专题15 工艺流程题
1．[2019新课标Ⅰ]硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
（2）“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的化学试剂是_________。
（3）根据H3BO3的解离反应：H3BO3+H2O H++B(OH)?4，K a=5.81×10?10，可判断H3BO3是______酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。
（4）在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回____ _______工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
2．[2019新课标Ⅱ]立德粉ZnS·BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为__________（填标号）。
A．黄色B．红色C．紫色D．绿色
（2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_________________
_____。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能
2019年高考真题
源气体，该反应的化学方程式为______________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___________（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
（3）成品中S 2?的含量可以用“碘量法”测得。称取m g 样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000 m
ol·L ?1的I 2?KI 溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min ，有单质硫析出。以淀粉
为指示剂，过量的I 2用0.1000 mol·L ?1Na 2S 2O 3溶液滴定，反应式为I 2+2223S O ?2I ?+246S O ?。测
定时消耗Na 2S 2O 3溶液体积V mL 。终点颜色变化为_________________，样品中S 2?的含量为______________（写出表达式）。
3．[2019新课标Ⅲ] 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[c 0(M n +)=0.1 mol·L ?1]形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下： 金属离子
Mn 2+ Fe 2+ Fe 3+ Al 3+ Mg 2+ Zn 2+ Ni 2+ 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）“滤渣1”含有S 和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式
____________________________________________________。
（2）“氧化”中添加适量的MnO 2的作用是________________________。
（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Zn 2+和Ni 2+，“滤渣3”的主要成分是______________。
（5）“除杂2”的目的是生成MgF 2沉淀除去Mg 2+。若溶液酸度过高，Mg 2+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 O 2，其中Ni 、Co 、Mn
的化合价分别为+2、+3、+4。当x =y =13
时，z =___________。
4．[2019江苏]实验室以工业废渣（主要含CaSO 4·2H 2O ，还含少量SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3）为原料制取轻质CaC O 3和(NH 4)2SO 4晶体，其实验流程如下：
（1）室温下，反应CaSO 4(s)+23CO ?(aq)CaCO 3(s)+24SO ?(aq)达到平衡，则溶液中()()2
423SO CO c c ??
=
[K sp (CaSO 4)=4.8×10?5，K sp (CaCO 3)=3×10?9]。
（2）将氨水和NH 4HCO 3溶液混合，可制得(NH 4)2CO 3溶液，其离子方程式为 ；
浸取废渣时，向(NH 4)2CO 3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。
（3）废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃，搅拌，反应3小时。温度过高将
会导致CaSO 4的转化率下降，其原因是 ；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO 4转化率的操作有 。
（4）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO 3所需的CaCl 2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制
取CaCl 2溶液的实验方案： [已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2]。
5．[山东省威海市2019届高三5月高考模拟考试]铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。从某矿渣[成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等]中回收NiSO4的工艺流程如下：
已知(NH4)2SO4在350℃分解生成NH3和H2SO4，回答下列问题：
（1）“浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外，还含有___________(写化学式)。
（2）矿渣中部分FeO焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为________________________。
（3）向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+(浓度为1．0×10-3mol·L-1)，当溶液中c(F-)=2．0×10-3mol·L -1时，除钙率为______________[K sp(CaF2)=4．0×10-11]。
（4）溶剂萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离：
()()()()
2
Fe22H
RH FeR
++
++
水相有机相有机相水相。萃取剂与溶液的体积比(V0／V A)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图1所示，V0／V A的最佳取值为____________。在______(填“强碱性”“强酸性”或“中性”)介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。
图1 图2
（5）以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图2所示。通电后，在铁电极附近生成紫红色的FeO42-，若pH过高，铁电极区会产生红褐色物质。
①电解时阳极的电极反应式为_________________________，离子交换膜(b))为______(填“阴”或
“阳”)离子交换膜。
②向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液，沉淀溶解。该反应的离子方程式为__
______________________________。
2019届高考模拟试题
6．[山东省济宁市2019届高三第二次模拟考试] 12．磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属M n+离子c(M n+) ═ 0.1 mol? L-1形成M(OH)n沉淀的pH范围如下：
③常温下，K sp(CaF2) ═1.46×10-10K sp(MgF2) ═7.42×10-11K a(HF) ═1.00 ×10-4
回答下列问题：
（1）分析下列图1、图2，氯化铵焙烧锰矿粉的最佳条件是：__________________。
（2）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________。
（3）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为__________；
再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去；然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去，此时溶液pH为6，c(Mg2+)═4.64×10-6 mol·L-1，c(HF)为_________mol·L-1。
（4）碳化结晶时，反应的离子方程式为_____________________________________。
（5）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是___________________。
（6）测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00 mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，
冷却至室温。加水稀释至100 mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定（反应为：[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：
0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL）
滴定次数
滴定前滴定后
1 0.10 20.20
2 1.32 21.32
3 1.05 20.95
则产品的纯度=__________，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度___(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
7．[湖北省武汉市2019届高中毕业生五月测试]废旧光盘金属层中含有金属Ag(其它金属微量忽略不计)，从光盘中提取金属Ag 的工艺流程如下。请回答下列问题。
（1）“氧化”阶段需在80 ℃条件下进行，使用的加热方式为______________________。
（2）NaClO溶液与Ag 反应的产物为AgCl、NaOH 和O2，该反应的化学方程式为____________。有人提出用HNO3代替NaClO氧化Ag，从反应产物的角度分析，其缺点是______________。
（3）“过滤Ⅰ”中洗涤难溶物的实验操作为_____________________________________。
（4）常用10％的氨水溶解AgCl固体，AgCl与NH3?H2O按1:2 反应可生成Cl－和一种阳离子_____(填阳离子的化学式)的溶液。实际反应中，即使氨水过量，“废渣”中也含有少量AgCl固体，可能的原因是__________________________________________。
（5）理论上消耗0.1 mol N2H4?H2O可“还原”得到_____ g Ag的单质。
8．[河南省洛阳市2019届高三第四次模拟考试]精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下：
已知：ⅰ分金液中含金离子主要成分为[AuCl4]－；分金渣的主要成分为AgCl；
ⅱ分银液中含银离子主要成分为[Ag(SO 3)2]3－，且存在[Ag(SO3)2]3—Ag++2SO
ⅲ“分铜”时各元素的浸出率如下表所示。
（1）由表中数据可知，Ni的金属性比Cu__________。分铜渣中银元素的存在形式为（用化学用语表示）_____________。“分铜”时，如果反应温度过高，会有明显的放出气体现象，原因是_____________。
（2）“分金”时，单质金发生反应的离子方程式为______________________________________。
（3）Na2SO3溶液中含硫微粒物质的量分数与pH的关系如图1所示。
图1 图2
“沉银”时，需加入硫酸调节溶液的pH=4，分析能够析出AgCl的原因为_______________________ __________________________________________________________________________________。
调节溶液的pH不能过低，理由为__________________________________（用离子方程式表示）。
（4）已知K sp[Ag2SO4]=1.4×10－5，沉银时为了保证不析出Ag2SO4，应如何控制溶液中SO42—浓度（假定溶液中Ag+浓度为0.1mol/L）。____________________________________。
（5）工业上，用镍为阳极，电解0.1 mol/L NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液，可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时，NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图2所
示：
为获得髙纯度的球形超细镍粉，NH4Cl溶液的浓度最好控制为_______g/L，当NH4Cl溶液的浓度
大于15g/L时，阴极有无色无味气体生成，导致阴极电流效率降低，该气体为_______。
9．[安徽省合肥市2019年高三第三次教学质量检测]某工厂以重晶石（主要含BaSO4）为原料，生产“电子陶瓷工业支柱”——钛酸(BaTiO3)的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）为提高BaCO3的酸浸速率，可采取的措施为____________________________________________（写出一条即可）；常温下，TiCl4为液体且易水解，配制一定浓度的TiCl4溶液的方法是____________ __________________________________。
（2）用Na2CO3溶液浸泡重晶石（假设杂质不与Na2CO3反应），能将BaSO4转化为BaCO3，此反应的平衡常数K=__________________（填写计算结果）；若不考虑CO32－的水解，要使2. 33g BaSO4
恰好完全转化为BaCO3，则至少需要浓度为1.0mol·L－1Na2CO3溶液________________________mL。
（已知：K sp(BaSO4)=1.0×10-10、K sp(BaCO3)=5.0×10-9）
（3）流程中“混合”溶液的钛元素在不同pH时主要以TiO(OH)＋、TiOC2O4、TiO(C2O4)22－三种形式存在（变化曲线如右图所示）。实际制备工艺中，先用氨水调节混合溶液的pH于2.8左右，再进行“沉淀”，其反应的离子方程式为_________________________________________________________；图中曲线c对应钛的形式为______________________________________________（填粒子符号）。
（4）流程中“滤液”的主要成分为___________________；隔绝空气煅烧草酸氧钛钡晶体得到钛酸钡粉体
和气态产物，试写出反应的化学方程式：__________________________________。
10．[陕西省咸阳市2019届高三模拟检测（三)]氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①菱锰矿石主要成分是MnCO3，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；
②相关金属离子[c(M n+)=0.1 mol·L?1]形成氯氧化物沉淀时的pH如下：
金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.3 10.6 8.8 9.6 沉淀完全的
5.2 2.8 8.3 12.6 10.8 11.6
pH
③常温下，CaCl2、MnCl2的溶度积分别为
回答下列问题：
（1）“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_____________________。
（2）分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是：
焙烧温度_________，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________，焙烧时间为___________。
（3）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为__________ ______________________________；然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全，此时溶液的pH范围为___________________________。再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+，当c(Ca2+)=1.0×10?5mol·L?1
时，c(Mg2+)=__________________mol·L?1。
（4）碳化结晶时，发生反应的离子方程式为___________。（5）流程中能循环利用的固态物质是____________。
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。．
[ 考纲要求] ：1 了解科学、技术、社会的相互关系，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想重要性。 2 了解氯碱工业、硫酸工业、合成氨工业、废水处理等工业的原理。 3 了解化工流程题的试题特点和备考策略 [ 呈现形式] ：流程图、表格、图像 [ 知识落点] ：基本理论、元素化合物、实验 [ 导入专题] ：化学知识越来越多的应用在工业生产和生活实际中，而这也成为高考命题的热点和难点，充分体现化学学科知识的实用性。试题有时会以流程图的形式出现。这类 题目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 学生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。要求同学 们既要熟知工业生产的基本原理，又要对流程图中所给出的信息进行提取、筛选，对同 学的学科能力要求较高。 [ 知识整合] ： 一、熟悉工业流程的几个常用的关键词 1、浸出：固体加入水或酸溶解得到离子。 2、酸浸：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溶解的过程。 3、水洗：水洗通常是为了除去水溶性的杂质。有机物洗涤：减少晶体损失 4、灼烧（煅烧）：原的预处理，不易转化的物质转为容易提取的物质：如海带中提取碘等 5、酸作用：溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀） 6、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） 7、氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子 &控制PH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离 9、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 10 、趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度 二、工业流程中主要操作：结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3 次等 如结晶的几种方法： （1）、当溶液是单一溶质时 ①所得晶体不带结晶水（如NaCI、K NQ）:蒸发、结晶 ②所得晶体带结晶水：蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶，过滤 （2）当溶液中有两种或以上溶质时 ①要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩（结晶），趁热过滤； ②要得到溶解度受温度影响大的：蒸发浓缩，冷却结晶 三、解题方法 1、首尾分析法： 对一些线型流程工艺（从原料到产品为一条龙生产工序）试题,首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品, 从对比分析中找出原料与产 品之间的关系, 弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺, 然后再结合题设的问题,逐一推敲解答. 2、截段分析法： 用截断分析法解工艺流程题是一种主流解题方法. 因为当前的化工生产, 为了降低成本,
无机工艺流程专题 1、锂离子电池的广泛应用使回收利用锂 资源成为重要课题。某研究性学习小组 对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳 粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究， 设计实验流程如下： (1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为 ________。 (2)第③步反应的离子方程式是 ______________________________________。 (3)第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有______________________________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：_________________。 (4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g，第③步反应中加入20.0 mL 3.0 mol·L－1的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，则至少有________g Na2CO3参加了反应。 2、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ZnCO3，并含少量的Fe2O 3、FeCO3、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(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是____________________。 (4) Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.4 6.4－－ 沉淀完全的pH12.48.0－－ 开始溶解的pH－10.5－－ K sp 5.6×10－12－ 6.8×10－6 2.8×10－9
工艺流程高考题 1. 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下： （注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃） （1）电解精炼银时，阴极反应式为；滤渣A与稀 HNO3反应，产生的气体在空气中 迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为。（2）固体混合物B的组成为；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式 为。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：CuO + Al2O3CuAlO2 + ↑（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为mol CuAlO2，至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液L。 (5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。 2.石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（ 3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下： （注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃） （1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_________________。 （2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为_______________，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为______________。（3）步骤①为：搅拌、________、所得溶液IV中的阴离子有_______________。 （4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为___________________，100kg初级石墨最多可获得V的质量为___________kg。 （5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。3、（2014广州调研）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要 成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的 工艺流程如下： 碳酸锰矿粉溶浸 1 Mn 2 电解 除杂除杂 2 ℃ Ⅲ
高三化学自由复习专题8 一、【考点分析】无机化工题实际上是考查考生使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水平。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，协助解题。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促动水解（沉淀） 碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促动水解（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促动水解（沉淀） 控制pH值：促动某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离 煮沸：促动水解，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；提升纯度 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。 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 问题：若要除去Mn溶液中含有的Fe，应该怎样做？ 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：加快反应速率或促动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
工艺流程题 一、化工流程命题立意及考点 工艺流程是近几年高考的热点，它是传统“无机框图题”的变革与创新。以化工生产为背景，用框图的形式表述生产流程，是化学与生产、生活联系的重要体现，体系全，考点多 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、产品分离提纯等。 知识落点：信息方程式书写、化学用语的表达、生产条件的控制、物质的分离等。 能力考查：获取信息的能力、分析问题的能力、表达能力。 二、解题策略 1、工艺流程题的结构 规律是“主线主产品，分支副产品，回头为循环”。 2. 解答基本步骤 （1）读题头，得目的，划原料，明产品，解决“干什么” （2）读题问，逐空填答，用语要规范，解决“怎么写” 三、化工流程常见考点答题套路 (1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。 (2)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。 (3)温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发、(如H 2O 2、NH 4HCO 3)分解、(如Na 2SO 3)氧化或促进(如AlCl 3)水解等，影响产品的生成。 (4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法：蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥。 (5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法:蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。 (6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器。 (7)控制某反应的pH 值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀:调节pH 所用试剂为主要元 原料预处理 除杂、净化 产品分离提纯 反应条件控 原料循环利用 排放物的无害化处理
化工流程题的解题策略 1．一个完整的无机化工生产流程一般具有下列过程： 2．各过程涉及的考点： （1）对原料进行预处理的常用方法及其作用： ①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。 ②水浸：与水接触反应或溶解。 ③酸浸：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。 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。 ⑤煅烧：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土和石灰石。（2）核心化学反应要掌握： ①元素及其化合物知识：化工生产将原料转变成产品的过程，也是物质经历相互转化的过程。 理解物质之间的转化关系，就要用到元素及其化合物的相关知识。一般围绕铁、铜、铝、镁、氯、硫、磷、硅等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题，需要掌握这些元素及其化合物的知识 ②还要掌握有关化工生产的知识，熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工业、海水中提取镁、海水中提取溴等； ③化学反应原理：化工生产中把原料转变成产品的过程就是化学反应的过程，从化学反应原理的角度选择原料、控制条件和选择设备等，是化工生产的基本思路。化学反应原理的相关知识包括质量守恒定律、化学反应速率、化学平衡、电化学、化学热力学等，做到能综合运用这些知识分析化工生产中化学反应的情况。 （3）化工生产过程中分离提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括过滤、洗涤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。 （4）对整个工艺流程能进行评价: ①体现绿色化学思想（使用无毒无害原料，采用原子利用率高的制备路线，原料的循环利用，副产物综合利用，节能，等）； ②高效节能方面（原料廉价，工艺简单，产品的纯度高，能耗低等） （5）化学计算：纯度，转化率、产率计算，有效数字的取舍 2．解答基本步骤 （1）读题头，得目的，划原料，明产品，解决“干什么” 一般采用“首尾分析法”：通过阅读题头，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，通过对比分析工业流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，弄清从原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素。 （2）读题问，逐空填答，用语要规范，解决“怎么写” 从化学原理的角度、用化学语言作答；要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析。具体答题要点如下：
2017年高考化学《工艺流程》试题汇编 1．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示： 硼镁泥的主要成分如下表： MgO SiO2FeO、Fe2O3CaO Al2O3B2O3 30%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2% 回答下列问题： （1）“酸解”时应该加入的酸是_______，“滤渣1”中主要含有_________（写化学式）。 （2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、_______。 （3）判断“除杂”基本完成的检验方法是____________。 （4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是___________。 2．（13分） TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质 化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2 沸点/℃58136181（升华）3161412 熔点/℃?69?25193304714 在TiCl4中的溶解 互溶——微溶难溶性 （1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。 已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 ①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。 ②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：_______________。 ③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是__________________________。 ④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_____________。 （2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下： 物质a是______________，T2应控制在_________。 3．（15分） 重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的 主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所 示：
中考化学复习专题 工艺流程图专题 【考点扫描】 一、流程图题的形式： 1．以操作名称作为框图形成流程的主线； 2．以物质作为框图形成流程的主线（操作随着物质的变化而变化）； 3．以设备作为框图形成流程的主线； 二、流程图题命题问题情境归类： 按出题类型分类举例 1、物质的制备海水制盐、提镁；药品制备 2、物质的除杂和提纯制取纯净的物质 3、物质的分离NaCl 和CaCl 2的分离 4、定量分析与定性判断判断物质成分、含量或变质与否 常考的工艺流程为： （1）侯氏制碱法；（2）石灰石工业； （3）合成氨工业；（4）金属（Mg、Fe、Cu等）的冶炼； （5）海水资源的开发和利用。 三、流程图题命题问题考查的内容： 1．化学反应原理及简单计算2．元素化合物知识 3．实验操作及名称4．物质除杂、分离方法 5．流程中的物质转化和循环 四、流程图题命题问题考查的特点： 1．情境真实2．框图信息新颖 3．内容涉及广泛4．综合性强 5．思维容量大 五、流程图题题型的结构： 题头（引入信息）→题干（提取信息，应用理解）→题尾（得出结论或产品）六、流程图题解题方法和思路： 七、流程图题解题具体操作： 1．关注“箭头”： （1）“”前面方框中的物质是反应物； （2）“”后面方框中的物质是生成物； （3）表示一种物质可以向“”所指方向一步转化为另一种物质。 （4）“”上面或下面可以注明反应的条件或操作 →→ →→ 阅读题头找关键词 提取信息，明确目的精读流程对比分析 弄懂原理，理解操作前后关联形成印象突出重点，帮助解题 →→
2．关注方框内所指：（清楚物质的变化情况） 3．关注“三线”和“核心”： 三线：出线和进线方向表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环使用。 例题 （2016年长春）氧化铁是一种重要的化工原料，利用废铁屑（其中的杂质不溶于水，且 不与酸发生反应）制备氧化铁的流程如图所示： （1）操作Ⅰ、Ⅱ的名称是_________________________； （2）向废铁屑中加入的稀硫酸需过量，其目的是_________________________； （3）高温条件下，FeCO 3与通入的O 2发生反应的化学方程式是_______________________。 专题训练 1．我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”．其模拟流程如下： （1）反应①的化学方程式：_____________，反应②的基本反应类型为：_____________； （2）操作a 的名称是：_____________，实验室进行此操作时所需的三个玻璃仪器是： __________________________； （3）写出NH 4Cl 的一种用途：_____________。 2．济宁是山东省重要的煤炭能源基地，矿区废水中Fe 2＋、Cu 2＋、Zn 2＋ 等严重影响着当地水质，某 污水处理厂采用下面工艺（见图）净化这种酸性废水并回收Fe 2＋、Cu 2＋、Zn 2＋ 三种离子，请读识流程图并回答： （1）矿区废水经氧化池后在进入沉淀池Ⅰ，目的是________________________________； （2）利用氢氧化钠调节沉淀池Ⅰ、沉淀池Ⅱ和沉淀池Ⅲ的pH ，目的是___________________； （3）出水前，中和池中加入硫酸的作用________________________________； （4）若矿区废水中主要含有硫酸盐，请写出沉淀池Ⅲ中发生反应的化学方程式：__________ ______________________________________。 3．某金属冶炼厂在生产过程中产生了一定量的含铜废料。化学兴趣小组利用稀硫酸和铁粉分离回收铜，并获得硫酸亚铁晶体．其设计方案如图1所示。 查阅资料得知：在通入空气并加热的条件下，铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜，反应的化学方程式：2Cu+2H 2SO 4+O △ 2CuSO 4+2H 2O 。 原 料 核 心 所需产品 原料循环利用 产品的分 原料预处理 排放物无害化处理
化学工艺流程题近几年是高考的热点，所占的分值也相当重，但由于此类试题陌生度高，对学生的能力要求也大，加上有的试题文字量大，学生在没做之前往往就会产生畏惧感，所以这类题的得分不是很理想。 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。一般来说，流程题只有两个目的：一是从混合物中分离、提纯某一物质；另一目的就是利用某些物质制备另一物质。 一、对于实验目的为一的题目，其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，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，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。这里特别提一提蒸发与结晶。蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用何种方法,主要取决于溶质的溶解度。 有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大，如NH4NO3、KNO3等物质,在蒸发过程中比较难析出来，所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小，如NaCl、KCl等，有少数物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca（OH）2要使它们析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。例如NaCl 和KNO3混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl ,母液中是KNO3和少量NaCl 。如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是KNO3,母液中是NaCl 和少量KNO3。如果是除杂，杂质所含的量比较少，一般是让主要物质析出来。如KNO3溶液中含少量NaCl，常用升温冷却结晶法，再经过过滤、洗涤、烘干（不同的物质在烘干时采取的方法不同），就可得到KNO3固体了。如果NaCl溶液中含少量KNO3，则用蒸发浓缩结晶法.，这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质，主要原因是如果温度下降，杂质也会以晶体的形
工艺流程图题型突破 1．【2017新课标1卷】（14分） Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。 （2）“酸浸”后，钛主要以2 TiOCl 形式存在，写出相应反应的离子方程 4 式__________________。 （3）TiO2·x H2O沉淀及双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示： 温度/℃3035404550
TiO 2·x H 2O 转化 率% 92 95 97 93 88 分析40 ℃时TiO 2·x H 2O 转化率最高的原因__________________。 （4）Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。 （5）若“滤液②”中21(Mg )0.02mol L c +-=?，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使3Fe +恰好沉淀完全即溶液中351(Fe ) 1.010mol L c +--=??，此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO 4、Mg 3(PO 4)2 的K sp 分别为22241.310 1.010--??、 。 （6）写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式 。 【答案】（1）100℃、2h ，90℃，5h （2）FeTiO 3+ 4H + +4Cl ? = Fe 2+ + 24TiOCl - + 2H 2O （3）低于40℃，TiO 2·x H 2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解及氨气逸出导致TiO 2·x H 2O 转化反应速率下降 （4）4 （5）Fe 3+ 恰好沉淀完全时，c (34 PO -)=225 1.3101.010--??mol·L ?1=1.3×10–17 mol·L ?1 ， c 3(Mg 2+)×c 2(34 PO -)＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜K sp ，因此不会 生成Mg 3(PO 4)2沉淀。 （6）2FePO 4 + Li 2CO 3+ H 2C 2O 4 高温 2LiFePO 4+ H 2O ↑+ 3CO 2↑
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：
高考化学工艺流程题汇总 （2010安徽）27.（14分） 锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下： ⑴第②步反应得到的沉淀X的化学式为。 （1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为。 （2）第③步反应的离子方程式 是。 （3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器 有。 若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。 （4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入
答案：27、（1）Al(OH)3 （2）4LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O （3）漏斗玻璃棒烧杯；滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等（其它合理答案均可） （4）或 （2010北京）26.（14分） 某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和的形式存在，该废水的处理流程如下： （1）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。 ①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：。 ②用化学平衡原理解释通空气的目的：。 （2）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是反应（选题“放热”或“吸热”），判断依据是。 ②1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3—(aq)的热化学方程式 是。 （3）过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是。 答案：（14分） （1）①NH4++OH-=== ②废水中的NH3被空气带走，使NH3+H2O D的平衡向正反应方向移动，利于除氨 （2）①放热
专题复习化学工艺流程题 归纳题型解法： 化工工艺流程题是将完整的化工生产过程或其中的一部分用框图的形式表示出来，中考中的工业流程题主 要是物质的生产和除杂，工艺流程一般为：原料→生产（除杂）→产品。解答工艺流程题首先要克服恐惧心理， 认真审题，明确生产目的。 试题设计一般围绕以下几个方面： （1）推断流程图中的某种物质。这就要求分析流程图中的每一个步骤，了解每一步操作中进出的物质，发 生了什么反应，该步操作的目的是什么，对制造或提纯产品能起到什么样的作用等。①要判断所加的试剂，可 以从加入试剂的目的、反应的产物入手进行分析。②要判断流程图中某一步中的物质可以从上一步操作中反应 物可能发生的反应入手进行分析，同时需注意所加试剂是否有剩余。 （2）书写化学方程式。可分为两类：①依据信息书写未学过的化学方程式，首先要从流程图中找出反应物 和生成物，若从已知信息中找出的反应物和生成物不满足质量守恒定律，可以在反应物或生成物中加上水，然 后进行配平，还应注意反应条件的有关信息；若在空气中煅烧或通入空气则还需考虑空气中的氧气是否参与反 应。②根据流程图书写其中某步中发生反应的化学方程式，首先要找出进入该步操作中的物质，根据所学知识 判断其可能发生的反应，然后写出产物，并进行配平。 （3）混合物分离、提纯的操作及所需仪器的判断。 ①固体和液体混合物的分离：过滤。其所需的仪器有铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸。 ②从物质的溶液中得到该物质的晶体常用的方法： a.蒸发结晶，具体操作见粗盐的提纯。（适用溶解度受温度影响不大的物质） b.降温结晶，操作：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。（适用溶解度受温度影响大的物质） （4）工艺流程的评价。 ①设计方案的科学性：能否达到实验目的，杂质是否完全除去、是否引入新的杂质等。 ②安全性和简便性：尽量选用较温和的反应条件，避免高温、高压条件。 ③对环境的影响：是否符合绿色化学理念，是否产生有毒气体等。 ④节约性：原料利用率要尽量高。 （5）判断能够回收利用的物质：若流程图中的原料在生产中以副产物的形式产生，则可将其进行回收利用。 类型一海水资源的综合利用 1、（2014·连云港改编）连云港拥有丰富的海洋资源，开发利用这些宝贵的资源有力地促进了连云港经济的发 展。 图一图二 （1）从海水中提取出的粗盐中除了NaCl外，还含有泥沙等杂质。请完善下列实验室中除去泥沙等杂质的实验步 骤（如图1），并回答相关问题：其中操作1的名称是；在过滤操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃 棒、（填仪器名称）；在加热蒸发过程中，当蒸发皿中时，停止 加热。 （2）上述除去泥沙后的澄清滤液中，还含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等，以下是对澄清滤液进行提纯，制备精盐 的实验方案，各步操作流程如图2所示： a.第②步操作的目的是除去粗盐中的（填化学式，下同），第⑥步操作的目的是除去滤液中过量 的。 b.第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有：BaSO4、Mg（OH）2、。 （3）海水提取出粗盐后的母液中，还含有较多的氯化镁，用氯化镁可制得金属镁。工业上从母液中提取氯化镁 的过程如图3。反应Ⅰ的基本反应类型是；物质X是（填名称）。 （4）工业上可用电解饱和NaCl溶液的方法制得烧碱、氯气和氢气，请写出该反应的化学方程 式：。 类型二能源工业（化石燃料的利用及合成氨工业等） 【方法技巧】该类题目是利用空气资源（主要是氮气）和制得的氢气联合制氨气的工艺，因此该类题目一般考 查从空气中氮气的分离、气体的干燥和除杂和根据题给信息书写化学反应方程式等，主要从以下几点进行突破： （1）分离气体的方法：一般是根据气体的沸点不同进行分离，如液态氮的沸点比液态氧低，采用低温蒸发 的方法分离出来液态氮。 （2）气体的除杂：一般是根据气体的性质不同进行除杂，要注意除杂所用的试剂尽量不能是气体，因为气 体之间很容易混在一起，故要选液体或固体试剂。如①除去N2和H2中的水蒸气可通过装浓硫酸的洗气瓶，也 可以通过盛碱石灰的干燥管。②除去N2和H2中的水蒸气可通过盛碱石灰的干燥管。 （3）根据新信息书写化学方程式的关键：①读懂所给信息，提取反应物和生成物的有用信息。②书写化学 方程式时要注意反应的条件、气体符号、沉淀符号和方程式的配平。 （4）关注“箭头”、“方框内物质”、“核心反应”、“副产品”、“循环再用物质”等。 2、合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，对社会发展与进步做出了巨大贡献。合成氨的工艺流程图如下： （1）合成氨需要的氮气来自空气，空气中氮气的体积分数约为。 （2）制取氢气的反应过程为C+H2O CO+H2、CO+H2O CO2+H2。上述两个化学方程式中表现氧化性的 物质是（填化学式）。 （3）原料气N2、H2中常含有CO2和水蒸气，反应前要净化。净化的过程是________________________。 （4）写出N2、H2反应生成NH3的化学方程式：。 3、（2015·安徽）我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”。其模拟流程如下： （1）反应①的化学方程式为，反应②的基本反应类型为。 （2）工业上用分离液态空气的方法制取氮气，属于（填“物理”或“化学”）变化。 （3）操作a的名称是，实验室进行此操作时所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、。 （4）写出NH4Cl的一种用途：。 1
《工艺流程图》专题训练（1） （1）用NaOH 溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有__ _。 A ．去除油污B ．溶解镀锌层C ．去除铁锈D ．钝化 （2）调节溶液A 的pH 可产生Zn(OH)2沉淀，为制得ZnO ，后续操作步骤是___________。 （3）由溶液B 制得Fe 3O 4胶体粒子的过程中，须持续通N 2，其原因是_______________。 （4）Fe 3O 4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？_____(填“能”或“不能”)，理由是___________________________。 （5）用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测得产物Fe 3O 4中二价铁含量。若需配制浓度为0.01000 mol/L 的K 2Cr 2O 7的标准溶液250 mL ，应准确称取______g K 2Cr 2O 7 (保留4位有效数字，已知M K2Cr2O7==294.0 g/mol)。配制该标准溶液时，下列仪器不必要用到的有_____(用编号表示)。 ①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管 （6）滴定操作中，如果滴定前装有K 2Cr 2O 7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 2.(12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO 、NO 2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO 3)2，其部分工艺流程如下： (1)一定条件下，NO 与NO 2存在下列反应：NO(g)＋NO 2(g) N 2O 3(g)，其平衡常数表达式为K = 。 (2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (3)该工艺需控制NO 和NO 2物质的量之比接近1：1。若n(NO) ：n(NO)＞1：1,则会导致 ；若n(NO) ：n(NO)＜1：1,则会导致 。 (4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO 3)2会发生分解，产物之一是NO ，其反应的离子方程式 。 3.废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn 、Cu 总含量约为99%)回收铜并制备ZnO 的部分实验过程如下： (1)①铜帽溶解时加入H 2O 2的目的是 (用化学方 程式表示)。 ②铜帽溶解后需将溶液中过量H 2O 2除去。除去H 2O 2的简便方法是 。 (2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn 、ZnO ，杂质为铁及其氧化物)含量，实验中需测定除去H 2O 2 后溶液中Cu 2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu 2＋ 的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节pH =3～4，加入过量KI ，用Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下： 2Cu 2＋＋4I －=2CuI(白色)↓＋I 2 I 2＋2S 2O 32－=2I －＋S 4O 62－ ①滴定选用的指示剂为 ，滴定终点观察到的现象为 。 ②若滴定前溶液中H 2O 2没有除尽，所测定的Cu 2＋ 的含量将会 (填“偏高”“偏低”“不变”)。 (3)已知pH ＞11时Zn(OH)2能溶于NaOH 溶液生成[Zn(OH)4]2－ 。下表列出了 几种离子生成氢氧化物沉淀pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol ·L －1 计算) 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe 3＋ 1.1 3.2 Fe 2＋ 5.8 8.8 Zn 2＋ 5.9 8.9 实验中可选用的试剂：30% H 2O 2、1.0 mol ·L －1HNO 3、1.0 mol ·L －1 NaOH 。 由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：① ； ② ； ③过滤； ④ ； ⑤过滤、洗涤、干燥 ⑥900℃煅烧。 4.钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有3BaCO 、3BaSiO 、3BaSO 、22()Ba FeO 等]。某主要生产2BaCl 、3BaCO 、4BaSO 的化工厂利用钡泥制取32()Ba NO ，其部分工艺流程如下： Fe 3O 4 胶体粒子 废旧 镀锌 铁皮 NaOH (aq) △ 溶液A 稀H 2SO 4 溶液B (Fe 2+、Fe 2+) 调节pH …… ZnO 不溶物 Zn(OH)2沉淀 调节pH=1～2 适量H 2O 2 NaOH (aq) △
工艺流程图题型突破 1．【2017新课标1卷】（14分） Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO 3，还含有少量MgO 、SiO 2等杂质）来制备，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。 （2）“酸浸”后，钛主要以2 4TiOCl -形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。 — （3）TiO 2· x H 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示： 温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO 2·x H 2O 转化率% … 92 95 97 93 88 分析40 ℃时TiO 2· x H 2O 转化率最高的原因__________________。 （4）Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。 （5）若“滤液②”中21(Mg )0.02mol L c +-=?，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使3Fe +
恰好沉淀完全即溶液中351(Fe ) 1.010mol L c +--=??，此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成 （列式计算）。FePO 4、Mg 3(PO 4)2的K sp 分别为22241.310 1.010--??、。 ； （6）写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式 。 【答案】（1）100℃、2h ，90℃，5h （2）FeTiO 3+ 4H ++4Cl ? = Fe 2++ 2 4TiOCl - + 2H 2O （3）低于40℃，TiO 2· x H 2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO 2· x H 2O 转化反应速率下降 （4）4 （5）Fe 3+恰好沉淀完全时，c (34 PO - )=2251.3101.010--??mol·L ?1=×10–17 mol·L ?1，c 3(Mg 2+)×c 2(34PO -)＝3××10–17)2=×10–40＜K sp ，因此不会生成Mg 3(PO 4)2沉淀。 （6）2FePO 4 + Li 2CO 3+ H 2C 2O 4 高温 2LiFePO 4+ H 2O ↑+ 3CO 2↑ （4）Li 2Ti 5O 15中Li 为+1价，O 为–2价，Ti 为+4价，过氧根(22O -)中氧元素显–1价，设过氧键的 数目为x ，根据正负化合价代数和为0，可知(+1)×2+(+4)×5+(–2)×(15–2x )+(–1)×2x =0，解得：x =4； （5）K sp =c(Fe 3+)×c (34PO -)=×10–2，则c (34PO -)＝ ()sp 3Fe K c +＝×10–17 mol/L ，Q c ＝c 3(Mg 2+)×c 2(34PO -)＝3××10–17)2=×10–40＜×10–24，则无沉淀。 . （6）高温下FePO 4与Li 2CO 3和H 2C 2O 4混合加热可得LiFePO 4，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2FePO 4 + Li 2CO 3+ H 2C 2O 4 高温 2LiFePO 4+ H 2O ↑+ 3CO 2↑。 【名师点睛】工艺流程题，就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来， 并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。制备类