高三化学工业流程题典题汇总.docx
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高三化学工业流程题典题汇总
化学工业流程题专项训练
1.C0CI26H2O在饲料、医药工业上有广泛的用途。
下列是以含钻废料（含少量Fe、Al等杂质）为原料制取C0CI26H2O的一种新工艺流程：
盐酸过氧化氢碳酸钠
已知：
①钻及盐酸反应的化学方程式为：
Co+2HC上C0CI2+H2T
②CoClr6H2O熔点869,易溶于水；常温下稳定无毒，加热至110〜120C时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钻。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Co（OH）2
A1（OH）3
开始沉淀
2.7
7.5
7.6
3.8
完全沉淀
3-2
9.7
9.2
5.2
请回答下列问题：
（1）加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是。
（2）操作I包含3个基本实验操作，它们是、和过滤。
⑶制得的C0CI26H2O需减压烘干的原因是：
。
（4）为测定产品中CoClr6H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的植NOs溶液，过滤,
并将沉淀烘干后称量其质量。
通过计算发现产品中CoC12-6H2O的质量分数大于100%,其原因可能
是：
o
（5）在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的CoC12-6H20,方法是：
⑹在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸及硝酸的混酸”直接溶解含钻废料，其主要优点为：
o原工艺较新工艺也有优点，其主要优点是o
2.某化学研究性学习小组通过査阅资料，设计了如下图所示的方法以含繚废催化剂为原料来制备NiSO4.7H2Oo已知某化工厂的含镰催化剂主要含有Ni,还含有AI（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）。
碱液酸液H2O2
固体②
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
沉淀物
A1（OH）3
Fe（OH）3
Fe（OHb
Ni（OH）2
pH
5.2
3.2
9.7
9.2
回答下列问题：
⑴操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为。
（2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是o
（3）“酸浸”时所加入的酸是（填化学式）。
酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有
的金属离子是o
（4）操作b为调节溶液的pH,你认为pH的最佳调控范围是：
。
（5）“调pH为2〜3”的目的是o
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矶（FeSOy7H2O）,其原因可能是。
3・高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。
工业上常采用NaClO氧化法生产，原理为：
3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH=2Na2FeO4l+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如下：
（1）写出反应①的离子方程式
（2）
AsP（Na2FeO4）（填“〉”或“V”
流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下^P（K2FeO4）.或“=”）。
（3）反应的温度.原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时.NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
■•
MaClO的质星浓度©L/i
图1图2
1工业生产中最佳温度为9,此时Fe（NO3）3及NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为
2若MaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3,写出该反应的离子方程式：
若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4及Fe"发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式：
。
（4）K2FeO4在水溶液中易水解：
4FeO42-+10H2O^^4Fe（OH）3+8OH-+3O2f<1在“提纯,K2Fe3中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用溶液（填序号）。
A.H2OB.CH3COONa.异丙醇C・NH^Cl、异丙醇D.Fe（NO3）3.异丙醇
4.某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2）,现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。
其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
已知：
①Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。
回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为：
Cu2O+2H+=Cu2++Cu+HzO
、（写其中2个）
（2）将有机层和水层分离的操作方法叫,实验室完成此操作所用到的一仪翠是。
（3）“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种匝要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式
••
是O
（4）写出电解过程中（两电极都是惰性电极）阴极发生反应的电极反应
（5）“循环in”中反萃取剂的主要成分是
5.工业上生产高氯酸时，还同时生产了一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠（NaCKh）,其工艺流程如下：
已知：
1.NaHSO4溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出。
2.高氯酸是至今为止人们已知酸
中的最强酸，沸点909。
请回答下列问题
（1）反应器I中发生反应的化学方程式为,冷却的目的
是,能用蒸馆法分离出高氯酸的原因是
（2）反应器II中发生反应的离子方程式为。
（3）通入反应器II中的SO2用另一物质H2O2代替同样能生成NaCKh,请简要说明双氧水在反应中能代
替SO2的原因是
（4）Ca（ClO）2.C1O2>NaClO.NaCKh等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有
请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂NaClO的离子方程式
6.钛合金是航天航空工业的亘要材料。
由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TKh等产品的一种工艺流程示意如下：
fiTiOj
已知：
①TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中
®TiCh的熔点一25.0-C,沸点136.4-C；SiCh的熔点一68.8'C,沸点57.6C
回答下列问题：
（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式
加入铁屑的作用是。
（2）操作II包含的具体操作方法有。
（3）向“富含TKJ2+溶液”中加入N^COs粉末得到固体TiO2nH2O,请用恰当的原理和化学用语解释其原
因，废液中溶质的主要成分是（填化学式）。
（4）
用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特（Huntei*）法生产钛的流程如下：
电解过程中阳极电极上会有气体生成,
写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式,制得的TiCh液
体中常含有少«SiC14杂质，可釆用方法除去。
（5）TiO2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法，电解质为某种可以传导02离子的熔融盐，原理如右
图所示，则其阴极电极反应为：
该气体可能含有
7.炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、ARCd和SKh等杂质，利用锌渣制取并回收ZnSO4-7H2O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：
已知:
Fe3\Al叭Zn2\Cd2\Fe“以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为:
3.2,4.7,6.5,9.4,9.7；锌的
金属活动性比镉强。
试回答下列问题：
（1）“浸出”时用到的“试剂X”为（填名称）。
（2）写出“氧化”过程的离子方程式o
（3“调pH”过程可以选用o（从以下选项选择，填序号）
A.H2SO4B・ZnOC.NaOH
“滤渣2”的主要成分是（填化学式，下同）。
（4）“试剂Y”;“滤渣3”的成分为。
（5）“操作1”的方法是;在“操作1"时，必须采取的实验措施是o
8•从粗产品硫酸锌固体除去铁.铜.镉等可溶性硫酸盐，从而得到较纯净的硫酸锌，实验流程如下：
沉淀物
Zn（OH）2
Fe（OH）2
Fe（OH）3
Cu（OH）2
Cd（OH）2
Mn（OH）2
pH值
8.0
9.7
3.2
6.7
9.4
10.4
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的PH参见上表，请回答下列问题：
（1）"酸浸”步骤中，为提高锌的浸出率，可采取的措施有。
“酸浸”时适当补充少量水的原因是。
（2）滤液I加入酸性KMMh所发生反应的离子方程式，请完成剩余产物，并配平相关系数，若系数为1,
也需写上Fe2++MnO4+H+=Fe3++Mn2++
加入ZnO的原因是（写出相关方程式以及对应的文字说明）。
（3）滤渣III的成份主要是（化学式）o
（4）从滤液III得到晶体的操作过程为、冷却结晶、过滤冼涤、小心干燥。
9.工业上利用硫酸渣（含Fe2+、F0的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红（Fe2O3）和回收（NH4）2SO4,具体生产流程如下：
（1）在废渣溶解操作时，应选用溶解（填字母人
A、氨水B、氢氧化钠C、盐酸D、硫酸
（2）物质A是一种氧化剂，工业上最好选用供选择使用的有：
空气、6、MnOz）,其理由
是。
（3）
根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件是：
⑷“结晶”生成钱黄铁矶的反应化学方程式为—
（5）简述检验“滤液”中含有NH?
的实验方法：
10.高纯碳酸链广泛应用于电子工业，是制造高性能磁性材料的主要原料。
新工艺采用工业
冶铜后的废气SO2进行湿法浸取软猛矿（主要含MnOz,同时含有少量SiO2、Fe2O3>AI2O3）来制备。
（已知亚硫酸酸性强于碳酸）
1将过量的SO2气体通入软镭矿浆中进行“浸镭”操作，并控制温度加热反应；
2向浸镭结束后的滤液中加入MnO2s同时通入空气，再用Na2CO3溶液调节pH为3.7后
过滤分离；
3调节滤液pH值为6.5〜7.2,然后加入NH4HCO3,有浅红色的沉淀生成，过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸猛。
工业流程图如下：
泓度/C
fflI通度对盘浸出率的影列
已知生成氢氧化物的pH如下表：
物质
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Mn（OH）2
开始沉淀pH
2.7
7.6
8.3
完全沉淀pH
3.7
9.6
9.8
请根据题中有关信息回答问题：
（1）“浸链"后所得混合液中主要存在的金属阳离子有。
（2）由图可知，副反应MnSO4+SO2=F^MnS2O6的AH0（填>、V或=）,为减少MnS2O6的
生成，“浸镭”的适宜温度是。
（3）步骤②中加入MnO2和通入空气的作用o
（4）③中控制温度为60~70・C,温度不宜太高的原因是。
（5）及传统的电解法制MnCO3工艺相比较，新工艺的优点是
（写两点）。
11.氟碳饰矿主要化学成分为CeFCOs,它是提取饰族稀土元素的重要矿物原料。
氛碳钟矿的冶炼处理工艺已经发展到十数种，其中一种提取钟的工艺流程如下：
NaClO
已知：
焙烧后烧渣中含+4价的肺及+3价的其它稀土氟氧化物；酸浸I的浸出液中含少就的+3价的饰
请回答下列问题
（1）焙烧前将矿石粉碎成细颗粒的目的是•
（2）酸浸II后，四价饰转化为三价，为了避免三价饰以四氟硼酸盐形式损失，用可溶性钾盐将四氟硼酸根
沉淀除去，该反应的离子方程式为:
（3）在生产过程中，酸浸I中会产生大量黄绿色气体，污染环境、腐蚀设备，写出产生黄绿色气体的离子方程
式:
，提出一种解决的方案:
•
（4）实验室中进行操作I所用玻璃仪器名称:
；在操作I后的溶液中加入NaOH溶液是为了调节
溶液pH值获得Ce（OH）3,测定该溶液pH值的操作是•
（5）写出氧化步骤的化学方程式:
，其中还原产物是
12.2011年8月12日，网上传云南曲靖市越州镇有总量5000余吨的重毒化工废料辂渣由于非法丢放，毒水
被直接排放南盘江中。
I：
某工厂对制革工业污泥中Cr（III）回收及再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是CE,其次是Fe^、Al3\Ca\Mg2+）：
,-4.8mol-L'1
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al，
Cu2+
Cr3+
开始沉淀时的pH
1.9
7.0
4.7
沉淀完全时的pH
3.2
9.0
1L1
8
6.7
909溶解）
n：
工业废水中常含有一定量的CnOY一和CrOFS它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。
其中一种处理方法为电解法：
该法用Fe做电极，电解含CdCV一的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）j沉淀。
阳极的电极反应式为。
在阴极附近溶液pH
升高的原因是（用电极反应方程式解释）o
13.工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矶（CuSO4-5H2O）0该废料中各种成份含量如下：
Cu和CuO约占87%,其它为M像AkFe、Si及其氧化物，还有少量的难溶物质。
工艺流程为：
部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物
Al（OH）
3
Fe（OH）
3
Cu（OH）
2
Mg（OH）2
Fe（OH）
2
pH
5.2
3.1
6.7
9.4
9.7
回答:
（1）步骤①中为什么要将含铜废料研磨成粉状?
（2）步骤②中的离子方程式（写出2个即可）:
（4）加稀硫酸酸化（2分〉（5）冷却结晶（2分）
3.
（1）MnCO3+2HCl=MnC12+CO2T+H2O（2分）
⑵图中反映浸取时间为60.分伊时漫取率岀现第一个峰值，此后吋间延攻对漫岀率汶有明曇影响，从提高生产效率角度选择浸出时间为60分钟较为合理。
（2分）
（3）碳酸链（其它碳酸盐也可）（2分）（4）MgSO4（或答硫酸镁晶体）（2分）
（5）若水分太少可能导致得到的晶体是失去部分结晶水的产物。
（2分）
4.
（1）改变高岭土的结构，使其能溶于酸。
（2）230；量筒。
（3）AI203+6H+==2Ar+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。
5.
（1）8LiCoO,+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8COSQ,+Na2SO4+11H2O
LiCoO、
■
（2）将正二价铁元素氧化成正三价A1（OH）3和Fe（OH）3
（3）Co2+4-20H=Co（OH）212Li++CO32=Li2CO3|（4）Na2SO4
6.
（1）5.2〜7.6⑵蒸发浓缩、冷却结晶
⑶降低烘干温度，防止产品分解生成有毒的无水氯化钻。
⑷样品中含有NaCl杂质；烘干时失去了部分结晶水⑸重结晶
⑹减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐硝酸替代新工艺中的盐酸和过氧化氢，比新工艺流程少，节约成本
7.
（1）漏斗、蒸发皿⑵2A1+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2T>AI2O3+2OH-=2A1O2-+3H2O
⑶H2SO4Ni2+、Fe2+⑷3.2—9.2（5）防止在浓缩结晶过程中水解
⑹H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的
8.
（1）C12+2OH-=C1-+C1O-+H2O（2分）
（2）V（2分）（3）①26（1分）1.2（1分）
®3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）31+3HClO（2分）2FeO42-4-Fe3++8OH~=3FeO43-+4H2O（2分）
（4）B（2分）9.
（1）CuO+2H==Cu2++H2O^Fc2O3+6H4==2Fc3++3H2OsCu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
（任写出其中两个即给分，每空3分，共6分）
（2）分液分液漏斗（各2分，共4分）（3）
FeSO4-7H2O（2分，只写FeSO4得1分）（4）C1P++2e-=Cu（2分）（5）H2SO4（2分）
10.（13分）
（1）3NaClOj4-3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；（2分）
降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4结晶析出（2分）高氯酸的沸点低（1分）
（2）2C1O2+SO2+4OIT=2C1O2~+SO广+2H2O；（2分）
（3）HiOi有还原性也能把CIO2还原为NaClOz（2分）
（4）强氧化性（2分）Cl2+2OH"=CIO-+CF+H2O；（2分）
11.（16分）
（1）TiO2+2H+=TiO2++H2O（2分）,使Fe"还原为Fe?
+（1分）。
（2）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（洗涤）（2分）；
（3）溶液中存在水解平衡TQ2++（n+1）H2O—TiOynH2O+2H+,加入的Na2CO3粉末及H+
反应，降低了溶液中c（H+）,促进水解平衡向生成TiO2nH2O的方向移动；（3分）Nj^SOa（1分）
（4）TiO2+2C+2Cb茎为TiCh+2CO（2分）；蒸馆（或分馅）（1分）
（5）TiO2+4e~=Ti+2O2-（2分）；O2,CO,CO2（2分）
12.（16分，每空2分）
（1）硫酸溶液
（2）2H++H2O2+2Fe2+=2Fe^+2H2O（3）B；Fe（OH）3A1（OH）3
（4）Zn；Cd和Zn（5）加热浓缩、蒸发结晶、过滤（洗涤）；保持溶液一定的酸度
13.（11分）
（1）增大硫酸浓度或加热升高温度或边加硫酸边搅拌或增加浸出时间（2分）（要求写出一条即可）。
防止硫酸锌中从溶液中析出。
（1分）
（2）5Fe2++MnO4+8H+=5Fe5++Mn2++4H2O（2分，不配平扣1分）
因为Fe3++3H2O=sFe（OHh+3H+,ZnO+2H+=Zn2++H2O,加入ZnO能促进Fe"水解生成Fe（OH）3而除去。
（2分）
（3）Zn、Cd、Cu（2分，漏写扣1分）（4）蒸发浓缩（2分）
14.（16分）
（1）D（2分）
（2）空气（2分）
原料来源容易，成本低，不产生污染，不引入杂质。
（2分，答其中两点即可）
（3）溶液温度控制在80・C（1分），pH控制在1.5（1分），氧化时间为4小时左右（2分）
（4）3Fe2（SO4）3+12NHyH2O=（NH4）2Fe6（SO4）4（OH）12l+5（NH4）2SO4（3分）
（5）取少量滤液于试管中，向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液，加热。
用湿润的红色石蕊试纸放在试管口处，红色石蕊试纸变蓝色，说明滤液中含有NHf。
（3分）
15.
（1）Mn2\F0、Al3+（2分）
（2）<；1509（各2分）
（3）加入MnO2是为了除去过量的SO2；通入空气将Fe2+氧化成Fe"便于后来加碳酸钠除去（4分）
（4）防止NHUHC03受热分解（3分）
（5）综合利用了尾气SO?
有利于环境保护，同时节约能源。
（3分）
16.
（1）增大固体及空气的接触面积，增大反应速率；提高原料的利用率
（2）K++BF4=KBF4I
（3）2Ce4+2C1=2Ce3++Ch：
用H2SO4酸浸
（4）漏斗烧杯玻璃棒；撕下一小片pH试纸放在干燥洁净的表面皿上，用玻璃棒談取该溶液点在pH试纸的中央，然后及标准比色卡对比。
（5）2Ce（OH）j+NaCIO+HzO=2Ce（OH）4+NaClNaCl
17.（16分）
I：
（1）250mL容量瓶（1分）、胶头滴管（1分）
（2）①升高反应温度，②搅拌，③过滤后再向滤浹中加入硫酸（多次浸取），④适当延长浸取时间（只
要答出任意一点即可，可从反应温度、溶液的pH、搅拌速度、溶剂的配比等角度）（2分）
（3）氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr（或Cr2O72）,以便于及杂质离子分离（2分）；
FB和AP*（2分，各1分）
（4）Ca2\Mg2+（2分，各1分）（5）1,3,UH2O,2,1（2分），
n：
Fe-2e~=Fe2+（2分），2H++2e-=H2f（2分）
18.（16分）
（1）增大固体反应物的表面积，增大化学反应的速率。
（2分）
（2）2Al+2OH~+2H2O=2AIO2~+3H2T:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2f；
AI2O3+2OH-=2AIO2_+HzO；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。
（每写出其中1个给2分，共4分，没气体符号扣1分，未配平0分）
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（2分）
（3）C、D（2分）Fe（OH）j（1分）
（4）加热蒸发浓缩时会导致Ch发生水解生成Cu（OH）2,用硫酸调节pH=2〜3是为了抑制Ch的水解，
也不会引入杂质。
（2分）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。
（3分）
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