1、1专题三 工艺流程类型 1 物质制备1(2018 南宁)碳酸钡是一种重要的化工产品，某厂用含二氧化硅杂质的碳酸钡原料生产碳酸钡产品，采用了以下的工艺流程：(1)为节约成本，过程中的生成物可直接应用于流程的是_，加入过量的盐酸的目的是_。(2)向氯化钡溶液中加入过量的氢氧化钾并通入二氧化碳，其中一种产物是碳酸钡，写出该反应的化学方程式：_。(3)溶液 A 中溶质的成分，可能的组合有_。(4)操作 3 包括的两个操作是_。2(2017 南通)实验室以 MnO2为原料制备少量高纯 MnCO3的流程如下：已知：反应的化学方程式：MnO 2SO 2= MnSO4；MnCO 3、Mn(OH) 2均难溶于水
2、，MnCO 3在 100 时开始分解。(1)反应属于基本反应类型中的_反应。(2)流程中“操作”的名称为_，所需要的主要玻璃仪器有_。(3)反应的化学方程式为_，该反应需控制溶液的酸碱性，若碱性过强，MnCO 3粗产品中将混有_(填化学式)。(4)验证 MnCO3粗产品表面附着有 Na2SO4杂质：取样品少许，向其中加入水，搅拌、过滤，向滤液中加入适量的_(填化学式)溶液，有白色沉淀产生。(5)为获得高纯 MnCO3，需选择“低温”干燥的原因是_。3二氧化氯(ClO 2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产 ClO2的工艺主要包括：粗盐精制；特殊条件下电解 NaCl 溶液制 NaClO3和氢气；
3、ClO 2的制取。工艺流程如下，其2中反应制取 ClO2的化学方程式为 2NaClO34HCl= = 2ClO2Cl 22NaCl2H 2O。(1)加入过量氢氧化钠的目的是_；过量的试剂 X 是_(填化学式)。(2)操作 A 中用到的玻璃棒的作用是_。(3)加入适量 HCl 至酸性的过程中，发生的中和反应的化学方程式是_。(4)分析完成反应的化学方程式：_。(5)该流程中可循环利用的物质是水和_。4某科研小组设计了利用稀 H2SO4浸取某废弃氧化铜锌矿(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。部分实验流程如下：离子 开始沉淀时的 pH 完全沉淀时的 pHFe
4、3 1.48 3.2Zn2 6.2 8.0已知：H 2O2、KMnO 4是常见的氧化剂；各离子开始沉淀及完全沉淀时的 pH 如表所示。请根据上述实验流程回答下列问题：(1)在“酸浸”步骤中，为提高浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是_，写出硫酸溶解氧化锌的化学方程式：_。(2)“操作 1”所需要的主要玻璃仪器有_，固体1 的成分是_。(3)“氧化”的目的是将 Fe2 反应生成 Fe3 ，以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去。从产品纯度的角度分析，氧化剂最好选用_(填“H 2O2”或“KMnO 4”)。(4)“除铁”过程中加入氨水的目的是通过调节溶液的 pH，使 Fe3 沉淀而 Zn
5、2 不沉淀，pH 应控制在_范围之间。(5)某温度下，Fe(OH) 3分解得到一种铁、氧质量比为 218 的氧化物，该氧化物的化学式为_。35(2017 陕西改编)我国每年报废的手机超过 1 亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金等多种金属，化学兴趣小组为回收其中的铜，设计并进行了如下实验：已知：CuH 2O2H 2SO4= CuSO42H 2O；不考虑金、银发生类似反应。(1)将电路板粉碎成粉末的目的是_。(2)步骤所得滤液中的溶质除硫酸外，还有_。(3)步骤中的实验现象：固体部分溶解，_。(4)步骤中反应的化学方程式是_。(5)对废旧手机中的金属加以回收的意义是_(写一条)。6(2
6、018 恩施)今年春节期间播出的舌尖 3 ，让籍籍无名的章丘铁锅名声大振，章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序，再过十八遍火候，一千度高温锤炼，经受三万六千次锻打，其炉渣中主要含 FeO、Fe 2O3，还有一定量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾(FeSO 47H2O)。请按要求回答问题：查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。(1)步骤一中，发生反应的化学方程式为_、_。(2)步骤一中的操作名称是_，为提高步骤一的反应速率，可采取的措施有增大硫酸的浓度、升高反应物的温度、还可以_(写一条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。(3)步骤二中无气体
7、生成的化学反应方程式为_，测得滤液 2 的 pH 明显大于滤液 1，其原因是_。(4)滤液 2 得到绿矾可以采取的方法是_。(5)某化学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取 100 g 炉4渣，得到干燥的杂质 5 g，步骤二中加入 15.6 g 铁粉，得到滤渣 5.6 g。要计算理论上制得绿矾的质量，除要利用上述给定的全部数据外，在实验过程中，还需测定的一个数据是_。7硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、Fe 3O4、FeO、SiO 2等)是工业生产硫酸的废渣，利用硫铁矿烧渣制备铁红(氧化铁)等产品的部分流程如图所示：提示：碳酸氢铵性质不稳定，36 以上开始分解为二氧化碳
8、、氨气和水。(1)硫铁矿是_(填“纯净”或“混合”)物。(2)写出 C 与 Fe3O4反应的化学方程式：_。(3)酸浸、过滤后滤液中的溶质主要是_。(4)反应的反应温度一般需控制在 35 以下，其目的是_。(5)在空气中煅烧 FeCO3生成 Fe2O3和另一种氧化物，写出该反应的化学方程式：_。8(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)过程是氨碱法制纯碱的一个流程，需要向饱和食盐水中先后加
9、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)过程采用蒸发结晶的方法，而不采用冷却热饱和溶液的方法，原因是_。(4)如果要充分利用海边贝壳资源，过程生成氢氧化镁的化学方程式是5_。(5)浓海水中 Mg2 、SO 、Ca 2 可用离子交换膜直接除去，若用化学沉淀法依次除去24Mg2 、SO 、Ca 2 ，需要的三种离子分别是_(写离子符号)。24(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。过程中“某种离子交换膜”选择透过的离子特点是_。类型 2 分离提纯9(2018 乌鲁木齐)CaCl 2应用广泛，以石灰石(杂质主要是
10、Fe2O3、MgSO 4)为原料生产CaCl2的流程如下：(1)氧化铁和盐酸反应的化学方程式为_。(2)过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_。(3)滤液 1 中的溶质有 HCl、FeCl 3、MgSO 4和_。(4)写出滤液 1 中加入 BaCl2发生的化学反应方程式：_。(5)滤液 2 中加入 Ca(OH)2可以除去 HCl、MgCl 2和_。(6)滤液 3 呈碱性，为使溶液 pH 降低，可加入适量的_。10(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：(1)步骤中除去
11、碳酸氢铵的方法是_。(2)步骤中加入过量氯化钡的目的是_(用化学方程式表示)。(3)步骤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_。类型 3 其他类11(2018 宜宾)“绿水青山就是金山银山” 。废旧干电池中有锌皮、铜帽(含金属 Cu 和Zn)、石墨、MnO 2、NH 4Cl 等，若将生活中废旧干电池随意丢弃会造成水和土壤污染，因此将废旧干电池进行回收利用尤为重要。如图是回收废旧干电池成分的主要流程图(部分物质已略去
12、)。6已知：2CuO 22H 2SO4= 2CuSO42H 2O，回答下列问题：(1)从设备中回收得到的非金属单质是_(填物质名称)。(2)取少量回收得到的 NH4Cl 溶液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，现象是_。(3)流程中 B 溶液的溶质有 H2SO4、_和_。(4)写出设备中发生反应的化学方程式：_。12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、SO 2和 O2的混合气体，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 FeSO47H2O。(1)
13、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，其中的化学反应方程式为_，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 由小到大的顺序为_，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 FeSO47H2O。(5)上述流程中有两处可改进，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
14、_。参考答案1(1)二氧化碳 使碳酸钡完全转化为氯化钡7(2)BaCl22KOHCO 2= BaCO32KClH 2O(3)KOH、KCl、BaCl 2；KOH、KCl；KOH、KCl、K 2CO3(4)洗涤、干燥2(1)化合 (2)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯(3)MnSO42NaHCO 3= Na2SO4MnCO 3CO 2H 2OMn(OH)2 (4)BaCl 2 (5)MnCO 3的分解温度为 100 ，为防止 MnCO3高温分解，影响高纯 MnCO3的纯度3(1)除尽粗盐水中 MgCl2 Na 2CO3 (2)引流(3)NaOHHCl= = NaClH 2O(4)NaCl3H 2O Na
15、ClO33H 2 (5)氯化钠= = = = =通 电 4(1)适当升高温度 ZnOH 2SO4= ZnSO4H 2O(2)漏斗、玻璃棒、烧杯 铁、铜(3)H2O2 (4)3.26.2 (5)Fe 3O45(1)增大反应物接触面积，加快反应速率(2)硫酸铝、硫酸亚铁或 Al2(SO4)3、FeSO 4(3)溶液由无色变成蓝色 (4)FeH 2SO4= FeSO4H 2(5)节约金属资源(或减少对环境的污染等)6(1)FeOH 2SO4= FeSO4H 2O Fe 2O33H 2SO4= Fe2(SO4)33H 2O (2)过滤 将炉渣粉碎(3)FeFe 2(SO4)3= 3FeSO4 铁消耗过
16、量的硫酸，溶液的酸性减弱 (4)蒸发溶剂 (5)氢气的质量7(1)混合 (2)2CFe 3O4 3Fe2CO 2 (3)FeSO 4= = = = =高 温 (4)防止 NH4HCO3分解 (5)4FeCO 3O 2 2Fe2O34CO 2= = = = =高 温 8(1)颗粒大小(2)NH3CO 2H 2ONaCl= = NaHCO3NH 4Cl(3)氯化钠的溶解度受温度的影响较小(4)MgCl2Ca(OH) 2= CaCl2Mg(OH) 2或 MgSO4Ca(OH) 2= CaSO4Mg(OH) 2 (5)OH 、Ba 2 、CO 23(6)带有一个单位电荷的离子9(1)Fe 2O36HC
17、l= = 2FeCl33H 2O (2)漏斗 (3)CaCl 2 (4)BaCl 2MgSO 4= BaSO4MgCl 2 (5)FeCl 3 (6)HCl10(1)加热 (2)K 2SO4BaCl 2= BaSO42KCl(3)除去氯化钙和过量的氯化钡8(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11(1)石墨 (2)产生白色沉淀(3)CuSO4 ZnSO 4 (4)ZnCuSO 4= ZnSO4Cu12(1)温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应的进行 2SO 22H 2OO 2= 2H2SO4 (2)FeH 2SO4= FeSO4H 2 搅拌(或采用更细的铁粉) (3)BDA D (4)冷却结晶 过滤(5)废热利用 CO 23H 2 CH4OH 2O= = = = =催 化 剂
