專題49 物質(zhì)的分離與提純（滿分60分 時(shí)間30分鐘）姓名： 班級(jí)： 得分： 1鋇鹽生產(chǎn)過程中排出大量鋇泥主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等，某工廠本著資源利用和降低生產(chǎn)成本的目的。在生產(chǎn)BaCO3同時(shí)，充分利用鋇泥來制取Ba(NO3)2晶體及其它副產(chǎn)品，其部分工藝流程如下：已知： Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀時(shí)溶液的pH分別為3.2和9.7Ba(NO3)2在熱水中的溶解度大，在冷水中的溶解度小.Ksp(BaSO4)=1.110-10 Ksp(BaCO3)=5.110-9（1）該廠生產(chǎn)的BaCO3因含有少量BaSO4而不純，提純的方法是：將產(chǎn)品加入足量飽和的Na2CO3溶液中充分?jǐn)嚢琛⑦^濾、洗滌。用離子方程式說明該提純的原理 。（2）上述流程中Ba(FeO2)2與HNO3溶液反應(yīng)生成兩種鹽，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。（3）結(jié)合本廠生產(chǎn)實(shí)際，X試劑應(yīng)選下列中的 。ABaCl2 BBaCO3 CBa(NO3)2 DBa(OH)2（4）廢渣2為 。（5）操作III為 。（6）過濾III后的母液應(yīng)循環(huán)到容器 中(選填a、b、c) 。（7）稱取w克的晶體樣品溶于蒸餾水中加入足量的稀硫酸，反應(yīng)后經(jīng)一系列操作稱重所得沉淀質(zhì)量為m克，則該晶體的純度可表示為_?！敬鸢浮浚?）BaSO4（s）+CO32（aq）BaCO3（s）+SO42（aq） 【不寫（s）、（aq）不扣分，寫等號(hào)不扣分】 （2）Ba（FeO2）2+8HNO3Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O 【未配平不給分】（3）B（4）Fe（OH）3 （5）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 【濃縮、結(jié)晶即給分】（6）C（7）261m/（233w）100% 【不乘以100%也給分】考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備工藝流程的知識(shí)。【名師點(diǎn)睛】在物質(zhì)制備時(shí)，一般反應(yīng)是難溶物質(zhì)制備更難溶解的物質(zhì)，但是任何難溶性的物質(zhì)在溶液中都存在沉淀溶解平衡，只要加入其它物質(zhì)使溶液中微粒濃度冪之積大于其溶度積常數(shù)，就可以產(chǎn)生該沉淀，達(dá)到沉淀的轉(zhuǎn)化，控制反應(yīng)條件，改變?nèi)芤旱乃釅A性時(shí)加入的物質(zhì)要盡可能不引入新的雜質(zhì)離子，最好增加該溶液的成分，而且要與經(jīng)濟(jì)效益聯(lián)系起來，再物質(zhì)制備過程中可以循環(huán)利用的就要使物質(zhì)充分利用，既降低了物質(zhì)的制備成本，同時(shí)也減少了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，可謂一舉數(shù)得。2中國是世界煉鋅的發(fā)源地，宋應(yīng)星著于明崇禎十年(1637年)的天工開物一書則是最早記述煉鋅技術(shù)的典籍?；卮鹣铝袉栴}：.天工開物中有關(guān)于“升煉倭鉛” 的記載：“爐甘石(碳酸鋅)十斤，裝載入一泥罐內(nèi)，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅，冷淀，毀罐取出，即倭鉛(金屬鋅)也?！保?）該煉鋅工藝過程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 . 目前，工業(yè)上主要采用 “濕法煉鋅”。以閃鋅礦(主要成分為 ZnS ，含有FeS等雜質(zhì))為原料冶煉鋅的工藝流程如下圖所示。（2）閃鋅礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進(jìn)行，所產(chǎn)生焙砂的成分的化學(xué)式為 。 （3）焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸的名稱是 。工業(yè)上常采用“針鐵礦法”凈化浸出液，在80100，F(xiàn)e3+濃度低于1g/L，調(diào)節(jié)浸出液的pH在35之間，溶液中的鐵可以呈針鐵礦(FeOOH)的形式析出。（4）浸出液的Fe3+濃度較高，應(yīng)先加入SO2或ZnS將 ，再以ZnO調(diào)節(jié)酸度，在空氣緩慢氧化得 Fe3+，最后Fe3+ 轉(zhuǎn)化成針鐵礦沉淀。Fe2+沉淀過程的總離子方程式為 。（5）電解沉積鋅是以Pb-Ag合金惰性電極作陽極、純鋁板作陰極，通以直流電，在 上析出金屬鋅，電解過程的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ?！敬鸢浮浚?）ZnCO3+2CZn+3CO（2）ZnO Fe2O3（3）硫酸（4）其中的 Fe3+還原為Fe2+，4Fe2+ + O2 + 4ZnO + 2H2O = 4FeOOH + 4Zn2+ （5）陰，2ZnSO4 + 2H2O 2Zn + 2H2SO4 + O2【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)分離和提純、物質(zhì)制備的工藝流程【名師點(diǎn)晴】本題為工藝流程題，通過鋅的煉制考查了化學(xué)方程式、離子方程式的書寫，明確工藝流程及各種物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵。硫化鋅精礦的焙燒可生成ZnO、氧化鐵等，含塵煙氣含有含硫氧化物，可用于制備硫酸，浸出液加入硫酸可生成硫酸鋅、硫酸鐵，加入過量鋅充分反應(yīng)，可置換出鐵，濾液中主要含有硫酸鋅，經(jīng)電解可得到鋅和硫酸，電解液中含有硫酸，可循環(huán)利用。3鈷（Co）及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用為從某工業(yè)廢料中回收鈷，某學(xué)生設(shè)計(jì)流程如圖（廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì)）已知：物質(zhì)溶解性：LiF難溶于水，Li2CO3微溶于水；部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見表Fe3+Co2+Co3+Al3+pH（開始沉淀）1.97.150.233.4pH（完全沉淀）3.29.151.094.7請(qǐng)回答：（1）寫出步驟中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式： （2）步驟中 Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，應(yīng)使溶液的pH不超過 ；廢渣中的主要成分除了LiF外，還有 （3）NaF 與溶液中的Li+形成LiF沉淀，此反應(yīng)對(duì)步驟所起的作用是 （4）在空氣中加熱5.49g草酸鈷晶體（CoC2O42H2O）樣品，受熱過程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì)，其質(zhì)量如表已知：M（CoC2O42H2O）=183g/mol溫度范圍/固體質(zhì)量/g1502104.412903202.418909202.25經(jīng)測(cè)定，210290過程中產(chǎn)生的氣體只有CO2，此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 溫度高于890時(shí)，固體產(chǎn)物發(fā)生分解反應(yīng)，固體產(chǎn)物為 【答案】（1）Co2O3+6H+2Cl=2Co2+Cl2+3H2O；（3分）（2）7.15；（3分）Fe（OH）3；（3分）（3）降低溶液中Li+濃度，避免步驟中產(chǎn)生Li2CO3沉淀；（6分）（4）3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2；CoO（3分）【考點(diǎn)定位】考查流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用?！久麕燑c(diǎn)睛】本題考查流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，主要涉及固體受熱過程中質(zhì)量變化計(jì)算及化學(xué)方程式書寫。廢料中加入氫氧化鈉溶液堿浸，得到鈷渣，加入鹽酸溶解后發(fā)生氧化還原反應(yīng)，氧化鈷氧化氯離子為氯氣，過濾得到酸溶的溶液加入碳酸鈉溶液和NaF溶液凈化，除去鋰離子和鐵離子，在濾液中加入碳酸鈉溶液沉淀鈷離子為碳酸鈷沉淀，加入鹽酸和草酸銨溶液得到草酸鈷晶體，高溫分解得到氧化鈷，據(jù)此解答。4【無機(jī)工業(yè)流程】實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液（除H2O外，含有CCl4 、I2、I 等）中回收碘，其實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液，將廢液中的I2還原為I，其離子方程為 ；該操作將I2還原為I 的目的是 。（2）操作X的名稱為_。（3）氧化時(shí)，在三頸燒瓶中將含I的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl2，在40 左右反應(yīng)(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)。實(shí)驗(yàn)控制在較低溫度下進(jìn)行的原因是 ；錐形瓶里盛放的溶液為 。（4）已知：5SO2IO2H=I25SOH2O，某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I、IO 中的一種或兩種。請(qǐng)補(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘廢水中是否含有I、IO的實(shí)驗(yàn)方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液直到水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出有碘單質(zhì)存在；_實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液?！敬鸢浮浚?）SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+,使四氯化碳中碘進(jìn)入水層（2）分液（3）使氯氣在溶液中有較大的溶解度 氫氧化鈉溶液（4）從水層取少量的溶液，加入12mL淀粉溶液，加熱鹽酸酸化，滴加氯化鐵溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有碘離子；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有碘離子。另從水層取少量溶液，加入12mL淀粉溶液，加熱鹽酸酸化，滴加亞硫酸鈉溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有碘酸根離子，否則不含有。考點(diǎn)：考查工業(yè)流程推斷。