专题十二无机化工流程题

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1、专题十二无机化工流程题1 专题十二无机化工流程题工艺流程题常以元素化合物知识作为依托，以反应原理、实验操作与设计（技术）为考查点，意在引导中学化学关注化学的真实性和实用性。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过程以简单的文字加框架和箭头形式呈现。有些题目会有主产物和副产物。一般的流程：原料（可能含预处理）-分离提纯 - 产品（或含有副产品）。如：（1）题中常有物质的加料、产生条件、物质的分离等说明。如：（2）有时还伴有一些“ 环状线 ” 设计，意为 “ 可循环利用 ” 的物质等。总的形式为：“ 主线主产品，分支副产品，回头为循环。”2. 解题思路（1）辨别出预处理、提纯

2、分离、反应等阶段（2）分析出每步发生的反应及得到的主要产物与副产物30%盐酸硫铁矿焙烧酸溶过滤氧化FeCl36H2O 空气SO2滤渣Cl2预处理分离提纯产品原料无机矿物核心化学反应所需产品原料预处理除杂、净化产品的分离提纯反应条件的控制原料的循环利用排放物的无害化处理原料或废弃物操作或反应主产物副产物操作或反应副产品目标产物辅助原料辅助原料专题十二无机化工流程题2 （3）通过流程的前后联系，明确整个流程中每步操作的目的（4）答题要有模式和要点，注意提升表达能力3. 注意归纳答题的套路(1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强

3、)，增大气液或固液接触面积。(2)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。(3)温度不高于 的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成(如浓硝酸 )挥发、 (如 H2O2、NH4HCO3)分解、 (如 Na2SO3)氧化或促进 (如 AlCl3)水解等，影响产品的生成。(4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法： 蒸发浓缩 (至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤 (冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥。(5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法:蒸发浓缩、 趁热过滤 (如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)

4、、洗涤、干燥。(6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器。(7)控制某反应的pH 值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀:调节pH 所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱 ，以避免引入新的杂质；pH 分离时的范围确定、范围过小的后果(导致某离子沉淀不完全)或过大的后果(导致主要离子开始沉淀)。例如除去含有Cu2+溶液中 Fe3+，向溶液中加入CuO 调节 PH 为 的原因？使溶液中Fe3+离子形成Fe(OH)3沉淀除去，而防止Cu2+沉淀。若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH 值(8)减压蒸馏 (减压蒸发 )的原因： 减

5、小压强， 使液体沸点降低，防止 (如 H2O2、浓硝酸、 NH4HCO3)受热分解、挥发。(9)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。(10) 检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若 ，则沉淀洗涤干净。(11) 洗涤的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。提高可溶性物质的产率(12) 洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作23 次。(13)冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。(14)乙醇洗

6、涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。(15)蒸发、 反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在 HCl 气流中进行。(16)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的气体(如氧气 )防止某物质被氧化。专题十二无机化工流程题3 【例 1】 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、 MgSiO3、 CaMg(CO3)2、 Al2O3和 Fe2O3 等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物Fe（OH）3Al(OH)3Mg(OH)2PH 3.2 5.2 12.4 部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH

7、由见上表，请回答下列问题：（1） “ 浸出 ” 步骤中，为提高镁的浸出率，该工业流程中采用的措施是，可采取的措施有（要求写出两条）。（2）第一次加NaOH 溶液调整pH 到 5.5 的目的是，滤渣I 的主要成分有。（3）从滤渣中可回收利用的主要物质有。（4）在实验室中从Mg(OH)2获得无水MgCl2的操作如下：把Mg(OH)2溶解在过量的（填试剂的名称）中，加热浓缩，冷却结晶，（填操作名称）可得到MgCl26H2O；（填具体操作），即可得到无水MgCl2。（5） Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：MgCl2+2NaClO3= Mg(ClO3)2+2NaCl

8、 已知四种化合物的溶解度（S）随温度（ T）变化曲线如下图所示：将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因：。按中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中，常伴有NaCl 析出，原因是：。除去产品中该杂质的方法是：。【练习 1】为了回收利用SO2，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气，制备硫酸锰晶体的生产流程，其流程示意图如下：专题十二无机化工流程题4 已知：浸出液的pH 2，其中的金属离子主要是Mn2，还含有少量的Fe2、Al3等其它金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀

9、时的pH 见下表：离子开始沉淀时的pH 完全沉淀时的 pH 离子开始沉淀时的 pH 完全沉淀时的pH Fe27.6 9.7 Al33.8 4.7 Fe32.7 3.7 Mn28.3 9.8 请回答下列问题：（1）写出浸出过程中主要反应的化学方程式：_ 。（2）写出氧化过程中主要反应的离子方程式：_ 。（3）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至 _。（4）滤渣的主要成分的化学式为_ 。（5）下列各组试剂中，能准确测定尾气中 SO2含量的是 _。（双选，填字母）A. 品红溶液B. 酸性 KMnO4溶液C. 碘水、淀粉溶液D. BaCl2溶液（6）已知废气中SO2浓度为 8g/m3

10、，软锰矿浆对SO2的吸收率为80%，则处理100 m3废气，可得到硫酸锰晶体（ MnSO4?H2O）质量为 _g。（可能用到的相对原子质量：H1、O16、S32、Mn 55）【练习2】难溶性杂卤石(K2SO4 MgSO4 2CaSO4 2H2O)属于 “ 呆矿 ” ，在水中存在如下平衡为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因：。(3) “除杂 ” 环节中，先加入溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入溶液调滤液PH 至中性。(4)不同温度下，K+的浸出

11、浓度与溶浸时间的关系是图14，由图可得，随着温度升高，(5) 有 人 以 可 溶 性 碳 酸 盐 为 溶 浸 剂 ， 则 溶 浸 过 程 中 会 发 生 ：: 已知 298K 时，Ksp(CaCO3)=2.80 10-9， Ksp(CaSO 4)=4.90 10-5，求此温度下该反应的平衡常数K( 计算结果保留三位有效数字)。专题十二无机化工流程题5 【练习 3】硫酸铅广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下：已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，还含有少量Ag、CaO 和其他不溶于硝酸的杂质。25时， Ksp(CaSO4)4.9 105，K sp(PbSO

12、4) 1.6 108。（1）已知步骤有NO 产生，浸出液中含量最多的阳离子是Pb2+。分别写出PbO、Pb 参加反应的化学方程式 _、_。（2）步骤需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余，目的是_。（3）母液可循环利用于步骤，其溶质主要是_ （填一种物质化学式），若母液中残留的SO42过多，循环利用时可能出现的问题是_ _。（4）产品 PbSO4还需用 Pb(NO3)2溶液多次洗涤，目的是除去_ _。（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和 Pb，充电时阴极的电极反应式为_ _。【练习 4】绿矾（ FeSO4 7H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是

13、以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：铁屑稀硫酸操作 II滤渣 I滤渣II通H2S至饱和酸化(pH=2 )，冷却操作 III操作IV操作 I溶解稀硫酸FeSO4 7H2O.查询资料，得有关物质的数据如下表：25时pH 值25时pH 值饱和 H2S 溶液3.9 FeS开始沉淀3.0 SnS 沉淀完全1.6 FeS沉淀完全5.5 （1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+，最好选用的试剂为。AKSCN 溶液BNaOH 溶液CKMnO4溶液D苯酚溶液（2） 操作 II 中， 通入硫化氢至饱和的目的是； 在溶液中用硫酸酸化至pH=2 的目的是。（3）操作 IV 的顺序依次为

14、、冷却结晶、。（ 4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质；。浸出铅浮渣15%硝酸浸出渣母液浸出液复分解滤渣40%硫酸洗涤PbSO4专题十二无机化工流程题6 （5）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：a.称取 2.850g 绿矾产品，溶解，在250mL 容量瓶中定容；b.量取 25.00mL 待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为（填仪器名称）。判断此滴定实验达到终点的方法是。计算上述样品中FeSO4 7H2O 的质量分数为。（

15、结果保留3 位有效数字）（FeSO4 7H2O 的式量为 278）若用上述方法测定的样品中FeSO4?7H2O 的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有；。【练习 5】NiSO4 6H2O 是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：Cu、Zn、 Fe、Cr 等杂质）为原料获得。操作步骤如下：废渣H2SO4调 pH过滤滤液INa2S过滤滤液IIH2O2过滤NaOH滤液IIINa2CO3操作I NiSO4 H2O6(1)加 Na2S 的目的是除去铜、锌等杂质，请写出除去Cu2+的离子方程式 _ (2) 加 6%的 H2O2时，温度不能过高，其目的是：。(3) 除铁方法：用H2O2充分氧化后，再用NaOH 控制 pH 值 24 范围内生成氢氧化铁沉淀。在上述方法中，氧化剂可用NaClO3代替，请写出用氯酸钠氧化Fe2+的离子方程式为：_