化學(xué)工藝流程題類型與其解題策略

1、化學(xué)工藝流程題類型及其解題策略【方法總述】1 .無機化工流程題的特點無機工業(yè)流程題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想， 能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識及將已有知識靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力。 所以這類題成為近年來高考的必考題型。這類題常呈現(xiàn)的形式：流程圖、表格、圖像等。這類題常圍繞以下幾個知識點進行設(shè)問：(1)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡理論的運用反應(yīng)物顆粒大?。悍磻?yīng)速率、原料的利用率等。溫度：反應(yīng)速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等。(2)化學(xué)式的判斷。(3)氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式或離子方程式的書寫。(4)通過調(diào)節(jié)溶液的 pH達到分離除雜的目的。(5)化學(xué)反應(yīng)的能量變化

2、。(6)化學(xué)實驗室的常用儀器的用途和使用方法。(7)化學(xué)實驗基本操作：除雜、分離、檢驗、洗滌、干燥等。(8)元素守恒、得失電子守恒等化學(xué)觀念。(9)根據(jù)物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系進行的簡單計算。(10) “流程”中的物質(zhì)成分的判斷，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用。(11)環(huán)境保護與綠色化學(xué)評價(是否污染環(huán)境、原子經(jīng)濟性、節(jié)約資源、安全性、資 源再生)。2 .工業(yè)生產(chǎn)流程主線- 9 - / 20原料循環(huán)利用規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制?！窘忸}策略】1 .解答無機化工流程試題的程序基本步驟：（1）首先要通過閱讀文字說明，清楚試題背景

3、是工業(yè)生產(chǎn)還是實驗室研究，準確抓住工 藝（實驗）的目的是什么？還提供了哪些信息（原料成分，含量，產(chǎn)品成分，從用途能看出 什么性質(zhì)）？（2）然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。（3）分析流程中的每一步驟，從以下幾個方面了解流程：反應(yīng)物是什么；發(fā)生了什么反應(yīng)；該反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用；抓住一個關(guān)鍵點：一切反應(yīng)或操作 都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。（4）從設(shè)問中獲取信息，使下一步的深入分析重點更明確。解題思路：明確整個流程及每一部分的目的一 一一仔細分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物的物 理或化學(xué)性質(zhì)> 結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考一一注意答題的模式與要點

4、。2 .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個過程：原料處理 >|分離提純 >|獲得產(chǎn)品（1）原材料的預(yù)處理階段的常見考點與常見名詞加快反應(yīng)速率：研磨將固體粉碎，增大表面積，加快反應(yīng)速率；溶解浸出：通常用酸或堿溶。如用硫酸、鹽酸或氫氧化鈉溶液等。浸出固體加水（酸或堿）溶解得到離子?！窘雎剩汗腆w溶解后，離子在溶液中的含量的多少（更多轉(zhuǎn)化）】水浸與水接觸反應(yīng)或溶解。水洗除去水溶性雜質(zhì)。酸浸（或酸洗）在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去 的溶解過程。堿浸（或堿洗）一一除去油污或氧化膜；溶解鋁和二氧化硅灼燒（焙燒或煨燒）一一使一些物質(zhì)在高溫下氧

5、化、分解。（2）反應(yīng)條件的控制的常見考點加熱加快反應(yīng)速率；加速固體溶解；平衡向吸熱方向移動。如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。如：侯 德榜制堿中的 NaHCO3；還有如 H2O2、Ca（HCO3）2、KMnO4、AgNO3、HNO 3（濃）等物質(zhì)。降溫（冰水中）一一防止某物質(zhì)在高溫時會溶解（或分解）；使化學(xué)反應(yīng)速率下降；為使化學(xué)平衡向放熱的方向移動?？販匾灰粶囟冗^高，物質(zhì)會分解或雜質(zhì)會揮發(fā)；溫度過低，物質(zhì)無法揮發(fā)或者反應(yīng)。趁熱過濾一一防止某物質(zhì)降溫時會析出晶體。洗滌（冰水、熱水）一一洗去晶體表面附著或包夾的可溶性離子，并減少晶體在洗滌 過程中的溶解損耗。蒸發(fā)

6、時的酸性氛圍抑制金屬陽離子的水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl 3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在 HCl的氣流中加熱，以防其水解。、pH值的控制a.控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。例如：已知Fe（OH）3、Fe（OH”、Mn（OH） 2開始沉淀和沉淀完全時的 pH如下表所示。物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH) 28.39.8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：能與H*反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)

7、。例如：若要除去Cu2+溶液中混有的 Fe3+,可加入 CuO、Cu（OH）2、Cu2（OH） 2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。（3）產(chǎn)品的分離提純階段的常見考點過濾基本操作：一貼二低三靠；結(jié)晶：I、當(dāng)溶液為單一溶質(zhì)時：所得晶體不帶結(jié)晶水，如NaCl、KNO3等：蒸發(fā)結(jié)晶；所得晶體帶結(jié)晶水，如膽磯等：將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。n、當(dāng)溶液為兩種以上溶質(zhì)時：要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，趁熱過濾。如除去NaCl中少量的KNO3。要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾。如除去KNO3中少量的 NaCl。重結(jié)晶一一蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾（重復(fù)操作）。沉淀的洗滌

8、一一向過濾器中的濾渣加入蒸儲水至浸沒濾渣，待水自然流下后，重復(fù)以上操作23次。灼燒(焙燒或煨燒)一一固體在塔期中進行加熱：干燥一一在干燥器隔絕空氣的條件下低溫烘干。萃取、分液一一在分液漏斗中進行操作。下層液體從下口放出；上層液體從上口倒 出。重復(fù)操作23次一一保證實驗的準確性。(4)其他常見考點化學(xué)方程式的書寫：離子型氧化還原反應(yīng)。實驗儀器。計算：守恒法、關(guān)系式法等。3.注重答案的文字敘述規(guī)范(1)洗滌沉淀：向過濾器中的濾渣加入蒸儲水至浸沒濾渣，待水自然流下后，重復(fù)以上 操彳23次。檢驗沉淀是否洗滌干凈：取最后一次洗滌濾出液，滴加 AgNO3溶液和稀硝酸(檢驗氯離 子)或者BaCl2溶液(檢驗

9、硫酸根離子)，若無沉淀產(chǎn)生，則證明已洗滌干凈；反之，則未洗 滌干凈。(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)在寫某一步驟是為了除雜時，應(yīng)該注明“是為了除去某某雜質(zhì)”，只寫“除雜”等 籠統(tǒng)的回答是不給分的。(4)化學(xué)用語的書寫要規(guī)范(分子式書寫；化學(xué)方程式的書寫；完成符號或可逆符號 沉淀、氣體、固態(tài)、水溶液等符號)；評價或比較要全面(反應(yīng)物、產(chǎn)物種類，目標產(chǎn)物的 分離和提純；反應(yīng)條件、儀器、設(shè)備、步驟)。例題【2012 山東卷】 工業(yè)上由黃銅礦(主要成分 CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:石英砂黃銅礦空氣石英砂冰銅 一培燒(mCu!S*nFeS)"空氣一氣體A一

10、泡銅(cuq.cu)一溶渣B1fc電解精煉A1精銅粗銅鼻(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的吸收。a.濃 H2SO4b.稀 HNO3 c. NaOH 溶液 d.氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液，滴加 KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2+的方法是(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅 (含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下 列說法正確的是。a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中Cu#向陽極移動d.利用陽極泥可回收 Ag、Pt

11、、Au等金屬(5)利用反應(yīng) 2Cu + O2 + 2H2SO4=2CuSO4 + 2H2O可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計為原電 池，其正極電極反應(yīng)式為。變式題【2011 福建卷】四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料一一鈦合金的重要原廢液料。由鈦鐵礦(主要成為是FeTiO3)制備TiCl 4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：強酸悻沒出液L (含丁2工." Fu8FeF AJ"等)成品丁iUl*粗丁io? y回答下列問題:(1)往中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生：2Fe3+ Fe=3Fe2+2TiO2+(無色)+ Fe + 4H+=2T

12、i3+(紫色)+ Fe2+ 2H2OTi3 (紫色)+ Fe3 + H2O=TiO2 (無色)+ Fe2 + 2H + 加入鐵屑的作用是。(2)在一工藝過程中需要控制條件以形成TiO2 nH2O溶膠，該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在范圍。(3)若把中制得的固體TiO2 - nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3雜質(zhì)，還可以制得鈦白粉。已知 25c時，KspFe(OH)3= 2.79X 10 39,該溫度下反應(yīng) Fe(OH)3+ 3H+Fe3+ +3H2O的平衡常數(shù) K = o(4)已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl 4(l)+O2(g)AH = + 140 kJ mol 12c(s)

13、 + O2(g)=2CO(g)AH = - 221 kJ - mol 1寫出中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式：(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點。依據(jù)綠色化學(xué)理念，該工藝流程中存在的不足之處是(只要求寫出一項)。【2009 安徽卷.2712 分】某工廠廢水中含5.00X 10 3 mol . L 1的 5。72一，其毒性較大。某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cro.5Fei.5FeO4 (Fe的化合價依次為 +3, +2),設(shè)計了如下實驗流程：含。0勺。加 FcSSTHjO »颼性廢水加NaOH溶液至pH為過法r*

14、濾液儲渣跳偌CrajFtijFeOj(i)第步反應(yīng)的離子方程式是。(2)第步中用pH試紙測定溶液pH的操作是(3)第步過濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)3外，還有。(4)欲使 1L該廢水中的 Cr2O72完全轉(zhuǎn)化為 Cro.5Fei.5FeO4,理論上 需要加入gFeSO4 7H2O?！?010 安徽卷 27 14 分】鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰資源成為重要課題。某研究性小組對廢舊鋰離子電池正極材料(LiMn 2O4碳粉等涂覆在鋁箔上)進行資源回收研究，設(shè)計實驗流程如下：(1)第步反應(yīng)得到的沉淀 X的化學(xué)式為。(2)第步反應(yīng)的離子方程式是。(3)第步反應(yīng)后，過濾Li2CO3所需的玻璃

15、儀器有。若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因：、。(4)若廢舊鋰離子電池正極材料含LiMn2O4的質(zhì)量為18.1g,第步反應(yīng)中加入 20.0mL3.0mol L1的H2SO4溶液，假定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)和完全轉(zhuǎn)化為Li2CO3,則至少有g(shù) Na2CO3參加了反應(yīng)?！?011 安徽卷 27 14分】MnO 2是一種重要的無機功能材料，粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了將粗MnO2 (含有較多的 MnO和MnCO 3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO 2的實驗，其流程如下：(1)第步加稀 H2SO4時，粗MnO2樣品中的(寫出化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。(2

16、)第步反應(yīng)的離子方程式是口口一日>nO2j+ 012個+ 口(3)第步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、，已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH,則一定還含有(寫化學(xué)式)。(4)若粗MnO2樣品的質(zhì)量12.69g,第步反應(yīng)后，經(jīng)過濾得到8.7g MnO2,并收集到0.224L CO2 (標準狀況下)，則在第步反應(yīng)中，至少需要 mol NaClO3?！?012 安徽卷.2715 分】亞硫酸鹽是一種常見食品添加劑。為檢測某食品中亞硫酸鹽含量(通常以1 kg樣品中含SO2的質(zhì)量計)，某研究小組設(shè)計了如下兩種實驗流程：比5潛播充分吸收 麗司NaOH標涵容液，畫T| I廠油屈1處I樣品足

17、量稀硫酸邊通用,邊煮沸1A ip J 1 1膩液充分吸收后.隔前 l標淮溶液rffl；用鹽酸調(diào)節(jié)至弱酸性 BLSI '乙方案流程!(1)氣體A的主要成分是。為防止煮沸時發(fā)生暴沸，必須先向燒瓶中加入；通入N2的目的是。(2)寫出甲方案第步反應(yīng)的離子方程式：。(3)甲方案第步滴定前，滴定管需用NaOH標準溶液潤洗，其操作方法是(4)若用鹽酸代替稀硫酸處理樣品，則按乙方案實驗測定的結(jié)果(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。(5)若取樣品wg ,按乙方案測得消耗0.01000mol L-1 I2溶液V mL，則1kg樣品中含SO2的質(zhì)量g (用含w、V的代數(shù)式表示)?！?013 安徽卷 27

18、13 分】二氧化鈾(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2 F及O3 CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì))。某課題組以此粉末為原料回收鋪，設(shè)計實驗流程如下：也。Ja9Hl物制蛾1但嗎3°明廠懸油橫過速除汗縝產(chǎn)品一| AH.O, A .U a«（含3）-二(1)洗滌濾渣A的目的是為了除去(填離子符號)，檢驗該離子是否洗滌的方法是。(2)第步反應(yīng)的離子方程式是，濾渣B的主要成分是。(3)萃取是分離稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作為萃取劑能將鈾離子從水溶液中萃取出來，TBP (填“能”或“不能”)與水互溶。實驗室進行萃取

19、操作時用到的主要玻璃 儀器有、燒杯、玻璃棒、量筒等。(4)取上述流程中得到的 Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g,加硫酸溶解后，用 0.1000mol - L 1FeSO4 標準溶液滴定終點時(鋪被還原為 Ce3+),消耗25.00mL標準溶液，t產(chǎn)品中 Ce(OH)4的質(zhì) 量分數(shù)為?！?014 安徽卷-27- 1 4分】LiPF6是鋰離子電池中廣泛應(yīng)用白電解質(zhì)。某工廠用 LiF、PC15為原料，低溫反應(yīng)制備 LiPF6,其流程如下:已知：HCl的沸點是一85.0 C, HF的沸點是19.5 C。(1)第步反應(yīng)中無水 HF的作用是、。反應(yīng)設(shè)備不能用玻璃材質(zhì)的原因是(用化學(xué)方 程式表示)。無水 HF

20、有腐蝕性和毒性，工廠安全手冊提示：如果不小心將HF沾到皮膚上，可立即用2%的溶液沖洗。(2)該流程需在無水條件下進行，第步反應(yīng)中PC15極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸，寫出PF5水解的化學(xué)方程式：。(3)第步分離采用的方法是；第步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是。(4) LiPF6產(chǎn)品中通?；煊猩倭?LiF。取樣品wg,測得Li的物質(zhì)的量為nmol,則該樣品 中LiPF6的物質(zhì)的量為 mol (用含有w、n的代數(shù)式表示)。參考答案【例題參考答案】1 c、 d2 Fe3 取少量溶液，滴加KMnO 4溶液， KMnO 4褪色高溫3 3Cu2O 2Al= Al 2O3 6Cu4 b、 d5 4H O2

21、4e =2H2O【變式題參考答案】（ 1 ）使Fe3 還原為Fe2 ；生成 Ti3 ，保護Fe2 不被氧化（2） 10 9m10 7m （或 1nm100nm）（3） 2.79X103（4） TiO2（s）+2Cl2（g） + 2C（s）=TiCl4（l）+2CO（g） AH = 81 kJ mol 1（ 1） 生三廢（其他合理答案也可）【2009 安徽卷 27 12分】【參考答案】（ 2） ）Cr2O726Fe214H=2Cr36Fe37H2O（ 3） 一小塊pH 試紙放在潔凈干燥的表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取少量待測液點在pH 試紙的中部，待試紙變色后再與標準比色卡對照讀數(shù)。（ 4） Fe

22、（OH） 3、 Fe（OH） 2（ 5） 13.9【2010 安徽卷 27 14分】【參考答案】（ 6） ） Al（OH） 3（ 2） 4LiMn 2O4 4H O2 = 4Li 8MnO 2 2H2O（ 3）燒杯、漏斗、玻璃棒玻璃棒下端未靠在三層濾紙?zhí)幎吭趩螌犹?，?dǎo)致濾紙破損、漏斗中液面高于濾紙邊緣，使液體沿著濾紙與漏斗的縫隙流出（其他合理答案均可）（ 4） 6.4（或6.36）【2011 安徽卷 27 14分】【參考答案】（ 1） MnO、 MnCO 3（ 2） 5Mn 224H2O518H（ 3） 精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒NaCl（ 4） 0.02【2012 安徽卷2715分】【參考答案】

23、（1） SO2和N2碎瓷片（或沸石）將生成的SO2全部趕出（ 2） SO2 H2O2=2H SO42（ 3）滴定管用蒸餾水洗滌干凈后，加入少量NaOH 標準液，將滴定管橫放，輕輕轉(zhuǎn)動，均勻潤洗滴定管內(nèi)壁后，再將潤洗液從下端尖嘴處放出，重復(fù)操作 23次（ 4）無影響（ 5） 0.64V/w【2013 安徽卷 27 13分】【參考答案】（ 1）濾渣上附著的Fe3 、 Cl ，取最后一次洗滌液少量，滴加KSCN 溶液，如不出現(xiàn)血紅色，則已洗凈；反之，未洗凈（其他合理答案均可）。（2） 2CeO2+H2O2+6H = 2Ce3+ + O2+4H2OSiO2 （其他合理答案均可）（ 3）不能分液漏斗(4

24、) 97.01%【2014 安徽卷 27 1 4分】【參考答案】(1)反應(yīng)物 溶劑 SiO2+ 4HF= SiF 4 T + 2H2ONaHCO 3(2) PF5+3H2O= H 3PO4+5HF(3)過濾 冷凝/、w 26n(4)126(本題部分小題屬于開放試題，合理答案均給分)【例題解析】(1)焙燒時冰銅中的硫元素轉(zhuǎn)化為SO2,所以氣體 A為SO2,應(yīng)用堿液吸收502。(2)滴加KSCN溶液變紅色說明溶液中含有Fe3+,用KMnO4溶液檢驗含有 Fe3+的溶液中的Fe2+O(3)高溫下泡銅中的 CU2O與Al發(fā)生置換反應(yīng)。(4)電解精煉粗銅，粗銅接電源的正極，作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b對；電

25、解時電解質(zhì)溶液中的陽離子(Cu2+)向陰極移動，c錯；陽極上比Cu活潑的Al、Zn優(yōu)先失電子變成離子進 入電解質(zhì)溶1而比 Cu不活潑的Ag、Pt、Au則不能參與電極反應(yīng)，以單質(zhì)的形式沉積在陽 極下方形成陽極泥，d對；電解時有一小部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，a錯。- 13 - / 20(5)電池反應(yīng)的總方程式為：2Cu + O2 + 4H+=2Cu2+ +2H2O,負極電極反應(yīng)式為：2Cu-4e =2Cu2+ ,將電池反應(yīng)的總方程式與負極電極反應(yīng)式相減得正極電極反應(yīng)式：4H + O2+4e =2H2?！咀兪筋}解析】(1)該流程副產(chǎn)物之一為綠磯，加入鐵屑后可以將Fe3+還原為Fe2+,而且還可以與TiO2

26、+反應(yīng)生成還原性更強的 Ti3+,起到保護Fe2+不被氧化的作用。),而該反應(yīng)的 K從而推得K =(2)膠體分散質(zhì)微粒直徑在1 nm100 nm之間。(3)根據(jù)氫氧化鐵的平衡常數(shù)表達式：KspFe(OH)3= c(Fe3+) c3(OH的手、卡t * iz c(Fe3+)p山中卜的 和iz14的表達式為K = c3(H +)，又由于水的離子積Kw=1X10 14 ,KspFe (OH) 3Kw32.79 X 10 3“ 1 X 10 143= 2.79X 103。(4)根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng) 1加反應(yīng)2可得熱化學(xué)方程式:TiO2(s)+2Cl2(g) + 2C(s)=TiCl4(l) + 2CO

27、(g)AH = - 81 kJ mol 1(5)由反應(yīng)流程圖可以看出，該過程產(chǎn)生了廢渣、廢液和廢氣，違背綠色化學(xué)理念。【2009 安徽卷 27】【解析】 第27題是一道類似于無機推斷的信息框圖題。第(1)題：“含Cr2O72一的酸性廢水”經(jīng)過第步加 FeSO4 - 7H2O后得到“含Cr3小、Fe2 +、Fe3+的溶液"，根據(jù)信息很容易就能寫出該步反應(yīng)的離子方程式：Cr2O72 +6Fe2+ + 14H +=7H2O+2Cr3+6Fe3+o第(2)題：使用pH試紙測定溶液 pH值是中學(xué)生必須掌握的基本操作之一，這個問題很簡單。即：將一小塊pH試紙放在潔凈干燥的表面皿上，用玻璃棒蘸取少

28、量待測液點在pH試紙的中部，待試紙變色后再與標準比色卡對照讀數(shù)。第(3)題：“第步加 NaOH溶液至pH為9,過濾”，因這一步之前得到的是“Cr3Fe2 > Fe3+的溶液”，故濾渣的主要成分是Cr(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2。第(4)題：根據(jù)組成 C0.5Fe1.5FeO4,知Cr元素與Fe元素物質(zhì)的量比為 0.5 ： (1.5+1)=1:5,可列式計算 5X10 3 mol L 1X 1LX 2X 5X278g mol 1=13.9g?！?010 安徽卷.271【解析】 本題通過鋰離子電池的回收綜合考察了離子方程式的書寫、 過濾儀器的選擇、渾濁原因的分析、氧化還原反應(yīng)的

29、有關(guān)計算。(1)根據(jù)信息可知正極材料上有鋁箔，因此與過量的NaOH溶液反應(yīng)生成 NaAlO 2 ,NaAlO2 與 CO2 反應(yīng)生成 Al(OH) 3。(2)根據(jù)信息可知反應(yīng)物有LiMn 2O4、H2SO4和。2,而產(chǎn)物有 MnO2、U2SO4和H2O,因此其離子方程式為 4LiMn 2O4+4H +O2 = 4Li + 8MnO2 + 2H2。(3)過濾所用到的玻璃儀器主要有漏斗、玻璃棒和燒杯。過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾 濁，從實驗操作的角度分析可能的原因有：漏斗液面高于濾紙的邊緣，使液體沿著濾紙與漏 斗的縫隙流出；也可能是玻璃棒下端未靠在三層濾紙?zhí)幎吭趩螌犹帲瑢?dǎo)致濾紙破損。(4)根據(jù)信息可

30、知，生成的Li2SO4和過量的 H2SO4都和Na2CO3反應(yīng)，最終生成了Na2SO4,因此根據(jù)原子守恒Na2CO3的物質(zhì)的量與 Na2SO4、H2SO4的物質(zhì)的量都相等，即n(Na2CO3)=n(H2SO4)=0.02L x 3.0mol L 1=0.06mol ,故至少參加反應(yīng)的Na2CO3 有 0.06mol x106 g mol 1= 6.36g?！?011 安徽卷 27】【解析】 本題通過MnO 2的提純綜合考察了常見的基本實驗操作、氧 化還原方程式的配平、產(chǎn)物的判斷及有關(guān)計算。(1) MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸時樣品中的MnO和MnCO 3分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4

31、,所以答案是粗 MnO2樣品中的MnO和MnCO 3轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)；(2) MnSO4要轉(zhuǎn)化為 MnO2,需失去電子，故需要加入NaClO3做氧化劑，依據(jù)得失電子守恒可以配平，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是：5MnSO4+2NaClO3+4H2O= 5MnO2+Cl22+Na2SO4+4H2SO4,因此反應(yīng)的離子方程式是：5Mn2+ + 2ClO 3 + 4H2O= 5MnO 2+CI2 T + 8H+。(3)第屬于蒸發(fā)，所以所需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒；Cl2通入熱的NaOH溶液中一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且氯氣既做氧化劑又做還原劑，NaClO3屬于氧化產(chǎn)物，因此一定有還原產(chǎn)物

32、NaCl。(4)由題意知樣品中的MnO和MnCO3質(zhì)量為12.69g8.7g=3.99g。由方程式 H2SO4 +MnCO 3= MnSO4+H2O + CO2 T 可知 MnCO3 的物質(zhì)的量為 0.01mol,質(zhì)量為 115g mo1x 0.01mol=1.15g ,所以 MnO的質(zhì)量為3.99g1.15g=2.84g ,其物質(zhì)的量為 2.84g -0.04mol71g/m°l，因此與稀硫酸反應(yīng)時共生成MnSO4的物質(zhì)的0.05mol,根據(jù)方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O= 5MnO2+Cl2 f + Na2SO4+4H2SO4,可計算出需要 NaClO3 的物 質(zhì)的

33、量為0.02mol?！?012 安徽卷 27】【解析】本題通過食品中亞硫酸鹽含量的測定綜合考查了離子方程式的書寫、滴定管的潤洗操作、誤差分析、氧化還原反應(yīng)的計算等。解答本題的關(guān)鍵點是SO2、NaHSO3的還原性。(1)亞硫酸鹽中加入強酸會生成氣體SO2；在加熱時為了防止暴沸，應(yīng)加入碎瓷片(或沸石)；通入 N2的目的是將產(chǎn)生的 SO2氣體完全鼓出后用吸收劑吸收，從而提高實驗的準確 率。(2) SO2具有還原性，能被 H2O2氧化成H2SO4,反應(yīng)的離子方程式為：SO2+H2O2=2H+ + SO42。(3)滴定管在洗滌后需用NaOH標準溶液潤洗，方法是：向滴定管中注入少量的NaOH標準溶液，將滴

34、定管橫放，輕輕轉(zhuǎn)動，均勻潤洗全部內(nèi)壁后，再將潤洗液從下端尖嘴處放 出，重復(fù)操作23次。(4)如果用鹽酸代替稀硫酸，在逸出的SO2氣體中會含有HCl氣體，兩者都能被堿液吸收分別生成 Na2SO3和NaCl,再用鹽酸處理后只有 Na2SO3轉(zhuǎn)變成的NaHSO3能與I2反應(yīng)，反 應(yīng)的離子方程式為：HSO3 + I2+ H2O = SO42 +2I +3H+ ,故不會產(chǎn)生影響。(5)根據(jù)關(guān)系式：SO2HSO3以 則1kg樣品中含有SO2的質(zhì)量為1000/wX VX 10一3x0.01000 X 64g = 0.64V/wg?！?014 安徽卷271【解析】（1）根據(jù)題目中的流程可以看出，固體+液體反應(yīng)

35、*新物質(zhì)+飽和溶液，所以無水HF的作用是反應(yīng)物和溶劑；玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和 HF發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的方 程式為：SiO2+4HF=SiF4 T + 2H2O; HF屬于弱酸，必須用弱堿性溶液來除去（比如 2%的 NaHCO3溶液）。（2）根據(jù)題目中的信息“PF5極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸”，則根據(jù)元素組成可知，兩種酸分別是 H3PO4和HF,所以反應(yīng)的方程式為 PF5+4H2O= H 3PO4 + 5HF。（3）第步分離的是固體（LiPF4（s）和液體（HF（l）,所以采用過濾的方法；分離尾 氣中HF、HCl ,可以利用二者沸點的差異（ HF分子之間存在氫鍵）進行分離，所以采用冷凝 法

36、。（4）根據(jù)守恒可以得到；設(shè) LiPF6為xmol , LiF為ymol ;根據(jù)Li守恒，有x+y=n,根 據(jù)質(zhì)量守恒有152x+ 26y=w ,解得x= w-26n mol。126化學(xué)工藝流程題專項訓(xùn)練1 .七水合硫酸鎂（MgSO4 7H2。）在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用?？衫没?工廠生產(chǎn)硼砂的廢渣M （主要成分是 MgCO 3,還含有 MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、AI2O3等雜質(zhì)）來制取七水硫酸鎂。已知：表1部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時的pH沉淀Al(OH) 3Fe(OH) 3Fe(OH)2Mg(OH) 2PH5.23.29.711.2表2鹽的溶解度（

37、單位為g/100 g水）溫度10 C30 C40 C50 C60 CCaSO40.190.210.210.200.19MgSO4 7H2O30.935.540.845.6由廢渣M制取七水合硫酸鎂的工藝流程如下圖:5.八 調(diào)節(jié) 一I 調(diào)節(jié)濃HjSO* pH= 1廢渣MJpH=5-6廢渣過濾，氧化/過濾'蒸發(fā)A 趁熱沂演匕Mrg退門用水解丁j I伯翁II過率in I見貢C | NaClol煮沸 i沉淀A沉淀B 卬£ JLMgSOo 7H2。一 抽濾 V IV濾液回答下列問題。(1)過濾I的濾液中加入 NaClO溶液的目的是，寫出反應(yīng)的離子方程式：，需要加熱煮沸的 目的是。(2)過

38、濾n所用的玻璃儀器是。(3)檢驗過濾n后的濾液中是否含有Fe3+,其實驗方法是(用離子方程式表示)。(4)沉淀C的化學(xué)式是，過濾出需趁熱過濾的理由是2 .為探索工業(yè)廢料的再利用，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如下圖所示實驗方案，用含有鋁、鐵和銅的合金制取氯化鋁、綠磯晶體(FeSO4 - 7H 2。)和膽磯晶體。固體C合金過量NaOH溶液步驟I溶液A步驟11過量試劑X步驟小AlClj溶液T溶液口r*l溶液E | T綠福|CiSO4溶液氧化鋁膽磯請回答：(1)步驟I、n、出中均需進行的實驗操作是。(2)溶液A中的離子主要有；試劑 X是。(3)進行步驟n時，該小組用如下圖所示裝置及試劑將制得的CO2氣體通入溶

39、液 A中。一段時間后，觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀逐漸減少，其原因是(用離子方程式表示)；為了避免固體C減少，改進的措施是。- 23 - / 20裝置I 裝置口(4)從環(huán)境保護角度考慮，用固體F制備CuSO4溶液的化學(xué)方程式是3 .現(xiàn)代循環(huán)經(jīng)濟要求綜合考慮環(huán)境污染和經(jīng)濟效益。高純氧化鐵可作現(xiàn)代電子工業(yè)的材料， 以下是以硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)為原料制備高純氧化鐵(軟磁L F&O3)的生產(chǎn)流程示意圖。調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)加節(jié)(1)步驟I中過濾所得濾渣的主要成分是。(2)步驟n中加入鐵粉的目的是。(3)步驟出中可選用調(diào)節(jié)溶液的pH。A.稀硝酸B.雙氧水C.氨水D

40、.高鎰酸鉀溶液(4)寫出在空氣中煨燒 FeCO3,制備高純氧化鐵的化學(xué)方程式：O(5)從濾液C中回收的主要物質(zhì)的一種用途是。4.硫酸鋅可作為食品鋅強化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅，菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,并含少量的 Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生產(chǎn)工藝流程示意如下：(1)將菱鋅礦研磨成粉的目的是。(2)完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式：_Fe(OH) 2+ +_=_ Fe(OH)3 + _ Cl(3)針鐵礦的組成元素是 Fe、。和H,化學(xué)式式量為89,化學(xué)式是。(4)根據(jù)下表數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)“濾液 2”的pH時，理論上可選用的最大區(qū)間為。Mg(OH) 2Zn(OH)

41、 2MgCO3CaCO3開始沉淀的pH10.46.4一一沉淀完全的pH12.48.0一一開始溶解的pH一10.5一一Ksp5.6X 10 12一6.8 X 10 62.8X 10 9(5)工業(yè)上從“濾液 3”制取MgO的過程中，合適的反應(yīng)物是 (選填序號)。 a.大理石粉b.石灰乳 c.純堿溶液d.燒堿溶液(6) “濾液4”之后的操作依次為、過濾、洗滌、干燥。(7)分析圖中數(shù)據(jù)，菱鋅礦粉中ZnCO3的質(zhì)量分數(shù)不低于。5.某工廠對制革工業(yè)污泥中的Cr(ni)的回收與再利用工藝如下(硫酸浸取液中金屬離子主要是 Cr3+,其次是 Fe3 +、Al3+、Ca2 Mg2+)。氫氧化物Fe(OH) 3Mg

42、(OH) 2Al(OH) 3Cr(OH) 3pH3.711.189（>9溶液）部分陽離子常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表。泥處后污預(yù)理酸浸pH = lSO2CrCOH) (IbdSOL還原*調(diào)pH =8過濾口濾液鈉離子交操樹脂（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施為（至少寫一條）。（2）調(diào) pH = 8 是為了除去（填 Fe3+、Al3+、Ca2 Mg2+,下同）。（3）鈉離子交換樹脂的原理為Mn+ + nNaR->MRn+nNa+,被交換的雜質(zhì)離子是。（4）試配平反應(yīng)方程式：_Na2Cr2O7+ _SO2+ _ H2O= _ Cr（OH）（H 2O"SO

43、4+ _ Na2SO4生成1 mol Cr（OH）（H 2O）5SO4消耗SO2的物質(zhì)的量為。6. （2014 江蘇單科化學(xué)卷 T16）煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰 （主要含A12O3、SiO2等）制備堿式硫酸鋁A12（SO4）x（OH）6-2x溶液，并用于煙氣脫硫研究。H2s溶液CaCO.,粉末性能優(yōu)良，LiClO 4 溶 晶格中，生成LiMoQ,“否”）原因是K2MnO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為粉煤灰一酸浸一-過濾【-調(diào)pH-16 _-過濾【I -吸收 您分解濾清1濾液nsoj（i）酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式為；濾渣I的主要成分為（填化學(xué)式）。（2）力口 CaCO3調(diào)節(jié)溶液的

44、pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸，并使A12（SO4）3轉(zhuǎn)化為Al 2（SO4）X（OH） 6 2xo濾渣n的主要成分為（填化學(xué)式）；若溶液的pH偏高，將會導(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SO2量總是小于吸收的 SO2量，其主要原因是；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將（填“增大”、“減小”或“不變”）。7. （2014 海南單科化學(xué)卷 T16）鋰鎰電池的體積小,是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì) 于混合有機溶劑中，Li +通過電解質(zhì)遷移入MnO2LiMnO 20回答下列問題：（1）外電路的電流方向是由極流向極。（填字母）（2）電池正極反應(yīng)式為。（3）是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？（填“是”或 （4） MnO2可與KOH和KClO4在高溫條件下反應(yīng)，生成,K2MnO 4