考向06 工艺流程题之物质成分的确定-备战2021年高考化学主观题答题模板与考向专练（解析版）

专题一 工艺流程题 考向6 物质成分的确定 考向答题模板 1．滤渣、滤液成分的确定 要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况： (1)反应过程中哪些物质(离子)消失了？ (2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生反应？ 2.熟记常见难溶于水微溶于水的物质 盐酸盐：AgCl 、HgCl、CuCl ； 硫酸盐：BaSO4、PbSO4、CaSO4、Ag2SO4。 碳酸盐、亚硫酸盐：除K、Na、NH4+外均难溶；氢氧化物：除KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3.H2O外均难溶。 3．循环物质的确定 4．副产品的判断 高考重现 1．[2020新课标Ⅰ]钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。 该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+ 开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1 回答下列问题： （4）“沉淀转溶”中，转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是_____。 答案：滤渣③的主要成分是Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3； 2．[2020新课标Ⅲ]某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体（NiSO4·7H2O）： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时（c=0.01 mol·L?1）的pH 沉淀完全时（c=1.0×10?5 mol·L?1）的pH 7.2 8.7 3.7 4.7 2.2 3.2 7.5 9.0 回答下列问题： （2）“滤液②”中含有的金属离子是_____。 （3）“转化”中可替代H2O2的物质是_____。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即，“滤液③”中可能含有的杂质离子为_____。 （6）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是_____。 答案：（2）加入稀硫酸酸浸，Ni、Fe及其氧化物溶解，所以“滤液②”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+，故答案为：Ni2+、Fe2+、Fe3+； （3）“转化”在H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，可用O2或空气替代；若将工艺流程改为先“调pH”后“转化”，会使调pH过滤后的溶液中含有Fe2+，则滤液③中可能含有转化生成的Fe3+，故答案为：O2或空气；Fe3+； 6）分离出硫酸镍晶体后的母液中还含有Ni2+，可将其收集、循环使用，从而提高镍的回收率，故答案为：提高镍的回收率。 3．[2019新课标Ⅲ] 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题： 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L?1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 （1）“滤渣1”含有S和_____； （4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是_____。 答案：（1）Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在，SiO2与硫酸不反应，所以滤渣I中除了S还有SiO2； （4）根据题干信息，加入Na2S除杂为了除去锌离子和镍离子，所以滤渣3是生成的沉淀ZnS和NiS。 4．[2018新课标Ⅱ卷] 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示： 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列问题： （2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有_____；氧化除杂工序中ZnO的作用是_____，若不通入氧气，其后果是_____ ... ...