（通用版）高考化學二輪復習 5個解答題之1 工藝流程綜合題（含解析）-人教版高三化學試題

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1、工藝流程綜合題 　歷年真題集中研究——明考情　 1．(2018·全國卷Ⅱ)我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示： 相關(guān)金屬離子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下： 金屬離子 Fe3＋ Fe2＋ Zn2＋ Cd2＋ 開始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列問題： (1)焙燒過程中主要反應的化學方程式為__________________________

2、________ ____________________________________________________________________________________________________。 (2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有________；氧化除雜工序中ZnO的作用是________，若不通入氧氣，其后果是___________________________________________。 (3)溶液中的Cd2＋可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應的離子方程式為_____________________________________________

3、___________________________。 (4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應式為________________；沉積鋅后的電解液可返回____工序繼續(xù)使用。 [把脈考點] 第(1)問 考查陌生化學方程式的書寫 第(2)問 考查反應過程中的除雜、反應條件的控制 第(3)問 考查離子方程式的書寫 第(4)問 考查電極反應式的書寫、原料的循環(huán)利用 解析：(1)閃鋅礦的主要成分是ZnS，所以高溫焙燒過程中主要反應的化學方程式為ZnS＋O2ZnO＋SO2。 (2)閃鋅礦焙燒后的主要成分變?yōu)閆nO，還存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、Pb

4、O，加稀H2SO4后，發(fā)生一系列化學反應：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O、CdO＋H2SO4===CdSO4＋H2O、PbO＋H2SO4===PbSO4＋H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下來，所以濾渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除雜工序中ZnO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH在2.8～6.2，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，有利于除雜，若不通入O2，無法除去溶液中的雜質(zhì)Fe2＋。 (3)溶液中的Cd2＋與加入的Zn粉反應而被除去，反應的

5、離子方程式為Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd。 (4)電解ZnSO4溶液制備單質(zhì)Zn時，陰極放電的是Zn2＋，電極反應式是Zn2＋＋2e－===Zn。沉積鋅后的溶液應該是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循環(huán)使用。 答案：(1)ZnS＋O2ZnO＋SO2 (2)PbSO4　調(diào)節(jié)溶液的pH　無法除去雜質(zhì)Fe2＋ (3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋ (4)Zn2＋＋2e－===Zn　溶浸 2．(2017·全國卷Ⅰ)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下：

6、 回答下列問題： (1)“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為________。 (2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCl形式存在，寫出相應反應的離子方程式：________________________。 (3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40 min所得實驗結(jié)果如下表所示： 溫度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率/% 92 95 97 93 88 分析40 ℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因_______________________________。

7、 (4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為＋4，其中過氧鍵的數(shù)目為________。 (5)若“濾液②”中c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？______________________(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10－22、1.0×10－24。 (6)寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式：______________。 [把脈考點] 第(1)問 考查原料的處

8、理與反應條件的控制 第(2)問 考查陌生離子方程式的書寫 第(3)問 考查化工原理分析 第(4)問 考查化學鍵 第(5)問 考查Ksp的相關(guān)計算 第(6)問 考查陌生化學方程式的書寫 解析：(1)從圖像直接可以看出，當鐵的浸出率為70%時對應的溫度、時間分別為100 ℃、2 h和90 ℃、5 h。(2)解答陌生離子方程式的書寫，首先要根據(jù)題意判斷反應前后元素化合價的變化(反應前后Ti、Fe、H、Cl四種元素化合價沒有變化)來推斷離子反應類型(非氧化還原反應)，再根據(jù)題意寫反應前后的參與反應的物質(zhì)：FeTiO3＋H＋＋Cl－——Fe2＋＋TiOCl，再根據(jù)電荷守恒進行配

9、平FeTiO3＋4H＋＋4Cl－——Fe2＋＋TiOCl，最后根據(jù)元素守恒可知生成產(chǎn)物中有H2O，則補水后可得FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl＋2H2O，即是要求的離子方程式。(3)聯(lián)系化學反應速率、雙氧水和氨水性質(zhì)分析轉(zhuǎn)化率。這類問題要從兩個角度分析，即低于40 ℃時，隨著溫度的升高，反應速率加快；高于40 ℃時，氨水揮發(fā)速率加快、雙氧水分解速率加快，導致反應物濃度降低，結(jié)果轉(zhuǎn)化率降低。(4)鋰元素在化合物中只有一種化合價(＋1)，過氧鍵中氧顯－1價，其余的氧為－2價，由化合物中元素化合價代數(shù)和等于0，設(shè)Li2Ti5O15中－2價、－1價氧原子個數(shù)分別為x、y，有：解

10、得x＝7，y＝8。所以，過氧鍵數(shù)目為＝4。(5)分兩步計算：①計算鐵離子完全沉淀時磷酸根離子濃度。c(Fe3＋)·c(PO)＝Ksp(FePO4)，c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1。②混合后，溶液中鎂離子濃度為c(Mg2＋)＝0.01 mol·L－1，c3(Mg2＋)·c2(PO)＝0.013×(1.3×10－17)2≈1.7×10－40

11、===Fe2＋＋TiOCl＋2H2O (3)低于40 ℃，TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應速率隨溫度升高而增加；超過40 ℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應速率下降 (4)4 (5)Fe3＋恰好沉淀完全時，c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，則c3(Mg2＋)·c2(PO)值為0.013×(1.3×10－17)2≈1.7×10－40

12、)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為： 物質(zhì) V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 質(zhì)量分數(shù)/% 2.2～2.9 2.8～3.1 22～28 60～65 1～2 ＜1 以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線： 回答下列問題： (1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應的離子方程式為 ____________________________________，同時V2O4轉(zhuǎn)化成VO2＋?！皬U渣1”的主要成分是__________。 (2)“氧化”中欲使3

13、 mol的VO2＋變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為______ mol。 (3)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有________。 (4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應該呈________性(填“酸”“堿”或“中”)。 (5)“流出液”中陽離子最多的是________。 (6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應的化學方程式_______________________________________________

14、_________________________。 [把脈考點] 第(1)問 考查陌生離子方程式的書寫、化工原理的分析 第(2)問 考查氧化還原反應的計算 第(3)問 考查化工原理的分析 第(4)問 考查反應條件的控制 第(5)問 考查化工原理的分析 第(6)問 考查陌生化學方程式的書寫 解析：(1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，V2O5、VO中V元素均顯＋5價，V元素化合價不變，則該反應是非氧化還原反應，結(jié)合溶液的酸堿性及元素守恒寫出離子方程式：V2O5＋2H＋===2VO＋H2O。廢釩催化劑中除SiO2外，其余物質(zhì)均與稀硫酸反應生成易溶于水的鹽，則“廢

15、渣1” 的主要成分是SiO2。(2)“氧化”中使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3 mol×(5－4)＝3 mol；氧化劑KClO3被還原為KCl，Cl元素由＋5價降低到－1價，根據(jù)電子守恒可知，需要KClO3的物質(zhì)的量至少為＝0.5 mol。(3)由圖可知，加入KOH中和后產(chǎn)生廢渣2，而“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中，后續(xù)操作中未進行除雜操作，顯然該過程中還生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，從而除去Fe3＋、Al3＋，故“廢渣2”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(RO

16、H為強堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，應增加溶液中c(OH－)，使平衡逆向移動，故淋洗液應該呈堿性。(5)“氧化”和“中和”操作中分別加入KClO3、KOH，而“離子交換”過程中，消耗V4O同時生成OH－，而陽離子未參與離子交換，故“流出液”中陽離子最多的是K＋。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，“煅燒”過程中生成V2O5，考慮銨鹽的不穩(wěn)定性，還應生成NH3和H2O，結(jié)合元素守恒寫出化學方程式：2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。 答案：(1)V2O5＋2H＋===2VO＋H2O　SiO2　 (2)0.5　(3)Fe(OH)3和Al(OH)3　(4)堿　 (

17、5)K＋　(6)2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑ 化學工藝流程題是高考的必考題型，題目綜合性強，難度大，通常以化工生產(chǎn)流程圖的形式，以陌生元素或陌生化合物知識為載體，綜合考查元素化合物知識、氧化還原反應方程式的書寫、實驗基本操作、實驗步驟的分析、通過化工原理的分析判斷流程中殘渣或廢液的成分、反應條件的控制與選擇、產(chǎn)率的計算、Ksp的應用、綠色化學思想的體現(xiàn)等，可以說是真正的學科內(nèi)綜合題，無所不考?！　　　? 　必備知能系統(tǒng)歸納——通流程 (一)分析試題結(jié)構(gòu)特點——掌握解題流程 1．分析試題結(jié)構(gòu)特點 題頭 (2016·全國卷Ⅰ)NaClO2是一種重要的殺菌消

18、毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下： 題干 題尾 回答下列問題： (1)NaClO2中Cl的化合價為________。 (2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_____________________ ___________________________________________________________________________________________________________________。 (3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為________、_______

19、_?！半娊狻敝嘘帢O反應的主要產(chǎn)物是________。 (4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________，該反應中氧化產(chǎn)物是________。 (5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為________。(計算結(jié)果保留兩位小數(shù)) 說明 2．掌握解題流程 (1)審題 先審題頭，從題頭中獲取有用信息，了解制取的產(chǎn)品，再整體瀏覽流程圖(題干)，分清原料預處理、反應條件的控制、核心反應、物質(zhì)的分離與提純等，最后審設(shè)問(

20、題尾)，逐一回答問題。 (2)答題 ①先答以“點”設(shè)問的問題 (即不需要理清工藝流程圖的主線即可以答題) 如“試題結(jié)構(gòu)特點”題尾第(1)問NaClO2中Cl的化合價為＋3和第(3)問“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2＋和Ca2＋，需加入的試劑分別為NaOH溶液、Na2CO3溶液。解題時完全沒有必要考慮流程圖，直接利用所學知識回答即可。 ②再答以“線”設(shè)問的問題 (即先理清工藝流程圖的前后關(guān)系才能答題) 如“試題結(jié)構(gòu)特點”題尾第(2)問寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4和第(3)問中……

21、，“電解”中陰極反應的主要產(chǎn)物是ClO(或NaClO2)。解題時無法直接作答，需帶著問題，找工藝流程圖中相應的“反應”和“電解”位置，找到反應物和生成物，再具體問題具體回答即可。 (二)多研高考經(jīng)典化工流程——提升流程分析能力 1．(2017·全國卷Ⅰ)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下： [涉及反應] ①“酸浸”后，鈦主要以TiOCl形式存在，其反應的離子方程式為FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl＋2H2O ②由FePO4制備LiFePO4

22、的化學方程式為2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋3CO2↑＋H2O 2．(2017·海南高考)以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4·7H2O的過程如圖所示： 硼鎂泥的主要成分如下表： MgO SiO2 FeO、Fe2O3 CaO Al2O3 B2O3 30%～40% 20%～25% 5%～15% 2%～3% 1%～2% 1%～2% [涉及反應] ①酸解中發(fā)生的主要離子方程式為 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Al2O3＋6

23、H＋===2Al3＋＋3H2O ②除雜中發(fā)生的主要離子方程式為 2H＋＋ClO－＋2Fe2＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O 2Fe3＋＋3MgO＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3Mg2＋ 2Al3＋＋3MgO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3Mg2＋ 3．(2016·全國卷Ⅲ)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為： 物質(zhì) V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 質(zhì)量分數(shù)/% 2.2～2.9 2.8～3.1 22～28

24、 60～65 1～2 ＜1 以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線： [涉及反應] ①“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO的離子方程式： V2O5＋2H＋===2VO＋H2O ②“氧化”時，所發(fā)生的離子方程式： 6VO2＋＋ClO＋3H2O===6VO＋Cl－＋6H＋ ③“煅燒”偏釩酸銨(NH4VO3)時，發(fā)生反應的化學方程式：2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O 4．(2016·海南高考)某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同學用15.0 g該廢催化劑為原料，回收其中的鋅和銅。采用的實驗方案如下： [涉及反

25、應] ①ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O ②ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S↑ ③CuS＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋S＋2H2O 5．(2015·全國卷Ⅱ)實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料，通過以下過程制備ClO2： [涉及反應] ①電解時發(fā)生反應的化學方程式為 NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3 ②制備ClO2的化學方程式為 6NaClO2＋NCl3＋3H2O=== 6ClO2＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH 6．(2013·全國卷Ⅰ)鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸

26、鋰(LiCoO2)、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C＋xLi＋＋xe－===LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。 [涉及反應] ①正極堿浸的離子方程式： 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ ②酸浸中發(fā)生的主要氧化還原反應方程式為 2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2 Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O ③“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式為 CoSO4＋2NH4HCO3=== CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑ 7．(2013·全國卷Ⅱ)氧化鋅為白色粉末

27、，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等雜質(zhì)]的流程如下： [涉及反應] ①反應b中發(fā)生的離子方程式為 MnO＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋ 2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ ②反應d中發(fā)生的離子方程式為 CO＋Zn2＋===ZnCO3↓ ③反應e中發(fā)生的反應為 ZnCO3ZnO＋CO2↑ 　高考題點逐一研究——清盲點　 化學工藝流程題以工業(yè)上制備某物質(zhì)(純凈物)為目的，把實際生產(chǎn)(或設(shè)計)中的過程以簡圖的形式表現(xiàn)出來：一般以無機礦物、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或生活廢舊物質(zhì)為

28、原料，利用化學反應原理知識，首先對原料經(jīng)過一定的預處理，再通過一系列化學反應，經(jīng)過多次分離提純，最后得到目標產(chǎn)物。其工藝流程及各環(huán)節(jié)的主要關(guān)鍵點圖解如下： 命題點一　化學工藝流程題中原料的預處理 原料預處理的常用方法 方法 目的 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，增大反應速率 水浸 與水接觸反應或溶解 酸浸 與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去 堿浸 除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物 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) 煅燒 改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解

29、，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土 [對點訓練] 1．(2015·全國卷Ⅰ節(jié)選)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如下所示： 寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式：__________________________________ ________________________________________________________________________。 為提高浸出速率，除適當增

30、加硫酸濃度外，還可采取的措施有________________________________________________________________________(寫出兩條)。 解析：鹽跟酸反應生成新鹽和新酸，據(jù)此可寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式：Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3?？刹扇∩邷囟?、將礦石粉碎增大接觸面積或攪拌等措施，以提高浸出速率。 答案：Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42H3BO3＋2MgSO4　提高反應溫度、減小鐵硼礦粉粒徑 2．某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaM

31、g(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下： 試回答在“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有________________________________________________________________________(兩條即可)。 解析：采取措施其目的是讓更多的鎂的化合物能與硫酸反應。 答案：增大硫酸濃度、加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪拌 3．(2018·石家莊二模)稀土是一種不可再生的戰(zhàn)略性資源，被廣泛應用于電子信息、國防軍工等多個領(lǐng)域。一種從廢棄陰極射線管(CRT)熒光粉中提取稀土元素釔(Y)的工藝流程如下： 已知：廢棄C

32、RT熒光粉的化學組成(某些不參與反應的雜質(zhì)未列出) 成分含量/% Y2O3 ZnO Al2O3 PbO2 MgO 預處理前 24.28 41.82 7.81 1.67 0.19 預處理后 68.51 5.42 4.33 5.43 0.50 試回答步驟Ⅰ中進行原料預處理的目的為_________________________________。 解析：由已知中預處理前和預處理后的成分含量變化可得，預處理的目的為除去ZnO和Al2O3。 答案：除去ZnO和Al2O3 4．碲(Te)位于元素周期表第ⅥA族，由該元素組成的物質(zhì)可用作石油裂化的催化劑，電鍍

33、液的光亮劑，玻璃的著色材料，合金材料的添加劑等。碲化銅渣是電解精煉銅時產(chǎn)生的一種礦渣，其主要含Cu2Te、Au、Ag等，利用下列工藝流程可回收碲： 已知：TeO2的熔點為733 ℃，微溶于水，可溶于強酸和強堿。 回答下列問題： (1)Te與S的最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱順序為________(用化學式表示)。 (2)“酸浸1”需加熱，加熱的目的是______________________________， “酸浸1”發(fā)生反應的氧化產(chǎn)物是________(寫化學式)。 (3)“水浸”后“濾液1”的顏色是________。 (4)“濾渣1”進行“堿浸”的離子方程式是__

34、____________________________。 (5)從可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念來看，“濾渣2”進行酸浸的意義是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)S、Te同主族，同主族元素從上到下，非金屬性逐漸減弱，故H2SO4的酸性比H2TeO4強。(2)酸浸時加熱的目的是提高浸出速率，結(jié)合流程圖知，“酸浸1”發(fā)生反應

35、的化學方程式為Cu2Te＋2H2SO4＋2O22CuSO4＋TeO2＋2H2O，故其氧化產(chǎn)物為CuSO4、TeO2。(3)“濾液1”的溶質(zhì)中含CuSO4，故“濾液1”的顏色為藍色。(4)“濾渣1”中含有TeO2，TeO2溶解于NaOH溶液生成亞碲酸鹽，故反應的離子方程式為TeO2＋2OH－===TeO＋H2O。(5)分析流程圖并結(jié)合碲化銅渣中含Au、Ag等，知“濾渣2”經(jīng)酸浸后可得到含CuSO4的濾液，并可回收Au、Ag，符合可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念。 答案：(1)H2SO4＞H2TeO4 (2)加快浸出速率　CuSO4、TeO2 (3)藍色(或淺藍色) (4)TeO2＋2OH－=

36、==TeO＋H2O (5)“濾渣2”經(jīng)過酸浸可得到含CuSO4的濾液，并可達到回收Au、Ag的目的，符合可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念 命題點二　化學工藝流程題中反應條件的控制 常見反應條件的控制及目的 1．控制溶液的pH (1)控制反應的發(fā)生，增強物質(zhì)的氧化性或還原性，或改變水解程度。 (2)控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。 ①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH。 ②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應滿足兩點：能與H＋反應，使溶液pH增大；不引入新

37、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。 2．控制反應的溫度 (1)控制化學反應速率。 (2)控制平衡移動方向。 (3)控制固體的溶解與結(jié)晶，如趁熱過濾能防止某物質(zhì)降溫時析出。 (4)促進溶液中氣體的逸出或?qū)崿F(xiàn)蒸餾。 (5)防止或?qū)崿F(xiàn)某物質(zhì)水解或分解。 (6)使催化劑達到最大活性。 (7)防止副反應的發(fā)生。 3．調(diào)節(jié)反應物的濃度 (1)根據(jù)需要選擇適宜濃度，控制一定的反應速率，使平衡移動有利于目標產(chǎn)物的生成，減小對后續(xù)操作產(chǎn)生的影響。 (2)反應物過量，能保證反應的完全發(fā)生或提高其他物質(zhì)

38、的轉(zhuǎn)化率，但對后續(xù)操作也會產(chǎn)生影響。 4．控制反應體系的壓強 (1)改變化學反應速率。 (2)影響平衡移動的方向。 5．使用催化劑 加快反應速率，提高生產(chǎn)效率。 [對點訓練] 1．(2018·全國卷Ⅰ節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。 利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為： (1)pH＝4.1時，Ⅰ中為________溶液(寫化學式)。 (2)工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是____________________________。 解析：(1)酸性條件下，SO2與Na2CO3溶液生成NaHSO3。

39、(2)工藝中加入Na2CO3固體并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3過飽和溶液。 答案：(1)NaHSO3　(2)得到NaHSO3過飽和溶液 2．碳酸鋰(相對分子質(zhì)量為74)廣泛應用于化工、冶金、陶瓷、醫(yī)藥、制冷、焊接、鋰合金等行業(yè)。制備流程如下： 已知：碳酸鋰的溶解度(g·L－1)見下表。 溫度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72 (1)硫酸化焙燒工業(yè)反應溫度控制在250～300 ℃，主要原因是______

40、_____； 同時，硫酸用量為理論耗酸量的115%左右，硫酸如果加入過多則________(填字母)。 A．增加酸耗量 B．增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量 C．增加后續(xù)中和酸的負擔 (2)水浸時，需要在攪拌下加入石灰石粉末的主要作用是 ________________________________________________________________________。 (3)“沉鋰”需要在95 ℃以上進行，主要原因是________________________ ________________________________________________________

41、________________。 過濾碳酸鋰所得母液中主要含有Na2SO4，還可能含有________。 解析：(1)若溫度過低，反應速率慢，若溫度過高，則濃H2SO4沸騰，揮發(fā)較多。(2)加入CaCO3一是和多余H2SO4反應，二是調(diào)節(jié)pH除去大部分雜質(zhì)。 (3)由表格中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，Li2CO3溶解度越小，故沉鋰在95 ℃以上進行可增加產(chǎn)率。過濾后的母液中除Na2SO4外還可能有Na2CO3、Li2CO3。 答案：(1)溫度低于250 ℃，反應速率較慢；溫度高于300 ℃，硫酸揮發(fā)較多　ABC (2)除去多余的硫酸，同時調(diào)整pH，除去大部分雜質(zhì) (3)溫度越高，碳酸鋰溶解

42、度越小，可以增加產(chǎn)率　Na2CO3、Li2CO3 3．利用水鈷礦(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多種化工試劑，以下為草酸鈷晶體和氯化鈷晶體的制備流程，回答下列問題： 已知：①浸出液中含有的陽離子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。 ②沉淀Ⅰ中只含有兩種沉淀。 ③流程中部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 開始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完

43、全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (1)浸出過程中Co2O3發(fā)生反應的離子方程式為__________________________ ________________________________________________________________________。 (2)加入NaClO3的作用是____________________________________________。 (3)加入Na2CO3調(diào)pH至5.2，目的是____________________________________________； 萃取劑層含錳元素，則

44、沉淀Ⅱ的主要成分為________________________________。 (4)操作Ⅰ包括：將水層加入濃鹽酸調(diào)整pH為2～3，________、________、過濾、洗滌、減壓烘干等過程。 解析：(1)浸出過程中，Co2O3與鹽酸、Na2SO3發(fā)生反應，Co2O3轉(zhuǎn)化為Co2＋，Co元素化合價降低，則S元素化合價升高，SO轉(zhuǎn)化為SO，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平離子方程式：Co2O3＋4H＋＋SO===2Co2＋＋SO＋2H2O。(2) 加入NaClO3的作用是將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于后面調(diào)節(jié)pH時生成Fe(OH)3沉淀而除去。(3)根據(jù)工藝流程圖，結(jié)合表格

45、中提供的數(shù)據(jù)可知，加Na2CO3調(diào)pH至5.2，目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀完全。濾液Ⅰ中含有的金屬陽離子為Co2＋、Mn2＋、Mg2＋、Ca2＋等，萃取劑層含錳元素，結(jié)合流程圖中向濾液Ⅰ中加入了NaF溶液，知沉淀Ⅱ為MgF2、CaF2。(4)經(jīng)過操作Ⅰ由溶液得到結(jié)晶水合物，故除題中已知過程外，操作Ⅰ還包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。 答案：(1)Co2O3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋2H2O (2)將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于后面調(diào)節(jié)pH時生成Fe(OH)3沉淀而除去 (3)使Fe3＋和Al3＋沉淀完全　CaF2和MgF2 (4)蒸發(fā)濃縮　冷卻結(jié)晶 4．鐵紅(Fe2O3)和鈦

46、白粉(TiO2)均為重要的墻面裝修顏料。一種利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量Fe2O3)聯(lián)合生產(chǎn)鐵紅和鈦白粉的工藝流程如圖所示： 回答下列問題： (1)FeSO4溶液與NH4HCO3溶液的反應溫度應控制在35 ℃以下，其原因是________________________________________________________________________， 該反應的離子方程式是_______________________________________________。 (2)TiO2＋轉(zhuǎn)化為TiO(OH)2需要加熱，加熱的目的是___________

47、_____，該反應的離子方程式為___________________________________________。 (3)常溫時，在生成的FeCO3達到沉淀溶解平衡的溶液中，測得溶液中c(CO)＝3.0×10－6 mol·L－1，pH為8.5，則所得的FeCO3中是否含F(xiàn)e(OH)2？(列式計算){已知Ksp(FeCO3)＝3.0×10－11，Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10－16}。 解析：(1)溫度太高，則NH4HCO3易分解，且降低溫度可減少Fe2＋的水解。根據(jù)題圖可知該反應的離子方程式為Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(2)TiO2＋水解生成Ti

48、O(OH)2，加熱可以加快水解反應速率。 答案：(1)減少NH4HCO3分解、減少Fe2＋水解 Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O (2)促進TiO2＋水解，加快反應速率 TiO2＋＋2H2OTiO(OH)2↓＋2H＋ (3)Ksp(FeCO3)＝c(Fe2＋)·c(CO)，故c(Fe2＋)＝＝1.0×10－5 mol·L－1，pH＝8.5，則c(OH－)＝10－5.5 mol·L－1，故c(Fe2＋)·c2(OH－)＝10－16＜Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10－16，故所得的FeCO3中無Fe(OH)2 命題點三　化學工藝流程題中方程式的書寫 用離子

49、方程式或化學方程式表示某個階段的反應，是化學工藝流程題中的經(jīng)典題型，涉及的物質(zhì)一般是陌生物質(zhì)，考查的內(nèi)容一般是離子反應和氧化還原反應的結(jié)合，難度較大。 (一)理清離子反應的相關(guān)知識　 1．化工流程題中主要涉及的5類離子反應 (1)難溶物溶解的離子反應 ①ZnCO3溶于稀硫酸： ZnCO3＋2H＋=== Zn2＋＋H2O＋CO2↑ ②Cr(OH)3溶于鹽酸： Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O ③Al(OH)3溶于強堿： Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (2)沉淀轉(zhuǎn)化的離子反應 ①ZnS 轉(zhuǎn)化為CuS：ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋ ②A

50、gCl轉(zhuǎn)化為AgI：AgCl＋I－===AgI＋Cl－ ③Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3： 3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋ (3)同種元素在同種價態(tài)、不同pH條件下轉(zhuǎn)化的離子反應 ①CrO在酸性條件下轉(zhuǎn)化為Cr2O： 2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O ②V2O5在酸浸時轉(zhuǎn)化為VO： V2O5＋2H＋===2VO＋H2O ③Cr(OH)3在堿性條件下轉(zhuǎn)化為Cr(OH)： Cr(OH)3＋ OH－=== Cr(OH) (4)與量有關(guān)的離子反應 ①向Ca(OH)2溶液中滴加NaHCO3溶液 NaHCO3溶液少量： HCO＋OH－＋C

51、a2＋===CaCO3↓＋H2O NaHCO3溶液過量： 2HCO＋2OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO＋2H2O ②向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液 加Ba(OH)2溶液至SO恰好沉淀： H＋＋OH－＋SO＋Ba2＋===BaSO4↓＋H2O 加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性： 2H＋＋2OH－＋SO＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H2O (5)涉及氧化還原反應的離子反應 ①KMnO4與鹽酸反應生成MnCl2和Cl2： 2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O ②堿性條件下NaClO將Fe(OH)3氧化為Na2FeO4： 2

52、Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O 2．書寫離子方程式時需注意的事項 (1)觀察離子方程式中的符號是否正確、合理，如不可逆反應用“===”，可逆反應用“”，氣體符號為“↑”，沉淀符號為“↓”。 (2)離子方程式中必須用化學式表示的物質(zhì)有難溶于水的物質(zhì)(如AgCl、BaSO4等)、難電離的物質(zhì)(如弱酸、弱堿等)、非電解質(zhì)(如SO2、CO2等)。 (3)離子方程式中的微溶物[如Ca(OH)2等]有時用化學式表示，有時用離子符號表示。作為反應物時，若為澄清溶液則寫離子符號，若是濁液則寫化學式；作為生成物時一般寫化學式。 (4)注意酸式鹽中酸式酸根

53、離子的書寫方式，多元弱酸的酸式酸根離子，在離子方程式中不能拆開寫，如NaHCO3在水溶液中的離子是Na＋和HCO，其中HCO不能拆開寫成H＋和CO；而多元強酸的酸式酸根離子在水溶液中可完全電離，如NaHSO4在水溶液中的離子為Na＋、H＋和SO。 (5)注意靈活應用電荷守恒及氧化還原反應中的得失電子守恒，判斷離子方程式是否正確。 3．離子不能共存的四種類型 發(fā)生復分解反應而不能大量共存 生成難溶物或微溶物 如Ba2＋和CO生成BaCO3，H＋和SiO生成H2SiO3，Cu2＋和OH－生成Cu(OH)2等 生成氣體或揮發(fā)性物質(zhì) 如H＋與CO、HCO、SO、HSO、S2－、HS－

54、等；NH和OH－生成NH3(加熱)等 生成難電離物質(zhì) 如H＋與CH3COO－生成弱酸CH3COOH、與OH－結(jié)合生成H2O等；NH和OH－生成NH3·H2O等 發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存 具有較強氧化性的離子(如MnO、ClO－、Fe3＋等)與具有較強還原性的離子(如Fe2＋、S2－、I－、SO等)不能共存 NO與I－，S2－與SO，Cl－與ClO－等在酸性條件下不能共存，而在堿性條件下可共存 發(fā)生相互促進的水解反應而不能大量共存 某些弱堿陽離子與某些弱酸陰離子因發(fā)生相互促進的水解反應而不能大量共存。如Al3＋與AlO、HCO、CO、S2－，F(xiàn)e3＋與AlO、HCO、CO等發(fā)

55、生相互促進的水解反應生成沉淀或氣體 發(fā)生絡合反應而不能大量共存 若離子間發(fā)生絡合反應，則這些離子不能共存。如Fe3＋與SCN－不能共存，Cu2＋與NH3·H2O不能共存 [基礎(chǔ)小練] 1．(1)在FeCO3溶于鹽酸后的溶液中加入H2O2，發(fā)生反應的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 (2)鋁土礦“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_______________________________ _______________________________

56、_________________________________________。 (3)同位素示蹤法證實Fe2＋能與FeO(OH)反應生成Fe3O4。該反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (4)O2將Mn2＋氧化成MnO(OH)2的離子方程式：________________________ ________________________________________________________________。 (5)向FeSO4溶液中滴加堿性

57、NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合價為＋3)與Fe2＋反應生成納米鐵粉、H2和B(OH)，其離子方程式為___________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)NaOCN與NaClO反應，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2，反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (7)ClO2與碘化鉀

58、(酸性條件)反應的離子方程式為________________________________ ________________________________________________________________________。 (8)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (9)FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4： __________________________________

59、______________________________________。 (10)碘標準液滴定Na2S2O5(產(chǎn)物為SO)的離子方程式為___________________________ _____________________________________________。 (11)寫出FeTiO3與鹽酸反應(產(chǎn)物中Ti的存在形式為TiOCl)的離子方程式：________________________________________________________________________ ___________________________________

60、_____________________________________。 答案：(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (3)Fe2＋＋2FeO(OH)===Fe3O4＋2H＋ (4)2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ (5)2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH) (6)2OCN－＋3ClO－===CO＋CO2↑＋3Cl－＋N2↑ (7)2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O (8)PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－ (9)2Fe3＋＋

61、10OH－＋3ClO－===2FeO＋3Cl－＋5H2O (10)S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋ (11)FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl＋2H2O (二)理清氧化還原反應的相關(guān)知識　 1．常見的氧化劑和還原劑 (1)常見氧化劑及其還原產(chǎn)物 氧化劑 Cl2(X2) O2 Fe3＋ 酸性KMnO4 MnO2 酸性K2Cr2O7 HClO 還原產(chǎn)物 Cl－(X－) H2O/ O2－/ OH－ Fe2＋ Mn2＋ Mn2＋ Cr3＋ Cl－ 氧化劑 ClO 濃H2SO4 HNO3 H2O2(H＋) P

62、bO2 FeO(H＋) NaBiO3 還原產(chǎn)物 Cl－ SO2 NO2(濃)、NO(稀) H2O Pb2＋ Fe3＋ Bi3＋ (2)常見還原劑及其氧化產(chǎn)物 還原劑 金屬單質(zhì) Fe2＋ H2S/S2－ SO2/SO HI/I－ NH3 N2H4 CO 氧化產(chǎn)物 金屬離子 Fe3＋ S、SO2 SO3、SO N2、NO N2 CO2 2．氧化還原反應的五規(guī)律 (1)守恒律 化合價升高總數(shù)與降低總數(shù)相等，實質(zhì)是反應中失電子總數(shù)與得電子總數(shù)相等。該規(guī)律可應用于氧化還原反應方程式的配平及相關(guān)計算。 (2)強弱律 氧化性：氧化劑>

63、氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑>還原產(chǎn)物。 在適宜的條件下，用氧化性(還原性)較強的物質(zhì)可制備氧化性(還原性)較弱的物質(zhì)，用于比較物質(zhì)的氧化性或還原性的強弱。 (3)優(yōu)先律 ①多種氧化劑與一種還原劑相遇，氧化性強的首先得電子被還原。 ②多種還原劑與一種氧化劑相遇，還原性強的首先失電子被氧化。 (4)價態(tài)律 元素處于最高價，只有氧化性(如KMnO4中的Mn)；元素處于最低價，只有還原性(如S2－、I－)；元素處于中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性(如Fe2＋、S、Cl2等)。 (5)轉(zhuǎn)化律 同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應時，高價態(tài)＋低價態(tài)―→中間價態(tài)；價態(tài)相鄰能共存、價態(tài)相間能歸中

64、，歸中價態(tài)不交叉、價升價降只靠攏。 3．氧化還原反應方程式的配平流程 [基礎(chǔ)小練] 2．配平下列方程式。 (1)____FeS2＋____O2____Fe2O3＋____SO2 (2)______HCl(濃)＋______MnO2______Cl2↑＋____MnCl2＋____H2O (3)______Cu＋______HNO3(稀)===____Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O (4)______KI＋______KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O (5)____MnO＋____H＋＋____Cl－===_

65、___Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O (6)____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO4＋____H2O (7)____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3 (8)____P＋____FeO＋____CaO____Ca3(PO4)2＋____Fe 答案：(1)4　11　2　8　　 (2)4　1　1　1　2 (3)3　8　3　2　4 (4)5　1　3　3　3　3 (5)2　16　10　2　5　8 (6)4　8　3　1　4 (7)2　9　3　3　5 (8)2　5　3　1　5 3．(1)完成NaCl

66、O3氧化FeCl2的離子方程式： ClO＋Fe2＋＋__________===Cl－＋Fe3＋＋________ (2)完成以下氧化還原反應的離子方程式： MnO＋C2O＋__________===Mn2＋＋CO2↑＋________ (3)請配平下面反應的化學方程式： NaBO2＋SiO2＋Na＋H2===NaBH4＋Na2SiO3 (4)將NaBiO3固體(黃色，微溶)加入 MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加熱，溶液顯紫色(Bi3＋無色)。配平該反應的離子方程式： NaBiO3＋Mn2＋＋________===Na＋＋Bi3＋＋________＋________ 答案：(1)1　6　6H＋　1　6　3H2O (2)2　5　16H＋　2　10　8H2O (3)1　2　4　2　1　2 (4)5　2　14H＋　5　5　2MnO　7H2O 4．填空。 (1)①Li2Ti5O15中Ti的化合價為＋4，其中過氧鍵的數(shù)目為________。 ②寫出“高溫煅燒”中由FePO4與Li2CO3、H2C2O4反應制備LiFePO4的化學方程式： ____________