工艺流程题Word文件下载.docx
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（3）低于40℃，TiO2·
xH2O转化反应速率随温度升高而增加；
超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·
xH2O转化反应速率下降（4）4
（5）Fe3+恰好沉淀完全时，c（
）=
mol·
L−1=1.3×
10–17mol·
L−1，c3（Mg2+）×
c2（
）＝（0.01）3×
（1.3×
10–17）2=1.7×
10–40＜Ksp[Mg3（PO4）2]，因此不会生成Mg3（PO4）2沉淀。
（6）2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑
【解析】
（1）由图示可知，“酸浸”时铁的净出率为70%时，则应选择在100℃、2h，90℃，5h下进行；
（2）“酸浸”时用盐酸溶解FeTiO3生成
时，发生反应的离子方程式为FeTiO3+4H++4Cl−＝Fe2++
+2H2O；
（3）温度是影响速率的主要因素，但H2O2在高温下易分解、氨水易挥发，即原因是低于40℃，TiO2·
xH2O转化反应速率下降；
（4）Li2Ti5O15中Li为+1价，O为–2价，Ti为+4价，过氧根（
）中氧元素显–1价，设过氧键的数目为x，根据正负化合价代数和为0，可知（+1）×
2+（+4）×
5+（–2）×
（15–2x）+（–1）×
2x=0，解得：
x=4；
（5）Ksp[FePO4]=c（Fe3+）×
c（
）=1.3×
10–2，则c（
）＝
＝1.3×
10–17mol/L，Qc[Mg3（PO4）2]＝c3（Mg2+）×
10–17）2=1.69×
10–40＜1.0×
10–24，则无沉淀。
（6）高温下FePO4与Li2CO3和H2C2O4混合加热可得LiFePO4，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑。
【名师点睛】工艺流程题，就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。
制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。
审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度（原料是否廉价易得）、环保角度（是否符合绿色化学的要求）、现实角度等方面考虑；
解答时要看框内，看框外，里外结合；
边分析，边思考，易处着手；
先局部，后全盘，逐步深入。
而且还要看清问题，不能答非所问。
要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：
本题改变了什么条件（或是什么条件）→根据什么理论→所以有什么变化→结论。
2．【优质试题新课标3卷】重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·
Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示：
（1）步骤①的主要反应为：
FeO·
Cr2O3+Na2CO3+NaNO3
Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2
上述反应配平后FeO·
Cr2O3与NaNO3的系数比为_______。
该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_____。
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_______，滤渣2的主要成分是__________及含硅杂质。
（3）步骤④调滤液2的pH使之变____________（填“大”或“小”），原因是_____________（用离子方程式表示）。
（4）有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。
冷却到___________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a．80℃b．60℃c．40℃d．10℃
步骤⑤的反应类型是___________________。
（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为______。
（1）2∶7陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
（2）铁Al（OH）3
（3）小2
+2H+
+H2O（4）d复分解反应（5）
×
100%
（1）FeO·
Cr2O3是还原剂，氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3，每摩转移7mol电子，而NaNO3是氧化剂，还原产物为NaNO2，每摩转移2mol电子，根据电子守恒可知，FeO·
Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶7；
陶瓷在高温下会与Na2CO3反应，则熔融时不能使用陶瓷容器。
（2）熔块中氧化铁不溶于水，过滤后进入滤渣1，则滤渣1中含量最多的金属元素是铁；
滤液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-，调节溶液pH并过滤后得滤渣2为Al（OH）3及含硅杂质。
（3）滤液2调节pH的目的是提高溶液的酸性，pH变小；
因为溶液中存在2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O，增大溶液中H+浓度，可促进平衡正向移动，提高溶液中Cr2O72-的浓度。
（4）由图示可知，在10℃左右时，得到K2Cr2O7的固体最多；
2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反应类型为复分解反应。
（5）样品中Cr2O3的质量为m1×
40%kg，则生成K2Cr2O7的理论质量为m1×
40%kg×
，则所得产品的产率为m2kg÷
（m1×
）×
100%=
100%。
【名师点睛】考查无机制备的工艺流程，涉及氧化还原反应、离子方程式配平、盐类水解的应用及混合物的分离与提纯等，解题时要求对整个流程进行认识分析，对流程中每一个反应的原理和操作的目的要理解清楚。
从化学原理的角度、用化学语言作答；
要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析。
具体答题要点如下：
（1）答是所问：
要看清题目要求，按要求答题。
如：
写离子方程式还是化学方程式；
写物质的名称还是化学式等方程；
式中反应物、产物的分子式书写要正确；
尤其是化学方程式要配平，电极反应式和化学方程式一定要书写正确；
正确使用等号或可逆符号；
沉淀、气体、水溶液等符号要标明。
（2）准确、规范：
回答问题的要准确全面，注意语言表达的规范性，例如评价或比较实验方案时要全面考虑：
反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；
反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；
反应条件是否苛刻；
仪器、设备是否要求高；
工艺流程、实验步骤的多少。
（3）注意答题的完整性：
要答到对产品生产的影响这一步！
①除杂：
除去……中的……（只写“除杂”一类是不给分的）
②干燥：
除去……气体中的水蒸气，防止……
（4）注意归纳答题的套路：
①增大原料浸出率（离子在溶液中的含量多少）的措施：
搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速（浓度、压强），增大气液或固液接触面积
②加热的目的：
加快反应速率或促进平衡向某个方向（一般是有利于生成物生成的方向）移动
③温度不高于×
℃的原因
适当加快反应速率,但温度过高会造成（如浓硝酸）挥发//（如H2O2、NH4HCO3）分解//（如Na2SO3）氧化或促进（如AlCl3）水解等，影响产品的生成
④从滤液中提取一般晶体（溶解度随温度升高而增大的晶体）的方法【蒸发浓缩<
至有晶膜出现>
、冷却结晶、过滤、洗涤（冰水洗、热水洗、乙醇洗）、干燥】
⑤从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法（蒸发浓缩、趁热过滤
<
如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来>
、洗涤、干燥）
⑥溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器
⑦控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀（调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以避免引入新的杂质；
pH分离时的范围确定、范围过小的后果<
导致某离子沉淀不完全>
或过大的后果<
导致主要离子开始沉淀>
）
⑧减压蒸馏（减压蒸发）的原因：
减小压强，使液体沸点降低，防止（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3）受热分解\挥发
⑨检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：
将溶液静置一段时间后，向上层清夜中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全
⑩洗涤沉淀：
沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2-3次
⑪检验沉淀是否洗涤干净的方法：
取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若-----------，则沉淀洗涤干净
⑬冰水洗涤的目的：
洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗
⑭乙醇洗涤的目的：
降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物
⑮蒸发、反应时的气体氛围：
抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行
⑯事先煮沸溶液的原因：
除去溶解在溶液中的（如氧气）防止某物质被氧化
1、选取无机化工流程的片段，结合中学化学知识设计问题，一般需要用化学反应原理解释、分析化工问题。
2、流程与实验相结合的模式，即以制备某物质的流程为载体，将中学教材中的气体制备联系起来命题。
3、考查课本中重要的化工原理。
4、结合实际生产和流程图设计问题，考查元素及化合物知识等。
从生产目的出发，
读懂流程图
明确原料和产品（包括副产品），即箭头进出的方向，指入的加入的物质（反应物），指出的是生成物（产物）。
既要看框内的物质，也要看框外的物质和操作，里外结合，边分析，边思考，从易出着手。
初步分析流程步骤，了解操作过程
依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应——知其然；
依据有关反应原理，明确操作目的（如沉淀反应、除杂、分离等）——知其所以然
结合问题中提供的信息，规范答题
联系储存的知识，有效地进行信息的利用，回答问题。
如对反应条件的分析可以从以下几个方面着手：
对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效率有何影响，对设备有何要求及环境保护等
可归纳为：
1．锑（Sb）及其化合物在工业上有许多用途。
以辉锑矿（主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等）为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：
已知：
①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；
②常温下：
Ksp（CuS）=1.27×
10-36，Ksp（PbS）=9.04×
10-29；
③溶液中离子浓度小于等于1.0×
10-5mol·
L-1时，认为该离子沉淀完全。
（1）滤渣1中除了S之外，还有___________（填化学式）。
（2）“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为_______________。
（3）“还原”时，被Sb还原的物质为___________（填化学式）。
（4）常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c（S2-）不低于_________；
所加Na2S也不宜过多，其原因为_____________________________。
（5）“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为_________。
（6）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示：
该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。
充电时，Cl-向_____（填“上”或“下”）移动；
放电时，负极的电极反应式为_________。
【答案】SiO2Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3SSbCl59.04×
10-24mol·
L-1产生H2S等污染性气体或生成Sb2S33︰2下Mg-2e-＝Mg2+
（1）二氧化硅与盐酸不反应；
正确答案：
SiO2；
（2）根据题给信息，Sb2S3与SbCl5反应生成单质硫，浸出液中含有SbCl3；
因此反应产生SbCl3和S；
Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S；
（3）SbCl5中+价Sb被还原到+3价；
SbCl5；
（4）由Ksp（CuS）=1.27×
10-29可知，Ksp（PbS）较大，在保证PbS沉淀的前提下，CuS已经沉淀；
所以：
Ksp（PbS）=9.04×
10-29=c（Pb2+）c（S2-）=1.0×
10-5×
c（S2-）；
解出c（S2-）=9.04×
10-24mol/L；
9.04×
10-24；
加入过多的Na2S，硫离子与Sb3+形成Sb2S3或者硫离子与氢离子结合成硫化氢气体等；
产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3；
（5）+3价Sb被氧化到+5价，还原到0价；
根据电子得失守恒规律：
被氧化的Sb与被还原的Sb的量之比为3:
2；
3:
（6）根据电流方向可知：
镁-锑液态金属极为正极，液镁为负极；
放电时，氯离子向负极移动，充电时，氯离子向阳极移动，向镁-锑液态金属极方向移动；
放电时溶液中的镁离子得电子变为金属镁；
正极反应：
Mg2++2e-＝Mg；
下；
Mg2++2e-＝Mg；
2．以含钴废催化剂（主要成分为Co、Fe、SiO2）为原料，制取氧化钴的流程如下。
（1）溶解:
溶解后过滤，将滤渣洗涤2~3次，洗液与滤液合并，其目的是__________________。
（2）氧化:
加热搅拌条件下加入NaC1O3，其作用是_______________________________。
（3）除铁:
加入适量的Na2CO3调节酸度，生成黄钠铁矾Na2[Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀。
写出该反应的化学方程式:
__________________________________________________。
（4）沉淀:
生成沉淀碱式碳酸钴[（CoCO3）2·
3Co（OH）2]，沉淀需洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的操作是_________________________________________________________。
（5）溶解:
CoCl2的溶解度曲线如图所示。
向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤，其原因是__________________________________。
（6）灼烧:
准确称取所得CoC2O4固体2.205g，在空气中灼烧得到钴的一种氧化物1.205g，写出该氧化物的化学式_________________________。
【答案】提高钴元素的利用率（或减少钴的损失）将Fe2+氧化成Fe3+3Fe2（SO4）3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12
↓+5Na2SO4+6CO2↑（写成离子方程式不扣分）取最后洗涤液少许于试管中，滴加几滴硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净，否则没有洗净防止因温度降低而析出CoCl2晶体Co3O4
【解析】本题考查工艺流程。
主要涉及的考点为化学方程的书写、离子的检验、沉淀的洗涤、对图象的分析处理等。
（1）将滤渣洗涤2~3次，洗液与滤液合并，提高钴元素的利用率；
（2）加入NaC1O3，亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子，其反应为：
可知离子方程式为：
6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O；
（3）生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾，化学反应方程式为：
3Fe2（SO4）3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5Na2SO4+6CO2↑；
（4）洗涤的目的是洗去固体表面可溶性杂质，如：
Cl—、SO42—等。
检验沉淀是否洗涤干净的操作是：
取最后洗涤液少许于试管中，滴加几滴硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净，否则没有洗净；
（5）CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低氯化钴析出；
（6）CoC2O4的质量为2.205g，n（CoC2O4）＝
=0.015mol，该氧化物中m（Co）＝0.015mol×
59g·
mol－1＝0.885g，m（O）＝1.205gg－0.885g＝0.32g，n（Co）∶n（O）＝0.015mol∶
＝3∶4，故氧化钴化学式为Co3O4。
3．亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、亚麻、腈纶、涤纶等纤维漂白（不适于羊毛、绢丝、粘胶丝、尼龙等）,也可用于食品、饮用水消毒、纸张漂白和鱼药制造。
工业上常用电解法生产亚氯酸钠（NaClO2）,请根据下面的工艺流程图回答下列问题：
纯的ClO2易分解爆炸。
一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
（1）电解饱和NaCl溶液之前须除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,依次加入BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液,充分反应后将沉淀一并滤去,若经检测发现滤液中SO42-的浓度仍大于10-5mol·
L-1,其可能的原因为____________________,滤液中c（CO32-）∶c（SO42-）为____________。
[已知：
Ksp（BaSO4）=1.0×
10-10,Ksp（BaCO3）=5.0×
10-9]
（2）无隔膜电解槽内发生的反应中氧化产物、还原产物的物质的量之比为____________。
（3）将制得的ClO2通入电解槽的阴极室,饱和NaCl溶液通入电解槽的阳极室，通电一段时间后可得到产品,电解时阴极的电极反应式为_____________________________。
（4）将ClO2气体通入含CN-的电镀废水可得到对环境无污染的物质,反应的离子方程式为______________。
（5）ClO2溶液的浓度含量可用碘量法测定,其原理为在盐酸介质中ClO2与I-发生反应：
2ClO2+8H++10I-=2Cl-+5I2+4H2O,再用Na2S2O3标准液滴定生成的I2,通过计算即可确定ClO2溶液浓度含量。
I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6。
①滴定过程中需要滴加的指示剂为____________。
②取V1mL的ClO2溶液加入到适量的盐酸和KI溶液中，反应完毕后再用0.lmol·
L-1的Na2S2O3溶液滴定反应后的溶液,若消耗了V2mL的Na2S2O3溶液,则ClO2的浓度为____________g·
L-1。
（杂质不参与反应,ClO2的还原产物为Cl-）
【答案】加入过量的Na2CO3溶液时，BaSO4（s）会分转化为BaCO3（s），从而释放出SO42-50∶11∶3ClO2+e-=ClO2-2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-淀粉溶液
（1）沉淀转化的方程式：
BaSO4（s）+CO32-
BaCO3（s）+SO42-，平衡常数为c（SO42-）∶c（CO32-）=Ksp（BaSO4）：
Ksp（BaCO3）=1.0×
10-10：
5.0×
10-9=1：
50，滤液中c（CO32-）∶c（SO42-）为50：
1，在溶液中加入过量的Na2CO3溶液时，BaSO4（s）会分转化为BaCO3（s），从而释放出SO42-，导致滤液中SO42-的浓度仍大于10-5mol·
L-1；
（2）NaCl+3H2O
NaClO3+3H2↑，无隔膜电解槽内发生的反应中氧化产物NaClO3、还原产物H2的物质的量之比为1∶3；
（3）将制得的ClO2通入阴极室，在阴极得电子制得亚氯酸盐，ClO2+e-=ClO2-；
（4）将ClO2气体通入含CN-的电镀废水可得到对环境无污染的物质，产物为二氧化碳和氮气，反应的离子方程式为2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-；
（5）碘单质遇到淀粉呈蓝色，①滴定过程中需要滴加的指示剂为淀粉溶液；
②由2ClO2+8H++10I-=2Cl-+5I2+4H2O,和I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6得
关系式：
2ClO2～5I2～10Na2S2O3，
135g10mol
m0.lmol·
L-1
V2mL
V1
mL的ClO2溶液ClO2
的浓度为
4．NaI用作制备无机和有机碘化物的原料，也用于医药和照相等，工业利用碘、氢氧化钠和铁屑为原料可生产NaI，其生产流程如下图。
（1）碘元素在周期表中的位置为______________________。
（2）反应①的离子方程式为___________________________________________。
（3）反应②加入过量铁屑的目的是_________________，过滤所得固体1中除剩余铁屑外，还有红褐色固体，则加入铁屑时发生反应的化学方程式为____________________________________。
（4）溶液2中除含有H+外，一定还含有的阳离子是_______________；
试设计实验验证溶液2中该金属阳离子的存在：
___________________________________________。
（5）溶液2经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体（FeC2O4·
2H2O，相对分子质量180），称取3.60g草酸亚铁晶体，用热重法对其进行热分解（隔绝空气加热），得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如右图所示：
①分析图中数据，根据信息写出过程I发生的化学方程式：
_________________________________。
②300℃时剩余固体只含一种成分且是铁的氧化物，写出过程II发生的化学方程式：
________________。
【答案】第五周期第VIIA族3I2+6OH-
5I-+IO3-+3H2O将NaIO3完全转化为NaI2Fe+3H2O+NaIO3=NaI+2Fe（OH）3↓Fe2+取少量溶液2加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则含Fe2+；
或取少量溶液2加入K3[Fe（CN）6]溶液，若有蓝色沉淀生成，则含Fe2+FeC2O4·
2H2O
FeC2O4
+2H2OFeC2O4·
FeO+CO2↑+CO↑＋2H2O
【解析】试题分析：
由流程可知，在加热条件下碘与氢氧化钠溶液反应生成了碘化钠和碘酸钠的混合液，加入铁粉把碘酸钠还原为
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