金属元素及其化合物专题5 化学工艺流程题与金属冶炼
2.化工流程涉及的问题：解决将原料转化为产品的生产原理；除去所有杂质并分离提纯产品；提高产量与产率；减少污染，实施“绿色化学”生产；原料的来源既要丰富，还要考虑成本问题；生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。
3.化学工艺流程题答题策略：
常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。
(1)填充物用60℃温水溶解，目的是______________________________________。
(2)操作A 的名称为________。
(3)铜帽溶解时加入H 2O 2溶液的目的是____________________________ (用化学方程式表示)。
铜帽溶解完全后，可采用________________________方法除去溶液中过量的H 2O 2溶液。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH ，总反应为Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnOOH ＋Zn(OH)2，其负极的电极反应式为______________________________________。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnOOH ＋MnO 2＋2H 2C 2O 4＋3H 2SO 4===3MnSO 4＋6H 2O ＋4CO 2↑。
①当1 mol MnO 2参加反应时，共有________mol 电子发生转移。
②MnOOH 与浓盐酸在加热条件下也可反应，写出反应的化学方程式：_______________。
(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO 4溶液吸收。在不同pH 下，KMnO 4溶液对Hg 的吸收率及主要产物如图所示：
根据上图可知：
①pH 对Hg 吸收率的影响规律是随pH 升高，汞的吸收率________。
②在强酸性环境下Hg 的吸收率高的原因可能是KMnO 4在酸性条件下________强。
解析：(3)Cu 不能溶于硫酸，在酸性条件下，加入H 2O 2的Cu 就会被溶解变为Cu 2＋
，反应的化学方程式是Cu ＋H 2O 2＋H 2SO 4===CuSO 4＋2H 2O ；H 2O 2不稳定，受热容易分解产生氧气和水，所以铜帽溶解完全后，可采用加热方法除去溶液中过量的H 2O 2。(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH ，总反应为Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnOOH ＋Zn(OH)2，其负极Zn 发生氧化反应，电极反应式为Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2。
答案：(1)加快溶解速率，同时防止温度过高氯化铵受热分解(2)过滤(3)Cu ＋H 2O 2＋H 2SO 4===CuSO 4＋2H 2O 加
热(4)Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2(5)①4 ②2MnOOH ＋6HCl(浓)=====△2MnCl 2＋Cl 2↑＋4H 2O(6)①先降低后增加
②氧化性
【过关演练】
1. (2016届永州二次模拟)镧(La)是重要的稀土元素。工业上制镧的主要流程如下：
已知：①镧是较活泼金属；②氢氧化镧是难溶于水的弱碱。
(1)操作1、3相同，其名称是_________________________________________。
(2)操作2要在HCl气体氛围中加热的原因是_______________________________。
(3)电解制镧的尾气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为_________________________。
(4)真空、高温过程中反应的化学方程式为________________________________。
(5)钙热还原法可制得纯度更高的金属镧，已知稀土精矿中镧的质量分数为w，提炼过程中利用率为b，欲用a kJ稀土精矿制得分析纯金属镧，则产品中杂质允许含量的最大值的数学表达式为________kg(化工产品等级标准：优级纯≥99.8%，分析纯≥99.7%，化学纯≥99.5%)。
2.(2016届洛阳期末)钛及其化合物被广泛用于航天航空、舰艇、机械制造、涂料、以及光催化触媒等领域。工业上以金红石(主要成分是TiO2)为原料生产金属钛，其工艺流程如下：
(1)反应①中氧化剂和还原剂的质量比为________________________________。
(2)反应②的化学方程式是___________________________________________。
(3)室温下，四氯化钛为无色液体，利用TiCl4的水解反应可以制造钛白颜料(TiO2)，水解生成TiO2·x H2O，经焙烧得TiO2。在TiCl4水解时需要加入大量的水，并同时加热的原因是______。
(4)纳米TiO2具有广阔的应用前景，利用钛酸四丁酯[Ti(O－C4H9)4]在酸性条件下，在乙醇介质中水解生成Ti(OH)4溶胶，溶胶凝化处理后得到凝胶，再经干燥和煅烧即得到超细纳米TiO2。请写出钛酸四丁酯〔Ti(O －C4H9)4〕水解生成Ti(OH)4的化学方程式_______，制备纳米TiO2过程中溶液混合时必须缓慢滴加的原因是_______________________。
3.某矿渣所含各物质的质量分数如表所示：
已知常温下，几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
某课题组拟用上述矿渣为原料制备金属镁、铝、铜、铁，其部分工艺流程如下：
请回答下列问题：
(1)沉淀Ⅰ的主要用途是________________(列一种即可)，步骤Ⅳ中调节pH范围为________。
(2)由滤液Ⅱ经几步反应可得到需要制备的一种金属的氧化物，滤液Ⅱ中需要通入气体的化学式为________。
(3)写出由滤液Ⅰ得到滤液Ⅱ的离子方程式________________________________。
(4)滤液Ⅳ中含有的金属阳离子是________，分离金属阳离子的操作是________________。
(5)工业上，冶炼铝、铁、铜、镁的方法依次是________。(填代号)
A．电解法、热还原法、分解法、分解法B．电解法、热还原法、热还原法、电解法
C．热还原法、分解法、电解法、电解法D．热还原法、热还原法、热还原法、电解法
根据上述流程图，冶炼金属时选择的相应物质是________(填代号)。
A．Al2O3、Fe2O3、CuO、MgO B．Al2O3、Fe2O3、CuCl2、MgCl2
C．AlCl3、FeCl3、CuO、MgCl2 D．Al2O3、Fe2O3、CuO、MgCl2
(6)现有10 t上述矿渣，理论上，可以冶炼铁________t。
4.用磁铁矿(主要成分Fe3O4、含Al2O3和SiO2等杂质)制取高纯铁红的工艺流程如下{已知：K sp[Fe(OH)2]＝8×10－16；K sp[Al(OH)3]＝1.3×10－33}。
(1)酸浸时，硫酸与四氧化三铁生成两种硫酸盐的化学方程式是__________________；
铁粉的作用是________________________________。
(2)滴加氨水产生氢氧化铝的离子方程式为______________________________________。
(3)图中“滤液”中主要阳离子是________。
(4)采用图示装置(加热仪器已略去)在约600～650 ℃煅烧30 min，通入的气体A是________。图中使用石英玻璃反应管，而不使用普通玻璃反应管的原因是__________________________。
5.实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，主要工艺流程如下。
(1)将过程②产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________(填字母序号)。
A．品红溶液 B．紫色石蕊试液 C．酸性KMnO4溶液 D．溴水
(2)过程①中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为________。
(3)过程③中需加入的物质是________________。
(4)过程④中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要________________。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的________(填序号)。
A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH溶液
6. (2016届福州质检)稀土是我国战略性资源。氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3，它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。关于氟碳铈矿的冶炼处理工艺已经发展到十数种，其中一种提取铈的工艺流程如下：
请回答下列问题
(1)为增大反应速率，提高原料的利用率，焙烧前可将矿石___________________处理。
(2)焙烧过程中产生的SO3尾气常采用喷淋法净化，再用石灰乳中和；操作I中滤渣的主要成分是__________________________________________________。
(3)操作Ⅱ若在实验室中进行，需要的主要玻璃仪器有________、烧杯、玻璃棒等；所用萃取剂HT需具备
的条件是_____________________________________。
①HT不溶于水，也不和水反应②Ce3＋不和萃取剂HT发生反应
③Ce3＋在萃取剂HT中溶解度大于水④萃取剂HT的密度一定大于水
(4)已知有机物HT能将Ce3＋从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：
2Ce3＋ (水层)＋ 6HT(有机层) 2CeT3(有机层)＋ 6H＋(水层)
从平衡角度解释：向CeT3 (有机层)加入稀硫酸获得较纯的含Ce3＋的水溶液的原因是________。
(5)常温下，含Ce3＋溶液加碱调至pH＝8时，c(Ce3＋)＝b mol·L－1，已知Ce(OH)3的溶度积＝a，则a和b的关系是__________________________________________。
(6)写出Ce(OH)3悬浊液通入氧气得到产品的化学方程式：__________________________。
(7)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.545 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 mol·L－1 FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3＋)，消耗25.00 mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为________[Ce(OH)4的相对分子质量为208，结果保留两位有效数字]。
7.(2016届邢台上学期期末)以黄铁矿为原料生产硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如下：
回答下列问题：
(1)酸溶时，粉碎硫酸渣的目的是____________________________________。
(2)还原过程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2＋的含量，同时有H2SO4生成，写出该反应的离子方程式：
___________________________________________________________。
(3)滤渣A的主要成分为________。
(4)为得到纯净的Fe(OH)3固体，需要对沉淀进行洗涤，判断沉淀Fe(OH)3是否洗净的方法是
____ 。
(5)当离子浓度≤1×10－5mol/L时可认为其沉淀完全。若要使Mg2＋完全沉淀则要保持c(OH－)≥________。{已
知K sp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，56≈7.5 }
8.工业上用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：
已知生成氢氧化物沉淀的pH：
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1
回答下列问题：
(1)含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎，主要目的是_________________；盐酸溶解MnCO3的化学方程式是__________________________________________________。
(2)向溶液1中加入双氧水时，反应的离子方程式是________________________________。
(3)滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu2＋，反应的离子方程式是_____________。
(4)将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法。其具体做法是用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化，该反应的离子方程式：5Mn2＋＋2ClO－3＋________===________＋________＋________。
(5)将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。
①生成MnO2的电极反应式是_______________________________________________；
②若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn(NO3)2粉末，则无Cl2产生。其原因是____________。
9.铁盐是中学化学常见的盐。下面是以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁和制备草酸亚铁晶体(FeC2O4·x H2O )的工艺流程图(部分操作和条件略)。
请回答下列问题：
已知：①pH＞4时，Fe2＋易被氧气氧化；
②NH4HCO3在热水中会分解；
③几种物质的溶解度(g/l00 g H2O)如下：
(1)流程图步骤Ⅰ中，在提纯时需要加足量的铁屑的原因是_______________________。
(2)在生产氧化铁的步骤Ⅲ中，生成FeCO 3的离子方程式是____________。
(3)上述流程图制备草酸亚铁过程中，用稀硫酸调溶液pH 至1～2的目的是__________，
趁热过滤的原因是________________________________________________________。
(4)已知煅烧FeCO 3的化学方程式是4FeCO 3＋O 2===2Fe 2O 3＋4CO 2。现煅烧464.0 kg 的FeCO 3，得到316.8 kg 产品，若产品中杂质只有FeO ，则该产品中Fe 2O 3的质量是__________kg 。
(5)已知：某温度时，K sp (FeC 2O 4)＝1.0×10－6，K sp (CaC 2O 4)＝2.0×10－9
，此温度下，FeC 2O 4若要在CaCl 2溶液中开始转化为CaC 2O 4，则CaCl 2的浓度必须不低于__________mol·L －1。
(6)草酸(H 2C 2O 4)是一种二元弱酸，广泛分布于动植物体中。已知0.1 mol·L －1KHC 2O 4溶液呈酸性。下列说法正确的是____________(填字母)。
a.0.1 mol·L －1KHC 2O 4溶液中：c (K ＋)＋c (H ＋)＝c (HC 2O －4)＋2c (C 2O 2－4)＋c (OH － )
b.0.1 mol·L －1 KHC 2O 4溶液中：c (K ＋)＞c (HC 2O －4)＞c ((H 2C 2O 4)＞c (C 2O 2－4)
c.0.1 mol·L －1 KHC 2O 4溶液中滴加等浓度NaOH 溶液至中性：c (K ＋)＞c (Na ＋)
d.浓度均为0.1 mol·L －1KHC 2O 4和K 2C 2O 4的混合溶液中：2c (K ＋)＝c (HC 2O －4)＋c (C 2O 2－4)
参考答案
2.解析：(1)反应①的化学方程式为TiO 2＋2Cl 2＋2C===TiCl 4＋2CO ，氧化剂、还原剂分别为Cl 2、C ，二者的
质量比为71∶12。(2)由流程图可知反应②的化学方程式是TiCl 4＋2Mg=====高温Ti ＋2MgCl 2。(3)水解是吸热的，
水解时加入大量水，并同时加热可以使水解速率增大。(4)钛酸四丁酯〔Ti(O －C 4H 9)4〕水解生成Ti(OH)4和C 4H 9OH ，其化学方程式为Ti(O －C 4H 9)4＋4H 2O ―→Ti(OH)4＋4C 4H 9OH 。制备纳米TiO 2过程中溶液混合时必须缓慢滴加的原因是：防止Ti(O －C 4H 9)4水解速率过快，生成絮凝物或沉淀。
答案：(1)71∶12 (2)TiCl 4＋2Mg=====高温Ti ＋2MgCl 2 (3)促进水解趋于完全 (4)Ti(O －C 4H 9)4＋
4H 2O ―→Ti(OH)4＋4C 4H 9OH 防止钛酸四丁酯的水解速率过快，生成絮凝物或沉淀
3.解析：(1)二氧化硅不和盐酸反应，其他氧化物溶于盐酸。二氧化硅可作光导纤维、制石英坩埚。调pH
使Fe 3＋完全沉淀，而Cu 2＋、Mg 2＋
不沉淀，根据表中数据确定pH 范围。
(2)滤液Ⅱ主要成分是偏铝酸钠，通入CO 2，过滤得到氢氧化铝。(3)滤液Ⅰ到滤液Ⅱ是Al 3＋转化成AlO －2的过程。(4)滤液Ⅳ中含有的金属阳离子是Mg 2＋、Cu 2＋，从表中数据看，氢氧化铜的溶解度小于氢氧化镁，可以加入氧化镁或碳酸镁促进铜离子水解，使Cu 2＋完全沉淀。(5)根据题述流程提供的物质，工业上，电解氧化铝冶炼铝，电解氯化镁冶炼镁，用还原剂分别还原氧化铁、氧化铜制备铁和铜。(6)根据矿渣成分，10 t 矿
渣中含有氧化铁的质量为10 t ×32%＝3.2 t ，m (Fe)＝3.2 t ×112160
＝2.24 t 。 答案：(1)作光导纤维、制石英坩埚等 3.7≤pH<4.8(2)CO 2 (3)Al 3＋＋4OH －===AlO －2＋2H 2O
(4)Cu 2＋、Mg 2＋ 加入过量氧化镁或碳酸镁，过滤(或加入氢氧化钠溶液，调节溶液pH 为6.4～9.3，过滤)(5)B
D (6)2.24
5.解析：(1)SO 2具有漂白性，能使品红褪色，SO 2有还原性，能被酸性KMnO 4溶液、溴水氧化，而使它们褪色。
(3)溶液X 为Fe 2(SO 4)3，需加入还原剂将Fe 3＋还原为Fe 2＋，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。(5)过程⑤中需将酸消耗而调高pH ，而CaCO 3跟硫酸反应会生成微溶于水的CaSO 4，阻止反应的继续进行。
答案：(1)ACD(2)4FeS ＋3O 2＋6H 2SO 4===2Fe 2(SO 4)3＋6H 2O ＋4S(3)铁粉(4)蒸发皿、玻璃棒 (5)C
6.解析：(1)影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂以及表面积等因素，对于固体参加的反应来说，固体表面积越大，反应速率越大，为提高原料的利用率，焙烧前可将矿石粉碎成细颗粒；(2)浸出液中主要含Ce 3＋、SO 2－4、F －、H ＋，加入CaCO 3，会发生离子反应，生成CaSO 4、CaF 2沉淀，故操作I 中滤渣的主要成分是CaF 2、CaSO 4；(3)在实验室中进行萃取时，需要的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯等；结合萃取剂选取的条件，萃取剂HT 需具备的条件是①②③；(4)向CeT 3 (有机层)加入稀硫酸，增加了H ＋的浓度，对于2Ce 3＋ (水层)＋6HT(有机层)
2CeT 3(有机层)＋6H ＋(水层)，平衡向逆反应方向移动，从而获得较纯的含Ce 3＋的水溶液；(5)常温下，溶液的pH ＝8，即c (H ＋)＝10－8 mol·L －1，故c (OH －)＝10
－6 mol·L －1，已知Ce(OH)3的溶度积＝a ，即c (Ce 3＋)c 3(OH －)＝a ，b ×(10－6)3＝a ，所以a ＝10
－18b ；(6)O 2将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4，反应的化学方程式为4Ce(OH)3＋O 2＋2H 2O===4Ce(OH)4 ；(7)n (Fe 2＋)＝0.100 0 mol·L －1×0.025 L
＝0.002 5 mol ，根据电子守恒，n (Ce(OH)4)＝n (Ce 4＋
)＝0.002 5 mol ，m [Ce(OH)4]＝0.002 5 mol×208
g·mol－1＝0.52 g，产品中Ce(OH)4的质量分数为0.52 g/0.545 g×100%≈95%。
答案： (1)粉碎成细颗粒(2)CaF2、CaSO4(3)分液漏斗①②③(4)混合液中加入H2SO4使c(H＋)增大，平衡向形成Ce3＋水溶液方向移动(5)a＝10－18b(6)4Ce(OH)3＋O2＋2H2O===4Ce(OH)4(7)95%
7.解析：(1) 在工业生产中，增大接触面积，加快溶解或反应速率，常将固体粉碎。(2)酸溶后的溶液中含有Fe3＋、Al3＋和Mg2＋，加入FeS2粉增大溶液中Fe2＋的含量，同时有H2SO4，说明溶液中的Fe3＋将FeS2中的硫元素氧化为H2SO4，Fe3＋被还原为Fe2＋，从而不难写出反应的离子方程式。(3)酸溶时，硫酸渣中只有SiO2不溶于硫酸，因此滤渣A的主要成分为SiO2。(4)Fe(OH)3沉淀表面附有SO2－4，判断沉淀Fe(OH)3是否洗净就是检验最后一次洗涤液中是否含有SO2－4，若不含SO2－4，则沉淀已洗净。(5)当c(Mg2＋)≤1×10－5 mol/L时，
Mg2＋完全沉淀，则c(OH－)＝K sp[Mg（OH）2]
1×10－5
＝
5.6×10－12
1×10－5
＝7.5×10－4mol/L。
答案：(1)增大接触面积，加快溶解速率(2)FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO2－4＋16H＋(3)SiO2(4)取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净(5)7.5×10－4 mol/L
9.解析：（1）富含FeSO4的工业废液为原料生产Fe2O3和制备草酸亚铁晶体(FeC2O4·x H2O )，首先从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O，将FeSO4·7H2O配制成溶液，FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液，将浊液过滤，用90 ℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体，煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体；FeSO4·7H2O 中加入硫酸铵，根据溶解度随温度的变化关系，蒸发浓缩得到硫酸亚铁与硫酸铵的结晶水合物，加入稀硫
酸和草酸可制备FeC 2O 4·x H 2O 。(2)Fe 2＋与HCO －3电离出的CO 2－3结合生成FeCO 3，促使HCO －3的电离，H ＋再和HCO －3
反应生成水和CO 2，即Fe 2＋＋2HCO －3===FeCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑。(3)FeSO 4·7H 2O 配制成溶液的过程中，亚铁离
子易水解，Fe 2＋＋2H 2
2＋2H ＋，加入硫酸配制可以使得化学平衡逆向移动，抑制水解；pH ＞4时，Fe 2＋易被氧气氧化，故用稀硫酸调溶液pH 至1～2的目的也是为了防止二价铁离子被氧化；趁热过滤是为了增大杂质的溶解度(防止低温时杂质析出)，影响产品的纯度。(4)假设Fe 2O 3物质的量为x mol ，FeO 的物质的量为y mol ，那么满足：160x ＋72y ＝316 800；(2x ＋y )×116＝464 000，解得x ＝1 800 mol ，所以产物中Fe 2O 3的质量＝160 g·mol －1×1 800 mol ＝288 000 g ＝288.0 kg 。(5)在饱和FeC 2O 4溶液中c (C 2O 2－4)＝
1.0×10－6＝10－3 mol·L －1，K sp (CaC 2O 4)＝c (Ca 2＋)×c (C 2O 2－
4)＝2.0×10－9，则c (Ca 2＋
)＝2.0×10－910－3 mol·L －1＝2.0×10－6 mol·L －1，所以CaCl 2的浓度必须不低于2.0×10－6 mol·L －1。(6)0.1 mol·L －1KHC 2O 4溶液中，
根据电荷守恒可知：c (K ＋)＋c (H ＋)＝c (HC 2O －4)＋2c (C 2O 2－4)＋c (OH －)，故a 正确；0.1 mol·L －1 KHC 2O 4溶液中，
溶液呈酸性，说明HC 2O －4电离程度大于其水解程度，则c (C 2O 2－4)＞c (H 2C 2O 4)，则离子浓度大小：c (K ＋)＞c (HC 2O －4)＞c (C 2O 2－4)＞c (H 2C 2O 4)，故b 错误；0.1 m ol·L －1 KHC 2O 4溶液中滴加等浓度NaOH 溶液至中性，当钾离子与钠离子浓度相等时，反应生成草酸钠和草酸钾，溶液呈碱性，若为中性，则氢氧化钠应该少量，故c (K ＋)＞c (Na ＋)，故c 正确；浓度均为0.1 mol·L －1 KHC 2O 4和K 2C 2O 4的混合溶液中，根据物料守恒可得：2c (K ＋)＝3c (HC 2O －4)
＋3c (C 2O 2－4)＋3c (H 2C 2O 4)，故d 错误。
答案：(1)除去废液中的Fe 3＋(或Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋)(2)Fe 2＋＋2HCO －
3===FeCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O(3)防止亚铁离子水解，防止亚铁离子被氧化 增大杂质的溶解度(防止低温时杂质析出)，影响产品的纯度
(4)288.0(5)2.0×10－6(6)ac
1. 熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物 氧化剂Cl2O2 浓 H2SO4 HNO3 KMnO4(H＋)、 MnO2 Fe3＋ KClO3 ClO－ H2O2还原产物 还原剂I－S2－(H2S) CO、C Fe2＋NH3 SO2、 SO2－3 H2O2 氧化产物CO2 题型1 氧化还原反应型的化学方程式和离子方程式的书写 1、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： 提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；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： ------------------------------------------------------------------------------， ------------------------------------------------------------------------------------------- 【对点集训】 2、I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。 i．SO2+4I－+4H+S↓+2I2+2H2O ii．I2+2H2O+-------------+--------+2 I－ 3、在酸性条件下，将MnO－4氧化Fe2＋的离子方程式补充完整： -----MnO－4＋-----Fe2＋＋___-----__===-----Mn2＋＋-----Fe3＋＋-------。 4、完成以下氧化还原反应的离子方程式： ( )MnO4－＋()C2O42－+------＝( )Mn2+＋( )CO2↑＋----- 5、高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为： -------------------------------------------------------------------------- 6、Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.01000 mol·L?1 的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 2- 25 S O+------- -----2- 4 SO+----- 7、制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为 ------------------------------ ； 8、用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NO x，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学 方程式：---------------------------------------------------。 9、氧化还原反应是氧化和还原两个过程的对立统一。现有一个还原过程的反应式如下： NO－3＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O (1)下列五种物质中能使上述还原过程发生的是________(填字母)。 A．KMnO4B．Na2CO3C．Cu2O D．Fe2(SO4)3 (2)写出上述反应的化学方程式并配平：-------------------------------------------------------------------- 10、某制碘的流程图如下
高考化学工艺流程题答题规律大总结！ 一、考点分析 无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识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分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A．反应物是什么；B．发生了什么反应；C．该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。 ③从问题中获取信息，帮助解题。 了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手： 对反应速率有何影响？对平衡转化率有何影响？对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护（从绿色化学方面作答）。 二、工业流程题中常用的关键词 原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水） 灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质：如海带中提取碘 酸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀） 碱：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） 氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子氧化物：调节pH促进水解（沉淀） 控制pH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离 煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度 三、工业流程常见的操作 （一）原料的预处理 ①粉碎、研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。（研磨适用于有机物的提取，如苹果中维生素C的测定等） ②水浸：与水接触反应或溶解。 ③酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等，与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离 子进入溶液，不溶物通过过滤除去。近年来，在高考题出现了“浸出”操作。在化工生产题中，矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂，使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解，使其转入溶液中，达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。 ④灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐。
一、工艺流程 预处理 1.粉碎：增大接触面积，充分反应，加快速率 2.焙烧：①改变物质结构（MCO 3 ，MS）便于酸浸，将还原性物质（C，S）氧化除去②除去碳及有机物 浸取（冷却，研磨，浸取，过滤） 1.加快浸取速率：粉碎矿石，适当提高浸取温度，搅拌，适当提高酸液浓度影响浸出速率的因素：金属本身性质，浸出液的选择，温度，浓度，浸取时间，搅拌速率 2.酸浸：用硫酸（硝酸氧化性，盐酸还原性） ⑴加过量酸：①使物质充分浸出②抑制金属离子水解 ⑵不加过量酸：防止杂质与产物一同浸出（如硝酸与Pb和Ag） ⑶用盐酸代替H 2SO 4 +H 2 O 2 （H 2 O 2 作还原剂时）：盐酸具有还原性和酸性，缺点是 生成Cl 2 污染空气 ⑷不用盐酸：①盐酸易挥发②被...物质氧化产生Cl 2 污染空气 ⑸加过量浓盐酸：还原和氧化效果随酸性增强（如果氧化剂也是酸根离子的话） ⑹滤渣：S，C，CaSO 4，PbSO 4 3.碱浸/碱融：如CrO 3（Al 2 O 3 ，SiO 2 ）加NaClO 3 ，NaCO 3 ，NaOH熔融，再调节pH 至中性分离Al(OH) 3，H 2 SiO 3 除杂 1.氧化二价铁： ①加MnO 2（得到Mn的流程中可以直接加这个），H 2 O 2 等，再加碱调节pH ②加NaClO直接氧化及调节pH，但后期需除杂 2.调节pH：MCO 3 /M(OH)x/MOx
①调节pH后持续加热/搅拌：使胶体聚沉便于过滤分离 ②完全沉淀带等号，开始沉淀不带等号 3.控制温度 低温：见后 高温：①加快反应速率②吸热反应平衡移动③恒容条件增大压强平衡移动④促进水解生成沉淀，胶体聚沉⑤增大溶解度（洗涤时热水/溶解时煮沸） 4.沉淀 ①直接加沉淀试剂（NH 4F）：CaF 2 ，MgF 2 ②沉淀转化：MnS→CuS 作用：平衡正向移动，生成更难溶的CuS 5.关于S：若一开始没有灼烧除去，后面有很大几率是和二价铁等其他需要氧化的离子一同氧化。注意氧化产物，如果有指向“过滤”操作则氧化产物可能是S，如果没有过滤除杂的操作则为SO 4 2-，切记！ 6.Fe 2+/Mn 2 +与HCO 3 - ①加NH 4HCO 3 ：生成CO 2 （两步反应） ②加NH 3·H 2 O和NaHCO 3 ：生成(NH 4 ) 2 CO 3 作用：调节pH，与...生成MCO 3 沉淀 不加CO 3 2-：碱性太强易生成氢氧化物 蒸发 1.蒸发结晶：大量晶体析出时 ①不得结晶水 ②硫酸盐正常蒸发结晶，氯化水解盐在干燥HCl气流保护下蒸干（干燥：无 水，HCl：水解平衡移动）（或与SOCl 2液体共热：加热促进SOCl 2 水解（与结 晶水反应），产生HCl抑制氯化盐水解） （注：SOCl 2 与水反应方程式有概率考，可以了解一下）
专题化学工艺流程题 随着新课改的进行，在高考化学试题中化工题逐渐成为一类热门的主流题型"它将高中化学与某些化工生产很好地融合在一起，题目情景新颖，综合性强，思维量大，具有挑战性。一些专家预测，在新课改背景下，无机化工题可能会逐渐取代以往高考化学试题中的无机框图型推断题，化工题是以某个具体的工业生产为背景，以化学基本理论为主线，结合化学实践!环境保护!化学计算等考查同学们应用所学知识探究解决生产实际问题的能力，对综合能力要求很高"化工题的特点表现为:题目多以流程图的形式出现;题目实际考查的是应用化学反应原理、化学平衡原理、离子平衡理论!晶体结构知识!物质制备和分离(提纯)知识、绿色化学观点、安全生产思想及从经济的视角分析、评价、探究实际生产中各种问题的能力. 一、工艺流程题简介 1、工艺流程题是以与工业生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心，以流程图为信息背景，以物质的性质、转化、分离等为考点，将元素化合物知识、化学反应原理、实验等内容有机融合 2、化学工艺流程题结构一般包括 题头、框图和问题三部分。 题头: 一般简单介绍此工艺的原料和目的是什么。 框图: 是简化的工艺流程图。 问题: 是根据生产流程中涉及到的化学知识设计的系列问题。 3、读题审题—关键 1）.此流程的原料和目的是什么？2）流程中有哪些步骤？各步作用是什么？ 3）流程中涉及哪些化学知识点，如何把获取的信息用规范的语言文字正确表达出来？ 二、真题试做 锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=Li x C6。 现欲利用以上工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件为给出）。 回答下列问题： ⑴LiCoO2中，Co元素的化合价为_________。 ⑵写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________________________。 ⑶酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_____________ ⑷可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是___________________________。 ⑸写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式______________________。
高考化学工业流程题汇编2 【例1】（11分）某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下。 回答下列问题： （1）硫酸铵在农业生产中的用途是(一种即可) ，写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程：。 （2）a和b分别是（填序号）。 A．足量CO2、适量NH3 B．足量NH3、适量CO2 C．适量CO2、足量NH3 D．适量NH3、足量CO2 （3）上述流程中，可以循环使用的物质有（写化学式）。 （4）从滤液中获得(NH4)2SO4晶体，必要的操作步骤是。 （5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是。 A．提供制备所需的氮元素B．增大CO2 3 的浓度促进反应发生 C．作反应的催化剂D．生产1 mol (NH4)2SO4，至少消耗2 mol NH3 【例2】（12分）医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如下： （1）除杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：①防止Ca2+在蒸发时水解； ②。 （3）测定样品中Cl-含量的方法是：a.称取0.7500 g样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000 mol·L-1 AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。 ①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有。 ②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可 能原因有；。 【例3】（11分）海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下： （1）从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下 甲 滤液 母液 生石灰 煅烧 提纯 通入a通入b CaSO 4 浊液乙 CaCO 3 硫酸铵 二氧化碳 氨气
化学工艺流程综合题 1. 硼镁泥是一种工业废料，主要成分是MgO(占40%)，还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如图所示。 已知，某些氢氧化物沉淀的pH如表所示。 请回答下列问题： (1)在“酸解”过程中，欲加快“酸解”时的化学反应速率，请提出两种可行的措施：______。 (2)加入的NaClO可与Mn2＋反应：Mn2＋＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋2H＋＋Cl－，还有一种离子也会被NaClO氧化，并发生水解，该反应的离子方程式为_________________________。 (3)“滤渣”的主要成分除Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外，还有____________。 (4)已知不同温度下MgSO4、CaSO4的溶解度如表所示。 “除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据表中数据，简要说明操作步骤：蒸发浓缩、______。“操作℃”是将滤液继续蒸发浓缩、冷却结晶、________，便可得到MgSO4·7H2O。 (5)实验中提供的硼镁泥共100 g，得到的MgSO4·7H2O为172.2 g，计算MgSO4·7H2O的产率：________。 (6)金属镁可用于自然水体中铁件的电化学防腐，完成防腐示意图，并作相应标注。 2.以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为： 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线： 回答下列问题： (1)“酸浸”时V2O5转化为VO＋2，反应的离子方程式为_______________________，同时V2O4转化成VO2＋。“废渣1”
高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素(讲义及答案)及答案 一、选择题 1．aL CO2气体通过足量Na2O2所得的气体与bL NO相混和时，可得到cL气体(相同状况)，以下表达式中错误的是 A．若a＜b，则c＞0.5(a+b) B．若a＞b，则c＝0.5(a+b) C．若a＝b，则c＝0.5(a+b) D．若a＜b，则c＜0.5(a+b) 【答案】D 【解析】 【详解】 首先发生反应：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，可知生成氧气体积为0.5a L，与bL NO混合又发生反应：O2+2NO＝2NO2，二者恰好反应时0.5a：b＝1：2，解得a＝b，则 A、若a＜b，则NO有剩余，由O2+2NO＝2NO2可知气体体积减少0.5a L，故得到气体体积等于NO的体积，则c＝b，即c＞0.5(a+b)，A正确； B、若a＞b，则O2有剩余，由O2+2NO＝2NO2可知气体体积减少为参加反应氧气的体积，即气体体积减少为0.5b L，故得到气体体积为c＝(0.5a L+b L-0.5b L)＝0.5(a+b)，B正确； C、若a＝b，则此时生成NO2体积c＝2×0.5a＝b＝0.5(a+b)，C正确； D、根据以上分析可知D错误。 答案选D。 2．下列说法不正确 ．．．的是( ) A．生铁和钢都是铁和碳的合金B．氯化钙是漂白粉的有效成分 C．玻璃、水泥属传统硅酸盐产品D．氧化铝陶瓷是新型无机非金属材料 【答案】B 【详解】 A．生铁和钢都是铁合金，含有的杂质元素主要是碳，因此二者都是铁和碳的合金，A正确； B．漂白粉的主要成分是氯化钙、次氯酸钙，有效成分是次氯化钙，B错误； C．玻璃、水泥的主要成分是硅酸盐，因此都属于传统硅酸盐产品，C正确； D．氧化铝陶瓷、高温结构陶瓷、生物陶瓷都是新型无机非金属材料，D正确； 故合理选项是B。 3．下列说法正确的是( ) A．晶体硅常用于制造光导纤维B．碳酸钠常用于治疗胃酸过多 C．明矾常用于自来水的消毒杀菌D．高压钠灯常用于道路和广场照明 【答案】D 【详解】 A．二氧化硅用于制造光导纤维，晶体硅可用于制造晶体管及太阳能电池，A错误；B．碳酸氢钠常用于治疗胃酸过多，而碳酸钠溶液碱性强，对人会产生一定的腐蚀作用，因
高考化学工艺流程题专项训练50题（教师版）——C3H3化学1．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下： 已知：①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。 ②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下： (1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制480 mL 2 mol·L－1的硫酸，需量取浓硫酸 _______________mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需 __________________________________________。 (2)H2O2的作用是_____________________________________(用离子方程式表示)。 (3)加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2O72-转化为_______(填微粒的化学式) (4)钠离子交换树脂的反应原理为：M n+ + nNaR = MR n + nNa＋，则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有__________________。 (5)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：____________________。【来源】【全国百强校】江西省南昌市第二中学2019届高三第六次考试理科综合化学试题【答案】54.3mL 胶头滴管、500mL容量瓶2Cr3++H2O+3H2O2=Cr2O72-+8H+CrO42-Ca2+和Mg2+2CrO42-+H2O+3SO2=2Cr(OH)(H2O)5 SO4+SO42-+2OH- 【解析】 【分析】 本题以制革工业污泥中Cr（III）处理的流程为载体，考查流程的分析，物质的量浓度溶液的配制，方程式的书写，沉淀滴定实验，溶度积的应用。
高考化学工艺流程基础 1．从铝土矿中提炼铝 流程Ⅰ： (1)涉及反应(写出并配平化学方程式) ①Al2O3＋HCl=2AlCl3＋3H2O Fe2O3＋HCl=2FeCl3＋3H2O ②AlCl3＋NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O FeCl3＋NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl HCl＋NaOH=NaCl＋H2O ③NaAlO2＋H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3 NaOH＋CO2=NaHCO3 ④Al(OH)3△Al2O3＋3H2O ⑤Al2O3(熔融)电解4Al＋3O2↑ (2)问题探讨(思考并回答问题) ①步骤①加入过量盐酸后的实验操作是什么？ 提示：过滤。 ②步骤②能否用氨水代替NaOH溶液？ 提示：不能；原因是Al3＋与过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀，达不到分离Al3＋、Fe3＋的目的。
③步骤③中若将CO2的量改为“少量”，得到的产物还是NaHCO3吗？ 提示：不是NaHCO3而是Na2CO3。 流程Ⅱ： (1)涉及反应 ①Al2O3＋NaOH=2NaAlO2＋H2O SiO2＋NaOH=Na2SiO3＋H2O ②Na2SiO3＋HCl=H2SiO3↓＋2NaCl NaAlO2＋HCl=NaCl＋AlCl3＋2H2O NaOH＋HCl=NaCl＋H2O ③AlCl3＋NH3·H2O=Al(OH)3↓＋NH4Cl HCl＋NH3·H2O=NH4Cl＋H2O (2)问题探讨 ①步骤②中将盐酸改为“CO2”合适吗？为什么？ 提示：不合适；因为过量CO2与NaAlO2、Na2SiO3反应生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，达不到分离SiO和AlO的目的。 ②步骤③中将氨水改为“NaOH溶液”合适吗？ 提示：不合适；因为Al(OH)3能溶于NaOH。
咼考专题练习 工艺流程题 1 . （15分）聚合氯化铝晶体的化学式为[Al 2（OH ）n Cl 6-n xH 20]m ,它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节 增大AICI 3溶液的pH ，通过促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣 一一铝灰，它主要含 （2） 生产过程中操作 B 和D 的名称均为 ________________________ （ B 和D 为简单操作）。 （3） 生产过程中可循环使用的物质是 ________________________________ （用化学式表示）。 （4） ________________________________________________________________________________调节pH 至4.0~4.5的目的是 。 （5） 实验室要测定水处理剂产品中 n 和x 的值。为使测定结果更准确，需得到的晶体较纯净。生产过程中 C 物 质可选用 ______________________________ 。 2. （16分）将磷肥生产中形成的副产物石膏（ CaSO 4?2H 2O ）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论 从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。 以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流 （1 ）本工艺中所用的原料除 CaSO 4 2H 2O 、（NH 4）2CO 3外，还需要 _______________ （2）石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后反应的化学方程式为: （3）过滤I 操作所得固体有 _________________________ （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料； （4 ）过滤I 操作所得滤液是（NH 4）2SO 4溶液。检验滤液中含有 NH 4+的方法是 （5）氯化钙结晶水合物（CaCl 2 6H 2O ）是目前常用的无机储热材料，选择的依据除熔点较低和熔化的热效应高 外，还因为其 __________________________________________________________ ，举出该晶体的无水物在实验室的一种用途 3、制取纯净CuCl 2 2H 20的生产过程是：（I ）用粗CuO （含少量铁）溶解在足量的稀盐酸里加热、过滤，得到 Cu Cl 2 （含FeC?的溶液，经测定，溶液的 PH 值为3。 （2）对（I ）的溶液按下列步骤进行提纯： A . NaOH B . Al C .氨水 D . Al 2O 3 等原料; AI 2O 3、AI ，还有SiO 2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下： （1 ）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式 _______________________________________ 程示意
高考化学专题复习非金属知识规律总结 【高考导航】 一、非金属元素在周期表中的位置和结构特点 1、除H外，非金属元素均在“阶梯线”的右上方。共有16种非金属元素，其中包括稀有气体元素6种。 2、非金属元素(包括稀有元素)均在主族(零族)。非金属元素一般都有变价。 3、最外层电子数一般≥4(H、B除外)。 4、原子半径比同周期金属半径小(稀有元素除外)。 二、非金属性强弱的判断依据 元素非金属性的本质是元素的原子吸引电子的能力。试题常通过以下几个方面来比较元素的非金属性： 1、单质跟H2化合难易程度（反应条件，剧烈程度，反应热的大小，生成气态氢化物的稳定性）。 2、最高价氧化物对应水化物的酸性。 3、化合物中元素化合价的正负，如BrCl中，Cl为-1价，Br为+1价，说明非金属性Cl＞Br。 4、通过氧化还原反应确定非金属单质的氧化能力，进而比较非金属性。 需要指出的是，非金属单质的活动性与非金属元素的活动性，有密切的联系，但不是一回事。例如氮元素的非金属性相当强，可是它的单质N2化学性质却不很活泼。单质的化学性质不仅取决于原子结构，而且取决于分子结构和晶体结构。 三、非金属元素的性质及递变规律 1、单质: (1)结构:除稀有气体外，非金属原子间以共价键结合。非金属单质的成键有明显的规律性。若它处在第N 族，每个原子可提供8－N个价电子去和8－N个同种原子形成8－N个共价单键，可简称8－N规则；(H遵循2－N规则)。如ⅦA族单质:x－x；H的共价数为1，H－H，第ⅥA族的S、Se、Te共价单键数为8－6＝2,第ⅤA族的P、As共价单键数8－5＝3。但第二周期的非金属单质中N2、O2形成多键。 (2)熔沸点与聚集态。它们可以分为三类： ①小分子物质。如:H2、O2、N2、Cl2等，通常为气体，固体为分子晶体。 ②多原子分子物质。如P4、S8、As4等，通常为液态或固态。均为分子晶体，但熔、沸点因范德华力较大而比①高，Br2、I2也属此类，一般易挥发或升华。 ③原子晶体类单质。如金刚石、晶体硅和硼等，是非金属单质中高熔点“三角区”，通常为难挥发的固体。 (3)导电性:非金属一般属于非导体，金属是良导体，而锗、硅、砷、硒等属于半导体。但半导体与导体不同之处是导电率随温度升高而增大。 (4)化学活性及反应: ③非金属一般为成酸元素，难以与稀酸反应。固体非金属能被氧化性酸氧化。
高考化学工艺流程题 1. 解题思路 在解这类题目时： 首先，要粗读试题，不必将每一种物质都推出。 其次，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。 第三，要看清所问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。 分析流程图需要掌握的技巧是： ①浏览全题，确定该流程的目的——由何原料获得何产 物（副产物）,对比原料和产物； ②了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中 的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用； 考察内容主要有： 1）、原料预处理 2）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH 调节、溶剂选择） 3）、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯）4）、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用） 5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。
2、规律 主线主产品分支副产品回头为循环 核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯 3. 4. 熟悉工业流程常见的操作与名词 原料的预处理 ①溶解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 ②灼烧如从海带中提取碘 ③煅烧如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶 解。并使一些杂质高温下氧化、分解 ④研磨适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测 定等。 控制反应条件的方法 ①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ---- pH值的控制。 原料预处理 产品分离提纯 反应条件 原料循环利用 排放物的无 害化处理
②蒸发、反应时的气体氛围 ③加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移 动 ④降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学 平衡向着题目要求的方向移动 ⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出 ⑥冰水洗涤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 物质的分离和提纯的方法 ①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液） ②过滤——固、液分离 ③蒸馏——液、液分离 ④分液——互不相溶的液体间的分离 ⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。 ⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。 ⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
高考化学工艺流程题 一、探究解题思路 呈现形式:流程图、表格、图像设问方式:措施、成分、物质、原因 能力考查:获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力知识落点:基本理论、元素化合物、实验 无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能力立意的命题指导思想,能够综合考查各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。 【例题】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料, 主要含有 MgCO 3、MgSiO 3、 CaMg(CO3 2、 Al 2O 3和 Fe 2O 3等,回收其中镁的工艺流程如下: 原料:矿石(固体 预处理:酸溶解(表述:“ 浸出”
除杂:控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀 核心化学反应是:控制条件,调节 PH ,使 Mg 2+全部沉淀 1. 解题思路 明确整个流程及每一部分的目的→ 仔细分析每步发生的反应及得到的产物→ 结合基础理论与实际问题思考→ 注意答题的模式与要点 在解这类题目时: 首先,要粗读试题,尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出。其次,再精读试题,根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第三,要看清所问题,不能答非所问,并注意语言表达的科学性在答题时应注意:前一问回答不了,并不一定会影响回答后面的问题。 Ⅱ分离提纯 Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯 Ⅲ还原 分析流程图需要掌握的技巧是: ①浏览全题, 确定该流程的目的——由何原料获得何产物(副产物 , 对比原料和产物 ; ②了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随 时进行联系和调用; ③解析流程图并思考: 从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?。每一步操作进行到什么程度最佳?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的?
工艺流程题解题技巧专题 一、【考点分析】无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识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分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A．反应物是什么B．发生了什么反应C．该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。③从问题中获取信息，帮助解题。 了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手： 对反应速率有何影响？对平衡转化率有何影响？对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护（从绿色化学方面作答）。 二、【工业流程题中常用的关键词】 原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水） 灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质：如海带中提取碘 酸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀） 碱：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） 氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子 氧化物：调节pH促进水解（沉淀） 控制pH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离 煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气 趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度 三、【工业流程常见的操作】 （一）原料的预处理 ①溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 ②灼烧：如从海带中提取碘 ③煅烧：如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解 ④研磨：适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测定等。 （二）控制反应条件的方法 ①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀——pH值的控制。 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。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蒸发、反应时的气体氛围 ③加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 ④降温反应的目的：防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动 ⑤趁热过滤：防止某物质降温时会析出 ⑥冰水洗涤：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 （三）物质的分离和提纯的方法 ①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发） 重结晶是利用固体物质均能溶于水，且在水中溶解度差异较大的一种除杂质方法。 ②过滤——固、液分离 ③蒸馏——液、液分离 ④分液——互不相溶的液体间的分离 ⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
新高考化学第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试试题及答案 一、选择题 1．对于1L HNO 3和H 2SO 4的混合溶液，若HNO 3和H 2SO 4物质的量浓度存在如下关系：c(H 2SO 4)+c(HNO 3)═1.0mol?L ﹣1．则理论上最多能溶解铜的物质的量为( ) A ．1.0mol B ．0.8mol C ．0.72mol D ．0.6mol 【答案】D 【详解】 金属铜和稀硫酸之间不会反应，但是可以和稀硝酸之间反应，硫酸存在条件下硝酸根可以全部被还原，反应离子方程式：3Cu+2NO 3﹣+8H +＝3Cu 2++2NO↑+4H 2O ，NO 3﹣和H +的物质的量之比为1：4时恰好反应，溶解的Cu 最多。 设硫酸的物质的量为xmol ，硝酸的物质的量为ymol ，则：x+y ＝1，y ：(2x+y)＝1：4，联立解得：x ＝0.6，y ＝0.4。 设参加反应的铜的最大物质的量是z ，则： 3Cu+2NO 3﹣+8H +＝3Cu 2++2NO↑+4H 2O 3 2 z 0.4mol 3：2＝z ：0.4mol 解得：z ＝0.6mol 故选：D 。 2．下列离子方程式书写正确的是 A ．向明矾溶液中逐滴加入足量Ba(OH)2溶液时，反应为：Al 3++ 2SO 2- 4+ 2Ba 2++ 4OH -= 2BaSO 4↓+ AlO - 2+ 2H 2O B ．硫化亚铁与浓硫酸混合：2H ＋＋FeS=H 2S↑＋Fe 2＋ C ．向次氯酸钙溶液中通入SO 2：Ca 2＋＋2ClO -＋SO 2＋H 2O=CaSO 3↓＋2HClO D ．磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe 2＋＋4H ＋＋NO - 3=3Fe 3＋＋NO↑＋3H 2O 【答案】A 【详解】 A ．Ba(OH)2足量，故明矾KAl(SO 4)2·12H 2O 完全反应，其中Al 3+与OH -反应生成-2AlO ，即①3+--22Al +4OH = AlO +2H O ，2- 4SO 与Ba 2+反应，②2-2+44SO +Ba = BaSO ↓，由于Al 3+、2-4SO 都来源于明矾，故应满足原比例1:2，则总反应为①+②×2，即 3+2-2+--4 422Al +2SO +2Ba +4OH = 2BaSO +AlO +2H O ↓，A 正确； B ．浓硫酸具有强氧化性，可以将FeS 中亚铁氧化为Fe 3+，-2价硫氧化为S 单质，自身被还原为SO 2，B 错误； C ．次氯酸根有强氧化性，能将SO 2氧化为2- 4SO ，自身被还原为Cl -，C 错误； D ．磁性氧化铁为Fe 3O 4，书写离子方程式时，Fe 3O 4不能拆，D 错误；
-- 高考化学大题专题(四)工艺流程 一、【考点分析】无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识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分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程：A．反应物是什么B.发生了什么反应Ｃ.该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。③从问题中获取信息，帮助解题。 了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手： 对反应速率有何影响?对平衡转化率有何影响？对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护（从绿色化学方面作答)。 二、【工业流程题中常用的关键词】 原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣),合金（含铁废铜），药片(补血剂),海水（污水） 灼烧(煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质: 如海带中提取碘 酸:溶解、去氧化物(膜）、调节pH促进水解(沉淀) 碱：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） 氧化剂：氧化某物质,转化为易于被除去（沉淀）的离子 氧化物:调节pH促进水解（沉淀） 控制pＨ值:促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离 煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;除去溶解在溶液中的气体，如氧气 趁热过滤：减少结晶损失;提高纯度 三、【工业流程常见的操作】 (一)原料的预处理 ①溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 ②灼烧：如从海带中提取碘 ③煅烧:如煅烧高岭土改变结构,使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解 ④研磨：适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测定等。 （二)控制反应条件的方法 ①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀——ｐH值的控制。 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。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蒸发、反应时的气体氛围 ③加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 ④降温反应的目的：防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动 ⑤趁热过滤：防止某物质降温时会析出 ⑥冰水洗涤：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 （三)物质的分离和提纯的方法 ①结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发) 重结晶是利用固体物质均能溶于水,且在水中溶解度差异较大的一种除杂质方法。 ②过滤——固、液分离 ③蒸馏——液、液分离 ④分液——互不相溶的液体间的分离 ⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。 ⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。 ⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出 (四）常见名词 浸出：固体加水(酸)溶解得到离子 浸出率：固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少 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 水洗:通常为除去水溶性杂质 水浸：与水接触反应或溶解 四、【常见文字叙述套路】 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)。
高考化学第五章化工生产中的重要非金属元素(讲义及答案) 一、选择题 1．将Mg、Cu组成的26.4g混合物投入到适量的稀硝酸中，固体完全溶解，将产生的气体和6.72L(标准状况下)氧气混合通入水中，恰好全部被水吸收．向反应后的溶液中加入足量4mol/L﹣1的NaOH溶液，使金属离子完全沉淀．则形成沉淀的质量是 A．63.8 g B．53.6 g C．46.8 g D．43.2 g 【答案】C 【解析】 试题分析：Mg、Cu与稀硝酸发生反应变为Mg2+、Cu2+，硝酸得到电子被还原变为NO，在反应过程中金属失去电子的物质的量与硝酸得到电子的物质的量相等，NO与氧气反应又转化为硝酸，则转移的电子就是氧气得到的电子，氧气是6.72L÷22.4L/mol=0.3mol，则电子转移的物质的量是n(e-)=0.3mol×4=1.2mol。当向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液时，金属形成Mg(OH)2、Cu(OH)2沉淀，结合的OH-的物质的量与金属单质失去电子的物质的量相等。因此形成沉淀的质量就是金属质量与氢氧根离子的质量和，m(OH- )=nM=1.2mol×17g/mol=20.4g，所以沉淀的质量是26.4g+20.4g=46.8g，答案选C。 【考点定位】本题主要是考查守恒方法在氧化还原反应的计算中的应用的知识。 【名师点晴】许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。 2．能正确表示下列反应的离子方程式是( ) CO-+2H+=CO2↑+H2O A．在稀盐酸中投入大理石粉末：2 3 B．1mol氯气通入含1molFeBr2的溶液中：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl- C．金属钠投入硫酸铜溶液中：2Na+Cu2+=2Na++Cu HSO- D．过量SO2通入NaClO溶液中：SO2+ClO-+H2O=HClO+ 3 【答案】B 【详解】 CO-的形式，A不正确； A．大理石的主要成分为CaCO3，难溶于水，不能改写成2 3 B．0.5molCl2先与1molFe2+反应，另外0.5molCl2再与1molBr-反应，离子方程式为： 2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-，B正确； C．金属钠投入硫酸铜溶液中，钠先与水反应，产物再与硫酸铜反应，而钠不能与Cu2+发生置换反应，C不正确； HSO-还会发生氧化还原反应，二者不能D．过量SO2通入NaClO溶液中，产物中HClO与 3 共存，D不正确； 故选B。
工艺流程题解题技巧 一、除杂、分离、提纯类工艺流程题 本质就是对混合物的除杂、分离、提纯。 ①首先，找出要得到的主要物质是什么，混有哪些杂质； ②然后，认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物； ③最后，思考要用什么样的方法才能将杂质除去。 这样才能每一步所加试剂或操作的目的。 二、物质制备类工艺流程题 ①先是确定要制备什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质（具有某些特殊性质的产物，要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质，比如：产品受热易分解，可能要低温烘干、减压烘干、减压蒸发等）； ②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应物是什么？反应方程式是什么？该反应造成了什么后果？对制造产品有什么作用？ ③从问题中获取信息，帮助解题。标准化问题要标准化回答。 题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。产物如果具有某些特殊性质，则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。如： ⑴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。 ⑵如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备FeCl、AlCl、MgCl、Cu(NO)等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，23332都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是FeO 、AlO 、3232MgO、CuO；而像Al (SO) 、NaAlO 、
NaCO等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中322432Al(OH) 、HSO 、NaHCO最后得,抑制了盐的水解,在蒸发时,都不是挥发性物质NaOH 、3423． 到的还是溶质本身。 ⑶如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，如：含Fe、2+SO等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。2-3⑷如果产物是一种易吸收空气中的CO或水（潮解或发生反应）而变质的物质（如NaOH 固2体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO或水的除去，也要防止空气 中的CO或水进入22装置中。 ⑸如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。 熟悉工业流程常见的操作与名词 工业流程题目在流程上一般分为3个过程： (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率（途径：升高温度、搅拌、粉碎） ②溶解： 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 分离提纯阶段的常见考点(2) pH值除杂①调已知下列物质开始沉淀和例如：