1、 金属工艺流程题专题复习金属工艺流程题专题复习.1.金属工艺流程题的基本特征金属工艺流程题的基本特征l将将金属元素及其化合物金属元素及其化合物的相互关系与的相互关系与化工生产流程化工生产流程结合起来，考查元素化结合起来，考查元素化合物、化学实验、化学原理等知识。合物、化学实验、化学原理等知识。.2.工艺流程题的构成工艺流程题的构成l工艺流程题的结构分工艺流程题的结构分题头、题头、题干题干和和题问题问三三部分。部分。题头题头一般是简单介绍该工艺生产的一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的原材料和工艺生产的目的目的(包括副产品包括副产品)；题题干干部分主要用部分主要用框图形式框图形式将原料到
2、产品的主将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；要生产工艺流程表示出来；题问题问主要是根主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成系列据生产过程中涉及的化学知识设置成系列问题，构成一道完整的问题，构成一道完整的化学试题。化学试题。.3.3.常见流程题类型常见流程题类型操作流程型操作流程型以实验的基本操作为主线以实验的基本操作为主线 物质转化流程型物质转化流程型以物质间的相互转以物质间的相互转 化关系为主线化关系为主线.1.操作流程型操作流程型 以物质的制备反应、溶解、过滤、蒸发、结晶、以物质的制备反应、溶解、过滤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取、分液、升华等混合物的分离提纯蒸馏、萃取、分液、升华等混合物
3、的分离提纯操作为主流程，根据给定的原料来制取指定的操作为主流程，根据给定的原料来制取指定的产品产品.l例例1（讲义（讲义4）：某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，：某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：等，回收其中镁的工艺流程如下：分离提纯分离提纯预处理预处理分离提纯分离提纯 还原还原题头题头题干题干.l部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的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：由见上表，请回答下列问题：l（1）“浸出浸出”步骤中，为提高镁的浸出
4、率，可步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有采取的措施有 （要求写出两条）。（要求写出两条）。l（2）滤渣）滤渣I的主要成分有的主要成分有 。l（3）从滤液）从滤液中可回收利用的主要物质中可回收利用的主要物质有有 。题问题问升高温度、搅拌、升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）入硫酸（多次浸取）Fe(OH)3 Al(OH)3Na2SO4.l分析：分析：l目的：制备无水目的：制备无水MgCl2l原料：矿石（固体）原料：矿石（固体）l预处理：酸溶解（表述：预处理：酸溶解（表述：“浸出浸出”）l分离除杂：控制溶液酸碱性使金属离子形分离除杂：控制溶液酸碱性使金属离子形
5、成沉淀成沉淀(如将如将Al3+、Fe3+转化为沉淀除去转化为沉淀除去)l核心化学反应是：控制条件，调节核心化学反应是：控制条件，调节PH，使，使Mg2+全部沉淀而提取出来。全部沉淀而提取出来。.小结：解流程题的方法：小结：解流程题的方法：l首先，要首先，要粗读试题粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。将每一种物质都推出。l其次，再其次，再精读试题精读试题，根据问题去精心研究某一，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。步或某一种物质。l第三，要第三，要看清所问题看清所问题，不能答非所问，并注意，不能答非所问，并注意语言表达的科学性语言表达的科学性l在答题时应
6、在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题会影响回答后面的问题。如弄清：如弄清：(1)原料与产品：从某种原料出原料与产品：从某种原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？素、引进什么元素？(2)步骤与目的：加入某种试剂，采取这步骤与目的：加入某种试剂，采取这样的方法，其目的是什么？样的方法，其目的是什么？.l针对训练针对训练1（讲义（讲义5）：）：聚合氯化铝是一种新型、高效絮聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl
7、6n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格低的高岭土，化式氯化铝。其制备原料为分布广、价格低的高岭土，化学组成为：学组成为：Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互有多种结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：实验流程如下：l .l根据流程图回答下列问题：根据流程图回答下
8、列问题：l(1)“煅烧煅烧”的目的是的目的是_。l(2)配制质量分数配制质量分数15%的盐酸需要的盐酸需要200 mL 30%的浓盐酸的浓盐酸(密度约为密度约为1.15 g/cm3)和和_g蒸蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。l(3)“溶解溶解”过程中发生反应的离子方程式为过程中发生反应的离子方程式为_，_。改变高岭土的结构，使其能溶于酸改变高岭土的结构，使其能溶于酸 230量筒量筒Al2O36H=2Al3 3H2OFe2O36H=2Fe3 3H2O.l(4)加少量铝粉的主要作用是加少量铝粉的主要作用是_。l(5)“调节溶液调节溶液pH在在4.24.
9、5”的过程中，除添的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是加必要的试剂，还需借助的实验用品是_ _；“蒸发浓缩蒸发浓缩”需保持温度在需保持温度在90100，控制温度的实验方法是，控制温度的实验方法是_。除去溶液中的铁离子（或将除去溶液中的铁离子（或将Fe3+转化为铁单质而除去）转化为铁单质而除去）pH计计(或精密或精密pH试纸试纸)水浴加热水浴加热.l操作流程题常涉及的知识操作流程题常涉及的知识：l(1)过滤：过滤的仪器；沉淀的洗涤；沉淀是否洗干净的检验。过滤：过滤的仪器；沉淀的洗涤；沉淀是否洗干净的检验。l(2)分液：分液分离的操作方法；上、下层液体的出口判断。分液：分液分离的操作方
10、法；上、下层液体的出口判断。l(3)结晶：结晶方法的选择：结晶：结晶方法的选择：l当溶液是单一溶质时：当所得晶体不带结晶水时当溶液是单一溶质时：当所得晶体不带结晶水时(如如KNO3)，采用蒸发结晶法；当所得晶体带有结晶水或易分解时采用蒸发结晶法；当所得晶体带有结晶水或易分解时(如如CuSO45H2O、NaHCO3)，采用蒸发浓缩，采用蒸发浓缩(至有晶膜出现至有晶膜出现)、冷却结晶，过滤法。冷却结晶，过滤法。l当溶液中有两种或两种以上溶质时：当要得到溶解度受温当溶液中有两种或两种以上溶质时：当要得到溶解度受温度影响小的溶质时度影响小的溶质时(如如NaCl)，采用加热浓缩结晶，趁热过滤，采用加热浓
11、缩结晶，趁热过滤法；当要得到溶解度受温度影响大的溶质时法；当要得到溶解度受温度影响大的溶质时(如如KNO3)：蒸发：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，重复浓缩，冷却结晶，过滤，重复23次操作的重结晶法。次操作的重结晶法。l(4)控制控制pH值范围的原因：使某离子得以沉淀，或某离子不被值范围的原因：使某离子得以沉淀，或某离子不被沉淀。沉淀。l(5)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的气体，如除去事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的气体，如除去氧气、防止某物质被氧化。氧气、防止某物质被氧化。.l2.物质转化流程型物质转化流程型l以原材料、中间产物、产品的转化为主流程，以原材料、中间产物、产品的转化为主
12、流程，制取主要产品和副产品，考查元素化合物、化制取主要产品和副产品，考查元素化合物、化学实验、化学反应原理、绿色化学等知识。学实验、化学反应原理、绿色化学等知识。.例例2（山东（山东2013高考）高考）工业上由钛铁矿（工业上由钛铁矿（FeTiO3）(含含Fe2O3、SiO2等杂质等杂质)制备制备TiO2的有关反应包括：的有关反应包括：酸溶酸溶:FeTiO3（s）+2H2SO4（aq）=FeSO4（aq）+TiOSO4（aq）+2H2O（l）水解水解:TiOSO4（q）+2H2O（l）=H2TiO3（s）+H2SO4(aq)简要工艺流程如下：简要工艺流程如下：.l试剂试剂A为为 。钛液。钛液需冷
13、却至需冷却至70左右，左右，若温度过高会导致产品收率降低，原因是若温度过高会导致产品收率降低，原因是 l取少量酸洗后的取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴，加入盐酸并振荡，滴加加KSCN溶液后无明显现象，再加溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微后出现微红色，说明红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是中存在的杂质离子是 。这种这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是也会发黄，发黄的杂质是 （填（填化学式）。化学式）。Fe（2分）分）温度过高会使温度过高会使TiOSOTiOSO4 4 水解生成水解生成H H3 3TiOTiO3 3沉淀与沉淀与FeSOFeSO4 47H7H2 2O O晶体晶体被过滤除去。（被过滤除去。（2 2分）分）Fe2（1分）分）Fe2O3（2分）分）一定要有水解字样的描述，即要一定要有水解字样的描述，即要抓住题目考查的重点。抓住题目考查的重点。l本小题考查了物质分离提纯、离子检验、本小题考查了物质分离提纯、离子检验、元素化合物性质及水解原理等知识。虽然元素化合物性质及水解原理等知识。虽然起点高，但落点却比较低。起点高，但落点却比较低。.
