专题十化工流程

1.实验操作：a.如何操作

根据实验目的，再结合已有的知识，来进行操作。

例1：把沙石从一杯水中分离出来，应进行______操作（填写操作名称）。剖析：实验的目的就是把沙和水分离开来，所以我们在明确了实验目的后，就可以马上想到过滤这一操作。

答案：过滤补充：

⑴一些常见的操作：1.过滤：把易溶物和难溶物分开。如，NaCl（CaCO3）。把不溶固体和液体分开。如，水（沙）。2.蒸发：用加热使液体会挥发来减少溶液中的溶剂，使溶质从溶液中析出。如，NaCl（水）。

3.结晶:结晶的措施一般分为两种:一种是通过蒸发,减少一部分溶剂而使溶液浓缩达到过饱和析出晶体（这种方法主要用于溶解度随温度下降而减少不多的物质）。如，NaCl、KCl等。另一种是降低温度使溶液冷却达到过饱和而使晶体析出（这种方法主要适用于溶解度随温度下降而显著减少的物质）。如，KNO3、NaNO3等。

4.蒸馏：分离沸点不同的混合液体。如，水（乙醇）。

5.萃取：利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来。如，用CCl4溶液从碘水中提取碘单质。

6.分液：分离互不相溶的液体。如，水（CCl4溶液）7.调节值：使溶液的值发生变化。目的：1.使某些物质完全溶解；2.除去某些杂质（使杂质变成沉淀或气体）；3.使某些需要在酸性（或碱性）条件下才能进行的反应得以进行。如，除去CuCl2溶液中混有的FeCl3杂质，可通过调节值使Fe3+完全沉淀而不沉淀。

8.提高溶解率：使某些物质大量溶解于溶解液中。常见的操作有：1.适当提高溶液的温度；2.适当增加溶解液的浓度；3.延长溶解时间；4.增大固液接触面积。如，用稀硫酸溶解镁，为了提高镁的溶解率，可用以上的四种操作。操作过程中还会涉及到试剂的选择和仪器的选择。

⑵试剂选择的要求：

1.所选试剂必须要达到实验操作的目的；

2.所选试剂要尽量减少污染；

3.所选试剂的量要控制好，要做到既能达到效果又能避免浪费；

4.在除杂时所选试剂不能引入新杂质。

⑶一些操作对应的仪器：

1.过滤。所涉及的仪器有铁架台、漏斗、烧杯和玻璃棒。

2.蒸发。所涉及的仪器有三脚架、泥三角、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒和坩埚钳。

3.重结晶。所涉及的仪器有铁架台、烧杯、玻璃棒和酒精灯。（需要做趁热过滤操作时则还需要漏斗）

4.蒸馏。所涉及的仪器有蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、锥形瓶、铁架台、温度计和牛角管。

5.萃取和分液。所涉及的仪器有分液漏斗和烧杯。1.实验操作：b.进行操作的原因

从两个方面入手：一、操作是否符合实验操作的客观规律；二、操作能否达到实验目的。例2:能否用NaHCO3溶液除去CO2中的SO2？剖析：该题的解题方法就是要从操作能否达到实验目的来入手的。虽然NaHCO3溶液能和SO2反应，但NaHCO3溶液同时也会和CO2反应，所以加入NaHCO3溶液不能达到实验目的。1.实验操作：c.进行操作的目的。

根据已知的操作，结合已有的知识，从而推断出进行某操作的目的。

例：向CuO和Al2O3混合物中加入过量的NaOH溶液，该操作的目的是什么？剖析：由于Al2O3能溶于加入过量的NaOH溶液，而CuO不能溶于加入过量的NaOH溶液，所以加入过量的NaOH溶液是为了除去混合物中的Al2O3。例题变迁一:

1.氯化铜晶体（CuCl2·H2O）中含FeCl2杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下面所示的操作步骤进行提纯。沉淀Z溶液CuCl2·H2O（纯）Cu2+Fe3+H+

Cl-Cu2+Fe2+H+

Cl-

氧化剂X过滤

加入物质Y

蒸发结晶①下列氧化剂中最适合做本实验氧化剂X的是_________（填序号）。

A.NaClO

B.H2O2

C.KMnO4

D.I2

②物质Y的化学式是_________。2.亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：SO2和空气混合气稀H2SO4溶解配料ClO2发生器吸收塔过滤滤液NaClO2·3H2O（1）NaClO2在碱性溶液中比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是_________。（2）吸收塔中为防止产物NaClO2被继续还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是_______（填序号）

A.Na2O2

B.Na2S

C.FeCl2

D.KMnO4（3）从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是（）

A.蒸馏B.蒸发浓缩C.灼烧D.过滤E.冷却结晶要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体还必须进行的操作是_______（填操作名称）。2.方程式的书写:（一）氧化还原反应

a.一些氧化还原反应需要在酸性或者碱性条件下才能进行。如，KMnO4溶液与Fe2+的反应，反应前必须加入酸来酸化溶液，这样反应才能进行。当然，有些题目它会给你一些暗示或明示的。所谓暗示，就是题目中往往在这种反应前加入某酸或某碱。例：如下图所示，请写出“净化除铁”中加入H2O2时反应的离子方程式。盐酸含钴废液（含少量铁）酸浸（加热）净化除铁H2O2剖析：在酸浸过程中，为确保含钴废料完全溶液，所以加入的酸需要过量。因此导致溶液呈酸性，即题目在暗示你，在写“净化除铁”中加入H2O2时反应的离子方程式要把H+加上。

答案：2H+＋H2O2＋2Fe2+＝2Fe3+＋2H2O

b.值得注意的是，在溶液中进行的反应，在难以配平之时，水或许是关键。所以在遇到这种情况时，我们可以把水放入方程式中，试着去配平。

例：向CuCl2溶液中通入SO2，振荡静置后，试管底部有CuCl沉淀生成，请写出该反应的化学方程式。剖析：因为Cu2+被还原成Cu+，所以SO2则被氧化成SO42-。先用氧化还原配平法把部分物质配好。

2CuCl2＋SO2＝2CuCl↓＋SO42-

根据守恒Cl，则：

2CuCl2＋SO2＝2CuCl↓＋SO42-＋2Cl-

根据电荷守恒，我们可以猜测左边还有阴离子或者右边还有阳离子。除上述的离子之外,溶液中还含有OH-和H+。但溶液中的OH-是由水电离出的，且水是不能拆分的，所以左边不含有OH-，所以只能是右边还有由水电离出的H+

，即水作反应物。把水代入方程式中，经检验化学方程式已经配平。

答案：2H2O＋2CuCl2＋SO2＝2CuCl↓＋H2SO4＋2HCl（二）非氧化还原反应

多数都是考查复分解反应。其一般的表达式：AB＋CD＝C＋BD

例：某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀，同学甲认为沉淀可能是CuCO3。则根据同学甲的观点，该反应的化学方程式是什么？剖析：该反应不涉及化合价的升降，所以不能用氧化还原配平法来解决。关键之处在于“沉淀”二字，所以可判断该反应很可能是复分解反应，根据AB＋CD＝C＋BD，所以由类比得Na2CO3＋CuSO4＝Na2SO4＋CuCO3↓。

答案：Na2CO3＋CuSO4＝Na2SO4＋CuCO3↓3.考查溶液的成分和滤渣的成分：a.跟着化工流程图的步骤看下去，观察那种离子没有离开溶液，然后把没有离开溶液的阳离子和阴离子结合起来，这便是溶液的成份。

b.跟着化工流程图的步骤看下去，观察在过滤前加入了什么试剂，使什么物质变成了沉淀。例题变迁二:1.有一瓶混合溶液，其溶质是苛性钠和Na2SO3，某同学往其中滴加少量的溴水，振荡后发现溶液变为无色，请用离子方程式解释其中的原因：__________。

2.往KMnO4溶液中通SO2，结果发现KMnO4溶液的紫红色褪去，试用化学方程式解释：____________________。

3.某同学把ZnCO3·2Zn(OH)2·6H2O加热到一定温度后制得了活性ZnO，试写出该反应的化学方程式：____________________。综合训练：

1.（2009广东高考）（有所改动）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中的镁的工艺流程如下：部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的PH见上表，请回答下列问题：沉淀物

Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4⑴“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有____________________（要求写出两条）。

⑵滤渣I的主要成分有__________。

⑶从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有__________。2.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备及，步骤如下：孔雀石SiO2溶液ACO2NH3·H2OCaCl2溶液CaCO3试剂①溶液BFe(OH)3溶液CCaSO4·5H2O请回答下列问题：

①溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+

、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①__________（填代号），检验溶液中的最佳试剂为__________（填代号）。a.KMnO4b.(NH4)2Sc.H2O2d.KSCN

②由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、__________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是__________。3.氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料。请回答以下问题：

（一）电解食盐水的离子方程式为：____________________。

氯气用于生产半导体材料硅的流程如下：石英砂焦炭高温粗硅Cl2△四氯化硅高温H2纯硅（二）石英砂的主要成分的化学式为__________，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________。

（三）由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式为：____________________。4.（2010广东高考）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知Fe3+、

Al3+

、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。

⑴步骤I前，β-锂辉石要粉碎成细颗的目的是____________________。

⑵步骤I中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入__________（填“石灰石”、“氯化钙”和“稀硫酸”）以调节溶液PH的到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

⑶步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有__________。

⑷步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为____________________。

⑸从母液中可回收的主要物质是__________。5.（2011广州一模）亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：NaClO3溶解H2SO4反应1SO2ClO2母液反应2H2O2NaOH减压蒸发55℃冷却结晶粗产品（1）提高“反应1”反应速率的措施有__________、__________等。

（2）“反应2”的氧化剂是__________，该反应的化学方程式为____________________。

（3）采取“减压蒸发”而不用“常温蒸发”，原因是____________________。

（4）“母液”中可回收的主要物质是__________。

（5）“冷却结晶”后经__________（填操作名称）即可获得粗产品。6.（07广东高考）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：软锰矿酸浸H2SO4

过量FeSO4过滤滤渣滤液液调pH至5.4氨水液过滤滤渣A滤液液加热至沸MnS液过滤滤渣滤液液→…→高纯MnO2液某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si（16.27％）、Fe（5.86％）、Al（3.42％）、Zn（2.68％）和Cu（0.86％）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的PH见下表，回答以下问题：

沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSPH5.23.29.710.46.78.0≧-0.42≧2.5≧