专题三 工艺流程
类型1 物质制备
1．(2018江西)分子筛(又称为沸石，主要成分为水合硅铝酸钠)可作为催化剂或吸附剂等。以高岭土[主要成分为Al2(Si2O5)(OH)4]、烧碱等为主要原料生产分子筛的工艺流程如下：
(1)步骤①所得烧渣中主要含有两种固体氧化物，分别为SiO2和__________(填化学式)。 (2)步骤②加入NaOH溶液前需将烧渣粉碎，其目的是____________________________ ________________________。
(3)步骤③发生的反应之一是Na2SiO3溶液和通入的CO2气体反应生成偏硅酸(H2SiO3)沉淀和碳酸氢钠，该反应的化学方程式为_____________________________________。
(4)上述流程中可以循环利用的物质(水除外)是__________________。
2．(2016江西)高锰酸钾是常用的氧化剂。下图是实验室模拟工业上制备高锰酸钾晶体的操作流程：
(1)完成操作③所需要的玻璃仪器是__________________(填一种即可)；实验中通过操作②析出高锰酸钾晶体，说明高锰酸钾的溶解度随温度升高而________。
(2)操作流程中可循环利用的物质是__________________。
(3)氢氧化钾、二氧化锰和氧气在高温条件下煅烧，生成锰酸钾和水，该反应的化学方程式为__________________。
3．(2019无锡)钛(Ti)被称为“航空金属”。由钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁，化学式为FeTiO3)制备钛的一种流程如下：
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为________。 (2)“氯化”过程中焦炭的作用是____________。
(3)由TiCl4制备Ti的化学方程式为_____________________________。该反应在氩气(Ar)氛围中进行的理由是______________________________。
(4)如上述流程所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的好处是______________________________________(写一条)。
4．(2019安徽)Ba(NO3)2可用于生产信号弹、炸药等。利用钡泥(主要含有BaCO3、BaSO3、Fe2O3)可制取Ba(NO3)2，其部分流程如图：
(1)Ba(NO3)2中钡元素的化合价为________。
(2)BaCO3与稀HNO3反应的基本反应类型是________________；写出Fe2O3与稀HNO3
反应的化学方程式：____________________________。
(3)试剂Y为______(填序号)。
①BaCl2溶液 ②Ba(OH)2溶液 ③NaOH溶液
(4)从Ba(NO3)2 溶液中得到Ba(NO3)2晶体的方法是____________。
5．(2019眉山)某矿石主要成分是MgO，含少量的Fe2O3、CuO和SiO2杂质。用该矿石制备Mg(OH)2的工艺流程简图如下， 回答下列问题：
对应离子 Fe3 ＋Cu2 ＋Mg2 ＋开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
1.9 3.2 4.2 6.7 9.1 11.1 (1)步骤①和步骤②均用到的操作是________。
(2)溶液A中所含的阳离子有Fe3、Cu2、Mg2和________(填离子符号)。
(3)已知部分金属阳离子以氢氧化物形式形成沉淀时溶液的pH如上表所示，则步骤②中加入熟石灰，调节溶液的pH范围为______________，固体C中所含成分的化学式为____________________。
(4)步骤③制得Mg(OH)2的化学方程式为_____________________________________。 6．(2019南通)氧化镁在医药等行业应用广泛。实验室以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3等)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
＋
＋
＋
(1)为了提高“酸浸”的效果，可采取的措施有：适当升高温度、____________________________。MgCO3与盐酸反应的化学方程式为________________________________。
(2)“氧化”过程中，FeCl2转化为FeCl3，该反应属于基本反应类型中的____________。 (3)“沉淀”时需严格控制
NaOH
溶液的用量，其目的是
__________________________________________。
(4)“滤液”中的溶质主要是MgCl2和__________。 类型2 回收利用
7．(2015江西)炼铁产生的废渣中含有大量CuS及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2的流程图如下：
(1)操作1：粉碎。粉碎的目的是____________________________。
(2)操作2：焙烧。高温条件下，通入空气，CuS和NaCl反应生成了CuCl2和Na2SO4，化学方程式为_________________________________。
(3)操作3：________(填操作名称)。
(4)流程图中能循环利用的物质是______________________。
8．(2019娄底改编)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土金属氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质)。某课题组以此粉末为原料进行资源回收，其工艺流程如下：
已知：SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O。
(1)写出第②步反应的化学方程式：______________________________________。 (2)第③步反应中Ce元素由________价变成＋3价。
(3)若第④步加的碱为NaOH溶液，写出生成Ce(OH)3的化学方程式：____________________________________________。
(4)请补充完整第⑤步反应的化学方程式：4Ce(OH)3＋O2＋__________=== 4Ce(OH)4。 (5)第⑦步操作是把FeSO4溶液经蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥等步骤得到绿矾。
9．(2018福建改编)以某矿山酸性废水(主要含硫酸、硫酸铁、硫酸铜和硫酸锌等)为原料，通过下述流程可将废水中的铁、铜和锌分步沉淀，实现回收利用。
(1)步骤①②③都需进行的操作是________，操作过程中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、__________。
(2)步骤①中，加入Ca(OH)2有两个作用：
一是中和废水中的硫酸，该反应的化学方程式为_____________________________________；
二是将硫酸铁转化为Fe(OH)3，该反应属于________________(填基本反应类型)。 (3)步骤②中，相关反应的化学方程式为CuSO4＋Na2S=== __________＋CuS↓。
(4)步骤③中，锌泥中最主要的含锌化合物的化学式为____________。
(5)为分步回收铁、铜、锌等金属资源且直接得到铜单质，只需改变上述流程中的某步骤加入的试剂即可。该步骤和应加入的试剂分别是______________。
10．(2019苏州)现以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgO和SiO2)为原料制备MgCO3·3H2O。其主要实验过程如图：
已知：SiO2不溶于水，常温下不与硫酸、碳酸钠反应。
(1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为____________________________________和____________________________________。
(2)“过滤Ⅱ”所得滤液中含有的主要离子有______________________(填离子符号)。 (3)“反应”步骤前后均有过滤，能否省去“过滤Ⅰ”只进行“过滤Ⅱ”。______(填“能”或“否”)，理由是____________________________。
(4)“酸溶”时所加硫酸溶液不宜过量太多的原因是________________________________。
11．某化工厂用废硫酸制备硫酸钾的流程如下，请回答下列问题：
资料：已知20 ℃时各物质的溶解度如下表：
物质 溶解度/g
(1)生产过程需要对“设备Ⅰ”中的药品进行搅拌，其目的是_______________________。
(2)“设备Ⅱ”和“设备Ⅲ”中发生反应的化学方程式分别是______________________________，____________________________________。
(3)洗涤从“设备Ⅲ”中得到的固体时，用饱和硫酸钾溶液而不用水，其目的是
硫酸钾 11.1 氯化钾 34.2 氯化铵 37.2 硫酸铵 75.4
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