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备战2025 年高考化学【二轮·突破提升】专题复习讲义
专题10 微型化学工艺流程(选择题)
讲义包含四部分:把握命题方向►精选高考真题►高效解题策略►各地最新模拟
纵观近几年高考试题,微型化学工艺流程题(选择题)均取材于成熟的化学工艺或改进工艺,该类试
题以简洁的工艺流程图再现实际生产的关键环节,情境真实富有意义。
解答时,要紧紧围绕工艺流程的最终目的,明确原料转化为产品的生产原理、除杂并分离提纯产品的
方法、提高产量和产率的措施、减少污染注意环保的“绿色化学”思想、原料的来源丰富和经济成本等。
预计2025 年高考试题,将会从以下几个方面设置选项提问:
1.原料的预处理方法及其目的;
2.化工流程中滤液、滤渣的成分判断;
3.流程中指定转化的方程式书写;
4.反应条件的控制;
5.化工流程中的分离提纯方法及原理和有关仪器选择等;
6.定量计算(如Ksp、pH、转化率、产率等的计算)。
7.工业流程方案的评价;
1.(2024·江西·高考真题)从CPU 针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如图。下列说法错误
的是
A.将CPU 针脚粉碎可加速溶解
B.除杂和溶金步骤需在通风橱中进行
1
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C.富集后,K[AuBr4]主要存在于滤液中
D.还原步骤中有
生成
2.(2024·贵州·高考真题)贵州重晶石矿(主要成分
)储量占全国1
3以上。某研究小组对重晶石矿进
行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡
工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是
A.“气体”主要成分是
,“溶液1”的主要溶质是
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成
的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀
去除残留的碱,以提高纯度
3.(2024·湖南·高考真题)中和法生产
的工艺流程如下:
已知:①
的电离常数:
,
,
②
易风化。
下列说法错误的是
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入
溶液
B.“调pH”工序中X 为
或
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
4.(2024·吉林·高考真题)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的
并制备
,流程如下“脱氯”步骤仅
元素化合价发生改变。下列说法正确的是
2
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锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
浓度
145
0.03
1
A.“浸铜”时应加入足量
,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:
C.“脱氯”反应:
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到
5.(2023·辽宁·高考真题)某工厂采用如下工艺制备
,已知焙烧后
元素以
价形式存在,下
列说法错误的是
A.“焙烧”中产生
B.滤渣的主要成分为
C.滤液①中
元素的主要存在形式为
D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
6.(2023·河北·高考真题)一种以锰尘(主要成分为
,杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备
高纯
的清洁生产新工艺流程如下:
已知:室温下相关物质的
如下表。
3
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下列说法错误的是
A.酸浸工序中产生的气体①为氯气
B.滤渣①主要成分为
和
C.除杂②工序中逐渐加入
溶液时,若
浓度接近,则
先析出
D.沉淀工序中发生反应的离子方程式为
7.(2023·福建·高考真题)从炼钢粉尘(主要含
和
)中提取锌的流程如下:
“盐浸”过程
转化为
,并有少量
和
浸出。下列说法错误的是
A.“盐浸”过程若浸液
下降,需补充
B.“滤渣”的主要成分为
C.“沉锌”过程发生反应
D.应合理控制
用量,以便滤液循环使用
8.(2022·河北·高考真题)
溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成
工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.还原工序逸出的
用
溶液吸收,吸收液直接返回还原工序
B.除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C.中和工序中的化学反应为
4
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D.参与反应的
为1 1 1
∶∶
9.(2022·湖南·高考真题)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中产物主要有
和
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
10.(2022·福建·高考真题)用铬铁合金(含少量
单质)生产硫酸铬的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.“浸出”产生的气体含有
B.“除杂”的目的是除去
元素
C.流程中未产生六价铬化合物
D.“滤渣2”的主要成分是
11.(2024·福建·高考真题)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如
下:
已知“滤液2”主要含
和
。下列说法正确的是
A.“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B.“酸溶”时产生
和
离子
5
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C.“碱溶”时存在反应:
D.“电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
12.(2022·山东·高考真题)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe 元素的
杂质)为主要原料制备Cu 粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
下列说法错误的是
A.固体X 主要成分是
和S;金属M 为Zn
B.浸取时,增大
压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH 的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu 的生成
【策略1】明确化工流程中条件控制的思考角度
条件控制
思考角度
固体原料粉
碎或研磨、
液体原料雾
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。
目的:提高原料转化率、利用率、浸取率,提高产品的产率等
增大接触面积的方法:固体——粉碎、研磨;液体——喷洒;气体——用多孔分散器等
焙烧或灼烧
①除去硫、碳单质;
②有机物转化、除去有机物;
③高温下原料与空气中氧气反应;
④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等。
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。
6
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酸浸
①溶解转变成可溶物进入溶液中,以达到与难溶物分离的目的;
②去氧化物(膜)
碱溶
①除去金属表面的油污;
②溶解两性化合物(Al2O3、ZnO 等),溶解铝、二氧化硅等;
水浸
与水接触反应或溶解,使原料变成离子进入溶液中;
醇浸
提取有机物,常采用有机溶剂(乙醚,二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物;
加热
①加快反应速率或溶解速率;
②促进平衡向吸热反应方向移动(一般是有利于生成物生成的方向);如:促进水解生成
沉淀。
③除杂,除去热不稳定的杂质,如:H2O2、氨水、铵盐(NH4Cl)、硝酸盐、NaHCO3、
Ca(HCO3)2、KMnO4等物质;
④使沸点相对较低或易升华的原料气化;
⑤煮沸时促进溶液中的气体(如氧气)挥发逸出等
降温
①防止某物质在高温时溶解(或分解);
②使化学平衡向着题目要求的方向(放热反应方向)移动;
③使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离等;
④降低某些晶体的溶解度,使其结晶析出,减少损失等
控制温度在
一定范围(综
合考虑)
温度过低:反应速率过慢或溶解速率小
温度过高:** 错误的表达式 **催化剂逐渐失活,化学反应速率急剧下降
** 错误的表达式 **物质分解,如:NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等
** 错误的表达式 **物质会挥发,如:浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇
等
** 错误的表达式 **物质氧化,如:Na2SO3等
** 错误的表达式 **物质升华,如:I2
升华
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,聚沉后利于过滤分离
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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
反应物用量
或浓度
①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率;
②增大便宜、易得的反应物的浓度,可以提高其他物质的利用率,使反应充分进行;
③增大物质浓度可以加快反应速率,使平衡发生移动等
加入氧化剂
(或还原剂)
①氧化(或还原)某物质,转化为目标产物的价态;
②除去杂质离子[如把Fe2+氧化成Fe3+,而后调溶液的pH,使其转化为Fe(OH)3沉淀除
去]
加入沉淀剂
①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等);
②加入可溶性碳酸盐,生成碳酸盐沉淀;
③加入氟化钠,除去Ca2+、Mg2+
pH 控制
(1)调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出,以达到除去金属离子的目
的;
** 错误的表达式 **原理:加入的物质能与溶液中的H+反应,降低了H+的浓度,使溶液
pH 值增大;
** 错误的表达式 **pH 控制的范围:杂质离子完全沉淀时pH 值~主要离子开始沉淀时
pH (注意两端取值)
** 错误的表达式 **需要的物质:含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或
氢氧化物或碳酸盐,即能与H+反应,使pH 增大的物质,如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等
类型的物质;
** 错误的表达式 **实例1:除去CuSO4 溶液中少量Fe3+,可向溶液中加入CuO、
Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3,调节pH 至3~4,使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀除去。
Fe3+溶液中存在水解平衡:Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+,加入CuO 后,溶液中H+浓度
降低,平衡正向移动,Fe(OH)3越聚越多,最终形成沉淀。
a.加入CuO 的作用:调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3
b.加热的目的:促进Fe3+水解
实例2:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH 如下表所示:
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mn(OH)2
8.3
9.8
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若要除去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
至3.7~8.3。
实例3:Mg2+ (Fe3+):MgO、Mg(OH) 2、MgCO3
(2)抑制盐类水解;
像盐酸盐、硝酸盐溶液,通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相对应
的无水盐时,由于水解生成的盐酸或硝酸挥发,促使了金属离子水解(水解反应为吸热反
应)导致产品不纯
如:由MgCl2·6H2O 制无水MgCl2要在HCl 气流中加热,否则:
MgCl2·6H2O
Mg(OH)2+2HCl↑+4H2O
(3)促进盐类水解生成沉淀,有利于过滤分离
(4)“酸作用”还可除去氧化物(膜)
(5)“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等
(6)特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
【注意】调节pH 的试剂选取:
①选取流程中出现的物质;
②未学习过的物质且题目又无信息提示的一般不做考虑;
③已学的常见酸碱(NaOH、Na2CO3、HCl、H2SO4、NH3·H2O、HNO3)。
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用特定有机试剂清洗晶体: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
④洗涤沉淀的方法:往漏斗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
在空气中或
在其他气体
中进行的反
应或操作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应;或能否达到隔绝空气、防氧化、防水
解、防潮解等目的
判断能否加
其他物质
要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等
提高原子利
用率
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
分离、提纯
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作
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从溶液中得到晶体的方法:蒸发浓缩―→冷却结晶―→过滤―→洗涤、干燥
【策略2】熟悉工艺流程中分离、提纯、除杂的方法及答题要领
操作
答题指导
过滤
固体与液体的分离;要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶于水
的物质,如SiO2、PbSO4、难溶的金属氢氧化物和碳酸盐等。过滤主要有常压过滤、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。
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
NaCl
②
溶液中混有少量的 KNO3溶液
a.方法:蒸发结晶、趁热过滤(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来)、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
(4)减压蒸发的原因:减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝
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酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
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(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙
醇洗等)、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。
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。
晶体干燥的
方法
自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、烘干(热稳定性较好),低温减压干燥(热稳定性
差)。
萃取与分液
选用合适的萃取剂(如四氯化碳、金属萃取剂),萃取后, 静置、分液——将分液漏斗玻
璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准。下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
萃取与反萃
取
①萃取:利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,将物质从一种溶剂转移到另
一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。
②反萃取:用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程,为萃取的逆过程。
洗涤晶体
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
低固体因为溶解而造成的损失
热水
有特殊性的物质,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溶解而造成的损失
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;利用有机溶剂的挥发性除
去固体表面的水分,产品易干燥
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
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。
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减压蒸馏
减小压强,使液体沸点降低,防止受热分解、氧化等。
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。
滴定终点的
判断
以“用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,酚酞作指示剂”为例:当加入最后一滴
标准盐酸后,溶液由红色变为无色,且半分钟内不褪色
【策略3】熟练工艺流程中的化学方程式书写
(1)陌生非氧化还原反应方程式的书写建模
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价有无变化
判断反应类型:
(1)元素化合价无变化则为非氧化还原反应,遵循质量守恒定律;
(2)元素化合价有变化则为氧化还原反应,既遵循质量守恒定律,又遵循得失电子守恒规律。
(2)氧化还原反应方程式的书写
①常见氧化剂及其还原产物
氧化剂
Cl2(X2)
O2
Fe3+
酸性KMnO4
MnO2
还原产物
Cl-(X-)
H2O/O2-/ OH-
Fe2+
Mn2+
Mn2+
氧化剂
ClO
浓H2SO4
HNO3
H2O2(H+)
PbO2
还原产物
Cl-
SO2
NO2(浓)、NO(稀)
H2O
Pb2+
氧化剂
酸性K2Cr2O7
HClO
FeO(H+)
NaBiO3
—
还原产物
Cr3+
Cl-
Fe3+
Bi3+
—
②常见还原剂及其氧化产物
还原剂
金属单质
Fe2+
H2S/S2-
SO2/SO
氧化产物
金属离子
Fe3+
S、SO2
SO3、SO
还原剂
HI/I-
NH3
N2H4
CO
氧化产物
I2
N2、NO
N2
CO2
(3)把握陌生氧化还原反应方程式的书写步骤
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①首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物),结合已学知识根据加入
的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。
②根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
③根据电荷守恒和反应物的酸碱性,在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O 等。
④根据质量守恒配平反应方程式。
【策略4】掌握化工流程中的有关计算
1.溶度积(Ksp)的有关计算
(1)已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度。
①AgCl、AgBr、AgI 等1:1 型:如Ksp=a 的饱和AgCl 溶液中c(Ag+)= mol·L-1。
【例】以AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)为例,KSP(AgCl)=1.8×10-10
设AgCl 的饱和溶液的浓度为x mol·L-1
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)
1 1 1
x mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1
则:Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=x2,
=1.34×10-5 mol·L-1
②类型不同的难溶电解质的溶度积大小不能直接反映出它们的溶解度大小,因为它们溶度积与溶解度的关
系式是不同的。
【例】以Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+CrO4
2-(aq)为例,KSP(Ag2CrO4)=9.0×10-12
设Ag2CrO4的饱和溶液的浓度为y mol·L-1
Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq) + CrO4
2-(aq)
1 2 1
y mol·L-1 2y mol·L-1 ymol·L-1
则:KSP=c2(Ag+)·c(CrO4
2-)=(2y)2·y=4y3,
=1.3×10-4 mol·L-1
【例】以Fe(OH)3(S)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)为例,KSP(Fe(OH)3)=4.0×10-38
设Fe(OH)3的饱和溶液的浓度为z mol·L-1
Fe(OH)3(s)
Fe3+(aq) + 3OH-(aq)
1 1 3
z mol·L-1 z mol·L-1 3z mol·L-1
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则:KSP=c(Fe3+)·c3(OH-)=z·(3z)3=27z4,
=2.0×10-10 mol·L-1
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中另一种离子的浓度。
如某温度下AgCl 的Ksp=a,在0.1 mol·L-1的NaCl 溶液中加入过量的AgCl 固体,达到平衡后c(Ag+)
=
=10a mol·L-1
(3)计算反应的平衡常数,并判断沉淀转化的程度。
如反应Cu2+(aq)+MnS(s)
CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2
-),平衡常数K==。
(4)求解开始沉淀和沉淀完全时的pH。
如判断M(OH)n(s)
Mn+(aq)+nOH-(aq)开始沉淀与沉淀完全时的pH。
①开始沉淀时pH 的求法:c(OH-)=,c(H+)=,从而确定pH。
②沉淀完全时pH 的求法:当Mn+的浓度小于或等于1.0×10-5 mol·L-1 时,认为该离子已经沉淀完
全,c(OH-)= mol·L-1,结合Kw求出c(H+),从而确定pH。
注意:有关Ksp的计算往往与pH 的计算结合,要注意pH 与c(OH-)关系的转换;难溶电解质的悬浊液
即其沉淀溶解平衡状态,满足相应的Ksp。
(5)判断沉淀的生成或沉淀是否完全
①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Qc,若Qc>Ksp,则有沉淀生成;若Qc<Ksp,无沉淀生成。
②利用Ksp的数值计算某一离子浓度,若该离子浓度小于10-5 mol·L-1,则该离子沉淀完全。
(6)分步沉淀问题分析
①定义:如果一种溶液中同时含有I-和Cl-,当慢慢滴入AgNO3溶液时,刚开始只生成AgI 沉淀;加
入的AgNO3到一定量时才出现AgCl 沉淀,这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。
②原理:在含有同浓度I-和Cl-的溶液中,加入AgNO3 溶液,之所以AgI 沉淀先生成,是因为
Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小,假定溶液中c(I-)=c(Cl-)=0.01 mol·L-1,刚开始生成AgI 和AgCl 沉淀时所需要的
Ag+浓度分别是:
c(Ag+)AgI= mol·L-1=9.3×10-15 mol·L-1
c(Ag+)AgCl= mol·L-1=1.8×10-8 mol·L-1
可见沉淀I-所需要的c(Ag+)要小得多,所以AgI 先沉淀,继续滴加AgNO3,当c(Ag+)=1.8×10-8
mol·L-1时,AgCl 沉淀也开始生成,这时c(I-)、c(Cl-)和c(Ag+)同时平衡:
c(Ag+)·c(I-)=Ksp(AgI)=9.3×10-17
c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)=1.8×10-10
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两式相除得:=≈1.9×106
如果溶液中c(Cl-)>1.9×106c(I-),向其中滴加AgNO3溶液时,则要先生成AgCl 沉淀。
2.物质组成、含量的计算
计算
公式
物质的质量
分数(或纯度)
×100%
产品产率
×100%
物质的转化率
×100%
Ksp的相关计算
AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq),
Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)
1.(2024·陕西·模拟预测)用精炼铜漂浮阳极泥(主要成分为BiAsO4、SbAsO4,含有少量Ag、Au)制备
Bi2O3的工艺流程如下:
已知:①“转化”分两步进行,其第一步BiOCl 转化为Bi(OH)3。
②常温下,
。
下列说法错误的是
A.“滤渣1”的主要成分是Ag、Au,含砷废水主要成分是Na3AsO4
B.“水解”分离Sb 和Bi 的原理是
的水解pH 低于
水解的pH
C.“转化”的总反应方程式为:
D.当BiOCl 恰好完全转化成Bi(OH)3时,溶液
,此时溶液pH=12
2.(2024·湖南·模拟预测)实验室以废铜屑(含少量Fe、Au 和其他不溶性杂质)为原料制取
晶体和
晶体,其实验流程如图所示:
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已知:
①常温下:
,
②有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下表所示:
金属离子
开始沉淀的pH
7.5
2.7
5.6
完全沉淀的pH
9.0
3.7
6.7
以下说法错误的是
A.硝酸过量对产品无影响
B.废铜屑“氧化”需要通入氧气的作用是:防止倒吸,使尾气中的氮氧化物能被完全吸收
C.“氧化”过程中发生主要反应的离子方程式为
D.“调pH”时,若调节溶液pH=5,则溶液中
3.(2024·福建福州·二模)在我国,粉煤灰排放量是仅次于尼矿的工业固废。粉煤灰的主要组成为
、
,含少量
、CaO 等,可利用酸碱联合法回收粉煤灰中
和
,回收流程如下图所示。
已知:低温拜尔法反应原理之一为
、
。
下列说法错误的是
A.水浸后,溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到粗硫酸铝晶体
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B.滤渣的主要成分为
C.还原焙烧的主要反应为
D.低温拜耳法所得滤液不可循环利用
4.(2024·河北沧州·二模)一种以钌矿石[主要含
,还含少量的FeO、MgO、
、CaO、
]为原料制备钌(Ru)的工艺流程如图。
下列说法错误的是
A.“除镁”的离子方程式为
B.若“灼烧”时生成33.6L(标准状况下)
,则转移的电子数为
C.“酸浸”时,
的作用是做还原剂,还原
D.从“滤液2”中可提取一种化肥,其电子式为
5.(2024·福建厦门·三模)氧化沉淀法回收石油炼制的
加氢脱氮催化剂的流程如下。
已知:25℃时,
。下列说法正确的是
A.“浸出”时可将
替换为
B.“氧化”过程说明氧化性:
C.“沉铁”后溶液中
,则
D.“沉淀”中X 主要成分为
6.(2024·河北沧州·三模)一种从某钒矿石(主要成分为
、
、
和
)中提钒的工艺流程
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如图所示:
已知:P204(磷酸二异辛酯,用HA 表示)能够萃取溶液中的
,萃取
的原理是:
下列说法错误的是
A.“氯化焙烧”时气体与矿料应逆流而行
B.试剂a 为草酸(
)溶液,试剂b 为硫酸溶液
C.“氯化焙烧”、“酸浸”和“还原”的操作过程中均有氧化还原反应发生
D.“操作X”为反萃取、分液,使用的主要玻璃仪器有梨形分液漏斗、烧杯
7.(2024·贵州·高考真题)贵州重晶石矿(主要成分
)储量占全国1
3以上。某研究小组对重晶石矿进
行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡
工艺。部分流程如下:
下列说法正确的是
A.“气体”主要成分是
,“溶液1”的主要溶质是
B.“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.“合成反应”中生成
的反应是氧化还原反应
D.“洗涤”时可用稀
去除残留的碱,以提高纯度
8.(2024·广西河池·一模)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、回收金和银的流程,如下图所示。
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下列说法错误的是
A.“浸取液1”中含有的金属离子主要是
B.“浸取2”步骤中,Au 转化为
的化学方程式为
C.“浸渣2”中含有
D.“还原”步骤中,被氧化的
与产物Au 的物质的量之比为
9.(2024·陕西渭南·模拟预测)钛酸钡(
)具有高介电常数和低介电损耗的性质,是电子陶瓷中使用
最广泛的材料之一,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。一种超细微
粉末的制备方法如图所示。下列
说法错误的是
A.煅烧时得到的气体A 是CO、
、
B.用溶液2 提取的一种副产物可作肥料
C.流程中的三步反应均为非氧化还原反应
D.配制
溶液时,应先将
固体溶于浓盐酸再加水稀释
10.(2024·河北·模拟预测)对炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO,含少量的CuO、
、
)进行资源化
利用,能够有效减少其对环境的污染,某处理工艺流程如下。已知:浸取工序中ZnO、CuO 分别转化为
[Zn(NH3)4]
2+和
,下列说法错误的是
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A.“滤渣①”经稀盐酸溶浸、过滤可获得
B.“浸取”采用较高温度更有利于提高浸取率
C.“除杂”的主要目的是将铜元素从溶液中分离
D.“煅烧”所得气态产物用氨水吸收后可循环利用
11.(2024·湖南衡阳·模拟预测)回收利用废旧镍-镉电池(电池中含有镍、镉、铁及少量钴和有机质等)的
一种工艺流程如图所示:
已知:
的溶度积
。下列说法错误的是
A.“氧化”工序发生主要反应的离子方程式为
B.“调pH”时溶液中
,则应控制pH 小于5
C.滤液1 经处理之后可循环至沉镍工序中使用
D.“调pH”可选择氨水或NiO
12.(2024·湖南娄底·模拟预测)约翰等化学家在锂电池研发中做出的突出贡献,获得2019 年诺贝尔化学
奖;锂电池是新能源汽车的动力电池之一,主要以磷酸亚铁锂
为原料。以下是在锂电池废料中
回收锂和正极金属,流程如下,下列叙述正确的是
A.上述流程中可用
代替
B.废旧电池属于湿垃圾,可通过掩埋土壤中进行处理
C.从“正极片”中可回收的金属元素有
D.“沉淀”反应的金属离子为
13.(2024·云南大理·模拟预测)铋(Bi)是一种重要的有色金属,工业上通过辉铋矿(主要成分是
,含
有少量Si、Fe、Pb、Al 等元素)生产海绵铋的一种工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是
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A.为提高“酸浸”速率,可将辉铋矿粉碎或适当升高温度
B.“酸浸”时,“浸液”中的元素为Fe、Pb、Al
C.“氧化浸出”时,发生反应的离子方程式为
D.向“滤液”中通入
后,所得溶液可循环利用
14.(2024·安徽·模拟预测)一种碘单质的制备方法如图所示,下列有关该制备流程的说法不正确的是
A.用可见光照射“悬浊液”可观察到光亮通路,说明其中含有AgI 胶体
B.“转化”发生的离子反应为2AgI+Fe=2Ag+Fe2++2I-
C.“沉淀”经纯化后与硝酸处理所得产物可在制备流程中循环使用
D.“氧化”中增大Cl2的量有利于提高I2的产率
15.(2025·山西·模拟预测)
(三草酸合铁酸钾晶体)常用来作为化学光量计,一种
合成
的流程如图所示。下列叙述正确的是
已知三草酸合铁酸钾晶体的部分性质如下:
①易溶于水(溶解度随温度的升高而增大),难溶于乙醇。
②一定温度下可失去全部结晶水,高温时会分解。
③具有光敏性,受光照射易分解。
A.“沉铁”后所得滤液中溶质的成分只有
B.“系列操作”是过滤、乙醇洗涤、干燥
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C.产品应贮存于无色透明带软木塞的试剂瓶中
D.向产品的饱和溶液中加入乙醇,有利于析出产品
16.(2024·全国·模拟预测)以菱锶矿(含80%~90%
,少量
、
等)制备高纯碳酸锶的
工艺流程如图:
已知:①
和焦炭在高温下反应有CO 生成。
②氢氧化锶在水中的溶解度随温度升高而增大。下列叙述错误的是
A.“焙烧”过程中,
与焦炭反应的化学方程式为
B.将热水更换成冰水混合物效果更好
C.滤渣中含有钙、镁化合物和焦炭
D.“沉锶”过程中不能通过加热到过高温度来加快反应速率
17.(2024·河南·二模)铊(Tl)在光导纤维、辐射屏蔽材料、催化剂和超导材料等方面具有潜在的应用价
值。利用一种含铊酸性废液(含
、
、
、
等离子)制备金属铊的工艺流程如图所示。下列说
法错误的是
已知:
难溶于水,而
溶于水。
A.“反应1”有沉淀生成
B.“转化”加入的
为稀硫酸
C.“滤液
”溶质的主要成分为
D.为提高“溶解”速率,可采用温度较高的蒸馏水
18.(2024·浙江·二模)下图是利用铜与浓硫酸反应的产物制备Cu2O 的工艺流程,(已知:常温下,
H2SO3:
,
;
:
,
)下列说法正确的是
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A.反应Ⅰ的反应为:
B.溶液2 中
C.反应Ⅱ应需及时补充
维持溶液
D.
溶液中存在
,则该溶液中粒子浓度:
19.(2024·浙江杭州·模拟预测)富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量
Al2O3、FeO 等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下。
注:温度高时,硼酸会随水蒸气挥发。下列说法错误的是
A.酸浸时镁硼酸盐发生反应为
B.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,有气泡产生
C.加入MgO 的目的是调节溶液的pH,使杂质离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀
D.已知浓缩滤液时MgSO4和H3BO3接近饱和;将滤液浓缩蒸发结晶,得到硫酸镁晶体,趁热过滤,
再将母液降温结晶,分离得到硼酸晶体
20.(2024·福建泉州·模拟预测)氯化磷酸三钠熔点67℃,常温下较稳定,受热易分解,具有良好的消
杀、漂白作用,广泛用于医药、餐饮行业。某小组设计如下流程制备氯化磷酸三钠。下列叙述错误的是
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A.理论上制得的氯化磷酸三钠不超过0.3mol
B.“反应池1”中最少应加入400mL3
磷酸溶液
C.“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤和高温烘干
D.氯化磷酸三钠因含NaClO 而具有消杀、漂白作用
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