專題：工藝流程題-簡(jiǎn)版

1、專題-無機(jī)化工流程題日期： 姓名:試題結(jié)構(gòu)豐Z主產(chǎn)物原料或廢棄物.操作或輔助原料脫論f目標(biāo)產(chǎn)物副產(chǎn)物*副產(chǎn)品注：出現(xiàn)環(huán)狀，意為：循環(huán)利用，體現(xiàn)“綠色化學(xué)”二、解題步驟第一，瀏覽全題，確定該流程的目的，記住資料卡中給出的理化性質(zhì)：如易潮解、易水解、 易與某些物質(zhì)反應(yīng)以及 熔沸點(diǎn)、溶解度、Ksp等；第二，粗讀流程圖，盡量弄懂流程圖每部的目的，但不必將每一種物質(zhì)都推出；第三，精讀試題，根據(jù)問題去精心研究某一步或某一種物質(zhì)。第四，要看清所問題，不能答非所問，并注意語言表達(dá)的科學(xué)性。三、熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞工業(yè)流程題目在流程上一般分為 3個(gè)過程：原料處理分離提純獲得產(chǎn)品1預(yù)處理的常見考點(diǎn)與常見名

2、詞(1) 粉碎或研磨：增大固液(或固氣或固固)接觸面積，加快反應(yīng)(溶解)速率，增大原料的轉(zhuǎn)化率(或浸取率)。(2) 煅燒或灼燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解；其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物；除去有機(jī)物；除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)(3) 水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解。(4) 水洗：除去水溶性雜質(zhì)。(3) 酸浸：溶解，通常用硫酸、鹽酸等，去氧化物(膜)、調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解(沉淀)(4) 堿溶：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解(沉淀)(5) 煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的液體?！締栴}與思考1】以菱鎂礦（主要成分為菱鐵礦MgC03,含少量比6FeCQ

3、）為原料制備咼純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下:-J澹如何提高酸溶過程中鎂元素的浸出率?-幅化過濾2. 分離提純階段的常見考點(diǎn) 調(diào)pH值除雜a.目的：控制溶液的酸堿性 使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的 pH如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)2.73.7Fe(OH)7.69.6Mn(OH)8.39.8若要除去Mn+溶液中含有的Fe2*,應(yīng)該怎樣做?提示：先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3*,再調(diào)溶液的pH到3.7。b.調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H*反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cif*溶液中混有的Fe3*，可加入CuO Cu

4、（OH、Cii（OH）2CO等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值。 試劑除雜 調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度的目的（化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、物質(zhì)性質(zhì)）操作目的加熱 加快反應(yīng)速率或溶解速率； 促進(jìn)平衡向吸熱方向移動(dòng)； 除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如 NaHCO、Ca（HCO2、KMnO 12、NHCI、AgNQ、HNQ（濃）等物質(zhì)； 使沸點(diǎn)相對(duì)較低的原料氣化或升華。降溫防止某物質(zhì)在咼溫時(shí)會(huì)溶解（或分解）； 使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)（放熱方向）； 使某個(gè)沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離； 降低晶體的溶解度，減少損失?？販胤椒ǎ河盟』蛴驮】販胤乐鼓撤N物質(zhì)溫度過高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)； 為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來； 使催化劑的

5、活性達(dá)到最好； 防止副反應(yīng)的發(fā)生； 降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要 求?！締栴}與思考2】以海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCb的工藝過程如下：1_4酸洗一k酸液過濾* CuCI海綿銅*還馀NH4NOj, HQ和巴SO NH1ClfiI（NHJ.SO?溶解步驟的溫度應(yīng)控制在6070C,原因是:【問題與思考3】以煉鋅廠的煙道灰（主要成分為ZnO,另含少量F&O3、CuO、SiO2、MnO等）為原料可生產(chǎn)草酸鋅晶體（ZnC2O4 2H2O）。ZilOZnS(NK);C;O4Hg:ffi道灰晶彷有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀

6、完全的 pH如下表:氫氧化物Fe(OH)3Fe(OHhCu(OH)：Zn(OH):開始沉淀的pH1.56.54.25.4沉淀完全的pH339,76,78,21“除鐵”（部分Cu2+可能被除去）時(shí)加入ZnO控制反應(yīng)液pH的范圍為 2. “除錳”的離子方程式為 。3. “除銅”的離子方程式為 。3獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)： 過濾：一貼、二低、三靠 洗滌：(冰)水洗：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。有機(jī)物如乙醇洗：洗去表面水分。 蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCb、AICI3、MgC2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HCI的氣流中加熱，以防其水解。 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除

7、去 KNO中的少量NaCI。 蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去 NaCI中的少量KNQ 重結(jié)晶：分離溶解度隨溫度變化差異大的溶質(zhì)。 趁熱過濾：防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出晶體?！締栴}與思考4】銨明磯是一種廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、污水處理等多個(gè)行業(yè)的重要化工產(chǎn)品。 以高嶺土(含SiO2、AI2O3、少量Fe2O3等)為原料制備硫酸鋁晶體 Al2(SO4)3池出。和銨明磯NH4AI(SO4)2 12出0的 工藝流程如下圖所示。濃硫酸 水“分離1 ”操作包含的實(shí)驗(yàn)步驟有 、冰水洗滌、減壓干燥。冰水洗滌的目的是 。(4) 其他常見考點(diǎn)化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算信息四、高頻問題及答題技巧(注重文字?jǐn)⑹龅囊?guī)范性)(1) 洗

8、滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作23次。(2) 從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶-過濾-洗滌-干燥。(3) 檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈：取最后一次洗滌液少許于試管中，逐滴滴加xx試劑，振蕩，若 沒有現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈。(4) 檢驗(yàn)是否沉淀完全：表達(dá)一：靜置，往上層清夜中繼續(xù)滴加xx試劑；或者表達(dá)二過濾， 取濾液少許于試管中，滴加XX試劑。(6) “浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有：答：適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，加入過量硫酸，邊加硫酸邊攪拌(7) 如何提高吸收液和SQ反應(yīng)速率:答：適當(dāng)提高溫度、增大吸收液或 NaCIQ的濃度、增大SQ與吸收液的接觸面積或攪

9、拌(8) 過濾用到的三個(gè)玻璃儀器： 答：普通漏斗、玻璃棒、燒杯(9) 過濾后濾液仍然渾濁的可能的操作原因：答：玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導(dǎo)致濾紙破損；漏斗中液面高于濾紙邊緣(10) 如何從 MgC2 6H2Q中得到無水 MgC2:答:在干燥的HCI氣流中加熱,干燥的HCI氣流中抑制了 MgC2的水解，且?guī)ё進(jìn)gC2 6H2Q 受熱產(chǎn)生的水汽(11) 調(diào)pH值使得CiT (4.7-6.2 )中的Fe3+ (2.1-3.2 )沉淀，pH值范圍是：答：3.2-4.7。原因：調(diào)節(jié)溶液的pH值至3.2-4.7，使Fe3+全部以Fe(QH)s沉淀的形式析 出而CiT不沉淀，且不會(huì)引入新雜質(zhì)(12) 產(chǎn)品

10、進(jìn)一步提純的操作：答：重結(jié)晶(13) 趁熱過濾的原因及操作：答：減少過濾時(shí)間、保持過濾溫度，防止XX雜質(zhì)析出或防止降溫過程中XX析出而損耗；(14) 水浴加熱的好處：答：受熱均勻，溫度可控，且溫度不超過 100C(15) 減壓蒸發(fā)(小心烘干)：答：常壓蒸發(fā)溫度過高，XX易分解；或者減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止XX分解(17) 蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有蒸發(fā)皿、玻璃棒、燒杯、酒精燈、坩堝鉗。(18) 不用其它試劑，檢查NHCI產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是：答：加熱法；取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產(chǎn)品 純凈(19) 檢驗(yàn)nJ的方法是：答：取XX少許，加入NaQH

11、溶液后加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)。(20) 過濾的沉淀欲稱重之前的操作：答：過濾，洗滌，干燥，(在干燥器中)冷卻，稱重(21) 檢驗(yàn)Fe(QH)3是否沉淀完全的試驗(yàn)操作是：答：取少量上層清液或過濾后的濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe(QH)a 沉淀完全。(22) CuCl2中混有Fe3+加何種試劑調(diào)pH值：答：CuQ Cu(QH、CuCQ Cu(QH)2CQ 原因：力卩CuQ?肖耗溶液中的 H+勺，促進(jìn)Fe3+勺水 解，生成Fe(QH)3沉淀析出【問題與思考5】(主要成份為MgCl2)鹵水一沉淀過濾卜洗滌tCO2!濾液中獲取MgCO3 3H2O的方法如下:

12、NaOH在洗滌步驟中，表明產(chǎn)物洗滌干凈的操作為»烘干碳酸鎂水合物碳酸鎂水合物是制備鎂產(chǎn)品的中間體。工業(yè)上從弱堿性鹵水五、熱點(diǎn)題型熱點(diǎn)1堿金屬及其礦物的開發(fā)利用熱點(diǎn)2鎂、鋁及其礦物的開發(fā)利用熱點(diǎn)3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用工藝流程題專練1.(2016全國(guó)1)NaCIQ是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：食鹽水NaClOsNaHSCXXaOHx Hp硫酸、回答下列問題:(1) NaCIQ中CI的化合價(jià)為。(2) 寫出“反應(yīng)”步驟中生成 CIO2的化學(xué)方程式。(3) “電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg+和Cf，要加入的試劑分別為、?！半娊狻敝嘘?/p>

13、極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是 。(4) “尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量 CIO2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是。(5) “有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克CI2的氧化能力。NaCIQ的有效氯含量為 。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))2. （2015課標(biāo)1）硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦（主要成分為MgBQ HO和FesQ,還有少量FeQ、FeO CaO AI2Q和SiO2等）為原料制備硼酸（HsBO）的工藝流程如圖所示：鐵硼曠粉漫ift回答下列問題：（1） 寫出MgBOfO與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。為

14、提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有 （寫出兩條）。（2） 利用的磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是 （寫化學(xué)式）。（3） “凈化除雜”需先加HO溶液，作用是然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是。（4） “粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是 （填名稱）。（5） 以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaB妙，它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為。（6）單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化 學(xué)方程式表示制備過程。3 （2013全國(guó)）鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al 2C3和冰晶石（NqAIF6）混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是

15、AI2O和SiO2等。從鋁土礦中提煉AI2O的流程如下:HUP523沁門體役*沉淀以螢石（CaF）和純堿為原料制備冰晶石的流程如下:回答下列問題：(1) 寫出反應(yīng) 1的化學(xué)方程式;(2) 濾液I中加入CaO生成的沉淀是，反應(yīng)2的離子方程式為 ;(3) E可作為建筑材料，化合物C是,寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式 ;(4) 電解制鋁的化學(xué)方程式是 ，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是。4(2013四川)明磯石經(jīng)處理后得到明磯KAl(SO 4)2 12HO。從明磯制備 Al、KSO和HSQ的工藝過程如下所示：焙燒明磯的化學(xué)方程式為：4KAI(SO4)2 12HQ+39 2K2SO +2Al

16、2O+9SO+48HO請(qǐng)回答下列問題：(1) 在焙燒明磯的反應(yīng)中，還原劑是 O(2) 從水浸后的濾液中得到&SO晶體的方法是o(3) A1 2O在一定條件下可制得AIN,其晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示，該晶體中 AI的配位數(shù)是 以AI和NiO(OH為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是o 焙燒產(chǎn)生的SO可用于制硫酸。已知25C、101 kPa時(shí)：2SO 2(g) +O 2(g) = 2SO(g) H= 197 kJ/mol ;2H 2O (g) = 2HO(1) ”=一 44 kJ/mol ;2SO 2(g)+O2(g)+2

17、H2O(g) = 2HSO(I) H = 545 kJ/mol o則SO (g)與HO(I)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 焙燒948t明磯(M = 474 g/mol )，若SO的利用率為96%可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸 t 05業(yè)上以廢銅為原料經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)可生產(chǎn)氯化亞銅(CuCI)，其工藝流程如下圖所示：CuCl試根據(jù)上圖轉(zhuǎn)化回答下列問題:工業(yè)生產(chǎn)CI2時(shí)，尾氣常用石灰乳吸收，而不用燒堿溶液吸收的原因是 。還原過程中的產(chǎn)物為 NaCuCl2，試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。制備中當(dāng)氯化完成后必須經(jīng)還原過程再制得 CuCI，為什么不用一步法制得 CuCI?(已知 Cij + + Cu+ 2C=2CuC

18、C )。(3) 還原過程中加入少量鹽酸的作用是 ，加入NaCI且過量的原因是。(4) 合成結(jié)束后所得產(chǎn)品用酒精淋洗的目的是 。實(shí)驗(yàn)室中在CuCb熱溶液中通入SO氣體也可制備白色的CuCI沉淀，試寫出該反應(yīng)的離子方 程式。6. 鋰被譽(yù)為“金屬味精”，以 LiCoO2為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業(yè) 上常以B -鋰輝礦(主要成分為L(zhǎng)iAISi 2Q,還含有FeO MgO CaO等雜質(zhì))為原料來制取金屬鋰。 其中一種工藝流程如下：9規(guī)4幌琉酸(過if鎖戰(zhàn)鈣水DCa(OH)iNliCO.,啊和險(xiǎn)CO辭潘已知：部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH:氫氧化物Fe(OH)AI(OH)

19、3Mg(OH)開始沉淀pH2. 73. 79. 6完全沉淀pH3. 74. 711Li 2CO在不同溫度下的溶解度如下表:溫度/ r010205075100Li 2CO的溶解度/g1. 5391. 4061. 3291. 1810. 8660. 728請(qǐng)回答下列問題：(1) 用氧化物形式表示LiAISi 2O的組成： 。(2) 反應(yīng)U加入碳酸鈣的作用是 。 寫出反應(yīng)川中生成沉淀 A的離子方程式： 。 反應(yīng)W生成Li 2CO沉淀，寫出在實(shí)驗(yàn)室中得到Li 2CO沉淀的操作名稱，洗滌所得Li 2CO沉淀要使用(選填“熱水”或“冷水”)，你選擇的理由是(5) 電解熔融氯化鋰生產(chǎn)鋰時(shí)，陽極產(chǎn)生的氯氣中會(huì)

20、混有少量氧氣，原因是07. 從含鎳廢催化劑中可回收鎳，其流程如下:堿液廢催化劑濾渣丄酢毎亠E畫遽嘰K溫二段時(shí)間濾渣土 口曰曰NiS04-*H:O晶體某油脂化工廠的含鎳催化劑主要含有 Ni，還含有Al (31%、Fe (1.3%)的單質(zhì)及氧化物,其他不溶雜質(zhì)(3.3%)。部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)的pH如下：沉淀物AI(OH)3Fe(OH)Fe(OH)Ni(OH)2pH5.23.29.79.2回答下列問題:“堿浸”的目的是除去“酸浸”時(shí)所加入的酸是 (填化學(xué)式)。酸浸后，濾液中可能含有的金屬離子是?！罢{(diào)pH為23”的目的是。產(chǎn)品晶體中有時(shí)會(huì)混有少量綠磯(FeSO 7H0),可能是由于生產(chǎn)

21、過程中導(dǎo)致Fe2+未被完全氧化造成的NiSO在強(qiáng)堿溶液中用NaCI0氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料一一 NiOOH該反應(yīng)的離子方程式是8. 高鐵酸鉀是一種高效的多功能水處理劑，具有氧化、吸附、絮凝、助凝、殺菌、除臭等作用,高鐵酸鉀的開發(fā)和利用正日益顯示出其廣闊的應(yīng)用前景。其制備路線如下:試回答下列問題(1) 操作攪拌的目的是：(2) 操作與操作相同，該操作名稱是： 。 反應(yīng)器中，NaOH NaClO及 Fe(NO) 3反應(yīng)的離子方程式為： 次氯酸鈉濃度對(duì)高鐵酸鉀產(chǎn)率有一定影響，當(dāng)高鐵酸鉀產(chǎn)率最高時(shí)，NaCIO的物質(zhì)的量濃度約為。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))f高鐵議鉀的產(chǎn)率/低10L；I'

22、乙150 200 250 270290310"盤口0的質(zhì)量濃度g-V酸溶過程中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為MgCQ3(s)+2H (aq)=Mg2 3 (aq)+CQ2(g)+H2Q(I) H= 50.4 kJ mol 1+ 2+ _ 1Mg2SiQ4(s)+4H (aq)= 2Mg (aq)+H2SiQ3(s)+H2Q(l) H= 225.4 kJ mol酸溶需加熱的目的是;所加H2SQ4不宜過量太多的原因是，甲(5) 從環(huán)境保護(hù)的角度看，制備中間產(chǎn)物 NaFeQ較好的方法為電化學(xué)法，其裝置如圖乙所示，則陽極的電極反應(yīng)式為 。9實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)廢渣(主要成分為 MgCQ3、Mg2SiQ

23、4和少量Fe、Al的氧化物)為原料制備MgCQ3 3H2Q。實(shí)驗(yàn)過程如下：40%H2SOj有機(jī)蘋施列嵐謹(jǐn)一*2一*迄爲(wèi)襄化卜f> MgCOp311*0i遽漁巒Fe奸的有機(jī)相 實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱為o 為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機(jī)萃取劑，、靜置、分液，并重復(fù)多次。(4)請(qǐng)補(bǔ)充完整由萃取后得到的水溶液制備 MgCO3 3H2O的實(shí)驗(yàn)方案：邊攪拌邊向溶液中滴加 氨水，過濾、用水洗滌固體2-3次，在50C下干燥，得到MgCO3 3H2O。已知該溶液中pH=8.5時(shí)Mg(OH)2開始沉淀；pH=5.0時(shí)Al(OH) 3沉淀完全。10. (2016北京)以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO PbQ、PbSQ及炭黑等)和 H2SO 為原料，制備高純PbO,實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：PbO高純相品(過程H【廠PbO慮液I(1) 過程I中，在卩+催化下，Pb和PbC2反應(yīng)生成PbSQ的化學(xué)方程式是。(2) 過程I中，F(xiàn)W+催化過程可表示為：i: 2Fe2+ PbQ+4H+SO2-2Fe3+PbSQ+2H2Oii: 寫出ii的例子方程式：。 下列實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述催化過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。a.向算話的FeSO溶液中加入KS