高三化學(xué)第二輪工業(yè)流程題概述

?.化工流程題基礎(chǔ)知識在高考試題考察中，為了使化學(xué)教學(xué)更加緊密聯(lián)系工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活，高考將無機(jī)框圖題改為化學(xué)工藝流程框圖題。這類題是通過某種重要的化工產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)流程簡圖的分析，以物質(zhì)制備、分離、提純?yōu)樵囶}情境，以元素化合物知識、實驗基本操作、化學(xué)平衡原理、水解理論、物質(zhì)制備和分離的知識為考察知識目標(biāo)，以信息的獲取、加工、整合和新情境下實際問題的分解、分析、綜合、解決及以經(jīng)濟(jì)的視角分析實際生產(chǎn)中的各種問題為考察能力目標(biāo)。一.無機(jī)化工流程題的特點：規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制。1.流程的呈現(xiàn)主要有以物質(zhì)轉(zhuǎn)化為主線，以操作過程為主線，甚至有時候會以設(shè)備為主線。2.這類題常圍繞以下幾個知識點進(jìn)行設(shè)問：⑴反應(yīng)速率與平衡理論的運用反應(yīng)物顆粒大小：反應(yīng)速率、原料的利用率等溫度：反應(yīng)速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等⑵氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫；⑶利用控制pH分離除雜；⑷化學(xué)反應(yīng)的能量變化；⑸實驗基本操作：除雜、分離、檢驗、洗滌、干燥等；⑹流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用；⑺環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評價。二.無機(jī)化工流程題的結(jié)構(gòu)工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品)；題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)知識設(shè)置成一系列問題，構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。題型特點1.呈現(xiàn)形式：流程圖、表格、圖象。2.設(shè)問方式：措施、成分、物質(zhì)、原因。3.能力考查：獲取信息的能力、分析問題的能力、遷移推理能力、表達(dá)能力。4.知識落點：基本理論、元素化合物、實驗。無機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識及將已有知識靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力。三.解題思路明確整個流程及每一部分的目的→仔細(xì)分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物→結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考→注意答題的模式與要點1.在解這類題目時：首先，要粗讀試題，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出。其次，再精讀試題，根據(jù)問題去精心研究某一步或某一種物質(zhì)。第三，要看清所問題，不能答非所問，并注意語言表達(dá)的科學(xué)性。在答題時應(yīng)注意：前一問回答不了，并不一定會影響回答后面的問題。2.分析流程圖需要掌握的技巧是：⑴瀏覽全題，確定該流程的目的——由何原料獲得何產(chǎn)物（副產(chǎn)物）,對比原料和產(chǎn)物；⑵了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，并在下一步分析和解題中隨時進(jìn)行聯(lián)系和調(diào)用；⑶解析流程圖并思考：從原料到產(chǎn)品依次進(jìn)行了什么反應(yīng)？利用了什么原理（氧化還原？溶解度？溶液中的平衡？）。每一步操作進(jìn)行到什么程度最佳？每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)或副產(chǎn)物是怎樣除去的？3.工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心的分析⑴主線主產(chǎn)品。⑵分支副產(chǎn)品。⑶回頭為循環(huán)。四.解題方法1.首尾分析典例1（2014·江蘇單科化學(xué)卷）煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究。（1）酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式為；濾渣Ⅰ的主要成分為（填化學(xué)式）。（2）加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6—2x。濾渣Ⅱ的主要成分為（填化學(xué)式）；若溶液的pH偏高，將會導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是（用離子方程式表示）。（3）上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將（填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2OSiO2（2）CaSO43CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2（3）溶液中的部分亞硫酸根被氧化成硫酸根，減小【名師點撥】首尾分析法是一種解工藝流程題的常見方法，這種方法的特點是：簡單、直觀，很容易抓住解題的關(guān)鍵，用起來方便有效。使用這一方法解題，關(guān)鍵在于認(rèn)真對比分析原材料與產(chǎn)品組成，從中產(chǎn)生的將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計的系列問題，也就迎刃而解。【變式訓(xùn)練】（2015浙江）某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，設(shè)計了如下流程：下列說法不正確的是（）A．溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉B．固體1中一定含有SiO2，控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，進(jìn)入固體2C．從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解D．若改變方案，在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O【答案】D【名師點晴】離子推斷題的發(fā)展主要以離子反應(yīng)為前提，主要考查學(xué)生在熟練掌握陰陽離子性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行定性推斷，考查方式為離子的判斷、離子間的反應(yīng)方程式，在此基礎(chǔ)上會結(jié)合相關(guān)化學(xué)量的計算，還有綜合推斷型，主要考查學(xué)生定性分析和定量分析的綜合能力，還會出現(xiàn)與元素化合物知識相結(jié)合?？疾閷W(xué)生的綜合解題能力?？疾榱藢W(xué)生對知識理解、綜合運用能力及閱讀材料接受信息的能力和思維能力，對相關(guān)知識的掌握情況，能夠很好地考查考生所掌握的化學(xué)知識結(jié)構(gòu)。這道高考題為一道中高檔題，能力要求較高。2.分段分析典例2（2016北京）以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4為原料，制備高純PbO，實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：（1）過程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是__________。（2）過程Ⅰ中，F(xiàn)e2+催化過程可表示為：i：2Fe2++PbO2+4H++SO42?＝2Fe3++PbSO4+2H2Oii:……①寫出ii的離子方程式：________________。②下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅。b.______________。（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲線如圖所示。①過程Ⅱ的目的是脫硫。濾液1經(jīng)處理后可在過程Ⅱ中重復(fù)使用，其目的是____.(選填序號)。A．減少PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率B．重復(fù)利用氫氧化鈉，提高原料的利用率C．增加Na2SO4濃度，提高脫硫效率②過濾Ⅲ的目的是提純，綜合上述溶解度曲線，簡述過程Ⅲ的操作_______________________?！敬鸢浮浚?）Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。（2）①2Fe3＋+Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2＋；②取a中紅色溶液少量，加入過量Pb，充分反應(yīng)后，紅色褪去。（3）①A、B；②將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌并干燥得到PbO固體?！久麕燑c晴】分段分析法解工藝流程題是一種主要方法，根據(jù)生產(chǎn)過程，逐段分析?；瘜W(xué)高考試題的發(fā)展趨勢必然是重視與生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系，但不管如何靈活多變，工業(yè)生產(chǎn)離不開反應(yīng)原理中的方向、速率和限度問題。該題以鉛的再生利用為載體，考查了陌生方程式書寫、元素化合物性質(zhì)、速率平衡、轉(zhuǎn)化率等問題，綜合性較強(qiáng)。第（3）的②問不太好分析，需要結(jié)合圖像及題目的前后信息來解決。3.交叉分析典例3（2014廣東）石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計的提純和綜合應(yīng)用工藝如下：（注：SiCl4的沸點是57.6oC，金屬氯化物的沸點均高于150oC）（1）向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時間的N2，主要目的是。（2）高溫反應(yīng)后，石墨中的氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。氣體I中的氯化物主要為。由氣體II中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)為。（3）步驟①為：攪拌、。所得溶液IV中陰離子有。（4）由溶液IV生成沉淀V的總反應(yīng)的離子方程式為。100kg初級石墨最多可獲得V的質(zhì)量為kg。（5）石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成圖19防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注?！敬鸢浮浚?）排除空氣，減少C的損失；（2）SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；（3）過濾；Cl-、OH-、AlO2；△（4）CH3COOCH2CH3+AlO2+2H2OAl(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH；78△（5）【解析】本題解題要點：根據(jù)題目的要求分析每個操作步驟的作用，意義何在；根據(jù)流程圖中的反條件、溫度以及反應(yīng)后的操作判斷上步操作的目的、操作名稱；根據(jù)反應(yīng)條件、目的寫出化學(xué)方程式、離子方程式，運用元素守恒法進(jìn)行計算；最后根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇合適的防護(hù)方法。（1）石墨的化學(xué)性質(zhì)在常溫下穩(wěn)定，而在高溫下可與氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以通入N2目的是作保護(hù)氣，排除空氣中的氧氣，減少C的損失；（2）高溫反應(yīng)后，石墨中的氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。根據(jù)雜質(zhì)的含量，氣體I中的氯化物主要SiCl4、AlCl3、FeCl3；SiCl4的沸點是57.6oC，所以氣體II為SiCl4，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氯化鈉，化學(xué)方程式為SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；（3）金屬氯化物的沸點均高于150oC，所以固體III中存在氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂，其中氯化鐵、氯化鎂與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成沉淀，而氯化鋁與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，所以攪拌后過濾，所得溶液IV中陰離子有；Cl-、OH-、AlO2；（4）偏鋁酸鈉發(fā)生水解反應(yīng)，加入乙酸乙酯的目的是除去過量的氫氧化鈉且加熱條件下水解平衡一直正向移動，生成沉淀氫氧化鋁，總離子方程式為△CH3COOCH2CH3+AlO2+2H2OAl(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH；1000kg石墨中含有Al2O351kg，根據(jù)元素守恒，可得到Al(OH)3的質(zhì)量是78kg?！鳎?）銅的化學(xué)性質(zhì)比石墨活潑，所以應(yīng)用外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)銅，所以石墨作陽極，銅作陰極。在圖中注明電源的正負(fù)極，石墨與正極相連，銅與負(fù)極相連?！久}意圖】：本題以石墨為載體，考查學(xué)生對物質(zhì)的制備分析，對題目所給信息的理解應(yīng)用，在書寫化學(xué)方程式、離子方程式的問題上，要敢于大膽想象、創(chuàng)新，尤其是（4）中的總離子方程式的書寫，運用所學(xué)知識結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)及流程圖中所給的信息，考查方程式疊加法的應(yīng)用，根據(jù)所給流程圖對實驗操作的判斷，考查學(xué)生運用元素守恒法進(jìn)行簡單計算，把所學(xué)電化學(xué)防護(hù)的知識運用到實際生活中，體現(xiàn)化學(xué)源于生活，應(yīng)用于生活的命題思想【名師點晴】交叉分析法也是一種重要的解工藝流程題的方法，在解題中一定要注意流程分叉時，各物質(zhì)分別到哪里去了?！咀兪接?xùn)練1】銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下：(注：Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃)(1)電解精煉銀時，陰極反應(yīng)式為__________________；濾渣A與稀HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________________________________________________________。(2)固體混合物B的組成為________；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH過量，則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。(3)完成煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____CuO＋____Al2O3eq\o(=,\s\up17(高溫))______CuAlO2＋______↑。(4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬，其基本操作是________、過濾、洗滌和干燥?！敬鸢浮?1)Ag＋＋e－=Ag2NO＋O2=2NO2(2)CuO、Al(OH)3Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(3)424O2(4)5025(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶【變式訓(xùn)練2】（2015廣東）七鋁十二鈣（12CaO·7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：（1）煅粉主要含MgO和，用適量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，鎂化合物幾乎不溶，若溶液I中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,則溶液pH大于（Mg(OH)2的Ksp=5×10-12)；該工藝中不能用（NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是。（2）濾液I中的陰離子有（忽略雜質(zhì)成分的影響）；若濾液I中僅通入CO2，會生成，從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。（3）用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為。（4）電解制備Al(OH)3時，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為。（5）一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時AlCl4—和Al2Cl7—兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其它離子不參與電極反應(yīng)，放電時負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為。【答案】（1）CaO；11；加入（NH4)2SO4會生成CaSO4微溶物，在過濾時會被除去，造成生成的CaCO3減少。（2）NO3—、OH—；Ca(HCO3)2（3）2OH—+Al2O3＝2AlO2—+H2O（4）2Al+6H202Al(OH)3↓+3H2↑（5）Al－3e－＋7AlCl4—＝4Al2Cl7—【名師點睛】在解化工流程題是關(guān)鍵要利用物質(zhì)的性質(zhì)，分析流程中發(fā)生的反應(yīng)，弄清楚每個環(huán)節(jié)物質(zhì)的去向。流程只是一個載體，考查的落腳點是元素及其化合物的性質(zhì)，如鋁及其化合物、鐵及其化合物等，基本化學(xué)理論，如化學(xué)平衡、電化學(xué)等，實驗操作如：過濾、分液、蒸發(fā)、萃取等。此題的綜合性強(qiáng)，知識的涉及面廣，要求有較好的基礎(chǔ)知識和知識的運用能力。對原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及其作用1.粉碎、研磨：減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。2.水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解。3.酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等，與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去。近年來，在高考題出現(xiàn)了“浸出”操作。在化工生產(chǎn)題中，礦物原料“浸出”的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)娜軇?，使礦物原料中的有用組分或有害雜質(zhì)選擇性地溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達(dá)到有用組分與有害雜質(zhì)或與脈石組分相分離的目的。4.浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)。5.灼燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)，將有機(jī)碘轉(zhuǎn)化為碘鹽。6.灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)和組成，使一些物質(zhì)能溶解；并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土和石灰石。典例（2016課標(biāo)Ⅰ）高錳酸鉀（KMnO4）是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下：回答下列問題：（1）原料軟錳礦與氫氧化鉀按1∶1的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是。（2）“平爐”中發(fā)生的化學(xué)方程式為。（3）“平爐”中需要加壓，其目的是。（4）將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。①“歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成K2MnO4、MnO2和（寫化學(xué)式）。②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，電解槽中陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為，陰極逸出的氣體是。③“電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為。（5）高錳酸鉀純度的測定：稱取1.0800g樣品，溶解后定容于100mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.2000mol·L?1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48mL，該樣品的純度為（列出計算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）。【答案】（1）增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率；（2）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；（3）提高氧氣的壓強(qiáng)，加快反應(yīng)速率，增加軟錳礦轉(zhuǎn)化率；（4）①KHCO3；②MnO42??e?=MnO4?；H2；③3:2；（5）?！窘馕觥浚?）MnO2是固體物質(zhì)，對于有固體參加的化學(xué)反應(yīng)，由于其濃度不變，因此可通過增大其反應(yīng)接觸表面積的方法來提高反應(yīng)速率，使更多的軟錳礦反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生成物，從而提高其轉(zhuǎn)化率，因此要將其粉碎成細(xì)小的顆粒；（2）根據(jù)流程圖可知，在“平爐”中MnO2、KOH、O2在加熱時會反應(yīng)產(chǎn)生K2MnO4，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，另外一種生成物質(zhì)是H2O，根據(jù)原子守恒、電子守恒可得發(fā)生的化學(xué)方程式2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O；（3）由于上述反應(yīng)中氧氣的狀態(tài)是氣態(tài)，在“平爐”中增大壓強(qiáng)，就可以使反應(yīng)物氧氣的濃度增大，根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，增大反應(yīng)物的濃度，可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快；再結(jié)合外界條件對化學(xué)平衡移動的影響，任何反應(yīng)都具有一定的可逆性，該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。若增大壓強(qiáng)，可以使化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動，故可以提高原料的轉(zhuǎn)化率；（4）①在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，這時K2MnO4會發(fā)生歧化反應(yīng)，生成KMnO4、MnO2，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，另外一種生成物是KHCO3；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子守恒及反應(yīng)的原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3K2MnO4+4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3；②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，在電解槽陽極，MnO42?失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生MnO4?。陽極的電極反應(yīng)式是：MnO42??e?=MnO4?；在陰極，溶液中的水電離產(chǎn)生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩?，陰極的電極反應(yīng)式是：2H2O+2e?=H2↑+2OH?。所以陰極逸出的氣體是H2；總反應(yīng)方程式是：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH；③根據(jù)“電解法”方程式2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH可知，K2MnO4完全轉(zhuǎn)化為KMnO4，所以K2MnO4的理論利用率是100%；而在“CO2歧化法”3K2MnO4+4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3；中，反應(yīng)的K2MnO4中只有2/3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為KMnO4，所以K2MnO4的理論利用率是2/3，故“電解法”和“CO2歧化法”制取KMnO4時K2MnO4的理論利用率之比為1:2/3=3:2；（5）根據(jù)離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，KMnO4與草酸反應(yīng)的關(guān)系式是：2KMnO4～5H2C2O4。取濃度為0.2000mol·L?1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48mL，則配制的溶液的濃度為：。QUOTE則1.0800g樣品中含KMnO4的物質(zhì)的量為：n(KMnO4)=c·V=，由于樣品的質(zhì)量是1.0800g，則該樣品含有的KMnO4的的純度為：ω=?！久麕燑c睛】化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論是重要的化學(xué)原理。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等。對于固體來說，其濃度不變，所以要使反應(yīng)速率加快，可通過將固體粉碎成細(xì)小的顆粒、攪拌等方法進(jìn)行。外界條件對化學(xué)平衡移動的影響可通過勒夏特列原理進(jìn)行分析，但是平衡移動的趨勢是微弱的，不能改變這種改變。要會根據(jù)反應(yīng)方程式分析判斷物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率的大小，轉(zhuǎn)化率大的反應(yīng)速率不一定快，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率大小與反應(yīng)快慢是不同的概念，要掌握其區(qū)別與聯(lián)系。要會根據(jù)方程式中相應(yīng)物質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)的量的化學(xué)計算。本題將化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電解原理、滴定方法的應(yīng)用綜合一起考查，反映了考生的綜合應(yīng)用知識分析、解決問題的能力。3年高考+2017屆月考（一）1.(2014安徽)LiPF6是鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的電解質(zhì)。某工廠用LiF、PCl5為原料，低溫反應(yīng)制備LiPF6，其流程如下：已知：HCl的沸點是－85.0℃，HF的沸點是19.5℃。（1）第=1\*GB3①步反應(yīng)中無水HF的作用是、。反應(yīng)設(shè)備不能用玻璃材質(zhì)的原因是(用化學(xué)方程式表示)。無水HF有腐蝕性和毒性，工廠安全手冊提示：如果不小心將HF沾到皮膚上，可立即用2%的溶液沖洗。（2）該流程需在無水條件下進(jìn)行，第=3\*GB3③步反應(yīng)中PCl5極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸，寫出PF5水解的化學(xué)方程式：。（3）第=4\*GB3④步分離采用的方法是；第=5\*GB3⑤步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是。（4）LiPF6產(chǎn)品中通?；煊猩倭縇iF。取樣品wg，測得Li的物質(zhì)的量為nmol，則該樣品中LiPF6的物質(zhì)的量為mol(用含有w、n的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮浚?）反應(yīng)物溶劑SiO2+4HF=SiF4↑+2H2ONaHCO3（2）PF5+4H2O=H3PO4+5HF（3）過濾蒸餾（4）EQ\f(w-26n,126)2.（2014江蘇）煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究。（1）酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式為；濾渣Ⅰ的主要成分為（填化學(xué)式）。（2）加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6—2x。濾渣Ⅱ的主要成分為（填化學(xué)式）；若溶液的pH偏高，將會導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是（用離子方程式表示）。（3）上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將（填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮竣臕l2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2OSiO2⑵CaSO43CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑⑶溶液中的部分亞硫酸根離子被氧化為SO42-減少3．（2017遼寧本溪）用菱錳礦（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制備MnSO4·H2O的工藝流程如下：Ⅰ．向菱錳礦中加入過量稀H2SO4，過濾；Ⅱ．向濾液中加入過量MnO2，過濾；Ⅲ．調(diào)節(jié)濾液pH=a，過濾；Ⅳ．濃縮、結(jié)晶、分離、干燥得到產(chǎn)品；Ⅴ．檢驗產(chǎn)品純度。（1）步驟Ⅰ中，濾渣的主要成分是。（2）將MnO2氧化Fe2+的離子方程式補充完整：MnO2+Fe2++＝Mn2++Fe3++（3）與選用Cl2作為氧化劑相比，MnO2的優(yōu)勢主要在于：原料來源廣、成本低、可避免環(huán)境污染、。（4）已知：生成氫氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2開始沉淀時3.46.31.57.6完全沉淀時4.78.32.810.2注：金屬離子的起始濃度為0.1mol/L步驟Ⅲ中a的取值范圍是。（5）步驟Ⅴ，通過測定產(chǎn)品中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來判斷產(chǎn)品純度。已知一定條件下，MnO4－與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。取xg產(chǎn)品配成溶液，用0.1mol/LKMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液ymL，產(chǎn)品中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（用含x、y表示）【答案】（1）SiO2（2）124H+122H2O（3）不會引入Cl－,使制得的MnSO4?H2O產(chǎn)品更純凈（4）4.7≤a<7.6（5）一.掌握核心化學(xué)反應(yīng)1.元素及其化合物知識：化工生產(chǎn)將原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過程，也是物質(zhì)經(jīng)歷相互轉(zhuǎn)化的過程。理解物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，就要用到元素及其化合物的相關(guān)知識。一般圍繞鐵、銅、鋁、鎂、氯、硫、磷、硅等元素的單質(zhì)或化合物的工業(yè)制備來進(jìn)行命題，需要掌握這些元素及其化合物的知識2.還要掌握有關(guān)化工生產(chǎn)的知識，熟悉的有純堿工業(yè)、氨工業(yè)、硅單質(zhì)的制備、氯堿工業(yè)、海水中提取鎂、海水中提取溴等；3.化學(xué)反應(yīng)原理：化工生產(chǎn)中把原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過程就是化學(xué)反應(yīng)的過程，從化學(xué)反應(yīng)原理的角度選擇原料、控制條件和選擇設(shè)備等，是化工生產(chǎn)的基本思路?；瘜W(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識包括質(zhì)量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)等，做到能綜合運用這些知識分析化工生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)的情況。①調(diào)節(jié)溶液的pH值：使某些離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋矶_(dá)到分離的目的，抑制某些離子的水解，防止某些離子的氧化等。在題目中常以表格形式給出信息。例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，應(yīng)該怎樣做？提示：先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH到3.7。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與H＋反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值。調(diào)節(jié)溶液的pH：“酸作用還可以除去氧化物（膜）；“堿作用”還可以除去油污、除去鋁片氧化物、溶解鋁、二氧化硅。②控制體系的溫度a．控制低溫：防止物質(zhì)的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(濃)等；防止物質(zhì)的揮發(fā)，如鹽酸、醋酸等；抑制物質(zhì)的水解，如冰水洗滌，以防止洗滌過程中的溶解損耗；增大氣體反應(yīng)物的溶解度，使其被充分吸收；b．采取加熱：加速某固體的溶解，加快反應(yīng)速率；減少氣體生成物的溶解并使其逸出；使平衡向需要的方向移動；趁熱過濾，防止某物質(zhì)降溫時因析出而損耗或帶入新的雜質(zhì)；c．控制范圍：確保催化劑的催化效果，兼顧速率和轉(zhuǎn)化率，追求更好的經(jīng)濟(jì)效益，防止副反應(yīng)發(fā)生等。二.明確反應(yīng)原理注意每一步在什么條件下，發(fā)生了什么反應(yīng)，生成了什么物質(zhì)，這些物質(zhì)分別到哪里去了。如轉(zhuǎn)化成了沉淀還是氣體或生成了其他物質(zhì)。典例（2016江蘇）以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如下：（1）氯化過程控制電石渣過量，在75℃左右進(jìn)行。氯化時存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應(yīng)，Ca(ClO)2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解為CaCl2和O2。①生成Ca(ClO)2的化學(xué)方程式為。②提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有（填序號）。A．適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2速率B．充分?jǐn)嚢铦{料C．加水使Ca(OH)2完全溶解（2）氯化過程中Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的總反應(yīng)方程式為6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O，氯化完成后過濾。①濾渣的主要成分為（填化學(xué)式）。②濾液中Ca(ClO3)2與CaCl2的物質(zhì)的量之比n[Ca(ClO3)2]∶n[CaCl2]1∶5（填“＞”、“＜”或“=”）。（3）向濾液中加入稍過量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉(zhuǎn)化為KClO3，若溶液中KClO3的含量為100g?L-1，從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是。【答案】（1）①2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O②AB（2）①CaCO3、Ca(OH)2②＜（3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶【解析】（1）①氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)生成次氯酸鈣、氯化鈣和水，則生成Ca(ClO)2的化學(xué)方程式為2Cl2+2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O。②A．適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2速率可以使氯氣被氫氧化鈣充分吸收而反應(yīng)，可以提高氯氣的轉(zhuǎn)化率，A正確；B．充分?jǐn)嚢铦{料可以增大反應(yīng)物的接觸面積，使氯氣被氫氧化鈣充分吸收而反應(yīng)，可以提高氯氣的轉(zhuǎn)化率，B正確；C．加水使Ca(OH)2完全溶解氫氧化鈣濃度降低，不利于氯氣的吸收，C錯誤，答案選AB。（2）①碳酸鈣不溶于水，與氯氣不反應(yīng)，氫氧化鈣微溶，因此濾渣的主要成分為CaCO3、Ca(OH)2。②由于氯氣還能與氫氧化鈣反應(yīng)生成次氯酸鈣、氯化鈣和水，因此濾液中Ca(ClO3)2與CaCl2的物質(zhì)的量之比n[Ca(ClO3)2]∶n[CaCl2]＜1∶5。（3）根據(jù)圖像可知氯酸鉀的溶解度受溫度影響最大，因此從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。【名師點晴】無機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識及將已有知識靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力，所以這類題成為近年來高考的必考題型。流程題的解題思路為：明確整個流程及每一部分的目的→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)→結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考→注意答題的模式與要點。解決本類題目的基本方法和步驟為：（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，對制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個關(guān)鍵點：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。【變式訓(xùn)練1】（2016課標(biāo)Ⅲ）過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法。回答下列問題：（一）碳酸鈣的制備（1）步驟①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于____。（2）右圖是某學(xué)生的過濾操作示意圖，其操作不規(guī)范的是______（填標(biāo)號）。a．漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁b．玻璃棒用作引流c．將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁d．濾紙邊緣高出漏斗e．用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動以加快過濾速度(二)過氧化鈣的制備（3）步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時溶液呈____性（填“酸”、“堿”或“中”）。將溶液煮沸，趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是___________。（4）步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________，該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行，原因是_________。（5）將過濾得到的白色結(jié)晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是_______。（6）制備過氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應(yīng)，過濾后可得到過氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點是______，產(chǎn)品的缺點是_______?！敬鸢浮浚?）調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀；過濾分離；（2）ade；（3）酸；除去溶液中溶解的CO2；（4）CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2=CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O或CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2＋6H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl；溫度過高時過氧化氫分解；（5）去除結(jié)晶表面水分；（6）工藝簡單、操作方便；純度較低。（3）步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，溶液中有二氧化碳生成，因此溶液呈酸性。溶液中含有二氧化碳，而過氧化鈣能與酸反應(yīng)，因此將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2。（5）過氧化鈣不溶于乙醇，使用乙醇洗滌的目的是去除結(jié)晶表面的水分。（6）制備過氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應(yīng)，過濾后可得到過氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點是原料來源豐富、操作方便，產(chǎn)品的缺點是得到產(chǎn)品的純度較低?！久麕燑c睛】本試題考查物質(zhì)的制備、實驗基本操作、鹽類水解、實驗方案的設(shè)計與評價、元素及其化合物的性質(zhì)等知識，這些問題屬于基礎(chǔ)知識的應(yīng)用，意在考查考生的知識運用能力。制備碳酸鈣，需要除去石灰石中的雜質(zhì)，鐵的氧化物和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生鐵離子，然后利用過氧化氫，把Fe2＋氧化成Fe3＋，利用氫氧化鐵在pH=2出現(xiàn)沉淀，當(dāng)pH=3.7時沉淀完全，加入氨水調(diào)節(jié)pH，讓Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3，然后進(jìn)行過濾，除去雜質(zhì)。做題過程中注意題目中信息，信息會告訴你解題的思路，“沉淀顆粒長大”，便于得到沉淀，便于過濾分離；實驗操作中實驗獲得成功，一定要注意操作的規(guī)范性，如過濾的注意事項：“一貼”“二低”“三靠”；物質(zhì)的制備為了得到純凈的物質(zhì)，一定要把雜質(zhì)除去，但不能引入新的雜質(zhì)，把有可能引入雜質(zhì)的情況考慮進(jìn)去。CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，但CO2能溶于水，會有一部分CO2溶解，加入氨水時會產(chǎn)生(NH4)2CO3，制備的過氧化鈣不純凈，所以需要除去溶解CO2，加熱煮沸，即可除去溶解CO2。在實驗題目中往往以元素及其化合物的性質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行考查，過氧化氫不穩(wěn)定受熱易分解，在冰浴中進(jìn)行，為防止過氧化氫的分解；在物質(zhì)的制備中也要注意題給信息，因為這往往解某題的關(guān)鍵，如“過氧化鈣微溶于水”，用蒸餾水洗滌中會有部分溶解，為了減少溶解，利用過氧化鈣難溶于乙醇進(jìn)行洗滌，本試題難度適中?；どa(chǎn)過程中分離提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學(xué)基本實驗的原理緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干，或蒸餾、萃取、分液等基本實驗操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器。1.蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。⑴蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。⑵蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。2.溶解法：利用特殊溶劑把雜質(zhì)溶解而除去，如Fe(Al)可用過量的NaOH溶液而除去Al，CO2(HCl、H2O)先通過飽和食鹽水，再通過濃H2SO4。3.沉淀法：a.加合適的沉淀劑(要使雜質(zhì)離子充分沉淀，加入的沉淀劑必須過量，且在后續(xù)步驟中容易除去)；b.調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。4.洗滌法：a.水洗；b.冰水洗；c.有機(jī)溶劑洗。其目的是：洗去目標(biāo)物表面的雜質(zhì)離子；減少目標(biāo)物的溶解損耗或增大有機(jī)雜質(zhì)的溶解量；防止目標(biāo)物形成結(jié)晶水合物；使晶體快速干燥。典例（2015江蘇）以磷石膏(只要成分CaSO4，雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。（1）勻速向漿料中通入CO2，漿料清液的pH和c(SO42－)隨時間變化見由右圖。清液pH>11時CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式_____________；能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有____(填序號)A．?dāng)嚢铦{料B．加熱漿料至100℃C．增大氨水濃度D．減小CO2通入速率（2）當(dāng)清液pH接近6．5時，過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為______和________(填化學(xué)式)；檢驗洗滌是否完全的方法是_________。（3）在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體，隨著浸取液溫度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因___________?！敬鸢浮浚?）CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2=CaCO3＋2NH4＋或CaSO4＋CO32－=CaCO3＋SO42－，AC；（2）SO42－、HCO3－，取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全；（3）浸取液溫度上升，溶液中c(H＋)增大，促進(jìn)固體中Ca2＋浸出?！久麕燑c睛】本題考查工藝流程問題，在分析中首先要有很好的基本功，無論是基礎(chǔ)知識還是審題方面，在工藝流程中，注重分析過程，知道哪些步驟發(fā)生什么樣的反應(yīng)，或者此實驗操作怎樣等，然后注重書寫，書寫要規(guī)范；此試題考查溶度積方面的知識，反應(yīng)向著更難溶的方向進(jìn)行，同時也考查了影響反應(yīng)速率的因素，考查學(xué)生分析問題的能力?！咀兪接?xùn)練1】二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)）。某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計實驗流程如下：⑴洗滌濾渣A的目的是為了去除（填離子符號），檢驗該離子是否洗凈的方法是。⑵第②步反應(yīng)的離子方程式是，濾渣B的主要成分是。⑶萃取是分離稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，TBP（填“能”或“不能”）與水互溶。實驗室進(jìn)行萃取操作是用到的主要玻璃儀器有、燒杯、玻璃棒、量筒等。⑷取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol?L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定終點是（鈰被還原為Ce3＋）,消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為?！敬鸢浮竣臚e3+，用試管接最后一次洗滌液，滴入2~3滴KSCN溶液，若不顯紅色，無Fe3+，則已洗滌干凈。(稀鹽酸只可以溶解Fe2O3，所以溶液中有Fe3+。SiO2不溶于鹽酸)⑵CeO2+6H＋+3H2O2==2Ce3＋+3O2↑+6H2OSiO2。(注意Ce的化合價是由+4到+3價的，被還原，所以H2O2是被氧化的)⑶不能(萃取劑與原溶劑必須是互不相溶的)分液漏斗⑷97.0%M(Ce(OH)4)=208g·mol-1nCe(OH)4)=(n(Fe2＋)=0.1000mol?L-1×0.025L=0.0025molm(Ce(OH)4)=208g·mol-1×0.0025mol=0.52gω(Ce(OH)4)=0.52g/0.536g=0.9701=97.01%【變式訓(xùn)練2】利用廢舊鋅鐵皮制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下：已知：Zn及化合物的性質(zhì)與Al及化合物的性質(zhì)相似。請回答下列問題：⑴用NaOH溶液處理廢舊鋅鐵皮的作用有。A．去除油污 B．溶解鍍鋅層 C．去除鐵銹 D．鈍化（2）調(diào)節(jié)溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀，為制得ZnO，后續(xù)操作步驟是。（3）由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中，須持續(xù)通入N2，原因是。（4）Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實現(xiàn)固液分離？（填“能”或“不能”），理由是。（5）用重鉻酸鉀法（一種氧化還原滴定法）可測定產(chǎn)物Fe3O4中的二價鐵含量。若需配制濃度為0.01000mol·L－1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL，應(yīng)準(zhǔn)確稱取gK2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字，已知M(K2Cr2O7)＝294.0g·mol－1)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時，下列儀器中不必要用到的有。（用編號表示）。①電子天平②燒杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥膠頭滴管⑦移液管（6）滴定操作中，如果滴定前裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結(jié)束后氣泡消失，則測定結(jié)果將（填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）A、B（2）抽濾、洗滌、灼燒（3）N2氣氛下，防止Fe2＋被氧化（4）不能膠體粒子太小，抽濾時容易透過濾紙（5）0.7350=3\*GB3③=7\*GB3⑦（6）偏大一.可循環(huán)物質(zhì)的判斷1.流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)。2.生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)(不要忽視結(jié)晶后的母液)，可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)。二.對整個工藝流程從下列幾個方面進(jìn)行評價1.體現(xiàn)綠色化學(xué)思想（使用無毒無害原料，采用原子利用率高的制備路線，原料的循環(huán)利用，副產(chǎn)物綜合利用，節(jié)能，等）。2.高效節(jié)能方面（原料廉價，工藝簡單，產(chǎn)品的純度高，能耗低等）。3.生成物或副產(chǎn)物的污染。典例（2015天津）廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物，其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬，流程簡圖如下：回答下列問題：（1反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)42+，反應(yīng)中H2O2的作用是。寫出操作①的名稱：。（2）反應(yīng)II是銅氨溶液中的Cu(NH3)42+與有機(jī)物RH反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式：。操作②用到的主要儀器名稱為，其目的是（填序號）。a．富集銅元素b．使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離c．增加Cu2＋在水中的溶解度（3）反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和。若操作③使用右圖裝置，圖中存在的錯誤是。（4）操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅，陽極產(chǎn)物是。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是。（5）流程中有三次實現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用，已用虛線標(biāo)出兩處，第三處的試劑是。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是?！敬鸢浮浚?）作氧化劑過濾（2）Cu(NH3)42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2分液漏斗ab（3）RH分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁液體過多（4）O2H2SO4加熱濃縮冷卻結(jié)晶過濾（5）H2SO4防止由于溶液中的c（OH-）過高，生成Cu（OH）2沉淀【名師點睛】對于工業(yè)流程的分析是該問題的難點。將該工業(yè)流程轉(zhuǎn)化為化學(xué)的問題及掌握基本的化學(xué)知識是解題的關(guān)鍵。包括反應(yīng)原理的判斷、基本操作的判斷、儀器的選擇、物質(zhì)或操作作用的分析、電解反應(yīng)原理的應(yīng)用、操作方案的設(shè)計、誤差分析、物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算等。這類題目距離生活較遠(yuǎn)，因此學(xué)生會感到無從下手。從流程圖中可分析問題的答案，如經(jīng)過操作1將溶液與殘渣分離，則該操作一定是過濾，從溶液中得到固體的操作一定需蒸發(fā)濃縮的步驟等，根據(jù)加入某物質(zhì)前后反應(yīng)物質(zhì)的成分變化判斷發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及該物質(zhì)的作用，所以本題以化學(xué)工業(yè)為載體，考查學(xué)生的分析問題與解決問題的能力為主?！咀兪接?xùn)練1】氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如下：（1）MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為。（2）加入H2O2氧化時，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）濾渣2的成分是(填化學(xué)式)。800℃（4）煅燒過程存在以下反應(yīng)：800℃800℃2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑800℃800℃MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑800℃MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑利用右圖裝置對煅燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集。=1\*GB3①D中收集的氣體可以是(填化學(xué)式)。=2\*GB3②B中盛放的溶液可以是(填字母)。a．NaOH溶液b．Na2CO3溶液c．稀硝酸d．KMnO4溶液=3\*GB3③A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)物中元素最高價態(tài)為+4，寫出該反應(yīng)的離子方程式：?！敬鸢浮浚?）MgCO3+2H＋Mg2＋+CO2↑+H2O（2）2FeSO4+H2O2+H2SO4Fe2(SO4)3+2H2O（3）Fe(OH)3（4）=1\*GB3①CO=2\*GB3②d=3\*GB3③3S+6OH—SO32—+2S2—+3H2O。【解析】本題考查制備硫酸鎂的實驗流程分析，考查了方程式的書寫以及混合氣體的分離等知識。（1）MgCO3為難溶性物質(zhì)，寫離子方程式不能拆開。（2）根據(jù)菱鎂礦的成分，可知濾液中有Fe2+，H2O2的作用是將Fe2+氧化成Fe3+。結(jié)合前面使用稀硫酸可知溶液顯酸性，所以離子方程式為2FeSO4+H2SO4+H2O2=

Fe2(SO4)3+2H2O。（3）根據(jù)題意要提取鎂元素，必須除去不溶性雜質(zhì)和鐵元素。根據(jù)流程，可知濾渣1是不溶性雜質(zhì)，濾渣2中含的是鐵元素。結(jié)合加入一水合氨和H2O2，可知濾渣2是Fe(OH)3。（4）根據(jù)反應(yīng)原理，可知氣體中含有SO2、CO2、CO和硫蒸汽。①D采用排水集氣法，氣體必然不溶于水，所以是CO。②SO2和CO2均屬于酸性氧化物，均能與NaOH、Na2CO3溶液反應(yīng)，達(dá)不到分步的目的，ab錯誤。SO2與稀HNO3反應(yīng)同時得到NO，產(chǎn)生新雜質(zhì)，干擾后續(xù)操作，c錯誤。SO2能被KMnO4氧化，而且沒有新氣體生成，d正確。③根據(jù)“淡黃色固體”，可知A中是硫單質(zhì)。產(chǎn)物中有+4價硫，說明是Na2SO3，進(jìn)而可知發(fā)生氧化還原反應(yīng)，必然有部分硫化合價降低轉(zhuǎn)化成Na2S。根據(jù)化合價升降相等，所以有：3S+6OH—SO32—+2S2—+3H2O?；瘜W(xué)計算包括：純度，轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率計算，有效數(shù)字的取舍。一.關(guān)系式法典例1二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)）。某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計實驗流程如下：⑴洗滌濾渣A的目的是為了去除（填離子符號），檢驗該離子是否洗凈的方法是。⑵第②步反應(yīng)的離子方程式是，濾渣B的主要成分是。⑶萃取是分離稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，TBP（填“能”或“不能”）與水互溶。實驗室進(jìn)行萃取操作是用到的主要玻璃儀器有、燒杯、玻璃棒、量筒等。⑷取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol?L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定終點是（鈰被還原為Ce3＋）,消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為?！敬鸢浮竣臚e3+，用試管接最后一次洗滌液，滴入2~3滴KSCN溶液，若不顯紅色，無Fe3+，則已洗滌干凈。(稀鹽酸只可以溶解Fe2O3，所以溶液中有Fe3+。SiO2不溶于鹽酸)⑵CeO2+6H＋+3H2O2==2Ce3＋+3O2↑+6H2OSiO2。(注意Ce的化合價是由+4到+3價的，被還原，所以H2O2是被氧化的)⑶不能(萃取劑與原溶劑必須是互不相溶的)分液漏斗⑷97.0%M(Ce(OH)4)=208g·mol-1nCe(OH)4)=(n(Fe2＋)=0.1000mol?L-1×0.025L=0.0025molm(Ce(OH)4)=208g·mol-1×0.0025mol=0.52gω(Ce(OH)4)=0.52g/0.536g=0.9701=97.01%【解析】本題以工藝流程為基礎(chǔ)，考查化學(xué)實驗基本操作、元素及化合物知識、化學(xué)計算、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識。該反應(yīng)過程為：①CeO2、SiO2、Fe2O3等中加入稀鹽酸，、Fe2O3轉(zhuǎn)化FeCl3為存在于濾液中，濾渣為CeO2和SiO2②加入稀硫酸和H2O2，CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+濾渣為SiO2③加入堿后Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀，④通入氧氣講Ce從+3氧化為+4，得到產(chǎn)品。Ce(OH)4~FeSO4，n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=0.1000mol/L×1.025L=0.0025mol，m=0.0025mol×208g/mol=0.52g?！咀兪接?xùn)練1】利用廢舊鋅鐵皮制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下：已知：Zn及化合物的性質(zhì)與Al及化合物的性質(zhì)相似。請回答下列問題：⑴用NaOH溶液處理廢舊鋅鐵皮的作用有。A．去除油污