專題十化工流程

1.實驗操作：a.如何操作

根據(jù)實驗?zāi)康?，再結(jié)合已有的知識，來進(jìn)行操作。

例1：把沙石從一杯水中分離出來，應(yīng)進(jìn)行______操作（填寫操作名稱）。剖析：實驗的目的就是把沙和水分離開來，所以我們在明確了實驗?zāi)康暮螅涂梢择R上想到過濾這一操作。

答案：過濾補充：

⑴一些常見的操作：1.過濾：把易溶物和難溶物分開。如，NaCl（CaCO3）。把不溶固體和液體分開。如，水（沙）。2.蒸發(fā)：用加熱使液體會揮發(fā)來減少溶液中的溶劑，使溶質(zhì)從溶液中析出。如，NaCl（水）。

3.結(jié)晶:結(jié)晶的措施一般分為兩種:一種是通過蒸發(fā),減少一部分溶劑而使溶液濃縮達(dá)到過飽和析出晶體（這種方法主要用于溶解度隨溫度下降而減少不多的物質(zhì)）。如，NaCl、KCl等。另一種是降低溫度使溶液冷卻達(dá)到過飽和而使晶體析出（這種方法主要適用于溶解度隨溫度下降而顯著減少的物質(zhì)）。如，KNO3、NaNO3等。

4.蒸餾：分離沸點不同的混合液體。如，水（乙醇）。

5.萃?。豪梦镔|(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把物質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來。如，用CCl4溶液從碘水中提取碘單質(zhì)。

6.分液：分離互不相溶的液體。如，水（CCl4溶液）7.調(diào)節(jié)值：使溶液的值發(fā)生變化。目的：1.使某些物質(zhì)完全溶解；2.除去某些雜質(zhì)（使雜質(zhì)變成沉淀或氣體）；3.使某些需要在酸性（或堿性）條件下才能進(jìn)行的反應(yīng)得以進(jìn)行。如，除去CuCl2溶液中混有的FeCl3雜質(zhì)，可通過調(diào)節(jié)值使Fe3+完全沉淀而不沉淀。

8.提高溶解率：使某些物質(zhì)大量溶解于溶解液中。常見的操作有：1.適當(dāng)提高溶液的溫度；2.適當(dāng)增加溶解液的濃度；3.延長溶解時間；4.增大固液接觸面積。如，用稀硫酸溶解鎂，為了提高鎂的溶解率，可用以上的四種操作。操作過程中還會涉及到試劑的選擇和儀器的選擇。

⑵試劑選擇的要求：

1.所選試劑必須要達(dá)到實驗操作的目的；

2.所選試劑要盡量減少污染；

3.所選試劑的量要控制好，要做到既能達(dá)到效果又能避免浪費；

4.在除雜時所選試劑不能引入新雜質(zhì)。

⑶一些操作對應(yīng)的儀器：

1.過濾。所涉及的儀器有鐵架臺、漏斗、燒杯和玻璃棒。

2.蒸發(fā)。所涉及的儀器有三腳架、泥三角、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒和坩堝鉗。

3.重結(jié)晶。所涉及的儀器有鐵架臺、燒杯、玻璃棒和酒精燈。（需要做趁熱過濾操作時則還需要漏斗）

4.蒸餾。所涉及的儀器有蒸餾燒瓶、酒精燈、冷凝管、錐形瓶、鐵架臺、溫度計和牛角管。

5.萃取和分液。所涉及的儀器有分液漏斗和燒杯。1.實驗操作：b.進(jìn)行操作的原因

從兩個方面入手：一、操作是否符合實驗操作的客觀規(guī)律；二、操作能否達(dá)到實驗?zāi)康?。?:能否用NaHCO3溶液除去CO2中的SO2？剖析：該題的解題方法就是要從操作能否達(dá)到實驗?zāi)康膩砣胧值?。雖然NaHCO3溶液能和SO2反應(yīng)，但NaHCO3溶液同時也會和CO2反應(yīng)，所以加入NaHCO3溶液不能達(dá)到實驗?zāi)康摹?.實驗操作：c.進(jìn)行操作的目的。

根據(jù)已知的操作，結(jié)合已有的知識，從而推斷出進(jìn)行某操作的目的。

例：向CuO和Al2O3混合物中加入過量的NaOH溶液，該操作的目的是什么？剖析：由于Al2O3能溶于加入過量的NaOH溶液，而CuO不能溶于加入過量的NaOH溶液，所以加入過量的NaOH溶液是為了除去混合物中的Al2O3。例題變遷一:

1.氯化銅晶體（CuCl2·H2O）中含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)，為制得純凈氯化銅晶體，首先將其制成水溶液，然后按下面所示的操作步驟進(jìn)行提純。沉淀Z溶液CuCl2·H2O（純）Cu2+Fe3+H+

Cl-Cu2+Fe2+H+

Cl-

氧化劑X過濾

加入物質(zhì)Y

蒸發(fā)結(jié)晶①下列氧化劑中最適合做本實驗氧化劑X的是_________（填序號）。

A.NaClO

B.H2O2

C.KMnO4

D.I2

②物質(zhì)Y的化學(xué)式是_________。2.亞氯酸鈉（NaClO2）是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：SO2和空氣混合氣稀H2SO4溶解配料ClO2發(fā)生器吸收塔過濾濾液NaClO2·3H2O（1）NaClO2在堿性溶液中比較穩(wěn)定，所以吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量的簡單實驗方法是_________。（2）吸收塔中為防止產(chǎn)物NaClO2被繼續(xù)還原成NaCl，所用還原劑的還原性應(yīng)適中。除H2O2外，還可以選擇的還原劑是_______（填序號）

A.Na2O2

B.Na2S

C.FeCl2

D.KMnO4（3）從濾液中得到NaClO2·3H2O粗晶體的實驗操作依次是（）

A.蒸餾B.蒸發(fā)濃縮C.灼燒D.過濾E.冷卻結(jié)晶要得到更純的NaClO2·3H2O晶體還必須進(jìn)行的操作是_______（填操作名稱）。2.方程式的書寫:（一）氧化還原反應(yīng)

a.一些氧化還原反應(yīng)需要在酸性或者堿性條件下才能進(jìn)行。如，KMnO4溶液與Fe2+的反應(yīng)，反應(yīng)前必須加入酸來酸化溶液，這樣反應(yīng)才能進(jìn)行。當(dāng)然，有些題目它會給你一些暗示或明示的。所謂暗示，就是題目中往往在這種反應(yīng)前加入某酸或某堿。例：如下圖所示，請寫出“凈化除鐵”中加入H2O2時反應(yīng)的離子方程式。鹽酸含鈷廢液（含少量鐵）酸浸（加熱）凈化除鐵H2O2剖析：在酸浸過程中，為確保含鈷廢料完全溶液，所以加入的酸需要過量。因此導(dǎo)致溶液呈酸性，即題目在暗示你，在寫“凈化除鐵”中加入H2O2時反應(yīng)的離子方程式要把H+加上。

答案：2H+＋H2O2＋2Fe2+＝2Fe3+＋2H2O

b.值得注意的是，在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，在難以配平之時，水或許是關(guān)鍵。所以在遇到這種情況時，我們可以把水放入方程式中，試著去配平。

例：向CuCl2溶液中通入SO2，振蕩靜置后，試管底部有CuCl沉淀生成，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。剖析：因為Cu2+被還原成Cu+，所以SO2則被氧化成SO42-。先用氧化還原配平法把部分物質(zhì)配好。

2CuCl2＋SO2＝2CuCl↓＋SO42-

根據(jù)守恒Cl，則：

2CuCl2＋SO2＝2CuCl↓＋SO42-＋2Cl-

根據(jù)電荷守恒，我們可以猜測左邊還有陰離子或者右邊還有陽離子。除上述的離子之外,溶液中還含有OH-和H+。但溶液中的OH-是由水電離出的，且水是不能拆分的，所以左邊不含有OH-，所以只能是右邊還有由水電離出的H+

，即水作反應(yīng)物。把水代入方程式中，經(jīng)檢驗化學(xué)方程式已經(jīng)配平。

答案：2H2O＋2CuCl2＋SO2＝2CuCl↓＋H2SO4＋2HCl（二）非氧化還原反應(yīng)

多數(shù)都是考查復(fù)分解反應(yīng)。其一般的表達(dá)式：AB＋CD＝C＋BD

例：某研究性學(xué)習(xí)小組將一定濃度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到藍(lán)色沉淀，同學(xué)甲認(rèn)為沉淀可能是CuCO3。則根據(jù)同學(xué)甲的觀點，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是什么？剖析：該反應(yīng)不涉及化合價的升降，所以不能用氧化還原配平法來解決。關(guān)鍵之處在于“沉淀”二字，所以可判斷該反應(yīng)很可能是復(fù)分解反應(yīng)，根據(jù)AB＋CD＝C＋BD，所以由類比得Na2CO3＋CuSO4＝Na2SO4＋CuCO3↓。

答案：Na2CO3＋CuSO4＝Na2SO4＋CuCO3↓3.考查溶液的成分和濾渣的成分：a.跟著化工流程圖的步驟看下去，觀察那種離子沒有離開溶液，然后把沒有離開溶液的陽離子和陰離子結(jié)合起來，這便是溶液的成份。

b.跟著化工流程圖的步驟看下去，觀察在過濾前加入了什么試劑，使什么物質(zhì)變成了沉淀。例題變遷二:1.有一瓶混合溶液，其溶質(zhì)是苛性鈉和Na2SO3，某同學(xué)往其中滴加少量的溴水，振蕩后發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)闊o色，請用離子方程式解釋其中的原因：__________。

2.往KMnO4溶液中通SO2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)KMnO4溶液的紫紅色褪去，試用化學(xué)方程式解釋：____________________。

3.某同學(xué)把ZnCO3·2Zn(OH)2·6H2O加熱到一定溫度后制得了活性ZnO，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________。綜合訓(xùn)練：

1.（2009廣東高考）（有所改動）某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中的鎂的工藝流程如下：部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的PH見上表，請回答下列問題：沉淀物

Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4⑴“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有____________________（要求寫出兩條）。

⑵濾渣I的主要成分有__________。

⑶從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有__________。2.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物。實驗室以孔雀石為原料制備及，步驟如下：孔雀石SiO2溶液ACO2NH3·H2OCaCl2溶液CaCO3試劑①溶液BFe(OH)3溶液CCaSO4·5H2O請回答下列問題：

①溶液中的金屬離子有Cu2+、Fe2+

、Fe3+。從下列所給試劑中選擇：實驗步驟中試劑①__________（填代號），檢驗溶液中的最佳試劑為__________（填代號）。a.KMnO4b.(NH4)2Sc.H2O2d.KSCN

②由溶液C獲得CuSO4·5H2O，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)、__________、過濾等操作。除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是__________。3.氯堿工業(yè)中，通過電解飽和食鹽水獲得重要的化工原料。請回答以下問題：

（一）電解食鹽水的離子方程式為：____________________。

氯氣用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料硅的流程如下：石英砂焦炭高溫粗硅Cl2△四氯化硅高溫H2純硅（二）石英砂的主要成分的化學(xué)式為__________，在制備粗硅時，焦炭的作用是__________。

（三）由四氯化硅得到高純硅的化學(xué)方程式為：____________________。4.（2010廣東高考）碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。以-鋰輝石（主要成分為Li2O·Al2O3·4SiO2）為原料制備Li2CO3的工藝流程如下：已知Fe3+、

Al3+

、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的PH分別為3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分別為34.2g、12.7g和1.3g。

⑴步驟I前，β-鋰輝石要粉碎成細(xì)顆的目的是____________________。

⑵步驟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+等雜質(zhì)，需在攪拌下加入__________（填“石灰石”、“氯化鈣”和“稀硫酸”）以調(diào)節(jié)溶液PH的到6.0～6.5，沉淀部分雜質(zhì)離子，然后分離得到浸出液。

⑶步驟Ⅱ中，將適量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的雜質(zhì)金屬離子有__________。

⑷步驟Ⅲ中，生成沉淀的離子方程式為____________________。

⑸從母液中可回收的主要物質(zhì)是__________。5.（2011廣州一模）亞氯酸鈉（NaClO2）主要用于棉紡、造紙業(yè)的漂白劑，也用于食品消毒、水處理等，亞氯酸鈉受熱易分解。以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下：NaClO3溶解H2SO4反應(yīng)1SO2ClO2母液反應(yīng)2H2O2NaOH減壓蒸發(fā)55℃冷卻結(jié)晶粗產(chǎn)品（1）提高“反應(yīng)1”反應(yīng)速率的措施有__________、__________等。

（2）“反應(yīng)2”的氧化劑是__________，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。

（3）采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常溫蒸發(fā)”，原因是____________________。

（4）“母液”中可回收的主要物質(zhì)是__________。

（5）“冷卻結(jié)晶”后經(jīng)__________（填操作名稱）即可獲得粗產(chǎn)品。6.（07廣東高考）二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料。工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化錳的流程如下：軟錳礦酸浸H2SO4

過量FeSO4過濾濾渣濾液液調(diào)pH至5.4氨水液過濾濾渣A濾液液加熱至沸MnS液過濾濾渣濾液液→…→高純MnO2液某軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Si（16.27％）、Fe（5.86％）、Al（3.42％）、Zn（2.68％）和Cu（0.86％）等元素的化合物。部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的PH見下表，回答以下問題：

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≧