化学工艺流程类型及其解题策略

无机工业流程题能以真实的工生产过程为背，体现能力立意题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是研究，准确抓住艺（实验）的目的是什么？还提供了哪些信息（原料成分，含量，产品成分，从用途能看出③该反应造成了什么，对制造产品有什么作用；抓住一个关键点：一切反应或操作 如果在过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mn(OH)2开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。pHH＋pH值增大；不引入新杂Cu2＋Fe3＋CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。NaCl要得到溶解度受温度影响大的溶质：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤。如除去KNO3中少量NaCl。2～3次。⑦萃取、分液——在分液漏斗中进行操作。下层液体从下口放出；上层液体从上口倒出。操作2～3次。AgNO3溶液和稀硝酸（检验氯离子）BaCl2溶液（检验硫酸根离子），若无沉淀产生，则证明已洗涤干净；反之，则未洗化学用语的书写要规范（分子式书写；化学方程式的书写；完成符号或可逆符号；沉淀、气体、固态、水溶液等符号）；评价或比较要全面（反应物、产物种类，目标产物的。气体A中的大气污染物可选用下列试剂中 浓 以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下 溶液中Cu2＋利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可CuSO4，若将该反应设计为原电 变式题【2011·福建卷】四氯化钛（4）是航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛矿是eO34产下：往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2e3＋＋e3e2＋ 在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒 若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸除去其中的Fe(OH)3杂质，还可以制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝ ΔH＝－221kJ·mol－1。 【·卷··分】某工厂废水中含5.00×10－3mol·L－1的Cr2O72－，其毒性较大。某研究性学组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr05Fe15FeO4（Fe的化合价依次为＋3，＋2），设计了如下实验流程： 。 1LCr2O72－Cr05Fe15FeO4，理论上需要加入g ·卷·· 究性小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究 第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：、 LiMn2O418.1g20.0mL3.0mol·L－1H2SO4Li2CO3，则至少有【·卷··分】MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下： 第①步加稀H2SO4时，粗MnO 第②步反应的离子方程式 ClO－ —→MnO ，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和 若粗MnO2样品的质量12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中，至少需要 molNaClO3。 ·卷· 量（通常以1kg样品中含SO2的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：气体A的主要成分是 ；通入N2 甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH。 wg0.01000mol·L－1I2VmL1kg g（用含w﹑V的代数式表示）【·卷··分】二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（SiO2·Fe2O3·CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质）。洗涤滤渣A的目的是为了除去 滤渣B的主要成分 萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液 （填“能”或“不能”）与水互溶。进行萃取操作时用到 Ce(OH)4产品0.536g0.10004FeSO标准溶液滴定终点时（铈被还原为Ce3），消耗25.00mL4 【·卷··分】LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、第①步反应中无水HF的作用 （用学方程式表示）。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不将HF沾到皮肤上，可立即用2%的 中HF、HCl采用的方法是 。LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为 mol（用含有w、n的代数式表示）。 （3）3Cu2b、

（3）烧杯、漏斗、玻璃棒玻璃棒下端未靠在三层滤纸处而靠在单层处，导致滤纸破损、漏斗中液面高于滤纸边缘，使液体沿着滤纸与漏斗的缝隙流出（其他合理答案均可） SO2和 2 SO＋HO==2H＋ 2 NaOH标准液，将滴定管横放，轻轻转动，均匀润洗滴定管内壁后，再将润洗液从下端尖嘴处放出，重复操作2～3次滤渣上附着的Fe3＋、Cl－，取最后一次洗涤液少量，滴加 === 溶 冷w（4）【例题解析】（1）焙烧时冰铜中的硫元素转化为SO2，所以气体A为SO2，应用碱液吸收滴加溶液变红色说明溶液中含有Fe3＋KMnO4Fe3＋的溶液中的Fe2＋。电解精炼粗铜，粗铜接电源的正极，作阳极，发生氧化反应，b对；电解时电解质溶液中的阳离子(Cu2＋)向阴极移动，cCuAl、Zn优先失电子变成离子进CuAg、Pt、Au则不能参与电极反应，以单质的形式沉积在阳极下方形成阳极泥，d对；电解时有一小部分电能转化为热能，a错。 2Cu＋O4H===2Cu22HO，负极电极反应式为：2Cu－4e===2Cu2 4H＋＋O＋4e－===2H 【变式题解析】（1）该流程副产物之一为绿矾，加入铁屑后可以将Fe3＋还原为Fe2＋，而且还可以与TiO2＋反应生成还原性更强的Ti3＋，起到保护Fe2＋不被氧化的作用。

根据氢氧化铁的平衡常数表达式：K[Fe(OH)]

)·c(OH)，而该反应的的表达式为K

，又由于水的离子积

＝1×1014，从而推得KK[Fe（OH） — 3，即 143＝2.79×103— ΔH＝－81第（2）pHpH值是中学生必须掌握的基本操作之一，这个问题pHpH第（3）NaOHpH9，过滤”，因这一步之前得到的是“Cr3＋、NaOHNaAlO2，NaAlO2与CO2反应生成Al(OH)3。LiMn2O4、H2SO4O2MnO2、Li2SO4H2O，4LiMn2O4＋4H＋＋O2===4Li＋＋8MnO2＋2H2。过滤所用到的玻璃仪器主要有漏斗、玻璃棒和烧杯。过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度分析可能的原因有：漏斗液面高于滤纸的边缘，使液体沿着滤纸与漏 根据信息可知，生成的Li2SO4和过量的H2SO4都和Na2CO3反应，最终生成了Na2SO4，因此根据原子守恒Na2CO3的物质的量与Na2SO4、H2SO4的物质的量都相等，即n(NaCO)=n(HSO)=0.02L×3.0mol·L－1=0.06molNaCO 【卷·27】【解析】本题通过MnO2的提纯综合了常见的基本实验操作、氧化还原MnO2MnOMnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，所以答案是粗MnO2样品中的MnOMnCO3转化为可溶性物质； MnSO4MnO2NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：5MnSO4＋2NaClO3＋4H2O5MnO2＋Cl2↑＋NaSO＋4HSO，因此反应的离子方程式是：5Mn2 第③属于蒸发，所以所需的仪器有铁架台（含铁圈）、灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2NaOH溶液中一定发生氧化还原反应，且氯气既做氧化剂又做还原剂，NaClO3属MnOMnCO312.69g－8.7g=3.99gMnCO3MnSO4＋H2O＋CO2↑可知MnCO30.01mol115g·mol－1×0.01mol=1.15g，所以MnO的质量为3.99g－1.15g=2.84g，其物质的量为2.84g ，因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的0.05mol，根据方程式5MnSO4＋2NaClO3＋4H2O5MnO2＋Cl2↑＋Na2SO4＋4H2SO4NaClO3的物质的量为0.02mol。【卷·27】【解析】本题通过食品中亚硫酸盐含量的测定综合考查了离子方程式的书写、滴定管的润洗操作、误差分析、氧化还原反应的计算等。解答本题的关键点是SO2、NaHSO3的还原性。SO2；在加热时为了防止暴沸，应加入碎瓷片（或沸石）N2SO2气体完全鼓出后用吸收剂吸收，从而提高实验的准确SO2具有还原性，能被H2O2氧化成H2SO44==2H＋＋SO2－4NOHNOH标准溶液，将滴定管横放，轻轻转动，均匀润洗全部内壁后，再将润洗液从下端尖嘴处放～3次。 SO2HCl气体，两者都能被碱液吸Na2SO3NaClNa2SO3NaHSO3I2反应，反应的离子方程式为：HSO－＋I＋HO==SO2－＋ 根据关系式：SO2～HSO3－～I21kgSO2×0.01000×64g0.64V/wg根据题目中的流程可以看出，固体＋液体反应新物质＋饱和溶液，所以无水HFHF发生反应，反应的方程式为：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O；HF属于弱酸，必须用弱碱性溶液来除去（比如2%的NaHCO3溶液）。根据题目中的信息“PF5极易水解，其产物为两种酸”，则根据元素组成可知，两种酸分别是H3PO4和HF，所以反应的方程式为PF5＋4H2O==H3PO4＋5HF。LiPF6xmol，LiFymolLix＋y=w 七水合硫酸镁（MgSO4·7H2O）在印染、造纸和等工业上都有广泛的应用。可利用化工厂生产硼砂的废渣M（主要成分是MgCO3，还含有MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3等杂质）来七水硫酸镁。已知：12盐的溶解度(单位为g/100g水1030405060—过滤Ⅰ的滤液中加入NaClO溶液的目的 检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3＋，其实验方法是 沉淀C的化学式 。铜的合金氯化铝绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶 溶液A中的离子主要 ；试剂X CO2A中。一段（用离子方程式表示）；为了避免固体C减少，改进的措施 。现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。氧化铁可作现代电子工业的材料，以下是以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2）为原料氧化铁（软磁 。从滤液C中回收的主要物质的一种用途是 ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下： 针铁矿的组成元素是Fe、O和H，化学式式量为89，化学式 ————————工业上从“滤液3”MgO的过程中，合适的反应物是 5Cr(Ⅲ)的回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋）。89(＞9溶液 （3）钠离子交换树脂的原理为Mn＋＋nNaR—→MRn＋nNa＋，被交换的杂质离子 加CaCO3调节溶液的pH至3.6Al2(SO4)3 （填化学式）；若溶液的 （3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因 ；与吸收SO2前溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将 7．（201··16LiO4于混合中，Li＋通过电解质迁移入MnO2

。，K2MnO4成KMnO4和MnO2的物质的量之比 右图是研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意①该电化腐蚀称 ②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 ②步骤II中发生反应：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O＝2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为 ②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝ 1．（1）将Fe2＋氧化