2018届二轮复习无机化工工艺流程学案（全国通用） 16页

无机化工工艺流程 一、题目特点 ‎1.试题源于生产实际,以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问,充分体现了理论与实践相结合的观点。2.试题内容丰富,涉及基础知识较为全面,较好地考查学生对“双基”的掌握情况。3.题目难度为中等以上,分值较大,区分度强。‎ 二、题目类型 从化工工艺分,可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题;从生产过程中的主要工序分,可分为除杂提纯工艺流程题(如海水提纯)、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源(能源)综合利用工艺流程题;按资源的不同,分为空气资源生产的工艺流程题(如合成氨)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水提溴、镁、氯碱工业等)、利用矿产资源生产的工艺流程题(如工业制H2SO4、炼铁、炼钢等)、化石燃料生产的工艺流程题等。‎ 三、题型分析 工艺流程题一般分题干、流程图和问题三部分。题干一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);流程图主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;问题部分主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成系列问题。‎ 四、知识贮备 ‎1．熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下)‎ ‎2．熟练掌握分离、提纯的实验技能,如溶解、过滤、蒸馏、结晶、重结晶等。‎ ‎3．熟练掌握化学计算的方法技巧,如守恒法、关系式法、差量法等。‎ 五、解题思路 ‎　无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面:一是选择将原料转化为产品的生产原理;二是除杂并分离提纯产品;三是提高产量和产率;四是减少污染,注意环保,发展“绿色化学”;五是考虑原料的来源丰富和经济成本;六是生产设备简单,生产工艺简便等。命题者围绕以上几方面设问,我们的解题思路是:‎ ‎1．从生产目的(标)出发,读懂框图(流程)。解答时要看框内,看框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入。‎ ‎2．分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A.反应物是什么,B.发生了什么反应,C.该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为了获得产品。‎ ‎3．从问题中获取信息,帮助解题,了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响(如可以从原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护等方面考虑)。‎ 六、无机化工工艺流程技巧 提炼1　化工工艺流程中常见操作 ‎1．研磨 增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高原料利用率。‎ 2． 焙烧 高温下使固体原料分解、反应或改变结构。‎ ‎3．浸出 水浸:使可溶性的有用成分从固体原料混合物中转移到溶液中。酸浸:使金属、金属氧化物或盐转化成可溶于水的物质进入溶液。碱浸:除去油污、溶解酸性氧化物、铝及其氧化物。对于非金属矿物,通常用稀醇溶液浸取,水中加入乙醇是为了降低溶剂的极性,提高非金属单质的溶解程度。‎ ‎4．加热煮沸 排除溶液中溶解的气体。‎ ‎5．洗涤 水洗:通常是为了除去水溶性杂质,适用于不溶于水的固体物质或液体物质的洗涤。冰水洗涤:通常是为了洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。有机物(乙醇)洗涤:通常是为了减少晶体在洗涤过程中的溶解损失,便于固体的干燥。‎ 提炼2　化工工艺流程中条件控制 ‎1.调节溶液的pH 其目的主要是:防止“某离子”的水解,防止“某离子”的沉淀,确保“某离子”完全沉淀,防止“某些物质”的溶解等。调节pH所需的物质一般应满足两点:①能与H＋(或OH－)反应,使溶液的pH增大(或减小);②不引入新的杂质。‎ ‎2．控制温度 ‎(1)升温:加快反应速率,加速某固体的溶解,促进平衡向吸热方向移动,使某些物质汽化或升华,防止堵塞导管等。(2)降温:防止某物质在高温时分解、挥发、升华或促进平衡向放热方向移动。‎ ‎3．控制压强 改变反应速率,影响化学平衡。‎ ‎4．趁热过滤 过滤是为了得到产品或除去杂质,在除杂时,有些产品在温度较低时会结晶析出,从而混在杂质中,造成损失,故“趁热”是为了让产品溶解,防止其结晶析出,因此趁热过滤的目的可从两方面回答:一是提高纯度,二是减少结晶损失。‎ ‎5．加入物质 ‎①加碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等。‎ ‎②加沸石或碎瓷片:防止液体暴沸。③加有机溶剂:萃取某些物质,或降低某些物质的溶解度。‎ 提炼3 化工工艺流程中常涉及的化学反应原理和化学思想 ‎1.沉淀溶解平衡的相关应用 形成沉淀时所需某种离子的最小浓度、沉淀转化的条件。‎ ‎2．反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用 反应速率控制、化学平衡移动、化学平衡常数的应用、反应条件的控制。‎ ‎3．氧化还原反应规律 强弱律、守恒律、优先律。‎ ‎4．盐类水解的具体应用 水解规律和水解反应的控制(抑制或促进)。‎ ‎5．绿色化学思想 物质的循环使用、副产物的回收利用、“三废”处理。‎ 典例导悟1利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。‎ ‎(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO,可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体).除去NO的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(二)某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3＋,其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋):‎ 常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:‎ 阳离子 Fe3＋‎ Fe2＋‎ Mg2＋‎ Al3＋‎ Cu2＋‎ Cr3＋‎ 开始沉淀时的pH ‎1.9‎ ‎7.0‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎4.7‎ ‎－‎ 沉淀完全时的pH ‎3.2‎ ‎9.0‎ ‎11.1‎ ‎8‎ ‎6.7‎ ‎9(＞9溶解)‎ ‎(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是________(至少写一条)。‎ ‎(2)调pH＝8是为了除去__________(填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。‎ ‎(3)钠离子交换树脂的原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋,被交换的杂质离子是_________(填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。‎ ‎(4)试配平氧化还原反应方程式Na2Cr2O7＋SO2＋H2O===Cr(OH)(H2O)5SO4＋Na2SO4;每生成1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为____________。‎ ‎(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3.腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为0.10 mol·L－1,请参照上表给出的数据和提供的药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3＋ 和Fe2＋的实验步骤:‎ ‎①________________________________________________________________________;‎ ‎②________________________________________________________________________;‎ ‎③过滤(提供的药品:Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)‎ 典例导悟2以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:‎ ‎ ‎ ‎(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11 mol3·L－3,若溶液中c(OH－)＝3.0×10－6mol·L－1,则溶液中c(Mg2＋)＝________________。‎ ‎(2)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为________。‎ ‎(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO.取碱式碳酸镁4.66 g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L,通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。‎ ‎(4)若热水解不完全,所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3,则产品中镁的质量分数________(填“升高”、“降低”或“不变”)。‎ 典例导悟3硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料.工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:‎ ‎(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:‎ Fe(OH)2＋________＋________===Fe(OH)3＋Cl－‎ ‎(3)针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是________。‎ ‎(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为 ‎________________。‎ Mg(OH)2‎ Zn(OH)2‎ MgCO3‎ CaCO3‎ 开始沉淀的pH ‎10.4‎ ‎6.4‎ ‎—‎ ‎—‎ 沉淀完全的pH ‎12.4‎ ‎8.0‎ ‎—‎ ‎—‎ 开始溶解的pH ‎—‎ ‎10.5‎ ‎—‎ ‎—‎ Ksp ‎5.6×10－12 mol3·L－3‎ ‎—‎ ‎6.8×10－mol2·L－2‎ ‎2.8×10－9 mol2·L－2‎ ‎(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是________(选填序号)。‎ a．大理石粉　b．石灰粉　c．纯碱溶液　d．烧碱溶液 ‎(6)“滤液4”之后的操作依次为________________、________________、过滤、洗涤、干燥。‎ ‎(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________________。‎ 典例导悟4四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源.用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3、Ti的最高化合价为＋4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下:‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)向滤液Ⅰ中加入铁粉,发生反应的离子方程式为 ‎________________________、______________________。‎ ‎(3)在实际生产过程中,向沸水中加入滤液Ⅲ,使混合液pH达0.5,钛盐开始水解.水解过程中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀.请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用:___________________________________。过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、______、______、______(填化学式),减少废物排放。‎ ‎(4)A可用于生产红色颜料(Fe2O3),其方法是:556a kg A(摩尔质量为278 g·mol－1)溶于水中,加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,鼓入足量空气搅拌,产生红褐色胶体;再向红褐色胶体中加入3 336b kg A和112c kg铁粉,鼓入足量空气搅拌,反应完成后,有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出;过滤后,沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁,则理论上可生产红色颜料____________________ kg。‎ 典例导悟5　工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:‎ 完成下列填空:‎ ‎(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式：‎ A____________________B____________________。‎ ‎(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:‎ 取样、________、沉淀、________、__________、泠却结晶、________、烘干。‎ ‎(3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是________________。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体。其原因是______________________________________________。‎ ‎(4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是________(填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是:________________________________________________________。‎ ‎(5)氯碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为_____________________________________________。滤液D加石灰水前先要加热,原因是_________________________________________________。‎ ‎(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠.如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为_____________________________________________。‎ ‎1．由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝(注:NaCl熔点为801 ℃;AlCl3在181 ℃升华),工艺流程如下:‎ ‎(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为①_______________和②___________________。‎ ‎(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去.气泡的主要成分除Cl2外还含有__________;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在__________。‎ ‎(3)在用废碱液处理气体A的过程中,所发生反应的离子方程式为____________________。‎ ‎(4)镀铝电解池中,金属铝为________极.熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在,铝电极的主要电极反应式为________________________________________。‎ ‎(5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是____________。‎ ‎2．铝用途广泛,用铝土矿(主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3)制取Al有如下途径:‎ ‎(1)滤液A可用于净水,其净水原理用离子方程式表示为____________。‎ ‎(2)灼烧时盛放药品的仪器名称是________。‎ ‎(3)步骤V中发生反应的化学方程式是___________________________________。‎ ‎(4)步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为_________________________;滤液C中c(Na＋)＝_______________________(用电荷守恒式表达)。‎ ‎(5)取滤液B 100 mL,加入1 mol·L－1盐酸200 mL,沉淀量达到最大且质量为11.7 g。则滤液B中c(AlO)＝________________,c(Na＋)____2 mol·L－1(填“>”、“＝”或“<”)。‎ ‎3．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:‎ 已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全③HClO2可看成是强酸。‎ ‎(1)160 g·L－1 NaOH溶液的物质的量浓度为____________________________,若要计算该溶液溶质的质量分数,还需要的一个条件是__________________。‎ ‎(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是________(填序号)。‎ A．将SO2氧化成SO3,增强酸性 B．稀释ClO2以防止爆炸 C．将NaClO3氧化成ClO2‎ ‎(3)吸收塔内的反应的化学方程式为____________________________________,吸收塔的温度不能超过20 ℃,其目的是防止H2O2分解,写出H2O2分解的化学方程式:__________________。‎ ‎(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单的实验方法是________________________________。‎ ‎(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是______(填序号)。‎ A．Na2O2 B．Na2S C．FeCl2 D．PbO(悬浊液)‎ ‎(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是____________(填序号)。‎ A．蒸馏 B．蒸发 C．灼烧 D．过滤 E．冷却结晶 要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是________(填操作名称)。‎ ‎4．海水是宝贵的资源宝库,目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料。下图是海水综合利用的部分流程图,据图回答问题:‎ ‎(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等离子,为除去这些离子,所加试剂及其先后顺序为(写化学式) ______________________________________________________。‎ ‎(2)①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法,即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室,其作用是______________________________________________,电解饱和食盐水的化学反应方程式为_________________________________________________________。‎ ‎②制取MgCl2的过程中涉及反应:MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O,该反应要在HCl气氛中进行,原因是________________________。‎ ‎(3)苦卤中通入Cl2已经置换出Br2,为什么吹出后用SO2吸收转化为Br－再用Cl2置换________，由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为_____________________。‎ ‎(4)也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收,形成溴化钠和溴酸钠,同时有CO2放出。该反应的离子方程式是__________________________________________;最后再用H2SO4处理得到Br2,该反应的离子方程式是________________________________________________。‎ 答案:‎ 典例导悟 ‎1．(一)2Al＋OH－＋NO＋2H2O===2AlO＋NH3·H2O ‎(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可，其他合理答案也可)‎ ‎(2)Fe3＋、Al3＋　(3)Mg2＋、Ca2＋‎ ‎(4)1　3　11　2　1　1.5 mol ‎(三)①通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋　②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7‎ ‎2．(1)2.0 mol·L－1　(2)NH4Cl ‎(3)n(CO2)＝＝4.00×10－2 mol n(MgO)＝＝5.00×10－2 mol n(H2O)＝‎ ＝5.00×10－2 mol　‎ n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5，则碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。　(4)升高 解析　(1)常温下Mg(OH)2的Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝c(Mg2＋)×(3.0×10－6)2＝1.8×10－11 mol3·L－3，求得c(Mg2＋)＝2.0 mol·L－1。‎ ‎(2)主要流程中加NH3、NH4HCO3进行沉淀镁得到主要物质为MgCO3和NH4Cl，滤液的主要成分为NH4Cl。‎ ‎(3)设该碱式碳酸镁的化学式为Mgx(OH)y(CO3)z，高温煅烧后产物为MgO、CO2和H2O，其物质的量之比为n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶y，由题中数据知生成气体CO2的物质的量n(CO2)＝＝4.00×10－2 mol，得到的固体为MgO，其物质的量n(MgO)＝＝5.00×10－2 mol，‎ n(H2O)＝＝5.00×10－2 mol，n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶y＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5，所以求得该碱式碳酸镁的化学式为Mg5(OH)10(CO3)4，但该化学式化合价代数和不为0，推测可能含结晶水，故化学式应为Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，也可写为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。‎ ‎(4)将碱式碳酸镁的化学式分为两部分，分别是4MgCO3和Mg(OH)2·4H2O。MgCO3中镁的质量分数为24/84×100%≈28.6%，Mg(OH)2·4H2O中镁的质量分数为24/(24＋17×2＋‎ ‎18×4)×100%≈18.5%，MgCO3增多，镁的质量分数升高。‎ ‎3．(1)增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分 ‎(2)Fe(OH)2＋ClO－＋H2O===Fe(OH)3＋Cl－‎ ‎(3)FeO(OH)(或其他合理答案)‎ ‎(4)8.0≤pH<10.4(或其他合理答案)‎ ‎(5)b(或b和d或d)‎ ‎(6)蒸发浓缩　冷却结晶(或其他合理答案)‎ ‎(7)125m2/81m1(或其他合理答案)‎ 解析　(1)固体颗粒越小，反应时接触面积越大，反应速率越大；同时反应更充分。(2)因漂白粉中含有强氧化性的Ca(ClO)2，可将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3，同时ClO－被还原为Cl－，分析化合价的变化：‎ F (OH)2―→F (OH)3　　化合价升1×2‎ Cl－―→C－ 化合价降2×1‎ 配平Fe(OH)2、Fe(OH)3、ClO－、Cl－前的化学计量数后，可根据原子个数守恒，确定反应物H2O及其化学计量数。‎ ‎(3)设针铁矿的化学式为FexOyHz，则有56x＋16y＋z＝89。x只能为1，若y＝1，则z＝17，化学式FeOH17，由化合价规则可排除；若y＝2，则z＝1，化学式为FeO2H，或写为FeO(OH)，符合题意。(4)由流程图可知，滤液2中主要含有ZnCl2、MgCl2、CaCl2等物质，调节pH时，只能考虑将Zn2＋转化为Zn(OH)2，而Mg2＋必须留在溶液中，因此由表中数据可确定pH的理论范围为8.0≤pH<10.4。(5)滤液3中的主要成分为MgCl2和CaCl2，大理石粉不能参加反应，而纯碱溶液可将Ca2＋转化为CaCO3，只有石灰乳或烧碱溶液可将Mg2＋转化为Mg(OH)2，而Ca2＋仍留在溶液中。(6)由ZnSO4溶液制备ZnSO4·7H2O，首先应将溶液加热蒸发浓缩，然后冷却析出晶体。(7)由流程图可知沉淀2中ZnO全部来自菱锌矿，由锌元素守恒可得n(ZnCO3)＝n(ZnO)，则m(ZnCO3)＝×125 g·mol－1＝125m2/81 kg，菱锌矿中ZnCO3的质量分数为125m2/81m1。‎ ‎4．(1)TiO2＋2H2SO4===Ti(SO4)2＋2H2O或TiO2＋H2SO4===TiOSO4＋H2O ‎(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋　(3)加水促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，降低H＋浓度促进钛盐水解　H2O　FeSO4　H2SO4‎ ‎(4)160a＋320b＋160c 解析　(1)TiO2是Ti的最高价氧化物，与硫酸反应生成盐和水，反应的化学方程式为 TiO2＋2H2SO4===Ti(SO4)2＋2H2O或TiO2与少量硫酸反应TiO2＋H2SO4===TiOSO4＋H2O。‎ ‎(2)从框图信息知加硫酸后，TiO2、FeO、Fe2O3都与H2SO4反应，生成Fe3＋和Fe2＋等离子，再加入铁粉时，铁粉与Fe3＋和过量H2SO4反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋。‎ ‎(3)从框图信息可知加入足量铁粉过滤，FeSO4·7H2O晶体析出，滤液Ⅲ中主要以钛盐为主。钛盐开始水解是在沸水中，且水解过程要维持沸腾，由于盐的水解与盐本身性质、外界温度、浓度等因素有关，温度升高，水解程度增大，浓度越小水解程度越大，外加酸碱对盐的水解也有影响，因为钛盐是以硫酸盐形式存在，属强酸弱碱盐水解显酸性，降低H＋的浓度有利于钛盐水解。过滤后剩余物质是没有水解的钛盐、H2O、FeSO4、H2SO4等物质。‎ ‎(4)A是FeSO4·7H2O。‎ 由556a kgA鼓入空气生成Fe(OH)3反应中与NaOH之间的关系是：‎ FeSO4·7H2O～2NaOH～Na2SO4～Fe2O3①‎ ‎278　　　　　　　　　　　　　　　80‎ ‎556a kg　　　　　　　　　　m1＝160a kg 又由于最终溶液中只存在Fe2(SO4)3和Na2SO4，由Fe和SO守恒可得到关系式②③。‎ FeSO4·7H2O～Fe2(SO4)3＋Fe2O3②‎ ‎278　　　　　　　　　　　　 ‎3 336b kg　　　　　　　　m2＝320b kg Fe　～　Fe2O3③‎ ‎56　　　80‎ ‎112c kg　m3＝160c kg 理论上可生成Fe2O3的质量为m1＋m2＋m3＝(160a＋320b＋160c)kg。‎ ‎5．(1)Ca(OH)2或CaO　Na2CO3‎ ‎(2)溶解　过滤　蒸发　过滤 ‎(3)有晶体析出(或出现浑浊)　碳酸钠溶解度较大，而NaHCO3溶解度较小 ‎(4)NH4Cl　取样，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成说明有Cl－‎ ‎(5)NH＋OH－===NH3↑＋H2O　防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀 ‎(6)wNaHCO3＝(m1为样品质量，m2为加热后剩余固体质量)‎ 解析　(1)粗盐中含Ca2＋、Mg2＋，加入石灰乳或CaO可除去Mg2＋，再加入Na2CO3除去Ca2＋，因此A为Ca(OH)2或CaO，B为Na2CO3。‎ ‎(3)碳酸化即向氨的饱和NaCl溶液中通入过量CO2，可析出NaHCO3晶体。反应中由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因此不会析出Na2CO3晶体。‎ ‎(4)过滤除去NaHCO3，滤液D的主要成分为NH4Cl，要检验Cl－应选用AgNO3溶液和稀硝酸。‎ ‎(5)NH4Cl溶液与石灰水的反应为：NH＋OH－===NH3↑＋H2O。‎ ‎(6)样品质量m1加热后剩余固体质量为m2，则设样品中NaHCO3质量为m。‎ ‎2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑　Δm ‎168　　　　　106　　　　　　　　　62‎ m　　　　　　　　　　　　　　　　 m1－m2‎ 则m＝(m1－m2)‎ w(NaHCO3)＝＝。‎ ‎【专题集训区】‎ ‎1．(1)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3‎ ‎3SiO2＋4Al3Si＋2Al2O3‎ ‎(2)HCl、AlCl3　NaCl ‎(3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，‎ H＋＋OH－===H2O ‎(4)阳　Al＋4Cl－－3e－===AlCl，‎ ‎2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl ‎(5)氧化铝膜能隔绝空气，阻碍钢铁被腐蚀 解析　(1)坩埚表面的氧化铁和石英砂分别与铝发生置换反应：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3,3SiO2＋4Al3Si＋2Al2O3。‎ ‎(2)粗铝中含有H2，则与Cl2反应生成HCl，则气泡中含有HCl，同时Al与Cl2反应生成AlCl3，由于AlCl3在181 ℃升华，气泡中还含有AlCl3。有Na存在，其与Cl2反应生成NaCl，NaCl熔点高于700 ℃，存在于浮渣中。‎ ‎(3)尾气经冷凝后气体A含有Cl2和HCl，用碱液吸收的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，OH－＋H＋===H2O。‎ ‎(4)在电镀池中，镀件作阴极，金属铝作阳极，铝电极的电极反应式为Al＋4Cl－－3e－===AlCl，2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl。‎ ‎(5)致密的氧化铝膜能防止钢材腐蚀是因为氧化铝膜能隔绝空气，阻止Fe与O2反应。‎ ‎2．(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋、Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋　(2)坩埚 ‎(3)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑　(4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO　2c(SO)＋2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)－c(H＋)‎ ‎(5)1.5 mol·L－1　>‎ 解析　首先明确铝土矿的组成，根据组成物质的性质了解流程中所加药品和操作目的，比较每一步骤反应前后物质组成的变化和相关化学方程式，最后形成整体思维。‎ ‎(1)铝土矿溶解在过量稀硫酸溶液中，过滤后得到的滤渣是SiO2，滤液为Al2(SO4)3、H2SO4、Fe2(SO4)3的混合液。因Al3＋、Fe3＋能水解产生具有吸附作用的Al(OH)3、Fe(OH)3胶体，具有净水作用。向Al2(SO4)3、H2SO4、Fe2(SO4)3的混合液中加入过量NaOH时，Al2(SO4)3转化为NaAlO2，Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3，经过滤后得到滤渣Fe(OH)3。滤液B中含有NaAlO2，向滤液B中通入过量CO2时，生成Al(OH)3和NaHCO3，经过滤后得到固体C[Al(OH)3]和含有NaHCO3、Na2SO4的滤液C。(2)在坩埚中灼烧Al(OH)3得到Al2O3。(3)电解熔融的Al2O3得到Al和O2。(4)NaHCO3、Na2SO4的混合溶液中，根据电荷守恒有：c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)－c(H＋)。(5)滤液B为含有NaOH、NaAlO2、Na2SO4的混合溶液，加入盐酸生成Al(OH)311.7 g，即n(NaAlO2)＝0.15 mol，c(AlO)＝1.5 mol·L－1。NaOH、NaAlO2都转化为NaCl，再加上Na2SO4的量，故c(Na＋)>2 mol·L－1。‎ ‎3．(1)4 mol·L－1　该溶液的密度　(2)B ‎(3)2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2　2H2O22H2O＋O2↑‎ ‎(4)连续测定吸收塔内溶液的pH　(5)AD　(6)BED或ED　重结晶 ‎4．(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(BaCl2必须在Na2CO3之前加入，其他答案合理也可)‎ ‎(2)①既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的纯度　2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH　②防止MgCl2水解 ‎(3)第一次吹出的Br2浓度太低，分离浪费原料，SO2吸收主要起到富集作用　Cl2>Br2>SO2‎ ‎(4)3Br2＋3CO===5Br－＋BrO－3＋3CO2↑　5Br－＋BrO＋6H＋===3Br2＋3H2O 解析　(1)除去杂质时要保证杂质除尽还不能引入新的杂质，Na2CO3溶液一定在BaCl2溶液后面加，先过滤后加盐酸。‎ ‎(2)①主要考虑电解时阴阳极发生的主要反应及目标产物之间的反应；②在HCl气氛中加热MgCl2·6H2O，主要是为了防止MgCl2的水解。‎ ‎(4)中的两个离子方程式根据已知的反应物和生成物很容易写出来。‎