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微专题27 化学工艺流程题-----物质的分离与提纯
1.(2023·山东·统考高考真题)盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下:
分离与提纯
已知:常温下,。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)含硼固体中的在水中存在平衡:(常温下,);与溶液反应可制备硼砂。常温下,在硼砂溶液中,水解生成等物质的量浓度的和,该水解反应的离子方程式为 ,该溶液 。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是 (填化学式);精制Ⅰ后溶液中的浓度为,则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ,除无法回收外,还将增加 的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是 ;进行操作时应选择的试剂是 ,若不进行该操作而直接浓缩,将导致 。
一、化工流程答题基本思路
二、一个完整的无机化工生产流程一般具有下列过程:
原料
对原料的预处理
核心化学反应
产品的提纯和分离
目标产物
三、分离提纯的方法:
1.过滤:一贴二低三靠四洗; 四洗--为什么要洗--用什么洗----怎么洗涤----洗干净没?
①为什么洗:去除晶体表面的杂质;把目标产物尽可能洗出来,提升产率;
②用什么洗:蒸馏水、冷水、有机溶剂(醇、酮、醚)等;如酒精洗硫酸亚铁铵晶体可降低晶体因溶解造成损失,可以出去表面的水,酒精易挥发,易干燥。
③怎么洗涤:沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水(其他溶剂)至浸没沉淀,待其自然流下后,重复2~3次。
④洗干净没:(离子检验)取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加某某试剂(其他操作),产生什么现象?则是否洗干净。
2.减压过滤(吸滤、抽滤):减压过滤装置由真空泵、布氏漏斗、吸滤瓶组成。
3.结晶(重结晶):溶液单一溶质时,所得晶体不带结晶水,如氯化钠溶液结晶过程为----蒸发结晶;所得晶体带有结晶水,如硫酸铜溶液得到CuSO45H2O晶体过程为:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。
溶液为两种以上溶质时,要得到溶解度受温度影响小得溶质----蒸发结晶,趁热过滤,如除去NaCl中少量的KCl;要得到溶解度受温度影响大得溶质----蒸发浓缩,冷却结晶,过滤, 如除KCl去中少量的NaCl。
4.晶体干燥:自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、烘干(热稳定性较好)。
5.萃取(分液):当向混合物加入有机试剂(苯、四氯化碳等)后分离的,且题目信息有涉及溶解度不同时考虑萃取。常见液—液萃取(如用苯或CCl4萃取水中的溴),固--液萃取(如用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量)。一般萃取分液后的混合溶液采取蒸馏的方式分离。海带中提取碘(灼烧---溶解---过滤—氧化---萃取—蒸馏)。
6.蒸馏(分馏):题目信息有涉及沸点不同时,考虑蒸馏,常见混合液体或液-固体系.
1.(2021·浙江·高考真题)某兴趣小组用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7晶体,流程如下:
已知:4Fe (CrO2)2 + 10Na2CO3+7O28Na2CrO4 +4NaFeO2+10CO2分离与提纯
2H++2CrOCr2O+H2O
相关物质的溶解度随温度变化如下图。
请回答:
(1)步骤I,将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率,其理由是______。
(2)下列说法正确的是______。
A.步骤II,低温可提高浸取率
B.步骤II,过滤可除去NaFeO2水解产生的Fe(OH)3
C.步骤III,酸化的目的主要是使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7
D.步骤IV,所得滤渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3
(3)步骤V,重结晶前,为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品,从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:溶解KCl →______→______→______→______→重结晶。
a.50℃蒸发溶剂;
b.100℃ 蒸发溶剂;
c.抽滤;
d.冷却至室温;
e.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热;
f.蒸发至溶液中出现大量晶体,停止加热。
(4)为了测定K2Cr2O7产品的纯度,可采用氧化还原滴定法。
①下列关于滴定分析的操作,不正确的是______。
A.用量筒量取25.00mL待测液转移至锥形瓶
B.滴定时要适当控制滴定速度
C.滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
D.读数时应将滴定管从架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直
E.平行滴定时,须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
②在接近终点时,使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,______继续摇动锥形瓶,观察颜色变化。(请在横线上补