高考化学（第01期）大题狂练系列 专题49 物质的分离与提纯（含解析）1

专题49 物质的分离与提纯（满分60分 时间30分钟）姓名： 班级： 得分： 1钡盐生产过程中排出大量钡泥主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等，某工厂本着资源利用和降低生产成本的目的。在生产BaCO3同时，充分利用钡泥来制取Ba(NO3)2晶体及其它副产品，其部分工艺流程如下：已知： Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时溶液的pH分别为3.2和9.7Ba(NO3)2在热水中的溶解度大，在冷水中的溶解度小.Ksp(BaSO4)=1.110-10 Ksp(BaCO3)=5.110-9（1）该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量饱和的Na2CO3溶液中充分搅拌、过滤、洗涤。用离子方程式说明该提纯的原理 。（2）上述流程中Ba(FeO2)2与HNO3溶液反应生成两种盐，反应的化学方程式为 。（3）结合本厂生产实际，X试剂应选下列中的 。ABaCl2 BBaCO3 CBa(NO3)2 DBa(OH)2（4）废渣2为 。（5）操作III为 。（6）过滤III后的母液应循环到容器 中(选填a、b、c) 。（7）称取w克的晶体样品溶于蒸馏水中加入足量的稀硫酸，反应后经一系列操作称重所得沉淀质量为m克，则该晶体的纯度可表示为_。【答案】（1）BaSO4（s）+CO32（aq）BaCO3（s）+SO42（aq） 【不写（s）、（aq）不扣分，写等号不扣分】 （2）Ba（FeO2）2+8HNO3Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O 【未配平不给分】（3）B（4）Fe（OH）3 （5）蒸发浓缩、冷却结晶 【浓缩、结晶即给分】（6）C（7）261m/（233w）100% 【不乘以100%也给分】考点：考查物质制备工艺流程的知识。【名师点睛】在物质制备时，一般反应是难溶物质制备更难溶解的物质，但是任何难溶性的物质在溶液中都存在沉淀溶解平衡，只要加入其它物质使溶液中微粒浓度幂之积大于其溶度积常数，就可以产生该沉淀，达到沉淀的转化，控制反应条件，改变溶液的酸碱性时加入的物质要尽可能不引入新的杂质离子，最好增加该溶液的成分，而且要与经济效益联系起来，再物质制备过程中可以循环利用的就要使物质充分利用，既降低了物质的制备成本，同时也减少了对环境的保护，可谓一举数得。2中国是世界炼锌的发源地，宋应星著于明崇祯十年(1637年)的天工开物一书则是最早记述炼锌技术的典籍。回答下列问题：.天工开物中有关于“升炼倭铅” 的记载：“炉甘石(碳酸锌)十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅(金属锌)也。”（1）该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为 。 . 目前，工业上主要采用 “湿法炼锌”。以闪锌矿(主要成分为 ZnS ，含有FeS等杂质)为原料冶炼锌的工艺流程如下图所示。（2）闪锌矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的成分的化学式为 。 （3）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸的名称是 。工业上常采用“针铁矿法”净化浸出液，在80100，Fe3+浓度低于1g/L，调节浸出液的pH在35之间，溶液中的铁可以呈针铁矿(FeOOH)的形式析出。（4）浸出液的Fe3+浓度较高，应先加入SO2或ZnS将 ，再以ZnO调节酸度，在空气缓慢氧化得 Fe3+，最后Fe3+ 转化成针铁矿沉淀。Fe2+沉淀过程的总离子方程式为 。（5）电解沉积锌是以Pb-Ag合金惰性电极作阳极、纯铝板作阴极，通以直流电，在 上析出金属锌，电解过程的化学反应方程式为 。【答案】（1）ZnCO3+2CZn+3CO（2）ZnO Fe2O3（3）硫酸（4）其中的 Fe3+还原为Fe2+，4Fe2+ + O2 + 4ZnO + 2H2O = 4FeOOH + 4Zn2+ （5）阴，2ZnSO4 + 2H2O 2Zn + 2H2SO4 + O2【考点定位】考查物质分离和提纯、物质制备的工艺流程【名师点晴】本题为工艺流程题，通过锌的炼制考查了化学方程式、离子方程式的书写，明确工艺流程及各种物质的性质是解题关键。硫化锌精矿的焙烧可生成ZnO、氧化铁等，含尘烟气含有含硫氧化物，可用于制备硫酸，浸出液加入硫酸可生成硫酸锌、硫酸铁，加入过量锌充分反应，可置换出铁，滤液中主要含有硫酸锌，经电解可得到锌和硫酸，电解液中含有硫酸，可循环利用。3钴（Co）及其化合物在工业上有广泛应用为从某工业废料中回收钴，某学生设计流程如图（废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质）已知：物质溶解性：LiF难溶于水，Li2CO3微溶于水；部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见表Fe3+Co2+Co3+Al3+pH（开始沉淀）1.97.150.233.4pH（完全沉淀）3.29.151.094.7请回答：（1）写出步骤中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式： （2）步骤中 Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH，应使溶液的pH不超过 ；废渣中的主要成分除了LiF外，还有 （3）NaF 与溶液中的Li+形成LiF沉淀，此反应对步骤所起的作用是 （4）在空气中加热5.49g草酸钴晶体（CoC2O42H2O）样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如表已知：M（CoC2O42H2O）=183g/mol温度范围/固体质量/g1502104.412903202.418909202.25经测定，210290过程中产生的气体只有CO2，此过程发生反应的化学方程式是 温度高于890时，固体产物发生分解反应，固体产物为 【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+浓度，避免步骤中产生Li2CO3沉淀；（6分）（4）3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2；CoO（3分）【考点定位】考查流程分析判断，物质性质的理解应用。【名师点睛】本题考查流程分析判断，物质性质的理解应用，主要涉及固体受热过程中质量变化计算及化学方程式书写。废料中加入氢氧化钠溶液碱浸，得到钴渣，加入盐酸溶解后发生氧化还原反应，氧化钴氧化氯离子为氯气，过滤得到酸溶的溶液加入碳酸钠溶液和NaF溶液净化，除去锂离子和铁离子，在滤液中加入碳酸钠溶液沉淀钴离子为碳酸钴沉淀，加入盐酸和草酸铵溶液得到草酸钴晶体，高温分解得到氧化钴，据此解答。4【无机工业流程】实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4 、I2、I 等）中回收碘，其实验过程如下：（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I，其离子方程为 ；该操作将I2还原为I 的目的是 。（2）操作X的名称为_。（3）氧化时，在三颈烧瓶中将含I的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在40 左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是 ；锥形瓶里盛放的溶液为 。（4）已知：5SO2IO2H=I25SOH2O，某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I、IO 中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I、IO的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；_实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。【答案】（1）SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+,使四氯化碳中碘进入水层（2）分液（3）使氯气在溶液中有较大的溶解度 氢氧化钠溶液（4）从水层取少量的溶液，加入12mL淀粉溶液，加热盐酸酸化，滴加氯化铁溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有碘离子；若溶液不变蓝，说明废水中不含有碘离子。另从水层取少量溶液，加入12mL淀粉溶液，加热盐酸酸化，滴加亚硫酸钠溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有碘酸根离子，否则不含有。考点：考查工业流程推断。