工艺流程专题
解题策略
化工流程中常见的操作与名词
化工流程题目在流程上一般分为3个过程：
原料处理―→分离提纯―→获得产品
(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词
①加快反应速率
②溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 水浸：与水接触反应或溶解
浸出：固体加水(酸)溶解得到离子
浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化)
酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程 ③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解 ④控制反应条件的方法
(2)分离提纯阶段的常见考点 ①调pH 值除杂
a.控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀
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Mn 2＋溶液中含有的Fe 2＋
，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把Fe 2＋氧化为Fe 3＋
，再调溶液的pH 到
3.7。 b.调节pH 所需的物质一般应满足两点：
能与H ＋
反应，使溶液pH 值增大；不引入新杂质。
例如，若要除去Cu 2＋溶液中混有的Fe 3＋
，可加入CuO 、Cu(OH)2、Cu 2(OH)2CO 3等物质来调节溶液的pH 值。 ②试剂除杂
③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如侯氏制碱中的NaHCO 3、H 2O 2、Ca(HCO
3)2、KMnO 4、AgNO 3、HNO 3(浓)等物质。
④降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动 ⑤萃取
(3)获得产品阶段的常见考点
①洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl 3、AlCl 3、MgCl 2等溶质时，应在HCl 的气流中加热，以防其水解。
③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO 3中的少量NaCl 。 ④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl 中的少量KNO 3。 ⑤重结晶。
(4)其他常见考点
①化学方程式 ②实验仪器 ③计算 ④信息
热点题型探究
热点1 碱金属及其矿物的开发利用 [例1] 难溶性杂卤石(K 2SO 4·MgSO 4·2CaSO 4·2H 2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：
K 2SO 4·MgSO 4·2CaSO 4·2H 2O(s)=====2Ca 2＋＋2K ＋＋Mg 2＋＋4SO 2－
4＋2H 2O
为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：
(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K ＋
的原因：_______________。
(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入__________溶液调滤液pH 至中性。
(4)不同温度下，K ＋
的浸出浓度与溶浸时间的关系见下图。由图可得，随着温度升高，①________________________， ②__________________。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO 4(s)＋CO 2－3==CaCO 3(s)＋SO 2－
4
已知298 K 时，K sp (CaCO 3)＝2.80×10－9，K sp (CaSO 4)＝4.90×10－
5，求此温度下该反应的平衡常数
K (计算结果保留三位有效
数字)。
[精练1] KNO 3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO 3制备方法的主要步骤：
(1)反应Ⅰ中，CaSO 4与NH 4HCO 3的物质的量之比为1∶2，该反应的化学方程式为____________________________________。 (2)反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是 ________________________；
从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO 4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是_____________________________________。 (3)检验反应Ⅱ所得K 2SO 4中是否混有KCl 的方法：取少量K 2SO 4样品溶解于水，________________________________。 (4)整个流程中，可循环利用的物质除(NH 4)2SO 4外，还有__________________(填化学式)。 热点2 镁、铝及其矿物的开发利用
[例2] [2013·江苏，16(1)(2)(3)]氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO 3，含少量FeCO 3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
(1)MgCO 3与稀硫酸反应的离子方程式为 _______________________。
(2)加入H 2O 2氧化时，发生反应的化学方程式为_______________________________________________。 (3)滤渣2的成分是________________(填化学式)。
[精练2] 镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒
盐后的盐卤(主要含Na ＋、Mg 2＋、Cl －、Br －
等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：
回答下列问题：
(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH 溶液的原因是________________。
(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有________溶液的烧杯中，充分搅拌后经__________、______(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。 (3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：
其中装置A的作用是__________________________________________________________。
(4)写出过程④中发生反应的化学方程式__________________________________________。
热点3铁、铜及其矿物的开发利用
[例3]工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)步骤Ⅰ是在反射炉中进行的。把黄铜矿和石英砂混合加热到1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是__________________________、____________________________。
(2)步骤Ⅱ是在转炉中发生的。冰铜含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)，在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O。生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的泡铜，该过程发生反应的化学方程式分别是______________、__________________。气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________(填字母)吸收。
a.浓硫酸
b.稀硝酸
c.NaOH溶液
d.氨水
(3)步骤Ⅲ是由泡铜冶炼粗铜的反应，化学方程式为________________________________。
(4)用稀硝酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是____________________(注明试剂、现象)。
[精练3]实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，主要工艺流程如下：
(1)将过程②产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________(填字母)。
A.品红溶液
B.紫色石蕊溶液
C.酸性KMnO4溶液
D.溴水
(2)过程①中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为_____________________。
(3)过程③中需加入的物质是________________。
(4)过程④中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要________________。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的________(填字母)。
A.稀硫酸
B.CaCO3
C.NaOH溶液
[例4]硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下：
已知：(ⅰ)PbCl2(s)＋2Cl－(aq)PbCl2－4(aq)ΔH＞0
(ⅱ)K sp(PbSO4)＝1.08×10－8，K sp(PbCl2)＝1.6×10－5
(ⅲ)Fe3＋、Pb2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH值分别为3.2、7.04
(1)步骤Ⅰ中生成PbCl2和S的离子方程式为____________________________，加入盐酸的另一个目的是为了控制pH值在0.5～1.0，原因是___________________________________。
(2)用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因__________________________。
(3)写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式________________________________。
(4)请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因_________________________，滤液3是__________。
(5)铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的
PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为__________________________。
[精练4][2013·山东理综，30(2)]TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括：
酸溶FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l)
水解TiOSO4(aq)＋2H2O(l)=====
90 ℃
H2TiO3(s)＋H2SO4(aq)
简要工艺流程如下：
①试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，原因是________________。
②取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是__________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是__________(填化学式)。
2019年高考全国卷工艺流程汇编
1.(2019全国一卷，26,14分)硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）在95 ℃“溶侵”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
（2）“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的化学试剂是_________。（3）根据H3BO3的解离反应：H3BO3+H2O H++B(OH)?4，K a=5.81×10?10，可判断H3BO3是_______酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。
（4）在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
2.(2019全国二卷，26,13分)立德粉ZnS·BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：
（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为
___（填标号）。A．黄色B．红色C．紫色D．绿色
（2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________。回转炉尾气
中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为___。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___________（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
（3）成品中S2?的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000 mol·L?1的I2?KI溶液
于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min ，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I 2用0.1000 mol·L ?1Na 2S 2O 3溶液滴定，反应式为I 2+2223
S O
-
2I ?+246S O -
。测定时消耗Na 2S 2O 3溶液体积V mL 。终点颜色变化为_________________，
样品中S 2?
的含量为______________（写出表达式）。
3.(2019全国三卷，26,14分)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：
0n+?1金属离子 Mn 2+ Fe 2+ Fe 3+ Al 3+ Mg 2+ Zn 2+ Ni 2+ 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__________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________。 （2）“氧化”中添加适量的MnO 2的作用是________________________。 （3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH 范围应调节为_______~6之间。
（4）“除杂1”的目的是除去Zn 2+和Ni 2+，“滤渣3”的主要成分是______________。
（5）“除杂2”的目的是生成MgF 2沉淀除去Mg 2+。若溶液酸度过高，Mg 2+沉淀不完全，原因是___________________。 （6）写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNi x Co y Mn z O 2，其中Ni 、Co 、Mn 的化合价分别为+2、+3、+4。当x =y =1
3
时，z =___________。
典例导悟
典例导悟1 利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO －
2，可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润
的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO －
2的离子方程式为__________________________________________________。
(二)某工厂对制革工业污泥中Cr 元素的回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr 3＋，其次是Fe 3＋
、Fe 2
＋、Al 3＋、
Ca 2＋、Mg 2＋
)：
阳离子 Fe 3＋ Fe 2＋ Mg 2＋ Al 3＋ Cu 2＋ Cr 3＋
开始沉淀
时的pH 1.9 7.0 － － 4.7 －
沉淀完全时的pH 3.2 9.0 11.1 8 6.7
9(＞9溶
解)
(1)(2)调pH ＝8是为了除去__________(填Fe 3＋、Al 3＋、Ca 2＋、Mg 2＋
)。
(3)钠离子交换树脂的原理为M n ＋＋n NaR ―→MR n ＋n Na ＋，被交换的杂质离子是____________(填Fe 3＋、Al 3＋、Ca 2＋
、Mg 2＋
)。
(4)试配平氧化还原反应方程式： Na 2Cr 2O 7＋ SO 2＋ H 2O=== Cr(OH)(H 2O)5SO 4＋ Na 2SO 4；每生成1 mol Cr(OH)(H 2O)5SO 4消耗SO 2的物质的量为____________。
(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl 3。腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu 2＋、Fe 3＋和Fe 2＋的浓度均为0.10 mol·L －
1，请参
照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl 2溶液中Fe 3＋ 和Fe 2＋
的实验步骤：
①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③过滤。(提供的药品：Cl 2、浓H 2SO 4、NaOH 溶液、CuO 、Cu)。 典例导悟2 (2010·江苏，20)以水氯镁石(主要成分为MgCl 2·6H 2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的K sp ＝1.8×10－
11 mol 3·L －3，若溶液中c (OH －)＝3.0×10－
6
mol·L －1，则溶液中c (Mg 2＋)＝________________。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为________。 (3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO 。取碱式碳酸镁4.66 g ，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g 和标准状况下CO 2 0.896 L ，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO 3，则产品中镁的质量分数________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
典例导悟3 (2010·福建理综，24)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO 3，并含少量的Fe 2O 3、FeCO 3、MgO 、CaO 等，生产工艺流程示意如下：
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是
_____________________________________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
Fe(OH)2＋ ________＋ ________=== Fe(OH)3＋ Cl －
(3)针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的，组成元素是Fe 、O 和H ，化学式量为89，化学式是________。
(4)根据下表数据，调节“滤液2”的pH 时，理论上可选用的最大区间为________。
Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO 3 CaCO 3 开始沉淀
的pH 10.4 6.4 — —
沉淀完全
的pH 12.4 8.0 — —
开始溶解
的pH
— 10.5 — —
K sp 5.6×10－12 mol 3·L －3 — 6.8×10－
mol 2·L －2
2.8×10－9
mol 2·L －2
(5)工业上从“滤液3a ．大理石粉 b ．石灰粉 c ．纯碱溶液 d ．烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为________________、________________、过滤、洗涤、干燥。 (7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO 3的质量分数不低于________________。 典例导悟4 (2010·四川理综，29)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO 2、FeO 、Fe 2O 3、Ti 的最高化合价为＋4)作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：
(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是__________________________________________________________。 (2)向滤液Ⅰ中加入铁粉，发生反应的离子方程式为________________________、______________________。
(3)在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH 达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，
维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：
________________________________________________________________________。
过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、______、______、______(填化学式)，减少废物排放。
(4)A 可用于生产红色颜料(Fe 2O 3)，其方法是：556a kg A(摩尔质量为278 g·mol －
1)溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3 336b kg A 和112c kg 铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe 2O 3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料____________________ kg 。
典例导悟5 (2010·上海，27)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：
(1)粗盐水加入沉淀剂A 、B 除杂质(沉淀剂A 来源于石灰窑厂)，写出A 、B 的化学式：A________，B___________。
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：
取样、________、沉淀、________、__________、泠却结晶、________、烘干。
(3)工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是________________。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体。其原因是 ________________________________________________________________________。
(4)碳酸化后过滤，滤液D 最主要的成分是________(填写化学式)，检验这一成分的阴离子的具体方法是： ________________________________________________________________________。
(5)氯碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D 加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为 ____________________________。
滤液D 加石灰水前先要加热，原因是_______________________________________________________________。
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为________________________________________________________________________。
专题集训
1．(2011·广东理综，32)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：
粗铝
――→坩埚中精炼700 ℃，通入
Cl 2?
???
除渣
高纯铝液――→冷却
高纯铝锭
尾气――→冷凝????
气体A ――→废碱液
回收液固体B ――→NaCl
，KCl △熔融盐――→电镀170 ℃
镀铝制品
(注：NaCl 熔点为801 ℃；AlCl 3在181 ℃升华)
(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①___________________________和②____________________________________。
(2)将Cl 2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl 2外还含有__________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在__________。
(3)在用废碱液处理气体A 的过程中，所发生反应的离子方程式为__________________________________________。
(4)镀铝电解池中，金属铝为________极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl －4和Al 2Cl －
7形式存在，铝电极的主要电极反应式为___________________________________。
(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是___________________________________________。 2．铝用途广泛，用铝土矿(主要成分为Al 2O 3·n H 2O 、少量SiO 2和Fe 2O 3)制取Al 有如下途径：
(1)滤液A 可用于净水，其净水原理用离子方程式表示为_____________________________________________。
(2)灼烧时盛放药品的仪器名称是________。
(3)步骤V 中发生反应的化学方程式是______________________________________________。 (4)步骤Ⅲ中生成固体C 的离子反应方程式为_____________________________________；
滤液C 中c (Na ＋
)＝_______________________________________(用电荷守恒式表达)。
(5)取滤液B 100 mL ，加入1
mol·L －1盐酸200 mL ，沉淀量达到最大且质量为11.7 g 。则滤液B 中c (AlO －
2)＝
________________，c (Na ＋)____2 mol·L －
1(填“>”、“＝”或“<”)。
3．亚氯酸钠(NaClO 2)是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：①NaClO 2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO 2·3H 2O ；②纯ClO 2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全；③HClO 2可看成是强酸。
(1)160 g·L －
1 NaOH 溶液的物质的量浓度为____________________________，若要计算该溶液溶质的质量分数，还需要的一个条件是__________________。
(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是________(填序号)。
A ．将SO 2氧化成SO 3，增强酸性
B ．稀释ClO 2以防止爆炸
C ．将NaClO 3氧化成ClO 2 (3)吸收塔内的反应的化学方程式为__________________________________________________， 吸收塔的温度不能超过20 ℃，其目的是防止H 2O 2分解，写出H 2O 2分解的化学方程式：____________________________。 (4)在碱性溶液中NaClO 2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH 稍过量，判断NaOH 是否过量的简单的实验方法是 ________________________________________________________________________。 (5)吸收塔中为防止NaClO 2被还原成NaCl ，所用还原剂的还原性应适中。除H 2O 2外，还可以选择的还原剂是______(填序号)。A ．Na 2O 2 B ．Na 2S C ．FeCl 2
D ．PbO(悬浊液)
(6)从滤液中得到NaClO 2·3H 2O 粗晶体的实验操作依次是____________(填序号)。 A ．蒸馏 B ．蒸发 C ．灼烧 D ．过滤 E ．冷却结晶 要得到更纯的NaClO 2·3H 2O 晶体必须进行的操作是________(填操作名称)。
4．海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料。下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：
(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca 2＋、Mg
2＋
、SO 2－
4等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为(写化学式)
___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是 ________________________________________________________________________， 电解饱和食盐水的化学反应方程式为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
②制取MgCl 2的过程中涉及反应：MgCl 2·6H 2O =====△
MgCl 2＋6H 2O ，该反应要在HCl 气氛中进行，原因是________________________。
(3)苦卤中通入Cl 2已经置换出Br 2，为什么吹出后用SO 2吸收转化为Br －
再用Cl 2置换___________________ ________________________________，由此判断Cl 2、Br 2、SO 2的氧化性由强到弱的顺序为________________________。 (4)也有工艺是在吹出Br 2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO 2放出。该反应的离子方程式是__________________________________________；
最后再用H 2SO 4处理得到Br 2，该反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
工艺流程专题答案
热点题型探究
热点1 碱金属及其矿物的开发利用
[例1]解析 解题时，要依据制备K 2SO 4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。 (1)杂卤石中加入Ca(OH)2
溶液，Mg 2＋与
OH －结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO 4微
溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO 4及未溶解的杂卤石。 (2)加入Ca(OH)2溶液，Mg 2＋
与OH －结合生成Mg(OH)2沉淀，使c (Mg 2＋)减小，
杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c (Ca 2＋)与c (SO 2－
4)均增大，从而析出CaSO 4
沉淀，K ＋留在滤液中。
(3)滤液中含有Ca 2＋、OH －，可先加入过量K 2CO 3溶液，除去Ca 2＋，过滤后，再加入稀H 2SO 4调节溶液的pH 至中性。
(4)由图可知，随着温度升高，溶浸平衡向右移动，K ＋的溶浸速率增大。
(5)CaSO 4(s)＋CO 2－3
CaCO 3(s)＋SO 2－4的平衡常数K ＝
c (SO 2－
4)c (CO 2－3)
。CaCO 3(s)、
CaSO 4(s)分别存在沉淀溶解平衡：CaCO 3(s)Ca 2＋(aq)＋CO 2－3(aq)，
CaSO 4(s)
Ca 2＋(aq)＋SO 2－4(aq)，则有K sp (CaCO 3)＝c (Ca 2＋)·c (CO 2－3)＝2.80×10
－9，K sp (CaSO 4)＝c (Ca
2＋)·c (SO 2－
4)＝4.90×10－5，那么K ＝
c (SO 2－4)
c (CO 2－3
)＝K sp (CaSO 4)
c (Ca 2＋)
K sp (CaCO 3)c (Ca 2＋)
＝
K sp (CaSO 4)K sp (CaCO 3)＝4.90×10－5
2.80×10－9
＝1.75×104
。
答案 (1)Mg(OH)2 CaSO 4
(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg 2＋与OH －结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg 2＋
浓度减小，平
衡正向移动，K ＋
增多 (3)K 2CO 3 H 2SO 4
(4)①溶浸平衡向右移动 ②K ＋
的溶浸速率增大
(5)CaSO 4(s)＋CO 2－3CaCO 3(s)＋SO 2－
4的平衡常数K ＝c (SO 2－
4)c (CO 2－3)
，据K sp (CaSO 4)、
K sp (CaCO 3)可知，c (SO 2－4)＝K sp (CaSO 4)c (Ca 2＋)，c (CO 2－
3)＝K sp (CaCO 3)c (Ca 2＋)，则有K ＝c (SO 2－
4)c (CO 2－
3)＝K sp (CaSO 4)K sp (CaCO 3)＝4.90×10－5
2.80×10
－9＝1.75×104。 [精练1] KNO 3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO 3制备方法的主要步骤：
答案 (1)CaSO 4＋2NH 4HCO 3===CaCO 3↓＋(NH 4)2SO 4＋H 2O ＋CO 2↑
(2)加快化学反应速率，分离NH 4Cl 与K 2SO 4 防止KNO 3结晶，提高KNO 3的产率
(3)加入Ba(NO 3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO 3溶液，若有沉淀生成，说明K 2SO 4中混有KCl (4)CaSO 4、KNO 3 热点2 镁、铝及其矿物的开发利用 [例2]解析 明晰流程中物质转化过程：
答案 (1)MgCO 3＋2H ＋
===Mg 2＋
＋CO 2↑＋H 2O
(2)2FeSO 4＋H 2O 2＋H 2SO 4===Fe 2(SO 4)3＋2H 2O (3)Fe(OH)3
[精练2 答案 (1)石灰乳原料丰富，成本低
(2) MgCl 2 过滤 洗涤 (3)制备干燥的HCl 气体 (4) MgCl 2(熔融)=====电解
Mg ＋Cl 2↑ 热点3 铁、铜及其矿物的开发利用
[例3]解析 (1)根据问题(1)信息中的反应物和生成物以及氧化还原反应的规律可写出两个化学方程式。
(2)气体A 中含有SO 2，SO 2是酸性氧化物，选用碱性溶液吸收。
(3)由泡铜制取粗铜，是Cu 2O 和Al 发生氧化还原反应，根据氧化还原反应的配平方法进行配平可得化学方程式为3Cu 2O ＋2Al 高温,Al 2O 3＋6Cu 。
(4)向溶液中滴加KSCN 溶液，溶液呈血红色，可推知溶液中一定含有Fe 3＋；要检验溶液中还含有Fe 2＋，可利用其还原性，具体操作：取适量酸性KMnO 4溶液置于试管中，滴入几滴该溶液，若酸性KMnO 4溶液褪色或颜色变浅，说明该溶液中含有Fe 2＋(答案合理即可)。
答案 (1)2CuFeS 2＋O 2=====高温
Cu 2S ＋2FeS ＋SO 2 2FeS ＋3O 2=====高温
2FeO ＋2SO 2 (2)2Cu 2S ＋3O 2=====高温
2Cu 2O ＋2SO 2 2Cu 2O ＋Cu 2S=====高温
6Cu ＋SO 2↑ cd
(3)3Cu 2O ＋2Al=====高温
Al 2O 3＋6Cu
(4)Fe 3＋
可取适量酸性KMnO 4溶液置于试管中，滴入几滴该溶液，若酸性KMnO 4
溶液褪色或颜色变浅，说明该溶液中含有Fe 2＋
(答案合理即可) [精练3]答案 (1)ACD
(2)4FeS ＋3O 2＋6H 2SO 4===2Fe 2(SO 4)3＋6H 2O ＋4S (3)铁粉 (4)蒸发皿、玻璃棒 (5)C
解析 (1)SO 2具有漂白性，能使品红褪色，SO 2有还原性，能被酸性KMnO 4溶液、溴水氧化，而使它们褪色。(3)溶液X 为Fe 2(SO 4)3，需加入还原剂将Fe 3＋还原为Fe 2＋，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。(5)过程⑤中需将酸消耗而调高pH ，而CaCO 3跟硫酸反应会生成微溶于水的CaSO 4，阻止反应的继续进行。 热点4 其他金属及化合物的制取
[例4] 答案 (1)PbS ＋2Fe 3＋＋2Cl －===PbCl 2＋2Fe 2＋＋S 抑制Fe 3＋、Pb 2＋
的水解
(2)PbCl 2(s)＋2Cl －(aq)PbCl 2－
4(aq)为吸热反应，冰水浴降低温度，平衡逆向移动，使PbCl 2－
4不断转化为PbCl 2晶体而析出
(3)PbCl 2(s)＋SO 2－4(aq)
PbSO 4(s)＋2Cl －
(aq) (4)2Fe 2＋
＋H 2O 2＋2H ＋
===2Fe 3＋
＋2H 2O 盐酸
(5)PbSO 4＋2e －===Pb ＋SO 2－
4
解题指导 该题是以考查物质转化关系为目的的化工流程题。解答这类试题关键是能整合题干、流程和问题中的信息，确定每一步的反应物和生成物，最后再依据化学反应原理，逐一解答问题。如该题第(1)问：从流程和问题信息可得到步骤Ⅰ的物质变化是Fe 3＋氧化PbS 生成单质硫，本身被还原为Fe 2＋，从而顺利写出该步反应的离子方程式。
结合已有知识和已知信息(ⅲ)可知Fe 3＋、Pb 2＋易水解，即可从水解平衡移动的角度回答加盐酸的目的。
第(2)问：结合已知(ⅰ)信息和步骤获得的产品为PbCl 2晶体，回答冰水浴的目的肯定要从平衡逆向移动的角度突破。第(3)问：结合已知(ⅱ)信息，步骤Ⅲ是沉淀
的转化。
[精练4]答案 ①Fe 温度过高会导致TiOSO 4提前水解，产生H 2TiO 3沉淀
②Fe 2＋
Fe 2O 3
解析 ①钛铁矿中的Fe 2O 3与硫酸反应生成硫酸铁，加入试剂A 后的其中一种产物是硫酸亚铁，则试剂A 是铁粉。②加入KSCN 溶液后无明显现象，说明不含Fe 3＋，加入H 2O 2后变红说明含有Fe 2＋。这种H 2TiO 3中含有FeSO 4，则煅烧后会产生少量的Fe 2O 3而使TiO 2显黄色。
2019年高考全国卷工艺流程汇编
1．（1）NH 4HCO 3+NH 3(NH 4)2CO 3
（2）SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3 KSCN
（3）一元弱 转化为H 3BO 3，促进析出 （4）2Mg 2++323CO -
+2H 2O
Mg(OH)2·MgCO 3↓+23HCO -
（或2Mg 2++223CO -
+H 2O
Mg(OH)2·MgCO 3↓+CO 2↑） 溶浸 高温焙烧 2（1）D （2）①BaSO 4+4C
BaS+4CO ↑
CO+H 2O CO 2+H 2
②BaCO 3 ③S 2?
+Ba 2+
+Zn 2+
+2
4
SO
-
BaSO 4·ZnS ↓
（3）浅蓝色至无色
1
25.000.100032
21001000
V m -????（）％
3（1）SiO 2（不溶性硅酸盐） MnO 2+MnS+2H 2SO 4=2MnSO 4+S+2H 2O
（2）将Fe 2+氧化为Fe 3+（3）4.7（4）NiS 和ZnS （5）F ?与H +结合形成弱电解质HF ，MgF
2Mg 2++2F ?平衡向右移动
（6）Mn 2+
+23HCO -
=MnCO 3↓+CO 2↑+H 2O （7）13
典例导悟
1．(一)2Al ＋OH －
＋NO －
2＋2H 2O===2AlO －
2＋NH 3·H 2O
(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可，其他合理答案也可)
(2)Fe 3＋、Al 3＋ (3)Mg 2＋、Ca 2＋
(4)1 3 11 2 1 1.5 mol
(三)①通入足量氯气将Fe 2＋氧化成Fe 3＋
②加入CuO 调节溶液的pH 至3.2～4.7
2．(1)2.0 mol·L －
1 (2)NH 4Cl
(3)n (CO 2)＝0.896 L 22.4 L·mol －1＝4.00×10
－2
mol n (MgO)＝ 2.00 g 40 g·mol
－1＝5.00×10
－2
mol n (H 2O)＝
4.66 g －4.00×10－2 mol ×44 g·mol －
1－2.00 g 18 g·mol
－1
＝5.00×10－
2 mol n (MgO)∶n (CO 2)∶n (H 2O)＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－
2＝5∶4∶5，则碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO 3·4H 2O 。 (4)升高
解析 (1)常温下Mg(OH)2的K sp ＝c (Mg 2＋)·c 2(OH －)＝c (Mg 2＋)×(3.0×10－6)2
＝1.8×10－11 mol 3·L －3，求得c (Mg 2＋)＝2.0 mol·L －1。
(2)主要流程中加NH 3、NH 4HCO 3进行沉淀镁得到主要物质为MgCO 3和NH 4Cl ，滤液的主要成分为NH 4Cl 。
(3)设该碱式碳酸镁的化学式为Mg x (OH)y (CO 3)z ，高温煅烧后产物为MgO 、
CO 2和H 2O ，其物质的量之比为n (MgO)∶n (CO 2)∶n (H 2O)＝x ∶z ∶1
2
y ，由题中数
据知生成气体CO2的物质的量n(CO2)＝0.896 L
22.4 L·mol－1
＝4.00×10－2 mol，得到的固
体为MgO，其物质的量n(MgO)＝2.00 g
40 g·mol－1
＝5.00×10－2 mol，
n(H2O)＝4.66 g－4.00×10－2 mol×44 g·mol－1－2.00 g
18 g·mol－1
＝5.00×10－2mol，
n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶1
2y＝5.00×10－
2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝
5∶4∶5，所以求得该碱式碳酸镁的化学式为Mg5(OH)10(CO3)4，但该化学式化合价代数和不为0，推测可能含结晶水，故化学式应为Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，也可写为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。
(4)将碱式碳酸镁的化学式分为两部分，分别是4MgCO3和Mg(OH)2·4H2O。MgCO3中镁的质量分数为24/84×100%≈28.6%，Mg(OH)2·4H2O中镁的质量分数为24/(24＋17×2＋18×4)×100%≈18.5%，MgCO3增多，镁的质量分数升高。
3．(1)增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分
(2)2Fe(OH)2
2Fe(OH)3＋1Cl－
(3)FeO(OH)(或其他合理答案)
(4)8.0≤pH<10.4(或其他合理答案)
(5)b(或b和d或d)
(6)蒸发浓缩冷却结晶(或其他合理答案)
(7)125m2/81m1(或其他合理答案)
解析(1)固体颗粒越小，反应时接触面积越大，反应速率越大；同时反应更充分。(2)因漂白粉中含有强氧化性的Ca(ClO)2，可将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3，同时ClO－被还原为Cl－，分析化合价的变化：
F e＋2
(OH)2―→F e＋
3
(OH)3化合价升1×2
Cl O＋1
－―→C l
－1
－化合价降2×1
配平Fe(OH)2、Fe(OH)3、ClO－、Cl－前的化学计量数后，可根据原子个数守恒，确定反应物H2O及其化学计量数。
(3)设针铁矿的化学式为Fe x O y H z，则有56x＋16y＋z＝89。x只能为1，若y ＝1，则z＝17，化学式FeOH17，由化合价规则可排除；若y＝2，则z＝1，化学式为FeO2H，或写为FeO(OH)，符合题意。(4)由流程图可知，滤液2中主要含有ZnCl2、MgCl2、CaCl2等物质，调节pH时，只能考虑将Zn2＋转化为Zn(OH)2，而Mg2＋必须留在溶液中，因此由表中数据可确定pH的理论范围为8.0≤pH<10.4。
(5)滤液3中的主要成分为MgCl2和CaCl2，大理石粉不能参加反应，而纯碱溶液可将Ca2＋转化为CaCO3，只有石灰乳或烧碱溶液可将Mg2＋转化为Mg(OH)2，而Ca2＋仍留在溶液中。(6)由ZnSO4溶液制备ZnSO4·7H2O，首先应将溶液加热蒸发浓缩，然后冷却析出晶体。(7)由流程图可知沉淀2中ZnO全部来自菱锌矿，由
锌元素守恒可得n(ZnCO3)＝n(ZnO)，则m(ZnCO3)＝m2 kg
81 g·mol－1
×125 g·mol－1＝125m2/81 kg，菱锌矿中ZnCO3的质量分数为125m2/81m1。
4．(1)TiO2＋2H2SO4===Ti(SO4)2＋2H2O或TiO2＋H2SO4===TiOSO4＋H2O
(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋(3)加水促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，降低H＋浓度促进钛盐水解H2O FeSO4H2SO4
(4)160a＋320b＋160c
解析(1)TiO2是Ti的最高价氧化物，与硫酸反应生成盐和水，反应的化学方程式为TiO2＋2H2SO4===Ti(SO4)2＋2H2O或TiO2与少量硫酸反应TiO2＋H2SO4===TiOSO4＋H2O。
(2)从框图信息知加硫酸后，TiO2、FeO、Fe2O3都与H2SO4反应，生成Fe3＋
和Fe2＋等离子，再加入铁粉时，铁粉与Fe3＋和过量H2SO4反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2
＋，Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋。
(3)从框图信息可知加入足量铁粉过滤，FeSO4·7H2O晶体析出，滤液Ⅲ中主
要以钛盐为主。钛盐开始水解是在沸水中，且水解过程要维持沸腾，由于盐的水
解与盐本身性质、外界温度、浓度等因素有关，温度升高，水解程度增大，浓度
越小水解程度越大，外加酸碱对盐的水解也有影响，因为钛盐是以硫酸盐形式存
在，属强酸弱碱盐水解显酸性，降低H＋的浓度有利于钛盐水解。过滤后剩余物
质是没有水解的钛盐、H2O、FeSO4、H2SO4等物质。
(4)A是FeSO4·7H2O。
由556a kgA鼓入空气生成Fe(OH)3反应中与NaOH之间的关系是：
FeSO4·7H2O～2NaOH～Na2SO4～
1
2Fe2O3①
27880
556a kg m1＝160a kg
又由于最终溶液中只存在Fe2(SO4)3和Na2SO4，由Fe和SO2－4守恒可得到关
系式②③。
FeSO4·7H2O～
1
3Fe2(SO4)3＋
1
6Fe2O3②
278
160
6
3 336b kg m2＝320b kg
Fe～
1
2Fe2O3③
5680
112c kg m3＝160c kg
理论上可生成Fe2O3的质量为m1＋m2＋m3＝(160a＋320b＋160c)kg。
5．(1)Ca(OH)2或CaO Na2CO3
(2)溶解过滤蒸发过滤
(3)有晶体析出(或出现浑浊)碳酸钠溶解度较大，而NaHCO3溶解度较小
(4)NH4Cl取样，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成说明有Cl
－
(5)NH＋4＋OH－===NH3↑＋H2O防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀
(6)w NaHCO3＝
84(m1－m2)
31m1(m1为样品质量，m2为加热后剩余固体质量)
解析(1)粗盐中含Ca2＋、Mg2＋，加入石灰乳或CaO可除去Mg2＋，再加入
Na2CO3除去Ca2＋，因此A为Ca(OH)2或CaO，B为Na2CO3。
(3)碳酸化即向氨的饱和NaCl溶液中通入过量CO2，可析出NaHCO3晶体。
反应中由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因此不会析出Na2CO3晶体。
(4)过滤除去NaHCO3，滤液D的主要成分为NH4Cl，要检验Cl－应选用AgNO3
溶液和稀硝酸。
(5)NH4Cl溶液与石灰水的反应为：NH＋4＋OH－===NH3↑＋H2O。
(6)样品质量m1加热后剩余固体质量为m2，则设样品中NaHCO3质量为m。
2NaHCO3=====
△
Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑Δm
16810662
m m1－m2
则m＝
84
31(m1－m2)
w(NaHCO3)＝
84
31(m1－m2)
m1＝
84(m1－m2)
31m1。
【专题集训区】
1．(1)Fe2O3＋2Al=====
高温
2Fe＋Al2O3
3SiO2＋4Al=====
高温
3Si＋2Al2O3
(2)HCl、AlCl3NaCl
(3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，
H＋＋OH－===H2O
(4)阳Al＋4Cl－－3e－===AlCl－4，
2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl－7
(5)氧化铝膜能隔绝空气，阻碍钢铁被腐蚀
解析(1)坩埚表面的氧化铁和石英砂分别与铝发生置换反应：Fe2O3＋
2Al=====
高温
2Fe＋Al2O3,3SiO2＋4Al=====
高温
3Si＋2Al2O3。
(2)粗铝中含有H2，则与Cl2反应生成HCl，则气泡中含有HCl，同时Al与
Cl2反应生成AlCl3，由于AlCl3在181 ℃升华，气泡中还含有AlCl3。有Na存在，
其与Cl2反应生成NaCl，NaCl熔点高于700 ℃，存在于浮渣中。
(3)尾气经冷凝后气体A含有Cl2和HCl，用碱液吸收的离子方程式为Cl2＋
2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，OH－＋H＋===H2O。
(4)在电镀池中，镀件作阴极，金属铝作阳极，铝电极的电极反应式为Al＋4Cl
－－3e－===AlCl－4，2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl－7。
(5)致密的氧化铝膜能防止钢材腐蚀是因为氧化铝膜能隔绝空气，阻止Fe与
O2反应。
2．(1)Al3＋＋3H2O3(胶体)＋3H＋、Fe3＋＋3H2O3(胶体)＋3H
＋(2)坩埚
(3)2Al2O3(熔融)=====
电解
4Al＋3O2↑(4)AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋
HCO－32c(SO2－4)＋2c(CO2－3)＋c(HCO－3)＋c(OH－)－c(H＋)
(5)1.5 mol·L－1>
解析首先明确铝土矿的组成，根据组成物质的性质了解流程中所加药品和
操作目的，比较每一步骤反应前后物质组成的变化和相关化学方程式，最后形成
整体思维。
(1)铝土矿溶解在过量稀硫酸溶液中，过滤后得到的滤渣是SiO2，滤液为
Al2(SO4)3、H2SO4、Fe2(SO4)3的混合液。因Al3＋、Fe3＋能水解产生具有吸附作用
的Al(OH)3、Fe(OH)3胶体，具有净水作用。向Al2(SO4)3、H2SO4、Fe2(SO4)3的混
合液中加入过量NaOH时，Al2(SO4)3转化为NaAlO2，Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3，
经过滤后得到滤渣Fe(OH)3。滤液B中含有NaAlO2，向滤液B中通入过量CO2
时，生成Al(OH)3和NaHCO3，经过滤后得到固体C[Al(OH)3]和含有NaHCO3、
Na2SO4的滤液C。(2)在坩埚中灼烧Al(OH)3得到Al2O3。(3)电解熔融的Al2O3得
到Al和O2。(4)NaHCO3、Na2SO4的混合溶液中，根据电荷守恒有：c(Na＋)＝2c(SO2－4)
＋2c(CO2－3)＋c(HCO－3)＋c(OH－)－c(H＋)。(5)滤液B为含有NaOH、NaAlO2、
Na2SO4的混合溶液，加入盐酸生成Al(OH)311.7 g，即n(NaAlO2)＝0.15 mol，
c(AlO－2)＝1.5 mol·L－1。NaOH、NaAlO2都转化为NaCl，再加上Na2SO4的量，故
c(Na＋)>2 mol·L－1。
3．(1)4 mol·L－1该溶液的密度(2)B
(3)2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O22H2O2=====
△
2H2O＋O2↑
(4)连续测定吸收塔内溶液的pH(5)AD(6)BED或ED重结晶
4．(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(BaCl2必须在Na2CO3之前加入，其他答
高三化学工艺流程题专题 1、亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂 已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2?3H2O。 ②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。 ③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。 （1）160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为。 （2）发生器中鼓入空气的作用可能是（选填序号）。 a．将SO2氧化成SO3，增强酸性；b．稀释ClO2以防止爆炸；c．将NaClO3氧化成ClO2（3）吸收塔内的反应的化学方程式为。 吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是。（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是。（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可 以选择的还原剂是（选填序号）。 a．Na2O2b．Na2S c．FeCl2 （6）从滤液中得到NaClO2?3H2O粗晶体的实验操作依次是（选填序号）。 a．蒸馏b．蒸发c．灼烧d．过滤e．冷却结晶要得到更纯的NaClO2?3H2O晶体必须进行的操作是（填操作名称）。
2、工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下： （1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H 2O CO 2+H 2 ①t ℃时，往1L 密闭容器中充入0.2mol CO 和0.3mol 水蒸气。反应建立平衡后， 体系中c （H 2）=0.12mol·L － 1。该温度下此反应的平衡常数K = 。 ②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO ，当反应重新建立平衡时， 水蒸气的总转化率α (H 2O)= 。 （2）合成塔中发生反应为：N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)；△H<0。下表为不同温度下 该反应的平衡常数。由此可推知，表中T 1 573K （填“>”、“<”或“=”）。 T/K T 1 573 T 2 K 1.00×107 2.45×105 1.88×103 （3）NH 3和O 2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应： 4NH 3+5O 2 4NO+6H 2O △H=－905kJ·mol － 1 不同温度下NO 产率如图所示。温度高于900℃时，NO 产 率下降的原因 。 （4）吸收塔中反应为：3NO 2+H 2O 2HNO 3+NO 。从生产流程看，吸收塔中需要补 充空气，其原因是 。 （5）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利 用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为： CH 4(g)+4NO 2(g)=4NO(g)+CO 2(g)+2H 2O(g)； △H=－574kJ·mol －1 CH 4(g)+4NO(g)=2N 2(g)+CO 2(g)+2H 2O(g)； △H=－1160kJ·mol － 1 则甲烷直接将NO 2还原为N 2的热化学方程式为：__________________________。 空气 氧化炉 N 2、H 2 合成塔 氨气 吸收塔 水 尾气 硝酸镁 蒸馏塔 浓硝酸 产率 NO
高考化学工艺流程题答题规律大总结！一、考点分析 无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是： ①从题干中获取有用信息，了解生产的产品 ②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A．反应物是什么；B．发生了什么反应；C．该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。 ③从问题中获取信息，帮助解题。 了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手： 对反应速率有何影响？对平衡转化率有何影响？对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护（从绿色化学方面作答）。二、工业流程题中常用的关键词 原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水） 灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质：如海带中提取碘 酸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀） 碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀） 氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子氧化物：调节pH促进水解（沉淀）控制pH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离 煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度
三、工业流程常见的操作 （一）原料的预处理 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，加快反应速率。（研磨适用于有机物的提取，如苹果中维生素C的测定等） ②水浸：与水接触反应或溶解。 ③酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等，与酸接触反应或溶解，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，达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。 ④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。．
2018高考专题工艺流程综合题型探究 河南省淮阳县第一高级中学高三复习部 【备考策略】 在全国近几年的高考中，主要考查物质的制备和提纯的工艺流程，其中涉及元素及其化合物的性质、离子反应、氧化还原反应、电池反应等。在2018年的备考中，应关注元素化合物知识与生产、生活的联系，善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素化合物知识。解答这类试题要注意循环经济、原子经济、节能环保等要求。 【考情分析】[ 年份试题知识点分值 2013 第27题电极反应式、化学方程式、电池总反应式的 书写，物质的回收，环境保护 15分 2015 第27题化学方程式的书写，加快浸出速率的措施， 物质的分离提纯，电子式的书写 15分 2016 第26题物质的制备、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 14分 2017 第27题反应速率，离子、化学方程式，沉淀溶解平 衡，计算 14分
化学工艺流程题的解题要领 解题时首先要粗读试题，尽量弄懂流程图。要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)，返回的箭头一般是“循环利用”的物质。图中一般会出现超纲知识，要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。所以一定要关注题目的每一个字眼，但不必将每一个物质都推出，问什么推什么。其次要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有连带效应，即前一问不能回答没关系，不影响后面回答问题。遇到做不出来的问题要及时放弃，以免影响其他问题的作答。最后，作答时一定要看清所提问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性。 1. 常见的化工术语 关键词释义 研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 灼烧(煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 浸取向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等 浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程 水浸与水接触反应或溶解 过滤固体与液体的分离 滴定定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定 蒸发结晶蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度 水洗用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等 酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等 碱作用去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)
无机工艺流程专题 1、锂离子电池的广泛应用使回收利用锂 资源成为重要课题。某研究性学习小组 对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳 粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究， 设计实验流程如下： (1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为 ________。 (2)第③步反应的离子方程式是 ______________________________________。 (3)第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有______________________________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：_________________。 (4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g，第③步反应中加入20.0 mL 3.0 mol·L－1的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，则至少有________g Na2CO3参加了反应。 2、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O 3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下： (1)将菱锌矿研磨成粉的目的是______________________________________。 (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式： Fe(OH)2＋________＋________===Fe(OH)3＋Cl－ (3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是____________________。 (4) Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.4 6.4－－ 沉淀完全的pH12.48.0－－ 开始溶解的pH－10.5－－ K sp 5.6×10－12－ 6.8×10－6 2.8×10－9
工艺流程高考题 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，阴极反应式为；滤渣A与稀 HNO3反应，产生的气体在空气中 迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为。（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，则因过量引起的反应的离子方程式 为。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：CuO + Al2O3CuAlO2 + ↑（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为mol CuAlO2，至少需要1.0mol·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。 2.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，设计的提纯与综合利用工艺如下： （注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃） （1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_________________。 （2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为_______________，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为______________。（3）步骤①为：搅拌、________、所得溶液IV中的阴离子有_______________。 （4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为___________________，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，完成图19防腐示意图，并作相应标注。3、（2014广州调研）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要 成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的 工艺流程如下： 碳酸锰矿粉溶浸 1 Mn 2 电解 除杂除杂 2 ℃ Ⅲ
工艺流程题（七） 15．钒是一种熔点很高的金属，具有良好的可塑性和低温抗腐蚀性，有延展性、硬度大， 无磁性。广泛应用于钢铁、航空航天、能源、化工等领域。工业上常用钒炉渣（主要含 FeO?V2O3，还有少量SiO 2、P2O5等杂质）提取V2O 5的流程如图： （1）焙烧的目的是将FeO?V2O3 转化为可溶性NaVO 3，其中铁元素全部转化为+3 价，写出该 反应的化学方程式___________________________________ （2）加MgSO 4溶液的步骤中，滤渣的主要成分是__________ （用化学式表示）。 （3）沉钒过程中的发生反应的离子方程式为________________ ，得到的固体物质往往需要洗 涤，写出实验室洗涤NH 4VO 3沉淀的操作方法______________ 。 （4）元素钒在溶液中还可以以V2＋（紫色）、V3＋（绿色）、VO2＋（蓝色）、VO2＋（黄色）等形式存在．某利用钒元素微粒间的反应来设计的可充电电池的工作原理如图示,已知溶液中还含有 1 mol 硫酸，请回答下列问题： ①充电时，左槽电极上发生的电极反应式为_________________ ②放电过程中，右槽溶液颜色变化为_______________________ ，若此时外电路转移了 3.01 ×1022个电子，则左槽溶液中H＋的变化量Δn（H＋）＝_______ 。 【答案】4FeO?V2O5+4Na2CO3+5O2 8NaVO3+2Fe2O3+4CO2 MgSiO3 Mg（3 PO4） 3 NH4＋+VO3 －=NH4VO3↓ 往漏斗中加水至浸没沉淀，让水自然流下，重复2-3 次VO2＋+H2O-e=VO2＋ +2H 紫色变为绿色0.05mol 【解析】 【分析】 钒炉渣加入碳酸钠在空气中焙烧，生成NaVO3、氧化铁、硅酸钠、磷酸钠，水浸后得到滤渣
化学工艺流程图专题（1） 1.我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”。其模拟流程如下： (1)反应①的化学方程式________________，反应②的基本反应类型为_______。 (2)工业上用分离液态空气 的方法制取氢气，属于_______变化（填“物理”或“化学”）。 (3)操作a 的名称是_____，实验室进行此操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、______。 (4)写出NH 4Cl 的一种用途________________。 2. 过氧化钙晶体﹝CaO 2·8H 2O ﹞较稳定，呈白色，微溶于水，广泛应用于环境杀菌、消毒。以贝壳为原料制备CaO 2流程如下： （1）气体X 是CO 2，其名称是 ；将过氧化钙晶体与溶液分离的方法是 。 （2）反应Y 需控制温度在0~5℃，可将反应容器放在 中，该反应是化合反应，反应产物是CaO 2·8H 2O ，请写出化学方程式 。获得的过氧化钙晶体中常含有Ca(OH)2杂质，原因是 。 （3）CaO 2的相对分子质量为 ，过氧化钙晶体﹝CaO 2·8H 2O ﹞中H 、O 元素的质量比为 。 （4）为测定制得的过氧化钙晶体中CaO 2·8H 2O 的质量分数，设计的实验如下：称取晶体 样品50g ，加热到220℃充分反应（方程式为2CaO 2·8H 2O=====△2CaO ＋O 2↑＋16H 2O ↑，杂 质不发生变化），测得生成氧气的质量为3.2g ，请计算样品中CaO 2·8H 2O 的质量分数（CaO 2·8H 2O 相对分子质量为216），写出必要的计算过程。
高温 3. 空气中氮气的含量最多，氮气在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。下图是以空气和其他必要的原料合成氮肥(NH 4NO 3)的工业流程。请按要求回答下列问题： （1）步骤①中发生的是________变化（填“物理”或“化学”）。 （2）写出步骤③中发生反应的化学方程式_________________________________。 （3）上述化学反应中属于化合反应的有________个。 （4）右图是化肥硝酸铵包装袋上的部分说明： 硝酸铵应具有的性质是 （填字母）。 A ．易溶于水 B ．有挥发性 C ．受热易分解 施用该类肥料时，要避免与碱性物质混合使用，写出硝 酸铵与 熟石灰反应的化学方程式 __________________________________。 4. 炼铁产生的废渣中含有大量CuS 及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产 CuCl 2的流程图如下，下列有关说法错误的是（ ） A ． 操作1中粉碎的目的是增大反应物的接触面积 B ． 操作2中，CuS 、NaCl 和O 2在高温条件下反应生产CuCl 2和Na 2SO 4 化学方程式为CuS + 2NaCl +2O 2 ===CuCl 2 + Na 2SO 4 C ． 操作3的名称是过滤 D ． 流程图中能循环利用的物质是NaCl 和Na 2SO 4 5. 醋酸钙[Ca(AC)2]是国家允许使用的补钙制剂之一。以蛋壳为原料回收膜并制备醋酸钙的一种工艺流程如下。 硝酸铵 化学式：NH 4NO 3 含氮量：≥30% 注意事项：密封储存 防潮防晒 隔绝热源 ……
工艺流程题 一、化工流程命题立意及考点 工艺流程是近几年高考的热点，它是传统“无机框图题”的变革与创新。以化工生产为背景，用框图的形式表述生产流程，是化学与生产、生活联系的重要体现，体系全，考点多 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、产品分离提纯等。 知识落点：信息方程式书写、化学用语的表达、生产条件的控制、物质的分离等。 能力考查：获取信息的能力、分析问题的能力、表达能力。 二、解题策略 1、工艺流程题的结构 规律是“主线主产品，分支副产品，回头为循环”。 2. 解答基本步骤 （1）读题头，得目的，划原料，明产品，解决“干什么” （2）读题问，逐空填答，用语要规范，解决“怎么写” 三、化工流程常见考点答题套路 (1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。 (2)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。 (3)温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发、(如H 2O 2、NH 4HCO 3)分解、(如Na 2SO 3)氧化或促进(如AlCl 3)水解等，影响产品的生成。 (4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法：蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥。 (5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法:蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。 (6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器。 (7)控制某反应的pH 值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀:调节pH 所用试剂为主要元 原料预处理 除杂、净化 产品分离提纯 反应条件控 原料循环利用 排放物的无害化处理
工艺流程的专题复 习模板 1 2020年4月19日
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工艺流程题专题复习 化学工艺流程题近几年是高考的热点, 所占的分值也相当重, 但由于此类试题陌生度高, 对学生的能力要求也大, 加上有的试题文字量大, 学生在没做之前往往就会产生畏惧感, 因此这类题的得分不是很理想。 要解好这一类题, 学生最重要的是要克服畏惧心理, 认真审题, 找到该实验的目的。一般来说, 流程题只有两个目的: 一是从混合物中分离、提纯某一物质; 另一目的就是利用某些物质制备另一物质。 一、对于实验目的为一的题目, 其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时, 要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么, 混有的杂质有哪些, 认真分析当加入某一试剂后, 能与什么物质发生反应, 生成了什么产物, 要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。这里特别提一提蒸发与结晶。蒸发与结晶方法都能够将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用何种方法,主要取决于溶质的溶解度。 有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大, 如NH4NO3、KNO3等物质,在蒸发过程中比较难析出来, 因此要用 - 3 - 2020年4月19日
冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小, 如NaCl、KCl等, 有少数物质的溶解度随温度的升高而减小, 如Ca( OH) 2要使它们析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。例如NaCl 和KNO3混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl ,母液中是KNO3和少量NaCl 。如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是KNO3,母液中是NaCl 和少量KNO3。如果是除杂, 杂质所含的量比较少, 一般是让主要物质析出来。如KNO3溶液中含少量NaCl, 常见升温冷却结晶法, 再经过过滤、洗涤、烘干( 不同的物质在烘干时采取的方法不同) , 就可得到KNO3固体了。如果NaCl溶液中含少量KNO3, 则用蒸发浓缩结晶法., 这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质, 主要原因是如果温度下降, 杂质也会以晶体的形式析出来。 二、对于目的为制备某一物质的流程题, 要求学生注意以下几个方面: 1、明确题目目的是制什么物质, 从题干或问题中获取有用信息, 了解产品的性质。 只有知道了实验目的, 才能非常清楚的知道整个流程的意义所在, 题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果 - 4 - 2020年4月19日
2017年高考化学《工艺流程》试题汇编 1．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示： 硼镁泥的主要成分如下表： MgO SiO2FeO、Fe2O3CaO Al2O3B2O3 30%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2% 回答下列问题： （1）“酸解”时应该加入的酸是_______，“滤渣1”中主要含有_________（写化学式）。 （2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、_______。 （3）判断“除杂”基本完成的检验方法是____________。 （4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是___________。 2．（13分） TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质 化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2 沸点/℃58136181（升华）3161412 熔点/℃?69?25193304714 在TiCl4中的溶解 互溶——微溶难溶性 （1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。 已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 ①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。 ②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：_______________。 ③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是__________________________。 ④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_____________。 （2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下： 物质a是______________，T2应控制在_________。 3．（15分） 重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的 主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所 示：
工艺流程图题型突破 1．【2017新课标1卷】（14分） Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。 （2）“酸浸”后，钛主要以2 TiOCl 形式存在，写出相应反应的离子方程 4 式__________________。 （3）TiO2·x H2O沉淀及双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示： 温度/℃3035404550
TiO 2·x H 2O 转化 率% 92 95 97 93 88 分析40 ℃时TiO 2·x H 2O 转化率最高的原因__________________。 （4）Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。 （5）若“滤液②”中21(Mg )0.02mol L c +-=?，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使3Fe +恰好沉淀完全即溶液中351(Fe ) 1.010mol L c +--=??，此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO 4、Mg 3(PO 4)2 的K sp 分别为22241.310 1.010--??、 。 （6）写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式 。 【答案】（1）100℃、2h ，90℃，5h （2）FeTiO 3+ 4H + +4Cl ? = Fe 2+ + 24TiOCl - + 2H 2O （3）低于40℃，TiO 2·x H 2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解及氨气逸出导致TiO 2·x H 2O 转化反应速率下降 （4）4 （5）Fe 3+ 恰好沉淀完全时，c (34 PO -)=225 1.3101.010--??mol·L ?1=1.3×10–17 mol·L ?1 ， c 3(Mg 2+)×c 2(34 PO -)＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜K sp ，因此不会 生成Mg 3(PO 4)2沉淀。 （6）2FePO 4 + Li 2CO 3+ H 2C 2O 4 高温 2LiFePO 4+ H 2O ↑+ 3CO 2↑
[专题针对训练] 1．(2018·高考北京卷)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下： 已知：磷精矿主要成分为Ca 5(PO 4)3(OH)，还含有Ca 5(PO 4)3F 和有机碳等。 溶解度：Ca 5(PO 4)3(OH)
(5)脱硫时，CaCO 3稍过量，充分反应后仍有SO 2－ 4残留，原因是_________________；加入BaCO 3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________________。 (6)取a g 所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞做指示剂，用b mol ·L －1 NaOH 溶液滴定至终点时生成Na 2HPO 4，消耗NaOH 溶液c mL 。精制磷酸中H 3PO 4的质量分数是________。(已知：H 3PO 4摩尔质量为98 g·mol －1) 解析：(1)流程中能加快反应速率的措施有将磷精矿研磨，酸浸时进行加热。(2)①该反应符合复分解反应中“强酸制弱酸”的规律。②比较硫酸与磷酸的酸性强弱，可以比较S 与P 的非金属性强弱。结合元素周期律可以比较S 、P 的原子半径、核电荷数。(3)根据元素守恒可写出反应的化学方程式。(4)有机碳的脱除率受两个因素的共同影响：一方面，温度越高，反应速率越快，在相同投料比、相同反应时间内，有机碳的脱除率越高；另一方面，温度升高可使较多的H 2O 2分解，氧化剂的量减少，使得有机碳的脱除率降低。80 ℃后，H 2O 2分解对有机碳脱除率的影响超过了温度升高的影响，导致脱除率逐渐降低。(5)脱硫是用CaCO 3除去剩余的硫酸，由于生成的硫酸钙是微溶物，所以即使CaCO 3过量，充分反应后仍有SO 2－4残留。加入BaCO 3可使CaSO 4转化为更难溶的BaSO 4，进一步提高硫的脱除率。 (6)H 3PO 4 ＋ 2NaOH===Na 2HPO 4＋2H 2O 98 g 2 mol m (H 3PO 4) 10－3bc mol m (H 3PO 4)＝4.9×10－2bc g ，则精制磷酸中H 3PO 4的质量分数为4.9×10－2bc g a g ×100%＝4.9bc a %＝0.049bc a 。 答案：(1)研磨、加热 (2)①< ②核电荷数PS ，得电子能力P工艺流程图的专题训练
《工艺流程图》专题训练（1） （1）用NaOH 溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有__ _。 A ．去除油污B ．溶解镀锌层C ．去除铁锈D ．钝化 （2）调节溶液A 的pH 可产生Zn(OH)2沉淀，为制得ZnO ，后续操作步骤是___________。 （3）由溶液B 制得Fe 3O 4胶体粒子的过程中，须持续通N 2，其原因是_______________。 （4）Fe 3O 4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？_____(填“能”或“不能”)，理由是___________________________。 （5）用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测得产物Fe 3O 4中二价铁含量。若需配制浓度为0.01000 mol/L 的K 2Cr 2O 7的标准溶液250 mL ，应准确称取______g K 2Cr 2O 7 (保留4位有效数字，已知M K2Cr2O7==294.0 g/mol)。配制该标准溶液时，下列仪器不必要用到的有_____(用编号表示)。 ①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管 （6）滴定操作中，如果滴定前装有K 2Cr 2O 7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 2.(12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO 、NO 2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO 3)2，其部分工艺流程如下： (1)一定条件下，NO 与NO 2存在下列反应：NO(g)＋NO 2(g) N 2O 3(g)，其平衡常数表达式为K = 。 (2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (3)该工艺需控制NO 和NO 2物质的量之比接近1：1。若n(NO) ：n(NO)＞1：1,则会导致 ；若n(NO) ：n(NO)＜1：1,则会导致 。 (4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO 3)2会发生分解，产物之一是NO ，其反应的离子方程式 。 3.废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn 、Cu 总含量约为99%)回收铜并制备ZnO 的部分实验过程如下： (1)①铜帽溶解时加入H 2O 2的目的是 (用化学方 程式表示)。 ②铜帽溶解后需将溶液中过量H 2O 2除去。除去H 2O 2的简便方法是 。 (2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn 、ZnO ，杂质为铁及其氧化物)含量，实验中需测定除去H 2O 2 后溶液中Cu 2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu 2＋ 的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节pH =3～4，加入过量KI ，用Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下： 2Cu 2＋＋4I －=2CuI(白色)↓＋I 2 I 2＋2S 2O 32－=2I －＋S 4O 62－ ①滴定选用的指示剂为 ，滴定终点观察到的现象为 。 ②若滴定前溶液中H 2O 2没有除尽，所测定的Cu 2＋ 的含量将会 (填“偏高”“偏低”“不变”)。 (3)已知pH ＞11时Zn(OH)2能溶于NaOH 溶液生成[Zn(OH)4]2－ 。下表列出了 几种离子生成氢氧化物沉淀pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol ·L －1 计算) 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe 3＋ 1.1 3.2 Fe 2＋ 5.8 8.8 Zn 2＋ 5.9 8.9 实验中可选用的试剂：30% H 2O 2、1.0 mol ·L －1HNO 3、1.0 mol ·L －1 NaOH 。 由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：① ； ② ； ③过滤； ④ ； ⑤过滤、洗涤、干燥 ⑥900℃煅烧。 4.钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有3BaCO 、3BaSiO 、3BaSO 、22()Ba FeO 等]。某主要生产2BaCl 、3BaCO 、4BaSO 的化工厂利用钡泥制取32()Ba NO ，其部分工艺流程如下： Fe 3O 4 胶体粒子 废旧 镀锌 铁皮 NaOH (aq) △ 溶液A 稀H 2SO 4 溶液B (Fe 2+、Fe 2+) 调节pH …… ZnO 不溶物 Zn(OH)2沉淀 调节pH=1～2 适量H 2O 2 NaOH (aq) △
高考化学工艺流程题汇总 （2010安徽）27.（14分） 锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下： ⑴第②步反应得到的沉淀X的化学式为。 （1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为。 （2）第③步反应的离子方程式 是。 （3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器 有。 若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。 （4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入
答案：27、（1）Al(OH)3 （2）4LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O （3）漏斗玻璃棒烧杯；滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等（其它合理答案均可） （4）或 （2010北京）26.（14分） 某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和的形式存在，该废水的处理流程如下： （1）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。 ①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：。 ②用化学平衡原理解释通空气的目的：。 （2）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是反应（选题“放热”或“吸热”），判断依据是。 ②1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3—(aq)的热化学方程式 是。 （3）过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是。 答案：（14分） （1）①NH4++OH-=== ②废水中的NH3被空气带走，使NH3+H2O D的平衡向正反应方向移动，利于除氨 （2）①放热
高考化学二轮复习专题训练： 元素及其化合物综合应用(化工流程) 1． 工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程图如下。下列说法不正确的是( ) A ．在铝土矿制备较高纯度Al 的过程中常用到NaOH 溶液、CO 2气体、冰晶石 B ．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应 C ．在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶1 : D ．黄铜矿(CuFeS 2)与O 2反应产生的Cu 2S 、FeO 均是还原产物 答案 B 解析 用铝土矿制备较高纯度Al ，首先用NaOH 溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化为偏铝酸钠溶液，然后过滤，向滤液中通入CO 2气体，把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤得氢氧化铝，接着加热氢氧化铝，让其分解为氧化铝，最后用冰晶石作助熔剂，电解熔融的氧化铝得到铝，A 正确；石英的主要成分是二氧化硅，不与盐酸反应，玻璃的主要成分有二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙，组成中有盐故被称为硅酸盐产品，它也不能与盐酸反应，实验室经常用玻璃瓶盛放盐酸， B 不正确；在制粗硅时，发生反应SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ，被氧化的物质 C 与被 还原的物质SiO 2的物质的量之比为2∶1，C 正确；黄铜矿(CuFeS 2)与O 2反应，铜由＋2价降为＋1价被还原得到Cu 2S ，氧由0价降至－2价，得到FeO ，所以Cu 2S 、FeO 均是还原产物，D 正确。 2． 利用工业废碱渣(主要成分Na 2CO 3)吸收硫酸厂尾气中的SO 2制备无水
Na2SO3的流程如下： 下列说法错误的是() A．向大气中排放SO2可能导致酸雨发生 B．中和器中发生主要反应的离子方程式为HSO－3＋OH－===SO2－3＋H2O ， C．进入离心机的分散系是悬浊液 D．检验Na2SO3成品中是否含Na2SO4，可选用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液 答案D 解析二氧化硫与水反应生成H2SO3，H2SO3又被空气中的氧气氧化为H2SO4形成酸雨，故SO2形成硫酸型酸雨，A正确；在中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为亚硫酸钠，同时碳酸氢钠反应得到碳酸钠，主要反应的离子方程式为HSO－3＋OH－===SO2－3＋H2O，B正确；经过中和器后的物质既有形成的结晶状的固态物质，也有溶液，在离心机中进行混合物的分离，C正确；检验Na2SO3成品中是否含Na2SO4，若用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液，H＋、SO2－3、NO－3会发生氧化还原反应，使SO2－3转化为SO2－4，因此不能检验其中是否含有Na2SO4，要用稀HCl和BaCl2溶液检验，D错误。 3．海水资源开发利用的部分过程如图所示，下列说法正确的是() A．从海水中得到粗盐主要是通过蒸发操作实现的 B．用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3 ） C．在步骤③中可通入Cl2使溴离子被还原为Br2
《工艺流程题》专题 1.粗盐中含有难溶性杂质(泥沙等)和多种可溶性杂质(氯化镁、氯化钙等)。某班同学在粗盐 提纯实验中，为把少量可溶性杂质CaCl2、MgCl2一并除去，将教材中实验方案修改设计如下，请据此回答问题： (1)实验操作A的名称是________，该操作的目的是_____________________________ 。 (2)写出步骤③中发生反应的主要化学方程式____________________________；步骤⑥的作 用是________________________________________________。 (3)小刚同学认为该方案实际得到的氯化钠可能比粗盐中含有的氯化钠要多，请你为他找出 理由：________________________________________________。 2. 纳米碳酸钡是一种重要的无机化工产品，下图是某厂生产纳米碳酸钡的工艺流程。 请回答下列问题: (1)试剂A的化学式，若在实验室中进行该实验，操作1和操作2的名称 是，该实验中玻璃棒的作用是。 (2)该工艺中生成碳酸钡固体的反应方程式为 BaCl2+ +2KOH===BaCO3↓+ + ，请完成并配平该方程式。 (3)操作3为洗涤、检验和，洗涤的作用是，检验洗涤是否干净可 选用试剂(写化学式)。 (4)上述流程中可循环利用的物质是，该流程中的副产物可用作(写一种用 途)。 3.过氧化钙晶体（CaO2?8H2O）较稳定，呈白色，微溶于水，广泛应用于环境杀菌、消毒．以 贝壳为原料制备CaO2流程如下：
（1）气体X是CO2 ，其名称是；将过氧化钙晶体与溶液分离的方法是 ．（2）反应Y需控制温度在0～5℃，可将反应容器放在中，该反应是化合反应，反应产物是CaO2?8H2O，请写出化学方程式．获得的过氧化钙晶体中常含有Ca（OH）2杂质，原因是．（3）CaO2的相对分子质量为，过氧化钙晶体（CaO2?8H2O）中H、O元素的质量比为． （4）为测定制得的过氧化钙晶体中CaO2?8H2O的质量分数，设计的实验如下：称取晶体样品50g，加热到220℃充分反应（方程式为2CaO2?8H2O2CaO+O2↑+16H2O↑，杂 质不发生变化），测得生成氧气的质量为3.2g，请计算样品中CaO2?8H2O的质量分数（CaO2?8H2O相对分子质量为216），写出必要的计算过程． 4. “低碳”是全世界的主题，以下流程是通过控制化学反应的条件来促进或抑制化学反应，实现“低碳”，从而更好地通过化学反应为人类造福． 根据上述流程回答下列问题： （1）上述流程中可循环利用的物质是． （2）除去机动车尾气中一氧化碳，下列方法中不正确的是． a．把混合气体通过灼热的氧化铜 b．把混合气体点燃 c．把混合气体倾倒到另一个容器中 （3）甲醇（CH3OH）燃烧除了生成二氧化碳外，还生成一种常温下为液态的化合物，写出反应的化学方程式，如何证明燃烧产物中含有二氧化碳，你设计的实验方法是（用化学方程式表示）．