专题三 工艺流程
类型一 物质制备
1．(2017安顺)某种矿石由氧化镁、氧化铁、氧化铜和二氧化硅组成，用它制备氢氧化镁的流程示意图如图所示(已知：二氧化硅不溶于水也不与稀盐酸反应)。
请回答下列问题：
(1)溶液A中共含有__________种阳离子；写出矿石中的任意一种金属氧化物与稀盐酸反应的化学方程式：______________________________(只写一个)。
(2)在溶液A中加入熟石灰调节溶液的pH，可以使溶液中的金属阳离子逐步转化为沉淀。该实验条件下，使金属阳离子沉淀的相关pH数据见下表。为保证产品纯度、减少产品损失，并便于操作，所得溶液B的pH的取值范围为____________________。
氢氧化物 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH
(3)写出溶液
B
中加入熟石灰发生的化学反应方程式：
Fe(OH)3 1.5 3.2 Cu(OH)2 4.2 6.7 Mg(OH)2 8.6 11.1 ___________________________。
2．(2017无锡)硅酸钠(Na2SiO3)是我国优先发展的精细化学品，用某种石英砂矿石(主要成分是SiO2，还含有少量的CuO、Na2SO4、Na2CO3)制备硅酸钠(Na2SiO3)的流程如下：
资料：SiO2既不溶于水，也不与盐酸反应。 请回答下列问题：
(1)“研磨”的目的是__________________________________________。 (2)检验“洗涤a”已洗净的方法是__________________________________________。 (3)“酸浸”的化学方程式为_______________________________________。 (4)“碱浸”的化学方程式为____________________________________。 (5)“操作a”包含蒸发浓缩、________________、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。
3．(2016广州)保险粉(化学式为Na2S2O4)在工农业生产中有广泛的用途。Na2S2O4在碱性溶液中稳定。在中性和酸性溶液中极不稳定。在NaCl存在下，Na2S2O4在水中溶解度显著下降。制备流程如图：
(1)反应Ⅰ的原理为：Zn＋2SO2=== ZnS2O4，该反应类型为______________。
(2)反应Ⅱ为复分解反应，该反应的化学方程式为_________________________________。
(3)操作a的名称为__________。
(4)滤液中含有Na2S2O4，为使Na2S2O4结晶析出还需要加入少量NaOH的原因是__________________________，加入NaCl的原因是____________________________。
(5)198 g Zn(OH)2理论上能得到Zn的质量为__________g。
4．(2017宜昌改编)侯德榜是我国著名的化学家，为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献，他发明的侯氏制碱法大大提高了原料的利用率，其工业流程大致如图：
(1)上述流程中，用到的原料有空气、焦炭、水、二氧化碳、______________等。 (2)上述流程中，已知步骤②发生的是化合反应，步骤⑤发生的是分解反应，则步骤②、⑤发生反应的化学方程式分别是：②___________________，⑤_____________________。
(3)上述流程中，可循环利用的物质是________________。
(4)上述流程中，较关键的一步是在加压条件下不断向饱和的氨盐水(含氯化钠和氨水)中通入CO2，析出NaHCO3，该流程需要加压条件的原因是__________________________。
5．(2016苏州)某科研小组设计利用稀H2SO4浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO，其余成分既不与酸反应，也不溶解于水)的方案，实现废物综合利用。部分实验流程如下：
请根据上述实验流程回答下列问题： (1)操作1的名称是__________。
(2)在氧化铜锌矿中加入过量稀硫酸，主要成分发生反应的化学方程式为________________________________，__________________________________。
(3)加过量铁粉后，发生反应的基本反应类型是______________，得到滤渣1的成分为__________(填化学式)。
(4)在实验过程中，双氧水会与Fe反应生成Fe和水，以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去；高锰酸钾溶液也能将Fe________________________。
6．炼铁产生的废渣中含有大量CuS及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2的流程图如下：
2＋
2＋
3＋
氧化成Fe
3＋
，选用双氧水的优点是
(1)操作1：粉碎。粉碎的目的是______________________________。
(2)操作2：焙烧。高温条件下，通入空气，CuS和NaCl反应生成了CuCl2和Na2SO4，化学方程式为______________________________。
(3)操作3：__________(填操作名称)。 (4)流程图中能循环利用的物质是__________。
7．(2017烟台改编)十三五期间，烟台将建设大型海水淡化厂。绿色生态、综合利用海洋资源将是设计的重点。如图是某设计院设计的综合利用海水的流程图。据图回答问题：
(1)反渗透膜法与滤纸过滤法在原理上都是利用混合体系中各物质的____________ __________ 不同进行分离的方法。
(2)过程③是氨碱法制纯碱的一个流程，需要向饱和食盐水中先后加入NH3和CO2，产物除NaHCO3外，还有一种氮肥，写出该反应的化学方程式：_______________________。
(3)过程④采用蒸发结晶的方法，而不采用冷却热饱和溶液方法，原因是
________________________________________________________________________。
(4)如果要充分利用海边贝壳资源，过程⑤生成氢氧化镁的化学方程式是__________________________________________________。
(5)浓海水中Mg、SO4、Ca可用离子交换膜直接除去，若用化学沉淀法依次除去Mg、SO4、Ca，需要的三种离子分别是________________________________(写离子符号)。
(6)离子交换膜是对特定离子的选择性透过膜，可以使带特定电量的离子透过。过程②中
“
某
种
离
子
交
换
膜
”
选
择
透
过
的
离
子
特
点
是
2＋
2－
2＋
2＋
2－
2＋
________________________________________。
类型二 分离提纯
8．(2017长沙改编)为了将混有硫酸钾、氯化钙、碳酸氢铵(不稳定，受热易分解生成氨气、二氧化碳和水)的氯化钾提纯，并制得纯净的氯化钾溶液，某同学设计的实验流程如下：
请根据以上流程图中的信息。回答下列问题：
(1)步骤①中除去碳酸氢铵的方法是_________________________________________。 (2)步骤③中加入过量氯化钡的目的是_____________________(用化学方程式表示)。 (3)步骤④中加过量碳酸钾溶液的目的是___________________________________。 (4)此设计方案是否严谨？并说明理由__________________________________。 若不严谨，如何改进？________________________________________。 (5)若要得到KCl晶体，可采用蒸发结晶的方法，蒸发过程中除用到酒精灯、蒸发皿外，还要用到的一种玻璃仪器是__________，其作用是______________________________。
9．(2016内江)为了除去铜粉中混有的铁粉，并用提纯的铜粉制取胆矾(CuSO4·5H2O)。某课外活动小组的同学按如下流程进行实验(反应中部分生成物已略去)。
△
已知：Cu＋2H2SO4(浓)===== CuSO4＋SO2↑＋2H2O。回答下列有关问题：
(1)操作a的名称是__________；除去铜粉中的铁粉，最简便的实验方法是
________________________________________________________________________。
(2)FeCl2溶液中通入Cl2发生化合反应，写出该反应的化学方程式____________。 (3)由Cu制CuSO4溶液的途径Ⅱ中，若不通入O2，反应将不会发生，原因是________________________________________。途径Ⅱ与途径Ⅰ相比较，其显著的优点是____________________________(回答一点即可)。
(4)FeCl3溶液可腐蚀铜以制作印刷线路板，反应只生成两种常见的盐，则该反应的化学方程式为____________________________。
类型三 环保相关
10．某沿海工业区排放的污水中含有少量的Fe、Na、Ca、Cu、Cl，为了达到零污染的目标，将污水进行如下工业流程处理：
2＋
＋
2＋
2＋
－
(1)步骤Ⅰ的操作名称是________________，在实验室进行该操作所需玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外，还有__________________；写出步骤Ⅰ中的化学反应方程式：_____________ _________________________________。
(2)滤渣Ⅰ所含的物质是__________________(填化学式)。
(3)加入过量NaOH溶液的目的是_________________________________________。 (4)在滤液Ⅲ中加入盐酸使得到的溶液呈中性，要使用____________来测定溶液的酸碱度，确保盐酸不过量。
11．某研究人员按如图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”，实验中，先一次性分别在相应装置中加入水和铁，然后连续通入CO2、SO2和O2混合气体，反应液多次循环，但过量的铁仍在反应装置中与循环进入的反应液不断反应，经过多次循环以后，导出的反应液可用于制备FeSO4·7H2O。
(1)吸收装置的温度不宜过高，原因是__________________________；该装置中总反应的化学方程式为______________________________。
(2)反应装置的温度控制在40 ℃左右，其中的反应化学方程式为_______________，此时欲加快该反应速率可采取的措施有____________________(写出一种即可)。
(3)实验中，对第一次循环中反应液的pH在A、B、D三点进行跟踪监测，A、B、D三
点pH由小到大的次序为__________，若忽略循环中的热量散失，C、D两点中温度高的是__________点。
(4)经过多次循环以后导出反应液，经过______________、______________、洗净晶体和干燥即可制得FeSO4·7H2O。
(5)上述流程中存在两个可改进处，一是______________________________，二是可利用尾气1和尾气2在一定条件下催化合成甲醇CH4O(同时有H2O生成)，该反应的化学方程式为______________________________________________________。
专题三 工艺流程
1．(1)4 MgO＋2HCl=== MgCl2＋H2O
(或Fe2O3＋6HCl=== 2FeCl3＋3H2O；或CuO＋2HCl=== CuCl2＋H2O) (2)6.7～8.6(或6.7 (2)取过滤得到的清液滴入氯化钡溶液，无明显现象 (3)CuO＋2HCl=== CuCl2＋H2O (4)SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O (5)降温结晶 3．(1)化合反应 (2)ZnS2O4＋2NaOH=== Zn(OH)2↓＋Na2S2O4 (3)过滤 (4)可调节溶液为碱性，使Na2S2O4结晶稳定存在 氯化钠的存在使Na2S2O4的溶解度降低，更易结晶析出，提高产率 (5)130 【解析】(5)由质量守恒定律可知反应前后锌元素的质量不变，198 g Zn(OH)2理论上能得到Zn的质量为198 g× 65＋ 65＋ ×100%＝130 g。 催化剂 4．(1)氯化钠 (2)N2＋3H2高温、高压===== 2NH3 △ 2NaHCO3===== Na2CO3＋H2O＋CO2↑ (3)二氧化碳、水 (4)增大二氧化碳在水中的溶解度 5．(1)过滤 (2)ZnO＋H2SO4=== ZnSO4＋H2O CuO＋H2SO4=== CuSO4＋H2O (3)置换反应 Fe、Cu (4)不引入较难除去的杂质 6．(1)增大反应物的接触面积 高温 (2)CuS＋2NaCl＋2O2===== CuCl2＋Na2SO4 (3)过滤 (4)NaCl(或氯化钠) 7．(1)颗粒大小 (2)NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=== NaHCO3↓＋NH4Cl (3)氯化钠的溶解度受温度的影响较小 (4)MgCl2＋Ca(OH)2=== CaCl2＋Mg(OH)2↓ [或MgSO4＋Ca(OH)2=== CaSO4＋Mg(OH)2↓] (5)OH、Ba、CO3 (6)带有一个单位电荷的离子 8．(1)加热 (2)K2SO4＋BaCl2=== BaSO4↓＋2KCl (3)除去氯化钙和过量的氯化钡 (4)不严谨；反应后剩余的碳酸钾没有除去 在滤液中加入过量的盐酸 (5)玻璃棒 搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅 9．(1)过滤 用磁铁吸引 (2)2FeCl2＋Cl2=== 2FeCl3 (3)在金属活动顺序中，铜是位于氢之后的，与稀硫酸不反应 不会产生污染空气的二氧化硫气体 (4)2FeCl3＋Cu=== 2FeCl2＋CuCl2 10．(1)过滤 烧杯 Fe＋CuCl2=== Cu＋FeCl2 (2)Fe和Cu (3)完全除去Fe (4)pH试纸 11．(1)温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应的进行 2SO2＋2H2O＋O2=== 2H2SO4 (2)Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑ 搅拌(或采用更细的铁粉) (3)BDA D (4)冷却结晶 过滤 催化剂 (5)废热利用 CO2＋3H2===== CH4O＋H2O 【解析】(1)温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应的进行，因此吸收装置的温度不宜过高。 (3)A点是纯水，因此pH＝7，B点是硫酸溶液，因此pH＜7，D点可能存在未完全反应的硫酸，因此pH会增大，但仍然＜7，因此A、B、D三点pH由小到大的次序为BDA；D点是铁和硫酸反应的溶液，反应放热，因此温度会升高，即D点的温度高于C点。 (5)由于反应放热，因此可以进行废热回收利用。 2＋ － 2＋ 2－ 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容