第一部分：化工流程题简介和解题指导
【2011年考试大纲要求】
1．了解化学在水处理中的应用。
2．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
3．了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。
4．了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
5．了解科学、技术、社会的相互关系（如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等）。了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性
6．接受、吸收、整合化学信息的能力
（1）能够对中学化学基础知识融会贯通，有正确复述、再现、辨认的能力。
（2）能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察，以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储的能力。
（3）能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并经与已有知识块整合，重组为新知识块的能力。
7．分析问题和解决（解答）化学问题的能力
（1）能够将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力。
（2）能够将分析解决问题的过程和成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。
8．化学实验与探究能力
（1）了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握化学实验的基本方法和技能。
（2）在解决简单化学问题的过程中，运用科学的方法，初步了解化学变化规律，并对化学现象提出科学合理的解释。
考纲解读：
自2006化学考试大增加的“以合成氨工业生产为来，用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产的条件”考点，成为了近年来高考中的一个热点。这体现了高考较强的导向性——要求学生学以致用，能够用所学的知识去解决生产、生活上的实际问题。由于这一考点的增加使得＂化学工业＂在高考中的地位明显增加。在复习过程中应注意以下几个问题： 1、化工生产适宜条件的选择。选择化工生产的适宜条件时，既要注意外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性；
2、典型物质的工业制法。系统地学习掌握某一物质的工业制法，一般要从所用原料、化学反应、适宜条件、生产过程、主要设备、环境保护等角度去分析理解；
3、熟练地书写合成氨工业、合成硫酸、氯碱工业的化学反应方程式，能根据方程式进行计算；
4、并能够从多角度分析讨论化工生产的综合经济效益，将理论知识转化为实际应用。
有关＂化学工业＂主要知识点有：合成氨工业、合成硫酸、氯碱工业，硅酸盐，炼铁、炼钢、炼铝(镁、铜等) ，工业上制盐，石油化工、煤加工等的生产原理、设备、生产流程、尾气的吸收与处理，除要考虑生产流程、原料用量、价格，同时还要考虑反应所需的条件，以及对设备的要求等。
【试题特点】
工艺流程题是以元素化合物知识为主，集基本知识、基本概念、基本理论、基本操作为一体的综合性题目。具有考查知识面广、思考容量大等特点。这类题既能考查学生对基本知识熟练程度，又能考查学生的逻辑思维能力，是选拔性考试中的一类重要题型。
流程类试题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍实验目的和原理或 1
工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括附产品）；题干部分主要用框图形式将操作或物质转换或原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据流程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题
1、以贴近生产工艺实际的背景知识为载体，结合中学化学学科知识实际，展开探讨
2、流程：原料――操作――产品
3、原理：化学原理－化学反应（氧化还原反应、复分解反应转化为沉淀或生成沉淀等） 物理原理－分离、提纯（过滤、蒸馏、分馏、蒸发、结晶、萃取、分液、升华、
渗析、盐析等）
4、设问方式：围绕装置、原理、操作等展开
【解题思路】对于目的为制备某一物质的流程题，要注意以下几点
1、 明确题目目的是制什么物质，从题干或问题中获得有用信息，了解产品性能。
题目中的信息往往是制备该物质关键所在。而产物如果有某些特殊性质（由题目信息和所学知识判断），则要在制备过程中采取必要的措施来防止生产过程中产生其它杂质。一般来说有以下几个方面。
（1）、如果在制备过程中出现易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如制NaHCO 3，还有H 2O 2,Ca(HCO3) 2 ,Mg(HCO3) 2,KMnO 4,AgNO 3,HNO 3(浓) 等物质。
（2）、如果产物是一种易水解的盐，且水解产物中有挥发性的物质时，则要加酸来抑制水解。如制备AlCl 3, FeCl3, MgCl2,Cu(NO3) 2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相
应的酸来抑制其水解，否则会得到Al 2O 3,Fe 2O 3, ,MgO,CuO
(3)如果产物是强氧化剂或强还原剂，则要防止与还原性或强氧化性的物质接触。如含Fe 2+、SO 3 I等离子的物质就要防止与氧化性物质接触。
（4）如果产物是一种易吸收空气中的CO 2和水（潮解或与反应）而变质的物质，（如NaOH
等固体物质），则要在制备过程中要注意对CO 2和水的除去，也要防止空气中的CO 2和水进入装置中。
（5）如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度的有关信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同的变化，找出分离的方法。
2、注意外界条件对工艺流程的影响
很多工艺流程题中，往往会出现温度、压强等外界条件。对外界条件的分析主要是从两个方面入手：
（1）对反应速率（快慢）有什么影响？
（2）对平衡转化率（产率）有什么影响？
（3） 对综合生产效益有何影响？如原料成本，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（从绿色化学方面作答）
如温度的影响主要从以下角度考查
① 趁热过滤（或冰水洗涤）的目的。防止某物质降温时析出（或升温时某物质溶解）
而带来新的杂质。
② 冰水中反应或降温反应的目的：防止高温时物质溶解或使化学平衡向着题目需要的
方向移动。
③ 反应中采取加热措施的作用：一般为了加快反应速率或加速固体物质的溶解。 ④ 如果题目中要求温度控制在一定范围内（可用水浴或油浴来控制），一般有以下几个
目的。
A 、防止温度过高时某物质受热分解或挥发，也可能为了使某物质达到沸点挥发出来。 2 2--
B 、使催化剂活性达到最好。
C 、防止副反应的发生
D 、降温或减压可以减少能源的成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。 3、常见文字叙述套路：
1. 洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次
2. 从溶液中得到晶体：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-（洗涤）
3．调pH 的目的是：1）促进XX 离子水解，形成XX 沉淀；2）使XX 离子沉淀，防止XX 离子干扰
注意：①在写某一步骤是为了除杂是，应该注明“是为了除去XX 杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的
②看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平
③评价或比较实验方案要全面，主要对比反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；仪器、设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。注意描述语言的规范性和准确性，从化学原理的角度、用化学语言作答。
④调pH 的试剂一般是：氧化物，碳酸盐，氨水，酸等，原则上是不能引入新的杂质。
第二部分：化工生产的要点指导
一．化工生产选择适宜条件的原则
化工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度，依据外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律确定，其原则是：
(1)对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和转化率。故生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率，如氮气与氢气的配比为1. 07∶3。
(2)对气体分子数减少的反应，增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动。但压强太大，动力消耗，设备要求、成本增高，故必须综合考虑。
(3)对放热反应，升温，提高反应速率，但转化率降低，若温度太低，反应速率又太慢，故需使用适当的催化剂。
对吸热反应，升温，加快反应速率，又能提高转化率，但要避免反应物或生成物的过热分解。
(4)使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡，但使用时必须注意其活性温度范围，且防止催化剂“中毒”，延长使用寿命。
合成氨适宜条件：500℃、铁触媒、2×107～5×107、循环操作。
2．关于硫酸工业综合经济效益的讨论
(1)环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”处理方法是：
①尾气吸收（氨吸收法）
SO 2+2NH3+H2O ＝（NH 4）2SO 3 （NH 4）2SO 3+H2SO 4＝（NH 4）2SO 4+SO2+H2O ②废水处理（石灰乳中和法） Ca （OH ）2+H2SO 4＝CaSO 4+2H2O
③废渣利用，制砖或制造水泥
(2)能量的充分利用。化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要，而且还可以由硫酸厂向外界 3
输出大量能量（供热发电）。
(3)厂址选择和生产规模。化工厂厂址的选择，涉及原料、水源、能源、土地供应，市场需求、交通运输和环境保护等因素，应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。工厂规模大小，主要由硫酸用量的多少来决定。
3．绿色化学
中学化学中涉及到的化工生产知识渗透绿色化学的观点，具体体现在如下几个方面：
(1)节省资源，提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业，硝酸工业，接触法制硫酸，联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作，体现了绿色化学中节省能源的基本原理。
(2)化工生产中均介绍了尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如：氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。
(3)现行教材中涉及的化工生产体现了绿色化学内涵——设计新的化学反应条件，降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。例如教材中介绍了无氰电镀，由乙炔制乙醛工业生产中使用非汞催化剂的原因。
二、有关化工工业的知识结构
第三部分：常见的化工工业简介及相关训练
一、合成氨工业
1、 原理：N 2（g ）+3H2（g ）=2NH3（g ） △H ＜0 (高温、高压、催化剂、可逆)
4
3、 合成氨的基本生产过程：
1）、造气 制备合成氨的原料气； 合成氨所需氮气都取自空气。从空气中制取氮气通常有两种方法：一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气；另一是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳得到氮气。 氢气则来源于水和碳氢化合物。可以将水蒸气通过赤热的煤（或焦炭）层，使水蒸气与碳反生化学反应生成一氧化碳和氢气：C+H2O=CO+H2 (高温)
石油、天然气、焦炉气（炼焦厂副产的气体）、炼厂气（石油炼制厂副产的气体）等都含有大量的碳氢化合物，这些碳氢化合物在一定条件下，可以与氧气或水蒸气反应生成一氧化碳。二氧化碳和氢气。例如，在900-1000℃时，甲烷与水蒸气在催化剂（Al 2O 3+Ni）作用下
发生化学反应：
CH 4+H2O=3H2+CO (催化剂、高温)
CH 4+2H2O=4H2+CO2 (催化剂、高温)
2）、净化 原料气净化处理；
合成氨需要纯净的氮气和氢气。在制取原料气的过程当中，常混有一些杂质，其中的某些杂质会使合成氨所用的催化剂“中毒”，所以必须除去，这一过程称为原料气的净化。例如用稀氨水吸收H 2S 杂质：NH 3·H 2O+H2S=NH4HS+H2O
另外，制造原料气过程中产生的CO 必须变成CO 2除去。工业生产中在催化剂（如Fe 2O 3和CuO 等）作用下，一氧化碳可以与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气：
CO+H2O=CO2+H2
要除去二氧化碳，常采用K 2CO 3溶液吸收：K 2CO 3+CO2+H2O=2KHCO3
最后，原料气还需要经过精制处理，如用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO 、CO 2、O 2、H 2S 等少量有害气体。
3）、合成 使原料气进行化学反应合成氨。
4、 意义：开辟了人工固氮的途径，对整个化工技术的发展产生了重大影响。
5、 研究方向：研制具有较强抗毒能力的催化剂；研制在较低温度下合成氨的催化剂；研究
化学模拟生物固氮技术。
技能训练：
1、（09中山模拟题）（1）合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。
工业合成氨的原理是
如右图所示。
①X 的化学式为 ；
②右图中条件选定的主要原因是（选填字母序号） ；
A ．升高温度、增大压强均有利于氨的合成
B ．铁触媒在该温度时活性大
C ．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
5 △H
③ 改变反应条件，会使平衡发生移动。下图表示随条件
改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，
变化趋势正确的是（选填字母序号） ，当横坐
标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序
号） 。
（2）常温下氨气极易溶于水，其水溶液可以导电。
④ 用方程式表示氨气溶于水且显弱碱性的过程：
；
⑤ 氨水中水电离出的c (OH－) 10－7 mol·L -1（填写“＞”、“＜”或“＝”）； ⑥ 将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小 依次为 。
二、硫酸工业
三原料：黄铁矿(FeS2) 或硫（S ）、空气、98.3％的H 2SO 4。
1、 三反应（原理）：
⑴、SO 2的制取
4FeS 2（s ）+11O2(g)= 2Fe2O 3(s)+8SO2(g) （高温）△H ＜0（早期使用） 或S （s ）+O2（g ）=SO2(g) （点燃） △H ＜0 （现在大多使用）
黄铁矿主要成分是FeS 2，在燃烧前需粉碎，增大和氧气的接触面积，使燃烧速率加
快且更充分，提高原料利用率。但由于该反应在生产中产生的废弃物太多，处理成本高，这一工艺在逐渐被淘汰。
该反应在沸腾炉中进行，从炉内出来的气体叫炉气，成分为SO 2、O 2、N 2、H 2O 及矿
尘，砷、硒化合物等。其中砷、硒化合物和矿尘能使催化剂中毒，可通过除尘、洗涤等方法除去；水蒸气对设备和生产有不良影响，可通过干燥除去。
⑵、SO 2的催化氧化
2SO 2（g ）+O2(g)= 2SO3(g) (催化剂 、可逆) △H ＜0
此反应是一个可逆反应，正反应是气体体积减小的放热反应，由化学平衡理论可知，
在较低温度下进行有利，但温度低时催化剂活性不高，反应速率低，实际生产中选择常压下400℃-500℃进行，化学反应速率和SO 2的平衡转化率都比较理想。
在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器，把反应生成的热传递给进入接触室需要预热的炉气，同时冷却反应后生成的气体。
⑶、SO 3的吸收 SO 3 （g ）+H2O （l ）=H2SO 4（l ） △H ＜0
工业上并不用水直接吸收SO 3，而是用质量分数为98.3％的H 2SO 4做吸收剂，因为
SO 3与水蒸气很容易形成酸雾，从而降低了SO 3的吸收率，也就是说这样可以避免形成酸
雾并提高吸收率。同时采用逆流吸收，硫酸从塔底放出。
2、 三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔。
3、 三阶段：①造气；②接触氧化；③SO 3的吸收。
6
4、 三净化：①除尘；②洗涤；③干燥。
5、 生产过程及注意事项：
① 造气将矿石粉碎“沸腾”，对炉气进行净化和干燥处理（防止催化剂中毒）。 ② 接触氧化选择适宜条件：a.400℃-500℃；b. 常压；c. 使用催化剂。
③ 应用热交换原理。
④ 三氧化硫的吸收：a. 用98.3％的H 2SO 4吸收；b. 原料的循环利用；c. 尾气的净化、
回收处理。
6、 厂址的选择：
硫酸是一种强腐蚀性液体，不宜大量贮存和长途运输；生产设备易腐蚀，寿命较短，同时废渣、废液、废气排放量大，污染环境。因此厂址宜靠近原料供应地和产品销售地，有充足的水源保证和热能供应，靠近交通运输线，不要建在人口密集的居民区、旅游景点和文物保护区，地震、洪水等自然灾害多发区。
7、 废气、废渣的利用：
⑴（法一：教材中推荐的方法）尾气中的SO 2可用石灰水吸收，使其生成CaSO 3，然后再
用硫酸处理，生成SO 2和CaSO 4，这样得到的SO 2含量较高，可返回用作原料。
SO 2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
CaSO 3+H2SO 4=CaSO4+SO2↑+H2O
⑵（法二：）尾气中的SO 2用氨水吸收，生成的(NH4) 2SO 4作化肥，SO 2循环利用。
SO 2+NH3+H2O=NH4HSO 3 SO 2+2NH3+H2O= (NH4) 2SO 3
2NH 4HSO 3+H2SO 4= (NH4) 2SO 4+2SO2↑+2H2O
(NH4) 2SO 3+H2SO 4= (NH4) 2SO 4+ SO2↑+H2O
废水用石灰乳中和：Ca(OH)2+H2SO 4=CaSO4+2H2O
废渣可用于制砖、制水泥、回收有色金属等综合利用。
技能训练：
1、（09东莞调研题）（12分）(1) 钒触媒(V2O 5) 是二氧化硫氧化的催化剂，在催化氧化的过
程中产生了一连串的中间体(如图) 。其中a 、c 二步的化学方
程式可表示为：
__________________、___________________________。
(2) 550 ℃时，SO 2转化为SO 3的平衡转化率（α）与体系总压强（p ）的关系如右图所示。Ａ与Ｂ表示不同压强下的SO 2转化率，试分析通常情况下工业生产中采
用常压的原因是 ___________________________________________。将
2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 Ｌ密闭容器中，反应达平衡后，体系总
压强为0.10 M Pa。试计算反应2SO 3
常数
7 2SO 2+O2 在550 ℃时的平衡
(3)为循环利用催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O 5) ，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上。已知废钒催化剂中含有V 2O 5、VOSO 4及不溶性残渣。查阅资料知：VOSO 4可溶于水，V 2O 5难溶于水，NH 4VO 3难溶于水。该工艺的流程如下图。
则：反应①②③④中属于氧化还原反应的是 （填数字序号）。该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的
关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH 影响
外，还需要控制氯化铵系数(NH4Cl 加入质
量与料液中V 2O 5的质量比) 和温度。根据右
图试建议控制氯化铵系数和温度：氯化铵
系数为_____、温度为______。
2、（2010重庆卷）29．（16分）钒（V ）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域．
（1）V 2O 5是接触法制硫酸的催化剂．
①一定条件下，SO 2与空气反映t min后，SO 2和SO 3物质的量浓度分别为a mol/L和
b mol/L, 则SO 2起始物质的量浓度为；生成SO 3的化学反应速率为
mol/(L·min) ．
②工业制硫酸，尾气SO 2用___吸收．
（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29图所示．
8
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 ．
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色．
③放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.01 1023个，左槽溶液中n(H+) 的变化量为 ．
三、金属冶炼：
1）、
A 、热分解法：___________________________________________________________
B 、热还原法：___________________________________________________________________
C 、电解法：____________________________________________________________________
金属活动性顺序中，分别适用的冶炼方法是：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au _______________________________________________________________________________ 技能训练：
1、（09广州天河区二模）23. （10分）“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分FeS 2）氧化为Fe 2(SO4) 3，并使溶液酸性增强。
⑴ 该过程的化学反应方程式为 。 ⑵ 人们可利用Fe 2(SO4) 3作强氧化剂溶解铜矿石（Cu 2S ），然后加入铁屑进一步得到铜，该过程中发生的离子反应方程式（请补充完整并配平）：
Cu 2S Fe 3＋ H 2O ＋2＋ Fe 2＋ （ ）＋ SO 42 ＋＋－
⑶ 工业上可利用粗铜（含Ag 、Zn 、Au 杂质）经电解制得精铜（电解铜）。则阳极和阴极材料分别为： 、 ，阳极的电极反应式为 ， 。 ⑷ 请评价细菌冶金的优点 。（说一点即可
3、（09年广州大学附中模拟题）（16分）铜在自然界中多以硫化物存在，以黄铜矿（CuFeS 2）为原料冶炼精铜的工艺流程图如下：
9
（1） 黄铜矿在反射炉中焙烧时，生成Cu 2S 和FeS ，请写出反应的
化学方程式： ， 生成的FeS 继续在反射炉中进一步氧化：2FeS+3O2=====2FeO+2SO2
（2）焙烧后的矿砂与砂子混合，在反射炉中加热至1000℃熔融，其目的是：①使Cu 2S 和剩余的FeS 熔融形成“冰铜”，转移到转炉中继续冶炼；② 。
（3）大多数这样的冶炼厂都有一座附设工厂，该附设工厂的产品是 ，其意义在于 。
高温
高温
（4）“冰铜”在转炉中熔炼，主要发生两个反应，首先是：2Cu 2S+3O2====2Cu2O+2SO2，再由Cu 2O 与Cu 2S 反应制得单质铜。请写出该反应的化学方程式。制得的铜块呈泡状（又称为泡铜），其原因是 。
（5）请简述粗铜精炼电解得到精铜的原理： 。
4、（09年广州铁一中模拟）（16分）海水是一种丰富的资源，工业上从海水中可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。
回答下列问题：
(1)流程图中操作a 的名称为 。
(2)工业上从海水中提取的NaCl ，可用来制取纯缄，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A ，后通入气体B ，充分反应后过滤得到晶体C 和滤液D ，将晶体C 灼烧即可制得纯碱。
①气体A 、B 是CO 2或NH 3，则气体A 应是 （填化学式）。
②滤液D 中主要含有NH 4Cl 、NaHCO 3等物质，工业上是向滤液D 中通入NH 3，并加入细小
食盐颗粒，冷却析出不含有NaHCO 3的副产品NH 4Cl 晶体，则通入NH 3的作用是 。
(3)镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl 2中不含NaCl ，最简单的操作方法是： 。 ②操作b 是在 氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl，写 10
出有关反应的化学方程式： 。
四、氧化物的制备：
一般地：氧化物可用以下方法。
1）单质与氧气反应。2）盐受热分解。3）碱受热分解
技能训练：
1．（16分）γ-Fe 2O 3是一种重要的磁性材料，其部分生产工艺流程如图：
（1）已知：
① 3α-Fe 2O 3(s ) +H 2(g ) ② 2Fe 3O 4(s ) +③ H 2(g ) +
12
12
2Fe 3O 4(s ) +H 2O (g ) ；△H 1
O 2(g ) =3γ-Fe 2O 3(s ) ；△H 2
O 2(g ) =H 2O (g ) ；△H 3
④α-Fe 2O 3(s ) =γ-Fe 2O 3(s ) ；△H 4
用△H 1、△H 2、△H 3表示△H 4，则△H 4。
（2）若①建立了平衡，则该反应的平衡常数表达式为K = 。
（3）铁的化合物对许多反应都有催化作用，通过测量相同时间内生成O 2的质量（m ），可
比较α-Fe 2O 3、γ-Fe 2O 3、MnO 2对H 2O 2分解的催化效果，每次实验均取10mL H 2O 2溶液，以下是实验数据。 ①实验开始时，称取了相同质量的三种催化剂（颗粒大小相同），此时还需控制的条件是 。 ②分析表中数据，就三种催化剂的催化效果，
你所得出的结论是： 。 ③根据实验1中的数据，计算在10s ～20s 内，以c (H 2O 2) 变化表示的反应速率v (H 2O 2) ，写出计算过程（忽略溶液体积变化）。
2、（09年茂名一模）(16分)CuO 可用作颜料、玻璃磨光剂、有机合成催化剂等。以下是用铜粉氧化法生产CuO 的流程图：
C
回答下列问题：
（1）写出溶解过程中的离子方程式_____________________________________。 （2）1∶1的H 2SO 4是用1体积98% H2SO 4与1体积水混合而成。配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒外，还需要______________、________________。
（3）该工艺会产生一定量的酸性气体，该气体是______________（写分子式），应加以回收处理。
+ （4）已知Cu 2O 是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu +的稳定性比Cu 2+差（2Cu + H Cu+Cu2+）。请你设计一个简单的实验检验焙烧后固体(假设只含铜的氧化物) 中是否含有
Cu 2O 。 （5）不考虑生产中的损耗，要计算铜粉中Cu 的含量，需要测定的数据是_______________和________________________（用文字表示）。
3．（2010广东模拟、16分）回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉(含MnO 2、Mn(OH)2、Fe 、NH 4Cl 和炭黑等) ，由锰粉制取MnO 2的步骤如下图所示：
根据上图所示步骤并参考表格数据回答问题：
（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn 、Fe 等。MnO 2与浓盐酸反应的离子方程式为 ； 这种处理方法不足之处为： 。
（2）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I 除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H 2O 2溶液，其作
2+
2+
用是_____ __ 。
（3）过滤I 的滤渣的化学式为 ；过滤Ⅱ的滤渣的化学式为 。 （4）将过滤I 所得滤液经H 2O 2氧化后，再加入NaOH 溶液调节pH 的范围是： ，其目的是 。
（5）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H 2O 2溶液并加入NaOH 溶液调节pH 约为9，使Mn 2+
氧化得到MnO 2，反应的离于方程式为__________________________________________。 4．（2010广东模拟、16分）过氧化氢（H 2O 2）有广泛的用途。工业上用电解硫酸氢铵水溶
液的方法制备过氧化氢，其反应原理是：2NH 4HSO 4
(NH4) 2S 2O 8+H2↑，(NH4) 2S 2O 8+2H2O==2NH4HSO 4 + H2O 2。其流程如下：
回答下列问题：
（1）根据以上反应原理可知，电解硫酸氢铵溶液时，阴极的电极反应方程式是：
（2）在上流程图中，采用减压蒸馏的原因是： 。
可循环利用的物质是 。
（3）过氧化氢具有的化学性质是 。
A ．不稳定性
B ．弱碱性
C ．氧化性
D ．还原性
（4）硫酸铜溶液中混有少量硫酸亚铁。在除去杂质的过程中，使用过氧化氢时反应的离子
方程式是_________________________________________________。 （5）在硫酸的存在下，用过氧化氢与乙酸作用制备过氧乙酸的化学方程式是： _______________________________________________________。 通电
四、侯氏制碱法
原理：在浓氨水中通入足量的二氧化碳生成碳酸氢铵，然后往溶液中加入细的食盐粉末，由于碳酸氢钠在该状态下溶解度很小，呈晶体析出。同时由于大部分酸式碳酸盐不稳定，加热后分解即可制得纯碱。
氨碱法（索尔维制碱法）生产纯碱：
此法所用原料为食盐、氨和二氧化碳（来自碳酸钙），生产过程如下。 ⑴、将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中，可得到碳酸氢钠和氯化铵： NH 3+CO2+H2O=NH4HCO 3 NaCl+NH4HCO 3=NaHCO3↓+NH4Cl ⑵制取碳酸钠：2NaHCO 3=Na2CO 3+CO2↑+H2O↑ (加热)
2、联合（侯德榜）制碱法：
我国化工专家侯德榜提出将氨碱法与合成氨联合生产的改进工艺，这就是联合制
碱法也称侯氏制碱法。
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO 3=Na2CO 3+CO2↑+H2O↑ (加热)
该法优点： 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96％；NH 4Cl 可作氮肥；可与合成氨厂联合，是合成氨的原料气CO 转化成CO 2，革除了CaCO 3制CO 2这一道工序。
技能训练：
1、（16分）生产氯化锌的主要原料有锌渣等，这些物料含锌30%-70%（其中含有少量的Fe 、Cu 等硫酸盐），生产工艺流程如图所示（第一次净化含调节pH 的过程）。
（1）二次浸出时加入的X 的化学式是______________，滤液D 应该和滤液A 、B 、C 中的滤液 合并。
（2）第一次净化时加入BaCl 2的作用是 。
（3）二次净化后过滤得到的滤渣B 的主要成分是 。 （4）请用离子方程式表示加入氯酸钾的作用 。 （5）已知SOCl 2是液态化合物，沸点是77℃，在盛有10mL 水的锥形瓶中小心滴加几滴SOCl 2，可观察到反应剧烈，液面上有白雾形成，并逸出刺激性气味的气体。工业上常用ZnCl 2·3H 2O 和SOCl 2混合共热来制取无水氯化锌，这种制法可行性的原因是 2、 （2011广州调研 16分）氯酸钾多用来制造火柴和烟花等。电解法是工业制造氯酸钾的
主要方法：电解热的氯化钠水溶液，电解的生成物相互反应制得氯酸钠；再以氯酸钠和
氯化钾为原料制备氯酸钾。 （1）写出电解时的电极反应方程式
阴极：____________________________，阳极：_____________________________。 （2）电解的生成物相互反应生成氯酸钠的化学方程式为__________________________。 （3）几种物质的溶解度曲线如下图所示，低温有利于析出KClO 3晶体，原因是：
__________________________________________________________________________。
溶解度/g
（4）产品KClO 3中常含有其他杂质离子，提纯的方法是_______ ________。 （5）该生产工艺可以循环利用的物质是__________，副产品是__________。
3．（2010模拟16分）氯化亚铜不仅在无机化工生产中具有重要作用，在有机合成工业中还
可作催化剂。以下是从含Cu 、Fe 的电镀废液中制备氯化亚铜的工艺流程图。
试填空。
1. 2+3+
下图曲线可表示滤液中金属离子含量与pH 、CuCl 产率与反应①混合液中pH 的关系。
C u 2+Fe 3+的浓度
95
1. 1. 1. 0. 0. 0. 0. 0
808590
C uC l 产率%
C u 2+的浓度Fe 3+的浓度C uC l 产率
(g L -1)
75
pH
（1）当pH ＝5时，在电镀废液中再加入氢氧化钠溶液生成电镀污泥的离子反应方程式为：
（2）由反应①制备CuCl 时的最佳pH 在 左右。
（3）已知在隔绝空气条件下进行反应①时CuCl 产率较高，则CuCl 具有 的特性。 （4）反应①中1mol 铁粉完全反应转移2mol 电子，
该离子反应的方程式为： 。
如果将反应①中铁粉换为亚硫酸钠，也可以得到氯化亚铜，
则化学方程式为： 。
4、碳酸锰（MnCO 3）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn 2O 3、MnO 2等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业。一种制备MnCO 3的生产流程如下图所示。
已知生成氢氧化物的pH 和有关硫化物的K sp 如下表：
物质 开始沉淀pH 完全沉淀pH
物质
MnS 2．5×10
—13
Fe(OH)3 2.7 3.7
CuS
Fe(OH)2 7.6 9.6
Mn(OH)2 8.3 9.8 PbS
K sp 6．3×10
—36
8．0×10
—28
软锰矿主要成分为MnO 2，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质，SO 2来自工业废气。流程①中主要发生的反应有：MnO 2 + SO2 = MnSO4 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+
2-+
+ SO4+ 4H。
(1)流程①中所得MnSO 4溶液的pH 比软锰矿浆的pH （填“大”或“小”）， 该流程可与 （填工业生产名称）联合，生产效益更高。
(2)反应②的目的是将溶液中的Fe 2+氧化成Fe 3+，其离子反应方程式为 ，这样设计的目的和原理是 。 (3)反应③中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀，碳酸钙的作用是 。
(4)反应④发生的化学反应为：MnSO 4 + 2NH4HCO 3 = MnCO3↓+ (NH4) 2SO 4 + CO2↑ + H2O 。 反应中通常需加入稍过量的NH 4HCO 3，且控制溶液的pH 为6.8～7.4。加入稍过量的NH 4HCO 3的目的是 ，溶液的pH 不能过低的原因是 。 (5)软锰矿中锰的浸出有两种工艺：
工艺A ：软锰矿浆与含SO 2的工业废气反应 工艺B ：软锰矿与煤碳粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解。
其中工艺A 的优点是 。（答对1个即可）
五、氯碱工业 技能训练：
1、（09年东莞调研题）（16分）某课外活动小组同学用右图装置进行实验，试回答下列问题。 （1）若开始时开关K 与a 连接，则B 极的电极反应式 为 。 （2）若开始时开关K 与b 连接，则B 极的电极反应式
为 ， 总反应的离子方程式为 。
有关上述实验，下列说法正确的是（填序号） 。 ① 溶液中Na +向A 极移动
② 从A 极处逸出的气体能使湿润KI 淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B 极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
（3）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用下图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数 （填“大于”或“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口（填写“A”、“B”、“C”、“D”） 导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH 会增大，请简述原因 。 ④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为 。
六：海水资源的开发利用及水的净化： 技能训练：
1、（09年广州铁一中模拟）（12分）某研究性学习小组拟从实验室含碘废液进行回收碘，制订两种方案提取，他们的实验方案如下：
试回答下列问题
（1）方案一，说明废水含有单质碘可用的试剂是： 。 （2）方案一，步骤③反应的方程式为： 。 （3）方案二，用H 2O 2溶液而不用氯气，理由是： 。 （4）方案二，步骤⑤的名称是： 。
（5）方案二，蒸馏时用到的玻璃仪器，除接受器、锥形瓶、酒精灯外，还缺少的玻璃仪
器有 。
（6）测定产品中KI 的纯度，用到的试剂有KIO 3、稀硫酸、淀粉及标准的Na 2S 2O 3溶液，
请写出前两种试剂的作用，用离子方程式表示： 。
第四部分：高考真题
1．（05广东22）钛（Ti ）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO 2）是目前最好的白
色颜料。
制备TiO 2和Ti 的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe 2O 3的钛铁矿（主
要成分为FeTiO 3）制取TiO 2的流程如下：
⑴ Ti的原子序数为22，Ti 位于元素周期表中第_______周期，第______族。
⑵ 步骤①加铁的目的是________________________________________________________； 步骤②冷却的目的是________________________________________________________。 ⑶ 上述制备TiO 2的过程中，可以利用的副产物是__________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入___________________处理。 ⑷ 由金红石(TiO2) 制取单质Ti ，涉及到的步骤为：
已知：① C(s) + O2(g) == CO2(g)； △H = －393.5 KJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)； △H = －566 KJ/mol ③ TiO2(s) + 2Cl2(g) == TiCl4(s) + O2 (g)； △H = +141 KJ/mol
则TiO 2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)== TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H = ________________________。 反应TiCl 4 + 2Mg == 2MgCl2 + Ti 在Ar 气氛中进行的理由是_______________________。 2．（06广东22）(13分) 往有机聚合物中添加阻燃剂，可补充聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg (O H) 2，树脂可燃性大大降低。该Mg (O H) 2的生产工艺如下：
石灰乳 精制卤水
→ →→→ →→→
⑴、精制卤水中的MgCl 2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁［Mg (O H) 2-x Cl x ·mH 2O ］， 反应的化学方程式
为 。 ⑵、 合成反应后，继续在393K ～523K 下水热处理8h ，发生反应： ［Mg (O H) 2-x Cl x ·mH 2O ］==(1-x 2
)Mg (O H) 2+
x 2
MgCl 2+m H 2O
水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是。 ⑶、 阻燃型Mg (O H) 2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流
程中与此有关的步骤是 。 ⑷、 已知热化学方程式：
Mg (O H) 2(s)==MgO(s)+H2O(g)； △H 1=+81.5kJ·mol -1 Al(O H) 3(s)=
1
①Mg (O H) 2和A l(O H) 3起阻燃作用的主要原因是 。 ②等质量Mg (O H) 2和A l(O H) 3相比，阻燃效果较好的是 ， 原因是 。
⑸ 、常用阻燃剂主要有三类：A 、卤系，如四溴乙烷；B 、磷系，如磷酸三苯酯；C 、无机类，主要是Mg (O H) 2和A l(O H) 3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是
填代号) ，理由是。
3、（2007年广东高考题）
二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：
→„→高纯MnO 2
2
Al 2O 3(s)+3H 2O(g)； △H 2=+87.7kJ·mol -1
2
某软锰矿的主要成分为MnO 2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu （0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的
pH 见下表，回答下列问题：
（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO 2还原为MnSO 4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。 （2）滤渣A 的主要成分是 （3）加入MnS
（4）碱性锌锰电池中，MnO 2参与的电极反应方程式为 。 （5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。
4、(08年广东高考题) 硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
（1） 制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl 3）还原法是当前制备高
纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl 3制备高纯硅的化学反应方程式 。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3遇水剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 ； H 2还原SihCl 3过程中若混02，可能引起的后果是 。 （2）下列有关硅材料的说法正确的是 （填字母）。 A 、碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥 B 、氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C 、高纯度二氧化硅可用于制造高性能通讯材料—光导纤维 D 、普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E 、盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(3)、硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释 。 5．(09广东高考、12分) 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO 3、MgSiO 3、 CaMg(CO3) 2、Al 2O 3和Fe 2O 3等，回收其中镁的工艺流程如下：
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH 由见上表，请回答下列问题： (1)“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 (要求写出两条)
(2)滤渣I 的主要成分有 。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有 。 (4)Mg(ClO3) 2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备： MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3) 2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S ) 随温度(T ) 变化曲线如下图所示：
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3) 2．简述可制备Mg(ClO3) 2的原因： 。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3) 2过程中，常伴有NaCl 析出，原因是： 。除去产品中该杂质的方法是： 。 6、（2010广东高考、16分）
碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已β-锂辉石（主要成分为Li 2O ⋅Al 2O 3⋅4SiO 2）为原材料制备Li 2CO 3的工艺流程如下：
已知：Fe 、Al 、Fe 和Mg 以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH 分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li 2SO 4、LiOH 和Li 2CO 3在303K 下的溶解度分别为34.2g 、12.7g 和1.3g ． （1）步骤Ⅰ前，B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_________ ____． （2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li +、SO 42-, 另含有Al 3+、Fe 3+、Fe 2+、Mg 2+、Ca 、Na 等杂质，需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调
2+
+3+
3+
2+
2+
21
节溶液的PH 到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中，将适量的H 2O 2溶液、石灰乳和Na 2CO 3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______________．
（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为___ _____________． （5）从母液中可回收的主要物质是_________ ____． 7、（2010山东卷）29．（12分）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。 （1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，
原因是___ ___（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的______．。
a ．NH 3 b．CO 2 c．NaOH d．HNO 3
②以铝材为阳极，在H 2SO 4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液，加入NaHCO 3，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的 原因是___ __。 （2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是____ __。 （3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X 为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K 应置于______处。
若X 为锌，开关K 置于M 处，该电化学防护法称为___ ____。
22
8、（2010安徽卷）27. （14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn 2O 4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：
（1）第②步反应得到的沉淀X 的化学式为 。
（2）第③步反应的离子方程式是 。
（3）第④步反应后，过滤Li 2CO 3所需的玻璃仪器有 。 若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。
（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB 2O 4的质量为18.1 g 第③步反应中加入20.0mL3.0mol ·L 的H 2SO 4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li 2CO 3, 剩至少有 Na 2CO 3参加了反应。
-1
23
第一部分：化工流程题简介和解题指导
【2011年考试大纲要求】
1．了解化学在水处理中的应用。
2．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
3．了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。
4．了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
5．了解科学、技术、社会的相互关系（如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等）。了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性
6．接受、吸收、整合化学信息的能力
（1）能够对中学化学基础知识融会贯通，有正确复述、再现、辨认的能力。
（2）能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察，以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储的能力。
（3）能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并经与已有知识块整合，重组为新知识块的能力。
7．分析问题和解决（解答）化学问题的能力
（1）能够将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力。
（2）能够将分析解决问题的过程和成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。
8．化学实验与探究能力
（1）了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握化学实验的基本方法和技能。
（2）在解决简单化学问题的过程中，运用科学的方法，初步了解化学变化规律，并对化学现象提出科学合理的解释。
考纲解读：
自2006化学考试大增加的“以合成氨工业生产为来，用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产的条件”考点，成为了近年来高考中的一个热点。这体现了高考较强的导向性——要求学生学以致用，能够用所学的知识去解决生产、生活上的实际问题。由于这一考点的增加使得＂化学工业＂在高考中的地位明显增加。在复习过程中应注意以下几个问题： 1、化工生产适宜条件的选择。选择化工生产的适宜条件时，既要注意外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性；
2、典型物质的工业制法。系统地学习掌握某一物质的工业制法，一般要从所用原料、化学反应、适宜条件、生产过程、主要设备、环境保护等角度去分析理解；
3、熟练地书写合成氨工业、合成硫酸、氯碱工业的化学反应方程式，能根据方程式进行计算；
4、并能够从多角度分析讨论化工生产的综合经济效益，将理论知识转化为实际应用。
有关＂化学工业＂主要知识点有：合成氨工业、合成硫酸、氯碱工业，硅酸盐，炼铁、炼钢、炼铝(镁、铜等) ，工业上制盐，石油化工、煤加工等的生产原理、设备、生产流程、尾气的吸收与处理，除要考虑生产流程、原料用量、价格，同时还要考虑反应所需的条件，以及对设备的要求等。
【试题特点】
工艺流程题是以元素化合物知识为主，集基本知识、基本概念、基本理论、基本操作为一体的综合性题目。具有考查知识面广、思考容量大等特点。这类题既能考查学生对基本知识熟练程度，又能考查学生的逻辑思维能力，是选拔性考试中的一类重要题型。
流程类试题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍实验目的和原理或 1
工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括附产品）；题干部分主要用框图形式将操作或物质转换或原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据流程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题
1、以贴近生产工艺实际的背景知识为载体，结合中学化学学科知识实际，展开探讨
2、流程：原料――操作――产品
3、原理：化学原理－化学反应（氧化还原反应、复分解反应转化为沉淀或生成沉淀等） 物理原理－分离、提纯（过滤、蒸馏、分馏、蒸发、结晶、萃取、分液、升华、
渗析、盐析等）
4、设问方式：围绕装置、原理、操作等展开
【解题思路】对于目的为制备某一物质的流程题，要注意以下几点
1、 明确题目目的是制什么物质，从题干或问题中获得有用信息，了解产品性能。
题目中的信息往往是制备该物质关键所在。而产物如果有某些特殊性质（由题目信息和所学知识判断），则要在制备过程中采取必要的措施来防止生产过程中产生其它杂质。一般来说有以下几个方面。
（1）、如果在制备过程中出现易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如制NaHCO 3，还有H 2O 2,Ca(HCO3) 2 ,Mg(HCO3) 2,KMnO 4,AgNO 3,HNO 3(浓) 等物质。
（2）、如果产物是一种易水解的盐，且水解产物中有挥发性的物质时，则要加酸来抑制水解。如制备AlCl 3, FeCl3, MgCl2,Cu(NO3) 2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相
应的酸来抑制其水解，否则会得到Al 2O 3,Fe 2O 3, ,MgO,CuO
(3)如果产物是强氧化剂或强还原剂，则要防止与还原性或强氧化性的物质接触。如含Fe 2+、SO 3 I等离子的物质就要防止与氧化性物质接触。
（4）如果产物是一种易吸收空气中的CO 2和水（潮解或与反应）而变质的物质，（如NaOH
等固体物质），则要在制备过程中要注意对CO 2和水的除去，也要防止空气中的CO 2和水进入装置中。
（5）如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度的有关信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同的变化，找出分离的方法。
2、注意外界条件对工艺流程的影响
很多工艺流程题中，往往会出现温度、压强等外界条件。对外界条件的分析主要是从两个方面入手：
（1）对反应速率（快慢）有什么影响？
（2）对平衡转化率（产率）有什么影响？
（3） 对综合生产效益有何影响？如原料成本，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（从绿色化学方面作答）
如温度的影响主要从以下角度考查
① 趁热过滤（或冰水洗涤）的目的。防止某物质降温时析出（或升温时某物质溶解）
而带来新的杂质。
② 冰水中反应或降温反应的目的：防止高温时物质溶解或使化学平衡向着题目需要的
方向移动。
③ 反应中采取加热措施的作用：一般为了加快反应速率或加速固体物质的溶解。 ④ 如果题目中要求温度控制在一定范围内（可用水浴或油浴来控制），一般有以下几个
目的。
A 、防止温度过高时某物质受热分解或挥发，也可能为了使某物质达到沸点挥发出来。 2 2--
B 、使催化剂活性达到最好。
C 、防止副反应的发生
D 、降温或减压可以减少能源的成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。 3、常见文字叙述套路：
1. 洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次
2. 从溶液中得到晶体：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-（洗涤）
3．调pH 的目的是：1）促进XX 离子水解，形成XX 沉淀；2）使XX 离子沉淀，防止XX 离子干扰
注意：①在写某一步骤是为了除杂是，应该注明“是为了除去XX 杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的
②看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平
③评价或比较实验方案要全面，主要对比反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；仪器、设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。注意描述语言的规范性和准确性，从化学原理的角度、用化学语言作答。
④调pH 的试剂一般是：氧化物，碳酸盐，氨水，酸等，原则上是不能引入新的杂质。
第二部分：化工生产的要点指导
一．化工生产选择适宜条件的原则
化工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度，依据外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律确定，其原则是：
(1)对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和转化率。故生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率，如氮气与氢气的配比为1. 07∶3。
(2)对气体分子数减少的反应，增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动。但压强太大，动力消耗，设备要求、成本增高，故必须综合考虑。
(3)对放热反应，升温，提高反应速率，但转化率降低，若温度太低，反应速率又太慢，故需使用适当的催化剂。
对吸热反应，升温，加快反应速率，又能提高转化率，但要避免反应物或生成物的过热分解。
(4)使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡，但使用时必须注意其活性温度范围，且防止催化剂“中毒”，延长使用寿命。
合成氨适宜条件：500℃、铁触媒、2×107～5×107、循环操作。
2．关于硫酸工业综合经济效益的讨论
(1)环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”处理方法是：
①尾气吸收（氨吸收法）
SO 2+2NH3+H2O ＝（NH 4）2SO 3 （NH 4）2SO 3+H2SO 4＝（NH 4）2SO 4+SO2+H2O ②废水处理（石灰乳中和法） Ca （OH ）2+H2SO 4＝CaSO 4+2H2O
③废渣利用，制砖或制造水泥
(2)能量的充分利用。化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要，而且还可以由硫酸厂向外界 3
输出大量能量（供热发电）。
(3)厂址选择和生产规模。化工厂厂址的选择，涉及原料、水源、能源、土地供应，市场需求、交通运输和环境保护等因素，应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。工厂规模大小，主要由硫酸用量的多少来决定。
3．绿色化学
中学化学中涉及到的化工生产知识渗透绿色化学的观点，具体体现在如下几个方面：
(1)节省资源，提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业，硝酸工业，接触法制硫酸，联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作，体现了绿色化学中节省能源的基本原理。
(2)化工生产中均介绍了尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如：氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。
(3)现行教材中涉及的化工生产体现了绿色化学内涵——设计新的化学反应条件，降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。例如教材中介绍了无氰电镀，由乙炔制乙醛工业生产中使用非汞催化剂的原因。
二、有关化工工业的知识结构
第三部分：常见的化工工业简介及相关训练
一、合成氨工业
1、 原理：N 2（g ）+3H2（g ）=2NH3（g ） △H ＜0 (高温、高压、催化剂、可逆)
4
3、 合成氨的基本生产过程：
1）、造气 制备合成氨的原料气； 合成氨所需氮气都取自空气。从空气中制取氮气通常有两种方法：一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气；另一是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳得到氮气。 氢气则来源于水和碳氢化合物。可以将水蒸气通过赤热的煤（或焦炭）层，使水蒸气与碳反生化学反应生成一氧化碳和氢气：C+H2O=CO+H2 (高温)
石油、天然气、焦炉气（炼焦厂副产的气体）、炼厂气（石油炼制厂副产的气体）等都含有大量的碳氢化合物，这些碳氢化合物在一定条件下，可以与氧气或水蒸气反应生成一氧化碳。二氧化碳和氢气。例如，在900-1000℃时，甲烷与水蒸气在催化剂（Al 2O 3+Ni）作用下
发生化学反应：
CH 4+H2O=3H2+CO (催化剂、高温)
CH 4+2H2O=4H2+CO2 (催化剂、高温)
2）、净化 原料气净化处理；
合成氨需要纯净的氮气和氢气。在制取原料气的过程当中，常混有一些杂质，其中的某些杂质会使合成氨所用的催化剂“中毒”，所以必须除去，这一过程称为原料气的净化。例如用稀氨水吸收H 2S 杂质：NH 3·H 2O+H2S=NH4HS+H2O
另外，制造原料气过程中产生的CO 必须变成CO 2除去。工业生产中在催化剂（如Fe 2O 3和CuO 等）作用下，一氧化碳可以与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气：
CO+H2O=CO2+H2
要除去二氧化碳，常采用K 2CO 3溶液吸收：K 2CO 3+CO2+H2O=2KHCO3
最后，原料气还需要经过精制处理，如用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO 、CO 2、O 2、H 2S 等少量有害气体。
3）、合成 使原料气进行化学反应合成氨。
4、 意义：开辟了人工固氮的途径，对整个化工技术的发展产生了重大影响。
5、 研究方向：研制具有较强抗毒能力的催化剂；研制在较低温度下合成氨的催化剂；研究
化学模拟生物固氮技术。
技能训练：
1、（09中山模拟题）（1）合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。
工业合成氨的原理是
如右图所示。
①X 的化学式为 ；
②右图中条件选定的主要原因是（选填字母序号） ；
A ．升高温度、增大压强均有利于氨的合成
B ．铁触媒在该温度时活性大
C ．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
5 △H
③ 改变反应条件，会使平衡发生移动。下图表示随条件
改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，
变化趋势正确的是（选填字母序号） ，当横坐
标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序
号） 。
（2）常温下氨气极易溶于水，其水溶液可以导电。
④ 用方程式表示氨气溶于水且显弱碱性的过程：
；
⑤ 氨水中水电离出的c (OH－) 10－7 mol·L -1（填写“＞”、“＜”或“＝”）； ⑥ 将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小 依次为 。
二、硫酸工业
三原料：黄铁矿(FeS2) 或硫（S ）、空气、98.3％的H 2SO 4。
1、 三反应（原理）：
⑴、SO 2的制取
4FeS 2（s ）+11O2(g)= 2Fe2O 3(s)+8SO2(g) （高温）△H ＜0（早期使用） 或S （s ）+O2（g ）=SO2(g) （点燃） △H ＜0 （现在大多使用）
黄铁矿主要成分是FeS 2，在燃烧前需粉碎，增大和氧气的接触面积，使燃烧速率加
快且更充分，提高原料利用率。但由于该反应在生产中产生的废弃物太多，处理成本高，这一工艺在逐渐被淘汰。
该反应在沸腾炉中进行，从炉内出来的气体叫炉气，成分为SO 2、O 2、N 2、H 2O 及矿
尘，砷、硒化合物等。其中砷、硒化合物和矿尘能使催化剂中毒，可通过除尘、洗涤等方法除去；水蒸气对设备和生产有不良影响，可通过干燥除去。
⑵、SO 2的催化氧化
2SO 2（g ）+O2(g)= 2SO3(g) (催化剂 、可逆) △H ＜0
此反应是一个可逆反应，正反应是气体体积减小的放热反应，由化学平衡理论可知，
在较低温度下进行有利，但温度低时催化剂活性不高，反应速率低，实际生产中选择常压下400℃-500℃进行，化学反应速率和SO 2的平衡转化率都比较理想。
在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器，把反应生成的热传递给进入接触室需要预热的炉气，同时冷却反应后生成的气体。
⑶、SO 3的吸收 SO 3 （g ）+H2O （l ）=H2SO 4（l ） △H ＜0
工业上并不用水直接吸收SO 3，而是用质量分数为98.3％的H 2SO 4做吸收剂，因为
SO 3与水蒸气很容易形成酸雾，从而降低了SO 3的吸收率，也就是说这样可以避免形成酸
雾并提高吸收率。同时采用逆流吸收，硫酸从塔底放出。
2、 三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔。
3、 三阶段：①造气；②接触氧化；③SO 3的吸收。
6
4、 三净化：①除尘；②洗涤；③干燥。
5、 生产过程及注意事项：
① 造气将矿石粉碎“沸腾”，对炉气进行净化和干燥处理（防止催化剂中毒）。 ② 接触氧化选择适宜条件：a.400℃-500℃；b. 常压；c. 使用催化剂。
③ 应用热交换原理。
④ 三氧化硫的吸收：a. 用98.3％的H 2SO 4吸收；b. 原料的循环利用；c. 尾气的净化、
回收处理。
6、 厂址的选择：
硫酸是一种强腐蚀性液体，不宜大量贮存和长途运输；生产设备易腐蚀，寿命较短，同时废渣、废液、废气排放量大，污染环境。因此厂址宜靠近原料供应地和产品销售地，有充足的水源保证和热能供应，靠近交通运输线，不要建在人口密集的居民区、旅游景点和文物保护区，地震、洪水等自然灾害多发区。
7、 废气、废渣的利用：
⑴（法一：教材中推荐的方法）尾气中的SO 2可用石灰水吸收，使其生成CaSO 3，然后再
用硫酸处理，生成SO 2和CaSO 4，这样得到的SO 2含量较高，可返回用作原料。
SO 2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
CaSO 3+H2SO 4=CaSO4+SO2↑+H2O
⑵（法二：）尾气中的SO 2用氨水吸收，生成的(NH4) 2SO 4作化肥，SO 2循环利用。
SO 2+NH3+H2O=NH4HSO 3 SO 2+2NH3+H2O= (NH4) 2SO 3
2NH 4HSO 3+H2SO 4= (NH4) 2SO 4+2SO2↑+2H2O
(NH4) 2SO 3+H2SO 4= (NH4) 2SO 4+ SO2↑+H2O
废水用石灰乳中和：Ca(OH)2+H2SO 4=CaSO4+2H2O
废渣可用于制砖、制水泥、回收有色金属等综合利用。
技能训练：
1、（09东莞调研题）（12分）(1) 钒触媒(V2O 5) 是二氧化硫氧化的催化剂，在催化氧化的过
程中产生了一连串的中间体(如图) 。其中a 、c 二步的化学方
程式可表示为：
__________________、___________________________。
(2) 550 ℃时，SO 2转化为SO 3的平衡转化率（α）与体系总压强（p ）的关系如右图所示。Ａ与Ｂ表示不同压强下的SO 2转化率，试分析通常情况下工业生产中采
用常压的原因是 ___________________________________________。将
2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 Ｌ密闭容器中，反应达平衡后，体系总
压强为0.10 M Pa。试计算反应2SO 3
常数
7 2SO 2+O2 在550 ℃时的平衡
(3)为循环利用催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O 5) ，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上。已知废钒催化剂中含有V 2O 5、VOSO 4及不溶性残渣。查阅资料知：VOSO 4可溶于水，V 2O 5难溶于水，NH 4VO 3难溶于水。该工艺的流程如下图。
则：反应①②③④中属于氧化还原反应的是 （填数字序号）。该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的
关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH 影响
外，还需要控制氯化铵系数(NH4Cl 加入质
量与料液中V 2O 5的质量比) 和温度。根据右
图试建议控制氯化铵系数和温度：氯化铵
系数为_____、温度为______。
2、（2010重庆卷）29．（16分）钒（V ）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域．
（1）V 2O 5是接触法制硫酸的催化剂．
①一定条件下，SO 2与空气反映t min后，SO 2和SO 3物质的量浓度分别为a mol/L和
b mol/L, 则SO 2起始物质的量浓度为；生成SO 3的化学反应速率为
mol/(L·min) ．
②工业制硫酸，尾气SO 2用___吸收．
（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29图所示．
8
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 ．
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色．
③放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.01 1023个，左槽溶液中n(H+) 的变化量为 ．
三、金属冶炼：
1）、
A 、热分解法：___________________________________________________________
B 、热还原法：___________________________________________________________________
C 、电解法：____________________________________________________________________
金属活动性顺序中，分别适用的冶炼方法是：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au _______________________________________________________________________________ 技能训练：
1、（09广州天河区二模）23. （10分）“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分FeS 2）氧化为Fe 2(SO4) 3，并使溶液酸性增强。
⑴ 该过程的化学反应方程式为 。 ⑵ 人们可利用Fe 2(SO4) 3作强氧化剂溶解铜矿石（Cu 2S ），然后加入铁屑进一步得到铜，该过程中发生的离子反应方程式（请补充完整并配平）：
Cu 2S Fe 3＋ H 2O ＋2＋ Fe 2＋ （ ）＋ SO 42 ＋＋－
⑶ 工业上可利用粗铜（含Ag 、Zn 、Au 杂质）经电解制得精铜（电解铜）。则阳极和阴极材料分别为： 、 ，阳极的电极反应式为 ， 。 ⑷ 请评价细菌冶金的优点 。（说一点即可
3、（09年广州大学附中模拟题）（16分）铜在自然界中多以硫化物存在，以黄铜矿（CuFeS 2）为原料冶炼精铜的工艺流程图如下：
9
（1） 黄铜矿在反射炉中焙烧时，生成Cu 2S 和FeS ，请写出反应的
化学方程式： ， 生成的FeS 继续在反射炉中进一步氧化：2FeS+3O2=====2FeO+2SO2
（2）焙烧后的矿砂与砂子混合，在反射炉中加热至1000℃熔融，其目的是：①使Cu 2S 和剩余的FeS 熔融形成“冰铜”，转移到转炉中继续冶炼；② 。
（3）大多数这样的冶炼厂都有一座附设工厂，该附设工厂的产品是 ，其意义在于 。
高温
高温
（4）“冰铜”在转炉中熔炼，主要发生两个反应，首先是：2Cu 2S+3O2====2Cu2O+2SO2，再由Cu 2O 与Cu 2S 反应制得单质铜。请写出该反应的化学方程式。制得的铜块呈泡状（又称为泡铜），其原因是 。
（5）请简述粗铜精炼电解得到精铜的原理： 。
4、（09年广州铁一中模拟）（16分）海水是一种丰富的资源，工业上从海水中可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。
回答下列问题：
(1)流程图中操作a 的名称为 。
(2)工业上从海水中提取的NaCl ，可用来制取纯缄，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A ，后通入气体B ，充分反应后过滤得到晶体C 和滤液D ，将晶体C 灼烧即可制得纯碱。
①气体A 、B 是CO 2或NH 3，则气体A 应是 （填化学式）。
②滤液D 中主要含有NH 4Cl 、NaHCO 3等物质，工业上是向滤液D 中通入NH 3，并加入细小
食盐颗粒，冷却析出不含有NaHCO 3的副产品NH 4Cl 晶体，则通入NH 3的作用是 。
(3)镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl 2中不含NaCl ，最简单的操作方法是： 。 ②操作b 是在 氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl，写 10
出有关反应的化学方程式： 。
四、氧化物的制备：
一般地：氧化物可用以下方法。
1）单质与氧气反应。2）盐受热分解。3）碱受热分解
技能训练：
1．（16分）γ-Fe 2O 3是一种重要的磁性材料，其部分生产工艺流程如图：
（1）已知：
① 3α-Fe 2O 3(s ) +H 2(g ) ② 2Fe 3O 4(s ) +③ H 2(g ) +
12
12
2Fe 3O 4(s ) +H 2O (g ) ；△H 1
O 2(g ) =3γ-Fe 2O 3(s ) ；△H 2
O 2(g ) =H 2O (g ) ；△H 3
④α-Fe 2O 3(s ) =γ-Fe 2O 3(s ) ；△H 4
用△H 1、△H 2、△H 3表示△H 4，则△H 4。
（2）若①建立了平衡，则该反应的平衡常数表达式为K = 。
（3）铁的化合物对许多反应都有催化作用，通过测量相同时间内生成O 2的质量（m ），可
比较α-Fe 2O 3、γ-Fe 2O 3、MnO 2对H 2O 2分解的催化效果，每次实验均取10mL H 2O 2溶液，以下是实验数据。 ①实验开始时，称取了相同质量的三种催化剂（颗粒大小相同），此时还需控制的条件是 。 ②分析表中数据，就三种催化剂的催化效果，
你所得出的结论是： 。 ③根据实验1中的数据，计算在10s ～20s 内，以c (H 2O 2) 变化表示的反应速率v (H 2O 2) ，写出计算过程（忽略溶液体积变化）。
2、（09年茂名一模）(16分)CuO 可用作颜料、玻璃磨光剂、有机合成催化剂等。以下是用铜粉氧化法生产CuO 的流程图：
C
回答下列问题：
（1）写出溶解过程中的离子方程式_____________________________________。 （2）1∶1的H 2SO 4是用1体积98% H2SO 4与1体积水混合而成。配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒外，还需要______________、________________。
（3）该工艺会产生一定量的酸性气体，该气体是______________（写分子式），应加以回收处理。
+ （4）已知Cu 2O 是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu +的稳定性比Cu 2+差（2Cu + H Cu+Cu2+）。请你设计一个简单的实验检验焙烧后固体(假设只含铜的氧化物) 中是否含有
Cu 2O 。 （5）不考虑生产中的损耗，要计算铜粉中Cu 的含量，需要测定的数据是_______________和________________________（用文字表示）。
3．（2010广东模拟、16分）回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉(含MnO 2、Mn(OH)2、Fe 、NH 4Cl 和炭黑等) ，由锰粉制取MnO 2的步骤如下图所示：
根据上图所示步骤并参考表格数据回答问题：
（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn 、Fe 等。MnO 2与浓盐酸反应的离子方程式为 ； 这种处理方法不足之处为： 。
（2）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I 除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H 2O 2溶液，其作
2+
2+
用是_____ __ 。
（3）过滤I 的滤渣的化学式为 ；过滤Ⅱ的滤渣的化学式为 。 （4）将过滤I 所得滤液经H 2O 2氧化后，再加入NaOH 溶液调节pH 的范围是： ，其目的是 。
（5）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H 2O 2溶液并加入NaOH 溶液调节pH 约为9，使Mn 2+
氧化得到MnO 2，反应的离于方程式为__________________________________________。 4．（2010广东模拟、16分）过氧化氢（H 2O 2）有广泛的用途。工业上用电解硫酸氢铵水溶
液的方法制备过氧化氢，其反应原理是：2NH 4HSO 4
(NH4) 2S 2O 8+H2↑，(NH4) 2S 2O 8+2H2O==2NH4HSO 4 + H2O 2。其流程如下：
回答下列问题：
（1）根据以上反应原理可知，电解硫酸氢铵溶液时，阴极的电极反应方程式是：
（2）在上流程图中，采用减压蒸馏的原因是： 。
可循环利用的物质是 。
（3）过氧化氢具有的化学性质是 。
A ．不稳定性
B ．弱碱性
C ．氧化性
D ．还原性
（4）硫酸铜溶液中混有少量硫酸亚铁。在除去杂质的过程中，使用过氧化氢时反应的离子
方程式是_________________________________________________。 （5）在硫酸的存在下，用过氧化氢与乙酸作用制备过氧乙酸的化学方程式是： _______________________________________________________。 通电
四、侯氏制碱法
原理：在浓氨水中通入足量的二氧化碳生成碳酸氢铵，然后往溶液中加入细的食盐粉末，由于碳酸氢钠在该状态下溶解度很小，呈晶体析出。同时由于大部分酸式碳酸盐不稳定，加热后分解即可制得纯碱。
氨碱法（索尔维制碱法）生产纯碱：
此法所用原料为食盐、氨和二氧化碳（来自碳酸钙），生产过程如下。 ⑴、将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中，可得到碳酸氢钠和氯化铵： NH 3+CO2+H2O=NH4HCO 3 NaCl+NH4HCO 3=NaHCO3↓+NH4Cl ⑵制取碳酸钠：2NaHCO 3=Na2CO 3+CO2↑+H2O↑ (加热)
2、联合（侯德榜）制碱法：
我国化工专家侯德榜提出将氨碱法与合成氨联合生产的改进工艺，这就是联合制
碱法也称侯氏制碱法。
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO 3=Na2CO 3+CO2↑+H2O↑ (加热)
该法优点： 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96％；NH 4Cl 可作氮肥；可与合成氨厂联合，是合成氨的原料气CO 转化成CO 2，革除了CaCO 3制CO 2这一道工序。
技能训练：
1、（16分）生产氯化锌的主要原料有锌渣等，这些物料含锌30%-70%（其中含有少量的Fe 、Cu 等硫酸盐），生产工艺流程如图所示（第一次净化含调节pH 的过程）。
（1）二次浸出时加入的X 的化学式是______________，滤液D 应该和滤液A 、B 、C 中的滤液 合并。
（2）第一次净化时加入BaCl 2的作用是 。
（3）二次净化后过滤得到的滤渣B 的主要成分是 。 （4）请用离子方程式表示加入氯酸钾的作用 。 （5）已知SOCl 2是液态化合物，沸点是77℃，在盛有10mL 水的锥形瓶中小心滴加几滴SOCl 2，可观察到反应剧烈，液面上有白雾形成，并逸出刺激性气味的气体。工业上常用ZnCl 2·3H 2O 和SOCl 2混合共热来制取无水氯化锌，这种制法可行性的原因是 2、 （2011广州调研 16分）氯酸钾多用来制造火柴和烟花等。电解法是工业制造氯酸钾的
主要方法：电解热的氯化钠水溶液，电解的生成物相互反应制得氯酸钠；再以氯酸钠和
氯化钾为原料制备氯酸钾。 （1）写出电解时的电极反应方程式
阴极：____________________________，阳极：_____________________________。 （2）电解的生成物相互反应生成氯酸钠的化学方程式为__________________________。 （3）几种物质的溶解度曲线如下图所示，低温有利于析出KClO 3晶体，原因是：
__________________________________________________________________________。
溶解度/g
（4）产品KClO 3中常含有其他杂质离子，提纯的方法是_______ ________。 （5）该生产工艺可以循环利用的物质是__________，副产品是__________。
3．（2010模拟16分）氯化亚铜不仅在无机化工生产中具有重要作用，在有机合成工业中还
可作催化剂。以下是从含Cu 、Fe 的电镀废液中制备氯化亚铜的工艺流程图。
试填空。
1. 2+3+
下图曲线可表示滤液中金属离子含量与pH 、CuCl 产率与反应①混合液中pH 的关系。
C u 2+Fe 3+的浓度
95
1. 1. 1. 0. 0. 0. 0. 0
808590
C uC l 产率%
C u 2+的浓度Fe 3+的浓度C uC l 产率
(g L -1)
75
pH
（1）当pH ＝5时，在电镀废液中再加入氢氧化钠溶液生成电镀污泥的离子反应方程式为：
（2）由反应①制备CuCl 时的最佳pH 在 左右。
（3）已知在隔绝空气条件下进行反应①时CuCl 产率较高，则CuCl 具有 的特性。 （4）反应①中1mol 铁粉完全反应转移2mol 电子，
该离子反应的方程式为： 。
如果将反应①中铁粉换为亚硫酸钠，也可以得到氯化亚铜，
则化学方程式为： 。
4、碳酸锰（MnCO 3）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn 2O 3、MnO 2等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业。一种制备MnCO 3的生产流程如下图所示。
已知生成氢氧化物的pH 和有关硫化物的K sp 如下表：
物质 开始沉淀pH 完全沉淀pH
物质
MnS 2．5×10
—13
Fe(OH)3 2.7 3.7
CuS
Fe(OH)2 7.6 9.6
Mn(OH)2 8.3 9.8 PbS
K sp 6．3×10
—36
8．0×10
—28
软锰矿主要成分为MnO 2，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质，SO 2来自工业废气。流程①中主要发生的反应有：MnO 2 + SO2 = MnSO4 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+
2-+
+ SO4+ 4H。
(1)流程①中所得MnSO 4溶液的pH 比软锰矿浆的pH （填“大”或“小”）， 该流程可与 （填工业生产名称）联合，生产效益更高。
(2)反应②的目的是将溶液中的Fe 2+氧化成Fe 3+，其离子反应方程式为 ，这样设计的目的和原理是 。 (3)反应③中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀，碳酸钙的作用是 。
(4)反应④发生的化学反应为：MnSO 4 + 2NH4HCO 3 = MnCO3↓+ (NH4) 2SO 4 + CO2↑ + H2O 。 反应中通常需加入稍过量的NH 4HCO 3，且控制溶液的pH 为6.8～7.4。加入稍过量的NH 4HCO 3的目的是 ，溶液的pH 不能过低的原因是 。 (5)软锰矿中锰的浸出有两种工艺：
工艺A ：软锰矿浆与含SO 2的工业废气反应 工艺B ：软锰矿与煤碳粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解。
其中工艺A 的优点是 。（答对1个即可）
五、氯碱工业 技能训练：
1、（09年东莞调研题）（16分）某课外活动小组同学用右图装置进行实验，试回答下列问题。 （1）若开始时开关K 与a 连接，则B 极的电极反应式 为 。 （2）若开始时开关K 与b 连接，则B 极的电极反应式
为 ， 总反应的离子方程式为 。
有关上述实验，下列说法正确的是（填序号） 。 ① 溶液中Na +向A 极移动
② 从A 极处逸出的气体能使湿润KI 淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B 极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
（3）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用下图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数 （填“大于”或“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口（填写“A”、“B”、“C”、“D”） 导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH 会增大，请简述原因 。 ④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为 。
六：海水资源的开发利用及水的净化： 技能训练：
1、（09年广州铁一中模拟）（12分）某研究性学习小组拟从实验室含碘废液进行回收碘，制订两种方案提取，他们的实验方案如下：
试回答下列问题
（1）方案一，说明废水含有单质碘可用的试剂是： 。 （2）方案一，步骤③反应的方程式为： 。 （3）方案二，用H 2O 2溶液而不用氯气，理由是： 。 （4）方案二，步骤⑤的名称是： 。
（5）方案二，蒸馏时用到的玻璃仪器，除接受器、锥形瓶、酒精灯外，还缺少的玻璃仪
器有 。
（6）测定产品中KI 的纯度，用到的试剂有KIO 3、稀硫酸、淀粉及标准的Na 2S 2O 3溶液，
请写出前两种试剂的作用，用离子方程式表示： 。
第四部分：高考真题
1．（05广东22）钛（Ti ）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO 2）是目前最好的白
色颜料。
制备TiO 2和Ti 的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe 2O 3的钛铁矿（主
要成分为FeTiO 3）制取TiO 2的流程如下：
⑴ Ti的原子序数为22，Ti 位于元素周期表中第_______周期，第______族。
⑵ 步骤①加铁的目的是________________________________________________________； 步骤②冷却的目的是________________________________________________________。 ⑶ 上述制备TiO 2的过程中，可以利用的副产物是__________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入___________________处理。 ⑷ 由金红石(TiO2) 制取单质Ti ，涉及到的步骤为：
已知：① C(s) + O2(g) == CO2(g)； △H = －393.5 KJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)； △H = －566 KJ/mol ③ TiO2(s) + 2Cl2(g) == TiCl4(s) + O2 (g)； △H = +141 KJ/mol
则TiO 2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)== TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H = ________________________。 反应TiCl 4 + 2Mg == 2MgCl2 + Ti 在Ar 气氛中进行的理由是_______________________。 2．（06广东22）(13分) 往有机聚合物中添加阻燃剂，可补充聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg (O H) 2，树脂可燃性大大降低。该Mg (O H) 2的生产工艺如下：
石灰乳 精制卤水
→ →→→ →→→
⑴、精制卤水中的MgCl 2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁［Mg (O H) 2-x Cl x ·mH 2O ］， 反应的化学方程式
为 。 ⑵、 合成反应后，继续在393K ～523K 下水热处理8h ，发生反应： ［Mg (O H) 2-x Cl x ·mH 2O ］==(1-x 2
)Mg (O H) 2+
x 2
MgCl 2+m H 2O
水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是。 ⑶、 阻燃型Mg (O H) 2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流
程中与此有关的步骤是 。 ⑷、 已知热化学方程式：
Mg (O H) 2(s)==MgO(s)+H2O(g)； △H 1=+81.5kJ·mol -1 Al(O H) 3(s)=
1
①Mg (O H) 2和A l(O H) 3起阻燃作用的主要原因是 。 ②等质量Mg (O H) 2和A l(O H) 3相比，阻燃效果较好的是 ， 原因是 。
⑸ 、常用阻燃剂主要有三类：A 、卤系，如四溴乙烷；B 、磷系，如磷酸三苯酯；C 、无机类，主要是Mg (O H) 2和A l(O H) 3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是
填代号) ，理由是。
3、（2007年广东高考题）
二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：
→„→高纯MnO 2
2
Al 2O 3(s)+3H 2O(g)； △H 2=+87.7kJ·mol -1
2
某软锰矿的主要成分为MnO 2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu （0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的
pH 见下表，回答下列问题：
（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO 2还原为MnSO 4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。 （2）滤渣A 的主要成分是 （3）加入MnS
（4）碱性锌锰电池中，MnO 2参与的电极反应方程式为 。 （5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。
4、(08年广东高考题) 硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
（1） 制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl 3）还原法是当前制备高
纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl 3制备高纯硅的化学反应方程式 。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3遇水剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 ； H 2还原SihCl 3过程中若混02，可能引起的后果是 。 （2）下列有关硅材料的说法正确的是 （填字母）。 A 、碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥 B 、氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C 、高纯度二氧化硅可用于制造高性能通讯材料—光导纤维 D 、普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E 、盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(3)、硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释 。 5．(09广东高考、12分) 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO 3、MgSiO 3、 CaMg(CO3) 2、Al 2O 3和Fe 2O 3等，回收其中镁的工艺流程如下：
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH 由见上表，请回答下列问题： (1)“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 (要求写出两条)
(2)滤渣I 的主要成分有 。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有 。 (4)Mg(ClO3) 2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备： MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3) 2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S ) 随温度(T ) 变化曲线如下图所示：
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3) 2．简述可制备Mg(ClO3) 2的原因： 。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3) 2过程中，常伴有NaCl 析出，原因是： 。除去产品中该杂质的方法是： 。 6、（2010广东高考、16分）
碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已β-锂辉石（主要成分为Li 2O ⋅Al 2O 3⋅4SiO 2）为原材料制备Li 2CO 3的工艺流程如下：
已知：Fe 、Al 、Fe 和Mg 以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH 分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li 2SO 4、LiOH 和Li 2CO 3在303K 下的溶解度分别为34.2g 、12.7g 和1.3g ． （1）步骤Ⅰ前，B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_________ ____． （2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li +、SO 42-, 另含有Al 3+、Fe 3+、Fe 2+、Mg 2+、Ca 、Na 等杂质，需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调
2+
+3+
3+
2+
2+
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节溶液的PH 到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中，将适量的H 2O 2溶液、石灰乳和Na 2CO 3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______________．
（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为___ _____________． （5）从母液中可回收的主要物质是_________ ____． 7、（2010山东卷）29．（12分）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。 （1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，
原因是___ ___（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的______．。
a ．NH 3 b．CO 2 c．NaOH d．HNO 3
②以铝材为阳极，在H 2SO 4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液，加入NaHCO 3，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的 原因是___ __。 （2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是____ __。 （3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X 为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K 应置于______处。
若X 为锌，开关K 置于M 处，该电化学防护法称为___ ____。
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8、（2010安徽卷）27. （14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn 2O 4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：
（1）第②步反应得到的沉淀X 的化学式为 。
（2）第③步反应的离子方程式是 。
（3）第④步反应后，过滤Li 2CO 3所需的玻璃仪器有 。 若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。
（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB 2O 4的质量为18.1 g 第③步反应中加入20.0mL3.0mol ·L 的H 2SO 4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li 2CO 3, 剩至少有 Na 2CO 3参加了反应。
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