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第17讲 化学工艺流程-2022高考化学二轮复习高分冲刺课件
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这是一份第17讲 化学工艺流程-2022高考化学二轮复习高分冲刺课件，共60页。PPT课件主要包含了高考点击，分层突破，考点一物质制备型，CaSO4微溶，8～54，dabace，ADE，BaCO3，浅蓝色至无色，流程梳理等内容，欢迎下载使用。
真 题 感 悟——悟真题、明方向
核电荷数PS，得电子能力P
80 ℃后，H2O2分解速率大，浓度显著降低
2．(2018·浙江，31)某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)
相关信息如下：①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。
②ZnSO4的溶解度(物质在100 g水中溶解的质量)随温度变化曲线。
请回答：(1)①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除，理由是_____________________________________________。②步骤Ⅰ，可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是_________________________。(2)步骤Ⅱ，需加入过量H2O2，理由是____________________________________________________________。(3)步骤Ⅲ，合适的pH的范围是___________。
Na2CO3水解，溶液呈碱性，促使油脂水解
产生气泡的速度显著变慢
使Fe2＋尽可能转化为Fe3＋，且H2O2易分解(Fe3＋催化加速分解)
(4)步骤Ⅳ，需要用到下列所有操作：a.蒸发至溶液出现晶膜；b.在60 ℃蒸发溶剂；c.冷却至室温；d.在100 ℃蒸发溶剂；e.过滤。请给出上述操作的正确顺序_______________(操作可重复使用)。
(5)步骤Ⅴ，某同学采用不同降温方式进行冷却结晶，测得ZnSO4·7H2O晶体颗粒大小分布如图1所示。根据该实验结果，为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒，宜选择_____(填字母)方式进行冷却结晶。A．快速降温 B．缓慢降温 C．变速降温
(6)ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。①下列关于滴定分析，正确的是_________(填字母)。A．图2中，应将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端B．滴定前，锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗C．将标准溶液装入滴定管时，应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器转移D．滴定时，通常用左手控制旋塞滴加溶液，右手摇动锥形瓶，使溶液向同一方向旋转E．滴定前滴定管尖嘴内无气泡，滴定后尖嘴内有气泡，则测得的体积比实际消耗的小②图3中显示滴定终点时的读数是__________mL。
[解析] (1)①Na2CO3水解呈碱性，可以促进油脂的水解；由于镀锌铁皮能形成原电池，且Zn作负极，所以一开始产生H2速率快，当Zn完全反应后，Fe与H2SO4反应产生H2的速率明显减慢。(2)加入H2O2，主要目的是使Fe2＋转化成Fe3＋，由于Fe3＋能使H2O2分解，所以H2O2应过量。(3)调节pH应使Fe3＋完全沉淀，而Zn2＋不沉淀，所以pH范围应为2.8≤pH<5.4。(5)根据图示，变速降温得到的晶粒较大。(6)①B项，滴定时，锥形瓶不能用标准溶液润洗；C项，将标准液装入滴定管时，应将标准液直接注入滴定管，若借助烧杯或漏斗转移，会造成标准液不标准；E项，若滴定前滴定管尖嘴内无气泡，滴定后有气泡，会造成读出的标准溶液的体积偏小；②滴定管读数时，精确到小数点后2位。
3．(2019·全国Ⅱ，26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_____(填标号)。A．黄色B．红色C．紫色D．绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为__________________________________。②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_____________(填化学式)。③沉淀器中反应的离子方程式为_____________________________________。
CO＋H2O===CO2＋H2
►知能补漏一、工业流程的十个常用关键词1．漫出：固体加入水或酸(碱)溶解得到离子。2．酸浸：指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去溶解的过程。3．水洗：水洗通常是为了除去水溶性的杂质。冷水洗涤：减少洗涤过程中晶体的溶解损失。有机物洗涤：减少晶体损失，且有利于晶体干燥。
核 心 突 破——补知能、学方法
4．灼烧(煅烧)：原料的预处理，不易转化的物质转为容易提取的物质，如海带中提取碘等。5．酸的作用：溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)。6．碱的作用：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解(沉淀)。7．氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去(沉淀)的离子。8．控制pH：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离。9．煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气。10．趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度。
二、获得产品阶段的常见考查点1．洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。2．蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。3．蒸发浓缩，冷却结晶：如NaCl和K2Cr2O7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K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；同样原理可除去KNO3中的少量NaCl。4．蒸发结晶、趁热过滤：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，同样原理可除去NaCl中的少量KNO3。
►方法指导1．化工流程解题方法：(1)解题策略
(2)物质判断：主线主产品，副线副产品，回头为循环。
1．(2018·江苏高考)以Cl2、NaOH、CO(NH2)2(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水 Na2SO3，其主要实验流程如下：已知：①Cl2＋ 2OH－===ClO－ ＋ Cl－ ＋ H2O是放热反应。②N2H4·H2O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。
备 考 验 证——练典题、重应用
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为______________________________________；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是_________________。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________________；使用冷凝管的目的是___________________。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为_____________________________________________。②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：______________________________________________________________________________________________________________________________________________，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。
测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO2
边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34 ℃条件下趁热过滤
②微电池处理过程中部分硝基苯被新生成的活性Fe2＋还原成苯胺，该反应的离子反应方程式为______________________________________________。(4)①一次沉降池中通入空气的目的是_______________________________。②一次沉降池中适当的升温有利于沉渣的迅速沉降，分析原因：_________________________________________________________。(用适当的文字描述和离子方程式解释)
(5)上图中微生物在空气存在的条件下降解苯胺的化学反应方程式为____________________________________________________。(6)利用惰性吸附电极电解含硝基苯的废水，同样可以将剧毒的硝基苯转化成苯胺，在电解的过程中，含硝基苯的废水应从_____(填“阳”或“阴”)极室流入。
1．(2019·全国Ⅰ，27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
考点二 物质分离提纯型
回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是___________。(2)步骤②需要加热的目的是___________，温度保持80－95 ℃，采用的合适加热方式是_________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_____(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是___________________________________________。分批加入H2O2，同时为了___________________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有___________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)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________________________。
将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质
加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
NH4Fe(SO4)2·12H2O
[解析] (1)除去铁屑表面油污的方法是，用热纯碱溶液清洗铁屑，再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，而H2S在水中溶解度小，故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，C装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择C装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧水的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，发生反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，从生成物看，又不引入杂质。
2．(2019·全国Ⅲ，26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 ml·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
(1)“滤渣1”含有S和_____________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_____________________________________________。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是___________________________。(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_________～6之间。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是_________________。
SiO2(不溶性硅酸盐)
MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O
将Fe2＋氧化为Fe3＋
[解析] (1)硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣1”中含S，可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S，根据化合价升价法可配平该反应。(2)“溶浸”后溶液中含Fe2＋，“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2＋氧化为Fe3＋。(3)“调pH”除去Fe3＋和Al3＋时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.7～6之间。(4)“除杂l”中加入Na2S能将Zn2＋和Ni2＋分别转化为沉淀除去，故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。
►知能补漏1．物质提纯流程题的解题思路：(1)阅读题干信息，找出要提纯的物质。(2)解读操作流程，找出与题干相关的操作步骤，辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。(3)分析流程中的每一步骤，反应物是什么、发生了什么反应、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。
2．无机化工流程中的常见分离方法：(1)洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子。(2)过滤(热滤或抽滤)：分离难溶物和易溶物。(3)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质。(4)蒸发结晶：提取溶解度随温度的变化变化不大的溶质。(5)冷却结晶：提取溶解度随温度的变化变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物。(6)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物。(7)冷却水：利用气体易液化的特点分离气体。
1．(新题预测)碲(Te)凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。可从精炼铜的阳极泥中(主要成分为Cu2Te)回收碲，工艺流程如下：
回答下列问题：(1)“焙烧”后，碲主要以TeO2形式存在，写出相应反应的化学方程式：____________________________________________________。(2)为了选择最佳的焙烧工艺，进行了温度和硫酸加入量的条件试验，结果如表所示：
则实验中应选择的条件为__________________________________________，原因为_______________________________________。(3)工艺(Ⅰ)中，“还原”时发生的总的化学方程式为__________________________________________________。(4)由于工艺(Ⅰ)中“氧化”对溶液和物料条件要求高，有研究者采用工艺(Ⅱ)获得碲。则“电积”过程中，阴极的电极反应式为_______________________________________。
460 ℃、硫酸用量为理论量的1.25倍
该条件下，铜的浸出率高且碲的损失较低
Na2TeO4＋3Na2SO3＋H2SO4===4Na2SO4＋Te＋H2O
(5)工业生产中，滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。①滤液3与滤液1合并，进入铜电积系统。该处理措施的优点为_______________________________________。②滤渣3中富含Au和Ag，可用_____将其进行分离。A．王水B．稀硝酸C．浓氢氧化钠溶液D．浓盐酸
CuSO4溶液循环利用，提高经济效益
2．(2019·沈阳一模)工业上用铬铁矿(主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、MgCO3、SiO2等杂质)为原料制备重铬酸钾晶体和绿矾的流程如下：
已知：Ⅰ.常见离子沉淀的pH范围Ⅱ.熔融Na2CO3条件下主要发生反应：2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO3===4Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋7NaNO2。
回答下列问题：(1)绿矾的化学式为_______________________。(2)滤液1中除含有Na2CrO4、NaNO2和过量的Na2CO3、NaNO3外，还含有NaAlO2和Na2SiO3，则熔融Na2CO3条件下发生的副反应有_____________________________________________________________________ (用化学方程式表示)。(3)滤渣2的主要成分为____________________(填写化学式)。
FeSO4·7H2O
H2SiO3和Al(OH)3
在该条件下K2Cr2O7的溶解度最低，更易分离
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
3．(2019·河南开封二模)亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、亚麻、腈纶、涤纶等纤维漂白(不适于羊毛、绢丝、粘胶丝、尼龙等)，也可用于食品、饮用水消毒、纸张漂白和鱼药制造。工业上常用电解法生产亚氯酸钠( NaClO2)，请根据下面的工艺流程图回答下列问题：已知：纯的ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下才能安全。
加入过量的Na2CO3溶液时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)，从而释放出SO
真 题 感 悟——悟真题、明方向
核电荷数P
80 ℃后，H2O2分解速率大，浓度显著降低
2．(2018·浙江，31)某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)
相关信息如下：①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。
②ZnSO4的溶解度(物质在100 g水中溶解的质量)随温度变化曲线。
请回答：(1)①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除，理由是_____________________________________________。②步骤Ⅰ，可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是_________________________。(2)步骤Ⅱ，需加入过量H2O2，理由是____________________________________________________________。(3)步骤Ⅲ，合适的pH的范围是___________。
Na2CO3水解，溶液呈碱性，促使油脂水解
产生气泡的速度显著变慢
使Fe2＋尽可能转化为Fe3＋，且H2O2易分解(Fe3＋催化加速分解)
(4)步骤Ⅳ，需要用到下列所有操作：a.蒸发至溶液出现晶膜；b.在60 ℃蒸发溶剂；c.冷却至室温；d.在100 ℃蒸发溶剂；e.过滤。请给出上述操作的正确顺序_______________(操作可重复使用)。
(5)步骤Ⅴ，某同学采用不同降温方式进行冷却结晶，测得ZnSO4·7H2O晶体颗粒大小分布如图1所示。根据该实验结果，为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒，宜选择_____(填字母)方式进行冷却结晶。A．快速降温 B．缓慢降温 C．变速降温
(6)ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。①下列关于滴定分析，正确的是_________(填字母)。A．图2中，应将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端B．滴定前，锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗C．将标准溶液装入滴定管时，应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器转移D．滴定时，通常用左手控制旋塞滴加溶液，右手摇动锥形瓶，使溶液向同一方向旋转E．滴定前滴定管尖嘴内无气泡，滴定后尖嘴内有气泡，则测得的体积比实际消耗的小②图3中显示滴定终点时的读数是__________mL。
[解析] (1)①Na2CO3水解呈碱性，可以促进油脂的水解；由于镀锌铁皮能形成原电池，且Zn作负极，所以一开始产生H2速率快，当Zn完全反应后，Fe与H2SO4反应产生H2的速率明显减慢。(2)加入H2O2，主要目的是使Fe2＋转化成Fe3＋，由于Fe3＋能使H2O2分解，所以H2O2应过量。(3)调节pH应使Fe3＋完全沉淀，而Zn2＋不沉淀，所以pH范围应为2.8≤pH<5.4。(5)根据图示，变速降温得到的晶粒较大。(6)①B项，滴定时，锥形瓶不能用标准溶液润洗；C项，将标准液装入滴定管时，应将标准液直接注入滴定管，若借助烧杯或漏斗转移，会造成标准液不标准；E项，若滴定前滴定管尖嘴内无气泡，滴定后有气泡，会造成读出的标准溶液的体积偏小；②滴定管读数时，精确到小数点后2位。
3．(2019·全国Ⅱ，26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_____(填标号)。A．黄色B．红色C．紫色D．绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为__________________________________。②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_____________(填化学式)。③沉淀器中反应的离子方程式为_____________________________________。
CO＋H2O===CO2＋H2
►知能补漏一、工业流程的十个常用关键词1．漫出：固体加入水或酸(碱)溶解得到离子。2．酸浸：指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去溶解的过程。3．水洗：水洗通常是为了除去水溶性的杂质。冷水洗涤：减少洗涤过程中晶体的溶解损失。有机物洗涤：减少晶体损失，且有利于晶体干燥。
核 心 突 破——补知能、学方法
4．灼烧(煅烧)：原料的预处理，不易转化的物质转为容易提取的物质，如海带中提取碘等。5．酸的作用：溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)。6．碱的作用：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解(沉淀)。7．氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去(沉淀)的离子。8．控制pH：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离。9．煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气。10．趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度。
二、获得产品阶段的常见考查点1．洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。2．蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。3．蒸发浓缩，冷却结晶：如NaCl和K2Cr2O7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K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；同样原理可除去KNO3中的少量NaCl。4．蒸发结晶、趁热过滤：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，同样原理可除去NaCl中的少量KNO3。
►方法指导1．化工流程解题方法：(1)解题策略
(2)物质判断：主线主产品，副线副产品，回头为循环。
1．(2018·江苏高考)以Cl2、NaOH、CO(NH2)2(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水 Na2SO3，其主要实验流程如下：已知：①Cl2＋ 2OH－===ClO－ ＋ Cl－ ＋ H2O是放热反应。②N2H4·H2O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。
备 考 验 证——练典题、重应用
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为______________________________________；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是_________________。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________________；使用冷凝管的目的是___________________。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为_____________________________________________。②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：______________________________________________________________________________________________________________________________________________，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。
测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO2
边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34 ℃条件下趁热过滤
②微电池处理过程中部分硝基苯被新生成的活性Fe2＋还原成苯胺，该反应的离子反应方程式为______________________________________________。(4)①一次沉降池中通入空气的目的是_______________________________。②一次沉降池中适当的升温有利于沉渣的迅速沉降，分析原因：_________________________________________________________。(用适当的文字描述和离子方程式解释)
(5)上图中微生物在空气存在的条件下降解苯胺的化学反应方程式为____________________________________________________。(6)利用惰性吸附电极电解含硝基苯的废水，同样可以将剧毒的硝基苯转化成苯胺，在电解的过程中，含硝基苯的废水应从_____(填“阳”或“阴”)极室流入。
1．(2019·全国Ⅰ，27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
考点二 物质分离提纯型
回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是___________。(2)步骤②需要加热的目的是___________，温度保持80－95 ℃，采用的合适加热方式是_________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_____(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是___________________________________________。分批加入H2O2，同时为了___________________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有___________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)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________________________。
将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质
加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
NH4Fe(SO4)2·12H2O
[解析] (1)除去铁屑表面油污的方法是，用热纯碱溶液清洗铁屑，再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，而H2S在水中溶解度小，故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，C装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择C装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧水的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，发生反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，从生成物看，又不引入杂质。
2．(2019·全国Ⅲ，26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 ml·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
(1)“滤渣1”含有S和_____________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_____________________________________________。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是___________________________。(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_________～6之间。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是_________________。
SiO2(不溶性硅酸盐)
MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O
将Fe2＋氧化为Fe3＋
[解析] (1)硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣1”中含S，可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S，根据化合价升价法可配平该反应。(2)“溶浸”后溶液中含Fe2＋，“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2＋氧化为Fe3＋。(3)“调pH”除去Fe3＋和Al3＋时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.7～6之间。(4)“除杂l”中加入Na2S能将Zn2＋和Ni2＋分别转化为沉淀除去，故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。
►知能补漏1．物质提纯流程题的解题思路：(1)阅读题干信息，找出要提纯的物质。(2)解读操作流程，找出与题干相关的操作步骤，辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。(3)分析流程中的每一步骤，反应物是什么、发生了什么反应、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。
2．无机化工流程中的常见分离方法：(1)洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子。(2)过滤(热滤或抽滤)：分离难溶物和易溶物。(3)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质。(4)蒸发结晶：提取溶解度随温度的变化变化不大的溶质。(5)冷却结晶：提取溶解度随温度的变化变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物。(6)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物。(7)冷却水：利用气体易液化的特点分离气体。
1．(新题预测)碲(Te)凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。可从精炼铜的阳极泥中(主要成分为Cu2Te)回收碲，工艺流程如下：
回答下列问题：(1)“焙烧”后，碲主要以TeO2形式存在，写出相应反应的化学方程式：____________________________________________________。(2)为了选择最佳的焙烧工艺，进行了温度和硫酸加入量的条件试验，结果如表所示：
则实验中应选择的条件为__________________________________________，原因为_______________________________________。(3)工艺(Ⅰ)中，“还原”时发生的总的化学方程式为__________________________________________________。(4)由于工艺(Ⅰ)中“氧化”对溶液和物料条件要求高，有研究者采用工艺(Ⅱ)获得碲。则“电积”过程中，阴极的电极反应式为_______________________________________。
460 ℃、硫酸用量为理论量的1.25倍
该条件下，铜的浸出率高且碲的损失较低
Na2TeO4＋3Na2SO3＋H2SO4===4Na2SO4＋Te＋H2O
(5)工业生产中，滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。①滤液3与滤液1合并，进入铜电积系统。该处理措施的优点为_______________________________________。②滤渣3中富含Au和Ag，可用_____将其进行分离。A．王水B．稀硝酸C．浓氢氧化钠溶液D．浓盐酸
CuSO4溶液循环利用，提高经济效益
2．(2019·沈阳一模)工业上用铬铁矿(主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、MgCO3、SiO2等杂质)为原料制备重铬酸钾晶体和绿矾的流程如下：
已知：Ⅰ.常见离子沉淀的pH范围Ⅱ.熔融Na2CO3条件下主要发生反应：2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO3===4Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋7NaNO2。
回答下列问题：(1)绿矾的化学式为_______________________。(2)滤液1中除含有Na2CrO4、NaNO2和过量的Na2CO3、NaNO3外，还含有NaAlO2和Na2SiO3，则熔融Na2CO3条件下发生的副反应有_____________________________________________________________________ (用化学方程式表示)。(3)滤渣2的主要成分为____________________(填写化学式)。
FeSO4·7H2O
H2SiO3和Al(OH)3
在该条件下K2Cr2O7的溶解度最低，更易分离
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
3．(2019·河南开封二模)亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、亚麻、腈纶、涤纶等纤维漂白(不适于羊毛、绢丝、粘胶丝、尼龙等)，也可用于食品、饮用水消毒、纸张漂白和鱼药制造。工业上常用电解法生产亚氯酸钠( NaClO2)，请根据下面的工艺流程图回答下列问题：已知：纯的ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下才能安全。
加入过量的Na2CO3溶液时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)，从而释放出SO
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