1、小专题七 化学工艺流程题的突破策略1工业上由黄铜矿(主要成分 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓 H2SO4 b稀 HNO3cNaOH 溶液 d氨水(1)用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B，取少量所得溶液，滴加 KSCN 溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号 )，检验溶液中还存在 Fe2 的方法是 _(注明试剂、现象 )。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_ 。(4)取一定量的泡铜，加入 1 L 0.6 molL1 HNO3 溶液恰好完全溶解，同时放出 2240 mL NO 气体(标准状况) ，另取等量的泡铜，用足量的 H2
2、还原，得到的铜的质量为_g。2(2018 届东北三省四市联合体一模 )镁的化合物在化工生产和药物合成上有重要用途。某兴趣小组以一种工业废渣( 主要成分为 MgCO3、MgSiO 3 和少量 Fe 的氧化物)为原料制备MgCO33H2O。实验过程如下：(1)滤渣的成分为_(填化学式 )，过滤装置在使用一段时间后需用 NaOH 溶液清洗，用化学方程式表示其清洗原理：_。(2)加入 H2O2 的目的是_，一段时间后，溶液中有气泡出现并放热，则产生气泡的原因是_。(3)萃取分液中要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前须洗干净并_。萃取分液的目的是_(填序号 )。A除去水溶液中的铁离子B增加镁离子在水中的溶解
3、性C富集铁元素，可以回收利用(4)萃取后得到的水溶液制备 MgCO33H2O 的实验操作：边搅拌边向溶液中滴加Na2CO3 溶液至有大量沉淀生成，静置，_，确定沉淀完全后，过滤、_，得到 MgCO33H2O。3(2018 届河北衡水武邑中学调研 )KMnO4 和 MnO2 都是重要的化学物质，在实验室可以作氧化剂和催化剂。某学习小组对两种物质的制备和性质探究如下：.MnO 2 的制备：该学习小组设计了将粗 MnO2(含有较多的 MnO、MnCO 3 和 Fe2O3)样品转化为纯 MnO2的实验，其工艺流程如下：请回答下列问题：(1)第步操作中，生成 CO2 的化学方程式为_ 。(2)第步操作中
4、，NaClO 3 氧化 MnSO4 的离子方程式为_。(3)第步操作中，最终得到的固体除 NaClO3 外，还一定含有下列物质中的_(填序号)。aNaCl bNaClO cNaClO 4 dNaOH(4)为得到纯净的 MnO2，须将过滤后的 MnO2 合并后进行洗涤。洗涤沉淀所用的玻璃仪器有_，判断是否洗涤干净可选用的试剂是_(填化学式) 。(5)NaClO3 和 MnO2 在一定条件下都可以氧化浓盐酸制取氯气，制取等量的氯气消耗NaClO3 与 MnO2 的物质的量之比为_。(6)工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰，该过程的阳极反应式为_。.KMnO 4 的制备和性质：(7)
5、实验室由二氧化锰制备高锰酸钾可分两步进行：第一步：MnO 2 与 KOH 共熔并通入氧气：2MnO2 4KOHO 2 2K2MnO42H 2O；= = = = =高 温 第二步：通入 CO2，可使 K2MnO4 发生歧化反应生成 KMnO4 和 MnO2。第二步完成反应时，转化为 KMnO4 的 K2MnO4 占其全部的百分率约为_(精确到 0.1%)。4(2018 届河北石家庄二中模拟 )某工厂用一固体废渣(主要成分为 Al2O3Cr2O3，还含有 FeO、SiO 2)为主要原料回收利用，生产红矾钠晶体(Na 2Cr2O72H2O)，同时制备明矾KAl(SO4)212H2O。其主要工艺流程如
6、下：已知：NaBiO 3 不溶于冷水，在碱性条件下能将 Cr3 氧化为 CrO 。24(1)、的目的是_。(2)实验室中操作的名称为_。(3)已知：K spFe(OH)33.010 39 ，K spAl(OH)3110 33 。当 pH5.6 时 Cr(OH)3 开始沉淀。室温下，中需调节溶液 pH 范围为_(杂质离子浓度小于 1106 molL1 视为沉淀完全 )。(4)写出中发生反应的离子方程式：_。(5)中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化，理由是_(结合化学方程式回答) 。(6)写出溶液 F 和硫酸溶液反应的离子方程式： _，若用足量二氧化碳通入 F 中，则生成的溶液中离子浓度关系为_。5(2
7、018 届湖北联考)镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有 MgCO3、MgSiO 3、Al 2O3 和 Fe2O3 等)设计了回收其中镁的工艺流程：(1)酸浸前，将固体废弃物研磨的目的是_ ，为达到此目的，还可以采取的措施是_( 任写一条) 。(2)酸浸时，生成滤渣 1 的离子方程式为_ 。(3)第一次调节 pH 的目的是_ 。当加入氨水使 Al3 开始沉淀时，溶液中 为_ 。已知 KspFe(OH)3 410 38 ，K spAl(OH)3 110 33 。cFe3 cAl3 (4)设计简单方案分离滤渣 2，简述实验过程：_。(5)滤液 3 中可回收
8、利用的物质主要是_( 填化学式)，其阳离子的电子式为_。(6)写出工业上从滤渣 3 中获得镁锭的所有反应的化学方程式： _。6(2017 届江苏南京、盐城二模 )硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。用锌白矿(主要成分为 ZnO，还含有 Fe2O3、CuO、SiO 2 等杂质)制备 ZnSO4 7H2O 的流程如下：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 molL1计算) 如下表：金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pHFe3 1.1 3.2Fe2 5.8 8.8Zn2 6.4 8.0(1)“滤渣 1”的主要成分为_( 填化学式)。 “酸浸”过程中
9、，提高锌元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓度、_( 填一种)。(2)“置换”过程中，加入适量的锌粉，除与溶液中的 Fe3 、H 反应外，另一主要反应的化学方程式为_。(3)“氧化”一步中，发生反应的离子方程式为_。溶液 pH 控制在 3.2,6.4)之间的目的是_。(4)“母液”中含有的盐类物质有_ ( 填化学式)。7(2018 届湖南株洲质检)常用于印染工业的连二亚硫酸钠 (Na2S2O4)俗称保险粉，可溶于水，但不溶于甲醇，其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧，工业制备流程如下：请回答下列问题：(1)保险粉应如何保存？_( 填一个注意事项)。(2)由锌块制备锌粉的目的是_
10、 ；向锌液中鼓入 M 气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为 180 m(1 m10 6 m)的锌粉。鼓入的气体 M 为常见的双原子单质分子，则 M 的化学式为_；分散系 A 为_( 填“溶液” “胶体”或“悬浊液”)。(3)流程的化学方程式为_ 。(4)流程的分离方法步骤为_、洗涤、干燥，其中洗涤所用试剂是 _；实验室加入 NaCl 固体的作用是_。(5)保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子(Cr 2O 被转化为 Cr3 ，S 2O 被转27 24化为 SO )，这是目前除去酸性废水中重铬酸根离子的有效方法之一，写出该反应的离子24方程式：_。(6)保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化。其化
11、学方程式为2Na 2S2O4O 2H 2O=4NaHSO3 或Na 2S2O4O 2H 2O=NaHSO3NaHSO 4。若在此条件下 NaHSO3 不会被氧化，请设计实验证明氧化时发生的反应是：_。小专题七 化学工艺流程题的突破策略1(1)cd(2)Fe3 取少量溶液，滴加 2 滴 KMnO4 溶液，KMnO 4 溶液紫色褪去(3)3Cu2O2Al Al2O36Cu= = = = =高 温 (4)16解析：(1)由流程图转化关系可知，气体 A 中的大气污染物主要是二氧化硫，故应选择能吸收二氧化硫，且不产生新污染气体的试剂。浓 H2SO4 不能吸收二氧化硫，故 a 错误；稀 HNO3 可以吸收
12、二氧化硫，但生成 NO 污染大气，故 b 错误；NaOH 溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，故 c 正确；氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，故 d 正确。(2)用稀H2SO4 浸泡熔渣 B，取少量所得溶液，滴加 KSCN 溶液后呈红色，说明含有 Fe3 ；Fe 2 具有还原性，可以利用 KMnO4 溶液检验，取少量溶液，滴加 2 滴( 或少量)KMnO 4 溶液，KMnO4 溶液紫色褪去。(3) 由流程图转化可知，Cu 2O 与 Al 反应置换反应生成 Al2O3 与Cu，反应方程式为 3Cu2O2Al Al2O36Cu。 (4)取一定量的泡铜，加入 1 L 0.6 = = = = =高 温 mo
13、lL 1HNO3 溶液恰好完全溶解，同时放出 2240 mL NO 气体(标准状况) 即 0.1 mol，所得溶液的溶质为 Cu(NO3)2，根据氮元素守恒可知，溶液中 NO 的物质的量为 0.6 mol0.1 3mol0.5 mol，所以溶液中 Cu2 的质量为 g16 g，所以另取等量的泡铜，(120.564)用足量的 H2 还原，得到的铜的质量也应为 16 g。2(1)H 2SiO3 H 2SiO32NaOH= =Na2SiO32H 2O(2)将 Fe2 氧化成 Fe3 Fe 3 催化 H2O2 分解(3)检漏 AC(4)向上层清液中滴加 Na2CO3 溶液，若无沉淀生成 用水洗涤固体
14、23 次 低温干燥解析：由题意及流程图可知，向废渣中加入 40%H2SO4 进行酸溶，MgCO 3 和少量 Fe的氧化物溶解，MgSiO 3 与硫酸反应生成 H2SiO3 沉淀；过滤后向所得溶液中加30%H2O2，Fe 2 被氧化为 Fe3 ，然后加入有机萃取剂将 Fe3 分离出去；最后溶液经过一系列处理，得到 MgCO33H2O。3(1)MnCO 3H 2SO4=MnSO4H 2OCO 2(2)2ClO 5Mn 2 4H 2O=Cl25MnO 28H 3(3)ad(4)烧杯、漏斗、玻璃棒 BaCl 2 溶液(5)13(6)Mn2 2e 2H 2O=MnO24H (7)66.7%解析：(3)第
15、步操作中氯气与氢氧化钠反应生成氯酸钠、氯化钠和水，又因为氢氧化钠过量，则最终得到的固体除 NaClO3 外，还一定含有氯化钠和氢氧化钠。(4) 洗涤沉淀后的滤液中含有 SO ，可通过检验 SO 判断沉淀是否洗涤干净，检验 SO 可选用的24 24 24试剂是 BaCl2 溶液。(5)NaClO 3 的还原产物是氯气，HCl 的氧化产物也是氯气，1 mol NaClO3 对应 3 mol Cl2；MnO 2 的还原产物是 Mn2 ，1 mol MnO2 对应 1 mol Cl2，因此制取等量的氯气消耗 NaClO3 与 MnO2 的物质的量之比为 13 。(6)电解池中阳极失去电子，发生氧化反应
16、，则该电解池中阳极是 Mn2 放电，阳极反应式为Mn2 2e 2H 2O=MnO24H 。(7)Mn 元素化合价从 6 价部分升高到7 价，部分降低到4 价，因此根据电子得失守恒可知生成的 KMnO4 和 MnO2 的物质的量之比为 21，所以第二步完成反应时，转化为 KMnO4 的 K2MnO4 占其全部的百分率为100%66.7%。234(1)使 Fe2 转化为 Fe3 ，并调节 pH 使 Fe3 和 Al3 完全沉淀，与铬元素完全分离(2)蒸发浓缩，冷却结晶，过滤(3)5.0pHc(HCO )c(OH )c(H )c(CO ) 3 23解析：固体废渣的主要成分为 Al2O3Cr2O3，还
17、含有 FeO、SiO 2，向废渣中加入过量的硫酸，氧化铝、氧化亚铁和 Cr2O3 与硫酸反应生成硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铬，SiO 2 与硫酸不反应，过滤，得到的固体 A 为 SiO2，溶液 B 为硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铬及硫酸的混合溶液，加入 H2O2 将 Fe2 氧化成 Fe3 ，调节 pH 形成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，过滤，得到的固体 C 为氢氧化铁和氢氧化铝的混合物，溶液 D 为硫酸铬溶液，向固体 C 中加入过量的 KOH 溶液，得到氢氧化铁沉淀和偏铝酸钾溶液，固体 E 为氢氧化铁，溶液 F 为偏铝酸钾溶液，加入稀硫酸，然后蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到明矾；向溶液 D 中加入过量的 Na
18、OH 溶液和 NaBiO3，发生氧化还原反应生成 Bi(OH)3 固体和 Na2CrO4 溶液，溶液 G为 Na2CrO4 溶液，然后酸化得到 Na2Cr2O7 溶液和 Na2SO4 溶液，最终得到红矾钠晶体。(3)Al3 完全除去时 c(OH )3 110 27 ，c(OH )KspAlOH3cAl3 110 33110 6 molL 110 9 molL 1，此时溶液 pH5.0，Fe3 完全除去时 c(OH )3 310 33 ，c(OH )KspFeOH3cFe3 3.010 39110 6 molL 11.410 11 molL1 ，此时溶液 pH3.1，而 pH5.6 时 Cr(O
19、H)3 开始沉淀，所以调节溶液的 pH 范围为 5.0pHc(HCO )c(OH ) 3c(H )c(CO )。235(1)加快浸出速率 提高反应温度或适当增大硫酸浓度 (或其他合理答案)(2)MgSiO32H =Mg2 H2SiO3(3)使 Fe3 、Al 3 沉淀从而分离出来 4.010 5(4)将滤渣 2 溶于适量氢氧化钠溶液，过滤得 Fe(OH)3，另向滤液中通入过量 CO2，过滤得 Al(OH)3(5)(NH4)2SO4 (6)Mg(OH)22HCl= =MgCl22H 2O、MgCl 2(熔融) MgCl 2= = = = =通 电 解析：(2)MgCO 3、MgSiO 3、 Al
20、2O3、Fe 2O3 能与硫酸反应，生成了 MgSO4、Al 2(SO4)3、Fe 2(SO4)3 以及 H2SiO3 沉淀，酸浸时，生成滤渣 1 的离子方程式为MgSiO32H =Mg2 H 2SiO3。(3)滤液 1 中含有 MgSO4、Al 2(SO4)3 和 Fe2(SO4)3，根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH，在调节 pH 至 5.0 时，Fe 3 和 Al3 已经完全沉淀，滤渣 2 的主要成分是 Fe(OH)3、Al(OH) 3，第一次调节 pH 的目的是使 Fe3 、Al 3沉淀从而分离出来；当加入氨水使 Al3 开始沉淀时，溶液中 cFe3 cAl3 KspFeO
21、H3 KspAlOH3 4.010 5 。(4)滤渣 2 的主要成分是 Fe(OH)3、Al(OH) 3，利用 Al(OH)3 具有410 38110 33两性，分离操作：将滤渣 2 溶于适量氢氧化钠溶液，过滤得 Fe(OH)3；向滤液中通入过量CO2，过滤得 Al(OH)3。(5) 上述过滤后滤液中阴离子主要是 SO ，加入 NH3H2O 后调节24pH 使 Mg2 完全沉淀，溶质主要成分是(NH 4)2SO4。(6)滤渣 3 为 Mg(OH)2，工业上从滤渣3 生产镁锭的反应为 Mg(OH)22HCl= =MgCl22H 2O、 MgCl2(熔融)MgCl 2。= = = = =通 电 6
22、(1)SiO 2 粉碎锌白矿(或充分搅拌浆料、适当加热等)(2)Zn CuSO4=CuZnSO 4(3)3Fe2 MnO 7ZnO 9H =3Fe(OH)3MnO 27Zn 2 使 Fe3 沉淀完全，而 4Zn2 不沉淀，MnO 变为 MnO2 沉淀，避免引入杂质 4(4)ZnSO4、K 2SO4解析：锌白矿中加入稀硫酸浸取，ZnO、Fe 2O3、CuO 分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、 Fe2(SO4)3、CuSO 4， SiO2 和稀硫酸不反应，然后过滤，得到的滤液中含有ZnSO4、 Fe2(SO4)3、CuSO 4、 H2SO4，向滤液中加入 Zn，将 Fe3 还原为 Fe2 ，且得到
23、Cu，然后过滤，得到的滤液中含有 ZnSO4、FeSO 4，向滤液中加入高锰酸钾，高锰酸钾将 Fe2氧化为 Fe3 ，向溶液中加入适量氧化锌，调节溶液 pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤，得到的滤液中含有 ZnSO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO47H2O。7(1)密封、阴凉处保存(或其他合理答案 )(2)增大锌反应的表面枳，加快化学反应速率 N 2 悬浊液(3)Zn 2SO2=ZnS2O4 (4)过滤 甲醇降低 Na2S2O4 的溶解度或增大 Na 浓度，便于 Na2S2O4 结晶析出(5)Cr2O S 2O 6H =2Cr3 2SO 3H 2O 27 24 2
24、4(6)取少许固体溶于水中，加入 BaCl2 溶液，有白色沉淀产生，则证明是解析：锌块加热熔化，向锌液中鼓入 M 气体，使液态锌雾化，冷却得到锌粉，加水形成分散系，再通入二氧化硫反应得到 ZnS2O4，加入 NaOH 溶液反应得到氢氧化锌沉淀、Na2S2O4，最后加入 NaCl 降低 Na2S2O4 的溶解度，析出 Na2S2O4，溶液 D 中含有 NaCl。(1)根据题目的信息，保险粉受热、遇水都会发生分解反应放出大量的热，甚至引起燃烧，所以保险粉要密封、阴凉处保存。(4)流程是分离固体与溶液，分离方法为过滤、洗涤、干燥，为减少溶解导致的损失，用甲醇洗涤，过滤前加入 NaCl 增大 Na 浓度，便于Na2S2O4 结晶析出。(6)反应与反应中都生成亚硫酸氢钠，而反应中还生成硫酸氢钠，硫酸氢钠在水溶液中完全电离产生氢离子、钠离子和硫酸根离子，可以通过检验产物中是否存在硫酸根离子来证明发生的反应是。
