熱點(diǎn)強(qiáng)化練15物質(zhì)的分離與提純?cè)趯?shí)驗(yàn)、流程中的應(yīng)用1.(2020·山東卷)實(shí)驗(yàn)室分離Fe3+和Al3+的流程如下:已知Fe3+在濃鹽酸中生成黃色配離子[FeCl4]-,該配離子在乙醚(Et2O,沸點(diǎn)34.6℃)中生成締合物Et2O·H+·[FeCl4]-。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.萃取振蕩時(shí),分液漏斗下口應(yīng)傾斜向下B.分液時(shí),應(yīng)先將下層液體由分液漏斗下口放出C.分液后水相為無(wú)色,說(shuō)明已達(dá)到分離目的D.蒸餾時(shí)選用直形冷凝管A解析:萃取振蕩時(shí),應(yīng)蓋上分液漏斗上口的塞子,關(guān)閉旋塞,將分液漏斗下口傾斜向上,A項(xiàng)錯(cuò)誤;液體分層后,先將下層液體由分液漏斗下口放出,關(guān)閉旋塞,再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w,B項(xiàng)正確;加入乙醚萃取后,Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Et2O·H+·[FeCl4]-,則分液后水相為無(wú)色,說(shuō)明已達(dá)到分離目的,C項(xiàng)正確;蒸餾時(shí)選用直形冷凝管,便于餾分流出,D項(xiàng)正確。2.(2022·山東六校聯(lián)考)工業(yè)精煉銅的溶液中含有Zn2+、Cu2+等離子,分離出Zn2+并制取膽礬的流程如圖所示,已知Zn2+與OH-的反應(yīng)與Al3+類似。下列說(shuō)法正確的是(

)B3.(2022·北大附中三模)在實(shí)驗(yàn)室中以含鎳廢料(主要成分為NiO,含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)為原料制備NixOy和CoCO3的工藝流程如圖。B4.(2022·湖北襄陽(yáng)四中四模)鈀(Pd)的性質(zhì)與鉑相似,一種從廢鈀催化劑(主要成分為Pd、α-Al2O3和活性炭,還含少量Fe、Cu等元素)中回收海綿鈀的工藝流程如下:C5.(不定項(xiàng))(2022·湖南明德中學(xué)二模)溴乙烷是無(wú)色油狀液體,是制造巴比妥的原料,工業(yè)上可用海水制備溴乙烷,部分工藝流程如圖:CD6.(不定項(xiàng))(2022·山東濟(jì)寧三模)對(duì)廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源,某含銀廢催化劑主要含Ag、α-Al2O3(α-Al2O3為載體,不溶于硝酸)及少量MgO、SiO2、K2O、Fe2O3等,一種回收制備高純銀粉工藝的部分流程如圖。下列說(shuō)法正確的是(

)A.濾渣A中含SiO2、α-Al2O3B.氣體B可以通入NaOH溶液除去C.“溶解”過(guò)程主要發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)D.“還原”過(guò)程中生成無(wú)毒氣體,B與C的物質(zhì)的量的理論比值為4∶3AD7.(2022·山東日照三模)五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收V2O5和K2SO4,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源。回收工藝流程如下:回答下列問(wèn)題。(1)濾渣2的成分主要有

(填化學(xué)式)。

答案:(1)Fe(OH)3、Al(OH)37.(2022·山東日照三模)五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收V2O5和K2SO4,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源。回收工藝流程如下:回答下列問(wèn)題。(2)“酸浸”時(shí),FeSO4參與反應(yīng)的離子方程式為

。

7.(2022·山東日照三模)五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收V2O5和K2SO4,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源。回收工藝流程如下:回答下列問(wèn)題。(3)“萃取”和“反萃取”時(shí),將發(fā)生R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層)+nH2SO4(水層)(其中R表示VO2+,HA表示有機(jī)萃取劑)。①“反萃取”操作加入的試劑是

(填化學(xué)式)。

解析:(3)①結(jié)合分析和涉及的反應(yīng)可知,反萃取時(shí)加入H2SO4可使平衡逆向移動(dòng),進(jìn)行反萃取操作。答案:(3)①H2SO47.(2022·山東日照三模)五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收V2O5和K2SO4,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源。回收工藝流程如下:回答下列問(wèn)題。(3)“萃取”和“反萃取”時(shí),將發(fā)生R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層)+nH2SO4(水層)(其中R表示VO2+,HA表示有機(jī)萃取劑)。解析:②5次操作后,“濾液2”中殘留的c(VO2+)=amol/L×(1-90%)5=a×10-5mol/L。答案:②a×10-57.(2022·山東日照三模)五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收V2O5和K2SO4,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源。回收工藝流程如下:回答下列問(wèn)題。(4)“氧化”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。7.(2022·山東日照三模)五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收V2O5和K2SO4,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源。回收工藝流程如下:回答下列問(wèn)題。(5)①“沉釩”時(shí)生成NH4VO3,通入NH3的作用是

。

7.(2022·山東日照三模)五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收V2O5和K2SO4,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源。回收工藝流程如下:回答下列問(wèn)題。②實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),溫度超過(guò)80℃以后沉釩率下降,可能的原因是

.

。

8.(2022·廣東珠海二中模擬)廢舊鋰電池的有效回收,可以減少環(huán)境污染,也能緩解貴金屬資源危機(jī)。一種高效處理三元鋰電池正極活性物質(zhì)(其中金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為L(zhǎng)i-6.78%、Mn-16.94%、Co-11.88%、Ni-30.37%),回收貴金屬元素的工藝如圖。已知:金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。金屬離子Co2+Mn2+Ni2+開(kāi)始沉淀的pH6.67.86.7完全沉淀的pH9.210.49.5回答下列問(wèn)題。(1)在一定條件下“酸浸”時(shí),金屬離子的浸出率與硫酸濃度的關(guān)系如圖所示,此條件下,硫酸最合適的濃度為

mol/L。為提高金屬離子的浸出率,除硫酸濃度外,還可以研究

、

等條件與金屬離子的浸出率的關(guān)系。

解析:(1)結(jié)合圖示可知,硫酸濃度為2.5mol/L時(shí)金屬離子的浸出率較高,為減少原料浪費(fèi),最合適的硫酸濃度為2.5mol/L;為提高金屬離子的浸出率,除硫酸濃度外,還可以研究酸浸時(shí)間、溫度、攪拌速率、液固投料比等條件與金屬離子浸出率的關(guān)系。答案:(1)2.5酸浸時(shí)間溫度(或其他影響速率的因素,合理即可)8.(2022·廣東珠海二中模擬)廢舊鋰電池的有效回收,可以減少環(huán)境污染,也能緩解貴金屬資源危機(jī)。一種高效處理三元鋰電池正極活性物質(zhì)(其中金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為L(zhǎng)i-6.78%、Mn-16.94%、Co-11.88%、Ni-30.37%),回收貴金屬元素的工藝如圖。已知:金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。金屬離子Co2+Mn2+Ni2+開(kāi)始沉淀的pH6.67.86.7完全沉淀的pH9.210.49.5回答下列問(wèn)題。(2)“調(diào)pH”的最佳pH為5,原因是①pH過(guò)低,丁二酮肟不易與Ni2+絡(luò)合生成丁二酮肟鎳沉淀,不利于Ni2+的除去;②pH過(guò)高,

。解析:(2)由金屬離子沉淀的pH表可知,若“調(diào)pH”時(shí)pH過(guò)高,Co2+和Mn2+形成氫氧化物沉淀,不能與鎳鹽沉淀分離。答案:(2)Co2+和Mn2+形成氫氧化物沉淀,不能與鎳鹽沉淀分離8.(2022·廣東珠海二中模擬)廢舊鋰電池的有效回收,可以減少環(huán)境污染,也能緩解貴金屬資源危機(jī)。一種高效處理三元鋰電池正極活性物質(zhì)(其中金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為L(zhǎng)i-6.78%、Mn-16.94%、Co-11.88%、Ni-30.37%),回收貴金屬元素的工藝如圖。已知:金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。金屬離子Co2+Mn2+Ni2+開(kāi)始沉淀的pH6.67.86.7完全沉淀的pH9.210.49.5回答下列問(wèn)題。(3)“沉錳”的離子方程式為

。

8.(2022·廣東珠海二中模擬)廢舊鋰電池的有效回收,可以減少環(huán)境污染,也能緩解貴金屬資源危機(jī)。一種高效處理三元鋰電池正極活性物質(zhì)(其中金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為L(zhǎng)i-6.78%、Mn-16.94%、Co-11.88%、Ni-30.37%),回收貴金屬元素的工藝如圖。已知:金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。金屬離子Co2+Mn2+Ni2+開(kāi)始沉淀的pH6.67.86.7完全沉淀的pH9.210.49.5回答下列問(wèn)題。(4)“還原煅燒”時(shí),生成的Li2CO3溶解度較小。“水浸”時(shí),通入過(guò)量CO2有利于Li2CO3溶解為L(zhǎng)i+,從而與其他金屬元素分離,從平衡移動(dòng)的角度分析其原理:

.

。

8.(2022·廣東珠海二中模擬)廢舊鋰電池的有效回收,可以減少環(huán)境污染,也能緩解貴金屬資源危機(jī)。一種高效處理三元鋰電池正極活性物質(zhì)(其中金屬元素