化工工艺流程综合题（1）
1、铬元素的+6价化合物毒性较大,不能随意排放。某化工厂以铬渣(含有Na 2SO 4及少量
227Cr O -、Fe 3+)为原料提取硫酸钠,同时制备金属铬的工艺流程如下
已知:Fe 3+
完全沉淀[c(Fe 3+
)≤1.0×10-5
mol·L -1
时pH 为3.6。回答下列问题:( （1）.滤渣A 的主要成分为___________。
（2）.根据下图信息,操作B 包含蒸发结晶和__________。
（3）.酸化后的227Cr O -可被23SO -
还原,该反应中若有0.5mol 227Cr O -被还原为Cr 3+
,则消耗
23SO -的物质的量为__________mol 。
（4）.将重铬酸钠与浓硫酸加热熔融反应、再分离除去硫酸氢钠可以制得工业用粗化液的主要成分CO 3(铬酐),写出该反应的化学方程式______________________。
（5）.通过两步反应可以实现Cr(OH)转化为Cr,若第一步反应为2Cr(OH)3
Cr 2O 3+3H 2O;
第二步反应利用了铝热反应原理,则该反应方程式为________________________。 （6）.利用如图装置,探究铬和铁的活泼性强弱。能证明铁比铬活泼的实验现象是______________________。工业上,在钢器具表面镀铬以增强器具的抗腐蚀性能,用硫酸铬[Cr 2(SO 4)3]溶液作电解液,阴极的电极反应式为______________________。
2、钛(T)因具有硬度大、熔点高、耐酸腐蚀等优点而被应用于航空、电子等领域,由钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁FeTiO3)提取金属钛并获得副产品FeSO4·7H2O的工艺流程如下:
（1）.钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4。常温下,该物质易溶于酸性溶液,在pH=5.0时开始转化为钛酸沉淀,则物质A是___________(填化学式,下同),B是___________;步骤Ⅳ生成TiO(OH)2(H2TiO3)的离子方程式是______________________。
（2）.已知FeSO4·7H2O和TiOSO4的溶解度曲线如图所示,则步骤Ⅲ采用的操作是
__________。
（3）. 工业上可通过下列反应由TiO2制备金属Ti:
TiO2+2C+2Cl2TiCi4+2CO
TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2
已知:常温下TiCl4是一种极易水解的无色液体,沸点为136.4℃。
①从下列供选用的装置中选择合适的装置制备TiCl4,按气流方向连接起
来:A→___________→___________→___________→___________→C→___________。
②下列仪器中盛放的药品分别是B___________,G___________。
（4）.一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。称取TiO2样品0.60g,消耗0.20mol·L-1的NH4Fe(SO4)2溶液36.75mL,则样品中TiO2的质量分数是__________。
3、NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图:
请回答下列问题:
（1）.用稀硫酸溶解废渣时,为了提高浸取率可采取的措施有__________(任写一点)。（2）.向滤液中滴入适量的Na2S溶液,目的是除去Cu2+、Zn2+,写出除去Cu2+的离子方程
式:__________________________。
（3）.在40℃左右,用6%的H2O2氧化Fe2+,再在95℃时加入NaOH调节pH,除去铁和铬。此外,还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下水解,最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠
[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。如图是温度一pH与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域[已知25℃时,Fe(OH)3的K sp=2.64×10-39]。下列说法正确的是(选填序号)__________。
a. FeOOH中铁为+2价
b.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.6×10-29mol·L-1
ClO+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+的离子方程式为6Fe2++-
3
d.工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁钒钠,此时水体的pH约为3
（4）.上述流程中滤液I的主要成分是___________。
（5）.操作I的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂:6mol·L-1的H2SO4溶液、蒸馏水、pH 试纸):
①__________________________________;
②__________________________________;
③蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得NiSO4·6H2O晶体;
④用少量乙醇洗涤NiSO4·6H2O晶体并晾干。
4、NaH2PO2(次磷酸钠)易溶于水,水溶液近中性,具有强还原性,可用于化学镀银、镍、铬等。一种利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如下:
已知P4与两种碱的反应主要有:
Ⅰ. 2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2↑
Ⅱ. 4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·H2O+2H2↑
Ⅲ. 4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑
Ⅳ. NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑
（1）.尾气中的PH3被NaClO溶液吸收生成NaH2PO2和NaCl的离子方程式为
________________________________
（2）. “反应”阶段,在温度和水量一定时,混合碱总物质的量与P4的物质的量之比
[n(碱)/n(磷)]与NaH2PO2产率的关系如图所示。当n(碱)/n(磷)>2.6时,NaH2PO2的产率随
n(碱)/n(磷)的增大而降低的可能原因是__________________________________________。
（3）.常温下通CO2“调pH”应至溶液的pH约为________,滤渣2主要成分为
____________(填化学式)。
（4）.“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba(OH)2及Na2S溶液除去其中Cl-及Fe2+等,其中加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多,其主要原因_________________________________。
（5）.用NiCl2与NaH2PO2溶液化学镀Ni,同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为
_______________________________。
5、二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如下:
已知:①Ce4+能与结合成[CeSO4]2+;
②在硫酸体系中,Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能。
（1）.焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式为。
（2）.“萃取”时存在如下反应:Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+
①实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器为烧杯和.
②图中D是分配比,表示Ce(IV)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比().保持其他条件不变,在起始料液中加入不同量的Na2SO4
以改变水层中的c(),解释D随起始料液中c()变化的原
因: .
③在D=80的条件下,取20mL含Ce(IV)总浓度为0.1mol·L-1的酸浸液,向其中加入10mL萃取剂(HA)2,充分振荡,静置,此时水层中c([CeSO4]2+)= 。(结果保留三位有效数字)
（3）.“反萃取”中,在稀硫酸和H2O2的作用下CeO2转化为Ce3+。H2O2在该反应中的作用与下列反应中H2O2的作用相同的是( )
A.H2O2和MnO2混合制O2
B.用H2O2处理含酸性K2Cr2O7的废水
C.H2O2和CaO混合制备CaO2
D.用稀硫酸和H2O2的混合液溶解金属Cu
（4）.当溶液中c(Ce3+) =1.0×10-5moI·L-1时,可认为Ce3+沉淀完全,此时溶液的pH
为(已知298K时,K sp[Ce(OH)3] =1.0×10-20);"氧化过滤” 步骤中氧化过程的离子方程式为.
（5）.取上述流程中得到的CeO2产品m g,加硫酸溶解后,加入V1mL a mol·L-1FeSO4溶液(足量),使铈被还原为Ce3+(其他杂质均不反应,Ce3+为无色),用b mol·L-1的标准酸性KMnO4溶液去滴定过量的FeSO4,消耗标准溶液V2 mL,则该产品中CeO2的质量分数
为%。下列操作可能使测定结果偏低的是.
A. 滴定前平视读数,滴定终点时仰视读数
B. 滴定时锥形瓶内溶液一变红就立即停止滴定
C. 滴定管尖嘴部分,滴定前无气泡,滴定后有气泡
6、印刷电路板(简称PCB)是电子产品的重要组成部分,在PCB的加工过程中,常采用碱性蚀刻法,蚀刻后的废液中存在大量的[Cu(NH3)4]Cl2,如果直接排放不仅造成资源浪费,而且污染环境。下图是碱性蚀刻制PCB,并利用蚀刻废液制碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)的工艺流程
（1）.碱性蚀刻时发生反应的化学方程式为__________
（2）.滤液a的溶质主要是__________(化学式)
（3）.不同的氨铜比和碳铜比条件下溶解CuO得A溶液,实验结果如下图,该反应的最佳实验条件为__________(氨铜比指n(NH3):n(CuO),碳铜比指n(NH4HCO3):n(CuO))
（4）.A溶液主要含[Cu(NH3)n]2+,对溶液中析出的无水碳酸盐进行分析后,测得元素质量分数为N:17.5%,Cu:39.7%,则此蓝色晶体的化学式是__________
（5）.写出真空蒸氨反应的化学方程式__________
（6）.蒸氨时,如果选择在常压80℃条件下进行,即使反应24小时,也仅有少量氨蒸出,且不Cu2(OH)2CO3沉淀析出。原因为__________
（7）.除流程中标出的循环使用的物质外,还可循环使用的物质有__________
（8）.已知某次实验从0.4L含Cu元素140g/L的蚀刻废液获得碱式碳酸铜82.5g,则Cu元素回收率为__________(结果保留至1%)。
答案以及解析
1答案及解析：
答案：1.Fe(OH)3; 2.趁机过滤; 3.1.5; 4.Na2Cr2O7+2H2SO4(浓)2NaHSO4+2CrO3+H2O
5.Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr
6.Cr电极上产生气泡,溶液颜色变成浅绿色;Cr3++3e-=Cr
解析：
2答案及解析：
答案：1.Fe;H2O;TiO2++2H2O=TiO(OH)2+2H+
2.降温、结晶、过滤;
3.①E、B、D、C;②浓H2SO4;NaOH溶液
4.98%
解析：
3答案及解析：
答案：1.加热或搅拌或增大硫酸浓度等; 2.Cu2++S2-=CuS↓
3.c;
4.NiSO4;
5.①过滤,并用蒸馏水洗净沉淀②向沉淀中加6mol·L-1的H2SO4溶液,直至恰好完全
解析：
4答案及解析：
H PO-+2Cl-+H2O
答案：1.PH3+2ClO-+OH-=
22
2.过量的碱将NaH2PO2转化为Na2HPO3
3.7;CaCO3和Al(OH)3
H PO-
4.过量的Ag+会氧化
22
5.2NiCl2+NaH2PO2+2H2O=2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl
解析：
5答案及解析：
答案： 1.4CeFCO3+O2+2Na2CO34CeO2+4NaF+6CO2
2.①分液漏斗②随着c()增大,水层中Ce4+与结合成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向生成[CeSO4]2+的方向移动,D迅速减小
③2.44×10-3mol·L-1
3.B;
4.9;2Ce(OH)3+ClO-+H2O2Ce(OH)4+Cl-
5.;A
解析： 1.
由流程图可知焙烧后生成CeO2与NaF,其中Ce的化合价升高,O的化合价降低,根据化合价升降相等及原子守恒可得反应的化学方程式为
4CeFCO3+O2+2Na2CO34CeO2+4NaF+6CO2.
2.
①萃取时要进行分液操作,故要用到的主要玻璃仪器为烧杯和分液漏斗。
②由题知“萃取”时存在反应:Ce4++(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+,随着增大,水层中Ce4+与结合成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向生成[CeSO4]2+的方向移动, 则D减小。
③由D的表达式可得,
即c[Ce·(H2n-4A2n)]=80c([CeSO4]2+,依据题意有
0.1mol·L-1×20×10-3L=20×10-3L×c([CeSO4]2+)+10×10-3L×80c([CeSO4]2+),
解得c([CeSO4]2+)=2.44×10-3mol·L-1.
3.在稀硫酸和H2O2的作用下CeO2转化为Ce3+,CeO2被还原,则H2O2作还原剂。在H2O2和MnO2混合制O2的反应中,H2O2既作氧化剂又作还原剂,A不符合;
在用H2O2处理含酸性K2C2Cr2O7的废水的反应中,H2O2作还原剂,B符合;
在H2O2和CaO混合制备CaO2的反应中,H2O2既不作氧化剂又不作还原剂,C不符合;
在用稀硫酸和H2O2的混合液溶解金属Cu的反应中,H2O2作氧化剂,D不符合。
4.K sp[CHOH)3]=c(Ce3+)·c3(OH-) =1.0×10-20,当溶液中C(Ce3+)=1.0×10-5mol·L-1时,认为Ce3+沉淀完全,代入K sp[Ce(OH)3]中可得C3(OH-) =10-15,则c(OH-)=10-5mol·L-1,c(H+)=10-9mol·L-1,所以pH =9;由流程可知“氧化过滤"步骤中ClO-作氧化剂将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4,根据化合价升降相等及电荷守恒可得离子方程式为2Ce(OH)3+ClO-+H2O2Ce(OH)4+Cl-
5.利用得失电子守恒可找出关系式:KMnO4~5FeSO4,可得溶液中剩余的
n(FeSO4)=5bV2×10-3mol,则与CeO2反应的FeSO4的物质的量为a
mol·L-1×V1×10-3L-5bV2×10-3mol=(aV1-5bV2)×10-3mol,再由关系式CeO2~FeSO4,可得
n(CeO2)=(aV1-5bV2) ×10-3mol,则产品中CeO2的质量分数为
。
滴定终点时仰视读数,会使读取的KMnO4溶液体积偏大,即V2偏大,最终测定结果偏低,A正确: 滴定时锥形瓶内溶液一变红就立即停止滴定,此时还未达滴定终点,加入的V2偏小,使测定结果偏高,B锗误;滴定管尖嘴部分,滴定前无气泡,滴定后有气泡,则气泡占据滴定管中剩余溶液一部分体积,使V2偏小,测定结果偏高, C错误。
6答案及解析：
答案：1.2Cu+O2+4NH3·H2O+4NH4Cl=2[Cu(NH3)4]Cl2+6H2O
2.NaCl;
3.氨铜比3.0:1,碳铜比1.25:1, 0.06MPa, 80~95℃
4.[Cu(NH3)2]CO3
5.2[Cu(NH3)2]CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NH3↑+CO2↑
6.氨气极易溶于水,常压不容易蒸出,且[Cu(NH3)2]2+稳定
7.气体a(或NH3)
8.85%
解析：1.碱性蚀刻时,蚀刻后的废液中存在大量的[Cu(NH3)4]Cl2,结合工艺流程图,碱性蚀刻时Cu、O2、NH3·H2O和NH4Cl反应生成[Cu(NH3)4]Cl2,根据得失电子守恒和原子守恒得反应的化学方程式为2Cu+O2+4NH3·H2O+4NH4Cl2[Cu(NH3)4]Cl2+6H2O。
2.由流程图可知,含大量[Cu(NH 3)4]Cl 2的蚀刻废液中加入NaOH 溶液后加热生成CuO 和气体a,气体a 为NH 3,则根据原子守恒可知,滤液a 的溶质主要是NaCl 。
3.根据图像,氨铜比为3.0:1、碳铜比为1.25:1时CuO 的溶解率较高,最佳实验条件为氨铜比为3.0:1,碳铜比为1.25:1
4.A 溶液主要含[Cu(NH 3)n ]2+
,其中N 元素质量分数为17.5%,Cu 元素质量分数为39.7%,根据原子守恒得()()317.5%39.7%
:2:11463.5
NH :Cu n n =
=,故此蓝色晶体的化学式为()332Cu NH CO ????。 5.根据流程图知真空蒸氨时,[Cu(NH 3)2]CO 3分解放出氨气,同时生成Cu 2(OH)2CO 3,反应的化学方程式为2[Cu(NH 3)2]CO 3+H 2O
Cu 2(OH)2CO 3+4NH 3↑+CO 2↑
6.由于氨气极易溶于水,常压不容易蒸出,且[Cu(NH 5)2]2+
较稳定,因此在常压下80℃进行,即使反应24小时,也仅有少量氨蒸出 7.气体a 为氨气,氨气可以被循环使用
8.82.5g 碱式碳酸铜中含有铜元素的质量63.52
82.547.41,63.523460
g g Cu ?=?≈?++元素回
收率47.41100%85%0.4140/g
L g L
=?≈?
聚焦高考化学工业流程题 —以2019年全国各类高考试卷为例 周俊清 摘要：以2019年全国Ⅰ卷、全国Ⅱ卷、全国III卷、北京卷和江苏卷中的化工流程题型为研究对象，采用文献参考法、试卷研究法和统计分析法，从试题分值比重、考查知识、内容水平和核心素养等方面进行分析统计，并结合2019及部分2018高考化学真题探讨化工流程题型的特征，聚焦高考化工流程题的基本分析策略。 关键词：高考；化工流程；核心素养；分析策略 化工流程题往往是以真实的工业生产过程为背景，一般以流程图的形式呈现，也有少数会以文字附带表格、图像等形式出现，化工流程题能够综合考查学生各个方面的基础知识，覆盖面较广，主要体现在考查学生获取信息的能力、分解问题的能力、应用已有知识解决实际问题的能力、表达能力等，该题型经常结合社会环境问题、资源综合开发利用等方面，要求学生要立足当下社会环境中，理性看待化工与社会生产生活的关系，强化学生的环保意识和社会责任感[1]。 本文以2019年全国Ⅰ卷、全国Ⅱ卷、全国III卷、北京卷（2018年卷）和江苏卷中的化工流程题型为研究对象，对化工流程题进行剖析，以明了工业生产流程主线与核心，掌握化工流程题的解题思路。 1. 2019年化学试卷中化工流程题分析 从试题分值比重、考查知识、内容水平和核心素养等方面来研究2019年四类化学试卷及2018年北京卷中化工流程题。 1.1 高考化学化工流程题的分值比重 大部分省份2019年的高考化学试卷中都会有至少一个化工流程图题，但2019年的北京卷中并没有出现我们熟悉的一般意义上的化工流程题型，其考查的四个大题目与2018年大体上没有很大变化，具体为25——有机合成，27——化学反应原理大综合考查，28——带实验装置图的探究性实验考查，而26题由18年化工流程图题型变成了19年的纯文字描述的实验题，故以18年的北京卷26题代替19年的进行分析。 大部分省份的2019年的高考化学试卷中化工流程题的分值所占比重均在12%以上，其中以全国Ⅰ卷和全国Ⅱ卷所占比例最大（见表１）。由此可见，在全国统考卷中命题的大趋势上看，化工流
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。
必考大题 3－3化学工艺流程综合题 押题训练 1．硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣，其主要成分是MgO，还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为______________________________________。 (2)Na2B4O7易溶于水，也较易发生水解：B4O2－7＋7H2O4H3BO3(硼酸)＋2OH－(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式：_____________________________________________ ___________________________。 (3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于浓盐酸的黑色固体，写出生成黑色固体的离子方程式：_____________________________________________ ___________________________
___________________________________________ _____________________________。 (4)加入MgO的目的是_____________________________________________ ___。 (5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表： 444 明“操作A”步骤为____________________。 (6)Na2B4O7·10H2O失去全部结晶水后的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂——NaBH4”(该过程B的化合价不变)。 ①写出NaBH4的电子式：______________。 ②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力，其定义是：每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为________(计算结果保留两位小数)。 ③在碱性条件下，在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠，写出阴极室的电极反应式：________________________________________________________________________。 解析：(1)Na2B4O7·10H2O中，钠的化合价＋1价，氧的化合价－2价，设B的化合价为x价，根据元素化合价代数和为0计算：2×(＋1)＋4x＋(－2)×7＝0，x＝＋3。(2)在Na2B4O7溶液中加入硫酸，会促进水解，反应生成硼酸，化学方程式为Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O＝Na2SO4＋4H3BO3↓。(3)NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn2＋氧化成MnO2，生成黑色固体的离子方程式为ClO－＋Mn2＋＋H2O===MnO2＋Cl－＋2H＋。(4)加入MgO的目的是调节溶液的pH值，使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀除去。(5)温度对MgSO4、CaSO4的溶解度有影响，温度越高，CaSO4溶解度越小，故可以采用蒸发浓缩、趁热过滤的方法除去CaSO4。
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
2019年高考化学工艺流程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。 ③冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝？ 提示：不能；因为AlCl3属于共价化合物。 2．硅的制备 石英砂①焦炭高温粗硅②Cl2加热四氯化硅③H2高温纯硅 (1)涉及反应 ①SiO2＋C 高温 Si＋CO↑ ②Si＋Cl2加热 SiCl4 ③SiCl4＋H2高温 Si＋4HCl (2)问题探讨 ①步骤①中石英砂与焦炭高温下反应时为什么要隔绝空气？ 提示：高温下，焦炭和空气中的O2发生反应。
高中化学工艺流程练习题（3） ·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2·6H2O 的一种新工艺流程如下图： 已知： ①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑ ②CoCl2·6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。 ③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3 开始沉淀 完全沉淀 请回答下列问题： ⑴在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废 料，其主要优点为。 ⑵加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是。 ⑶操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是、和过滤。 ⑷制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是。 ⑸为测定产品中CoCl2·6H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量 的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100％，其原因可能是。 ⑹在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O，采用的方法是 。 答案．．⑴减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐 ⑵～ ⑶蒸发浓缩、冷却结晶 ⑷降低烘干温度，防止产品分解 ⑸样品中含有NaCl杂质；烘干时失去了部分结晶水 ⑹将产品溶于乙醚过滤后，再蒸馏
【例10】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的总化学方程式：。 （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。 的浓度促进反应发生 A．提供制备所需的氮元素 B．增大CO2 3 C．作反应的催化剂 D．生产1 mol (NH4)2SO4，至少消耗 2 mol NH3答案（1）化肥 CaSO4＋2NH3＋CO2+ H2O＝CaCO3↓＋(NH4)2SO4 （2）B （3） CO2、NH3（4）蒸发 ．．过滤 ．．（5）ABD ．．浓缩冷却结晶 【例11】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%~%）的主要流程如下： （1）除杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH为~，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，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 g样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容； b.量取 mL待测溶液于锥形瓶中； c.用mol·Ｌ-1 AgNO3溶液滴定至终点，消耗 AgNO3溶液体积的平均值为 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；。答案．（1）取上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe(OH)3沉淀完全（2）中和Ca(OH)2；防止溶液吸收空气中的CO2 （3）①酸式滴定管②% ③样品中存在少量的NaCl；少量CaCl2·2H2O失水【例12】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：
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?
可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C12N14O16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ar 40 Fe 56 I 127 7．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。 下列说法错误的是 A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 8．关于化合物2?苯基丙烯（右图），下列说法正确的是 A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B．可以发生加成聚合反应 C．分子中所有原子共平面 D．易溶于水及甲苯 9．实验室制备溴苯的反应装置如下图所示， 关于实验操作或叙述错误的是 A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色 C．装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢 D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯 10．固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图。下列叙述错误的是 A．冰表面第一层中，HCl以分子形式存在 B．冰表面第二层中，H+浓度为5×10?3 mol·L?1（设冰的密度为0.9 g·cm?3） C．冰表面第三层中，冰的氢键网格结构保持不变 D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HCl H++Cl? 11．NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾（邻苯二甲酸H2A的K a1=1.1×10?3 ，K a2=3.9×10?6）溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b点为反应终点。下列叙述错误的是 A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关 B．Na+与A2?的导电能力之和大于HA?的 C．b点的混合溶液pH=7 D．c点的混合溶液中，c(Na+)>c(K+)>c(OH?)
高中化学工艺流程练习题（3） ·6H 2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl 2 ·6H 2 O 的一种新工艺流程如下图：已知： ①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co＋2HCl=CoCl 2＋H 2 ↑ ②CoCl 2·6H 2 O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时， 失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。 ③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 请回答下列问题： ⑴在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为。 ⑵加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是。 ⑶操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是、和过滤。 ⑷制得的CoCl 2·6H 2 O需减压烘干的原因是。 ⑸为测定产品中CoCl 2·6H 2 O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量 的AgNO 3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl 2 ·6H 2 O的 质量分数大于100％，其原因可能是。 ⑹在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl 2·6H 2 O，采用的方法是 。 答案．．⑴减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐⑵～ ⑶蒸发浓缩、冷却结晶 ⑷降低烘干温度，防止产品分解 ⑸样品中含有NaCl杂质；烘干时失去了部分结晶水 ⑹将产品溶于乙醚过滤后，再蒸馏
【例10】 某工厂用CaSO 4、NH 3、CO 2制备(NH 4)2SO 4，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(NH 4)2SO 4的总化学方程式： 。 （2）a 和b 分别是 （填序号）。 A ．足量CO 2、适量NH 3 B ．足量NH 3、适量CO 2 C ．适量CO 2、足量NH 3 D ．适量NH 3、足量CO 2 （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(NH 4)2SO 4晶体，必要的操作步骤是 。 （5）上述流程中，有关NH 3作用的说法正确的是 。 A ．提供制备所需的氮元素 B ．增大CO 23 的浓度促进反应发生 C ．作反应的催化剂 D ．生产1 mol (NH 4)2SO 4，至少消耗2 mol NH 3 答案（1）化肥 CaSO 4＋2NH 3＋CO 2+ H 2O ＝CaCO 3↓＋(NH 4)2SO 4 （2）B （3） CO 2、NH 3 （4） 蒸发．．浓缩 冷却结晶．． 过滤．． （5）ABD 【例11】 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 +、Al 3+、Fe 3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl 2·2H 2O 的质量分数为%~%） 的主要流程如下： （1）除杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH 为~，以除去溶液中的少量Al 3+、Fe 3+。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，其目的有：①防止Ca 2+在蒸发时水 解；② 。 （3）测定样品中Cl -含量的方法是：a.称取 g 样品，溶解，在250 mL 容量瓶中定容； b.量取 mL 待测溶液于锥形瓶中； c.用 mol·L -1 AgNO 3溶液滴定至终点，消耗AgNO 3溶液体积的平均值为 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CaCl 2·2H 2O 的质量分数为 。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl 2·2H 2O 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 ； 。 答案．（1）取上层清液，滴加KSCN 溶液，若不出现血红色，表明Fe(OH)3沉淀完全 （2）中和Ca(OH)2；防止溶液吸收空气中的CO 2 （3）①酸式滴定管 ②% ③样品中存在少量的NaCl ； 少量CaCl 2·2H 2O 失水 【例12】 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：
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
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”的主要成分是________。
2019高考真题化工流程题汇编（带答案） 1．（2019全国Ⅲ，26）（14分）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题： 相关金属离子[c0(Mn2+)=0.1 mol·L?1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+ 开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 （1 应的化学方程式____________________________________________________。 （2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。 （3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。 （4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。 （5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。 （6）写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNi x Co y Mn z O2，其中Ni、 时，z=___________。 Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=1 3 答案：（1）SiO2（不溶性硅酸盐）MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O （2）将Fe2+氧化为Fe3+ （3）4.7 （4）NiS和ZnS （5）F?与H+结合形成弱电解质HF，MgF 2Mg2++2F?平衡向右移动 （6）Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
高中化学工艺流程练习题（4） 1某厂排放的废液含有大量的K+、Cl-、Br-，少量的Ca2+、Mg2+、SO2-4。某研究性学习小组拟取这种工业废水来制取较纯净的氯化钾晶体及液澳，他们设计了如下流程： 可供 试剂a、b、c选择的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、苯、CCl4、H2O2溶液、KMnO4(H+)溶液。 根据以上流程回答相关问题： （1）试剂a、b分别是、。 （2）操作①、②、③、④的名称是（填字母序号） a过滤、分液、过滤、蒸发结晶b分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶 c分液、过滤、过滤、蒸发结晶d分渣、分液、过滤、蒸发结晶（3）除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO-24离子，选出e所代表的试剂，按滴加顺序依次是（只填化学式）。 （4）调节pH的作用是；操作方法是。 （5）操作④中用到的瓷质仪器名称是____ 。答案 2.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与操作③相同，该操作名称是：___________________。 (3)反应器中，NaOH、NaClO及Fe(NO3)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Na2FeO4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。 答案（1）为了加速反应物之间的接触，加快化学反应速率。（2）过滤 (3)2Fe3+ + 3ClO─ + 10OH─ == 2FeO42─ + 3Cl─ + 5H2O (4)L； (5) Fe + 8OH──6e─ == FeO42─ + 4H2O 【例10】某化学兴趣小组为探索工业废料的再利用，在实验室中用含有铝、铁、铜的合金制取氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。其实验方案如下： (1)所加试剂①、②分别是__________________。 (2)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是 _______________________________________________________________________ _； 从滤渣F制取胆矾的第一步操作最好采用 _______________________________________________________________________ _。 (3)上述实验方案中，有一步设计明显不合理，请你予以指出，并说明理由 __________________________ __________________________ ____________________。 答案(1)NaOH溶液和稀硫酸(2) 在隔绝空气的条件下，蒸发浓缩、冷 却结晶将滤渣F在空气中灼烧(3) 由滤液A制得氯化铝溶液不合理，所
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：
高考化学工业流程题基础练习 【例1】 某固体混合物可能由Al 、（NH 4）2SO 4、MgCl 2、AlCl 3、FeCl 2中的一种或几种组成，现对该混合物 作如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据已换算成标准状况下的体积）： 回答下列问题： ⑴混合物中是否存在FeCl 2 ___（填“是”或“否”）； ⑵混合物中是否存在（NH 4）2SO 4 ___（填“是”或“否”），你的判断依据是 。 ⑶写出反应④的离子方程式： _ _ _ 。 ⑷请根据计算结果判断混合物中是否含有AlCl 3（说出你的计算依据，不要求写计算过程） _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ⑸把AlCl 3溶液中加热浓缩蒸干，不能得到AlCl 3·6H 2O 晶体，请你设计一个可行的简易实验方案，怎 样从溶液中得到较纯的AlCl 3·6H 2O 晶体 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【例2】 碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石（主要成分为Li 2O ?Al 2O 3?4SiO 2）为原材料制 备Li 2CO 3的工艺流程如下： 已知：Fe 3+、Al 3+、Fe 2+和Mg 2+ 以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH 分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li 2SO 4、LiOH 和Li 2CO 3在303K 下的溶解度分别为34.2g 、12.7g 和1.3g ． （1）步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________． （2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li +、SO 42-,另含有Al 3+、Fe 3+、Fe 2+、Mg 2+、Ca 2+、Na + 等杂质， 需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH 到6.0- 6.5，沉淀部分杂质离子如 ，然后分离得到浸出液。 （3）步骤Ⅱ中，将适量的H 2O 2溶液、石灰乳和Na 2CO 3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有 ___________． （4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为____________． （5）母液中的主要溶质有_____________． 【例3】 科学家预测“氢能”将是未来最理想的新能源。请回答下列问题： （1）实验测得，1g 氢气燃烧生成液态水放出142．9 kJ 热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 _______________________________________ （2）利用水分解制备H 2，某化学家设计了下列化学反应步骤： ①_____________（反应条件750℃） ②2HBr+Hg HgBr 2+H 2↑ 28.1g 固过量浓NaOH ，? ① 11.2L 气碱石灰 体积不变 ② 白色沉淀久置 ③ 无明显变无色溶液 稀盐④ 白色沉过量稀盐⑤ 无色溶液 6.72L 气
26.（14分） 过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。学.科网.以下是一 种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题： （一）碳酸钙的制备 （1）步骤①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于____。 （2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是______（填标号）。 a ．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b ．玻璃棒用作引流 c ．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁 d ．滤纸边缘高出漏斗 e ．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 (二)过氧化钙的制备 （3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性（填“酸”、“碱”或“中”）。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是___________。 （4）步骤③中反应的化学方程式为________，该反应需要在冰浴下进行，原因是_________。 （5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_______。 （6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得 石灰石 双氧水和 氨水 盐过滤 滤CaCO 碳酸铵溶液 过滤 白色结晶 稀盐酸、煮沸、过滤 滤液 CaCO 3 过滤 氨水和双氧水
到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是______，产品的缺点是_______。 28.（14分） 以硅藻土为载体的五氧化二钒（V 2O 5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V 2O 5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： 物质 V 2O 5 V 2O 4 K 2SO 4 SiO 2 Fe 2O 3 Al 2O 3 质量分数/% 2.2~2.9 2.8~3.1 22~28 60~65 1~2 <1 回答下列问题： （1）“酸浸”时V 2O 5转化为VO 2+，反应的离子方程式为___________，同时V 2O 4转成VO 2+。“废渣1”的主要成分是__________________。 （2）“氧化”中欲使3 mol 的VO 2+变为VO 2+，则需要氧化剂KClO 3至少为______mol 。 （3）“中和”作用之一是使钒以V 4O 124?形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。 强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”、“碱”或“中”）。 （5）“流出液”中阳离子最多的是________。 （6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH 4VO 3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式 ____________。 27、(2015新课标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 2O 5·H 2O 和Fe 3O 4，还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等)为原料制备硼酸(H 3BO 3)的工艺流程如图所示： 回答下列问题： 废矾 催化剂 酸浸 离子 交换 氧化 中和 洗脱 沉钒 煅烧 V 2O 5 浸液 H 2SO 4 KClO 3 KOH 淋洗液 NH 4Cl 废渣1 废渣2 流出液 （4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH + V 4O 124? R 4V 4O 12 + 4OH ?(ROH 为 离子交换