專題工藝流程題

專題-—--無機化工流程題日期： 姓名:一、試題結構輔助原料目標產物反應IT廢棄物副產物、副產物一輔助原料目標產物反應IT廢棄物副產物、副產物一＞副產品帶主產物扇注：出現(xiàn)環(huán)狀，意為：循環(huán)利用，體現(xiàn)“綠色化學”.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:如易潮解、易水解、易及某些物質反應以及熔沸點、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。第四，要看清所問題,不能答非所問,并注意語言表達的科學性.三、熟悉工業(yè)流程常見的操作及名詞工業(yè)流程題目在流程上一般分為3個過程:錯誤!f錯誤!f錯誤!?。。?1．預處理的常見考點及常見名詞（1） 粉碎或研磨：增大固液（或固氣或固固）接觸面積，加快反應（溶解）速率，增大原料的轉化率（或浸取率）。（2） 煅燒或灼燒：改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質高溫下氧化、分解；其他礦轉化為氧化物；除去有機物；除去熱不穩(wěn)定的雜質（3） 水浸：及水接觸反應或溶解。（4） 水洗:除去水溶性雜質.（3） 酸浸：溶解，通常用硫酸、鹽酸等，去氧化物（膜）、調節(jié)pH促進水解（沉淀）。（4） 堿溶：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調節(jié)pH促進水解（沉淀）（5） 煮沸:促進水解，聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的液體.

【問題及思考1】以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如下:如何提高酸溶過程中鎂元素的浸出率?分離提純階段的常見考點①調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：已知下列物質開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示物質開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73。7Fe(OH)27。69。6Mn(OH)28.39.8若要除去Me+溶液中含有的Fe2+,應該怎樣做?提示：先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調溶液的pH到3。7。b.調節(jié)pH所需的物質一般應滿足兩點：能及H+反應,使溶液pH值增大；不引入新雜質。例如：若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)、Cu(OH)CO等物質來調2 2 3節(jié)溶液的pH值。試劑除雜調節(jié)反應溫度的目的(化學反應速率及化學平衡、物質性質)操作目的加熱加快反應速率或溶解速率；促進平衡向吸熱方向移動；除去熱不穩(wěn)定的雜質，如NaHCO、Ca(HCO)、KMnO、I、NHCl、AgN03、3 3 2 4 2 4 3HNO3(濃)等物質；③使沸點相對較低的原料氣化或升華。

降溫②防止某物質在高溫時會溶解（或分解）；使化學平衡向著題目要求的方向移動（放熱方向）；使某個沸點較高的產物液化，使其及其他物質分離；降低晶體的溶解度，減少損失.控溫方法：用水浴或油浴控溫②防止某種物質溫度過高時會分解或揮發(fā)；為了使某物質達到沸點揮發(fā)出來；使催化劑的活性達到最好；防止副反應的發(fā)生；降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，達到綠色化學的要求?！締栴}及思考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生產CuCl2的工藝過程如下：溶解步驟的溫度應控制在60?70°C，原因是:【問題及思考3】以煉鋅廠的煙道灰（主要成分為ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等）為原料可生產草酸鋅晶體（ZnC2O4?2H2O）。有關氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表:氫氧化物F&OHbCu(OH)2Zn(OHfc開始沉淀由pH1.56.54.25.4沉淀完全白pH3.3| 9.76.78.2TOC\o"1-5"\h\z“除鐵”（部分Cu2+可能被除去）時加入ZnO控制反應液pH的范圍為 ?！俺i”的離子方程式為 .“除銅”的離子方程式為 。3?獲得產品階段的常見考點：過濾:一貼、二低、三靠洗滌：（冰）水洗：洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。有機物如乙醇洗：洗去表面水分。蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl、AlCl、MgCl等溶質時，應332在HCl的氣流中加熱，以防其水解。蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶：如除去KNO中的少量NaCl。3蒸發(fā)結晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO.3重結晶：分離溶解度隨溫度變化差異大的溶質。趁熱過濾：防止某物質降溫時會析出晶體?！締栴}及思考4】銨明磯是一種廣泛應用于醫(yī)藥、食品、污水處理等多個行業(yè)的重要化工產品。以高嶺土（含Si02、A12O3、少量Fe2O3等）為原料制備硫酸鋁晶體A12（SO4）3?18H2O］和銨明磯NH4A1（SO4）2^12H2O］的工藝流程如下圖所示.濃硫酸水“分離1”操作包含的實驗步驟有 、 、 、冰水洗滌、減壓干燥。冰水洗滌的目的是 。（4）其他常見考點①化學方程式②實驗儀器③計算④信息四、高頻問題及答題技巧（注重文字敘述的規(guī)范性）（1） 洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復以上操作2?3次.（2） 從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮－冷卻結晶－過濾－洗滌－干燥。（3）檢驗沉淀是否洗滌干凈：取最后一次洗滌液少許于試管中，逐滴滴加XX試劑，振蕩，若4/14沒有……現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈.檢驗是否沉淀完全：表達一：靜置，往上層清夜中繼續(xù)滴加XX試劑；或者表達二過濾，取濾液少許于試管中，滴加XX試劑。“浸出"步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有:答：適當提高反應溫度，加入過量硫酸，邊加硫酸邊攪拌如何提高吸收液和SO反應速率：2答：適當提高溫度、增大吸收液或NaClO的濃度、增大SO及吸收液的接觸面積或攪拌32過濾用到的三個玻璃儀器：答:普通漏斗、玻璃棒、燒杯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，導致濾紙破損；漏斗中液面高于濾紙邊緣如何從MgCl?6H0中得到無水MgCl:22答:在干燥的HCl氣流中加熱,干燥的HCl氣流中抑制了MgCl的水解，且?guī)ё進gCl?6H0222受熱產生的水汽調pH值使得Cw+(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：調節(jié)溶液的pH值至3.2-4.7，使Fe3+全部以Fe(0H)沉淀的形式3析出而CU2+不沉淀，且不會引入新雜質產品進一步提純的操作： 答：重結晶趁熱過濾的原因及操作：答：減少過濾時間、保持過濾溫度，防止XX雜質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100°C(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.不用其它試劑，檢查NHCl產品是否純凈的方法及操作是：4答:加熱法；取少量氯化銨產品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產品純凈檢驗NH+的方法是：4答:取XX少許，加入NaOH溶液后加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍.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，稱重檢驗Fe(OH)是否沉淀完全的試驗操作是:3專題工藝流程題-簡版答：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(OH)沉淀完全。CuCl中混有Fe3+加何種試劑調pH值：2答：CuO、Cu(OH)、CuCO、Cu(OH)CO。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促進Fe3+的2 3 2 2 3水解，生成Fe(OH)沉淀析出3【問題及思考5】碳酸鎂水合物是制備鎂產品的中間體。工業(yè)上從弱堿性鹵水(主要成份為MgCl2)中獲取MgCO3?3H2O的方法如下：X]在洗滌步驟中，表明產物洗滌干凈的操作為 。五、熱點題型熱點1堿金屬及其礦物的開發(fā)利用熱點2鎂、鋁及其礦物的開發(fā)利用熱點3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用工藝流程題專練1。(2016全國1)NaClO是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如下2回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z1)NaClO中Cl的化合價為 。2寫出“反應”步驟中生成ClO的化學方程式 。2“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時,為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為 、 ?！半娊狻敝嘘帢O反應的主要產物是 。（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO.此吸收反應中，氧化劑及還原劑的物質2的量之比為 ，該反應中氧化產物是 。（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于多少克Cl的氧化能力.NaClO的有效氯含量為____。（計算結果保留兩位小數(shù)）222.（2015課標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MgBO?HO和FTOC\o"1-5"\h\z2 2 5 2eO,還有少量FeO、FeO、CaO、AlO和SiO等）為原料制備硼酸（HBO）的工藝流程如圖所4 2 3 2 3 2 3 3示：回答下列問題：（1） 寫出MgBO?HO及硫酸反應的化學方程式 。為提高浸出速率,除適當增加硫2 2 5 2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 （寫化學式）.（3）“凈化除雜”需先加HO溶液,作用是 。然后再調節(jié)溶液的pH約為5,目的是 。22（4） “粗硼酸”中的主要雜質是 （填名稱）。（5） 以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH），它是有機合成中的重要還原劑，其電子式4TOC\o"1-5"\h\z為 。（6）單質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硼，用化學方程式表示制備過程 。3（2013全國）鋁是一種應用廣泛的金屬，工業(yè)上用AlO和冰晶石（NaAlF）混合熔融電解制得。2 3 3 6①鋁土礦的主要成分是AlO和SiO等。從鋁土礦中提煉AlO的流程如下:2 3 2 2 3②以螢石(CaF)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下:2回答下列問題:回答下列問題:寫出反應1的化學方程式 TOC\o"1-5"\h\z濾液I中加入CaO生成的沉淀是 ,反應2的離子方程式為 ;E可作為建筑材料，化合物C是 ，寫出由D制備冰晶石的化學方程式 ；電解制鋁的化學方程式是 ,以石墨為電極，陽極產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)?12H0］。從明磯制備Al、KSO和HSO2 2 2 4 2 4的工藝過程如下所示:焙燒明磯的化學方程式為：4KAl(SO)?12HO+3S=2KSO+2AlO+9SO+48HOTOC\o"1-5"\h\z2 2 2 4 23 2 2請回答下列問題：⑴在焙燒明磯的反應中，還原劑是 。從水浸后的濾液中得到KSO晶體的方法是 。2 4 A1O在一定條件下可制得AIN，其晶體結構如右圖所示，該晶體中Al的配位數(shù)是23⑷以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO(OH)轉化為Ni(OH)，該電池反應的化學方程式是 .2 焙燒產生的SO可用于制硫酸。已知25°C、101kPa時:2△H二一197kj/mol；1△H二一197kj/mol；1△H=—44kj/mol；2△H=—545kj/mol。3TOC\o"1-5"\h\z2 2 32HO(g)=2HO(1)222SO(g)+O(g)+2HO(g)=2HSO(l)2 2 2 2 4則SO(g)及HO(l)反應的熱化學方程式是 ①3 2 焙燒9481明磯(M=474g/mol)，若SO的利用率為96%,可生產質量分數(shù)為98%的硫酸2

②t。5業(yè)上以廢銅為原料經(jīng)一系列化學反應可生產氯化亞銅(CuCl)，其工藝流程如下圖所示:試根據(jù)上圖轉化回答下列問題:TOC\o"1-5"\h\z工業(yè)生產Cl時，尾氣常用石灰乳吸收，而不用燒堿溶液吸收的原因是 。2還原過程中的產物為Na[CuCl]，試寫出反應的化學方程式 。制2備中當氯化完成后必須經(jīng)還原過程再制得CuCl，為什么不用一步法制得CuCl?(已知Cu2++Cu+2Cl-===2CuCl!) 。(3)還原過程中加入少量鹽酸的作用是 ，加入NaCl且過量的原因是 。合成結束后所得產品用酒精淋洗的目的是 。實驗室中在CuCl熱溶液中通入SO氣體也可制備白色的CuCl沉淀，試寫出該反應的離子方22程式 。鋰被譽為“金屬味精”，以LiCoO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)2上常以B。鋰輝礦(主要成分為LiAlSiO,還含有FeO、MgO、CaO等雜質)為原料來制取金屬鋰。26其中一種工藝流程如下:已知：①部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH:氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2開始沉淀pH2.73.79.6完全沉淀pH3.74.711②耳巴在不同溫度下的溶解度如下表:溫度/°c010205075100LiCO的溶解度2 3/g1.5391.4061.3291.1810.8660.728請回答下列問題:TOC\o"1-5"\h\z用氧化物形式表示LiAlSiO的組成： 。26 反應II加入碳酸鈣的作用是 。寫出反應III中生成沉淀A的離子方程式： .反應W生成LiCO沉淀,寫出在實驗室中得到LiCO沉淀的操作名稱 ，洗滌所得2 3 2 3 LiCO沉淀要使用 (選填“熱水〃或“冷水”)，你選擇的理由是2 3電解熔融氯化鋰生產鋰時，陽極產生的氯氣中會混有少量氧氣，原因是 從含鎳廢催化劑中可回收鎳，其流程如下：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%)的單質及氧化物,其他不溶雜質(3。3％)。部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時的pH如下：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5。23.29。79.2回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z⑴“堿浸〃的目的是除去 。⑵“酸浸”時所加入的酸是 (填化學式)。酸浸后，濾液②中可能含有的金屬離子是 。⑶“調pH為2~3”的目的是 。⑷產品晶體中有時會混有少量綠磯(FeSO?7HO),可能是由于生產過程中42 導致Fe2+未被完全氧化造成的。NiSO在強堿溶液中用NaClO氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料——NiOOH.該反應的離子4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用前景。其制備路線如下：

試回答下列問題試回答下列問題操作①攪拌的目的是： ⑵操作②及操作③相同，該操作名稱是： 。反應器中，NaOH、NaClO及Fe(NO)反應的離子方程式為： 。33次氯酸鈉濃度對高鐵酸鉀產率有一定影響，當高鐵酸鉀產率最高時，NaClO的物質的量濃度約.(計算結果保留一位小數(shù))牛嬴鐵載鉀的產率NaClO的質呈嶽度g-L牛嬴鐵載鉀的產率NaClO的質呈嶽度g-L1甲從環(huán)境保護的角度看，制備中間產物NaFeO較好的方法為電化學法，其裝置如圖乙所示,24則陽極的電極反應式為實驗室以一種工業(yè)廢渣(主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)為原料制備MgCO3?3H2O。實驗過程如下：40^11.50：iis貞化1[*40^11.50：iis貞化1[*取泡|—*1)酸溶過程中主要反應的熱化學方程式為AH=—50.4kJ?mol—1MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2AH=—50.4kJ?mol—1Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(1) AH=—225。4kJ?mol-1酸溶需加熱的目的是 ；所加h2so4不宜過量太多的原因是 加入H2O2氧化時發(fā)生發(fā)應的離子方程式為 。專題工藝流程題-簡版用右圖所示的實驗裝置進行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+.①實驗裝置圖中儀器A的名稱為 .②為使Fe3+盡可能多地從水相轉移至有機相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機萃取劑， 、靜置、分液，并重復多次。請補充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO3?3H2O的實驗方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水, ，過濾、用水洗滌固體2—3次，在50°C下干燥，得到MgCO3?3H2O。［已知該溶液中pH=8.5時Mg(OH)2開始沉淀；pH=5.0時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、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料，制備高純PbO,實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：過程I中，在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應生成PbSO4的化學方程式是 過程I中,Fe2+催化過程可表示為：i：2Fe2++PbO2+4H++SO42 2Fe3++PbSO4+2H2OTOC\o"1-5"\h\zii： ……寫出ii的例子方程式： 。下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。a。向算話的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅。b. .(3)PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)一LNaHPbO2