工艺流程——专题汇编
1.（2019北京高考12分）化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量（废水中不含干扰测定的物质）。
I．用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L-1KBrO3标准溶液；
Ⅱ．取v1mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色；
Ⅲ．向Ⅱ所得溶液中加入v2mL废水；
Ⅳ．向Ⅲ中加入过量KI；
V．用b mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v3mL。
已知：I2＋2Na2S2O3＝2NaI＋Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
（1）I中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_______。
（2）Ⅱ中发生反应的离子方程式是_______________________。
（3）Ⅲ中发生反应的化学方程式是___________________________________。
（4）Ⅳ中加KI前，溶液颜色须为黄色，原因是____________________________。（5）KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI一定过量，理由是
________________________________________________________________________。（6）V中滴定至终点的现象是________________________。
（7）废水中苯酚的含量为___________g·L-1（苯酚摩尔质量：94g·mol-1）。
（8）由于Br2具有____________________________性质，Ⅱ～Ⅳ中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏高。
2.（2019全国I卷15分）硫酸铁铵[NH4Fe（SO4）2·xH20]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是。
（2）步骤②需要加热的目的是，温度保持80--95℃，采用的合适加热方式是。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为（填标号）。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是，分批加入H2O2。同时为了，同时为了，溶液要保持pH小于0.5.
(4)步骤⑤的具体实验操作有，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为。
3．（2019全国II卷15分）咖啡因是一种生物碱（易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华），有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸（K a约为10?4，易溶于水及乙醇）约3%~10%，还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题：
（1）实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是______________，圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒______________。
（2）提取过程不可选用明火直接加热，原因是______________，与常规的萃取相比，采用索氏提取器的优点是______________。
（3）提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂，与水相比，乙醇作为萃取剂的优点是______________。“蒸发浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外，还有______________（填标号）。
A．直形冷凝管 B．球形冷凝管C．接收瓶D．烧杯
（4）浓缩液加生石灰的作用是中和________和吸收________。
（5）可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是______________。
4．（2019全国III卷）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：
（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MnO2的作用是将。（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Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分
是。（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+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 O2，其中
Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=1
3
时，z= 。
5.（2018天津卷18分）环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下：
回答下列问题：
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
（1）原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为，现象为。（2）操作1的装置如图所示（加热和夹持装置已略去）。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为，
浓硫酸也可作该反应的催化剂，选择FeCl3·6H2O而不用浓
硫酸的原因为（填序号），
a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2
b.FeCl3·6H2O污染小、可循环使用，符合绿色化学理念
c.同等条件下，用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为。
（3）操作2用到的玻璃仪器是。
（4）将操作3（蒸馏）的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸
石，，弃去前馏分，收集83℃的馏分。
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下，向ag环己烯样品中加入定量制得的bmolBr2，与环己烯充分反应后，剩余的Br2与足量KI作用生成I2，用cmol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，终点时消耗Na2S2O3标准溶液vmL（以上数据均已扣除干扰因素）。
测定过程中，发生的反应如下：
①Br2+
②Br2+2KI═I2+2KBr
③I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6
（5）滴定所用指示剂为。样品中环己烯的质量分数为（用字母表示）。
（6）下列情况会导致测定结果偏低的是（填序号）。
a.样品中含有苯酚杂质
b.在测定过程中部分环己烯挥发
c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化
6.(2018江苏高考15分)以2Cl 、NaOH 、()22NH CO (尿素)和2SO 为原料可制备
242·N H H O (水合肼)和无水23Na SO ，其主要实验流程如下：
已知：①222=Cl OH ClO Cl H O ---+++是放热反应。
②242·
N H H O 沸点约118℃，具有强还原性，能与NaClO 剧烈反应生成N 2。 (1)步骤I 制备NaClO 液时，若温度超过40℃，2Cl 与NaOH 溶液反应生成3NaClO 和
NaCl ，其离子方程式为_____；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是_____。
(2)步骤II 合成242·N H H O 的装置如题19图-1所示。NaClO 碱性溶液与尿素水溶液在
40℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____；使用冷凝管的目的是______________________________________________。
(3)步骤IV 用步骤III 得到的副产品23Na CO 制备无水23Na SO (水溶液中
23H SO 、3HSO -、23SO -随pH 的分布如题19图-2所示，23Na SO 的溶
解度曲线如题19图-3所示)。
①边搅拌边向23Na CO 溶液中通人2SO 制备3NaHSO 溶液。实验中确定何时停止通2SO 的实验操作为________________________________________________________。
②请补充完整由3NaHSO 溶液制备无水23Na SO 的实验方案：______________________ _______________________________________________________________________________
________，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。
7.（2018北京高考）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Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度：Ca5(PO4)3(OH) （1）上述流程中能加快反应速率的措施有_________________。 （2）磷精矿粉酸浸时发生反应： 2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4 ①该反应体现出酸性关系：H3PO4__________H2SO4（填“>”或“<”）。 ②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，____________________________。（3）酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式：__________________________________。 （4）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因： _________________________________________________。 （5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有SO42?残留，原因是_____________________ _______________________________；加入BaCO3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，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·L?1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液c mL，精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。（已知：H3PO4摩尔质量为98 g·mol?1） 8.（2017浙江高考）（10分）某兴趣小组用铝箔制备Al2O3、AlCl3·6H2O及明矾大晶体，具体流程如下： 已知：AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚：明矾在水中的溶解度如下表。 (1)步骤I中的化学方程式，步驟Ⅱ中生成A1(0H)3的离子方程式。 (2)步骤Ⅲ，下列操作合理的是。 A.坩埚洗净后，无需擦干，即可加入A1(0H)3灼烧 B.为了得到纯Al203，需灼烧至恒重 C.若用坩埚钳移动灼热的坩埚，需热坩埚钳 D.坩埚取下后放在石棉网上冷却待用 E.为确保称量准确，灼烧后应趁热称重 (3)步骤IV，选出在培养规则明矾大晶体过程中合理的操作并排序。 ①迅速降至室温②用玻璃棒摩擦器壁③K配制9O℃的明矾饱和溶液④自然冷却至室温⑤选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央⑥配制高于室温1O?20℃的明矾饱和溶液 (4)由溶液A制备AlCl3·6H2O的装置如下图： ①通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和。 ②步骤Ⅴ，抽滤时，用玻璃棒纤维替代滤纸的理由 是；洗涤时，合适的洗涤剂是。 ③步骤Ⅵ，为得到纯净的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式 是。 9．【2016年高考北京卷】（12分）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下： （1）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________。 （2）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为： i：2Fe2++ PbO2+4H++SO42?＝2Fe3++PbSO4+2H2O ii: …… ①写出ii的离子方程式： _。 ②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。 b. 。 （3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示。 ①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是_____(选填序号)。 A．减少PbO的损失，提高产品的产率 B．重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率 C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率 ②过滤Ⅲ的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作 。 10. (2017江苏高考12分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下: 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 （1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。 （2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。 （3）“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。 阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为 ____________。 （5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_____________________。 11．【2016年高考海南卷】（8分）KAl(SO4)2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题： （1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用___（填标号）。 A．HCl溶液 B．H2SO4溶液 C．氨水 D．NaOH溶液（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________。 （3）沉淀B的化学式为________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是__________。 （4）已知：K w=1.0×10-14，Al(OH)3AlO2-+H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_________。 12．【2016年高考江苏卷】（12分）以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下： （1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。 ①生成Ca(ClO)2的化学方程式为。 ②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有（填序号）。 A．适当减缓通入Cl2速率 B．充分搅拌浆料 C．加水使Ca(OH)2完全溶解（2）氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2＝ Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。 ①滤渣的主要成分为（填化学式）。 ②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2] 1∶5 （填“＞”、“＜”或“＝”）。 （3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100g?L-1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是。 13．【2016年高考四川卷】 (16分）资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下： 已知：①Ca5(PO4)3F在950℃不分解； ②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4 请回答下列问题： （1）950℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是。 （2）实验室过滤所需的玻璃仪器是。 （3）NH4NO3溶液能从磷矿I中浸取出Ca2+的原因是。（4）在浸取液II中通入NH3，发生反应的化学方程式是。（5）工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101kPa时：CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) △H=-271kJ/mol 5 CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) △H=-937kJ/mol 则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式 是。 （6）在一定条件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:5，达平衡时，CO转化了5/6.若akg含Ca5(PO4)3F（相对分子质量为504）的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2 kg。 14．【2016年高考新课标Ⅲ卷】（14分）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题： （一）碳酸钙的制备 （1）步骤①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于________________________________________。 （2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是______（填标号）。 a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b．玻璃棒用作引流 c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁 d．滤纸边缘高出漏斗 e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 (二)过氧化钙的制备 （3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性（填“酸”、“碱”或“中”。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是。 （4）步骤③中反应的化学方程式为，该反应需要在冰浴下进行，原因是。 （5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是 _ 。 （6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是______，产品的缺点是_______。 15．【2016年高考新课标Ⅲ卷】（14分）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为： 回答下列问题： （1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。 （2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124?形式存在于溶液中。“废渣2”中含有 _________________________________________________。 （4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124?R4V4O12+4OH?（以ROH 为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填 “酸”“碱”“中”）。 （5）“流出液”中阳离子最多的是____________________________________。 （6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式 ______________________________________________________。 16．【2015天津理综化学】（18分）废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下： 回答下列问题： （1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+，反应中H2O2的作用是。写出操作①的名称：。 （2）反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3 )42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：。操作②用到的主要仪器名称为，其目的是（填序 号）。 a．富集铜元素 b．使铜元素与水溶液中的物质分离 c．增加Cu2＋在水中的溶解度 （3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和。若操作③使用右图装置，图中存在的错误是。 （4）操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物 是。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用 虚线标出两处，第三处的试剂是。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主 要作用是。 17．【2015四川理综化学】（16分）为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。 活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题： （1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。 （2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择（填字母编号）。 A．KMnO4溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液 （3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是。（4）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。 已知25℃，101kPa时：4Fe(s) + 3O2 (g) =2Fe2O3(s) △H =-1648kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393kJ/mol 2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) △H =-1480kJ/mol FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是。（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+ FeS2= Fe +2Li2S，正极反应式 是。 （6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。 18．【2015山东理综化学】（19分）毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下: （1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是。实验室用 37%的盐酸配置15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的。 a．烧杯 b．容量瓶 c．玻璃棒 d．滴定管 （2） 加入NH3·H2O调节pH=8可除去（填离子符号），滤渣Ⅱ中含（填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是。 已知：Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10-9 （3）利用简洁酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。 已知：2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H20 Ba2++CrO42—=BaCrO4↓ 步骤Ⅰ移取xml一定浓度的Na2CrO4溶液与锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L －1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V 0mL。 步骤Ⅱ：移取y mLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。 滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的（填“上方”或“下方”）。BaCl2溶液的浓度为mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2+浓度测量值将（填“偏大”或“偏小”）。 19．【2015福建理综化学】(15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。 （1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 。 （2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下： 已知：Array ①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是（只要求写出一种）。 ②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。 ③已知： Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1kJ ·mol-1 2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ ·mol-1 由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。 流程题目 1.【2016-四川】资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca 5(PO 4)3F 和CaCO 3·MgCO 3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO 3、Mg(OH)2、P 4和H 2，其简化流程如下: 已知:①Ca 5(PO 4)3F 在950℃不分解； ②4Ca 5(PO 4)3F+18SiO 2+30C2CaF 2+30CO+18CaSiO 3+3P 4 请回答下列问题: (1)950℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是。 (2)实验室过滤所需的玻璃仪器是。 (3)NH 4NO 3溶液能从磷矿Ⅰ中浸取出Ca 2+的原因是。 (4)在浸取液Ⅱ中通入NH 3，发生反应的化学方程式是。 (5)工业上常用磷精矿[Ca 5(PO 4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101kPa 时: CaO(s)+H 2SO 4(l)=CaSO 4(s)+H 2O(l) ΔH =-271kJ/mol 5 CaO(s)+3H 3PO 4(l)+HF(g)= Ca 5(PO 4)3F(s)+5H 2O(l) ΔH =-937kJ/mol 则Ca 5(PO 4)3F 和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是。 (6)在一定条件下CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g)，当CO 与H 2O(g)的起始物质的量之比为1:5， 达平衡时，CO 转化了56 。若a kg 含Ca 5(PO 4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b %的Ca 5(PO 4)3F 转化为P 4，将产生的CO 与H 2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H 2kg 。 2.【2016-浙江】磁性材料A 是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成： 请回答： （1）A 的组成元素为_________（用元素符号表示），化学式为______。 （2）溶液C 可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用____________。 （3）已知化合物A 能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度 为1.518 g·L -1），该气体的电子式为__。写出该反应的离子方程式___。 （4）写出F→G 反应的化学方程式_____________。设计实验方案探究溶液G 中的主要微 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。 化工生产真题训练 1、（2014山东高考）工业上用重铬酸钠（Na2Cr2O7）结晶后的母液（含少量杂质Fe3+）生产重铬酸钾（K2Cr2O7）。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图： （1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为____________________________，通过冷却结晶析出大量 K2Cr2O7的原因是____________________________。 （2）向Na2Cr2O7母液中加碱液调PH的目的是____________________________。 （3）固体A主要为__________________（填化学式），固体B主要为________（填化学式）。 （4）用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液______（填“I”“II”或“III”）中，既能提高产率又可使能耗最低。 2、（2014年江苏高考）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al2O 3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。 （1）酸浸时反应的化学方程式为；滤渣Ⅰ的主要成分为。 （2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6—2x。滤渣Ⅱ的主要成分为（填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低， 其原因是（用离子方程式表示）。 （3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将（填“增大”、“减小”或“不变”）。 3、（2014年江苏高考）实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl 4、I2、I－等）中回收碘，其实验过程如下： 提升点2无机化工流程题揭秘 一、无机化工流程题的命题特点 无机工业流程题以真实的工业生产过程为背景，以能力立意为命题指导思想，综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。这类题的一般呈现形式是流程图、表格、图象，通常围绕以下几个知识点进行设问： (1)反应速率与平衡理论的运用； (2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写； (3)利用控制pH分离除杂； (4)化学反应的能量变化； (5)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等； (6)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用； (7)环境保护与绿色化学评价。 二、工业生产流程的模式及规律 模式： 规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环； 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。 三、解答无机化工流程试题的程序 1. 审题步骤 2. 解题思路 明确流程目的→分析条件和性质→结合问题联系原理→答题注意模式，抓住要点 四、八大热点题型揭秘 热点题型1氯及其化合物的工业加工和利用 [例1]下图所示是以海水为原料，获得某产物的工艺流程图。已知在吸收塔中，溶液的pH显著减小。试回答下列问题： (1)图中两次氯化的作用是否相同？________(选填“是”或“否”)。 (2)吸收塔中反应的化学方程式为______________________， 第2次氯化的离子方程式为___________________________。 (3)资料证实，在酸性介质中，第1次氯化过程中可用O2或空气替代。但在实际工业生产中为什么不用更廉价的空气替代Cl2？___________________________________________________________________________________________ _________________________。 (4)本工艺的处理方法可简单概括为“空气吹出、X气体吸收、氯化”。某同学认为在工业生产过程中对第1次氯化液直接蒸馏也可得到产物，不必进行上述过程，请对该同学的说法作出正确的评价：__________________________________________________________。 [解析]本工艺流程是海水中Br－被Cl2氧化，然后用热空气吹出，载溴空气进入吸收塔，根据题中信息，吸收塔内溶液pH显著减小，可确定气体X是SO2，吸收塔内反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，生成的Br－再被Cl2氧化，生成的Br2用蒸气蒸出，再冷凝得到液态溴。 [答案](1)是(2)Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－(3)若用廉价的空气替代Cl2进行第1次氯化，反应的离子方程式为4Br－＋O2＋4H＋===2Br2＋2H2O，则反应时需要将大量的盐卤(浓度不大)酸化，反应后又要将废液中和才能排放，在经济上不合算(4)氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高，“空气吹出、SO2气体吸收、氯化”的过程实际上是一个溴的富集过程，以提高其浓度，减少能源的消耗 热点题型2氮及其化合物的工业加工和利用 [例2][2013·太原模考]合成氨是“将空气变成面包”的反应，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。下图是合成氨的简要流程图： Ⅰ.原料气的制备 (1)合成氨所需氮气来自空气，方法之一是将空气液化后再加热分离；请另设计一种从空气中分离出氮气的方法： ______________________________________________________。 (2)请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)：_________________________________________________________。 Ⅱ. 原料气的净化 为了防止催化剂“中毒”，原料气在进入压缩机之前必须经过净化、精制处理，“精制”过程通常是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨([Cu(NH3)2]Ac)溶液，以获得纯净的原料气。其中，吸收CO的反应为CO(g)＋[Cu(NH3)2]Ac(l)＋NH3·H2O(l)[Cu(NH3)3CO]Ac(l)＋H2O(l)ΔH<0(Ac－代表CH3COO－)。 (3)为了提高CO的吸收率，可采取的有效措施是_____________________。 (4)除去氧气时，氧气将[Cu(NH3)2]Ac氧化为[Cu(NH3)4]Ac2，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是________。 Ⅲ. 氨的合成 (5)合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是________(填序号)。 A. 采用较高的压强(20～50 MPa) B. 采用500℃的高温 C. 用铁触媒作催化剂 D. 将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，N2和H2循环到合成塔中并补充N2和H2 (6)如图是实验室模拟工业法合成氨的简易装置。简述检验有氨气生成的方法_________________。 [答案](1)将空气与碳作用生成CO2，除去CO2即可得到氮气(其他合理答案也可) 高考化学大题专项复习：化学工艺流程题 1.中南大学郑雅杰等 3 位老师提出“以含砷废水沉淀还原法制备 As2O3”，有较高的实际应用 价值。某工厂含砷废水含有 H3AsO3、H2SO4、Fe2(SO4)3、Bi2(SO4)3 等，利用该废水提取As2O3 的流程如图所示。 表：金属离子沉淀 pH 值表格(20℃) （1）为了加快中和过程的速率，可以采取的措施有______________( 施即可)。 （2）沉淀中的成分，除了 Bi(OH)3 沉淀外，还有。 （3）A 可以循环利用，A 的化学式为_________。在滤液 1 中，加入 NaOH 调节 pH 为 8 的目的是。 （4）Cu3(AsO3)2 沉淀加入一定量的水调成浆料，通入 SO2，该过程的化学反应方程式是。 （5）按照一定的液固比，将水加入 Cu3(AsO3)2 沉淀中，调成浆料。当反应温度为25℃， SO2 流量为 16L/h，液固比、时间对砷、铜浸出率的影响如图甲、乙所示。请选择最适宜的液固比、反应时间：______________、_______________。 （6）一定条件下，用雄黄(As4S4)制备 As2O3 的转化关系如图所示。若反应中，1mol As4S4(其中 As 元素的化合价为+2 价)参加反应时，转移 28mole-，则物质 a 为 _______(填化学式)。 【答案】（1）适当增加氢氧化钠溶液的浓度或加热 （2）Fe(OH)3 （3）CuSO4 完全沉淀 Cu2+，回收利用铜 （4）Cu3(AsO3)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+2H3AsO3+H2SO4 （5）4：1 60min SO2 【解析】（1）为了加快中和的速率，可以通过浓度、温度来调节反应的速率。 （2）根据元素守恒进行判断。 （3）Cu3(SO3)2·2H2O 氧化可以得到 CuSO4，在流程中可以循环利用。 （4）根据氧化还原反应中化合价升降守恒可知 S 的化合价升高，根据信息写出反应物和产物并配平方程式。 高考化学工业流程题汇编2 【例1】（11分）某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下。 回答下列问题： （1）硫酸铵在农业生产中的用途是(一种即可) ，写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程：。 （2）a和b分别是（填序号）。 A．足量CO2、适量NH3 B．足量NH3、适量CO2 C．适量CO2、足量NH3 D．适量NH3、足量CO2 （3）上述流程中，可以循环使用的物质有（写化学式）。 （4）从滤液中获得(NH4)2SO4晶体，必要的操作步骤是。 （5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是。 A．提供制备所需的氮元素B．增大CO2 3 的浓度促进反应发生 C．作反应的催化剂D．生产1 mol (NH4)2SO4，至少消耗2 mol NH3 【例2】（12分）医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如下： （1）除杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：①防止Ca2+在蒸发时水解； ②。 （3）测定样品中Cl-含量的方法是：a.称取0.7500 g样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000 mol·L-1 AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。 ①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有。 ②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可 能原因有；。 【例3】（11分）海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下： （1）从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下 甲 滤液 母液 生石灰 煅烧 提纯 通入a通入b CaSO 4 浊液乙 CaCO 3 硫酸铵 二氧化碳 氨气 一、 仪器的认识 1. 可加热仪器 2.计量仪器 （1） ????? ①计数时要平视凹液面最低处；②无“0”刻度，刻度由下而上逐渐增大；③精确度不高于0.1 mL ；④选取规格要遵循“大而近”，如量取5.6 mL NaOH 溶液应选取10 mL 量筒，而不能选用 50 mL 量筒； ⑤不可加热，不可作反应容器，不可用于溶液的稀释。 （2） ????? ①使用前要检查是否漏水；②加液体用玻璃棒引流，当液面距刻度线1～2 cm 时改用胶头滴管，加液体至凹液面最低处与刻 度线相切。 （3） ????? ①使用前要检查是否漏水；②“0”刻度在上；③精确度为0.01 mL ；④A 用于量取酸性溶液和氧化性溶液，B 用于量 取碱性溶液；⑤要先用待装液润洗再装溶液。 （4） 三、物质制备类工艺流程题 ①先是确定要制备什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质（具有某些特殊性质的产物，要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质，比如：产品受热易分解，可能要低温烘干、减压烘干、减压蒸发等）； ②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应物是什么？反应方程式是什么？该反应造成了什么后果？对制造产品有什么作用？ ③从问题中获取信息，帮助解题。标准化问题要标准化回答。 题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。产物如果具有某些特殊性质，则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。如： ⑴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。 ⑵如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备FeCl 3、AlCl 3、MgCl 2、Cu(NO 3)2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是Fe 2O 3 、Al 2O 3 、MgO 、CuO ；而像Al 2 (SO 4)3 、NaAlO 2 、Na 2CO 3等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中Al(OH) 3 、H 2SO 4 、NaHCO 3 、NaOH 都不是挥发性物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。 ⑶如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，如：含Fe 2+、SO 32-等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。 ⑷如果产物是一种易吸收空气中的CO 2或水（潮解或发生反应）而变质的物质（如NaOH 固体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO 2或水的除去，也要防止空气中的CO 2或水进入装置中。 ⑸如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。 四、工业流程题中常用的关键词 原料预处理 产品分离提纯 反应条件 原料循环利用 排放物的无害化处理 我们身边的物质 （2018?遵义）某火力发电厂用石灰石吸收废气中的SO2，部分流程如图。下列说法错误的是（） A. 该流程能减少酸雨的形成 B. 饱和食盐水中的 NaCl没有参与反应 C. 用CO2制 取NaHCO3，符合低 碳理念 D. 用CaSO4和煤灰制水泥， 实现废物再利用 （2018?无锡） MgSO4?7H2O是一种重要的化工原料，某工厂以一种镁矿石（主要成分为SiO2和MgCO3，还含有少量FeCO3）为原料制备MgSO4?7H2O的主要流程如图： 已知：SiO2既不溶于水也不溶于稀硫酸。请回答下列问题： （1）“操作a”的名称是 。 （2）“废渣Y”中含有少量的FeOOH，其中铁元素的化合价是 。 （3）MgCO3溶于稀硫酸的化学方程式为 。 （4）“溶液A”中加入H2O2溶液会生成Fe2（SO4）3，该反应的化学方程式为 。 （5）选用MgO调节pH使Fe3+转化为沉淀，而不选用NaOH的原因是 1 2 3 3 3 。 （18乌鲁木齐）10. 含硫煤燃烧会产生大气污染。为防治该污染，某工厂设计的新的治污方法不仅吸收了 SO 2， 同时还得到了某种化工产品。该工艺流程如图所示，下列叙 述 不正确的是 A. 该流程中可得到化工产品 H 2SO 4 B. 图中 FeSO 4 → Fe 2(SO 4)3 的反应类型是复分 解反应 C. 该流程中化合价发生改变的元素为 Fe 、S 和 O D. 图中吸收 SO 2 的化学反应方程式为：Fe 2(SO 4)3 + SO 2 + 2H 2O == 2FeSO 4 + 2H 2SO 4 （18北京）17、炼铁的主要原料是赤铁矿（主要成分是Fe 2O 3）、焦炭、 空气等，转化过程如下： （1）②中，反应为CO 2+C 高温 2CO ，其中化合价发生改变的元素是 。 （2）③中，CO 与Fe 2O 3反应的化学方程式为 。 （18北京）18、为保护绿水青山，可将工业残留的钡渣（主要成分为碳酸钡（BaCO 3））进行无害化处理，制取化工原料；硫酸钡（BaSO 4） 。主要流程如下： 已知：BaSO 4难溶于水，氯化钡（BaCl 2）可溶于水。 （1）粉碎钡渣的目的是 。 （2）反应釜1中的气体X 为 。 高考化学工艺流程题 1. 解题思路 在解这类题目时： 首先，要粗读试题，不必将每一种物质都推出。 其次，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。 第三，要看清所问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。 分析流程图需要掌握的技巧是： ①浏览全题，确定该流程的目的——由何原料获得何产 物（副产物）,对比原料和产物； ②了解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； 考察内容主要有： 1）、原料预处理 2）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH 调节、溶剂选择） 3）、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯）4）、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用） 5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。 2、规律 主线主产品分支副产品回头为循环 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 3. 4. 熟悉工业流程常见的操作与名词 原料的预处理 ①溶解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 ②灼烧如从海带中提取碘 ③煅烧如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶 解。并使一些杂质高温下氧化、分解 ④研磨适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测 定等。 控制反应条件的方法 ①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ---- pH值的控制。 原料预处理 产品分离提纯 反应条件 原料循环利用 排放物的无 害化处理 ②蒸发、反应时的气体氛围 ③加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移 动 ④降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学 平衡向着题目要求的方向移动 ⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出 ⑥冰水洗涤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 物质的分离和提纯的方法 ①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液） ②过滤——固、液分离 ③蒸馏——液、液分离 ④分液——互不相溶的液体间的分离 ⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。 ⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。 ⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出 高考化学工业流程题 【例 1】 （11分）某工厂用CaSO 4、NH 3、CO 2制备(NH 4)2SO 4，其工艺流程如下。 回答下列问题： （1）硫酸铵在农业生产中的用途是(一种即可) ，写出利用该流程制备(NH 4)2SO 4的总化学方程： 。 （2）a 和b 分别是 （填序号）。 A ．足量CO 2、适量NH 3 B ．足量NH 3、适量CO 2 C ．适量CO 2、足量NH 3 D ．适量NH 3、足量CO 2 （3）上述流程中，可以循环使用的物质有 （写化学式）。 （4）从滤液中获得(NH 4)2SO 4晶体，必要的操作步骤是 。 （5）上述流程中，有关NH 3作用的说法正确的是 。 A ．提供制备所需的氮元素 B ．增大CO 23 的浓度促进反应发生 C ．作反应的催化剂 D ．生产1 mol (NH 4)2SO 4，至少消耗2 mol NH 3 【例2】 （12分）医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na +、Al 3+、 Fe 3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl 2·2H 2O 的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如 下： （1）除杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH 为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al 3+、Fe 3+。检验Fe(OH)3 是否沉淀完全的实验操作是 。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH 约为4.0，其目的有：①防止Ca 2+在蒸发时水解； ② 。 （3）测定样品中Cl -含量的方法是：a.称取0.7500 g 样品，溶解，在250 mL 容量瓶中定容；b.量取25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000 mol·L -1 AgNO 3溶液滴定至终点，消耗AgNO 3溶液体积的平均值为20.39 mL 。 ①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有 。 ②计算上述样品中CaCl 2·2H 2O 的质量分数为 。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl 2·2H 2O 的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可 能原因有 ； 。 【例3】 （11分）海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下： 甲滤液母液 生石灰煅烧提纯通入a 通入b CaSO 4浊液乙 CaCO 3硫酸铵 二氧化碳 氨气 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) 工艺流程题解题技巧 一、除杂、分离、提纯类工艺流程题 本质就是对混合物的除杂、分离、提纯。 ①首先，找出要得到的主要物质是什么，混有哪些杂质； ②然后，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； ③最后，思考要用什么样的方法才能将杂质除去。 这样才能每一步所加试剂或操作的目的。 二、物质制备类工艺流程题 ①先是确定要制备什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质（具有某些特殊性质的产物，要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质，比如：产品受热易分解，可能要低温烘干、减压烘干、减压蒸发等）； ②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应物是什么？反应方程式是什么？该反应造成了什么后果？对制造产品有什么作用？ ③从问题中获取信息，帮助解题。标准化问题要标准化回答。 题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。产物如果具有某些特殊性质，则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。如： ⑴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。 ⑵如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备FeCl、AlCl、MgCl、Cu(NO)等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，23332都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是FeO 、AlO 、3232MgO、CuO；而像Al (SO) 、NaAlO 、 NaCO等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中322432Al(OH) 、HSO 、NaHCO最后得,抑制了盐的水解,在蒸发时,都不是挥发性物质NaOH 、3423． 到的还是溶质本身。 ⑶如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，如：含Fe、2+SO等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。2-3⑷如果产物是一种易吸收空气中的CO或水（潮解或发生反应）而变质的物质（如NaOH 固2体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO或水的除去，也要防止空气 中的CO或水进入22装置中。 ⑸如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。 熟悉工业流程常见的操作与名词 工业流程题目在流程上一般分为3个过程： (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率（途径：升高温度、搅拌、粉碎） ②溶解： 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 分离提纯阶段的常见考点(2) pH值除杂①调已知下列物质开始沉淀和例如： 201８中考化学试题分类汇编——工艺流程题 1.(安徽)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N Ｈ4Cl 的一种用途_____＿____＿_＿___。 2. (益阳）过氧化钙晶体﹝CaO ２·8Ｈ２O ﹞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C ａ(O Ｈ)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２Ｃa Ｏ2·８H 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. （呼和浩特）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(ＮＨ4NO 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. (南昌) 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C ｕC ｌ2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， C ｕＳ、NaCl 和O 2在高温条件下反应生产C ｕC ｌ2和Na 2SO 4 化学方程式为CuS + 2NaC ｌ ＋２Ｏ２ =＝=ＣuCl 2 + Ｎa 2S Ｏ4 C ． 操作3的名称是过滤 D ． 流程图中能循环利用的物质是Na Ｃl 和N ａ2ＳO ４ 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 …… 高考化学工业流程题汇 编题 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT 高考化学工业流程题汇编2 【例1】（11分）某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下。 回答下列问题： （1）硫酸铵在农业生产中的用途是(一种即可) ，写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程：。 （2）a和b分别是（填序号）。 A．足量CO2、适量NH3 B．足量NH3、适量CO2 C．适量CO2、足量NH3 D．适量NH3、足量CO2 （3）上述流程中，可以循环使用的物质有（写化学式）。 （4）从滤液中获得(NH4)2SO4晶体，必要的操作步骤是。 （5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是。 的浓度促进反应发生A．提供制备所需的氮元素B．增大CO2 3 C．作反应的催化剂 D．生产1 mol (NH4)2SO4，至少消耗2 mol NH3 【例2】（12分）医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O 的质量分数为%~%）的主要流程如下： （1）除杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH为~，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为，其目的有：①防止Ca2+在蒸发时 水解；②。 （3）测定样品中Cl-含量的方法是：a.称取 g样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用 mol·L-1 AgNO3溶液滴定至终点， 消耗AgNO3溶液体积的平均值为 mL。 ①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有。 ②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误 差可忽略），其可能原因有；。 【例3】（11分）海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下： （1）从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤，②加过量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量NaCO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是。 A．①④②⑤③ B．④①②⑤③ C．②⑤④①③ D．②④⑤①③ （2）电解 NaCl溶液是氯碱工业的核心反应，请写出其化学方程式 。 （3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的为。 （4）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95％，有关反应的离子方程式为 ，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是。 （5）某化学研究性学习小组为了解从工业 溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2 的沸点为59℃。微溶于水，有毒性和强腐 蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如右 装置简图，请你参与分析讨论： ①整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶 塞和橡胶管，其原因 是。 ②实验装置气密性良好，要达到提纯溴的 目的，操作中如何控制关键条件： 。 ③C中液体产生颜色为。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是。 【例4】（11分）某厂排放的废液中含有大量的K+、Cl-、Br-，还含有少量的Ca2+、Mg2+、SO2-4。某研究性学习小组拟取这种工业废水来制取较纯净的氯化钾晶 体及液澳，他们设计了如下的流程： 可供试剂a、b、c选择的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、苯、CCl4、H2O2溶液、KMnO4(H+)溶液。 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 1、（11分）某工厂用CaSO 4、NH 3、CO 2制备(NH 4)2SO 4，其工艺流程如下。 回答下列问题： （1）硫酸铵在农业生产中的用途是(一种即可) 肥料 ，写出利用该流程制备(NH 4)2SO 4的总化学方程：CaSO 4＋2NH 3＋CO 2+ H 2O ＝CaCO 3＋(NH 4)2SO 4（2分，CaCO 3加或不加“↓”，均不扣分。 （2）a 和b 分别是 B （填序号）。 A ．足量CO 2、适量NH 3 B ．足量NH 3、适量CO 2 C ．适量CO 2、足量NH 3 D ．适量NH 3、足量CO 2 （3）上述流程中，可以循环使用的物质有 CO 2、NH 3 （写化学式）。 （4）从滤液中获得(NH 4)2SO 4晶体，必要的操作步骤是 蒸发．．浓缩 冷却结晶．． 过滤．． （5）上述流程中，有关NH 3作用的说法正确的是ABD A ．提供制备所需的氮元素 B ．增大CO 23 的浓度促进反应发生 C ．作反应的催化剂 D ．生产1 mol (NH 4)2SO 4，至少消耗2 mol NH 3 2、（12分）医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na +、Al 3+、Fe 3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl 2·2H 2O 的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如下： （1）除杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH 为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al 3+ 、Fe 3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 取上层清液，滴加KSCN 溶液，若不出现血红色，表明Fe(OH)3沉淀完全。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH 约为4.0，其目的有：①防止Ca 2+在蒸发时水解；② 中和Ca(OH)2；防 止溶液吸收空气中的CO 2， （3）测定样品中Cl -含量的方法是：a.称取0.7500 g 样品，溶解，在250 mL 容量瓶中定容；b.量取25.00 mL 待测溶 液于锥形瓶中；c.用0.05000 mol·L -1 AgNO 3溶液滴定至终点，消耗AgNO 3溶液体积的平均值为20.39 mL 。 ①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有 酸式滴定管 。 ②计算上述样品中CaCl 2·2H 2O 的质量分数为 ②99.9% 。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl 2·2H 2O 的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有-- 样品中存在少量的NaCl ； ； 少量CaCl 2·2H 2O 失水。 3、（11分）某厂排放的废液中含有大量的K +、Cl -、Br -，还含有少量的Ca 2+、Mg 2+、SO 2-4。某研究性学习小组拟取这种工业废水来制取较纯净的氯化钾晶体及液澳，他们设计了如下的流程： 甲滤液母液 生石灰煅烧提纯通入a 通入b CaSO 4浊液乙 CaCO 3硫酸铵 二氧化碳 氨气高考化学工业流程题
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