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易错类型07 化工流程中的常考问题（7大易错点）-2024年高考化学考试易错题（全国通用）
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【易错点02】不清楚常见的工艺操作控制条件（调节溶液pH、控制温度等）
【易错点03】不掌握理解物质分离、提纯的方法及要点
【易错点04】不能正确书写流程中陌生的反应方程式
【易错点05】热重曲线的相关问题
【易错点06】工艺流程题中有关Ksp的计算类型
【易错点07】工艺流程中有关物质的纯度、转化率、产品的产率的计算
易错点1 不清楚常见的工艺操作方法措施
【分析】
易错点2 不清楚常见的工艺操作控制条件
【分析】
调节pH的原理及目的
1．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等类型的物质。
2．原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度
3．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，注意端值取等。
4．控制pH的目的：
(1)pH调小：抑制某离子水解；防止某离子沉淀
(2)pH调大：确保某离子完全沉淀；防止某物质溶解等。
(3)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。
5．控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀的原理，例如：
(1)Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2OFe(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。
(2)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。
调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；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、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
(3)PH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的PH。
易错点3 不掌握理解物质分离、提纯的方法及要点
易错点4 不能正确书写流程中陌生的反应方程式
【分析】
1．书写思路
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．流程中陌生的氧化还原反应的书写流程
(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。
易错点5 热重曲线的相关问题
【分析】
1．热重曲线模型
由热重分析记录的质量变化对温度的关系曲线称热重曲线，曲线的横轴为温度，纵轴为质量。如固体物质A热分解反应:A(固体)B(固体)+C(气体)的典型热重曲线如图所示。图中T1为固体A开始分解的温度,T2为质量变化达到最大值时的终止温度。若试样初始质量为W0，失重后试样质量为W1，则失重百分数为。
2．热重曲线的分析法的思考路径
坐标曲线体解题时可以拆分为识图、析图、用图三个步骤。其中识图是基础，析图是关键，用图是目的。
(1)识图
识图的关键是三看：一看轴即横、纵坐标所表示的化学含义（自变量X轴和函数Y轴表示的意义），寻找X、Y轴之间的关系，因为这是理解题意和进行正确思维的前提；二看点即曲线中的特殊点（顶点、始点、终点、拐点、交叉点）；三看线即曲线的走势（变化趋势是上升、下降、波动、正态、偏态等变化）。
(2)析图
分析图中为什么会出现这些特殊点，曲线为什么有这样的变化趋势和走向，分析曲线变化的因果关系；通过联想，把课本内的有关化学概念、原理、规律等与图像曲线中的图形与相关点建立联系。
(3)用图
将相关的化学知识与图像曲线紧密结合，在头脑中构建新的曲线——知识体系，然后运用新的曲线——知识体系揭示问题的实质，解决实际问题。
3．热重分析的一般方法和规律
(1)设晶体为1 ml。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
(3)计算每步的剩余固体质量，eq \f(m（剩余）,m（1 ml晶体质量）)×100%＝固体残留率。
(4)晶体中金属质量不减少，仍在m(剩余)中。
(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(O)，由n(金属)∶n(O)即可求出失重后物质的化学式。
【方法指导】
“两步法”突破热重分析及计算题
易错点6 工艺流程题中有关Ksp的计算的类型
【分析】
类型一 已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度
类型二 已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度
类型三 根据溶度积规则判断沉淀是否生成
类型四 沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
类型五 沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算
类型六 Ksp与水解常数的关系
易错点7 工艺流程中有关物质的纯度、转化率、产品的产率的计算
【分析】
化工流程题中涉及的计算主要有：样品的质量分数或纯度的计算，物质的转化率或产率、物质的量浓度、物质的质量的计算。
计算公式：
(1)n＝eq \f(m,M)，n＝eq \f(V,Vm)，n＝cV(aq)
(2)eq \a\vs4\al(\(\s\up11(物质的质量分数),\s\d4(或纯度)))＝eq \f(该物质的质量,混合物的总质量)×100%
(3)产品产率＝eq \f(产品实际产量,产品理论产量)×100%
(4)物质的转化率＝eq \f(参加反应的原料量,加入原料的总量)×100%
突破1 不清楚常见的工艺操作方法措施
【例1】（2023·辽宁卷）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
【变式1-1】（2022·重庆·模拟预测）废旧的电池中含有NiO、CdO、CO和Fe2O3等成分，工程师设计如下回收重金属的工艺流程。
回答下列问题：
(1)为提高浸取率，可采取的措施是_______(写一种即可)，操作1的名称是_______；
(2)滤液1中主要含[Cd(NH3)4]2+、[Ni(NH3)6]2+、[C(NH3)6]2+等，则浸取时CdO发生反应的化学方程式为_______；
(3)在实验室萃取时，所需的玻璃仪器是_______；
(4)“反萃取”的原理为NiR有机+2H+⇌Ni2++2HR有机，需加入的试剂X为_______；
(5)写出反应1的离子方程式_______；
(6)由CCl2溶液得到CCl2·6H2O所需的一系列操作是_______；
(7)生成CdCO3沉淀是利用反应[Cd(NH3)4]2++⇌CdCO3↓+4NH3↑，常温下，该反应平衡常数K=2.0×105，[Cd(NH3)4]2+⇌Cd2++4NH3的平衡常数K1=4.0×10-5，则Ksp(CdCO3)=_______。
突破2 不清楚常见的工艺操作控制条件
【例2】（2022·山东卷）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。
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
【例3】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。湿法炼锌产生的铜镉渣（主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（C）等单质）用于生产金属镉的工艺流程如下：
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（金属离子的起始浓度为0.1 ml·L－1）
①操作Ⅲ中先加入适量H2O2的作用是 。
②再加入ZnO控制反应液的pH，合适的pH范围为______________________________。
【变式2-1】硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：
在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_____________________________________________。
【变式2-2】（2022·福建省龙岩第一中学一模）某工业生产上用铜镍矿石(主要成分为CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的杂质)制备胆矾CuSO4•5H2O的流程如图。
已知：有机萃取剂HR可以萃取Cu2+，其萃取原理(rg为有机相)Cu2+(aq)+2HR(rg)CuR2(rg)+2H+(aq)。
(1)焙烧前粉碎的目的是_______。
(2)“调节pH时，生成氢氧化铁沉淀的离子方程式为_______，试剂X的最佳选择是_______(填标号)。
a.HCl b.NaOH c.H2SO4 d.NH3•H2O
(3)25℃时，“调节pH”后，测得滤液中各离子浓度及相关数据如表所示。(lg2=0.3)
该滤液的pH为_______；加入的Cu(OH)2_______(填“已经”或“没有”)完全溶解。
(4)向“萃取”后的水相中加入一定量的NaClO和NaOH，能制得黑色不溶物NiOOH，该反应的化学方程式为_______。
(5)“操作Ⅱ”包括洗涤，洗涤该沉淀的操作为_______。
(6)上述流程中获取金属铜的方法是电解硫酸铜溶液。若电解200mL 0.5ml/L CuSO4溶液，生成铜3.2g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______。
突破3 不掌握理解物质分离、提纯的方法及要点
【例4】（2022·福建卷）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
【变式3-1】（2022·陕西·西安中学三模）NiCl2是一种重要催化剂。某科研小组以废弃催化剂(含Ni2+、Cu2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等)为原料，按如图流程回收NiCl2·6H2O晶体，回答下列问题。
已知：Ksp(CaF2)=4×10-11，Ksp(MgF2)=9×10-9
(1)滤渣1的成分主要是_______。
(2)若X为Cl2，则其发生的离子方程式是_______。若用H2O2代替Cl2，试剂Y的使用量会减少，原因是_______。
(3)氟化除杂时要保证完全除去Ca2+和Mg2+(离子浓度≤10-5ml/L)，滤液3中c(F-)不小于_______ml/L。
(4)实际生产中，产生的滤渣均需进行洗涤，并将洗涤液与滤液合并，此操作的目的是_______。操作A为_______、冷却结晶、过滤、洗涤。
(5)将所得NiCl2·6H2O与SOCl2混合加热可制备无水 NiCl2并得到两种酸性气体，反应的化学方程式为_______。
突破4 不能正确书写流程中陌生的反应方程式
【例5】（2021·全国甲卷）碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)的一种制备方法如下图所示：
①加入粉进行转化反应的离子方程式为___________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成_________________后可循环使用。
②通入的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为____________________________；若反应物用量比时，氧化产物为____________；当，单质碘的收率会降低，原因是________________________________________________________。
(2)以为原料制备的方法是：先向溶液中加入计量的，生成碘化物；再向混合溶液中加入溶液，反应得到，上述制备的总反应的离子方程式为__________________________。
【变式4-1】高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂，也是高能电池的电极材料。工业上，利用硫酸亚铁为原料，通过铁黄(FeOOH)制备高铁酸钾，可降低生产成本且产品质量优。工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)有同学认为上述流程可以与氯碱工业联合。写出电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式_____________________________________________________________________________________。
(3)用高铁酸钾处理水时，不仅能消毒杀菌，还能将水体中的NH3、CN-转化成CO2、N2等无毒的物质，生成的氢氧化铁胶体粒子还能吸附水中悬浮杂质。试写出高铁酸钾处理含CN-废水时除去CN-的离子方程式______________________________________________________________________________。
【变式4-2】和都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为，还含有少量MgO、等杂质)来制备。工艺流程如下；
回答下列问题：
(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式____________________________。
(5)写出“高温煅烧②”中由制备的化学方程式___________________________________。
(6)一种钛酸锂二次电池原理如图，放电时由N极层状材料中脱出经由电解质嵌入M极层状材料中，充电时N极电极反应方程式为________________________________________________________，放电时M极每增重7g，负载中转移电子数为________________。
突破5 热重曲线的相关问题
【例6】硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
【例7】在加热固体NH4Al(SO4)2·12H2O时，固体质量随温度的变化曲线如图所示：已知a点物质为NH4Al(SO4)2，b点物质为Al2(SO4)3，下列判断正确的是( )
A．0～T ℃的过程变化是物理变化
B．c点物质是工业上冶炼铝的原料
C．a→b反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种
D．Al2(SO4)3能够净水，可用离子方程式表示为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3
【变式5-1】在空气中加热10.98 g草酸钴晶体(CC2O4·2H2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如表。
(1)加热到210 ℃时，固体物质的化学式为_______________________________________。
(2)经测定，加热到210～310 ℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物，此过程发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
【变式5-2】取26.90g ZnSO4·6H2O加热，剩余固体的质量随温度的变化如图2所示。750℃时所得固体的化学式为( )
A．ZnO B．ZnSO4 C． Zn3O(SO4)2 D．ZnSO4·H2O
【变式5-3】称取3.60 g草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O，相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析图并回答下列问题：
(1)过程Ⅰ发生反应的化学方程式为_________________________________________________________。
(2)300 ℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式________________。
突破6 工艺流程题中有关Ksp的计算类型
【例8】（2023·湖南卷）处理某铜冶金污水(含)的部分流程如下：
已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示：
②。
下列说法错误的是
A．“沉渣Ⅰ”中含有和
B．溶液呈碱性，其主要原因是
C．“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中
D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水
【例9】工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)母液生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如图所示：
上述流程中K2Cr2O7发生氧化还原反应后所得溶液中除含有Cr3＋外，还含有一定浓度的Fe3＋杂质，可通过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。已知c(Cr3＋)＝3×10－5 ml·L－1，则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时Fe3＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。{已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Cr(OH)3]＝6.0×10－31}
【例10】偏钒酸镁在化工“新型材料”光电领域有着重要的用途。以硼泥[主要成分是MgO(52.12%)还有Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质]为原料设计制备偏钒酸镁的生产工艺如图所示：
“除杂”过程加入双氧水的目的是________________________________________________(用离子方程式表示)。此过程中使Fe3＋、Al3＋浓度均小于1×10－6 ml·L－1，在室温下需调节pH的范围是：__________(已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－39，Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，pH＝9.3时，Mg2＋开始沉淀)。
【变式6-1】对废银合金触电材料进行分离回收既可以节约矿物资源，又可以减少环境污染。某废银合金触电材料含Ag、Cu、Sn等，现欲利用以下工艺流程回收其中的金属资源。
回答问题：常温下，Cu2＋/Sn4＋混合液中c(Cu2＋)＝0.022 ml·L－1，将混合液“加热搅拌”后冷却至室温，再加“尿素”调节溶液的pH范围为_____________。(当溶液中的离子浓度小于10－5ml·L－1时，沉淀完全。已知：Ksp[Sn(OH)4]＝1×10－55；Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)
【变式6-2】镓是制作高性能半导体的重要原料。工业上常从锌矿冶炼的废渣中回收镓。已知某锌矿渣主要含Zn、Si、Pb、Fe、Ga的氧化物，利用该矿渣制镓的工艺流程如下：
已知：①镓在元素周期表中位于第四周期ⅢA族，化学性质与铝相似。
②lg2＝0.3，lg3＝0.48。
③部分物质的Ksp如表所示：
(1)加入H2O2的目的是(用离子方程式表示)___________________________________________ __。
(2)调pH的目的是____________________________________________________________；室温条件下，若浸出液中各阳离子的浓度均为0.01 ml·L－1，当溶液中某种离子浓度小于1×10－5 ml·L－1时即认为该离子已完全除去，则pH应调节的范围为____________________。
突破7 工艺流程中有关物质的纯度、转化率、产品的产率的计算
【例11】钛白粉(TiO2)广泛应用于涂料、化妆品、食品以及医药等行业。利用黑钛矿石[主要成分为(Mg0.5Fe0.5)Ti2O5，含有少量Al2Ca(SiO4)2]制备TiO2，工艺流程如下。
常用硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]滴定法测定钛白粉的纯度，其步骤为：用足量酸溶解a g二氧化钛样品，用铝粉做还原剂，过滤、洗涤，将滤液定容为100 mL，取20.00 mL，以NH4SCN作指示剂，用标准硫酸铁铵溶液滴定至终点，反应原理为：Ti3＋＋Fe3＋===Ti4＋＋Fe2＋
①滴定终点的现象为__________________________。
②滴定终点时消耗b ml· L－1 NH4Fe(SO4)2溶液V mL，则TiO2纯度为________。 (写表达式)
【变式5-1】钼酸钠（Na2MO4）是一种重要的化工原料。用废加氢催化剂（含有MS2和Al2O3、Fe2O3、SiO2等）为原料制取钼酸钠，工艺流程如图所示：
用50t含MS2为80%的废加氢催化剂，经过制取、分离、提纯，得到30.9t Na2MO4，则Na2MO4的产率为______。
【变式5-2】如图是工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－)生产CuCl的流程：
氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25 g于250 mL锥形瓶中，加入10 mL过量的FeCl3溶液，不断摇动：
②待样品溶解后，加入20 mL蒸馏水和2滴指示剂；
③立即用0.100 0 ml·L－1硫酸铈标准溶液滴定至绿色为终点；
④重复三次，消耗硫酸铈溶液的平均体积为24.30 mL。
上述相应化学反应为CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2、Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋，则样品中CuCl的纯度为________(保留三位有效数字)。
1．（2022·湖南卷）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
2．（2023·山东卷）一种制备的工艺路线如图所示，反应Ⅱ所得溶液在3~4之间，反应Ⅲ需及时补加以保持反应在条件下进行。常温下，的电离平衡常数。下列说法正确的是
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B．低温真空蒸发主要目的是防止被氧化
C．溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ
D．若产量不变，参与反应Ⅲ的与物质的量之比增大时，需补加的量减少
3．MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。
(1)300 ℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为 。
(2)图中点D对应固体的成分为 (填化学式)。
4．采用热重分析法测定NiSO4·nH2O样品所含结晶水数。将样品在900℃下进行煅烧，失重率随时间变化如下图，A点时失掉2个结晶水，n的值为___________；C点产物的化学式为___________。
5．工业上常用水钴矿(主要成分为C2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：
回答下列问题：
已知：Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ksp(MgF2)＝5.2×10－12，若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg2＋恰好沉淀完全即溶液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，此时溶液中c(Ca2＋)最大等于____________________ml·L－1。
6．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
(4).利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=______________________________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 ml·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是__________________________。
7．锂、铍等金属广泛应用于航空航天、核能和新能源汽车等高新产业。一种从萤石矿(主要含BeO、、及少量、、FeO、、)中提取铍的工艺如图：
已知：苯甲酸是一元弱酸，白色片状晶体，常温下微溶于水，温度升高，溶解度增大。
回答下列问题：
(1) 铍的化学性质与铝相似，写出BeO溶于NaOH溶液的化学方程式______________________________。
(4) “除铁”中发生反应的离子方程式：、______________________。
8．以含锂的电解铝废渣(主要含AlF3、NaF、LiF、CaO)和浓硫酸为原料，制备电池级碳酸锂，同时得到副产品冰晶石的工艺流程如下：
已知：LiOH易溶于水，Li2CO3微溶于水。回答下列问题：
(2) 碱解反应中，同时得到气体和沉淀，反应的离子方程式为______________________________________。
(5) 上述流程得到的副产品冰晶石的化学方程式________________________________________________。
(6) 电池级Li2CO3可由高纯度LiOH转化而来。将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应，生成LiFePO4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式为________________________________________________。
9．高铁酸钾(K2FeO4)是一种集强氧化性、吸附、絮凝于一体的新型多功能处理剂，其生产工艺如图所示：
工业上常用“间接碘量法”测定高铁酸钾样品中高铁酸钾的含量，其方法是：用碱性的碘化钾溶液(pH为11～12)溶解3.96 g高铁酸钾样品，调节pH为1，避光放置40分钟至反应完全(高铁酸根离子全部被还原成铁离子)，再调节pH为3～4(弱酸性)。以1.0 ml/L的硫代硫酸钠标准溶液为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，当达到滴定终点时，用去硫代硫酸钠标准溶液15.00 mL，则原高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数为____________________。
10．碳酸锂广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。从煤粉灰(、、、等)中回收提取铝、锂元素的化合物的流程如图所示：
已知：碳酸锂的溶解度为(g/L)
(1)如何提高酸浸速率？_______(任写一条)
(2)滤渣2的主要成分为_______；刚好沉淀完全的pH为_______。{已知：，离子浓度≤时表示该离子沉淀完全}。
(3)从滤渣2中分离出，可用如图所示的方法，步骤1的离子方程式为_______。
(4)“沉锂”的化学反应方程式为_______。
(5)“沉锂”中的“一系列操作”依次为_______、_______、洗涤、干燥，检验碳酸锂已经洗涤干净的方法为_______。
11．（2022·北京顺义·二模）火法有色金属冶炼烟气制酸过程中会产生大量含砷污酸，采用硫化-石膏中和法处理含砷污酸可获得达标废水，同时实现变废为宝得到多级产品，工艺流程如下：
资料：
ⅰ． 常温下H2CO3的Ka1 = 4.4×10-7 ，Ka2 = 4.7×10-11；H2S的Ka1 = 1.3×10-7 ，Ka2 = 7.1×10-15；
ⅱ． 含砷污酸中砷的主要存在形式为亚砷酸(H3AsO3，弱酸)，除砷外H+、Cu2+、F-、SO含量均超标；
ⅲ．室温下三价砷在水溶液中的存在形式与溶液pH的关系：
(1)工业上制备Na2S时，用NaOH溶液吸收H2S，不能以纯碱代替NaOH。结合方程式解释不能使用纯碱的原因___________。
(2)过程Ⅰ可除去含砷污酸中的Cu2+和部分砷，滤渣A 的主要成分为CuS和As2S3，生成As2S3的离子方程式是___________。
(3)过程Ⅰ会发生副反应As2S3(s)＋3S2-(aq) 2AsS (aq)，影响后续处理。加入Na2S充分反应后加入少量FeSO4，结合平衡移动原理解释加入FeSO4的原因___________。
(4)过程Ⅲ中获得的滤渣C主要成分是FeAsO4， 该过程通入空气的作用是___________。
(5)利用反应AsO+2I-+2H+ =AsO+I2+H2O 测定滤渣C中FeAsO4含量。取a g样品，用硫酸溶液溶解，加入过量KI，充分反应后将溶液转移至锥形瓶中，以淀粉为指示剂，用c ml·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，观察到___________现象说明已到滴定终点，重复三次实验，记录用去Na2S2O3溶液体积为V mL，计算样品纯度为 ___________(用字母表示)。
资料：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI；FeAsO4相对分子质量为195
工艺操作(结果)
目的评价(或操作名称)
方法措施
研磨(粉碎)
增大接触面积，加快反应(溶解)速率
煅烧(焙烧)
矿物分解、燃烧，转化为易溶于酸、碱的物质
水浸
利用水溶性把物质进行分离
酸浸(碱浸)
利用物质与酸(碱)反应除掉杂质或把目标物质转化为可溶性离子
控
制
条
件
调节溶液pH
某些金属离子的沉淀，控制物质的溶解
控制温度
加快反应速率，促进平衡移动；物质的溶解、析出、挥发等
增大某反应物用量
增大另一反应物的转化率
某种试剂的选择
是否带入杂质、是否影响产品的纯度
分
离
提
纯
不相溶液体
分液
相溶性液体
蒸馏
难溶性固体
过滤
易溶性固体
蒸发浓缩、冷却结晶
趁热过滤
防止温度降低，某物质析出
冰水洗涤
减少晶体的溶解损失
乙醇、有机溶剂洗涤
减少晶体的水溶性损失
突破技法
第一步
读题，找变化
阅读题给信息，找出物质之间发生的变化，一般结晶水合物先失结晶水，后发生分解，碳酸盐产生CO2，硫酸盐产生SO2或SO3，氢氧化物产生H2O
第二步
列式，求未知
根据固体质量变化，列出定量关系式，求出未知数，确定剩余固体的化学式
饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系
应用：比较溶解度的大小
1:1型
1:2型或2：1型
1:3型或3:1型
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
金属离子
Fe3+
Fe2+
Cd2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
9.4
离子
Fe3+
Cu2+
Ni2+
Fe2+
浓度/(ml·L-1)
1.0×10-6
5.0
1.2
0
对应氢氧化物的Ksp
6.4×10-38
2.2×10-20
2.0×10-15
8.0×10-16
温度范围/℃
固体质量/g
150～210
8.82
290～320
4.82
890～920
4.50
物质
开始沉淀
1.9
4.2
6.2
3.5
完全沉淀
3.2
6.7
8.2
4.6
物质
Zn(OH)2
Ga(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
1.6×10－17
2.7×10－31
8×10－16
2.8×10－39
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 ml·L−1)的pH
沉淀完全时(c=1.0×10−5 ml·L−1)的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.0
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
80
100
1.54
1.43
1.33
1.25
1.17
1.08
1.01
0.85
0.72
pH值
pH＜7
pH=10~11
主要存在形式
H3AsO3
H2AsO
【易错点02】不清楚常见的工艺操作控制条件（调节溶液pH、控制温度等）
【易错点03】不掌握理解物质分离、提纯的方法及要点
【易错点04】不能正确书写流程中陌生的反应方程式
【易错点05】热重曲线的相关问题
【易错点06】工艺流程题中有关Ksp的计算类型
【易错点07】工艺流程中有关物质的纯度、转化率、产品的产率的计算
易错点1 不清楚常见的工艺操作方法措施
【分析】
易错点2 不清楚常见的工艺操作控制条件
【分析】
调节pH的原理及目的
1．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等类型的物质。
2．原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度
3．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，注意端值取等。
4．控制pH的目的：
(1)pH调小：抑制某离子水解；防止某离子沉淀
(2)pH调大：确保某离子完全沉淀；防止某物质溶解等。
(3)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。
5．控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀的原理，例如：
(1)Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2OFe(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。
(2)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。
调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；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、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
(3)PH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的PH。
易错点3 不掌握理解物质分离、提纯的方法及要点
易错点4 不能正确书写流程中陌生的反应方程式
【分析】
1．书写思路
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．流程中陌生的氧化还原反应的书写流程
(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。
易错点5 热重曲线的相关问题
【分析】
1．热重曲线模型
由热重分析记录的质量变化对温度的关系曲线称热重曲线，曲线的横轴为温度，纵轴为质量。如固体物质A热分解反应:A(固体)B(固体)+C(气体)的典型热重曲线如图所示。图中T1为固体A开始分解的温度,T2为质量变化达到最大值时的终止温度。若试样初始质量为W0，失重后试样质量为W1，则失重百分数为。
2．热重曲线的分析法的思考路径
坐标曲线体解题时可以拆分为识图、析图、用图三个步骤。其中识图是基础，析图是关键，用图是目的。
(1)识图
识图的关键是三看：一看轴即横、纵坐标所表示的化学含义（自变量X轴和函数Y轴表示的意义），寻找X、Y轴之间的关系，因为这是理解题意和进行正确思维的前提；二看点即曲线中的特殊点（顶点、始点、终点、拐点、交叉点）；三看线即曲线的走势（变化趋势是上升、下降、波动、正态、偏态等变化）。
(2)析图
分析图中为什么会出现这些特殊点，曲线为什么有这样的变化趋势和走向，分析曲线变化的因果关系；通过联想，把课本内的有关化学概念、原理、规律等与图像曲线中的图形与相关点建立联系。
(3)用图
将相关的化学知识与图像曲线紧密结合，在头脑中构建新的曲线——知识体系，然后运用新的曲线——知识体系揭示问题的实质，解决实际问题。
3．热重分析的一般方法和规律
(1)设晶体为1 ml。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
(3)计算每步的剩余固体质量，eq \f(m（剩余）,m（1 ml晶体质量）)×100%＝固体残留率。
(4)晶体中金属质量不减少，仍在m(剩余)中。
(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(O)，由n(金属)∶n(O)即可求出失重后物质的化学式。
【方法指导】
“两步法”突破热重分析及计算题
易错点6 工艺流程题中有关Ksp的计算的类型
【分析】
类型一 已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度
类型二 已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度
类型三 根据溶度积规则判断沉淀是否生成
类型四 沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
类型五 沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算
类型六 Ksp与水解常数的关系
易错点7 工艺流程中有关物质的纯度、转化率、产品的产率的计算
【分析】
化工流程题中涉及的计算主要有：样品的质量分数或纯度的计算，物质的转化率或产率、物质的量浓度、物质的质量的计算。
计算公式：
(1)n＝eq \f(m,M)，n＝eq \f(V,Vm)，n＝cV(aq)
(2)eq \a\vs4\al(\(\s\up11(物质的质量分数),\s\d4(或纯度)))＝eq \f(该物质的质量,混合物的总质量)×100%
(3)产品产率＝eq \f(产品实际产量,产品理论产量)×100%
(4)物质的转化率＝eq \f(参加反应的原料量,加入原料的总量)×100%
突破1 不清楚常见的工艺操作方法措施
【例1】（2023·辽宁卷）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
【变式1-1】（2022·重庆·模拟预测）废旧的电池中含有NiO、CdO、CO和Fe2O3等成分，工程师设计如下回收重金属的工艺流程。
回答下列问题：
(1)为提高浸取率，可采取的措施是_______(写一种即可)，操作1的名称是_______；
(2)滤液1中主要含[Cd(NH3)4]2+、[Ni(NH3)6]2+、[C(NH3)6]2+等，则浸取时CdO发生反应的化学方程式为_______；
(3)在实验室萃取时，所需的玻璃仪器是_______；
(4)“反萃取”的原理为NiR有机+2H+⇌Ni2++2HR有机，需加入的试剂X为_______；
(5)写出反应1的离子方程式_______；
(6)由CCl2溶液得到CCl2·6H2O所需的一系列操作是_______；
(7)生成CdCO3沉淀是利用反应[Cd(NH3)4]2++⇌CdCO3↓+4NH3↑，常温下，该反应平衡常数K=2.0×105，[Cd(NH3)4]2+⇌Cd2++4NH3的平衡常数K1=4.0×10-5，则Ksp(CdCO3)=_______。
突破2 不清楚常见的工艺操作控制条件
【例2】（2022·山东卷）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。
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
【例3】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。湿法炼锌产生的铜镉渣（主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、钴（C）等单质）用于生产金属镉的工艺流程如下：
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（金属离子的起始浓度为0.1 ml·L－1）
①操作Ⅲ中先加入适量H2O2的作用是 。
②再加入ZnO控制反应液的pH，合适的pH范围为______________________________。
【变式2-1】硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：
在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_____________________________________________。
【变式2-2】（2022·福建省龙岩第一中学一模）某工业生产上用铜镍矿石(主要成分为CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的杂质)制备胆矾CuSO4•5H2O的流程如图。
已知：有机萃取剂HR可以萃取Cu2+，其萃取原理(rg为有机相)Cu2+(aq)+2HR(rg)CuR2(rg)+2H+(aq)。
(1)焙烧前粉碎的目的是_______。
(2)“调节pH时，生成氢氧化铁沉淀的离子方程式为_______，试剂X的最佳选择是_______(填标号)。
a.HCl b.NaOH c.H2SO4 d.NH3•H2O
(3)25℃时，“调节pH”后，测得滤液中各离子浓度及相关数据如表所示。(lg2=0.3)
该滤液的pH为_______；加入的Cu(OH)2_______(填“已经”或“没有”)完全溶解。
(4)向“萃取”后的水相中加入一定量的NaClO和NaOH，能制得黑色不溶物NiOOH，该反应的化学方程式为_______。
(5)“操作Ⅱ”包括洗涤，洗涤该沉淀的操作为_______。
(6)上述流程中获取金属铜的方法是电解硫酸铜溶液。若电解200mL 0.5ml/L CuSO4溶液，生成铜3.2g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______。
突破3 不掌握理解物质分离、提纯的方法及要点
【例4】（2022·福建卷）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
【变式3-1】（2022·陕西·西安中学三模）NiCl2是一种重要催化剂。某科研小组以废弃催化剂(含Ni2+、Cu2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等)为原料，按如图流程回收NiCl2·6H2O晶体，回答下列问题。
已知：Ksp(CaF2)=4×10-11，Ksp(MgF2)=9×10-9
(1)滤渣1的成分主要是_______。
(2)若X为Cl2，则其发生的离子方程式是_______。若用H2O2代替Cl2，试剂Y的使用量会减少，原因是_______。
(3)氟化除杂时要保证完全除去Ca2+和Mg2+(离子浓度≤10-5ml/L)，滤液3中c(F-)不小于_______ml/L。
(4)实际生产中，产生的滤渣均需进行洗涤，并将洗涤液与滤液合并，此操作的目的是_______。操作A为_______、冷却结晶、过滤、洗涤。
(5)将所得NiCl2·6H2O与SOCl2混合加热可制备无水 NiCl2并得到两种酸性气体，反应的化学方程式为_______。
突破4 不能正确书写流程中陌生的反应方程式
【例5】（2021·全国甲卷）碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)的一种制备方法如下图所示：
①加入粉进行转化反应的离子方程式为___________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成_________________后可循环使用。
②通入的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为____________________________；若反应物用量比时，氧化产物为____________；当，单质碘的收率会降低，原因是________________________________________________________。
(2)以为原料制备的方法是：先向溶液中加入计量的，生成碘化物；再向混合溶液中加入溶液，反应得到，上述制备的总反应的离子方程式为__________________________。
【变式4-1】高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂，也是高能电池的电极材料。工业上，利用硫酸亚铁为原料，通过铁黄(FeOOH)制备高铁酸钾，可降低生产成本且产品质量优。工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)有同学认为上述流程可以与氯碱工业联合。写出电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式_____________________________________________________________________________________。
(3)用高铁酸钾处理水时，不仅能消毒杀菌，还能将水体中的NH3、CN-转化成CO2、N2等无毒的物质，生成的氢氧化铁胶体粒子还能吸附水中悬浮杂质。试写出高铁酸钾处理含CN-废水时除去CN-的离子方程式______________________________________________________________________________。
【变式4-2】和都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为，还含有少量MgO、等杂质)来制备。工艺流程如下；
回答下列问题：
(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式____________________________。
(5)写出“高温煅烧②”中由制备的化学方程式___________________________________。
(6)一种钛酸锂二次电池原理如图，放电时由N极层状材料中脱出经由电解质嵌入M极层状材料中，充电时N极电极反应方程式为________________________________________________________，放电时M极每增重7g，负载中转移电子数为________________。
突破5 热重曲线的相关问题
【例6】硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
【例7】在加热固体NH4Al(SO4)2·12H2O时，固体质量随温度的变化曲线如图所示：已知a点物质为NH4Al(SO4)2，b点物质为Al2(SO4)3，下列判断正确的是( )
A．0～T ℃的过程变化是物理变化
B．c点物质是工业上冶炼铝的原料
C．a→b反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种
D．Al2(SO4)3能够净水，可用离子方程式表示为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3
【变式5-1】在空气中加热10.98 g草酸钴晶体(CC2O4·2H2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如表。
(1)加热到210 ℃时，固体物质的化学式为_______________________________________。
(2)经测定，加热到210～310 ℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物，此过程发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
【变式5-2】取26.90g ZnSO4·6H2O加热，剩余固体的质量随温度的变化如图2所示。750℃时所得固体的化学式为( )
A．ZnO B．ZnSO4 C． Zn3O(SO4)2 D．ZnSO4·H2O
【变式5-3】称取3.60 g草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O，相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析图并回答下列问题：
(1)过程Ⅰ发生反应的化学方程式为_________________________________________________________。
(2)300 ℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式________________。
突破6 工艺流程题中有关Ksp的计算类型
【例8】（2023·湖南卷）处理某铜冶金污水(含)的部分流程如下：
已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示：
②。
下列说法错误的是
A．“沉渣Ⅰ”中含有和
B．溶液呈碱性，其主要原因是
C．“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中
D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水
【例9】工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)母液生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如图所示：
上述流程中K2Cr2O7发生氧化还原反应后所得溶液中除含有Cr3＋外，还含有一定浓度的Fe3＋杂质，可通过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。已知c(Cr3＋)＝3×10－5 ml·L－1，则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时Fe3＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。{已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Cr(OH)3]＝6.0×10－31}
【例10】偏钒酸镁在化工“新型材料”光电领域有着重要的用途。以硼泥[主要成分是MgO(52.12%)还有Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质]为原料设计制备偏钒酸镁的生产工艺如图所示：
“除杂”过程加入双氧水的目的是________________________________________________(用离子方程式表示)。此过程中使Fe3＋、Al3＋浓度均小于1×10－6 ml·L－1，在室温下需调节pH的范围是：__________(已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－39，Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，pH＝9.3时，Mg2＋开始沉淀)。
【变式6-1】对废银合金触电材料进行分离回收既可以节约矿物资源，又可以减少环境污染。某废银合金触电材料含Ag、Cu、Sn等，现欲利用以下工艺流程回收其中的金属资源。
回答问题：常温下，Cu2＋/Sn4＋混合液中c(Cu2＋)＝0.022 ml·L－1，将混合液“加热搅拌”后冷却至室温，再加“尿素”调节溶液的pH范围为_____________。(当溶液中的离子浓度小于10－5ml·L－1时，沉淀完全。已知：Ksp[Sn(OH)4]＝1×10－55；Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)
【变式6-2】镓是制作高性能半导体的重要原料。工业上常从锌矿冶炼的废渣中回收镓。已知某锌矿渣主要含Zn、Si、Pb、Fe、Ga的氧化物，利用该矿渣制镓的工艺流程如下：
已知：①镓在元素周期表中位于第四周期ⅢA族，化学性质与铝相似。
②lg2＝0.3，lg3＝0.48。
③部分物质的Ksp如表所示：
(1)加入H2O2的目的是(用离子方程式表示)___________________________________________ __。
(2)调pH的目的是____________________________________________________________；室温条件下，若浸出液中各阳离子的浓度均为0.01 ml·L－1，当溶液中某种离子浓度小于1×10－5 ml·L－1时即认为该离子已完全除去，则pH应调节的范围为____________________。
突破7 工艺流程中有关物质的纯度、转化率、产品的产率的计算
【例11】钛白粉(TiO2)广泛应用于涂料、化妆品、食品以及医药等行业。利用黑钛矿石[主要成分为(Mg0.5Fe0.5)Ti2O5，含有少量Al2Ca(SiO4)2]制备TiO2，工艺流程如下。
常用硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]滴定法测定钛白粉的纯度，其步骤为：用足量酸溶解a g二氧化钛样品，用铝粉做还原剂，过滤、洗涤，将滤液定容为100 mL，取20.00 mL，以NH4SCN作指示剂，用标准硫酸铁铵溶液滴定至终点，反应原理为：Ti3＋＋Fe3＋===Ti4＋＋Fe2＋
①滴定终点的现象为__________________________。
②滴定终点时消耗b ml· L－1 NH4Fe(SO4)2溶液V mL，则TiO2纯度为________。 (写表达式)
【变式5-1】钼酸钠（Na2MO4）是一种重要的化工原料。用废加氢催化剂（含有MS2和Al2O3、Fe2O3、SiO2等）为原料制取钼酸钠，工艺流程如图所示：
用50t含MS2为80%的废加氢催化剂，经过制取、分离、提纯，得到30.9t Na2MO4，则Na2MO4的产率为______。
【变式5-2】如图是工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－)生产CuCl的流程：
氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25 g于250 mL锥形瓶中，加入10 mL过量的FeCl3溶液，不断摇动：
②待样品溶解后，加入20 mL蒸馏水和2滴指示剂；
③立即用0.100 0 ml·L－1硫酸铈标准溶液滴定至绿色为终点；
④重复三次，消耗硫酸铈溶液的平均体积为24.30 mL。
上述相应化学反应为CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2、Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋，则样品中CuCl的纯度为________(保留三位有效数字)。
1．（2022·湖南卷）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
2．（2023·山东卷）一种制备的工艺路线如图所示，反应Ⅱ所得溶液在3~4之间，反应Ⅲ需及时补加以保持反应在条件下进行。常温下，的电离平衡常数。下列说法正确的是
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B．低温真空蒸发主要目的是防止被氧化
C．溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ
D．若产量不变，参与反应Ⅲ的与物质的量之比增大时，需补加的量减少
3．MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。
(1)300 ℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为 。
(2)图中点D对应固体的成分为 (填化学式)。
4．采用热重分析法测定NiSO4·nH2O样品所含结晶水数。将样品在900℃下进行煅烧，失重率随时间变化如下图，A点时失掉2个结晶水，n的值为___________；C点产物的化学式为___________。
5．工业上常用水钴矿(主要成分为C2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：
回答下列问题：
已知：Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ksp(MgF2)＝5.2×10－12，若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg2＋恰好沉淀完全即溶液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，此时溶液中c(Ca2＋)最大等于____________________ml·L－1。
6．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
(4).利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=______________________________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 ml·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是__________________________。
7．锂、铍等金属广泛应用于航空航天、核能和新能源汽车等高新产业。一种从萤石矿(主要含BeO、、及少量、、FeO、、)中提取铍的工艺如图：
已知：苯甲酸是一元弱酸，白色片状晶体，常温下微溶于水，温度升高，溶解度增大。
回答下列问题：
(1) 铍的化学性质与铝相似，写出BeO溶于NaOH溶液的化学方程式______________________________。
(4) “除铁”中发生反应的离子方程式：、______________________。
8．以含锂的电解铝废渣(主要含AlF3、NaF、LiF、CaO)和浓硫酸为原料，制备电池级碳酸锂，同时得到副产品冰晶石的工艺流程如下：
已知：LiOH易溶于水，Li2CO3微溶于水。回答下列问题：
(2) 碱解反应中，同时得到气体和沉淀，反应的离子方程式为______________________________________。
(5) 上述流程得到的副产品冰晶石的化学方程式________________________________________________。
(6) 电池级Li2CO3可由高纯度LiOH转化而来。将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应，生成LiFePO4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式为________________________________________________。
9．高铁酸钾(K2FeO4)是一种集强氧化性、吸附、絮凝于一体的新型多功能处理剂，其生产工艺如图所示：
工业上常用“间接碘量法”测定高铁酸钾样品中高铁酸钾的含量，其方法是：用碱性的碘化钾溶液(pH为11～12)溶解3.96 g高铁酸钾样品，调节pH为1，避光放置40分钟至反应完全(高铁酸根离子全部被还原成铁离子)，再调节pH为3～4(弱酸性)。以1.0 ml/L的硫代硫酸钠标准溶液为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，当达到滴定终点时，用去硫代硫酸钠标准溶液15.00 mL，则原高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数为____________________。
10．碳酸锂广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。从煤粉灰(、、、等)中回收提取铝、锂元素的化合物的流程如图所示：
已知：碳酸锂的溶解度为(g/L)
(1)如何提高酸浸速率？_______(任写一条)
(2)滤渣2的主要成分为_______；刚好沉淀完全的pH为_______。{已知：，离子浓度≤时表示该离子沉淀完全}。
(3)从滤渣2中分离出，可用如图所示的方法，步骤1的离子方程式为_______。
(4)“沉锂”的化学反应方程式为_______。
(5)“沉锂”中的“一系列操作”依次为_______、_______、洗涤、干燥，检验碳酸锂已经洗涤干净的方法为_______。
11．（2022·北京顺义·二模）火法有色金属冶炼烟气制酸过程中会产生大量含砷污酸，采用硫化-石膏中和法处理含砷污酸可获得达标废水，同时实现变废为宝得到多级产品，工艺流程如下：
资料：
ⅰ． 常温下H2CO3的Ka1 = 4.4×10-7 ，Ka2 = 4.7×10-11；H2S的Ka1 = 1.3×10-7 ，Ka2 = 7.1×10-15；
ⅱ． 含砷污酸中砷的主要存在形式为亚砷酸(H3AsO3，弱酸)，除砷外H+、Cu2+、F-、SO含量均超标；
ⅲ．室温下三价砷在水溶液中的存在形式与溶液pH的关系：
(1)工业上制备Na2S时，用NaOH溶液吸收H2S，不能以纯碱代替NaOH。结合方程式解释不能使用纯碱的原因___________。
(2)过程Ⅰ可除去含砷污酸中的Cu2+和部分砷，滤渣A 的主要成分为CuS和As2S3，生成As2S3的离子方程式是___________。
(3)过程Ⅰ会发生副反应As2S3(s)＋3S2-(aq) 2AsS (aq)，影响后续处理。加入Na2S充分反应后加入少量FeSO4，结合平衡移动原理解释加入FeSO4的原因___________。
(4)过程Ⅲ中获得的滤渣C主要成分是FeAsO4， 该过程通入空气的作用是___________。
(5)利用反应AsO+2I-+2H+ =AsO+I2+H2O 测定滤渣C中FeAsO4含量。取a g样品，用硫酸溶液溶解，加入过量KI，充分反应后将溶液转移至锥形瓶中，以淀粉为指示剂，用c ml·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，观察到___________现象说明已到滴定终点，重复三次实验，记录用去Na2S2O3溶液体积为V mL，计算样品纯度为 ___________(用字母表示)。
资料：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI；FeAsO4相对分子质量为195
工艺操作(结果)
目的评价(或操作名称)
方法措施
研磨(粉碎)
增大接触面积，加快反应(溶解)速率
煅烧(焙烧)
矿物分解、燃烧，转化为易溶于酸、碱的物质
水浸
利用水溶性把物质进行分离
酸浸(碱浸)
利用物质与酸(碱)反应除掉杂质或把目标物质转化为可溶性离子
控
制
条
件
调节溶液pH
某些金属离子的沉淀，控制物质的溶解
控制温度
加快反应速率，促进平衡移动；物质的溶解、析出、挥发等
增大某反应物用量
增大另一反应物的转化率
某种试剂的选择
是否带入杂质、是否影响产品的纯度
分
离
提
纯
不相溶液体
分液
相溶性液体
蒸馏
难溶性固体
过滤
易溶性固体
蒸发浓缩、冷却结晶
趁热过滤
防止温度降低，某物质析出
冰水洗涤
减少晶体的溶解损失
乙醇、有机溶剂洗涤
减少晶体的水溶性损失
突破技法
第一步
读题，找变化
阅读题给信息，找出物质之间发生的变化，一般结晶水合物先失结晶水，后发生分解，碳酸盐产生CO2，硫酸盐产生SO2或SO3，氢氧化物产生H2O
第二步
列式，求未知
根据固体质量变化，列出定量关系式，求出未知数，确定剩余固体的化学式
饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系
应用：比较溶解度的大小
1:1型
1:2型或2：1型
1:3型或3:1型
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
金属离子
Fe3+
Fe2+
Cd2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
9.4
离子
Fe3+
Cu2+
Ni2+
Fe2+
浓度/(ml·L-1)
1.0×10-6
5.0
1.2
0
对应氢氧化物的Ksp
6.4×10-38
2.2×10-20
2.0×10-15
8.0×10-16
温度范围/℃
固体质量/g
150～210
8.82
290～320
4.82
890～920
4.50
物质
开始沉淀
1.9
4.2
6.2
3.5
完全沉淀
3.2
6.7
8.2
4.6
物质
Zn(OH)2
Ga(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
1.6×10－17
2.7×10－31
8×10－16
2.8×10－39
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 ml·L−1)的pH
沉淀完全时(c=1.0×10−5 ml·L−1)的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.0
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
80
100
1.54
1.43
1.33
1.25
1.17
1.08
1.01
0.85
0.72
pH值
pH＜7
pH=10~11
主要存在形式
H3AsO3
H2AsO
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