无机化工流程题复习方案 Microsoft Word 文档Word下载.docx

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（三）.熟悉工业流程常见的操作与名词

1、研磨：

是指用研磨机或研钵将块状的或颗粒状的物质磨成粉末状的小颗粒——增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率。

2、浸出：

固体加入水或酸溶解得到离子。

酸浸：

指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去溶解的过程。

水洗：

水洗通常是为了除去水溶性的杂质。

有机物洗涤：

减少晶体损失

3、灼烧（煅烧）：

原料的预处理，不易转化的物质转为容易提取的物质。

例如海带中提取碘等。

4、酸作用：

溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）。

5、碱作用：

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）。

6、氧化剂：

氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子。

7、控制PH值：

促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离。

8、煮沸：

促进水解，聚沉后利于过滤分离；

除去溶解在溶液中的气体，例如氧气

9、趁热过滤：

减少结晶损失；

提高纯度

10、工业流程中的主要操作：

结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。

11、浸出率：

固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少

12、控制反应条件的方法

①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀----pH值的控制。

例如：

已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示

物质

开始沉淀

沉淀完全

Fe（OH）3

2.7

3.7

Fe（OH）2

7.6

9.6

Mn（OH）2

8.3

9.8

问题：

若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？

调节pH所需的物质一般应满足两点：

能与H＋反应，使溶液pH值增大；

不引入新杂质。

若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3等物质来调节溶液的pH值

②蒸发、反应时的气体氛围

③加热的目的：

加快反应速率或促进平衡向某个方向移动

④降温反应的目的：

防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动

⑤冰水洗涤：

洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗

13、物质的分离和提纯的方法

（1）分离方法

①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发浓缩、冷却结晶、蒸发结晶）

②过滤——固、液分离

③蒸馏——液、液分离

④分液——互不相溶的液体间的分离

⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。

⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。

⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出

（2）提纯方法

水溶法、酸溶法、碱溶法、氧化剂或还原剂法、加热灼烧法、调节pH法、重结晶（对都易溶于水的物质且受温度的影响有差异）。

二、做好常见考点的整理、归纳

工业流程题目在流程上一般分为3个过程：

1.原料处理阶段的常见考点：

①加快反应速率②溶解浸出③灼烧焙烧④煅烧⑤反应条件控制

2.分离提纯阶段的常见考点：

①调pH值除杂②试剂除杂③加热④降温⑤母液（滤液）⑥萃取

3.获得产品阶段的常见考点：

①洗涤（冰水热水）

②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解

③蒸发浓缩、冷却结晶

④蒸发结晶、趁热过滤

⑤重结晶

4.其他常见考点：

①方程式②实验仪器③计算④信息点

注意：

1、看清题目的要求做出答案。

2、语言叙述科学规范，符合逻辑。

要使用化学术语。

如：

（1）如何洗涤沉淀：

往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下，重复2-3次。

（2）如何判断沉淀是否洗净：

取最后一次洗涤液少量于试管中，加入×

×

试剂，若没有出现×

现象，则说明已经洗净。

若出现×

现象，则说明没有洗净。

（3）如何证明某离子是否沉淀完全：

取静置后的上层清液少许于试管中，加入×

现象，则说明已沉淀完全。

现象，则说明没有沉淀完全。

（4）从溶解度随温度变化大的溶质的溶液中得到晶体（硝酸钾、硫酸钠等）：

蒸发浓缩，冷却结晶。

从溶解度随温度变化不大的溶质的溶液中得到晶体（如氯化钠、氯化钾）：

蒸发结晶。

从混合物中分离并得到纯净的晶体：

过滤，洗涤，干燥。

例1：

（2012·

广东理综）难溶性杂卤石（K2SO4·

MgSO4·

2CaSO4·

2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：

K2SO4·

2H2O（s）

2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO

＋2H2O

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。

（2）用化学平衡移动原理解释Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：

________________________________________。

（3）“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_________溶液调滤液pH至中性。

（4）不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。

由图可得，随着温度升高，

①________________，

②__________________。

（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：

CaSO4（s）＋CO

CaCO3（s）＋SO

已知298K时，Ksp（CaCO3）＝2.80×

10－9，

Ksp（CaSO4）＝4.90×

10－5，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2（2010年高考广东32）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。

以β-锂辉石（主要成分为Li2O

Al2O3

4SiO2）为原材料制备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303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。

（1）步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_________。

（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有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。

（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有________。

（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为___________。

（5）从母液中可回收的主要物质是___________。

例3氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。

纯化工业级氧化锌（含有Fe（Ⅱ）,Mn（Ⅱ）,Ni（Ⅱ）等杂质）的流程如下:

工业ZnO浸出液滤液

滤液滤饼ZnO

提示:

在本实脸条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化:

高锰酸钾的还

原产物是MnO2

回答下列问题:

（1）反应②中除掉的杂质离子是，发生反应的离子方程式为；

加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是；

（2）反应③的反应类型为.过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有；

（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是。

（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO3·

xZn（OH）2.取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1g.则x等于。

赏析：

以工艺流程为形式考察化学知识，涉及反应原理、除杂方法、影响因素、反应类型、产物分析、洗涤干净的检验方法、化学计算等。

（1）除去的杂质离子是Fe2＋和Mn2＋；

Fe2＋以Fe（OH）3的形式沉淀下来，Mn2＋以MnO2的形式沉淀下来；

反应离子方程式为：

MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe（OH）3↓＋5H＋;

3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋;

在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，不会形成Fe（OH）3和MnO2沉淀。

（2）Zn＋Ni2＋===Zn2＋＋Ni是置换反应；

还有Ni。

（3）洗涤主要是除去SO42－和CO32－离子。

检验洗净应该检验SO42－离子。

取最后一次洗涤液少量，滴入稀盐酸，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净。

（4）方法1：

令ZnCO3为amol,Zn（OH）2为bmol

125a+99b=11.2;

81（a+b）=8.1解之，a:

b=1:

x=1:

1,x=1

方法2：

根据关系式

ZnCO3·

xZn（OH）2 

----- 

（x+1）ZnO

125+99x 

81（x+1）

11.2g 

8.1g

解得：

x=1 

例4、烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。

实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2（SO4）x（OH）6—2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反应的化学方程式为；

滤渣Ⅰ的主要成分为（填化学式）。

（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2（SO4）3转化为Al2（SO4）x（OH）6—2x。

滤渣Ⅱ的主要成分为（填化学式）；

若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是（用离子方程式表示）。

（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是；

与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将（填“增大”、“减小”或“不变”）。

16．（12分）

（1）Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2OSiO2

（2）CaSO43CaSO4+2Al3＋+3SO42－+3H2O=2Al（OH）3+3CaSO4+3CO2↑

（3）溶液中的部分SO32－被氧化成SO42－减小

2.（2011年高考广东32）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。

工艺流程如下：

（注：

NaCl熔点为801℃；

AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①和②

（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。

气泡的主要成分除Cl2外还含有；

固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在

（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为

（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电极的主要电极反应式为

（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是

3.（2013广东32）银铜合金广泛用于航空工业。

从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

（注：

Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃）

（1）电解精炼银时，阴极反应式为；

滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为。

（2）固体混合物B的组成为；

在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为。

（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：

CuO+Al2O3CuAlO2+↑

（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为molCuAlO2，至少需要1.0mol·

L-1的Al2（SO4）3溶液L。

（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。

4.（2010年安徽高考理综题27）、锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：

某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：

（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为。

（2）第③步反应的离子方程式是。

（3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有。

若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：

、。

（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiＭn2O4的质量为18.1g第③步反应中加入20.0mL

30.mol·

L-1的H2SO4溶液。

假定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,至少有

gNa2CO3参加了反应。

5、（2010年四川理综29）四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。

用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4）作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要

步骤如下：

请回答下列问题：

（1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是。

（2）向滤液Ⅰ中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：

、。

（3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。

水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。

请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：

。

过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、、、（填化学式），减少废物排放。

（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3），其方法是：

将556akgA（摩尔质量为278g/mol）溶于水中，加入过量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体，再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完全后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；

过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料，若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料kg。

6、（2010年江苏化学卷16）.钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有

、

等]。

某主要生产

的化工厂利用钡泥制取

，其部分工艺流程如下：

（1）酸溶后溶液中

，

与

的反应化学方程式为

（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是、。

（3）该厂结合本厂实际，选用的X为（填化学式）；

中和Ⅰ使溶液中（填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。

（4）上述流程中洗涤的目的是。

7、（2010年福建高考理综卷24）．硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。

工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：

（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。

（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：

□Fe（OH）2+□____+□_____==□Fe（OH）3+□CI-

（3）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Go

ethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_______。

（4）根据下表数据，调节“滤液

2”的pH时，理论上可选用的最大区间为______。

Mg（OH）2

Zn（OH）2

MgCO3

CaCO3

开始沉淀的pH

10．4

6．4

—

沉淀完全的pH

12．4

8．0

开始溶解的pH

10．5

Ksp

5．6×

6．8×

2．8×

（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是______（选填序号）。

K^S*5U.C#O%

a．大理石粉b．石灰乳c．纯碱溶液d．烧碱溶液

（6）“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤，洗涤，干燥。

（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。

8、（2013·

安徽理综·

27）（13分）二氧化铈

是一种重要的稀土氧化物。

平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含

以及其他少量可溶于稀酸的物质）。

某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

（1）洗涤滤渣A的目的是为了去除（填离子符号），检验该离子是否洗涤的方法是。

（2）第②步反应的离子方程式是，滤渣B的主要成分是。

（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP（填“能”或“不能”）与水互溶。

实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、量筒等。

（4）取上述流程中得到的

产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol•

标准溶液滴定终点是（铈被还原为

）,消耗25.00mL标准溶液，该产品中

的质量分数为。

9、（2009年高考福建24）从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：

（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为；

（2）流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为；

（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入（填试剂名称）。

（4）滤液E、K中溶质的主要成份是（填化学式），写出该溶液的一种用途。

（5）已知298K时，Mg（OH）2的容度积常数KSP=5.6×

10-12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的：

c（Mg2+）=

10、（09广东22）（12分）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

Al（OH）3

pH

3．4

5．2

部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表，请回答下列问题：

（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有

（要求写出两条）

（2）滤渣I的主要成分有。

（3）从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有。

（4）Mg（ClO3）2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：

MgCl2+2NaClO3===Mg（ClO3）2+2NaCl

已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示：

1

将反应物按化学反应方程式

计量数比混合制备Mg（ClO3）2.

简述可制备Mg（ClO3）2的原因：

②按①中条件进行制备实验。

在冷却降温析出Mg（ClO3）2

过程中，常伴有NaCl析出，

原因是：

除去产品中

该杂质的方法是：

11、（2011苏锡常镇模拟一）（12分）高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。

工业上常采用NaClO氧化法生产，原理为：

3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH＝2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O

Na2FeO4＋2KOH＝K2FeO4＋2NaOH

主要的生产流程如下：

（1）写出反应①的离子方程式。

（2）流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下

Ksp（K2FeO4）Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“＝”）。

（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。

图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；

图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。

图1图2

①工业生产中最佳温度为　℃，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为。

②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3，写出该反应的离子方程式：

若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：

（4）K2FeO4在水溶液中易水解：

4FeO42—+10H2O

4Fe（OH）3+8OH—+3O2↑。

在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用溶液（填序号）。

A．H2OB．CH3COONa、异丙醇C．NH4Cl、异丙醇D．Fe（NO3）3、异丙醇

（1）Mg（OH）2　CaSO4

（2）加入Ca（OH）2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg（OH）2沉淀，Mg2＋浓度减小，平衡正向移动，K＋增多

（3）K2CO3　H2SO4

（4）①溶浸平衡向右移动　②K＋的溶浸速率增大

（5）CaSO4（s）＋CO

CaCO3（s）＋SO

的平衡常数K＝

，据Ksp（CaSO4）、Ksp（CaCO3）可知，c（SO

）＝

，c（CO

，则有K＝

＝

＝1.75×

104。

例2：

答案　

（1）SiO2　AlO

＋CO2＋2H2O===HCO

＋Al（OH）3↓

（2）Al2O3＋4H2SO4＋2NH3===2NH4Al（SO4）2＋3H2O