1.6 大题突破(二) 化学工艺流程题 热点题空2 化工生产中物质转化条件的优化与物质的分离、提纯（Word教参）-【正禾一本通】2026年高考化学二轮专题复习高效讲义（单选版）

该高中化学高考复习讲义聚焦化工生产中物质分离提纯与转化条件优化核心考点，按除杂方法（沉淀、萃取等）到目标产物提纯的逻辑架构知识，通过核心知识梳理、方法指导（如pH调节范围计算）、真题精研与模拟预测训练，帮助学生系统掌握考点，突破难点。 资料以科学思维和科学探究与实践为导向，如结合2025河南高考酸溶除杂案例分析反应条件，通过萃取剂选择实验设计培养探究能力，设置分层练习保障复习效果，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

热点题空2　化工生产中物质转化条件的优化与物质的分离、提纯　►对应学生用书P95 　　　　　　　核心知识 　　　　　　　　　　　　　　 1．除杂方法 (1)形成氢氧化物沉淀 ①在酸性条件下，常将Fe2+氧化为Fe3+，便于在后续步骤中转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 在酸性条件下，当氧化剂为H2O2时，发生反应的离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O(注意：温度不能太高，防止H2O2分解)；当用二氧化锰作氧化剂，发生反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2+＋4H＋===Mn2+＋2Fe3+＋2H2O。 ②通过调节pH使Fe3+、Al3+形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。计算完全沉淀时的c(OH－)，控制溶液pH在一定范围(在酸性条件下)，将金属杂质离子Al3+、Fe3+除去。 [示例1]从工厂采集废液(含FeSO4和少量ZnSO4、MgSO4)，进行四氧化三铁的制备实验。制备流程如图所示。 ①操作a、b的名称为过滤。 ②除去Mn2+溶液中含有的Fe2+。已知Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mn(OH)2开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示： 物质 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe(OH)3 2.7 3.7 Fe(OH)2 7.6 9.6 Mn(OH)2 8.3 9.8 若Fe2+沉淀完全，则大部分Mn2+与Fe2+共同沉淀，无法有效分离；若先将Fe2+氧化为Fe3+，可使Fe3+沉淀完全而Mn2+不沉淀。故先把Fe2+氧化为Fe3+，再调溶液pH范围为3.7≤pH＜8.3，使Fe3+沉淀完全而Mn2+不沉淀。 (2)调节溶液pH常用试剂 ①酸性物质：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸(注意氧化性)、酸性气体(二氧化硫)等； 碱性物质：氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢铵、金属氧化物等。 ②缓冲溶液：醋酸与醋酸钠(酸性)、氨水与氯化铵(碱性)。 (3)形成氟化物、硫化物、碳酸盐沉淀。 ①加入NaF或NH4F可以使Ca2+、Mg2+形成CaF2、MgF2沉淀而除去(注意：溶液的酸性不能太强，否则会降低F－的浓度)。 ②加入Na2S可以使Cu2+、Zn2+、Fe2+、Hg2+，分别形成CuS、ZnS、FeS、HgS沉淀。也可以用一些Ksp较大的硫化物(如FeS、MnS等)通过沉淀转化使某些金属离子转化为更难溶的硫化物。 ③加入Na2CO3或NH4HCO3可以使Mg2+和Fe2+形成MgCO3、FeCO3沉淀而除去。 常见的转化为碳酸盐沉淀的类型如下： 类型 离子方程式 用Na2CO3沉淀Zn2+ Zn2+＋CO===ZnCO3↓ 用NH4HCO3沉淀Co2+ Co2+＋2HCO===CoCO3↓＋H2O＋CO2↑ 用NH4HCO3­氨水沉淀Mn2+ Mn2+＋HCO＋ NH3·H2O===MnCO3↓＋ NH＋H2O 用NH3(先)＋CO2(后)沉淀Ca2+ Ca2+＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋2NH [注意]①M2+＋2HCO===MCO3↓＋H2O＋CO2↑(M2+＝Fe2+、Mn2+、Co2+、Ni2+)； ②Cu2+、Zn2+等与HCO生成碱式碳酸盐沉淀，如6HCO＋3Zn2+===ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓＋5CO2↑。 (4)用单质进行置换，如可用Zn置换Cu2+。 (5)萃取与反萃取 ①如果萃取剂与杂质离子反应，那么萃取后有机相就应弃去。因为萃取剂是有机酸，所以萃取时加碱有利于萃取平衡正向移动。 ②如果萃取剂与目标产物的离子反应，那么萃取后有机相就要加酸进行反萃取。 ③萃取剂的选择 [示例2]已知萃取剂A、B中pH对Co2+、Mn2+萃取率的影响如图所示。 为了除去Mn2+，应选择萃取剂B (填“A”或“B”)。 [示例3]萃取剂对Al3+、Co2+萃取率与pH的关系如图所示。 萃取分离钴、铝的实验操作： 向萃取分液后的有机相中加稀硫酸调pH＝3～4，分液可得CoSO4溶液，继续向萃取分液后的有机相中加稀硫酸调pH至0.5以下(或1以下)，然后分液，可得Al2(SO4)3溶液。 ④提高萃取效率的方法：可以采取“萃取剂总量一定，多次少量”的方法加入萃取剂。 2．目标产物的生成与提纯 (1)核心反应：提纯后，加入有关试剂，控制反应条件，生成目标产物。 (2)物质分离 [注意]溶解度曲线与结晶、过滤 ①从溶液中得到晶体的过程：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤、干燥。 ②需要加热得到的晶体(或物质)：蒸发结晶、趁热过滤。 需要冷却得到的晶体(或物质)：蒸发浓缩、冷却结晶。 [示例4]制备MnSO4·H2O晶体。已知溶解度曲线如图所示，MnSO4·H2O晶体在曲线拐点右侧。 操作方法：滴加稀硫酸酸化，温度高于(填“高于”或“低于”)40 ℃，蒸发结晶、趁热过滤，酒精洗涤，低温干燥。 [示例5]由图1和图2，确定以下物质的制备方法。 ①制备KNO3：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 ②制备KCl：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥。 ③制备无水Na2SO3：在高于(填“高于”或“低于”)34 ℃条件下，蒸发结晶，趁热过滤、洗涤、干燥。 　　　　　　　真题精研 1.(2025·河南高考节选)一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为Fe、Rh(铑)、Pt，含有少量SiO2]中尽可能回收铑的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸溶1”的目的是________________________________________________。 (2)已知“酸溶2”中Rh转化为H3[RhCl6]，则生成该物质的化学方程式为_____________________________________________________________； “滤渣”的主要成分是________(填化学式)。 (3)“沉铑”中得到的沉淀经“灼烧”后分解成铑单质，但夹杂少量Rh2O3和RhCl3，则“高温还原”中发生反应的化学方程式为________________________ ________________________________________________________________。 (4)“酸溶3”的目的是________________________________________________ __________________________________________________________。 解析： 答案：(1)除Fe　(2)Rh＋6HCl＋3HNO3===H3[RhCl6]＋3NO2↑＋3H2O　SiO2　(3)Rh2O3＋3H22Rh＋3H2O、2RhCl3＋3H22Rh＋6HCl　(4)将Rh与Zn、Sn分离 2．(2024·湖北高考节选)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为： 已知：Be2+＋4HA⥫⥬BeA2(HA)2＋2H＋。 回答下列问题： (1)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是________ ___________________________________________________。 (2)“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式________________________ ____________________________________________________________。 “滤液2”可以进入________________________________________________ ____________________________________________________________________ 步骤再利用。 解析：(1)将熔融态物质快速冷却可转化为非晶态，即玻璃态。(2)由已知信息可知，“萃取分液”时Be2+转化为BeA2(HA)2进入煤油中，水相1为含有Al3+、H＋的水溶液，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，无明显现象。 答案：(1)快速冷却　(2)无明显现象 (3)BeA2(HA)2＋6NaOH===Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O　反萃取分液 　　　　　　　模拟预测 1.(2025·江苏泰州模拟)硫酸羟胺[(NH3OH)2SO4]是一种重要的化工原料，受热易分解；呈白色粉末状，易溶于水，其溶液的pH值在4左右。一种利用氨法烟气脱硫中生成的亚硫酸氢铵制备环己酮肟的过程如下： 已知：①环己酮(O，可溶于水，易溶于有机溶剂)和羟胺(NH2OH)反应生成环己酮肟(NOH)称为肟化反应。 ②环己酮肟能溶于水，难溶于SO4浓溶液，熔点88 ℃；60 ℃时酸性条件下水解生成羟胺盐和环己酮。 (1)“反应”中生成(NH3OH)2SO4，若n(SO2)∶n(NH4HSO3)＝1∶1，写出该反应的离子方程式：______________________。 (2)浓缩的目的有：________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)“分离”的操作名称为：____________，得到的Y是____________。 (4)写出环己酮肟在硫酸溶液中水解的化学方程式：__________________________________________。补充完整用环己酮肟制取硫酸羟胺的实验方案：在三颈烧瓶中分别加入一定量环己酮肟和少量的蒸馏水，______________________________________________________________，冷却结晶，过滤洗涤，即可得到硫酸羟胺粗品。(实验中需要使用的试剂、仪器：2 mol·L-1 H2SO4溶液、Ba(OH)2溶液、甲苯、pH计、减压蒸发仪) 解析：反应中SO2与NH4NO2、NH4HSO3反应生成(NH3OH)2SO4，结合已知环己酮和羟胺反应生成环己酮肟，可以推知X为NH3，中和NH3OH＋，使其转化为NH2OH，NH2OH与环己酮反应生成环己酮肟，环己酮肟能溶于水，难溶于(NH4)2SO4浓溶液，用过滤方法分离出环己酮肟。 答案：(1)SO2＋HSO＋NO＋2H2O===2SO＋NH3OH＋＋H＋ (2)增大后续肟化反应的速率；减少环己酮肟在后续稀硫酸铵溶液中的溶解损失 (3)过滤　(NH4)2SO4浓溶液 (4)2NOH＋H2SO4＋2H2O(NH3OH)2SO4＋2O　加2 mol·L-1H2SO4溶液，控制温度60 ℃，充分反应，用甲苯萃取反应液，萃取相经气相色谱分析环己酮肟的转化率较高后，萃余水相转移至烧杯中，加Ba(OH)2溶液，同时用pH计测量萃余水相的pH，直至约为4后，过滤，用蒸馏水洗涤，将洗涤液与滤液合并，减压蒸发 2．(2025·山东青岛模拟节选)废定影液的主要成分为Na3[Ag(S2O3)2]，用废定影液为原料制备AgNO3的实验流程如图： 已知：①硫代硫酸根离子(S2O)可看作是SO中的一个O原子被S原子取代的产物。 ②常温下，Ksp(Ag2S)＝1×10-50，Ag＋(aq)＋2S2O(aq)⥫⥬[Ag(S2O3)2]3-(aq) K1＝1×1013。 (1)已知：2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑，2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑。AgNO3粗产品中常含有Cu(NO3)2，请设计由AgNO3粗产品获取纯净AgNO3的实验方案：________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________， 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到纯净的AgNO3。(实验中须使用的试剂：稀硝酸、NaOH溶液、蒸馏水) (2)蒸发浓缩AgNO3溶液的装置如下图所示。使用真空泵的目的是________ __________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)将AgNO3粗产品加热并维持温度在200 ℃至恒重，同时用足量NaOH溶液吸收产生的气体；待固体冷却后加入蒸馏水，充分溶解、过滤、洗涤，并将洗涤液与滤液合并，再加入适量稀HNO3 (2)防止AgNO3分解；减小压强，利于水分在较低温度下蒸发 学科网（北京）股份有限公司 $