化学工艺流程型实验解题方法总结例题练习

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业化学工艺流程型实验题一、化工流程线路示意图(1)箭头：箭头进入的是投料(即反应物)、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eq x(原料)eq x(对原料的预处理)eq x(核心化学反应)eq x(产品的提纯分离)eq x(目标产物)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

2、用方法及其作用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。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。煅烧改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。 (2)常用的控制反应条件的方法调节溶液的pH。常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中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质

3、来调节溶液的pH，不可加入NaOH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。控制压强。改变速率，影响平衡。 使用正催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡需要的时间。趁热过滤。防止某物质降温时会析出。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

4、意环保，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

5、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)文字叙述类的题目要规范解答，防止出现因叙述不严谨导致的失分，如如何洗涤沉淀：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。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：蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去杂质”，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(操作现

6、象结论) (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“”，“增大”还是“变大”等。填“化学式”、“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“”、“=”、“”、“”、“”等。 = 6 * GB3 对于计算的物理量，要注意单位的填写 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。此类试题综合性强，思维量大，难

7、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、蒸馏、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煅烧黄铁矿石的烧渣(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)和绿矾(FeSO47H2O)，过程如下：(1)将过程中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是_(填选项序号)。a品红溶液b紫色石蕊溶液c酸性KMnO4溶液 d溴水(2)过程中，FeS和O2、H2SO4反应的离子

8、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制绿矾时，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、坩埚钳等，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 bCaCO3cNaOH溶液 dFe2O3(6)过程中，将溶液Z加热到70 80 ，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 g样品；将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；过滤、

9、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)。【信息提取】1.烧渣(Fe2O3、FeS、SiO2)eq f(O2足量,稀H2SO4)(2)固体(S、SiO2)eq o(,sup12(灼烧),sdo12()SO2【标准答案】(1)acd(3分)(2)4FeS3O212H=4Fe36H2O4S(2分)(3)Fe(或铁)(2分)Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4(2分)硫氰化钾(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

10、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

11、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。(7)填31.1%或31%扣1分。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。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)2开始沉淀的pH7.62.73.88.3完全沉淀的pH9.73.74.79.8请回答下列问题：(1)操作1、操作2的名称是_，在实验室完成该操作必需的玻璃仪器

12、有_种。滤渣A的用途是_(列一种)。(2)步骤中增大c(Fe3)的离子方程式为_。下列试剂能否替代步骤中的双氧水？答：_(填“能”或“否”)。a氯气 b重铬酸钾c次氯酸钠 d高锰酸钾(3)步骤中硫酸的浓度和反应温度与浸出率的关系如图所示。根据图像分析，硫酸的适宜浓度是_，反应温度是_。(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)2CaSO4Na2SO4溶解度/g0.1530.25819.5结合表中数据，解释步骤中使用生石灰，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

13、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b g纯净固体。已知聚合硫酸铝铁的相对分子质量为M。则该产品的纯度为_(用代数式表示)。【解析】(1)铝土矿的主要成分是氧化铝，还含有少量的氧化铁和二氧化硅，只有二氧化硅不溶于硫酸，操作用过滤操作除去二氧化硅，操作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。步骤加入过量的硫酸，双氧水在酸性条件下氧化亚铁离子，生

14、成三价铁离子和水，离子方程式为2Fe22HH2O2=2Fe32H2O。如果通入氯气，将发生反应2Fe2Cl2=2Fe32Cl，引入氯离子，导致产品不纯，a项不能替代；如果加入重铬酸钾，将发生反应Cr2Oeq oal(2,7)14H6Fe2=2Cr36Fe37H2O，引入铬离子和钾离子，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2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O，相比双氧水而言，引入了氯离子，c项不能替代；如果加入高锰酸钾溶液，发生反应MnOeq oal(,4)5Fe28H=5Fe3Mn24H2O，引入了锰离子，d项不能替代，故不能用题述四种氧化剂替代双氧水。

15、(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：Fe33OH=Fe(OH)3，Al34OH=AlOeq oal(,2)2H2O,2Fe(OH)3eq o(=,sup12(高温),sdo12()Fe2O33H2O，n(Fe)eq f(b g,160 gmol1)2eq f(b,80)mol，聚合硫酸铝铁的质量为meq

16、f(bM,80)g，产品的纯度为eq f(bM,80a)100%。【答案】(1)过滤3制光导纤维、冶炼硅、制玻璃等(2)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O否(3)大约45%100 (4)生石灰能将硫酸根离子转化成微溶的硫酸钙，产品纯度高高铁酸钾具有杀菌消毒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)eq f(bM,80a)100%题型2 eq avs4al(实验型化工流程题)例2(2013课标全国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()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下：工业ZnOeq o(,sup7(稀硫酸),sdo5()浸出

17、液eq o(,sup7(调pH约为5),sdo5(适量高锰酸钾溶液) eq o(,sup7(过滤)滤液eq o(,sup7(Zn),sdo5() eq o(,sup7(过滤)滤液eq o(,sup7(Na2CO3),sdo5() eq o(,sup7(过滤)滤饼eq o(,sup7(煅烧),sdo5()ZnO提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：(1)反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方程式为_；在加高锰酸钾溶液前，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，

18、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ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于_。解析：第步酸浸，得到Zn2、Fe2、Mn2、Ni2；第步氧化，MnOeq oal(,4)将Fe2氧化为Fe3而易于形成Fe(OH)3沉淀，同时MnOeq oal(,4)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，Ni经过滤而除去；第步加碳酸钠沉淀Zn2；第步煅烧ZnCO3。(4)11.2 g ZnCO3xZn(OH)2煅烧后得到8.1 g ZnO，可求得x1。答案：(1)Fe2和Mn2MnOeq

19、oal(,4)3Fe27H2O=3Fe(OH)3MnO25H、2MnOeq oal(,4)3Mn22H2O=5MnO24H铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入12滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，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：除Fe2+，Mn2+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()、Mn()除Fe2+，Mn2+含Fe2+,Mn2+,Ni2+除Ni2+铁生成Fe(OH)3工业ZnOeq o(,sup7(稀硫酸),sdo5()浸出液eq o(,sup7(调pH

20、约为5),sdo5(适量高锰酸钾溶液) eq o(,sup7(过滤)滤液eq o(,sup7(Zn),sdo5() eq o(,sup7(过滤)滤液eq o(,sup7(Na2CO3),sdo5() eq o(,sup7(过滤)滤饼eq o(,sup7(煅烧),sdo5()ZnO含Fe2+,Mn2+,Ni2+除Ni2+铁生成Fe(OH)3提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。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高纯氧化镁是一种新的探索。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

21、下：(1)MgCO3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)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4Ceq o(=,sup7(800 )2MgO2SO2CO2MgSO4Ceq o(=,sup7(800 )MgOSO2COMgSO43Ceq o(=,sup7(800 )MgOS3CO利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步 吸收或收集。D中收集的气体是_(填化学式)。B中盛放的溶液可以是_(填字母)。aNaOH溶液 bNa2CO3溶液c稀硝酸 dKMnO4溶液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

22、态为4，写出该反应的离子方程式：_。解析：(1)MgCO3H2SO4=MgSO4CO2H2O。(2)由菱镁矿成分可知，被氧化的是FeSO4，故发生反应2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O。(3)调pH4，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：3S6NaOHeq o(=,sup7()2Na2SNa2SO33H2O，吸收SO2可选用氧化性溶液。答案：(1)MgCO32H=Mg2CO2H2O(2)2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O(3)Fe(OH)3(4)COd3

23、S6OHeq o(=,sup7()2S2SOeq oal(2,3)3H2O题型3 eq avs4al(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：(1)上述流程中“碱浸”后，物质A必须经过_、_(填操作名称)处理后，才能煅烧；若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅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pH4，则此时溶液中c(S2)_molL1。已知：常温时CuS

24、、Cu(OH)2的Ksp分别为8.81036、2.21020(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_、_ 。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，产物为Na2S、等物质的量的CO2和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的水解，增大Na2S的产量。(3)根据Cu(OH)2的Ksp，可知c(Cu2)2.2 molL1，再根据CuS的Ksp可知c(S2)41036 molL1。(4)从图中看出，pH为9.010.0

25、，x12时汞的去除率最大。答案：(1)过滤干燥3Na2SO48Ceq o(=,sup7(煅烧)3Na2S4CO24CO(2)热水会促进Na2S水解，而稀碱液能抑制Na2S水解(3)41036(4)x12pH介于9.010.0之间eq x(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。(3)从题中获取信息，运

26、用化学反应原理分析制备产品的最佳条件。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SO2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Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(软磁Fe2O3)的生产流程示意图：步骤中过滤所得滤渣的主要成分是_。步骤中加入铁粉的目的是_。步骤中可选用_试剂调节溶液的pH(填标号)。A稀硝酸B双氧水C氨水D高锰酸钾溶液写出在空气中煅烧FeCO3，制备高纯氧化铁的化学方程式：_。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

27、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SO2。(2)硫铁矿烧渣中除SiO2外，均溶于盐酸，故滤渣是SiO2。Fe2O3、Fe3O4溶于盐酸均有Fe3生成，加入铁粉可以将Fe3还原为Fe2：2Fe3Fe=3Fe2。稀硝酸、双氧水、KMnO4溶液均容易将Fe2氧化为Fe3，只有氨水能够起到调节pH的作用。注意该过程中2价的铁已转化为3价的铁。滤液C为铵盐溶液，可作为氮肥使用。答案：(1)NaOH溶液(或其他合理答案)(2)SiO2将Fe3还原为Fe2C4FeCO3O2eq o(=,sup7(煅烧),sdo5()2Fe2O34CO2可作为氮肥题型4 eq avs4al(元素化合物型化

28、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。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示：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pH2.37.53.4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O2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2的物

29、质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2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Fe2和NO3-。为检验所得产品中是否含有Fe2，应使用的试剂为_(填序号)。 A氯水BKSCN溶液CNaOH溶液 D酸性KMnO4溶液解析：(1)稀H2SO4浸取废铁屑后所得的溶液中含Fe2和少量Al3，根据工艺流程可知该步操作是为保留Fe2，除去Al3，故加入少量NaHCO3调节溶液pH可以使Al3沉淀而除去，“搅拌”可以加快化学反应速率。(2)反应通入

30、的O2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 O2与2 mol NaNO2得到的电子数相等。(3)依据原子守恒及电荷守恒可以写出Fe(OH)2水解生成Fe2(OH)42的离子方程式：2Fe(OH)22H2OFe2(OH)422H。(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(OH)3会对检验Fe2产生干扰；可以用酸性KMnO4溶液检验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)22H2OFe2(OH

31、)422H(4)Deq x(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。工业上制备MnSO4H2O的方法是以软锰矿石为原料，且利用烧结烟气中的SO2，可以实现绿色化学的设计思想。制备MnSO4H2O的流程如下：某软锰矿石的主要成分为MnO2，还含有Si、Al、Zn和Cu等元素的化合物。已知：(1)25 时部分阳离子

32、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)2Cu(OH)2Zn(OH)2pH5.23.29.710.46.78.0(2)25 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CuSZnSMnSFeSpH0.422.577回答下列问题：(1)生产中MnO2矿粉碎的目的是_。(2)酸浸时SO2将MnO2还原为MnSO4，其离子方程式为_。酸浸时SO2的吸收率与pH和温度的关系如下图。为提高SO2的吸收率，酸浸适宜的条件是_。(3)加入MnS的目的是_。(4)操作的步骤为_、_、过滤、洗涤、干燥。(5)已知金属离子浓度小于1.

33、0105molL1时认为已经完全沉淀，根据表格数据，计算25 时Zn(OH)2的溶度积Ksp_(不需写计算过程)。(6)已知MnSO4H2O在1 150 高温下分解的产物是Mn3O4、含硫化合物、水，则在该条件下硫酸锰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MnSO4溶液，阳极的电极反应式为_。【解析】(1)生产中把MnO2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，二氧化锰是氧化剂，硫酸根离子是氧化产物，锰离子是还原产物，根据元素化合价升降的最小公倍数、电荷和原子个数守恒配平可得：MnO2

34、SO2=Mn2SOeq oal(2,4)；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 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 左右。(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Mn2、SOeq oal(2,4)、NHeq oal(,4)、H，从该溶液中分离出MnSO4

35、H2O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)2OH(aq)，由于表中氢氧化锌完全沉淀时溶液pH8.0,25 时Kw1.01014，则该溶液中c(OH)Kw/c(H)106molL1，由于此时溶液c(Zn2)1.0105molL1，所以KspZn(OH)2c(Zn2)c2(OH)1.01017mol3L3。(6)MnSO4H2O在1 150 高温下分解的产物是Mn3O4、含硫化合物、水。生成Mn3O4中锰元素失电子，生成二氧化硫中硫元素得电子。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

36、3MnSO4H2Oeq o(=,sup12(高温),sdo12()Mn3O4SO22SO33H2O。(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Mn2，主要产物是MnO2。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：Mn22e2H2O=MnO24H。【答案】(1)增大反应物接触面积，加快反应速率(2)MnO2SO2=Mn2SOeq oal(2,4)pH为3左右、温度为40 左右(3)除去Cu2、Zn2(4)蒸发浓缩冷却结晶(5)1.01017 mol3L3(6)3MnSO4H2O高温,

37、Mn3O4SO22SO33H2O(7)Mn22e2H2O=MnO24H题型5 以制备物质为目的的工艺流程题例5.(2015高考山东卷)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2、Mg2、Fe3等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl22H2O的流程如下：(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_。实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，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NH3H2O调pH8可除去_(填离子符号)，滤渣中含_(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量，Ca2Mg2Fe3开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.2已知：

38、Ksp(BaC2O4)1.6107，Ksp(CaC2O4)2.3109(3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2的含量，实验分两步进行。已知：2CrOeq oal(2,4)2H=Cr2Oeq oal(2,7)H2OBa2CrOeq oal(2,4)=BaCrO4步骤：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b molL1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V0 mL。步骤：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b molL1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL

39、。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_molL1。若步骤中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2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，pH8时，可除去Fe3；调节pH12.5时，Mg2完全沉淀，Ca2部分沉淀，故滤渣中含有Mg(OH)2和Ca(OH)2；加入H2C2O4的目的是除去溶液中剩余的Ca2，使Ca2(aq)C2Oeq oal(2,4)(aq)=CaC2O4(s)，当H2C2O4过

40、量时，也可能使c(Ba2)c(C2Oeq oal(2,4)Ksp(BaC2O4)，而生成BaC2O4沉淀，导致产品BaCl22H2O的量减少。(3)由方程式2CrOeq oal(2,4)2H=Cr2Oeq oal(2,7)H2O知，步骤中加入的CrOeq oal(2,4)的总物质的量为b molL1eq f(V0,1 000) Leq f(bV0,1 000) mol。步骤中，加入BaCl2充分反应后，剩余的CrOeq oal(2,4)的物质的量为b molL1eq f(V1,1 000) Leq f(bV1,1 000) mol，与Ba2反应的CrOeq oal(2,4)的物质的量为eq f

41、(bV0,1 000) moleq f(bV1,1 000) moleq f(b（V0V1）,1 000) mol，由方程式Ba2CrOeq oal(2,4)=BaCrO4得，n(Ba2)n(CrOeq oal(2,4)，所以BaCl2的浓度：c(BaCl2)eq f(f(b（V0V1）,1 000) mol,f(y,1 000) L)eq f(b（V0V1）,y) molL1。若步骤中滴加盐酸时，有少量待测液溅出，造成V1的用量减小，所以eq f(b（V0V1）,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)Fe3Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生

42、成BaC2O4沉淀，(3)上方eq f(b（V0V1）,y)偏大eq x(名师归纳)物质制备化工生产流程的主线一般为：eq x(原料)eq x(aal(对原料的,预处理)eq x(aal(核心化,学反应)eq x(aal(产品的分,离提纯)eq x(目标产物)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

43、，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。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、CuSO45H2O、FeSO47H2O等。蒸馏或分馏：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

44、“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：不增不减易分离易复原。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Al2(SO4)3和铵明矾晶体NH4Al(SO4)212H2O的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)固体a的化学式为_，中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为_。(2)由制取铵明矾溶液的化学方程式为_，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)_、冷却结晶、过滤洗涤。(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)

45、3，需消耗质量分数为98%的硫酸(密度1.84 gcm3)_ L(保留一位小数)。(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为11，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为_。解析：(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体a的化学式为SiO2。Al2O3溶于烧碱生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3与稀硫酸反应后通入NH3生成铵明矾溶液。(3)m(Al2O3)1 000 kg36%360 kg，m(H2

46、SO4)eq f(983360,102) kg1 037.6 kg，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84gcm3)为eq f(1 037.6103 g,1.84 gmL198%)575.4103mL575.4 L。(4)设制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)212H2O的物质的量都是1 mol，则Al3共3 mol，SOeq oal(2,4)共5 mol，根据铝元素和SOeq oal(2,4)守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO4的物质的量之比为eq f(3,2)5310。答案：(1)SiO2AlOeq oal(,2)CO22H2O=HCOeq oal(,3)Al(OH)3(2

47、)Al2O34H2SO42NH3=2NH4Al(SO4)23H2O蒸发浓缩 (3)575.4(4)310化学工艺流程型做题方法小结【解题模板】箭头指向为加入物质，指出为生成物质箭头指向为加入物质，指出为生成物质加入什么物质发生什么反应如何分离根据反应的基本原理（氧化还原反应、离子反应），写出方程式。实验基本操作，根据物质的状态、性质进行规范答题根据分析，规范作答，准确表达。工艺流程与无机知识综合题（一）(建议用时：45分钟)1菱锰矿的主要成分是MnCO3(含有少量FeS2、Al2O3)，以菱锰矿为原料制备锰单质的流程如下所示：eq x(菱锰矿粉)eq o(,sup12(硫酸铵)浆化eq o(,

48、sup12(稀硫酸),sdo12()溶液1eq o(,sup12(MnO2),sdo12()溶液2eq o(,sup12(氨水),sdo12()精制电解Mn请回答下列问题：(1)菱锰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_；加入二氧化锰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、水和硫酸锰，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)2开始沉淀pH1.84.18.3完全沉淀pH3.25.09.8(4)

49、电解硫酸锰溶液时，阴极的电极反应式为_。用高锰酸钾溶液检验Mn2，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为_。(5)硫酸锰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)碳酸锰与稀硫酸反应，类似碳酸钙与盐酸反应。二硫化亚铁与二氧化锰在稀硫酸中反应生成硫酸铁、硫酸锰和水。1 mol FeS2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)，氢氧化锰没有开始沉淀。(4)电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应生成

50、锰单质。高锰酸钾将锰离子氧化成二氧化锰。(5)硫酸锰在高温下分解生成四氧化三锰、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(2)MnCO32H=Mn2CO2H2OFeS22FeS215MnO214H2SO4=Fe2(SO4)315MnSO414H2O(3)5.0pH8.3(4)Mn22e=Mn2MnOeq oal(,4)3Mn22H2O=5MnO24H(5)3MnSO4eq o(=,sup12(高温),sdo12()Mn3O4SO22SO32某器具含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及杂质铁等成分，以该废旧器具及制造该器具的

51、废料为原料提取WC和金属钴的流程如下所示：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)向滤液中加入草酸铵(NH4)2C2O4(4)焙烧草酸钴(CoC2O4)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)从流程图看，废料中钴、铁转化成2价金属离子。阳极上钴、铁发生氧化反应生成2价铁离子、2价钴离子，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

52、盐酸反应生成氯化铵，氯化亚钴与草酸铵反应生成氯化铵，所以肥料是氯化铵。加入双氧水发生氧化还原反应：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(3)从流程图看，草酸钴是沉淀，反应的化学方程式为CoCl2(NH4)2C2O4=CoC2O22NH4(4)高温焙烧时，草酸钴分解生成三氧化二钴，钴元素的化合价升高，3价碳元素的化合价部分降低，生成CO，化学反应方程式为2CoC2O4高温,Co2O33COCO2。(5)洗涤液中含有钴元素，将洗涤液配成电解质溶液可回收利用钴(钴是重金属元素)。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，钴离子不会沉淀。

53、(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)eq f(80 gf(112,160),1106 g)100%0.005 6%。【答案】(1)Co2e=Co2、Fe2e=Fe2(2)氯化铵(NH4Cl)将Fe2氧化成Fe3(3)Co2C2Oeq oal(2,4)=CoC2O4(4)2CoC2O4高温,Co2O33COCO2(5)回收利用钴Fe(OH)3(6)0.005 6%3绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(FeSO47H2O)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取(1)试剂a和试剂b的化学式分别

54、是_，操作1的名称是_。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：_。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量碳酸钠溶液的作用是_。(4)操作需要用到的玻璃仪器名称是_。(5)通过检验COeq oal(2,3)来判断操作是否洗涤干净，检验的方法是_。【解析】(1)由流程图可知滤渣2为Fe(OH)3，而目标产物为绿矾(FeSO47H2O)，所以试剂a为稀H2SO4，起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。(2)依题意，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4CuFeS217O22H2SO4

55、=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。(3)COeq oal(2,3)水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。(4)因为操作为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。(5)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则没有洗涤干净。【答案】(1)稀H2SO4、铁粉过滤(2)4CuFeS217O22H2SO4=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O(3)除去油污(4)烧杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗净；若有白色沉淀生成，则未洗净4铬铁矿主要成分为FeOCr2O

56、3，含有SiO2、Al2O3等杂质。工业上用铬铁矿制备红矾钠晶体(Na2Cr2O72H2O)的流程如图所示：煅烧时反应为：4FeOCr2O37O220NaOH煅烧,8Na2CrO44NaFeO210H2O(1)步骤是在坩埚中进行煅烧，下列可用作此坩埚材料的是_。A铁B氧化铝C石英 D陶瓷(2)步骤煅烧反应极慢，需要升温到NaOH呈熔融状态，反应速率才加快，其原因为_。(3)步骤中NaFeO2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，其化学方程式为_。(4)将五份滤液1分别在130 蒸发1小时，各自冷却到不同温度下结晶，保温过滤，所得实验数据如下表。根据数据分析，步骤的最佳结晶温度为_。结晶温度/Na2CrO

57、4粗晶体中各物质的质量分数/%Na2CrO44H2ONaOHNaAlO2Na2SiO33052.4529.798.6912.214068.8120.498.4610.845060.2627.9610.369.326050.7429.6610.4012.257046.7733.068.106.48(5)步骤中滤渣3的成分是_。(6)假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠晶体，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为_(用含m1、m2的代数式表示)。【解析】(1)高温下，四个选项中的物质只有铁不与NaOH固体反应，故可用铁作坩埚的材料。(2)NaOH熔融后增大了反应物的接触面积，使反应速率加快。(3)利用元素守

58、恒可写出NaFeO2水解的化学反应方程式：NaFeO22H2O=Fe(OH)3NaOH。(4)由表中数据可以看出，40 时，Na2CrO44H2O的质量分数最高，且其他物质的质量分数较低，故步骤的最佳结晶温度为40 。(5)当滤渣2粗晶体加水溶解，调节pH为中性时，所得滤渣3为Al(OH)3和H2SiO3。(6)m2 kg红矾钠晶体(Na2Cr2O72H2O)中铬元素的质量为：m2eq f(522,232522167182)eq f(52m2,149)，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为eq f(52m2,149m1)100%。【答案】(1)A(2)NaOH熔融后增大了反应物的接触面积(3)NaF

59、eO22H2O=Fe(OH)3NaOH(4)40 (5)Al(OH)3、H2SiO3(或H4SiO4)(6)eq f(52m2,149m1)100%5以废旧锌锰干电池处理得到的混合物为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下图所示。请回答下列问题：(1)MnxZn1xFe2O4中铁元素化合价为3，则锰元素的化合价为_。(2)活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_(填“氧化剂”或“还原剂”)。(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液中，带出汞蒸气经KMnO4溶液进行吸收而实现的。在恒温下不同pH时，KMnO4溶液对Hg的单位时间去除率及主要产物如下图所示。写出pH2时KMnO4溶液吸收汞蒸气的离子方程式_。在强酸性环境

60、中汞的单位时间去除率高，其原因除氢离子浓度增大使KMnO4溶液的氧化性增强外，还可能是_。(4)用惰性电极电解K2MnO4溶液制备KMnO4的装置如下图所示。a应接直流电源的_(填“正”或“负”)极。已知25 ，两室溶液的体积均为100 mL，电解一段时间后，右室溶液的pH由10变为14，则理论上可制得_ mol KMnO4(忽略溶液的体积和温度变化)。【解析】(1)根据化合价的代数和为零可知nx22x23420，可知n2。(2)Fe还原Hg2为Hg、Fe作还原剂。(3)根据化合价升降法可配平；某粒子的催化作用。(4)从图可知，a电极为MnOeq oal(2,4)MnOeq oal(,4)，可