第17講化學工藝流程最新考綱考向分析1.建立分析解決材料、環(huán)境、健康、能源等領(lǐng)域關(guān)于物質(zhì)的制備和應(yīng)用等實際問題和思路方法。2認識物質(zhì)性質(zhì)、設(shè)計物質(zhì)轉(zhuǎn)化的核心角度，形成認識途徑，并將其應(yīng)用于解決真實問題，進而形成解決問題的思路和方法。3認識物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在自然資源利用和環(huán)境保護中的重要價值。1.以化工流程為載體，?？疾椋?1)實驗操作目的分析。(2)實驗操作規(guī)范判斷。2以物質(zhì)制備和提純?yōu)榍榫?，考查?1)陌生物質(zhì)化合價的判斷及電子式的書寫。(2)反應(yīng)方程式或離子方程式的書寫。(3)流程中試劑的選擇，中間產(chǎn)物的種類及離子判斷。(4)實驗操作規(guī)范語言的表述。(5)實驗操作試劑的選取。(6)流程的中間環(huán)節(jié)物質(zhì)種類及離子判斷。(7)樣品中質(zhì)量分數(shù)及產(chǎn)物產(chǎn)率的計算?？键c一物質(zhì)制備型Z (課前)1(2017全國27)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下：回答下列問題：(1)“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為_100、2190、5h_。(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCl形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式 FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl2H2O。(3)TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實驗結(jié)果如下表所示：溫度/3035404550TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率/%9295979388分析40 時TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因_低于40，TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降_。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為4，其中過氧鍵的數(shù)目為_4_。(5)若“濾液”中c(Mg2)0.02 molL1，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0105 molL1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ Fe3恰好沉淀完全時，c(PO)molL11.31017 molL1，c3(Mg2) c2(PO)值為0.013(1.31017)21.71040<KspMg3(PO4)3，因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.31022、1.01024。(6)寫出“高溫煅燒”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式 2FePO4Li2CO3H2C2O42LiFePO43CO2H2O。解析(1)從圖象直接可以看出，鐵的浸出率為70%時對應(yīng)的溫度、時間，符合溫度升高，反應(yīng)速率加快，值得注意的是，這類填空題可能有多個合理答案。(2)考查離子方程式書寫。難點為生成物還有什么，鈦酸亞鐵中鈦為4價，鐵為2價，產(chǎn)物有氯化亞鐵，比較FeTiO3和TiOCl知，產(chǎn)物中一定有H2O。值得注意的是鈦酸亞鐵與鹽酸反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)。(3)聯(lián)系化學反應(yīng)速率、雙氧水和氨水性質(zhì)分析轉(zhuǎn)化率。這類問題要從兩個角度分析，即低于40時，隨著溫度的升高，反應(yīng)速率加快；高于40時，氨水揮發(fā)速率加快、雙氧水分解速率加快，導(dǎo)致反應(yīng)物濃度降低，結(jié)果轉(zhuǎn)化率降低。(4)考查化學式與元素化合價關(guān)系。鋰元素在化合物中只有一種化合價(1)，化合物中元素化合價代數(shù)和等于0，過氧鍵中氧顯1價，類似雙氧水、過氧化鈉。如果能求出1價氧原子個數(shù)，就能求出過氧鍵數(shù)目，即過氧鍵數(shù)目等于1價氧原子個數(shù)的一半。設(shè)Li4Ti5O15中2價、1價氧原子個數(shù)分別為x、y。有：，解得x7，y8。所以，過氧鍵數(shù)目為4。(5)考查溶度積計算以及判斷沉淀是否形成。分兩步計算：計算鐵離子完全沉淀時磷酸根離子濃度。c(Fe3)c(PO)Ksp(FePO4)，c(PO) molL11.31017molL1?；旌虾?，溶液中鎂離子濃度為c(Mg2)0.01 molL1，c3(Mg2)c2(PO)0.013(1.31017)21.71040<KspMg3(PO4)2，沒有磷酸鎂沉淀生成。(6)草酸中碳為3價，高溫煅燒過程中鐵的化合價降低，碳的化合價升高，有CO2生成。2(2018北京26)磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下：已知：磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH)，還含有Ca5(PO4)3F和有機碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)<CaSO40.5H2O(1)上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有_研磨、加熱_。(2)磷精礦粉酸浸時發(fā)生反應(yīng)：2Ca5(PO4)3(OH)3H2O10H2SO410CaSO40.5H2O6H3PO4該反應(yīng)體現(xiàn)出酸性關(guān)系：H3PO4_<_H2SO4(填“>”或“<”)。結(jié)合元素周期律解釋中結(jié)論：P和S電子層數(shù)相同，_核電荷數(shù)P<S，原子半徑P>S，得電子能力P<S，非金屬性P<S_。(3)酸浸時，磷精礦中Ca5(PO4)3F所含氟轉(zhuǎn)化為HF，并進一步轉(zhuǎn)化為SiF4除去。寫出生成HF的化學方程式： 2Ca5(PO4)3F10H2SO45H2O10CaSO40.5H2O6H3PO42HF_。(4)H2O2將粗磷酸中的有機碳氧化為CO2脫除，同時自身也會發(fā)生分解。相同投料比、相同反應(yīng)時間，不同溫度下的有機碳脫除率如圖所示。80 后脫除率變化的原因：_80_后，H2O2分解速率大，濃度顯著降低_。(5)脫硫時，CaCO3稍過量，充分反應(yīng)后仍有SO殘留，原因是_CaSO4微溶_；加入BaCO3可進一步提高硫的脫除率，其離子方程式是 BaCO3SO2H3PO4=BaSO4CO2H2O2H2PO。(6)取a g所得精制磷酸，加適量水稀釋，以百里香酚酞作指示劑，用b molL1 NaOH溶液滴定至終點時生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分數(shù)是 。(已知：H3PO4摩爾質(zhì)量為98 gmol1)解析(1)可通過增大接觸面積和升高溫度等措施加快反應(yīng)速率。通過題給流程可知，能夠加快反應(yīng)速率的措施有研磨和加熱。(2)由強酸制弱酸規(guī)律可知，硫酸的酸性強于磷酸的酸性。根據(jù)兩者電子層數(shù)相同，可判斷兩者處于同一周期，且S在P的右側(cè)，核電荷數(shù)P<S，原子半徑P>S，得電子能力P<S，非金屬性P<S，根據(jù)非金屬性越強，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強的規(guī)律可知，硫酸的酸性強于磷酸的酸性。(3)已知反應(yīng)物為Ca5(PO4)3F和H2SO4，生成物為CaSO40.5H2O、H3PO4和HF，再根據(jù)原子個數(shù)守恒可寫出該反應(yīng)的化學方程式：2Ca5(PO4)3F10H2SO45H2O10CaSO40.5H2O6H3PO42HF。(4)由題意可知，H2O2在氧化有機碳時，自身也會發(fā)生分解，且分解速率隨溫度的升高而加快，因此80 后脫除率降低。(5)硫酸鈣是微溶物，存在溶解平衡，因此反應(yīng)后的溶液中仍含有SO。由題給信息可知，反應(yīng)物為BaCO3、SO和H3PO4，生成物為BaSO4、CO2、H2PO和水，由此可寫出該反應(yīng)的離子方程式：BaCO3SO2H3PO4=BaSO4CO2H2O2H2PO。(6)由題意知，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為 mol，當生成Na2HPO4時，參加反應(yīng)磷酸的物質(zhì)的量為 mol，即磷酸的質(zhì)量為 g，則磷酸的質(zhì)量分數(shù)為。3(2017全國)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：回答下列問題：(1)步驟的主要反應(yīng)為：FeOCr2O3Na2CO3NaNO3Na2CrO4Fe2O3CO2NaNO2上述反應(yīng)配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為_27_。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是_陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng)_。(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是_Fe_，濾渣2的主要成分是_Al(OH)3_及含硅雜質(zhì)。(3)步驟調(diào)濾液2的pH使之變_小_(填“大”或“小”)，原因是 2CrO2HCr2OH2O(用離子方程式表示)。(4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到_d_(填標號)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。a80 b60 c40 d10 步驟的反應(yīng)類型是_復(fù)分解反應(yīng)_。(5)某工廠用m1 kg鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品m2 kg，產(chǎn)率為 100%。解析(1)1 mol FeOCr2O3參與反應(yīng)共失去7 mol電子，而1 mol NaNO3參與反應(yīng)得到2 mol電子，根據(jù)得失電子守恒，二者的系數(shù)比為27。由于高溫下碳酸鈉能與陶瓷中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，所以該步驟不能使用陶瓷容器。(2)步驟中生成的氧化鐵因不溶于水而進入濾渣1，所以濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe。結(jié)合流程圖可知，濾渣2的主要成分是氫氧化鋁及含硅雜質(zhì)。(3)濾液2中存在平衡：2CrO2HCr2OH2O，氫離子濃度越大(pH越小)，越有利于平衡正向移動，所以步驟應(yīng)調(diào)節(jié)濾液2的pH使之變小。(4)根據(jù)題圖，可知溫度越低，K2Cr2O7的溶解度越小，析出的重鉻酸鉀固體越多，故d項正確。步驟中發(fā)生的反應(yīng)為Na2Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl，其屬于復(fù)分解反應(yīng)。(5)該鉻鐵礦粉中Cr2O3的物質(zhì)的量為，根據(jù)Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理論質(zhì)量m0，根據(jù)Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理論質(zhì)量為m0294 gmol1103 kgg1 kg，所以產(chǎn)品的產(chǎn)率為100%100%。R (課堂)知能補漏1解題思路：明確整個流程的原料與目的仔細分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考注意答題的模式與要點。(1)要粗讀試題，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出。(2)再精讀試題，根據(jù)問題去精心研究某一步或某一種物質(zhì)。(3)要看清所問問題，不能答非所問，并注意語言表達的科學性。2得分策略(1)細心審題是關(guān)鍵，從題干中獲得有用信息，了解制備的產(chǎn)品。(2)認真分析是核心，整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段，知道反應(yīng)物是什么，發(fā)生了什么反應(yīng)，該反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用。(3)正確表達是保障。條理清晰，規(guī)范專業(yè)術(shù)語，準確使用化學語言及符合解答試題。在回答文字類表述題時，要組織語言，言簡意賅，準確定位。避免丟三落四、遺漏答案、討論不完整、以偏概全等現(xiàn)象出現(xiàn)。B (課后)1(2016北京)以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料，制備高純PbO，實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：(1)過程中，在Fe2催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學方程式是 PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。(2)過程中，F(xiàn)e2催化過程可表示為：2Fe2 PbO24HSO=2Fe3PbSO42H2O：寫出的離子方程式： 2Fe3PbSO=2Fe2PbSO4。下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。a向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅。b_取a中紅色溶液，向其中加入鉛粉后，紅色褪去_。(3)PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲線如圖所示。過程的目的是脫硫。濾液經(jīng)處理后可在過程中重復(fù)使用，其目的是_A、B_(選填序號)。A減少PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率B重復(fù)利用NaOH，提高原料的利用率C增加Na2SO4濃度，提高脫硫效率過程的目的是提純。結(jié)合上述溶解度曲線，簡述過程的操作：_向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加熱至110，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，過濾得到PbO固體_。解析(1)根據(jù)題給化學工藝流程知，過程中，在Fe2催化下，Pb、PbO2和H2SO4反應(yīng)生成PbSO4和水，化學方程式為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。(2)催化劑通過參加反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，加快化學反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變。根據(jù)題給信息知，反應(yīng)中Fe2被PbO2氧化為Fe3，則反應(yīng)中Fe3被Pb還原為Fe2，離子方程式為2Fe3PbSO=PbSO42Fe2。a實驗證明發(fā)生了反應(yīng)，則b實驗須證明發(fā)生了反應(yīng)，實驗方案為：取a中紅色溶液少量，加入過量鉛粉，充分反應(yīng)后，紅色褪去。(3)過程的目的是除硫，操作過程中會加入過量的NaOH，通過題給條件可知，部分PbO溶解在NaOH溶液中，故濾液1中會有過量的NaOH和PbO溶解在NaOH溶液中產(chǎn)生的NaHPbO2，重復(fù)使用濾液，可減少PbO的損失，提高產(chǎn)率，且NaOH也得到了重復(fù)利用，提高了原料的利用率。過程是從粗產(chǎn)品中得到純產(chǎn)品，結(jié)合溶解度曲線，可選用重結(jié)晶操作。根據(jù)條件可知，粗品中含有炭黑，需要趁熱過濾，然后冷卻結(jié)晶，過濾得到純產(chǎn)品。2(2018邯鄲一模)錳的用途非常廣泛，在鋼鐵工業(yè)中，錳的用量僅次于鐵。以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下：已知25 ，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下：物質(zhì)Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiSKsp2.110133.010165.010161.010115.010221.01022(1)步驟中，MnCO3與硫酸反應(yīng)的化學方程式是 MnCO3H2SO4=MnSO4CO2H2O。(2)步驟中需要加入稍過量的硫酸，其目的有3點：使礦物中的物質(zhì)充分反應(yīng)；提供第步氧化時所需要的酸性環(huán)境；_抑制Mn2的水解_。(3)步驟中，MnO2在酸性條件下可將Fe2氧化為Fe3，該反應(yīng)的離子方程式是 MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O；加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.06.0，以除去Fe3。(4)步驟中，需要用到的玻璃儀器除玻璃棒、漏斗外，還有_燒杯_；濾渣2的主要成分為_CoS和NiS_。(5)電解后的廢水中還含有Mn2，常用石灰乳進行一級沉降得到Mn(OH)2沉淀，過濾后再向濾液中加入適量Na2S，進行二級沉降。欲使溶液中c(Mn2)1.0105 molL1，則應(yīng)保持溶液中c(S2)_1106_molL1。解析(1)加稀硫酸時MnCO3和硫酸反應(yīng)生成可溶性MnSO4，并產(chǎn)生二氧化碳和水，反應(yīng)的化學方程式為MnCO3H2SO4=MnSO4CO2H2O。(2)Mn2易水解，加入過量硫酸，還能抑制Mn2水解。(3)步驟中，MnO2在酸性條件下將Fe2氧化為Fe3，反應(yīng)的離子方程式是MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O。(4)過濾時的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒及漏斗，故還需燒杯；濾渣2的主要成分是CoS和NiS。(5)MnS的Kspc(Mn2)c(S2)1.01011，為了使c(Mn2)1.0105 molL1，則c(S2)1.0106(molL1)，即c(S2)1.0106 molL1。3(2018全國27)KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)KIO3的化學名稱是_碘酸鉀_。(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示：“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是_加熱_?！盀V液”中的溶質(zhì)主要是_KCl_?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為 KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O或(HIO3KOH=KIO3H2O)。(3)KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式 2H2O2e=2OHH2。電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_K_，其遷移方向是_由a到b_。與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有_產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等_(寫出一點)。解析(1)KIO3的化學名稱為碘酸鉀。(2)Cl2的溶解度隨溫度的升高而降低，所以可以用加熱的方法來達到“逐Cl2”的目的；KH(IO3)2和KCl的分離可以根據(jù)溶解度的不同，采用結(jié)晶法分離，濾液中的溶質(zhì)主要是KCl，要使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3，可以加入KOH調(diào)節(jié)pH。發(fā)生反應(yīng)：KH(IO3)2KOH,2KIO3H2O或HIO3KOH,KIO3H2O，從而避免引入新的雜質(zhì)離子。(3)電解液是KOH溶液，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O2e,2OHH2。電解過程中陽極反應(yīng)為I6OH6e,IO3H2O。陽極的K通過陽離子交換膜由電極a遷移到電極b?！癒ClO3氧化法”的主要不足之處是產(chǎn)生Cl2，易污染環(huán)境?？键c二物質(zhì)分離提純型Z (課前)1(2017天津)某混合物漿液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計的電解分離裝置(見圖)，使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用?；卮鸷椭械膯栴}。固體混合物分離利用的流程圖.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標明)(1)反應(yīng)所加試劑NaOH的電子式為 。BC的反應(yīng)條件為_加熱(或煅燒)_，CAl的制備方法稱為_電解法_。(2)該小組探究反應(yīng)發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合，不加熱，無變化；加熱有Cl2生成，當反應(yīng)停止后，固體有剩余，此時滴加硫酸，又產(chǎn)生Cl2。由此判斷影響該反應(yīng)有效進行的因素有(填序號)_ac_。a溫度 bCl的濃度 c溶液的酸度(3)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28 kJ，該反應(yīng)的熱化學方程式為 2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJmol1。.含鉻元素溶液的分離和利用(4)用惰性電極電解時，CrO能從漿液中分離出來的原因是_在直流電場作用下，CrO通過陰離子交換膜向陽極室移動，脫離漿液_，分離后含鉻元素的粒子是_CrO和Cr2O_；陰極室生成的物質(zhì)為_NaOH和H2_(寫化學式)。解析(1)NaOH由Na和OH構(gòu)成，電子式為。根據(jù)題中圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系，向溶液A中通人CO2，發(fā)生反應(yīng)：NaAlO22H2OCO2=Al(OH)3NaHCO3，沉淀B為Al(OH)3，固體C為Al2O3，BC的反應(yīng)條件為加熱或煅燒，Al2O3Al的制備方法為電解熔融氧化鋁。(2)根據(jù)“D與濃鹽酸混合，不加熱，無變化；加熱有Cl2生成”知溫度對反應(yīng)有影響；滴加硫酸，引入H，又產(chǎn)生Cl2，說明溶液的酸度對反應(yīng)有影響。(3)該還原性氣體為CO，易水解生成TiO2xH2O的液態(tài)化合物為TiCl4，反應(yīng)的化學方程式為2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)，結(jié)合題意知H285.6 kJmol1。(4)題圖2中電解分離裝置采用離子交換膜，根據(jù)電解時陰離子向陽極移動，則在直流電場作用下，CrO通過陰離子膜向陽極室移動，脫離漿液。在陽極室，CrO發(fā)生可逆反應(yīng)：2CrO2HCr2OH2O，故分離后含鉻元素的粒子是CrO、Cr2O。在陰極室，H2O放電：2H2O2e=H22OH，c(OH)增大，且Na向陰極室移動，故陰極室生成的物質(zhì)為NaOH、H2。2(2018全國27)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式 2NaHSO3=Na2S2O5H2O。(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為：pH4.1時，中為_NaHSO3_溶液(寫化學式)。工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是_得到NaHSO3過飽和溶液_。(3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為 2H2O4e=4HO2。電解后，_a_室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 molL1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為 S2O2I23H2O=2SO4I6H，該樣品中Na2S2O5的殘留量為_0.128_gL1(以SO2計)。解析(1)根據(jù)題給信息，將NaHSO3過飽和溶液結(jié)晶脫水可得到Na2S2O5，則化學方程式為2NaHSO3=Na2S2O5H2O。(2)酸性條件下，SO2與Na2CO3溶液生成NaHSO3。工藝中加入Na2CO3固體并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3過飽和溶液。(3)陽極上陰離子OH放電，電極反應(yīng)式為2H2O4e=O24H，電解過程中H透過陽離子交換膜進入a室，故a室中NaHSO3濃度增加。(4)根據(jù)電子、電荷及質(zhì)量守恒，可寫出反應(yīng)的離子方程式為S2O2I23H2O=2SO4I6H。n(S2O)n(I2)0.010 00 molL110.00103 L5105 mol，該樣品中S2O的殘留量(以SO2計)為5105 mol264 gmol 10.128 gL1。R (課堂)知能補漏1物質(zhì)提純流程題的解題思路：(1)閱讀題干信息，找出要提純的物質(zhì)。(2)解讀操作流程，找出與題干相關(guān)的操作步驟，辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。(3)分析流程中的每一步驟，反應(yīng)物是什么、發(fā)生了什么反應(yīng)、該反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用。2無機化工流程中的常見分離方法：(1)洗滌(冰水、熱水)：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子。(2)過濾(熱濾或抽濾)：分離難溶物和易溶物。(3)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)。(4)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變化變化不大的溶質(zhì)。(5)冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變化變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物。(6)蒸餾或分餾：分離沸點不同且互溶的液體混合物。(7)冷卻水：利用氣體易液化的特點分離氣體。B (課后)1(2018衡水中學二模)電鍍工業(yè)會產(chǎn)生大量的電鍍污水，處理電鍍污水時會產(chǎn)生大量的電鍍污泥。電鍍污泥含有多種金屬氫氧化物和雜質(zhì)。下面是處理某種電鍍污泥回收銅、鎳元素的一種工業(yè)流程。電鍍污泥用硫酸浸出后得到的浸出液中各金屬離子濃度見下表。金屬離子Cu2Ni2Fe2Al3Cr3濃度/mgL17 0007 0002 5004 2003 500(1)在電解回收銅的過程中，為提高下一步的除雜效果，需控制電解電壓稍大一些使Fe2氧化，則磷酸鹽沉淀中含有的物質(zhì)為_FePO4、CrPO4、AlPO4_。(2)假設(shè)電解前后Ni2濃度基本不變，若使Ni2在除雜過程不損失，則溶液中PO濃度不能超過 molL1(列出計算表達式，KspNi3(PO4)251031)。(3)研究發(fā)現(xiàn)當NaOH溶液濃度過大時，部分鋁元素和鉻元素會在濾液中出現(xiàn)，濾液中出現(xiàn)鋁元素的原因為 Al(OH)3OH=AlO2H2O(用離子方程式解釋)。解析(1)浸出液中含Cu2、Ni2、Fe2、Al3、Cr3，電解除去Cu2且將Fe2氧化成Fe3，根據(jù)圖中Ni2不沉淀，因而磷酸鹽沉淀中含有的物質(zhì)為FePO4、GrPO4、AlPO4。(2)Kspc(Ni2)c2(PO)，電解前后Ni2濃度基本不變，c(Ni2)7 000 mgL1 molL1，若Ni2不沉淀，c(PO)< molL1。(3)當NaOH溶液濃度過大時，發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3OH=AlO2H2O。2(2018鄭州三模)工業(yè)上設(shè)計將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程如下，請回答下列問題：(1)步驟所得廢渣的成分是_SiO2_(寫化學式)，操作的名稱_過濾_。(2)步驟、的變化過程可簡化為(下式R表示VO2，HA表示有機萃取劑)：R2(SO4)n(水層)2nHA(有機層)2RAn(有機層)nH2SO4(水層)中萃取時必須加入適量堿，其原因是_加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動(或提高釩的萃取率)_。中X試劑為_H2SO4_。(3)的離子方程式為 NH3H2OVO=NH4VO3OH。(4)25 時，取樣進行試驗分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間的關(guān)系如表：pH1.61.71.81.92.0釩沉淀率%98.098.898.896.493.1結(jié)合上表，在實際生產(chǎn)中，中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的最佳pH為_1.71.8(或1.7、1.8其中一個)_；若釩沉淀率為93.1%時不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀，則溶液中c(Fe3)<_2.6103_molL1_。(已知：25 時，KspFe(OH)32.61039)(5)該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有_氨氣(或氨水)_和_有機萃取劑_。解析(1)將含K2SO4、SiO2雜質(zhì)的VOSO4溶于水，SiO2不溶于水，步驟是過濾，將SiO2與溶液分離。(2)中萃取時必須加入適量堿，有利于中和硫酸，促使平衡正向移動；為反萃取，使上述平衡逆方向移動，X試劑為H2SO4。(3)在含有VO2、SO的溶液中加入氧化劑氯酸鉀，可以將VO2氧化為VO，步驟中加氨水，VO與氨水反應(yīng)生成NH4VO3的離子方程式為NH3H2OVO=NH4VO3OH。(4)根據(jù)25 時，釩沉淀率和溶液pH之間的關(guān)系知，pH為1.7、1.8時，釩沉淀率最高，調(diào)節(jié)溶液的最佳pH為1.71.8最好；若釩沉淀率為93.1%，pH2.0，c(OH)11012 molL1，此時沒有Fe(OH)3沉淀，則溶液中的c(Fe3)<KspFeOH3c3(OH)2.61039(11012)32.6103(molL1)。(5)根據(jù)流程示意圖可知：該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有氨氣(或氨水)和有機萃取劑。3以黃鐵礦為原料制硫酸會產(chǎn)生大量的廢渣，合理利用廢渣可以減少環(huán)境污染，變廢為寶，工業(yè)上利用廢渣(含F(xiàn)e2、Fe3的硫酸鹽及少量CaO和MgO)制備鐵紅(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，具體生產(chǎn)流程如下：注：銨黃鐵釩的化學式為(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12(1)在廢渣溶液操作時，應(yīng)選用_D_溶解(填字母)。A氨水B氫氧化鈉溶液C鹽酸D硫酸(2)物質(zhì)A是一種氧化劑，工業(yè)上最好選_空氣_(供選擇使用的有空氣、Cl2、MnO2)，其理由是_原料易得，成本低，不產(chǎn)生污染，不引入雜質(zhì)_。氧化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 4Fe2O24H=4Fe32H2O。(3)銨黃鐵礬中可能混有的雜質(zhì)有Fe(OH)3、_Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4_。銨黃鐵礬與氨水反應(yīng)的化學方程式為 (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)126NH3H2O=4(NH4)2SO46Fe(OH)3。解析(1)該流程的目的是制備鐵紅(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，不能引入雜質(zhì)離子，不能選用鹽酸，而氨水和NaOH溶液能沉淀Fe3和Fe2，也不能選用。(2)空氣中的氧氣在酸性條件下可將Fe2氧化為Fe3，空氣易得，成本低，不產(chǎn)生污染，不引入雜質(zhì)，氧化過程離子方程式為4Fe2O24H=4Fe32H2O。(3)廢渣溶解經(jīng)氧化后溶液中存在Mg2、Fe3，加氨水后，可能生成Mg(OH)2沉淀、Fe(OH)3沉淀，另外Ca(OH)2和CaSO4的溶解度較小，也可能析出。由流程圖知，銨黃鐵釩與氨水反應(yīng)得(NH4)2SO4和Fe(OH)3。