2023年工业流程题竞赛用

工业流程题

1.解题思绪

明确整个流程及每一部分的目的一仔细分析每步发生的反映及得到的产物一

结合基础理论与实际问题思考一注意答题的模式与要点

在解这类题目时：

一方面，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。

另一方面，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。

第三，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性

在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。

①分析流程图需要掌握的技巧是：

②浏览全题，拟定该流程的目的一一由何原料获得何产物（副产物），对比

原料和产物；

③了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提醒性信息，并

在下一步分析和解题中随时进行联系和调用；

解析流程图并思考：

从原料到产品依次进行了什么反映？运用了什么原理（氧化还原？溶解度？

溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么限度最佳？每一步除目的物质外

还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是如何除去的？

无机化工题：要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把

握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。

考察内容重要有：

D、原料预解决

2）.反映条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择）

3）＞反映原理（离子反映、氧化还原反映、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、

水解原理、物质的分离与提纯）

4）、绿色化学（物质的循环运用、废物解决、原子运用率、能量的充足运用）

5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。

2、规律

主线主产品分支副产品回头为循环

核心考点：物质的分题操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯

原料的预解决

①溶解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等

②灼烧如从海带中提取碘

③燃烧如煨烧高岭土改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高

温下氧化、分解

④研磨合用于有机物的提取如苹果中维生素C的测定等。

控制反映条件的方法

①捽制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀---pH值的捽制.

例如:已知下列物质

开始沉淀和沉淀

完全时的pH开始沉淀沉淀完全

如下表所示

物质

Fe(0H)32.73.7

Fe(0H)27.69.6

Mn(0H)28.39.8

问题：若要除去Mn2+溶液中具有的Fe2+,应当如何做？

调节pH所需的物质一般应满足两点：

、能与H+反映，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(0H)2、Cu2(OH)2c03

等物质来调节溶液的pH值

②蒸发、反映时的气体氛围

③加热的目的加快反映速率或促进平衡向某个方向移动

④降温反映的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目规定

的方向移动

⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出

⑥冰水洗涤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

物质的分离和提纯的方法

①结晶一固体物质从溶液中析出的过程(蒸发浓缩、冷却结晶)

②过滤——固、液分离

③蒸僧——液、液分离

④分液一互不相溶的液体间的分离

⑤萃取—用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。

⑥升华—将可直接气化的固体分离出来。

⑦盐析加无机盐使溶质的溶解度减少而析出

常见名词

浸出：固体加水(酸)溶解得到离子

浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少

酸浸：在酸溶液中反映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

水洗：通常为除去水溶性杂质

水浸：与水接触反映或溶解

专项练习

1.空气吹出法工艺，是目前“海水提澳”的最重要方法之一。其工艺流程如

（2）环节④的离子方程式:o

（3）环节⑥的蒸偏过程中，澳出口温度为什么要控制在80-90ro温度过高或

过低都不利于生产，请解释因素:o

（4）环节⑧中溟蒸气冷凝后得到液澳与溟水的混合物，可运用它们的相对密度

相差很大的特点进行分离。若在实验室分离上述混合物的分离仪器的名称是

,分离时液溟从分离器的（填“上口”或“下口”）持出。

（5）为什么不直接用含溟的海水进行蒸储得到液溟，而要通过“空气吹出、S02

吸取、氯化”：o

2.现代循环经济规定综合考虑环境污染和经济效益。请填写下列空白。

（1）实验室里，可用于吸取S02尾气的一种试剂是。

（2）高纯氧化铁可作现代电子工业材料。以下是用硫铁矿烧渣（重要成分为

Fe2O3、Fe3O4、FeO、Si02）为原料制备高纯氧化铁（软磁a・Fe2O3）的

生产流程示意图：

①环节I中过滤所得滤渣的重要成分是O

②环节n中加入铁粉的a的是。

③环节HI中可选用试剂调节溶液的pH（填标号）。

A.稀硝酸B.双氧水C.负水D.高镒酸钾溶液

④写出在空气中燃烧FeC03,制备高纯氧化铁的化学方程式.

⑤从滤液C中回收的重要物质的一种用途是o

3.镁砂（MgO）是一种高温耐火材料。下图是氨法制取高纯镁砂的部分工艺流

程：

।------氨气-------

MgCb・6HO溶氨—蒸氨一石灰乳

♦过滤，丁

溶解|氨化反应一|过滤洗涤H轻烧|...........

、▲/rpJqJvz-jj/J4-,

（2）写出氨分子的电子式o

（3）蒸氨是将石灰乳通入氯化筱溶液中，并加热，写出该反映的化学方程

式：。

（4）轻烧后的产物为o

（5）工业获取的MgC12・6H2O常混有FeC13,除去MgC12溶液中的Fe3+,可

选用下列试剂

A.MgOB.NaOHC.Mg（OH）2D.KSCN

（6）氨化反映过程中反映的离子方程式o

（7）过滤洗涤重要是除去附着在固体表面的氯离子，过滤后洗涤沉淀的方

法是；

检查沉淀己洗涤干净的方法是o

4.（16分）某化学研究性小组同学提出回收含铜电缆废料中提取铜的两种

方案，并向老师征询，老师就以下几个方面与同学们展开讨论：

方案甲:

----------在空气中灼烧------------------足量稀硫酸.加热I……口

含铜废料---------------►黑色固体及残留物-----------------►蓝色溶液及不溶物

--------------------①------------------------------------②----------------------------------

过滤------加铁屑----------------------------过滤——

-------►滤液---------►浅绿色溶液及红色沉淀物-------►红色粉末

-----③-------------

方案乙：

（1）两个方案哪个符合当前生产的绿色理念，为什么？

（2）写出方案甲中的②③环节与铜有关的离子反映的离子方程式。

（3）老师建议，无论是甲还是乙的方案，在“加铁屑”这一步时，应当加

入略过量的铁屑，目的是：。

（4）老师请同学书用化学方法检查红色粉末中是否具有过量的铁屑。请你

填写下列表格写出实验操作、预期实验现象、结论及操作（②中相关的离子

方程式）。

序实验操作实验现象结论及离子方程式

①取适量的样品于试管——

内

②用滴管滴入足量硫酸

溶液，并充足振

荡试管

③溶液先黄色，滴

入KSCN溶液

后显红色

（5）为了提高原料的,老师建议把最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发.冷却

结晶.过滤.洗涤.自然干燥得到一种带结晶水的硫酸亚铁晶体。

研究小组按老师的建议完毕上面操作环节，获得晶体后对其进行检测

①先取ag的晶体进行脱水实验，获得无水固体为(a-l.26)g

②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.OOmol/L的氯化钢溶液、当

滴加10.00疝溶液时，沉淀恰好完全。

研究小组通过计算测知该晶体的化学式是o

5.(1)

工业上

以粗铜

为原料

采用如

图17所

示流程

制备硝

酸铜品

体：

①在

环节a

中，还

需要通氢氧化物开始沉淀时的氢氧化物沉淀完全时的

入氧气pHpH

和水，

其目的

是

O

②在保

温去铁

的过程

中，为

使Fe3+

沉淀完

全，可

以向溶

液中加

入

CuO,

调节溶

液的

pH,根

据下表

数据，

溶液的

pH应

保持在

范围。

Fe3+1.93.2

Cu2+4.76.7

不用加水的方法调节溶液pH的因素是o

（2）图18是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体.Cu（NO3）2-nH2.］的溶解

度曲线（温度在30℃前后相应不同的晶体），下列说法对的的.（填字母）。

a.A点时的溶液为不饱和溶液

b.B点时两种晶体可以共存

c.按上述流程最终得到的晶体是Cu（NO3）2•3H2O

d.若将C点时的溶液降温.30C以下，可以析出Cu（NO3）2・6H2O晶体

（4）某些共价化合物（如H2O、NH3.N2O4等）在液态时有薄弱的导电性，重

要是由于发生了电离，如：2NH3NH44-+NH2-,由此制备无水硝酸铜的方法

之一是用Cu与液态N2O4反映。液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相

差18,则液态N2O4电离的方程式是；Cu与液态N2O4反映制得无水硝

酸铜的化学方程式是。

6.锂离子电池的广泛应用使回收运用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组

对废IH锂离子电池正极材料（LiMn2O4.碳粉行涂覆在铝箔上）进行资源回收研

究，设计实验流程如下：

⑴第②步反映得到的沉淀X的化学式为。

⑵第③步反映的离子方程式是。

⑶第④步反映后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有。若过滤

时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种也许的因

素：。

7.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

[A12(OH)nC16-n]o

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：A12O3(25%~34%)、SiO2(4()%-5()%)、Fe2O3(().5%~

3.0%)以及少量杂质和水分。己知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，

凡一定条件下可互相转化；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：

高岭+15%盐酸少量铝粉适早CaCO,

1j_/7।।•

嬴卜搅拌、过滤If调节溶液pH在4.2〜4.5f蒸发浓缩90℃~100。。一人12(。田96-”

根据流程图回答下列问题：

⑴"燃烧'’的目的是____________________________________________________o

⑵配制质量分数15%的盐酸需要200mL30%的浓盐酸(密度约为1.15g・cm—

3)和g蒸储水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、。

⑶“溶解”过程中发生反映的离子方程式为o

⑷加少量铝粉的重要作用是o

⑸“调节溶液pH在4.2〜4.5”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9()〜1()()℃,控制温度的实

验方法是o

8、工业上用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下：

请回答下列问题：

（1）水蒸气的作用0

（2）沉淀C的化学式为,该物质除了用于金属冶炼以外，还可用

作。

（3）操作I、操作0、操作HI都用到的玻璃仪器是有o

（4）实验室洗涤A1（OH）3沉淀应当如何操作：。

（5）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有

（填化学式）。用此法制取铝的副产品是（填化学式）。

参考答案

+_*123

1.（1）第四VUA（2分）（2）Br2+SO2+2H2O=4H+2Br+SO4-（2分）

（3）温度过高,大量水蒸气排出,溟气中水增长;

温度过低，浪不能完全蒸出，吸取率低。（2分）（4）分液漏斗下口（2分）

（5）氯化后的海水虽然具有澳单质，但浓度低，假如直接蒸福原料，产品成

本高

“空气吹出、SO?吸取、氯化”的过程事实上是一个Bn的浓缩过程。（2分）

2.（1）NaOH溶液（或其它合理答案）（2分）

（2）①SiCh（2分）②将反3+还原为Fe?+（2分）

煨烧

③C（2分）④4FeCCh+O22Fe2O3+4CO2（2分）⑤氮肥（2分）

3.••

H：•N•：H

H

（1）203（2分）（2）（2分）

(3)Ca(OH)2-2NH4C12NH3t+CaC12+2H20(2分，物质全对1

分，配平1分，条件和气体符号不扣分）

（4）MgO（或氧化镁）（2分）

（5）AC（满分2分，选对1个1分，错选或多选0分）

2+

（6）Mg+2NH3+2Ha=Mg（OH）2I+2NIL；

（或Mg2++2NH3・H20=Mg（OH）2I+2NH4+）（2分，物质全对

1分，配平1分，条件和沉淀符号不扣分）

（7）沿玻璃棒向过滤器中滴加蒸馈水到浸没沉淀，待水自然流下，反复此

操作2-3次。（2分；试剂1分，现象1分）

向最后一次洗涤后的溶液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成,

证明已经洗涤干净。（2分；试剂1分，现象1分）

4.（16分）

（1）乙（1分）

甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾（1分）

（2）②CuO+2H'=Cu2++HQ（1分）

③Fe+Cu~===Fe2*+Cu（1分）

（（33））保保证证Cuu完完全全置置换换出出来（（2分分））

（4）实验操作实验现象结论

（每

空2

分，

一个

要占

1

共8

分）

序号

①——

②