1、 化学工艺流程题一.完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点原料 对原料的预处理 核心化学反应 产品的提纯、分离 目标产物二解题策略(1)审题干：准确分析题干中的信息，如生产目的、原料成分、产品成分、新物质的性质及相关反应等，进而分析每个生产环节所发生的反应和操作。(2)审设问：结合题中的问题，回到流程图中找答案。三题型的结构（题头 题干 题尾）1.某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3，MgSiO 3，CaMg(CO 3)2，Al 2O3 和 Fe2O3 等，回收其中镁的工艺流程如下：（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （写两条）.(该题以点设问，即不需
2、要理清工业生成流程图的主线即可以答题)（2 ） 滤渣 I 的主要成分有 . .(以线的形式设问。即必须先理解工业生产流程图主线与核心部分才能答题。 。（3 ） 从滤液中可回收利用的主要物质有 .(以线的形式设问)沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2pH 34 52 124CO2(g)IIIIVFeSO4NH4CO3CO2(g) H2(g)KClK2SO4(s)NCl4S2O8Fe3sFe3(s)四工艺流程题设问角度（一）原料预处理的解题思路（研磨 水浸 酸浸 碱浸 灼烧等）2.稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管（CR
3、T）荧光粉中提取稀土元素钇（Y）的工艺流程如下： 已知：废弃 CRT 荧光粉的化学组成（某些 不参与反应的杂质未列出）：步骤 I 中进行原料预处理的目的为_。原料预处理的常用方法总结研磨粉碎：增大反应物接触面积，加快反应速率。水浸：与水反应或溶解 ，使原料变成可溶性离子。酸（碱）浸：与酸（碱）接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶性物质过滤分离。煅烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化（二）常用的控制中心反应的条件（温度 浓度 压强 催化剂 pH 等）3.以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：成分含量/% Y2O3
4、ZnO Al2O3 PbO2 MgO 预处理前 24.28 41.82 7.81 1.67 0.19预处理后 68.51 5.42 4.33 5.43 0.50 ClO2Cl2应需控制反应温度低于 35 ，其目的是_。控制反应条件的方法总结（1）调节溶液的 pH。能与 H反应，使溶液 pH 变大，便于沉淀某些金属离子。（不引入新杂质）（2)控制温度。考虑因素：反应速率；物质溶解度，热稳定性和挥发性；平衡移动方向(3)控制压强。改变速率，影响平衡移动方向。(4)使用合适的催化剂。加快反应速率，提高生产效率。（3）核心反应陌生方程式的书写 氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律判断产物形式配平非氧化还
5、原反应：结合物质性质和反应酸碱环境判断产物形式4.二氧化氯（ClO 2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1 ）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产 ClO2 方法。该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO 3）与盐酸反应生成 ClO2。工艺中可以利用的单质有 H2、Cl 2，生器中生成 ClO2 的化学方程式为_。（四）产品的分离提纯（过滤、结晶、蒸馏、萃取分液）（1）蒸发：蒸发掉一部分溶剂。有时要考虑反应时的气体氛围以抑制某物质发生水解。(2)冷却结晶：适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质的分离、提纯。(3)蒸发结晶：适用于杂质的溶解度随温度变化
6、较大的物质的分离、提纯，ClO2Cl2NaClCl2可减少杂质晶体的析出。(4)沉淀的洗涤：由于沉淀生成时，表面会吸附一定量的离子(尤其是沉淀成分离子) 。因此过滤后要进行沉淀的洗涤。洗涤方法是向过滤器中慢慢注入适量蒸馏水，至刚好没过沉淀，然后静置，让其自然流下，重复以上操作 23 次，直至洗涤干净。为了减少沉淀(或晶体)的溶解，可用冰水或有机溶剂洗涤。(5)沉淀是否洗涤干净的检验：主要检验洗涤液中是否还含有沉淀表面吸附的离子。一般的检验方法：取少量最后一次的洗涤液，置于一洁净的试管中，滴加少量的检验试剂，若没有特征现象出现，说明沉淀洗涤干净。(6)从溶液中得到晶体的过程：蒸发浓缩冷却结晶过滤
7、洗涤干燥。5.氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌( 含有 Fe()、Mn()、Ni()等杂质)的流程如下：提示：在本实验条件下，Ni() 不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是 MnO2。（3 ）反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 （五）基本化工理念 （环境意识 效率意识 成本意识）产率高、速率快产品纯度高成本低、循环利用无污染6.循环利用的物质有 5解题思路和技巧总结1.解题时首先要粗读试题,尽量弄懂流程图。2.要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物( 投料),箭头出去的是生成物(产物、副产物),返回的箭头一般是“循环利用”的
8、物质3.图中一般会出现超纲知识,要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。所以一定要关注题目的每一个字眼,但不必要将每一个物质都推出,问什么推什么。4.其次要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有联带效应,即前一问不能回答没关系, 不影响后面回答问题。5.遇到做不出来的问题要及时放弃,以免影响其他问题的作答。最后, 作答时一定要看清所提问题, 不能答非所问,看清楚是写化学方程式还是离子方程式, 注意配平,注意语言表达的科学性。六练习. 题型一 以分离、提纯为目的的工艺流程题(2013高考新课标全国卷)
9、氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有 Fe()、Mn()、Ni() 等杂质 的流程如下：工业 ZnO 浸出液 滤液 滤液 滤饼 稀 硫 酸 调 pH约 为 5 适 量 高 锰 酸 钾 溶 液 过 滤 Zn 过 滤 Na2CO3 过 滤 ZnO 煅 烧 提示：在本实验条件下，Ni() 不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是 MnO2。回答下列问题：(1)反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方程式为_；在加高锰酸钾溶液前，若 pH 较低，对除杂的影响是_。(2)反应的反应类型为_，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有_。(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干
10、净的方法是_。(4)反应中产物的成分可能是 ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼 11.2 g，煅烧后可得到产品 8.1 g。则 x 等于_。1实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO 2 等)制备聚铁( 碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO 47H2O)，主要工艺流程如下。(1)将过程产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是_。A品红溶液 B紫色石蕊试液C酸性 KMnO4 溶液 D溴水(2)过程中，FeS 、O 2 和 H2SO4 反应的化学方程式为_。(3)过程中需加入的物质是_。(4)过程中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要_。(5)过程调节
11、 pH 可选用下列试剂中的 _(填序号)。A稀硫酸 BCaCO 3 C NaOH 溶液(6)过程中，将溶液 Z 加热到 7080 ，目的是_ 。(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。用分析天平称取 2.700 0 g 样品；将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的 BaCl2 溶液；过滤、洗涤、干燥，称重得固体质量为 3.495 0 g。若该聚铁的主要成分为Fe(OH)SO 4n，则该聚铁样品中铁元素的质量分数为_。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)2现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。请填写下列空白。(1)实验室里，可用于吸收 SO2 尾气的一种试剂是_ 。(2
12、)高纯氧化铁可作现代电子工业材料。以下是用硫铁矿烧渣( 主要成分为Fe2O3、Fe 3O4、FeO、SiO 2)为原料制备高纯氧化铁(软磁 Fe2O3)的生产流程示意图：步骤中过滤所得滤渣的主要成分是_。步骤中加入铁粉的目的是_。步骤中可选用_试剂调节溶液的 pH(填标号) 。A稀硝酸 B双氧水 C氨水 D高锰酸钾溶液写出在空气中煅烧 FeCO3，制备高纯氧化铁的化学方程式：_。从滤液 C 中回收的主要物质的一种用途是 _。 题型二 以制备物质为目的的工艺流程题(2015高考山东卷)毒重石的主要成分为 BaCO3(含 Ca2 、Mg 2 、Fe 3 等杂质)，实验室利用毒重石制备 BaCl22
13、H2O 的流程如下：(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_ 。实验室用37%的盐酸配制 15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的 _。a烧杯 b容量瓶 c玻璃棒 d滴定管(2)加入 NH3H2O 调 pH8 可除去_(填离子符号)，滤渣中含_( 填化学式) 。加入 H2C2O4 时应避免过量，原因是_ 。Ca2 Mg2 Fe3开始沉淀时的 pH 11.9 9.1 1.9完全沉淀时的 pH 13.9 11.1 3.2已知：K sp(BaC2O4)1.6 107 ，K sp(CaC2O4)2.3 109(3)利用间接酸碱滴定法可测定 Ba2 的含量，实验分两步进行。已知：2CrO 2H =
14、Cr2O H 2O Ba 2 CrO =BaCrO424 27 24步骤：移取 x mL 一定浓度的 Na2CrO4 溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用 b molL1 盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为 V0 mL。步骤：移取 y mL BaCl2 溶液于锥形瓶中，加入 x mL 与步骤相同浓度的 Na2CrO4溶液，待 Ba2 完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用 b molL1 盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为 V1 mL。滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的_(填“上方”或“下方”)。BaCl 2 溶液的浓度为_molL 1 。若步骤 中滴加盐酸时有少
15、量待测液溅出，Ba 2 浓度测量值将_( 填“偏大”或“偏小 ”)。3(2013高考江苏卷)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为 MgCO3，含少量 FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：(1)MgCO3 与稀硫酸反应的离子方程式为_ 。(2)加入 H2O2 氧化时，发生反应的化学方程式为_。(3)滤渣 2 的成分是_( 填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4C 2MgO2SO 2CO 2= = = = =800 MgSO4 C MgOSO 2CO = = = = =800 MgSO4 3C MgOS3CO=
16、 = = = =800 利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D 中收集的气体是_(填化学式)。B 中盛放的溶液可以是_(填字母)。aNaOH 溶液 bNa 2CO3 溶液 c稀硝酸 dKMnO 4 溶液A 中得到的淡黄色固体能与热的 NaOH 溶液反应，产物中元素的最高价态为4，写出该反应的离子方程式：_。4铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是 Al2O3 和少量的 SiO2、Fe 2O3 杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取 Al2(SO4)3 和铵明矾晶体NH4Al(SO4)212H2O的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)固体 a 的化学式为_
17、，中通入足量 CO2 气体发生反应的离子方程式为_。(2)由制取铵明矾溶液的化学方程式为_ ，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)_、冷却结晶、过滤洗涤。(3)以 1 000 kg 含氧化铝 36%的铝土矿为原料制取 Al2(SO4)3，需消耗质量分数为 98%的硫酸( 密度 1.84 gcm3 )_ L(保留一位小数) 。(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为 11，则投料时铝土矿中的 Al2O3 和 H2SO4 的物质的量之比为_。例 1解析 从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相
18、关问题。(1)在反应中，通过调节溶液的 pH，高锰酸钾能将溶液中的 Fe2 氧化为 Fe3 ，将Mn2 氧化为 MnO2 而除去；若开始溶液的 pH 过低，Fe 2 、Mn 2 将很难生成沉淀而除去。(2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有 Zn2 、Ni 2 、 H 等，加入锌后可将 Ni 置换出来，故滤渣中还含有金属镍。(3)反应生成的沉淀为 ZnCO3，同时生成 Na2SO4，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有 SO 和 Na ，故只要对洗涤液中是否含有 SO 进行检验即可。24 24(4)煅烧过程中 ZnCO3、Zn(OH) 2 均发生分解反应生成 ZnO，根据关系式ZnCO3xZn(O
19、H)2(x1)ZnO，可得 ，故 x1。125 99x81（x 1） 11.2 g8.1 g答案 (1)Fe 2 和 Mn2 MnO 3Fe 2 7H 2O=3Fe(OH) 43MnO 25H ，2MnO 3Mn 2 2H 2O=5MnO24H 铁离子和锰离子不能 4生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质 (2)置换反应 镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入 12 滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净 (4)11.解析：SO 2 具有漂白性，能使品红溶液褪色，SO 2 有还原性，能被酸性 KMnO4 溶液、溴水氧化，而使它们褪色。溶液 X 为 Fe2(SO4)3，需加入
20、还原剂将 Fe3 还原为 Fe2 ，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。过程中需将酸消耗而调高 pH，而 CaCO3 跟硫酸反应会生成微溶于水的 CaSO4 而阻止反应的继续进行，故需选用 NaOH 溶液。由聚铁的化学式可知：n(Fe 3 ) n(SO )n(BaSO 4) 0.015 mol，所以聚铁样品中铁元素的243.495 0 g233 gmol 1质量分数 100%31.1% 。0.015 mol 56 gmol 12.700 0 g答案：(1)ACD (2)4FeS3O 26H 2SO4=2Fe2(SO4)36H 2O4S (3) 铁粉 (4)蒸发皿、玻璃棒 (5)C (6)促进 Fe3 的水解 (7)31.1%2 解析：(1)SO 2 为酸性气体，还具有较强的还原性，故可以通过用碱液吸收、强氧化剂溶液吸收等方法除去 SO2。(2)硫铁矿烧渣中除 SiO2 外，均溶于盐酸，故滤渣是 SiO2。Fe 2O3、Fe 3O4 溶于盐酸均有 Fe3 生成，加入铁粉可以将 Fe3 还原为 Fe2 ：2Fe 3 Fe= =3Fe2 。稀硝酸、双
