化学工艺流程型实验解题方法总结例题练习

1、化学工艺流程型实验题31 / 27、化工流程线路示意图辅助原料辅助原料原料操作或一主产的揉作或员应11一目标产物反应1'副产物副产物(1)箭头：箭头进入的是投料 (即反应物卜出去的是生成物(包括主产物和副产物)。(2)三线：物料进出线、操作流程线、循环操作线。二、化学工艺流程分析型实验题的|解题策略1 .明确原始物质 及目标产物。2 .明确化工生产流程主线的特点一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点原和一w原料的预处理|核心化学反应一| 一|产品的提纯分离| 一|目标产物一3 .熟悉常用的操作方法及其作用(1)对原料进行 预处理的常用方法及其作用研磨减小固体的颗粒度，增大固体与

2、液体或气体间的接触面积，加快反应速率。水浸与水接触反应或溶解。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。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。煨烧改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质在高温下 氧化、分解，如煨烧高岭土。(2)常用的控制反应条件的方法调节溶液的pH用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：a,能与H+反应，使溶液pH增大；b.不引入新杂质。例如：若要除去 Cu2卡中混有的Fe 可加入CuO、Cu(OH) 2、Cu 2(OH) 2CO 3等物质来 调节溶液的pH ,不可加入Na

3、OH溶液、氨水等。控制温度。|根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。摩控制压强。改变速率,影响平衡。历使用正催化剂一|加快反应速率,缩短达到平衡需要的时间。回趁热过滤。|防止某物质降温时会析出 。回冰水洗涤。|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。4 .熟悉中学化学中出现的重要的化工生产的生产原理、工艺设计原理、相关思想、 知识细节等；如工业合成氨、金属的冶炼、海水的开发利用、化石燃料的综合利用等。 三、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

4、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而着手：对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产

5、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）。四、规范解答（1）五瑞姿圣曲访诵疝花二岛前标加费芯再iWi还庆如何洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸储水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作23次。如何证明沉淀完全：如向含SO42-的溶液中加 BaCl2溶液，将沉淀静置，取上层清液，再加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀完全。如何从溶液中得到晶体：蒸发浓缩一冷却结晶一过滤一洗涤一干燥。在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万能式的回答是不正确的。对于简答题叙述时要注意要点全面，实验操作完整（操作

6、一现象一结论）（2）认真审题，不要因审题不细致而失分，如填 化学方程式”还是 离子方程式” “热化学方程式” “电极反应式” “电池反应 式”的区别；。填 名称“、符号“还是 代号“、序号”等。填 大于”还是“乂 “增大”还是 变大”等。填 优学式“、分子式“、结构式”、结构简式“、最简式”还是 电子式”等。书写化学方程式时要注意配平、注明反应条件以及“一->"、"="、“N ”等。对于计算的物理量，要注意单位的填写（sals 题型1以物质分离和提纯为主题的化工流程试题题型解读物质的分离和提纯是化工产品制备过程中的重要一环，也是化工产品优 劣的关键。此类试题

7、 综合性强，思维量大，难度一般为中档水平。近几年的高考命题角度主要有化学工业流程中分离提纯涉及的反应方程式的书写；流程中涉及的 常见分离提纯操作（如过滤、蒸发、蒸储、萃取、分液、结晶、洗气、渗 析等）的步骤，注意常见 仪器使用注意的问题；流程中涉及的 离子的检验及除杂、反应 现象等。例1. （22分）化工生产中常利用硫酸工厂煨烧黄铁矿石的烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量 FeS SiO2等）来制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物 ）和绿矶（FeSQ 7H2。），过程如 下：（填选项序号）。（1）将过程中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是a.品红溶液b.紫色石蕊溶液c.酸性KMnOd.澳水(2)过

8、程中，FeS和Q、HkSQ反应的离子方程式为 。(3)过程中，需加入的物质是 ;反应的化学方程式为 。用溶液Y制绿矶时，可取少量 Y溶液于试管中，向试管内加入少量的 溶液，观 察溶液是否变为 色，以验证其中是否含有Fe3(4)在实验室里，完成过程中的 (填操作名称)，需要使用酒精灯、三脚架、 塔竭钳等，还需要的玻璃仪器有 。(5)过程调节pH,最好选用下列试剂中的 (填选项序号)。a.稀硫酸 b . CaCOC. NaOHt液d. FezQ粉末(6)过程中，将溶液 Z加热到70 C80 C,目的是 。(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：用分析天平称取 2.700

9、 g样品；将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钢溶液；过滤、洗涤、干燥、称量 ，得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为Fe(OH)SO4n,则聚铁样品中铁元素的质量分数为 (假设杂质中不含铁元素和硫元 素)。. d什.-O2足量【信息提取】1.烧渣(FezQ、FeS、S0) 人”怖 H2SO灌寐 L Ft* ( S<> )里“畸.式出5都铁志海 Y( )灼烧(2)固体(S、SiO2)>SO【标准答案】(1)acd(3分)3+(2)4FeS +3Q+12H =4Fe + 6HO+ 4S(2 分)(3)Fe(或铁)(2分)Fe2(SO4)3+Fe=3FeS02分) 硫

10、氧化钾(或其他合理答案)(1分) 红(1分)(4)蒸发浓缩、冷却结晶(2分)玻璃棒(2分)(5)c(2 分)(6)促进Fe3+的水解(2分)(7)31.11 %(3 分)?【方法补缺】：(1)快速浏览，整体把握题目，明确知识考查背景，以及考查了哪方面的化学反应原理。：(2)逐字逐句认真审题，深入思考，准确把握题目提供的条件及求解问题，充分探究：题干、图表提供的信息以及问题中的隐含信息。结合条件、信息与问题，联系化学原理知：识要求，分析推理解决问题。；(3)各个问题逐个突破，切不可因一个问题没有解决而放弃其他问题。;(4)认真作答，规范书写，把握答题要点切不可似是而非。：(5)认真检查再次突破搁

11、置难点。【评分细则】(1)少一个答案或错选一个答案扣1分，不出现负分。；(2)写化学方程式或不配平不给分。:(3)写离子方程式或不配平不给分；“KI淀粉溶液蓝”也给分。；(4)只填“蒸发”或 结晶”或 蒸发结晶”均不给分，少填一仪器或多填一仪器扣1分。:(5)多选不给分。(6)填使Fe3+的水解平衡右移，促进水解”也给分。填31.1%或31%扣1分。践瞬研焦液态聚合硫酸铝铁是优质的水处理剂，它是以铝土矿(主要成分为氧化铝，含少量氧化铁、二氧化硅)为原料制备的，工艺流程如图所示。球机和双氧长生石灰.调出静液的pH=l射量的稀罐酸H操作2【操作17的液B请回答下列问题：(1)操彳1、操作 2的名称

12、是种。滤渣 A的用途是(2)步骤n中增大c(Fe3+)的离子方程式为下列试剂能否替代步骤n中的双氧水？答:a.氯气c.次氯酸钠,在实验室完成该操作必需的玻璃仪器有(歹U种)。 O(填“能”或“否”)。b.重铭酸钾d.高镒酸钾已知几种金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:金属氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH) 3Mn(OH)开始沉淀的pH7.62.73.88.3完全沉淀的pH9.73.74.79.8(3)步骤I中硫酸的浓度和反应温度与浸出率的关系如图所示。浸出率操豌0 ID 20 30 40 50 60裱假的质号分数出Fe1M1W)64)44)0 60 70 M 100 110

13、反应温度第AI根据图像分析，硫酸的适宜浓度是,反应温度是M则该2Fe" +(4)研究表明聚合硫酸铝铁的纯度越高，净水效果越好。 已知一些物质常温时的溶解度如表所示：物质Ca(OH)2CaSONaSO溶解度/g0.1530.25819.5结合表中数据，解释步骤出中使用生石灰，而不用氢氧化钠的原因： 聚合硫酸铝铁和高铁酸钾都是优质的水处理剂，它们处理水的差异是 (5)测定产品纯度。准确称取 a g样品溶于水，加入过量的氢氧化钠溶液，充分反应后，过滤、灼烧、称重，得到bg纯净固体。已知聚合硫酸铝铁的相对分子质量为产品的纯度为 (用代数式表示)。【解析】(1)铝土矿的主要成分是氧化铝，还含有

14、少量的氧化铁和二氧化硅，只有氧化硅不溶于硫酸，操作I用过滤操作除去二氧化硅，操作n用过滤操作除去硫酸钙，过 滤操作需要烧杯、玻璃棒和漏斗三种玻璃仪器。二氧化硅用于冶炼硅、制玻璃、制光导纤 维等。(2)加入双氧水和硫酸亚铁的目的是增加三价铁离子的物质的量，因为铝土矿中铝元素 多，铁元素少，要达到聚合硫酸铝铁的组成比，需要提高铁元素的含量。步骤I加入过量 的硫酸，双氧水在酸性条件下氧化亚铁离子，生成三价铁离子和水，离子方程式为2H+HO=2F(3+ + 2H2Q 如果通入氯气，将发生反应2Fe2+ 0 2=25式+ 2C，弓I入氯离子，导致产品不纯，a项不能替代；如果加入重铭酸钾，将发生反应Cr2

15、O2 +14H +6Fe2+ =2Ci3+6Fe3+ + 7H2O,引入铭离子和钾离子，b项不能替代；加入次氯酸钠，能氧化亚铁离子，在酸性条件下反应的离子方程式为2Fe2 +ClO +2HI+=2Fe*+ + Cl + H2O,相比双氧水而言，引入了氯离子，c项不能替代；如果加入高镒酸钾溶液，发生反应MnO + 5Fe2+ 8H+=5F3+ + Mr2+ + 4H2O,引入了镒离子，d项不能替代，故不能用题述四种氧化剂替代 双氧水。(3)从两幅图像分析，得出铁、铝离子浸出率较高时对应的温度和硫酸的浓度(质量分数)。(4)利用表中数据，硫酸钙微溶，而硫酸钠易溶。再结合题示信息“产品越纯净，净水

16、效果越好”，加入的生石灰能将硫酸根离子转化成硫酸钙，可通过过滤除去硫酸钙。如果 用氢氧化钠中和硫酸，硫酸钠不能通过过滤除去，降低产品的品质。(5)测定产品 纯度的有关反应：Fe3+ 3OHI =Fe(OH) J , Al3+ 4OHI =AlO2 + 2H2O,2Fe(OH)3=Fe2O3+ 3H.O, n(Fe)="八 b giX2=；bmol,聚合硫酸铝铁的质量为 160 g mol 80bMbM m= g,广品的纯度为 x 1 00%8080a【答案】(1)过滤 3制光导纤维、冶炼硅、制玻璃等(2)2Fe 2+HQ+2H+=2F3+ + 2H2O 否(3)大约 45% 100

17、C高铁酸钾具有杀菌消毒(4)生石灰能将硫酸根离子转化成微溶的硫酸钙，产品纯度高 和聚沉水中杂质的双重功能，聚合硫酸铝铁只能聚沉水中的杂质(5)怒* I。80a题型2实验型化工流程题例2. (2013课标全国H 27)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯 化工业级氧化锌含有Fe(n)、Mn( n )、Ni( n )等杂质的流程如下：丁 u, 稀硫酸 月山、加调PH约为5过滤、由、加Zn工业ZnO > 浸出放适量高铸酸福液>滤敞 >过滤、宙/燃烧滤伊一)ZnO提示：在本实验条件下，Ni( n )不能被氧化；高镒酸钾的还原产物是MnO2回答下列问题：(1)反应中除掉的

18、杂质离子是 ,发生反应的离子方程式为 ;在加 高镒酸钾溶液前，若 pH较低，对除杂的影响是 。(2)反应的反应类型为 ,过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3 xZn(OH) 2。取干燥后的滤饼 11.2 g,十段烧后可得到产品8.1 g,则x等于。解析：第步酸浸，得到Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+；第步氧化，MnO 4将Fe2+氧化为Fe3+而易于形成Fe(OH)3沉淀，同时 MnO4与Mn2+发生归中反应生成 MnO2沉淀；第 步加Zn, Zn与滤液中的Ni2 +、H +发生置换反应，

19、Ni经过滤而除去；第 步加碳酸钠沉 淀Zn2+;第步煨烧ZnCO3。(4)11.2 g ZnCO3 xZn(OH) 2煨烧后得到8.1 g ZnO,可求得x =答案：(1)Fe2 和 Mn2 MnO 4 + 3Fe2 + 7H2O=3Fe(OH) 3 J + MnO2 J + 5H 、2MnO 4+ 3Mn2+2H2O=5MnO2 J + 4H + 铁离子和镒离子不能生成沉淀，从而无法除去 铁和镒杂质(2)置换反应馍(3)取少量水洗液于试管中，滴入12滴稀硝酸，再滴入硝酸钢溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净(4)1学会用勾圈法找出题给信息:氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的

20、治疗。纯化工业级e(n)、Mn( n )1、N( n )杂质的流程如下：2+M； ?含有丁、口，7小稀硫酸/山西调pH约为5 的i滤?第病Zn 过滤、/由西工业ZnO 浸出放 适量高辐酸抑溶液f滤/彳铲.滤披过滤 夕段烧f* *除N广.i滤饼ZnO；含 Fe2+,Mn2+,Ni 2+ ，铁生成 Fe(0H"提示：在本实验条件下，Ni( n )不能被看妇；|高镒酸钾的还原产物是Mnp。W2CO3例6. (2013江苏化学16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁|还原热解制备S是一种新的探索。以菱镁矿 (主要成分为|MgCO 3,含少量|FeCO3)为原料制备 的实验流程如下：稀硫

21、酸$0： NHa HsO木炭酸溶过滤铜化过福掳渣1谑清2(1)MgCO 3与稀硫酸反应的离子方程式为 (2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为 (3)滤渣2的成分是 (填化学式)。(4)煨烧过程存在以下反应：2MgSO 4 + C800= 2MgO + 2SO2 T + CO 2 TMgSO 4+ C800= MgO +SO2T + CO TMgSO 4+ 3C800= MgO + ST + 3CO T利用下图装置对煨烧产生的气体进行叵口 吸收忸收集卜BD中收集的气体是 (填化学式)。B中盛放的溶液可以是 (填字母)。a. NaOH 溶液 b. Na2CO3溶液c.稀硝酸d. KMnO

22、 4溶液4,写A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为十出该反应的离子方程式：。解析:(1)MgCO 3+H2SO4=MgSO4+CO2T +H2O。(2)由菱镁矿成分可知，被氧化的是FeSO4,故发生反应2FeSO4+H2O2+H 2SO4=Fe2(SO4)3 + 2H 2O。调pH =4,可使Fe(OH) 3沉淀完全，故滤渣是 Fe(OH) 3。(4)S蒸气经冷却可在 A装置中收集，S能溶于NaOH溶液，反应的化学方程式为：3S_ _ _ 一，、+ 6NaOH= 2Na2S+ Na2SO3+3H2。，吸收 SO2 可选用氧化性溶放。答案： (1)MgCO 3+2

23、H + =Mg#+CO 2 T + H2O(2)2FeSO4+ H2O2+ H2SO4=Fe2(SO4)3+ 2H 2。Fe(OH) 3_22(4)CO d 3S+ 6OH =2S + S。+ 3H2O题型3原理型化工流程题例3.硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4) 碳粉还原法，其流程如图所示:无水芒硝硫化钠 晶体40 M RO JDO 去除率CO ,再利用化合价升降法配平该化学方程式。(2)稀碱液可以抑制S2一的水解，增大 Na 2s气体 A(1)上述流程中“碱浸”后，物质 A必须经过 、(填操作名称)处理 后，才能煨烧；若煨烧所得气体为

24、等物质的量的CO和CO2,写出煨烧时发生的化学反应的总方程式：。(2)上述流程中采用稀碱液比用热水更好，理由是 (3)取硫化钠晶体(含少量NaOH)加入到硫酸铜溶液中，充分搅拌。若反应后测得溶液的pH =4,则此时溶液中c(S2 )=mol L 1。已知：常温时 CuS、Cu(OH) 2 的 Ksp分另1J为 8.8X 10-36、2.2X IO?。(4)工业废水中的汞常用硫化钠除去，汞的去除率与溶液的 pH和x(x代表硫化钠的实际用量与理论用量的比值)有关(如图所示)。为使除汞效果最佳，应控制的条件是一、一。解析：(1)解题时要紧扣“无水芒硝”，因此必须将未反应的碳过滤并干燥。由题意知，产物

25、为Na2S、等物质的量的 CO2和的产量。(3)根据 Cu(OH) 2 的 Ksp,可知 c(Cu2+) = 2.2 mol L- 1,再根据 CuS 的 Ksp可知 c(S2-)=4X1。36 mol L 1o (4)从图中看出，pH为9.010.0, x= 12时汞的去除率最大。一一燃烧答案： (1)过滤 干燥 3Na2SO4 + 8C=3Na2S+4CO2 T + 4CO T(2)热水会促进Na2s水解，而稀碱液能抑制Na 2s水解(3)4 X 10 36(4)x= 12 pH 介于 9.010.0 之间名师归纳|原理型化工流程题是以物质制备流程为主线，主要考查考生运用化学平衡、化学反应

26、与能量、电化学理论知识来解决化工生产中实际问题的能力。解答此类型题目的基本步骤：(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所包含的化学原理，如每一步骤中反应物是什么，发生了什么反应，该反应的生成物是什么，对制备产品有什么作用。从题中获取信息，运用 化学反应原理 分析制备产品的 最佳条件。0跟踪剂魁现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。请填写下列空白。（1）实验室里，可用于吸收 SO尾气的一种试剂是 。（2）高纯氧化铁可作现代电子工业材料。以下是用硫铁矿烧渣（主要成分为 FezQ、F2Q、FeQ SiQ）为原料制备高纯氧化铁（软磁a-Fe 2Q）的生产流程示意

27、图：步骤I中过滤所得滤渣的主要成分是 。步骤n中加入铁粉的目的是 。步骤出中可选用 试剂调节溶液的pH（填标号）。AB.双氧水C.氨水D.高镒酸钾溶液写出在空气中煨烧 FeCO,制备高纯氧化铁白化学方程式： 。从滤液C中回收的主要物质的一种用途是 。解析：（1）SO2为酸性气体，还具有较强的还原性，故可以通过用碱液吸收、强氧化剂 溶液吸收等方法除去 SO。（2）硫铁矿烧渣中除 SiO2外，均溶于盐酸，故滤渣是SiO2。FezQ、Fe3O4溶于盐酸均有f£生成，加入铁粉可以将Fe3+还原为Fe2+: 2Fe3+ Fe=3F2+o稀硝酸、双氧水、KMnO溶液均容易将Fe2+氧化为Fe&q

28、uot;,只有氨水能够起到调节pH的作用。注意该过程中十2价的铁已转化为+ 3价的铁。滤液 C为钱盐溶液，可作为氮肥使用。答案：（1）NaOH溶液（或其他合理答案）（2）SiO2将Fe"还原为Fe2+C 4FeCQ+O=2Fe2c3+4CO可作为氮肥题型4元素化合物型化工流程题例4.新型高效絮凝剂Fe（OH）SO4（碱式硫酸铁）常用于污水处理。工业上利用废国屑（含少量 人化铝|、|氧化铁|等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示:稀 NaHCOi稀 HjSO+.已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH) 2Al(OH) 3开始沉淀时的pH2.

29、37.53.4完全沉淀时的pH3.29.74.4请回答下列问题：（1）加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的 pH,使溶液中的 沉淀，该工艺中 “搅拌”的作用是。(2)在实际生产中，反应n常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作。若参与反应的 。2有11.2 L(标准况)，则相当于节约 NaNO2的物质的量为(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH) *离子可部分水解生成Fe2(OH) 42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为 。(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国该药物的相关质量标准，产品中不得含有 归引和EOM。为检验所得产品

30、中是否含有Fe2+, 应使用的试剂为(填序号)。A.氯水B. KSCN溶液C. NaOH溶液D.酸性 KMnO4溶液解析：(1)稀H2SO4浸取废铁屑后所彳#的溶液中含Fe2+和少量Al3+ ,根据工艺流程可知该步操作是为保留 Fe2+,除去A13 + ,故加入少量NaHCO3调节溶液pH可以使A13+沉淀 而除去，“搅拌”可以加快化学反应速率。(2)反应n通入的02与NaNO2均作氧化剂，根 据得失电子守恒，可以计算出标准状况下11.2 L 02与2 mol NaNO 2得到的电子数相等。 依据原子守恒及电荷守恒可以写出Fe(OH) 2+水解生成Fe2(0H) 42+的离子方程式：2Fe(0

31、H) 2+ 2H2OFe2(0H)42+ 2H +。(4)因产品中含 Fe3+,检验 Fe2+时不能采用加氯水和KSCN溶液的方法，也不能加 NaOH溶液，Fe(0H)3会对检验Fe2+产生干扰；可以 用酸性KMnO 4溶液中佥验Fe2+的存在，如含Fe2+,则滴入几滴酸性 KMnO4溶液后，溶液不 会显紫红色。答案：(1)Al3+加快化学反应速率(2)氧化剂 2 mol(3)2Fe(OH) 2+ + 2H2OFe2(OH)42+ 2H +. (4)D| 名师归纳|元素化合物型化工流程题是以 物质制备流程为主线，主要考查元素及 其化合物性质、物质结构、元素周期律 和氧化还原反应 等知识。通过仔

32、细阅读，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 ，进而明确生产目的制备什 么物质，找到制备物质 所需的原料，提取有用信息一一反应方程式、物质的稳定性及溶解 性等，然后利用所学知识进行解答 。必跟躁剂魁工业上制备 MnSO-H2O的方法是以软镒矿石为原料，且利用烧结烟气中的SO,可以实现绿色化学的设计思想。制备MnSO- MO的流程如下:H2s0*idttfyCh某软镒矿石的主要成分为MnO,还含有Si、Al、Zn和Cu等元素的化合物。已知：(1)25 C时部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Al(OH) 3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH&

33、gt;Cu(OH)2Zn(OH)2pH5.23.29.710.46.78.0(2)25 C时部分阳离子以硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物CuSZnSMnSFeSpH>-0.42>2.5>7>7回答下列问题:(1)生产中MnO矿粉碎的目的是 。(2)酸浸时SO将MnO还原为MnSQ其离子方程式为 。酸浸时SO的吸收率与pH和温度的关系如下图。为提高SO的吸收率，酸浸适宜的条件是m史/10 :-30 gw加706050 I享书W一瓮=工围6的吸收率与pH的K系Si版/富用2 SO：的啜收率彳曲度的光系(3)加入 MnS的目的是 。(4)操作IV的步骤为 、过滤

34、、洗涤、干燥。(5)已知金属离子浓度小于1.0 X 10 5mol - L 1时认为已经完全沉淀，根据表格数据，计算25 c时Zn(OH)2的溶度积 g=(不需写计算过程)。(6)已知MnSO-H2O在1 150 C高温下分解的产物是 MnQ、含硫化合物、水，则在该条 件下硫酸镒晶体分解反应的化学方程式是 。(7)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，在不断搅拌的情况下，电解酸化的MnSO溶液，阳极的电极反应式为 。【解析】(1)生产中把MnO矿石粉碎增大了反应物的接触面积，加快了化学反应速率。(2)依题意，二氧化硫是还原剂，二氧化镒是氧化剂，硫酸根离子是氧化产物，镒离子 是还原产物，根据元素

35、化合价升降的最小公倍数、电荷和原子个数守恒配平可得：MnO+SO=MnT + SOT ；读图1可知，其他变量保持不变且酸浸溶液pH为3左右时，二氧化硫的吸收率最大；读图 2可知，其他变量保持不变时，酸浸溶液温度为40 C左右时，二氧化硫的吸收率最大；为了提高二氧化硫的吸收率，酸浸适宜的条件是pH为3左右、温度为40 C左右O(3)由表格中金属阳离子以硫化物形式完全沉淀时的pH可得，向pH约为5.4的滤液中加入MnS加热煮沸时，可以除去 Cu2+、Zn2+,且不产生新的杂质。(4)操作出是过滤。滤渣 C的主要成分是 CuS ZnS;所得滤液的pH约为5.4 ,主要含有 M。、SOT、NH4、J,

36、从该溶液中分离出MnSO-H2。的方法是结晶，主要步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)氢氧化锌是难溶电解质，存在平衡：Zn(OH)2(s)Zn2+ (aq) + 20口 (aq),由于表中氢氧化锌完全沉淀时溶液pH= 8.0,25 C时Kw= 1.0 X1014,则该溶液中c(OH ) =Kw/c(H+ ) = 10 6mol L I 由于此时溶液 c(Zn2+)=1.0X10 5mol L 1,所以 KspZn(OH) 2 =c(Zn2 + ) c2(OH ) =1.0 x 10 17mol3 - L 3o(6)MnSO4 - H 2O在1 150 C高温下分解的产物是MnQ、

37、含硫化合物、水。生成MnQ中镒元素失电子，生成二氧化硫中硫元素得% 根据氧化还原反应中得失电子数相等及原 子守恒得出反应方程式为3MnSO-H 2O=MnO+ SO T + 2SO T + 3H2O。(7)阳极发生氧化反应，反应物中所含元素的化合价升高，由此推断阳极的主要反应物 是Mri+,主要产物是 MnO。根据化合价升高总数等于失去电子总数，酸性溶液中用氢离子和水使反应式左右两边电荷、原子守恒，可以书写并配平该阳极反应式：Mni + - 2e +2Ho=Mna 44。【答案】(1)增大反应物接触面积，加快反应速率(2)MnO2 + SQ=Mrf +SC2 pH为 3左右、温度为 40 C左

38、右 (3)除去 ClT、Zn2+ (4) 蒸发浓缩 冷却结晶 (5)1.0 X 10 17 mol3 - L 3 (6)3MnSO4 H2O高温,MmQ+SO T + 2SQ T + 3H2O (7)Mn2+ 2e + 2H2O=MnO- 4HI+题型5以制备物质为目的的工艺流程题.、一 、 ., 一 .2+2+33 一、例5. (2015 图考山东卷)毒重石的王要成分为 BaCO(含Ca、Mg、Fe等杂质)，实 验室利用毒重石制备 BaCl2 2H2O的流程如下：毒重右过彼I 一*过渡H浸取Il5%盐酸MH, HjO NflOH ,调同=8 ,谓 pH=lZ5此G。,旗激I 旗酒IT 池渣U

39、I龙W却晶 战旅冷结(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是 。实验室用37%勺盐酸配制15%勺盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的 。a.烧杯 b.容量瓶 c.玻璃棒d.滴定管(2)加入NH HbO调pH= 8可除去(填离子符号)，滤渣H中含 (填化学 式)。加入H2C2O时应避免过量，原因是 。Ca +. 2+MgL 3 +Fe开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.2已知：Kp(BaC2Q) =1.6 X10 7, Kp(CaC2O) = 2.3 X 10 9(3)利用间接酸碱滴定法可测定BS2 +的含量，实验分两步进行。已知：2CrO2 +2H =Ci2

40、O2 +H2O Ba"+Crd =BaCrOj步骤I :移取x mL一定浓度的NaaCrCU溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用 b mol L 1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V0 mL。步骤n ：移取 y mL BaCl 2溶液于锥形瓶中，加入 x mL与步骤I相同浓度的NaCrO,溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用 b mol - L 1盐酸标准液滴定至终点，测得 滴加盐酸的体积为 V mL。滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的 (填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为 mol L-。若步骤n中滴加盐酸时有少量待测 液溅出，B

41、S2+浓度测量值将 (填“偏大”或“偏小”)。解析(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是增大与盐酸的接触面积，加快反应速率。实验室配制一定质量分数的溶液时，需用到的仪器是量筒、烧杯和玻璃棒。(2)由流程图和表中数据可知， pH= 8时，可除去Fe% 调节pH=12.5时，Mg+完全沉淀，CT 部分沉淀，故滤渣n中含有 Mg(OH1和Ca(OH)2；加入H2C2Q的目的是除去溶液中剩余的 Ca2 + ,使CsT(aq)+ C2M (aq)=CaC2Q(s),当H2GQ过量时，也可能使c(Ba2+)c(C2C2) >Kp(BaC2Q),而生成BaCO沉淀，导致产品 BaCl2 2HO的量

42、减少。(3)由方程式2CrCT + 2H + =CK7-+ HO知，步骤I中加入的 CrOT的总物质的量为 b mol LixVo L =磊0, .- 、 2 一 1 Vmol。步骤n中，加入 BaCl2充分反应后，剩余的 CrO2的物质的量为 b mol L *彳诉 L="cc mol ,与 Ba2+反应的 CrO2的物质的量为 X mol-或 mol=b1 000 oa1 000 o 1 000 o 1 000mol,由方程式Ba2+ + CrO, =BaCrOj 得，n(Ba2+) = n(CrO2 ),所以 BaCl2 的浓度:b (V0V) mol1 000b (V0 V)

43、1 4 ,c(BaCl2)=- mol L 1。若步骤n中滴加盐酸时，有少量待测y Lyi 000 L b (MV),液溅出，造成 V1的用量减小，所以 -y的测量值将偏大。答案(1)增大接触面积从而使反应速率加快ac(2)Fe 3+ Mg(OH»、Ca(OH)2 H2C2Q过量会导致生成 BaGQ沉淀，产品产量减少(3)上方b (U-V1)y偏大名师归纳|物质制备化工生产流程的主线一般为:1 .审题忠告=(1)读流程，观其大略，找出流程主线，但不要被个别看不懂的细节蒙住了双眼。：(2)对于难度较大的设问， 要善于变换思维角度， 本着 不会也要抢几分”的原则，有时说：不定你的猜测也能

44、得分。=(3)明确常用的分离方法：过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。：萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CC14：或苯萃取滨水中的澳。：蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。=冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如；KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4 5H2O、FeSO4 7H2O 等。;蒸储或分储：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。：(4)分析流程的方法一般采用首尾分析法。2.答题忠告：(1)所设问题一般都是孤立的，属于 拼盘”式，因此，在解答时，不要求

45、流程全看懂后再-解答，看不懂的地方先跳过去，继续解答后面的问题。： (2)由于题目的设问前后几乎无联系，可根据题意单独进行作答，如写陌生的化学方程式、;填写混合物的分离方法的名称等。总之，要善于 各个击破”，追求得分效益的最大化。： (3)在设计分离提纯方案时要注意4原则：不增一一不减一一易分离一一易复原。铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取 Al 2(SO4) 3和俊明矶晶体 NHAl(SO4)2- 12HO的工艺流程如图所示：过Lt盐酸 过廿烷就 足砧口%同体A红瞄色注液工 固体h电量稀破

46、除保明队 溶液集明砒 M体请回答下列问题:(1)固体a的化学式为 ,m中通入足量CO气体发生反应的离子方程式为(2)由V制取俊明矶溶液的化学方程式为 ,从钱明 矶溶液中获得俊明矶晶体的实验操作依次为(填操作名称)、冷却结晶、过滤洗(3)以1 000 kg含氧化铝36%勺铝土矿为原料制取 Al 2(SO4)3,需消耗质量分数为98%勺硫酸(密度1.84 g - cm 3)L(保留一位小数)。(4)若同时制取钱明矶和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制 得的钱明矶和硫酸铝的物质的量之比为1 ： 1,则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SQ的物质的量之比为。解析：(1)铝土矿中Al2

47、Q和FezQ能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体 a的化学式 为SiO2。Al2Q溶于烧碱生成 NaAlQ溶液，在其中通入 CO生成Al(OH) 3沉淀。(2)Al(OH) 3分解生成Al 20, Al 2O3与稀硫酸反应后通入 NH生成俊明矶溶液。98X 3X 360，(3) m(Al 2O) = 1 000 kg X 36%= 360 kg , mjHzSO)=02kg = 1 037.6 kg ,需消 3、, 1 037.6 X 103Q3耗质量分数 98%勺硫酸(密度 1.84g cm )为184 g ,m匚 1*98% 5754 *1。mL= 575.4 L。(4)设制得的 Al

48、2(SO4)3和NHAl(SO4)2 12HO的物质的量都是 1 mol ,则Al 3+共3 mol ,3SOT共5 mol ,根据铝兀素和 SO一守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO的物质的量之比为2 : 5=3 ： 10。答案：(1)SiO 2 AlO 2 + CO + 2H2O=HCO + Al(OH) 3 J (2)Al 2Q + 4HSO + 2NH=2NHAl(SO 4) 2+ 3H2O 蒸发浓缩(3)575.4(4)3 ： 10化学工艺流程型做题方法小结【解题模板】工艺流程与无机知识综合题(一)(建议用时：45分钟)1 .菱镒矿的主要成分是MnCQ含有少量 Fe&、Al

49、 2Q),以菱镒矿为原料制备镒单质的流程如下所示：菱镒矿粉|硫酿?浆化稀吗 溶?夜1吧2溶液2#>精制一-> 电解一一 Mn请回答下列问题：(1)菱镒矿在浸取前需要粉碎，其目的是 。(2)用稀硫酸浸取时，主要反应的离子方程式为 ;加入二氧化镒的目的是除去其中的 (填化学式)，此物质参与反应时 生成硫酸铁、水和硫酸镒，该反应的化学方程式为 。(3)已知Fe、Al、Mn的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH如表所示，则加氨水沉淀时应控制溶液的 pH范围为。氢氧化物Fe(OH)3Al(OH) 3Mn(OH开始沉淀pH1.84.18.3完全沉淀pH3.25.09.8(4)电解硫酸镒溶液时，阴

50、极的电极反应式为 。用高镒酸钾溶液检验 Mri+,产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为 。(5)硫酸镒在高温条件下分解可得到三种氧化物，该热分解的化学方程式为 。【解析】(1)矿石粉碎可增大固体与液体、固体与气体的接触面积，可从影响化学反应速率因素的角度进行分析。(2)碳酸镒与稀硫酸反应，类似碳酸钙与盐酸反应。二硫化亚铁与二氧化镒在稀硫酸中 反应生成硫酸铁、硫酸镒和水。1 mol FeS 2失去电子的物质的量为 15 mol。(3)根据几种离子沉淀的pH,控制溶液的酸碱性使氢氧化铝完全沉淀(氢氧化铁已完全沉淀)，氢氧化镒没有开始沉淀。(4)电解硫酸镒溶液时，阴极上镒离子发生还原反应生成镒单质。高

51、镒酸钾将镒离子氧 化成二氧化镒。(5)硫酸镒在高温下分解生成四氧化三镒、二氧化硫和三氧化硫，类似硫酸亚铁分解生 成氧化铁、二氧化硫和三氧化硫。【答案】 (1)增大接触面积，便于浆化，提高浸出率23_.(2)MnCQ+2H =Mn + COT + H2O FeS 2FeS2 + 15MnO+14H2SO=Fe(SO4) 3 +15MnSO+ 14HO(3)5.0 <pH< 8.32+2+_ +(4)Mn +2e =Mn 2MnO + 3Mn + 2H2O=5MnO + 4H局温(5)3MnSO4=/lnQ+SQ T + 2SOT2 .某器具含碳化鸨(WC)、金属钻(Co)及杂质铁等成

52、分，以该废旧器具及制造该器具的废料为原料提取WG口金属钻的流程如下所示:电解质溶液1i)电解ii )过海-气体1(nh 小 c。洗液液.量气* WC < fl)两刃pl 3g请回答下列问题：(1)电解时废旧器具作阳极，不锈钢作阴极，盐酸作电解质溶液，阳极反应式为(2)图中的肥料为 ,加入双氧水的目的是 。(3)向滤液n中加入草酸钱(NH 4)2C2O4发生反应的离子方程式为 。(4)焙烧草酸钻(CoG。)的化学方程式是。(5)将洗涤液回收配成电解液，目的是 。滤饼的主要成分是。(6)将1 t废料经上述处理，所得滤饼洗涤干净后焙烧得到固体80 g ,则杂质铁的质量分数为。【解析】(1)从流

53、程图看，废料中钻、铁转化成+2价金属离子。阳极上钻、铁发生氧化反应生成+ 2价铁离子、+ 2价钻离子，阴极上产生氢气。(2)从流程图看，盐酸作电解质溶液，加入的氨气与盐酸反应生成氯化钱，氯化亚钻与草酸俊反应生成氯化钱，所以肥料是氯化俊。加入双氧水发生氧化还原反应：2Fe2+ + H2O上3上_+ 2H =2Fe + 2H2。(3)从流程图看，草酸钻是沉淀，反应的化学方程式为CoCl2+(NH4)2C2Q=CoCH +2NHCI。(4)高温焙烧时，草酸钻分解生成三氧化二钻，钻元素的化合价升高，+3价碳元素的化合价部分降低，生成 CO化学反应方程式为 2CoCQ高温，CO2Q+3COT + COT。(5)洗涤液中含有钻元素，将洗涤液配成电解质溶液可回收利用钻(钻是重金属元素)。从流程看，亚铁离子经双氧水氧化成三价铁离子，加入氨气来调节溶液的pH,使三价铁离子转化成氢氧化铁沉淀，钻离子不会沉淀。(6)焙烧得到的固体是氧化铁，根据质量守恒计算样品中铁元素的质量分数：w(Fe)=80 g x1121601X106 g X 100险 0.005 6%。【答案】(1