专题八 题型专训(四)　化学工艺流程题.pptx

1、题型题型专训专训(四四)化学工艺流程题化学工艺流程题高考必备模拟预测真题演练内容索引 1.解题要领必备解答工艺流程综合题的关键是分析流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，需要宏观把握整个流程，可针对问题分析细节，不必把每个环节的原理都弄清。总体方法：关注箭头的指向(聚焦局部，箭头指入反应物，箭头指出生成物)、前后追溯物质(放大局部)、考虑反应实际(物质性质、试剂用量)。高考必备2.识记化工术语关键词释义研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分灼烧(煅烧)使固体在高温下分解或改变结构，使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土

2、、硫铁矿浸取向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量多少酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程水浸与水接触反应或溶解过滤固体与液体的分离滴定定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定蒸发结晶蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度水洗用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)3

3、.常见操作的答题考虑角度常见的操作答题要考虑的角度分离、提纯过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作；从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤、干燥提高原子利用率绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)在空气中或在其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、 H2O、 CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气、 防氧化、 水解、 潮解等目的判断沉淀是否洗涤干净取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等控制溶液的pH调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)“酸作用”还可除去氧化物(膜)“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二

4、氧化硅等特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)防止副反应的发生使化学平衡移动；控制化学反应的方向控制固体的溶解与结晶控制反应速率：使催化剂达到最大活性升温：促进溶液中的气体逸出， 使某物质达到沸点挥发加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求洗涤晶体水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗用特定的有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度有利于析出，减少损耗等洗涤

5、沉淀方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作23次表面处理用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等返回1.(2020全国卷，26)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以3、4、5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下， 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：真题演练金属离子Fe3Fe2Al3Mn2开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1123456回答下列问题：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是_

6、。加快酸浸氧化反应速率(促进氧化完全)解析“酸浸氧化”过程中钒矿粉、MnO2和30% H2SO4发生反应，常温下反应速率较小，加热的目的是加快酸浸氧化反应速率。123456Fe2VOMnO22H=123456(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5 xH2O，随滤液可除去金属离子K、Mg2、Na、_，以及部分的_。Mn2Fe3、Al3解析由表中数据可知，Mn2开始沉淀的pH为8.1，Al3开始沉淀的pH为3.0，沉淀完全的pH为4.7，Fe3沉淀完全的pH为3.2。“中和沉淀”中调节pH3.03.1，钒水解并沉淀为V2O5xH2O，此时Mn2不沉淀，Al3部分沉淀，Fe3几乎沉淀完全，故随

7、滤液除去的金属离子有K、Mg2、Na、Mn2及部分Al3、Fe3。123456(4)“沉淀转溶”中，V2O5xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣的主要成分是_。Fe(OH)3解析滤饼中含V2O5xH2O、Fe(OH)3和少量Al(OH)3，“沉淀转溶”中，加入NaOH溶液，调节pH13，V2O5xH2O转化为钒酸盐溶解，Al(OH)3转化为NaAlO2，故滤渣的主要成分是Fe(OH)3。123456(5)“调pH”中有沉淀产生，生成沉淀反应的化学方程式是_。NaAlO2HCl解析滤液中含有NaAlO2、NaVO3，“调pH”中加入HCl，调节pH8.5，此时NaAlO2HClH2O=Al(OH)3N

8、aCl。123456H2O=NaClAl(OH)3(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是_。利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全1234562.(2020全国卷，27)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO47H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2Al3Fe3Fe2开始沉淀时(c0.01 molL1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c1.0105 molL1)的pH8.74.73.29.0123456

9、回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_。为回收金属，用稀硫酸将“滤液”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式_。除去油脂，溶解铝及其氧化物123456(2)“滤液”中含有的金属离子是_。Ni2、Fe2、Fe3解析滤饼加稀硫酸酸浸， 产生的滤液中的金属离子有Ni2、 Fe2、 Fe3。123456(3)“转化”中可替代H2O2的物质是_。 若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即 ，“滤液”中可能含有的杂质离子为_。O2或空气解析过程中加入H2O2的目的是氧化Fe2， 由于Fe2的还原性强， 能与氧气反应，因此也可以用氧气或空气代替H2O2。如果过程中先“调pH”后“转化”

10、，结合金属离子沉淀的有关pH数据可知，当调节pH小于7.2时，Fe2不能形成沉淀， 加入H2O2后Fe2被氧化为Fe3， 因此滤液中可能混有Fe3。Fe3123456(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp_(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2浓度为1.0 molL1，则“调pH”应控制的pH范围是_。0.01(107.214)23.26.2或105(108.714)2123456123456(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。 写出该反应的离子方程式_。(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是_。2Ni2Cl

11、O4OH=2NiOOHClH2O解析分离出硫酸镍晶体后的母液中仍有Ni2，采用循环使用的意义是提高镍的回收率。提高镍的回收率1234563.2020新高考全国卷(山东)，16用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如右：已知：MnO2是一种两性氧化物；25 时相关物质的Ksp见下表。物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp11016.311038.611032.311012.7123456回答下列问题：(1)软锰矿预先粉碎的目的是_，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为_。MnO2BaSH2O=增大

12、接触面积，充分反应，提高反应速率Ba(OH)2MnOS123456解析软锰矿粉碎后，表面积增大，即在反应中增大了反应物的接触面积，一是可以使之充分反应；二是可以提高反应速率。由题给信息可知，反应物有MnO2、BaS，生成物有MnO；由流程图中给出的信息可知，生成物中还有Ba(OH)2和硫黄。根据原子守恒和得失电子守恒，可写出该反应的化学方程式MnO2BaSH2O=MnOBa(OH)2S。123456(2)保持BaS投料量不变， 随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化， 而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是_。过量的MnO2消耗解析增大MnO2与BaS的投料比

13、，S的量达到最大值后不再变化，说明过量的MnO2与S不反应；Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，说明过量的MnO2与Ba(OH)2发生了反应，消耗了产生的Ba(OH)2。了产生的Ba(OH)2123456(3)滤液可循环使用， 应当将其导入到_操作中(填操作单元的名称)。蒸发解析滤液中还含有未结晶的Ba(OH)2，可循环使用，应将其导入蒸发操作中。123456(4)净化时需先加入的试剂X为_(填化学式)，再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为_(当溶液中某离子浓度c1.0105 molL1时，可认为该离子沉淀完全)。H2O24.9123456解析软锰矿中含有的Fe3O4、Al2O3杂质

14、与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3，要除去Fe2，应先将Fe2氧化为Fe3，为了不引入其他杂质，加入的氧化剂X可选用H2O2。因Fe(OH)3和Al(OH)3的组成相似，且Fe(OH)3的Ksp小于Al(OH)3的，因此当Al3完全沉淀时，Fe3也完全沉淀，由KspAl(OH)311032.3可知，c(Al3)c3(OH)11032.3，由题意知，当c(Al3)1.0105 molL1时沉淀完全，可求得c(OH)1109.1 molL1，即c(H)1104.9 molL1，pH的理论最小值为4.9。123456(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为_。Mn2123

15、4564.(2019全国卷，26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：回答下列问题：(1)在95 “溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_。NH4HCO3NH3=(NH4)2CO3123456123456(2)“滤渣1”的主要成分有_。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3离子，可选用的化学试剂是_。SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN解析二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液，滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁

16、、氧化铝。检验Fe3的试剂可选用KSCN。123456(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3H2O ，Ka5.811010，可判断H3BO3是_酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节到3.5，目的是_。一元弱转化为H3BO3，促进析出解析由题给硼酸的解离反应方程式知，硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前，调节pH3.5的目的是将硼元素转化为硼酸，促进硼酸析出。123456(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式为_，母液经加热后可返回_工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_。Mg(OH)2MgCO3CO2溶浸高温焙烧1234561234565.(2019全国卷，26

17、)立德粉ZnSBaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_(填标号)。A.黄色B.红色C.紫色D.绿色123456D解析灼烧立德粉样品时钡的焰色为绿色。(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_。COH2O(g)=CO2H2123456解析由流程图中经浸出槽后得到净化的BaS溶液

18、以及回转炉尾气中含有有毒气体可知，在回转炉中BaSO4与过量的焦炭粉反应生成可溶性的BaS和CO；生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气体CO，即CO与H2O(g)反应生成CO2和H2。123456在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_(填化学式)。BaCO3解析所得“还原料”的主要成分是BaS，BaS在潮湿空气中长期放置能与空气中的H2O反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S气体，“还原料”的水溶性变差，表明其表面生成了难溶性的BaCO3。123456沉淀器中反应的离子方程式为_。123456(3)成品中S2的含量可以

19、用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.100 0 molL1的I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.100 0 molL1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_，样品中S2的含量为_(写出表达式)。123456浅蓝色至无色1234566.(2019全国卷，26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：相关金属

20、离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2Fe2Fe3Al3Mg2Zn2Ni2开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9123456(1)“滤渣1”含有S和_；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式： _。SiO2(或不溶性硅酸盐)MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O解析硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣1”中含S，可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成

21、MnSO4和S，根据化合价升降法可配平该反应的化学方程式。123456(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是_。将Fe2氧化为Fe3解析“溶浸”后溶液中含Fe2，“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2氧化为Fe3。123456(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_6之间。4.7解析“调pH”除去Fe3和Al3时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.76之间。123456(4) “除杂1” 的目的是除去Zn2和Ni2， “滤渣3” 的主要成分是_。NiS和ZnS解析“除杂1”中加入Na2S能将Zn2和Ni2分别转化为沉淀除去，故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。123

22、456(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2。若溶液酸度过高，Mg2沉淀不完全，原因是_。F与H结合形成弱电解质HF，MgF2(s)Mg2(aq)2F(aq)平衡向右移动解析“除杂2”中F与Mg2反应生成MgF2沉淀，若溶液酸度过高，则F与H结合生成弱电解质HF，导致MgF2(s)Mg2(aq)2F(aq)平衡向右移动，Mg2不能完全除去。123456(6)写出“沉锰”的离子方程式：_。解析“沉锰”时Mn2与反应生成MnCO3并放出CO2，由此可写出离子方程式。123456(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的

23、化合价分别为2、3、4。当xy 时，z_。123456返回1.(2020深圳外国语学校高三4月测试)铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。 某科研小组从某废旧铍铜元件(含25%BeO、 71%CuS、 少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如右：已知：.铍、铝元素化学性质相似；BeCl2熔融时能微弱电离；.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表：模拟预测难溶物Cu(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2溶度积常数(Ksp)2.210204.010382.11013123(1)滤液A的主要成分除NaOH外，还有_(填化学式)，写出反应中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式：_。Na

24、2BeO2、Na2SiO3=Be22H2O123(2)滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，最合理的实验步骤顺序为_(填字母)。a.加入过量的氨水b.通入过量的CO2c.加入过量的NaOHd.加入适量的HCle.洗涤f.过滤afed解析滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，可先加入过量的氨水生成Be(OH)2，过滤，洗涤后再加入盐酸，可生成BeCl2，操作顺序为afed。123从BeCl2溶液中获得BeCl2的晶体易带结晶水，但是将BeCl2晶体与SOCl2(易水解， 产物之一能使品红褪色)混合可得无水BeCl2， 请从平衡移动角度解释原因：_。

25、SOCl2H2O解析已知SOCl2易水解，产物之一能使品红褪色，发生的反应为SOCl2H2OSO22HCl， 则SOCl2能吸收水， 同时产生HCl， 抑制BeCl2的水解。水，同时产生HCl，抑制BeCl2的水解123(3)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质，写出反应中CuS发生反应的化学方程式：_。MnO2CuS2H2SO4=MnSO4SCuSO42H2O1232.61010123123(5)电解NaClBeCl2混合熔盐可制备金属铍。电解过程中，加入氯化钠的目的是_。增强熔融物的导电性解析熔融的NaCl能导电，则电解过程中，加入氯化钠能增强熔融物的导电性。123电解得到的Be蒸

26、气中约含1%的Na蒸气，除去Be中少量Na的方法为_。已知部分物质的熔沸点如下表：可以控制温度在1 1563 243 K之间冷却解析电解得到的Be蒸气中约含1%的Na蒸气，由表中熔沸点可知，除去Be中少量Na的方法为控制温度在1 1563 243 K之间冷却。物质熔点(K)沸点(K)Be1 5513 243Na3701 1561232.(2020太原市第五中学高三二模)一种以冷热镀管废料锌灰制ZnSO47H2O晶体，进而获取ZnO，并探索氢电极增压还原氧化锌电解法制锌的方法，工艺流程如图所示：已知：锌灰的主要成分为ZnO、ZnCl2，还含有SiO2、CuO、PbO和FeO。CuCl=CuCl。

27、123回答下列问题：(1)滤渣1的主要成分为SiO2和_。(2)酸浸时，硫酸浓度不能过高，原因是_。(3)写出“沉铜”时的离子方程式：_。(4)在pH为5.6的条件下氧化后，再加入聚丙烯酰胺絮凝剂并加热搅拌，其目的是_。PbSO4会产生SO2气体，污染环境或无法反应(速率慢)等Zn2Cu22Cl=2CuClZn2促使Fe(OH)3胶体聚沉，有利于过滤分离1232123123(6)该工艺废水中含有Zn2，排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应：Zn2H2SZnS(s)2H。处理后的废水中部分微粒浓度为：微粒H2SCH3COOHCH3C

28、OO浓度/(molL1)0.100.050.10处理后的废水的pH_，c(Zn2)_。已知：Ksp(ZnS)1.01023，Ka1(H2S)1.0107，Ka2(H2S)1.01014，Ka(CH3COOH)2.0105511011molL11231233.(2020开封高三三模)钛酸锰(MnTiO3)纳米材料是一种多用途催化剂。工业上用红钛锰矿(主要成分有MnTiO3，还含有少量FeO、Fe2O3、SiO2等杂质)来制备MnTiO3，其工艺流程如图所示：已知：红钛锰矿“酸溶”后Ti元素主要以TiO2的形式存在；H2TiO3不溶于无机酸和碱，不溶于水；在空气中加热无水MnCl2分解放出HCl，

29、生成Mn3O4。123回答下列问题：(1)“粉碎”的目的是_。(2)“酸溶”中发生的主要反应化学方程式为_。(3)为了更好地把滤渣2分离出来， 除搅拌外， 还需要_(填操作名称)。(4)“氧化”的氧化剂选用的是高锰酸钾，而不选择通常人们认可的绿色氧化剂“双氧水”，除了高锰酸钾氧化性强、反应快之外，还可能的原因是_(写出一条即可)。增大接触面积，加快反应速度，提高浸取率MnTiO32H2SO4=MnSO4TiOSO42H2O加热(或电泳)根据反应过程中颜色变化可以判断Fe2是否氧化完全(或Fe2、 Fe3存在时，加速H2O2分解，导致原料利用率太低，答案合理即可)123(5)“沉锰”的条件一般控

30、制在45 以下的原因是_。升温可以加快反应速度，但超过45 ，NH4HCO3易分解，所以控制在45 以下可以提高原料利用率(转化率)解析沉锰的反应为：MnSO42NH4HCO3=(NH4)2SO4MnCO3CO2H2O，“沉锰”的条件一般控制在45 以下的原因是升温可以加快反应速度，但超过45 ，NH4HCO3易分解，所以控制在45 以下可以提高原料利用率(转化率)。123(6)TiO2的水解率受温度和H浓度的影响如图所示，TiO2最适宜的水解条件是_。温度105 ，H浓度0.90 gL1123(7)测定所得MnCl2xH2O晶体中结晶水的含量。取29.70 g样品加热分解，热重曲线(TG)如图所示。所得氯化锰晶体x的值是_。4123返回更多精彩内容请登录：本课结束