（6）工艺流程中加入试剂的作用和循环物质的确定__高考化学工艺流程针对突破（含解析）

（6）工艺流程中加入试剂的作用和循环物质的确定——高考化学工艺流程针对突破
1.初步判断试剂加入目的及分析试剂的作用
（1）看反应目的：分析加入试剂后化学反应实现的目的。
（2）看试剂性质：分析加入试剂本身的性质（物质类别、所含元素化合价、周期表中的位置）。
（3）看生成物：分析反应前后的物质组成的变化。
（4）看可能信息：综合利用流程信息和体重设问提供的信息。
2.工艺流程中循环物质的确定
(1)循环物质的确定
①从流程图上看：箭头回头。
②从物质的转化上看：在流程中加入的物质，后续步骤中又会产生(在滤渣或滤液中寻找)。
优点：提高利用率、降低成本、保护环境、减少污染等
(2)副产品的判断
①从流程图上看：支线产品。②从制备的目的上判断：不是主产品。
(3)滤渣成分的确定
①过量的反应物。②原料中不参与反应的物质。③由原料转化的生成物。④由杂质转化的沉淀物。
【针对训练】
1.工业上常用软锰矿（主要成分为，含少量）和合成电极材料并回收净水剂明矾，其工艺流程如图所示。
已知：①在酸性条件下比较稳定，当pH高于5.5时易被氧化；
②当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全；常温下，几种沉淀的如表所示：
③。
回答下列问题：
（1）“酸浸”时，通入稍过量的目的是____________________________________，一定温度下，软锰矿与不同浓度的硫酸反应60 min时结果如表所示：
1.0 5.0 10.0 16.0 18.0
Mn浸出率/% 25 78 95 85 55
Al浸出率/% 35 90 83 5 0
则“酸浸”时，选择为________
（2）“焙烧”操作中，为了提高利用率，加入稍过量的，加热至便制得，则反应的化学方程式为__________________________，整个流程中，可以循环使用的物质有________________。
2.氯氧化铋是一种新型的高档环保珠光材料，无毒性，低油脂吸收，可用作颜料、制造人造珍珠以及干电池正极。经过精制提纯的氯氧化铋可用作化妆品配料。以下是采用湿法工艺用铋精矿（主要成分是，还含有等）制备BiOCl的一种方法，其流程如图甲所示：
已知：①开始沉淀的pH为2.7，沉淀完全时的pH为3.7。
②pH>3时，极易水解生成不溶性的BiOCl沉淀。
回答下列问题：
盐酸羟胺的作用为____________________________________。
3.我国有丰富的芒硝矿(主要成分为)，以、氨水和为原料制备纯碱对实现碳达峰、碳中和具有重大意义，制备流程如图所示。回答下列问题：
(1)实验室进行过滤操作时使用到的硅酸盐材质的仪器有玻璃棒、___________，“滤液”的一种成分常用作肥料，该物质为___________(填名称)。
(2)“煅烧炉”中发生反应的化学方程式________________________________；流程中除水外，还可以循环使用的物质为___________(填化学式)。
4.钕铁硼(NdFeB)磁铁因其超强的磁性被誉为“永磁之王”。已知某钕铁硼废料中主要成分为Nd、Fe、Co、Al、Mn等金属单质，还含有不溶于水和盐酸的硼、硅酸盐及硫化物。以下为一种利用钕铁硼废料制取和的工艺流程：
已知：①钕的活动性较强，能与酸发生置换反应，其稳定的化合价为+3价。
②某些金属氢氧化物沉淀完全(沉淀完全的离子浓度)时的pH如下表所示：
沉淀
沉淀完全时的pH 5.2 3.2 9.4 9.5 10.1 8.5
回答下列问题：
(1)铁硼废料浸出前需“预处理”，粉碎后，再除去表面的矿物油污。除去矿物油污可以选择的试剂是____________。
A.纯碱溶液 B.NaOH溶液 C.苯 D.稀硫酸
(2)利用膜电解技术(装置如图所示)，以溶液为原料制备，电解时通过离子交换膜的离子主要为___________。
5.软锰矿的主要成分为，还含有等杂质，工业上用软锰矿制取的流程如图：
已知：部分金属阳离子完全沉淀时的如下表
金属阳离子
完全沉淀时的pH 3.2 5.2 10.4 12.4
第1步除杂中的作用_______________________________________，涉及的离子方程式___________________________________；形成滤渣1的主要成分为_______（填化学式），调至5~6所加的试剂，可选择______（填字母）。
a. b. c. d.氨水
6.铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含、、)和草酸泥渣(含草酸铅、硫酸铅)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下：
已知：
(1)滤渣的主要成分为_____________、_____________。(填化学式)
(2)“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为_________________。(填化学式)
7.闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的CuCl可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下：
已知：室温下，。
回答下列问题：
（1）首次浸取所用的深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为____________________（填化学式）。
（2）滤渣的主要成分为______________（填化学式）。
8.偏磷酸钡具有耐高温、透光性良好等性能，是制备磷酸盐光学玻璃的基础物质。利用湿法磷酸(主要成分为，含有少量、、、等杂质)制备偏磷酸钡的一种工艺的主要流程如图所示：
已知25℃时：①，，，，
②将通入溶液中，当时生成，时生成，时生成，磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐。
回答下列问题：
(1)加入适量的主要目的是________________________________。
(2)“氨化”的目的之一是通入适量调节溶液的pH，从保证产率的角度出发，此时转化为A，A为___________(填化学式)。
答案以及解析
1.答案：（1）将全部转化为，且将还原为，防止在滤渣Ⅱ中引入；10.0
（2）；、硫酸
解析：（1）由题表信息可知，的小于，为防止在滤渣Ⅱ中引入，“酸浸”时，通入稍过量，将全部转化为，将还原为；根据表格中数据可知当为时，的浸出率均较高。
（2）焙烧与时发生氧化还原反应生成和，则反应的化学方程式为，生成的可在氧化步骤中使用，氧化时生成的硫酸可在酸浸步骤中使用，则整个流程中，可以循环使用的物质有、硫酸。
2.答案：将还原成，以免在生成BiOCl的同时生成沉淀
解析：Fe 在pH为2.7时开始沉淀，而后续流程为了得到BiOCl，需要将pH调至约为3，若Fe元素为+3价，则该过程中会产生沉淀，而稀盐酸、稀硫酸都不能还原，所以盐酸羟胺在反应中的作用为将还原成，以免在生成BiOCl的同时生成Fe（OH） 沉淀。
3.答案：(1)漏斗、烧杯；硫酸铵
(2)；
解析：“反应器1”中氨水吸收过量二氧化碳得到碳酸氢铵溶液，“反应器2”中碳酸氢铵溶液中加入溶液，碳酸氢钠溶解度最小结晶析出，过滤得滤液主要为硫酸铵溶液，碳酸氢钠晶体进入煅烧炉、受热分解得到产品碳酸钠，水和放出的二氧化碳可参与循环进入“反应器1；
（1）玻璃属于硅酸盐材质，则实验室进行过滤操作时使用到的硅酸盐材质的仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯，“滤液”的一种成分常用作肥料，据分析，该物质为硫酸铵(填名称)。
（2）碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠、水和二氧化碳，则“煅烧炉”中发生反应的化学方程式；流程中除水外，还可以循环使用的物质为。
4.答案：(1)C
(2)
解析：(1)矿物油污的主要成分是烃类，能溶于有机溶剂，所以除去矿物油污可以选择的试剂是苯；
(2)阳极反应为，阴极发生反应，为防止生成的氯气与阴极的反应，因此该离子交换膜为阳离子交换膜，电解时通过膜的离子主要为。
5.答案：氧化，便于除杂；；；ab
解析：第1步除杂中的作用是氧化，便于除杂；涉及的离子方程式；根据分析，形成滤渣1的主要成分为；调不能引入新的杂质，故调至5~6所加的试剂，可选择、，生成的钙离子、镁离子后续能够除掉，故选ab；
6.答案：(1)；
(2)
解析：(1)由分析可知，滤渣的主要成分为、。
(2)由已知可知，此时铬元素以形式存在。
7.答案：（1）
（2）Fe
解析：（1）深蓝色溶液①中应含，铜毛丝与空气、盐酸、足量液氨反应生成。
（2）铜包钢经浸取、过滤后得到的滤渣可用于炼钢，则滤渣的主要成分应为铁单质。
8.答案：(1)除去硫酸根(或将硫酸根转化为沉淀)
(2)
解析：由题干工艺流程图可知，向湿法磷酸加入将、、转化为沉淀而除去，过滤的滤渣1主要成分为：，然后向滤液中继续加入除砷铁，过滤出滤渣2主要成分为FeS、S和，然后向滤液中加入进行氨化，加入进行脱镁，过滤出滤渣3主要成分为，过滤后将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，得到晶体，将晶体与一起高温煅烧得到偏磷酸钡；
（1）由分析可知，“滤渣1”中含硫化合物的化学式为；
（2）磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐，磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐，则反应中应该调节pH使得转化为，便于后续分离；