高考化學解題模板(工藝流程題)

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高考化學工藝流程題解題模板原料預處理的各種方法1、粉碎或研磨：增大固液（或固氣或固固）接觸面積，加快反應（溶解）速率，增大原料的轉(zhuǎn)化率（或浸取率）。2、煅燒或灼燒：不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì)；其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物；除去有機物；除 去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)3、酸浸：溶解、去氧化物（膜）、調(diào)節(jié)pH促進水解（沉淀）4、堿溶：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH促進水解（沉淀）例題1【2015全國卷】硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所 回答下列問題：（1）寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應的化學方程式_ _。為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有_ _（寫出兩條）【對點練習】1、步驟I前，-鋰輝石要粉碎成細顆粒的目的是 2 MgSO47H2O可用于造紙、紡織、陶瓷、油漆工業(yè)，也可在醫(yī)療上用作瀉鹽。某工業(yè)廢渣主要成分是MgCO3，另外還有CaCO3、SiO2等雜質(zhì)。從此廢渣中回收MgSO47H2O的工藝如下：第一不用硫酸浸出。（1）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有 （要求寫出任意一條）。調(diào)節(jié)溶液的PH:1、目的：使溶液中的。金屬陽離子形成氫氧化物完全沉淀下來而除去2、需要的物質(zhì)：含主要陽離子的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽，即能與H+反應，是PH增大的物質(zhì)如用MgO、Mg（OH）2等等。3、原理：加入的物質(zhì)能與溶液中的H+反應，降低了的濃度，增大PH4、PH控制的范圍：大于除去離子的完全沉淀值，小于主要離子的開始沉淀的PH例題2、碳酸鋰廣泛應用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。以-鋰輝石（主要成分為Li2OAl2O34SiO2）為原料制備Li2CO3的工藝流程如下：已知：Fe3、Al3、Fe2和Mg2以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分別為34.2 g、12.7 g和1.3 g。（2）步驟I中，酸浸后得到酸性溶液中含有Li、SO42-，另含有Al3、Fe3、Fe2、Mg2、Ca2、Na等雜質(zhì)，需在攪拌下加入 （填“石灰石”、“氯化鈣”或“稀硫酸”）以調(diào)節(jié)溶液的pH到6.06.5，沉淀部分雜質(zhì)離子，然后分離得到浸出液。例題3、稀土元素是周期表中B族鈧、釔和鑭系元素之總稱。他們都是很活潑的金屬，性質(zhì)極為相似，常見化合價為3價。其中釔(Y)元素是激光和超導的重要材料。我國蘊藏著豐富的含釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)，工業(yè)上通過如下生產(chǎn)流程可獲得氧化釔。已知： 該流程中有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH見下表： 離子開始沉淀時的pH完全沉淀時的pH Fe32.73.7 Y36.08.2（3）為使Fe3沉淀完全，用氨水調(diào)節(jié)pHa時，a應控制在_范圍內(nèi)，【對點練習】3、欲降低廢水中重金屬元素鉻的毒性，可以將Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀除去。已知Cr3的氫氧化物開始沉淀的pH和完全沉淀的pH分別為5.0和7.0，F(xiàn)e3+的氫氧化物開始沉淀的pH和完全沉淀的pH分別為2.7和3.7，F(xiàn)e2+的氫氧化物開始沉淀的pH和完全沉淀的pH分別為7.6和9.6。（1）某含鉻廢水處理的主要流程如圖所示：調(diào)節(jié)溶液pH至 ，可使得到的金屬陽離子Fe3+和Cr3+沉淀完全。4、鍶(Sr)為第五周期A族元素。高純六水氯化鍶晶體(SrCl26H2O)具有很高的經(jīng)濟價值，61時晶體開始失去結(jié)晶水，100時失去全部結(jié)晶水。用工業(yè)碳酸鍶粉末(含少量Ba、Fe的化合物)制備高純六水氯化鍶的過程如下圖。(3)步驟中調(diào)節(jié)溶液pH至8一1O，宜選用的試劑為_。A稀硫酸 B氫氧化鍶粉末 C氫氧化鈉 D氧化鍶粉末5、硫酸工業(yè)中廢渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性學習小組的同學設計以下方案，進行硫酸渣中金屬元素的提取實驗。 已知：陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3452124一水合氨電離常數(shù)Kb=1.8105，其飽和溶液中c(OH)約為110-3molL-1。（2）上述流程中兩次使用試劑X，推測試劑X是 （填以下字母編號）A水B氧化鋁 C氨水 D氫氧化鈉 除雜、實驗操作類一、鹽溶液的分離提純方法：結(jié)晶法1、純物質(zhì)溶液得到晶體：蒸發(fā)結(jié)晶（NaCl型）；蒸發(fā)濃縮（至有晶膜出現(xiàn)為止），冷卻結(jié)晶（KNO3型和含有結(jié)晶水的晶體）2、混合溶液（分離A和B）：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾（得NaCl型），將濾液冷卻結(jié)晶，過濾（得KNO3型）3、由FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2等溶液獲取對應晶體，采取的措施是：在干燥的HCl氣氛中加熱蒸干模板：加熱濃縮冷卻結(jié)晶過濾洗滌干燥儀器：蒸發(fā)皿、玻璃棒、燒杯二、沉淀洗滌(1)沉淀洗滌的目的：除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性離子。(2)洗滌方法：向漏斗內(nèi)加蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出后，重復操作23次。(3)誤差分析：若沉淀不洗滌或洗滌不干凈，則使沉淀的質(zhì)量偏高。若沉淀洗滌次數(shù)過多，則會使部分沉淀溶解而使其質(zhì)量偏低。(4)沉淀是否洗滌干凈的判斷方法答題模板取最后一次洗滌液，滴加（試劑），若沒有現(xiàn)象，證明沉淀已洗凈 答題模板取少量待測液于試管中，滴加（試劑，用量），若沒有現(xiàn)象，證明沒有；若出現(xiàn)現(xiàn)象，證明含有三、實驗操作四、終點現(xiàn)象的描述：當?shù)稳胱詈笠坏螛藴嗜芤汉?，溶液變成色，且半分鐘?nèi)不恢復原來的顏色。例4、鋰被譽為“金屬味精”，以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業(yè)上常以鋰輝礦(主要成分為LiAlSi2O6，還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來制取金屬鋰。其中一種工藝流程如下：Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表：溫度/010 20 50 75 100Li2CO3的溶解度/g153914061329118108660728請回答下列問題： (4)反應生成Li2CO3沉淀，寫出在實驗室中得到Li2CO3沉淀的操作名稱，洗滌所得Li2CO3沉淀要使用(選填“熱水”或“冷水”)，你選擇的理由是_?！緦c練習】6、以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，工藝流程如下：氯化鈉硫酸銨混合溶解蒸發(fā)濃縮趁熱過濾Na2SO4濾液冷卻結(jié)晶過濾濾液NH4Cl洗滌干燥NH4Cl產(chǎn)品氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如上圖所示。回答下列問題：（2）實驗室進行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有 、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。（4）不用其它試劑，檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是 。7 MgSO47H2O可用于造紙、紡織、陶瓷、油漆工業(yè)，也可在醫(yī)療上用作瀉鹽。某工業(yè)廢渣主要成分是MgCO3，另外還有CaCO3、SiO2等雜質(zhì)。從此廢渣中回收MgSO47H2O的工藝如下：廢渣浸出過濾濾液 濾渣A加熱操作IMgSO47H2O過濾 、洗滌濾渣B濾液 操作II稀硫酸已知CaSO4和MgSO4的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如右圖所示，試回答下列問題：（3）操作I的名稱是 ，操作II的名稱是 。（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、鎳電池電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進行資源回收研究，設計實驗流程如下：已知：NiCl2易溶于水，F(xiàn)e3不能氧化Ni2。已知實驗溫度時的溶解度：NiC2O4NiC2O4H2ONiC2O42H2O某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：M(OH)nKsp開始沉淀時pH沉淀完全時的pHAl(OH)31.910233.44.2Fe(OH)33.810382.52.9Ni(OH)21.610147.69.8(3) 檢驗電解濾液時陽極產(chǎn)生的氣體的方是： 。(5) 如何檢驗Ni(OH)3是否洗滌干凈？ 。9、 取20.00mL富碘鹵水放入（填儀器名稱）中，將0.1 molL1的酸性高錳酸鉀溶液裝入滴定管中，達到滴定終點的標志是。10、 (1)“除雜”操作是加入適量過氧化氫，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為8.0，以除去硫酸銨溶液中的少量Fe2。檢驗Fe2是否除盡的實驗操作是_。濾液和濾渣的成分判斷熟記常見難溶于水微溶于水的物質(zhì)鹽酸鹽：AgCl 、HgCl、CuCl ； 硫酸鹽：BaSO4、PbSO4、CaSO4、Ag2SO4。碳酸鹽、亞硫酸鹽：除K、Na、NH4+外均難溶；氫氧化物：除KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3.H2O外均難溶。例題5、難溶性雜鹵石（K2SO4MgSO42CaSO42H2O）屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡為能充分利用鉀資源，用飽和Ca（OH）2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：（1）濾渣主要成分有 和 以及未溶雜鹵石。例題6、某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2完全沉淀pH3452124（2）濾渣I的主要成分有 ?！緦c練習】11、高鐵酸鉀廣泛應用于凈水、電池工業(yè)等領(lǐng)域。工業(yè)上以鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品FeSO4制備高鐵酸鉀的生產(chǎn)流程如下：查資料得知K2FeO4的一些性質(zhì)：在堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在中性和酸性條件下不穩(wěn)定溶解度很大，難溶于無水乙醇等有機溶劑具有強氧化性，能氧化有機烴、苯胺和80%以下乙醇溶液（2）氧化中，試劑A為 (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)；過濾操作中，得到的濾渣B中除NaCl還有 12、工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等）為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3 )，具體生產(chǎn)流程如下：試回答下列問題：（1）濾液X中含有的金屬陽離子是 （填離子符號）。13、是一種重要的化工原料。某研究性學習小組設計了利用菱鎂礦石(主耍成分是，并含有雜質(zhì)）制取的實驗，流程如下：(1) 第步研磨的目的是_所得濾液主要含_,_等溶質(zhì)。溫度的控制1、加熱：加快反應速率或溶解速率；促進平衡向吸熱方向移動；除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物質(zhì)；使沸點相對較低或易升華的原料氣化。2、降溫：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解) ；使化學平衡向著題目要求的方向移動（放熱方向）；使某個沸點較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離；降低晶體的溶解度，減少損失。3、控溫：（用水浴帶溫度計便于控溫且受熱均勻）防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)；為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來；使催化劑的活性達到最好；防止副反應的發(fā)生。4、降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，達到綠色化學的要求。例7、醫(yī)用氯化鈣可用于補鈣、抗過敏和消炎等，以工業(yè)碳酸鈣（含少量Na+、Al3+、Fe3+等雜質(zhì)）生產(chǎn)醫(yī)用二水合氯化鈣工藝流程為： （5）為什么蒸發(fā)結(jié)晶要保持在160： 。例8、實驗室用硫酸廠燒渣（主要成分為Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠礬(FeSO47H2O)，過程如下： (5)在中，將溶液Z控制到7080 的方法是_ _；為什么需要控制溫度到7080 ?！緦c練習】海水苦鹵提取粗鹽硫酸酸化氯氣氯化含Br2的海水空氣吹出含Br2的空氣SO2吸收吸收液 氯化溴水混合物 蒸餾蒸氣液溴 冷凝 分離粗溴水 14、空氣吹出法工藝，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下：（4）步驟的蒸餾過程中，溫度應控制在8090。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn) ，請解釋原因 。如何控制溫度 。氧化還原反應和反應方程式的相關(guān)信息1、選擇合適的氧化劑:不引入新的雜質(zhì)，無污染等等2、離子方程式的書寫3、氧化還原反應方程式的書寫思路:(1)、判斷出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物（2）三步配平法配平根據(jù)化合價升降法配平這四種物質(zhì)根據(jù)電荷守恒補充H+和OH-,并配平根據(jù)原子個數(shù)左右相等配平并配上H2O例題9、硫鐵礦燒渣是一種重要的化學化工產(chǎn)業(yè)中間產(chǎn)物, 主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫鐵礦燒渣制備高效凈水劑聚合硫酸鐵Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m流程圖：廢鐵皮硫鐵礦燒渣酸溶200300水浸操作I反應I操作IIFeSO47H2O稀H2SO4Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m稀H2SO4/H2O2水解濾渣操作III濾液濾渣（2）“酸溶”過程中Fe3O4溶解的化學反應方程式： 。（5）加入適量H2O2的目的是氧化Fe2+，寫出H2O2氧化Fe2+為Fe3+的離子方程式 。【對點練習】15、鐵氧體可用于隱形飛機上吸收雷達波涂料。一種以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下：（1）酸浸時，二氧化錳被雙氧水還原的化學方程式為_。（2）活性鐵粉除汞時，鐵粉的作用是_（填“氧化劑”或“還原劑”或“吸附劑”）。16、高鐵酸鉀廣泛應用于凈水、電池工業(yè)等領(lǐng)域。工業(yè)上以鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品FeSO4制備高鐵酸鉀的生產(chǎn)流程如下：查資料得知K2FeO4的一些性質(zhì)：在堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在中性和酸性條件下不穩(wěn)定溶解度很大，難溶于無水乙醇等有機溶劑具有強氧化性，能氧化有機烴、苯胺和80%以下乙醇溶液回答下列問題：（1）寫出“氧化I”中，生成Fe3+的離子反應方程式 （2）氧化中，試劑A為 (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)； （4）凈水時高鐵酸鉀能逐漸與水反應生成絮狀的Fe(OH)3，請補充并配平該反應方程式 K2FeO4 + H2O = Fe(OH)3 + KOH + 17、鎳電池電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進行資源回收研究，設計實驗流程如下：已知：NiCl2易溶于水，F(xiàn)e3不能氧化Ni2。已知實驗溫度時的溶解度：NiC2O4NiC2O4H2ONiC2O42H2O某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：M(OH)nKsp開始沉淀時pH沉淀完全時的pHAl(OH)31.910233.44.2Fe(OH)33.810382.52.9Ni(OH)21.610147.69.8 (2) 寫出加入Na2C2O4溶液的反應的化學方程式： 。 (4) 寫出“氧化”反應的離子方程式： 。相關(guān)計算與Ksp、平衡常數(shù)相關(guān)的計算（計算pH、計算離子濃度）例10、有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會發(fā)生：已知298K時， Ksp(CaCO3)=2.80109， Ksp(CaSO4)=4.90105 ，求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。例題11、某濾液含SO42-和Sr2+、Ba2+若濾液中Ba2+ 濃度為110一5molL一1，依據(jù)下表數(shù)據(jù)可以推算濾液中Sr2+物質(zhì)的量濃度為_。SrSO4BaSO4Sr(OH)2Ksp3.31071.1 10103.2 104原電池和電解工業(yè)中的電極反應方程式書寫（見電化學專題）平衡原理的應用（見平衡移動原理專題）例10、有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會發(fā)生：已知298K時， Ksp(CaCO3)=2.80109， Ksp(CaSO4)=4.90105 ，求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。例題11、某濾液含SO42-和Sr2+、Ba2+若濾液中Ba2+ 濃度為110一5molL一1，依據(jù)下表數(shù)據(jù)可以推算濾液中Sr2+物質(zhì)的量濃度為_。SrSO4BaSO4Sr(OH)2Ksp3.31071.1 10103.2 104