化学工艺流程题类型及其解题策略(2)

【2009·安徽卷·27·12分】某工厂废水中含5.00×103 mol·L

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的 Cr2O72，其毒性较

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大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4（Fe的化合价依次为 ＋3，＋2），设计了如下实验流程：

（1）第①步反应的离子方程式是 。 （2）第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是 。 （3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有 。 （4）欲使1L该废水中的Cr2O72完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需要加入 g

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FeSO4·7H2O。

【2010·安徽卷·27·14分】锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性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 3.0mol·L

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的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，则至少有

g Na2CO3参加了反应。

【2011·安徽卷·27·14分】MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：

（1）第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的 （写出化学式）转化为可溶性物质。

（2）第②步反应的离子方程式是

2

□Cl↑＋□ 。

□ ＋□ClO＋□ ——→□MnO↓＋

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（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、 、 、 ，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有 （写化学式）。

（4）若粗MnO2样品的质量12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7g MnO2，并收集到0.224L CO2（标准状况下），则在第②步反应中，至少需要 mol NaClO3。 【2012·安徽卷·27·15分】亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量（通常以1 kg样品中含SO2的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：

（1）气体A的主要成分是 。为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入 ；通入N2的目的是 。

（2）写出甲方案第①步反应的离子方程式： 。 （3）甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH 标准溶液润洗，其操作方法是

。

（4）若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果 （填

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“偏高”﹑“偏低”或“无影响”）。

（5）若取样品w g ，按乙方案测得消耗 0.01000 mol·L1 I2溶液V mL ，则1kg 样品

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中含SO2的质量 g （用含w﹑V的代数式表示）。

【2013·安徽卷·27·13分】二氧化铈(CeO2)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SiO2·Fe2O3·CeO2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的目的是为了除去 （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时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Ce(OH)4产品0.536 g，加硫酸溶解后，用0.1000 mol·L1

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FeSO4标准溶液滴定终点时（铈被还原为Ce3），消耗25.00 mL标准溶液，该产品中

＋

Ce(OH)4的质量分数为 。

【2014·安徽卷·27·14分】LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：

已知：HCl的沸点是－85.0 ℃，HF的沸点是19.5 ℃。

（1）第①步反应中无水HF的作用是 、 。反应设备不能用玻璃材质的原因是 （用化

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学方程式表示）。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的 溶液冲洗。

（2）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PCl5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式： 。网]

（3）第④步分离采用的方法是 ；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是 。

（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品w g，测得Li的物质的量为n mol，则该样品中LiPF6的物质的量为 mol（用含有w、n的代数式表示）。

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参考答案

【例题参考答案】

（1）c、d

（2）Fe3 取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色

高温

（3）3Cu2O＋2Al=====Al2O3＋6Cu

＋

（4）b、d

（5）4H＋O2＋4e===2H2O 【变式题参考答案】

（1）使Fe3还原为Fe2；生成Ti3，保护Fe2不被氧化

＋

＋

＋

＋

＋

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（2）109m～107m（或1nm～100nm）

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－

（3）2.79×103

（4）TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol1

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（5）产生三废（其他合理答案也可） 【2009·安徽卷·27·12分】【参考答案】

（1）Cr2O72＋6Fe2＋14H===2Cr3＋6Fe3＋7H2O

－

＋

＋

＋

＋

（2）将一小块pH试纸放在洁净干燥的表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取少量待测液点在pH试纸的中部，待试纸变色后再与标准比色卡对照读数。

（3）Fe(OH)3、Fe(OH)2 （4）13.9

【2010·安徽卷·27·14分】【参考答案】

（1）Al(OH)3

（2）4LiMn2O4＋4H＋O2 === 4Li＋8MnO2＋2H2O

（3）烧杯、漏斗、玻璃棒 玻璃棒下端未靠在三层滤纸处而靠在单层处，导致滤纸破损、漏斗中液面高于滤纸边缘，使液体沿着滤纸与漏斗的缝隙流出（其他合理答案均可）

（4）6.4（或6.36）

【2011·安徽卷·27·14分】【参考答案】

（1）MnO、MnCO3

（2）5Mn2 2 4H2O 5 1 8H

＋

＋

＋

＋

（3）酒精灯、蒸发皿、玻璃棒 NaCl （4）0.02

【2012·安徽卷·27·15分】【参考答案】

（1）SO2 和N2 碎瓷片（或沸石） 将生成的SO2全部赶出 （2）SO2＋H2O2 == 2H＋SO42

＋

－

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