化学实验与工业流程相结合归纳(2).doc

叙永二中高三化学二轮复习 专题一 工艺流程题化学工艺流程题是最近几年出现的并逐步取代无机框图推断题的一种新题型，是近几年高考的热点，所占的分值也相当重，但此类试题陌生度大，能力要求高，试题文字量大，它以工业生产实际和化学实验密切相关的物质制备、分离和提纯为中心，以流程图为信息背景，以物质的性质和转化为考查点，将实验、元素及其化合物和化学理论等内容有机结合，具有直观、形象、一目了然的特点。此类试题一般难度较大，是卷化学实验的重头戏。同学们作答这类题，最重要的是要克服畏惧心理，认真审题，找到该实验的目的。一般来说，流程题只有两个目的：一是从混合物中分离、提纯某一物质；另一目的就是利用某些物质制备另一物质。一、对于实验目的为从混合物中分离、提纯某一物质的题目。当遇到这一类题时，一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，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，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。这里特别提一提蒸发与结晶 。蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用何种方法,主要取决于溶质的溶解度。有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大，如NH4NO3、KNO3等物质,在蒸发过程中比较难析出来，所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小，如NaCl、KCl等，有少数物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca（OH）2要使它们析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。例如NaCl 和KNO3 混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl ,母液中是KNO3 和少量NaCl 。如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是KNO3 ,母液中是NaCl 和少量KNO3。如果是除杂，杂质所含的量比较少，一般是让主要物质析出来。如KNO3溶液中含少量NaCl，常用升温冷却结晶法，再经过过滤、洗涤、烘干（不同的物质在烘干时采取的方法不同），就可得到 KNO3固体了。如果NaCl溶液中含少量 KNO3，则用蒸发浓缩结晶法.，这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质，主要原因是如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来。二、对于目的为制备某一物质的流程题，要求学生注意以下几个方面：1、明确题目目的是制什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。只有知道了实验目的，才能非常清楚的知道整个流程的意义所在，题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质（由题目信息获得或根据所学知识判断），则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况：如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca（HCO3）、KMnO4、AgNO3、HNO3（浓）等物质。如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu（NO3）2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO；而像Al2 ( SO4 ) 3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是挥发性物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。 如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，如：含Fe2+、SO32-等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水（潮解或发生反应）而变质的物质（如NaOH固体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。2、寻找在制备过程中所需的原料，写出主要的化学反应方程式或制备原理，从中了解流程图。从近几年的高考题目中会发现，大多数题目都会给出制备物质时所需的原料，但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。所以在明确了实验目的之后，再写出主要的反应方程式，观察有没有副产品，如果有，剩余的步骤就是分离提纯了。解答工艺流程类试题要从以下五个方面入手： (1)浏览题中的工艺流程图，提取有用的信息，了解生产的产品，分析流程中将原料转化为产品的主要生产原理，推断并写出相关化学反应方程式。 （2）分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A、反应物是什么 B、发生了什么反应 C、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。(2)解决分离提纯产品的步骤。选择分离提纯的实验方法(如过滤、蒸发、分液、蒸馏等)，掌握主要仪器和主要操作。 (3)根据数据，结合化学平衡移动原理，从温度、压强和浓度等方面分析其对反应速率、化学平衡、转化率有何影响，找到能使反应正向移动的条件，计算出产品的产率和反应物的转化率。 (4)以综合生产效益及绿色化学，从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生、是否可循环利用，能源成本，对设备的要求，环境保护，减少污染，废物利用为主线，评价方案的优劣。 (5)考虑原料的来源和经济成本。通过对原料价位的思考优化方案。常见文字叙述套路：技法指导 化工流程类题目中“表述性词汇”的作用， 化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们所应考虑的答题角度。通常用到的表述性词语为： (1) “控制较低温度”常考虑物质的挥发、物质不稳定易分解和物质转化等。 (2) “加过量试剂”常考虑反应完全或增大转化率、产率等。 (3) “能否加其他物质”常考虑会不会引入杂质或影响产物的纯度。 (4) “分离”、“提纯”常考虑蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、萃取、分液和蒸馏等常规操作。 (5) “溶液呈酸性或碱性”考虑电离或水解产生的H或OH，是促进还是抑制电离或水解。 (6) “利用率”常考虑经济性或环保性。 (7)“在空气中或在其他气体中”主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。 （8）洗涤沉淀：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2-3次。(9)“判断沉淀是否洗净”常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。 (10)“检验某物质的设计方案”通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。 (11)“控制pH”常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。 (12)“用某些有机试剂清洗”常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。注意：（1）在写某一步骤是为了除杂是，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。（2）看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。【知识积累一】化工生产主要解决六方面问题：1、 解决将原料转化为产品的生产原理；2、 除去所有杂质并分离提纯产品；3、 提高产量与产率；4、 减少污染，考虑 “绿色化学”生产；5、 原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；6、 生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题化学工艺流程题，一般也就围绕这六个方面设问求解。要准确、顺利解答工艺流程题，学生除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外，最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。【知识积累二】常见与工业生产有关的化学反应传统工业不能丢 工业制粗硅 制漂白粉 工业制硫酸 合成氨工业 工业制硝酸 氯碱工业 工业制玻璃 工业制纯碱 【知识积累四】工业流程题中常用的关键词原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水）灼烧（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： 如海带中提取碘酸：溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）碱：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）氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子氧化物：调节PH促进水解（沉淀）控制PH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度 解题方法：（首尾分析法）流程图的呈现特点：主要有以物质名称、操作名称和设备名称三种形式。对工艺流程试题,首先对比分析生产流程示意图中的原材料与产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答.【练习1】聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：根据流程图回答下列问题：“煅烧”的目的是_。配制质量分数15的盐酸需要200 mL 30的浓盐酸（密度约为1.15 gcm3）和_ g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_。加少量铝粉的主要作用是_。“调节溶液pH在4.24.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_；“蒸发浓缩”需保持温度在90100，控制温度的实验方法是_。解析：对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料高岭土中的杂质，二是将Al203利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的Al203不溶于酸，必须经煅烧改变结构。该题经这样分析，题设的所有问题的答案并在分析之中。参考答案：（1）改变高岭土的结构，使其能溶于酸。（2）230；量筒 。（3）Al203+6H+ = 2Al3+3H2OFe2O3+6H+ = 2Fe3+3H2O（4）除去溶液中的铁离子； （5）pH计（或精密pH试纸）；水浴加热点评 首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法，这种方法的特点：简单、直观，很容易抓住解题的关键，用起来方便有效。使用这一方法解题，关键在于认真对比分析原材料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题，也就可解答了。【练习2】（07上海）将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO42H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO42H2O、KCl外，还需要 等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式： （3）过滤操作所得固体中，除CaCO3外还含有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。（4）过滤操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32的方法是： 。（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（）02060K2SO4溶解的量(g)7.411.118.260时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0，可析出K2SO4晶体 g（6）氯化钙结晶水合物（CaCl26H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a 熔点较低（29熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是： 。答案：（1）CaCO3 NH3 H2O；（2）CaSO4CO32CaCO3SO42；（3）CaSO4（4）滤液中滴加盐酸产生气泡；（5）54g；（6）a d（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）解析：此题是一道以工业生产为背景的实验题，考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。从生产流程图可以看出，所需原料除CaSO42H2O、KCl外，还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶的，碳酸钙是难溶的，因此石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵，生成的碳酸钙中混有石膏。碳酸根的检验可用酸化的方法，若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不不变，查表可知不同温度下的溶解度，先求出591饱和液中含有的水是500g，在0可溶解硫酸钾37g，所以析出晶体54g。作为储热材料，要求能在室温左右的温度下工作，且对人体无害，故选ad；绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物，原子利用率高，因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用【知识积累五】化工生产的主要操作：过滤、结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。其中结晶应注意：（1）当溶液是单一溶质时 所得晶体不带结晶水（如NaCl、K NO3）： 蒸发、结晶 所得晶体带结晶水（如CuSO4.5H2O、摩尔盐即硫酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO46H2O）： 蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶，过滤（2）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：浓缩（结晶），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，过滤绿色化学理念：（1）环境污染问题；（2）原子的经济性；（3）节约能源（包括使用催化剂）；（4）原料应是可再生的（或者可循环使用）；（5）工艺的安全性【练习3】.胆矾是一种常见的化合物，工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料。现有废铜（主要杂质为Fe）来制备胆矾。有人设计了如下流程：pH值控制可参考下列数据物 质开始沉淀时的pH值完全沉淀时的pH值氢氧化铁2.73.7氢氧化亚铁7.69.6氢氧化铜5.26.4请根据上述流程回答下列问题：（1）A物质可选用_（填字母）。a稀H2SO4 b浓H2SO4/ D c浓FeCl3溶液 d浓HNO3 （2）I中加H2O2的目的_。（3）II中加Cu2（OH）2CO3的目的是_；其优点是_。（4）III加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为_。（5）V中加H2SO4调节pH=1是为了_。（6）V到VI的操作是 （7）某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想，需作改进，其理由是_。如何改进_。答案：.（1）b； （2）将亚铁离子氧化为铁离子； （3）中和过量的硫酸，调节溶液的pH，使Fe3+水解完全而沉淀；不引入新的杂质； （4）Fe3+3H2O=Fe（OH）3+3H+；（条件：加热） （5）抑制Cu2+的水解 （6）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（7）产生污染环境的二氧化硫，硫酸利用率低；加热，并在稀硫酸中通入氧气。（其它合理答案，酌情给分）【课后巩固】1明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列填空： (1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28g氨）_mL，用规格为_mL量筒量取。(2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K、SO42外，还有大量的NH4。检验NH4的方法是_。(3）写出沉淀物中所有物质的化学式_。(4）滤液I的成分是水和_。(5）为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，请完善下列步骤：称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量_溶液，产生白色沉淀。_、_、_(依次填写实验操作名称)。冷却、称重。(6）若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：_mol（用含有m、n的代数式表示）。2（09年上海化学27）实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：（1）溶解大理石时，用硝酸而不同硫酸的原因是 。（2）操作的目的是 ，溶液A（溶质是共价化合物）是 。（3）写出检验滤液中是否含铁离子方程式： 。（4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式： 。写出滤液B的一种用途： 。（5）CaO2中一般含CaO。试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。试剂：氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞 仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤： ；加入 ；加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定。（6）若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1mL溶液为25滴），则相对误差为 。3. 亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：溶解NaClO3 H2O溶解稀H2SO4ClO2发生器SO2和空气混合气吸 收160g/LNaOHH2O2过滤滤液NaClO23H2O已知：NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO23H2O。ClO2的沸点为283K，纯ClO2易分解爆炸，常用稀有气体或空气稀释防止爆炸性分解HClO2在25时的电离常数与硫酸的第二步电离常数相当，可视为强酸。（1）160 gL1NaOH溶液的物质的量浓度为_。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个数据是_。（2）ClO2发生器中所发生反应的化学方程式为_。发生器中鼓入空气的作用可能是_（选填序号）。(a)将SO2氧化成SO3，增强酸性；(b)稀释ClO2以防止爆炸；(c)将NaClO3氧化成ClO2（3）吸收塔中为防止产生NaClO2被继续还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2处，还可以选择的还原剂是_（填序号）ANa2O2BNa2SCFeCl2DKMnO4（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是_。（5）从滤液中得到NaClO23H2O粗晶体的实验操作依次是_（选填序号）。A蒸馏B蒸发C灼烧D过滤E冷却结晶（6）从滤液中得到NaClO23H2O晶体还必须进行的操作是_（填操作名称）。2、（1）4 molL1；溶液的密度；（2）2NaClO3SO2H2SO42ClO22NaHSO4 或2NaClO3SO22ClO2Na2SO4（2分）b；（3）A；（4）定吸收塔内溶液的pH；（5）BED或ED；（6）重结晶4. 蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是_。氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH1.53.39.4（2）进行操作时，控制溶液pH78（有关氢氧化物沉淀的pH见右表），Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量可能会导致_溶解、_沉淀。（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入_（填入物质的化学式），然后_（依次填写实验操作名称）。（4）物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是_（填写物质化学式）。（5）现设计一个实验，确定产品aMgCO3bMg(OH)2cH2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤（可用试剂：浓硫酸、碱石灰）：样品称量 高温分解 _ _ MgO称量（6）18.2 g产品完全分解后，产生6.6 g CO2和8.0 g MgO，由此可知，产品的化学式中：a_，b_，c_。5回收的废旧锌锰于电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等)，由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。根据上图所示步骤并参考表格数据，回答下列问题。（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为 。（2）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是_。（3）过滤I所得滤液经氧化后，需加入NaOH溶液调节pH约为5.1，其目的是_。（4）过滤所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn2+氧化得到MnO2，反应的离于方程式为 。（5）实验室进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器有 。6.以黄铜矿（主要成分是CuFeS2，含少量杂质SiO2）为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来，湿法炼铜有了新进展，科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐： 4CuFeS22H2SO417O24CuSO42Fe2(SO4)32H2O某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下：黄铜矿粉固体A加入试剂a反应反应加入试剂b滤液操作绿矾反应Cu反应反应过滤回答下列问题：（1）固体A的成分为 （写化学式）；（2）写出反应的化学方程式 ；（3）试剂a为 ，试剂b为 ；（4）欲从溶液中获得绿矾晶体，分离操作应为 、 、 。答案：1【解析】（1）根据稀释前后溶质质量不变得：0.5L39.2g/Lv251.28g/L，v0.078L78mL。为了减少误差，最好选用与氨水的实际体积稍大一点的量筒即可。（2）NH4的检验方法是先将NH4中加入强碱，使之转化为NH3，然后检验NH3：用润湿的红色石蕊试纸放在向移的试管口，试纸变蓝色，说明有氨气放出，原物质中含有铵根离子。（3）Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4，根据题意明矾石中含有Al2O3、Fe2O3，所以沉淀物为Al(OH)3、Al2O3和Fe2O3。（4）由于明矾石的组成与明矾相似，所以滤液的成分中含有K2SO4和反应后生成的(NH4)2SO4以及水。（5）混合肥料中含有K2SO4和(NH4)2SO4，要产生白色沉淀，加入的溶液为BaCl2或Ba(NO3)2溶液，以后的操作为：先将混合液过滤，然后洗涤，最后干燥，冷却后称量。（6）根据题意有：174n(K2SO4)132n(NH4)2SO4=mg，再由SO守恒得：n(K2SO4)n(NH4)2SO4=nmol ，n (K2SO4) mol。【答案】(1)78；100。(2)取滤液少许，加入NaOH，加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(3)Al(OH)3；Al2O3；Fe2O3。(4)K2SO4；(NH4)2SO4。(5)BaCl2；过滤；洗涤；干燥。(6)mol。2解析：(1)H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，附着在CaCO3的表面，阻止反应进一步发生。(2)溶液A应呈碱性且溶质为共价化合物，故溶液A是氨水，目的是除去Fe3。(3)Fe3能与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3，用此反应物质来检验Fe3的存在。(4)滤液B的主要成分是NH4NO3，可用于制造化肥。(5)首先称量固体的质量，再加入过量的盐酸标准溶液，过量的盐酸再用NaOH标准溶液滴定。(6)半滴溶液的体积为mL，则相对误差为100%0.1%。答案：(1)硫酸钙微溶于水(2)除去溶液中Fe3氨水(3)取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3；或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3(4)Ca2CO=CaCO3作化肥(5)称量过量的标准盐酸(6)0.1%3、（1）4 molL1；溶液的密度；（2）2NaClO3SO2H2SO42ClO22NaHSO4 或2NaClO3SO22ClO2Na2SO4（2分）b；（3）A；（4）定吸收塔内溶液的pH；（5）BED或ED；（6）重结晶4、Fe3+ 、Al3+；Al(OH)3，Mg(OH)2；NaOH，过滤、洗涤、灼烧；CO2；测出CO2的质量；测出水蒸气的质量；3、1、3。解析(1)蛇纹石矿被盐酸溶解 (SiO2不与盐酸反应。以固体形式先被除去，这时溶液中的、Fe3+、A13+是杂质。且该溶液呈强酸性。需除去Fe3+、A13+、H+(2)从流程图中可看出是将Fe3+、A13+转变成Fe(OH)3、(0H)3沉淀。但除Fe3+、A13+的过程中一定不能损失Mg2为达到这个目的。题示应用的原理是水解，只要加入一种能消耗H的物质，就能使上述水解平衡向水解方向移动题给方案是加Ca(0H)2的方法，先加入适量的Ca(0H)2，将Fe3+沉淀，要求pH33，这时可以得到Fe(0H)(即沉淀物A，其中含少量氢氧化铝沉淀)，过滤后再继续加Ca(OH)2，使Al3+转变为Al (0H)3沉淀(即沉淀物B)。这一步加入的Ca(0H)2不能太多。需将溶液的pI-I控制在78以内若pH小于7，则AP不能完全沉淀；若pH过高。则将导致生成的Al(0H)3又溶解。同时Mg2+也会转化为沉淀而损失掉最后先将Mg2+转化成Mg(HCO3)2。再在控制加热的条件下利用水解原理生成碱式碳酸镁。在此过程中是可重复使用的(3)制纯净的o3时应将其中含有的少量(0H)3除去除(OH)3的方法是利用它能溶解在强碱中。而Fe(0H)3不溶的性质(OH)3溶解后的操作是过滤、洗涤、灼烧(5)是确定碱式碳酸镁组成的实验方案，原理是口MNXhbMg(OH)2cH2o塑(n+6)MgO+aCCh十+(b+c)H2O需测定的数据有：样品的质量，MgO的质量，生成的O32的质量(或体积)，生成的水的质量(6)rt-t(样品)=182gm(o32)=66gm(Met3)：80gm(H2O)=182g一66g一80g=36gn(MgO)：潞=02moln(CCh)=潞66：015mol(H20)砸3602mol从而得a：b：c=015：005：015=3：1：3。即a=3。b：1。c=356（共9分）（1）Fe(OH)3 、CuO（2分） （2）CuSO4 + Fe Cu + FeSO4 （2分） （3）稀H2SO4，铁粉（2分） （4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（3分）专题四 无机化工流程题复习策略与解题方法指导一、解题策略化工流程中常见的操作与名词化工流程题目在流程上一般分为3个过程：(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词加快反应速率溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸：与水接触反应或溶解浸出：固体加水(酸)溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化)酸浸：在酸溶液中反应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灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点调pH值除杂a控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？提示：先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3，再调溶液的pH到3.7。b调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。例如：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。试剂除杂加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯氏制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动萃取(3)获得产品阶段的常见考点洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。重结晶(4)其他常见考点化学方程式实验仪器计算信息 二、热点题型探究热点1碱金属及其矿物的开发利用例1(2012广东理综，32)难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO2H2O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的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。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：CaSO4(s)COCaCO3(s)SO已知298 K时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，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)。答案(1)Mg(OH)2CaSO4(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2浓度减小，平衡正向移动，K增多(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸平衡向右移动K的溶浸速率增大(5)CaSO4(s)COCaCO3(s)SO的平衡常数K，据Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO)，c(CO)，则有K1.75104。解析解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。(1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2)减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c(Ca2)与c(SO)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K留在滤液中。(3)滤液中含有Ca2、OH，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。(4)由图可知，随着温度升高，溶浸平衡向右移动，K的溶浸速率增大。(5)CaSO4(s)COCaCO3(s)SO的平衡常数K。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)，CaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)，则有Ksp(CaCO3)c(Ca2)c(CO)2.80109，Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)4.90105，那么K1.75104。方法技巧要求用理论回答的试题，应采用“四段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)根据什么理论有什么变化得出什么结论。迁移应用1KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤：(1)反应中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为12，该反应的化学方程式为_。(2)反应需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是_；从反应所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是_。(3)检验反应所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4样品溶解于水，_。(4)整个流程中，可循环利用的物质除(NH4)2SO4外，还有_(填化学式)。答案(1)CaSO42NH4HCO3=CaCO3(NH4)2SO4H2OCO2(2)加快化学反应速率，分离NH4Cl与K2SO4防止KNO3结晶，提高KNO3的产率(3)加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl(4)CaSO4、KNO3热点2镁、铝及其矿物的开发利用例2铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体NH4Al(SO4)212H2O的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)固体a的化学式为_，中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为_。(2)由制取铵明矾溶液的化学方程式为_，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)_、冷却结晶、过滤洗涤。(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 gcm3)_ L(保留一位小数)。(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为11，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为_。答案(1)SiO2AlOCO22H2O=HCOAl(OH)3(2)Al2O34H2SO42NH3=2NH4Al(SO4)23H2O蒸发浓缩(3)575.4(4)310解析(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体a的化学式为SiO2。Al2O3溶于烧碱生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。(3)m(Al2O3)1 000 kg36%360 kg，m(H2SO4) kg1 037.6 kg，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 gcm3)为575.4103 mL575.4 L。(4)设制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)212H2O的物质的量都是1 mol，则Al3共3 mol，SO共5 mol，根据铝元素和SO守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO4的物质的量之比为5310。方法技巧首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序)试题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，