【步步高】2014届高三化学一轮总复习 第三章 专题讲座二 无机化工流程题复习策略与解题方法指导 新人教版
高考一轮复习化学课件无机化工流程题的解题策略
保持积极的心态，遇到困难时不气 馁，相信自己能够克服困难。
04
06 实战演练与提高 建议
模拟试题演练
选择性模拟试题
针对无机化工流程题的特点，选取具有代表性的模拟试题进行练习 ，如涉及物质制备、分离提纯、条件控制等方面的题目。
定时定量练习
设定一定的时间和题量，进行模拟考试，提高解题速度和准确度。
特点
无机化工流程题通常以实际工业 生产为背景，涉及物质的制备、 分离、提纯等操作，以及化学反 应原理和化学实验等知识点。
常见题型及分值分布
常见题型
选择题、填空题、简答题等。
分值分布
无机化工流程题在高考化学试卷中通常占有较大的分值比例，具体分值因地区 、年份和试卷难度等因素而异。
解题重要性
1 2 3
能够根据实验操作和现象推断无机化工流程中的 反应过程和物质转化。
03 解题策略与技巧
审题方法：关键词、信息点捕捉
仔细阅读题干，抓住 关键词和信息点，如 原料、产品、操作条 件等。
挖掘题干和流程图中 的隐含信息，如物质 的性质、反应条件等 。
注意流程图中的箭头 方向、物质状态变化 等，理解生产流程。
思维能力不足
缺乏分析、推理、归纳等思维能力，导致无法准确解答题目。
心态紧张
考试时心态紧张，影响正常发挥。
避免方法建议
01
夯实基础知识
加强对化学基本概念、原理的学习 和理解，建立扎实的基础。
培养思维能力
通过练习不同类型的题目，提高分 析、推理、归纳等思维能力。
03
02
提高审题能力
养成仔细审题的习惯，对题目中的 关键信息进行标注和整理。
分离方法
根据产品性质，选择适当的分提纯原理
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会生成一种无色无味气体，Br2 被还原为 CaBr2，则 NH3 被氧 化成的无色无味的气体为 N2，写出反应：Ca(OH)2＋Br2＋ NH3―65―℃→CaBr2＋N2↑＋H2O，根据得失电子守恒、原子守恒 配平，故反应的化学方程式为 3Ca(OH)2＋3Br2＋2NH3=6=5=℃== 3CaBr2＋N2↑＋6H2O。
1．CeO2 是一种重要的稀土氧化物，可利用氟碳铈矿(主要 成分为 CeFCO3)来制备。其工艺流程如下：
已知：Ⅰ.Ce4＋能与 SO24－结合成[CeSO4]2＋，与 F－结合成 [CeFx](4－x)＋(0<x<4)。
Ⅱ.在硫酸体系中，Ce4＋能被萃取剂萃取而 Ce3＋不能。 回答下列问题： (1)“氧化焙烧”中“氧化”的目的是 ________________________________________________。 (2)CeO2 不溶于水和碱，微溶于酸，但“浸出”时却能溶 解 完 全 ， 原 因 是 溶 液 中 的 ________( 填 原 子 符 号 ， 下 同 ) 、 ________、________促进了 CeO2 的溶解。 (3)“反萃取”时发生反应的离子方程式为 ________________________________________________。 (4) 若 缺 少 “ 洗 氟 ” 这 一 环 节 ， 则 所 得 产 品 的 质 量 将 ________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
复习课件
高考化学一轮复习第三章专题讲座二高考化工流程题的解题方法指导课件 新人教版
2021/4/17
高考化学一轮复习第三章专题讲座二高考化工流程题的解 题方法指导课件新人教版
专题讲座(二) 高考化工流程题的解题方法指导
2014届高三化学一轮总复习 第三章 金属及其化合物 专题讲座二 无机化工流程题复习策略与解题方法指导课件
溶浸平衡向右移动 ①____________________， K＋的溶浸速率增大 ②______________________。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
2 2 CaSO4(s)＋CO3 CaCO3(s)＋SO4
－ －
已知 298 K 时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10 9，Ksp(CaSO4)＝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)。
2＋ 2＋
－
度减小，平衡正向移动，K＋增多 ___________________________________。 K2CO3
溶液调滤液 pH 至中性。
H2SO4 (3)“除杂”环节中， 先加入________溶液， 经搅拌等操作后， 过滤， 再加入_________
(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， 的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。 K 由图可得，随着温度升高，
注意对温度的控制。如：侯氏制碱中的NaHCO3；还有如
H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(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FeCl3、 ③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。 ④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。 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
2014届新人教课标Ⅰ高三化学一轮总复习课件：第三章金属及其化合物—无机化工流程题
(3)某炼铁废渣中含有大量 CuS 及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产 CuCl2·2H2O 的工艺流程如下：
大题冲关滚动练之二——无机化工流程题
(3)在精炼铜的过程中，电解质溶液中 c(Fe2＋)、c(Zn2＋)会逐渐增大而影响进一步电解。 几种物质的溶度积常数(Ksp)
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
Ksp
8.0×10－16
4.0×10－38
3.0×关滚动练之二——无机化工流程题
4．铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题： (1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为__2_H_2_O_＋__O__2_＋__4_e－ __=_=_=_4_O_H__－_。 (2)生铁中含有一种铁碳化合物 X(Fe3C)。X 在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性 的固体 Y，Y 可溶于过量盐酸，形成黄绿色的溶液，写出 Y 与盐酸反应的化学方程
_消_耗__H_＋__，__能__增_大__溶__液__pH__)，__使__F_e_3＋_生__成__F_e_(O_H__)3_沉__淀_。 ②为了获得 CuCl2·2H2O 晶体，对滤液 B 进行的 操作是蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，
过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线(如
图)，“趁热过滤”得到的固体是_N__a_2S_O_4__。
大题冲关滚动练之二——无机化工流程题
5．我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到 97%、87%。下图表 示其冶炼加工的流程：
(2014年高考第二轮复习)专题三：无机化工流程题解题策略2014.3
注意提升学生表达能力，答题要有模式和要点。例如解析与平衡 移动有关的问题应该遵循以下步骤：阐明体系中存在的核心平衡 →所采取的措施、改变的条件→导致平衡如何移动移动、产生什 17 么结果。
【练习13】 （4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特(Hunter)法生产钛 的流程如下：
写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式 含有少量SiCl4杂质 ，可采用 方法除去 （4）TiO2＋2C＋2Cl2
6、提倡“各个击破”的解题方法，鼓励学生要敢于做化工流程 图题，争取多得分 化工流程图题问题设置的特点：
（1）问题各自相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会 影响下一个问题的解决。
（2）超纲知识题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。
（3）每题中基本上都有与流程图无关的问题，可以直接根据 已有的知识去完成。
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(NaCl熔点为801 ℃；AlCl3在181 ℃升华) (2)将Cl2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Cl2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__________。 (4)在铝电解池中，金属铝为______极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主 要以 AlCl4 和 Al2 Cl 7 形式存在，铝电极的主要电极反应式为 。
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5、认真审题：善于利用和挖掘有效信息解题的能力 化工流程图题将所要表达的信息以文字、框图、表格、图像等形 式呈现出来，而解题就需要对这些信息进行阅读、整理、分析、 理解、组合和应用。
【2011 广东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：
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高考化学一轮复习 专题讲座二 无机化工流程题解题方法指导
专题讲座二无机化工流程题解题方法指导一、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例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)3 2.7 3.7Fe(OH)27.6 9.6Mn(OH)28.3 9.8若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，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Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3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NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(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FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。
高中化学一轮复习专题专项训练二无机化工流程
高中化学一轮复习专题专项训练二无机化工流程 Revised by BETTY on December 25,2020专题专项训练（二）无机化工流程1．(2016·南通模拟)ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取。
已知：①ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2＋。
金属离子Fe3＋Al3＋ZrO2＋开始沉淀时pH沉淀完全时pH(1)熔融时ZrSiO4____________________________________，滤渣Ⅰ的化学式为________。
(2)为使滤液Ⅰ的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH＝a，则a的范围是________；继续加氨水至pH＝b时，所发生反应的离子方程式为_____________________________________。
(3)向过滤Ⅲ所得滤液中加入CaCO3粉末并加热，得到两种气体。
该反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)为得到纯净的ZrO2，Zr(OH)4需要洗涤，检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是________________________________________________________________________。
解析：(1)锆英砂在NaOH熔融下，生成Na2ZrO3、Na2SiO3、Na[Al(OH)4]，Fe2O3不溶，再加入HCl酸浸时，Fe2O3溶解生成Fe3＋，Na2ZrO3转化成ZrO2＋，Na2SiO3转化成H2SiO3沉淀，Na[Al(OH)4]转化成Al3＋，ZrSiO4与NaOH反应为非氧化还原反应，根据元素守恒可配平反应。
高考化学一轮总复习 专题课堂三 无机化工流程题的解题策略课件 苏教版
•解析 本题实际是利用化学方法对ZnO提纯，就是要除去Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、 Ni(Ⅱ)。综合流程信息、提示信息，显然除去Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)是在②步进 行的，Fe2＋被KMnO4氧化为 •Fe3＋，在pH ＝5的条件下，Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀，Mn2＋被KMnO4氧化 生成MnO2沉淀。除Ni(Ⅱ)是在③步进行，发生了Ni(Ⅱ)与Zn的置换反应。 ④、⑤是将Zn2＋(aq)转化为沉淀，重新生成ZnO。 •(3)中检验沉淀是否洗涤干净，就是检验洗液中是否还含有滤液中的某种 离子，显然检验SO42－比较合理。 •(4)中写出分解化学方程式，列比例式计算即可，
专题课堂三 无机化工流程题的解题策略
• 无机化工流程题实际上是考查学生运用化学反应原理及相关实验知识等来解决工业 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．认真分析流程中的每一步骤： •(1)反应物是什么；(2)发生了什么反应；(3)产物是什么，对产品有什么作用。 •3．从问题中获取信息，帮助解题。
•(1)反应②中除掉的杂质离子是__________，发生反应的离子方 程式为__________；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂 的影响是________________。 •(2)反应③的反应类型为____________，过滤得到的滤渣中，除 了过量的锌外还有______________。 •(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法 是________________。 •(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2，取干燥后的滤 饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于__________。
2014高考化学总复习专题整合课件《无机化工流程题解题方略》
(4)电解精炼铜过程中电能转变为化学能的同时，部分电能转 化为热能，a项错；电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正 极相连，发生氧化反应，b项正确；电解过程中Cu2＋向阴极 移动，c项错；粗铜中Ag、Pt、Au等放电能力比Cu弱，不放 电，沉积在阳极，形成阳极泥，可以回收，d项正确。(5)根 据总反应，O2在正极得电子发生还原反应，在酸性条件下转 化为H2O，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)用稀HSO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN 溶液后呈红色，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____________程式为 ______________________________________________。
(2)化学工艺流程中要注意考虑原料的来源和经济成本。 通过对原料价位的思考优化实验方案。
【例1】 (2012·山东)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2) 冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________
吸收。
a．浓H2SO4 c．NaOH溶液
b．稀HNO3 d．氨水
(1)合成氨的原料之一氮气来源于空气，分离方法是将空气液
化后蒸馏分离出氧气，获得氮气。(2)工业上在高温、高压、
催化剂条件下合成NH3，反应原理为N2＋3H2
高温、高压 催化剂
2NH3。(3)沉淀池中的物质发生反应后，经过滤(操作②)得到 产品(NH4)2SO4和沉淀，根据工艺流程图中各物质转化关系 可判断沉淀池中的反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、
(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气 的方法是________________________________________。
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专题讲座二无机化工流程题复习策略与解题方法指导一、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某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示若要除去Mn2＋提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，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Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3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NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(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FeCl3、AlCl3、MgCl2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KNO3中的少量NaCl。
④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。
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信息二、热点题型探究热点1 碱金属及其矿物的开发利用例1(2012·广东理综，32)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO2－4＋2H2O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右图。
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：CaSO4(s)＋CO2－33(s)＋SO2－4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)。
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)＋CO2－33(s)＋SO2－4的平衡常数K ＝c2－4c2－3，据K sp (CaSO 4)、K sp (CaCO 3)可知，c (SO 2－4)＝K sp4c 2＋，c (CO 2－3)＝K sp3c2＋，则有K ＝c2－4c2－3＝K sp 4K sp3＝4.90×10－52.80×10－9＝1.75×104。
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)＋CO2－33(s)＋SO 2－4的平衡常数K ＝c2－4c2－3。
CaCO 3(s)、CaSO 4(s)分别存在溶解平衡：CaCO 32＋(aq)＋CO 2－3(aq)，CaSO 42＋(aq)＋SO 2－4(aq)，则有K sp (CaCO 3)＝c (Ca2＋)·c (CO 2－3)＝2.80×10－9，K sp (CaSO 4)＝c (Ca2＋)·c (SO 2－4)＝4.90×10－5，那么K ＝c2－4c 2－3＝K sp4c 2＋K sp 3c2＋＝K sp 4K sp3＝4.90×10－52.80×10－9＝1.75×104。
方法技巧 要求用理论回答的试题，应采用“四段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→有什么变化→得出什么结论。
迁移应用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，CaSO4与NH4HCO3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CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是_____________________________________________________________________。
(3)检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4样品溶解于水，_____________________________________________________________________。
(4)整个流程中，可循环利用的物质除(NH4)2SO4外，还有________(填化学式)。
答案(1)CaSO4＋2NH4HCO3===CaCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑(2)加快化学反应速率，分离NH4Cl与K2SO4防止KNO3结晶，提高KNO3的产率(3)加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl(4)CaSO4、KNO3热点2 镁、铝及其矿物的开发利用例2铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。
实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)固体a的化学式为________，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________。
(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)________、冷却结晶、过滤洗涤。
(3)以1 000 kg 含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al 2(SO 4)3，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm －3)________ L(保留一位小数)。
(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。
若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1，则投料时铝土矿中的Al 2O 3和H 2SO 4的物质的量之比为________。
答案 (1)SiO 2 AlO －2＋CO 2＋2H 2O===HCO －3＋Al(OH)3↓ (2)Al 2O 3＋4H 2SO 4＋2NH 3===2NH 4Al(SO 4)2＋3H 2O 蒸发浓缩 (3)575.4 (4)3∶10解析 (1)铝土矿中Al 2O 3和Fe 2O 3能溶于盐酸，SiO 2不溶于盐酸，所以固体a 的化学式为SiO 2。
Al 2O 3溶于烧碱生成NaAlO 2溶液，在其中通入CO 2生成Al(OH)3沉淀。
(2)Al(OH)3分解生成Al 2O 3，Al 2O 3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。
(3)m (Al 2O 3)＝1 000 kg×36%＝360 kg ，m (H 2SO 4)＝98×3×360102 kg ＝1 037.6 kg ，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm －3)为 1 037.6×103g 1.84 g·mL －1×98%＝575.4×103mL ＝575.4 L 。
(4)设制得的Al 2(SO 4)3和NH 4Al(SO 4)2·12H 2O 的物质的量都是1 mol ，则Al 3＋共3 mol ，SO 2－4共5 mol ，根据铝元素和SO 2－4守恒原理可得，加入Al 2O 3和H 2SO 4的物质的量之比为32∶5＝3∶10。
方法技巧 首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序)试题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。