专题工艺流程题

专题-—--无机化工流程题日期： 姓名:一、试题结构辅助原料目标产物反应IT废弃物副产物、副产物一辅助原料目标产物反应IT废弃物副产物、副产物一＞副产品带主产物扇注：出现环状，意为：循环利用，体现“绿色化学”.二、解题步骤第一，浏览全题,确定该流程的目的，记住资料卡中给出的理化性质:如易潮解、易水解、易及某些物质反应以及熔沸点、溶解度、Ksp等；第二，粗读流程图，尽量弄懂流程图每部的目的，但不必将每一种物质都推出；第三，精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第四，要看清所问题,不能答非所问,并注意语言表达的科学性.三、熟悉工业流程常见的操作及名词工业流程题目在流程上一般分为3个过程:错误!f错误!f错误!・。。・1．预处理的常见考点及常见名词（1） 粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。（2） 煅烧或灼烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质（3） 水浸：及水接触反应或溶解。（4） 水洗:除去水溶性杂质.（3） 酸浸：溶解，通常用硫酸、盐酸等，去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）。（4） 碱溶：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）（5） 煮沸:促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的液体.

【问题及思考1】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下:如何提高酸溶过程中镁元素的浸出率?分离提纯阶段的常见考点①调pH值除杂a.目的：控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73。7Fe(OH)27。69。6Mn(OH)28.39.8若要除去Me+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?提示：先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH到3。7。b.调节pH所需的物质一般应满足两点：能及H+反应,使溶液pH值增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)、Cu(OH)CO等物质来调2 2 3节溶液的pH值。试剂除杂调节反应温度的目的(化学反应速率及化学平衡、物质性质)操作目的加热加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除去热不稳定的杂质，如NaHCO、Ca(HCO)、KMnO、I、NHCl、AgN03、3 3 2 4 2 4 3HNO3(浓)等物质；③使沸点相对较低的原料气化或升华。

降温②防止某物质在高温时会溶解（或分解）；使化学平衡向着题目要求的方向移动（放热方向）；使某个沸点较高的产物液化，使其及其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失.控温方法：用水浴或油浴控温②防止某种物质温度过高时会分解或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生；降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。【问题及思考2】以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl2的工艺过程如下：溶解步骤的温度应控制在60〜70°C，原因是:【问题及思考3】以炼锌厂的烟道灰（主要成分为ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等）为原料可生产草酸锌晶体（ZnC2O4・2H2O）。有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:氢氧化物F&OHbCu(OH)2Zn(OHfc开始沉淀由pH1.56.54.25.4沉淀完全白pH3.3| 9.76.78.2TOC\o"1-5"\h\z“除铁”（部分Cu2+可能被除去）时加入ZnO控制反应液pH的范围为 。“除锰”的离子方程式为 .“除铜”的离子方程式为 。3•获得产品阶段的常见考点：过滤:一贴、二低、三靠洗涤：（冰）水洗：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。有机物如乙醇洗：洗去表面水分。蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl、AlCl、MgCl等溶质时，应332在HCl的气流中加热，以防其水解。蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO中的少量NaCl。3蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO.3重结晶：分离溶解度随温度变化差异大的溶质。趁热过滤：防止某物质降温时会析出晶体。【问题及思考4】铵明矶是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含Si02、A12O3、少量Fe2O3等）为原料制备硫酸铝晶体A12（SO4）3・18H2O］和铵明矶NH4A1（SO4）2^12H2O］的工艺流程如下图所示.浓硫酸水“分离1”操作包含的实验步骤有 、 、 、冰水洗涤、减压干燥。冰水洗涤的目的是 。（4）其他常见考点①化学方程式②实验仪器③计算④信息四、高频问题及答题技巧（注重文字叙述的规范性）（1） 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2〜3次.（2） 从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－冷却结晶－过滤－洗涤－干燥。（3）检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加XX试剂，振荡，若4/14没有……现象，则沉淀洗涤干净.检验是否沉淀完全：表达一：静置，往上层清夜中继续滴加XX试剂；或者表达二过滤，取滤液少许于试管中，滴加XX试剂。“浸出"步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有:答：适当提高反应温度，加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌如何提高吸收液和SO反应速率：2答：适当提高温度、增大吸收液或NaClO的浓度、增大SO及吸收液的接触面积或搅拌32过滤用到的三个玻璃仪器：答:普通漏斗、玻璃棒、烧杯过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因:答：玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘如何从MgCl・6H0中得到无水MgCl:22答:在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl的水解，且带走MgCl・6H0222受热产生的水汽调pH值使得Cw+(4。7-6・2)中的Fe3+(2.1—3.2)沉淀,pH值范围是：答:3.2-4。7。原因：调节溶液的pH值至3.2-4.7，使Fe3+全部以Fe(0H)沉淀的形式3析出而CU2+不沉淀，且不会引入新杂质产品进一步提纯的操作： 答：重结晶趁热过滤的原因及操作：答：减少过滤时间、保持过滤温度，防止XX杂质析出或防止降温过程中XX析出而损耗；(14)水浴加热的好处：答：受热均匀，温度可控，且温度不超过100°C(15)减压蒸发(小心烘干)：答：常压蒸发温度过高，XX易分解；或者减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止XX分解蒸发浓缩用到的主要仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯、坩埚钳.不用其它试剂，检查NHCl产品是否纯净的方法及操作是：4答:加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净检验NH+的方法是：4答:取XX少许，加入NaOH溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝.过滤的沉淀欲称重之前的操作：答：过滤，洗涤，干燥，(在干燥器中)冷却，称重检验Fe(OH)是否沉淀完全的试验操作是:3专题工艺流程题-简版答：取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)沉淀完全。CuCl中混有Fe3+加何种试剂调pH值：2答：CuO、Cu(OH)、CuCO、Cu(OH)CO。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的2 3 2 2 3水解，生成Fe(OH)沉淀析出3【问题及思考5】碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。工业上从弱碱性卤水(主要成份为MgCl2)中获取MgCO3・3H2O的方法如下：X]在洗涤步骤中，表明产物洗涤干净的操作为 。五、热点题型热点1碱金属及其矿物的开发利用热点2镁、铝及其矿物的开发利用热点3铁、铜及其矿物的开发利用工艺流程题专练1。(2016全国1)NaClO是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下2回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z1)NaClO中Cl的化合价为 。2写出“反应”步骤中生成ClO的化学方程式 。2“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时,为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为 、 。“电解”中阴极反应的主要产物是 。（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO.此吸收反应中，氧化剂及还原剂的物质2的量之比为 ，该反应中氧化产物是 。（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl的氧化能力.NaClO的有效氯含量为____。（计算结果保留两位小数）222.（2015课标1）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为MgBO・HO和FTOC\o"1-5"\h\z2 2 5 2eO,还有少量FeO、FeO、CaO、AlO和SiO等）为原料制备硼酸（HBO）的工艺流程如图所4 2 3 2 3 2 3 3示：回答下列问题：（1） 写出MgBO・HO及硫酸反应的化学方程式 。为提高浸出速率,除适当增加硫2 2 5 2酸浓度浓度外，还可采取的措施有 （写出两条）。（2） 利用 的磁性，可将其从“浸渣〃中分离。“浸渣”中还剩余的物质 （写化学式）.（3）“净化除杂”需先加HO溶液,作用是 。然后再调节溶液的pH约为5,目的是 。22（4） “粗硼酸”中的主要杂质是 （填名称）。（5） 以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式4TOC\o"1-5"\h\z为 。（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。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 。3（2013全国）铝是一种应用广泛的金属，工业上用AlO和冰晶石（NaAlF）混合熔融电解制得。2 3 3 6①铝土矿的主要成分是AlO和SiO等。从铝土矿中提炼AlO的流程如下:2 3 2 2 3②以萤石(CaF)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:2回答下列问题:回答下列问题:写出反应1的化学方程式 TOC\o"1-5"\h\z滤液I中加入CaO生成的沉淀是 ,反应2的离子方程式为 ;E可作为建筑材料，化合物C是 ，写出由D制备冰晶石的化学方程式 ；电解制铝的化学方程式是 ,以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是 。4(2013四川)明矶石经处理后得到明矶［KAl(SO)・12H0］。从明矶制备Al、KSO和HSO2 2 2 4 2 4的工艺过程如下所示:焙烧明矶的化学方程式为：4KAl(SO)・12HO+3S=2KSO+2AlO+9SO+48HOTOC\o"1-5"\h\z2 2 2 4 23 2 2请回答下列问题：⑴在焙烧明矶的反应中，还原剂是 。从水浸后的滤液中得到KSO晶体的方法是 。2 4 A1O在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是23⑷以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)，该电池反应的化学方程式是 .2 焙烧产生的SO可用于制硫酸。已知25°C、101kPa时:2△H二一197kj/mol；1△H二一197kj/mol；1△H=—44kj/mol；2△H=—545kj/mol。3TOC\o"1-5"\h\z2 2 32HO(g)=2HO(1)222SO(g)+O(g)+2HO(g)=2HSO(l)2 2 2 2 4则SO(g)及HO(l)反应的热化学方程式是 ①3 2 焙烧9481明矶(M=474g/mol)，若SO的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸2

②t。5业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl)，其工艺流程如下图所示:试根据上图转化回答下列问题:TOC\o"1-5"\h\z工业生产Cl时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是 。2还原过程中的产物为Na[CuCl]，试写出反应的化学方程式 。制2备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl?(已知Cu2++Cu+2Cl-===2CuCl!) 。(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是 ，加入NaCl且过量的原因是 。合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是 。实验室中在CuCl热溶液中通入SO气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的离子方22程式 。锂被誉为“金属味精”，以LiCoO为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业2上常以B。锂辉矿(主要成分为LiAlSiO,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。26其中一种工艺流程如下:已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH2.73.79.6完全沉淀pH3.74.711②耳巴在不同温度下的溶解度如下表:温度/°c010205075100LiCO的溶解度2 3/g1.5391.4061.3291.1810.8660.728请回答下列问题:TOC\o"1-5"\h\z用氧化物形式表示LiAlSiO的组成： 。26 反应II加入碳酸钙的作用是 。写出反应III中生成沉淀A的离子方程式： .反应W生成LiCO沉淀,写出在实验室中得到LiCO沉淀的操作名称 ，洗涤所得2 3 2 3 LiCO沉淀要使用 (选填“热水〃或“冷水”)，你选择的理由是2 3电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是 从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3。3％)。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5。23.29。79.2回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z⑴“碱浸〃的目的是除去 。⑵“酸浸”时所加入的酸是 (填化学式)。酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是 。⑶“调pH为2~3”的目的是 。⑷产品晶体中有时会混有少量绿矶(FeSO•7HO),可能是由于生产过程中42 导致Fe2+未被完全氧化造成的。NiSO在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH.该反应的离子4方程式是 .8。高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下：

试回答下列问题试回答下列问题操作①搅拌的目的是： ⑵操作②及操作③相同，该操作名称是： 。反应器中，NaOH、NaClO及Fe(NO)反应的离子方程式为： 。33次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当高铁酸钾产率最高时，NaClO的物质的量浓度约.(计算结果保留一位小数)牛嬴铁載钾的产率NaClO的质呈嶽度g-L牛嬴铁載钾的产率NaClO的质呈嶽度g-L1甲从环境保护的角度看，制备中间产物NaFeO较好的方法为电化学法，其装置如图乙所示,24则阳极的电极反应式为实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3・3H2O。实验过程如下：40^11.50：iis貞化1[*40^11.50：iis貞化1[*取泡|—*1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为AH=—50.4kJ・mol—1MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2AH=—50.4kJ・mol—1Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(1) AH=—225。4kJ・mol-1酸溶需加热的目的是 ；所加h2so4不宜过量太多的原因是 加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为 。专题工艺流程题-简版用右图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+.①实验装置图中仪器A的名称为 .②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂， 、静置、分液，并重复多次。请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3・3H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水, ，过滤、用水洗涤固体2—3次，在50°C下干燥，得到MgCO3・3H2O。［已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全］。10.(2016北京)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：过程I中，在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是 过程I中,Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2++PbO2+4H++SO42 2Fe3++PbSO4+2H2OTOC\o"1-5"\h\zii： ……写出ii的例子方程式： 。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a。向算话的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。b. .(3)PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)一LNaHPbO2