化学工艺流程题
从近几年高中课改实验省区及上海高考化学试题来看，新课程改革后的高考化学试题，己非常重视与生产、生活的紧密联系。化学生产技术的“工艺流程题”已成为新课改后的高考新亮点和主流题型。该类型题目的特点是：1.试题源于生产实际，以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问，充分体现了理论与实践相结合的观点。2.试题内容丰富，涉及基础知识较为全面，较好地考查学生对“双基”的掌握情况。3.题目难度为中等以上，分值较大，区分度强。要解好这一类题，学生最重要的是要克服畏惧心理，认真审题，找到该实验的目的。
一、无机工艺流程题的结构、分类及解题技巧等
1、无机工艺流程题的结构和分类
无机化学丁艺流程题。顾名思义。就是将无机化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图或生产装置形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化上生产紧密联系的化上工艺试题。无机工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括附产品)；题干部分主要用框图(或生产装置)形式将原料到产品的丰要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题。无机工艺流程题是新课程改革后才被引起高度重视的，因此，市面上流传的试题并不很多。就目前已存在的试题来看，从主要化工工艺来分可以分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；以生产过程中主要工序可分为除杂提纯工艺流程题(如海水纯化工艺流程题)、原材料化学转化丁艺流程题、电解流程题、有机合成题和资源能源综合利用工艺生产流程题等；按资源的不同，可将工艺流程题分为利用夸气资源生产的工艺流程题(如合成氨工艺流程题)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水制盐、氯碱工业、海水提溴碘、海水提镁等)、利用矿产资源生产的工艺流程题(工业制硫酸、冶铁炼钢等)、利用化石燃料生产的上艺流程题(如有机合成工艺题)等。
2、解题技巧
（1）解题思路
无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：一是选择将原料转化为产品的生产原理；二是除杂并分离提纯产品；三是提高产量和产率；四是减少污染，注意环保，发展“绿色化学”；五是考虑原料的来源丰富和经济成本；六是生产设备简单，生产工艺简便等。命题者围绕以上几方面设问，我们的解题思路是：
①从生产目的(标)出发，读懂框图(流程)。解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。
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了获得产品。
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(如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护等方面考虑)。
（2）知识贮备
①熟练掌握元素化合物的性质
首先抓住物质类别的通性和具体物质的特性．其次分析物质所含元素化合价的可变性(即物质的氧化性和还原性)】，判断哪些物质之间能发生反应，生成物是什么。
②控制反应条件的方法
蒸发、反应时的气体氛围；控制溶液的酸碱度使某些金属离子形成氢氧化物沉淀(大部分利用水解原理)。如Mg2+、Fe3+、Al3+的混合物分离，通常采用调节溶液的pH除去杂质达到提纯目的。在这过程中要选择合适的试剂．不要引入新杂质。
③熟练掌握分离、提纯的实验技能，如溶解、过滤、蒸馏、结晶、重结晶等，明确结晶的几种方法。
工业生产中。往往是从多种溶质或一种溶质的溶液中提取目标固体产物。需要用到结晶工艺。当溶液是单一溶质时：最后所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3)；蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤．最后所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O、摩尔盐)。当溶液中有两种或以上溶质时。经浓缩蒸发，其中溶解度最小、受温度影响最大的溶质。被趁热过滤成滤渣．而滤液中溶解度最小的溶质是饱和溶液。然后冷却结晶。过滤，得另一溶质(溶解度最大、受温度影响最大的溶质)。
④熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理和化工生产中的一些常用名词
浸出：固体加入水或酸溶解得到离子。
浸出率：加酸使矿石溶解后。离子在溶液中的含量多少。
酸浸：是指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液。不溶物通过过滤除去。
水浸：与水接触反应或溶解，也可能离子发生了水解反应。
水洗：通常是为了除去水溶性的杂质。
酸洗：通常指清洁金属表面的一种方法。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理步骤。即将制件浸入硫酸等酸的水溶液．以除去金属表面的氧化物等薄膜。
(2)实验条件的控制和目的
①调节溶液的pH值：使某些离子转变为沉淀而达到分离的目的，抑制某些离子的水解，防止某些离子的氧化等。在题目中常以表格形式给出信息。
②控制体系的温度
a．控制低温：防止物质的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等；防止物质的挥发，如盐酸、醋酸等；抑制物质的水解，如冰水洗涤，以防止洗涤过程中的溶解损耗；增大气体反应物的溶解度，使其被充分吸收。
b．采取加热：加速某固体的溶解，加快反应速率；减少气体生成物的溶解并使其逸出；使平衡向需要的方向移动；趁热过滤，防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质。
c．控制范围：确保催化剂的催化效果，兼顾速率和转化率，追求更好的经济效益，防止副反应发生等。
(3)物质分离或提纯常用的化学方法
①溶解法：利用特殊溶剂把杂质溶解而除去，如Fe(Al)可用过量的NaOH溶液而除去Al，CO2(HCl、H2O)先通过饱和食盐水，再通过浓H2SO4。
②沉淀法：a.加合适的沉淀剂(要使杂质离子充分沉淀，加入的沉淀剂必须过量，且在后续步骤中易除去)。b.调节溶液的酸碱性。
③洗涤法：a.水洗，b.冰水洗，c.有机溶剂洗，其目的是：洗去目标物表面的杂质离子；减少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量；防止目标物形成结晶水合物；使晶体快速干燥。
(4)可循环物质的判断
①流程图中回头箭头的物质
②生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步
反应的相关物质。
⑤熟练掌握化学计算的方法技巧，如守恒法、关系式法、差量法等。
二、经典题
典型题Ⅰ、(2013·江苏)某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：
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表，请回答下列问题：（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有_________（要求写出两条）。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分有____________________________。
（3）从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有________________________。
（4）Mg（ClO3）2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：MgCl2+2NaClO3=Mg（ClO3）2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示：
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg（ClO3）2。简述可制备Mg（ClO3）的原因：_______________________________________________________________
2
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg（ClO3）2过程中，常伴有NaCl析出，原因____________________________。除去产品中该杂质的方法是：_______________
【解析】本题以硼砂生产过程中产生的固体废料为原料设置工艺流程图，回收金属镁，该题实质上是除杂提纯工艺流程题，主要考查学生对常见金属及其化合物主要性质，离子反应实质应用基础知识解决化学问题的能力以及对图表的观察、分析能力。
(1)固体废料中几种镁盐均难溶于水(其中MgCO3微溶)，可溶于稀H2SO4并与之反应，生成气体CO2、Mg2+、Fe3+、Al3+、SO42-、H2O、难溶的H2Si03(或H4Si04)和微溶的CaSO4为使Mg2+充分浸出，可适当提高反应温度、加过量稀H2SO4延长浸出时间等措施。
(2)由题给表格信息可知，调节pH=5.5时。Fe3+、Al3+都分别完成转化为Fe(OH)3沉淀、AI(OH)3沉淀，而Mg2+却未被完全沉淀或转化；(3)加NaOH溶液调节pH=12.5时，Mg2++2OH-=Mg(OH)2 ↓，溶液中的Na2SO4可以回收利用；(4)①复分解反应的条件之一是溶解度较大的化合物制备溶解度较小的化合物，由题给溶解度曲线可知，相同温度下溶解度：Mg(C1O3)2>NaClO3>MgCl2>NaCl,且NaCl和Mg(C1O3)2的溶解度随温度变化而变化程度明
显不同，较高温度时NaCl 先达到饱和状态或被沉淀析出晶体；②降低饱和溶液的温度，在Mg(C1O 3)2大量析出的同时，NaCl 也会少量析出；将所得晶体再溶于蒸馏水配成热饱和溶液，再进行重结晶。
【答案】
（1）适当提高反应温度、增加浸出时间（或其他合理答案）
（2）Al(OH)3、Fe(OH)3
（3）Na 2SO 4
（4）①在某一温度时，NaCl 最先达到饱和析出；Mg(ClO 3)2的溶解度随温度的变化最大；NaCl 溶解度与其他物质的溶解度有一定差别
②降温前，溶液中NaCl 已饱和；降温过程中，NaCl 溶解度降低，会少量析出 重结晶
【解后反思】分析简单的实验或化工流程图和溶解度图像是关键，要善于总结规律。
典型题Ⅱ (2012·江苏)以水氯镁石(主要成分为MgCl 2·6H 2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的K sp ＝1.8×10－11 mol 3·L
－3，若溶液中c (OH －)＝3.0×10－6mol·L －1，则溶液中c (Mg 2＋)＝________________。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为________。
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO 。取碱式碳酸镁4.66 g ，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g 和标准状况下CO 2 0.896 L ，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO 3，则产品中镁的质量分数________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
【解析】(1)常温下Mg(OH)2的K sp ＝c (Mg 2＋)·c 2(OH －)＝c (Mg 2＋)×(3.0×10－6)2＝1.8×10－11
mol 3·L －3，求得c (Mg 2＋)＝2.0 mol·L －1。
(2)主要流程中加NH 3、NH 4HCO 3进行沉淀镁得到主要物质为MgCO 3和NH 4Cl ，滤液的主要成分为NH 4Cl 。
(3)设该碱式碳酸镁的化学式为Mg x (OH)y (CO 3)z ，高温煅烧后产物为MgO 、CO 2和H 2O ，
其物质的量之比为n (MgO)∶n (CO 2)∶n (H 2O)＝x ∶z ∶12
y ，由题中数据知生成气体CO 2的物质的量n (CO 2)＝0.896 L 22.4 L·mol
－1＝4.00×10－2 mol ，得到的固体为MgO ，其物质的量n (MgO)＝2.00 g 40 g·mol
－1＝5.00×10－2 mol ， n (H 2O)＝ 4.66 g －4.00×10－2 mol×44 g·mol －1－2.00 g 18 g·mol
－1＝ 5.00×10－2 mol ，n (MgO)∶n (CO 2)∶n (H 2O)＝x ∶z ∶12
y ＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5，所以求得该碱式碳酸镁的化学式为Mg 5(OH)10(CO 3)4，但该化学式化合价代数和不为0，推测可能含结晶水，故化学式应为Mg 5(OH)2(CO 3)4·4H 2O ，也可写为Mg(OH)2·4MgCO 3·4H 2O 。
(4)将碱式碳酸镁的化学式分为两部分，分别是4MgCO 3和Mg(OH)2·4H 2O 。MgCO 3中镁的质量分数为24/84×100%≈28.6%，Mg(OH)2·4H 2O 中镁的质量分数为24/(24＋17×2＋18×4)×100%≈18.5%，MgCO 3增多，镁的质量分数升高。
【答案】
(1)2.0 mol·L －
1
(2)NH 4Cl
(3)n (CO 2)＝0.896 L 22.4 L·mol
－1＝4.00×10－2 mol n (MgO)＝ 2.00 g 40 g·mol
－1＝5.00×10－2 mol n (H 2O)＝
4.66 g －4.00×10－2 mol×44 g·mol －1－2.00 g 18 g·mol
－1＝5.00×10－2 mol n (MgO)∶n (CO 2)∶n (H 2O)＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5，则碱式碳酸
镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO 3·4H 2O 。
(4)升高
典型题Ⅲ (2012·上海，27)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：
完成下列填空：
(1)粗盐水加入沉淀剂A 、B 除杂质(沉淀剂A 来源于石灰窑厂)，写出A 、B 的化学式： A____________________，B____________________。
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：
取样、________、沉淀、________、__________、泠却结晶、________、烘干。
(3)工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是________________。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体。其原因是____________________________________
(4)碳酸化后过滤，滤液D 最主要的成分是________(填写化学式)，检验这一成分的阴离子的具体方法是：_____________________________________________________
(5)氯碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D 加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为__________________________________________
滤液D 加石灰水前先要加热，原因是_____________________________________
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为
___________________________________________________________________
【解析】(1)粗盐中含Ca 2＋、Mg 2＋，加入石灰乳或CaO 可除去Mg 2＋，再加入Na 2CO 3
除去Ca 2＋，因此A 为Ca(OH)2或CaO ，B 为Na 2CO 3。
(3)碳酸化即向氨的饱和NaCl 溶液中通入过量CO 2，可析出NaHCO 3晶体。反应中由于Na 2CO 3的溶解度大于NaHCO 3的溶解度，因此不会析出Na 2CO 3晶体。
(4)过滤除去NaHCO 3，滤液D 的主要成分为NH 4Cl ，要检验Cl －应选用AgNO 3溶液和
稀硝酸。
(5)NH 4Cl 溶液与石灰水的反应为：NH ＋4＋OH －===NH 3↑＋H 2O 。
(6)样品质量m 1加热后剩余固体质量为m 2，则设样品中NaHCO 3质量为m 。
2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋H 2O↑＋CO 2↑ Δm
168 106 62
m m 1－m 2
则m ＝8431
(m 1－m 2) w (NaHCO 3)＝8431m 1－m 2m 1＝m 1－m 231m 1
。 【答案】(1)Ca(OH)2或CaO Na 2CO 3
(2)溶解 过滤 蒸发 过滤
(3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳酸钠溶解度较大，而NaHCO 3溶解度较小
(4)NH 4Cl 取样，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成说明有Cl －
(5)NH ＋4＋OH －===NH 3↑＋H 2O 防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀
(6)w NaHCO 3＝m 1－m 231m 1
(m 1为样品质量，m 2为加热后剩余固体质量) 【误区辨正】工艺流程题源于工业生产实际，情景真实，结构新颖，它将化学实验与化学基本原理、理论及计算融为一体，提问角度多，灵活性大，考查的重点是学生运用化学实验知识解决化工生产中有关问题的能力。因此，我们在学习过程中，要学以致用，将化学实验知识与生活生产实际紧密联系，采取问题讨论方式，通过整理、分析、比较，归纳 出若干个“实验问题”，总结出答题规律。
典型题Ⅳ (2010·四川理综，29)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO 2、FeO 、Fe 2O 3、Ti 的最高化合价为＋
4)作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：
请回答下列问题：
(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)向滤液Ⅰ中加入铁粉，发生反应的离子方程式为
________________________、______________________。
(3)在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH 达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：
________________________________________________________________________。 过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、______、______、______(填化学式)，减少废物排放。
(4)A 可用于生产红色颜料(Fe 2O 3)，其方法是：556a kg A(摩尔质量为278 g·mol －1)溶于
水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3 336b kg A 和112c kg 铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe 2O 3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料____________________ kg 。
【解析】(1)TiO 2是Ti 的最高价氧化物，与硫酸反应生成盐和水，反应的化学方程式为TiO 2＋2H 2SO 4===Ti(SO 4)2＋2H 2O 或TiO 2与少量硫酸反应TiO 2＋H 2SO 4===TiOSO 4＋H 2O 。
(2)从框图信息知加硫酸后，TiO 2、FeO 、Fe 2O 3都与H 2SO 4反应，生成Fe 3＋和Fe 2＋等离
子，再加入铁粉时，铁粉与Fe 3＋和过量H 2SO 4反应：2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋，Fe ＋2H ＋===H 2↑
＋Fe 2＋。
(3)从框图信息可知加入足量铁粉过滤，FeSO 4·7H 2O 晶体析出，滤液Ⅲ中主要以钛盐为主。钛盐开始水解是在沸水中，且水解过程要维持沸腾，由于盐的水解与盐本身性质、外界温度、浓度等因素有关，温度升高，水解程度增大，浓度越小水解程度越大，外加酸碱对盐
的水解也有影响，因为钛盐是以硫酸盐形式存在，属强酸弱碱盐水解显酸性，降低H ＋
的浓度有利于钛盐水解。过滤后剩余物质是没有水解的钛盐、H 2O 、FeSO 4、H 2SO 4等物质。
(4)A 是FeSO 4·7H 2O 。
由556a kgA 鼓入空气生成Fe(OH)3反应中与NaOH 之间的关系是：
FeSO 4·7H 2O ～2NaOH ～Na 2SO 4～12
Fe 2O 3① 278 80
556a kg m 1＝160a kg
又由于最终溶液中只存在Fe 2(SO 4)3和Na 2SO 4，由Fe 和SO 2－4守恒可得到关系式②③。
FeSO 4·7H 2O ～13Fe 2(SO 4)3＋16
Fe 2O 3② 278 1606
3 336b kg m 2＝320b kg
Fe ～ 12
Fe 2O 3③ 56 80
112c kg m 3＝160c kg
理论上可生成Fe 2O 3的质量为m 1＋m 2＋m 3＝(160a ＋320b ＋160c )kg 。
【答案】(1)TiO 2＋2H 2SO 4===Ti(SO 4)2＋2H 2O 或TiO 2＋H 2SO 4===TiOSO 4＋H 2O
(2)2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋ Fe ＋2H ＋===H 2↑＋Fe 2＋ (3)加水促进钛盐水解，加热促进钛盐
水解，降低H ＋浓度促进钛盐水解 H 2O FeSO 4 H 2SO 4
(4)160a ＋320b ＋160c
【能力提升】
（2012·四川）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境
问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二
氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在右图所示的循环燃烧装置
的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含
杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳
排放的目的。
请回答下列问题：
（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有 。（填写字母编号）
A ．温室效应
B ．酸雨
C ．粉尘污染
D ．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间二氧化碳以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH 值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为 。
（3）已知1mol CH 4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸收 160.1kJ ，1mol CH 4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3kJ 。写出空气反应器中发生的热化学方程式
【答案】
（1）ABC
（2）①Ca(HCO 3)2或碳酸氢钙
②Ca(HSO 3)2+O 2=CaSO 4↓+ H 2SO 4
（3）CaS(s)+ 2O 2(g)= CaSO 4(s)；△H=-962.4 KJ/mol
典型题Ⅴ
(2013·福建理综，24)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，
菱锌矿的主要成分是ZnCO 3，并含少量的Fe 2O 3、FeCO 3、MgO 、CaO 等，生产工艺流程示意如下：
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是___________________________________
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
（ ）Fe(OH)2＋（ ）________＋（ ）______===（ ）Fe(OH)3＋（ ）Cl －
(3)针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的，组成元素是Fe 、O 和H ，化学式量为89，化学式是________。
a ．大理石粉
b ．石灰粉
c ．纯碱溶液
d ．烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为_________、___________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO 3的质量分数不低于________________。
【答案】(1)增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分
(2)2Fe(OH)22Fe(OH)3＋1Cl －
(3)FeO(OH)(或其他合理答案)
(4)8.0≤pH<10.4(或其他合理答案)
(5)b(或b 和d 或d)
(6)蒸发浓缩 冷却结晶(或其他合理答案)
(7)125m 2/81m 1(或其他合理答案)
【解析】(1)固体颗粒越小，反应时接触面积越大，反应速率越大；同时反应更充分。(2)
因漂白粉中含有强氧化性的Ca(ClO)2，可将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3，同时ClO －被还原为
Cl －，分析化合价的变化：
F e ＋2
(OH)2―→F e ＋3 (OH)3 化合价升1×2
ClO ＋1－―→C l －1－
化合价降2×1
配平Fe(OH)2、Fe(OH)3、ClO －、Cl －前的化学计量数后，可根据原子个数守恒，确定反
应物H 2O 及其化学计量数。
(3)设针铁矿的化学式为Fe x O y H z ，则有56x ＋16y ＋z ＝89。x 只能为1，若y ＝1，则z ＝17，化学式FeOH 17，由化合价规则可排除；若y ＝2，则z ＝1，化学式为FeO 2H ，或写为FeO(OH)，符合题意。(4)由流程图可知，滤液2中主要含有ZnCl 2、MgCl 2、CaCl 2等物质，
调节pH 时，只能考虑将Zn 2＋转化为Zn(OH)2，而Mg 2＋必须留在溶液中，因此由表中数据
可确定pH的理论范围为8.0≤pH<10.4。(5)滤液3中的主要成分为MgCl2和CaCl2，大理石粉不能参加反应，而纯碱溶液可将Ca2＋转化为CaCO3，只有石灰乳或烧碱溶液可将Mg2＋转化为Mg(OH)2，而Ca2＋仍留在溶液中。(6)由ZnSO4溶液制备ZnSO4·7H2O，首先应将溶液加热蒸发浓缩，然后冷却析出晶体。(7)由流程图可知沉淀2中ZnO全部来自菱锌矿，由锌
元素守恒可得n(ZnCO3)＝n(ZnO)，则m(ZnCO3)＝m2 kg
81 g·mol－1
×125 g·mol－1＝125m2/81 kg，菱锌矿中ZnCO3的质量分数为125m2/81m1。
【误区辨正】无机化工流程题在背景材料上呈现新(或陌生)内容。但本质上还是落在双基上，内在要求或者核心知识考查不变。如运用化学反应原理、化学平衡和水解理论、物质制备和分离的知识、晶体知识、绿色化学的观点分析实际生产中的各种问题，我们千万不能被新包装所迷惑、所吓倒．平时要重视不熟悉的氧化还原反应方程式、特殊水解方程式的书写训练。
1．（2013京西城期末）（12分）脱硫技术能有效控制SO2对空气的污染。
（1）向煤中加入石灰石可减少燃烧产物中SO2的含量，该反应的化学方程式是_______。（2）海水呈弱碱性，主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl－、SO42－、Br－、HCO3－等离子。含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如下图所示：
①向曝气池中通入空气的目的是_______。
②通入空气后曝气池中海水与天然海水相比，浓度有明显不同的离子是_______。
a．Cl－ b．SO42－ c．Br－ d．HCO3－
（3）用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。（电极材料为石墨）
①图中a极要连接电源的（填“正”或“负”）_______极，C口流出的物质是_______。
②SO32－放电的电极反应式为_______。
③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因_______。
【答案】
（1）2SO2 +O2 +2CaCO3=2CaSO4+2CO2（2分）
2．（2013京丰台二模）（13分）工业上用某矿渣（含有Cu 2O 、Al 2O 3、Fe 2O 3、SiO 2）提取铜的操作流程如下:
已知： Cu 2O + 2H + = Cu + Cu 2+ + H 2O u(OH)（1）固体混合物A 中的成分是 。
（2）反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为 。（填离子符号）
请写出生成该离子的离子方程式 。
（3）x 、y 对应的数值范围分别是 、 。
（4）电解法获取Cu 时，阴极反应式为 ，阳极反应式
为 。
（5）下列关于
NaClO 调pH 的说法正确的是 。
a ．加入NaClO 可使溶液的pH 降低
b ．
NaClO 能调节pH 的主要原因是由于发生反应ClO －+ H +HClO ，ClO －消耗
H +，从而达到调节pH 的目的
c ．NaClO 能调节pH 的主要原因是由于N aClO 水解ClO －+ H 2O HClO+OH －，
OH －消耗H + ，从而达到调节pH 的目的
C 沉淀 沉淀C 矿固体混合
稀硫
（6）用NaClO 调pH ，生成沉淀B 的同时生成一种具有漂白作用的物质，该反应的离子
方程式为 。
3．（2013京海淀期末）（14分）氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。为生成氮化硅膜，可以用NH 3和SiH 4（硅烷）在一定条件下反应并在600℃的加热基板上生成氮化硅膜：
3 SiH 4+4NH 3
Si 3N 4+12H 2
（1）以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：
反应原理：4NH 4Cl+Mg 2Si 4NH 3↑+SiH 4↑+2MgCl 2（△H < 0）
粗硅
常温 一定条件
①NH 4Cl 的化学键类型有____________，SiH 4电子式为_______________。
②上述生产硅烷的过程中液氨的作用是________________________。
③氨气也是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO 的化学方程式
_______，实验室可利用如右图所示装置完成该反应。
在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，
白烟的主要成分是_____________。
（2）三硅酸镁（Mg 2Si 3O 8?nH 2O ）难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H 2SiO 3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_______________________________。将0.184 g 三硅酸镁加到50 mL 0.1 mol/L 盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，以甲基橙为指示剂，用0.1 mol/L NaOH 溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH 溶液30 mL ，则Mg 2Si 3O 8?nH 2O 的n 值为_________。（注：Mg 2Si 3O 8的摩尔质量为260 g/mol ）
【答案】（14分）
（1）①极性键（或共价键）、离子键
②吸收热量，保证反应在常温下进行（答“制冷”或“降温”均可）
③4NH 3+5O 2催化剂4NO+6H 2O NH 4NO 3（或：硝酸铵）
（2）Mg 2Si 3O 8?nH 2O + 4HCl == 3H 2SiO 3 + 2MgCl 2 + (n-1)H 2O
6
【解析】
试题分析：
（1）③4N H 3+5O 2催化剂
4NO+6H 2O 2NO+ O 2 ==2N O 2 3N O 2+ H 2O= 2HNO 3+ NO
NH 3+ HNO 3 == NH 4NO 3 （白烟） 设Mg 2Si 3O 8?nH 2O 的物质的量为x
（2）HCl + NaOH=NaCl+ H 2O Mg 2Si 3O 8?nH 2O + 4HCl == 3H 2SiO 3 + 2MgCl 2 + (n-1)H 2O
30*0.1*10-3 30*0.1*10-3 1 4
x 50*0.1*10-3 - 30*0.1*10-3
x=5*0.1*10-3
M Mg2Si3O8?nH2O =m/n=0.184 g/5*0.1*10-3=368(g/mol) n=(368-260)/18=6
考点：本题以化工生产为基础，考查物质结构、元素化合物性质、化学计算等知识。
4．（2013京朝阳二模）（12分）由废铁制备FeCl 2的主要过程如下：
Ⅰ．按下图所示过程制备FeCl 3?6H 2O
（1）①中产生气体的电子式是 。
（2）用离子方程式表示过程②中稀硝酸的作用 ，在该过程中要不断向溶液中
补充盐酸，目的是 。
Ⅱ．由FeCl 3 ? 6H 2O 制得干燥FeCl 2的过程如下：
ⅰ．向盛有FeCl 3 ? 6H 2O 的容器中加入SOCl 2，加热，获得无水FeCl 3
ⅱ．将无水FeCl3置于反应管中，通入①中产生的气体一段时间后加热，生成FeCl2
ⅲ．收集FeCl2，保存备用
（3） SOCl2与水接触会迅速产生白雾和SO2。加热分解FeCl3 ?6H2O不能得到无水FeCl3，而步骤ⅰ中可得到无水FeCl3，结合必要化学方程式解释得到无水FeCl3的原
因。
（4）过程ⅱ中产生FeCl2的化学方程式是。
Ⅲ．FeCl2的包装上贴有安全注意事项，部分内容如下：
（5）下列说法正确的是。
a．密闭保存、远离火源
b．可以与强氧化剂共同存放、运输
c．不宜用铁制容器包装而要用聚乙烯塑料桶包装
（6）FeCl2在空气中受热可生成氯化铁、氧化铁等，反应的化学方程式是。
5．（2013京昌平期末）(14分) 硫酸盐在生产生活中有广泛应用。
Ⅰ．工业上以重晶石（主要成分BaSO4）为原料制备BaCl2，其工艺流程示意图如下：
某研究小组查阅资料得：
BaSO 4（s ）+4C （s ）=======高温 4CO （g ）+BaS （s ）△H 1=+571.2kJ?mol -1 ①
BaSO 4（s ）+2C （s ）=======高温2CO 2（g ）+BaS （s ）△H 2=+226.2kJ?mol -1 ②
（1）用过量NaOH 溶液吸收气体，得到硫化钠。该反应的离子方程式是 。
（2）反应C （s ）+CO 2（g ）=======高温 2CO （g ）的△H = 。
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的有两个
①从原料角度看， ；
②从能量角度看，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温。
（4）该小组同学想对BaSO 4在水中的沉淀溶解平衡做进一步研究，查资料发现在某温度时
BaSO 4在水中的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。
该小组同学提出以下四种观点：
① 当向含有SO 42-的溶液中加入Ba 2+ 使SO 42-沉淀完全，则此时SO 42-在溶液中的浓
度为0
② 加入Na 2SO 4可以使溶液由a 点变到b 点
③ 通过蒸发可以使溶液由d 点变到c 点
④ d 点无BaSO 4沉淀生成其中正确的是 （填序号）。
Ⅱ．某燃料电池以CaHSO 4固体为电解质传递H +，其基本结构如图所示，电池总反应可表示
为2H 2+O 2═2H 2O 。
请回答：
（5）H+由极通过固体酸电解质传递到另一极（填a或者b）。
（6）b极上发生的电极反应是。
【答案】27．（12分，每空2分）
Ⅰ．（1）H2S+2OH- ==2S2-+H2O
（2）+172.5 kJ?mol-1
（3）使BaSO4得到充分的还原，提高BaS的产量
（4）④
Ⅱ．（5）a
（6）O2+4e-+4H+═2H2O
6．（2013京朝阳期末）（12分）某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO2，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：
① 缓慢向烧瓶中（见右图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：
SO2+ H2O = H2SO3
MnO2+ H2SO3 = MnSO4+ H2O
（铁浸出后，过量的SO2 会将Fe3+还原为Fe2+）
② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。
③ 再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右，过滤。
④ 调节滤液pH为6.5～7.2 ，加入NH4HCO3 ，有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、
干燥，得到高纯碳酸锰。
回答：
（1）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6 的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是。
（2）查阅表1，③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是。②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是，相应反应的离子方程式为。
（3）Cu2+，经过滤，得到纯净的MnSO4。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_________________。
（4）④中加入NH4HCO3 后发生反应的离子方程式是____________________。
（5）检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是。
（5）取少量最后一次洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净；反之则未洗干净。（2分）（其他答案合理，给分）
【解析】
7．（2013京昌平期末）（14分）二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等，二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。
Ⅰ．二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：可用含有Fe 2O 3的钛铁矿（主要成分为FeTiO 3，其中Ti 元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：
（1）Fe 2O 3与H 2SO 4反应的离子方程式是_________________________________。
（2）甲溶液中除含TiO 2+之外还含有的金属阳离子有__________________。
（3）加Fe 的作用是_________________________________。
方法2：TiCl 4水解生成TiO 2·x H 2O ，过滤、水洗除去其中的Cl －，再烘干、焙烧除去水分
得到粉体TiO 2 ，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
（4）① TiCl 4水解生成TiO 2·x H 2O 的化学方程式为
_______________________________；
② 检验TiO 2·x H 2O 中Cl －是否被除净的方法是
______________________________。
Ⅱ．二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO 2制取单质Ti ，涉及到的步骤如下：
反应②的方程式是 ，该反应需要在Ar 气氛中进行，请解释原因：
_____________。
【答案】28.（14分，每空2分）
（1）Fe 2O 3+6H +=2 Fe 3++3H 2O
（2）Fe 3+ 、Fe 2+
（3）将Fe 3+ 转化为Fe 2+
（4）①TiCl 4 + (x+2)H 2O （过量） TiO 2·xH 2O↓ + 4HCl （写==不扣分）
②取少量水洗液，滴加硝酸酸化的A g N O 3溶液，不产生白色沉淀，说明C l
－已除净。 （5）TiCl 4 +2Mg ====2MgCl 2 + Ti
防止高温下Mg(Ti)与空气中的O 2(或CO 2、N 2)作用
TiO 2 Ti ② ① 800℃
【解析】
8．（2013京东城期末）19．（9分）亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。
（1）Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是、（填化学式）。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是。
（3）A的化学式是，装置Ⅲ中A在极区产生。
（4）ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备：5NaClO2+ 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑ + 2H2O。
①该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是。
②研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，运
用氧化还原反应规律分析其原因是。
（5）NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的量相同，从电子守恒的角度解释
其原因是。
【答案】（10分）
（1）Na2SO3 H2O
+ O2↑+ 2H2O
（2）2ClO2 + H2O2 + 2OH－ = 2 ClO-
2
（3）H2SO4阳
（4）1∶4 ；ClO-
的氧化性或Cl－的还原性随溶液的酸性和浓度的增大而增强，因此
2
Cl－被氧化得到Cl2