重難點(diǎn)13 化學(xué)工藝流程-2025年高考化學(xué) 熱點(diǎn) 重點(diǎn) 難點(diǎn) 專練（上海專用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問，是無機(jī)框圖的拓展創(chuàng)新。它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等相融合，考綜合考查元素化合物知識、氧化還原反應(yīng)(或復(fù)分解反應(yīng)、電離、水解)方程式的書寫、通過化工原理的分析判斷流程中殘?jiān)驈U液的成分、反應(yīng)條件的控制與選擇、物質(zhì)分離提純的方法、產(chǎn)率的計(jì)算、Ksp的應(yīng)用、綠色化學(xué)思想的體現(xiàn)等，要求考生依據(jù)流程圖分析原理，緊扣信息，抓住關(guān)鍵、準(zhǔn)確答題?；すに嚵鞒填}能有效考查考生的“變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識及科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。近五年來作為高考題的固定題型，此類題目往往取材于國際國內(nèi)的化學(xué)期刊雜志，沒有固定的物質(zhì)制備或分離類型，情境新穎，在題干問題設(shè)置上注重邏輯，往往還有關(guān)聯(lián)提問。重點(diǎn)考查化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本能力，特別是對物質(zhì)制備方法、物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化途徑、混合物分離和除雜方法、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法、陌生情景中化學(xué)方程式或離子方程式的書寫及簡單計(jì)算能力的綜合考查。預(yù)測在20253年的高考試題中會繼續(xù)延續(xù)這種出題方式，更貼近工業(yè)生產(chǎn)(例如：會出現(xiàn)更多的工業(yè)術(shù)語和設(shè)備名稱等)，考查點(diǎn)會更加綜合，可能會以陌生的新物質(zhì)為背景，突出考查學(xué)生的能力，更加關(guān)注原料的選擇、循環(huán)利用、綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)、物質(zhì)的分離提純、產(chǎn)率的計(jì)算等?？疾榭忌邮?、吸收、整合化學(xué)信息的能力；分析問題和解決(解答)化學(xué)問題的能力。在解決化學(xué)問題的過程中，運(yùn)用化學(xué)原理和科學(xué)方法，能設(shè)計(jì)合理方案，初步實(shí)踐科學(xué)探究。
【思維導(dǎo)圖】
【高分技巧】
1．工藝流程中題的呈現(xiàn)方式
知識點(diǎn)二 2．工藝流程中流程中的“操作步驟”
3．工藝流程中的“操作目的”
(建議用時(shí)：40分鐘)
1．(2025·上海市實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三上學(xué)期階段測試)FeCl3溶液也可蝕刻銅電路板。以下是從FeCl3溶液蝕刻鋼電路板的廢液(主要成分為CuCl2、FeCl2和FeCl3)中回收FeCl2·4H2O并制備CuSO4·5H2O途徑之一。
(1)向?yàn)V液A中加入少量鐵粉，然后蒸發(fā)濃縮至出現(xiàn)時(shí)，趁熱過濾除去多余的鐵粉，再將濾液、過濾、洗滌，得到FeCl2·4H2O粗品。
(2)圖中“②洗滌”時(shí)，檢驗(yàn)銅表面Cl-已洗凈的方法是。銅與硝酸和硫酸的混酸反應(yīng)制備CuSO4時(shí)，有紅棕色氣體生成，該氣體是 (選填“氧化”或“還原”)產(chǎn)物。
【答案】(1) 少量晶體冷卻結(jié)晶
(2) 取少量最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則證明銅表面Cl-已洗滌干凈還原
【解析】廢液的主要成分為CuCl2、FeCl2和FeCl3，加入過量鐵粉，發(fā)生反應(yīng)：Fe+2 FeCl3=3FeCl2、Fe+ CuCl2=FeCl2+ Cu，因此過濾后濾液A主要為FeCl2溶液，濾渣B中含有過量的鐵和生成的銅；向?yàn)V液A中加入少量鐵粉，可以防止Fe2+被氧化，最后經(jīng)過處理得到FeCl2·4H2O晶體；濾渣B中加入過量稀鹽酸，溶解鐵粉后，過濾得到單質(zhì)銅，洗滌后經(jīng)過處理得到CuSO4·5H2O。(1)濾液A中加入少量鐵粉，然后蒸發(fā)濃縮至少量晶體出現(xiàn)時(shí)，趁熱過濾除去多余的鐵粉，再將濾液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，可得到FeCl2·4H2O粗品。(2)Cl-可以和Ag+反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，因此取少量最后一次洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則證明銅表面Cl-已洗滌干凈；銅與硝酸和硫酸的混酸反應(yīng)制備CuSO4時(shí)，硝酸被還原生成紅棕色氣體NO2，則NO2為還原產(chǎn)物。
2．(2025·上海市華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)高三?？荚?粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的工業(yè)固體廢料，主要成分有Al2O3、SiO2，還含有少量Fe2O3、CaO等。采用酸堿聯(lián)合的方法從粉煤灰中綜合回收氧化鋁及二氧化硅的工藝流程如下：
硫酸熟化過程中發(fā)生的反應(yīng)有：
Al2O3?2SiO2+3H2SO4=Al2(SO4)3+2SiO2+3H2O
3Al2O3?2SiO2+9H2SO4=3Al2(SO4)3+2SiO2+9H2O
(1)“結(jié)晶”操作：緩緩加熱，濃縮至，放置冷卻，得到Al2(SO4)3?18H2O。
(2) Al2(SO4)3?18H2O在250~300℃下失重40.5%得Al2(SO4)3? x H2O，x= 。
(3)“還原焙燒”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)粗氧化鋁中是否含有Fe2O3：。
(5)向硅酸鈉溶液中通入過量CO2制備白炭黑的化學(xué)方程式為。
【答案】(1)表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜 (2)3
(3)2Al2(SO4)3+3C2Al2O3+3CO2↑+6SO2↑
(4)取粗氧化鋁少許于試管中加稀硫酸溶解，靜置，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則粗氧化鋁中含有Fe2O3雜質(zhì)
(5)Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O=2NaHCO3+SiO2?nH2O↓
【解析】粉煤灰主要成分有Al2O3、SiO2，還含有少量Fe2O3、CaO等，加入濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁，水浸主要得到SiO2高硅渣，濾液經(jīng)過結(jié)晶脫水得到硫酸鋁，硫酸鋁與焦炭反應(yīng)生成粗氧化鋁；向硅酸鈉溶液中通入足量二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉和白炭黑SiO2?nH2O。(1)“結(jié)晶”操作：緩緩加熱，濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜，放置冷卻，得到Al2(SO4)3?18H2O；(2)假設(shè)100gAl2(SO4)3?18H2O在250 ~300℃下失重40.5%，剩余100g×(1?40.5%)=59.5g Al2(SO4)?xH2O，，解得x=3；(3)根據(jù)“還原焙燒”產(chǎn)物之一經(jīng)過煙氣制酸，硫酸鋁和碳“還原焙燒”生成氧化鋁、二氧化碳和二氧化硫，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al2(SO4)3+3C2Al2O3+3CO2↑+6SO2↑；(4)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)粗氧化鋁中是否含有Fe2O3，將粗品溶于稀硫酸中，靜置，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則粗氧化鋁中含有Fe2O3雜質(zhì)；(5)向硅酸鈉溶液中通入過量CO2生成碳酸氫鈉和白炭黑SiO2?nH2O，其化學(xué)方程式為Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O=2NaHCO3+SiO2?nH2O↓。
3．(2025·上海市復(fù)旦大學(xué)附屬中學(xué)高三上學(xué)期階段性教學(xué)質(zhì)量評估)硫鐵礦燒渣(主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的廢渣，利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產(chǎn)品的流程如下圖所示
(1)酸浸、過濾后濾液中的主要成分是，濾渣是。
(2)反應(yīng)I的溶液為防止被氧化，需加入，反應(yīng)I中發(fā)生的離子方程式為。
(3)反應(yīng)I的反應(yīng)溫度一般需控制在以下，其目的是。
(4)空氣中煅燒FeCO3生成產(chǎn)品b的化學(xué)反應(yīng)方程式為。
(5)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行煅燒操作所需儀器除了酒精噴燈、三腳架、玻璃棒外，還有。
(6)煅燒產(chǎn)生的煙氣中存在大量含鐵顆粒，將煙氣通過電場可將顆粒物從氣流中分離，移動到導(dǎo)電板上進(jìn)行捕集，該過程稱為_______。
A．電離B．滲析C．電泳D．聚沉
(7)工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)Ⅲ的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是。
(8)檢驗(yàn)產(chǎn)品a中是否含有氯化物雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是：取少量產(chǎn)品a于試管中配成溶液，。
【答案】(1) FeSO4 (或FeSO4和H2SO4) SiO2
(2)少量鐵粉 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O
(3)防止NH4HCO3分解(或減少Fe2+的水解)
(4)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(5)坩堝、坩堝鉗、泥三角 (6)C
(7)降低硫酸鉀的溶解度，有利于硫酸鉀析出
(8)滴加過量Ba(NO3)2溶液，過濾后向?yàn)V液中滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則含有氯化物雜質(zhì)
【解析】硫鐵礦燒渣在高溫焙燒時(shí)加入還原劑，F(xiàn)e的氧化物被還原為Fe單質(zhì)，加入硫酸后生成硫酸亞鐵，過濾后得到的濾渣為二氧化硅；濾液中加入碳酸氫銨溶液，過濾得到碳酸亞鐵固體，濾液中主要含有硫酸銨和過量的碳酸氫銨；洗滌、干燥FeCO3后在空氣中煅燒得到Fe2O3，即產(chǎn)品b；濾液中加入稀硫酸除去過量的碳酸氫銨，再加入KCl，析出溶解度較小的硫酸鉀，過濾得到硫酸鉀(即產(chǎn)品a)和氯化銨溶液。(1)焙燒后的固體為Fe和SiO2的混合物，加入H2SO4，F(xiàn)e與H2SO4反應(yīng)生成FeSO4，如H2SO4過量，則濾液中還含有H2SO4，而SiO2不溶于稀H2SO4，所以過濾后的濾渣為SiO2。(2)為防止FeSO4溶液中Fe2+的氧化，加入少量鐵粉可防止Fe2+氧化；發(fā)生反應(yīng)I時(shí)，加入碳酸氫銨將二價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為碳酸亞鐵固體，即反應(yīng)為：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。(3)NH4HCO3不穩(wěn)定，受熱分解為NH3、H2O、CO2，如果溫度過高會導(dǎo)致NH4HCO3分解，同時(shí)由于水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度越高水解速率越快，也會加快Fe2＋的水解，這樣會使原料利用率降低，因此一般控制在35℃以下，其目的是防止碳酸氫銨受熱分解或減少Fe2+的水解。(4)FeCO3與O2在高溫下反應(yīng)生成了Fe2O3和CO2，反應(yīng)方程式為：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。(5)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行煅燒操作所需儀器除了酒精噴燈、三腳架、玻璃棒外，還有坩堝、坩堝鉗、泥三角。(6)通過電場將顆粒物從氣流中分離并移動到導(dǎo)電板上進(jìn)行捕集的過程稱為靜電除塵，膠體粒子為帶電粒子，帶電粒子在電場的作用下，向著與其電性相反的電極移動的現(xiàn)象，該過程稱為電泳，故選C。(7)由題目看出在Ⅲ反應(yīng)中生成的K2SO4為固體，而K2SO4在無機(jī)溶劑中溶解度比較大，在醇中溶解度較小，所以加入醇類溶劑目的：降低硫酸鉀的溶解度，有利于硫酸鉀析出。(8)產(chǎn)品a主要為K2SO4，為檢驗(yàn)是否含有氯化物雜質(zhì)，應(yīng)加入AgNO3溶液，由于AgNO3溶液會與K2SO4反應(yīng)產(chǎn)生Ag2SO4白色沉淀，為排除干擾，在加入AgNO3溶液之前應(yīng)加入過量的Ba(NO3)2溶液，使硫酸根形成BaSO4沉淀，以除去硫酸根的干擾，過濾后再加入硝酸銀溶液，即檢驗(yàn)產(chǎn)品a中是否含有氯化物雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是：取少量產(chǎn)品a于試管中配成溶液，滴加過量Ba(NO3)2溶液，過濾后向?yàn)V液中滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則含有氯化物雜質(zhì)。
4．(2025·上海市上海中學(xué)東校高三上學(xué)期階段性素質(zhì)評估)用含少量鐵的氧化銅制取氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)。有如下操作：
(1)“酸浸”后所得溶液中含有的陽離子有種。
(2)“氧化”步驟中，氧化劑A可選用。(不定項(xiàng))
A．濃H2SO4 B．Cl2 C．HNO3 D．H2O2
該步驟中檢驗(yàn)Fe2+是否被完全氧化能否用KMnO4 (選填“是”或“否”)，理由是。
(3)“過濾”步驟中，試劑B的作用是__________。
A．提高溶液的pH B．降低溶液的pH C．使Fe3+完全沉淀D．使Cu2+完全沉淀
(4)“過濾”步驟，為提高產(chǎn)品純度并減少原料損耗，應(yīng)將溶液范圍控制在。
___________________。
(5)“過濾”步驟，要得到較純的產(chǎn)品，試劑B可選用___________。
A．NaOHB．FeOC．CuOD．Fe2O3
(6)從濾液中得到晶體的步驟： →冷卻結(jié)晶→過濾→ →低溫烘干。
為了測定制得的氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)中x值，某興趣小組設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：稱取mg晶體灼燒至質(zhì)量不再減輕為止、冷卻、稱量所得無水CuCl2的質(zhì)量為。
方案二：稱取mg晶體、加入足量NaOH溶液、過濾、沉淀洗滌后用小火加熱至質(zhì)量不再減輕為止、冷卻、稱量所得固體的質(zhì)量為。
(7)試評價(jià)上述兩種實(shí)驗(yàn)方案，其中正確的方案是 (選填“方案一”或“方案二”)，據(jù)此計(jì)算得 (用含m、n的代數(shù)式表示)。
【答案】(1)3
(2) BD 否溶液中有Cl-，也能使高錳酸鉀溶液褪色
(3)AC (4)3.7≤pH＜5.4 (5)C (6) 蒸發(fā)濃縮洗滌
(7) 方案二
【解析】由題給流程可知，向含少量鐵的氧化銅中加入鹽酸酸浸，將金屬元素轉(zhuǎn)化為金屬氯化物，先向溶液中通入氯氣或加入過氧化氫溶液，將溶液中的亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，再向溶液中加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH在3.7≤pH＜5.4的范圍內(nèi)，將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到含有氫氧化鐵的濾渣和氯化銅溶液；溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、低溫烘干得到氯化銅晶體。(1)酸浸得到的溶液中含有氯化亞鐵、氯化銅和過量的鹽酸，陽離子為亞鐵離子、鐵離子和氫離子，共有3種；(2)向溶液中通入氯氣或加入過氧化氫溶液，將溶液中的亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，不選用濃硫酸和硝酸的原因是反應(yīng)后會引入新雜質(zhì)；溶液中的氯離子也能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)使溶液褪色，所以檢驗(yàn)亞鐵離子是否被完全氧化時(shí)，不能選用高錳酸鉀溶液；(3)由分析可知，向溶液中加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH在3.7≤pH＜5.4的范圍內(nèi)的目的是提高溶液的pH，將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，故選AC；(4)由分析可知，向溶液中加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH在3.7≤pH＜5.4的范圍內(nèi)的目的是提高溶液的pH，將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，而銅離子不轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀；(5)向溶液中加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH在3.7≤pH＜5.4的范圍內(nèi)的目的是提高溶液的pH，將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，而銅離子不轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀，不選用氫氧化鈉溶液的原因是會引入新雜質(zhì)，故選C；(6)氯化銅溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、低溫烘干得到氯化銅晶體；(7)氯化銅是強(qiáng)酸弱堿鹽，在溶液中會發(fā)生水解生成氫氧化銅和鹽酸，直接灼燒氯化銅晶體會因氯化氫揮發(fā)導(dǎo)致水解趨于完全得到氫氧化銅，氫氧化銅分解生成氧化銅，無法測得x值，所以正確方案為方案二；由題意可得如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：(CuCl2·xH2O)—CuO，由題給數(shù)據(jù)可得：(135+18x)：80=m：n，解得x=。
5．(2025·上海市位育中學(xué)高三上學(xué)期階段測試)鍺在芯片制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，與鎵共同被譽(yù)為“芯片新糧食”，鍺的出口也因此被許多國家限制，成為了一種重要的戰(zhàn)略性金屬。所以鍺及其化合物的提取技術(shù)變得尤為重要。以下是一種用鋅浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4，另含少量ZnS、SiO2以及GeS2)提取高純GeO2和ZnSO4·H2O的工藝流程：
已知：①常溫下，Ksp[Fe(OH)3 ]= 4×10－38，Ksp[Ge (OH)4 ]= 4×10－46。
②GeCl4極易水解，沸點(diǎn)為86.6℃。
請回答下列問題：
(1) GeCl4的晶體類型為___________。
A．共價(jià)晶體B．離子晶體C．分子晶體D．金屬晶體
(2)“中和沉淀”中，化合物A為 (填化學(xué)式)，調(diào)節(jié)溶液使Ge和Fe共沉淀，此時(shí)濾液中。
(3)“中和沉淀”后，用蒸餾水多次洗滌濾餅，判斷濾餅洗凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是。
(4)稱取4g高純GeO2樣品，加入NaOH溶液，用電爐加熱溶解。溶解完全后冷卻至20℃以下，加入次磷酸鈉(Na2HPO2)溶液充分反應(yīng)，溶液中鍺元素以Ge2+存在。加入適量稀硫酸將溶液pH調(diào)為酸性，以淀粉為指示劑，用0.500ml·L-1KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗KIO3溶液的體積為25.00mL。
已知：
a．20℃以下，次磷酸鈉不會被KIO3和I2氧化；
b．3Ge2++IO3-+6H+=3Ge4++I-+3H2O；
c．樣品中的雜質(zhì)不參與反應(yīng)。
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為。
②樣品中GeO2的純度為 %(保留2位小數(shù))。
(5)制得的GeO2有不同的晶型，α-GeO2和β-GeO2在一定條件下可以互變，測定其屬于哪種晶型最常用的儀器為___________。
A．核磁共振儀B．X射線衍射儀C．紅外光譜儀D．質(zhì)譜儀
(6) GeO2與堿反應(yīng)可生成鍺酸鹽，其中CaGeO3是一種難溶電解質(zhì)，一定溫度下，CaGeO3在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，下列說法正確的是___________。(不定項(xiàng))
A．n點(diǎn)與p點(diǎn)對應(yīng)的Ksp相等
B．q點(diǎn)無CaGeO3沉淀生成
C．通過蒸發(fā)可以使溶液由q點(diǎn)變到p點(diǎn)
D．加入Na2GeO3可以使溶液由n點(diǎn)變到m點(diǎn)
【答案】(1)C (2) ZnO或Zn(OH)2 1.2
(3)取最后一次洗滌液于試管中，加入BaCl2溶液，若未產(chǎn)生白色沉淀，則證明已洗凈
(4) 滴入最后半滴標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且30s內(nèi)不褪色 98.44
(5)B (6)AB
【解析】由題給流程可知，向鋅浸渣中加入過氧化氫和硫酸的混合溶液，將ZnFe2O4轉(zhuǎn)化為硫酸鋅、硫酸鐵，硫化鋅，二硫化鍺轉(zhuǎn)化為硫酸鋅、硫酸鍺和硫，二氧化硅不反應(yīng)，過濾得到含有硫酸鈣、二氧化硅和硫的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入化合物A，根據(jù)不引入新的雜質(zhì)可知A可以為氧化鋅或氫氧化鋅調(diào)節(jié)溶液pH，將溶液中的鐵離子、鍺離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鍺沉淀，過濾得到濾液和濾餅；濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、洗滌、干燥得到一水硫酸鋅晶體；向?yàn)V餅中加入鹽酸溶解后，蒸餾得到四氯化鍺，四氧化鍺一定條件下水解、過濾得到水解液和二氧化鍺。(1)GeCl4沸點(diǎn)為86.6℃，不高，GeCl4的晶體類型為分子晶體，故選C；(2)根據(jù)分析可知，向?yàn)V液中加入化合物A的目的是為了調(diào)節(jié)溶液pH，將溶液中的鐵離子、鍺離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鍺沉淀，根據(jù)不引入新的雜質(zhì)，所以A可以為氧化鋅或氫氧化鋅；由溶度積可知，，所以；(3)沉淀上面附著的雜質(zhì)主要是硫酸鋅，檢驗(yàn)濾餅是否洗凈可以檢驗(yàn)是否還含有硫酸根，檢驗(yàn)操作為取最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，若未產(chǎn)生白色沉淀，則證明已洗凈；(4)根據(jù)已知，碘酸根和Ge2+反應(yīng)生成碘離子，當(dāng)Ge2+反應(yīng)完，碘酸根就會和生成的I-反應(yīng)得到碘單質(zhì)遇溶液中淀粉變藍(lán)，故滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為，當(dāng)最后半滴標(biāo)準(zhǔn)溶液滴下時(shí)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且30s內(nèi)不褪色；根據(jù)所給反應(yīng)，故樣品中GeO2的純度為；(5)區(qū)分晶體與非晶體的科學(xué)方法是X射線衍射法，采用的儀器是X射線衍射儀；故選B；(6)A項(xiàng)，Ksp只受溫度影響，溫度不變則Ksp不變，n點(diǎn)與p點(diǎn)對應(yīng)溫度相同，則Ksp相等，故A正確；B項(xiàng)，q點(diǎn)離子積小于Ksp，無CaGeO3沉淀生成，故B正確；C項(xiàng)，蒸發(fā)過程中溶劑損失，溶液中c(Ca2+)、c(GeO32-)濃度均增大，因此通過蒸發(fā)不能使溶液由q點(diǎn)變到p點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，加入Na2GeO3，可使c((GeO32-)濃度增大，同時(shí)c(Ca2+)減小，故D錯(cuò)誤；故選AB。
6．(2025·上海市長島中學(xué)高三上學(xué)期期中考試)磷酸鐵(FePO4)可用來制備鋰離子電池的電極材料，工業(yè)上以硫鐵礦(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)為原料，制備磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)，流程如下圖所示：
(1)“焙燒”前需將硫鐵礦粉碎，目的是。
(2)下列物質(zhì)適合做“氧化”過程的氧化劑的是_________。
A．過氧化氫B．高錳酸鉀C．硝酸D．次氯酸
(3)在生成磷酸鐵沉淀時(shí)，滴加氨水時(shí)的控制是關(guān)鍵。如果，沉淀不完全，影響產(chǎn)量；如果，則可能存在的問題是。
(4)工業(yè)制氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為。
(5)已知：。。若濾液1中含、，為了使完全沉淀(即離子濃度)且Fe2+不沉淀，應(yīng)控制的范圍為。
(6)iFePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式，并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。
。
(7)可用0.100ml·L-1的酸性K2Cr2O7溶液滴定Fe2+，測定產(chǎn)品LiFePO4的純度。離子反應(yīng)方程式為：6 Fe2++Cr2O72-+14H+=6 Fe3++2Cr3++7H2O。
實(shí)驗(yàn)步驟：①稱量LiFePO4樣品，用稀硫酸溶解；
②將溶解后的溶液稀釋為；
③量取溶液，滴加2~3滴指示劑；
④用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)平均消耗K2Cr2O7溶液。
請回答下列問題
①實(shí)驗(yàn)中需要的定量儀器除天平外，還有。
②產(chǎn)品LiFePO4的純度為。
③若實(shí)驗(yàn)測得的產(chǎn)品純度偏低，可能原因是。
A．稀硫酸溶解樣品時(shí)有少量液體濺出 B．稀釋時(shí)溶液中部分Fe2+被空氣中氧氣氧化
C．滴定管裝入K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)前未潤洗 D．滴定前，錐形瓶中有少量蒸餾水
【答案】(1)增大礦粉與空氣的接觸面積，加快焙燒速率擇性 (2)A
(3)可能生成Fe(OH)3沉淀
(4) 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
(5)4.7≤pHKsp(FePO4) ，生成FePO4沉淀；(5)提鋰后的廢渣主要含F(xiàn)ePO4、Fe3(PO4)2，當(dāng)全部轉(zhuǎn)化為FePO4時(shí)，F(xiàn)e3+是過量的，過濾得到電池級FePO4后，濾液中主要的金屬陽離子有Fe3+，故選B；(6)加入 HgCl2飽和溶液，發(fā)生反應(yīng)4Cl-+Sn2++2HgCl2= SnCl62-+Hg2Cl2，據(jù)此推測其作用是將溶液中過量的 Sn2+轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的絡(luò)離子SnCl62-，防止干擾Fe2+的測定；(7)根據(jù)滴定反應(yīng)的方程式可得關(guān)系式6Fe2+～Cr2O72-，則有n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×0.030 ml/L×50.00×10-3L=9×10-3ml，m(Fe)=9×10-3ml×56 g?ml-1=0.504g，故鐵的百分含量。
8．(2025·上海市崇明區(qū)高三下學(xué)期學(xué)業(yè)質(zhì)量調(diào)研)堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品。一種由白云石【主要成分為CaMg(CO3)2，含少量SiO2、Fe2O3等】為原料制備堿式碳酸鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：
(1)常溫常壓下，“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2，“碳化”時(shí)終點(diǎn)pH對最終產(chǎn)品中CaO含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)率的影響如圖1和圖2所示。
應(yīng)控制“碳化”終點(diǎn)pH約為，鈣元素的主要存在形式是 (填化學(xué)式)。
(2)“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為。
(3)該工藝為達(dá)到清潔生產(chǎn)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是 (填化學(xué)式)。
【答案】(1) 9.0 CaCO3
(2)5Mg(HCO3)2=4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O+6CO2↑
(3)CO2
【解析】白云石[主要成分為CaMg(CO3)2，含少量SiO2、Fe2O3等]在高溫下焙燒，其中CaMg(CO3)2分解生成CaO、MgO和CO2，再加水“消化”，其中MgO、CaO均與水反應(yīng)生成Mg(OH)2和Ca(OH)2，經(jīng)過濾除去SiO2、Fe2O3等殘?jiān)?，再向所得溶液中通入CO2氣體進(jìn)行碳化，使得Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為可溶的Mg(HCO3)2，經(jīng)過濾除去CaCO3，將所得Mg(HCO3)2溶液加熱并控制溫度95～100℃即得到堿式碳酸鎂，最后過濾并洗滌得到產(chǎn)品。(1)由圖象可知，應(yīng)控制“碳化”終點(diǎn)pH約為9.0，這時(shí)堿式碳酸鎂產(chǎn)率較高，而CaO含量較低；煅燒產(chǎn)物CaO和MgO都可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，結(jié)合產(chǎn)物的要求，所以“碳化”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)有Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2 和Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+H2O，鈣元素存在的主要形式為CaCO3；(2)由Mg(HCO3)2受熱分解生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為5Mg(HCO3)2=4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O+6CO2↑；(3)由流程圖可知，可循環(huán)利用的物質(zhì)有CO2。
9．(2024·上海市育才中學(xué)高三下學(xué)期第一次教學(xué)質(zhì)量檢測調(diào)研)鉬(M)及其化合物廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、國防等領(lǐng)域。某鎳鉬礦中的鎳和鉬以NiS和MS2形式存在，從鎳鉬礦中分離鉬，并得到Na2SO4的一種工藝流程。
已知“浸取”過程中發(fā)生如下反應(yīng)：
(1)位于元素周期表第周期第族。
(2)“焙燒”中生成，Na2MO4的反應(yīng)如下所示，請配平該化學(xué)方程式。
上述反應(yīng)中共價(jià)化合物的中心原子雜化方式是雜化。
(3)下列說法正確的是________。(不定項(xiàng))
A．電負(fù)性：B．離子半徑：
C．第一電離能：D．基態(tài)的簡化電子排布式
Na2CO3用量對鉬浸出率和浸取液中CO32-濃度的影響如左下圖所示，Na2MO4、Na2SO4的溶解度曲線如右下圖所示。
(4)分析實(shí)際生產(chǎn)中選擇用量為理論用量1.2倍的原因是：。
(5)為充分分離Na2SO4，工藝流程中的“操作”應(yīng)為________。
A．蒸發(fā)結(jié)晶B．低溫結(jié)晶C．蒸餾D．萃取
(6) (NH4)2MO4中存在的相互作用有________。
A．分子間作用力B．金屬鍵C．共價(jià)鍵D．離子鍵
(7) (NH4)2MO4分解可得MO3。高溫下，用鋁粉還原MO3得到金屬鉬的化學(xué)方程式為：。
【答案】(1) 四 VIII
(2) 2MS2+6Na2CO3+9O2=2Na2MO4+6CO2+4Na2SO4 sp
(3)D
(4)若高于1.2倍，會導(dǎo)致凈化過程消耗過多的硫酸鎂，若低于1.2倍，鉬浸出率較低
(5)B (6)CD (7) 2Al+MO3Al2O3+M
【解析】鎳鉬礦與碳酸鈉、通空氣焙燒后，加水浸取得到含NiO的浸渣，濾液中含Na2MO4、Na2SO4等，加入MgSO4凈化后，濾液進(jìn)行操作X得到Na2SO4，溶液進(jìn)行離子交換萃取得到交換溶液，最后萃取液經(jīng)系列操作得(NH4)2MO4。(1)Ni元素在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。(2)反應(yīng)MS2+Na2CO3+O2→Na2MO4+CO2+Na2SO4中M元素的化合價(jià)由+4價(jià)升至+6價(jià)、S元素的化合價(jià)由-2價(jià)升至+6價(jià)，1mlMS2參與反應(yīng)失去18ml電子，1mlO2得到4ml電子，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，配平后的方程式為2MS2+6Na2CO3+9O2=2Na2MO4+6CO2+4Na2SO4；該反應(yīng)中的共價(jià)化合物為CO2，CO2中中心碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為2+×(4-2×2)=2，C采取sp雜化。(3)A項(xiàng)，同周期從左到右主族元素的電負(fù)性逐漸增大，同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小，元素的非金屬性越強(qiáng)、電負(fù)性越大，則電負(fù)性：O＞S＞C，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)“層多徑大、序大徑小”，離子半徑：Na+＜O2-＜S2-，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，同周期從左到右主族元素的第一電離能呈增大趨勢，第ⅡA、ⅤA族大于相鄰元素，同主族從上到下元素的第一電離能逐漸減小，則第一電離能：Na＜O＜N，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，基態(tài)Ni的簡化電子排布式為[Ar]3d84s2，基態(tài)Ni2+的簡化電子排布式為[Ar]3d8，D項(xiàng)正確；答案選D。(4)若高于1.2倍，會導(dǎo)致凈化過程消耗過多的硫酸鎂，由圖可知，若低于1.2倍，鉬浸出率較低，故實(shí)際生產(chǎn)中選擇碳酸鈉用量為理論用量1.2倍。(5)由Na2MO4和Na2SO4的溶解度曲線可知，為充分分離Na2SO4，工藝流程中的“操作X”應(yīng)為低溫結(jié)晶，答案選B。(6)(NH4)2MO4中NH4+與MO42-之間為離子鍵，NH4+中N與H、MO42-中M與O之間為共價(jià)鍵，答案選CD。(7)Al與MO3發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Al2O3和M，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+MO3Al2O3+M。
10．(2024·上海市曹楊第二中學(xué)高三下學(xué)期等級考模擬)處理并利用硫酸尾氣NOx制備工業(yè)原料亞硝酸鈉和硝酸鈉的工藝如下：
(1)在一定的氣體流速下，堿液吸收時(shí)，富“NO2”尾氣中的NO、NO2含量與吸收度的關(guān)系如圖所示，由圖可知，最合適的NO含量應(yīng)為，過高和過低都不利于NOx的吸收，其原因是。
(2)富“NO2”尾氣應(yīng)從吸收塔的___________部通入。
A．頂部B．上部C．中部D．底部
(3)在30℃時(shí)進(jìn)行堿液吸收NOx的反應(yīng)，此時(shí)NaOH的濃度控制在22%~25%最佳，NaOH濃度不宜過高的原因是。
(4)在分離池中分離出NaNO2的操作為：蒸發(fā)濃縮、___________、過濾洗滌。
A．冷卻結(jié)晶B．趁熱過濾C．蒸發(fā)至干D．重結(jié)晶
(5)轉(zhuǎn)化池中加入硝酸用于除雜，同時(shí)產(chǎn)生NO，其發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為。在轉(zhuǎn)化池內(nèi)通常需要一定量的空氣，其作用是。
A．減少氮氧化物二次污染 B．除去溶液中的雜質(zhì)
C．有利于產(chǎn)品的分離 D．節(jié)省HNO3的用量
(6)已知硝酸尾氣中NOx的總含量為6.2×10-3ml/m3，氣體流速為1268m3/h，經(jīng)該吸收工藝后，排出氣體中NOx的總含量降低為5.0×10-4ml/m3，則每小時(shí)至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的NaOH溶液(密度為1.04g/cm3) m3(保留2位有效數(shù)字)。
【答案】(1) 50% 過高吸收效果降低，過低吸收速率減慢
(2)D (3)濃度過高不利于NO2的溶解 (4)D
(5) 3NO2-+2H+=2NO+NO3-+H2O ACD (6)1.1×10-3
【解析】硝酸尾氣與富氧空氣混合，配制富NO2尾氣，利用NaOH吸收，吸收后再分離池中將NaNO2分離出，在轉(zhuǎn)化池中加入硝酸，得硝酸鈉。(1)如圖所示，最合適的NO含量應(yīng)為50%，因?yàn)檫^高吸收效果降低，過低吸收速率減慢；(2)NaOH溶液從吸收塔從上而下噴灑，富“NO2”尾氣應(yīng)從吸收塔的底部通入；(3)NaOH的濃度控制在22%~25%最佳，NaOH濃度不宜過高的原因：濃度過高不利于NO2的溶解；(4)在分離池中分離出NaNO2的操作：蒸發(fā)濃縮、重結(jié)晶、過濾洗滌；(5)轉(zhuǎn)化池中加入硝酸與亞硝酸根離子作用生成NO，離子方程式：3NO2-+2H+=2NO+NO3-+H2O；A項(xiàng)，生成的NO與空氣中氧氣反應(yīng)可在溶液中形成硝酸，可減少氮氧化物二次污染，A正確；B項(xiàng)，生成的NO與空氣中氧氣反應(yīng)可在溶液中形成硝酸，不能起到除雜作用，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，生成的NO與空氣中氧氣反應(yīng)可生成二氧化氮，與NaOH反應(yīng)生成硝酸鈉和亞硝酸鈉，有利于產(chǎn)品的分離，C正確；D項(xiàng)，生成的NO與空氣中氧氣反應(yīng)可在溶液中形成硝酸，節(jié)省HNO3的用量，D正確；(6)假設(shè)每小時(shí)至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的NaOH溶液為Vm3，則列等式：，解得。
操作步驟
高頻設(shè)問
答題指導(dǎo)
原料處理
如何提高“浸出率”？
①將礦石粉碎；②適當(dāng)加熱加快反應(yīng)速率；③充分?jǐn)嚢?；④適當(dāng)提高浸取液的濃度等
分析“浸出率”圖表，解釋“浸出率”高低變化的原因(“浸出率”升高一般是反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快；但當(dāng)“浸出率”達(dá)到最大值后，溫度升高“浸出率”反而下降，一般是反應(yīng)試劑的分解或揮發(fā))。選擇達(dá)到一定較高“浸出率”的時(shí)間及溫度(注意：一般不止一個(gè)答案)
焙燒
①高溫下硫化物與空氣中氧氣反應(yīng)(如FeS2與氧氣生成氧化鐵和二氧化硫)；②除去硫、碳單質(zhì)；③有機(jī)物轉(zhuǎn)化(如蛋白質(zhì)燃燒)、除去有機(jī)物等
酸性氣體的吸收
常用堿性溶液吸收(如SO2用Na2CO3或NaOH溶液吸收)
控制條件
除去雜質(zhì)的方法
加氧化劑，轉(zhuǎn)變金屬離子的價(jià)態(tài)(如Fe2＋→Fe3＋)
調(diào)節(jié)溶液的pH
調(diào)溶液pH常用氫氧化鈉、碳酸鈉、金屬氧化物[還有酸性氣體(二氧化硫)、稀鹽酸或稀硫酸]等。常利用題給金屬離子沉淀的pH信息，使特定金屬離子以氫氧化物沉淀出來
物質(zhì)轉(zhuǎn)化的分析
跟蹤物質(zhì)，分析每一步驟中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，書寫化學(xué)方程式或離子方程式
濾渣、濾液中物質(zhì)的判斷，書寫物質(zhì)的化學(xué)式或電子式，分析物質(zhì)中的化學(xué)鍵
確定循環(huán)物質(zhì)
物質(zhì)分離
過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、重結(jié)晶、分液與萃取
儀器的選擇(如玻璃儀器的選擇)
結(jié)晶方法：
①晶體不帶結(jié)晶水，如NaCl、KNO3等；蒸發(fā)結(jié)晶
②晶體帶結(jié)晶水，如膽礬等；將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾
③要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)，如除去NaCl中少量的KNO3：蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，趁熱過濾
④要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)，如除去KNO3中少量的NaCl：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾
晶體的洗滌
用乙醇等有機(jī)溶劑洗滌晶體的目的：可以除去晶體表面可溶性的雜質(zhì)和水分、減少晶體溶解損耗，利用乙醇的易揮發(fā)性，有利于晶體的干燥
操作目的
答題指導(dǎo)
固體原料進(jìn)行“粉碎”
減小顆粒直徑，增大浸取時(shí)的反應(yīng)速率，提高浸取率
酸(或堿)溶
①原料經(jīng)酸(或堿)溶后轉(zhuǎn)變成可溶物進(jìn)入溶液中，以達(dá)到與難溶物分離的目的
②用堿性溶液吸收酸性氣體原料
灼燒(焙燒)
①除去硫、碳單質(zhì)；②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物；③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)等
金屬用熱碳酸鈉溶液洗滌
除去金屬表面的油污
過濾
固體與液體的分離；要分清楚需要的物質(zhì)在濾液中還是在濾渣中。濾渣是難溶于水的物質(zhì)，如SiO2、PbSO4、難溶的金屬氫氧化物和碳酸鹽等
萃取與分液
選用合適的萃取劑(如四氯化碳、金屬萃取劑)，萃取后，靜置、分液——將分液漏斗玻璃塞的凹槽與分液漏斗口的小孔對準(zhǔn)。下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出
加入氧化劑(或還原劑)
①轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價(jià)態(tài)
②除去雜質(zhì)離子(如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后調(diào)溶液的pH，使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去)
加入沉淀劑
①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、硫化亞鐵等)
②加入可溶性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀
③加入氟化鈉，除去Ca2＋、Mg2＋
判斷能否加其他物質(zhì)
要考慮是否引入雜質(zhì)(或影響產(chǎn)物的純度)等
在空氣中或在其他氣體中進(jìn)行的反應(yīng)或操作
要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)；能否達(dá)到隔絕空氣、防氧化、防水解、防潮解等目的
調(diào)溶液pH
①生成金屬氫氧化物，以達(dá)到除去金屬離子的目的
②抑制鹽類水解
③促進(jìn)鹽類水解生成沉淀，有利于過濾分離
④用pH計(jì)測量溶液的pH
⑤用pH試紙測定溶液的pH：將一小塊pH試紙放在潔凈干燥的玻璃片或表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取少量待測液點(diǎn)在pH試紙的中部，待試紙變色后再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照讀數(shù)
控制溫度
①控制物質(zhì)的溶解與結(jié)晶
②防止某些物質(zhì)分解或揮發(fā)(如H2O2、氨水、草酸)
③控制反應(yīng)速率、使催化劑達(dá)到最大活性、防止副反應(yīng)的發(fā)生
④控制化學(xué)反應(yīng)的方向，使化學(xué)平衡移動
⑤煮沸：促進(jìn)溶液中的氣體(如氧氣)揮發(fā)逸出
⑥趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量
洗滌晶體
洗滌試劑
適用范圍
目的
蒸餾水
冷水
產(chǎn)物不溶于水
除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因?yàn)槿芙舛斐傻膿p失
熱水
有特殊的物質(zhì)其溶解度隨著溫度升高而下降
除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因?yàn)闇囟茸兓芙舛斐傻膿p失
有機(jī)溶劑(酒精、丙酮等)
固體易溶于水、難溶于有機(jī)溶劑
減少固體溶解；利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥
飽和溶液
對純度要求不高的產(chǎn)品
減少固體溶解
酸、堿溶液
產(chǎn)物不溶于酸、堿
除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì)；減少固體溶解
洗滌沉淀方法：向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次
提高原子利用率
綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)
pH
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Fe(OH)3 2
開始沉淀
2.7
5.4
8.1
沉淀完全
3.7
6.9
9.6

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷更多

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷 更多

相關(guān)試卷更多