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无机流程题中的常见问题及标准化解答 姓名 一，概述：一般来说，流程题两类：一是从混合物中分离、提纯某一物质；二是就是利用某些物质制备另一物质。基本分为三阶段：（部分题目附加少量的产品应用与纯度分析的问题）例题：用含有A1203、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备A12(SO4)318H2O。工艺流程如下(部分操作和条件略):解决流程题，一般要搞清楚：原料是什么？找出要得到的主要物质是什么，混有哪些杂质？认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物？该试剂是否过量？需要知道离子反应方程式或方程式或者关系式吗？每一步操作的目的是什么？知道了目的，我们可以由此判断加什么试剂或如何操作！ 一些基本实验如何操作？关键仪器或用品有哪些？掌握它们的标准化答案以及灵活运用。【2014江苏16】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Al2O3、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。粉煤灰酸浸过滤调pH=3.6过滤H2SO4溶液CaCO3粉末含SO2烟气滤渣SO2滤渣吸收热分解酸浸时反应的化学方程式为 ； 滤渣的主要成分为 （填化学式）。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偏小，将会导致碱式硫酸铝化学式中x (填偏大、偏小或不变）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（离子方程式表示）： 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”）。含碘废液还原操作X氧化富集Na2SO3溶液Cl2CCl4I2【2014江苏19】从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I等）中回收碘，其实验过程如下：向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I，其离子方程式为 ；该操作将I2还原为I的目的是 。操作X的名称为 氧化时，在三颈烧瓶中将含I的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在40左右反应（实验装置如右图所示）。实验控制在较低温度下进行的原因是 ；锥形瓶里盛放的溶液为 。已知：5SO32 + 2IO3 + 2H = I2 + 5SO42 + H2O。某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I、IO3中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I、IO3的实验方案（实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。）：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在； ； 。二，常见问题的标准化解答1，原料处理阶段常用方法矿石研磨（磨矿）：增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分溶解 酸浸：在酸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溶解过程碱浸：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）等水浸：与水接触反应或溶解浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)灼烧、焙烧、煅烧：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质：如海带中提取碘；改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解问题1：对原料处理阶段通常采用酸浸或碱浸，如何加快反应速率？问题2：哪些措施可以提高浸出率？问题3：实验室灼烧固体用什么仪器？2，分离提纯阶段：将某些离子沉淀除去除杂等。沉淀的方法有两类，一是直接加入某种沉淀剂。问题来了：此时如何检验该离子已经沉淀完全？标准化答案：静置，向上层清液中继续加入 二是调节pH使离子沉淀或得到产品。 问题又来了：此时如何检验该离子已经沉淀完全？标准化答案（以将Mg2+中的Fe3+沉淀完全为例）： ，加入 ,若 ，已沉淀完全。如：某些物质开始沉淀（以浓度为1molL1 为例）和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe3+: Fe(OH)32.73.7Fe2+: Fe(OH)27.69.6Mn2+: Mn(OH)28.39.8Al3+: Al(OH)34.15.2问题来了（1）：若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？ 答： 调节pH所用的物质一般应满足什么要求？两点：能与H或OH-反应，使溶液pH改变；不引入新杂质或产生的物质是产品或有价值的副产物。例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入 等物质来调节溶液的pH。 如果pH偏小会导致什么情况？思考方向：加入H+会和什么反应？如果pH偏大会导致什么情况？思考方向：加入NaOH会和什么反应？引起什么后果？3,获得产品阶段的常见考点：如果产品存在于溶液中，如何获得固体产品？两种情况：若溶液是单一溶质，而且溶质稳定不易分解，不含结晶水，或者溶质溶解度随温度变化比较小，则采用： ；若溶质是不稳定易分解或含结晶水的，则采用： 当溶液中有两种或以上溶质时，要得到溶解度受温度影响小的溶质：蒸发浓缩，趁热过滤要得到溶解度受温度影响大的：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。过滤一定要使用的玻璃仪器有哪些？ 何时采用趁热过滤？ 温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来，用趁热过滤；有的物质的溶解度随温度的升高而减小如Ca（OH）2，要除去它也需要趁热过滤。标准化解答：防止温度降低，析出，使中混入较多。如何洗涤沉淀？（用水洗） 有时洗涤固体时要求使用特殊的洗涤剂如冰水、热水、无水乙醇或乙醚等，如何回答原因？标准化化解答：洗去晶体表面的杂质，同时 （减少的溶解损失；乙醇或乙醚沸点较低，便于低温干燥，防止分解） 若固体是废弃物，用热水洗涤的目的就是使附着在固体表面的充分溶解，提高产率。如何检验沉淀是否洗涤干净？标准化答案： 4，有关特殊的反应条件控制的考点为什么要控制温度在t?（有时是较高温度，有时是较低温度，作答要注意区别！）参考以下方向解答：提高反应速率？使和充分反应，提高浸出率？使。平衡向。方向移动，提高的转化率或产率？该温度下催化剂活性最高？防止（如H2O2、NH4HCO3、浓硝酸等）受热分解？（较低温度）促进水解，聚沉后利于过滤分离？（较高温度）防止水解？（较低温度）除去溶解在溶液中的某种气体（或减小某气体溶解度）？（较高温度）增加某种气体的溶解度？（较低温度）防止温度（过高或过低）生成副产物？（如实验室制取乙烯需控温170左右）如何从MgCl26H2O中得到无水MgCl2？ 为什么要水浴加热？ 三，应用训练 1.从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：（1）步骤中废渣的主要成分化学式是 ，中X试剂为 。（2）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，将分液漏斗于铁圈上静置，当液体分层后，接下来的操作是 。（3）、的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）。R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层）2RAn（有机层） + nH2SO4 (水层) 为提高中萃取百分率，可以采取的措施有 。（4）请完成中的反应离子方程式： ClO3- + （ ） + （ ） = VO3+ + （ ） + （ ）（5）25时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1钒沉淀率%88.194.896.598.098.898.896.493.189.3结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳pH为 。（6） 该工艺流程中，可以循环利用的物质有 。2.以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：（1）反应I前需在FeSO4溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的Fe3+。A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.H2（2）反应需控制反应温度低于35，其目的是 。（3）工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 （4）反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极电极反应可表示为 。3. 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，温度不能太高，原因是： 发生反应的化学方程式为 。（3） 滤渣2 的成分是 (填化学式)。（4） 煅烧在800下进行，若产生了一种能使品红溶液褪色的气体，写出可能的反应方程式：4. 柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO47H2O)通过下列反应制备：FeSO4+Na2CO3= FeCO3+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7 = FeC6H6O7+CO2+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL-1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31. 13. 2Al33. 05. 0Fe25. 88. 8（1）制备FeCO3时，选用的加料方式是 (填字母)，原因是 。 a将FeSO4溶液与Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中b将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中c将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中（2） 生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是 。 （3）将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80下搅拌反应。铁粉的作用是 。反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是 。（4）最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。（5）某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3 ) 出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO47H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应， ，得到FeSO4 溶液； ，得到FeSO47H2O 晶体。5.实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下：(1) 铜帽溶解时加入H2O2 的目的是 (化学方程式表示)铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2 除去。除去H2O2 的简便方法是 (2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=34，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下： 2Cu2+4I=2CuI(白色)+I2 2S2O32 +I2=2I+S4O62 滴定选用的指示剂为 ，滴定终点观察到的现象为 若滴定前溶液中的H2O2 没有除尽，所测定的Cu2含量将会 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(3)已知pH11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液生成Zn(OH)42-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1. 0 molL-1计算)。开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31. 13. 2Fe25. 88. 8Zn25. 98. 9实验中可选用的试剂：30%H2O2、1. 0 molL-1HNO3、1. 0 molL-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为： ； ；过滤； ；过滤、洗涤、干燥；900煅烧。6. 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。7.平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等）。某课题小组以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)4和硫酸铁铵矾：废玻璃粉末NaOH溶液滤液A过滤滤液B滤渣B滤渣A稀硫酸过滤稀硫酸、H2O2氧化混合保温80加热蒸发操作作。硫酸铁铵矾硫酸铵溶液（热浓）反应含Ce3+的溶液加碱Ce(OH)3的悬浊液O2Ce(OH)4产品已知：酸性条件下，铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式，Ce3+易水解，Ce4+有较强氧化性；CeO2不溶于稀硫酸；硫酸铁铵矾Fe2(SO4) 3(NH4) 2SO424H2O广泛用于水的净化处理。 （1）滤液A的主要成分 （填写化学式）。（2）写出反应的离子方程式 。（3）反应之前要洗涤滤渣B，对滤渣B进行洗涤的实验操作方法是 。（4）稀土元素的提纯，还可采用萃取法。已知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，过程表示为Ce2(SO4)3 (水层)+ 6HT(有机层)2CeT3 (有机层）+3H2SO4(水层) ，分液得到CeT3 (有机层），再加入H2SO4 获得较纯的含Ce3+的水溶液。可选择硫酸作反萃取剂的原因是 。