化学工艺流程专题

化学工艺流程专题（2016）

化学工艺流程题的解题要领

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)

1

2. 常见的操作与答题

2

如何确定有关工艺流程中的重要物质?

【考题呈现】

1．(2015·天津高考)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：

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。

2．(2015·山东高考)毒重石的主要成分为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：

Ca2+ Mg2+ Fe3+

开始沉淀时的pH 11.9 9.1 1.9

完全沉淀时的pH 13.9 11.1 3.2

已知：K sp(BaC2O4)=1.67×10-7，K sp(CaC2O4)=2.3×10-9。

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。

【归纳总结】

1．(1) 解题策略

解题步骤解题策略

首尾呼应、 1. 对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料

找出主线 2. 依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务

3. 以核心辅助原料为准，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品分离提纯三个阶段

分段剖析、4. 依箭头指向，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用，融通对流程的整体分析

明析细节

某些暂时琢磨不透的环节，可“跳过去”而“难得糊涂”，如有必要，可“顺藤摸瓜”或带着问题

5.

回头来进行有针对性的分析

由易到难、

6. 先易后难：先回答与工艺流程非密切相关的问题，确保易拿的分数先拿，增强答题信心

变换角度：从基本理论、绿色化学观点、经济角度、安全生产等多角度答题

破解答案

7.

对棘手问题：不忘尝试从题给信息中寻找答案

8.

3

(2) 物质判断：主线主产品，副线副产品，回头为循环。

2. 循环物质的确定

3.副产品的判断

滤渣、滤液成分的确定要考虑样品中原料和杂质中的每一种成分在每一步与每一

种试剂的反应情况：

(1)哪些物质(离子)消失了。

(2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子；再考虑这些离子间是否会发生反应。

(3)去除主产品和副产品，原料中的相关成分存在于何处。

【常见题型】

1.化学工艺流程和物质制备

变式1.Na2S2O3·5H2O可作为高效脱氯剂，工业上用硫铁矿（FeS2）为原料制备该物质的流程如下。

已知：I．气体A可以使品红溶液褪色，与硫化氢（H2S）混合能获得单质硫。 II．pH约为11的条件下，单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐。回答下列问题：

（1）沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态，其目的是。（2）吸收塔中的原料B可以选用（填字母序号）。

A．NaCl溶液 B．Na2CO3溶液 C．Na2SO4溶液

（3）某小组同学用下图装置模拟制备Na2S2O3的过程（加热装置已略去）。

① A中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，其原因是。装置B的作用是。

② C中制备Na2S2O3发生的连续反应有：Na2S + H2O + SO2 = Na2SO3 +H2S、和Na2SO3 + S = Na2S2O3

（4）工程师设计了从硫铁矿获得单质硫的工艺，将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取，得到单质硫和硫化氢气体，该反应的化学方程式为。

答案：(1) 使固体与气体充分接触，加快反应速率 (2分) (2)B (2分)

2.化学工艺流程与实验

【典例2】高铁酸钾（K2FeO4）具有很强的氧化性，是一种新型的高效水处理剂。

（1）高铁酸钾具有强氧化性的原因是．（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为．（3）制备K2FeO4可以采用干式氧化法或湿式氧化法．

①干式氧化的初始反应是2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，该反应中每生成

2mol Na2FeO4时转移电子 mol．

②湿式氧化法的流程如图：

上述流程中制备Na2FeO4的化学方程式

是．

（4）高铁电池是正在研制中的可充电电池，图1为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有、．（5）探究高铁酸钾的某种性质．

【实验1】将适量K2FeO4固体分别溶解于pH为 4.74、7.00、11.50的水溶液中，配得FeO42-浓度为

1.0mmol/L（1mmol/L=10-3mol/L）的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K2FeO4某种性质的影响，结果见图2（注：800min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）．

【实验2】将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的水溶液中，配制成FeO42-浓度为0mmol/L的试样，将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，考察不同温度对K2FeO4某种性质的影响，结果见图2．则①实验1的目的

是；

②实验2可得出的结论是；

③高铁酸钾在水中的反应为4FeO42-+10H2O = 4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．由图1可知，800min时，pH=11.50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH=4.74的溶液中高，主要原因

是．

解：（1）高铁酸钾中的铁是正6价，处于高价态，具有强氧性，故答案为：其中的铁元素为+6价，易得电子；

（2）高铁酸钾是具有强氧性，还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体，吸附杂质的作用，故答案为：高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒；产生的Fe（OH）3有吸附性，有絮凝作用；

（3）①2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，6molNa2O2中12mol的负一价氧，2mol的有变成0价，