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专题讲座四无机化工流程题复习策略与解题方法指导工业生产流程主线规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制热点题型探究热点1碱金属及其矿物的开发利用【例1】碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO等杂质，提纯工艺流程如下：已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：回答下列问题： (1)滤渣的主要成分为_。(2)“趁热过滤”的原因是_。(3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是_(写出一种)。(4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是_。(5)已知：Na2CO310H2O (s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H1532.36 kJmol1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H2O(g)H2473.63 kJmol1写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式_。迁移应用1 锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：已知：部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH273796完全沉淀pH374711Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：温度/010 20 50 75 100Li2CO3的溶解度/g153914061329118108660728请回答下列问题：(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：。(2)反应加入碳酸钙的作用是_。(3)写出反应中生成沉淀A的离子方程式：_。(4)反应生成Li2CO3沉淀，写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称_，洗涤所得Li2CO3沉淀要使用(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是_。(5)电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_。热点2镁、铝及其矿物的开发利用【例2】高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下：过氧化氢/氨水 硫酸铝溶液 (1)“除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2。检验Fe2是否除尽的实验操作是_。(2)通常条件下KspFe(OH)34.01038，除杂后溶液中c(Fe3)约为_。(3)配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是_。(4)“结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止，冷却结晶，得到铵明矾(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是_。(5)“分离”操作名称是_(填字母代号)。A蒸馏B分液C过滤(6)测定铵明矾组成的方法是：a称取0.453 0 g铵明矾样品，高温灼烧，得Al2O3固体0.102 0 g；b称取0.453 0 g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的BaCl2溶液，经陈化、过滤、灰化，得BaSO4 0.465 9 g。 c称取0.453 0 g铵明矾样品，加入足量的NaOH溶液，加热，将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.017 0 g。则铵明矾的化学式为_。迁移应用2 镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na、Mg2、Cl、Br等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：回答下列问题：(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_。(2)从过程得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2 ，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有溶液的烧杯中，充分搅拌后经、(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。(3)下图是该兴趣小组设计进行过程的实验装置图：其中装置A的作用是_。(4)写出过程中发生反应的化学方程式_。热点3铁、铜及其矿物的开发利用【例3】(2011江苏，16)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：回答下列问题：(1)在一定条件下，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，尾气中污染空气的气体为_。(写化学式)。迁移应用3 工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl)，其工艺流程如下图所示：试根据上图转化回答下列问题：(1)工业生产Cl2时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是_。(2)还原过程中的产物为NaCuCl2，试写出反应的化学方程式_。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl？(已知Cu2Cu2Cl=2CuCl)_。(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是_，加入NaCl且过量的原因是_。(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_。(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的离子方程式_。无机化工流程题练1活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)2pH3.26.78.09.7(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是_。(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2、SO，另含有Fe2、Cu2等杂质。先加入_(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2的浓度为0.009 molL1，则每升溶液中至少应加入_mol KMnO4。(3)杂质Cu2可利用置换反应除去，应选择的试剂是_。(4)“沉淀”得到ZnCO32Zn(OH)2H2O，“煅烧”在450500 下进行，“煅烧”反应的化学方程式为_。2以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图：回答下列问题：(1)酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是_。(2)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为_。(3)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示，产品的化学式为，为了获得产品，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是、趁热过滤、洗涤、干燥。(4)检验产品晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是_，进一步提纯产品的方法是_；(5)步骤中可选用_(填序号)试剂调节溶液的pH。A稀硝酸 B双氧水 C氨水 D高锰酸钾溶液3有关钴和铁化合物的性质见下表分子式溶度积Ksp沉淀完全时的pH氯化钴晶体的性质Co(OH)25.910159.4CoCl26H2O呈红色，常温下稳定。110120 时脱水变成蓝色无水氯化钴。Fe(OH)21.610149.6Fe(OH)31.110363.7用含钴废料(含少量铁)可制备氯化钴：Co2HCl=CoCl2H2。工艺流程如下：试回答： (1)“净化除铁”中，写出加入H2O2时反应的离子方程式 _。(2)步中用Na2CO3调pH4的原因是_。(3)“滤液”中所含主要溶质的化学式是。(4)为防止CoCl26H2O脱水，“干燥”时可采用的方法或操作是_。4铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：(1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为_。(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y可溶于过量盐酸，形成黄绿色的溶液，写出Y与盐酸反应的化学方程式：_。(3)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O的工艺流程如下：已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为9.7、3.2、6.4。试回答下列问题：试剂F应选用。(填编号)ACl2 BNaClO CHNO3 D浓硫酸理由是_。为了获得CuCl22H2O晶体，对滤液B进行的操作是：蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线(如下图)，“趁热过滤”得到的固体是_。5我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程：冶炼中的主要反应：Cu2S+O22Cu+SO2(1)烟气中的主要废气是，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是_。(2)电解法精炼铜时，阳极是(填“纯铜板”或“粗铜板”)；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽(填“阳极”或“阴极”)的槽底，阴极的电极反应式是_。(3)在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。几种物质的溶度积常数(Ksp)物质Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Cu(OH)2Ksp8010-164010-383010-172210-20调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度的Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是。一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4左右，加入H2O2的目的是_。加入H2O2后发生反应的离子方程式为_。6某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：软锰矿：MnO2含量65%，SiO2含量约20%，Al2O3含量约4%，其余为水分；闪锌矿：ZnS含量80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如右图所示。请回答下列问题：(1)反应的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。试完成反应中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式：MnO2 + CuS+ =+ CuSO4+。(2)反应加入适量锌的作用是_；如果锌过量，还会进一步发生反应的离子方程式为_。(3)反应要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3，中和过量的H+所使用的物质是，调节的pH范围是(pH数据见下表)。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Zn(OH)2开始沉淀pH234054完全沉淀pH415280 (4)本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、MnCO3和。金属及其化合物的综合推断题练1A、B、C、X均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。(1)若X是强氧化性气体单质，则A可能是_(填序号)。aC bAl cNa dMg(2)若X是金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO3溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，X在A中燃烧产生棕黄色的烟。B的化学式为_；C溶液在贮存时应加入少量X，理由是(用必要的文字和离子方程式表示) _；检验此C溶液中金属元素的操作方法是_；向C的溶液中加入氢氧化钠溶液，现象是_；请写出此过程中属于氧化还原反应的化学方程式_。(3)若A、B、C均为含有同种金属元素的化合物，X是强酸或强碱，则B的化学式为_，反应的离子方程式为_或_。2现有一份由C、Al、Fe、Fe2O3、CuO中的几种物质组成的混合物粉末，某校化学课外小组取样品进行了如下实验(其中部分产物已略去)： (1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)_。(2)Z为一种或两种气体：若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式为_。若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量H2O，则Z中两种气体的化学式是_。(3)向Y中通入过量Cl2，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)_。阳离子KNaCu2Al3阴离子SOHCONOOH3北京时间2011年3月11日13时46分，日本本州岛东部发生里氏9.0级大地震，地震带来凶猛的海啸，造成大量人员伤亡，部分城市供水中断，公路、铁路交通瘫痪。饮水安全在灾后重建中具有极其重要的地位，某研究小组提取三处被污染的水源进行了如下分析，给出了如下实验信息：其中一处被污染的水源含有A、B两种物质，一处含有C、D两种 物质，一处含有E物质，A、B、C、D、E为五种常见化合物，均由下表中的离子形成：为了鉴别上述化合物，分别完成以下实验，其结果是将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；进行焰色反应，只有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃)；在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加入过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中产生白色沉淀；将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成。根据上述实验填空：(1)写出B、D的化学式：B_，D_。(2)写出D、E发生反应的离子方程式：_。(3)将含1 mol A的溶液与含1 mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物为_。(4)C常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理：_。4已知A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。试回答下列问题： (1)若反应均为溶液中的置换反应，A、D、E为常见金属单质，则A、D、E的还原性由强到弱的顺序为_，请写出满足以上要求的离子方程式：反应_，反应_。(2)若反应均为复分解反应，且A、E均为常见的碱，溶液中形成的D是白色沉淀，请写出满足要求的化学方程式：反应_，反应_。(3)若B是水，C是一种具有磁性的化合物，E是一种无色无味的有毒气体，则反应的化学方程式是_。5A、B、C、D、E是中学常见的5种化合物，A、B是氧化物，元素X、Y的单质是生活中常见的金属，相关物质间的关系如下图所示。 (1)X的单质与A反应的化学方程式是_。(2)若试剂1是NaOH溶液，X的单质与试剂1反应的离子方程式是_。(3)若试剂1和试剂2均是稀硫酸。检验物质D的溶液中金属离子的方法是_。将物质C溶于水，其溶液呈酸性，原因是(用离子方程式表示)_ _。某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的。工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠为原料来制备Y(OH)SO4，反应中有NO生成，该反应的化学方程式是_。6图中的物质均是中学化学中常见的物质，甲、乙均是离子化合物，且阴、阳离子个数比均为11。甲是发酵粉的主要成分，乙是一种常用的化肥。B、D在常温常压下是气体。请回答下列问题： (1)甲的俗名是_。(2)向A、D物质的水溶液中分别滴入酚酞试液后，溶液均显红色，说明溶液均显_(填“酸”或“碱”)性，其原理是否相同？_(填“相同”或“不相同”)，请用必要的文字加以解释并写出离子方程式：_。(3)向饱和氯化