专题：工艺流程题 -简版

1、专题-无机化工流程题 日期： 姓名： 一、 试题结构注：出现环状，意为：循环利用，体现“绿色化学”。二、解题步骤第一，浏览全题，确定该流程的目的，记住资料卡中给出的理化性质：如易潮解、易水解、易与某些物质反应以及熔沸点、溶解度、Ksp等；第二，粗读流程图，尽量弄懂流程图每部的目的,但不必将每一种物质都推出；第三，精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第四，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性。三、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预处理的常见考点与常见名词（1）粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原

2、料的转化率（或浸取率）。（2）煅烧或灼烧：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；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质（3）水浸：与水接触反应或溶解。（4）水洗：除去水溶性杂质。（3）酸浸：溶解，通常用硫酸、盐酸等，去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）。（4）碱溶：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）（5）煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的液体。【问题与思考1】以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下： 如何提高酸溶过程中镁元素的浸出率？ 2. 分离提纯阶段的常见考点

3、 调pH值除杂a目的：控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？提示：先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3，再调溶液的pH到3.7。b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。例如：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。 试剂除杂 调节反应温度的目的（化学反应速率与化学平衡、物质性质）操作

4、目 的加热 加快反应速率或溶解速率； 促进平衡向吸热方向移动； 除去热不稳定的杂质，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl、AgNO3、HNO3(浓)等物质； 使沸点相对较低的原料气化或升华。降温 防止某物质在高温时会溶解(或分解)； 使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向）； 使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离； 降低晶体的溶解度，减少损失。控温方法：用水浴或油浴控温 防止某种物质温度过高时会分解或挥发； 为了使某物质达到沸点挥发出来； 使催化剂的活性达到最好； 防止副反应的发生； 降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。【

5、问题与思考2】以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl2的工艺过程如下：溶解步骤的温度应控制在6070，原因是： 【问题与思考3】以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O42H2O)。有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：1.“除铁”(部分Cu2+可能被除去)时加入ZnO控制反应液pH的范围为 。 2.“除锰”的离子方程式为 。3.“除铜”的离子方程式为 。 3获得产品阶段的常见考点： 过滤：一贴、二低、三靠 洗涤：（冰）水洗：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程

6、中的溶解损耗。 有机物如乙醇洗：洗去表面水分。 蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在 HCl的气流中加热，以防其水解。 蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。 蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。 重结晶：分离溶解度随温度变化差异大的溶质。 趁热过滤：防止某物质降温时会析出晶体。【问题与思考4】铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）为原料制备硫酸铝晶体Al2(SO4)318H2O和铵明矾NH4Al(SO4)212H2O的工艺流

7、程如下图所示。 “分离1”操作包含的实验步骤有 、 、 、冰水洗涤、减压干燥。冰水洗涤的目的是 。 (4) 其他常见考点化学方程式实验仪器计算信息 四、高频问题及答题技巧（注重文字叙述的规范性） (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23次。(2)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。（3）检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加试剂，振荡，若没有现象，则沉淀洗涤干净。（4）检验是否沉淀完全：表达一：静置，往上层清夜中继续滴加试剂；或者表达二过滤，取滤液少许于试管中，滴加试剂。（6）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措

8、施有：答：适当提高反应温度，加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌（7）如何提高吸收液和SO2反应速率：答：适当提高温度、增大吸收液或NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌（8）过滤用到的三个玻璃仪器：答：普通漏斗、玻璃棒、烧杯（9）过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：答：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘（10）如何从MgCl26H2O中得到无水MgCl2：答：在干燥的HCl气流中加热，干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解，且带走MgCl26H2O受热产生的水汽（11）调pH值使得Cu2+（4.7-6.2）中的Fe3+（2.1-3.2）沉淀，pH值范围

9、是：答：3.2-4.7。原因：调节溶液的pH值至3.2-4.7，使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不会引入新杂质（12）产品进一步提纯的操作：答：重结晶（13）趁热过滤的原因及操作：答：减少过滤时间、保持过滤温度，防止杂质析出或防止降温过程中析出而损耗； （14）水浴加热的好处：答：受热均匀，温度可控，且温度不超过100 (15)减压蒸发（小心烘干）：答：常压蒸发温度过高，易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止分解 (17) 蒸发浓缩用到的主要仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯、坩埚钳。(18) 不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是：答：加

10、热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净(19)检验NH4的方法是：答：取少许，加入NaOH溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。(20)过滤的沉淀欲称重之前的操作：答：过滤，洗涤，干燥，（在干燥器中）冷却，称重(21)检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是：答：取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)3 沉淀完全。（22）CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值：答：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解，生成Fe(O

11、H)3沉淀析出【问题与思考5】碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。工业上从弱碱性卤水(主要成份为MgCl2)中获取MgCO33H2O的方法如下：在洗涤步骤中，表明产物洗涤干净的操作为 。五、热点题型热点1碱金属及其矿物的开发利用热点2镁、铝及其矿物的开发利用热点3铁、铜及其矿物的开发利用工艺流程题专练 1.(2016 全国1)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题：（1）NaClO2中Cl的化合价为_。（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_。（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为

12、_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。（计算结果保留两位小数）2.（2015 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Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：（1）写出Mg2B2O5H2O

13、与硫酸反应的化学方程式_。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_（写出两条）。（2）利用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_（写化学式）。（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_。（4）“粗硼酸”中的主要杂质是 （填名称）。（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_。（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_。3（2013 全国）铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）

14、混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：（1）写出反应1的化学方程式 ；（2）滤液中加入CaO生成的沉淀是 ，反应2的离子方程式为 ；（3）E可作为建筑材料，化合物C是 ，写出由D制备冰晶石的化学方程式 ；（4）电解制铝的化学方程式是 ，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是 。4(2013 四川)明矾石经处理后得到明矾 KAl(SO4)212H2O。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示： 焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO4)212H2O+3S2

15、K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O 请回答下列问题： (1)在焙烧明矾的反应中，还原剂是 。 (2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。 (3)A12O3在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是 (4)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是 。 (5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25、101 kPa时： 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) H1= 一197 kJ/mol； 2H2O (g)2H2O(1) H2一44 kJ/mol；

16、2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) H3一545 kJ/mol。 则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 。焙烧948t明矾(M474 g/mol )，若SO2 的利用率为96%，可生产质量分数为98的硫酸 t。5 业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl)，其工艺流程如下图所示：试根据上图转化回答下列问题：(1)工业生产Cl2时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是_。(2)还原过程中的产物为NaCuCl2，试写出反应的化学方程式_。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl？(已知Cu2Cu2

17、Cl=2CuCl)_。(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是_，加入NaCl且过量的原因是_。(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_。(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的离子方程式_。6.锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：已知：部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH273796完全沉淀pH37471

18、1Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：温度/010205075100Li2CO3的溶解度/g153914061329118108660728请回答下列问题：(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：。(2)反应加入碳酸钙的作用是_。(3)写出反应中生成沉淀A的离子方程式：_。(4)反应生成Li2CO3沉淀，写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称 ，洗涤所得Li2CO3沉淀要使用(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是_。(5)电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_。7.从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有

19、Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5.23.29.79.2回答下列问题：“碱浸”的目的是除去_。“酸浸”时所加入的酸是_（填化学式）。酸浸后，滤液中可能含有的金属离子是_。“调pH为23”的目的是_。产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO47H2O），可能是由于生产过程中_导致Fe2未被完全氧化造成的。NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的离子方程式是_。8.高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具

20、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)操作搅拌的目的是： 。(2) 操作与操作相同，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 。9.实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物

21、）为原料制备MgCO33H2O。实验过程如下：（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) H=50.4 kJmol1Mg2SiO4(s)+4H+(aq)= 2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) H=225.4 kJmol1酸溶需加热的目的是_ _；所加H2SO4不宜过量太多的原因是_ _。（2）加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为_ _。（3）用右图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。实验装置图中仪器A的名称为_。为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪

22、器A中加入一定量的有机萃取剂，_、静置、分液，并重复多次。（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO33H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，_，过滤、用水洗涤固体2-3次，在50下干燥，得到MgCO33H2O。已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全。10.（2016 北京）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：（1）过程中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_。（2）过程中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2+ PbO2+4H+SO422Fe3+PbSO4+2H2Oii: 写出ii的例子方程式：_。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补