工艺流程专题

专题--无机化学综合应用之化学工艺流程题易慧勇常见金属元素如Na、Mg、Al、Fe、Cu等与常见非金属元素如H、C、N、O、Si、S、Cl等各部分知识的综合运用。考纲要求例12015·浙江理综，13某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质制备七水合硫酸亚铁FeSO4·7H2O，设计了如下流程：下列说法不正确的是A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂选用铁粉2，控制pH是为了使Al3＋转化为AlOH3进入固体24·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O解析根据题意，分析得出以下流程：A项，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂选用铁粉，正确；B项，由于SiO2不溶于硫酸，则固体1中一定含有SiO2，为了使溶液中的Al3＋转化成AlOH3沉淀，故用NaOH溶液控制pH，得固体2为AlOH3，正确；C项，由于Fe2＋易被氧化、FeSO4·7H2O易分解，故在从FeSO4溶液中得到FeSO4·7H2O产品过程中，须控制条件防止其氧化和分解，正确；D项，若在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的为FeOH3，用硫酸溶解得到Fe2SO43溶液，故经结晶不能得到FeSO4·7H2O，错误。答案D统览整体截段分析解题策略化工流程题目在流程上一般分为3个过程：化工流程中常见的操作与名词1原料处理阶段的常见考点与常见名词2分离提纯阶段的常见考点3获得产品阶段的常见考点4其他常见考点例22015·全国卷Ⅰ，27硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿主要成分为Mg2B2O5·H2O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：统览整体、截段分析是做“化工流程”题的主要方法。回答下列问题：1写出Mg2B2O5·H2O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外，还可采取的措施有_______________________________________写出两条。解析Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成H3BO3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，可以从温度升高温度、浓度、增大接触面积将矿石粉碎等角度分析。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。解析Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除H3BO3外还有MgSO4、Fe2SO43、FeSO4、Al2SO43。Fe3O4SiO2和CaSO43“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____________________________________。解析“净化除杂”先加H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后再通过调节pH促进Fe3＋、Al3＋水解生成FeOH3、AlOH3沉淀而除去。将Fe2＋氧化为Fe3＋使Al3＋和Fe3＋形成氢氧化物沉淀而除去4“粗硼酸”中的主要杂质是_____________填名称。解析“粗硼酸”中的主要杂质是没有除去的MgSO4。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________________。解析NaBH4由Na＋和BH组成。其中的氢显－1价，－1价的H具有较强的还原性。七水硫酸镁6单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。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______________________________________________________。解析以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的过程是：H3BO3分解生成B2O3，B2O3与金属镁发生置换反应生成单质B。2B＋3MgO题后反思对本题命题思路的研究，不难发现命题者的良苦用心——整合的思想。即“以元素为载体”，把众多的知识点串联起来，考查学生综合运用知识的能力。虽然年年题不同，但是万变不离其宗，都是考查基础知识的运用，不要因试题的“穿新衣，戴新帽”而惊慌失措。“易点得全分，难点能得分，规范得高分”。精练1【2016北京理综化学27．】（12分）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Ⅰ中，在Fe2催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是____________________________________。（2）过程Ⅰ中，Fe2催化过程可表示为：i：2Fe2PbO24HSO42−＝2Fe3PbSO42H2Oii:……①写出ii的离子方程式：________________________________________。PbPbO22H2SO42PbSO42H2O2Fe3＋PbSO42—==PbSO42Fe2＋精练2实验室利用硫酸厂烧渣主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等制备聚铁碱式硫酸铁的聚合物和绿矾FeSO4·7H2O，主要工艺流程如下：2过程①中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为_________________________________________。3过程③中需加入的物质是_____。解析溶液为Fe2SO43，需加入还原剂将Fe3＋还原为Fe2＋，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2SO43＋6H2O＋4S铁粉精练3硫酸铅PbSO4广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿PbS直接制备硫酸铅粉末的流程如下：1步骤Ⅰ中生成PbCl2和S的离子方程式为 ，加入盐酸的另一个目的是为了控制pH值在05～10，原因是_____________________。（1）PbS＋2Fe3＋＋2Cl－===PbCl2＋2Fe2＋＋S抑制Fe3＋、Pb2＋的水解气化炉燃烧炉①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.6kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1③CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)

ΔH＝－178.3kJ·mol－1④C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.8kJ·mol－1⑤CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

K精练4由生物质能通过绿色化学途径制取氢气是当前能源发展的一个重要方向。如图表示的是以CaO为吸收体，将生物质经与水蒸气反应制取H2的流程生物质简写为C。其中气化炉和燃烧炉中分别发生的主要反应如表所示：请回答下列问题：当生物质的量一定时，随着水蒸气与氧气的投料比γ＝的增大，CaCO3的分解率会________填“增大”、“减小”或“不变”，原因为_______________________。减小；当水蒸气与氧气的投料比γ＝增大时，将促进反应①②正向进行，反应④的反应程度减小，不利于反应⑤进行，造成CaCO3的分解率减小解答无机化工流程图题的策略1粗读题干，挖掘图示图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工