内容正文:
二轮专题 无机化工流程
一、真题再现
1、(2025湖南高考T12)工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下:
已知:①富集液中两种金属离子浓度相当。
②常温下,金属化合物的;
金属化合物
下列说法错误的是
A. 粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B. 试剂X可以是溶液
C. “沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D. “沉锰”时,发生反应的离子方程式为
2、(2025湖南高考T16)一种从深海多金属结核[主要含,有少量的]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液的工艺流程如下:
已知:①金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子。
②常温下,溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀:
开始沉淀的
1.9
3.3
4.7
6.9
7.4
8.1
完全沉淀的
3.2
4.6
6.7
8.9
9.4
10.1
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式为________________________________。
(2)“酸浸还原”时,“滤渣”的主要成分是______________________(写化学式);还原的化学方程式为_______________________________________________。
(3)“沉铁”时,转化为的离子方程式为____________________________________,加热至的主要原因是______________________________________________________________。
(4)“沉铝”时,未产生沉淀,该溶液中不超过_______。
(5)“第二次萃取”时,_______、_______(填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示,M表示金属元素)更稳定,这些配合物中氮原子的杂化类型为____________。
考点一 流程图中物质的转化与跟踪
1、滤渣、滤液中成分的确定
要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况:
a.反应过程中哪些物质(离子)消失了?
b.所加试剂是否过量或离子间发生化学反应,又产生了哪些新离子?要考虑这些离子间是否会发生反应。
2、滤渣成分的确定
①过量的反应物。②原料中不参与反应的物质。③由原料转化的生成物。④由杂质转化的沉淀物。
3、循环物质的确定
①从流程图上看:箭头回头。②从物质的转化上看:在流程中加入的物质,后续步骤中又会产生(在滤渣或滤液中寻找)。
4、副产品的判断
①从流程图上看:支线产品。②从制备的目的上判断:不是主产品
例1.镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学兴趣小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等),设计了如图回收镁的工艺流程:
(2)滤液3中可回收利用的物质主要是___________(写化学式),其阳离子的电子式为___________。
例2.以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图:
向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由______________(填化学式)
例3.轻质碳酸钙(CaCO3)是一种重要的化工产品,广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。一种以低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及Al2O3)为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循环工艺流程如图:
回答下列问题:
(1) 气体A为__________,滤渣的主要成分是___________________________。
例4.(24年湖南高考节选)16. 铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
(5)滤液4中溶质主要成分为_______(填化学式);
例5.(23年湖南高考节选)9. 处理某铜冶金污水(含)的部分流程如下:
判断正误:A. “沉渣Ⅰ”中含有和
例6.(2025·湖北·二模)镓在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。从棕刚玉烟尘中(主要成分为等)提取镓的工艺如下:
已知:镓和铝位于同一主族,性质相似。回答下列问题:
(1)为提高“焙烧”效率,可采取的措施是 (写出一条即可)。
(2)结合下图信息,为使“焙烧”和“浸出”后的浸出率最高,应选择的钠盐是 ,浸出方式选择 (“酸浸”或“碱浸”)。
(3)“过滤、洗涤”后的“浸出渣”主要成分是 (填化学式)。
(4)“萃取”过程主要存在如下平衡:,“萃余液”所含金属阳离子为 。
(5)萃取剂中含磷酸三丁酯(结构如下),该物质中采取杂化的几种原子,元素电负性由大到小的顺序为 。
(6)为了避免“电解”提取镓的过程中析出大量氢气,“反萃取剂”溶液应适当过量。写出提取镓的电极反应方程式: 。
考点二 情境下陌生方程式的书写
一、非氧化还原反应方程式的书写
运用“证据→推理→符号”思路书写新情境方程式的基本过程如下:“读”取题目中的有效信息(证据),写出主要反应物和生成物的化学式(推理+表征),再依据质量守恒、电荷守恒(基本规律),即可写出规范的方程式。
1.双水解原理
弱酸阴离子与弱碱阳离子可相互促进水解至完全。方程式的书写方法为:1.产物对应。2电荷守恒。3,原子守恒。
如:Al3+与HCO3—反应
第一步:产物对应 Al3+水解产物对应Al(OH)3,HCO3—水解产物对应CO2
Al3++ HCO3———Al(OH)3+ CO2
第二步:电荷守恒 无需“H+或OH-”来配平电荷,直接找离子的最小公倍数配平电荷
1 Al3++3 HCO3———Al(OH)3+ CO2
第三步:原子守恒 配平其他原子,根据情况看要不要配水。并补齐等号和气体沉淀符号等
Al3++3 HCO3—=Al(OH)3↓+ 3CO2↑
广义的水解观认为,无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果都是参与反应的物质和水分别离解成两部分,再重新组合成新的物质。
例1 写出亚硫酰氯(SOCl2)在潮湿的空气中产生白雾的化学方程式:_______________________。
练习:请分别写出BaO2、PCl3、Al4C3、CH3COCl的水解方程式
。
。
2.复分解原理
复分解反应发生的条件即为生成易挥发物、生成难溶物、生成弱电解质。写出关键产物,灵活运用电荷守恒和原子守恒即可。
例2 25 ℃,H2C2O4和HF两种酸的电离平衡常数如下:
H2C2O4
Ka1=5.36×10-2
Ka2=5.35×10-5
HF
Ka=6.31×10-4
则H2C2O4溶液和NaF溶液反应的离子方程式为____________________________________________
例3 沉钴工艺流程如图所示,请写出“沉钴”过程中的离子方程式: ____________________。
3、根据络合反应(配位反应)原理
(2024·广东·高考真题)节选镓()在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。
(2)“浸取”中,由形成的离子方程式为 。
4.根据对热稳定性的理解书写方程式(类比同类物质的性质)
例4 “煅烧”偏钒酸铵(NH4VO3)可得到工业制硫酸的催化剂五氧化二钒(V2O5),写出该反应的化学方程式:_____________________________________。
二、氧化还原反应方程式的书写
第一步:根据题干信息或流程图,判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。(产物对应,化合价有升又有降)若没有明显氧化剂就找空气中的氧气。在书写两剂两产时要考虑物质的状态是拆还是不拆。一般情况下钾盐、钠盐可拆,其他都要根据实际情境考虑。
第二步:按“氧化剂+还原剂―→氧化产物+还原产物”写出方程式,根据得失电子守恒对方程式进行配平。(标化合价得失电子,注意方程式左右两边变价元素守恒)
第三步:离子方程式先电荷守恒,将其他必须离子守恒后,一般用H+、OH-调平电荷;补充“H+或OH-”的技巧,总的原则是酸性溶液中不能出现OH-,碱性溶液中不能出现H+:电荷个数的确定:画数轴法,假如方程式左边有-2的电荷,右边有+8的电荷,根据数轴相差10个电荷,不是6个电荷。如果用H+平衡电荷,则在方程式左边加10个H+,即-2+10=8.如果用OH-平衡电荷,则在右边加10 OH-,即-2=+8-10。
第四步:原子守恒思想,配平未参与得失电子元素原子的守恒。一般根据氢原子数配水,再检查氧原子是否守恒。或者根据氧原子数配水,再检查氢原子数是否守恒。最后检查是否需要条件,将方程式等号补齐。
例5 含Cr2O72-的废水在酸性条件下能用Fe3O4处理得到含Cr3+的溶液,反应的离子方程式为____________________________________________。
练习
1.黄血盐[亚铁氰化钾,K4Fe(CN)6]目前广泛用作食品添加剂(抗结剂)。 一种制备黄血盐的工艺如图:
(1)步骤Ⅰ反应的化学方程式为______________________________________________________________。
(2)步骤Ⅳ过滤所得的废液中含量较多的溶质为_______(填化学式)。
(3)步骤Ⅴ的化学方程式为________________________________________。
2工业上利用氟碳铈矿(主要成分为CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如图。
请回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”的化学方程式为__________________________________________________。
(2)“酸浸”的离子方程式为______________________________________。
考点3 有关Ksp的计算以及pH范围的确定
1.水溶液中平衡常数之间的关系
(1)平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,升高温度,Ka、Kb、Kw、Kh均增大。
(2)Ka、Kh、Kw三者的关系式为Kh=;Kb、Kh、Kw三者的关系式为Kh=。
(3)二元酸的Ka1、Ka2与相应酸根离子的Kh1、Kh2的关系式为Ka1·Kh2=Kw,Ka2·Kh1=Kw。
(4)反应CdS(s)+2H+(aq)Cd2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数为K,则K=。
2.溶度积(Ksp)的常见计算类型
(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中 c(Ag+)= mol/L。
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1 mol/L的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10a mol/L。
(3)计算沉淀转化的平衡常数,如Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),平衡常数K===。
例1 甲烷重整可选氧化物NiO-Al2O3作为催化剂。工业上常用Ni(NO3)2、Al(NO3)3混合液加入氨水调节pH=12(常温),然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备。加入氨水调节pH=12时,计算c(Ni2+)。(已知:Ksp[Ni(OH)2]=5×10-16)_______________ _____________
例2 在1.0 mol ·L-1 Co2+溶液中,含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH,才能达到除去Fe3+杂质的目的?{已知:Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38}_______________
例3..三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O,其相对分子质量为990)简称“三盐”,不溶于水及有机溶剂。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品,也可用于人造革等软质制品。以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如图所示。
已知:Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13
(2)“滤液2”中可循环利用的溶质为________(填化学式)。若步骤④“沉铅”后的滤液中c(Pb2+)=1.82×10-5 mol·L-1,则此时c(SO42-)=________mol·L-1。
3.pH范围的确定
例4.铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如下:
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1)。
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.2
8.0
沉淀完全的pH
3.3
9.9
9.5
11.1
(2)完成操作Ⅰ所得溶液中阳离子有Co2+、Cd2+、H+及____________,滤渣Ⅱ成分为________(填化学式)。
(3)操作Ⅲ中先加入适量H2O2,发生反应的离子方程式为__________________________________;再加入ZnO控制反应液的pH,pH范围为____________________;
(4)常用沉淀转化法处理含Cd2+废水,写出碳酸钙处理Cd2+的离子方程式为______________________________________;若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,溶液中c(Cd2+)=__________mol·L-1。[已知25 ℃,Ksp(CdCO3)=5.6×10-12,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
考点4 物质的分离提纯
一、结晶方法的选择
1.结晶方式
(1)蒸发结晶——蒸发大部分溶剂,使晶体析出。适用于溶解度受温度影响不大的物质(如NaCl)。
(2)冷却结晶——将溶液加热浓缩至饱和,冷却热饱和溶液,使晶体析出。适用于溶解度受温度影响大的物质(如KNO3)。
(3)重结晶——晶体提纯的方法,将晶体重复溶解、制成热饱和溶液、冷却结晶、再过滤、洗涤的过程。
(4)改变溶剂结晶
①盐析法——(改变物质的溶解度或者密度)盐析法是指在溶液中加入大量无机盐,使某些物质的溶解度降低而析出,与其他成分分离的方法。如:肥皂的制备、蛋白质的分离和提纯等。
②醇析法——(改变溶剂的极性)醇析法是指在溶液中加入有机溶剂使晶体析出的方法。如:向硫酸铜溶液中滴加氨水,生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量极性较小的溶剂乙醇,析出极性较大的[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。
2.从溶液中得到无水物的方法(如MgCl2)
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。干燥时应在干燥的HCl气流中加热。
3.分离、提纯结晶操作
(1)从NaCl溶液(含少量KNO3杂质)中得到NaCl晶体:蒸发浓缩至有大量晶体析出,停止加热,趁热过滤(得到NaCl)。
(2)从KNO3溶液(含少量NaCl杂质)中得到KNO3晶体:蒸发浓缩,出现晶膜,停止加热,冷却结晶,过滤,洗涤。
(3)从KNO3溶液(含较多NaCl杂质)中得到KNO3晶体:蒸发结晶(杂质析出),趁热过滤,冷却结晶,过滤,重结晶。
二、沉淀与洗涤
1.洗涤剂的选择及洗涤目的
洗涤试剂
适用范围
目的
蒸馏水
冷水
产物不溶于水
除去固体表面吸附着的××杂质;可适当降低固体因为溶解而造成的损失
热水
有特殊的物质其溶解度随着温度升高而降低
除去固体表面吸附着的××杂质;可适当降低固体因为温度变化而造成溶解的损失
有机溶剂(酒精、丙酮等)
固体易溶于水,难溶于有机溶剂
减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥
该物质的饱和溶液
对纯度要求不高的产品
减少固体溶解
酸、碱溶液
产物不溶于酸、碱
除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解
2.检验离子是否已经沉淀完全的方法
规范解答:将反应混合液静置,取少量上层清液于试管中,继续滴加沉淀剂××,若不再产生沉淀,则××离子已经沉淀完全,若产生沉淀,则××离子未完全沉淀。
3.过滤时洗涤沉淀的方法
规范解答:向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次。
4.检验沉淀是否洗涤干净的方法
规范解答:以FeCl3溶液与NaOH溶液制得Fe(OH)3沉淀后过滤为例:取最后一次的洗涤液少许于试管中,加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则沉淀未洗涤干净,若无白色沉淀生成,则沉淀已经洗涤干净。
注意 要选择一种溶液中浓度较大的、比较容易检验的离子(以生成沉淀或者焰色实验为主)检验,不能检验沉淀本身具有的离子。
三、金属离子的萃取与反萃取
金属离子的萃取与反萃取是分离工艺流程中的一个重要环节,其过程可以达到使金属离子分离和富集的目的,具有简单、便于操作和周期短的特点。萃取与反萃取的原理如下:
(1)溶剂萃取简称萃取——利用溶质在两种不相溶的液体之间的溶解度或者分配差异,达到分离和富集的目的。经过反复多次萃取,可将大部分化合物提取出来。
(2)反萃取和洗脱——与萃取过程相反,用一定的酸、碱或盐溶液把金属离子从有机相中再次返回到水相中的过程。
例如:采用某萃取剂萃取水溶液中的Cu2+,萃取过程可以简单地用方程式表示如下:
2RH+Cu2+ R2Cu+2H+(RH代表萃取剂)
正反应为萃取过程。向反应体系中加稀硫酸,反应逆向移动,Cu2+被释放出来,萃取剂获得再生,可以重复使用,这个过程就是反萃取。
1.CuSO4·5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量,完成下列步骤:①__________,②加水溶解,③加氯化钡溶液,沉淀,④过滤(其余步骤省略)。在过滤前,需要检验是否沉淀完全,其方法是____________________________________________________________________________________。
2.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,在潮湿空气中易水解、氧化,且在氯离子浓度较大的体系中存在CuCl+Cl- [CuCl2]-。工业上用低品铜矿(主要含CuS、Cu2S、FeO等)制备CuCl的一种工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)写出反应Ⅱ中发生反应的离子方程式:_______________________________________________。
(2)在进行反应Ⅱ时,通入的SO2一般都要适当过量,目的是______________________________。
(3)水洗时,检验是否洗涤干净的方法是_________________________________________________。
(4)滤饼进行醇洗的目的是_____________________________。
3.硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·
FeSO4·6H2O(商品名为摩尔盐)。可由硫酸亚铁与硫酸铵反应制备,一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化,而形成摩尔盐后就比较稳定了。
实验室制取少量摩尔盐的流程如图:
回答下列问题:
(1)步骤1中Na2CO3的主要作用是____________________。
(2)步骤2中趁热过滤的目的是_______________________________
(3)步骤3中,加入(NH4)2SO4固体后,要得到摩尔盐晶体,需经过的实验操作包括:加热蒸发、___________、______、洗涤和干燥。
(4)步骤3中制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤的目的是________________________________。
4.CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如图:
已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀
1.8
7.0
7.2
3.4
8.1
完全沉淀
3.2
9.0
9.2
5.2
10.1
③CoCl2·6H2O的熔点为86 ℃,加热至110~120 ℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
(1)浸出液中加入NaClO3的作用是__________________________________________________。
(2)“加Na2CO3调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀成分为______________________________。
(3)“操作1”中包含3个基本实验操作,它们依次是__________________、_______________和过滤。制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压的原因是_____________________________________。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是____________________________________________________________________________________________;萃取剂使用的最佳pH范围是______(填字母)。
A.2.0~2.5
B.3.0~3.5
C.4.0~4.5
D.5.0~5.5
5.(2022·山东青岛一模)废镍催化剂主要含Ni,还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、SiO2。某研究性学习小组设计如图工艺流程回收镍,制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)。
该小组同学查阅资料知:
①镍的化学性质与铁相似,能与酸缓慢反应。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示:
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 mol·L-1)的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
(1)除“粉碎”外,请你再写出一条提高废镍催化剂酸浸效率的措施:_______________________。
(2)滤渣1的主要成分有__________________________。
(3)实验室中进行操作A所用的主要玻璃仪器有____________________________。
(4)“溶液”中加入H2O2的目的是______________________________________________________________
(用离子方程式表示)。有同学认为可用NaClO代替H2O2,你认为此方案是否可行?____(填“是”或“否”),理由是____________________________________________________________________。
(5)下列物质调溶液pH,最好选用_____________(填字母)。
a.氨水 b.稀H2SO4 c.NiCO3 d.Na2CO3
若调pH前c(Ni2+)=1.0 mol·L-1,Al3+和Fe3+浓度均为1.0 mol·L-1,则“调pH”需控制溶液pH的范围为____________。
(6)如图为NiSO4的溶解度随温度变化关系,据图分析操作B是____________________。
参考答案
1、 真题再现
1、 D
【分析】富集液中含有两种金属离子,其浓度相当,加入试剂X沉铬,由金属化合物的可知,CdCO3、MnCO3的接近,不易分离,则试剂X选择含的试剂,得到CdS滤饼,加入溶液沉锰,发生反应:,据此解答。
【详解】A.粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积,有利于提高金属元素的浸出率,A正确;
B.由分析可知,试剂X可以是溶液,B正确;
C.若先加入溶液进行“沉锰”,由题中信息以及数据可知,金属离子浓度相当,则也会沉淀,后续流程中无法分离Cd和Mn,所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换,C正确;
D.“沉锰”时,发生反应的离子方程式是:,D错误;
故选D。
2.(1)
(2)
(3) 防止形成胶体,防止其吸附其他金属阳离子,造成产率下降
(4)
(5) sp2
【分析】金属结核[主要含,有少量的]加入、进行酸浸还原,得到的滤渣含有,滤液中含有,通入空气,调解pH=3.2,沉铁得到滤渣,继续加入NaOH调节pH=5.2沉铝主要得到,加入萃取剂第一次萃取,分液得到的萃取液1,萃余液1中加入混合萃取剂进行第二次萃取,得到电池级镍钴锰混合溶液,萃余液2中电解得到金属锰,据此解答。
【详解】(1)原子的价电子是指和能级上的电子,所以基态原子的价电子排布式为;
(2)由分析可知,“酸浸还原”时,“滤渣”的主要成分是;将3价钴还原为2价钴,同时由于硫酸的作用得到,化学方程式为;
(3)“沉铁”时,转化为,铁元素化合价上升,则做氧化剂,离子反应为:;已知金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子,则加热至的主要原因是防止形成胶体,防止其吸附其他金属阳离子,造成产率下降;
(4)由表可知,,“沉铝”时,未产生沉淀,则;
(5)由流程可知,第二次萃取时,主要萃取,因此与混合萃取剂形成的配合物更稳定;六元杂环是平面结构,N原子提供单电子用于环内形成大π键,剩余1对孤对电子形成配位键,N的价层电子对数为3,是sp2杂化。
考点一
例1 (NH4)2SO4
【详解】上述过滤后滤液中阴离子主要是SO42-,加入NH3·H2O后在调节pH至12.5时Mg2+完全沉淀,溶质主要成分是(NH4)2SO4,故答案为(NH4)2 SO4;其阳离子的电子式为,
例2
【详解】向“过滤”得到的滤液中通入过量后,可以将转化为,反应的离子方程式为:,则铝元素存在的形式为。
例3 CO2 Fe(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)2
【详解】(1)低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及Al2O3)用盐酸溶解,CaCO3、MnCO3、Fe2O3及Al2O3分别与盐酸发生复分解反应,离子方程式为CaCO3+2H+=H2O+CO2↑+Ca2+,MnCO3+2H+=H2O+CO2↑+Mn2+,Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,所以气体A为CO2,向粗制的氯化钙溶液中通入氨气,除去Fe3+、Al3+、Mn2+,过滤得到滤渣的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)2。
例4 、NaCl
【详解】由分析可知滤液4中溶质主要成分为NaCl、Na2SO3;由不同温度下的溶解度可知,高于40℃后,的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,且易堵塞管道,难以实现连续生产,故答案为:;高于40℃后,的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,且易堵塞管道,难以实现连续生产。
例5 正确
【详解】.根据分析可知氢氧化铁当pH=1.9时开始沉淀,氢氧化铝当pH=3.5时开始沉淀,当pH=4时,则会生成氢氧化铝和氢氧化铁,即“沉渣I”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3,
例6 (1)将烟尘研磨成细小颗粒、适当升高温度
(2) 或碳酸钠 酸浸
(3)
(4)
(5)
(6)或
【分析】棕刚玉烟尘(主要成分为等)与钠盐焙烧,加入浸出剂浸出,过滤洗涤得到浸出渣,浸出液用TBP萃取剂萃取,分离出Ga,再经过反萃取,电解得到Ga单质。
【详解】(1)提高“焙烧”效率,可采取的措施有:将烟尘研磨成细小颗粒、适当升高温度;
(2)由图可知,Ga的浸出率最高时,应选择钠盐是碳酸钠,浸出方式为酸浸;
(3)酸性条件下,硅酸不溶于水,“过滤、洗涤”后的“浸出渣”主要成分是H2SiO3;
(4)“萃取”过程主要存在如下平衡:,Ga元素被提取,萃余液中的金属阳离子为K+、Na+、Al3+;
(5)
结构中,采取sp3杂化的原子有C、O、P,O的得电子能力最强,电负性最大,C的原子半径小于P,C的电负性大于P,电负性大小顺序为O >C>P;
(6)Ga的性质类似与Al,Ga(OH)3具有两性,在碱性条件下存在形式为[Ga(OH)4]-或,电解过程中得电子生成Ga单质,电极反应式为:或。
考点二 情境下陌生方程式的书写 参考答案
例1 SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
BaO2+2H2O=Ba(OH)2+H2O2 PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl
Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4 CH3COCl + H2O=CH3COOH+HCl;
例2 H2C2O4+F-===HF+HC2O
例3
例4NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O
例5 Cr2O+6Fe3O4+62H+===18Fe3++2Cr3++31H2O
练习1 (1)3Ca(OH)2 + FeSO4+ 6HCN===Ca2Fe(CN)6+CaSO4↓+6H2O
(2)CaCl2 (3) K2CaFe(CN)6+K2CO3===K4Fe(CN)6+CaCO3
2 4CeCO3F+O2+2Na2CO3 4CeO2
+4NaF+6CO2↑
O2+6H++H2O2===2Ce3++4H2O+O2↑
、考点3 有关Ksp的计算以及pH范围的确定 参考答案
例1pH=12,c(OH-)=0.01 mol·L-1,Ksp[Ni(OH)2] =5×10-16,c(Ni2+)= mol·L-1=5×10-12 mol·L-1
例2当Fe3+浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时可认为Fe3+已除尽,c(Fe3+)×c3(OH-)≥Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,c(OH-)≥ mol·L-1=2×10-11 mol·L-1,c(H+)≤5×10-4 mol·L-1,则pH≥3.3;当Co2+开始沉淀时,此时Q=c(Co2+)·c2(OH-)=Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15,c(OH-)= mol·L-1=1.0×10-7.5 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-6.5 mol·L-1,则pH=6.5,所以调节pH:3.3≤pH<6.5
例3 (1)PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)
+SO(aq)
(2)HNO3 1×10-3
例4 (2)Zn2+、Fe2+ Fe(OH)3
(3)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 3.3≤pH<7.2
(4)CaCO3(s)+Cd2+(aq)CdCO3(s)+Ca2+(aq)
2.0×10-4
考点4 物质的分离提纯 参考答案
1. 称量样品 静置,取上层清液于试管中,在上层清液中继续滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,证明已沉淀完全
2. 将Cu2+全部还原为CuCl,保护CuCl不被氧化 取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生沉淀,证明已洗涤干净,否则未洗涤干净
加速干燥,防止CuCl水解和氧化
3 .(1)洗去铁屑表面的油污
(2)防止FeSO4结晶,减小FeSO4的损失 (3)冷却结晶 过滤
减少摩尔盐的损失,加速水分挥发
4.(1)将Fe2+氧化为Fe3+
(2)Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)蒸发浓缩 冷却结晶 降低烘干温度,防止产品分解失去结晶水
(4)除去“滤液”中的Mn2+ B
5. (1)升高酸浸温度或适当增大硫酸浓度、搅拌等
(2)SiO2、Cu
(3)分液漏斗、烧杯
(4)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 否
ClO-能将Ni2+氧化(或NaClO容易产生氯气,造成污染等)
(5)c 4.7≤pH<6.2
(6)加热浓缩、降温结晶
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Co2++2HCO===CoCO3↓+CO2↑+H2O
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