江蘇省高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題型二 化工工藝流程題教案(含解析)-人教版高三全冊(cè)化學(xué)教案

題型二化工工藝流程題

1．近幾年化工工藝流程題的考查特點(diǎn)

近幾年江蘇卷工藝流程題主要是以物質(zhì)的制備、物質(zhì)的分離提

純?yōu)榭疾樗夭?，以工藝流程圖為信息背景，以物質(zhì)的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化、

分離等為考查點(diǎn)，將元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容

有機(jī)融合在一起的綜合型試題。通常會(huì)涉及陌生的化學(xué)工業(yè)工藝和

化學(xué)反應(yīng)，往往給考生較大的沖擊力，考生不一定能完全理解整個(gè)

流程的原理，但一般不會(huì)影響答題。從試題給出的目的出發(fā)，主要

可分為以物質(zhì)制備為主要目的的工藝流程和以分離提純?yōu)橹饕?/p>

的的工藝流程。涉及物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的分離提純、尾氣等廢棄物

的處理等化學(xué)問(wèn)題，體現(xiàn)了變化觀念、證據(jù)推理以及科學(xué)態(tài)度與社

會(huì)責(zé)任的學(xué)科素養(yǎng)。

2．解答化工工藝流程題的一般思路

(1)讀題干，找信息和目的。

找出題干中的“制備”或“提純”等關(guān)鍵詞，明確化工生產(chǎn)的

原料、產(chǎn)品和雜質(zhì)。

(2)看問(wèn)題，根據(jù)具體的問(wèn)題，找出流程中需重點(diǎn)分析的步驟或

環(huán)節(jié)，重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(進(jìn)入與流出)、操作方法等。

(3)局部隔離分析，分析加入什么物質(zhì)，得到什么物質(zhì)，發(fā)生什

么反應(yīng)(或起到什么作用)。

(4)特別提醒：每個(gè)題中基本上都有與流程無(wú)關(guān)的問(wèn)題，可直接

作答。

工藝流程圖：

3．?？蓟ばg(shù)語(yǔ)

常考化工術(shù)語(yǔ)關(guān)鍵詞釋義

將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w霧化，增大反應(yīng)物接觸面

研磨、霧化積，以加快反應(yīng)(溶解)速率或使反應(yīng)更充分，增大原料的轉(zhuǎn)化率(或

浸取率)

使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu)、使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅

灼燒(煅燒)

燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦

向固體中加入適當(dāng)溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水

浸取

浸取、酸溶、堿溶、醇溶等

酸浸在酸性溶液中使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去

過(guò)濾固體與液體的分離

滴定定量測(cè)定，可用于某種未知濃度物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的測(cè)定

蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡?，繼續(xù)蒸發(fā)，過(guò)剩的溶質(zhì)就會(huì)

蒸發(fā)結(jié)晶

呈晶體析出

蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)除去部分溶劑，提高溶液的濃度

水洗用水洗去可溶性雜質(zhì)，類似的還有酸洗、醇洗等

溶解，除去氧化物(膜)，抑制某些金屬離子的水解、除去雜質(zhì)離子

酸作用

等

除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH、促進(jìn)水

堿作用

解(形成沉淀等)

4.?？紬l件控制

(1)控制溶液的pH

①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀析出

(或抑制水解)。

②加入酸或調(diào)節(jié)溶液至酸性還可除去氧化物(膜)。

③加入堿或調(diào)節(jié)溶液至堿性還可除去油污，除去鋁片氧化膜，

溶解鋁、二氧化硅等。

④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)。

(2)控制溫度：主要從物質(zhì)性質(zhì)(熱穩(wěn)定性、水解、氧化性或還

原性、溶解度、熔沸點(diǎn)、揮發(fā)性、膠體聚沉等)和反應(yīng)原理(反應(yīng)速

率、平衡移動(dòng)、催化劑活性、副反應(yīng))兩個(gè)角度思考。

(3)控制壓強(qiáng)：改變速率，影響平衡。

(4)使用合適的催化劑：加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需要的

時(shí)間。

(5)趁熱過(guò)濾：防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出。

(6)洗滌：常見(jiàn)的洗滌方式有“水洗”和“乙醇洗”?！八础?/p>

的目的是除去沉淀或晶體表面殘留的雜質(zhì)，當(dāng)沉淀物的溶解度隨溫

度升高而增大時(shí)一般可用冰水洗；“乙醇洗”既可以除去沉淀或晶

體表面殘留的雜質(zhì)，又可以降低晶體的溶解度，減少損失，還可以

利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)，加快除去沉淀或晶體表面的水分。

(7)氧化：氧化劑的選擇要依據(jù)試題設(shè)置的情境，常見(jiàn)的氧化劑

有氯氣、過(guò)氧化氫、氧氣和次氯酸鈉等，為了避免引入新的雜質(zhì)，

通常選擇的氧化劑有過(guò)氧化氫和氧氣。

物質(zhì)制備型

明確題目要制備什么物質(zhì)，給的原料是什么，利用已有化學(xué)知

識(shí)并結(jié)合題干給出的提示信息勾勒出原料到目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)轉(zhuǎn)化

路徑。流程中藥品、各種條件的選擇都是為了能更多地獲得產(chǎn)品，

核心是提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。圍繞這個(gè)核心分析藥品、操作、條件

的作用，做到有的放矢。

1．如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)或用到受熱易分解的物質(zhì)，則要注意

對(duì)溫度的控制。如侯德榜制堿中的NaHCO，還有HO、Ca(HCO)、

32232

KMnO、AgNO、HNO(濃)等物質(zhì)。

433

2．如果產(chǎn)物是一種會(huì)水解的鹽，且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)

生時(shí)，則要加相對(duì)應(yīng)的酸來(lái)抑制水解。如制備FeCl、AlCl、MgCl、

332

Cu(NO)等物質(zhì)，要蒸發(fā)其溶液得到固體溶質(zhì)時(shí)，都要加相應(yīng)的酸

32

或在酸性氣流中進(jìn)行來(lái)抑制其水解。

3．如果產(chǎn)物是一種強(qiáng)氧化性物質(zhì)或強(qiáng)還原性物質(zhì)，則要防止它

們被其他物質(zhì)還原或氧化。如產(chǎn)物是含F(xiàn)e2＋、SO2－、I－等離子的物

3

質(zhì)，要防止反應(yīng)過(guò)程中O的介入。

2

4．如果產(chǎn)物是一種易吸收空氣中的CO或水(潮解或發(fā)生反應(yīng))

2

而變質(zhì)的物質(zhì)(如NaOH固體等)，則要注意在制備過(guò)程中對(duì)CO或水

2

的去除，也要防止空氣中的CO或水進(jìn)入裝置中。

2

5．當(dāng)題目中給出多種物質(zhì)的沸點(diǎn)、溶解度信息，則意味著需要

用蒸餾、高溫(或低溫)過(guò)濾來(lái)進(jìn)行分離。

6．在回答題目中條件的選擇原因時(shí)主要可從以下幾個(gè)方面分

析：

(1)對(duì)反應(yīng)速率有何影響。

(2)對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率是否有利。

(3)對(duì)綜合效益有何影響。如原料成本、原料來(lái)源(是否廣泛、

可再生)、能源成本、對(duì)設(shè)備的要求、環(huán)境保護(hù)(從綠色化學(xué)方面作

答)等。

1．(2018·高考江蘇卷)以高硫鋁土礦(主要成分為AlO、FeO、

2323

SiO，少量FeS和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得FeO的

2234

部分工藝流程如下：

(1)焙燒過(guò)程均會(huì)產(chǎn)生SO，用NaOH溶液吸收過(guò)量SO的離子方

22

程式為_(kāi)_____________。

(2)添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度

變化曲線如圖所示。

已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃

焙燒后礦粉中硫元素總質(zhì)量

硫去除率＝(1－)×100%

焙燒前礦粉中硫元素總質(zhì)量

①不添加CaO的礦粉在低于500℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要

來(lái)源于________。

②700℃焙燒時(shí)，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的

礦粉硫去除率低，其主要原因是

_________________________________________________________

_______________

______________________________________________________

__________________。

(3)向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO，鋁元素存在的形式

2

由________(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。

(4)“過(guò)濾”得到的濾渣中含大量的FeO。FeO與FeS混合后

23232

在缺氧條件下焙燒生成FeO和SO，理論上完全反應(yīng)消耗的

342

n(FeS)∶n(FeO)＝________。

223

解析：(1)二氧化硫是酸性氧化物，少量二氧化硫與NaOH溶液

反應(yīng)生成正鹽NaSO，過(guò)量二氧化硫與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHSO。

233

(2)①根據(jù)高硫鋁土礦的成分中含F(xiàn)eS和金屬硫酸鹽，而已知多數(shù)

2

金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃，如果不添加CaO在低于

500℃焙燒，則去除的硫元素主要來(lái)源于FeS，具體的反應(yīng)原理為

2

4FeS＋11O=====焙燒2FeO＋8SO。②添加的CaO吸收SO生成CaSO，

2223223

CaSO易被空氣中的氧氣氧化為CaSO。根據(jù)題目所給“多數(shù)金屬硫

34

酸鹽的分解溫度都高于600℃”，可知700℃時(shí)CaSO可能未分解

4

或未完全分解而留在礦粉中，從而導(dǎo)致添加1%CaO的礦粉硫去除

率比不添加CaO的礦粉硫去除率低。(3)高硫鋁土礦中的氧化鋁溶

于NaOH生成NaAlO：AlO＋2NaOH===2NaAlO＋HO；向NaAlO溶液

223222

中通入過(guò)量的二氧化碳，生成氫氧化鋁：CO(過(guò)量)＋2HO＋

22

NaAlO===Al(OH)↓＋NaHCO。(4)根據(jù)得失電子守恒可知FeS與

2332

FeO的物質(zhì)的量之比為1∶16。

23

答案：(1)OH－＋SO===HSO－

23

(2)①FeS②硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO而留在礦粉中

24

(3)NaAlOAl(OH)(4)1∶16

23

2．(2017·高考江蘇卷)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要

成分為AlO，含SiO和FeO等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流

23223

程如下：

注：SiO在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。

2

(1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為

__________________________________

______________________________________________________

__________________。

(2)向“過(guò)濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO溶液，溶液的

3

pH________(填“增大”“不變”或“減小”)。

(3)“電解Ⅰ”是電解熔融AlO，電解過(guò)程中做陽(yáng)極的石墨易

23

消耗，原因是________

______________________________________________________

__________________。

(4)鋁粉在1000℃時(shí)可與N反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少

2

量NHCl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是

4

______________________________________。

解析：(1)AlO為兩性氧化物，在NaOH溶液中會(huì)溶解生成

23

NaAlO。(2)加入的NaHCO與過(guò)量的NaOH反應(yīng)，導(dǎo)致溶液的pH減

23

小。(3)電解AlO時(shí)陽(yáng)極上生成O，O會(huì)氧化石墨。

2322

答案：(1)AlO＋2OH－===2AlO－＋HO

2322

(2)減小(3)石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的O氧化

2

(4)NHCl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的AlO薄膜

423

3．(2014·高考江蘇卷)煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。

實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰(主要含AlO、SiO等)制備堿式硫酸鋁

232

[Al(SO)(OH)]溶液，并用于煙氣脫硫研究。

24x6－2x

(1)酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

_____________________________________；

濾渣Ⅰ的主要成分為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。

(2)加CaCO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，

3

并使Al(SO)轉(zhuǎn)化為Al(SO)(OH)。濾渣Ⅱ的主要成分為

24324x6－2x

________(填化學(xué)式)；若溶液的pH偏高，將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素

的含量降低，其原因是__________________________(用離子方程

式表示)。

(3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO量總是小于吸收的SO

22

量，其主要原因是

_________________________________________________________

_______________；

與吸收SO前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將

2

________(填“增大”“減小”或“不變”)。

解析：(1)酸浸時(shí)能與HSO反應(yīng)的是AlO，HSO與AlO反應(yīng)生

24232423

成鹽和水，SiO不和HSO反應(yīng)，成為濾渣。(2)CaCO和溶液中的

2243

HSO反應(yīng)生成CaSO；如果pH偏高，一部分Al3＋會(huì)轉(zhuǎn)化為Al(OH)

2443

沉淀，離子方程式為3CaCO＋2Al3＋＋3SO2－＋3HO===2Al(OH)＋

3423

3CaSO＋3CO↑。(3)熱分解時(shí)，一部分亞硫酸鹽被氧化為硫酸鹽，

42

不能分解成為SO；SO溶于水生成HSO，會(huì)中和溶液中的部分OH

2223

－，使溶液的pH減小。

答案：(1)AlO＋3HSO===Al(SO)＋3HOSiO

232424322

(2)CaSO3CaCO＋2Al3＋＋3SO2－＋3HO===2Al(OH)＋3CaSO＋

434234

3CO↑

2

(3)溶液中的部分SO2－被氧化成SO2－減小

34

1．我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家。一種以閃鋅礦

(ZnS，含有SiO和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的

2

流程如圖所示：

相關(guān)金屬離子[c(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氫氧化物沉淀的pH

0

范圍如下：

金屬離子Fe3＋Fe2＋Zn2＋Cd2＋

開(kāi)始沉淀的pH1.56.36.27.4

沉淀完全的pH2.88.38.29.4

回答下列問(wèn)題：

(1)焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

_____________________________________

______________________________________________________

__________________。

(2)濾渣1的主要成分除SiO外還有____________；氧化除雜工

2

序中ZnO的作用是__________，若不通入氧氣，其后果是

__________________。

(3)溶液中的Cd2＋可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應(yīng)的離子方

程式為

_________________________________________________________

_______________。

(4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為

______________________；沉積鋅后的電解液可返回________工序

繼續(xù)使用。

解析：(1)在焙燒過(guò)程中ZnS和O反應(yīng)生成ZnO和SO。(2)溶液

22

中的Pb2＋與SO2－不能共存生成PbSO沉淀，SiO不溶于HSO，即濾

44224

渣1中含SiO和PbSO。氧化除雜過(guò)程中O能將溶液中Fe2＋氧化生

242

成Fe3＋，加入ZnO能調(diào)節(jié)溶液的pH，促進(jìn)Fe3＋完全水解。由題表

可知，F(xiàn)e2＋、Zn2＋開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH非常接近，若不通入

O使Fe2＋氧化為Fe3＋，加入ZnO后無(wú)法除去Fe2＋，會(huì)影響Zn的純

2

度。(3)根據(jù)題中信息可知，還原除雜工序中涉及的離子反應(yīng)為Cd2

＋＋Zn===Cd＋Zn2＋。(4)結(jié)合圖示可知，電解ZnSO溶液時(shí)生成Zn，

4

即電解時(shí)Zn2＋在陰極被還原，電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－===Zn。沉積

鋅后的電解液中主要含有HSO，可返回溶浸工序繼續(xù)使用。

24

答案：(1)2ZnS＋3O=====焙燒2ZnO＋2SO

22

(2)PbSO調(diào)節(jié)溶液的pH無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2＋

4

(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋

(4)Zn2＋＋2e－===Zn溶浸

2．(2019·徐州高三質(zhì)檢)氧化鋅主要用作催化劑、脫硫劑、發(fā)

光劑和橡膠添加劑。一種以鋅焙砂(ZnO、ZnSiO和少量AsO、CuO、

323

PbO雜質(zhì)，其中As與N同主族)為原料制備氧化鋅的流程如圖所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

(1)循環(huán)使用的物質(zhì)有________、________和________。(填化

學(xué)式)

(2)“浸出”時(shí)，鋅以Zn(NH)2＋4進(jìn)入濾液。

3

①鋅浸出率與溫度的關(guān)系如圖1所示，請(qǐng)解釋溫度超過(guò)55℃

后浸出率顯著下降的原因：

_________________________________________________________

_______________。

②鋅浸出率與n(NH)∶n[(NH)SO]的關(guān)系如圖2所示，6∶4之

3424

后浸出率下降，說(shuō)明________(填編號(hào))的浸出主要依賴硫酸銨濃度

的大小。

A．ZnO和ZnSiOB．ZnO

3

C．ZnSiO

3

(3)“除砷”過(guò)程中生成Fe(AsO)沉淀，其中鐵元素的化合價(jià)

342

是________；沉淀劑為FeSO·HO、(NH)SO，添加(NH)SO的目

4242284228

的是____________________________________。

(4)“除重金屬”和“深度除重金屬”除去的重金屬是

______(填名稱)。

(5)“蒸氨”的產(chǎn)物主要是ZnSO和NH，寫(xiě)出所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)

43

方程式：

_________________________________________________________

_______________。

解析：(1)由流程圖可知，浸出需要加入NH·HO，NH·HO在

3232

蒸氨過(guò)程中產(chǎn)生，浸出需要加入(NH)SO，(NH)SO在沉鋅過(guò)濾后

424424

產(chǎn)生，沉鋅需要通入COCO在焙燒過(guò)程中產(chǎn)生，故NH·HO或NH、

2,2323

(NH)SO、CO屬于循環(huán)使用的物質(zhì)。

4242

(2)①鋅浸出率在55℃后顯著下降，由反應(yīng)原料可知，溫度升

高，氨揮發(fā)導(dǎo)致溶液濃度下降，浸出率下降。

②氧化鋅是兩性氧化物，在氨與硫酸銨的比例大于6∶4時(shí)，可

以和濃氨水發(fā)生反應(yīng)，生成絡(luò)合物Zn(NH)2＋，硅酸鋅只與硫酸銨

34

反應(yīng)，而此時(shí)，硫酸銨比例較低，故浸出率降低，C選項(xiàng)正確。

(3)由As與N同主族可知，F(xiàn)e(AsO)中As元素化合價(jià)為＋5，

342

則陰離子為AsO3－，鐵元素化合價(jià)為＋2；原本As元素化合價(jià)為＋3，

4

在除砷過(guò)程中變?yōu)椋?，而(NH)SO具有強(qiáng)氧化性，故加入(NH)SO

42284228

的目的是把砷元素氧化成AsO3－，以便于除去砷。

4

(4)由題意可知，Zn元素在浸出后以Zn(NH)2＋進(jìn)入濾液，除砷

34

之后，加入Zn，可將Cu與Pb置換出來(lái)過(guò)濾除去，再用S2－沉淀殘

留的重金屬離子，因此除去的重金屬為銅和鉛。

(5)由題意可知，Zn元素在浸出后以Zn(NH)2＋進(jìn)入濾液，結(jié)合

34

產(chǎn)物為ZnSO和氨，可分析出化學(xué)方程式為Zn(NH)SO=====△ZnSO

43444

＋4NH↑。

3

答案：(1)NH·HO(或NH)(NH)SOCO

3234242

(2)①溫度升高，氨揮發(fā)而使溶液濃度下降，浸出率下降②C

(3)＋2把砷元素氧化成AsO3－以便除去砷

4

(4)銅和鉛

(5)Zn(NH)SO=====△ZnSO＋4NH↑

34443

3．硼酸(HBO)是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、

33

肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含MgBO·HO、SiO及少量FeO、

2252223

AlO)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：

23

回答下列問(wèn)題：

(1)在95℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)

的化學(xué)方程式為

_________________________________________________________

_______________。

(2)“濾渣1”的主要成分有________。為檢驗(yàn)“過(guò)濾1”后的

濾液中是否含有Fe3＋離子，可選用的化學(xué)試劑是__________。

(3)根據(jù)HBO的解離反應(yīng)：HBO＋HOH＋＋B(OH)－，K＝

333324a

5.81×10－10，可判斷HBO是________酸；在“過(guò)濾2”前，將溶

33

液pH調(diào)節(jié)至3.5，目的是_________________

______________________________________________________

__________________。

(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)·MgCO沉淀的離子方程式為

23

___________________，母液經(jīng)加熱后可返回__________工序循環(huán)

使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是________。

解析：(1)硫酸銨溶液中存在水解平衡：NH＋＋HONH·HO

4232

＋H＋，硼酸鎂能與水解出的H＋反應(yīng)，促進(jìn)平衡向右移動(dòng)，生成的

一水合氨濃度增大，因溶液中存在平衡NH·HONH＋HO，一

3232

水合氨濃度增大，促進(jìn)NH·HO分解產(chǎn)生NH。用NHHCO溶液吸收

32343

氨，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NHHCO＋NH===(NH)CO。(2)二氧

433423

化硅、氧化鐵、氧化鋁不溶于硫酸銨溶液，濾渣1的主要成分是二

氧化硅、氧化鐵、氧化鋁。檢驗(yàn)Fe3＋的試劑可選用KSCN。(3)由題

給硼酸的解離反應(yīng)方程式知，硼酸是一元弱酸?！斑^(guò)濾2”之前，

調(diào)節(jié)pH≈3.5，目的是將硼元素轉(zhuǎn)化為硼酸，促進(jìn)硼酸析出。(4)“沉

鎂”中，碳酸銨溶液與硫酸鎂溶液發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成堿

式碳酸鎂：2MgSO＋2(NH)CO＋HO===Mg(OH)·MgCO↓＋2(NH)SO

4423223424

＋CO↑，或者反應(yīng)生成堿式碳酸鎂和碳酸氫鹽。母液含硫酸銨，

2

可以將母液返回“溶浸”工序循環(huán)使用，體現(xiàn)綠色化學(xué)理念和環(huán)境

保護(hù)思想。堿式碳酸鎂轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)氧化鎂，聯(lián)系碳酸鎂、氫氧化鎂

受熱都能分解生成氧化鎂，也可以聯(lián)系堿式碳酸銅分解生成氧化

銅、水和二氧化碳，可知采用的方法是高溫焙燒法，化學(xué)方程式為

MgCO·Mg(OH)=====高溫2MgO＋HO＋CO↑。

3222

答案：(1)NHHCO＋NH===(NH)CO

433423

(2)SiO、FeO、AlOKSCN

22323

(3)一元弱轉(zhuǎn)化為HBO，促進(jìn)析出

33

(4)2Mg2＋＋3CO2－＋2HO===Mg(OH)·MgCO↓＋2HCO－[或2Mg2＋＋

32233

2CO2－＋HO===Mg(OH)·MgCO↓＋CO↑]溶浸高溫焙燒

32232

分離提純型

1．題型特點(diǎn)

分離提純型工藝流程題多以礦物、各種廢棄物為原料，經(jīng)過(guò)各

種處理，除去雜質(zhì)獲得有價(jià)值的產(chǎn)品?？疾榈暮诵脑诟鞣N分離提純

的實(shí)驗(yàn)操作以及條件的控制選擇上。雖然把題目形式設(shè)計(jì)為工藝流

程框圖，但其實(shí)質(zhì)還是對(duì)混合物的除雜、分離、提純操作的考查。

2．解題思路

從試題中找出想要什么，要除去的雜質(zhì)有哪些；加入的試劑都

與哪些物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成了什么物質(zhì)；怎樣操作才能將雜質(zhì)

除去(注重信息的提取與加工)。核心是雜質(zhì)的去除要徹底。

3．常用分離方法

(1)固體與固體的分離

(2)固體與液體的分離

(3)液體與液體的分離

4．常見(jiàn)操作的答題思考角度

常見(jiàn)操作答題思考角度

過(guò)濾、蒸發(fā)、分液、蒸餾等常規(guī)操作。從溶液中得到晶體的方法：

分離、提純

蒸發(fā)濃縮—冷卻結(jié)晶—過(guò)濾(—洗滌、干燥)；或蒸發(fā)結(jié)晶

綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分

提高原子利用率

利用)

在空氣中或在其他氣體要考慮O、HO、CO或其他氣體是否參與反應(yīng)或能否達(dá)到隔絕空

222

中進(jìn)行的反應(yīng)或操作氣，防氧化、水解、潮解等目的

判斷沉淀是否洗滌干凈取少量最后一次洗滌液，檢驗(yàn)其中是否還有某種離子存在

控制溶液的pH方法見(jiàn)前述

控制溫度(常用水浴、冰①防止副反應(yīng)的發(fā)生；

浴或油浴)②使化學(xué)平衡移動(dòng)：控制化學(xué)反應(yīng)的方向；

③控制固體的溶解與結(jié)晶；

④控制反應(yīng)速率：使催化劑達(dá)到最大活性；

⑤升溫：促進(jìn)溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)；

⑥加熱煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過(guò)濾分離；

⑦趁熱過(guò)濾：減少因降溫而析出溶質(zhì)的量；

⑧降溫：防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)；降溫(或減壓)可以減少能源

成本，降低對(duì)設(shè)備的要求

①常見(jiàn)洗滌方式見(jiàn)前述；

洗滌晶體②洗滌沉淀方法：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流

下后，重復(fù)以上操作2～3次

“水洗”除去表面可溶性雜質(zhì)，金屬晶體可用機(jī)械法(打磨)或化

表面處理

學(xué)法除去表面氧化物、提高光潔度等

1．(2017·高考江蘇卷)某科研小組采用如下方案回收一種光盤(pán)

金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過(guò)低，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可

忽略)。

已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如

3NaClO===2NaCl＋NaClO

3

②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH·HOAg(NH)＋＋Cl－＋2HO

32322

③常溫時(shí)NH·HO(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH)＋：

24232

4Ag(NH)＋＋NH·HO===4Ag↓＋N↑＋4NH＋＋4NH↑＋HO

322422432

(1)“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為

________________。

(2)NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O，該反應(yīng)

2

的化學(xué)方程式為

__________________________________________________。HNO

3

也能氧化Ag，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以HNO代替NaClO的缺點(diǎn)

3

是_______________________________________

______________________________________________________

__________________。

(3)為提高Ag的回收率，需對(duì)“過(guò)濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，并

___________________。

(4)若省略“過(guò)濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨

水，則需要增加氨水的用量，除因過(guò)量NaClO與NH·HO反應(yīng)外(該

32

條件下NaClO與NH·HO不反應(yīng))，還因?yàn)?/p>

332

______________________________________________________

__________________

______________________________________________________

__________________。

(5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過(guò)濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實(shí)驗(yàn)方案：

________________

______________________________________________________

__________________

________________(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有2mol·L－1水合肼

溶液，1mol·L－1HSO)。

24

解析：(1)加熱溫度在低于100℃時(shí)，可采用水浴加熱的方式。

(2)在溶液中，NaClO氧化Ag生成AgCl、NaOH和O，根據(jù)得失電

2

子守恒及原子守恒配平反應(yīng)的化學(xué)方程式。HNO氧化Ag時(shí)會(huì)產(chǎn)生

3

氮氧化物，污染環(huán)境。(3)為提高Ag的回收率，需要將洗滌后的濾

液也一起合并到過(guò)濾Ⅱ的濾液中。(4)未過(guò)濾掉的溶液會(huì)稀釋加入

的氨水，增加氨水的用量；由已知信息①知冷卻后的溶液中因NaClO

的分解，會(huì)含有一定濃度的Cl－，不利于AgCl和氨水反應(yīng)的正向

進(jìn)行。(5)由已知信息③知，水合肼可以和銀氨溶液發(fā)生反應(yīng)生成

Ag和NH。生成的NH用1mol·L－1HSO溶液吸收，當(dāng)溶液中不再

3324

產(chǎn)生氣泡時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已進(jìn)行完全，靜置，過(guò)濾出生成的Ag，洗

滌、干燥，得Ag。

答案：(1)水浴加熱

(2)4Ag＋4NaClO＋2HO===4AgCl＋4NaOH＋O↑會(huì)釋放出氮氧

22

化物(或NO、NO)，造成環(huán)境污染

2

(3)將洗滌后的濾液合并入過(guò)濾Ⅱ的濾液中

(4)未過(guò)濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水，且其中含有一定濃度的

Cl－，不利于AgCl與氨水反應(yīng)

(5)向?yàn)V液中滴加2mol·L－1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，

同時(shí)用1mol·L－1HSO溶液吸收反應(yīng)中放出的NH，待溶液中無(wú)

243

氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過(guò)濾、洗滌，干燥

2．(2016·高考江蘇卷)以電石渣[主要成分為Ca(OH)和CaCO]

23

為原料制備KClO的流程如下：

3

(1)氯化過(guò)程控制電石渣過(guò)量，在75℃左右進(jìn)行。氯化時(shí)存在

Cl與Ca(OH)作用生成Ca(ClO)的反應(yīng)，Ca(ClO)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為

2222

Ca(ClO)，少量Ca(ClO)分解為CaCl和O。

32222

①生成Ca(ClO)的化學(xué)方程式為

2

___________________________________________。

②提高Cl轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)的轉(zhuǎn)化率的可行措施有________(填

232

序號(hào))。

A．適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l速率

2

B．充分?jǐn)嚢铦{料

C．加水使Ca(OH)完全溶解

2

(2)氯化過(guò)程中Cl轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)的總反應(yīng)方程式為6Ca(OH)

2322

＋6Cl===Ca(ClO)＋5CaCl＋6HO

23222

氯化完成后過(guò)濾。

①濾渣的主要成分為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。

②濾液中Ca(ClO)與CaCl的物質(zhì)的量之比n[Ca(ClO)]∶

32232

n(CaCl)________1∶5(填“>”“<”或“＝”)。

2

(3)向?yàn)V液中加入稍過(guò)量KCl固體可將Ca(ClO)轉(zhuǎn)化為KClO。

323

若溶液中KClO的含量為100g·L－1，從該溶液中盡可能多地析出

3

KClO固體的方法是________________。

3

解析：(1)①Cl與Ca(OH)發(fā)生反應(yīng)：2Ca(OH)＋2Cl===Ca(ClO)

22222

＋CaCl＋2HO，生成Ca(ClO)。②適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l速率，可以使

2222

Cl與Ca(OH)充分反應(yīng)，A項(xiàng)正確；充分?jǐn)嚢铦{料，使反應(yīng)進(jìn)行完

22

全，可以提高Cl轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)的轉(zhuǎn)化率，B項(xiàng)正確；加水使

232

Ca(OH)完全溶解，不能提高Cl轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)的轉(zhuǎn)化率，C項(xiàng)

2232

錯(cuò)誤。(2)①電石渣中CaCO與氯氣不反應(yīng)，而Ca(OH)的溶解度較

32

小，故濾渣的主要成分為CaCO和Ca(OH)。②氯化時(shí)存在Cl與

322

Ca(OH)生成Ca(ClO)的反應(yīng)，故n[Ca(ClO)]∶n(CaCl)<1∶5。

22322

(3)根據(jù)溶解度曲線，KClO的溶解度受溫度影響較大，可采取蒸發(fā)

3

濃縮、冷卻結(jié)晶的方法從該溶液中盡可能多地析出KClO固體。

3

答案：(1)①2Cl＋2Ca(OH)===Ca(ClO)＋CaCl＋2HO②AB

22222

(2)①CaCO、Ca(OH)②<

32

(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

3．(2015·高考江蘇卷)以磷石膏(主要成分CaSO，雜質(zhì)SiO、

42

AlO等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO。

233

(1)勻速向漿料中通入CO，漿料清液的pH和c(SO2－)隨時(shí)間變

24

化見(jiàn)圖。清液pH>11時(shí)CaSO轉(zhuǎn)化的離子方程式為

4

_____________________________________________________

______________________________________________________

__________________；

能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有________(填序號(hào))。

A．?dāng)嚢铦{料B．加熱漿料至100℃

C．增大氨水濃度D．減小CO通入速率

2

(2)當(dāng)清液pH接近6.5時(shí)，過(guò)濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量

濃度最大的兩種陰離子為_(kāi)_______和______(填化學(xué)式)；檢驗(yàn)洗滌

是否完全的方法是__________________________

_________________________________________________________

_______________。

(3)在敞口容器中，用NHCl溶液浸取高溫煅燒的固體，隨著浸

4

取液溫度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因是

_________________________________________________________

__

______________________________________________________

__________________。

解析：(1)向磷石膏粉、氨水漿料中通入CO，CO與NH·HO發(fā)

2232

生反應(yīng)：CO＋2NH·HO===2NH＋＋CO2－＋HO，CO2－濃度增大，促進(jìn)

2324323

了CaSO沉淀的轉(zhuǎn)化：CaSO＋CO2－===CaCO＋SO2－，總反應(yīng)的離子方

44334

程式為CaSO＋2NH·HO＋CO===CaCO＋2NH＋＋SO2－＋HO。A.攪拌

43223442

漿料，可增大反應(yīng)物的接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；B.加熱漿料，

由于NH的揮發(fā)，導(dǎo)致NH·HO濃度降低，不利于CO2－的生成，降

3323

低了CaSO的轉(zhuǎn)化速率；C.增大氨水濃度，有利于提高CO2－的濃度，

43

從而提高CaSO的轉(zhuǎn)化速率；D.減小CO通入速率，不利于CO2－的

423

生成，從而降低CaSO的轉(zhuǎn)化速率。

4

(2)由圖像可知，pH＝6.5時(shí)，溶液中的c(Ca2＋)已經(jīng)很小，此

時(shí)通入的CO與溶液中濃度較低的氨水反應(yīng)生成NHHCO，故溶液中

243

物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為SO2－和HCO－。過(guò)濾得到的CaCO

433

沉淀上會(huì)附著SO2－、NH＋、HCO－等雜質(zhì)離子。檢驗(yàn)洗滌是否完全時(shí)，

443

可取少量最后一次從過(guò)濾器中流出的洗滌液于試管中，向其中滴加

鹽酸酸化的BaCl溶液，檢驗(yàn)是否存在SO2－即可。若不產(chǎn)生白色沉

24

淀，表明沉淀已洗滌完全。

(3)NHCl溶液中存在水解平衡：NH＋＋HONH·HO＋H＋，溫

44232

度升高，上述水解平衡右移，c(H＋)增大，導(dǎo)致部分CaCO溶解。

3

答案：(1)CaSO＋2NH·HO＋CO===CaCO＋2NH＋＋SO2－＋HO(或

43223442

CaSO＋CO2－===CaCO＋SO2－)AC

4334

(2)SO2－HCO－取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其

43

中滴加鹽酸酸化的BaCl溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌

2

完全

(3)浸取液溫度上升，溶液中c(H＋)增大，促進(jìn)固體中Ca2＋浸出

1．重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵

礦的主要成分為FeO·CrO，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖

23

所示：

回答下列問(wèn)題：

(1)步驟①的主要反應(yīng)為FeO·CrO＋NaCO＋NaNO―高溫―→

23233

NaCrO＋FeO＋CO＋NaNO。

242322

上述反應(yīng)配平后FeO·CrO與NaNO的系數(shù)比為_(kāi)_______。該步

233

驟不能使用陶瓷容器，原因是

_________________________________________________________

_______________

______________________________________________________

__________________。

(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是________，濾渣2的主要成

分是________及含硅雜質(zhì)。

(3)步驟④調(diào)濾液2的pH使之變________(填“大”或“小”)，

原因是_____________(用離子方程式表示)。

(4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，

蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到KCrO固體。冷卻到________(填

227

標(biāo)號(hào))得到的KCrO固體產(chǎn)品最多。

227

a．80℃B．60℃

c．40℃D．10℃

步驟⑤的反應(yīng)類型是______________。

解析：(1)1molFeO·CrO參與反應(yīng)共失去7mol電子，而1mol

23

NaNO參與反應(yīng)得到2mol電子，根據(jù)得失電子守恒，二者的系數(shù)

3

比為2∶7。由于高溫下碳酸鈉能與陶瓷中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，

所以該步驟不能使用陶瓷容器。(2)步驟①中生成的氧化鐵因不溶

于水而進(jìn)入濾渣1，所以濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe。結(jié)合

流程圖可知，濾渣2的主要成分是氫氧化鋁及含硅雜質(zhì)。(3)濾液

2中存在平衡：2CrO2－＋2H＋CrO2－＋HO，氫離子濃度越大(pH

4272

越小)，越有利于平衡正向移動(dòng)，所以步驟④應(yīng)調(diào)節(jié)濾液2的pH使

之變小。(4)根據(jù)題圖可知，溫度越低，KCrO的溶解度越小，析

227

出的重鉻酸鉀固體越多，故d項(xiàng)正確。步驟⑤中發(fā)生的反應(yīng)為

NaCrO＋2KCl===KCrO↓＋2NaCl，其屬于復(fù)分解反應(yīng)。

227227

答案：(1)2∶7陶瓷在高溫下會(huì)與NaCO反應(yīng)

23

(2)FeAl(OH)

3

(3)小2CrO2－＋2H＋CrO2－＋HO

4272

(4)d復(fù)分解反應(yīng)

2．(2019·江蘇九校高三聯(lián)考)鎳礦渣中主要含有Ni(OH)和

2

NiS，還有Fe、Cu、Ca、Mg、Zn等元素的雜質(zhì)，由鎳礦渣制備碳酸

鎳的流程如下：

已知：含鎳浸出液中陽(yáng)離子主要有Ni2＋、Fe3＋、Cu2＋、Ca2＋、Mg2

＋、Zn2＋。常溫下，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表：

難溶物NiSZnSCuSCaFMgF

22

溶度積常數(shù)1.07×10－212.93×10－251.27×10－364×10－117.42×10－11

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)寫(xiě)出含鎳礦渣浸取時(shí)生成硫單質(zhì)的離子方程式：

____________________________

______________________________________________________

__________________。

(2)加入NaCO溶液沉鐵時(shí)生成的沉淀1為難溶于水的黃鈉鐵礬

23

[NaFe(SO)(OH)]，同時(shí)生成一種無(wú)色氣體，寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方

3426

程式：_________________________________

______________________________________________________

__________________。

(3)向溶液1中加入NiS的作用是除去溶液中的Cu2＋，原理是

Cu2＋(aq)＋NiS(s)Ni2＋(aq)＋CuS(s)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)

是________(保留三位有效數(shù)字)。

(4)“除鋅”時(shí)，ZnSO與有機(jī)萃取劑(用HA表示)形成易溶于萃

4

取劑的絡(luò)合物ZnA·2HA，一段時(shí)間后達(dá)到化學(xué)平衡。

2

①試寫(xiě)出萃取時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

_________________________________________

______________________________________________________

__________________。

②試分析“除鋅”時(shí)鋅的萃取率隨料液pH的增大逐漸增大的

原