无机化工工艺流程题

2018届一轮复习专题
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形 式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设
问，是无机框图的创新。
它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、 环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本
实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析
原料预处理的常用方法总结
粉碎 研磨 水浸 酸浸 碱浸
灼烧 煅烧
增大反应物接触面积，加快反应速率。
与水反应或溶解 ，使原料变成可溶性离子。 与酸（碱）接触反应或溶解，使可溶性金属离子 进入溶液，不溶性物质过滤分离。 除去可燃性杂质或使原料初步转化。
改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质 在高温下氧化、分解。
(1)Fe2＋和Mn2＋
MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓ ＋MnO2↓＋5H＋
2MnO4－＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质
FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O （3）反应Ⅰ需控制反应温度低于35 ℃，其目的是________。 防止NH4HCO3分解（或减少Fe2+的水解）
【例1】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、 MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程 如下：
原料预处理 除杂、净化
反应条件控 制、核心方 程式的书写 产品分离提纯
原料循环利用
排放物的无害化处理
（一）原料预处理
例1：某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有 MgCO3，MgSiO3，CaMg(CO3)2，Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁 的工艺流程如下：
(1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 适当增加硫酸的浓度、升高温度等 （两条）
2014年至2017年新课程全国卷Ⅱ无机化工流程题统计
全国卷Ⅱ 题号 分值
2014 年 27题 15分 2015 年 12题 6分
考查载体
文字表述 流程图
主线
物质的性质、化学（离子） 方程式的书写、电化学 海水开发利用，来源于教材
28题 15分
2016 年 28题 15分 2017 年 26题 14分
（二）工艺流程常用的控制反应条件的方法
【例2】以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾 、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主 KCl 要流程如下：
稀硫酸 NH4HCO3溶液 FeSO4溶液 反应I CO2(g) 过滤 反应II 反应IV CO2(g) FeCO3(s) 空气中煅烧 反应III 过滤 K2SO4(s) NH4Cl溶液 H2(g) (NH4)2S2O8溶液 Fe2O3(s)
26题 14分 28题 14分
化学（离子）方程式的 书写、物质判断、计算
氧化还原反应、离子方 程式的书写、判断、计算
2017 年 27题 15分
一、化工流程试题的构成特点
做什么 题头： 介绍该工艺生产的原材料、目的、原理。 怎么做 题干： 用框图形式将操作或物质转换或分离提纯等主要生 产工艺流程表示出来。
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70 ℃，且不使用浓硝酸 HNO ，原因是 控制反应速率、浓 、 。 3不稳定，易挥发、易分解
【练习3】以黄铁矿为原料，采用接触法生 产硫酸(3)精制炉气(含SO2体积分数为7％、 O2为11％、N2为82％)中SO2平衡转化率与 温度及压强关系如下图所示。在实际生产 中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、 450℃左右(对应图中A点)，而没有选择SO2 转化率更高的B或C点对应的反应条件，其 原因分别是 B点SO2转化率提高不多，而压强升高 对反应设备要求随之提高，能耗增大。 _______________________ _、 C点温度降低，反应速率降低，影响 _______________________ ___ 生产效率
(3)控制压强。改变速率，影响平衡。 (4)使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡所需要 的时间。
【练习2】钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、 BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、 BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：
沉淀物 pH
Fe(OH)3 3．4
Al(OH)3 5．2
Mg(OH)2 12．4
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表
（2）滤渣I的主要成分有
Fe(OH)3
Al(OH) 。 3
工艺流程常用的控制反应条件的方法总结
(1)调节溶液的pH。能与H＋反应，使溶液pH变大，便于沉淀某 些杂质离子。（不引入新杂质） 例如:若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或 Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不加入NaOH溶液、氨 水等。 (2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡 向需要的方向移动。
为什么 题尾： 根据流程中涉及到的化学知识设问。
二、设问特点
1、以点的形式设问: 不需要理清工业生成流程图的主线即可以答题
（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措 施有 （写两条） 2、以线的形式设问：必须先理解工业生产流程图主线与核 心部分才能答题。 （2）滤渣I的主要成分有 。
三、主线与核心
稀硫酸 调pH约为5 过滤 工业 ZnO ――→ 浸出液――――――――――→――→ ① 适量高锰酸钾溶液
②
Zn 过滤 Na2CO3 过滤 煅烧 滤液――→――→滤液―――→――→滤饼――→ZnO ③ ④ ⑤
提示：①在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化，②高锰酸钾的 还原产物是MnO2。 (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________________。
三、核心方程式的考查及解题方法
【例3】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：_________________ TiO2＋2C＋2Cl2 TiCl4＋2CO ________ _
【练习4】氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治 疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的 流程如下：
氧化还原反应、化学（离子） 流程图 方程式的书写、计算 文字表述 流程图 物质的性质、化学（离子） 方程式的书写、原因 化学方程式的书写、物质的 性质、物质判断
2014年至2017年新课程全国卷Ⅲ无机化工流程题统计 全国卷Ⅲ 题号 2016 年 分值 考查载体 流程图 流程图 流程图 主线 以实验为载体，化学方 程式的书写、物质判断
通常从化学反应速率和平衡的角度思考，旨在提高反应速率 和目标物质的转化率。
【练习1】稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电 子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管（CRT） 荧光粉中提取稀土元素钇（Y）的工艺流程如下：
已知：①废弃CRT荧光粉的化学组成（不参与反应的杂质未列出）
成分含量/% 预处理前 预处理后 Y2O3 24.28 68.51 ZnO 41.82 5.42 Al2O3 7.81 4.33 PbO2 MgO 1.67 0.19 5.43 0.50 （1）步骤I中进行原料预处理的目的为 除去ZnO、Al 。 2O3等杂质， 富集Y O
原理，紧扣信2017年新课程全国卷Ⅰ无机化工流程题统计 全国卷Ⅰ 2014年 2015年 2016年 题号 27题 27题 28题 分值 15分 14分 14分 考查载体 主线
2017年
27题
14分
物质的性质、化学（离子） 文字表述 方程式的书写、电化学 化学（离子）方程式的书 流程图 写，化学式、电子式判断 化学方程式的书写、电化 流程图 学、氧化还原反应、计算 化学（离子）方程式的书 流程图 写，化学键的判断、计算