高三化学工艺流程新题型.doc

化学流程图专题（三）【例1】重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)俗称红矾钠，在工业方面有广泛用途我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质）为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：①中涉及的主要反应有：主反应：4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O2 8Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2副反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀时溶液pH46试回答下列问题：⑴ “①”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是 两个副反应均为吸热反应，但在高温下均能自发进行，其原因是 ⑵ “③”中调节pH至4.7，目的是 ⑶ “⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42－转化为Cr2O72－，请写出该平衡转化的离子方程式： ⑷ “⑦”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠，依据是 。

例2】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列填空： (1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出配制500mL稀氨水（每升含有3920g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28g氨）__________mL，用规格为_______mL量筒量取2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K＋、SO42－外，还有大量的NH4＋检验NH4＋的方法是_______________________________________________________3）写出沉淀物中所有物质的化学式________________________________________4）滤液I的成分是水和______________5）为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，请完善下列步骤：①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量______溶液，产生白色沉淀②___________、__________、_________(依次填写实验操作名称)③冷却、称重6）若试样为mg，沉淀的物质的量为n mol，则试样中K2SO4的物质的量为：______mol（用含有m、n的代数式表示）。

例3】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(1627%)、Fe(586%)、Al(342%)、Zn(268%)和Cu（086%）等元素的化合物部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.0≥–0.42≥2.5≥7≥7（1）FeSO4在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为                    2）滤渣A的主要成分是                         3）加入MnS的目的是除去                     杂质4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为                         5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有                  （写两种）例4】将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。

以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要 等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式： （3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液检验滤液中含有CO32－的方法是： 5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（℃）02060K2SO4溶解的量(g)7260℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体 g（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a 熔点较低（29℃熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是： 。

例5】以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜（CuSO4·5H2O）制取硫酸铜晶体的过程如下图所示 回答下列问题： （1）配平在滤液（Ⅲ）中发生反应化学主程式： ____NOx+____H2O+____O2____HNO3 （2）写出制取硫酸铜的总反应方程式_________________________________ （3）在上述生产过程中，被循环使用的物质是_______________________________ （4）请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程将它们的编号填入方框例6】工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程粉碎MnO2熔融KMnO4K2CO3MnO2KOHH2OK2MnO4CO2操作ⅠKMnO4K2CO3操作Ⅱ母液KMnO4粗晶体干燥KMnO4晶体石灰苛化KOH空气①KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂其消毒原理与下列物质相同的是_____（填代号）a. 84消毒液（NaClO溶液） b. 双氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精②高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_____（填代号）。

a. 浓硝酸 b. 硝酸银 c. 氯水 d. 烧碱③上述流程中可以循环使用的物质有 、 （写化学式）④若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1 mol MnO2可制得 mol KMnO4⑤该生产中需要纯净的CO2气体若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号） a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 纯碱所需气体发生装置是_____________（选填代号）⑥操作Ⅰ的名称是 ；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在 （填性质）上的差异，采用 （填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体练习1．减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收废渣高温焙烧产生的SO2，制备硫酸锰的生产流程如下：→滤渣→阳离子吸附剂↓MnSO4·H2O←→↓滤渣→石灰浆↓→MnO2粉↓→浸出液→软锰矿浆→→SO2    ↓废渣→高温焙烧浸出氧化调节pH静 置过滤操作a干燥吸附静置、过滤浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2＋，还含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Pb2＋等其他金属离子。

有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图 离子离子半径(pm)开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2＋747.69.7Fe3＋642.73.7Al3＋503.84.7Mn2＋808.39.8Pb2＋1218.08.8Ca2＋99－－Pb2＋Ca2＋Fe2＋Al3＋ Mn2＋、Fe3＋吸附率1.000.750.500.250 2 4 6 8 吸附时间/h已知PbO2的氧化性大于MnO2请回答下列问题：⑴ 写出浸出过程中主要反应的化学方程式 ，氧化过程中主要反应的离子方程式 ⑵ 在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至 ⑶ 阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是 （填写序号）a．溶液的pH b．金属离子的电荷 c．金属离子的半径 d．吸附时间⑷ 操作a包括 等过程2．重铬酸钾（K2Cr2O7）是工业生产和实验室的重要氧化剂实验室模拟工业生产重铬酸钾时用铬铁矿（主要成份为FeO·Cr2O3）、纯碱、烧碱、氯酸钾等为原料先制得铬酸钠（Na2CrO4），涉及的主要反应是6FeO·Cr2O3 + 24NaOH +7KClO3 12Na2CrO4 + 3Fe2O3 +7KCl + 12H2O，然后将铬酸钠转化为K2Cr2O7。

其主要工艺如下：试回答下列问题：（1）在反应器①中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式： 2）NaFeO2能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式： 3）操作③的目的是什么，用简要的文字和化学方程式说明： 4）操作④中，。