第26講化學工藝流程復習要求1.認識化學在海水、金屬礦物等自然資源綜合利用和實現物質間轉化等方面的實際應用。2.認識常見無機物在生產中的應用和對生態環境的影響。知識體系考點一化學工藝流程基本框架結構一、流程基本結構二、框圖中箭頭的含義圖1：箭頭進入的是反應物(投料)，箭頭出去的是生成物(產物、副產物)。圖2：箭頭表示反應物分步加入和生成物出來。圖3：返回的箭頭一般是“循環利用”的物質。三、解題思路1.審題干：明確原料、產品和雜質。2.審信息：尋找信息在流程中的作用；尋找信息與某設問的對應關系。3.審流程：明確四線(產品線、雜質線、試劑線、操作線)。4.審設問：看清問題，規范作答。(2024·吉林卷)某工廠利用銅屑脫除鋅浸出液中的Cl－并制備Zn，流程如下“脫氯”步驟僅Cu元素化合價發生改變。下列說法正確的是()鋅浸出液中相關成分(其他成分無干擾)離子Zn2＋Cu2＋Cl－濃度(g·L－1)1450.031A.“浸銅”時應加入足量H2O2，確保銅屑溶解完全B.“浸銅”反應：2Cu＋4H＋＋H2O2=2Cu2＋＋H2↑＋2H2OC.“脫氯”反應：Cu＋Cu2＋＋2Cl－=2CuClD.脫氯液凈化后電解，可在陽極得到Zn考點二原料的預處理原料的預處理【易錯辨析】1.“水浸”時適當升高溫度和攪拌有利于加快浸取的速率。()2.菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，菱鋅礦焙燒生成ZnO的化學方程式為ZnCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))ZnO＋CO2↑。()3.硫酸工業中，為使黃鐵礦充分燃燒，可將礦石粉碎。()4.要使海帶變成海帶灰，需要進行的操作是研磨。()5.工業上由含銅廢料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制備硝酸銅晶體的流程如圖，“酸浸”目的是將氧化銅轉化為Cu2＋。()由重晶石礦(主要成分是BaSO4，還含有SiO2等雜質)可制得氯化鋇晶體，某興趣小組設計實驗流程如下。下列說法正確的是()A.為提高原料的利用率，“高溫焙燒”前原料需經研磨處理B.“高溫焙燒”和“結晶”兩處操作均需用到蒸發皿C.在“高溫焙燒”焦炭和BaSO4的反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為4∶1D.因鹽酸具有揮發性，上述流程中須用硫酸代替鹽酸進行浸取考點三常見除去雜質的方法一、沉淀法1.調pH法(1)如除去Al3＋、Fe3＋，可以________，使其分別轉化成Al(OH)3沉淀、Fe(OH)3沉淀。(2)如除去SiOeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)，可以________，使其分別轉化成H2SiO3沉淀、Al(OH)3沉淀。【注意】生成兩性物質時，pH不宜過高或過低。2.氟化法(1)如除去Mg2＋、Ca2＋，可以加入NaF，使其分別轉化成MgF2沉淀、CaF2沉淀。(2)如除去Mn2＋中的Mg2＋，因MgF2比MnF2更難溶，故可加入MnF2形成MgF2沉淀，利用沉淀轉化除去Mg2＋。3.硫化法(1)如除去Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋、Hg2＋，可以加入Na2S，使其分別轉化成CuS沉淀、ZnS沉淀、FeS沉淀、HgS沉淀。(2)用一些________較大的硫化物(如FeS、MnS)通過沉淀轉化使某些金屬離子轉化為更難溶的硫化物。4.氧化還原沉淀法(1)用單質進行置換，如可用Zn置換Cu2＋。(2)加入氧化劑(或還原劑)使某些微粒轉化為沉淀，如：KMnO4除鐵：MnOeq\o\al(－,4)＋3Fe2＋＋7H2O=________________________________Na2SO3沉銅：2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋2Cl－＋H2O=__________________雙氧水氧化沉淀轉化：CuS＋H2O2＋H2SO4=______________________MnO2氧化沉淀轉化：MnO2＋MnS＋2H2SO4=____________________Fe3＋氧化沉淀轉化：2Fe3＋＋Pb＋SOeq\o\al(2－,4)=________________________5.碳酸鹽沉淀法加入Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3、氨水—NH4HCO3、NH3(先)＋CO2(后)等使金屬離子形成沉淀。類型離子方程式用Na2CO3沉淀Zn2＋Zn2＋＋COeq\o\al(2－,3)=____________續表用NH4HCO3沉淀Co2＋Co2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=____________________________用NH4HCO3—氨水沉淀Mn2＋Mn2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3·H2O=____________________或Mn2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3=MnCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)用NH3(先)＋CO2(后)沉淀Ca2＋Ca2＋＋CO2＋2NH3＋H2O=____________________【注意】①M2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MCO3↓＋H2O＋CO2↑(M2＋為Ca2＋、Mn2＋、Co2＋、Ni2＋、Fe2＋)。②Cu2＋、Zn2＋與HCOeq\o\al(－,3)反應生成堿式碳酸鹽沉淀，如：6HCOeq\o\al(－,3)＋3Zn2＋=ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓＋5CO2↑6.草酸鹽沉淀法如Ca2＋＋C2Oeq\o\al(2－,4)=CaC2O4↓7.硫酸鹽沉淀法(1)如Ca2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=CaSO4(2)BaCO3沉淀轉化：BaCO3＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H3PO4=BaSO4＋CO2↑＋H2O＋2H2POeq\o\al(－,4)二、有機溶劑萃取法如Cu2＋(水相)＋2RH(有機相)R2Cu(有機相)＋2H＋(水相)，萃取、分液，向有機相中加入強酸，使反應向左進行，反萃取得到Cu2＋。三、離子交換法依據等電荷交換原則，如1個Ca2＋交換出2個H＋。【易錯辨析】1.調pH沉鐵時，加入Na2CO3溶液，目的是使Fe3＋轉化為Fe2(CO3)3沉淀。()2.工業上利用含鎳廢料(鎳、鐵、鈣、鎂合金為主)制取草酸鎳(NiC2O4·2H2O)。已知草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水，其工藝流程如圖，加入NH4F溶液的目的是除去Ca2＋、Mg2＋。()3.用ZnS除去溶液中的Cu2＋原理為ZnS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Zn2＋(aq)，依據的是Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)。()4.某工廠以重晶石BaSO4為原料，生產BaTiO3的工業流程如圖，“沉淀”步驟中生成BaTiO(C2O4)2的化學方程式為：BaCl2＋TiCl4＋H2O＋2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl。()5.從鋅浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4，少量ZnS和GeS2)中提取Ge的流程如圖，“中和沉淀”中，所加化合物A可為ZnO或Zn(OH)2。()(2023·河北卷)一種以錳塵(主要成分為Mn2O3，雜質為鋁、鎂、鈣、鐵的氧化物)為原料制備高純MnCO3的清潔生產新工藝流程如下：已知：室溫下相關物質的Ksp如下表。Al(OH)310－32.9Mg(OH)210－11.3Ca(OH)210－5.3Fe(OH)210－16.3Fe(OH)310－38.6Mn(OH)210－12.7MgF210－10.3CaF210－8.3下列說法錯誤的是()A.酸浸工序中產生的氣體①為氯氣B.濾渣①主要成分為Al(OH)3和Fe(OH)3C.除雜②工序中逐漸加入NaF溶液時，若Ca2＋、Mg2＋濃度接近，則CaF2先析出D.沉淀工序中發生反應的離子方程式為Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O考點四加入試劑的作用一、加氧化劑或還原劑1.轉變某種金屬離子的價態，再通過調節溶液pH，使金屬離子以氫氧化物形式沉淀出來，以達到除去雜質的目的[如Fe2＋→Fe3＋→Fe(OH)3]。2.為生成目標產物的價態而加入氧化劑(如在堿性條件下，加入H2O2把Cr3＋氧化成CrOeq\o\al(2－,4))。二、通入空氣1.氧化某些離子(如SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋)。2.起攪拌作用。三、加有機溶劑萃取某些物質或降低某些物質的溶解度。四、蒸發結晶時加對應酸抑制水解如從溶液中析出FeCl3、CuCl2、AlCl3、MgCl2、ZnCl2等晶體時，應在HCl氣流中加熱，以抑制其水解。【易錯辨析】1.下圖為合成氨以及由氨制硝酸的流程示意圖，氧化爐中通入A的目的是氧化氨氣和NO。()2.用廢鐵屑(主要成分為Fe，雜質有Al、C及油脂)制備高鐵酸鈉的主要流程如圖，“操作Ⅰ”通入的空氣可以用H2O2溶液代替。()3.實驗室制備環己烯的流程如圖，飽和食鹽水能降低環己烯在水相中的溶解度，利于分層。()HO(沸點161℃)eq\o(→,\s\up7(FeCl3·6H2O，△),\s\do5(蒸餾))eq\a\vs4\al(環己烯,粗品)eq\o(→,\s\up7(飽和食鹽水),\s\do5(分液))有機相eq\o(→,\s\up7(干燥))eq\o(→,\s\up7(過濾))eq\o(→,\s\up7(操作a))(沸點83℃)4.用含鐵廢銅制備膽礬(CuSO4·5H2O)的流程如下圖，“系列操作”前加入H2SO4的目的是抑制Cu2＋的水解。()5.向AlCl3溶液中通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和增大溶液中Cl－的濃度，有利于AlCl3·6H2O結晶。()(2023·福建卷)從煉鋼粉塵(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取鋅的流程如下：“鹽浸”過程ZnO轉化為[Zn(NH3)4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列說法錯誤的是()A.“鹽浸”過程若浸液pH下降，需補充NH3B.“濾渣”的主要成分為Fe(OH)3C.“沉鋅”過程發生反應[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－=ZnS↓＋4NH3·H2OD.應合理控制(NH4)2S用量，以便濾液循環使用考點五產品的分離、提純產品的分離、提純1.結晶(或重結晶)——鹽溶液的分離提純方法。(1)蒸發結晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質，如NaCl。(2)冷卻結晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。2.過濾——固、液分離。3.蒸餾——分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。4.分液——分離互不相溶的液體。5.萃取——利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質。如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。反萃取——用反萃取劑使被萃取物從一種溶劑返回另一種溶劑的過程，是萃取的逆過程。6.升華——將固體直接氣化分離。7.鹽析——加無機鹽使溶質的溶解度降低而析出。8.洗滌。【易錯辨析】1.過濾時，為加快過濾速度，應用玻璃棒不斷攪拌漏斗中的液體。()2.在蒸餾過程中，若發現忘加沸石，應停止加熱立即補加。()3.利用加熱的方法分離NH4Cl和I2的固體混合物。()4.制取無水乙醇，可向乙醇中加入CaO之后過濾。()5.蒸發操作時，應使混合物中的水分完全蒸干后，再停止加熱。()(2024·常州中學)陶瓷工業中鈷系色釉具有呈色穩定、呈色強度高等優點，利用含鈷廢料(主要成分為Co3O4，還含有少量的鋁箔、LiCoO2等雜質)制備碳酸鈷的工藝流程如圖。下列有關敘述錯誤的是()A.“濾液①”主要成分是NaAlO2B.“操作①”“操作②”的分離方法不同C.“酸溶”反應中H2O2可以換成O2D.“沉鈷”時，Na2CO3溶液的滴速過快或濃度太大將導致產品不純，其原因是溶液堿性增強會產生Co(OH)2雜質考點六轉化過程中反應條件的控制一、加過量試劑反應物過量，能保證反應的完全發生或提高其他物質的轉化率，但可能引入雜質，增加后續處理成本(關注后續化學反應)。二、氣體氛圍1.隔絕空氣：防止空氣中的組分(如氧氣)參與反應。2.HCl氛圍：抑制弱離子的水解。3.惰性氣體氛圍：通入Ar、N2、H2等，防止某些物質被氧化。三、熱空氣(或水蒸氣)吹出氣體如海水提溴、凱氏定氮。四、控制溶液的pH1.增強物質(MnOeq\o\al(－,4)、NOeq\o\al(－,3)等)的氧化性或還原性。2.調節離子的水解程度。3.萃取、離子交換可能有pH要求。4.沉淀某些金屬陽離子。常見問題及解釋如下表：常見問題解釋沉淀除雜pH范圍的選擇雜質離子完全沉淀pH～主要離子開始沉淀pH調節pH試劑的選擇調高pH：加入消耗H＋的物質，可加入氨水、NaOH等堿、氧化物、碳酸鹽、堿式碳酸鹽調節pH試劑的選擇調低pH：加入消耗OH－的物質，如鹽酸、硫酸、CO2、NHeq\o\al(＋,4)等pH不能過高或過低的原因過低會導致某些離子沉淀不完全；過高可能會導致主體離子損失pH偏小沉淀不完全的原因H＋與陰離子結合生成弱電解質，陰離子的濃度下降，平衡向沉淀溶解的方向移動【思維拓展】(1)Fe(OH)3、Zn(OH)2開始沉淀至沉淀完全的pH范圍分別為1.5～3.3、5.4～8.2，則要除去Zn2＋溶液中的Fe3＋，應控制溶液的pH范圍為3.3～5.4。(2)除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。(3)除去溶液中的Mg2＋可選用NaF，F－與Mg2＋結合生成MgF2沉淀，當溶液pH過低時，Mg2＋沉淀不完全，原因是F－與H＋結合生成弱電解質HF，MgF2(s)Mg2＋(aq)＋2F－(aq)平衡向右移動。(4)用Na2S除重金屬離子(如Cu2＋)，pH過低時，Cu2＋去除率低，原因是S2－與H＋結合生成HS－、H2S，使溶液中的S2－濃度降低。五、控制溫度1.溫度對物質性質的影響(1)關注易分解物質：雙氧水、氨水、銨鹽、硝酸、次氯酸、硝酸鹽、草酸、草酸鹽以及信息中給出的易分解物質。(2)關注易揮發物質：氨水、硝酸、鹽酸等易揮發物質以及沸點較低物質。(3)關注易被氧化物質：Na2S、Na2SO3、KI、含Fe(Ⅱ)的化合物、酚類、醛類以及信息中給出的易被氧化物質。(4)關注物質的溶解度：若固體物質的溶解度隨溫度升高而增大，則降溫能促使產品析出；若固體物質的溶解度隨溫度升高而減小，則升溫能促使產品析出；氣體的溶解度隨溫度升高而減小。2.溫度在反應原理中的影響(1)溫度對反應速率或固體溶解速率的影響①制備物質時，常使用加熱的方法加快反應速率。②原料的預處理階段，升溫可以提高浸取速率。(2)溫度對平衡移動、反應物轉化率或生成物產率的影響①正反應吸熱的可逆反應，升溫使平衡正向移動，有利于提高反應物的平衡轉化率，從而提高產物的產率。②正反應放熱的可逆反應，升高溫度不利于反應物平衡轉化率的提高，不利于提高產物的產率。③升溫促進鹽類水解，有利于生成沉淀(膠體聚沉后利于過濾分離)。(3)溫度對催化劑活性的影響如合成氨或SO2催化氧化SO3時，選擇的溫度是500℃左右，原因之一就是該溫度范圍內催化劑的活性最強。(4)溫度對副反應發生的影響很多有機反應過程一般較為復雜，對溫度的控制尤為關鍵，如實驗室制取乙烯、硝基苯等，控制溫度都是為了防止副反應的發生。3.控制溫度在一定范圍答題角度(1)控制反應速率、適宜的溫度使催化劑的活性最大、防止副反應的發生。(2)控制化學反應進行的方向，使化學平衡移動。(3)升溫：使溶液中的氣體逸出，使易揮發物質揮發，使易分解的物質分解。(4)控制溫度結晶與過濾。(5)能源的利用(耗能)；生產安全(溫度過高，反應過于劇烈，可能有安全問題)等。4.控溫方法(1)緩慢加入××溶液或緩慢通入××氣體。(2)水浴(熱水浴、冰水浴等)、油浴、沙浴等。【易錯辨析】1.硫酸工業中，為提高SO2的轉化率，可通入稍過量的空氣。()2.工業上常用Cr2O3為原料按如圖所示流程制備二苯鉻，“還原”中，還需通入一定量N2，主要目的是防止Na2S2O4被氧化。()3.制備高純硅的流程如圖，該流程中不需要隔絕空氣。()4.向低濃度的Br2溶液中通入熱空氣吹出Br2，是利用了溴的揮發性。()5.工業上生產NaNO2的流程之一如圖，“分解塔”中溫度高低對產品的純度沒有影響。()已知氨氮廢水中氮元素多以NHeq\o\al(＋,4)和NH3·H2O的形式存在。某工廠用稍過量NaClO溶液處理氨氮廢水的流程如下：已知：達標廢水中氯元素主要以Cl－形式存在。下列有關說法錯誤的是()A.過程Ⅰ鼓入熱空氣的作用是降低氨氣溶解度，使氨氣逸出B.過程Ⅱ中無污染氣體為N2C.過程Ⅱ后含余氯廢水的堿性增強D.過程Ⅲ加入的溶液X可能是Na2SO3溶液考點七物質的確定一、循環物質的確定二、副產品的判斷三、濾渣的確定類型1物質制備類化工流程題1.(2025·江蘇高三下階段練習)現用菱錳礦(主要成分MnCO3，含有FeCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3)為原料制備MnO2的流程如下：下列說法正確的是()A.將菱錳礦粉碎所使用的化學儀器為坩堝B.“氧化”時發生的離子方程式為：MnO2＋Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋Fe3＋＋2H2OC.“中和”時加入的物質X可以是CaCO3D.“電解”時MnO2在陰極生成，過程中同時生成可循環利用的物質H2SO42.(2024·江蘇高三下4月百校聯考)以硫酸廠燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO)為原料，制備軟磁性材料Fe2O3的工藝流程可表示為(1)酸浸。用一定濃度的稀硫酸浸取燒渣中的鐵元素。若其他條件不變，實驗中能提高鐵元素浸出率的措施有____________________________。(2)還原。酸性條件下FeS2中的硫元素被Fe3＋氧化為＋6價，發生反應的離子方程式為________________________________________。(3)沉鐵。將提純后的FeSO4溶液與氨水—NH4HCO3混合溶液反應，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的離子方程式為__________________________________________________。②與普通過濾相比，使用如圖抽濾裝置進行過濾的優點是__________________________________________。③保持其他條件不變，反應溫度、反應時間、溶液pH對FeCO3沉淀率的影響如下左圖、下右圖所示。請補充完整制備較純凈的FeCO3的實驗方案：取一定量提純后的FeSO4溶液，__________________________________，得到固體FeCO3。(可選用的試劑：Na2CO3溶液、氨水—NH4HCO3混合溶液、2mol·L－1BaCl2溶液、2mol·L－1鹽酸、去離子水)。(4)焙燒。將制備的FeCO3固體(雜質忽略不計)在60℃下烘干，然后取一定質量烘干后的FeCO3，通入氧氣焙燒；一段時間后檢測所得產物有兩種成分，外層產物為Fe2O3，內層產物為Fe3O4，產生該現象的可能原因是____________________________________________________________________________________________。當焙燒至FeCO3固體全部分解，固體質量不變時，測得固體總的失重率為29.32%，通過計算分析其可能原因(寫出計算過程)。類型2物質分離及提純類化工流程題3.(2024·南通高三下調研)某廢鐵鉻催化劑(含Fe3O4、Cr2O3、MgO、Al2O3及少量不溶性雜質)回收鐵、鉻的工藝流程如下圖所示：已知：ⅰ.0.1mol·L－1金屬離子形成氫氧化物沉淀與氫氧化物沉淀溶解的pH范圍如下：金屬離子Fe3＋Al3＋Cr3＋Fe2＋Mg2＋開始沉淀的pH1.54.04.67.69.5沉淀完全的pH2.85.26.89.711.1金屬氫氧化物Al(OH)3Cr(OH)3開始溶解的pH7.812溶解完全的pH10.8>14ⅱ.Cr(OH)3＋OH－=CrOeq\o\al(－,2)＋2H2Oⅲ.已知Cr的金屬性強于Fe(1)加入鐵粉后，調節pH的范圍為____________________。(2)由濾渣1得到濾液3發生反應的離子方程式為____________________________________。(3)濾渣3成分的化學式為__________；回收鉻時，鉻的存在形式為__________(填化學式)。(4)由濾液2得到結晶水合物的操作是______________、____________過濾、洗滌、干燥。(5)濾渣2與FeS2混合后隔絕空氣焙燒，總反應的化學方程式為______________________________________；該過程加入少量CaO的目的是________________________。(6)酸浸過程中，在硫酸用量一定的情況下，隨著酸濃度的增加，鐵、鉻的溶解度增大。實際生產中，硫酸的質量分數為50%，其原因是________________________________________________。[已知，Fe2(SO4)3·9H2O，Cr2(SO4)3·18H2O在20℃時的溶解度分別為400g和64g]素養評估1.(2024·鹽城三模)Ce2(CO3)3可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨居石中，鈰(Ce)主要以CePO4形式存在，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質。以獨居石為原料制備Ce2(CO3)3·8H2O的工藝流程如圖所示：下列說法不正確的是()A.可采用加熱、攪拌等措施提高“水浸”效率B.加入絮凝劑的目的是促使鋁離子沉淀C.“沉鈰”后剩余溶液中大量存在的陽離子只有NHeq\o\al(＋,4)D.“沉鈰”的離子方程式為2Ce3＋＋6HCOeq\o\al(－,3)＋5H2O=Ce2(CO3)3·8H2O↓＋3CO2↑2.(2025·南通海安高級中學模擬)用鎂還原TiCl4可制取高熔點的金屬鈦，工藝流程如圖。下列說法不正確的是()A.工業上電解熔融MgCl2可制備金屬MgB.“高溫還原”時，發生反應的化學方程式為2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up7(高溫))Ti＋2MgCl2C.用金屬鎂還原TiCl4過程中需通入N2或Ar作保護氣D.“真空蒸餾”的目的是使Mg、MgCl2氣化，實現與Ti的分離3.(2021·江蘇卷節選)以鋅灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3為原料制備的ZnFe2O4脫硫劑，可用于脫除煤氣中的H2S。脫硫劑的制備、硫化、再生過程可表示為(1)“除雜”包括加足量鋅粉、過濾、加H2O2氧化等步驟。除Pb2＋和Cu2＋外，與鋅粉反應的離子還有________________(填化學式)。(2)400℃時，將一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合氣體以一定流速通過裝有ZnFe2O4脫硫劑的硫化反應器。①硫化過程中ZnFe2O4與H2、H2S反應生成ZnS和FeS，其化學方程式為________________________________。②硫化一段時間后，出口處檢測到COS。研究表明ZnS參與了H2S與CO2生成COS的反應，反應前后ZnS的質量不變，該反應過程可描述為________________________________________。(3)將硫化后的固體在N2∶O2＝95∶5(體積比)的混合氣體中加熱再生，固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示。在280～400℃范圍內，固體質量增加的主要原因是__________________________________________________。4.(2025·徐州三模節選)鈧(Sc)廣泛應用于航空航天、超導、核能等領域。從鈦白水解工業廢酸(含Sc3＋、TiO2＋、Mn2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)等離子)中提取Sc2O3的一種工藝流程如下：(1)鈦白水解工業廢酸中需先加入H2O2生成難萃取的[TiO(H2O2)]2＋，再進行萃取，H2O2的作用是__________(填字母)。a.作氧化劑b.作還原劑c.作配體(2)“萃取”可采用有機磷萃取劑(RO)3PO，其中—R代表烴基，(RO)3PO可通過以下反應制備：3ROH＋POCl3(RO)3PO＋3HCl。①—R對(RO)3PO產率的影響如下表：—R—CH2CH3—CH2CH2CH3—CH2CH2CH2CH3(RO)3PO產率/%826220隨著碳原子數增加，(RO)3PO產率降低的原因可能為________________________________________________。②鈧的萃取率(E%)與O/A值[萃取劑體積(O)和廢酸液體積(A)之比]的關系如圖所示。采用一次萃取時，應選擇最合適的O/A值為________。(3)“反萃取”時生成Sc(OH)3、MnO2沉淀，生成MnO2反應的離子方程式為______________________________________________。(4)“沉鈧”時得到Sc2(C2O4)3·6H2O沉淀。“沉鈧”時測得相同時間鈧的沉淀率隨溫度的變化如圖所示，隨溫度升高鈧的沉淀率先升高后降低的可能原因為____________________________________________________。

第26講化學工藝流程考點一化學工藝流程基本框架結構命題突破C解析：銅屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反應的離子方程式為：Cu＋2H＋＋H2O2=Cu2＋＋2H2O，再加入鋅浸出液進行“脫氯”，“脫氯”步驟中僅Cu元素的化合價發生改變，得到CuCl固體，可知“脫氯”步驟發生反應的化學方程式為：Cu2＋＋Cu＋2Cl－=2CuCl↓，過濾得到脫氯液，脫氯液凈化后電解，Zn2＋可在陰極得到電子生成Zn。由分析得，“浸銅”時，銅屑不能溶解完全，Cu在“脫氯”步驟還需要充當還原劑，故A錯誤；“浸銅”時，銅屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反應的離子方程式為：Cu＋2H＋＋H2O2=Cu2＋＋2H2O，故B錯誤；“脫氯”步驟中僅Cu元素的化合價發生改變，得到CuCl固體，即Cu的化合價升高，Cu2＋的化合價降低，發生歸中反應，化學方程式為：Cu2＋＋Cu＋2Cl－=2CuCl↓，故C正確；脫氯液凈化后電解，Zn2＋應在陰極得到電子變為Zn，故D錯誤。故選C。考點二原料的預處理【易錯辨析】1.√2.√3.√4.×5.√命題突破A解析：高溫焙燒需用到坩堝，B錯誤；由4C＋BaSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))4CO＋BaS知，氧化劑(BaSO4)與還原劑(C)的物質的量之比為1∶4，C錯誤；BaSO4是沉淀，不能用硫酸代替鹽酸浸取BaS，D錯誤。考點三常見除去雜質的方法知識歸納一、1.(1)調高pH(2)調低pH3.(2)Ksp4.(2)3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋CuSO4＋S＋2H2O2MnSO4＋S＋2H2OPbSO4＋2Fe2＋5.ZnCO3↓CoCO3↓＋H2O＋CO2↑MnCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)＋H2OCaCO3↓＋2NHeq\o\al(＋,4)【易錯辨析】1.×2.√3.√4.√5.√命題突破C解析：由圖知錳塵(主要成分為Mn2O3，雜質為鋁、鎂、鈣、鐵的氧化物)加入濃鹽酸進行酸浸，Mn2O3、鋁、鎂、鈣、鐵的氧化物均生成對應的鹽，由于Mn2O3具有氧化性，能將鹽酸中的氯離子氧化物氯氣，故氣體①，用氫氧化鈉溶液進行吸收，防止污染環境，加氨水調節pH為5～6，由表中數據知，可將鐵和鋁沉淀而除去，故濾渣①主要成分為Al(OH)3和Fe(OH)3，再向濾液中加入氟化鈉溶液，可將鎂和鈣以氟化物的形式除去，濾渣②為氟化鈣和氟化鎂，此時濾液中主要成分為氯化錳，加入碳酸氫鈉溶液，發生Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O，將錳離子沉淀，得到純度較高的碳酸錳。由分析知，Mn2O3與濃鹽酸反應生成Mn2＋和Cl2，A正確；結合表中數據可知，除雜①工序中調pH為pH為5～6，此時會產生Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，B正確；由于Ksp(MgF2)<Ksp(CaF2)故Ca2＋、Mg2＋濃度接近時，先析出MgF2沉淀，C錯誤；由題給流程和分析可知，沉淀工序中Mn2＋與HCOeq\o\al(－,3)反應生成MnCO3、CO2和H2O離子方程式為Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O，D正確。故選C。考點四加入試劑的作用【易錯辨析】1.√2.√3.√4.√5.√命題突破B解析：“鹽浸”過程ZnO轉化為[Zn(NH3)4]2＋，發生反應ZnO＋2NH3＋2NHeq\o\al(＋,4)=[Zn(NH3)4]2＋＋H2O，根據題中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，通入空氣氧化后Fe2＋和Fe3＋轉化為Fe(OH)3；“沉鋅”過程發生反應為：[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－=ZnS↓＋4NH3·H2O，經洗滌干燥后得到產物ZnS及濾液NH4Cl。“鹽浸”過程中消耗氨氣，浸液pH下降，需補充NH3，A正確；由分析可知，“濾渣”的主要成分為Fe3O4和Fe2O3，只含少量的Fe(OH)3，B錯誤；“沉鋅”過程發生反應[Zn(NH3)4]2＋＋4H2O＋S2－=ZnS↓＋4NH3·H2O，C正確；應合理控制(NH4)2S用量，以便濾液循環使用，D正確。故選B。考點五產品的分離、提純【易錯辨析】1.×2.×3.×4.×5.×命題突破C解析：“酸溶”過程中，H2O2將Co元素由＋3價還原為＋2價，H2O2作還原劑，不可以換成O2，C錯誤。考點六轉化過程中反應條件的控制【易錯辨析】1.√2.×3.×4.√5.×命題突破C解析：溫度升高，氨氣的溶解度降低，過程Ⅰ鼓入熱空氣的作用是降低氨氣溶解度，使氨氣逸出，故A項正確；過程Ⅱ中加入NaClO可將廢水中的NH3·H2O轉化為無污染的氮氣，NaClO被還原為氯化鈉，氯元素化合價由＋1降低至－1，N元素化合價由－3升高至0，根據得失電子守恒及質量守恒，該反應的化學方程式為3NaClO＋2NH3·H2O=3NaCl＋N2↑＋5H2O，故B項正確；過程Ⅱ中發生反應：2NHeq\o\al(＋,4)＋3ClO－＋2OH－=N2↑＋3Cl－＋5H2O，故過程Ⅱ后含余氯廢水的堿性減弱，故C項錯誤；過程Ⅲ中加入的溶液X的目的是把剩余的NaClO還原為氯化鈉，所以X可能是Na2SO3，故D項正確；故本題選C。考點七物質的確定命題突破1.C解析：將菱錳礦粉碎所使用的化學儀器為研缽，坩堝用來灼燒固體物質，A錯誤；加入MnO2將Fe2＋氧化成為Fe3＋，反應的離子方程式為：MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O，B錯誤；加入碳酸鹽可以調節除去Fe3＋和Al3＋，可以加入CaCO3，產生的Ca2＋可以在加入草酸鹽后一并除去，C正確；電解時，Mn2＋在陽極被氧化生成MnO2，D錯誤。故選C。2.(1)適當升高酸浸溫度；適當加快攪拌速率；適當延長浸取時間(2)FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=15Fe2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋(3)①Fe2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3·H2O=FeCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)＋H2O(或Fe2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3=FeCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4))②過濾速率更快(加快過濾速率，得到固體含水量更低)③在45℃水浴加熱條件下，邊攪拌邊向FeSO4溶液中緩慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液；控制溶液pH為6.4，反應1h后，趁熱過(抽)濾；用去離子水洗滌沉淀，直至取最后一次洗滌濾液，滴加2mol·L－1鹽酸酸化，再滴加2mol·L－1BaCl2溶液，無白色沉淀生成(4)外層溫度較高，且氧氣濃度大，有利于碳酸亞鐵完全氧化為氧化鐵；內層溫度較低，且氧氣濃度小，不利于碳酸亞鐵完全被氧化而生成四氧化三鐵當FeCO3全部轉化為Fe2O3時，理論失重率最小。設FeCO3的物質的量為1mol，全部生成Fe2O3的物質的量為0.5mol，理論失重率為：(116－160×1/2)/116×100%＝31.03%，因為29.32%<31.03%，說明在60℃下烘干時，已有部分FeCO3轉化為Fe2O3解析：燒渣酸浸后生成Fe3＋、Fe2＋，加入FeS2發生氧化還原反應，FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=15Fe2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋，加入碳酸氫銨沉鐵，Fe2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3·H2O=FeCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，在氧氣中焙燒后生成氧化鐵，以此分析。(1)適當升高酸浸溫度；適當加快攪拌速率；適當延長浸取時間，能提高鐵元素浸出率；(2)酸性條件下FeS2中的硫元素被Fe3＋氧化為＋6價的硫酸根，發生反應的離子方程式為FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=15Fe2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋；(3)①將提純后的FeSO4溶液與氨水—NH4HCO3混合溶液反應，生成FeCO3沉淀，Fe2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3·H2O=FeCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)＋H2O；②與普通過濾相比，抽濾裝置進行過濾的優點是過濾速率更快(加快過濾速率，得到固體含水量更低)；③在45℃水浴加熱條件下，邊攪拌邊向FeSO4溶液中緩慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液；控制溶液pH為6.4，反應1h后，趁熱過(抽)濾；用去離子水洗滌沉淀，直至取最后一次洗滌濾液，滴加2mol·L－1鹽酸酸化，再滴加2mol·L－1BaCl2溶液，無白色沉淀生成，得到固體FeCO3；(4)在60℃下烘干，然后取一定質量烘干后的FeCO3，通入氧氣焙燒；一段時間后檢測所得產物有兩種成分，外層產物為Fe2O3，內層產物為Fe3O4，產生該現象的可能原因是：外層溫度較高，且氧氣濃度大，有利于碳酸亞鐵完全氧化為氧化鐵；內層溫度較低，且氧氣濃度小，不利于碳酸亞鐵完全被氧化而生成四氧化三鐵；當FeCO3全部轉化為Fe2O3時，理論失重率最小。設FeCO3的物質的量為1mol，全部生成Fe2O3的物質的量為0.5mol，理論失重率為：eq\f(（116－160×1/2）,116)×100%＝31.03%，因為29.32%<31.03%，說明在60℃下烘干時，已有部分FeCO3轉化為Fe2O3。3.(1)6.8≤pH<7.6(2)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(3)Cr(OH)3NaCrO2(4)蒸發濃縮冷卻結晶(5)32Fe(OH)3＋FeS2eq\o(=,\s\up7(高溫))11Fe3O4＋2SO2↑＋48H2O吸收SO2，防止污染(6)隨著硫酸濃度的增大，溶液中水的量減少，生成的硫酸鹽會結晶析出解析：某廢鐵鉻催化劑(含Fe3O4、Cr2O3、MgO、Al2O3及少量不溶性雜質)粉碎后用硫酸酸浸，Fe3O4、Cr2O3、MgO、Al2O3分別轉化為Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋、Cr3＋、Al3＋，向濾液中加入過量Fe粉調節pH，使Cr3＋、Al3＋轉化為Cr(OH)3、Al(OH)3存在于濾渣1中，將濾渣1放入pH＝11的強堿溶液中，Al(OH)3溶解，則濾渣3中存在Cr(OH)3，Fe3＋被Fe還原生成Fe2＋存在于濾液1中，向濾渣1中通入足量O2保持pH<1.5，將Fe2＋再氧化成Fe3＋，隨后調節pH使Fe3＋轉化為Fe(OH)3存在于濾渣2中，Fe(OH)3濾渣加FeS2焙燒再經過磁選得到Fe3O4，以此解答。(1)加入鐵粉后，調節pH使Cr3＋、Al3＋轉化為Cr(OH)3、Al(OH)3，而不能使Fe2＋沉淀，由表格數據可知，調節pH的范圍為6.8≤pH<7.6。(2)濾渣1中存在Cr(OH)3、Al(OH)3，調節pH＝11，其中Al(OH)3能夠和強堿反應，則由濾渣1得到濾液3發生反應的離子方程式為Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(3)由分析可知，濾渣3成分的化學式為Cr(OH)3，由已知ⅱ可知，回收鉻的過程中Cr(OH)3和NaOH反應生成NaCrO2。(4)由濾液2得到結晶水合物的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。(5)濾渣2中Fe(OH)3與FeS2混合后隔絕空氣焙燒生成Fe3O4，S元素化合價上升轉化為SO2，根據得失電子守恒和原子守恒配平方程式為：32Fe(OH)3＋FeS2eq\o(=,\s\up7(高溫))11Fe3O4＋2SO2↑＋48H2O；該過程加入少量CaO的目的是吸收SO2，防止污染。(6)酸浸過程中，硫酸的質量分數為50%，其原因是濃硫酸具有吸水性，隨著硫酸濃度的增大，溶液中水的量減少，生成的硫酸鹽會結晶析出。素養評估1.B解析：天然獨居石中，鈰(Ce)主要以CePO4形式存在，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質，焙燒濃硫酸和獨居石的混合物、水浸，CePO4轉化為Ce2(SO4)3和H3PO4，SiO2與硫酸不反應，Al2O3轉化為Al2(SO4)3，Fe2O3轉化為Fe2(SO4)3，CaF2轉化為CaSO4和HF，酸性廢氣含HF；后過濾，濾渣Ⅰ為SiO2和硫酸鈣、FePO4，濾液主要含H3PO4、Ce2(SO4)3、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，加氯化鐵溶液除磷，濾渣Ⅱ為FePO4；調pH、聚沉將鐵離子、鋁離子轉化為沉淀，過濾除去，濾渣Ⅲ主要為氫氧化鋁，還含氫氧化鐵；加碳酸氫銨沉鈰得Ce2(CO3)3·8H2O。可采用加熱、攪拌等措施提高“水浸”效率，A正確；由分析可知，加入絮凝劑的目的是將鐵離子、鋁離子轉化為沉淀，B錯誤；加碳酸氫銨沉鈰得Ce2(CO3)3·8H2O，Ce3＋沉淀，“沉鈰”后剩余溶液中大量存在的陽離子只有NHeq\o\al(＋,4)，C正確；用碳酸氫銨“沉鈰”，則結合原子守恒、電荷守恒可知生成Ce2(CO3)3·8H2O的離子方程式為2Ce3＋＋6HCOeq\o\al(－,3)＋5H2O=Ce2(CO3)3·8H2O↓＋3CO2↑，D正確。故選B。2.C解析：工業生產一般采用電解熔融MgCl2的方法制鎂，所得Mg通過“高溫還原”TiCl4、發生反應2Mg＋TiCl4