专题21 无机化工工艺流程.pdf

1 专题工艺流程21 12019新课标 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 工艺。一种以硼镁矿（含 Mg2B2O5H2OSiO、2 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： （ ）在溶浸硼镁矿粉，产生的气体在吸收中反应的化学方程式为195 “”“”_ 。 （ ）2“1”滤渣的主要成分有。为检验_“1”过滤后的滤液中是否含有 Fe3+离子，可选用的化学试剂是。_ （ ）根据3H3BO3的解离反应 ： H3BO3+H2 OH+B(OH)4，Ka=5.811010 ，可判断 H3BO3 是酸；在“过滤 ”前，将溶液调节至，目的是。_2pH3.5_ （ ）在沉镁中生成4“”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_ 。【答案】 （ ）1NH4HCO3+NH3(NH4)2CO3 （ ）2SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN （ ）一元弱转化为3 H3BO3，促进析出 （ ）42Mg2+ +3+2H2 OMg(OH)2MgCO3 +2 23CO3HCO2 （或2Mg2+ +2+H2 OMg(OH)2MgCO3+CO2）溶浸高温焙烧 23CO【解析】 （ ） 根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气， 用碳酸氢铵溶液1吸收，反应方程式为：NH3+NH4HCO3 (NH4)2CO3。 （ ）滤渣为不与硫酸铵溶液反应的2IFe2O3、Al2O3、SiO2 ；检验 Fe3+,可选用的化学试剂为KSCN， （ ）由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而3三价硼原子最多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸；在 “2pH3.5B(OH)过滤 ”前，将溶液调节至，目的是将4 转化为 H3BO3 ，并促进 H3BO3析出， （ ）沉镁过程中用碳酸铵溶液与4Mg2+ 反应生成 Mg(OH)2MgCO3，沉镁过程的离子反应为：2Mg2+2H2O+3CO32-Mg(OH)2MgCO3+2HCO3-； 母液加热分解后生成硫酸铵溶液， 可以返回“溶浸”工序循环使用 ； 碱式碳酸镁不稳定，高温下可以分解，故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。 2ZnSBaSO2019新课标 立德粉4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题： （ ）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1烧立德粉样品时，钡的焰色为（填标号）。_ A B C D 黄色红色紫色绿色（ ）以重晶石（2BaSO4）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_ 。3 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）。_ 沉淀器中反应的离子方程式为。_ （ ）成品中3S2的含量可以用“碘量法”测得。称取m g 样品，置于碘量瓶中，移取 25.00 mL 0.1000 molL1 的 I2 KI 溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反 应，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的5 minI2 用 0.1000 molL1Na2S2O3 溶液滴定，反应式为 I2 +22I +Na。测定时消耗2S2O3溶液体积V 2 23 S O2 46 S O mL。 终点颜色变化为， 样品中_S2的含量为（写_出表达式）。 【答案】 （ ）1D （ ）2BaSO4 +4CBaS+4COCO+H 2 OCO2+H2 BaCO3 S2+Ba2+Zn2+ + BaSO4ZnS 24SO （ ）浅蓝色至无色3 【解析】 【分析】 （ ）焰色反应不属于化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：1 钠（黄色） 、锂（紫红） 、钾 （浅紫） 、铷（紫色） 、钙（砖红色） 、锶（洋Na LiKRbCaSr 红） 、铜（绿色） 、钡（黄绿） 、铯（紫红） ；CuBaCs （ ）流程分析：重晶石与焦炭在回转炉中反应2BaSO4 +4CBaS+4COBaS，生成还原料， 硫化钡溶液与硫酸锌发生复分解反应 S2+Ba2+Zn2+ +BaSO4ZnS，得到立德粉。 24SO 注意焦炭过量生成，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为与，写出方程式；COBaSCOCO 与水 蒸气反应生成 CO2 与 H2 ，写出方程式 CO+H2 OCO2+H2。 4 根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水、二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。 硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子方程式。 （ ）碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的3I2，故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题。 【详解】 （ ）焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色 ：1A钠 的焰色为黄色，故错误；ABB钙的焰色为红色，故错误；CC钾的焰色为紫色，故错误； DDD钡的焰色为绿色，故正确；故选 。 （ ）注意焦炭过量生成，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为与，写出方程式2COBaSCOBaSO4 +4CBaS+4COCOCO；与水蒸气反应生成2 与 H2，写出方程式：CO+H2OCO2+H2。 根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。 硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子方程式：S2+Ba2+Zn2+ +BaSO4ZnS。 24SO（ ）碘单质与硫离子的反应：3S2-+I2S+2I-；碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠 滴定过量的 I2，故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利 用关系式法解题；根据化合价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为：n mol S2- I2 2S2O32- I2 1 mol 1 mol 2 mol 1 mol n mol n mol 0.1V10-3 mol 0.1V10-3mol 125 n+0.1V10-3 mol=250.1V10-3 moln=25-V0.110，得（）-3mol 1212 则样品中硫离子含量为：。100%=100% 3 2019新课标 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、等元素）制备，工艺如下图所示。回FeAlMgZnNiSi答下列问题： 相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL1 pH 形成氢氧化物沉淀的范围如下：金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+ 开始沉淀的 pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的 pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 （ ）“滤渣11”含有 和； 写出“溶浸S_”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式。_ （ ）“氧化”中添加适量的2MnO2的作用是。_ （ ）“调”除铁和铝，溶液的范围应调节为之间。3pHpH_6 （ ）“除杂 ”的目的是除去41Zn2+和Ni2+，“滤渣 ”的主要成分是。3_ （ ）“除杂52”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_ 。6 （）写出沉锰的离子方程式6“”_ 。（ ）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7LiNixCoyMnzO2，其中NiCoMn+2+3+4、的化合价分别为、。当x=y =时，z=_ 。13【答案】 （ ）1SiO2（不溶性硅酸盐） MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O （ ）将2Fe2+氧化为Fe3+ （ ）34.7 （ ）和4NiSZnS （ ）5F与H+结合形成弱电解质，HFMgF2Mg2+2F平衡向右移动 （ ）6Mn2+ +2MnCO3+CO2+H2O 3HCO （ ）7 13 【解析】 （ ）元素以1SiSiO2或不溶性硅盐存在，SiO2 与硫酸不反应，所以滤渣中除了IS 还有 SiO2；在硫酸的溶浸过程中，二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应，二氧化锰作氧化剂，硫化锰作还原剂，方程式为：MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。 （ ）二氧化锰作为氧化剂，使得反应完全，且将溶液中2MnSFe2+ 氧化为 Fe3+。 （ ）由表中数据知在时，3pH4.7Fe3+ 和 Al3+ 沉淀完全，所以应该控制在之间。pH4.76 （ ） 根据题干信息， 加入4Na2 S 除杂为了除去锌离子和镍离子， 所以滤渣是生成的沉淀3ZnS 和。NiS （ ）由5HFH+F-知，酸度过大，F- 浓度减低，使得 MgF2Mg2+2F-平衡向沉淀溶解方向移动，Mg2+沉淀不完全。 （ ）根据题干信息沉锰的过程是生成了6MnCO3沉淀，所以反应离子方程式为：Mn2+2HCO3-7 MnCO3+CO2+H2O。 （ ）根据化合物中各元素化合价代数和为的规律得 ：701+2x+3y+4z=6x=y=1/3，已知，带入计算得：。z=1/3 42019江苏 实验室以工业废渣（主要含CaSO42H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下： （ ）室温下，反应1CaSO4 (s)+(aq)CaCO3 (s)+(aq)达到平衡，则溶液中23CO24SO= Ksp(CaSO4)=4.8105，Ksp(CaCO3)=3109 。 2423SOCOcc（ ）将氨水和2NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为； 浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是。 （ ） 废渣浸取在如图所示的装置中进行。 控制反应温度在， 搅拌， 反应 小时。36070 3温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是； 保持温度、反应时 间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有。 8 （ ）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质4CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案：已知时 pH=5Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5Al(OH)时3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2。 【答案】 （ ）11.6104 （ ）2+NH3H2 O+H2 O(+NH或3H2 O+H2O) 3HCO+4NH23CO3HCO+4NH23CO 增加溶液中的浓度，促进CaSO4的转化 23CO（ ）温度过高，3(NH4)2CO3 分解加快搅拌速率 （ ）在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分4批加入少量Ca(OH)2，用试纸测量溶液，当介于时，过滤pHpHpH58.5 【解析】 【分析】 （ ）反应1CaSO4（ ）s+CO32- （）aqCaCO3（ ）s+SO42-（）的平衡常数表达式为aq ，结合 CaSO4 和 CaCO3 的 Ksp计算。 2423 cSO cCO （） （） （ ）氨水与2NH4HCO3反应生成（NH4）2CO3；加入氨水抑制（NH4）2CO3的水解。 （ ）温度过高， （3NH4）2CO3 分解，使 CaSO4转化率下降；保持温度、反应时间、反应物和溶 剂的量不变，提高 CaSO4转化率即提高反应速率，结合反应的特点从影响反应速率的因素分析。 （ ）根据工业废渣中的成分知，浸取、过滤后所得滤渣中含4CaCO3、SiO2、Al2O3 和 Fe2O3； 若以水洗后的滤渣为原料制取 CaCl2 溶液，根据题给试剂，首先要加入足量盐酸将 CaCO3完 全转化为 CaCl2 ，同时 Al2O3、Fe2O3 转化成 AlCl3、FeCl3 ，过滤除去 SiO2，结合题给已知， 再利用（）CaOH2 调节除去pHAl3+ 和 Fe3+。 【详解】 （ ）反应1CaSO4（ ）s+CO32- （）aqCaCO3（ ）s+SO42-（）达到平衡时，溶液aq9 中=1.6104。 2423 cSO cCO （） （）59 4.8 10 3 10（ ）2NH4HCO3属于酸式盐，与氨水反应生成（NH4）2CO3，反应的化学方程式为NH4HCO3+NH3H2O=NH（4）2CO3+H2 ONH或4HCO3+NH3H2 ONH（4）2CO3+H2O，离子方程式 为 HCO3-+NH3H2O=NH4+CO32-+H2 OHCO（或3-+NH3H2 ONH4+CO32-+H2O） ；浸取废渣时，加入的（NH4）2CO3属于弱酸弱碱盐，溶液中存在水解平衡：CO32-+NH4+H2OHCO3-+NH3H2 O，加入适量浓氨水，水解平衡逆向移动，溶液中 CO32- 的浓度增大，反应 CaSO4（ ）s+CO32- （）aqCaCO3（ ）s+SO42- （）正向移动，促进aqCaSO4的转化。 （ ）由于铵盐具有不稳定性，受热易分解，所以温度过高， （3NH4）2CO3 分解，从而使 CaSO4转化率下降；由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应（或发生沉淀的转化） ，保持温 度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，提高 CaSO4转化率即提高反应速率，结合外界条件 对化学反应速率的影响，实验过程中提高 CaSO4转化率的操作为加快搅拌速率（即增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率） 。 （ ）工业废渣主要含4CaSO42H2 O，还含有少量 SiO2、Al2O3 和 Fe2O3，加入（NH4）2CO3溶液 浸取，其中 CaSO4与（NH4）2CO3 反应生成 CaCO3和（NH4）2SO4，SiO2、Al2O3 和 Fe2O3都不反 应，过滤后所得滤渣中含 CaCO3、SiO2、Al2O3 和 Fe2O3 ； 若以水洗后的滤渣为原料制取 CaCl2 溶液，根据题给试剂，首先要加入足量盐酸将 CaCO3 完全转化为 CaCl2，发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 ，与此同时发生反应 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OSiO，2 不反应，经过滤除去 SiO2 ；得到的滤液中含 CaCl2、AlCl3、FeCl3 ，根据时（）“pH=5FeOH3 和（）AlOH3 沉淀完全，时（）pH=8.5AlOH3开始溶解” ， 为了将滤液中 Al3+、Fe3+ 完全除去，应加入（）CaOH2 调节溶液的介于加入pH58.5Ca（）OH2 的过程中要边加边测定溶液的，然后过滤即可制得pHCaCl2溶液。 【点睛】本题以工业废渣为原料制取轻质 CaCO3和（NH4）2SO4晶体的实验流程为载体，考查溶度积的计算、影响盐类水解的因素、实验条件的控制、制备实验方案的设计和对信息的处理能力等。难点是第（ ）问实验方案的设计，设计实验方案时首先要弄清水洗后滤渣中的4 成分，然后结合题给试剂和已知进行分析，作答时要答出关键点，如介于等。pH58.5 10 5.(2018 江苏，19，15) Cl分以2、NaOH、(NH2)2 CO()SO尿素 和2 为原料可制备 N2H4H2O(水 合肼 和无水)Na2SO3，其主要实验流程如下: N2H4H2 O118 NaClON沸点约，具有强还原性，能与剧烈反应生成2。 (1)NaClO40 , Cl步骤制备溶液时，若温度超过2 与溶液反应生成NaOHNaClO3和NaCl ;，其离子方程式为实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是。 (2)N步骤合成2H4H2 O1NaClO40 的装置如图所示。碱性溶液与尿素水溶液在以下反 应一段时间后，再迅速升温至继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液110 是使用冷凝管的目的是。 ; (3)Na步骤用步骤得到的副产品2CO3 制备无水 Na2SO3 (H水溶液中2SO3、HSO3-、SO32- 随 pH 的分布如图所示，2Na2SO3 的溶解度曲线如图所示 。3) 11 边搅拌边向 Na2CO3 溶液中通入 SO2 制备 NaHSO3 溶液。 实验中确定何时停止通 SO2的实验操作为。 请补充完整由 NaHSO3 溶液制备无水 Na2SO3的实验方案 ： ， 用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。 1.13Cl（ ）2+6OH- 5Cl-+ClO3- +3H2 O3Cl（ 分）缓慢通入2 （ 分）2 (2)NaClO2 2 碱性溶液（ 分）减少水合肼的挥发（ 分） (3)pH,pH4,SO测量溶液的若约为停止通2 （ 分）2 边搅拌边向溶液中滴加溶液 测量溶液约为时 停止滴加溶液NaHSO3NaOH,pH,pH10,NaOH, 加热浓缩溶液至有大量晶体析出 在高于条件下趁热过滤（ 分）,34 4 【解析】 本题考查物质制取的实验知识，考查的化学核心素养是科学探究与创新意识。 （ ） 1 由题给条件，反应物为 Cl2 和，生成物为NaOHNaClO3、NaClH2O，根据离子方程式书写规则、原子守恒、电荷守恒以及得失电子守恒得该离子反应为：3Cl2+6OH-=5Cl-+ClO3-+3H2O；Cl2与碱反应放热，所以要控制温度还要控制通入氯气速度。 （ ）步骤是尿素和次氯酸钠2反应合成水合肼， 由题给信息水合肼能与次氯酸钠剧烈反应， 所以滴液漏斗中盛装的是次氯 酸钠碱性溶液，由水合肼沸点约为 118 ，题给实验反应温度为 110 ，故使用冷凝管的目 的是减少水合肼的挥发。 （ ） 由题图所给与各粒子摩尔分数关系可知， 在约为32pHpH4 时，溶液中 HSO3- 浓度最大，此时可停止通 SO2 气体；由 NaHSO3 制备 Na2SO3 ，是向 NaHSO3 溶液中加入溶液，由题图可知在约为时，NaOH2pH10SO32-浓度最大，此时停止加入 NaOHNa，再由2SO3 的溶解度曲线可知，过滤温度应高于。实验方案为：边搅拌边向34 NaHSO3 溶液中滴加溶液，测量溶液，NaOHpHpH10约为时，停止滴加溶液，加热浓缩NaOH 溶液至有大量晶体析出，在温度高于条件下趁热过滤。34 12 6.6.6.6.6.201720172017201720172626262626【年年年年年高高高高高考考考考考全全全全全国国国国国卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷题题题题题】水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为、CaOSiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示: 回答下列问题: (1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是，还可使用代替硝酸。 (2)A沉淀的主要成分是，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为。 (3)B加氨水过程中加热的目的是。沉淀的主要成分为、() 写化学式 。 (4)H草酸钙沉淀经稀2SO4 处理后，用 KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为:MnO42- +H+H2C2O4Mn2+CO2+H2 O。实验中称取水泥样品，滴0.400 g 定时消耗了 0.050 0 molL-1 的 KMnO4 溶液，则该水泥样品中钙的质量分数36.00 mL为。 【答案】 (1)Fe将样品中可能存在的2+ 氧化为 Fe3+H2O2 (2)SiO2 (H或2SiO3)SiO2 +4HFSiF4+2H2 O(H或2SiO3 +4HFSiF4+3H2O) (3)Al(OH)防止胶体生成，易沉淀分离3Fe(OH)3 (4)45.0% 【解析】本题结合实验室测定水泥样品中钙含量的流程考查元素化合物、 物质分离提纯等知 识的应用。 (1)CaO水泥熟料中的和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能 将水泥样品中可能含有的 Fe2+ 氧化为 Fe3+ ，为了不引入新杂质，还可用 H2O2代替硝酸。(2) 根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀为ASiO2 (H或2SiO3)，SiO2 (H或2SiO3)能溶于 弱酸氢氟酸，生成 SiF4 和 H2 O。(3)pH=45加入氨水调节溶液的的过程中加热，能防止胶体 生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀的主要成分是BAl(OH)3 和 Fe(OH)3。(4)根据反 应中转移电子数相等可找出关系式 2 MnO42-5H2C2O4 ， 结合消耗 KMnO4溶液的浓度和体积可求13 出n(H2C2O4 )=4.510-3 mol，则该水泥样品中钙的质量分数 为。100%=45.0% 7 7 7 7 7， 【年高年高年高年高年高考考考考考全全全全全国卷国卷国卷国卷国卷卷卷卷卷卷题】题】题】题】题】2 2 2 2 20170170170170172727272727重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备， 铬铁矿的主要成分为 FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示: 回答下列问题: (1):FeOCr步骤的主要反应为2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 上述反应配平后 FeOCr2O3 与 NaNO3的系数比为。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是。 (2)12 滤渣中含量最多的金属元素是，滤渣的主要成分是及含硅杂质。 (3)2pH(“”“”)(步骤调滤液的使之变 填大或小，原因是 用离子方程式表示 。) (4)有关物质的溶解度如图所示。向“3”滤液中加入适量，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤KCl 得到 K2Cr2O7 固体。冷却到 填标号 得到的()K2Cr2O7固体产品最多。 14 a.80 b.60 c.40 d.10 步骤的反应类型是。 (5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(Cr含2O3 40%)K制备2Cr2O7， 最终得到产品m2 kg， 产率为。 【答案】 (1)27Na 陶瓷在高温下会与2CO3反应 (2)FeAl(OH)3 (3)2Cr小2O42-+2H+Cr2O72-+H2O (4)d 复分解反应 (5)100% 【解析】本题考查以铬铁矿为原料制备重铬酸钾的工艺流程分析。 (1)1 mol FeOCr2O3参 与反应共失去电子，而7 mol1 mol NaNO3 参与反应得到电子，根据得失电子守恒，二2 mol 者的系数比为 。由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应，所以该步骤不能27 使用陶瓷容器。步骤中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣 ，所以滤渣中含量最(2)11 多的金属元素是。结合流程图可知，滤渣的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。Fe2(3)滤液 2:2Cr中存在平衡2O42-+2H+Cr2O72-+H2 O(pH)，氢离子浓度越大越小 ，越有利于平衡正 向移动，所以步骤应调节滤液的使之变小。根据题图，可知温度越低，2pH(4)K2Cr2O7 的溶解度越小， 析出的重铬酸钾固体越多， 故项正确。 步骤中发生的反应为dNa2Cr2O7+2KCl K2Cr2O7 ，其属于复分解反应。该铬铁矿粉中+2NaCl(5)Cr2O3 的物质的量为 ， 根据元素守恒可求得CrK2Cr2O7的理论质量m0 =294 gmol-110-3 kgg-1 = kg100%=100% ，所以产品的产率为。 8.8.8.8.8.201720172017201720171717171717【高高高高高考考考考考海海海海海南南南南南卷卷卷卷卷题题题题题】（分）以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取10MgSO47H2 O 的过程如图所示：15 硼镁泥的主要成分如下表： MgO SiO2 FeOFe、2O3 CaO Al2O3 B2O3 30%40% 20%25% 5%15% 2%3% 1%2% 1%2% 回答下列问题： （ ）“酸解1”时应该加入的酸是，_“1”滤渣中主要含有（写化学式）。_ （ ）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是、。2_ （ ）判断“除杂”基本完成的检验方法是。3_ （ ）分离滤渣应趁热过滤的原因是。43_ 【答案】（ ）1H2SO4 （ 分）1 SiO 2 （ 分）（ ）将12Fe2+ 氧化为 Fe3+ （ 分）调节2 溶液，使pHFe3+、Al3+ 形成氢氧化物沉淀除去（ 分）（ ）取滤液将其酸化后滴加23KSCN 溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全（ 分）（ ）防止结晶析出（ 分）24MgSO47H 2O2 【解析】（ ）由于制取的产品是1MgSO47H2 O，所以“酸解时应加入硫酸。”“1”滤渣的 成分是难溶于硫酸的物质，根据硼镁泥的主要成分可知“1”滤渣中主要含有 SiO2，当然也 会有少量的 B2O3 以及酸解时生成的微溶性的“”CaSO4。（ ）次氯酸钙具有强氧化性，能2 将 Fe2+ 氧化为 Fe3+ ，便于沉淀分离。加入可以消耗过量的硫酸，调节溶液的，使MgOpHFe3+、Al3+ 形成氢氧化物沉淀而除去。（ ）除杂基本完成时，溶液中不存在3“”Fe3+，可以 通过检验溶液中是否含有 Fe3+来判断“除杂”是否完成。（ ）较低温度下，4MgSO47H2 O 的 溶解度减小，会结晶析出，造成损失。所以分离滤渣应趁热过滤。3 【名师点睛】快速解答化工流程题的技巧：（ ）化工流程题中，一般情况下各个问题相对1独立，无连带效应，一个问题解决不了一般不会影响下一个问题的解决。所以遇到不会做的题目，要舍得放弃。（ ）对于超纲知识，题目中要么有信息提示，要么与答题无关，不必2细究。（ ）每题中基本上都有与流程图无关的问题，可以直接根据已有的知识去完成。例3如过滤或洗涤沉淀的操作、方程式的书写以及有关计算等。 16 9 9 9 9 920162016201620162016【年年年年年高考北京高考北京高考北京高考北京高考北京卷】卷】卷】卷】卷】（分）以废旧铅酸电池中的含铅废料、12(PbPbOPbO2、PbSO4 及炭黑等 和)H2SO4 为原料，制备高纯，实现铅的再生利用。其工作流程如下PbO: (1)Fe过 程 中 ， 在2+ 催 化 下 ，和PbPbO2 反 应 生 成 PbSO4 的 化 学 方 程 式 是 。(2)Fe过程中，2+催化过程可表示为: i.2Fe2+PbO2+4H+ +2Fe3+PbSO4+2H2O ii. 写出的离子方程ii式 。: 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.FeSO向酸化的4 溶液中加入溶液，溶液几乎无色，再加入少量KSCNPbO2，溶液变红。 b. 。 (3)PbONaOH溶解在溶液中，存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。 过程的目的是脱硫。滤液经处理后可在过程中重复使用，其目的是 选填1(序号 。) A.PbO 减少的损失，提高产品的产率 B.NaOH 重复利用，提高原料的利用率 C.Na增加2SO4浓度，提高脱硫效率 17 过 程 的 目 的 是 提 纯 。 结 合 上 述 溶 解 度 曲 线 ， 简 述 过 程 的 操作 。: 【答案】(1)Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O (2)2Fe3+ +Pb+ 2Fe2+PbSO4 取中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去b.a (3)A 、BPbO35% NaOH向粗品中加入一定量的溶液，加热至 110 ，充分溶解后，趁 热过滤，冷却结晶，过滤得到固体PbO 【解析】 (1)根据题给化学工艺流程知，过程中，在 Fe2+催化下，Pb、PbO2 和 H2SO4 反应生成 PbSO4 和水，化学方程式为 Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4+ 2H2O。(2)催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，加快化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后 保持不变。根据题给信息知，反应中iFe2+ 被 PbO2 氧化为 Fe3+ ，则反应中iiFe3+ 被还原Pb 为 Fe2+ ， 离子方程式为 2Fe3+ +Pb+ PbSO4+2Fe2+ 。 实验证明发生了反应 ， 则aib 实验须证明发生了反应， 实验方案为 取中红色溶液少量， 加入过量铅粉， 充分反应后，ii:a 红色褪去。 (3)过程的目的是除硫， 操作过程中会加入过量的， 通过题给条件可知，NaOH 部分溶解在溶液中，故滤液中会有过量的和溶解在溶液中产生PbONaOH1NaOHPbONaOH 的 NaHPbO2 ，重复使用滤液 ，可减少的损失，提高产率，且也得到了重复利用，1PbONaOH提高了原料的利用率。过程是从粗产品中得到纯产品，结合溶解度曲线，可选用重结晶操作。根据条件可知，粗品中含有炭黑，需要趁热过滤，然后冷却结晶，过滤得到纯产品。 【考点定位】本题主要是考查化学工艺流程分析，催化剂，离子方程式书写，化学实验方案的设计，物质的分离、提纯，平衡移动原理的应用等。 【名师点晴】化学高考试题的发展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系，但不管如何灵活多变， 工业生产离不开反应原理中的方向、 速率和限度问题。 该题以铅的再生利用为载体，考查了陌生方程式书写、 元素化合物性质、 速率平衡、 转化率等问题， 综合性较强。 第 （ ） 3问不太好分析，需要结合图像及题目的前后信息来解决。 1010101010 【年高考海南卷】年高考海南卷】年高考海南卷】年高考海南卷】年高考海南卷】20202020201616161616（ 分）8KAl(SO4)212H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应 用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为，含有少量的、杂质）制备明矾的AlFeMg过程如下图所示。回答下列问题： 18 （ ）为尽量少引入杂质，试剂应选用（填标号） 。1_ AHCl BH溶液2SO4 溶液氨水溶液 C DNaOH （ ）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为。2_ （ ）沉淀的化学式为；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是3B_ 。（ ）已知 ：4Kw=1.010-14，Al(OH)3AlO2-+H+H2O K=2.010-13。Al(OH)3 溶于 NaOH溶液反应的平衡常数等于。_ 【答案】 （ 分）8 （ ）（ 分）1d 2 （ ）22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 （ 分） 2 （ ）3Al(OH)3 Al3+ 水解，使溶液中 H+ 浓度增大（每空分，共分）12 （ ）（ 分）420 2 【解析】 试题分析：（ ）易拉罐（主要成分为，含有少量的、杂质） ，它们都是比较活泼的1AlFeMg 金属，都可以与酸发生反应，而可以与强碱溶液反应变为AlNaAlO2 进入溶液，而、FeMg 不能与碱发生反应，所以要以含的易拉罐为原料制取明矾，应该用强碱溶液溶解，AlNaOH 选项正确；dMgFe、是固体杂质留在滤渣中；（ ）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程2 式为 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ，反应的离子方程式是 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2； （ ）滤液的主要成分是3ANaAlO2 ，向其水溶液中加入 NH4HCO3溶液，AlO2-、NH4+发生盐的双 水解反应，产生 Al(OH)3 沉淀和 NH3H2 OAlO，反应的方程式是2-+2H2O+NH4+= Al(OH)3+NH3H2 OBAl(OH)，所以沉淀化学式为3； 将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是该盐是强酸弱碱盐，Al3+ 发生水解反应，消耗水电离产生的，当最终达到平衡时溶液中H+c(H+)c(OH-)，所以溶液显酸性。 （ ）已知：4Kw=1.010-14，Al(OH)3AlO2-+H+H2O K =2.010-13 。Al(OH)3 溶于溶液反应的平衡常数NaOHK=。 20100 . 1100 . 2)()()()()()(141322OHcHcHcAlOcOHcAlOc【名师点睛】 工艺流程题， 就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来， 并根据生产流程中有关的化学知识步步设问， 形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。 制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成， 每一步操作都有其具体的目标、 任务。19 审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度 原料是否廉价易(得 、环保角度 是否符合绿色化学的要求 、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框)()外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。而且还要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用四段论法：本题改变了什么条件 或“”(是什么条件 根据什么理论所以有什么变化结论。) 1111111111 【年高年高年高年高年高考江苏卷】考江苏卷】考江苏卷】考江苏卷】考江苏卷】20202020201616161616（分） 以电石渣12Ca(OH)主要成分为2 和CaCO3 KClO为原料制备3的流程如下: (1)75 Cl氯化过程控制电石渣过量、在左右进行。氯化时存在2 与 Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2 进一步转化为 Ca(ClO3)2 ，少量 Ca(ClO)2 分解为 CaCl2 和 O2。 生成Ca(ClO)2 的化学方程式为 。 提高 Cl2 转化为 Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 填序号 。() A.Cl适当减缓通入2速率 B. 充分搅拌浆料 C.Ca(OH)加水使2完全溶解 (2)Cl氯化过程中2 转化为 Ca(ClO3)2的总反应方程式为 6Ca(OH)2+6Cl2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O 氯化完成后过滤。 滤渣的主要成分为 填化学式 。() 滤液中 Ca(ClO3)2 与 CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2nCaCl215( 填 “” 、“=”) ”或“。 (3)KClCa(ClO向滤液中加入稍过量固体可将3)2 转化为 KClO3 。 若溶液中 KClO3 的含量为 100 g L-1 ， 从 该 溶 液 中 尽 可 能 多 地 析 出KClO3 固 体 的 方 法 是 。20 【答案】(1)2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2OAB (2)CaCO3 Ca(OH)、2 (3) 蒸发浓缩、冷却结晶 【解析】本题主要考查 KClO3的制备工艺流程，意在考查考生对物质制备工艺流程的综合分析能力。 (1)Cl2 与 Ca(OH)2发生反应:2Ca(OH)2+2Cl2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O，生成Ca(ClO)2 。适当减缓通入 Cl2 速率，可以控制电石渣过量，使 Cl2与电石渣充分反应，A 项正确；充分搅拌浆料，使反应进行完全，可以提高 Cl2 转化为 Ca(ClO3)2 的转化率， 项B 正确 ； 加水使 Ca(OH)2 完全溶解，不能提高 Cl2 转化为 Ca(ClO3)2 的转化率，C 项错误。(2) 电石渣中 CaCO3 与氯气不反应，而 Ca(OH)2 的溶解度较小，故滤渣的主要成分为 CaCO3和Ca(OH)2 。 氯 化 时 存 在Cl2 与Ca(OH)2 生 成Ca(ClO)2 的 反 应 ， 故nCa(ClO3)2:nCaCl21:5。(3)根据溶解度曲线，KClO3的溶解度受温度影响较大，可采取 蒸发浓缩、冷却结晶的方法从该溶液中尽可能多地析出 KClO3固体。 【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程分析 【名师点晴】 无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景， 体现能力立意的命题为指导思想， 能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力，所以这类题成为近年来高考的必考题型。流程题的解题思路为 ： 明确整个流程及每一部分的目的仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产