届高三化学工艺流程试题解题模型及典例剖析Word格式.docx

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（4）碱浸：

溶解，金属表面油脂膜、酸性氧化物（SiO2）、Al2O3/Al

（5）调节pH：

①使金属阳离子分步沉淀除杂

②抑制or促进水解

③防止氧化[例（NH4）2Fe（SO4）2比FeSO4稳定]

2、反应条件的选择：

（1）pH的选择：

pH<

1.9：

都溶解3.2<

pH<

4.7：

Fe3+沉淀而Cu2+不沉淀pH>

6.7：

使Cu2+、Fe3+沉淀完全

（2）温度的选择：

①低温（冷却）：

a、抑制水解

b、防止挥发（如HCl、HNO3等收集AlCl3等）、

c、防止分解（如H2O2、氨水、NaHCO3、NH4HCO3等铵盐）

d、增加气体溶解度，使气体充分吸收、防止气体挥发

②加热（升温）：

a、提高物质的溶解或反应速率

b、减小气体的溶解度，使气体充分逸出

c、使固体充分气化、挥发、防止堵塞

d、使平衡正向移动，提高转化率or产率

③控制在某范围：

a、确保催化剂活性最大

b、兼顾反应速率与化学平衡（特别是△H<

0的反应）以及生产成本

c、防止副反应发生

（3）压强的选择：

兼顾化学反应速率或化学平衡与生产成本

（4）c的选择：

a、影响速率或平衡

b、c过低，水的干扰

c、c过高，引入更多杂质

3、产品的分离：

（1）蒸发结晶（看气氛：

HCl气氛中or加热时添加NH4Cl/SOCl2）——稳定、无结晶水固体

（2）℃蒸发浓缩，冷却℃结晶——不稳定、含有结晶水固体

例：

KNO3（NaCl）——蒸发浓缩，冷却结晶

NaCl（KNO3）——蒸发结晶，趁热过滤

特殊：

调节溶液极性使其沉淀，向CuSO4溶液中加入氨水至过量后加入无水乙醇产生深蓝色沉淀{Cu[NH3]4SO4·

H2O}

（3）趁热过滤——防止产品降温析出或防止杂质降温析出使产品不纯（苯甲酸/泥沙）

（4）沉淀洗涤：

①、水洗：

洗去产品表面吸附的离子

②、冰水洗（母液洗涤）：

同上，减少产品的溶解损耗

③、有机物（如乙醇）洗：

a、同上

b、增加有机物的溶解度，便于洗去有机杂质

c、快速干燥

4、找可循环物质：

①回头箭头

②各步的副产物、母液

练习：

1、.（15分）以方铅矿（主要成分是PbS,含少量ZnS、Fe、Ag）为原料提炼铅及其化合物的工艺流程如下:

请回答下列问题:

（1）流程中“趁热过滤”的目的是，滤渣的主要成分是。

（2）该工艺流程中可循环利用的物质是。

（3）浊液1中酒人适量氯气时,发生反应的离子方程式为。

（4）《药性论》中有关铅丹（Pb3O4）的描述是:

“治惊悸狂走,呕逆,消渴。

”向铅丹中滴加浓盐酸时,产生黄绿色气体,请写出发生反应的化学方程式。

（5）取一定量含有Pb2+、Cu2+的工业废水,向其中滴加Na2S溶液,当PbS开始沉淀时，溶液中c（Pb2+）/c（Cu2+）=。

[已知Kp（PbS）=3.4×

10-28,Kp（CuS）=1.3×

10-30]

（6）炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量增大而造成严重污染。

水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb（OH）+、Pb（OH）2、Pb（OH）3-、Pb（OH）42-。

各形态的浓度分数x与溶液PH变化的关系如下图所示:

①探究Pb2+的性质:

向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH溶液,溶液变浑浊,继续滴加NaOH溶液又变澄清;

pH>

13时,溶液中发生的主要反应的离子方程式为。

②除去溶液中的Pb2+:

科研小组用一种新型试剂可去除水中的痕量铅和其他杂质离子,实验结果记录如下:

离子

Pb2+

Ca2+

Fe3+

Mn2+

处理前浓度（mg/L）

0.100

29.8

0.12

0.087

处理后浓度（mg/L）

0.004

22.6

0.04

0.053

由表可知该试剂去除Pb2+比Fe3+效果好,请用表中有关数据说明.

答案：

（1）防止PbCl2结晶析出（2分） 

Ag和Fe（OH）3（2分）

（2）盐酸（1分） 

（3）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-（2分）

（4）Pb3O4+8HCl（浓）=3PbCl2+Cl2↑+4H2O（2分）（5）2.6×

108（2分）（6）①Pb（OH）3-+OH-=Pb（OH）42-（2分）

②加入该试剂,Pb2+的浓度转化率为（0.1-0.004）÷

0.1×

100%=96%；

Fe3+的浓度转化率为（0.12-0.04）÷

0.12×

100%=67%,所以该试剂去除Pb2+比Fe3+效果好（2分）

2、聚合硫酸铁（PFS）是一种高效的无机高分子絮凝剂。

某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣（有效成分为Fe2O3和Fe3O4）制备PFS，其工艺流程如下图所示。

（1）“还原焙烧”过程中，CO还原Fe3O4生成FeO的热化学方程式为。

已知：

Fe3O4（s）+C（s）3FeO（s）+CO（g）ΔH1=191.9kJ/mol

C（s）+O2（g）CO2（g）ΔH2=−393.5kJ/mol

C（s）+CO2（g）2CO（g）ΔH3=+172.5kJ/mol

（2）CO是“还原焙烧”过程的主要还原剂。

下图中，曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域。

a属于（填“吸热反应”或“放热反应”）；

570℃时，d反应的平衡常数K=。

（3）工业上，“还原焙烧”的温度一般控制在800℃左右，温度不宜过高的理由是。

（4）若“酸浸”时间过长，浸出液Fe2+含量反而降低，主要原因是。

（5）已知：

25℃时，Ksp[Fe（OH）2]=1.0×

10-17，Ksp[Fe（OH）3]=1.0×

10-39。

若浸出液中c（Fe2+）=10-1.8mol·

L-1，为避免“催化氧化”过程中产生副产物Fe（OH）3，应调节浸出液的pH≤。

（6）FeSO4溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe（OH）SO4，该反应的离子方程式为。

“催化氧化”过程中，用NaNO2作催化剂（NO起实质上的催化作用）时，温度与Fe2+转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe2+转化率随温度的升高先上升后下降的原因是

【答案】

（1）Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO（g）ΔH=19.4kJ·

mol−1

（2）放热反应；

1（3）浪费能量，且FeO易被还原成Fe

（4）Fe2+易被空气中的O氧化成Fe3+（5）1.6（6）4SO42-+4Fe2++O2+2H2O=4Fe（OH）SO4↓

温度升高，反应速率增大；

温度过高，NO气体逸出，转化率下降

7.（14分）工业废料和废水的处理离不开化学。

.某工业废料含SiO2、FeS和CuS等物质，采用如下实验方案进行回收利用。

请回答下列问题：

（1）已知步骤①中发生的化学反应为非氧化还原反应，写出产生气体的电子式，该气体可用足量的NaOH溶液吸收，该反应的离子方程式是

（2） 

Si 

原子在周期表中的位置，写出晶体Si的一种主要用途。

步骤②的操作依次为、过滤、洗涤、干燥。

滤渣2的主要成分是SiO2和S 

，写出步骤③涉及的化学方程式。

．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理含镍酸性废水并获得金属镍的模拟装置如图。

镍棒与外接电源极相连。

A极区电极反应式是。

电解一段时间后，B中NaCl溶液的浓度。

（填“增大”、“减少”）；

若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则A极区电极产物是。

.

（1）

（1分）；

H2S+2OH-=S2-+2H2O（2分）

（2）第三周期

A族（1分）；

太阳能电池材料、半导体材料、电脑芯片（任写一种）（1分）

蒸发浓缩降温结晶（2分）；

CuS+H2O2+H2SO4

CuSO4+S+2H2O（2分）；

．负极（1分）；

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑（2分）；

增大（1分）；

Cl2（写NaClO也给分）（1分）

19（15分）FePO4是一种难溶于水、易溶于硫酸的固体，可用作金属防腐剂。

实验室利用FeSO4.7H2O和H3PO4。

（第一级电离常数Ka1=7.5×

l0-3）制备FePO4流程如下：

（1）“溶解”时H3PO4不宜过量太多的原因是。

（2）①写出“反应”时总反应的离子方程式：

。

②证明“反应”后铁元素沉淀完全的实验方法是。

（3）①“过滤”所得产品呈棕黄色，则FePO4可能混有的杂质是。

②洗涤FePO4沉淀的操作是。

（4）FeSO4与（NH4）2SO4反应可制得摩尔盐[（NH4）2Fe（SO4）2．6H2O]。

摩尔盐易溶于水．不溶于乙醇，性质比一般亚铁盐稳定，接近l00℃时易失去结晶水。

相关物质的溶解度曲线如右图所示。

请补充完整由久置于空气中的FeS04.7H20样品合成摩尔盐的.实验步骤：

将样品溶于适量的硫酸溶液中，加热使其溶解，然后向其中加入。

可选试剂：

蒸馏水、饱和硫酸铵溶液、3%H2O2、铜粉、铁粉、无水乙醇。

20（14分）采用科学技术减少氮氧化物、SO2等物质的排放，可促进社会主义生态文明建没。

（1）采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气（含CO2、SO2、NO）可获得含CaCO3、CaSO4.Ca（NO3）2的副产品，工业流程如题20图一l所示。

①反应釜I采用“气一液逆流”接触吸收法（如题20图-2、，其优点是。

⑦反应釜Il中CaSO4转化为CaSO4的化学反应方程式为。

（2）为研究“CO还原SO2”的新技术，在反应器中加入0.10molSO2，改变加入CO的物质的量，反应后体系中产物随CO的变化如题20图-3所示。

其中产物Y的化学式是。

（3）O2/CO2燃烧技术是指化石燃料在O2和CO2的混合气体中燃烧，通过该燃烧技术可收集到高纯度的CO2。

①与在空气中燃烧相比．利用O2/CO2燃烧技术时，烟气中NOx的排放量明显降低，其主要原因是

②利用太阳能可实现反应：

2CO2（g）=2CO（g）+O2（g），该反应能自发进行的原因是。

③700℃时，以Ni-MgO—-Al2O3作催化剂，向2L密闭容器中通入CO2和CH4各3mol，发生反应：

CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）。

当反应达平衡时测得CO的体积分数为40%，则C02的转化率为。

④CO2在新型钴基电催化剂作用下，转化为清洁燃料一甲酸。

其工作原理如题20图-4所示，写出生成甲酸的电扳反应式：

28、（14 

分）钛白粉（TiO2）是重要的白色颜料，LiFePO4是锂离子电池的正极材料。

一