化学工艺流程题

题型十七 化学工艺流程题

通关演练

(建议完成时间：20分钟)

1．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗产品并精制的流程：

根据上述流程回答下列问题：

(1)混合①中发生反应的离子方程式为________________________________。

(2)混合①中使用冰水的目的是_______________________________________。

(3)操作Ⅲ一般适用于分离________混合物。(填序号)

a．固体和液体 b．固体和固体

c．互不相溶的液体 d．互溶的液体

(4)混合②中加入Na2SO3的目的是____________________________________。

(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究：

甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________，若假设成立可观察到的现象为__________________；乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有________________，其用于证明该假设所用的试剂为____________。

解析 SO2与Br2在水中发生氧化还原反应，反应放热，为防止溴蒸发，用冰水降温。操作Ⅰ、Ⅲ均是蒸馏，操作Ⅱ是过滤。混合②中加入Na2SO3的目的是除去粗产品中未反应完的溴。检验Fe3＋常用KSCN溶液；工业氢溴酸中可能含有溴而呈淡黄色，可用四氯化碳萃取而证明。

答案 (1)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－4 (2)降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全

(3)d (4)除去粗产品中未反应完的溴

(5)KSCN溶液 溶液变成红色 Br2 CCl4(其他合理答案也可)

2．(2013·马鞍山模拟)钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池是一种应用广泛的新型电源，实验室尝试利用废旧钴酸锂锂离子电池回收铝、铁、铜、钴、锂元素，实验过程如下：

专题三 工艺流程题

类型一 工业生产流程

1．氢氧化镁是一种重要的化工原料，某矿石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2组成，用它制备氢氧化镁的流程示意图如图：

(1)请写出步骤一中发生反应的化学方程式：__________________________(任写一个)。

(2)溶液A中所含的阳离子有______________(填离子符号)。

(3)已知：部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表

沉淀物 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Mg(OH)2

开始沉淀 1.9 4.2 9.1

完全沉淀 3.2 6.7 11.1

步骤二中加入熟石灰，调节溶液的pH范围为__________。

(4)3个步骤中均用到的操作是__________。

(5)步骤三中生成产品的化学方程式为________________________________。

2．保险粉(化学式为Na2S2O4)在工农业生产中有广泛的用途，Na2S2O4在碱性溶液中稳定，在中性和酸性溶液中极不稳定，在NaCl存在下，Na2S2O4在水中溶解度显著下降。制备流程如图：

(1)反应Ⅰ的原理为：Zn＋2SO2=== ZnS2O4，该反应类型为______________。

(2)反应Ⅱ为复分解反应，该反应的化学方程式为________________________________。

(3)操作a的名称为__________。

(4)滤液中含有Na2S2O4，为使Na2S2O4结晶析出还需要加入少量NaOH的原因是_______________________，加入NaCl的原因是____________________________________。

(5)198g Zn(OH)2理论上能得到Zn的质量为__________g。

3．工业上以粗盐(含少量MgCl2、CaCl2杂质)为原料，利用电解饱和食盐水的方法制备NaOH，其简要工艺流程如下：

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24TiOCl形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。

（3）TiO2·xH2O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

TiO2·xH2O转化率%

92 95 97 93

88

分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。

（4）Li2Ti5O15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)0.02molLc，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)1.010molLc，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成

（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为22241.3101.010、。

（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式

。

【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h （2）FeTiO3+ 4H++4Cl− = Fe2++ 24TiOCl + 2H2O

（3）低于40℃，TiO2·xH2O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TiO2·xH2O转化反应速率下降 （4）4

（5）Fe3+恰好沉淀完全时，c(34PO)=2251.3101.010mol·L−1=×10–17 mol·L−1，c3(Mg2+)×c2(34PO)＝3××10–17)2=×10–40＜Ksp ，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。

1、在制备纯净的硫酸铜晶体的工艺流程中，以下哪一步骤不是必需的？

A、将铜粉溶于稀硫酸中

B、加入过量铁粉除去杂质

C、蒸发溶液至晶体析出

D、用酒精洗涤晶体以去除水分

（答案：D）

2、从铁矿石中提取铁的过程中，常采用哪种还原剂来还原铁的氧化物？

A、一氧化碳

B、二氧化碳

C、氧气

D、氢气

（答案：A）

3、在制备漂白粉的过程中，主要使用的原料是哪两种物质？

A、氯气和石灰乳

B、氯气和氢氧化钠

C、次氯酸钠和盐酸

D、次氯酸钙和碳酸钠

（答案：A）

4、从海水中提取镁的过程中，以下哪一步是为了将镁离子从海水中分离出来？

A、加入石灰乳沉淀镁离子

B、电解熔融的氯化镁

C、将海水蒸发得到盐

D、用氯气氧化海水中的镁离子

（答案：A）

5、在制备纯碱（碳酸钠）的工艺流程中，以下哪一步是为了将氯化铵从溶液中分离出来？

A、向饱和氯化钠溶液中通入氨气

B、向溶液中加入碳酸氢钠

C、将溶液加热蒸发

D、冷却溶液使氯化铵结晶析出

（答案：D）

6、从废旧电池中回收锌的过程中，常采用哪种方法将锌从电池外壳中分离出来？

A、电解法

B、热解法

C、磁选法

D、化学浸出法

（答案：D）

7、在制备硅酸的工艺流程中，以下哪一步是为了将硅酸盐转化为硅酸？

A、将硅酸盐与酸反应 B、将硅酸盐加热至高温

C、将硅酸盐与碱反应

D、将硅酸盐溶解在水中

（答案：A）

8、从铝土矿中提取铝的过程中，以下哪一步是为了将氧化铝转化为铝？

A、将铝土矿与酸反应

B、电解熔融的氧化铝

C、将氧化铝与碳反应

D、将氧化铝溶解在水中

（答案：B）