專(zhuān)題13工藝流程綜合題

日考綱考情

化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái)，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步

設(shè)問(wèn)，是無(wú)機(jī)框圖的創(chuàng)新。它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等相融合，考查

物質(zhì)的制備、檢驗(yàn)、分離或提純等基本實(shí)驗(yàn)原理在化工生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和綜合性，是近

幾年高考化學(xué)試題的?？碱}型?；ち鞒绦蛯?shí)驗(yàn)題通常以元素化合物知識(shí)為依托，以反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作為考

查重點(diǎn)。重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，意在引導(dǎo)考生關(guān)注化學(xué)的真實(shí)性和應(yīng)用性，體現(xiàn)了能力立意和化

學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，是今后高考命題的方向和熱點(diǎn)，綜合性強(qiáng)，能夠很好地考查學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)技能。

位考點(diǎn)梳理

高頻考點(diǎn)一原料的預(yù)處理

預(yù)處理操作作用或目的分析

將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w霧化，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或

使反應(yīng)更充分

研磨、霧化

目的：提高原料轉(zhuǎn)化率、利用率、浸取率，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率等

增大接觸面積的方法：固體——粉碎、研磨；液體——噴灑；氣體——用多孔分散器等

向固體中加入適當(dāng)溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇

溶等

水浸與水接觸反應(yīng)或溶解，使原料變成離子進(jìn)入溶液中

浸取（即浸在酸性溶液［如：用（濃）硫酸、鹽酸等］中使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)

酸浸

出/溶解）過(guò)濾除去的過(guò)程；酸還能溶解金屬氧化物（膜）、抑制某些金屬離子的水解等

去油污，在堿性溶液中使兩性化合物（AI2O3、ZnO等）溶解，溶解鋁、二氧化硅等，

堿浸

不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的過(guò)程

醇浸提取有機(jī)物，常采用有機(jī)溶劑（乙醛，二氯甲烷等）浸取的方法提取有機(jī)物

固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少（工業(yè)上往往為了追求更多轉(zhuǎn)化）

浸出率提高浸出率的措施：①將礦石研成粉末，提高接觸面積；②攪拌，使反應(yīng)更加充分

③增大反應(yīng)物（酸、堿）的濃度；④適當(dāng)升溫（加熱）

除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化

灼燒(焙燒)①除去硫、碳單質(zhì)；②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物；

③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)；④除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)(如碳酸鹽沉淀)等

煨燒改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煨燒高嶺土

高頻考點(diǎn)二轉(zhuǎn)化過(guò)程中反應(yīng)條件的控制方法

1.控制溶液的酸堿性(pH)

⑴控制反應(yīng)的發(fā)生，增強(qiáng)物質(zhì)的氧化性或還原性(增強(qiáng)Mr!。,、N03的氧化性)，調(diào)節(jié)離子的水解程度

(2)控制溶液的pH值使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀而被除去

①原理：加入的物質(zhì)能與溶液中的H+反應(yīng)，降低了H+的濃度，使溶液pH值增大

②pH控制的范圍：雜質(zhì)離子完全沉淀時(shí)pH值~主要離子開(kāi)始沉淀時(shí)pH(注意端值取)

③需要的物質(zhì)：含主要陽(yáng)離子(不引入新雜質(zhì)即可)的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽，即能與H+反應(yīng)，

使pH增大的物質(zhì)，如MgO、Mg(OH)2、MgCCh等類(lèi)型的物質(zhì)

④實(shí)例：除去CuSCU溶液中少量Fe3+,可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2>Cu2(OH)2CO3,CuCO3,調(diào)節(jié)pH

3++

至3~4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe+3H2O^^Fe(OH)3+3H,加入CuO

后，溶液中H+濃度降低，平衡正向移動(dòng)，F(xiàn)e(OH)3越聚越多，最終形成沉淀

a.加入CuO的作用：調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3

b.加熱的目的：促進(jìn)Fe3+水解

(3)抑制某些離子的水解，防止產(chǎn)品混入雜質(zhì)

像鹽酸鹽、硝酸鹽溶液，通過(guò)結(jié)晶方法制備晶體或加熱脫水結(jié)晶水合物制備相對(duì)應(yīng)的無(wú)水鹽時(shí)，由于水解

生成的鹽酸或硝酸揮發(fā)，促使了金屬離子水解(水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng))導(dǎo)致產(chǎn)品不純

如：由MgCb-6H2O制無(wú)水MgCb要在HC1氣流中加熱，否則：MgCl2-6H2O=Mg(OH)2+2HClT+4H2O

2.溫度控制的類(lèi)型及其目的

①加快反應(yīng)速率或溶解速率

②促進(jìn)平衡向吸熱方向(一般是有利于生成物生成的方向)移動(dòng)，如：促進(jìn)水解生成沉淀

升高溫度③除去受熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如：H2O2>氨水、銹鹽(NHQ)、硝酸鹽、NaHCO3>Ca(HCO3)2>

KMnCU等物質(zhì)

④使沸點(diǎn)相對(duì)低的物質(zhì)氣化或升華

①防止某物質(zhì)在溫度較高時(shí)揮發(fā)或分解

降低溫度

②使化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)，從而提高產(chǎn)物的產(chǎn)率

③使某個(gè)沸點(diǎn)高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離

④降低晶體的溶解度，使其結(jié)晶析出

溫度過(guò)低反應(yīng)速率過(guò)慢或溶解速率小

控制溫度①催化劑逐漸失活，化學(xué)反應(yīng)速率急劇下降

在一定范②物質(zhì)分解，如：NaHC03>NH4HCO3、H2O2、濃HNO3等

圍(綜合溫度過(guò)高③物質(zhì)會(huì)揮發(fā)，如：濃硝酸、濃鹽酸、醋酸、液澳、乙醇等

考慮)④物質(zhì)氧化,如：Na2s。3等

⑤物質(zhì)升華，如：12升華

①若用到H2O2、氨水、鍍鹽、硝酸鹽等易分解的物質(zhì)，控溫的目的是防止物質(zhì)分解

②若題目中出現(xiàn)有機(jī)物或有機(jī)溶劑，控溫的目的是防止其揮發(fā)

③若溶液中制備物質(zhì)，常使用加熱的方法加快反應(yīng)速率

④煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過(guò)濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如氧氣

答題策略

⑤溫度范圍答題策略

a.溫度不高于xxC的原因:適當(dāng)加快反應(yīng)速率，但溫度過(guò)高會(huì)造成(如濃硝酸)揮發(fā),(如H2O2.

NH4HCO3)分解，(如Na2so3)氧化或促進(jìn)(如AlCb)水解等，影響產(chǎn)品的生成

b.溫度不低于xx。。的原因：加快反應(yīng)速率或者對(duì)于吸熱反應(yīng)而言可是平衡正移，增加產(chǎn)率

3.濃度

(1)根據(jù)需要選擇適宜濃度，控制一定的反應(yīng)速率，使平衡移動(dòng)有利于目標(biāo)產(chǎn)物的生成，減小對(duì)后續(xù)操作產(chǎn)

生的影響

(2)反應(yīng)物過(guò)量，能保證反應(yīng)的完全發(fā)生或提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，但對(duì)后續(xù)操作也會(huì)產(chǎn)生影響

4.壓強(qiáng)：改變反應(yīng)速率，使平衡向需要的方向移動(dòng)

5.催化劑：選擇合適的催化劑，能加快反應(yīng)速率

6.使用保護(hù)氣

(1)隔絕空氣(主要是。2、H2O)

(2)抑制弱離子的水解(如HC1氛圍)

高頻考點(diǎn)三工藝流程中的分離與提純

1.過(guò)濾：固液分離的一種方法，主要有常壓過(guò)濾、減壓過(guò)濾、熱過(guò)濾

(1)常壓過(guò)濾：通過(guò)預(yù)處理、調(diào)節(jié)pH等工序可實(shí)現(xiàn)對(duì)雜質(zhì)的去除，但值得注意的是需要分析對(duì)產(chǎn)品的需求

及生產(chǎn)目的的綜合考慮，準(zhǔn)確判斷經(jīng)過(guò)過(guò)濾后產(chǎn)生的濾液、濾渣的主要成分，準(zhǔn)確判斷是留下濾液還是濾渣

(2)減壓過(guò)濾(抽濾)：減壓過(guò)濾和抽濾是指一種操作，其原理與普通的常壓過(guò)濾相同。相比普通過(guò)濾，抽濾

加快了過(guò)濾的速度。抽濾的優(yōu)點(diǎn)是快速過(guò)濾，有時(shí)候還可以過(guò)濾掉氣體，并能達(dá)到快速干燥產(chǎn)品的作用

(3)趁熱過(guò)濾：趁熱過(guò)濾指將溫度較高的固液混合物直接使用常規(guī)過(guò)濾操作進(jìn)行過(guò)濾，但是由于常規(guī)過(guò)濾操

作往往耗時(shí)較長(zhǎng)，這樣會(huì)導(dǎo)致在過(guò)濾過(guò)程中因混合物溫度降低而使溶質(zhì)析出，影響分離效果。因此可使用熱過(guò)

濾儀器、將固液混合物的溫度保持在一定范圍內(nèi)進(jìn)行過(guò)濾，所以又稱為熱過(guò)濾

2.蒸發(fā)結(jié)晶

(1)適用范圍：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如：NaCl

(2)蒸發(fā)結(jié)晶的標(biāo)志：當(dāng)有大量晶體出現(xiàn)時(shí)，停止加熱，利用余熱蒸干

(3)實(shí)例

①?gòu)腘aCl溶液中獲取NaCl固體

a.方法：蒸發(fā)結(jié)晶

b.具體操作：加熱蒸發(fā)，當(dāng)析出大量NaCl晶體時(shí)，停止加熱，利用余熱蒸干

②NaCl溶液中混有少量的KNO3溶液

a.方法：蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥

b.具體操作：若將混合溶液加熱蒸發(fā)一段時(shí)間，析出的固體主要是NaCl,母液中是KNO3和少量NaCL這

樣就可以分離出大部分NaCl

c.趁熱過(guò)濾的目的：防止KNO3溶液因降溫析出，影響NaCl的純度

3.冷卻結(jié)晶

(1)適用范圍：提取溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)(KNO3)、易水解的物質(zhì)(FeCb)或結(jié)晶水化合物

(CUSO4-5H2O)

(2)蒸發(fā)結(jié)晶的標(biāo)志：當(dāng)有少量晶體(晶膜)出現(xiàn)時(shí)

(3)實(shí)例：KNCh溶液中混有少量的NaCl溶液

a.方法：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥

b.具體操作：若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是KNO3,母液中是NaCl和少量KNCh,

這樣就可以分離出大部分KNO3

4.沉淀洗滌時(shí)洗滌劑的選擇

洗滌試劑適用范圍目的

蒸溶解度隨溫度升高而升除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì)，減少固體因?yàn)橄礈煲簻囟雀?/p>

冷水

儲(chǔ)高，且變化較大造成溶解損失

水溶解度隨著溫度升高而除去固體表面吸附著的XX雜質(zhì)，減少固體因?yàn)橄礈煲簻囟鹊?/p>

熱水

降低造成溶解損失

有機(jī)溶劑（酒固體易溶于水、難溶于有減少固體溶解損失；利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的

精、丙酮等）機(jī)溶劑水分，加快干燥速率

飽和溶液對(duì)純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解

酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì)；減少固體溶解

洗滌沉淀的方法：向過(guò)濾器中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2?3次

檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法：取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入某試劑，若未出現(xiàn)特

征反應(yīng)現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈

5.重結(jié)晶：將結(jié)晶得到的晶體溶于溶劑制得飽和溶液，又重新從溶液結(jié)晶的過(guò)程

6.萃取與反萃取

利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同，用一種溶劑（萃取劑）把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組

萃取

成的溶液里提取出來(lái)的過(guò)程，萃取后需要分液。如：用CC14萃取澳水中的Br2

在溶劑萃取分離過(guò)程中，當(dāng)完成萃取操作后，為進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)物或便于下一步分離操作的

反萃取實(shí)施，往往需要將目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到水相。這種調(diào)節(jié)水相條件，將目標(biāo)產(chǎn)物從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的

萃取操作稱為反萃取，為萃取的逆過(guò)程

7.蒸儲(chǔ)或分儲(chǔ)：蒸儲(chǔ)是利用液體混合物中各組分的沸點(diǎn)不同，給液體混合物加熱，使其中的某一組分變成

蒸氣再冷凝成液體，跟其他組分分離的過(guò)程

8.冷卻法：利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體,如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨與氮?dú)?、氫?/p>

高頻考點(diǎn)四工藝流程中Ksp的相關(guān)計(jì)算

溶度積常數(shù)反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力，溶度積常數(shù)在化工流程題中考查溶度積常數(shù)是高考的熱

點(diǎn)，化工流程中常常需要控制條件進(jìn)行離子的分離或除雜，通過(guò)溶度積常數(shù)計(jì)算溶液中金屬離子的濃度、離子

完全沉淀時(shí)的pH、判斷廢水排放是否符合標(biāo)準(zhǔn)、沉淀完全轉(zhuǎn)化時(shí)所需離子濃度。

1.計(jì)算難溶電解質(zhì)的Ksp

以2?3麻）^^77次"+阿）+用"一函）”為例：％（4島）=改人"+）.’"@"一）,式中的濃度都是平衡濃度

2.計(jì)算沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)及其完全轉(zhuǎn)化時(shí)所需濃度

依據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化反應(yīng)和Ksp,計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)，K值越大，轉(zhuǎn)化反應(yīng)越易進(jìn)行，轉(zhuǎn)化程度越大

如：對(duì)于反應(yīng)Cu2+（aq）+ZnS（s）^^CuS（s）+Zn2+（aq）

c(7n}C(Z〃2+)?C(S2-)Ksp(ZnS)

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c('Ci1/2++)c(Cz?+)?c(s2一)%(CuS)

3.由溶度積計(jì)算溶液中某離子的濃度

①已知溶度積，求溶液中的某種離子的濃度

如：Ksp=a的飽和AgCl溶液中，c(Ag+)=gmol-L-1

②已知溶度積、溶液中某離子的濃度，求溶液中的另一種離子的濃度

如：某溫度下AgCl的Ksp=a,在0.1moLL/i的NaCl溶液中加入過(guò)量的AgCl固體，達(dá)到平衡后c

(Ag+)=8E=10amol-L-1

0.1

4.判斷離子是否開(kāi)始沉淀

以A,"B”(s)=^"7A"+(aq)+〃B"L(aq)為例

溶度積離子積

概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度幕的乘積

符號(hào)KspQc

^(AA)=cm(An+)-cn(Bm"),式中的

表達(dá)式

濃度都是平衡濃度中的濃度都是任意濃度

判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解

①Q(mào)c>Ksp：溶液過(guò)飽和，有沉淀析出

應(yīng)用

②。c=Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)

③Qc<Ksp：溶液未飽和，無(wú)沉淀析出

5.調(diào)pH除雜—計(jì)算pH范圍

(l)pH控制的范圍：雜質(zhì)離子完全沉淀時(shí)pH值~主要離子開(kāi)始沉淀時(shí)pH(注意端值取等)

(2)一般情況下，當(dāng)溶液中剩余離子的濃度小于IxlOfmoLL—1時(shí)，化學(xué)上通常認(rèn)為生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行完

全了

高頻考點(diǎn)五工藝流程中加入試劑的作用和循環(huán)物質(zhì)的確定

1.判斷加入的試劑及分析試劑作用的基本思路

(1)看反應(yīng)目的：分析加入試劑后化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的目的

(2)看試劑性質(zhì)：分析加入試劑本身的性質(zhì)(物質(zhì)類(lèi)別、所含元素的化合價(jià)、周期表中的位置等)

(3)看生成物：分析反應(yīng)前后的物質(zhì)組成的變化

(4)看可能信息：綜合利用流程信息和題中設(shè)問(wèn)提供的信息

2.工藝流程中的物質(zhì)確定

（1）循環(huán)物質(zhì)的確定

后面反應(yīng)步驟的生成物在流程圖上標(biāo)注每一步物質(zhì)

循

環(huán)在流程中加入并在后續(xù)步

前面反應(yīng)步驟的反應(yīng)物物

驟中會(huì)產(chǎn)生，可以循環(huán)利

質(zhì)用的物質(zhì)（濾渣、濾液）

從流程圖上看：箭頭回頭確

定可逆反應(yīng)中有可以循環(huán)利用

容易分離的物質(zhì)

（2）副產(chǎn)品的確定

(

首先是生成物，不是反副從流程圖上看：是支線產(chǎn)品

應(yīng)物產(chǎn)

品

判

根據(jù)制備的目的判斷不是斷常是對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)生活有用的、

主產(chǎn)品無(wú)毒的、不污染環(huán)境的產(chǎn)品

（3）濾渣成分的確定

①過(guò)量的反應(yīng)物

②原料中不參與反應(yīng)的物質(zhì)

③由原料轉(zhuǎn)化的生成物

④由雜質(zhì)轉(zhuǎn)化的沉淀物

高頻考點(diǎn)六陌生方程式的書(shū)寫(xiě)

首先根據(jù)題給材料中的信息寫(xiě)出部分反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，再根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有無(wú)變化判斷

反應(yīng)類(lèi)型:

①元素化合價(jià)無(wú)變化則為非氧化還原反應(yīng)，遵循質(zhì)量守恒定律。

②元素化合價(jià)有變化則為氧化還原反應(yīng)，除遵循質(zhì)量守恒外，還要遵循得失電子守恒規(guī)律。最后根據(jù)題目

要求寫(xiě)出化學(xué)方程式或離子方程式（需要遵循電荷守恒規(guī)律）即可。

高頻考點(diǎn)七化學(xué)計(jì)算

①計(jì)算公式

（i）物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（或純度）=漉該物湍質(zhì)的蘢質(zhì)諭量xlOO%

（方、戶口產(chǎn)空—產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)量k

（11）產(chǎn)口口產(chǎn)率—產(chǎn)品理論產(chǎn)量義10%

,……參加反應(yīng)的原料量

（叫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化中-加入原料的總量xl,nOnOo^/

②計(jì)算方法關(guān)系式法

在多步反應(yīng)中，若第一步反應(yīng)的產(chǎn)物是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)化學(xué)方程式將某中間物質(zhì)作為“中介”,

找出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間量的關(guān)系，也可通過(guò)守恒關(guān)系直接確定原料與所給數(shù)據(jù)物質(zhì)之間的關(guān)系。

【方法技巧】工藝流程中的答題規(guī)范

1.沉淀的洗滌操作

(1)答題模板：沿玻璃棒向漏斗(過(guò)濾器)中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)實(shí)驗(yàn)2?3次

(2)實(shí)例：在測(cè)定Na2s。4和NaCl的混合物中Na2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，可以在混合物中加入過(guò)量BaCL溶液，

沉淀SO/,然后過(guò)濾、洗滌、烘干、稱量得到BaSO4的質(zhì)量，試問(wèn)：怎樣洗滌沉淀？

沿玻璃棒向漏斗中加入蒸儲(chǔ)水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)實(shí)驗(yàn)2?3次

2.證明沉淀完全的操作

(1)答題模板：靜置，取少量上層清液于試管中，加入xx試劑(沉淀劑)，若沒(méi)有xx沉淀產(chǎn)生，則證明XX沉淀

完全

(2)實(shí)例：在測(cè)定Na2s。4和NaCl的混合物中Na2sCU的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，可以在混合物中加入過(guò)量BaCL溶液，

沉淀SO/,然后過(guò)濾、洗滌、烘干、稱量得到BaSO4的質(zhì)量，試問(wèn)：怎樣判斷S0「是否沉淀完全？

靜置，取上層清液少許于試管中，繼續(xù)加入BaCb溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則證明SOr沉淀完全

3.檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的操作

(1)答題模板：取最后一次洗滌液少量于試管中，加入xx試劑(根據(jù)沉淀可能吸附的雜質(zhì)離子，選擇合適的

檢驗(yàn)試劑)，若沒(méi)有XX(特征現(xiàn)象)出現(xiàn)，則證明沉淀已洗滌干凈

(2)實(shí)例：在測(cè)定Na2s。4和NaCl的混合物中Na2sCU的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，可以在混合物中加入過(guò)量BaCL溶液，

沉淀SOE，然后過(guò)濾、洗滌、烘干、稱量得到BaSO4的質(zhì)量，試問(wèn)：怎樣判斷沉淀是否洗凈？

取最后一次洗滌液少量于試管中，加入稀HNO3酸化的AgNCh溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則證明沉淀已洗

凈

4.判斷滴定終點(diǎn)的答題規(guī)范

(1)答題模板：當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蝀XX標(biāo)準(zhǔn)溶液后，溶液由XXX色變成XXX色，或溶液XXX色褪去，且半分鐘內(nèi)

不恢復(fù)原來(lái)的顏色

(2)用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液，酚酸作指示劑，滴定終點(diǎn)的判斷：當(dāng)加入最后半滴標(biāo)準(zhǔn)鹽酸

后，溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色

5.描述離子檢驗(yàn)現(xiàn)象的答題規(guī)范

(1)答題模板：取試樣一加水溶解一加……試劑轉(zhuǎn)擾?>空?>加……檢驗(yàn)試劑-觀察現(xiàn)象一得出結(jié)論

(2)以“SOr的檢驗(yàn)”為例：取少量溶液于試管中，加入足量稀鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，再加入BaCb溶液，若有

白色沉淀產(chǎn)生，則證明有SOr

6.增大原料浸出率的措施

攪拌、升高溫度、延長(zhǎng)浸出時(shí)間、增大氣液或固液接觸面積

7.蒸發(fā)結(jié)晶的操作

⑴從NaCl溶液中獲取NaCl固體

①方法：蒸發(fā)結(jié)晶

②具體操作：加熱蒸發(fā)，當(dāng)析出大量NaCl晶體時(shí)，停止加熱，利用余熱蒸干

（2）NaCl溶液中混有少量的KNCh溶液

①方法：蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥

②具體操作：若將混合溶液加熱蒸發(fā)一段時(shí)間，析出的固體主要是NaCl,母液中是KNO3和少量NaCl,這

樣就可以分離出大部分NaCl

8.冷卻結(jié)晶的操作：KNCh溶液中混有少量的NaCl溶液

①方法：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥

②具體操作：若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是KNCh,母液中是NaCl和少量KNO3,

這樣就可以分離出大部分KNO3

9.“目的或原因”類(lèi)

目的或原因思考方向

若濾渣是所需的物質(zhì)，洗滌的目的是除去晶體表面的可溶性雜質(zhì)，得到更純

凈的沉淀物

沉淀（晶體）洗滌的目的

若濾液是所需的物質(zhì)，洗滌的目的是洗滌過(guò)濾所得到的濾渣，把有用的物質(zhì)

如目標(biāo)產(chǎn)物盡可能洗出來(lái)

沉淀（晶體）冰水洗滌的目的既能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且能防止晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗

沉淀（晶體）用有機(jī)溶劑（酒既能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且能防止晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗，此

精、丙酮等）洗滌的目的外又利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性，除去固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥

控制溶液pH的目的防止XX離子水解；防止XX離子沉淀；確保XX離子沉淀完全；防止XX溶解等

溫度過(guò)高XX物質(zhì)分解（如H2O2＞濃硝酸、NH4HCO3等）或XX物質(zhì)揮發(fā)（如濃硝

溫度不高于XX。。的原因

酸、濃鹽酸）或XX物質(zhì)氧化（如Na2s。3等）或促進(jìn)XX物質(zhì)水解（如A1C13等）

抑制xx離子的水解（如加熱蒸發(fā)AlCh溶液時(shí)需在HC1氣流中進(jìn)行，加熱

蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍

MgCl2-6H2O得MgCb時(shí)需在HC1氣流中進(jìn)行等）

加熱的目的加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向（一般是有利于生成物生成的方向）移

動(dòng)

減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止XX物質(zhì)受熱分解（如H2O2、濃硝酸、

減壓蒸儲(chǔ)（減壓蒸發(fā)）的原因

NH4HCO3等）

減壓過(guò)濾的目的加快過(guò)濾速度

減壓烘干的目的降低產(chǎn)品的烘干溫度，防止產(chǎn)品分解

減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止某物質(zhì)分解（如H2O2、濃硝酸、

減壓蒸發(fā)的原因

NH4HCO3）或失去結(jié)晶水（如題目要求制備結(jié)晶水合物產(chǎn)品）

防止過(guò)濾一種晶體或雜質(zhì)的過(guò)程中，因降溫而析出另一種晶體

①要濾渣（產(chǎn)品）：防止降溫時(shí)析出雜質(zhì)而影響產(chǎn)品純度或減少產(chǎn)品溶解損耗

趁熱過(guò)濾的目的如：NaCl（KNO3）

②要濾液（產(chǎn)品）：防止降溫時(shí)析出產(chǎn)品（溶解度隨溫度增大而增大）而損耗

（除去溶解度小或難溶的雜質(zhì)）

題型一化學(xué)工藝流程與物質(zhì)制備

物質(zhì)制備類(lèi)化工流程題常以某種物質(zhì)（目標(biāo)產(chǎn)物）的制備為基礎(chǔ)，涉及原料的預(yù)處理、物質(zhì)的制備原理、產(chǎn)

品的分離及提純等具體步驟，兼顧考查元素及其化合物、化學(xué)基本概念和基本理論、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等知識(shí)。

例1.（2022.湖南卷）鈦（Ti）及其合金是理想的高強(qiáng)度、低密度結(jié)構(gòu)材料。以鈦渣（主要成分為T(mén)iC）2,含少

量V、Si和A1的氧化物雜質(zhì)）為原料，制備金屬鈦的工藝流程如下：

C、Cl2AlMg

尾氣處理VOC12渣含Si、Al雜質(zhì)

已知“降溫收塵”后，粗TiCl,中含有的幾種物質(zhì)的沸點(diǎn):

物Ti(VO213Si(Al

質(zhì)

沸11251

點(diǎn)/℃367780

回答下列問(wèn)題：

（1）已知AG=AH-TAS,AG的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略AH、AS隨溫度的變化。若

AG<0,則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)下圖判斷：600。時(shí)，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是

3oo

2oo

TiO2(s)+2CMg)=TiCl4(g)+Oj(R)

,1oo

lo

?uo

H

/TOO

vo

C(s)+O2(g)=CO2(g)

50060070080090010001100

溫度

A.C(s)+O2(g)=CO2(g)B.2c(s)+C)2(g)=2CO(g)

C.TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+CO2(g)

(2)TiO2與c、Cl2,在600℃的沸騰爐中充分反應(yīng)后，混合氣體中各組分的分壓如下表:

物質(zhì)TiCl4COCO2Cl2

分壓4.59x1)-21.84x1Y23.70x1Cf25.98x1O-9

MPa

①該溫度下，Tie)?與C、C"反應(yīng)的總化學(xué)方程式為

②隨著溫度升高，尾氣中CO的含量升高，原因是o

(3)“除帆”過(guò)程中的化學(xué)方程式為；“除硅、鋁”過(guò)程中，分離TiCl,中含Si、Al雜質(zhì)的方法是

⑷“除鈕”和“除硅、鋁”的順序(填“能”或“不能”)交換，理由是O

(5)下列金屬冶煉方法與本工藝流程中加入Mg冶煉Ti的方法相似的是。

A.高爐煉鐵B.電解熔融氯化鈉制鈉C.鋁熱反應(yīng)制錦D.氧化汞分解制汞

【答案】(1)C(2)@5TiO2+6C+10Cl2=5TiC14+2CO+4CO2

②隨著溫度升高，CO2與C發(fā)生反應(yīng)c+co,迪2C。

(3)3VOC13+A1=3VOC12+A1C13蒸儲(chǔ)

(4)不能若先“除硅、鋁”再“除鈾”，“除機(jī)”時(shí)需要加入A1,又引入A1雜質(zhì)；(5)AC

【解析】鈦渣中加入C、Cb進(jìn)行沸騰氯化，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氯化物，降溫收塵后得到粗TiCk,加入單質(zhì)Al

除機(jī)，再除硅、鋁得到純TiCk,加入Mg還原得到Ti。

(1)iH?C(s)+O2(g)=CO2(g),@2C(s)+O2(g)=2CO(g),③TiC>2(s)+2C12(g尸TiCl/gHCVg)，④

TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+CO2(g)；

A.由圖可知，600℃時(shí)C(s)+O2(g)=CC)2(g)的AG<0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故A不符合題意；

B.由圖可知，600℃時(shí)2c(s)+C>2(g)=2CO(g)的AG<0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故B不符合題意；

C.由圖可知，600℃時(shí)TiC?2(s)+2C12(g)=TiC14(g)+O2(g)的AG>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，故C符合題意；

D.根據(jù)蓋斯定律，TiO?⑸+CXs)+2CU(g尸TiC14(g)+CC>2(g)可由①+③得到，則600℃時(shí)其AG<0,反

應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故D不符合題意；故選C；

(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，該溫度下C主要生成CO和CO2,根據(jù)相同條件下氣體的壓強(qiáng)之比是物質(zhì)的量

之比可知TiCL、CO和CO2的物質(zhì)的量之比約是5：2：4,所以TiCh與C、CL反應(yīng)的總化學(xué)方程式為

600℃

5TiO2+6C+10Ch-5TiC14+2CO+4co2；②隨著溫度升高，CCh與C發(fā)生反應(yīng)C+CO?山28,導(dǎo)致CO含量升

高；

(3)“降溫收塵”后鈾元素主要以VOCb形式存在，加入A1得到VOCb渣，根據(jù)得失電子守恒和元素守恒

配平方程式為3Voe13+Al=3VOC12+AlCb;AlCb、SiCk與TiCk沸點(diǎn)差異較大，“除硅、鋁”過(guò)程中可采用蒸儲(chǔ)

的方法分離AlCb、SiCl4;

(4)若先“除硅、鋁”再“除帆”，“除饑”時(shí)需要加入A1,又引入A1雜質(zhì)，因此“除機(jī)”和“除硅、鋁”的順序

不能交換；

(5)本工藝中加入Mg冶煉Ti的方法為熱還原法；高爐煉鐵的原理是用還原劑將鐵礦石中鐵的氧化物還

原成金屬鐵，屬于熱還原法，故A符合題意；電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的原理是電解法，故B不符合題意；

鋁熱反應(yīng)制錦是利用A1作還原劑，將缽從其化合物中還原出來(lái)，為熱還原法，故C符合題意；Hg為不活潑金

屬，可以直接用加熱分解氧化汞的方法制備汞，故D不符合題意；故答案為AC。

【方法技巧】無(wú)機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想，為近

年來(lái)高考的必考題型。該類(lèi)試題的解題思路為：明確整個(gè)流程及每一部分的目的一仔細(xì)分析每步反應(yīng)發(fā)生的條

件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)一結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問(wèn)題思考一注意答題的模式與要點(diǎn)?；痉椒ê筒?/p>

驟為：(1)從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提

純、分離等階段。(3)分析流程中的每一步驟，從以下幾個(gè)方面了解流程：①反應(yīng)物是什么；②發(fā)生了什么反應(yīng)；

③該反應(yīng)造成了什么后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。

【變式探究】(2022?江蘇卷)實(shí)驗(yàn)室以二氧化鈾(Ce。？)廢渣為原料制備C1含量少的Ce2(CC>3)3,其部分

實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:

稀鹽酸、尸）2溶液,水萃取%HA稀呼酸氨水、管近。，

CeOz廢渣-----?|酸遍|-----?|中'和|—>|W|—（反】取|-----?|?淀|------?Ce2（CO3）3

（1）“酸浸"時(shí)Ce。？與H2。？反應(yīng)生成Ce3+并放出。2,該反應(yīng)的離子方程式為

（2）pH約為7的CeCh溶液與NH4HCO3溶液反應(yīng)可生成Ce2（CO3）3沉淀，該沉淀中C1含量與加料方

式有關(guān)。得到含cr量較少的Ce2（CC>3）3的加料方式為（填序號(hào)）。

A.將NH4HCO3溶液滴加到CeCb溶液中B.將CeCb溶液滴加到NH4HCO3溶液中

（3）通過(guò)中和、萃取、反萃取、沉淀等過(guò)程，可制備cr含量少的Ce2（CC>3）3。已知Ce3+能被有機(jī)萃取劑

（簡(jiǎn)稱HA）萃取，其萃取原理可表示為

Ce3+（水層）+3HA（有機(jī)層）^^Ce（Ab（有機(jī)層）+3H+（水層）

①加氨水“中和”去除過(guò)量鹽酸，使溶液接近中性。去除過(guò)量鹽酸的目的是。

②反萃取的目的是將有機(jī)層Ce3+轉(zhuǎn)移到水層。使Ce3+盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件或采取

的實(shí)驗(yàn)操作有（填兩項(xiàng)）。

③與“反萃取”得到的水溶液比較，過(guò)濾Ce2（CO3）3溶液的濾液中，物質(zhì)的量減小的離子有（填化學(xué)

式）。

Fe

（4）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用準(zhǔn)確濃度的（NH4%（SO4）2溶液滴定。

以苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，滴定反應(yīng)為Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。

請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)方案：①準(zhǔn)確量取25.00mLCe3+溶液［c（Ce3+）約為o.2mol-L」］，加氧化劑將Ce3+完全氧化

并去除多余氧化劑后，用稀硫酸酸化，將溶液完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中后定容；②按規(guī)定操作分別將

OSOOOmoLLTNHjFelSOj和待測(cè)Ce，+溶液裝入如圖所示的滴定管中：③。

【答案】(1)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2f+4H2。(2)B(3)①降低溶液中氫離子的濃度，

促進(jìn)碳酸氫根離子的電離，增大溶液中碳酸根離子的濃度②酸性條件，多次萃?、跜e3+(4)從

左側(cè)滴定管中放出一定體積的待測(cè)Ce，+溶液，加入指示劑苯代鄰氨基苯甲酸，用0.02000mol.L」(NHjFe(S04)2來(lái)

滴定，當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)，記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積

【解析】首先用稀鹽酸和過(guò)氧化氫溶液酸浸二氧化鈾廢渣，得到三價(jià)鈾，加入氨水調(diào)節(jié)pH后用萃取劑萃

取其中的三價(jià)鈾，增大三價(jià)鈾濃度，之后加入稀硝酸反萃取其中的三價(jià)鈾，再加入氨水和碳酸氫錢(qián)制備產(chǎn)物，

以此解題。

(1)根據(jù)信息反應(yīng)物為CeO2與H2O2,產(chǎn)物為Ce3+和02,根據(jù)電荷守恒和元素守恒可知其離子方程式為：

2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2T+4H2。；

(2)反應(yīng)過(guò)程中保持CeCb少量即可得到含Cl量較少的Cq(CC)3)3,故選B；

(3)①增大碳酸根離子的濃度有助于生成產(chǎn)物，故答案為：降低溶液中氫離子的濃度，促進(jìn)碳酸氫根離子

的電離，增大溶液中碳酸根離子的濃度；

②根據(jù)萃取原理可知，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件是酸性條件，為了使Ce3+盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，可以采用多

次萃取；

③“反萃取”得到的水溶液中含有濃度較大的Ce3+,過(guò)濾后溶液中Ce3+離子濃度較??；

(4)從左側(cè)滴定管中放出一定體積的待測(cè)Ce4+溶液，加入指示劑苯代鄰氨基苯甲酸，用

0.02000moi?U(NHjFe(SO4)2來(lái)滴定，當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)，

記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。

題型二化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理

化工生產(chǎn)過(guò)程中的主要生產(chǎn)階段涉及多種化學(xué)反應(yīng)原理，試題中根據(jù)生產(chǎn)流程中的有關(guān)化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問(wèn),

只要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解裝置的作用以及工藝流程的原理，吸收題目新信息并能加以靈活運(yùn)用。

1.溫度、濃度、壓強(qiáng)的控制

術(shù)語(yǔ)功能

①加快反應(yīng)速率或溶解速率；②促進(jìn)平衡向吸熱方向移動(dòng)；③除雜，除去熱

升溫不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCCh、Ca（HCO3）2、KMnCU、L、NH4cl等物質(zhì)。④使

沸點(diǎn)相對(duì)較低的原料氣化

①防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解（或分解）：②使化學(xué)平衡向著題目要求的方向

降溫移動(dòng)（放熱方向）；③使某個(gè)沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離;④降

溫度的

低晶體的溶解度，減少損失.

控制

控溫①防止某種物質(zhì)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)；②為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出

（用水來(lái)；③使催化劑的活性，達(dá)到最好；④防止副反應(yīng)的發(fā)生；⑤降溫或減壓可以

浴或油減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求；⑥如果題目中出

浴控現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息，則要根據(jù)它們的溶解度隨溫度

溫）升高而改變的情況，尋找合適的結(jié)晶分離方法（蒸發(fā)結(jié)晶或濃縮結(jié)晶）。

2.

增大反①可加快反應(yīng)速率。對(duì)氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，加壓使平衡向生成物方向移

PH

應(yīng)物濃動(dòng)。但壓強(qiáng)太大，動(dòng)力消耗更多，設(shè)備要求更高，成本增加，故必須綜合考

的

濃度、度、慮；②加壓一般是提高氣體反應(yīng)物濃度措施，在氣體和固體、液體反應(yīng)的體

控

壓強(qiáng)的加壓系中并不適宜；③生產(chǎn)中常使廉價(jià)易得的原料適當(dāng)過(guò)量，以提高另一原料的

制

控制利用率。

減壓.減小壓強(qiáng)，降低液體的沸點(diǎn)，防止（如濃HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3

蒸儲(chǔ)等）物質(zhì)分解；

術(shù)語(yǔ)功能

（1）目的：調(diào)節(jié)pH值實(shí)質(zhì)上是利用沉淀溶解平衡把某些離子轉(zhuǎn)化成沉淀。（2）原則：不管

是調(diào)高.還是調(diào)低，原則都是加過(guò)量的除雜劑而不引進(jìn)新的雜質(zhì)，這里分兩種情況①如

果要得到濾液，可加固體沉淀劑消耗H+或0H一,如除去含C/+溶液中混有的Fe3+,可

控制溶

通過(guò)加入CuO、CU（OH）2、Cu（OH）2cO3等；②要得到濾渣，則需加入堿性溶液，如氨

液的PH

水或氫氧化鈉溶液。調(diào)低PH值的原則與調(diào)高PH的原則相同。⑶題目呈現(xiàn)方式：題中

通常會(huì)以表格數(shù)據(jù)形式，或“已知信息”給出需求的“適宜PH范圍”的信息;⑷解題步驟：

①判斷溶液呈酸（或堿）性;②判斷調(diào)高還是調(diào)低；③選擇合適的調(diào)節(jié)劑。

境氛圍

及其它條件的控制

術(shù)語(yǔ)功能

①蒸發(fā)或結(jié)晶時(shí)，加入相應(yīng)的酸或堿，以抑制某些鹽的水解；②需要在酸性氣流中干燥

FeCb、A1C13、MgCL等含水晶體，以防止水解。如從海水中提取鎂，從MgCb的溶液

酸性、里結(jié)晶析出的是氯化鎂結(jié)晶水合物，電解熔化氯化鎂才能制得金屬鎂，要去除氯化鎂晶

例2.

堿性或體中的結(jié)晶水”需要在氯化氫氣流中加熱，否則燃燒所得的最后固體不是MgCb，而是熔

(2022-

某種點(diǎn)更高的MgO,具有相似情況的還有FeCb、AlCb等；③營(yíng)造還原性氛圍：加熱煮沸酸

全國(guó)甲

環(huán)境液后再冷卻，其目的是排除酸溶液中的氧氣，如用廢鐵制備綠帆晶體，需要把硫酸加熱

卷)硫酸

氛圍煮沸后再加入，同時(shí)還不能加入過(guò)量，防止Fe2+被氧化；④營(yíng)造氧化性氛圍：加入氧化

鋅

劑進(jìn)行氧化，如加入綠色氧化劑H2O2將Fe2+氧化轉(zhuǎn)化為Fe3+。

(ZnSO4)

是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分

為ZnCOs，雜質(zhì)為Si。？以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：

ZnSO4?7H2O

濾渣①濾渣②濾渣③濾渣④

本題中所涉及離子的氯氧化物溶度積常數(shù)如下表:

Mg2+

Fe3+Zn2+Cu2+Fe2+

子

)~17)-20)一16

，sp4.0x11產(chǎn)6.7x12.2x118.0xl(1.8x1

回答下列問(wèn)題：

(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為。

(2)為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有

(3)加入物質(zhì)X調(diào)溶液pH=5,最適宜使用的X是(填標(biāo)號(hào))。

A.NH3H2OB.Ca(OH),C.NaOH

濾渣①的主要成分是、、O

(4)向80~90℃的濾液①中分批加入適量KMnC>4溶液充分反應(yīng)后過(guò)濾，濾渣②中有Mn。?，該步反應(yīng)的離子

方程式為=

(5)濾液②中加入鋅粉的目的是?

(6)濾渣④與濃H2sO’反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是、o

焙燒

【答案】⑴ZnCCh^ZnO+CO2T

(2)增大壓強(qiáng)將焙燒后的產(chǎn)物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等

(3)BFe(OH)3CaSO4SiO2

2+4+

(4)3Fe+MnO+7H2O=3Fe(OH)31+MnO2；+5H

(5)置換Ci?+為Cu從而除去

(6)CaSO4MgSO4

【解析】由題干信息，菱鋅礦的主要成分為ZnCCh,雜質(zhì)為SiCh以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，結(jié)合

'產(chǎn)燒

流程圖分析，菱鋅礦焙燒，主要發(fā)生反應(yīng)ZnCCh4ZnO+CChT，再加入H2s。4酸浸，得到含ZG、Ca2\Ma2\

Fe2\Fe3\的溶液，加入物質(zhì)X調(diào)節(jié)pH=5,結(jié)合表格數(shù)據(jù)，過(guò)濾得到Fe(OH)3、CaSCU、SiCh的濾渣①,

濾液①中主要含有Zn2+、Cu2\Mg2+、Ca2+、Fe2+,再向?yàn)V液①中加入KMnCU溶液氧化Fe?+,過(guò)濾得到Fe(OH)3

和MnCh的濾渣②，濾液②中加入鋅粉，發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2+=Cu,過(guò)濾后得到濾渣③為Cu,再向?yàn)V液③中

加入HF脫鈣鎂，過(guò)濾得到濾渣④為CaF2、MgF2,濾液④為ZnSCU溶液，經(jīng)一系列處理得到ZnSO#7H2O,據(jù)

此分析解答。

嬉燒

(1)由分析，焙燒時(shí)，生成ZnO的反應(yīng)為：ZnCO3=ZnO+CO2t；

(2)可采用增大壓強(qiáng)、將焙燒后的產(chǎn)物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等方式提高鋅的浸取率；

(3)NH3-H2O易分解產(chǎn)生NH3污染空氣，且經(jīng)濟(jì)成本較高，故A不適宜；Ca(OH)2不會(huì)引入新的雜質(zhì)，且成

本較低，故B適宜；NaOH會(huì)引入雜質(zhì)Na+,且成本較高，C不適宜；故答案選B；當(dāng)沉淀完全時(shí)(離子濃度小

于105moi/L),結(jié)合表格Ksp計(jì)算各離子完全沉淀時(shí)pH<5的只有Fe3+,故濾渣①中有Fe(OH)3,又CaSCU是微

溶物，SiCh不溶于酸，故濾渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSCU、SiO2;

2+

(4)向80~90℃濾液①中加入KMnCU溶液，可氧化Fe,得到Fe(OH)3和MnO2的濾渣②，反應(yīng)的離子方程

2+4+

式為3Fe+MnO+7H2O=3Fe(OH)3；+MnO2i+5H；

(5)濾液②中加入鋅粉，發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2+=Cu,故加入鋅粉的目的為置換C〃+為Cu從而除去；

⑹由分析，濾渣④為CaF2、MgF2,與濃硫酸反應(yīng)可得到HF,同時(shí)得到的副產(chǎn)物為CaSCU、MgSCU。

【方法技巧】近幾年高考化學(xué)工藝流程題屬于熱點(diǎn)體系。工藝流程題，顧名思議，就是將化工生產(chǎn)過(guò)程中

的主要生產(chǎn)階段與生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)緊密聯(lián)系起來(lái)。該類(lèi)試題的答題關(guān)鍵是要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模斫庋b

置的作用以及工藝流程的原理，吸收題目新信息并且能加以靈活運(yùn)用，在高考中就一定會(huì)大獲全勝?；瘜W(xué)工藝

流程常涉及的化學(xué)反應(yīng)原理有：⑴沉淀溶解平衡的相關(guān)應(yīng)用：①沉淀的最小濃度控制；②沉淀轉(zhuǎn)化的條件。⑵

反應(yīng)速率及化學(xué)平衡理論在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用：①反應(yīng)速率控制；②化學(xué)平衡移動(dòng)；③化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用；

④反應(yīng)條件的控制。⑶氧化還原反應(yīng)的具體應(yīng)用：①?gòu)?qiáng)弱規(guī)律；②守恒規(guī)律；③選擇規(guī)律。⑷鹽類(lèi)水解的具體

應(yīng)用：①水解規(guī)律；②水解反應(yīng)的控制（抑制或促進(jìn)）。

【變式探究】（2022?全國(guó)乙卷）廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbS。,、PbO2,PbO和Pb。還有少量

Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源，通過(guò)下圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。

Na2cO3HAC.H2O2NaOH

鉛膏一?脫硫---------?酸浸--------?沉鉛APbO

!

濾液濾渣濾液

一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表:

難溶電解質(zhì)PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3

2.5x1087.4xICT41.1x1010

K皿2.6x10〃

一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表:

金屬氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2A1(OH)3Pb(OH)2

開(kāi)始沉淀的pH2.36.83.57.2

完全沉淀的pH3.28.34.69.1

回答下列問(wèn)題：

（1