突破01 无机综合及工艺流程讲义-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列

这是一份突破01 无机综合及工艺流程讲义-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列，共12页。试卷主要包含了化学工艺流程题的解题要领，常见的化工术语及释义，常见的操作与答题策略，循环物质定和副产品的判断，控制反应条件，陌生方程式的配平等内容，欢迎下载使用。

1、粗读试题，掌握工艺制备的目的，尽量弄懂流程图。图中一般会出现超纲知识，要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用
2、要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)，返回的箭头一般是“循环利用”的物质
3、要关注题目的每一个字眼，但不必将每一个物质都推出，问什么推什么。要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有连带效应，即前一问不能回答没关系，不影响后面回答问题。遇到做不出来的问题要及时放弃，以免影响其他问题的作答。最后，作答时一定要看清所提问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性
(1)流程图一般三大部分(见上图)：原料预处理、核心化学反应、分离提纯
(2)流程中要分析“进” 、“出” 物质和仍然留在溶液中的离子等(否则可能漏掉副产品或干扰离子)
(3)一般默认进的物质过量，确保每一步目标元素利用率或转化率最高，产品产率最高，减少损失
二、常见的化工术语及释义
1、研磨、粉碎、喷洒、雾化：将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物的接触面积，以加快反应速率或使反应更充分，以提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等目的
增大接触面积：固体——粉碎、研磨； 液体——喷洒； 气体——用多孔分散器等
2、浸出(即浸取/溶解)：向固体中加入适量溶剂，使其中可溶性的物质溶解或反应进入溶液。包括水浸、酸浸、碱浸、醇浸等
(1)水浸：与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中
(2)酸浸：通常用酸溶解、去氧化物(膜)，使得可溶性的离子进入溶液中；抑制某些金属离子的水解；除去杂质离子等
如：用硫酸、盐酸、浓硫酸等，与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
(3)碱浸：除去油污(酯)/碱煮；去铝片氧化膜；溶解铝、二氧化硅；调节pH、促进水解(沉淀)
(4)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
3、浸出率(浸取率)：实际浸取量与理论浸取量的比值 (固体溶解后，离子在溶液中含量的多少)
4、提高浸出率的方法：适当升温(加热)、搅拌、粉碎(研磨)、增大反应物(酸、碱)的浓度
5、灼烧(焙烧、煅烧)：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解
如：金属(多)硫化物，使S元素→SO2↑ (再钙基固硫除)；煅烧高岭土和石灰石
如：从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐
三、常见的操作与答题策略
1、调pH除杂：控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀；抑制某些离子的水解；防止某些离子的氧化等
(1)目的与答题规范表述：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①分步沉淀：中和/消耗H+/OH-，调节pH，使××生成××沉淀(过滤分离)
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②pH过小/过大时，无法生成××，降低××产率/效率
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③(蒸发/结晶前)调节pH××(强酸性)，防止/抑制××水解
(2)调节pH所需的物质一般应满足两点： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①能与H＋反应，使溶液pH值增大； = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②不引入新杂质
如：Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3来调节溶液的pH值
加入CuO的作用：调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3
加热的目的：促进Fe3＋水解
2、蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如：NaCl
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、冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的物质、易水解的物质或结晶水化合物。如：KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O
如：KNO3(NaCl)：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
蒸发浓缩的标志：当有少量晶体(晶膜)出现时
4、重结晶(冷却结晶)：将晶体溶于溶剂，又重新从溶液中结晶的过程
(1)原理：利用混合物(一般为两种物质混合)中各组分在某溶剂中溶解度不同，或在同一溶剂中不同温度时溶解度不同而使它们相互
分离
(2)随温度变化，溶解度变化不同，通常为：溶质随温度升高，溶解度变化大，杂质随温度升高，溶解度变化小，杂质可能在溶剂中
溶解度大/小
(3)从溶液中得到干燥晶体或沉淀的步骤： 若溶质：溶解度大，且温度升高，溶解度变化大(一般↑)，采用：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥
溶解度大，且温度升高，溶解度变化小， 采用：蒸发结晶，趁热过滤、洗涤、干燥
若杂质：S非常小→要使杂质在趁热过滤时被滤去留滤纸上
S非常大→过滤/趁热过滤时被滤去留在母液中
(4)实例说明： ①NaCl (KNO3)：蒸发结晶，趁热过滤、洗涤、干燥 (杂质留在母液中) (溶质溶解度大，且温度升高，溶解度变化小)
NaCl和KNO3混合溶液，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KNO3
②KNO3 (NaCl)：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥 (杂质留在母液中) (溶质溶解度大，且温度升高，溶解度变化大)
KNO3和NaCl混合溶液，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
③苯甲酸的重结晶：蒸发浓缩，趁热过滤，冷却结晶，过滤 (杂质留在滤纸) (杂质溶解度非常小) ④Ca(OH)2型：蒸发、结晶 (溶解度小，且温度升高溶解度变小)
5、趁热过滤：防止过滤一种晶体或杂质的过程中，因降温而析出另一种晶体
(1)要滤渣(产品)：防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶解损耗 如：NaCl (KNO3)
(2)要滤液(产品)：防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损耗 (除去溶解度小或难溶的杂质)
6、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）
7、在过滤操作后，有时需要滤渣，舍弃滤液；有时需要滤液，舍弃滤渣
(1)需要滤液时，如何提取母液中的成分
案例1、在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤渣)后，怎样从母液中获取NaCl固体？
加热蒸发，当析出大量NaCl晶体时，停止加热，利用余热蒸干
案例2、若母液是CuSO4溶液，怎样获得CuSO4·5H2O晶体？
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(2)需要滤渣时，如何得到纯净的滤渣
案例3、在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量BaCl2溶液，沉淀SOeq \\al(2－,4)，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，试问：
①怎样判断SOeq \\al(2－,4)是否沉淀完全？ (离子已除尽的方法)
静置，取少量上层清液于试管中，继续加入BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则证明SOeq \\al(2－,4)已沉淀完全(或离子已除尽)
②过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的)?
洗去晶体表面吸附的可溶性的杂质离子 (Na＋、Cl－等)
③沉淀的洗涤方法？
沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复实验2～3次
④怎样判断沉淀是否洗净？
取最后一次洗涤液少量于试管中，加入稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，则证明沉淀已洗净
8、特定试剂洗涤晶体
(1)“冰水洗涤”：既能洗去晶体表面的杂质离子，且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗
(2)有机溶剂(乙醇、丙醇)：既能洗去晶体表面的杂质离子，且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗，乙醇易挥发，使晶体快速干燥
如：用酒精洗硫酸亚铁铵晶体可降低晶体因溶解造成损失，可以除去表面的水酒精易挥发，易干燥
9、滴定终点的判断：用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液，酚酞作指示剂，滴定终点的判断：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
10、离子检验的方法：以SO42―的检验为例：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则证明有SO42―
四、循环物质定和副产品的判断
1、循环物质的确定
2、副产品的判断
3、滤渣、滤液成分的确定：要考虑样品中原料和杂质中的每一种成分在每一步与每一种试剂的反应情况：
(1)哪些物质(离子)消失了
(2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子；再考虑这些离子间是否会发生反应
(3)去除主产品和副产品，原料中的相关成分存在于何处
五、控制反应条件
1、控制体系的温度
(1)控高温：加快溶解/反应速率，或促进平衡移动 如：促进水解生成沉淀
(2)控低温：防止××在某温度时会溶解或分解，或促进平衡移动
(3)控范围：综合考虑
①过低：××速率很慢 (溶解/反应)
②过高：a、催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降
b、降低××浸出率/产率
c、××分解 (如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等)
d、××挥发 (如：醋酸、HCl、液溴、乙醇等)
e、I2 升华 →××××
③使反应速率不至于太慢、抑制/促进平衡移动、防止反应物分解、防止副反应发生、使催化剂的催化活性最高等
(4)方法：a、水浴、冰水浴、油浴、沙浴
b、缓慢加入××溶液/通入××气体(若为液溴，采用空气吹出法)
2、控体系的环境氛围
(1)制备无水晶体：干燥的酸性气流氛围下，抑制水解并带走因分解产生的水汽
如：制无水FeCl3：在HCl气体氛围下，蒸发浓缩，冷却结晶
(2)还原性氛围：防止××(还原性物质)被氧化 如：加入Fe粉防止Fe2+被氧化。
(3)加氧化剂氧化 如：加过量H2O2将Fe2+全部氧化为Fe3+
3、加过量试剂：使反应完全进行(或增大转化率、产率)等
4、加氧化剂：氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子或转化为易于被除去(沉淀)的离子
5、加还原剂：还原某物质，转化为易于被除去(沉淀)的离子
六、陌生方程式的配平 (氧化还原反应方程式的配平：电子得失相等，即化合价升降总数相等)
1、熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物
2、配平方法讲与练
①一般氧化还原反应配平
NH3 + Cl2—— N2 + HCl NH3 + O2—— NO + H2O
NH3 + CuO N2+ Cu + H2O P4 + HNO3(浓) H3PO4 + NO2↑+ H2O
②部分氧化还原反应配平
KMnO4 + HCl—— KCl+ MnCl2+ H2O+ Cl2↑ Cu + HNO3(浓) —— Cu (NO3)2 + NO2↑ + H2O
Fe + HNO3(浓) Fe (NO3)3 + NO2↑ + H2O Fe3O4 + HNO3(稀)—— Fe (NO3)3 + NO↑ + H2O
3、 “补缺”的技巧：缺项化学方程式的配平：配平化学方程式时，有时要用H+、OH-、H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒，总的原则是酸性溶液中不能出现OH-，碱性溶液中不能出现H+，具体方法如下：
【课后作业】
1、硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的工业原料，能溶于水，不溶于乙醇，其工业制法如下。请回答：
(1)步骤①中碱液洗涤的目的是__________________________，若将碱液换为酸液，可能产生的问题是________________________
(2)步骤②中B可以是__________ ，加入少量B的目的是________________
a．CuCl2 b．CuO c．Cu(NO3)2 d．CuSO4
(3)步骤⑥中要用到少量乙醇洗涤，其目的是____________________________________________________________
(4)用硫酸亚铁按晶体配制溶液时，需加入一定量硫酸，目的是________________________________________，工业上常用酸性KMnO4溶液通过滴定的方法测定硫酸亚铁铵样品的纯度，反应的离子方程式为：________________________________________，准确量取硫酸亚铁铵溶液时，硫酸亚铁铵溶液应盛放于：__________滴定管中 (填“酸式”或“碱式”)
(5)硫酸亚铁铵晶体的样品中可能含有的杂质离子是_________，实验室的检验方法是：_________________________________
2、CCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为C2O3、C(OH)3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CCl2·6H2O的工艺流程如下：
已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、C2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
③CCl2•6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴
(1)写出浸出过程中C2O3发生反应的离子方式_______________________________
(2)NaClO3的作用是____________________，写出该反应的离子方程式______________________________________________；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体是 ___________
(3)加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为________________
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图。加萃取剂的目的是_______________；其使用的最佳pH范围是__________
A．2.0~2.5 B．3.0~3.5 C．4.0~4.5 D．5.0~5.5
(5)操作I包含3个基本实验操作是蒸发、结晶和过滤．制得的CCl2•6H2O需减压烘干的原因是_______________
(6)除“钙”“镁”是将滤液i中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)=7.35×10-11，Ksp(CaF2)=1.50×10-10。当加入过量NaF，所得滤液中c(Mg2+)/c(Ca2+)=_____________
3、锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。其中普通锌锰电池的构造图如右图所示。回答下列问题：
(1)电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH，正极发生的主要反应是_____________________
(2)下图表示从废旧普通锌锰电池除去锌壳和电极后的内容物中回收制备KMnO4等物质的一种工艺（不考虑废旧电池中实际存在的
少量其他金属）。
①黑色固体混合物水浸时为提高浸出速率，常采用的措施为___________________________(答两条)；得到滤液加入稀盐酸的作用为__________________________________________________________________________________(方程式加文字说明)
②滤渣水洗灼烧后固体主要成份只有一种，操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4，该过程中发生反应的化学方程式为：______
③图中产物的化学式分别为：A _______、B_______
(3)准确称量得到的KMnO4(不含能与草酸反应的杂质)3.160 g，放入小烧杯中，加水溶解后转移到200mL容量瓶中定容，在锥形
瓶中用差量法称取0.6700 g无水草酸钠，加入足量硫酸溶液溶解，加热至75~80℃。用已配制好的KMnO4溶液进行滴定，消耗
溶液体积为22.50mL。已知Mr(Na2C2O4)=134 Mr(KMnO4)=158
①判断滴定终点的现象是_______________________________________________________
② KMnO4的纯度为__________
4、钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁，化学式为FeTiO3)制备Ti等产品的一种工艺流程示意图如
下：
已知：①TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中
②常温下，难溶电解质溶解度与pH关系如图
③25 ℃时TiO(OH)2溶度积Ksp＝1×10－29
回答下列问题：
(1)写出钛铁矿酸浸时反应的离子方程式：__________________________
(2)操作Ⅱ包含的具体操作方法有________________________________________________________________________
(3)向“富含 TiO2＋溶液”中加入Na2CO3粉末的作用是_____________________________________________，TiO2＋水解的离子方程式
为________________________，当溶液pH＝________时，TiO(OH)2已沉淀完全
(4)加入铁屑将Fe3＋转化为Fe2＋的原因是________________________________________________________________________
5、碳酸锂(相对分子质量74)广泛应用于化工、冶金等行业。工业上利用锂辉石制备碳酸锂的流程如下：
已知：碳酸锂的溶解度为(g?L)
请回答下列问题：
(1)锂辉石(Li2Al2Si4Ox)可以用氧化物的形式表示其组成，形式为__________________·
(2)硫酸化焙烧温度控制在之间，主要原因是___________________________________，焙烧中硫酸用量控制在理论用最的l15%左右，硫酸加入过多的副作用是______________________________
(3)水浸时，加入CaCO3粉末充分反应后过滤，滤渣的主要成分除CaCO3外还有______________________
(4)“沉锂”的化学反应方程式为_________________________________
(5)“沉锂”需要在95℃以上进行，主耍原因是___________________________________，过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有________和______
6、电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：
(1)氯金酸(HAuCl4)中Au的化合价为________
(2)铜阳极泥氧化时，采用低温焙烧而不采用高温焙烧的原因是_________________________________________
(3)“焙烧渣”在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为_________________________________________________
(4)“②浸金”反应中，H2SO4的作用为________，该步骤的分离操作中，需要对所得的AgCl进行水洗。简述如何判断AgCl已经洗涤干净？___________________________
(5)氯金酸(HAuCl4)在pH为2～3的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为______________
(6)甲醛还原法沉积银，通常在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行，甲醛被氧化为碳酸氢根离子，则该反应的离子方程式为_________
(7)电解法精炼银，用10 A的电流电解30 min，若电解效率(通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比)为80%，此时可得到银单质的质量为________(保留1位小数，法拉第常数为96 485 C·ml－1)
7、锌钡白是一种白色颜料，工业上由ZnSO4与BaS溶液混合而成，BaS+ZnSO4= ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。
Ⅰ．ZnSO4溶液的制备与提纯：
有关资料：a．菱锌矿的主要成分是ZnCO3，含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等；
b．Zn(OH)2与Al(OH)3相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2；
(1)为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤______________(选填①、②、③或⑤)
(2)若步骤缺少②中加入的氧化剂为H2O2，写出反应的离子方程式_______________________
(3)滤渣2中主要成分为____________________(填化学式)
(4)写出步骤④后产生滤渣3的反应的离子方程式________________________
(5)滤液3中含碳粒子的浓度大小顺序为_______________________
Ⅱ．BaS溶液的制备
(6)写出“煅烧还原”反应的化学方程式_____________________________，BaSO4和BaCO3的Ksp数值接近，用平衡原理解释为什么BaCO3可溶于盐酸，而BaSO4难溶：______________
Ⅲ.制取锌钡白
(7)如果上述工业生产流程中步骤⑤硫酸过量，则ZnSO4与BaS溶液混合制取锌银白产生的后果是_______________________
8、氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等，工业大规模生产前，实验室先按如下流程进行模拟制备少量Mg(ClO3)2·6H2O：
已知：①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。②几种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图。
(1)卤块中加H2O2的目的是________________，写出该反应的离子方程式____________________________________
(2)加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何检验SO42-已沉淀完全？_____________________________________________________
(3)常温下，加MgO调节pH=4后溶液中c(Fe3+)=___________(已知Ksp[Fe(OH)3=4×10-38]，过滤所得滤渣的主要成分有___________
(4)加入NaClO3饱和溶液公有NaCl晶体析出，写出该反应的化学方程式：_______________________________________________，请利用该反应，结合上图，制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为：
①取样，加入NaClO3饱和溶液充分反应；②蒸发结晶；
③__________________________；④冷却结晶；⑤过滤、洗涤，获得Mg(ClO3)2·6H2O晶体
9、以铬铁矿[Fe(CrO2)2]为原料可制备K2Cr2O7 和金属铬。实验流程如下:
已知：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O。pH<3.0，CrO42-含量极小
(1)写出铬铁矿焙烧转化为Na2CrO4的化学反应方程式：_____________________________________________________________，焙烧时不能使用陶瓷容器的原因是________________________________________
(2)判断加入稀硫酸的量已经足量的标准是_______________________________________
(3)操作①包括过滤和洗涤。实验室洗涤沉淀的操作是________________________________
(4)Na2S的作用是调节溶液的酸碱度和_____________________
(5)Fe3+在pH 为3.7时可完全转化为Fe(OH)3。在上述流程中所得Na2Cr2O7溶液中含有少量Fe3+。请结合上图有关物质的溶解度曲线，设计由Na2Cr2O7溶液制备K2Cr2O7固体的实验方案(实验中须选用的试剂:硫酸溶液、NaOH溶液、KCl固体、蒸馏水)
步骤①除杂质：__________________________________________________________________
步骤②制备K2Cr2O7固体：__________________________________________________
10、辉铜矿主要成分Cu2S,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，软锰矿主要含有MnO2,以及少量SiO2、Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜.主要工艺流程如下：
已知：①MnO2有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH3
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)
Fe3+：1.5～3.2 Mn2+：8.3～9.8 Cu2+：4.4～6.4
④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0．6份沸水，不溶于乙醇。
(1)实验室配制250mL 4．8ml•L－1的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要_____________________
(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有________________________(任写一点)
(3)酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式：_________________________________
(4)调节浸出液pH=4的作用是________________________
(5)本工艺中可循环使用的物质是_____________________(写化学式)
(6)获得的MnSO4•H2O晶体后常用酒精洗涤，主要目的是______________________
(7)测定MnSO4•H2O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl2溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀，则此样品的纯度为_____________________
11、以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等) 为原料制备兰尼镍的工艺流程如下所示。
(1)形成Ni(CO)4时碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)4中的Ni的化合价为___________
(2)Ni2O3有强氧化性，加压酸浸时有气体产生且镍被还原为Ni2+，则产生的气体为______(填化学式)
(3) 滤渣D为单质镍、硫的混合物，请写出向浸出液B中通入H2S气体时所有反应的离子方程式：__________________________，_______________________________
(4) 已知: 3Fe2+ +2[Fe(CN)6]3-==Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)；4Fe3++3[Fe(CN)6]4-==Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)。下列可以用于检验滤液C 中金属阳离子的试剂有____________
a.KSCN溶液 b.K3[Fe(CN)6] c.K4[Fe(CN)6] d.苯酚
(5)兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金。碱浸镍铝合金后，残铝量对兰尼镍的催化活性有重大影响，根据下图分析，残铝量在___________范围内催化活性最高，属于优质产品。
(6) 仿照下面示例，设计从浸出液E 回收氧化铝的流程：浸出液E_____________________________
(示例： )
12、二硫化钨(WS2，其中W的化合价为＋4)可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中用作催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4，还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)FeWO4中铁元素的化合价为________
(2)FeWO4在“熔融”过程中发生反应的化学方程式为____________________________________________________；“熔融”过程中为了提高熔融速率，可采取的措施有______________________________(写出一条即可)
(3)过量CO2通入粗钨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为________________________________________________，操作Ⅰ中用作引流的玻璃仪器是________
(4)生成二硫化钨的化学方程式为2(NH4)2WS4＋3O2eq \(=====,\s\up7(高温))2WS2＋4NH3＋2S＋2SO2＋2H2O，若反应中转移8 ml电子，则生成WS2的质量是________g
【无机综合及工艺流程(一)】答案
1、(1)除去油污和锌层；铁部分损失；
(2)bd；加快铁与稀硫酸的反应速率；
(3)除去少量水并避免硫酸亚铁铵晶体因溶解而损失；
(4)避免样品水解；MnO4－+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；酸式；
(5)Fe3+；取少许样品加入到KSCN溶液中，观察是否有血红色出现．
解答 ：用碱性的Na2CO3溶液洗去表面的油污及Zn层，得到纯固体Fe，加入少量B及过量的硫酸反应得到硫酸亚铁与固体C，加入B的目的是形成原电池，加快反应速率，且不引入杂质，可以为CuO、硫酸铜、氢氧化铜等，得到C为Cu．硫酸亚铁溶液中加入硫酸铵，调节溶液pH得到硫酸亚铁铵晶体。
(1)步骤①中碱液洗涤后得到纯固体，洗涤目的是：除去油污和锌层，若将碱液换为酸液，Fe与硫酸反应会损失；
(2)加入B的目的是形成Fe、Cu、硫酸原电池，加快铁与稀硫酸的反应速率，氯化铜会引入氯离子，加入硝酸铜时，Fe会与硝酸根反应，单质Fe的损失，且生成NO污染空气，可以加入CuO或硫酸铜；
(3)硫酸亚铁铵能溶于水，不溶于乙醇，用到少量乙醇洗涤，除去少量水并避免硫酸亚铁铵晶体因溶解而损失；
(4)硫酸亚铁铵易水解，需加入一定量硫酸，目的是避免样品水解；酸性条件下，MnO4－将Fe2+氧化为Fe3+，反应离子方程式为：MnO4－+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，硫酸亚铁铵溶液呈酸性，应盛放在酸式滴定管中；
(5)亚铁离子易被氧化为Fe3+，样品中可能含有的杂质离子是Fe3+，实验室的检验方法是：取少许样品加入到KSCN溶液中，若观察到有红色物质出现，则含有Fe3+。
点评 本题考查物质制备实验方案，涉及对原理及操作的分析评价、盐类水解、物质分离提纯、实验方案设计等，侧重考查学生综合运用知识解决问题的能力，注意对基础知识的理解掌握．
2、(1)C2O3+SO32－+4H+=2C2++SO42－+2H2O
(2)将Fe2+氧化成Fe3+ ClO3－+6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O Cl2
(3)Fe(OH)3 Al(OH)3
(4)除去溶液中的Mn2+ B
(5)降低烘干温度，防止产品分解
(6)0.49
(1)酸性条件下，C2O3和SO32-发生氧化还原反应生成C2+、SO42-，反应离子方程式为：C2O3+SO32-+4H+=2C2++SO42-+2H2O，故答案为：C2O3+SO32-+4H+=2C2++SO42-+2H2O；
(2)酸性条件下，加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，便于调节pH转化氢氧化铁沉淀而除去，反应的离子方程式为ClO3－+6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O，若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，氯酸钠能够氧化氯离子反应生成氯气，故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；ClO3－+6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O；Cl2；
(3)“加Na2CO3调pH至a”，目的是除去铁离子、铝离子，将铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去，故答案为：Fe(OH)3、Al(OH)3；
(4)根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2+、C2+金属离子，由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液pH在3.0～3.5之间，可使Mn2+被萃取，并防止C2+被萃取，故答案为：除去溶液中的Mn2+；B；
(5)操作I包含3个基本实验操作是蒸发、结晶和过滤，制得的CCl2•6H2O需减压烘干，目的是降低烘干温度，防止产品分解，故答案为：降低烘干温度，防止产品分解；
(6)由溶度积可知，滤液i“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀，根据溶度积可知c(Mg2+)：c(Ca2+)===0.49，故答案为：0.49。
3、（1）MnO2 +NH4+ + e- = MnOOH + NH3 （2分，不是最简比只得1分，“=”使用“→”扣1分）
（2）①加热、将固体混合物粉碎、搅拌（2分，答出其中一条得1分）
Zn(NH3)2Cl2 + 2HCl = ZnCl2 + 2NH4Cl，并抑制浓缩时发生水解（2分，反应方程式也可用文字说明，转化和抑制水解各1分）
② 3MnO2 + KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 +KCl+3H2O（2分，熔融也可用加热、高温，没有扣1分）
③ MnO2（1分） NH4Cl（1分）
（3）①当滴入最后一滴溶液，溶液变为浅红色且半分钟内不褪色（1分）
②88.89%（2分，88.80~88.99%间均给2分，89%无分，88.9%未注意有效数字扣1分）
4、(1)FeTiO3＋4H＋===TiO2＋＋Fe2＋＋2H2O
(2)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(3)调节溶液pH，促进TiO2＋水解 TiO2＋＋2H2OTiO(OH)2↓＋2H＋ 2
(4)避免Fe3＋和TiO2＋同时沉淀
解析：(1)钛铁矿酸浸时，发生反应的离子方程式为FeTiO3＋4H＋===TiO2＋＋Fe2＋＋2H2O。(2)向含有TiO2＋、Fe2＋、Fe3＋等的酸性溶液中加入适量的Fe屑，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后将溶液蒸发浓缩、冷却结晶就会产生FeSO4·7H2O，然后将晶体过滤出来，就得到了绿矾。(3)滤液中含有大量的TiO2＋，向该溶液中加入Na2CO3粉末，调整溶液的酸碱性，促进TiO2＋的水解，由图像可知当溶液的pH＝2.5 时，TiO(OH)2已经完全沉淀。(4)若不加入铁屑，就会同时产生TiO(OH)2和Fe(OH)3导致制取的物质纯度不高，所以加入铁屑将Fe3＋转化为Fe2＋，避免Fe3＋和TiO2＋同时沉淀。
5、
6、(1)＋3
(2)高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2(或2Ag2Oeq \(=====,\s\up7(高温))4Ag＋O2↑)
(3)Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O
(4)提供H＋，增强NaClO3的氧化性 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则证明沉淀已洗净
(5)2HAuCl4＋3H2C2O4===2Au↓＋8HCl＋6CO2↑
(6)4Ag(SO3)eq \\al(3－,2)＋HCHO＋5OH－===4Ag↓＋8SOeq \\al(2－,3)＋3H2O＋HCOeq \\al(－,3)
(7)16.1 g
解析：(1)HAuCl4中H为＋1价，Cl为－1价，根据化合物中正负化合价的代数和为0，可推知Au为＋3价。(2)根据工艺流程图可知，铜阳极泥焙烧时，只有Ag与氧气反应，而Au与氧气不反应，故焙烧的目的是将Ag转化为氧化物，而高温焙烧时生成的Ag2O又分解为Ag和O2。(3)“焙烧渣”的主要成分为Ag2O、Au，在“①酸浸”时Ag2O与H2SO4、NaCl反应转化为AgCl，故离子方程式为Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O。(4)“②浸金”时Au转化为HAuCl4，Au被氧化，作还原剂，显然作氧化剂的为NaClO3，硫酸的作用是提供H＋，增强NaClO3的氧化性。“②浸金”时硫酸提供酸性环境，SOeq \\al(2－,4)不参与离子反应，故检验AgCl是否洗涤干净，可以检查最后一次洗涤液中是否含有SOeq \\al(2－,4)，其实验操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则证明已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。(5)先根据化合价升降总数相等，可知HAuCl4、H2C2O4的化学计量数之比为2∶3，再根据原子守恒，确定其他物质及其化学计量数。(6)根据化合价升降总数相等，可知Ag(SO3)eq \\al(3－,2)、HCHO的化学计量数之比为4∶1，再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为4Ag(SO3)eq \\al(3－,2)＋HCHO＋5OH－===4Ag↓＋8SOeq \\al(2－,3)＋3H2O＋HCOeq \\al(－,3)。电解30 min，输出电量为10 A×30×60 s＝18 000 C，则实际转移电子的物质的量为18 000 C×80%÷96 485 C·ml－1≈0.149 ml，根据Ag＋＋e－===Ag，则阴极上析出0.149 ml Ag，其质量为0.149 ml×108 g·ml－1＝16.1 g。
7、(1)①
(2)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
(3)Fe(OH)3、Cu(OH)2
(4)ZnO22-+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3-
(5)HCO3->H2CO3>CO32-
(6)BaSO4(s) + 4C(s) BaS(s) + 4CO↑
(7)BaCO3溶解生成的CO32-能被H+结合而减少，促使溶解平衡正向移动，而SO42-不会被H+结合，所以BaSO4不会溶于强酸中 过量的硫酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S污染空气，而且会降低锌钡白的产率
(1)步骤①中FeCO3与硫酸反应生成二氧化碳，为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤①，故答案为：①；
(2)若步骤②中加入的氧化剂为H2O2，双氧水将亚铁离子氧化，反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；
(3)根据上述分析，滤渣2中主要成分为Fe(OH)3、Cu(OH)2，故答案为：Fe(OH)3、Cu(OH)2；
(4)步骤④中通二氧化碳将ZnO22-转化为沉淀，反应的离子方程式为ZnO22-+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3-，故答案为：ZnO22-+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3-；
(5)滤液3是碳酸氢钠溶液，电离程度小于水解程度，溶液显碱性，其中含碳粒子的浓度大小顺序为HCO3->H2CO3>CO32-，故答案为：HCO3->H2CO3>CO32-；
(6)煅烧发生反应：BaSO4+4CBaS+4CO↑，BaCO3溶解生成的CO32-能被H+结合而减少，促使溶解平衡正向移动，而SO42-不会被H+结合，所以BaSO4不会溶于强酸中，故答案为：BaSO4(s) + 4C(s) BaS(s) + 4CO↑ (7). BaCO3溶解生成的CO32-能被H+结合而减少，促使溶解平衡正向移动，而SO42-不会被H+结合，所以BaSO4不会溶于强酸中；
(7)步骤⑤中硫酸过量，过量的酸与BaS溶液混合会发生反应，产生有毒的H2S污染空气，而且会降低锌钡白的产率，故答案为：过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S污染空气，而且会降低锌钡白的产率。
8、(1)将Fe2+氧化为Fe3+ 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)静置，取少量上层清液于试管中，加入BaCl2，若无白色沉淀，则证明SO42-沉淀完全
(3)4×10-8 BaSO4和Fe(OH)3
(4)MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓ 趁热过滤
了沉淀氢氧化铁，钡离子已经和硫酸根离子只碱反应生成了硫酸钡沉淀，则过滤所得滤渣的主要成分有BaSO4和Fe(OH)3；（4）加入NaClO3饱和溶液仅有NaCl晶体析出，则另外生成Mg(ClO3)2，反应的化学方程式为：MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓；根据物质的溶解度大小，溶液获得晶体的方法：蒸发结晶；趁热过滤；冷却结晶。
9、(1)4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
(2)所得Na2Cr2O7溶液的pH小于3.0
(3)沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复实验2～3次
(4)将重铬酸钠还原为氢氧化铬
(5)向Na2Cr2O7溶液中加入适量NaOH溶液调节pH大于3.7，过滤
向①中滤液加入硫酸溶液至pH 小于3.0，再加入适量KCl固体，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥
（3）洗涤沉淀在过滤器中完成，则实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸没沉淀，待水自然滤出后重复2～3次；
（4）硫离子具有还原性，则Na2S的作用除了调节溶液的酸碱度外，还有将重铬酸钠还原为氢氧化铬的作用；
（5）Na2Cr2O7的溶解度大于重铬酸钾，又因为Fe3+在pH为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，所以结合已知信息可知由Na2Cr2O7溶液制备K2Cr2O7固体的实验方案为向Na2Cr2O7溶液中加入适量NaOH调节pH大于3.7，过滤，向滤液中加入硫酸溶液至pH小于3.0，再加入适量KCl固体，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即可。
10、(1)250mL容量瓶、胶头滴管
(2)粉碎矿石、适当升高温度或者搅拌
(3)Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O
(4)使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀
(5)NH3
(6)减少MnSO4·H2O 晶体的损失
(7)96.57%
【解析】酸浸过程中，二氧化硅不反应，分离出来，Cu2S反应生成S单质，Fe2O3溶解，pH值控制在4时，Fe3+沉淀，过滤得到的滤液成分应为CuSO4和MnSO4等，加热赶氨后，得到碱式碳酸铜，滤渣为碳酸锰，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等操作即可得到硫酸锰晶体，
（1）.实验室配制250mL 4．8ml•L－1的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要250mL容量瓶、胶头滴管，故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（2）. 辉铜矿、软锰矿在酸浸时，可以采用升高温度、将矿石粉碎、搅拌等方法来提高浸取率，故答案为：粉碎矿石、适当升高温度或者搅拌（任写一点）；
（3）.根据信息，MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫，反应物是Cu2S、MnO2、H2SO4 ，生成物是CuSO4、MnSO4、S，把硫化亚铜看成整体，化合价变化是：（1×2+2×1）=4；Mn元素化合价变化是：4﹣2=2，所以二氧化锰化学计量数是2，硫化亚铜的是1，再根据质量守恒配平其它物质；反应的化学方程式是：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O，故答案为：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O；
（4）.根据金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围，使Fe3+完全沉淀且Cu2+不沉淀的pH范围是：3.2～4.4，故选择pH=4目的是使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀，故答案为：使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀；
（5）.工艺流程中，加入了氨水，最后又得到了氨气，NH3 可循环使用，故答案为：NH3；
（6）.获得的MnSO4•H2O晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时可以使用酒精，因在酒精中，硫酸锰晶体溶解度小，故获得MnSO4•H2O晶体后常用酒精洗涤，目的是减少MnSO4•H2O晶体的损失，故答案为：减少MnSO4·H2O 晶体的损失；
（7）测定MnSO4•H2O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl2溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀为硫酸钡，其物质的量为：n（BaSO4）=n（SO42﹣）=n（MnSO4•H2O）= = 0.02ml，则此样品中MnSO4•H2O物质的量为：0.02ml× =0.08ml，则样品中MnSO4•H2O的纯度=×100%=96.57%；故答案为：96.57%。
12、(1)0
(2)O2
(3)H2S+ 2Fe3+==2Fe2++2H++ S↓ H2S+Ni2+==Ni↓+2H++S↓
(4)b
(5)4%~6%
(6)
【解析】（1）Ni(CO)4中碳为+2价、氧-2价，故Ni的化合价为0；（2）Ni2O3有强氧化性，加压酸浸时有气体产生且镍被还原为Ni2+，Ni的化合价降低，则氧元素的化合价应升高，则产生的气体为O2；（3） 滤渣D为单质镍、硫的混合物，浸出液B含有Fe3+、Ni2+，向其中通入H2S气体时Fe3+被还原为Fe2+，同时生成硫单质，且Ni2+被还原为单质，反应的离子方程式：H2S+ 2Fe3+==2Fe2++2H++ S↓、H2S+Ni2+==Ni↓+2H++S↓；（4）根据上述分析，过滤后得到滤液C含有Fe2+，检验滤液C 中金属阳离子的试剂可选择.K3[Fe(CN)6]，答案选b；（5）根据下图分析，残铝量在4%~6%范围内催化活性最高，属于优质产品；（6）从浸出液E 回收氧化铝的流程可表示为：浸出液E。
12、(1)＋2
(2)4FeWO4＋O2＋8NaOHeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O 粉碎矿石(或搅拌等)
(3)AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3) 玻璃棒
(4)248
解析：(1)FeWO4中O、W分别为－2价和＋6价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0可求出铁元素的化合价为＋2。(2)结合题给流程图可知钨铁矿在熔融时与NaOH、O2反应生成Fe2O3和钨酸钠，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式为4FeWO4＋O2＋8NaOHeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O。“熔融”时为了提高熔融速率，可采取的措施有将钨铁矿粉碎或搅拌等。(3)粗钨酸钠溶液中含有少量的NaAlO2，通入过量CO2时，NaAlO2与CO2、H2O反应生成Al(OH)3和NaHCO3。操作Ⅰ为过滤操作，实验中需要用到引流的玻璃仪器是玻璃棒。(4)结合题给流程图可知(NH4)2WS4中W和S分别为
＋6价和－2价，根据化合价变化可知，每生成2 ml WS2时转移16 ml电子，则反应中转移8 ml电子时，生成1 ml WS2，其质量为(184＋32×2)g·ml－1×1 ml＝248 g。
氧化剂
对应还原产物
还原剂
对应氧化产物
Cl2、ClO－、KClO3
Cl—
Fe2＋
Fe3＋
O2
O2－
SO2、SO32-、S2O32-
SO42-
Fe3＋
Fe2＋
H2O2
O2
KMnO4(H+)、MnO2
Mn2＋(紫色褪去)
S2－、HS－、H2S
S
H2O2(绿色氧化剂)
H2O
I－
I2
K2Cr2O7(H+)
Cr3＋
H2C2O4
CO2
浓H2SO4
SO2+H2O
CO、C
CO2
浓HNO3
NO2+H2O
NH3
N2、NO
稀HNO3
NO+H2O
酸性环境
碱性环境
反应物中少氧
左边加H2O，右边加H+
左边加OH-，右边加H2O
反应物中多氧
左边加H+，右边加H2O
左边加H2O，右边加OH-
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
C(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8