1、1专题 3.20 以流程图为基础的化工工艺综合题以流程图为基础的化工工艺综合题为近几年考查的高频题。试题一般以物质制备、 污水处理、物质分离等化工工艺为基础，考查元素及化合物性质、化学反应基本原理、物质的分离提纯、化学计算等相关知识。在复习备考中，应该注重基础知识的掌握和基本的解题方法，在解题中应该从题设中新的信息中跳出来，找到考查的重点，运用相关知识，逐步解答。 经过水浸等步骤得到滤液 1(7 时，Fe 2+部分生成 Fe(II)氨络离子Fe(NH 3)22+。请回答下列问题:（1）试剂 A 为_，其作用是_。（2）取少量 TiO(OH)2，用稀盐酸溶解，滴加少量 KSCN 溶液后无明显现象
2、。再加入少量 H2O2，出现微红色。焙烧 TiO(OH)2获得的 TiO2会发黄，发黄的杂质可能是_(填化学式)。（3）滤渣 I 的主要成分除 Fe(OH)2、Al(OH) 3外，还含有_(填化学式)。 （4）加入 H2O2的目的是氧化除掉 Fe(II)氨络离子Fe(NH 3)22+，配平下列离子方程式:2Fe(NH 3)22+_+4H2O+H2O2=_+4NH3H2O（5）过二硫酸铵中硫元素的化合价为_。（6）常温下，含硫微粒主要存在形式与 p H 的关系如下图所示。 用惰性电极电解饱和 NH4HSO4溶液制备过二硫酸铵时，在阳极放电的离子主要为 HSO4-，则阳极区电解质溶液的 pH 范围
3、为_pH_，其电极反应式为_【答案】铁粉 将 Fe3+还原为 Fe2+，避免 Fe3+和 TiO2+同时沉淀 Fe2O3 Fe(OH)3 4OH- 2Fe(OH)3 +6 0 2 2HSO4-2e-=S2O82-+2H+ 【解析】【分析】7废酸中主要含硫酸、Fe 3+、Fe 2+、TiO 2+、Al 3+，利用该废液制备过二硫酸铵(NH 4)2S2O8和 TiO(OH)2。根据流程图，用氨水调节 pH=3 得到 TiO(OH)2，而此时铁离子也会形成沉淀，因此需要将铁离子转化为亚铁离子，因此试剂 A 为铁粉；滤液中加入氨水调节 pH=10，得到的沉淀有氢氧化亚铁和氢氧化铝(滤渣 I)；滤液中含
4、有部分 Fe(II)氨络离子Fe(NH 3)22+，因 此加入双氧水将亚铁离子氧化形成氢氧化铁沉淀(滤渣 II)；再在滤液中加入硫酸酸化后电解得到过二硫酸铵(NH 4)2S2O8。据此分析解答。【详解】(5)过二硫酸铵(NH 4)2S2O8中 N 元素为-3 价，H 元素为+1 价，O 元素为-2 价，根据正负化合价的代数和为 0，得到硫元素的化合价为+6，故答案为：+6；(6)根据常温下，含硫微粒主要存在形式与 pH 的关系图，阳极放电的离子主要是 HSO4-，则阳极区电解质溶液的 pH 范围应控制在 02，阳极发生氧化反应，HSO 4-放电转化为 S2O82-，则阳极的电极反应为：2HSO
5、 4-2e-S 2O82-+2H+，故答案为：0；2；2HSO 4-2e-S 2O82-+2H+。【点睛】本题考查了物质的制备和电解原理的应用。本题的易错点为(3)，要注意第(2)小题的提示；难点为(6)，要注意电解时阳极发生氧化反应，结合反应物和生成物书写电极反应式。 （2）未煮沸之前是 Cu（OH） 2和 Al（OH） 3，根据 Al（OH） 3和 Cu（OH） 2开始分解的温度分别为450和 80判断产物；（3）根据化合价升降总数相等以及原子守恒来配平；（4）可溶性溶质从溶液中析出可用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。【详解】8滤渣中加入硫酸进行酸浸，CuO 与硫酸反应，过滤得到硫酸铜溶液（含有
6、硫酸） ，滤 渣 A 为 Ag；向滤液中加入硫酸铝、氢氧化钠，得到氢氧化铝、氢氧化铜，灼烧中会得到 CuO、Al 2O3，二者反应得到CuAlO2，（3）反应前 Cu 为+2 价，反应后为+1，化合价降低 1，Al 化合价没有变化，所以氧元素的化合价升高，生成氧气，反应前氧为-2 价，反应后为 0，化合价升高 2，两者的最小公倍数是 2，再根据原子守恒得：4CuO+2Al 2O3=4CuAlO2+O2，因此，本题正确答案是：4，2，4，O 2；（4）由 CuSO4溶液获得 CuSO45H2O 晶体，需要经过蒸发浓缩，冷却结晶（或结晶） ，过滤等操作；因此，本题正确答案是：蒸发浓缩、冷却结晶。4
7、碳酸锂广泛应用于化工、冶金等行业。工业上利用锂辉石（Li 2Al2Si4Ox）制备碳酸锂的流程如下：已知：CaC 2O4难溶于水；Li 2CO3的溶解度（g/L） 。温度/ 0 10 20 30 40 50 60 80 100Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72请回答下列问题：（1）锂辉石（Li 2Al2Si4Ox）可以用氧化物的形式表示其组成，形式为_。（2） “深度净化”时，加入适量 Na2C2O4的目的是_。（3） “沉锂”需要在 95以上进行，主要原因是_。（4）工业上，将 Li2CO3粗品制备成高纯 Li2CO3的部分
8、工艺如下：9a.将 Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH 溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。b.电解后向 LiOH 溶液中加入少量 NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯 Li2CO3。a 中，阳极的电极反应式是_，宜选用_(“阳”或“阴”)离子交换膜。b 中，生成 Li2CO3反应的化学方程式是_。【答案】Li 2OAl2O34SiO2 除去 Ca2+ 温度越高，碳酸锂溶解度越小，可以增加产率 2Cl-2e -Cl 2 阳 2LiOH+NH 4HCO3 Li2CO3+2H2O+NH3 【解析】【分析】由制备流程可知，锂辉石加硫酸，浸取焙烧，氧化铝、氧化锂溶解，二氧化硅不反应，水浸时加入碳酸钙，除去未反应的硫酸，同时调节溶液 pH 值，可以将 Al3+转化为氢氧化铝沉淀，过滤除去不溶物，滤液再进行深度净化后主要为 Li2SO4、Na 2SO4，最后加入 Na2CO3，转化为溶解度更小 Li2CO3析出，据此分析。
