专题三化学工艺流程题型分析.doc

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1、能力展示1. 钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下:(1) 酸溶后溶液中pH=1,Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为 。(2) 酸溶时通常控制反应温度不超过70且不使用浓硝酸,原因是。(3) 该厂结合本厂实际,选用的X为(填化学式);中和使溶液中(填离子符号)的浓度减小(中和引起的溶液体积变化可忽略)。(4) 上述流程中洗涤的目的是。2. 以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl36H2O)的工艺流程如下

2、:回答下列问题:(1) 一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K=;过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为。(2) 酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是、 。(3) 通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,其中污染空气的气体为(填化学式)。3.利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:(1) 一定条件下,NO与NO2存在反应:NO(g)+NO2(g)N2O3(g),其平衡常数表达式为K=。(2) 上述工艺

3、中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是(填化学式)。(3) 该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)11,则会导致;若n(NO)n(NO2)11,则会导致。(4) 生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,该反应的离子方程式为。4.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H2

4、O2 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:2MgSO4+C 2MgO+2SO2+CO2MgSO4+C MgO+SO2+CO MgSO4+3C MgO+S+3CO利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体可以是(填化学式)。B中盛放的溶液可以是(填字母)。a. NaOH溶液b. Na2CO3溶液c. 稀硝酸d. KMnO4溶液A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4价,写出该反应的离子方程式:。5. (2014江苏高考第16题)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含A

5、l2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)6-2x溶液,并用于烟气脱硫研究。(1) 酸浸时反应的化学方程式为;滤渣的主要成分为(填化学式)。(2) 加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x。滤渣的主要成分为(填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是(用离子方程式表示)。(3) 上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量,其主要原因是;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将(填“增大”、“减小”或“不变”)。【备考策略】由上表不难看

6、出,在江苏近五年高考中,工艺流程题是每年的必考内容,由于它考查的是应用元素化合物的性质解决实际问题的能力,涉及知识点多,也非常灵活,对学生的审题能力、分析问题、解决问题、文字表达等方面的能力都要求非常高,所以学生得分往往不高,在2015年的备考中,需要关注以下几个方面的问题:1. 学生不仅要掌握化学基本技能(实验操作技能,计算技能,化学语言转化和运用技能等),还能掌握化学基本方法(观察方法,实验方法,逻辑思维方法如分析比较、归纳概括、演绎推理、模型假说等)能力。2. 夯实基本功,离子方程式、化学方程式的书写,氧化还原反应的分析、化学平衡的判断等基本知识。3. 在平时的复习中,文字表达时一定要做

7、到规范,在做此类题目时,要善于归纳、总结,认真审题,善于从题目或问题中获取信息判断分析问题,重点考查学生对元素化合物性质的掌握和应用所学知识进行必要的分析、类推或计算一些具体的化学问题的能力。 1. 工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3等)提取Al2O3作冶炼铝的原料,由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示:(已知:NaCl的熔点为801 ;AlCl3在181 升华)(1) 向滤液中通入过量CO2所发生反应的离子方程式为 。(2) 精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与

8、铝发生置换反应产生新的杂质,则铝和氧化铁反应的化学方程式为。(3) 将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有。固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在 。(4) 镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlC形式存在,则阳极的电极反应式为。(5) 钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是 。2.硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO47H2O的一种流程如下:(1) 步骤包括酸浸和过滤两个操作。酸浸时,需不断通入高温水蒸气,其目的

9、是 。过滤时,为防止堵塞,过滤装置需经常用氢氧化钠溶液清洗,其清洗原理是(用化学方程式表示)。(2) 步骤中,在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾,会生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀,该反应的离子方程式为。(3) 步骤所得滤渣C的主要成分是。(4) 取28.70 g ZnSO47H2O加热至不同温度,剩余固体质量的变化如右图所示。步骤中的烘干需在减压条件下进行,其原因是 。680 时所得固体的化学式为(填字母)。a. ZnOb. Zn3O(SO4)2 c. ZnSO4 d. ZnSO4H2O 3.用磁铁矿(主要成分为Fe3O4,含Al2O3和SiO2等杂质),制取高纯铁红的工艺流程

10、如下。已知KspFe(OH)2=810-16;KspAl(OH)3=1.310-33(1) 酸浸时,硫酸与四氧化三铁生成两种硫酸盐的化学方程式是;铁粉的作用是。(2) 滴加氨水产生氢氧化铝的离子方程式为 。(3) 图中“滤液”中主要阳离子是。(4) 采用右图装置(加热仪器已略去)在约600650 煅烧30 min。通入的气体A是。图中使用石英玻璃反应管,而不使用普通玻璃反应管的原因是 。1. CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径如下图。相对于途径、,途径为什么能更好地体现绿色化学思想?2. CuCl2溶液中含有少量的FeCl2 、FeCl3,如何除去杂质得到纯净的CuCl2?生成氢氧

11、化物沉淀的pHCu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀4.26.31.5沉淀完全6.38.32.8注:金属离子的起始浓度为0.1 molL-1。能力提升化学工艺流程题的题型结构从近年江苏高考化学试卷来看,工艺流程常以元素化合物知识作为依托、以反应原理、实验技术作为考查点,意在引导中学化学教学关注化学的真实性和应用性。1. 题型结构:多以流程图的形式出现,从生产原料到产品的整个流程以简单文字加框图和箭线形式呈现。有些题目会有主产物和副产物。一般流程:原料(可能含预处理)分离提纯产品(或含副产品)。如:(1) 题中常标有物质的加料、生产的条件、物质的分离等说明。如:(2) 有时还伴有一些

12、“环状线”设计,意为“可循环利用”的物质等。2. 常涉及的问题:原料的预处理、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、pH、溶剂等)、反应原理(化学平衡、水解平衡、化学反应速率、反应热、电化学等)、绿色化学问题(物质循环利用、废物的处理、原子利用率、能量充分运用)、化工安全(防爆、防污染、防中毒)等。化学工艺流程题的解题要领解题时首先要粗读试题,尽量弄懂流程图。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”的物质。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,

13、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。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。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。1. 常见的化工术语关键词释 义研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,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

14、、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、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的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

15、化硅,调节pH、促进水解(沉淀)2. 常见的操作与答题常见的操作答题要考虑的角度加过量试剂使反应完全进行(或增大转化率、产率)等加氧化剂氧化某物质,生成目标产物或除去某些离子判断能否加其他物质要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等分离、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

16、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(如趁热过滤能防止某物质降温时析出)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

17、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、提高光洁度等化学工艺流程和物质的制备典题演示1某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl-四种离子,现设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。(1) 沉淀1中含有的金属单质是 。(2)

18、氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为 。(3) 下列物质中,可以作为试剂X的是(填字母)。A. BaCl2B. BaCO3C. NaOHD. Ba(OH)2(4) 检验沉淀2是否洗涤完全的方法是 。(5) 制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是。(6) 由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为、冷却结晶、洗涤、干燥。变式训练1NaClO2的漂白能力是漂白粉的45倍。NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等。工业上生产NaClO2的工艺流程如下:(1) ClO2发生器中的反应为2NaClO3+SO2+H2SO4 2ClO2+2NaHSO4。实际工业生产中可用硫黄、浓硫酸代替

19、反应原料中的SO2,其原因(用化学方程式表示)。(2) 反应结束后,向ClO2发生器中通入一定量空气的目的是。(3) 吸收器中生成NaClO2反应的离子方程式为,其中反应温度不能高于5可能的原因为 。(4) 某化学兴趣小组用如右图所示装置制备SO2并探究SO2与Na2O2的反应。为除去过量的SO2,C中盛放的试剂为。D中收集到的气体可使带余烬的木条复燃,B中发生的反应可能为、Na2O2+SO2 Na2SO4。化学工艺流程与反应原理典题演示2二氧化钛是钛的重要化合物,钛白(纯净的二氧化钛)是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料。从钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含Fe2O3、S

20、iO2等杂质)制取二氧化钛,常用硫酸法,其流程如下:(1) 钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,该反应的化学方程式为。(2) 取少量浸取液,滴加KSCN溶液后呈血红色,说明溶液中存在(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是(写明步骤、试剂和现象)。(3) 浸取液与铁屑反应的离子方程式为;X(晶体)的化学式为。(4) 第步反应的化学方程式为 。变式训练2工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下:有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Pb(OH)2Mn(OH)2开始沉淀的 pH3.

21、31.56.54.28.08.3沉淀完全的 pH5.23.79.76.78.89.8请问答下列问题:(1) 酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是。(2) 酸浸后的溶液中含有Mn2+、 S,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+等,其除杂过程如下:加入MnO2将Fe2+氧化,其反应的离子方程式为 。加入CaO将溶液的pH调到5.26.0,其主要目的是。加入BaS,除去Cu2+、Pb2+后,再加入NaF溶液,除去 。(3) 从溶液A中回收的主要物质是,该物质常用作化肥。(4) MnO2粗品中含有少量Mn3O4,可以用稀硫酸处理,将其转化为MnSO4和MnO2,然后再用氧化剂将Mn2+转

22、化为MnO2,制得优质MnO2。写出Mn3O4与稀硫酸反应的化学方程式:。化学工艺流程与实验技术典题演示3石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下:(注:SiCl4的沸点是57.6 ,金属氯化物的沸点均高于150 )(1) 向反应器中通入Cl2前,需通一段时间的N2,主要目的是 。(2) 高温反应后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体中的氯化物主要为。由气体中某物质得到水玻璃的化学方程式为 。(3) 步骤为:搅拌、。所得溶液中阴离子有。(4) 由溶液生成沉淀的总

23、反应的离子方程式为 。变式训练3以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细-氧化铝,既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备实验流程如下:(1) 铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为 。(2) 图中“滤渣”的主要成分为(填化学式)。(3) 加30%的H2O2溶液发生反应的离子方程式为 。(4) 煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为4NH4Al(SO4)212H2O 2Al2O3+2NH3+N2+5SO3+3SO2+53H2O,将产生的气体通过下图所示的装置。集气瓶中收集到的气体是(填化学式)。足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除

24、大部分H2O(g)外还有(填化学式)。KMnO4溶液褪色(Mn还原为Mn2+),发生反应的离子方程式为。实验装置与实验操作主要考查:常见物质的制备、分离提纯、尾气的处理和离子检验等。化学平衡题会与化学反应速率放在一起考,综合性较强,难度较大,但只要能灵活运用勒夏特列原理、熟练运用等效平衡的思想就可以顺利的解题。电解质溶液中粒子浓度大小比较也是综合性较强的题目,综合考查了弱电解质的电离、盐类的水解以及弱酸的酸式根的电离程度和水解程度的比较,解题时要抓住几点:弱电解质的电离是微弱的;盐类的水解也是微弱的;若一种微粒既电离又水解,只要考虑程度大的那一个就可以了。再结合电解质溶液中的电荷守恒、物料守恒

25、、质子守恒,一切问题都可以解决。课堂评价1. LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下: 已知:HCl的沸点是-85.0 ,HF的沸点是19.5 。(1) 第步反应中无水HF的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的溶液冲洗。(2) 该流程需在无水条件下进行,第步反应中PCl5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式:。(3) 第步分离采用的方法是;第步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。2. (2014苏锡常

26、镇三模)某工厂利用褐煤烟灰(主要成分为碳、二氧化锗,还有少量氧化铝和二氧化硅)制取纯GeO2的主要流程如下:已知:GeO2是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物,GeCl4的沸点是83.1 。(1) 写出二氧化锗与碳酸钠焙烧时发生反应的化学方程式:。(2) 用水浸取焙烧物长达2 h的目的是 。(3) “酸化”至溶液中盐酸浓度为5.3 molL-1时有利于生成四氯化锗,写出该反应的化学方程式:。(4) 若滤液“酸化”时酸度不够,溶液会出现明显的浑浊,原因是 。(5) 操作“X”的名称为。(6) 四氯化锗与高纯水反应的化学方程式为。答案(1) Na2CO3+GeO2 Na2GeO3+CO2(2) 为

27、了提高含锗化合物的浸出率(3) Na2GeO3+6HCl GeCl4+2NaCl+3H2O(4) 生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2nH2O)沉淀(5) 蒸馏(6) GeCl4+(2+n)H2O GeO2nH2O+4HCl解析(1) 锗与碳同主族,则二氧化锗与碱反应生成的盐的形式类似于碳酸钠为Na2GeO3,故二氧化锗与碳酸钠反应的化学方程式为Na2CO3+GeO2 Na2GeO3+CO2。(2) 用水浸取时,能溶于水的Na2GeO3、NaAlO2、Na2SiO3都充分溶解在水中,当浸取的时间越长,越有利于提高含锗化合物的浸取率。(3) 根据流程图中“调节pH=11并过滤”得到的滤渣中含

28、铝、硅化合物可知,在滤液中主要含有Na2GeO3,故加入浓度为5.3 molL-1盐酸后生成GeCl4的化学方程式为Na2GeO3+6HCl GeCl4+2NaCl+3H2O。(4) 若滤液“酸化”时酸度不够,则溶液中的Ge会水解生成难溶于水的H2GeO3而产生浑浊。(5) “酸化”后溶液为GeCl4和NaCl的混合液,根据GeCl4的沸点(83.1 )比水的沸点低,故可利用蒸馏的方法将GeCl4提取。(6) 根据流程图可知,GeCl4中加入高纯水后生成GeO2nH2O,该反应中元素的化合价没有改变,故根据元素守恒就可配平化学方程式。问题思考提示1. 途径、发生氧化还原反应时都有污染气体(NO

29、、SO2)生成,同时还要多消耗原料,不符合绿色化学中的原子充分利用与转化,而途径无污染性气体生成,因此能更好地体现绿色化学思想。2. 先加入H2O2或氯气将亚铁离子氧化成铁离子,再加入氧化铜、氢氧化铜或碳酸铜调节溶液的pH至2.84.2,待沉淀完全后过滤,即可得到纯净的氯化铜溶液。趁热打铁,事半功倍。请老师布置同学们及时完成配套检测与评估中的练习第5-6页。专题三化学工艺流程题型研究非选择题 1. (2014苏锡常镇二模)重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业上重要的氧化剂,实验室利用铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3)模拟工业生产制备重铬酸钾的主要工艺如下:回答下列问题:(1) 铬铁矿中的SiO2

30、和Al2O3在反应器中与纯碱共热反应转变为可溶性盐,写出Al2O3与碳酸钠反应的化学方程式:。(2) 反应器中发生的主要反应为6FeOCr2O3+24NaOH+7KClO3 12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。Fe2O3可进一步转化为NaFeO2。NaFeO2在操作中强烈水解,写出NaFeO2水解的化学方程式:。(3) 操作的目的是。(4) 操作中的Cr转化为Cr2,写出此可逆反应的离子方程式: 。(5) 称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL 2molL-1H2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5m

31、in,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.120 0 molL-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点时用去Na2S2O3标准溶液40.00mL(I2+2S2 2I-+S4)。写出重铬酸钾与碘化钾反应的离子方程式: ;重铬酸钾试样的纯度(设整个过程中其他杂质不参与反应)为。 2. (2014淮安模拟)纳米ZnS具有独特的光电效应,在电学、磁学、光学等领域应用广泛。以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO,还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下:请回答下列问题:(1) 酸浸时FeO与稀硝酸反应的离子方程式为。(2) 将酸浸的尾气循环利用,加入的X气体可

32、以是。(3) 流程中加入ZnO调pH的目的是。(4) 滤渣2中的成分是。(5) 已知ZnS的溶度积Ksp=1.610-24,溶液中Zn2+浓度为0.01 molL-1,则溶液中S2-浓度大于molL-1,才生成ZnS沉淀。(6) 试设计简单实验方案,判断所得ZnS样品颗粒是否为纳米级: 。 3. (2014南京考前押题卷)共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4微粒的工艺流程如下:(1) “共沉”制备Fe3O4粒子的离子方程式为 。(2) 对Fe3O4 粒子的制备有较大的影响。若Fe3+过量,过量的Fe3+会生成副产物FeO(OH),生成副产物FeO(OH) 的离子方程式为。实际投料时,略小于理论反应的

33、比值,这是因为部分Fe2+会直接生成Fe3O4粒子,该反应的离子方程式为。(3) “共沉”时需不断地强烈搅拌,一是使反应充分进行,另一原因是。(4) 固液分离后,用蒸馏水反复洗涤Fe3O4粒子。检验洗涤是否干净的实验操作是?。(5) 检验Fe3O4中不同价态的铁元素,选用的试剂是(填字母)。a. 浓盐酸b. 稀硫酸c. 硫氰化钾溶液d.高锰酸钾溶液e. 溴水 4. K2SO4是无氯优质钾肥,Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如下:图1 图2(1) 几种盐的溶解度见图1。反应中,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后,进

34、行蒸发浓缩、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品。(2) 检验K2SO4样品是否含有氯化物杂质的实验操作是 。(3) 反应的化学方程式为。(4) Mn3O4与浓盐酸加热时发生反应的离子方程式为 。(5) 图2是煅烧MnSO4H2O时剩余固体质量与温度的变化曲线。该曲线中B点所表示物质的化学式为。煅烧过程中固体锰含量随温度的升高而增大,但当温度超过1 000 时,再冷却后,测得产物的总锰含量反而减小。试分析产物总锰含量减小的原因: 。专题三化学工艺流程题型研究1. (1) Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2(2) NaFeO2+2H2O Fe(OH)3+NaOH(3) 除去Si和Al

35、(4) 2Cr+2H+ Cr2+H2O(5) Cr2+6I-+14H+ 2Cr3+3I2+7H2O94.08%解析(1) 由SiO2与纯碱共热反应转变为硅酸钠和CO2 ，容易写出Al2O3在反应器中与纯碱共热反应转变为可溶性盐NaAlO2与CO2。(2) 因为三价铁易水解，NaFeO2是强碱弱酸盐，所以NaFeO2水解生成Fe(OH)3与NaOH。(3) 因上一步加强碱有Si和Al生成，调节pH的目的就是除去杂质离子。(4) 根据电荷守恒和质量守恒写出离子方程式。(5) 重铬酸钾加入H2SO4酸化和碘化钾，铬的还原产物为Cr3+，碘离子被氧化为单质碘，其离子方程式为Cr2+6I-+14H+ 2

36、Cr3+3I2+7H2O; 由 K2Cr2O73I26Na2S2O3 关系式求出25.00 mL溶液中，K2Cr2O7的物质的量为0.000 8 mol，则2.500 0 g样品中重铬酸钾的物质的量为0.008 mol，m(K2Cr2O7)=2.352 g，重铬酸钾试样的纯度为100%=94.08%。2. (1) 3FeO+10H+N 3Fe3+NO+5H2O(2) 空气(或O2)(3) 除去溶液中的Fe3+(4) Cu、Zn(5) 1.610-22(6) 取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级，否则不是解析(1) FeO中的亚铁离子被氧化成三价铁离子，稀

37、硝酸被还原成NO。(2) 鼓入空气或氧气可将NO 氧化，与水反应生成硝酸，可以循环使用。(3) 加入ZnO可以消耗H+ ，增大pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。(4) 加入Zn粉可置换出Cu， 滤渣2中应有置换出的Cu与多余的Zn粉。(6) 胶体中分散质的微粒直径为1100 nm，胶体有丁达尔效应，所以应取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级，否则不是。3. (1) Fe2+2Fe3+8OH- Fe3O4+4H2O (2) Fe3+3OH- FeO(OH)+H2O 6Fe2+12OH-+O2 2Fe3O4+6H2O(3) 有利于纳米微粒在混合溶液中

38、保持稳定和分散均匀(4) 取最后一次洗涤液少许，用pH试纸检测是否呈中性，若呈中性，说明洗涤干净(或取最后一次洗涤液少许，滴加Ba(NO3)2或BaCl2溶液，若不再产生白色沉淀，说明洗涤干净;或取最后一次洗涤液少许，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若不再产生白色沉淀，说明洗涤干净)(5) bcd解析(1) Fe3O4相当于Fe2O3FeO，其组成中+3价铁与+2价铁物质的量之比为21，由此关系以及离子电荷守恒，写出离子方程式:Fe2+2Fe3+8OH-Fe3O4+4H2O。(2) 由过量的Fe3+与碱反应会生成副产物FeO(OH) ，其中铁的化合价没变，不是氧化还原反应，根据质量守恒判断还

39、有水生成。要注意到Fe2+Fe3O4，铁的化合价升高，必有氧化剂参与，容易联想到的氧化剂是O2。(3) 要制备磁性纳米Fe3O4微粒，必须进行强烈搅拌，让其分散均匀。(4) 纳米Fe3O4微粒可能吸附OH-、Cl-、S，所以检验洗涤是否干净，只要检验是否含有OH-、Cl-或S即可。(5) 检验Fe3O4中不同价态的铁元素，首先需将Fe3O4酸溶为Fe2+、Fe3+。Fe2+、Fe3+共存时，Fe3+可用硫氰化钾溶液检验;在Fe3+存在下检验Fe2+，利用Fe2+的还原性，为便于观察颜色变化，应选用高锰酸钾溶液;由于在酸性条件下高锰酸钾溶液能氧化浓盐酸，故酸溶时应选择硫酸。4. (1) 趁热过滤

40、(2) 取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2 溶液，取上层清液滴加AgNO3溶液(3) MnO2+SO2MnSO4(4) Mn3O4+8H+2Cl-3Mn2+Cl2 +4H2O(5) Mn3O4部分Mn3O4 又被氧化为Mn2O3或MnO2 ，造成总锰含量减小解析(1) 从图1可以看出K2SO4的溶解度受温度影响不大，而(NH4)2SO4、KCl的溶解度受温度影响较大，要想得到K2SO4产品，要趁热过滤。(2) 检验K2SO4样品是否含有氯化物杂质要排除硫酸根离子的干扰，先加入 过量Ba(NO3)2溶液，再取上层清液滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成则有氯化物杂质，否则没有。(3) 结合流程图可知，MnO2、SO2反应生成MnSO4。(4) 此题可以类比实验室制取氯气，Mn3O4+8H+2Cl-3Mn2+Cl2+4H2O。(5) MnSO4H2OMnOx16955+16x10045.17x=该曲线中B点所表示物质的化学式为Mn3O4。产物总锰含量减小的原因:部分Mn3O4又被氧化为Mn2O3或MnO2，造成总锰含量减小。