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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、煅烧或灼烧：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．【2015全国Ⅰ卷】硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所
回答下列问题：
（1）写出Mg2B2O5H2O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_____ ____（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． MgSO47H2O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MgSO47H2O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Li2OAl2O34SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：Fe3＋、Al3＋、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303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
（2）步骤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、稀土元素是周期表中ⅢB族钪、钇和镧系元素之总称。他们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为＋3价。其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)，工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。
已知： ① 该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表：
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3＋
2.7
3.7
Y3＋
6.0
8.2
（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铬的毒性，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）某含铬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、锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl26H2O)具有很高的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物)制备高纯六水氯化锶的过程如下图。
(3)步骤③中调节溶液pH至8一1O，宜选用的试剂为_______________。
A．稀硫酸 B．氢氧化锶粉末 C．氢氧化钠 D．氧化锶粉末
5、硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。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。
已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
pH
3．4
5．2
12．4
一水合氨电离常数Kb=1.810－5，其饱和溶液中c(OH－)约为110-3molL-1。
（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FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2等溶液获取对应晶体，采取的措施是：在干燥的HCl气氛中加热蒸干
模板：加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→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：向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，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
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……；若出现……现象，证明含有……
三、实验操作
四、终点现象的描述：
当滴入最后一滴标准溶液后，溶液变成色，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β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：
Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：
温度/℃
0
10
20
50
75
100
Li2CO3的溶解度/g
1．539
1．406
1．329
1．181
0．866
0．728
请回答下列问题：
(4)反应Ⅳ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Li2CO3沉淀要使用 (选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是_____________________________________________________________________。
【对点练习】
6、以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：
氯化钠
硫酸铵
混合
溶解
蒸发
浓缩
趁热
过滤
Na2SO4
滤液
冷却
结晶
过滤
滤液
NH4Cl
洗涤
干燥
NH4Cl产品
氯化铵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及操作是 。
7． MgSO47H2O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MgSO47H2O的工艺如下：
废渣
浸出
过滤
滤液
滤渣A
加热
操作I
MgSO47H2O
过滤 、洗涤
滤渣B
滤液
操作II
稀硫酸
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 。
（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、镍电池电极材料由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：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。
②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4H2O＞NiC2O42H2O
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：
M(OH)n
Ksp
开始沉淀时pH
沉淀完全时的pH
Al(OH)3
1.910－23
3.4
4.2
Fe(OH)3
3.810－38
2.5
2.9
Ni(OH)2
1.610－14
7.6
9.8
(3) 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？ 。
9、 取20.00mL富碘卤水放入＿＿＿（填仪器名称）中，将0.1 molL－1的酸性高锰酸钾溶液装入滴定管中，达到滴定终点的标志是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
10、 (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，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2＋。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、Ag2SO4。
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（K2SO4MgSO42CaSO42H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡
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，工艺流程如下：
（1）滤渣主要成分有 和 以及未溶杂卤石。
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、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
完全沉淀pH
3．4
5．2
12．4
（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：
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，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液
（2）氧化Ⅱ中，试剂A为 (填“H2O2”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：
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：
(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
1、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+、Al3+、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℃： 。
例8、实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾(FeSO47H2O)，过程如下：
(5)在⑥中，将溶液Z控制到70～80 ℃的方法是__ _______；为什么需要控制温度到70～80 ℃ 。
【对点练习】
海水
苦卤
提取粗盐
①硫酸酸化
②氯气氯化
含Br2的
海水
③空气吹出
含Br2的
空气
④SO2吸收
吸收液
⑤ 氯化
溴水
混合物
⑥ 蒸馏
蒸气
液溴
⑦ 冷凝
⑧ 分离
粗溴水
14、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：
（4）步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在80—90℃。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
1、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：
废铁皮
硫铁矿烧渣
酸溶
200~300℃
水浸
操作I
反应I
操作II
FeSO4∙7H2O
稀H2SO4
[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m
①稀H2SO4/②H2O2
③水解
滤渣
操作III
滤液
滤渣
（2）“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式： 。
（5）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 。
【对点练习】
15、铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：
（1）酸浸时，二氧化锰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：
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，能氧化有机烃、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Ⅱ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、镍电池电极材料由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：
已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。
②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4H2O＞NiC2O42H2O
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：
M(OH)n
Ksp
开始沉淀时pH
沉淀完全时的pH
Al(OH)3
1.910－23
3.4
4.2
Fe(OH)3
3.810－38
2.5
2.9
Ni(OH)2
1.610－14
7.6
9.8
(2) 写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式： 。
(4) 写出“氧化”反应的离子方程式： 。
相关计算
与Ksp、平衡常数相关的计算（计算pH、计算离子浓度）
例10、有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
已知298K时， Ksp(CaCO3)=2.8010—9， Ksp(CaSO4)=4.9010—5 ，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位有效数字）。
例题11、某滤液含SO42-和Sr2+、Ba2+若滤液中Ba2+ 浓度为110一5molL一1，依据下表数据可以推算滤液中Sr2+物质的量浓度为___________________。
SrSO4
BaSO4
Sr(OH)2
Ksp
3.310—7
1.1 10—10
3.2 10—4
原电池和电解工业中的电极反应方程式书写（见电化学专题）
平衡原理的应用（见平衡移动原理专题）例10、有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
已知298K时， Ksp(CaCO3)=2.8010—9， Ksp(CaSO4)=4.9010—5 ，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位有效数字）。
例题11、某滤液含SO42-和Sr2+、Ba2+若滤液中Ba2+ 浓度为110一5molL一1，依据下表数据可以推算滤液中Sr2+物质的量浓度为___________________。
SrSO4
BaSO4
Sr(OH)2
Ksp
3.310—7
1.1 10—10
3.2 10—4
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