2019高考化学 难点剖析 专题17 化工流程中物质的结晶讲解

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1、专题17化工流程中物质的结晶化工流程中物质的结晶需根据晶体的组成、溶解度、水解、性质综合考虑，大多数采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，但对不同的晶体有所改变。一、根据物质的组成典例1利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出铬和铝，实现铬和铝的再生利用。其工作流程如下：(1)铝热法冶炼金属铬，是利用了金属铝的______(填“氧化性”或“还原性”)。(2)溶液1中的主要的阴离子有CrO42-、_____(填离子符号)。(3)过程I，在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4molCrO42-,消耗氧化剂的物质的

2、量是_______。(4)通入CO2调节溶液pH实现物质的分离。①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al。冶炼Al的化学方程式是_______。②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用，B是________(填化学式)。③已知：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2OK=4.0×1014滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04mol/L，则CrO42-的浓度是_____mol/L。(5)过程II的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7。不同温度下化合物的溶解度(g/100gH2O)结合表中数据分析，过程II得到K2Cr2O7粗品的

3、操作是：______，过滤得到K2Cr2O7粗品。【答案】还原性AlO2-、OH-0.3mol2Al2O3(熔融)3O2↑+4AlNaHCO30.01向滤液③中加入浓硫酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶【解析】（1）铝热法冶炼金属铬，铝元素化合价由0价变化为+3价，失去电子被氧化，是利用了金属铝的还原性；（4）①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al，冶炼Al的化学方程式是2Al2O3(熔融)3O2↑+4Al；②滤渣B为碳酸氢钠，受热分解所得物质碳酸钠可以循环利用，因此B是NaHCO3；③已知2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，K=4.0×101

4、4，滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04mol/L，K=c(Cr2O72-)/[c2(CrO42−)·c2(H+)]，氢离子浓度为10-6mol/L，因此CrO42-的浓度为mol/L＝0.01mol/L；（5）过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7，根据物质的溶解度与温度的关系可知过程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品的操作是：向滤液③中加入浓硫酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶。二、根据物质的溶解度当物质的溶解度受温度升高先增大后减小时，就需要控制适当的温度进行结晶。如果要从混合溶液中分离出溶解度小的晶体，就要趁热过滤。典例2（

5、2018届湖北省荆州中学高三4月月考）工业上常以铬铁矿(主要成分为亚铬酸亚铁FeCr2O4，还有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产红矾钠(Na2Cr2O7)，某实验小组模拟其流程如下图所示：（1）步骤①中，焙烧时所用的仪器材质应选用_______(填“瓷质”、“铁质”或“石英质”)，二氧化硅与纯碱反应的化学方程式为___________。（2）配平步骤①中主要反应：_____________FeCr2O4＋___O2＋___Na2CO3___Fe2O3＋___Na2CrO4 ＋___CO2（3）操作④中，酸化时，CrO42－转化为Cr2O72－，写出平衡转

6、化的离子方程式：______________ 。（4）步骤③用硫酸将溶液的pH调至中性，所得滤渣的主要成分是___________、____________；（5）下图是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线，步骤④中获得固态副产品Na2SO4的实验操作方法为____________、___________。（6）工业上常用电解法处理含Cr2O72－的酸性废水，用金属铁作阳极、石墨作阴极，一段时间后产生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。若电解后溶液中c(Cr3+)=3.0×10－5 mol·L－1，则c(Fe3+)=_____。(已知Ksp[Fe(

7、OH)3]=4.0×10－38 mol·L－1，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10－31mol·L－1)（7）CrO5的结构式为，该氧化物中Cr为_______价。【答案】铁质Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑4 7  8  2  8  82CrO42－+2H+⇌Cr2O72－+H2OH2SiO3（H4SiO4或SiO2·H2O）Al(OH)3加热浓缩趁热过滤2.0×10－12 mol·L－1+6【解析】(1).步骤①中，在铬铁矿中加入纯碱焙烧，使用的仪器是坩埚，瓷质和石英质坩埚中均含有二氧化硅，在高温下二氧化硅和纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳，化学

8、方程式为：