水中提取溴等;3.化學(xué)反應(yīng)原理:化工生產(chǎn)中把原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過程就是化學(xué)反應(yīng)的過程,從化學(xué)反應(yīng)原理的角度選擇原料、限制條件和選擇設(shè)備等,是化工生產(chǎn)的基本思路?;瘜W(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)學(xué)問包括質(zhì)量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)等,做到能綜合運用這些學(xué)問分析化工生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)的狀況。①調(diào)整溶液的pH值:使某些離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋矶_到分別的目的,抑制某些離子的水解,防止某些離子的氧化等。在題目中常以表格形式給出信息。例如:已知下列物質(zhì)起先沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示物質(zhì)起先沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,應(yīng)當(dāng)怎樣做?提示:先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH到3.7。調(diào)整pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿意兩點:能與H+反應(yīng),使溶液pH值增大;不引入新雜質(zhì)。例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)整溶液的pH值。調(diào)整溶液的pH:“酸作用還可以除去氧化物(膜);“堿作用”還可以除去油污、除去鋁片氧化物、溶解鋁、二氧化硅。②限制體系的溫度a.限制低溫:防止物質(zhì)的分解,如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(濃)等;防止物質(zhì)的揮發(fā),如鹽酸、醋酸等;抑制物質(zhì)的水解,如冰水洗滌,以防止洗滌過程中的溶解損耗;增大氣體反應(yīng)物的溶解度,使其被充分汲??;b.實行加熱:加速某固體的溶解,加快反應(yīng)速率;削減氣體生成物的溶解并使其逸出;使平衡向須要的方向移動;趁熱過濾,防止某物質(zhì)降溫時因析出而損耗或帶入新的雜質(zhì);c.限制范圍:確保催化劑的催化效果,兼顧速率和轉(zhuǎn)化率,追求更好的經(jīng)濟效益,防止副反應(yīng)發(fā)生等。典例3(2024課標(biāo)Ⅰ)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式__________。(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為:①pH=4.1時,Ⅰ中為__________溶液(寫化學(xué)式)。②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是__________。(3)制備Na2S2O5也可采納三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿汲取液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為_____________。電解后,__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結(jié)晶脫水,可得到Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時,取50.00mL葡萄酒樣品,用0.01000mol·L?1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點,消耗10.00mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_____________,該樣品中Na2S2O5的殘留量為____________g·L?1(以SO2計)?!敬鸢浮?NaHSO3=Na2S2O5+H2ONaHSO3得到NaHSO3過飽和溶液2H2O-4e-=4H++O2↑aS2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+0.128(3)陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),陽極區(qū)是稀硫酸,氫氧根放電,則電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑。陽極區(qū)氫離子增大,通過陽離子交換膜進入a室與亞硫酸鈉結(jié)合生成亞硫酸鈉。陰極是氫離子放電,氫氧根濃度增大,與亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉,所以電解后a室中亞硫酸氫鈉的濃度增大。(4)單質(zhì)碘具有氧化性,能把焦亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉,反應(yīng)的方程式為S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+;消耗碘的物質(zhì)的量是0.0001mol,所以焦亞硫酸鈉的殘留量(以SO2計)是0.0001mol×64g/mol0.05L三、明確反應(yīng)原理留意每一步在什么條件下,發(fā)生了什么反應(yīng),生成了什么物質(zhì),這些物質(zhì)分別到哪里去了。如轉(zhuǎn)化成了沉淀還是氣體或生成了其他物質(zhì)。典例4(2025屆湖南省懷化市高三上學(xué)期期末)軟錳礦的主要成分是MnO2,還含有少量金屬鐵、鎂、鋁、鋅、銅的化合物等雜質(zhì)。黃鐵礦的主要成分是FeS2,還含有硅、鋁的氧化物等雜質(zhì)。工業(yè)上用軟錳礦制備碳酸錳并回收硫酸銨,其主要流程如下:已知金屬離子從起先形成氫氧化物沉淀,到沉淀時溶液的pH如下表:金屬離子Fe2+Fe3+Al3+Cu2+Mn2+起先沉淀pH7.52.74.15.98.8完全沉淀pH9.53.75.46.910.8(1)提高浸出率的可實行的措施有____。a.適當(dāng)上升溫度
b.攪拌
c.加適量純堿
d.加壓(2)浸取完成后,取浸取液少許,加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,則浸取時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________。(3)調(diào)整pH為5.4~5.8的目的是______________。(4)濾渣3的主要成分的化學(xué)式是_______。(5)采納50℃碳化的緣由是_________________________________。該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________。(6)檢驗碳酸錳產(chǎn)品完全洗凈的方法是_______________________________?!敬鸢浮縜bMnO2+FeS2+2H2SO4MnSO4+FeSO4+2S+2H2O使Fe3+、Al3+完全沉淀Cu(OH)2溫度過低反應(yīng)太慢,過高,NH4HCO3會分解2HCO3?+Mn2+MnCO3↓+H2O+CO2↑取最終一次洗滌液,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無沉淀,則已洗凈(1)為了提高錳元素的浸出率,在“浸取”時可實行的措施有:①適當(dāng)上升溫度;②攪拌;③加入足量硫酸增大硫酸濃度或粉粹礦石或延長浸泡時間,故選ab;(2)浸取完成后,取浸取液少許,加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,說明溶液中沒有鐵離子,則浸取時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+FeS2+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+2S+2H2O,故答案為:MnO2+FeS2+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+2S+2H2O;(3)依據(jù)上述分析,調(diào)整pH為5.4~5.8的目的是使Fe3+、Al3+完全沉淀,故答案為:使Fe3+、Al3+完全沉淀;(4)濾渣3的主要成分為Cu(OH)2,故答案為:Cu(OH)2;(5)溫度過低反應(yīng)太慢,過高,NH4HCO3會分解,因此采納50℃碳化,該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2HCO3?+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑,故答案為:溫度過低反應(yīng)太慢,過高,NH4HCO3會分解;2HCO3?+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑;(6)依據(jù)流程圖,碳酸錳上吸附有少量硫酸銨,檢驗碳酸錳產(chǎn)品是否洗凈只須要檢驗硫酸根離子即可,故答案為:取最終一次洗滌液,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無沉淀,則已洗凈。四、物質(zhì)分別或提純的方法 化工生產(chǎn)過程中分別提純、除雜等環(huán)節(jié),與中學(xué)化學(xué)基本試驗的原理緊密聯(lián)系,包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干,或蒸餾、萃取、分液等基本試驗操作及原理,并要熟識所用到的相關(guān)儀器。1.蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制水解:如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時,應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防其水解。⑴蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶:如除去KNO3中的少量NaCl。⑵蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾:如除去NaCl中的少量KNO3。2.溶解法:利用特別溶劑把雜質(zhì)溶解而除去,如Fe(Al)可用過量的NaOH溶液而除去Al,CO2(HCl、H2O)先通過飽和食鹽水,再通過濃H2SO4。3.沉淀法:a.加合適的沉淀劑(要使雜質(zhì)離子充分沉淀,加入的沉淀劑必需過量,且在后續(xù)步驟中簡潔除去);b.調(diào)整溶液的酸堿性。4.洗滌法:a.水洗;b.冰水洗;c.有機溶劑洗。其目的是:洗去目標(biāo)物表面的雜質(zhì)離子;削減目標(biāo)物的溶解損耗或增大有機雜質(zhì)的溶解量;防止目標(biāo)物形成結(jié)晶水合物;使晶體快速干燥。典例5(2025屆福建省莆田市高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢測3月)水鈷礦的主要成分為Co2O3,還含SiO2及少量Al2O3、Fe2O3、CuO、MnO2等。一種利用水鈷礦制取CoCl2·6H2O的工藝流程如下:已知:①CoCl2·6H2O受熱易失去結(jié)晶水。②25℃時,設(shè)定溶液中某金屬離子初始濃度為0.1mol?L-1,部分沉淀的參考數(shù)據(jù)如下表(“沉淀完全”指溶液中該離子濃度≤1.0×10-5mol?L-1):沉淀Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Cu(OH)2Mn(OH)2起先沉淀的pH3.41.56.37.04.78.1沉淀完全時pH4.72.88.39.06.710.1回答下列問題(1)計算25℃時Co(OH)2的Ksp=_______________。(2)浸出工序中加入肯定量的Na2SO3還原Co2O3、MnO2等,Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。(3)氧化工序要限制NaClO3用量,若不慎加入過量NaClO3,可能生成的有毒氣體是______________;氧化工序主要反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。(4)已知溫度對銅、鈷、鐵的浸出率的影響如左下圖,萃取劑A、B中pH對鈷、錳離子萃取率的影響如右下圖:①浸出溫度限制在50-60℃的緣由是_________________________。②應(yīng)選擇萃取劑_________________________(填“A”或“B”)。(5)“系列操作”依次是____________、______________和過濾等;制得的CoCl2·6H2O需減壓烘干的緣由是_________________________?!敬鸢浮?.0×10-15Co2O3+SO32-+4H+==2Co2++SO42-+2H2OCl2ClO3-+6Fe2++6H+==Cl-+6Fe3++3H2O50~60℃時鈷浸出率高,溫度再上升時鈷浸出率變更不大,且導(dǎo)致浸出液中含鐵元素的雜質(zhì)含量上升B蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶降低烘干溫度,防止CoCl2·6H2O分解(3).氧化工序中加入NaClO3的作用是將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式為:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,若不慎加入過量NaClO3,在酸性條件下,NaClO3與溶液中的Cl-會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成有毒的Cl2,故答案為:Cl2;ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;(4).①.據(jù)圖可知,50~60℃時鈷的浸出率已經(jīng)很高,且溫度再上升時鈷的浸出率變更不大,同時還會導(dǎo)致鐵的浸出率增大,含鐵元素的雜質(zhì)含量上升,故答案為:50~60℃時鈷浸出率高,溫度再上升時鈷浸出率變更不大,且導(dǎo)致浸出液中含鐵元素的雜質(zhì)含量上升;②.加入萃取劑的目的是除去Mn2+,據(jù)圖可知,選擇萃取劑B時,Mn2+的萃取率高而Co2+的萃取率低,所以應(yīng)選擇萃取劑B,故答案為:B;(5).從溶液中得到氯化鈷晶體的系列操作步驟為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾,制得的CoCl2·6H2O采納減壓烘干方法,可以降低烘干溫度,防止CoCl2·6H2O晶體分解,故答案為:蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶;降低烘干溫度,防止CoCl2?6H2O分解。五、可循環(huán)物質(zhì)的推斷和流程評價(一)可循環(huán)物質(zhì)的推斷1.流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)。2.生產(chǎn)流程中后面新生成或新分別的物質(zhì)(不要忽視結(jié)晶后的母液),可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)。(二)對整個工藝流程從下列幾個方面進行評價1.體現(xiàn)綠色化學(xué)思想(運用無毒無害原料,采納原子利用率高的制備路途,原料的循環(huán)利用,副產(chǎn)物綜合利用,節(jié)能,等)。2.高效節(jié)能方面(原料廉價,工藝簡潔,產(chǎn)品的純度高,能耗低等)。3.生成物或副產(chǎn)物的污染。典例6(2025屆云南省峨山彝族自治縣第一中學(xué)高三上學(xué)期期末)利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產(chǎn)金屬鉻的鉻渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出鉻和鋁,為實現(xiàn)鉻和鋁的再生利用。其工作流程如下:(1)鋁熱法冶煉金屬鉻,是利用了金屬鋁的__________(填“氧化性”或“還原性”)。(2)溶液1中的陰離子有CrO42-、__________。(3)過程I,在Cr2O3參加的反應(yīng)中,若生成0.4molCrO42-,消耗氧化劑的物質(zhì)的量是__________。(4)通入CO2調(diào)整溶液pH實現(xiàn)物質(zhì)的分別。①濾渣A煅燒得到Al2O3,再用電解法冶煉Al。冶煉Al的化學(xué)方程式是____________________。②濾渣B受熱分解所得物質(zhì)的循環(huán)利用,B是__________。③已知:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2OK=4.0×1014濾液3中Cr2O72-的溶度是0.04mol/L,則CrO42-的濃度是__________mol/L。(5)過程II的目的是得到K2Cr2O7粗品。不同溫度下化合物的溶解度(g/100gH2O)化合物名稱0℃20℃40℃60℃80℃NaCl35.736.036.637.338.4KCl28.034.240.145.851.3K2SO47.411.114.818.221.4K2Cr2O74.712.326.345.673.0Na2Cr2O7163183215269376結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析,過程II的操作是:____________________,過濾,得到K2Cr2O7粗品?!敬鸢浮窟€原性AlO2-、OH-0.3mol2Al2O3(熔融)3O2↑+4AlNaHCO30.01向濾液③中加入稀硫酸和K2SO4固體后,蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶程式是:2Al2O3(熔融)3O2↑+4Al;②向偏酸鋁鈉溶液中通入二氧化碳,可生成碳酸鈉或碳酸氫鈉,其中碳酸氫鈉易受熱分解,故B是碳酸氫鈉。③由此反應(yīng)平衡表達式可知,k=c(Cr2O72-)/c2(CrO42-)c2(H+)=4.0×1014,代入c(Cr2O72-)=0.04mol/L,c(H+)=10-6mol/L,c(CrO42-)==0.01mol/L。(5)要得到更多的K2Cr2O7粗品,必需加入硫酸,促進2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移動,同時由于K2Cr2O7的溶解度隨溫度變更較大,可實行降溫結(jié)晶法。詳細操作是向濾液③中加入稀硫酸和K2SO4固體后,蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶?!疽?guī)范答題】試驗操作類規(guī)范語言表述1.測定溶液pH的操作將一小塊pH試紙放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待測液,點在pH試紙上,待試紙變色后,再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比照。模板答題關(guān)鍵詞:pH試紙、表面皿、玻璃棒、蘸待測液、比色卡、比照。四步:①取放試紙→②蘸待測液→③點滴試紙→④與比色卡比照。概括為“取、蘸、點、比”。抓住關(guān)鍵詞和四步操作環(huán)節(jié),此類問題肯定不失分。2.沉淀洗滌(1)沉淀洗滌的目的:除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性離子。(2)洗滌方法:向漏斗內(nèi)加蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流出后,重復(fù)操作2~3次。(3)誤差分析:若沉淀不洗滌或洗滌不干凈,則使沉淀的質(zhì)量偏高。若沉淀洗滌次數(shù)過多,則會使部分沉淀溶解而使其質(zhì)量偏低。(4)沉淀劑是否過量的推斷方法模板加沉淀劑:靜置,向上層清液中接著滴加少量沉淀劑,若無沉淀產(chǎn)生,則證明沉淀劑已過量。加入與沉淀劑反應(yīng)的試劑:靜置,取適量上層清液于另一干凈試管中,向其中加入少量與沉淀劑作用產(chǎn)生沉淀的試劑,若產(chǎn)生沉淀,證明沉淀劑已過量。留意:若需稱量沉淀的質(zhì)量而進行有關(guān)定量計算時則只能選用方法(1)。(5)推斷沉淀是否洗凈的操作答題取最終一次洗滌液,滴加……(試劑),若沒有……現(xiàn)象,證明沉淀已洗凈3.容量瓶撿漏操作模板加入肯定量的水,塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞,倒立視察。然后再將容量瓶正立,并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后塞緊,再倒立。若均無水滲出,則容量瓶不漏水。4.滴定管檢查是否漏水的操作模板酸式滴定管:關(guān)閉活塞,向其中加入肯定量的水,用滴定管夾將其固定鐵架臺上,視察是否漏水。若2分鐘內(nèi)不漏水,將活塞塞旋轉(zhuǎn)180°后,重復(fù)上述操作。堿式滴定管:向其中加入肯定量的水,用滴定管夾將其固定鐵架臺上,視察是否漏水。若2分鐘內(nèi)不漏水,輕輕擠壓玻璃球,放出少量液體,再次視察滴定管是否漏水。5.滴定管趕氣泡的操作模板酸式滴定管:右手將滴定管傾斜30°左右,左手快速打開活塞使溶液沖出,從而使溶液充溢尖嘴。堿式滴定管:將膠管彎曲使玻璃尖嘴向上傾斜,用兩指捏住膠管,輕輕擠壓玻璃球,是溶液從尖嘴流出,即可趕出氣泡。6.裝置的氣密性檢查模板形成封閉體系——操作(微熱、手捂、熱毛巾捂、加水等)―→描述現(xiàn)象―→得出結(jié)論。微熱法——關(guān)鍵詞是:封閉(將導(dǎo)管一端放入水中)、微熱、氣泡、水柱;液差(封)法——關(guān)鍵詞是:封閉(用止水夾關(guān)閉右側(cè)導(dǎo)氣管,向××漏斗中加水)、液差(××漏斗中形成一段水柱,停止注水后,水柱不變更)。整套裝置氣密性檢查:為使其產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象,用酒精燈對裝置中某個可加熱容器微熱,視察插入水中導(dǎo)管口是否有氣泡冒出,也可對整套裝置適當(dāng)分割,分段檢查氣密性。7.萃取分液操作關(guān)閉分液漏斗活塞,將混合液倒入分液漏斗中,充分振蕩、靜置、分層,在漏斗下面放一個小燒杯,打開分液漏斗活塞,使下層液體從下口沿?zé)?/p>
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