工艺流程解题方案
工艺流程专题
一、工艺流程试题的思维导图
1、目的分析：原料所含元素和产品所含元素分析，明确杂质。
2、流程分析：制备的反应原理，逐一除杂过程（主要考察氧化还原，离子反应）。
3、产品分离：按产品性质分离提纯。
二、常见问题的处理
1、预处理：粉碎，溶解、煅烧等
2、常见杂质的分离
（1）酸溶后，Fe3+、Al3+通常用调节PH由低到高，Fe3+（PH：3-4）、
Al3+（PH：5-6）使其对应水解为相应的沉淀
（2）碱溶后，SiO32-、AlO2-通常用调解PH由高到低（7-8），
使其对应水解为相应的沉淀
（3）Fe2 +一般都先氧化为Fe3+，水解为Fe（OH）3
（4）Fe3+也可以还原Fe2+，冷却结晶析出
（5）惰性金属可以置换去除
（6）电解池除活泼金属（粗铜精炼）
（7）电解池中离子交换膜定向除杂质（氯碱工业）
（8）注意除杂添加试剂的顺序
3、产品分离提纯和尾处理
大部分的固体产品工业上会用结晶和过滤做产品分离
（1）易水解物质（FeCl3）：保护气中结晶，过滤
（2）带结晶水或易热分解物质（CuSO4·5H2O）：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥
（3）易升华或易热分解的杂质：加热除杂
（4）循环利用：原料循环利用，提高转化率
（5）尾气处理：环境保护
（6）空气干扰：使用保护气排空气
4、常见名词
浸出：固体加水（酸）溶解得到离子
浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程
水洗：通常为除去水溶性杂质
水浸：与水接触反应或溶解
三：核心考点
氧化还原离子反应
1、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。
（1）KMnO4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、二氧化硫
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 KMnO4。
（5）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
（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。
2、硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为
Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
⑴写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式
_______ ______。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有__ _______（写出两条）。
⑵利用_______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质
是______（化学式）。
⑶“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是
__ _____。然后再调节溶液的pH约为5，目的是___ 。
⑷“粗硼酸”中的主要杂质是________（填名称）。
⑸以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为___ ___ _。
⑹单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制
备单质硼，用化学方程式表示制备过程
_______ __。3、从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：
某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的
pH如下：
沉淀物Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2
pH 5.2 3.2 9.7 9.2 回答下列问题：
⑴“碱浸”的目的是除去_______________________________。
⑵“酸浸”时所加入的酸是_______________（填化学式）。酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是_________________。
⑶“调pH为2～3”的目的是___________________________。
⑷产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），可能是由于生产过程中___________________________导致Fe2＋未被完全氧化造成的。
⑸NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH。该反应的离子方程式是_______________________________________。
4、铬是一种银白色的坚硬金属．铬的工业用途很广，主要有金属加工、电
镀、制革行业，这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源．请回答下面与
铬有关的一些问题．
（1）工业上冶炼铬的主要步骤如图1所示：
①已知步骤Ⅱ的反应方程式为：
═8Cr（OH）3↓+3Na2S2O3+22NaOH
8Na2CrO4+6Na2S+23H2O
该反应中每生成lmol Cr（OH）3时转移电子的物质的量为______mol；
②步骤IV中电解Cr2O3的阳极反应式为
____________________________________．
（2）某工厂采用电解法处理含铬废水．耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放
含铬废水，其原理示意图如图2．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为：
______________________________．
（3）重铬酸铵[（NH4）2Cr2O7]是一种桔黄色结晶，可用作实验室制备纯净的N2及Cr2O3等．实验室可由工业级铬酸钠（Na2CrO4）为原料制取重铬酸铵．实验步
骤如下：
步骤1：将铬酸钠溶于适量水中，加一定量浓硫酸酸化，使铬酸钠转化为重铬酸
钠．
步骤2：先将上述溶液蒸发结晶并趁热过滤，继续将得到的晶体再溶解再蒸发结晶
并趁热过滤．然后将得到的滤液冷却至40℃左右进行结晶，用水洗涤，获得重铬
酸钠晶体．
步骤3：将得到的重铬酸钠和氯化铵按物质的量之比1：2溶于适量的水，加热至105～110℃时让其充分反应．
①步骤1是一个可逆反应，该反应的离子方程式为：________________________．
②（NH4）2Cr2O7受热分解制取N2及Cr2O3的化学方程式为：
______________________．
③为了测定实验制得的产品中（NH4）2Cr2O7的含量，称取样品0.140g置于锥形瓶中，加50mL水；再加入2gKI（过量）及稍过量的稀硫酸溶液，摇匀，暗处放置
10min；然后加150mL蒸馏水并加入3mL0.5%淀粉溶液；用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液30.00mL．则该产品中（NH4）2Cr2O7的纯度为______．（假定杂质不参加反应，已知：Cr2O72-+6I-
+14H+═2Cr3++3I2+7H2O，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
5、亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品
工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。
（1）Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是、（填化学式）。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式
是。
（3）A的化学式是，装置Ⅲ中A在极区产生。
（4）ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。写出
该制备反应的化学方程
式。
（5）NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的
量。（填“相同”，“不同”或“无法判断”）
1、①ab；（2分）②d；（1分）③MnO2；KOH；（2分）
④2／3（3分）⑤cd；（2分）⑥过滤；溶解度；浓缩结晶；（3分
2、
3、（1）“Al、Al2O3、油脂；
（2）H2SO4；Ni2+、Fe2+；
（3）防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解（或“防止在浓缩结晶过程生成Ni（OH）2沉淀）；
（4）H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的；
（5）2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O．
（1）：3；
②：2O2--4e-=O2↑；
；
（2）：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
（3）①：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O；
②：（NH4）2Cr2O7=Cr2O3+N2↑+4H2O；
③根据Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-得关系式Cr2O72-----6S2O32-，
设Cr2O72-的物质的量为x，
Cr2O72-----6S2O32-，
1 6
x 0.1000mol/L×0.03L
1：6=x：（0.1000mol/L×0.03L）
x=0.0005mol，
根据原子守恒得n（Cr2O72-）=n（（NH4）2Cr2O7），则m（（NH4）2Cr2O7）=0.0005mol×252g/mol=0.126g，
：90%．