化学工艺流程题类型及其解题策略(3)

（3）滴定管用蒸馏水洗涤干净后，加入少量NaOH标准液，将滴定管横放，轻轻转动，均匀润洗滴定管内壁后，再将润洗液从下端尖嘴处放出，重复操作2～3次

（4）无影响 （5）0.64V/w

【2013·安徽卷·27·13分】【参考答案】[

（1）滤渣上附着的Fe3、Cl，取最后一次洗涤液少量，滴加KSCN溶液，如不出现血

＋

－

红色，则已洗净；反之，未洗净（其他合理答案均可）。

（2）2CeO2＋H2O2＋6H=== 2Ce3＋O2＋4H2O SiO2（其他合理答案均可）

＋

＋

（3）不能 分液漏斗 （4）97.01%

【2014·安徽卷·27·14分】【参考答案】

（1）反应物 溶剂 SiO2＋4HF === SiF4↑＋2H2O NaHCO3 （2）PF5＋3H2O === H3PO4＋5HF （3）过滤 冷凝 （4）

w?26n 126（本题部分小题属于开放试题，合理答案均给分）

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【例题解析】（1）焙烧时冰铜中的硫元素转化为SO2，所以气体A为SO2，应用碱液吸收SO2。

（2）滴加KSCN溶液变红色说明溶液中含有Fe3，用KMnO4溶液检验含有Fe3的溶液

＋

＋

中的Fe2。

＋

（3）高温下泡铜中的Cu2O与Al发生置换反应。

（4）电解精炼粗铜，粗铜接电源的正极，作阳极，发生氧化反应，b对；电解时电解质溶液中的阳离子(Cu2)向阴极移动，c错；阳极上比Cu活泼的Al、Zn优先失电子变成离子进

＋

入电解质溶液，而比Cu不活泼的Ag、Pt、Au则不能参与电极反应，以单质的形式沉积在阳极下方形成阳极泥，d对；电解时有一小部分电能转化为热能，a错。

（5）电池反应的总方程式为：2Cu＋O2＋4H===2Cu2＋2H2O，负极电极反应式为：

＋

＋

2Cu－4e===2Cu2，将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式：

－

＋

4H＋O2＋4e===2H2O。

【变式题解析】 （1）该流程副产物之一为绿矾，加入铁屑后可以将Fe3还原为Fe2，而且

＋

＋

＋－

还可以与TiO2反应生成还原性更强的Ti3，起到保护Fe2不被氧化的作用。

＋

＋

＋

（2）胶体分散质微粒直径在1 nm～100 nm之间。

＋－

（3）根据氢氧化铁的平衡常数表达式：Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3)·c3(OH)，而该反应的K

＋

c（Fe3）－

的表达式为K＝3，又由于水的离子积KW＝1×1014，从而推得K＝＋

c（H）

－

Ksp[Fe（OH）3]2.79×10393

，即K＝3－143＝2.79×10。 [KW][1×10]

（4）根据盖斯定律，由反应1加反应2可得热化学方程式： TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol1

－

（5）由反应流程图可以看出，该过程产生了废渣、废液和废气，违背绿色化学理念。 【2009·安徽卷·27】【解析】第27题是一道类似于无机推断的信息框图题。

第（1）题：“含Cr2O72的酸性废水”经过第①步加FeSO4·7H2O后得到“含Cr3、Fe2

－

＋

＋

、Fe3的溶液”，根据信息很容易就能写出该步反应的离子方程式：Cr2O72＋6Fe2＋14H

＋

－

＋

＋

＋

＋

===7H2O＋2Cr3＋6Fe3。

第（2）题：使用pH试纸测定溶液pH值是中学生必须掌握的基本操作之一，这个问题很简单。即：将一小块pH试纸放在洁净干燥的表面皿上，用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。

第（3）题：“第②步加NaOH溶液至pH为9，过滤”，因这一步之前得到的是“Cr3、

＋

Fe2、Fe3的溶液”，故滤渣的主要成分是Cr(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2。

＋

＋

第（4）题：根据组成Cr0.5Fe1.5FeO4，知Cr元素与Fe元素物质的量比为0.5︰(1.5＋1)=1︰5，可列式计算5×103 mol·L1 ×1L×2×5×278g·mol1=13.9g。

－

－

－

【2010·安徽卷·27】【解析】本题通过锂离子电池的回收综合考察了离子方程式的书写、过滤仪器的选择、浑浊原因的分析、氧化还原反应的有关计算。

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（1）根据信息可知正极材料上有铝箔，因此与过量的NaOH溶液反应生成NaAlO2， NaAlO2与CO2反应生成Al(OH)3。

（2）根据信息可知反应物有LiMn2O4、H2SO4和O2，而产物有MnO2、Li2SO4和H2O，因此其离子方程式为4LiMn2O4＋4H＋O2 === 4Li＋8MnO2＋2H2O。

（3）过滤所用到的玻璃仪器主要有漏斗、玻璃棒和烧杯。过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度分析可能的原因有：漏斗液面高于滤纸的边缘，使液体沿着滤纸与漏斗的缝隙流出；也可能是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。

（4）根据信息可知，生成的Li2SO4 和过量的H2SO4都和Na2CO3反应，最终生成了Na2SO4，因此根据原子守恒Na2CO3的物质的量与Na2SO4、H2SO4的物质的量都相等，即n(Na2CO3)=n(H2SO4)=0.02L×3.0mol·L1=0.06mol，故至少参加反应的Na2CO3有0.06mol×

－＋

＋

106 g·mol1 = 6.36g。

－

【2011·安徽卷·27】【解析】本题通过MnO2的提纯综合考察了常见的基本实验操作、氧化还原方程式的配平、产物的判断及有关计算。

（1）MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，所以答案是粗MnO2样品中的MnO和MnCO3转化为可溶性物质；

（2）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：5MnSO4＋2NaClO3＋4H2O === 5MnO2＋Cl2↑＋Na2SO4＋4H2SO4，因此反应的离子方程式是：5Mn2＋2ClO3＋4H2O === 5MnO2＋Cl2↑＋

＋

－

8H。

（3）第③属于蒸发，所以所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应，且氯气既做氧化剂又做还原剂，NaClO3属于氧化产物，因此一定有还原产物NaCl。

（4）由题意知样品中的MnO和MnCO3质量为12.69g－8.7g=3.99g。由方程式H2SO4＋MnCO3 === MnSO4＋H2O＋CO2↑可知MnCO3的物质的量为0.01mol，质量为115g·mol1×

－

＋

0.01mol=1.15g，所以MnO的质量为3.99g－1.15g=2.84g，其物质的量为 2.84g71g/mol?0.04mol，因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的0.05mol， 根据方程式

5MnSO4＋2NaClO3＋4H2O === 5MnO2＋Cl2↑＋Na2SO4＋4H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量为0.02 mol。

【2012·安徽卷·27】【解析】本题通过食品中亚硫酸盐含量的测定综合考查了离子方程式的书写、滴定管的润洗操作、误差分析、氧化还原反应的计算等。解答本题的关键点是SO2、NaHSO3的还原性。

（1）亚硫酸盐中加入强酸会生成气体SO2；在加热时为了防止暴沸，应加入碎瓷片（或沸石）；通入N2的目的是将产生的SO2气体完全鼓出后用吸收剂吸收，从而提高实验的准确率。

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（2）SO2具有还原性，能被H2O2氧化成H2SO4，反应的离子方程式为：SO2＋H2O2 ==2H＋SO42。

＋

－

（3）滴定管在洗涤后需用NaOH标准溶液润洗，方法是：向滴定管中注入少量的NaOH标准溶液，将滴定管横放，轻轻转动，均匀润洗全部内壁后，再将润洗液从下端尖嘴处放出，重复操作2～3次。

（4）如果用盐酸代替稀硫酸，在逸出的SO2气体中会含有HCl气体，两者都能被碱液吸收分别生成Na2SO3和NaCl，再用盐酸处理后只有Na2SO3转变成的NaHSO3能与I2反应，反应的离子方程式为：HSO3＋I2＋H2O == SO42＋2I＋3H，故不会产生影响。

－

－

－

＋

（5）根据关系式：SO2～HSO3～I2 ，则1kg样品中含有SO2的质量为1000/w×V×10×0.01000×64g = 0.64V/w g。 【2014·安徽卷·27】【解析】

（1）根据题目中的流程可以看出，固体＋液体反应

－－3

新物质＋饱和溶液，所以无水

HF的作用是反应物和溶剂；玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和HF发生反应，反应的方程式为：SiO2＋4HF = SiF4↑＋2H2O；HF属于弱酸，必须用弱碱性溶液来除去（比如2%的NaHCO3溶液）。

（2）根据题目中的信息“PF5极易水解，其产物为两种酸”，则根据元素组成可知，两种酸分别是H3PO4和HF，所以反应的方程式为PF5＋4H2O == H3PO4＋5HF。

（3）第④步分离的是固体（LiPF4(s)）和液体（HF(l)），所以采用过滤的方法；分离尾气中HF、HCl，可以利用二者沸点的差异（HF分子之间存在氢键）进行分离，所以采用冷凝法。

（4）根据守恒可以得到；设LiPF6为x mol，LiF为y mol；根据Li守恒，有x＋y = n，根据质量守恒有152x＋26y = w，解得x =

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w?26nmol。 126化学工艺流程题专项训练

1．七水合硫酸镁（MgSO4·7H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。可利用化工厂生产硼砂的废渣M（主要成分是MgCO3，还含有MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3等杂质）来制取七水硫酸镁。已知：

表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH

沉淀 pH Al(OH)3 5.2 Fe(OH)3 3.2 Fe(OH)2 9.7 Mg(OH)2 11.2 表2 盐的溶解度(单位为g/100 g水) 温度 CaSO4 MgSO4·7H2O 10 ℃ 0.19 30.9 30 ℃ 0.21 35.5 40 ℃ 0.21 40.8 50 ℃ 0.20 45.6 60 ℃ 0.19 —— 由废渣M制取七水合硫酸镁的工艺流程如下图：

回答下列问题。

（1）过滤Ⅰ的滤液中加入NaClO溶液的目的是 ，写出反应的离子方程式： ，需要加热煮沸的目的是 。 （2）过滤Ⅱ所用的玻璃仪器是 。

（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3，其实验方法是 （用

＋

离子方程式表示）。

（4）沉淀C的化学式是 ，过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是

。 2．为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下图所示实验方案，用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶体。

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