高三化学工业流程题目专题.doc

1.化工流程解题概述
在高考试题考察中，为了使化学教学更加紧密联系工农业生产和平常生活，高考将无机框图题改为化学工艺流程框图题。这类题是通过某种重要的化工产品的工业生产流程简图的分析，以物质制备、分离、提纯为试题情境，以元素化合物知识、实验基本操作、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识为考察知识目的，以信息的获取、加工、整合和新情境下实际问题的分解、分析、综合、解决及以经济的视角分析实际生产中的各种问题为考察能力目的。
一. 无机化工流程题的特点：

规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。
核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。
1. 流程的呈现重要有以物质转化为主线，以操作过程为主线，甚至有时候会以设备为主线。
2. 这类题常围绕以下几个知识点进行设问：
⑴　反映速率与平衡理论的运用
反映物颗粒大小：反映速率、原料的运用率等
温度：反映速率、物质的稳定性、物质的结晶等
⑵ 氧化还原反映的判断、化学方程式或离子方程式的书写；
⑶ 运用控制pH分离除杂；
⑷ 化学反映的能量变化；
⑸ 实验基本操作：除杂、分离、检查、洗涤、干燥等；
⑹ 流程中的物质转化和循环，资源的回收和运用；
⑺ 环境保护与绿色化学评价。
二. 无机化工流程题的结构
工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简朴介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(涉及副产品)；题干部分重要用框图形式将原料到产品的重要生产工艺流程表达出来；题尾重要是根据生产过程中涉及到的化学知识设立成一系列问题，构成一道完整的化学试题。
题型特点
1. 呈现形式：流程图、表格、图象。
2. 设问方式：措施、成分、物质、因素。
3. 能力考察：获取信息的能力、分析问题的能力、迁移推理能力、表达能力。
4. 知识落点：基本理论、元素化合物、实验。
无机工业流程题可以以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，可以综合考察学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。
三. 解题思绪
明确整个流程及每一部分的目的 → 仔细分析每步发生的反映及得到的产物 → 结合基础理论与实际问题思考 → 注意答题的模式与要点
1. 在解这类题目时：
一方面，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。
另一方面，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。
第三，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性。
在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。
2. 分析流程图需要掌握的技巧是：
⑴ 浏览全题，拟定该流程的目的——由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物；
⑵ 了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提醒性信息，并在下一步分析和解题中随时
进行联系和调用；
⑶ 解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么反映？运用了什么原理（氧化还原？溶解度？
溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么限度最佳？每一步除目的物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是如何除去的？
3. 工业生产流程主线与核心的分析
⑴ 主线主产品。
⑵ 分支副产品。
⑶ 回头为循环。
四. 解题方法
1. 首尾分析
　 典例1 （2023·江苏单科化学卷）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（重要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反映的化学方程式为 ；滤渣Ⅰ的重要成分为 （填化学式）。
（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6—2x。滤渣Ⅱ的重要成分为 （填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量减少，其因素是 （用离子方程式表达）。
（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸取的SO2量，其重要因素是 ；与吸取SO2前的溶液相比，热分解后循环运用的溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
【名师点拨】首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法，这种方法的特点是：简朴、直观，很容易抓住解题的关键，用起来方便有效。使用这一方法解题，关键在于认真对比分析原材料与产品组成，从中产生的将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题，也就迎刃而解。
【变式训练】（2023浙江）某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(重要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：

下列说法不对的的是（ ）
A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉
B．固体1中一定具有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3，进入固体2
C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得
【名师点晴】离子推断题的发展重要以离子反映为前提，重要考察学生在纯熟掌握阴阳离子性质的基础上，进行定性推断，考察方式为离子的判断、离子间的反映方程式，在此基础上会结合相关化学量的计算，尚有综合推断型，重要考察学生定性分析和定量分析的综合能力，还会出现与元素化合物知识相结合。考察学生的综合解题能力。考察了学生对知识理解、综合运用能力及阅读材料接受信息的能力和思维能力，对相关知识的掌握情况，可以很好地考察考生所掌握的化学知识结构。这道高考题为一道中高档题，能力规定较高。
2. 分段分析
典例2（2023北京）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为
原料，制备高纯PbO，实现铅的再生运用。其工作流程如下：

（1）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反映生成PbSO4的化学方程式是__________。
（2）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表达为：
i：2Fe2++ PbO2+4H++SO42−＝2Fe3++PbSO4+2H2O ii: ……
① 写出ii的离子方程式：________________。
② 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。
b.______________。
（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲
线如图所示。

① 过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经解决后可在过程Ⅱ中反复使用，其目的是____.(选填序号)。
A．减少PbO的损失，提高产品的产率
B．反复运用氢氧化钠，提高原料的运用率
C．增长Na2SO4浓度，提高脱硫效率
② 过滤Ⅲ的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作_______________________。
【名师点晴】分段分析法解工艺流程题是一种重要方法，根据生产过程，逐段分析。化学高考试题的发
展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系，但不管如何灵活多变，工业生产离不开反映原理中的方向、速率和限度问题。该题以铅的再生运用为载体，考察了陌生方程式书写、元素化合物性质、速率平衡、转化率等问题，综合性较强。第（3）的②问不太好分析，需要结合图像及题目的前后信息来解决。
3. 交叉分析
典例3 （2023广东）石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)
和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：

（注：SiCl4的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）
（1）向反映器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，重要目的是 。
（2）高温反映后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物重要
为 。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为 。
（3）环节①为：搅拌、 。所得溶液IV中阴离子有 。
（4）由溶液IV生成沉淀V的总反映的离子方程式为 。100kg初级石墨最多
可获得V的质量为 kg。
（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完毕图19防腐示意图，并作相应标注。

【命题意图】：本题以石墨为载体，考察学生对物质的制备分析，对题目所给信息的理解应用，在书写
化学方程式、离子方程式的问题上，要敢于大胆想象、创新，特别是（4）中的总离子方程式的书写，运用所学知识结合物质性质及流程图中所给的信息，考察方程式叠加法的应用，根据所给流程图对实验操作的判断，考察学生运用元素守恒法进行简朴计算，把所学电化学防护的知识运用到实际生活中，体现化学源于生活，应用于生活的命题思想
【名师点晴】交叉分析法也是一种重要的解工艺流程题的方法，在解题中一定要注意流程分叉时，各物质分别到哪里去了。
【变式训练1】银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

(注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃)
(1) 电解精炼银时，阴极反映式为__________________；滤渣A与稀HNO3反映，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反映方程式为_________________________________________
_________________________________________________________。
(2) 固体混合物B的组成为________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH过量，则因过量引起的反映的离子方程式为__________________________________________。
(3) 完毕煅烧过程中一个反映的化学方程式：_____CuO＋____Al2O3______CuAlO2＋______↑。
(4) 若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。
(5) CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。
【变式训练2】（2023广东）七铝十二钙（12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主
要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

（1）煅粉重要含MgO和 ，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶， 若溶液I
中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,则溶液pH大于 （Mg(OH)2的Ksp=5×10-12)；该工艺中不能用（NH4)2SO4代替NH4NO3，因素是 。
（2）滤液I中的阴离子有 （忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入CO2，会生成 ，
从而导致CaCO3产率减少。
（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反映的离子方程式为 。
（4）电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反映方程式为 。
（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4—和Al2Cl7—两种离子在Al电极上互相转化，其它
离子不参与电极反映，放电时负极Al的电极反映式为 。
【名师点睛】在解化工流程题是关键要运用物质的性质，分析流程中发生的反映，弄清楚每个环节物质的去向。流程只是一个载体，考察的落脚点是元素及其化合物的性质，如铝及其化合物、铁及其化合物等，基本化学理论，如化学平衡、电化学等，实验操作如：过滤、分液、蒸发、萃取等。此题的综合性强，知识的涉及面广，规定有较好的基础知识和知识的运用能力。
2.原料解决的方法和作用
对原料进行预解决的常用方法及其作用
1. 粉碎、研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反映速率。
2. 水浸：与水接触反映或溶解。
3. 酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等，与酸接触反映或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。近年来，在高考题出现了“浸出”操作。在化工生产题中，矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂，使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解，使其转入溶液中，达成有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。
4. 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化)。
5. 灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐。
6. 灼烧、焙烧、煅烧：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土和石灰石。
典例（2023课标Ⅰ）高锰酸钾（KMnO4）是一种常用氧化剂，重要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（重要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：

回答下列问题：
（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用
是 。
（2）“平炉”中发生的化学方程式为 。
（3）“平炉”中需要加压，其目的是 。
（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
① “歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反映，反映中生成K2MnO4、MnO2和 （写化学式）。
② “电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反映为 ，
阴极逸出的气体是 。
③ “电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论运用率之比为 。
（5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为
0.2023 mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为 （列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）。
【名师点睛】化学反映速率和化学平衡理论是重要的化学原理。影响化学反映速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等。对于固体来说，其浓度不变，所以要使反映速率加快，可通过将固体粉碎成细小的颗粒、搅拌等方法进行。外界条件对化学平衡移动的影响可通过勒夏特列原理进行分析，但是平衡移动的趋势是薄弱的，不能改变这种改变。要会根据反映方程式分析判断物质的转化率的大小，转化率大的反映速率不一定快，物质的转化率大小与反映快慢是不同的概念，要掌握其区别与联系。要会根据方程式中相应物质之间的关系进行有关物质的量的化学计算。本题将化学反映速率、化学平衡、电解原理、滴定方法的应用综合一起考察，反映了考生的综合应用知识分析、解决问题的能力。
3年高考+2023届月考（一）
1.(2023安徽)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反映制备LiPF6，其流程如下：

已知：HCl的沸点是－85.0 ℃，HF的沸点是19.5 ℃。
（1）第①步反映中无水HF的作用是 、 。反映设备不能用玻璃材质的因素是 (用化学方程式表达)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提醒：假如不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的 溶液冲洗。
（2）该流程需在无水条件下进行，第③步反映中PCl5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式： 。
（3）第④步分离采用的方法是 ；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是 。
（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为 mol(用品有w、n的代数式表达)。
2.（2023江苏）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（重要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反映的化学方程式为 ；滤渣Ⅰ的重要成分为 （填化学式）。
（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6—2x。滤渣Ⅱ的重要成分为 （填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量减少，其因素是 （用离子方程式表达）。
（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸取的SO2量，其重要因素是 ；与吸取SO2前的溶液相比，热分解后循环运用的溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
3．（2023辽宁本溪）用菱锰矿（重要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制备MnSO4·H2O的工艺流程如下：
Ⅰ．向菱锰矿中加入过量稀H2SO4，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入过量MnO2，过滤；[来源:学科网ZXXK]
Ⅲ．调节滤液pH=a，过滤；
Ⅳ．浓缩、结晶、分离、干燥得到产品；
Ⅴ．检查产品纯度。
（1）环节Ⅰ中，滤渣的重要成分是 。
（2）将MnO2氧化Fe2+的离子方程式补充完整：
MnO2 + Fe2+ + ＝ Mn2+ + Fe3+ +
（3）与选用Cl2作为氧化剂相比，MnO2的优势重要在于：原料来源广、成本低、可避免环境污染、 。
（4）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH

Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
7.6
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
10.2
注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L
环节Ⅲ中a的取值范围是 。

（5）环节Ⅴ，通过测定产品中锰元素的质量分数来判断产品纯度。
已知一定条件下，MnO4－与Mn2+反映生成MnO2 。取x g产品配成溶液，用0.1mol/L KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液y mL，产品中锰元素的质量分数为 （用含x、y表达）

3.实验条件的控制和目的
一. 掌握核心化学反映
1. 元素及其化合物知识：化工生产将原料转变成产品的过程，也是物质经历互相转化的过程。理解物质之间的转化关系，就要用到元素及其化合物的相关知识。一般围绕铁、铜、铝、镁、氯、硫、磷、硅等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题，需要掌握这些元素及其化合物的知识
2. 还要掌握有关化工生产的知识，熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工业、海水中提取镁、海水中提取溴等；
3. 化学反映原理：化工生产中把原料转变成产品的过程就是化学反映的过程，从化学反映原理的角度选择原料、控制条件和选择设备等，是化工生产的基本思绪。化学反映原理的相关知识涉及质量守恒定律、化学反映速率、化学平衡、电化学、化学热力学等，做到能综合运用这些知识分析化工生产中化学反映的情况。
① 调节溶液的pH值：使某些离子转变为沉淀而达成分离的目的，克制某些离子的水解，防止某些离子的氧化等。在题目中常以表格形式给出信息。
例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示

物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mn(OH)2
8.3
9.8
若要除去Mn2＋溶液中具有的Fe2＋，应当如何做？
提醒：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
调节pH所需的物质一般应满足两点：
能与H＋反映，使溶液pH值增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
调节溶液的pH：“酸作用还可以除去氧化物（膜）；“碱作用”还可以除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝、二氧化硅。
② 控制体系的温度
a．控制低温：防止物质的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等；防止物质的挥发，如盐酸、醋酸等；克制物质的水解，如冰水洗涤，以防止洗涤过程中的溶解损耗；增大气体反映物的溶解度，使其被充足吸取；
b．采用加热：加速某固体的溶解，加快反映速率；减少气体生成物的溶解并使其逸出；使平衡向需要的方向移动；趁热过滤，防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质；
c．控制范围：保证催化剂的催化效果，兼顾速率和转化率，追求更好的经济效益，防止副反映发生等。
二. 明确反映原理
注意每一步在什么条件下，发生了什么反映，生成了什么物质，这些物质分别到哪里去了。如转化成了沉淀还是气体或生成了其他物质。
典例（2023江苏）以电石渣[重要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：

（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2
的反映，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。
① 生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。
② 提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 （填序号）。
A．适当减缓通入Cl2速率 B．充足搅拌浆料 C．加水使Ca(OH)2完全溶解
（2）氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反映方程式为6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O，
氯化完毕后过滤。

① 滤渣的重要成分为 （填化学式）。
② 滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2] 1∶5（填“＞”、“＜”或“=”）。
（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100g▪L-1，
从该溶液中尽也许多地析出KClO3固体的方法是 。
【名师点晴】无机工业流程题可以以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，可以综合考察学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力，所以这类题成为近年来高考的必考题型。流程题的解题思绪为：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反映发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。解决本类题目的基本方法和环节为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预解决、反映、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一环节，从以下几个方面了解流程：①反映物是什么；②发生了什么反映；③该反映导致了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反映或操作都是为获得产品而服务。
【变式训练1】（2023课标Ⅲ）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：
（一）碳酸钙的制备

（1）环节①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有助于____。
（2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是______（填标号）。

a． 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b．玻璃棒用作引流
c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁
d．滤纸边沿高出漏斗
e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(二) 过氧化钙的制备

（3）环节②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性（填“酸”、“碱”或“中”）。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是___________。
（4）环节③中反映的化学方程式为________，该反映需要在冰浴下进行，因素是_________。
（5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_______。
（6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反映，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是______，产品的缺陷是_______。
【名师点睛】本试题考察物质的制备、实验基本操作、盐类水解、实验方案的设计与评价、元素及其化合物的性质等知识，这些问题属于基础知识的应用，旨在考察考生的知识运用能力。制备碳酸钙，需要除去石灰石中的杂质，铁的氧化物和盐酸反映产生铁离子，然后运用过氧化氢，把Fe2＋氧化成Fe3＋，运用氢氧化铁在pH=2出现沉淀，当pH=3.7时沉淀完全，加入氨水调节pH，让Fe3＋转化成Fe(OH)3，然后进行过滤，除去杂质。做题过程中注意题目中信息，信息会告诉你解题的思绪，“沉淀颗粒长大”，便于得到沉淀，便于过滤分离；实验操作中实验获得成功，一定要注意操作的规范性，如过滤的注意事项：“一贴”“二低”“三靠”；物质的制备为了得到纯净的物质，一定要把杂质除去，但不能引入新的杂质，把有也许引入杂质的情况考虑进去。CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，但CO2能溶于水，会有一部分CO2溶解，加入氨水时会产生(NH4)2CO3，制备的过氧化钙不纯净，所以需要除去溶解CO2，加热煮沸，即可除去溶解CO2。在实验题目中往往以元素及其化合物的性质为基础进行考察，过氧化氢不稳定受热易分解，在冰浴中进行，为防止过氧化氢的分解；在物质的制备中也要注意题给信息，由于这往往解某题的关键，如“过氧化钙微溶于水”，用蒸馏水洗涤中会有部分溶解，为了减少溶解，运用过氧化钙难溶于乙醇进行洗涤，本试题难度适中。

3年高考+2023届月考（二）
1.(2023山东)运用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法
制备，钴氧化物可通过解决钴渣获得。
（1）运用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为
________溶液（填化学式），阳极电极反映式为_________ ，电解过程中Li+向_____电极迁移（填“A”或“B”）。

（2）运用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

Co(OH)3溶解还原反映的离子方程式为____________________________________，铁渣中铁元素的化合价为___________，在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充足煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为__________。
【名师点睛】本题试题立意鲜明，以考察学生能力为主导，抓住学科知识的内在联系，一方面通过电解法制备LiOH的分析考察了电解的原理及应用，然后运用钴渣制备钴氧化物的工艺流程，考察了离子方程式的书写和化学式的推断，将化学学科知识的考察融于化工生产实践中，体现了化学学科的科学和社会价值，侧重于对考生分析问题、解决问题能力的考察。

2.（2023课Ⅰ）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（重要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，尚有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反映的化学方程式_____________。为提高浸出速率，除适当增长硫
酸浓度浓度外，还可采用的措施有_________（写出两条）。
（2）运用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______（写化学式）。
（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_______。 然后再调节溶液的pH约为5，目的是________。
（4）“粗硼酸”中的重要杂质是 （填名称）。
（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_______。
（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程
式表达制备过程___________。
【考点定位】元素及其化合物知识；化学工艺常识；物质结构。本题是以化学工艺为素材，选材冷僻，试题难度为很难等级。
【名师点晴】我认为这道题是一道好题，层次分明，有区分度。本题有考察“双基”——提速措施；四氧化三铁的磁性；制单质硼的反映。也有考察知识综合运用能力——Mg2B2O5·H2O与硫酸反映；净化除杂两步实验操作的作用；两处成分的判断。甚至尚有思维最近发展区的考察——硫酸镁的结晶水数目（假如将结晶水作为计分点的话）；硼氢化钠的电子式。考生都有也许得分，但完全闯过三关的考生应当不多。（2）问中四氧化三铁的考察，命题者做了一种很高级的解决——去抱负化。中学化学里学到四氧化三铁（象铁丝在纯氧中燃烧所得的无定形产物）和酸可以反映，但是天然的四氧化三铁和酸是不反映的。命题者的这种解决不会影响大部分考生的得分，由于问题情景中只有四氧化三铁有磁性（中学双基）。

3．（广西钦州）草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备．用水钴矿（重要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等）制取COC2O4•2H2O工艺流程如下：

已知：①浸出液具有的阳离子重要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
沉淀物
Fe（OH）3
Al（OH）3
Co（OH）2
Fe（OH）2
Mn（OH）2
完全沉淀的pH
3.7[来源:学
5.2
9.2
9.6
9.8
（1）浸出过程中加入Na2SO3的目的是　 　．
（2）加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀．试用离子方程式和必要的文字简述其原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿　．　
（3）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如右图1．萃取剂的作用是　　　　　　；其使用的适宜pH范围是　　　　　．
A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5
（4）滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀．已知Ksp（MgF2）=7.35×10﹣11、Ksp（CaF2）=
1.05×10﹣10，当加入过量NaF后，所得滤液=　　　　　．
（5）已知：NH3•H2O⇌NH4++OH﹣ Kb=1.8×10﹣5；
H2C2O4⇌H++HC2O4﹣ Ka1=5.4×10﹣2；HC2O4﹣⇌H+C2O42﹣ Ka2=5.4×10﹣5
则该流程中所用（NH4）2C2O4溶液的pH　　　　7（填“＞”或“＜”或“=”）
（6）CoC2O4•2H2O热分解质量变化过程如图2所示（其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热）；A、B、C均为纯净物；C点所示产物的化学式是______________________________　

4.物质的分离或提纯的方法
化工生产过程中分离提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，涉及蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。
1. 蒸发、反映时的气体氛围克制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的
气流中加热，以防其水解。
⑴　蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。
⑵　蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。
2. 溶解法：运用特殊溶剂把杂质溶解而除去，如Fe(Al)可用过量的NaOH溶液而除去Al，CO2(HCl、H2O)先通过饱和食盐水，再通过浓H2SO4。
3. 沉淀法：a. 加合适的沉淀剂(要使杂质离子充足沉淀，加入的沉淀剂必须过量，且在后续环节中容易除去)；b. 调节溶液的酸碱性。
4. 洗涤法：a.水洗；b.冰水洗；c.有机溶剂洗。其目的是：洗去目的物表面的杂质离子；减少目的物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量；防止目的物形成结晶水合物；使晶体快速干燥。
典例（2023江苏）以磷石膏(只要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。

（1）匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO42－)随时间变化见由右图。清液pH>11时CaSO4
转化的离子方程式_____________；能提高其转化速率的措施有____(填序号)

A．搅拌浆料 B．加热浆料至100℃ C．增大氨水浓度 D． 减小CO2通入速率
（2）当清液pH接近6．5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______
和________(填化学式)；检查洗涤是否完全的方法是_________。
（3）在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2＋)
增大的因素___________。
【变式训练1】二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质）。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

⑴ 洗涤滤渣A的目的是为了去除 （填离子符号），检查该离子是否洗净的方法是 。
⑵ 第②步反映的离子方程式是 ，滤渣B的重要成分是 。
⑶ 萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP