内容正文:
赢在微点 考前顶层设计 化学
第一部分
关键题型攻略
主观题突破(七)
专题九 化工流程题
化工流程题的综合分析
热点题空考法
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热点题空3 物质的转化与分离阶段加入试剂的判断
1.判断加入的试剂及分析试剂作用的基本思路
(1)看反应目的:分析加入试剂后化学反应实现的目的。
(2)看试剂性质:分析加入试剂本身的性质(物质类别、所含元素的化合价、周期表中的位置等)。
(3)看反应产物:分析反应前后的物质组成的变化。
(4)看可能信息:综合利用流程信息和题中设问提供的信息。
核心整合——抓关键
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2.物质转化与分离阶段常用试剂
(1)氧化剂:KMnO4、H2O2、空气(O2)、Cl2(次氯酸盐、ClO2)、Fe3+、MnO2、NaClO3(KClO3)。
(2)还原剂:SO2或Na2SO3、I-、Fe2+、金属单质、HCl、NaClO2。
(3)酸:HCl、H2C2O4、H2SO4、HNO3。
(4)碱:NH3·H2O、NaOH(KOH)。
(5)盐:KCl、NH4NO3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO3、(NH4)2SO4、(NH4)2C2O4、NaNO3、Na2CO3(碱熔或水溶液)。
(6)调pH的试剂:酸、碱、盐、氧化物。
(7)硫化剂:Na2S、ZnS、FeS、MnS。
(8)氟化剂:MnF2、NaF。
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1.(2025·江苏卷)ZnS可用于制备光学材料和回收砷。由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的过程如下:
真题对练——品考向
已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CdS)=8.0×10-27, Ka1(H2S)=1.0×10-7 , Ka2(H2S)=1.2×10-13。当离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为离子沉淀完全。
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(1)酸浸时通入O2可提高Zn2+浸出率的原因是_____________________ _________________________________________________________。
(2)通入H2S除镉。通过计算判断当溶液pH=0、c(H2S)=0.01 mol·L-1时,Cd2+是否沉淀完全。
___________________________________________________________ (写出计算过程)。
氧化S2-生成S,促进酸浸反应正向进行;将FeS转化为Fe2(SO4)3,促使ZnS氧化成ZnSO4
溶液中c(H+)=1 mol·L-1,Ka1(H2S)·Ka2(H2S) ==1.0×10-7×1.2×10-13=1.2×10-20,c(H2S)=0.01 mol·L-1, c(S2-)=1.2×10-22 mol·L-1,Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=8.0×10-27,c(Cd2+)≈6.67×10-5 mol·L-1>1.0×10-5 mol·L-1,故Cd2+未沉淀完全
(3)沉锌前调节溶液的pH至4~5,加入的氧化物为______(填化学式)。
ZnO
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解析
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2.(2023·广东卷)Ni、Co均 是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Al3+、Mg2+)中,利用氨浸工艺可提取Ni、 Co,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:
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已知:氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下, Ni2+、Co2+、Co3+与NH3形成可溶于水的配离子;lg Kb(NH3·H2O)=
-4.7;Co(OH)2易被空气氧化为Co(OH)3。
(1)常温下,pH=9.9的氨性溶液中,c(NH3·H2O)_____(填“>”“<”或“=”)c(N)。
>
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(2)“氨浸”时,由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2+的离子方程式为
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)“析晶”过程中通入的酸性气体A为_________。
2Co(OH)3+12NH3·H2O+S===2[Co(NH3)6]2++S+13H2O+
4OH-(或2Co(OH)3+8NH3·H2O+4N+S===2[Co(NH3)6]2++ S+13H2O)
HCl
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(1)常温下,pH=9.9的氨性溶液中,lg Kb(NH3·H2O)=-4.7,Kb(NH3·H2O)=10-4.7====
10-0.6<1,则c(NH3·H2O)>c(N)。(3)“析晶”过程中为了防止Ni2+水解,因此通入的酸性气体A为HCl。
解析
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3.废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰,制备正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3)。
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“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是__________(填化学式)。
NaOH
“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,从产物分析,应引入含有钠离子的碱性物质,故加入的化合物X是氢氧化钠,化学式为NaOH。
解析
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本部分内容讲解结束
(1)未通入O2酸浸时发生反应ZnS+H2SO4ZnSO4+H2S↑,酸浸通入O2时ZnS发生反应:ZnS+H2SO4+O2===ZnSO4+H2O+S,通入O2可以氧化H2S生成S,促进酸浸反应正向进行;酸浸通入O2时FeS发生反应:2FeS+3H2SO4+O2===Fe2(SO4)3+3H2O+2S,生成的Fe2(SO4)3可以氧化ZnS:ZnS+Fe2(SO4)3===ZnSO4+S+2FeSO4,促使ZnS转化为ZnSO4,从而提高Zn2+的浸出率。(3)沉锌过程中不能引入杂质,故可加入氧化锌调节溶液的pH。
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