1、化學工藝流程型實驗題31 / 27、化工流程線路示意圖輔助原料輔助原料原料操作或一主產的揉作或員應11一目標產物反應1'副產物副產物(1)箭頭：箭頭進入的是投料 (即反應物卜出去的是生成物(包括主產物和副產物)。(2)三線：物料進出線、操作流程線、循環操作線。二、化學工藝流程分析型實驗題的|解題策略1 .明確原始物質 及目標產物。2 .明確化工生產流程主線的特點一個完整的物質制備化工生產流程一般具有下列特點原和一w原料的預處理|核心化學反應一| 一|產品的提純分離| 一|目標產物一3 .熟悉常用的操作方法及其作用(1)對原料進行 預處理的常用方法及其作用研磨減小固體的顆粒度，增大固體與

2、液體或氣體間的接觸面積，加快反應速率。水浸與水接觸反應或溶解。酸浸與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。灼燒除去可燃性雜質或使原料初步轉化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質。煨燒改變結構，使一些物質能溶解。并使一些雜質在高溫下 氧化、分解，如煨燒高嶺土。(2)常用的控制反應條件的方法調節溶液的pH用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調節pH所需的物質一般應滿足兩點：a,能與H+反應，使溶液pH增大；b.不引入新雜質。例如：若要除去 Cu2卡中混有的Fe 可加入CuO、Cu(OH) 2、Cu 2(OH) 2CO 3等物質來 調節溶液的pH ,不可加入Na

3、OH溶液、氨水等。控制溫度。|根據需要升溫或降溫,改變反應速率或使平衡向需要的方向移動。摩控制壓強。改變速率,影響平衡。歷使用正催化劑一|加快反應速率,縮短達到平衡需要的時間。回趁熱過濾。|防止某物質降溫時會析出 。回冰水洗滌。|洗去晶體表面的雜質離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。4 .熟悉中學化學中出現的重要的化工生產的生產原理、工藝設計原理、相關思想、 知識細節等；如工業合成氨、金屬的冶煉、海水的開發利用、化石燃料的綜合利用等。 三、解題思路無機工藝流程題考慮的問題主要有以下幾方面：一是選擇將原料轉化為產品的生產原理；二是除雜并分離提純產品；三是 提高產量和產率；四是減少污染，注意環

4、保，發展綠色化學”；五是考慮原料的來源豐富和經濟成 本；六是生產設備簡單，生產工藝簡便 等。命題者圍繞以上幾方面設問，我們的解題思路 是：(1)從生產目的(標)出發，讀懂框圖(流程)。解答時要看 框內，看框外，里外結合；邊 分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤，逐步深入。(2)分析流程中的每一步驟，從幾個方面了解流程：A.反應物是什么，B.發生了什么反應，C.該反應造成了什么后果，對制造產品有什么作用。抓住一個關鍵點：一切反應或操作都是為了獲得產品。（3）從問題中獲取信息，幫助解題，了解流程后著手答題。對反應條件的分析可從以下幾個方而著手：對反應速率有何影響、對平衡轉化率有何影響、對綜合生產

5、效益有何影響（如可以從原料成本，原料來源是否廣泛、是否可再生，能源成本，對設備的要求，環境保 護等方面考慮）。四、規范解答（1）五瑞姿圣曲訪誦疝花二島前標加費芯再iWi還慶如何洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸儲水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復以上操作23次。如何證明沉淀完全：如向含SO42-的溶液中加 BaCl2溶液，將沉淀靜置，取上層清液，再加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明沉淀完全。如何從溶液中得到晶體：蒸發濃縮一冷卻結晶一過濾一洗滌一干燥。在寫某一步驟是為了除雜時，應該注明“是為了除去XX雜質”，只寫“除雜”等一類萬能式的回答是不正確的。對于簡答題敘述時要注意要點全面，實驗操作完整（操作

6、一現象一結論）（2）認真審題，不要因審題不細致而失分，如填 化學方程式”還是 離子方程式” “熱化學方程式” “電極反應式” “電池反應 式”的區別；。填 名稱“、符號“還是 代號“、序號”等。填 大于”還是“乂 “增大”還是 變大”等。填 優學式“、分子式“、結構式”、結構簡式“、最簡式”還是 電子式”等。書寫化學方程式時要注意配平、注明反應條件以及“一->"、"="、“N ”等。對于計算的物理量，要注意單位的填寫（sals 題型1以物質分離和提純為主題的化工流程試題題型解讀物質的分離和提純是化工產品制備過程中的重要一環，也是化工產品優 劣的關鍵。此類試題

7、 綜合性強，思維量大，難度一般為中檔水平。近幾年的高考命題角度主要有化學工業流程中分離提純涉及的反應方程式的書寫；流程中涉及的 常見分離提純操作（如過濾、蒸發、蒸儲、萃取、分液、結晶、洗氣、滲 析等）的步驟，注意常見 儀器使用注意的問題；流程中涉及的 離子的檢驗及除雜、反應 現象等。例1. （22分）化工生產中常利用硫酸工廠煨燒黃鐵礦石的燒渣（主要成分為鐵的氧化物及少量 FeS SiO2等）來制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物 ）和綠磯（FeSQ 7H2。），過程如 下：（填選項序號）。（1）將過程中產生的氣體通入下列溶液中，溶液會褪色的是a.品紅溶液b.紫色石蕊溶液c.酸性KMnOd.澳水(2)過

8、程中，FeS和Q、HkSQ反應的離子方程式為 。(3)過程中，需加入的物質是 ;反應的化學方程式為 。用溶液Y制綠磯時，可取少量 Y溶液于試管中，向試管內加入少量的 溶液，觀 察溶液是否變為 色，以驗證其中是否含有Fe3(4)在實驗室里，完成過程中的 (填操作名稱)，需要使用酒精燈、三腳架、 塔竭鉗等，還需要的玻璃儀器有 。(5)過程調節pH,最好選用下列試劑中的 (填選項序號)。a.稀硫酸 b . CaCOC. NaOHt液d. FezQ粉末(6)過程中，將溶液 Z加熱到70 C80 C,目的是 。(7)實驗室為測量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質量分數，進行下列實驗：用分析天平稱取 2.700

9、 g樣品；將樣品溶于足量的鹽酸后，加入過量的氯化鋼溶液；過濾、洗滌、干燥、稱量 ，得固體質量為3.495 g。若該聚鐵的主要成分為Fe(OH)SO4n,則聚鐵樣品中鐵元素的質量分數為 (假設雜質中不含鐵元素和硫元 素)。. d什.-O2足量【信息提取】1.燒渣(FezQ、FeS、S0) 人”怖 H2SO灌寐 L Ft* ( S<> )里“畸.式出5都鐵志海 Y( )灼燒(2)固體(S、SiO2)>SO【標準答案】(1)acd(3分)3+(2)4FeS +3Q+12H =4Fe + 6HO+ 4S(2 分)(3)Fe(或鐵)(2分)Fe2(SO4)3+Fe=3FeS02分) 硫

10、氧化鉀(或其他合理答案)(1分) 紅(1分)(4)蒸發濃縮、冷卻結晶(2分)玻璃棒(2分)(5)c(2 分)(6)促進Fe3+的水解(2分)(7)31.11 %(3 分)?【方法補缺】：(1)快速瀏覽，整體把握題目，明確知識考查背景，以及考查了哪方面的化學反應原理。：(2)逐字逐句認真審題，深入思考，準確把握題目提供的條件及求解問題，充分探究：題干、圖表提供的信息以及問題中的隱含信息。結合條件、信息與問題，聯系化學原理知：識要求，分析推理解決問題。；(3)各個問題逐個突破，切不可因一個問題沒有解決而放棄其他問題。;(4)認真作答，規范書寫，把握答題要點切不可似是而非。：(5)認真檢查再次突破擱

11、置難點。【評分細則】(1)少一個答案或錯選一個答案扣1分，不出現負分。；(2)寫化學方程式或不配平不給分。:(3)寫離子方程式或不配平不給分；“KI淀粉溶液藍”也給分。；(4)只填“蒸發”或 結晶”或 蒸發結晶”均不給分，少填一儀器或多填一儀器扣1分。:(5)多選不給分。(6)填使Fe3+的水解平衡右移，促進水解”也給分。填31.1%或31%扣1分。踐瞬研焦液態聚合硫酸鋁鐵是優質的水處理劑，它是以鋁土礦(主要成分為氧化鋁，含少量氧化鐵、二氧化硅)為原料制備的，工藝流程如圖所示。球機和雙氧長生石灰.調出靜液的pH=l射量的稀罐酸H操作2【操作17的液B請回答下列問題：(1)操彳1、操作 2的名稱

12、是種。濾渣 A的用途是(2)步驟n中增大c(Fe3+)的離子方程式為下列試劑能否替代步驟n中的雙氧水？答:a.氯氣c.次氯酸鈉,在實驗室完成該操作必需的玻璃儀器有(歹U種)。 O(填“能”或“否”)。b.重銘酸鉀d.高鎰酸鉀已知幾種金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:金屬氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH) 3Mn(OH)開始沉淀的pH7.62.73.88.3完全沉淀的pH9.73.74.79.8(3)步驟I中硫酸的濃度和反應溫度與浸出率的關系如圖所示。浸出率操豌0 ID 20 30 40 50 60裱假的質號分數出Fe1M1W)64)44)0 60 70 M 100 110

13、反應溫度第AI根據圖像分析，硫酸的適宜濃度是,反應溫度是M則該2Fe" +(4)研究表明聚合硫酸鋁鐵的純度越高，凈水效果越好。 已知一些物質常溫時的溶解度如表所示：物質Ca(OH)2CaSONaSO溶解度/g0.1530.25819.5結合表中數據，解釋步驟出中使用生石灰，而不用氫氧化鈉的原因： 聚合硫酸鋁鐵和高鐵酸鉀都是優質的水處理劑，它們處理水的差異是 (5)測定產品純度。準確稱取 a g樣品溶于水，加入過量的氫氧化鈉溶液，充分反應后，過濾、灼燒、稱重，得到bg純凈固體。已知聚合硫酸鋁鐵的相對分子質量為產品的純度為 (用代數式表示)。【解析】(1)鋁土礦的主要成分是氧化鋁，還含有

14、少量的氧化鐵和二氧化硅，只有氧化硅不溶于硫酸，操作I用過濾操作除去二氧化硅，操作n用過濾操作除去硫酸鈣，過 濾操作需要燒杯、玻璃棒和漏斗三種玻璃儀器。二氧化硅用于冶煉硅、制玻璃、制光導纖 維等。(2)加入雙氧水和硫酸亞鐵的目的是增加三價鐵離子的物質的量，因為鋁土礦中鋁元素 多，鐵元素少，要達到聚合硫酸鋁鐵的組成比，需要提高鐵元素的含量。步驟I加入過量 的硫酸，雙氧水在酸性條件下氧化亞鐵離子，生成三價鐵離子和水，離子方程式為2H+HO=2F(3+ + 2H2Q 如果通入氯氣，將發生反應2Fe2+ 0 2=25式+ 2C，弓I入氯離子，導致產品不純，a項不能替代；如果加入重銘酸鉀，將發生反應Cr2

15、O2 +14H +6Fe2+ =2Ci3+6Fe3+ + 7H2O,引入銘離子和鉀離子，b項不能替代；加入次氯酸鈉，能氧化亞鐵離子，在酸性條件下反應的離子方程式為2Fe2 +ClO +2HI+=2Fe*+ + Cl + H2O,相比雙氧水而言，引入了氯離子，c項不能替代；如果加入高鎰酸鉀溶液，發生反應MnO + 5Fe2+ 8H+=5F3+ + Mr2+ + 4H2O,引入了鎰離子，d項不能替代，故不能用題述四種氧化劑替代 雙氧水。(3)從兩幅圖像分析，得出鐵、鋁離子浸出率較高時對應的溫度和硫酸的濃度(質量分數)。(4)利用表中數據，硫酸鈣微溶，而硫酸鈉易溶。再結合題示信息“產品越純凈，凈水

16、效果越好”，加入的生石灰能將硫酸根離子轉化成硫酸鈣，可通過過濾除去硫酸鈣。如果 用氫氧化鈉中和硫酸，硫酸鈉不能通過過濾除去，降低產品的品質。(5)測定產品 純度的有關反應：Fe3+ 3OHI =Fe(OH) J , Al3+ 4OHI =AlO2 + 2H2O,2Fe(OH)3=Fe2O3+ 3H.O, n(Fe)="八 b giX2=；bmol,聚合硫酸鋁鐵的質量為 160 g mol 80bMbM m= g,廣品的純度為 x 1 00%8080a【答案】(1)過濾 3制光導纖維、冶煉硅、制玻璃等(2)2Fe 2+HQ+2H+=2F3+ + 2H2O 否(3)大約 45% 100

17、C高鐵酸鉀具有殺菌消毒(4)生石灰能將硫酸根離子轉化成微溶的硫酸鈣，產品純度高 和聚沉水中雜質的雙重功能，聚合硫酸鋁鐵只能聚沉水中的雜質(5)怒* I。80a題型2實驗型化工流程題例2. (2013課標全國H 27)氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純 化工業級氧化鋅含有Fe(n)、Mn( n )、Ni( n )等雜質的流程如下：丁 u, 稀硫酸 月山、加調PH約為5過濾、由、加Zn工業ZnO > 浸出放適量高鑄酸福液>濾敞 >過濾、宙/燃燒濾伊一)ZnO提示：在本實驗條件下，Ni( n )不能被氧化；高鎰酸鉀的還原產物是MnO2回答下列問題：(1)反應中除掉的

18、雜質離子是 ,發生反應的離子方程式為 ;在加 高鎰酸鉀溶液前，若 pH較低，對除雜的影響是 。(2)反應的反應類型為 ,過濾得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有(3)反應形成的沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是 。(4)反應中產物的成分可能是ZnCO3 xZn(OH) 2。取干燥后的濾餅 11.2 g,十段燒后可得到產品8.1 g,則x等于。解析：第步酸浸，得到Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+；第步氧化，MnO 4將Fe2+氧化為Fe3+而易于形成Fe(OH)3沉淀，同時 MnO4與Mn2+發生歸中反應生成 MnO2沉淀；第 步加Zn, Zn與濾液中的Ni2 +、H +發生置換反應，

19、Ni經過濾而除去；第 步加碳酸鈉沉 淀Zn2+;第步煨燒ZnCO3。(4)11.2 g ZnCO3 xZn(OH) 2煨燒后得到8.1 g ZnO,可求得x =答案：(1)Fe2 和 Mn2 MnO 4 + 3Fe2 + 7H2O=3Fe(OH) 3 J + MnO2 J + 5H 、2MnO 4+ 3Mn2+2H2O=5MnO2 J + 4H + 鐵離子和鎰離子不能生成沉淀，從而無法除去 鐵和鎰雜質(2)置換反應饃(3)取少量水洗液于試管中，滴入12滴稀硝酸，再滴入硝酸鋼溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經洗滌干凈(4)1學會用勾圈法找出題給信息:氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的

20、治療。純化工業級e(n)、Mn( n )1、N( n )雜質的流程如下：2+M； ?含有丁、口，7小稀硫酸/山西調pH約為5 的i濾?第病Zn 過濾、/由西工業ZnO 浸出放 適量高輻酸抑溶液f濾/彳鏟.濾披過濾 夕段燒f* *除N廣.i濾餅ZnO；含 Fe2+,Mn2+,Ni 2+ ，鐵生成 Fe(0H"提示：在本實驗條件下，Ni( n )不能被看婦；|高鎰酸鉀的還原產物是Mnp。W2CO3例6. (2013江蘇化學16)氧化鎂在醫藥、建筑等行業應用廣泛。硫酸鎂|還原熱解制備S是一種新的探索。以菱鎂礦 (主要成分為|MgCO 3,含少量|FeCO3)為原料制備 的實驗流程如下：稀硫

21、酸$0： NHa HsO木炭酸溶過濾銅化過福擄渣1謔清2(1)MgCO 3與稀硫酸反應的離子方程式為 (2)加入H2O2氧化時，發生反應的化學方程式為 (3)濾渣2的成分是 (填化學式)。(4)煨燒過程存在以下反應：2MgSO 4 + C800= 2MgO + 2SO2 T + CO 2 TMgSO 4+ C800= MgO +SO2T + CO TMgSO 4+ 3C800= MgO + ST + 3CO T利用下圖裝置對煨燒產生的氣體進行叵口 吸收忸收集卜BD中收集的氣體是 (填化學式)。B中盛放的溶液可以是 (填字母)。a. NaOH 溶液 b. Na2CO3溶液c.稀硝酸d. KMnO

22、 4溶液4,寫A中得到的淡黃色固體能與熱的NaOH溶液反應，產物中元素的最高價態為十出該反應的離子方程式：。解析:(1)MgCO 3+H2SO4=MgSO4+CO2T +H2O。(2)由菱鎂礦成分可知，被氧化的是FeSO4,故發生反應2FeSO4+H2O2+H 2SO4=Fe2(SO4)3 + 2H 2O。調pH =4,可使Fe(OH) 3沉淀完全，故濾渣是 Fe(OH) 3。(4)S蒸氣經冷卻可在 A裝置中收集，S能溶于NaOH溶液，反應的化學方程式為：3S_ _ _ 一，、+ 6NaOH= 2Na2S+ Na2SO3+3H2。，吸收 SO2 可選用氧化性溶放。答案： (1)MgCO 3+2

23、H + =Mg#+CO 2 T + H2O(2)2FeSO4+ H2O2+ H2SO4=Fe2(SO4)3+ 2H 2。Fe(OH) 3_22(4)CO d 3S+ 6OH =2S + S。+ 3H2O題型3原理型化工流程題例3.硫化鈉主要用于皮革、毛紡、高檔紙張、染料等行業。生產硫化鈉大多采用無水芒硝(Na2SO4) 碳粉還原法，其流程如圖所示:無水芒硝硫化鈉 晶體40 M RO JDO 去除率CO ,再利用化合價升降法配平該化學方程式。(2)稀堿液可以抑制S2一的水解，增大 Na 2s氣體 A(1)上述流程中“堿浸”后，物質 A必須經過 、(填操作名稱)處理 后，才能煨燒；若煨燒所得氣體為

24、等物質的量的CO和CO2,寫出煨燒時發生的化學反應的總方程式：。(2)上述流程中采用稀堿液比用熱水更好，理由是 (3)取硫化鈉晶體(含少量NaOH)加入到硫酸銅溶液中，充分攪拌。若反應后測得溶液的pH =4,則此時溶液中c(S2 )=mol L 1。已知：常溫時 CuS、Cu(OH) 2 的 Ksp分另1J為 8.8X 10-36、2.2X IO?。(4)工業廢水中的汞常用硫化鈉除去，汞的去除率與溶液的 pH和x(x代表硫化鈉的實際用量與理論用量的比值)有關(如圖所示)。為使除汞效果最佳，應控制的條件是一、一。解析：(1)解題時要緊扣“無水芒硝”，因此必須將未反應的碳過濾并干燥。由題意知，產物

25、為Na2S、等物質的量的 CO2和的產量。(3)根據 Cu(OH) 2 的 Ksp,可知 c(Cu2+) = 2.2 mol L- 1,再根據 CuS 的 Ksp可知 c(S2-)=4X1。36 mol L 1o (4)從圖中看出，pH為9.010.0, x= 12時汞的去除率最大。一一燃燒答案： (1)過濾 干燥 3Na2SO4 + 8C=3Na2S+4CO2 T + 4CO T(2)熱水會促進Na2s水解，而稀堿液能抑制Na 2s水解(3)4 X 10 36(4)x= 12 pH 介于 9.010.0 之間名師歸納|原理型化工流程題是以物質制備流程為主線，主要考查考生運用化學平衡、化學反應

26、與能量、電化學理論知識來解決化工生產中實際問題的能力。解答此類型題目的基本步驟：(1)從題干中獲取有用信息，了解生產的 產品。(2)分析流程中的每一步驟所包含的化學原理，如每一步驟中反應物是什么，發生了什么反應，該反應的生成物是什么，對制備產品有什么作用。從題中獲取信息，運用 化學反應原理 分析制備產品的 最佳條件。0跟蹤劑魁現代循環經濟要求綜合考慮環境污染和經濟效益。請填寫下列空白。（1）實驗室里，可用于吸收 SO尾氣的一種試劑是 。（2）高純氧化鐵可作現代電子工業材料。以下是用硫鐵礦燒渣（主要成分為 FezQ、F2Q、FeQ SiQ）為原料制備高純氧化鐵（軟磁a-Fe 2Q）的生產流程示意

27、圖：步驟I中過濾所得濾渣的主要成分是 。步驟n中加入鐵粉的目的是 。步驟出中可選用 試劑調節溶液的pH（填標號）。AB.雙氧水C.氨水D.高鎰酸鉀溶液寫出在空氣中煨燒 FeCO,制備高純氧化鐵白化學方程式： 。從濾液C中回收的主要物質的一種用途是 。解析：（1）SO2為酸性氣體，還具有較強的還原性，故可以通過用堿液吸收、強氧化劑 溶液吸收等方法除去 SO。（2）硫鐵礦燒渣中除 SiO2外，均溶于鹽酸，故濾渣是SiO2。FezQ、Fe3O4溶于鹽酸均有f£生成，加入鐵粉可以將Fe3+還原為Fe2+: 2Fe3+ Fe=3F2+o稀硝酸、雙氧水、KMnO溶液均容易將Fe2+氧化為Fe&q

28、uot;,只有氨水能夠起到調節pH的作用。注意該過程中十2價的鐵已轉化為+ 3價的鐵。濾液 C為錢鹽溶液，可作為氮肥使用。答案：（1）NaOH溶液（或其他合理答案）（2）SiO2將Fe"還原為Fe2+C 4FeCQ+O=2Fe2c3+4CO可作為氮肥題型4元素化合物型化工流程題例4.新型高效絮凝劑Fe（OH）SO4（堿式硫酸鐵）常用于污水處理。工業上利用廢國屑（含少量 人化鋁|、|氧化鐵|等）生產堿式硫酸鐵的工藝流程如圖所示:稀 NaHCOi稀 HjSO+.已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表所示:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH) 2Al(OH) 3開始沉淀時的pH2.

29、37.53.4完全沉淀時的pH3.29.74.4請回答下列問題：（1）加入少量NaHCO3的目的是調節溶液的 pH,使溶液中的 沉淀，該工藝中 “攪拌”的作用是。(2)在實際生產中，反應n常同時通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應中均作。若參與反應的 。2有11.2 L(標準況)，則相當于節約 NaNO2的物質的量為(3)堿式硫酸鐵溶于水后產生的Fe(OH) *離子可部分水解生成Fe2(OH) 42+聚合離子。該水解反應的離子方程式為 。(4)在醫藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據我國該藥物的相關質量標準，產品中不得含有 歸引和EOM。為檢驗所得產品

30、中是否含有Fe2+, 應使用的試劑為(填序號)。A.氯水B. KSCN溶液C. NaOH溶液D.酸性 KMnO4溶液解析：(1)稀H2SO4浸取廢鐵屑后所彳#的溶液中含Fe2+和少量Al3+ ,根據工藝流程可知該步操作是為保留 Fe2+,除去A13 + ,故加入少量NaHCO3調節溶液pH可以使A13+沉淀 而除去，“攪拌”可以加快化學反應速率。(2)反應n通入的02與NaNO2均作氧化劑，根 據得失電子守恒，可以計算出標準狀況下11.2 L 02與2 mol NaNO 2得到的電子數相等。 依據原子守恒及電荷守恒可以寫出Fe(OH) 2+水解生成Fe2(0H) 42+的離子方程式：2Fe(0

31、H) 2+ 2H2OFe2(0H)42+ 2H +。(4)因產品中含 Fe3+,檢驗 Fe2+時不能采用加氯水和KSCN溶液的方法，也不能加 NaOH溶液，Fe(0H)3會對檢驗Fe2+產生干擾；可以 用酸性KMnO 4溶液中僉驗Fe2+的存在，如含Fe2+,則滴入幾滴酸性 KMnO4溶液后，溶液不 會顯紫紅色。答案：(1)Al3+加快化學反應速率(2)氧化劑 2 mol(3)2Fe(OH) 2+ + 2H2OFe2(OH)42+ 2H +. (4)D| 名師歸納|元素化合物型化工流程題是以 物質制備流程為主線，主要考查元素及 其化合物性質、物質結構、元素周期律 和氧化還原反應 等知識。通過仔

32、細閱讀，了解 流程 圖以外的文字描述、表格信息、后續設問中的提示性信息 ，進而明確生產目的制備什 么物質，找到制備物質 所需的原料，提取有用信息一一反應方程式、物質的穩定性及溶解 性等，然后利用所學知識進行解答 。必跟躁劑魁工業上制備 MnSO-H2O的方法是以軟鎰礦石為原料，且利用燒結煙氣中的SO,可以實現綠色化學的設計思想。制備MnSO- MO的流程如下:H2s0*idttfyCh某軟鎰礦石的主要成分為MnO,還含有Si、Al、Zn和Cu等元素的化合物。已知：(1)25 C時部分陽離子以氫氧化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表:沉淀物Al(OH) 3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH&

33、gt;Cu(OH)2Zn(OH)2pH5.23.29.710.46.78.0(2)25 C時部分陽離子以硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表:沉淀物CuSZnSMnSFeSpH>-0.42>2.5>7>7回答下列問題:(1)生產中MnO礦粉碎的目的是 。(2)酸浸時SO將MnO還原為MnSQ其離子方程式為 。酸浸時SO的吸收率與pH和溫度的關系如下圖。為提高SO的吸收率，酸浸適宜的條件是m史/10 :-30 gw加706050 I享書W一甕=工圍6的吸收率與pH的K系Si版/富用2 SO：的啜收率彳曲度的光系(3)加入 MnS的目的是 。(4)操作IV的步驟為 、過濾

34、、洗滌、干燥。(5)已知金屬離子濃度小于1.0 X 10 5mol - L 1時認為已經完全沉淀，根據表格數據，計算25 c時Zn(OH)2的溶度積 g=(不需寫計算過程)。(6)已知MnSO-H2O在1 150 C高溫下分解的產物是 MnQ、含硫化合物、水，則在該條 件下硫酸鎰晶體分解反應的化學方程式是 。(7)MnO2的生產方法之一是以石墨為電極，在不斷攪拌的情況下，電解酸化的MnSO溶液，陽極的電極反應式為 。【解析】(1)生產中把MnO礦石粉碎增大了反應物的接觸面積，加快了化學反應速率。(2)依題意，二氧化硫是還原劑，二氧化鎰是氧化劑，硫酸根離子是氧化產物，鎰離子 是還原產物，根據元素

35、化合價升降的最小公倍數、電荷和原子個數守恒配平可得：MnO+SO=MnT + SOT ；讀圖1可知，其他變量保持不變且酸浸溶液pH為3左右時，二氧化硫的吸收率最大；讀圖 2可知，其他變量保持不變時，酸浸溶液溫度為40 C左右時，二氧化硫的吸收率最大；為了提高二氧化硫的吸收率，酸浸適宜的條件是pH為3左右、溫度為40 C左右O(3)由表格中金屬陽離子以硫化物形式完全沉淀時的pH可得，向pH約為5.4的濾液中加入MnS加熱煮沸時，可以除去 Cu2+、Zn2+,且不產生新的雜質。(4)操作出是過濾。濾渣 C的主要成分是 CuS ZnS;所得濾液的pH約為5.4 ,主要含有 M。、SOT、NH4、J,

36、從該溶液中分離出MnSO-H2。的方法是結晶，主要步驟是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。(5)氫氧化鋅是難溶電解質，存在平衡：Zn(OH)2(s)Zn2+ (aq) + 20口 (aq),由于表中氫氧化鋅完全沉淀時溶液pH= 8.0,25 C時Kw= 1.0 X1014,則該溶液中c(OH ) =Kw/c(H+ ) = 10 6mol L I 由于此時溶液 c(Zn2+)=1.0X10 5mol L 1,所以 KspZn(OH) 2 =c(Zn2 + ) c2(OH ) =1.0 x 10 17mol3 - L 3o(6)MnSO4 - H 2O在1 150 C高溫下分解的產物是MnQ、

37、含硫化合物、水。生成MnQ中鎰元素失電子，生成二氧化硫中硫元素得% 根據氧化還原反應中得失電子數相等及原 子守恒得出反應方程式為3MnSO-H 2O=MnO+ SO T + 2SO T + 3H2O。(7)陽極發生氧化反應，反應物中所含元素的化合價升高，由此推斷陽極的主要反應物 是Mri+,主要產物是 MnO。根據化合價升高總數等于失去電子總數，酸性溶液中用氫離子和水使反應式左右兩邊電荷、原子守恒，可以書寫并配平該陽極反應式：Mni + - 2e +2Ho=Mna 44。【答案】(1)增大反應物接觸面積，加快反應速率(2)MnO2 + SQ=Mrf +SC2 pH為 3左右、溫度為 40 C左

38、右 (3)除去 ClT、Zn2+ (4) 蒸發濃縮 冷卻結晶 (5)1.0 X 10 17 mol3 - L 3 (6)3MnSO4 H2O高溫,MmQ+SO T + 2SQ T + 3H2O (7)Mn2+ 2e + 2H2O=MnO- 4HI+題型5以制備物質為目的的工藝流程題.、一 、 ., 一 .2+2+33 一、例5. (2015 圖考山東卷)毒重石的王要成分為 BaCO(含Ca、Mg、Fe等雜質)，實 驗室利用毒重石制備 BaCl2 2H2O的流程如下：毒重右過彼I 一*過渡H浸取Il5%鹽酸MH, HjO NflOH ,調同=8 ,謂 pH=lZ5此G。,旗激I 旗酒IT 池渣U

39、I龍W卻晶 戰旅冷結(1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨，目的是 。實驗室用37%勺鹽酸配制15%勺鹽酸，除量筒外還需使用下列儀器中的 。a.燒杯 b.容量瓶 c.玻璃棒d.滴定管(2)加入NH HbO調pH= 8可除去(填離子符號)，濾渣H中含 (填化學 式)。加入H2C2O時應避免過量，原因是 。Ca +. 2+MgL 3 +Fe開始沉淀時的pH11.99.11.9完全沉淀時的pH13.911.13.2已知：Kp(BaC2Q) =1.6 X10 7, Kp(CaC2O) = 2.3 X 10 9(3)利用間接酸堿滴定法可測定BS2 +的含量，實驗分兩步進行。已知：2CrO2 +2H =Ci2

40、O2 +H2O Ba"+Crd =BaCrOj步驟I :移取x mL一定濃度的NaaCrCU溶液于錐形瓶中，加入酸堿指示劑，用 b mol L 1鹽酸標準液滴定至終點，測得滴加鹽酸的體積為V0 mL。步驟n ：移取 y mL BaCl 2溶液于錐形瓶中，加入 x mL與步驟I相同濃度的NaCrO,溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸堿指示劑，用 b mol - L 1鹽酸標準液滴定至終點，測得 滴加鹽酸的體積為 V mL。滴加鹽酸標準液時應使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的 (填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為 mol L-。若步驟n中滴加鹽酸時有少量待測 液濺出，B

41、S2+濃度測量值將 (填“偏大”或“偏小”)。解析(1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨，目的是增大與鹽酸的接觸面積，加快反應速率。實驗室配制一定質量分數的溶液時，需用到的儀器是量筒、燒杯和玻璃棒。(2)由流程圖和表中數據可知， pH= 8時，可除去Fe% 調節pH=12.5時，Mg+完全沉淀，CT 部分沉淀，故濾渣n中含有 Mg(OH1和Ca(OH)2；加入H2C2Q的目的是除去溶液中剩余的 Ca2 + ,使CsT(aq)+ C2M (aq)=CaC2Q(s),當H2GQ過量時，也可能使c(Ba2+)c(C2C2) >Kp(BaC2Q),而生成BaCO沉淀，導致產品 BaCl2 2HO的量

42、減少。(3)由方程式2CrCT + 2H + =CK7-+ HO知，步驟I中加入的 CrOT的總物質的量為 b mol LixVo L =磊0, .- 、 2 一 1 Vmol。步驟n中，加入 BaCl2充分反應后，剩余的 CrO2的物質的量為 b mol L *彳訴 L="cc mol ,與 Ba2+反應的 CrO2的物質的量為 X mol-或 mol=b1 000 oa1 000 o 1 000 o 1 000mol,由方程式Ba2+ + CrO, =BaCrOj 得，n(Ba2+) = n(CrO2 ),所以 BaCl2 的濃度:b (V0V) mol1 000b (V0 V)

43、1 4 ,c(BaCl2)=- mol L 1。若步驟n中滴加鹽酸時，有少量待測y Lyi 000 L b (MV),液濺出，造成 V1的用量減小，所以 -y的測量值將偏大。答案(1)增大接觸面積從而使反應速率加快ac(2)Fe 3+ Mg(OH»、Ca(OH)2 H2C2Q過量會導致生成 BaGQ沉淀，產品產量減少(3)上方b (U-V1)y偏大名師歸納|物質制備化工生產流程的主線一般為:1 .審題忠告=(1)讀流程，觀其大略，找出流程主線，但不要被個別看不懂的細節蒙住了雙眼。：(2)對于難度較大的設問， 要善于變換思維角度， 本著 不會也要搶幾分”的原則，有時說：不定你的猜測也能

44、得分。=(3)明確常用的分離方法：過濾：分離難溶物和易溶物，根據特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。：萃取和分液：利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質，如用CC14：或苯萃取濱水中的澳。：蒸發結晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質，如NaCl。=冷卻結晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物，如；KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4 5H2O、FeSO4 7H2O 等。;蒸儲或分儲：分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。：(4)分析流程的方法一般采用首尾分析法。2.答題忠告：(1)所設問題一般都是孤立的，屬于 拼盤”式，因此，在解答時，不要求

45、流程全看懂后再-解答，看不懂的地方先跳過去，繼續解答后面的問題。： (2)由于題目的設問前后幾乎無聯系，可根據題意單獨進行作答，如寫陌生的化學方程式、;填寫混合物的分離方法的名稱等。總之，要善于 各個擊破”，追求得分效益的最大化。： (3)在設計分離提純方案時要注意4原則：不增一一不減一一易分離一一易復原。鋁是重要的金屬材料，鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質)是工業上制取鋁的原料。實驗室模擬工業上以鋁土礦為原料制取 Al 2(SO4) 3和俊明磯晶體 NHAl(SO4)2- 12HO的工藝流程如圖所示：過Lt鹽酸 過廿烷就 足砧口%同體A紅瞄色注液工 固體h電量稀破

46、除保明隊 溶液集明砒 M體請回答下列問題:(1)固體a的化學式為 ,m中通入足量CO氣體發生反應的離子方程式為(2)由V制取俊明磯溶液的化學方程式為 ,從錢明 磯溶液中獲得俊明磯晶體的實驗操作依次為(填操作名稱)、冷卻結晶、過濾洗(3)以1 000 kg含氧化鋁36%勺鋁土礦為原料制取 Al 2(SO4)3,需消耗質量分數為98%勺硫酸(密度1.84 g - cm 3)L(保留一位小數)。(4)若同時制取錢明磯和硫酸鋁，通過控制硫酸的用量調節兩種產品的產量。若欲使制 得的錢明磯和硫酸鋁的物質的量之比為1 ： 1,則投料時鋁土礦中的Al2O3和H2SQ的物質的量之比為。解析：(1)鋁土礦中Al2

47、Q和FezQ能溶于鹽酸，SiO2不溶于鹽酸，所以固體 a的化學式 為SiO2。Al2Q溶于燒堿生成 NaAlQ溶液，在其中通入 CO生成Al(OH) 3沉淀。(2)Al(OH) 3分解生成Al 20, Al 2O3與稀硫酸反應后通入 NH生成俊明磯溶液。98X 3X 360，(3) m(Al 2O) = 1 000 kg X 36%= 360 kg , mjHzSO)=02kg = 1 037.6 kg ,需消 3、, 1 037.6 X 103Q3耗質量分數 98%勺硫酸(密度 1.84g cm )為184 g ,m匚 1*98% 5754 *1。mL= 575.4 L。(4)設制得的 Al

48、2(SO4)3和NHAl(SO4)2 12HO的物質的量都是 1 mol ,則Al 3+共3 mol ,3SOT共5 mol ,根據鋁兀素和 SO一守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO的物質的量之比為2 : 5=3 ： 10。答案：(1)SiO 2 AlO 2 + CO + 2H2O=HCO + Al(OH) 3 J (2)Al 2Q + 4HSO + 2NH=2NHAl(SO 4) 2+ 3H2O 蒸發濃縮(3)575.4(4)3 ： 10化學工藝流程型做題方法小結【解題模板】工藝流程與無機知識綜合題(一)(建議用時：45分鐘)1 .菱鎰礦的主要成分是MnCQ含有少量 Fe&、Al

49、 2Q),以菱鎰礦為原料制備鎰單質的流程如下所示：菱鎰礦粉|硫釀?漿化稀嗎 溶?夜1吧2溶液2#>精制一-> 電解一一 Mn請回答下列問題：(1)菱鎰礦在浸取前需要粉碎，其目的是 。(2)用稀硫酸浸取時，主要反應的離子方程式為 ;加入二氧化鎰的目的是除去其中的 (填化學式)，此物質參與反應時 生成硫酸鐵、水和硫酸鎰，該反應的化學方程式為 。(3)已知Fe、Al、Mn的氫氧化物開始沉淀及沉淀完全時的pH如表所示，則加氨水沉淀時應控制溶液的 pH范圍為。氫氧化物Fe(OH)3Al(OH) 3Mn(OH開始沉淀pH1.84.18.3完全沉淀pH3.25.09.8(4)電解硫酸鎰溶液時，陰

50、極的電極反應式為 。用高鎰酸鉀溶液檢驗 Mri+,產生黑色沉淀，該反應的離子方程式為 。(5)硫酸鎰在高溫條件下分解可得到三種氧化物，該熱分解的化學方程式為 。【解析】(1)礦石粉碎可增大固體與液體、固體與氣體的接觸面積，可從影響化學反應速率因素的角度進行分析。(2)碳酸鎰與稀硫酸反應，類似碳酸鈣與鹽酸反應。二硫化亞鐵與二氧化鎰在稀硫酸中 反應生成硫酸鐵、硫酸鎰和水。1 mol FeS 2失去電子的物質的量為 15 mol。(3)根據幾種離子沉淀的pH,控制溶液的酸堿性使氫氧化鋁完全沉淀(氫氧化鐵已完全沉淀)，氫氧化鎰沒有開始沉淀。(4)電解硫酸鎰溶液時，陰極上鎰離子發生還原反應生成鎰單質。高

51、鎰酸鉀將鎰離子氧 化成二氧化鎰。(5)硫酸鎰在高溫下分解生成四氧化三鎰、二氧化硫和三氧化硫，類似硫酸亞鐵分解生 成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫。【答案】 (1)增大接觸面積，便于漿化，提高浸出率23_.(2)MnCQ+2H =Mn + COT + H2O FeS 2FeS2 + 15MnO+14H2SO=Fe(SO4) 3 +15MnSO+ 14HO(3)5.0 <pH< 8.32+2+_ +(4)Mn +2e =Mn 2MnO + 3Mn + 2H2O=5MnO + 4H局溫(5)3MnSO4=/lnQ+SQ T + 2SOT2 .某器具含碳化鴇(WC)、金屬鉆(Co)及雜質鐵等成

52、分，以該廢舊器具及制造該器具的廢料為原料提取WG口金屬鉆的流程如下所示:電解質溶液1i)電解ii )過海-氣體1(nh 小 c。洗液液.量氣* WC < fl)兩刃pl 3g請回答下列問題：(1)電解時廢舊器具作陽極，不銹鋼作陰極，鹽酸作電解質溶液，陽極反應式為(2)圖中的肥料為 ,加入雙氧水的目的是 。(3)向濾液n中加入草酸錢(NH 4)2C2O4發生反應的離子方程式為 。(4)焙燒草酸鉆(CoG。)的化學方程式是。(5)將洗滌液回收配成電解液，目的是 。濾餅的主要成分是。(6)將1 t廢料經上述處理，所得濾餅洗滌干凈后焙燒得到固體80 g ,則雜質鐵的質量分數為。【解析】(1)從流

53、程圖看，廢料中鉆、鐵轉化成+2價金屬離子。陽極上鉆、鐵發生氧化反應生成+ 2價鐵離子、+ 2價鉆離子，陰極上產生氫氣。(2)從流程圖看，鹽酸作電解質溶液，加入的氨氣與鹽酸反應生成氯化錢，氯化亞鉆與草酸俊反應生成氯化錢，所以肥料是氯化俊。加入雙氧水發生氧化還原反應：2Fe2+ + H2O上3上_+ 2H =2Fe + 2H2。(3)從流程圖看，草酸鉆是沉淀，反應的化學方程式為CoCl2+(NH4)2C2Q=CoCH +2NHCI。(4)高溫焙燒時，草酸鉆分解生成三氧化二鉆，鉆元素的化合價升高，+3價碳元素的化合價部分降低，生成 CO化學反應方程式為 2CoCQ高溫，CO2Q+3COT + COT。(5)洗滌液中含有鉆元素，將洗滌液配成電解質溶液可回收利用鉆(鉆是重金屬元素)。從流程看，亞鐵離子經雙氧水氧化成三價鐵離子，加入氨氣來調節溶液的pH,使三價鐵離子轉化成氫氧化鐵沉淀，鉆離子不會沉淀。(6)焙燒得到的固體是氧化鐵，根據質量守恒計算樣品中鐵元素的質量分數：w(Fe)=80 g x1121601X106 g X 100險 0.005 6%。【答案】(1