定点5-分离提纯及其操作-2021年高考化学二轮工艺流程题定点剖析

二轮复习工艺流程专项 专题5－分离提纯及其操作 一．常见的产品分离提纯的方法及其应用 1．过滤 固液分离的一种方法，主要有常压过滤，减压过滤，热过滤三种。 （1）常压过滤：通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除，但值得注意的是需要分析对产品的需求及生产目的的综合考虑，准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分，准确判断是留下滤液还是滤渣。 【习题】三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料(以镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。 操作1的名称为__________。 【习题】精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯纤维的重要化工原料。生产过程产生的氧化残渣主要含有苯甲酸、对苯二甲酸、钴锰催化剂等。采用以下工艺流程可实现PTA残渣中有效成分苯甲酸和Co2+、Mn2+的回收与纯化，达到废物再利用的目的。 （1）操作I的方法是______；实验室进行操作Ⅱ主要用的玻璃仪器有_________。 （2）减压过滤，抽滤 抽滤和减压过滤是指一种操作，其原理与普通的常压过滤相同。相比普通过滤，抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤，有时候还可以过滤掉气体，并能达到快速干燥产品的作用。 【习题】工业上利用氯碱工业中的固体废物盐泥（主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，除此之外还有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等。）与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁，产率高，既处理了三废，又有经济效益。其工艺流程如下： （3）本工艺流程多次用到抽滤操作，其优点在于____________，四次抽滤时：抽滤①所得滤渣A的成分为____________、CaSO4；抽滤②所得滤渣B的成分为MnO2、____________、____________；抽滤③所得滤液C中主要杂质阳离子的检验方法是____________；抽滤④将产品抽干。 （4）依据溶解度曲线，操作M应采取的方法是适当浓缩，____________。 （3）热过滤 某些物质在溶液温度降低时，易成结晶析出，为了濾除这类溶液中所含的其他溶性杂质，通常使用热漏斗进行过，防止溶质结晶析出。过时，把玻璃漏斗放在铜质的热遽漏斗内，热遽漏斗内装有热水以维持溶液的温度。 【习题】硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO(占40%)，还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质．以硼镁泥为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业．从硼镁泥中提取MgSO4•7H2O的流程如图： 已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表： 温度(℃) 40 50 60 70 MgSO4 30．9 33．4 35．6 36．9 CaSO4 0．210 0．207 0．201 0．193 “除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，简要说明除钙的操作步骤______________________、______________________。 2．萃取 （1）萃取是一种分离、纯化物质的方法。通常分为液液萃取与固液萃取两种方式。 液液萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂（萃取剂）把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来的过程。 固液萃取则是利用固态吸附剂，将液相中之某些溶质吸附于其上，达成分离或纯化之效果。 （2）萃取与反萃取 在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，往往需要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取，可看作是萃取的逆过程。 【习题】实验室用含钴废料(主要成分为Co，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体( CoC2O4• 2H2O)的流程如图。已知：①草酸钴晶体难溶于水②RH为机有物(难电离)。回答下列问题： （4）加入有机萃取剂的目的是_______________________________________。 （5）“反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2 的有机层中加入硫酸溶液，可重新得到RH，写出该步骤反应的离子方程式_____________________。 【习题】粘土帆矿(含V2O5、Fe2O3、Al2O3、SiO2等不溶性成分)制备V2O5的工艺流程如下： 已知： ①硫酸氧钒[(VO)SO4]高温易分解生成VO2和SO3 ②萃取剂对相关离子的萃取能力如下表： 微粒 VO2+ VO Fe3+ Fe2+ 萃取能力 强(随pH增大而增强)