工业流程一、工业流程的十个常用关键词
1．漫出：固体加入水或酸(碱)溶解得到离子。
2．酸浸：指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去溶解的过程。
3．水洗：水洗通常是为了除去水溶性的杂质。
冷水洗涤：减少洗涤过程中晶体的溶解损失。
有机物洗涤：减少晶体损失，且有利于晶体干燥。
4．灼烧(煅烧)：原料的预处理，不易转化的物质转为容易提取的物质，如海带中提取碘等。
5．酸的作用：溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)。
6．碱的作用：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解(沉淀)。
7．氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去(沉淀)的离子。
8．控制pH：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离。调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
9．煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气。
10．趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度。
二、无机化工流程中的常见分离方法：
1．洗涤(冰水、热水)：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；乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。
2．蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。
3．蒸发浓缩，冷却结晶：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；同样原理可除去KNO3中的少量NaCl。
4．蒸发结晶、趁热过滤：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，同样原理可除去NaCl中的少量KNO3。．过滤(热滤或抽滤)：分离难溶物和易溶物。
．萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质。
．蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物。
．冷却水：利用气体易液化的特点分离气体。
灼烧煅烧使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿焙烧固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程，可以有氧化、分解、还原等，通常用于无机化工和冶金工业．控制反应的温度
(1)控制化学反应速率。
(2)控制平衡移动方向。
(3)控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
(4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
(5)防止或实现某物质水解或分解。
(6)使催化剂达到最大活性。
(7)防止副反应的发生。
受热均匀，便于控制温度
100度以下，而油浴可与达到100度上到260度
(2)冰浴：需要低温反应的、某些物质温度过高会分解的、冰浴可以冷凝成液体的或以晶体形式析出的
(3)通过控制气体反应物的流速或液体反应物的注入速率。
（4）使用温度计。
四、方法指导
1．化工流程解题方法：
(1)解题策略
解题步骤 解题策略 首尾呼应、找出主线 ①对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料②依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务 分段剖析、明析细节 ③以核心辅助原料为准，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品分离提纯三个阶段
④依箭头指向，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用，融通对流程的整体分析
⑤某些暂时琢磨不透的环节，可“跳过去”而“难得糊涂”，如有必要，可“顺藤摸瓜”或带着问题回头来进行有针对性的分析 由易到难、破解答案 ⑥先易后难：先回答与工艺流程非密切相关的问题，确保易拿的分数先拿，增强答题信心
⑦变换角度：从基本理论、绿色化学观点、经济角度、安全生产等多角度答题
⑧对棘手问题：不忘尝试从题给信息中寻找答案 (2)物质判断：主线主产品，副线副产品，回头为循环。
2．循环物质的确定：
3．副产品的判断：
1．(2018·北京，26)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：
已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度：Ca5(PO4)3(OH)
(1)上述流程中能加快反应速率的措施有___。
(2)磷精矿粉酸浸时发生反应：
2Ca5(PO4)3(OH)＋3H2O＋10H2SO410CaSO4·0.5H2O＋6H3PO4
①该反应体现出酸性关系：H3PO4___H2SO4(填“>”或“<”)。
②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，______________________。
(3)酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式：____________________________________________________。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：___________________________________________。
(5)脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有SO残留，原因是_________；加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是_________________________________。
(6)取ag所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用bmol·L－1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液cmL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是__________。(已知：H3PO4摩尔质量为98g·mol－1)
2．(2018·浙江，31)某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)
相关信息如下：
①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。
金属离子 pH 开始沉淀 完全沉淀 Fe3＋ 1.5 2.8 Fe2＋ 5.5 8.3 Zn2＋ 5.4 8.2 ②ZnSO4的溶解度(物质在100g水中溶解的
质量)随温度变化曲线。
请回答：
(1)①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除，理由是
________________________________________________。
②步骤Ⅰ，可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是__________________________。
(2)步骤Ⅱ，需加入过量H2O2，理由是_________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ，合适的pH的范围是__________________________。
(4)步骤Ⅳ，需要用到下列所有操作：a.蒸发至溶液出现晶膜；b.在60℃蒸发溶剂；c.冷却至室温；d.在100℃蒸发溶剂；e.过滤。
请给出上述操作的正确顺序______________________(操作可重复使用)。
(5)步骤Ⅴ，某同学采用不同降温方式进行冷却结晶，测得ZnSO4·7H2O晶体颗粒大小分布如图1所示。根据该实验结果，为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒，宜选择___(填字母)方式进行冷却结晶。
A．快速降温B．缓慢降温
C．变速降温
(6)ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。
①下列关于滴定分析，正确的是___(填字母)。
A．图2中，应将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端
B．滴定前，锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗
C．将标准溶液装入滴定管时，应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器转移
D．滴定时，通常用左手控制旋塞滴加溶液，右手摇动锥形瓶，使溶液向同一方向旋转
E．滴定前滴定管尖嘴内无气泡，滴定后尖嘴内有气泡，则测得的体积比实际消耗的小
②图3中显示滴定终点时的读数是___mL。3．(2019·全国Ⅱ，26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：
(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为___(填标号)。
A．黄色B．红色C．紫色D．绿色
(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为__________________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_________________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___(填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为__________________________。
(3)成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·L－1的I2－KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2O===2I－＋S4O。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为________________________，样品中S2－的含量为___________________________(写出表达式)
4．(2019·郑州一模)硝基苯(可写成C6H5NO2)是一种剧毒化学品，具有致畸、致突变和致癌性。处理含有硝基苯废水的方法有很多，如图是铁、碳微电池法处理含硝基苯废水的工艺流程图：
回答下列问题：
(1)实验室制备硝基苯的化学方程式________________________________。
(2)用分液漏斗分离硝基苯和水的混合物时，硝基苯从___(填“上”或“下”)口流出。
(3)微电池处理过程中，原电池的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋。
①碳表面硝基苯在电极上被还原成苯胺()的电极反应方程式为________________________________________________________。
②微电池处理过程中部分硝基苯被新生成的活性Fe2＋还原成苯胺，该反应的离子反应方程式为____________________________________________________。
(4)①一次沉降池中通入空气的目的是_将__________________________。
②一次沉降池中适当的升温有利于沉渣的迅速沉降，分析原因：___________________________________________。(用适当的文字描述和离子方程式解释)
(5)上图中微生物在空气存在的条件下降解苯胺的化学反应方程式为____________________________________________。
(6)利用惰性吸附电极电解含硝基苯的废水，同样可以将剧毒的硝基苯转化成苯胺，在电解的过程中，含硝基苯的废水应从___(填“阳”或“阴”)极室流入。
5．(2019·全国Ⅰ，27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_______________。
(2)步骤②需要加热的目的是_______，温度保持80－95℃，采用的合适加热方式是___________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为___(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是___________________。分批加入H2O2，同时为了_______________________，溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有___________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为___________________。
6．(2019·全国Ⅲ，26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：
相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Mn2＋ Fe2＋ Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Zn2＋ Ni2＋ 开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 (1)“滤渣1”含有S和___________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式__________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是_________________________。
(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______________________之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是_____________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2＋。若溶液酸度过高，Mg2＋沉淀不完全，原因是________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式_____________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为＋2、＋3、＋4。当x＝y＝时，z＝____。
．(新题预测)碲(Te)凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。可从精炼铜的阳极泥中(主要成分为Cu2Te)回收碲，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“焙烧”后，碲主要以TeO2形式存在，写出相应反应的化学方程式：_________________________________________________________。
(2)为了选择最佳的焙烧工艺，进行了温度和硫酸加入量的条件试验，结果如表所示：
温度/ 硫酸加入量(理论量倍数) 浸出率/% Cu Te 450 1.25 77.30 2.33 460 1.00 81.79 2.81 1.25 89.86 3.15 1.50 92.31 7.70 500 1.25 59.83 5.48 550 1.25 11.65 10.63 则实验中应选择的条件为_____________________________________________。原因为_______________________________________。
(3)工艺(Ⅰ)中，“还原”时发生的总的化学方程式为_________________________。
(4)由于工艺(Ⅰ)中“氧化”对溶液和物料条件要求高，有研究者采用工艺(Ⅱ)获得碲。则“电积”过程中，阴极的电极反应式为_________________________________________。
(5)工业生产中，滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。
①滤液3与滤液1合并，进入铜电积系统。该处理措施的优点为______________________________________________。
②滤渣3中富含Au和Ag，可用_______将其进行分离。
A．王水 B．稀硝酸
C．浓氢氧化钠溶液 D．浓盐酸
．(2019·沈阳一模)工业上用铬铁矿(主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、MgCO3、SiO2等杂质)为原料制备重铬酸钾晶体和绿矾的流程如下：
已知：Ⅰ.常见离子沉淀的pH范围
Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ SiO AlO 开始沉淀 1.9 4.2 8.1 9.5 10.2 沉淀完全 3.2 5.3 9.4 8.0 8.5 Ⅱ.熔融Na2CO3条件下主要发生反应：2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO3===4Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋7NaNO2。
回答下列问题：
(1)绿矾的化学式为______________。
(2)滤液1中除含有Na2CrO4、NaNO2和过量的Na2CO3、NaNO3外，还含有NaAlO2和Na2SiO3，则熔融Na2CO3条件下发生的副反应有______________________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(3)滤渣2的主要成分为______________(填写化学式)。
(4)用醋酸调节pH2＝5的目的为____________________________________；
若pH调节的过低，NO可被氧化为NO，其离子方程式为_____________________。
(5)调节pH2后，加入KCl控制一定条件，可析出K2Cr2O7晶体的可能理由是_______________________________________________。
(6)流程中的一系列操作为____________________________________。
．(2019·河南开封二模)亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、亚麻、腈纶、涤纶等纤维漂白(不适于羊毛、绢丝、粘胶丝、尼龙等)，也可用于食品、饮用水消毒、纸张漂白和鱼药制造。工业上常用电解法生产亚氯酸钠(NaClO2)，请根据下面的工艺流程图回答下列问题：
已知：纯的ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下才能安全。
(1)电解饱和NaCl溶液之前须除去其中的Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，依次加入BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液，充分反应后将沉淀一并滤去，若经检测发现滤液中SO的浓度仍大于10－5mol·L－1，其可能的原因为__________________________________，
滤液中c(CO)c(SO)为__________。[已知：Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，Ksp(BaCO3)＝5.0×10－9]
(2)无隔膜电解槽内发生的离子反应中氧化剂、还原剂的物质的量之比为__________。
(3)将制得的ClO2通入电解槽的阴极室，饱和NaCl溶液加入电解槽的阳极室，通电一段时间后可得到产品，则电解时阴极的电极反应式为____________________。
(4)用ClO2处理含CN－的电镀废水可得到对环境无污染的物质，则反应的离子方程式为____________________________________________。
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