专题工艺流程题-简版

专题-—--无机化工流程题

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一、试题结构

注：出现环状，意为：循环利用，体现“绿色化学”.

二、解题步骤

第一，浏览全题,确定该流程的目的，记住资料卡中给出的理化性质:如易潮解、易水解、易及某些物质反应以及熔沸点、溶解度、Ksp等；

第二，粗读流程图，尽量弄懂流程图每部的目的，但不必将每一种物质都推出；

第三，精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。

第四，要看清所问题,不能答非所问,并注意语言表达的科学性.

三、熟悉工业流程常见的操作及名词

工业流程题目在流程上一般分为3个过程:

错误!→错误!→错误!.。。.

1．预处理的常见考点及常见名词

（1）粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，

增大原料的转化率（或浸取率）。

（2)煅烧或灼烧：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；

其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质（3)水浸：及水接触反应或溶解。

(4）水洗:除去水溶性杂质.

（3）酸浸：溶解，通常用硫酸、盐酸等，去氧化物（膜)、调节pH促进水解(沉淀）。（4）碱溶：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)

（5)煮沸:促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的液体.

【问题及思考1】

以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

如何提高酸溶过程中镁元素的浸出率？

2. 分离提纯阶段的常见考点

①调pH值除杂

a．目的：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

物质开始沉淀沉淀完全

Fe(OH）

3

2.7 3。7

Fe（OH）

2

7。6 9。6

Mn（OH）

2

8.3 9.8

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：

能及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、Cu

2

(OH）

2

CO

3

等物质来调

节溶液的pH值。

②试剂除杂

③调节反应温度的目的（化学反应速率及化学平衡、物质性质）操作目的

加热①加快反应速率或溶解速率；

②促进平衡向吸热方向移动;

③除去热不稳定的杂质,如NaHCO

3

、Ca（HCO

3

）

2

、KMnO

4

、I

2

、NH

4

Cl、AgNO3、HNO3(浓）等物质；

③使沸点相对较低的原料气化或升华。

降温

②防止某物质在高温时会溶解(或分解）；

②使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向)；

③使某个沸点较高的产物液化，使其及其他物质分离；

④降低晶体的溶解度，减少损失.

控温

方法：用水浴或油浴控温

②防止某种物质温度过高时会分解或挥发；

②为了使某物质达到沸点挥发出来；

③使催化剂的活性达到最好；

④防止副反应的发生；

⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要

求。

【问题及思考2】

以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl2的工艺过程如下：

溶解步骤的温度应控制在60～70℃，原因是：

【问题及思考3】

以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O）。

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

1.“除铁”(部分Cu2+可能被除去）时加入ZnO控制反应液pH的范围为。

2.“除锰”的离子方程式为.

3。“除铜”的离子方程式为。

3．获得产品阶段的常见考点：

①过滤:一贴、二低、三靠

②洗涤：（冰)水洗：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。

有机物如乙醇洗：洗去表面水分。

③蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl

3、AlCl

3

、MgCl

2

等溶质时，应

在 HCl的气流中加热,以防其水解。

④蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO

3

中的少量NaCl。

⑤蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO

3

.

⑥重结晶：分离溶解度随温度变化差异大的溶质。

⑦趁热过滤：防止某物质降温时会析出晶体。

【问题及思考4】

铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含Si O2、Al2O3、少量Fe2O3等）为原料制备硫酸铝晶体Al2(SO4)3·18H2O]和铵明矾NH4Al(SO4）2·12 H2O］的工艺流程如下图所示.

高岭土酸熔水浸过滤

水

滤渣1除铁过滤

滤渣2

分离1硫酸铝晶体

中和结晶铵明矾

“分离1”操作包含的实验步骤有、、、冰水洗涤、减压干燥。冰水洗涤的目的是。（4）其他常见考点

①化学方程式②实验仪器③计算④信息

四、高频问题及答题技巧（注重文字叙述的规范性）

(1) 洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次.（2)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－冷却结晶－过滤－洗涤－干燥。

（3）检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加××试剂，振荡，若

没有……现象,则沉淀洗涤干净.

(4）检验是否沉淀完全：表达一：静置，往上层清夜中继续滴加××试剂；或者表达二过滤，取滤液少许于试管中，滴加××试剂。

（6)“浸出"步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有:

答：适当提高反应温度,加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌

（7）如何提高吸收液和SO

2

反应速率：

答：适当提高温度、增大吸收液或NaClO

3的浓度、增大SO

2

及吸收液的接触面积或搅拌

（8)过滤用到的三个玻璃仪器：答:普通漏斗、玻璃棒、烧杯

(9)过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因:

答：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘

(10）如何从MgCl

2·6H

2

O中得到无水MgCl

2

：

答：在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl

2的水解，且带走MgCl

2

·6H

2

O

受热产生的水汽

（11)调pH值使得Cu2+(4。7-6.2）中的Fe3+(2.1—3.2)沉淀,pH值范围是：

答:3.2-4。7。原因：调节溶液的pH值至3.2-4.7，使Fe3+全部以Fe(OH）

3

沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不会引入新杂质

（12）产品进一步提纯的操作：答：重结晶

（13)趁热过滤的原因及操作：

答：减少过滤时间、保持过滤温度，防止××杂质析出或防止降温过程中××析出而损耗；（14)水浴加热的好处：答：受热均匀，温度可控，且温度不超过100℃

（15）减压蒸发(小心烘干）：

答：常压蒸发温度过高,××易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止××分解（17）蒸发浓缩用到的主要仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯、坩埚钳.

（18）不用其它试剂，检查NH

4

Cl产品是否纯净的方法及操作是：

答:加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净

（19)检验NH

4

＋的方法是：

答:取××少许,加入NaOH溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝.

(20)过滤的沉淀欲称重之前的操作：

答：过滤，洗涤,干燥，（在干燥器中）冷却，称重

（21)检验Fe(OH)

3

是否沉淀完全的试验操作是：

答：取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)

3沉淀完全。

(22）CuCl

2

中混有Fe3+加何种试剂调pH值：

答：CuO、Cu(OH）

2、CuCO

3

、Cu

2

(OH）

2

CO

3

。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的

水解，生成Fe（OH）

3

沉淀析出

【问题及思考5】

碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。工业上从弱碱性卤水(主要成份为MgCl2)中获取MgCO3·3H2O的方法如下

:

在洗涤步骤中，表明产物洗涤干净的操作为

。

五、热点题型

热点1 碱金属及其矿物的开发利用

热点2 镁、铝及其矿物的开发利用

热点3 铁、铜及其矿物的开发利用

1。（2016 全国1)NaClO

2

是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

（1）NaClO

2

中Cl的化合价为_______。

（2)写出“反应”步骤中生成ClO

2

的化学方程式_______。

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时,为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。

工艺流程题专练

（4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO

2

.此吸收反应中，氧化剂及还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能

力相当于多少克Cl

2的氧化能力.NaClO

2

的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数）

2.（2015 课标1）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg

2B

2

O

5

·H

2

O和F

e 3O

4

，还有少量Fe

2

O

3

、FeO、CaO、Al

2

O

3

和SiO

2

等）为原料制备硼酸（H

3

BO

3

）的工艺流程如图所

示：

回答下列问题：

（1)写出Mg

2B

2

O

5

·H

2

O及硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率,除适当增加硫

酸浓度浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。

（2）利用的磁性，可将其从“浸渣"中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______（写化学式）.

（3）

“净化除杂”需先加H

2O

2

溶液,作用是_______。然后再调节溶液的pH约为5，目的是________。

(4）“粗硼酸”中的主要杂质是（填名称)。

(5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH

4

）,它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_______。

（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化

学方程式表示制备过程___________。

3（2013 全国）铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al

2O

3

和冰晶石（Na

3

AlF

6

)混合熔融电解制得。

①铝土矿的主要成分是Al

2O

3

和SiO

2

等。从铝土矿中提炼Al

2

O

3

的流程如下：

②以萤石（CaF

2

）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

回答下列问题：

(1）写出反应1的化学方程式；

(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是 ,反应2的离子方程式为 ; (3）E可作为建筑材料，化合物C是，写出由D制备冰晶石的化学方程式；（4）电解制铝的化学方程式是 ,以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是。

4(2013 四川）明矾石经处理后得到明矾［ KAl（SO

4)

2

·12H

2

O］。从明矾制备Al、K

2

SO

4

和H

2

SO

4

的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为:4KAl（SO

4）

2

·12H

2

O+3S＝2K

2

SO

4

+2Al

2

O

3

+9SO

2

+48H

2

O

请回答下列问题:

(1)在焙烧明矾的反应中，还原剂是。

(2）从水浸后的滤液中得到K

2SO

4

晶体的方法是。

(3)A1

2O

3

在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是

(4)以Al和NiO(OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni(OH）

2

，该电池反应的化学方程式是 .

(5)焙烧产生的SO

2

可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:

2SO

2（g) +O

2

(g)2SO

3

（g) △H

1

= 一197 kJ/mol；

2H

2O （g）＝2H

2

O(1）△H

2

＝一44 kJ/mol；

2SO

2（g）+O

2

（g)+2H

2

O（g)＝2H

2

SO

4

(l）△H

3

＝一545 kJ/mol。

则SO

3（g）及H

2

O（l）反应的热化学方程式是①。

焙烧948t明矾(M＝474 g/mol )，若SO

2

的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫酸

② t。

5 业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl)，其工艺流程如下图所示:

试根据上图转化回答下列问题:

(1)工业生产Cl

2

时，尾气常用石灰乳吸收,而不用烧碱溶液吸收的原因是_____________。

（2）还原过程中的产物为Na[CuCl

2

]，试写出反应的化学方程式_______________________。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl?

(已知Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl↓)_____________________________________。

（3)还原过程中加入少量盐酸的作用是__________________________________________，加入NaCl且过量的原因是_____________________________________________________。

（4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是____________________________________。

（5)实验室中在CuCl

2

热溶液中通入SO

2

气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的离子方程式________________________________________________________________。

6.锂被誉为“金属味精”，以LiCoO

2

为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β。锂辉矿(主要成分为LiAlSi

2

O

6

，还含有FeO、MgO、CaO等杂质）为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:

氢氧化物Fe(OH)

3

Al（OH）

3

Mg（OH)

2

开始沉淀pH 2．7 3．7 9．6

完全沉淀pH 3．7 4．7 11

②Li

2

CO

3

温度/℃0 10 20 50 75 100

Li

2

CO

3

的溶解度

/g

1．539 1．406 1．329 1．181 0．866 0．728

（1）用氧化物形式表示LiAlSi

2O

6

的组成：。

(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是________________________________________________。

(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式：____________________________________.

(4)反应Ⅳ生成Li

2CO

3

沉淀,写出在实验室中得到Li

2

CO

3

沉淀的操作名称，洗涤所得

Li

2CO

3

沉淀要使用（选填“热水"或“冷水”），你选择的理由是

_____________________________________________________________________。

(5）电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_____________。

7.从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：

某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物,其他不溶杂质（3。3％）。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：

沉淀物Al（OH）

3 Fe(OH）

3

Fe（OH)

2

Ni(OH）

2

pH 5。2 3.2 9。7 9.2

回答下列问题：

⑴“碱浸"的目的是除去_______________________________。

⑵“酸浸”时所加入的酸是_______________（填化学式）。酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是_________________。

⑶“调pH为2~3”的目的是___________________________。

⑷产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO

4·7H

2

O），可能是由于生产过程中

___________________________导致Fe2＋未被完全氧化造成的。

⑸NiSO

4

在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH.该反应的离子方程式是_______________________________________.

8。高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下：

试回答下列问题

（1）操作①搅拌的目的是：。（2) 操作②及操作③相同，该操作名称是：___________________。

(3)反应器中,NaOH、NaClO及Fe（NO

3)

3

反应的离子方程式为： _______________________。

(4)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响,当高铁酸钾产率最高时，NaClO的物质的量浓度约为_________.(计算结果保留一位小数）

（5）从环境保护的角度看，制备中间产物Na

2FeO

4

较好的方法为电化学法，其装置如图乙所示，

则阳极的电极反应式为。

9.实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下：

（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为

MgCO3(s）+2H+(aq)=Mg2+（aq)+CO2（g）+H2O(l) ΔH=－50.4 kJ·mol－1

Mg2SiO4(s)+4H+（aq)= 2Mg2+（aq)+H2SiO3（s)+H2O（l) ΔH=－225。4 kJ·mol－1

酸溶需加热的目的是__ ____；所加H2SO4不宜过量太多的原因是___ ____。（2)加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为_____ ______。

(3）用右图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+.

①实验装置图中仪器A的名称为_______.

②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，______、静置、分液，并重复多次。

（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水,______,过滤、用水洗涤固体2—3次，在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。

[已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH=5.0时Al（OH)3沉淀完全］。

10.（2016 北京）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的例子方程式：________________。

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。向算话的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）。

19. （2016·山东名校一模）硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物，主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图。

（1）实验室实现“操作Ⅰ”所用的玻璃仪器有、和烧杯。

(2）检验“酸溶”后的溶液中含有Fe2+的试剂是,现象是。

(3) “操作Ⅲ”系列操作名称依次为、、过滤和洗涤.洗涤的方法

是.

（4) 加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+,写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程

式:。

11。（2016·湖北重点中学联考）过氧化钙（CaO2）是一种白色粉末，微溶于水。加热至350 ℃左右开始分解，及水或酸能反应生成H2O2.应用于处理含重金属离子的废水,治理赤潮。其制备过程如下：

请回答下列问题：

（1）CaO2的电子式：.

(2) 制取CaO2·8H2O的原理(用化学方程式表示):，其中H2O2

体现性质。

（3）沉淀过程中加氨水的作用是。

(4) 沉淀反应需用冰水浴控制温度，原因是(写出两种）.

（5) CaO2受热分解的化学方程式为。

(6) CaO2质量百分含量的测定：称取0.800 0 g样品用硫酸溶解，再用0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液滴

定，消耗40。00 mL KMnO4溶液，则CaO2的含量为。

（7）CaO2可以使废水中的Mn2+变成MnO2沉淀而除去,用离子方程式表达其原理：.