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专题工业流程一、考点分析工业流程专题，是历年高考中难度较高，且涉及知识面较广的一个综合类大题。考查的知识点：考点1、基础工业流程考点2、离子反应考点3、难溶电解质的溶解平衡考点4、物质分离与除杂考点5、电化学二、经典例题例1.硫酸铝铵常用于水的净化以及工业水的处理。硫酸铝铵是白色透明结晶硬块，易溶于热水，水溶液呈酸性；随温度升高、脱去结晶水，产生晶变。工业用铝土矿（主要成分Al2O3、少量SiO2、Fe2O3、MgO等）为原料制取硫酸铝铵的工艺流程示意图如下：部分氢氧化物沉淀的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH3.82.79.4完全沉淀pH5.23.212.4请回答下列问题：（1）步骤③中调节pH使Fe(OH)3沉淀完全，检验Fe3+是否沉淀完全的操作是。（2）若X为NaOH，步骤④中发生反应的离子方程式是。（3）用化学平衡移动原理解释步骤⑤中加入硫酸的作用。（4）硫酸铝铵水溶液呈酸性的原因是（用离子方程式表示）。浓度均为0.1mol/L硫酸铝和硫酸铝铵两种水溶液，c(Al3+)较大的是（填“硫酸铝铵”或“硫酸铝”）溶液。（5）步骤⑥中，要求温度控制在90—100℃之间至硫酸铵全部溶解，其原因是。（6）步骤⑦的操作方法包括。【解析】（1）取少量溶液C于试管中，加入2～3滴KSCN溶液，若溶液变成红色，说明Fe3+未沉淀完全；若溶液不变色，说明Fe3+已沉淀完全。（2）Al3+﹢3OH－＝Al(OH)3↓（3）由于硫酸电离出氢离子与氢氧化铝电离出氢氧根离子反应生成水，使Al(OH)3溶解平衡右移，至Al(OH)3溶解。（4）Al3+﹢3H2OAl(OH)3﹢3H+；NH4++H2ONH3·H2O+H+硫酸铝铵（5）因为硫酸铝铵易溶于热水，有利于生成；随温度升高、脱去结晶水，产生晶变。所以温度控制在90—100℃之间。（6）冷却，结晶、过滤、洗涤、干燥三、专题训练基础工业流程1．海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如下图所示。下列说法不正确．．．的是A．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO42-B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为：2Br-+Cl2==2Cl-+Br2C．试剂1可以选用石灰乳D．工业上，电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁2.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如下图所示)：下列有关说法正确的是A．第①步中除去粗盐中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质，加入药品的顺序为Na2CO3、NaOH、BaCl2和盐酸B．第②步中结晶出的MgCl2·6H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2C．在第③④⑤步中溴元素均被氧化D．由海水提取的金属镁能与金属铝、氢氧化钠溶液在一定条件下形成原电池，金属镁作该原电池正极工业流程综合题试剂1Cl2H2SO4苦卤（K＋、Mg2＋、Br－等）K+、Mg2＋等Br2Mg(OH)2海水粗盐1.一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为。（2）过程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_______________。（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式____________________。（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是__________。（5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是______（填序号）。Ac(Na+)=2c(CO32-)Bc(Na+)c(CO32-)c(HCO3-)Cc(OH-)c(HCO3-)c(H+)Dc(OH-)-c(H+)==c(HCO3-)+2c(H2CO3)（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是______。2.钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。含铝溶液废料Ⅰ碱溶钴渣含Co2+及微量Li+Al3+溶液粗CoO粉锂铝渣Ⅲ①20%Na2CO3调pH=4.5～5②加NaFⅤ600℃煅烧滤液Ⅱ85～90℃加浸出剂Ⅳ30%Na2CO3调pH=8～8.5沉淀CoCO3钛铁矿（FeTiO3）焦炭氯化Cl2FeCl3TiCl4电解食盐水烧碱合成甲醇COH2TiMg，Ar800℃请回答下列问题：（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式。（3）制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·xH2O，再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：（4）由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于℃即可。TiCl4MgMgCl2Ti熔点/℃－25.0648.87141667沸点/℃136.4109014123287（5）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为Mg/mol）试样wg，消耗cmol/LNH4Fe(SO4)2标准溶液VmL，则TiO2质量分数为___________________。（用代数式表示）（6）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失，上述产业链中每合成6mol甲醇，至少需额外补充H2mol。3.蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3和SiO2组成。某实验小组设计如下流程欲分别制得单质Al、Fe、Mg和Si。有关氢氧化物沉淀的pH见下表：金属阳离子氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物完全沉淀时的pHFe3+1.93.2Mg2+9.411.6（1）溶液A中含有的阳离子有。（2）操作②中涉及的化学方程式为。操作④中生成沉淀G的离子方程式为。（3）操作⑤中调节pH到5～6时，可以用到的试剂(填序号)。a．NaOH溶液b．氨水c．MgOd．Mg(OH)2（4）从滤液H制取金属Mg的流程如下：滤液H加热浓缩冷却结晶MgCl26H2O脱水MgCl2Mg流程中冶炼镁的方法是。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O制取无水氯化镁的原因是。4.工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。已知：TiOSO4遇水会水解。（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为。（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的（填字母序号）。a.熔沸点差异b.溶解性差异c.氧化性、还原性差异（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是（填操作名称）。（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：。（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为。（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下钛铁矿硫酸353K①Fe3+Fe2+TiO2+H+SO42-残渣铁粉②滤渣Fe2+TiO2+H+SO42-冷却结晶③FeSO4·7H2OFe2+TiO2+H+SO42-热水④H2TiO3固体煅烧⑤废液（主要含Fe2+、H+、SO42-）TiO2图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。①写出阳极所发生反应的电极反应式：。②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）。5.工业上以粗食盐（含有少量Ca2+、Mg2+杂质）、氨、石灰石等为原料，可以制备Na2CO3。其过程如下图所示。请回答：（1）在处理粗盐水的过程中，可加入石灰乳和纯碱作为沉淀剂，则所得滤渣的成分除过量的沉淀剂外还有。（2）将CaO投入含有大量的NH4Cl的母液中，能生成可循环使用的NH3，该反应的化学方程式是。（3）向饱和食盐水中首先通入的气体是，过程Ⅲ中生成NaHCO3晶体的反应的化学方程式是。（4）碳酸钠晶体失水的能量变化示意图如下：Na2CO3·H2O(s)脱水反应的热化学方程式是。（5）产品纯碱中常含有NaCl。取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体。则该产品中Na2CO3的质量分数是。（6）熔融Na2CO3可作甲烷——空气燃料电池的电解质，该电池负极的反应式是。6.某酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。实验室用下图模拟工艺流程，利用常用的酸、碱和废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。（1）甲的化学式是，乙的化学式是，G的化学式是。（2）过程Ⅰ中共发生了个化学反应，写出其中不．属于置换反应的离子．．方程式。（3）过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中均进行的实验操作的名称是。（4）过程Ⅱ中加入稀硫酸的目的是。（5）由A生成D的实验现象是。（6）由D生产铁红的化学方程式是。7.重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下：请回答：（1）已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价，则Fe(CrO2)2中铁元素是价。（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2，则Fe(CrO2)2可写成。（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4，反应化学方程式如下：4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CO4+8CO2为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是。过量甲过程Ⅰ工业废水AB稀硫酸过程ⅡC金乙溶液过程ⅢEFG丙溶液过程Ⅳ氢氧化钠溶液搅拌D铁红（4）已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量．．的原因是。②混合溶液乙中溶质的化学式是。（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72－必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr2O72－的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。通电后，Cr2O72－在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。a电极的电极反应式是，b电极附近．．反应的离子方程式是。8.利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4]，生产铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下：已知：TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2+和SO42—。请回答：（1）步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是。（2）滤渣的主要成分为TiO2•xH2O，写出TiOSO4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式。（3）硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反