工艺流程综合题型研究

工艺流程综合题型研究【备考策略】在全国近几年的高考中，主要考查物质的制备和提纯的工艺流程，其中涉及元素及其化合物的性质、离子反应、氧化还原反应、电池反应等。在2016年的备考中，应关注元素化合物知识与生产、生活的联系，善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素化合物知识。解答这类试题要注意循环经济、原子经济、节能环保等要求。【能力提升】能力提升化学工艺流程题的解题要领解题时首先要粗读试题，尽量弄懂流程图。要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)，返回的箭头一般是“循环利用”的物质。图中一般会出现超纲知识，要读懂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，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。所以一定要关注题目的每一个字眼，但不必将每一个物质都推出，问什么推什么。其次要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有连带效应，即前一问不能回答没关系，不影响后面回答问题。遇到做不出来的问题要及时放弃，以免影响其他问题的作答。最后，作答时一定要看清所提问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性。1.常见的化工术语关键词释义研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分灼烧(煅烧)使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿浸取向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程水浸与水接触反应或溶解过滤固体与液体的分离滴定定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定蒸发结晶蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度水洗用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)2.常见的操作与答题常见的操作答题要考虑的角度加过量试剂使反应完全进行(或增大转化率、产率)等加氧化剂氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子判断能否加其他物质要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等分离、提纯过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作；从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—(洗涤、干燥)提高原子利用率绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)在空气中或在其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的判断沉淀是否洗涤干净取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等(续表)常见的操作答题要考虑的角度控制溶液的pH①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)②“酸作用”还可除去氧化物(膜)③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)①防止副反应的发生②使化学平衡移动；控制化学反应的方向③控制固体的溶解与结晶(如趁热过滤能防止某物质降温时析出)④控制反应速率；使催化剂达到最大活性⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求洗涤晶体①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等④洗涤沉淀方法：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次表面处理用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等如何确定有关工艺流程中的重要物质?【问题引出】化工生产技术的“工艺流程题”已成为高考的新亮点和主流题型，其中“循环物质、副产品、滤渣和滤液”是常考知识点，具有一定的难度和区分度。【考题呈现】1．(2015·天津高考)废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是。2．(2015·山东高考)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、F等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下：Ca2+Mg2+F开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.2已知：Ksp(BaC2O4)=1.67×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9。加入NH3·H2O调节pH=8可除去(填离子符号)，滤渣Ⅱ中含(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量，原因是。【归纳总结】1．(1)解题策略解题步骤解题策略首尾呼应、找出主线1.对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料2.依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务分段剖析、明析细节3.以核心辅助原料为准，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品分离提纯三个阶段4.依箭头指向，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用，融通对流程的整体分析5.某些暂时琢磨不透的环节，可“跳过去”而“难得糊涂”，如有必要，可“顺藤摸瓜”或带着问题回头来进行有针对性的分析由易到难、破解答案6.先易后难：先回答与工艺流程非密切相关的问题，确保易拿的分数先拿，增强答题信心7.变换角度：从基本理论、绿色化学观点、经济角度、安全生产等多角度答题8.对棘手问题：不忘尝试从题给信息中寻找答案(2)物质判断：主线主产品，副线副产品，回头为循环。2.循环物质的确定3.副产品的判断4.滤渣、滤液成分的确定要考虑样品中原料和杂质中的每一种成分在每一步与每一种试剂的反应情况：(1)哪些物质(离子)消失了。(2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子；再考虑这些离子间是否会发生反应。(3)去除主产品和副产品，原料中的相关成分存在于何处。化学工艺流程和物质的制备

典题演示1(2015·河南焦作一模)高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿(主要成分MnO2)制备高锰酸钾的流程图。(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒机理与下列(填字母)物质相似。A.75%酒精 B.双氧水C.苯酚 D.84消毒液(NaClO溶液)(2)软锰矿粉碎的目的是。写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式：。(3)该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要直接制备出纯净的CO2，所需试剂最好选择(填字母)。a.石灰石 b.稀盐酸 c.稀硫酸 d.纯碱所需气体发生装置是(填字母)。(4)上述流程中反应②：向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，该反应中的还原剂是。(5)上述流程中可以循环使用的物质有Ca(OH)2、CO2、和(填化学式)。(6)若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则每1molMnO2可制得molKMnO4。〖答案〗(1)BD(2)增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应物反应完全2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O(3)cdA(4)K2MnO4(5)KOHMnO2(6)0.67〖解析〗(1)KMnO4有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与NaClO溶液、双氧水一样，苯酚、75%酒精消毒的原理是使病毒的成分蛋白质发生变性进行消毒。(2)软锰矿粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应物反应完全；MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气，反应生成K2MnO4，反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。(3)HCl有挥发性，会导致CO2不纯，因此酸最好选择稀硫酸，碳酸钙与稀硫酸反应生成的CaSO4在水中的溶解性很小，反应过程中沉积在石灰石表面，会阻止反应的继续进行，所以所需试剂最好为稀硫酸和纯碱。稀硫酸与纯碱是液体与固体发生反应，不能选用装置B，由于纯碱溶于水，也不能使用启普发生器，只有A装置符合气体发生装置的要求。(4)向K2MnO4溶液中通入CO2制备KMnO4发生反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO22KMnO4+2K2CO3+MnO2，K2MnO4中一部分Mn元素由+6价升高到+7价，另一部分Mn元素由+6价降低到+4价，电子只在Mn元素之间转移，K2MnO4既是氧化剂又是还原剂。(5)由转化关系图知，除Ca(OH)2、二氧化碳外，K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入Ca(OH)2生成的KOH，会在MnO2、KOH熔融制备K2MnO4中被循环利用。(6)若不考虑物质循环与制备过程中的损失，1molMnO2可制得1molK2MnO4，由方程式可知，3K2MnO4+2CO22KMnO4+2K2CO3+MnO2，1molK2MnO4可以制备molKMnO4，在上述条件下，1molMnO2可制得molKMnO4。

变式训练1(2015·江西师大附中、鹰潭一中联考)Na2S2O3·5H2O可作为高效脱氯剂，工业上用硫铁矿(FeS2)为原料制备该物质的流程如下：硫铁矿气体A溶液C溶液DNa2S2O3·5H2O已知：①气体A可以使品红溶液褪色，与硫化氢(H2S)混合能获得单质硫。②pH约为11的条件下，单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐。回答下列问题：(1)沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态，其目的是。(2)吸收塔中的原料B可以选用(填字母)。A.NaCl溶液 B.Na2CO3溶液 C.Na2SO4溶液(3)某小组同学用右图装置模拟制备Na2S2O3的过程(加热装置已略去)。①A中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，其原因是；装置B的作用是。②C中制备Na2S2O3发生的连续反应有Na2S+H2O+SO2Na2SO3+H2S、和Na2SO3+SNa2S2O3。(4)工程师设计了从硫铁矿获得单质硫的工艺，将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取，得到单质硫和硫化氢气体，该反应的化学方程式为。〖答案〗(1)使固体与气体充分接触，加快反应速率(2)B(3)①该反应的实质是H+与S反应，70%的硫酸中含水较多，c(H+)和c(S)都较大，生成SO2速率更快防止倒吸②2H2S+SO23S↓+2H2O(4)FeS2+2HClFeCl2+H2S↑+S↓〖解析〗(1)将硫铁矿进行粉碎的目的在于增大接触面积，使固体与气体充分接触，从而加快反应速率。(2)根据提示信息“pH约为11的条件下，单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐”可知，使用原料B的目的在于吸收SO2，故原料B应是碱性溶液，NaCl、Na2SO4溶液呈中性，Na2CO3溶液呈碱性。(3)①该反应的实质是H+与S反应，70%的硫酸中含水较多，c(H+)和c(S)都较大，生成SO2速率更快；装置B为安全瓶，作用是防止倒吸。②在制备Na2S2O3发生的连续反应中，第一步利用Na2S与SO2反应生成Na2SO3和H2S，第二步利用H2S与SO2反应得到单质硫，第三步利用单质硫与亚硫酸钠化合生成产物Na2S2O3，故第二步反应的化学方程式为2H2S+SO23S↓+2H2O。(4)硫铁矿和过量的稀盐酸反应得到单质硫和硫化氢，故反应的化学方程式为FeS2+2HClFeCl2+H2S↑+S↓。化学工艺流程与实验技术

典题演示2(2015·江西赣州模拟)高铁酸钾(K2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的高效水处理剂。(1)高铁酸钾具有强氧化性的原因是。(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为，。(3)制备K2FeO4可以采用干式氧化法或湿式氧化法。①干式氧化法的初始反应是2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，该反应中每生成2molNa2FeO4时转移电子mol。湿式氧化法的流程如下图：上述流程中制备Na2FeO4的化学方程式是。(4)高铁电池是正在研制中的可充电电池，右图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有、。〖答案〗(1)其中的铁元素为+6价，易得电子(2)高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒产生的Fe(OH)3胶体有吸附性，有絮凝作用(3)①10②2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O(4)放电时间长工作电压稳定〖解析〗(1)高铁酸钾中的铁是+6价，处于高价态，具有强氧化性。(2)高铁酸钾具有强氧化性，还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体有吸附性，有絮凝作用。(3)①由反应方程式2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑可知，6molNa2O2中12mol的-1价的氧，有2mol变为0价，还有10mol变为-2价，而铁是+2价变为+6价，所以每生成2molNa2FeO4时转移电子10mol。②Fe(NO3)3被NaClO氧化成Na2FeO4，反应方程式为2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O。(4)由图中高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，可以得出高铁电池具有放电时间长、工作电压稳定等优点。

变式训练2氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：已知：①金属离子浓度为1mol·L-1时，Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7。②金属离子含量、CuCl产率与混合液pH的关系如右图。请回答下列问题：(1)酸浸时发生反应的离子方程式是；析出CuCl晶体时的最佳pH在左右。(2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子方程式为。(3)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h、冷却、密封包装。70℃真空干燥、密封包装的目的是。(4)产品滤出时所得滤液的主要成分是，若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体，我们还需要知道的是。(5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：。为提高CuCl的产率，常在该反应体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5，这样做的目的是

。〖答案〗(1)Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O3(2)2Cu2++2Cl-+Fe2CuCl↓+Fe2+(3)加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化(4)Na2SO4和FeSO4不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度(5)2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O2CuCl↓+2Na2SO4+H2SO4OH-中和了反应中的H+，有利于反应向右进行，提高CuCl的产率，但当OH-浓度过大时，Cu+能与OH-结合，生成氢氧化亚铜，从而降低了CuCl的产率〖解析〗(1)电镀液中加入碱得到Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，酸浸且控制溶液的pH≈4时，Cu(OH)2溶解，即Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O。从图中可以看出当pH=3时，CuCl的产率最大，故析出CuCl时pH最好控制在3左右。(2)根据氧化还原反应中转移电子数目相等可写出该反应的离子方程式：2Cu2++2Cl-+Fe2CuCl↓+Fe2+。(3)在70℃真空干燥便于加快乙醇和水的蒸发，密封包装是防止CuCl被空气氧化。(4)结合题中流程可确定所得滤液的主要成分是Na2SO4和FeSO4，要从滤液中得到FeSO4·7H2O晶体，需知道不同温度下Na2SO4和FeSO4的溶解度，便于控制温度使FeSO4·7H2O晶体析出。【检测与评估】工艺流程综合题型研究1.(2015·河南郑州质检)利用生产磷铵[(NH4)3PO4]排放的废渣磷灰石[Ca3(PO4)2]制取硫酸并联产水泥的工艺流程如下：(1)操作a的名称，实验室中进行此操作时用到的玻璃仪器有。(2)在实验室中操作b包括、冷却结晶。(3)干燥机中发生反应的化学方程式为。(4)水泥常用作建筑材料，是利用了水泥的性质。(5)SO2的催化氧化反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。实验测得压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为SO2：7%、O2：11%、N2：82%)。压强/MPa转化率/%温度/℃0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.594.4①实际生产中，SO2的催化氧化反应是在常压、400500℃条件下进行。采用常压的主要原因是；该反应化学平衡常数大小关系：Ksp(400℃)(填“>”、“<”或“=”)Ksp(500℃)。②催化氧化时使用热交换器的原因是。(6)制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾。下列能用于测定硫酸尾气中SO2含量的试剂组是(填字母)。a.NaOH溶液、酚酞试液b.Na2CO3溶液、酚酞试液c.碘水、淀粉溶液 d.KMnO4溶液、稀硫酸2.(2015·河北邯郸质检)工业上利用电解污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属，回收流程如下：已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下：Fe3+Cu2+Cr3+开始沉淀的pH2.14.74.3完全沉淀的pH3.26.7a(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要还有。(2)在除铁操作中，需要除去Fe3+和CaSO4，请完成相关操作：①加入石灰乳调节pH范围为；②将浊液加热到80℃，。(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体的离子方程式：，此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%，若NaHSO3过量，除了浪费试剂外，还会出现的问题是。3.(2015·河北五校联考)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺提取其他产品。回答下列问题：(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是(填序号)。①用混凝法获取淡水 ②提高部分产品的质量③优化提取产品的品种 ④改进钾、溴、镁的提取工艺(2)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是3Br2+6Na2CO3+3H2O5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3，吸收1molBr2时，转移的电子数为mol。(3)海水提镁的一段工艺流程如下：浓海水的主要成分如下：离子Na+Mg2+Cl-S浓度/g·L-163.728.8144.646.4该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为，产品2的化学式为，1L浓海水最多可得到产品2的质量为g。(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：。4.(2015·河北冀中月考)氯化铁是常见的水处理剂，无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K。工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下：(1)取0.5mL三氯化铁溶液滴入50mL沸水中，再煮沸片刻得红褐色透明胶体，该过程可用离子方程式表示为。(2)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下：温度/℃01020305080100溶解度(g/100gH2O)74.481.991.8106.8315.1525.8535.7从FeCl3溶液中获得FeCl3·6H2O的方法是。(3)室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH为2.7时，Fe3+开始沉淀；当溶液pH为4时，c(Fe3+)=mol·L-1(已知：Ksp[Fe(OH)3]=1.1×10-36)。(4)吸收剂X是；吸收塔中吸收剂X的作用是。(5)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取mg无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，用淀粉作指示剂并用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定(I2+2S22I-+S4)，共用去VmL。则样品中氯化铁的质量分数为。5.(2015·山西晋商四校联考)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下：已知：反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。(1)反应Ⅰ的化学方程式为，反应Ⅰ所得副产物的用途是(填一项即可)。(2)硫黄燃烧前先加热成液态并通过喷嘴喷入焚硫炉中，目的是，在上述工艺流程中可循环使用的物质是。(3)反应Ⅱ中需控制参加反应的气体与固体的物质的量之比接近，若气体量不足，则会导致。(4)Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2，其离子方程式为。6.(2015·唐山一模)对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染的主要措施。(1)水的净化和软化的区别是。(2)①在实验室中过滤操作需要用到的玻璃仪器有。②下列试剂能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的是(填字母)。a.福尔马林 b.漂白粉 c.臭氧 d.氯气(3)Na2FeO4是一种新型水处理剂，工业上可用FeSO4制备Na2FeO4，其工艺流程如下：①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加入绿矾。请解释这一做法的原因：(用必要的离子方程式和文字描述)。②假设每步反应均是完全的，若制取3molNa2FeO4，需要NaClO固体g。③写出第一步在酸性环境下加入H2O2反应的离子方程式：。(4)石灰纯碱法是常用的硬水软化方法，已知25℃时Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，现将等体积的Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液混合(假设溶液体积具有加和性)，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5mol·L-1，则生成沉淀所需Ca(OH)2溶液的最小浓度为。7.下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、As、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。已知：①Fe3+、Cu2+开始沉淀的pH分别2.7、5.4，完全沉淀的pH分别为3.7、6.4。②Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20(1)溶解操作中需要配制含铜64g·L-1的硫酸铜溶液100L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为kg。(2)氧化步骤中发生反应的离子方程式为①，②As+H2O2+H+H3AsO4③H3AsO4+Fe3+FeAsO4↓+3H+(3)若要检验调节pH后溶液中的Fe3+是否除尽，方法是；氧化后需要将溶液进行稀释，稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过mol·L-1。(4)固体Ⅰ的主要成分除FeAsO4外还有，操作Ⅰ为。(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜，写出阳极发生的电极反应式：。8.NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。可以电镀废渣(除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下：(1)用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有(任写一点)。(2)向滤液中滴入适量的Na2S溶液，目的是除去Zn2+，写出除去Zn2+的离子方程式：。(3)上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是。(4)确定步骤四中Na2CO3溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是。(5)操作Ⅰ的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂：6mol·L-1H2SO4溶液、蒸馏水、pH试纸)：①；②；③蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO4·6H2O晶体；④用少量乙醇洗涤NiSO4·6H2O晶体并晾干。【检测与评估答案】微专题十二工艺流程综合题型研究

1．(1)过滤漏斗、玻璃棒、烧杯(2)蒸发浓缩(3)2(CaSO4·2H2O)+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O(4)水硬性(5)①常压下SO2的转化率已经很高，且增大压强时SO2的转化率提高不多，但成本增加较多>②移去反应中放出的热量，使反应后的气体降温并预热未反应的气体(6)cd【解析】(1)溶液和固体分离的方法是过滤，过滤操作的仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒。(2)氨气和磷酸反应，得到磷酸铵溶液，要将磷铵分离出来，必须经过蒸发浓缩和冷却结晶的操作。(3)进入干燥机的是石膏和焦炭，从干燥机出来的是CaO、SO2、CO2、H2O，所以可以得到对应的化学方程式。(4)水泥具有水硬性，所以常常被用作建筑材料。(5)压强越大，SO2转化率越高，但压强太大，对设备的要求高，所以选择常压。温度越高，转化率越低，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数变小，所以该反应化学平衡常数大小关系是Ksp(400℃)>Ksp(500℃)。该催化氧化反应是一个放热反应，所以采用了热交换器，对低温的反应物进行预热。(6)SO3和酸雾也能和NaOH及Na2CO3反应，所以a、b错；SO2具有还原性，能被碘水和KMnO4氧化，c、d正确。2．(1)CuSO4(2)①3.24.3②趁热过滤(3)2H2O+HS+2Cu2+Cu2O↓+S+5H+产生SO2污染环境【解析】(1)氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，所以在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要还有硫酸铜。(2)根据图表可知铁离子完全沉淀pH为3.2，但是不能使铬离子沉淀，所以在除铁操作中，需要除去Fe3+和CaSO4，相关操作：①加入石灰乳调节pH到3.24.3；②将浊液加热到80℃，趁热过滤。(3)亚硫酸氢根离子具有较强的还原性，能和铜离子发生反应生成硫酸根离子以及氧化亚铜，离子方程式为2H2O+HS+2Cu2+Cu2O↓+S+5H+；在酸性环境下，亚硫酸氢根离子和氢离子之间反应生成的二氧化硫具有毒性，能污染空气。3．(1)②③④(2)(3)Ca2++SCaSO4↓(或Ba2++SBaSO4↓)Mg(OH)269.6(4)MgCl2Mg+Cl2↑MgCl2+2H2OMg(OH)2+H2↑+Cl2↑【解析】(1)混凝法可用于除去水中的悬浮物，但不能获取淡水，设想和做法不可行，选②③④。(2)根据反应3Br2+6Na2CO3+3H2O5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3，3molBr2参与反应转移5mol电子。所以吸收1molBr2时，转移的电子数为mol。(3)脱硫就是除去海水中的S，用Ca2+或Ba2+：Ca2++SCaSO4↓或Ba2++SBaSO4↓；海水提镁时由加入石灰乳使溶液呈碱性知，产品2是Mg(OH)2；根据镁离子的浓度是28.8g·L-1，1L浓海水最多可得到产品2的质量为×58g·mol-1=69.6g。(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为MgCl2Mg+Cl2↑；有少量水存在时：MgCl2+2H2OMg(OH)2+H2↑+Cl2↑。4．(1)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+(2)加入少量盐酸，加热浓缩、冷却结晶(3)1.1×10-6(4)FeCl2溶液吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气(5)%【解析】(1)根据题意，铁离子水解得到氢氧化铁胶体：Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。(2)根据溶解度随温度的变化规律，六水合氯化铁溶解度随温度的升高而增大，所以析出晶体采取加热浓缩、冷却结晶，同时考虑氯化铁水解生成挥发性的氯化氢，加热过程中水解平衡不断右移，所以要加入少量盐酸，抑制氯化铁的水解。(3)c(Fe3+)===1.1×10-6mol·L-1。(4)根据尾气中含氯气，吸收后生成氯化铁溶液，所以吸收剂X是FeCl2溶液；吸收塔中吸收剂X的作用是吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气。(5)根据电子守恒得关系式：2FeCl3I22S2 1 1 x 10-3cV样品中氯化铁的质量分数=×100%=%。5．(1)CO2+NH3+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl氮肥(2)增大硫与空气的接触面积，使硫黄充分燃烧，加快反应速率CO2、H2O(3)2∶1Na2S2O5产品中Na2SO3、Na2CO3等杂质含量增加，Na2S2O5产率降低(4)S2+2H+2SO2↑+H2O【解析】由制备流程可知反应Ⅰ生成NaHCO3，加热生成Na2CO3，在反应Ⅱ中二氧化硫与碳酸钠反应生成NaHSO3与二氧化碳，加热NaHSO3生成Na2S2O5。(1)由工艺流程可知，反应Ⅰ生成NaHCO3，氯化钠溶液中通入氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠与氯化铵，反应方程式为CO2+NH3+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl；副产物氯化铵可用作氮肥。(2)硫黄燃烧前先加热成液态并通过喷嘴喷入焚硫炉中，增大硫与空气的接触面积，使硫黄充分燃烧，加快反应速率；由转化关系可知，反应中需要CO2、H2O，其他反应又生成CO2、H2O，故CO2、H2O可以循环使用。(3)反应Ⅱ中反应为Na2CO3+H2O+2SO22NaHSO3+CO2↑、2NaHSO3Na2S2O5+H2O，故SO2与Na2CO3的物质的量之比接近2∶1时恰好完全反应；若SO2不足，Na2S2O5产品中Na2SO3、Na2CO3等杂质含量增加，Na2S2O5产率降低。(4)Na2S2O5与稀硫酸反应生成SO2，反应中S元素的化合价未发生变化，同时生成硫酸钠与水，反应的离子方程式为S2+2H+2SO2↑+H2O。6．(1)水的净化是除去悬浮物和污染物，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子(2)①玻璃棒、烧杯、漏斗②c(3)①Fe2+在碱性条件下易被氧化成Fe3+，进而水解生成Fe(OH)3胶体，起到较好的混凝作用，4Fe2++O2+2H2O+8OH-4Fe(OH)3(胶体)②335.25③2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O(4)2×10-4mol·L-1【解析】(1)水的净化即水的除杂，除去水中的杂质；水的软化是将硬水转化为软水，降低钙离子和镁离子的浓度。(2)①过滤除去溶液中的不溶性杂质，使用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗。②福尔马林有毒，含氯物质可导致二次污染，臭