高考化学解题模板工艺流程题

高考化学工艺流程题解题模板

原料预处理的各种方法

1.粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大

原料的转化率（或浸取率）。

2.搬烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机

物;除去热不稳定的杂质

3.酸浸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）

4、碱溶：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）

例题1.12015全国I卷】硼和其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分

为Mg2B2O5-H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3>FeO、CaO、A12O3和SiO2等）为

原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所

♦硼矿粉f府康正卜国同|净化除杂小两电|蒸发浓缩卜|冷却结晶卜回斗粗硼酸

III

浸渣浸渣含镁盐母液

回答下列问题：

（1）写出Mg2B2O5・H2O与硫酸反应的化学方程式。

为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有

一（写出两条）

【对点练习】

1,步骤I前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是

2.MgSO4-7H2O可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。

某工业废渣主要成分是MgCO3,另外还有CaCO3>SiO2等杂质。从此废渣中回收

MgSO4-7H2O的工艺如下：第一不用硫酸浸出。

（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有

（要求写出任意一条）。

调节溶液的PH:

1.目的：使溶液中的金属阳离子形成氢氧化物完全沉淀下来而除去

2.需要的物质：含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应,

是PH增大的物质如用MgO、Mg（OH）2等等。

3、原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了的浓度，增大PH

4.PH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的PH

例题2、碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以■锂辉石（主要成分为

Li20-A12O3-4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：

疏酸饱和碳酸钠溶液

0-锂辉石一浸:锂■+浸出液一除杂|丁+速液—»蒸发浪缩―>|Jk|-T->碳酸锂

L>浸出注L•滤液3k母液

In皿

已知：Fe3+、A13+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别

为3.2.5.2.9.7和12.4;Li2SO4.LiOH和Li2co3在303K下的溶解度分别为34.2g、

12.7g和1.3go

(2)步骤I中，酸浸后得到酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有A13+、Fe3

+、Fe2+、Mg2+、Ca2+>Na+等杂质，需在搅拌下加入(填

“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0〜6.5,沉淀部分杂质离

子，然后分离得到浸出液。

例题3、稀土5匕素是周期表中HIB族铳、铝和镯系元素之总称。他们都是很活泼

的金属，性质极为前1似，常见化合价为+3价。其中钮(Y)元素是激光和超导的重要材

料。我国蕴藏着丰重『的含包加右(Y2FeBe2Si2O10),工业上通过如下生产流程可获得

氧化体

NaOHjNa匐Y阜

frNa

展用用梯解港

I：Y((

制矿石色

♦♦

港溶解沉淀物A

已

知：

①该

流程

中有

关金

属离

子形

开始沉淀完全沉淀

成氢

时的pH时的pH

氧化

物沉

淀时

的pH

见F

表：

离子

Fe32.73.7

+

6.08.2

Y3+

(3)为使Fe3+沉淀完全，用氨水调节pH=a时，a应控制在_______范围内，

【对点练习】

3.欲降低废水中重金属元素铭的毒性，可以将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。已

知Cr3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为5.0和7.0,Fe3+的氢氧化

物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为2.7和3.7,Fe2+的氢氧化物开始沉淀的pH和

完全沉淀的pH分别为7.6和9.6。（1）某含珞废水处理的主要流程如图所示：

调节溶液pH至，可使得到的金属阳离子Fe3+和Cr3+沉淀完全。

4、锢（Sr）为第五周期HA族元素。高纯六水氯化锢晶体（SrC12-6H20）具有很高的

经济价值，61C时晶体开始失去结晶水，10CTC时失去全部结晶水。用工业碳酸锢粉末（含

少量Ba、Fe的化合物）制备高纯六水氯化锯的过程如下图。

工业盐酸।煮3硫酸加热蒸发

少触30%HQ：

⑶步骤③中调节溶液pH至8—1O,宜选用的试剂为

A、稀硫酸B、氢氧化锢粉末C、氢氧化钠D、氧化锢粉末

5、硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3>A12O3、MgOo某探究性学习小组

的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。

过量盐酸

硫酸渣

充分反应

已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液Fe(Al(Mg(

的pH:OH)3OH)3OH)2

沉淀物

pH3.45.212.

4

一水合氨电离常数Kb=1.3Xl。-5,其饱和溶液中c（OH-）约为1X1。-3moi-L-lo

（2）上述流程中两次使用试剂X,推测试剂X是（填以下字母编号）

A.水B.氧化铝C.氨水D.氢氧化钠

除杂、实验操作类

一、盐溶液的分离提纯方法：结晶法

1.纯物质溶液得到晶体：蒸发结晶（NaCl型）；蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷

却结晶（KNO3型和含有结晶水的晶体）

2、混合溶液（分离A和B）:蒸发结晶，趁热过滤（得NaCl型），将滤液冷却结晶,

过滤（得KNO3型）

3、由FeC13、A1C13、CuC12>MgC12等溶液获取对应晶体，采取的措施是：在干

燥的HC1气氛中加热蒸干

模板：加热浓缩一冷却结晶一过滤一洗涤一干燥

仪器：蒸发皿、玻璃棒、烧杯

二、沉淀洗涤

（1）沉淀洗涤的目的：除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。

(2)洗涤方法：向漏斗内加蒸偏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2〜3次。

(3)误差分析：若沉淀不洗涤或洗涤不干净，则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过

多，则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。

(4)沉淀是否洗涤干净的判断方法

答题模板

取最后一次洗涤液，滴加……(试剂)，若没有……现象，证明沉淀已洗净

二、立酚姓作

答题模板

取少量待测液于试管中，滴加……(试剂，用量)，若没有……现象，证明没有……；

芈山丽工口刻口今后

当滴入最后一滴XXX标准溶液后，溶液变成XXX色，且半分钟内不恢复原来的颜色。

例4.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：

93%~98%硫酸(过)碳酸的水CDCu(OH)2②Za2c。3饱和Za2c。3溶液

___________，厂,-L.1,,,.1

日-例碎矿一|反应11_-产乎?、-------dT耳河口------1热发浓缩|一，反高W

-------------------------------------1pbl=5)(pll=11)_____________

矿泥(水洗)沉淀

印A不用司」叫廿六沉淀

Li2CO3((Q9

在不同温度下000500

的溶解度如下

表：

温度/℃

Li2CO3((

的溶解度/g•*•*

539406329181866728

请回答下列问题:

(4)反应N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Li2c03沉淀要使用(选填“热水”或“冷水”),你

选择的理由是

【对点练习】

6.以氯化钠和硫酸铉为原料制备氯化镀和副产品硫酸钠，工艺流程如下：

氯化钺和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：

(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。

(4)不用其它试剂，检查NH4cl产品是否纯净的方法和操作是。

7.MgSO4-7H2O可用于造纸、纺织、陶姿、油漆工业，也可在医疗上用作泻盐。

某工业废渣主要成分是MgCO3,另外还有CaCO3、SiO2等杂质。从此废渣中回收

MgSO4・7H2O的工艺如下：

已知CaSO4和MgSO4的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如右图所示，试回答下

列问题：

(3)操作I的名称是，操作II的名称

是O

(4)操作I和操作II都需要用到玻璃棒，操作I中玻璃棒的主要作用

是，操作II中玻璃棒的主要作用是。

8、镇电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用

后电材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程

如下：

已知：①NiC12易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2+。

②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4>NiC2O4•H2O>NiC2O4-2H2O

③某

温度下一

些金属氢

氧化物的

Ksp和沉开始沉沉淀完全

Ksp

淀析出的淀时pH时的pH

pH如下表

所示：

M(OH

)n

A1(OH1.9x

3.44.2

)310-23

Fe(O3.8X

2.52.9

H)310-38

Ni(OH1.6x

7.69.8

)210-14

9、⑶检验电解滤液时阳极产生的气体的方

是：。

(5)如何检验Ni(OH)3是否洗涤干

净？。

取20.00mL富碘卤水放入(填仪器名称)中，将0」mol-L-1的酸性高镒

酸钾溶液装入滴定管中，达到滴定终点的标志是____________________________________

(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

钱溶液中的少量Fe2+o检验Fe2+是否除尽的实验操作是_______________。

滤液和滤渣的成分判断

熟记常见难溶于水微溶于水的物质

盐酸盐：AgCl、HgCl>CuCl;硫酸盐：BaSO4.PbSO4.CaSO4.Ag2SO4o

碳酸盐、亚硫酸盐：除K、Na、NH4+外均难溶;氢氧化物：除KOH、NaOH>Ba(OH)2、

NH3.H2O外均难溶。

例题5、难溶性杂卤石(K2SO4・MgSO4-2CaSO4-2H2O)属于“呆矿"在

水中存在如下平衡

2++2+

K2S04-MgS04-2CaS04-2H20(s)2Ca4-2K+Mg+4S04+2H20

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

T：

Ca(0H)2溶液滤渣-------------------------------------------母液

(1)滤渣主要成分有和以和未溶杂卤石。

例题6.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.A12O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下:

(2)滤渣I的主要成分有

【对点练习】

11.高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品

FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：

IH2SO4INaOHKOH

FeSCU溶液一氧化If氧化II-►过滤反应卜操作卜K2FeO4

十试剂

fH2O2A1

滤渣B

查资料得知K2FeO4的一些性质：

①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定

②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂

③具有强氧化性，能氧化有机烧、苯胺和80%以下乙醇溶液

（2）氧化n中，试齐ijA为（填“II2O2”或“HNO3”或“NaClO”）;

过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有

12、工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3>FeO、SiO2等）为原料制备高

档颜料铁红（Fe2O3）,具体生产流程如下：

加入NH+HCO3

过滤燃烧

过滤r入过量铁粉，5~6.5，过咨产品

港液涯液FeCO3

烧渣XY固体氧化铁

步骤I步骤n步骤in步骤IV

试回答下列问题：

（1）滤液X中含有的金属阳离子是（填离子符号）。

13.是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石（主耍成分是

,并含有杂质）制取的实验，流程如下：

-------n①研WMgS°4,③浓帼结晶

MgSOd7H2。

回若詈少置NaCI--------

过注[MnO；!

|淀渣|

（1）第①步研磨的目的是所得滤液主要含

,等溶质。

温度的控制

L加热：加快反应速率或溶解速率;促进平衡向吸热方向移动;除杂，除去热不稳定的

杂质，如NaHCO3、Ca（HCO3）2.KMnO4.I2.NH4cl等物质;使沸点相对较低或易升华

的原料气化。

2.降温：防止某物质在高温时会溶解（或分解）；使化学平衡向着题目要求的方向移动

（放热方向）;使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离;降低晶体的溶解度，减少

损失。

3、控温：（用水浴带温度计便于控温且受热均匀）防止某种物质温度过高时会分解

或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生。

4.降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。

例7、医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙（含少量Na+、A13+、Fe3+等杂质）生产

医用二水合氯化钙工艺流程为：

(5)为什么蒸发结晶要保持在160℃:o

例8、实验室用硫酸厂烧渣(主要成分为Fe2O3和少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱

式硫酸铁的聚合物)和绿矶(FeSO4-7H2O),过程如下：

烧渣足量。2、稀以限厂固体W(S、Si02等)野

儿-®L一溶液X誓U溶液Z7°号聚铁胶体k聚铁

③I

溶液绿矶

⑸在⑥中，将溶液Z控制到7080℃的方法是一

；为什么需要控制温度到70〜

80℃o

【对点练习】

14.空气吹出法工艺，是目前“海水提澳”的最主要方法之一。其工艺流程如下：

(4)步骤⑥的蒸馆过程中，温度应控制在80—90C。温度过高或过低都不利于生产，

请解释原因。如何控制温

度。

氧化还原反应和反应方程式的相关信息

L选择合适的氧化剂:不引入新的杂质，无污染等等

2.离子方程式的书写

3.氧化还原反应方程式的书写

思路：(1)、判断出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物

(2)三步配平法配平

①根据化合价升降法配平这四种物质

②根据电荷守恒补充H+和OH-,并配平

③根据原子个数左右相等配平并配上H2O

例题9.硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物，主要成分是

Fe3O4.Fe2O3.FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁

[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m流程图：

(2)“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式：。

⑸加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+,写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方

程式o

【对点练习】

15.铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌镒电池为原料制备镒

锌铁氧体的主要流程如下：

H2SO4H2O2铁粉MnSO4铁粉氨水

竭1TH那回I祠一测溶阂不煮I沸水热卜馆处理1镉锌铁氧体

［I求出］|成分IlhpH=7〜10.5210℃MiixZii1-xFe2O4

废电池KMnC)4溶液吸收2h

弃去塑料碳棒碳粉

(1)酸浸时，二氧化镒被双氧水还原的化学方程式为

(2)活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_____(填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。

16、高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品

FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：

|H2SO4JNaOH|KOH

FeSC)4溶液.氧化1-A|氧化n|-»［过滤反应］操彳句—^KzFcOa

|H2O22试剂AJ

灌渣B

查资料得知K2FeO4的一些性质：

①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定

②溶解度很大，难溶于无水乙爵等有机溶剂

③具有强氧化性，能氧化有机烧、苯胺和80%以下乙醇溶液

回答下列问题：

(1)写出“氧化I”中，生成Fe3+的离子反应方程式

(2)氧化D中，试剂A为(填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)；

(4)净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe(OH)3,请补充并配平该反应方

程式

K2FeO4+H2O=Fe(OH)3；+・KOH+

17.银电池电极材料由Ni(OH)2.碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后

电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程

如下：

吨酸,。Na2c2d溶液NaOH溶液

过嬴1)4千过滤②

+浊赢.沉映山

残渣沉£I/淀II|&献|---T♦化洗涤-^Ni(OH)i

已知：①NiC12易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2+。

②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4>NiC2O4•H2O>NiC2O4•2H2O

③某

温度下一

些金属氢

氧化物的

Ksp和沉开始沉沉淀完全

Ksp

淀析出的淀时pH时的pH

pH如下表

所示：

M(OH

)n

A1(OH1.9X

3.44.2

)310-23

Fe(O3.8X

2.52.9

10-38

H)3

Ni(OH1.6x

7.69.8