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专题十六 无机化工流程 （学生版）
化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高，近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。
能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息，并与已有知识整合，在分析评价的基础上应用新信息的能力。能将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力。
一、无机化工流程题的特点
从化工工艺分，可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；从生产过程中的主要工序分，可分为除杂提纯工艺流程题(如海水提纯)、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源(能源)综合利用工艺流程题；按资源的不同，分为空气资源生产的工艺流程题(如合成氨)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水提溴、镁、氯碱工业等)、利用矿产资源生产的工艺流程题(如工业制H2SO4、炼铁、炼钢等)、化石燃料生产的工艺流程题等。
1.工业生产流程主线与核心
2.这类题常围绕以下几个知识点进行设问
①反应速率与平衡理论的运用
反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等。
温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。
②氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写。
③通过调节溶液的pH达到分离除杂的目的。
④化学反应的能量变化。
⑤实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。
⑥流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用。
⑦环境保护与绿色化学评价。
3、熟悉工业流程常见的操作与名词
原料的预处理
①溶 解
通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等
②灼 烧
如从海带中提取碘
③煅 烧
如煅烧高岭土
改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解
④研 磨
适用于有机物的提取 如苹果中维生素C的测定等。
控制反应条件的方法
①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ---- pH值的控制。
②蒸发、反应时的气体氛围
③加热的目的
加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
④降温反应的目的
防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤趁热过滤
防止某物质降温时会析出
⑥冰水洗涤
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
物质的分离和提纯的方法
①结晶
固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）
②过滤
固、液分离
③蒸馏
液、液分离
④分液
互不相溶的液体间的分离
⑤萃取
用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华
将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析
加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
常见名词
浸 出
固体加水（酸）溶解得到离子
浸出率
固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
酸 浸
在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程
水 洗
通常为除去水溶性杂质
水 浸
与水接触反应或溶解
4.分离提纯阶段的常见考点
①调pH值除杂
a．控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀
例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mn(OH)2
8.3
9.8
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
b．调节pH所需的物质一般应满足两点
能与H＋反应，使溶液pH值增大；
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值。
②试剂除杂
a．趁热过滤。防止某物质降温时会析出。
b．冰水洗涤。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。
③加热
加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。
如：侯氏制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
④降温
防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤萃取
5.对于目的为制备某一物质的流程题，需要明确题目目的是制什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。只有知道了实验目的，才能非常清楚的知道整个流程的意义所在，题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质（由题目信息获得或根据所学知识判断），则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况：
（1）如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。
如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca（HCO3）、KMnO4、AgNO3、HNO3（浓）等物质。
（2）如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。
如：制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu（NO3）2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO；而像Al2 ( SO4 ) 3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是挥发性物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。
（3）如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，
如：含Fe2+、SO32-等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。
（4）如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水（潮解或发生反应）而变质的物质（如NaOH固体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。
（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，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。
一、解答无机化工流程图题的策略
1.无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：
一是选择将原料转化为产品的生产原理；
二是除杂并分离提纯产品；
三是提高产量和产率；
四是减少污染，注意环保，发展“绿色化学”；
五是考虑原料的来源丰富和经济成本；
六是生产设备简单，生产工艺简便等。
（1）从生产目的(标)出发，读懂框图(流程)。解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。
（2）分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A．反应物是什么，B．发生了什么反应，C．该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。
（3）从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手：对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响(如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护等方面考虑)。
2.解答无机化工流程题的基本步骤
（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。
（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。
（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：
①反应物是什么；
②发生了什么反应；
③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用；
抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。
（4）从问题中获取信息，帮助解题。
3.解答无机化工流程图题时需要注
（1）粗读题干，挖掘图示
图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。
（2）携带问题，精读信息
这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。
（3）跳跃思维，规范答题
答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。
注意答案的文字叙述规范
（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→干燥。
（3）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。
（4）看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。
二、化工流程题解答技巧
（1）读懂题干，弄清用什么原料生产何种产品。
如果是化学实验流程，则要弄清实验目的是什么，是合成新物质还是分离提纯物质？
（2）研读流程图。
对照流程图两端的原料和产品，确定化工流程的主线和支线，找到为发生核心反应而加入的主要辅料，结合箭头指向，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，实现对整个流程的全盘分析。
（3）由易到难，破解问题。
对于比较复杂的问题，在读懂流程图、明确每一步操作涉及的化学反应及弄清每一中间产物的微粒种类的前提下，从基本理论(氧化还原反应、化学平衡、盐类水解、电化学等)、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、pH调节、溶剂选择、除杂、产品分离等)、绿色化学思想(原子经济性、循环操作、环保)、经济角度(提高产量与产率、原料廉价易得、降低能耗、设备简单)、安全生产(防爆、防中毒、防污染)等方面联系问题进行解答。
注意答案的文字叙述规范
（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→干燥。
（3）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。
（4）看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平
常见的解题误区有
（1）过度拘泥于流程图的细节，难以找到实验目的，不能明确有关图示信息。解题时应：快速浏览题干与转化过程，明确实验目的；关注箭头号：图1箭头表示的是反应物同时加入，图2表示反应物分步加入，图3表示循环反应；关注框内所列内容：根据实验目的，大致弄清从原料到产品的物质间的转化关系。
（2）只局限于题干，没有从设问的问题中提炼解题信息。解题时应：根据设问提炼出对解决问题有用的信息。有些题干中不很明了的信息可能会在问题中有所涉及而得以完善。有些信息问题涉及不到，属于无效信息，所以对题干中和流程图中不懂的信息要大胆跳过，对于解决问题有用的信息要重新梳理。
（3）不清楚化学工艺生产要解决的主要矛盾是什么。工艺生产主要解决的矛盾是：解决将原料转化为产品的生产原理；除去所有杂质并分离提纯产品；提高产量与产率；减少污染，考虑“绿色化学”生产；原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。
考点一 操作流程式
典例1：【2018年高考江苏卷】以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2 ， 少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
（1）焙烧过程均会产生SO2 ， 用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为________。
（2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。
已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃
硫去除率=（1— ）×100%
①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。
②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是________。
（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2 ， 铝元素存在的形式由________（填化学式）转化为________（填化学式）。
（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2 ， 理论上完全反应消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）=________。
【答案】（1）SO2+OH?=HSO3?（2）FeS2；硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中（3）NaAlO2 ；Al(OH)3（4）1∶16
【解析】解：（1）过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O，反应的化学方程式为SO2+NaOH=NaHSO3 ， 离子方程式为SO2+OH-=HSO3-。（2）①根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃，不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO发生的反应为2CaO+2SO2+O2=2CaSO4 ， 根据硫去除率的含义，700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是：硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。（3）“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3 ， 向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2 ， CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al（OH）3 ， 反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3- ， 即Al元素存在的形式由NaAlO2转化为Al（OH）3。（4）Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2 ， 反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O3 11Fe3O4+2SO2↑，理论上完全反应消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:16。
【分析】（3）中碱浸即是用碱溶解，其中Al2O3是两性氧化物既能与酸反应又能与碱反应，SiO2是酸性氧化物，能与碱反应。
对点模拟1．【2018年高考新课标Ⅱ卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS,含有 和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子 形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
回答下列问题：
（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为________。
（2）滤渣1的主要成分出 外还有________;氧化除杂工序中ZnO的作用是________.若不通入氧气，其后果是________。
（3）溶液中的 可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为________。
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为________;沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。
考点二 物质变化流程
典例2：电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图:
（1）氯金酸(HAuCl4)中的Au的化合价为________
（2）铜阳极泥氧化时,采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是________
（3）“焙烧渣”在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为________
（4）“②浸金”反应中,H2SO4的作用为________,该步骤的分离操作中,需要对所得的AgCl进行水洗。简述如何判断AgCl已经洗涤干净?________.
（5）氯金酸(HAuCl4)在PH为2~3的条件下被草酸还原为Au,同时放出二氧化碳气体,则该反应的化学方程式为________
（6）甲醛还原法沉积银,通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行,甲醛被氧化为碳酸氢根离子,则该反应的离子方程式为________电解法精炼银，用10A的电流电解30min,若电解效率(通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比)为80%,此时可得到银单质的质量为________。(保留1位小数，法拉第常数96500C/mol)
【答案】（1）+3（2）高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2（或2Ag2O 4Ag+O2）（3）Ag2O + 2H+ +2Cl- = 2AgCl+H2O（4）提供H+ ， 增强NaClO3的氧化性；取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤（5）2HAuCl4 + 3H2C2O4 = 2Au + 8HCl + 6CO2↑（6）4Ag(SO3)23- + HCHO + 5OH- =4Ag + 8SO32- + 3H2O+ HCO3-；16.1 g
【解析】（1）根据化合价法则，氢为+1价，氯为-1价，所以金为+3价；符合题意答案：+3。?（2）阳极泥中有金属银、金等；高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2（或2Ag2O 4Ag+O2）；符合题意答案：高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2（或2Ag2O 4Ag+O2）。（3）“焙烧渣”中的主要成分为氧化银、金等；所以加入酸后，氧化银与酸反应，金不反应；在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为Ag2O + 2H+ +2Cl- = 2AgCl+H2O；符合题意答案：Ag2O + 2H+ +2Cl- = 2AgCl+H2O。（4）“②浸金”反应中,H2SO4的作用为提供氢离子，增强NaClO3的氧化性； 主要检验洗涤液中是否含有硫酸根离子，试剂用盐酸和硝酸钡溶液；具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。符合题意答案：提供H+ ， 增强NaClO3的氧化性； 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。（5）氯金酸(HAuCl4)在PH为2~3的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为2HAuCl4 + 3H2C2O4 = 2Au + 8HCl + 6CO2↑ ；符合题意答案：2HAuCl4 + 3H2C2O4 = 2Au + 8HCl + 6CO2↑。（6）根据流程可知Ag(SO3)23- 被甲醛还原为银，而甲醛被氧化为碳酸氢根离子，该反应的离子方程式为4Ag(SO3)23- + HCHO + 5OH- =4Ag + 8SO32- + 3H2O+ HCO3-；根据计算公式：转移电子的物质的量为(10×30×60)÷（1.6×10-19）÷(6.02×10-23)=0.187mol，根据极反应：Ag++e-=Ag,可知生成单质银的量为0.187mol×80%=0.15 mol，生成银的质量0.15×108=16.1 g；符合题意答案：16.1 g
【分析】（6）根据甲醛的氧化反应产物分析反应的离子方程式，结合电解池中电子守恒计算生成金属银的质量即可。
对点模拟2．【2017年高考新课标Ⅲ卷】重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO?Cr2O3 ， 还含有硅、铝等杂质．制备流程如图所示：
回答下列问题：
（1）步骤①的主要反应为：FeO?Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 ?Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeO?Cr2O3与NaNO3的系数比为________．该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________．
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含硅杂质．
（3）步骤④调滤液2的pH使之变________（填“大”或“小”），原因是________（用离子方程式表示）．
（4）有关物质的溶解度如图所示．
向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体．冷却到________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多．
a.80℃???? b.60℃????? c.40℃???? d.10℃
步骤⑤的反应类型是________．
（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7 ， 最终得到产品 m2 kg，产率为________．
考点三 综合流程型
典例3：某化工厂将钛、氯碱工业和甲醇制备联合生产，大大提高原料利用率，并减少环境污染．流程如图回答下列问题：
（1）写出以石墨为电极电解饱和食盐水的离子方程式　________?
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛的化学方程式________?，生成1mol四氯化钛时转移电子的物质的量为　________?　mol
（3）利用四氯化钛制备TiO2?xH2O时，需加入大量的水并加热的目的是________?
（4）钛广泛用于航天领域．氩气在冶炼钛的流程中的作用是________?
（5）利用CO和H2制备甲醇①已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为﹣285.8kJ/mol、﹣283.0kJ/mol和﹣726.5kJ/mol．写出CO和H2制备甲醇的热化学方程式________?②假设联合生产中各原料利用率为100%，若得到6mol甲醇，则只需再补充标准状况下的H2________?　L．
【答案】（1）2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑（2）2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO；7（3）发生TiCl4+（2+x）H2O?TiO2?xH2O+4HCl，加入大量水并加热，HCl挥发，温度升高，都能促使水解正向进行；（4）防止钛、镁被氧化（5）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=﹣128.1KJ?mol﹣1；112
【【解析】1）电解食盐水生成NaOH、H2和Cl2 ， 反应的化学方程式为2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑；（2）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2 ， 生成物为FeCl3、TiCl4、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO，由方程式得出生成2molTiCl4转移14mol电子，所以生成1mol四氯化钛时转移电子的物质的量为7mol；故答案为：2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO；7；（3）水解时需加入大量的水并加热，由TiCl4+（2+x） H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl可知，加入大量水并加热，HCl挥发，温度升高，都能使水解反应向正反应方向进行，促进水解趋于完全，故答案为：发生TiCl4+（2+x）H2O?TiO2?xH2O+4HCl，加入大量水并加热，HCl挥发，温度升高，都能促使水解正向进行；（4）在Ar气中进行防止钛、镁被氧化；故答案为：防止钛、镁被氧化；（5）①CO燃烧的热化学方程式：CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣283kJ?mol﹣1 ①H2燃烧的热化学方程式：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣285.8×2 kJ?mol﹣1 ②CH3OH燃烧的热化学方程式：CH3OH（l）+O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣726.5kJ?mol﹣1 ③根据盖斯定律将①+②+（﹣③）可得：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=﹣128.1KJ?mol﹣1 ， 故答案为：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=﹣128.1KJ?mol﹣1；②由CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）可知，合成6mol甲醇需要n（CO）=6mol、n（H2）=12mol．根据2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO可知，电解中生成的n（Cl2）=n（CO）=7mol，根据2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知，电解生成n（H2）=n（Cl2）=7mol，故需额外补充H2 为12mol﹣7mol=5mol，V=5×22.4=112L；故答案为：112．
【分析】（1）电解食盐水生成NaOH、H2和Cl2 ， 以此书写离子方程式；（2）钛铁矿经氯化得到四氯化钛、氯化铁和一氧化碳；依据原子守恒配平写出；（3）TiCl4水解生成TiO2?xH2O，再经焙烧制得TiO2 ， 水解为吸热反应，从平衡移动角度分析；（4）在Ar气中进行防止钛、镁被氧化；控制温度使TiCl4、Mg、MgCl2转化为蒸气，Ti不融化；（5）①先根据燃烧热分别写出CO、H2、CH3OH热化学方程式后，根据盖斯定律就可得出CO和H2合成甲醇的热化学方程式；②根据甲醇的物质的量计算需要CO、H2的物质的量，根据n（CO）计算电解中生成的n（Cl2），进而计算电解生成n（H2），据此计算解答．
对点模拟3．【2018年高考新课标Ⅲ卷】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
（1）KIO3的化学名称是________。
（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是________。“调pH”中发生反应的化学方程式为________。
（3）KClO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________，其迁移方向是________。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有________（写出一点）。
一、单选题
1.【2016年高考上海卷】在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（见图）．下列说法错误的是（? ）

A.?a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同B.?c、d两处的混合气体成分含量相同，温度不同C.?热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体D.?c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率
二、综合题
2.【2017年高考海南卷】以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示： 硼镁泥的主要成分如下表：
MgO
SiO2
FeO、Fe2O3
CaO
Al2O3
B2O3
30%~40%
20%~25%
5%~15%
2%~3%
1%~2%
1%~2%
回答下列问题：
（1）“酸解”时应该加入的酸是________，“滤渣1”中主要含有________（写化学式）。
（2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、________。
（3）判断“除杂”基本完成的检验方法是________。
（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是________。
3.【2017年高考天津卷】某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4 ． 考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用．回答Ⅰ和Ⅱ中的问题．Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）
（1）反应①所加试剂NaOH的电子式为________．B→C的反应条件为________，C→Al的制备方法称为________．
（2）该小组探究反应②发生的条件．D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2 ． 由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）________．a．温度????????? b．Cl﹣的浓度??????? c．溶液的酸度
（3）0.1mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2?xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为________．Ⅱ含铬元素溶液的分离和利用
（4）用惰性电极电解时，CrO42﹣能从浆液中分离出来的原因是________，分离后含铬元素的粒子是________；阴极室生成的物质为________（写化学式）．
4.【2017年高考江苏卷】铝是应用广泛的金属．以铝土矿（主要成分为Al2O3 ， 含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀．
（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为________．
（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________?（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3 ， 电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________．
（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示．阳极的电极反应式为________，阴极产生的物质A的化学式为________．
（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN．在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是________．
5.纯碱是重要的化工原料，在医药、冶金、化工、食品等领域被广泛使用．
（1）工业生产纯碱的第一步是除去饱和食盐水的中Mg2+、Ca2+离子，从成本角度考虑加入试剂的化学式为________、________． 某实验小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱，流程如图1：已知：几种盐的溶解度
NaCl
NH4HCO3
NaHCO3
NH4Cl
溶解度（20°C，100gH2O时）
36.0
21.7
9.6
37.2
（2）①写出装置I中反应的化学方程式________． ②从平衡移动角度解释该反应发生的原因________．③操作①的名称是________．
（3）写出装置II中发生反应的化学方程式________．
（4）请结合化学用语说明装置III中加入磨细的食盐粉及NH3的作用．________
（5）该流程中可循环利用的物质是________
（6）制出的纯碱中含有杂质NaCl，为测定其纯度，下列方案中不可行的是________． a．向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液，测生成CaCO3的质量b．向m克纯碱样品中加入足量稀H2SO4 ， 干燥后测生成气体的体积c．向m克纯碱样品中加入足量AgNO3溶液，测生成沉淀的质量．
6.氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法，其生产流程如图1所示：
（1）该流程中可以循环的物质是________．
（2）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，得到精制饱和食盐水．①第一次精制过程中所加除杂试剂顺序不合理的是________A．BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl??????????? B．BaCl2、Na2CO3、NaOH、HClC．NaOH、BaCl2、Na2CO3、HCl???????????? D．Na2CO3、BaCl2、NaOH、HCl②一次精制后的食盐水仍会有少量的Ca2+、Mg2+ ， 需要送入阳离子交换塔进行二次精制，若不经过二次精制，直接进入离子膜电解槽，这样会产生什么后果________．
（3）图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成），则A处产生的气体是________，F电极的名称是________．电解总反应的离子方程式为________．
（4）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8%～9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为________．
（5）已知在电解槽中，每小时通过1A的直流电理论上可以产生1.492g的烧碱，某工厂用300个电解槽串联生产8h，制得32%的烧碱溶液（密度为1.342t/m3）113m3 ， 电解槽的电流强度1.45×104A，该电解槽的电解效率为________（保留两位小数）．
7.氨气是一种重要的化工产品，工业上可以按照下图所示流程生产氨气：
（1）原料气之一氮气的工业制取方法是________，写出氨气的工业用途（任答一点）________．
（2）写出合成塔中发生的反应的化学反应方程式________．在冷却塔中对混合气体进行冷却，冷水的入口________（答m或n）．
（3）设备C的作用________．其分离器中的过程对整个工业合成氨的意义________．（试结合平衡移动原理回答）
（4）在原料气制备过程中混有 CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的 CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过80%，则起始物中c（H2O）：c（CO）不低于________（精确到小数点后一位）．
8.工业生产玻璃会产生大量的窑炉气（含SO2和氮氧化物等）．为减少环境污染，某工厂生产玻璃与处理窑炉气的工艺流程如下：
（1）生产普通硅酸盐玻璃的主要原料是石英砂、________?和石灰石。其中，石灰石参与的反应方程式是________?。
（2）窑炉气中的SO2一部分来源于原料中添加剂Na2SO4的热分解，该反应方程式为________?；氮氧化物主要源于空气中N2与O2的反应，该类气体在高温下基本无色，随温度的降低逐渐偏向红棕色，原因是________?。
（3）“脱硫塔”中反应形成的灰分，除亚硫酸钠和氮的含氧酸盐外，主要还有________?；用于喷雾的火碱溶液应选用软化水配制，原因是________?。
（4）在“脱硝装置”中，催化剂设计成蜂窝而韭平板状结构.原因是________?。氧气在脱硝过程中的作用是________?
（5）净化气的主要成分是________ .
9.从废旧液晶显示器的主材 ITO（主要成分是含铟、锡的氧化物）回收铟和锡，流程示意图如下。
资料：
物质
铟（In）
锡（Sn）
周期表位置
第五周期、第IIIA族
第五周期、第IVA族
颜色、状态
银白色固体
银白色固体
与冷酸作用
缓慢反应
缓慢反应
与强碱溶液
不反应
反应
（1）为了加快步骤①的反应速率，可以采取的措施有________（至少答两点）。
（2）步骤①中铟的氧化物转化成In3+的离子方程式是________。
（3）步骤②中加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+ ， 根据所给资料分析其原因是________。
（4）步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是________。
（5）下图是模拟精炼铟的装置图，请在方框中填写相应的物质。________
?
10.我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献．如图是某厂应用“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程图，据图回答：
（1）上述流程图中，可循环利用的物质是________；
（2）流程Ⅰ后过滤所得滤液中含有的溶质有________．
（3）流程Ⅱ先通入氨气，再通入二氧化碳．如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低．这是因为________．
（4）用一个化学反应方程式表示出流程Ⅱ中发生的总反应________．
（5）工业生产纯碱的流程中，碳酸化时溶液中析出碳酸氢钠而没有析出氯化铵的原因是________．
11.三聚氰胺（化学式：C3N6H6）是一种非食品类的重要有机化工原料、广泛用于塑料、造纸、建材等行业．如图是我国科技工作者研制的以尿素为原料生产三聚氰胺的工艺﹣﹣﹣﹣“常压气相一步法联产纯碱新技术”： 已知：①尿素的熔点是132.7℃，常压下超过160℃即可分解；②三聚氰胺的熔点是354℃，加热易升华，微溶于水；③以尿素为原料生产三聚氰胺的原理是：6CO（NH2）2 C3N6H6+6NH3+3CO2请回答：
（1）尿素是一种常用含氮量最高的化肥，其氮元素的质量百分数为________，在实验室使其熔化的容器名称叫________．
（2）写出各主要成份的化学式：产品2________、X________；
（3）联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为________．
（4）工业上合成尿素的化学反应方程式为________（反应条件可以不写）．
（5）为了使母液中析出更多的产品2，常用的方法是________ A．加入固体NaCl?? B．加入固体NaHCO3?? C．通入CO2气体?? D．通入NH3
（6）若生产过程中有4%的尿素损耗，每吨尿素可生产三聚氰胺________吨．（精确到0.001）
12.联碱法（候氏制碱法）和氨碱法的生产流程简要表示如下图：
（1）沉淀池中发生反应的化学方程式为________；
（2）X是________，Y是________（填化学式）；
（3）从理论上分析，在氨碱法生产过程中________（填“需要”、“不需要”）补充氨气，从原料到产品，氨碱法总反应过程用化学方程式表示，可写为________；
（4）根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是________； a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小??? b．通入氨气目的是使氯化铵更多析出c．加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度，促进碳酸氢钠结晶析出
（5）相比于氨碱法，指出联碱法的一项优点________．
13.工业上以N2、H2为原料抽取硝酸铵的流程如图1所示．
回答下列问题：
（1）氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果________；
（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是________，吸收塔中还需补充空气的目的是________；
（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，检测的简单方法为________；
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，此时H2的转化率为________；
（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图2所示）．温度较低时以生成________为主，900℃时发生主要反应的化学方程式为________，当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是________；
（6）若N2、H2合成氨时，H2的转化率为60%，NH3催化氧化制HNO3时的损失20%的氨，其它环节的损失忽略不计．则10tH2最多可以制取________．
16.海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料．下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：
（1）由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为（写化学式）________．
（2）①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是________（写2条），电解饱和食盐水的化学反应方程式为________． ②制取MgCl2的过程中涉及反应：MgCl2?6H2O MgCl2+6H2O，该反应要在HCl气氛中进行，原因是________．
（3）苦卤中通入Cl2置换出Br2 ， 吹出后用SO2吸收，写出用SO2吸收发生的离子方程式________，由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为________．
（4）也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出．该反应的离子方程式是________；最后再用H2SO4处理得到Br2 ， 之后加入CCl4进行Br2的萃取，最终用________方法得到单质Br2 ．

专题十六 无机化工流程 （教师版）
化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高，近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。
能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息，并与已有知识整合，在分析评价的基础上应用新信息的能力。能将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力。
一、无机化工流程题的特点
从化工工艺分，可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；从生产过程中的主要工序分，可分为除杂提纯工艺流程题(如海水提纯)、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源(能源)综合利用工艺流程题；按资源的不同，分为空气资源生产的工艺流程题(如合成氨)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水提溴、镁、氯碱工业等)、利用矿产资源生产的工艺流程题(如工业制H2SO4、炼铁、炼钢等)、化石燃料生产的工艺流程题等。
1.工业生产流程主线与核心
2.这类题常围绕以下几个知识点进行设问
①反应速率与平衡理论的运用
反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等。
温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。
②氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写。
③通过调节溶液的pH达到分离除杂的目的。
④化学反应的能量变化。
⑤实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。
⑥流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用。
⑦环境保护与绿色化学评价。
3、熟悉工业流程常见的操作与名词
原料的预处理
①溶 解
通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等
②灼 烧
如从海带中提取碘
③煅 烧
如煅烧高岭土
改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解
④研 磨
适用于有机物的提取 如苹果中维生素C的测定等。
控制反应条件的方法
①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ---- pH值的控制。
②蒸发、反应时的气体氛围
③加热的目的
加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
④降温反应的目的
防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤趁热过滤
防止某物质降温时会析出
⑥冰水洗涤
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
物质的分离和提纯的方法
①结晶
固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）
②过滤
固、液分离
③蒸馏
液、液分离
④分液
互不相溶的液体间的分离
⑤萃取
用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华
将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析
加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
常见名词
浸 出
固体加水（酸）溶解得到离子
浸出率
固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
酸 浸
在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程
水 洗
通常为除去水溶性杂质
水 浸
与水接触反应或溶解
4.分离提纯阶段的常见考点
①调pH值除杂
a．控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀
例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mn(OH)2
8.3
9.8
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
b．调节pH所需的物质一般应满足两点
能与H＋反应，使溶液pH值增大；
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值。
②试剂除杂
a．趁热过滤。防止某物质降温时会析出。
b．冰水洗涤。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。
③加热
加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。
如：侯氏制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
④降温
防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤萃取
5.对于目的为制备某一物质的流程题，需要明确题目目的是制什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。只有知道了实验目的，才能非常清楚的知道整个流程的意义所在，题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质（由题目信息获得或根据所学知识判断），则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况：
（1）如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。
如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca（HCO3）、KMnO4、AgNO3、HNO3（浓）等物质。
（2）如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。
如：制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu（NO3）2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO；而像Al2 ( SO4 ) 3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是挥发性物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。
（3）如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，
如：含Fe2+、SO32-等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触.
（4）如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水（潮解或发生反应）而变质的物质（如NaOH固体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。
（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，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。
一、解答无机化工流程图题的策略
1.无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：
一是选择将原料转化为产品的生产原理；
二是除杂并分离提纯产品；
三是提高产量和产率；
四是减少污染，注意环保，发展“绿色化学”；
五是考虑原料的来源丰富和经济成本；
六是生产设备简单，生产工艺简便等。
（1）从生产目的(标)出发，读懂框图(流程)。解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。
（2）分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A．反应物是什么，B．发生了什么反应，C．该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。
（3）从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手：对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响(如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护等方面考虑)。
2.解答无机化工流程题的基本步骤
（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。
（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。
（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：
①反应物是什么；
②发生了什么反应；
③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用；
抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。
（4）从问题中获取信息，帮助解题。
3.解答无机化工流程图题时需要注
（1）粗读题干，挖掘图示
图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。
（2）携带问题，精读信息
这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。
（3）跳跃思维，规范答题
答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。
注意答案的文字叙述规范
（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→干燥。
（3）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。
（4）看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。
二、化工流程题解答技巧
（1）读懂题干，弄清用什么原料生产何种产品。
如果是化学实验流程，则要弄清实验目的是什么，是合成新物质还是分离提纯物质？
（2）研读流程图。
对照流程图两端的原料和产品，确定化工流程的主线和支线，找到为发生核心反应而加入的主要辅料，结合箭头指向，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，实现对整个流程的全盘分析。
（3）由易到难，破解问题。
对于比较复杂的问题，在读懂流程图、明确每一步操作涉及的化学反应及弄清每一中间产物的微粒种类的前提下，从基本理论(氧化还原反应、化学平衡、盐类水解、电化学等)、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、pH调节、溶剂选择、除杂、产品分离等)、绿色化学思想(原子经济性、循环操作、环保)、经济角度(提高产量与产率、原料廉价易得、降低能耗、设备简单)、安全生产(防爆、防中毒、防污染)等方面联系问题进行解答。
注意答案的文字叙述规范
（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→干燥。
（3）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。
（4）看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平
常见的解题误区有
（1）过度拘泥于流程图的细节，难以找到实验目的，不能明确有关图示信息。解题时应：快速浏览题干与转化过程，明确实验目的；关注箭头号：图1箭头表示的是反应物同时加入，图2表示反应物分步加入，图3表示循环反应；关注框内所列内容：根据实验目的，大致弄清从原料到产品的物质间的转化关系。
（2）只局限于题干，没有从设问的问题中提炼解题信息。解题时应：根据设问提炼出对解决问题有用的信息。有些题干中不很明了的信息可能会在问题中有所涉及而得以完善。有些信息问题涉及不到，属于无效信息，所以对题干中和流程图中不懂的信息要大胆跳过，对于解决问题有用的信息要重新梳理。
（3）不清楚化学工艺生产要解决的主要矛盾是什么。工艺生产主要解决的矛盾是：解决将原料转化为产品的生产原理；除去所有杂质并分离提纯产品；提高产量与产率；减少污染，考虑“绿色化学”生产；原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。
考点一 操作流程式
典例1：【2018年高考江苏卷】以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为________。
（2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。
已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃
硫去除率=（1— ）×100%
①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。
②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是________。
（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2 ， 铝元素存在的形式由________（填化学式）转化为________（填化学式）。
（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2 ， 理论上完全反应消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）=________。
【答案】（1）SO2+OH?=HSO3?（2）FeS2；硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中（3）NaAlO2 ；Al(OH)3（4）1∶16
【解析】解：（1）过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O，反应的化学方程式为SO2+NaOH=NaHSO3 ， 离子方程式为SO2+OH-=HSO3-。（2）①根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃，不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO发生的反应为2CaO+2SO2+O2=2CaSO4 ， 根据硫去除率的含义，700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是：硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。（3）“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3 ， 向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2 ， CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al（OH）3 ， 反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3- ， 即Al元素存在的形式由NaAlO2转化为Al（OH）3。（4）Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2 ， 反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O3 11Fe3O4+2SO2↑，理论上完全反应消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:16。
【分析】（3）中碱浸即是用碱溶解，其中Al2O3是两性氧化物既能与酸反应又能与碱反应，SiO2是酸性氧化物，能与碱反应。
对点模拟1．【2018年高考新课标Ⅱ卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS,含有 和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子 形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
回答下列问题：
（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为________。
（2）滤渣1的主要成分出 外还有________;氧化除杂工序中ZnO的作用是________.若不通入氧气，其后果是________。
（3）溶液中的 可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为________。
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为________;沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。
【答案】（1）（2）PbSO4；调节溶液的pH；无法除去杂质Fe2+（3）Zn+Cd2+= Cd +Zn2+（4）Zn2++2e-=Zn；溶浸
【解析】根据图示及题意（1）焙烧过程主要为ZnS与O2的反应，方程式为 。（2）焙烧后不溶于酸或能跟酸发生反应生成沉淀的有SiO2和PbSO4 ， 故答案应为PbSO4；氧化除杂主要是除去Fe2+和Fe3+ ， ZnO的作用主要是调节溶液pH使Fe3+沉淀而除去，通入氧气的作用是氧化Fe2+使转化成Fe3+而除去，不通入氧气则不能氧化Fe2+而除不掉，（3）锌粉除去Cd2+的原理为活泼金属置出换不活泼金属: Zn+Cd2+= Cd +Zn2+;（4）电解硫酸锌溶液制备锌时，阴极为Zn2+得到电子转化成Zn，电极方程式为：Zn2++2e-=Zn，阳极水放电产生氢离子（溶液变成硫酸溶液）可返回溶浸回收再利用
【分析】该题重点考查流程的推断与分析，根据反应物和反应过程及题目给出的提示进行判断分析，应重点掌握的知识点①对溶解度表要很熟悉，尤其是不溶于酸的沉淀；②本题除去金属离子的方法有酸除法和调节PH转化沉淀除法（题目已给出沉淀PH表）；③金属活动性顺序表规律：排在前面金属可以置换出后面金属；④电解的相关知识：阴阳极的判断及电极方程式的书写
考点二 物质变化流程
典例2：电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图:
（1）氯金酸(HAuCl4)中的Au的化合价为________
（2）铜阳极泥氧化时,采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是________
（3）“焙烧渣”在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为________
（4）“②浸金”反应中,H2SO4的作用为________,该步骤的分离操作中,需要对所得的AgCl进行水洗。简述如何判断AgCl已经洗涤干净?________.
（5）氯金酸(HAuCl4)在PH为2~3的条件下被草酸还原为Au,同时放出二氧化碳气体,则该反应的化学方程式为________
（6）甲醛还原法沉积银,通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行,甲醛被氧化为碳酸氢根离子,则该反应的离子方程式为________电解法精炼银，用10A的电流电解30min,若电解效率(通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比)为80%,此时可得到银单质的质量为________。(保留1位小数，法拉第常数96500C/mol)
【答案】（1）+3（2）高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2（或2Ag2O 4Ag+O2）（3）Ag2O + 2H+ +2Cl- = 2AgCl+H2O（4）提供H+ ， 增强NaClO3的氧化性；取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤（5）2HAuCl4 + 3H2C2O4 = 2Au + 8HCl + 6CO2↑（6）4Ag(SO3)23- + HCHO + 5OH- =4Ag + 8SO32- + 3H2O+ HCO3-；16.1 g
【解析】（1）根据化合价法则，氢为+1价，氯为-1价，所以金为+3价；符合题意答案：+3。?（2）阳极泥中有金属银、金等；高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2（或2Ag2O 4Ag+O2）；符合题意答案：高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2（或2Ag2O 4Ag+O2）。（3）“焙烧渣”中的主要成分为氧化银、金等；所以加入酸后，氧化银与酸反应，金不反应；在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为Ag2O + 2H+ +2Cl- = 2AgCl+H2O；符合题意答案：Ag2O + 2H+ +2Cl- = 2AgCl+H2O。（4）“②浸金”反应中,H2SO4的作用为提供氢离子，增强NaClO3的氧化性； 主要检验洗涤液中是否含有硫酸根离子，试剂用盐酸和硝酸钡溶液；具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。符合题意答案：提供H+ ， 增强NaClO3的氧化性； 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。（5）氯金酸(HAuCl4)在PH为2~3的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为2HAuCl4 + 3H2C2O4 = 2Au + 8HCl + 6CO2↑ ；符合题意答案：2HAuCl4 + 3H2C2O4 = 2Au + 8HCl + 6CO2↑。（6）根据流程可知Ag(SO3)23- 被甲醛还原为银，而甲醛被氧化为碳酸氢根离子，该反应的离子方程式为4Ag(SO3)23- + HCHO + 5OH- =4Ag + 8SO32- + 3H2O+ HCO3-；根据计算公式：转移电子的物质的量为(10×30×60)÷（1.6×10-19）÷(6.02×10-23)=0.187mol，根据极反应：Ag++e-=Ag,可知生成单质银的量为0.187mol×80%=0.15 mol，生成银的质量0.15×108=16.1 g；符合题意答案：16.1 g
【分析】（6）根据甲醛的氧化反应产物分析反应的离子方程式，结合电解池中电子守恒计算生成金属银的质量即可。
对点模拟2．【2017年高考新课标Ⅲ卷】重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO?Cr2O3 ， 还含有硅、铝等杂质．制备流程如图所示：
回答下列问题：
（1）步骤①的主要反应为：FeO?Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 ?Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeO?Cr2O3与NaNO3的系数比为________．该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________．
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含硅杂质．
（3）步骤④调滤液2的pH使之变________（填“大”或“小”），原因是________（用离子方程式表示）．
（4）有关物质的溶解度如图所示．
向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体．冷却到________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多．
a.80℃???? b.60℃????? c.40℃???? d.10℃
步骤⑤的反应类型是________．
（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7 ， 最终得到产品 m2 kg，产率为________．
【答案】（1）2：7；二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳（2）Fe；Al（OH）3（3）小；CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O（4）d；复分解反应
（5）×100%
【解析】解：（1）由上述分析可知步骤①的主要反应为2FeO?Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 ?4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2 ， 则FeO?Cr2O3与NaNO3的系数比为2：7，该步骤不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，故答案为：2：7；二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳；（2）由上述分析可知，滤渣1含Fe2O3 ， 滤渣1中含量最多的金属元素是Fe，滤渣2的主要成分是Al（OH）3及含硅杂质，故答案为：Fe；Al（OH）3；（3）④中调节pH发生CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O，则步骤④调滤液2的pH使之变小，增大氢离子浓度，平衡正向移动，利于生成Cr2O72﹣ ， 故答案为：小；CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O；（4）向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体，由溶解度可知，冷却到10℃K2Cr2O7固体的溶解度在四种物质中最小，过滤分离产品最多；步骤⑤发生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，反应类型是复分解反应，故答案为：d；复分解反应；（5）用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7 ， 最终得到产品 m2 kg，产率为 ，由Cr原子守恒可知，则产率为 ×100%，故答案为： ×100%．
【分析】铬铁矿的主要成分为FeO?Cr2O3 ， 还含有硅、铝等杂质，制备重铬酸钾，由制备流程可知，步骤①的主要反应为FeO?Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 ， Cr元素的化合价由+3价升高为+6价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，N元素的化合价由+5价降低为+3价，由电子、原子守恒可知，反应为2FeO?Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 ?4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2 ， 该步骤中若使用陶瓷，二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，则使用铁坩埚，熔块水浸过滤分离出滤渣1含Fe2O3 ， 滤液1中含NaAlO2、Na2CrO4 ， 调节pH过滤分离出Al（OH）3、Si，滤液2中含Na2CrO4 ， ④中调节pH发生CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O，滤液3含Na2Cr2O7 ， 由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7 ， 可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体后得到K2Cr2O7 ， 溶解度小的析出，以此来解答．
考点三 综合流程型
典例3：某化工厂将钛、氯碱工业和甲醇制备联合生产，大大提高原料利用率，并减少环境污染．流程如图回答下列问题：
（1）写出以石墨为电极电解饱和食盐水的离子方程式　________?
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛的化学方程式________?，生成1mol四氯化钛时转移电子的物质的量为　________?　mol
（3）利用四氯化钛制备TiO2?xH2O时，需加入大量的水并加热的目的是________?
（4）钛广泛用于航天领域．氩气在冶炼钛的流程中的作用是________?
（5）利用CO和H2制备甲醇①已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为﹣285.8kJ/mol、﹣283.0kJ/mol和﹣726.5kJ/mol．写出CO和H2制备甲醇的热化学方程式________?②假设联合生产中各原料利用率为100%，若得到6mol甲醇，则只需再补充标准状况下的H2________?　L．
【答案】（1）2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑（2）2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO；7（3）发生TiCl4+（2+x）H2O?TiO2?xH2O+4HCl，加入大量水并加热，HCl挥发，温度升高，都能促使水解正向进行；（4）防止钛、镁被氧化（5）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=﹣128.1KJ?mol﹣1；112
【【解析】1）电解食盐水生成NaOH、H2和Cl2 ， 反应的化学方程式为2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑；（2）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2 ， 生成物为FeCl3、TiCl4、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO，由方程式得出生成2molTiCl4转移14mol电子，所以生成1mol四氯化钛时转移电子的物质的量为7mol；故答案为：2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO；7；（3）水解时需加入大量的水并加热，由TiCl4+（2+x） H2O?TiO2?xH2O↓+4HCl可知，加入大量水并加热，HCl挥发，温度升高，都能使水解反应向正反应方向进行，促进水解趋于完全，故答案为：发生TiCl4+（2+x）H2O?TiO2?xH2O+4HCl，加入大量水并加热，HCl挥发，温度升高，都能促使水解正向进行；（4）在Ar气中进行防止钛、镁被氧化；故答案为：防止钛、镁被氧化；（5）①CO燃烧的热化学方程式：CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣283kJ?mol﹣1 ①H2燃烧的热化学方程式：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣285.8×2 kJ?mol﹣1 ②CH3OH燃烧的热化学方程式：CH3OH（l）+O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣726.5kJ?mol﹣1 ③根据盖斯定律将①+②+（﹣③）可得：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=﹣128.1KJ?mol﹣1 ， 故答案为：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=﹣128.1KJ?mol﹣1；②由CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）可知，合成6mol甲醇需要n（CO）=6mol、n（H2）=12mol．根据2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO可知，电解中生成的n（Cl2）=n（CO）=7mol，根据2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知，电解生成n（H2）=n（Cl2）=7mol，故需额外补充H2 为12mol﹣7mol=5mol，V=5×22.4=112L；故答案为：112．
【分析】（1）电解食盐水生成NaOH、H2和Cl2 ， 以此书写离子方程式；（2）钛铁矿经氯化得到四氯化钛、氯化铁和一氧化碳；依据原子守恒配平写出；（3）TiCl4水解生成TiO2?xH2O，再经焙烧制得TiO2 ， 水解为吸热反应，从平衡移动角度分析；（4）在Ar气中进行防止钛、镁被氧化；控制温度使TiCl4、Mg、MgCl2转化为蒸气，Ti不融化；（5）①先根据燃烧热分别写出CO、H2、CH3OH热化学方程式后，根据盖斯定律就可得出CO和H2合成甲醇的热化学方程式；②根据甲醇的物质的量计算需要CO、H2的物质的量，根据n（CO）计算电解中生成的n（Cl2），进而计算电解生成n（H2），据此计算解答．
对点模拟3．【2018年高考新课标Ⅲ卷】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
（1）KIO3的化学名称是________。
（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是________。“调pH”中发生反应的化学方程式为________。
（3）KClO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________，其迁移方向是________。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有________（写出一点）。
【答案】（1）碘酸钾（2）加热；KCl；KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O（或HIO3+KOH=KIO3+H2O）（3）2H2O+2e－ = H2↑+2OH－；K+；由a到b；污染环境，原料不能充分利用（任写一个）
【解析】利用气体溶解度随温度的升高而降低的性质，可采用加热法去除溶解的Cl2；根据元素守恒确定滤液中的溶质主要是KCl；根据题意调pH时溶解的成份是KH(IO3)2 ， 加入KOH可以生成KIO3；电解法制KIO3 ， 阴极是水电离产生的氢离子放电，电极反应式为2H2O+2e－ = H2↑+2OH－ ， 阳极反应为I2－10e－+12OH－ = 2IO3－+6H2O，阳极区阴离子减少，因此阳离子K+通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区。KClO3氧化法产生氯气，污染环境，步骤多，原料不能充分利用。
【分析】陌生方程式的书写、电解原理、生产技术的评价
一、单选题
1.【2016年高考上海卷】在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（见图）．下列说法错误的是（? ）

A.?a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同B.?c、d两处的混合气体成分含量相同，温度不同C.?热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体D.?c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率
【答案】B
【解析】A．根据装置图可知，从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气，经过热交换器后从b处出来的是热的气体，成分与a处相同，故A正确；B．在c处出来的气体SO2、O2在催化剂表面发生反应产生的含有SO3及未反应的SO2、O2等气体，该反应是放热反应，当经过热交换器后被冷的气体降温，SO3变为液态，故二者含有的气体的成分不相同，故B错误；C．热交换器的作用是预热待反应的冷的气体，同时冷却反应产生的气体，为SO3的吸收创造条件，故C正确；D．处气体经过热交换器后再次被催化氧化，目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3 ， 从而可以提高SO2的转化率，故D正确．故选：B．
【分析】本题是对化学与技术的考查，涉及工业制硫酸中SO2催化氧化的设备及工作原理，加强基础知识的理解．
二、综合题
2.【2017年高考海南卷】以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示： 硼镁泥的主要成分如下表：
MgO
SiO2
FeO、Fe2O3
CaO
Al2O3
B2O3
30%~40%
20%~25%
5%~15%
2%~3%
1%~2%
1%~2%
回答下列问题：
（1）“酸解”时应该加入的酸是________，“滤渣1”中主要含有________（写化学式）。
（2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、________。
（3）判断“除杂”基本完成的检验方法是________。
（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是________。
【答案】（1）浓硫酸；SiO2（2）氧化亚铁离子；促进铁离子、铝离子转化为沉淀（3）溶液接近为无色（4）温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙
【解析】解：（1）“酸解”时应该加入的酸是浓硫酸，pH=1时B2O3转化为H3BO3 ， 二氧化硅不反应，则“滤渣1”中主要含有SiO2 ， 故答案为：浓硫酸；SiO2；（2）“除杂”时加入次氯酸钙发生2Fe2++ClO﹣+2H+═2Fe3++Cl﹣+H2O，氧化镁促进铁离子、铝离子水解，则次氯酸钙、氧化镁的作用分别是氧化亚铁离子、促进铁离子、铝离子转化为沉淀，故答案为：氧化亚铁离子；促进铁离子、铝离子转化为沉淀；（3）因亚铁离子、铁离子均为有色离子，则判断“除杂”基本完成的检验方法是溶液接近为无色，故答案为：溶液接近为无色；（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，硫酸镁在80℃左右溶解度最大所以该过程中温度应控制80℃左右，温度太低会析出晶体，所以要趁热过滤，故答案为：温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙．
【分析】硼镁泥主要成份是MgO，还有CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，酸溶时MgO、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，B2O3转化为H3BO3 ， 则滤渣1为SiO2 ， 次氯酸钙具有强氧化性，加入的次氯酸钙可把亚铁离子氧化成铁离子，MgO促进铁离子、铝离子水解，铁离子、铝离子转化为沉淀，则滤渣2为Al（OH）3、Fe（OH）3 ， 浓缩过滤得到滤渣3为CaSO4 ， 滤液中含镁离子、硫酸根离子，蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体，以此来解答．
3.【2017年高考天津卷】某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4 ． 考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用．回答Ⅰ和Ⅱ中的问题．Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）
（1）反应①所加试剂NaOH的电子式为________．B→C的反应条件为________，C→Al的制备方法称为________．
（2）该小组探究反应②发生的条件．D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2 ． 由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）________．a．温度????????? b．Cl﹣的浓度??????? c．溶液的酸度
（3）0.1mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2?xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为________．Ⅱ含铬元素溶液的分离和利用
（4）用惰性电极电解时，CrO42﹣能从浆液中分离出来的原因是________，分离后含铬元素的粒子是________；阴极室生成的物质为________（写化学式）．
【答案】（1）；加热（或煅烧）；电解法（2）ac（3）2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=﹣85.6kJ?mol﹣1（4）在直流电场作用下，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液；CrO42﹣、Cr2O72﹣；NaOH和H2
【解析】解：（1）NaOH为离子化合物，电子式为 ，B为Al（OH）3 ， 在加热条件下生成氧化铝，电解熔融的氧化铝可得到铝，故答案为： ；加热（或煅烧）；电解法；（2）反应涉及的条件为加热，加热下可反应，另外加热硫酸，氢离子浓度变化，可知影响的因素为温度和氢离子浓度，故答案为：ac；（3）0.1mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2?xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，由质量守恒可知还原性气体为CO，反应的化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g），则2mol氯气反应放出的热量为 4.28kJ=85.6kJ，所以热化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=﹣85.6kJ?mol﹣1 ， 故答案为：2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=﹣85.6kJ?mol﹣1；（4）电解时，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，因存在2CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O，则分离后含铬元素的粒子是CrO42﹣、Cr2O72﹣ ， 阴极发生还原反应生成氢气和NaOH，故答案为：在直流电场作用下，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液；CrO42﹣、Cr2O72﹣；NaOH和H2 ．
【分析】Ⅰ．（1）固体混合物含有Al（OH）3、MnO2 ， 加入NaOH溶液，过滤，可得到滤液A为NaAlO2 ， 通入二氧化碳，生成B为Al（OH）3 ， 固体C为Al2O3 ， 电解熔融的氧化铝可得到Al；固体D为MnO2 ， 加热条件下与浓盐酸反应可生成氯气；（2）题中涉及因素有温度和浓度；（3）0.1mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2?xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，由质量守恒可知还原性气体为CO，反应的化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g），以此可计算反应热并写出热化学方程式；Ⅱ．（4））电解时，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极移动，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH，以此解答该题．
4.【2017年高考江苏卷】铝是应用广泛的金属．以铝土矿（主要成分为Al2O3 ， 含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀．
（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为________．
（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________?（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3 ， 电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________．
（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示．阳极的电极反应式为________，阴极产生的物质A的化学式为________．
（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN．在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是________．
【答案】（1）Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O（2）减小（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑；H2（5）NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
【解析】解:（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O，故答案为：Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O；（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，与NaAlO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，碱性为OH﹣＞AlO2﹣＞CO32﹣ ， 可知溶液的pH减小，故答案为：减小；（3）“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3 ， 电解过程中作阳极的石墨易消耗，因石墨电极被阳极上产生的O2氧化，故答案为：石墨电极被阳极上产生的O2氧化；（4）由图可知，阳极反应为4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2 ， 故答案为：4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑；H2； （5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN．在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜，故答案为：NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜．
【分析】以铝土矿（主要成分为Al2O3 ， 含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝，由流程可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al（OH）3 ， 过滤II得到Al（OH）3 ， 灼烧生成氧化铝，电解I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解II为电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气，以此来解答．
5.纯碱是重要的化工原料，在医药、冶金、化工、食品等领域被广泛使用．
（1）工业生产纯碱的第一步是除去饱和食盐水的中Mg2+、Ca2+离子，从成本角度考虑加入试剂的化学式为________、________． 某实验小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱，流程如图1：已知：几种盐的溶解度
NaCl
NH4HCO3
NaHCO3
NH4Cl
溶解度（20°C，100gH2O时）
36.0
21.7
9.6
37.2
（2）①写出装置I中反应的化学方程式________． ②从平衡移动角度解释该反应发生的原因________．③操作①的名称是________．
（3）写出装置II中发生反应的化学方程式________．
（4）请结合化学用语说明装置III中加入磨细的食盐粉及NH3的作用．________
（5）该流程中可循环利用的物质是________
（6）制出的纯碱中含有杂质NaCl，为测定其纯度，下列方案中不可行的是________． a．向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液，测生成CaCO3的质量b．向m克纯碱样品中加入足量稀H2SO4 ， 干燥后测生成气体的体积c．向m克纯碱样品中加入足量AgNO3溶液，测生成沉淀的质量．
【答案】（1）Ca（OH）2；Na2CO3（2）NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl；在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣ ， CO2+H2O?H2CO3?H++HCO3﹣ ， OH﹣与H+结合生成水，促进两平衡正向移动，使溶液中的NH4+和HCO3﹣浓度均增大，由于NaHCO3溶解度小，因此HCO3﹣与Na+结合生成NaHCO3 ， 固体析出使得反应发生；过滤（3）2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑（4）在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣ ， 存在平衡NH4Cl（s）?NH4++Cl﹣ ， 通入氨气增大NH4+的浓度，加入磨细的食盐粉，增大Cl﹣的浓度，使上述平衡逆向移动，促使氯化铵结晶析出（5）氯化钠和二氧化碳（6）c
【解析】解：（1）工业上除去Mg2+用含有OH﹣的可溶性碱、除去Ca2+用含有CO32﹣的可溶性盐，且这两种试剂必须价格低廉，除去镁离子用氢氧化钙、除去钙离子用碳酸钠，故答案为：Ca（OH）2；Na2CO3；（2）①NaCl、CO2、NH3、H2O发生反应生成NaHCO3和NH4Cl，反应方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl，故答案为：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl； ②在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣ ， CO2+H2O?H2CO3?H++HCO3﹣ ， OH﹣与H+结合生成水，促进两平衡正向移动，使溶液中的NH4+和HCO3﹣浓度均增大，由于NaHCO3溶解度小，因此HCO3﹣与Na+结合生成NaHCO3 ， 固体析出使得反应发生，故答案为：在溶液中存在下述两种平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣ ， CO2+H2O?H2CO3?H++HCO3﹣ ， OH﹣与H+结合生成水，促进两平衡正向移动，使溶液中的NH4+和HCO3﹣浓度均增大，由于NaHCO3溶解度小，因此HCO3﹣与Na+结合生成NaHCO3 ， 固体析出使得反应发生；③分离沉淀和溶液采用过滤方法，所以该操作名称是过滤，故答案为：过滤；（3）受热条件下，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑，故答案为：2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑；（4）在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣ ， 氯化铵存在溶解平衡，增大离子浓度抑制其溶解，所以在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣ ， 存在平衡NH4Cl（s）?NH4++Cl﹣ ， 通入氨气增大NH4+的浓度，加入磨细的食盐粉，增大Cl﹣的浓度，使上述平衡逆向移动，促使氯化铵结晶析出，故答案为：在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣ ， 存在平衡NH4Cl（s）?NH4++Cl﹣ ， 通入氨气增大NH4+的浓度，加入磨细的食盐粉，增大Cl﹣的浓度，使上述平衡逆向移动，促使氯化铵结晶析出；（5）装置III中从母液中能分离出氯化钠，装置II中得到二氧化碳，装置I中需要二氧化碳和氯化钠，所以能循环利用的是氯化钠和二氧化碳，故答案为：氯化钠和二氧化碳；（6）a．只有氯化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙，根据碳酸钙的量计算碳酸钠的量，所以该方案可以，故a不选；b．只有碳酸钠能和稀硫酸反应生成二氧化碳，根据二氧化碳的量计算碳酸钠的量，所以该方案可以，故b不选；c．碳酸根离子和氯离子都能和银离子反应生成白色沉淀，无法计算碳酸钠的量，所以该方案不可以，故c选；故选c．
【分析】（1）工业上除去Mg2+用含有OH﹣的可溶性碱、除去Ca2+用含有CO32﹣的可溶性盐，且这两种试剂必须价格低廉；（2）①NaCl、CO2、NH3、H2O发生反应生成NaHCO3和NH4Cl；②酸和碱反应生成盐和水而相互促进溶解，且NaCl的溶解度大于碳酸氢钠，溶解度大的物质向溶解度小的物质转化；③分离沉淀和溶液采用过滤方法；（3）受热条件下，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水；（4）在母液中含有大量的NH4+和Cl﹣ ， 氯化铵存在溶解平衡，增大离子浓度抑制其溶解；（5）从母液中能分离出氯化钠，装置II中得到二氧化碳，装置I中需要二氧化碳和氯化钠；（6）a．只有氯化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙，根据碳酸钙的量计算碳酸钠的量；b．只有碳酸钠能和稀硫酸反应生成二氧化碳，根据二氧化碳的量计算碳酸钠的量；c．碳酸根离子和氯离子都能和银离子反应生成白色沉淀．
6.氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法，其生产流程如图1所示：
（1）该流程中可以循环的物质是________．
（2）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，得到精制饱和食盐水．①第一次精制过程中所加除杂试剂顺序不合理的是________A．BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl??????????? B．BaCl2、Na2CO3、NaOH、HClC．NaOH、BaCl2、Na2CO3、HCl???????????? D．Na2CO3、BaCl2、NaOH、HCl②一次精制后的食盐水仍会有少量的Ca2+、Mg2+ ， 需要送入阳离子交换塔进行二次精制，若不经过二次精制，直接进入离子膜电解槽，这样会产生什么后果________．
（3）图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成），则A处产生的气体是________，F电极的名称是________．电解总反应的离子方程式为________．
（4）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8%～9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为________．
（5）已知在电解槽中，每小时通过1A的直流电理论上可以产生1.492g的烧碱，某工厂用300个电解槽串联生产8h，制得32%的烧碱溶液（密度为1.342t/m3）113m3 ， 电解槽的电流强度1.45×104A，该电解槽的电解效率为________（保留两位小数）．
【答案】（1）氯化钠、氢氧化钠（2）D；用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+ ， 碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜（3）H2；阳极；2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣（4）Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl（5）93.45%
【解析】解：（1）根据工艺流程图结中用到的原料以及产物，可以知道氯化钠、氢氧化钠是可以循环使用的，故答案为：氯化钠、氢氧化钠；（2）①先加入足量的NaOH，除去镁离子；然后加入过量BaCl2 ， 除去SO42﹣、CO32﹣；再加入过量Na2CO3 除去Ca2+和过量的Ba2+；过滤后，滤液中加入过量的盐酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氢氧化钠中的氢氧根，最后加热除去剩余的氯化氢，也可先加BaCl2 ， 再加入NaOH，但应保证，最后依次加入Na2CO3、HCl，为了将多余的杂质除掉，碳酸钠必须放在氯化钡的后面，故D错误，故答案为：D；②处理后的盐水中还含有少量杂质离子Mg2+、Ca2+ ， 碱性条件下会生成沉淀，对装置中的交换膜产生影响，故答案为：用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+ ， 碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜；（3）电解池中，阳离子钠离子移向阴极，所以B是电源的负极，A是正极，E是阳极，在阴极上产生的是氢气，电解饱和食盐水的原理方程式为：2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣ ， 故答案为：H2；阳极；2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH﹣；（4）氯气具有氧化性，能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，即Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl，故答案为：Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl；（5）烧碱溶液质量为1.342×103kg/m3×113m3=1.516×105kg，m（NaOH）=1.516×105kg×32%=4.85×104kg，则理论上需要电流量为 =3.252×107A，则实际上耗电量为1.45×104A×8×300=3.48×107A，该电解槽的电解效率为 ×100%=93.45%，故答案为：93.45%．
【分析】（1）根据工艺流程图结合电解工艺的原料以及产物知识来判断；（2）①除去钙离子选用碳酸钠溶液、除去镁离子选用氢氧化钠溶液、除去硫酸根离子选用氯化钡溶液，为了保证将杂质除尽，所加试剂必须过量，为了不引进新的杂质，应该先加入氢氧化钠，然后加入氯化钡，再加入碳酸钠，最后加热盐酸；加入的每种试剂必须过量，保证将所有杂质都能除去，反应完采用加热方法，除去剩余的氯化氢；②根据处理后的盐水中还含有少量杂质离子对装置的影响角度来回答；（3）电解池中，阳离子移向阴极，根据电极反应确定产物，根据电解池的工作原理来书写方程式；（4）氯气具有氧化性，能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠；（5）计算生成NaOH的质量，根据理论耗电量和实际耗电量计算．
7.氨气是一种重要的化工产品，工业上可以按照下图所示流程生产氨气：
（1）原料气之一氮气的工业制取方法是________，写出氨气的工业用途（任答一点）________．
（2）写出合成塔中发生的反应的化学反应方程式________．在冷却塔中对混合气体进行冷却，冷水的入口________（答m或n）．
（3）设备C的作用________．其分离器中的过程对整个工业合成氨的意义________．（试结合平衡移动原理回答）
（4）在原料气制备过程中混有 CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的 CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过80%，则起始物中c（H2O）：c（CO）不低于________（精确到小数点后一位）．
【答案】（1）分离液态空气；作制冷剂或制硝酸可制氮肥（2）N2+3H2 ?2NH3；n（3）将生成的液态氨气与未反应的原料气分离；氨气不断被液化分离，减小氨气的浓度，促使平衡不断正向移动，提高原料的利用率（4）5.9
【解析】解：（1）空气中的近五分四的是氮气，所以工业上用分离液态空气的方法得到氮气，氨气可以作制冷剂或制硝酸可制氮肥，故答案为：分离液态空气；作制冷剂或制硝酸可制氮肥；（2.）工业合成氨中合成塔中的反应为氮气和氢气在高温高压条件下生成氨气，反应方程式为N2+3H2 ?2NH3 ， 采用逆流的方式冷却效果好，所以冷水从n处进入，故答案为：N2+3H2 ?2NH3；n；（3.）设备C是分离塔，将生成的液态氨气与未反应的原料气分离，氨气不断被液化分离，减小氨气的浓度，促使平衡不断正向移动，提高原料的利用率，故答案为：将生成的液态氨气与未反应的原料气分离；氨气不断被液化分离，减小氨气的浓度，促使平衡不断正向移动，提高原料的利用率；（4.）设开始CO为amol/L，H2O为bmol/L，
CO（g）
+
H2O（g）
?
CO2（g）
+
H2（g）
a
b
0.2a
b﹣0.8a
0.8a
0.8a
根据K= ?= ?=0.627，所以b：a=5.9，所以起始物中c（H2O）：c（CO）不低于5.9，故答案为：5.9．
8.工业生产玻璃会产生大量的窑炉气（含SO2和氮氧化物等）．为减少环境污染，某工厂生产玻璃与处理窑炉气的工艺流程如下：
（1）生产普通硅酸盐玻璃的主要原料是石英砂、________?和石灰石。其中，石灰石参与的反应方程式是________?。
（2）窑炉气中的SO2一部分来源于原料中添加剂Na2SO4的热分解，该反应方程式为________?；氮氧化物主要源于空气中N2与O2的反应，该类气体在高温下基本无色，随温度的降低逐渐偏向红棕色，原因是________?。
（3）“脱硫塔”中反应形成的灰分，除亚硫酸钠和氮的含氧酸盐外，主要还有________?；用于喷雾的火碱溶液应选用软化水配制，原因是________?。
（4）在“脱硝装置”中，催化剂设计成蜂窝而韭平板状结构.原因是________?。氧气在脱硝过程中的作用是________?
（5）净化气的主要成分是________ .
【答案】（1）纯碱；SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑（2）2Na2SO4 2Na2O + 2SO2↑ + O2↑；NO与O2反应生成红棕色NO2 ， 且该反应为放热反应（3）?Na2CO3和Na2SO4；减少不溶或微溶盐的生成，避免堵塞喷头（4）增大催化剂的表面积，加快反应速率；作为还原剂使氮氧化物转变为氮气（5）N2和H2O
【解析】（1）生产玻璃的原料是纯碱、石英和石灰石，碳酸钙可以和二氧化硅之间发生反应生成硅酸钙和二氧化碳，反应方程式为：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑， 故答案为：纯碱；SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑；（2）窑炉气中的SO2一部分来源于原料中添加剂Na2SO4的热分解，根据化合价变化可知还会生成氧气和氧化钠，该反应方程式为：2Na2SO4═2Na2O+2SO2↑+O2↑；氮氧化物主要源于空气中N2与O2的反应，该类气体在高温下基本无色，随温度的降低逐渐偏向红棕色，生成的气体为NO，NO与氧气反应生成二氧化氮，且该反应为放热反应，故答案为：2Na2SO4═2Na2O+2SO2↑+O2↑；NO与O2反应生成红棕色NO2 ， 且该反应为放热反应；（3）根据生成原理可知灰分中除亚硫酸钠和氮的含氧酸盐外，还含有Na2CO3和Na2SO4；减少不溶或微溶盐的生成，避免堵塞喷头，则用于喷雾的火碱溶液应选用软化水配制，故答案为：Na2CO3和Na2SO4；减少不溶或微溶盐的生成，避免堵塞喷头；（4）在“脱硝装置”中，催化剂设计成蜂窝而非平板状结构，可增大催化剂的表面积，加快反应速率，故答案为：增大催化剂的表面积，加快反应速率．
【分析】（1）普通硅酸盐玻璃的主要原料为石英砂、纯碱和石灰石；碳酸钙与二氧化硅在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳气体；（2）硫酸钠分解生成二氧化硫，结合化合价变化判断反应产物，然后写出反应的化学方程式；根据NO与O2反应生成红棕色NO2 ， 该反应为放热反应分析；（3）根据生成普通硅酸盐玻璃的主要原料分析；根据硬水会生成不溶物堵塞喷头分析；（4）根据催化剂表面积大小对反应速率的影响分析．
9.从废旧液晶显示器的主材 ITO（主要成分是含铟、锡的氧化物）回收铟和锡，流程示意图如下。
资料：
物质
铟（In）
锡（Sn）
周期表位置
第五周期、第IIIA族
第五周期、第IVA族
颜色、状态
银白色固体
银白色固体
与冷酸作用
缓慢反应
缓慢反应
与强碱溶液
不反应
反应
（1）为了加快步骤①的反应速率，可以采取的措施有________（至少答两点）。
（2）步骤①中铟的氧化物转化成In3+的离子方程式是________。
（3）步骤②中加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+ ， 根据所给资料分析其原因是________。
（4）步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是________。
（5）下图是模拟精炼铟的装置图，请在方框中填写相应的物质。________
【答案】（1）增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎（2）In2O3+6H+=2In3++3H2O（3）同周期主族元素从左向右原子半径减小，金属性减弱（还原性减弱）（4）除去a、b两种滤渣中的锡和锌（5）
【解析】（1）加快反应速率，可采用增大反应物浓度，升温或增大固体与液体的接触面积等方法。故答案为：增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎；（2）向废料中加盐酸，铟、锡的氧化物溶解生成In3+、Sn2+ ， 则铟的氧化物中In为+3价，其氧化物的化学式为In2O3。氧化物转化成In3+ ， 离子方程式是In2O3+6H+=2In3++3H2O；（3）根据表格资料可知，In与Sn为同周期元素。同周期主族元素从左向右原子半径减小，金属性减弱（还原性减弱），则In金属性强于Sn。向溶液中加入过量的In，In能够与Sn2+反应生成Sn。（4）流程分析：步骤①酸浸，加盐酸将铟、锡的氧化物溶解，得到含In3+、Sn2+的滤液。步骤②，加入过量的In，In与Sn2+反应置换出Sn，生成In3+ ， 过滤，滤渣a的主要成分为Sn和未反应完的In，滤液为In3+溶液。步骤③，向滤液中加入过量的Zn，Zn与In3+反应置换出In，过滤所得滤渣b的主要成分为In和未反应完的Zn。步骤⑤，向滤渣b中加入过量的NaOH溶液，In与NaOH不反应，Zn与NaOH反应生成易溶于水的ZnO22- ， 实现Zn与In分离。步骤④，向滤渣a中加入过量NaOH溶液，Sn与NaOH反应，而In不反应，则达到使Sn和In分离的目的。根据上述分析，步骤④和⑤加入NaOH溶液的目的为除去a、b两种滤渣中的锡和锌。（5）精炼In，可以联想精炼Cu的装置。将粗In(99.000％)作阳极；纯In作阴极；电解质溶液为含In3+的溶液，装置图可表示为： 。
【分析】（1）影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂、接触面积等。原料预处理时金属及其化合物通常用酸来溶解。（2）金属氧化物与酸反应生成盐和水。（3）还原性强的金属可以将还原性弱的物质从盐溶液中置换出来。（4）能溶于强碱的金属有铝、锌、锡。（5）电解精炼中纯铟作阴极材料，粗铟做阳极材料。?
10.我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出的贡献．如图是某厂应用“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程图，据图回答：
（1）上述流程图中，可循环利用的物质是________；
（2）流程Ⅰ后过滤所得滤液中含有的溶质有________．
（3）流程Ⅱ先通入氨气，再通入二氧化碳．如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低．这是因为________．
（4）用一个化学反应方程式表示出流程Ⅱ中发生的总反应________．
（5）工业生产纯碱的流程中，碳酸化时溶液中析出碳酸氢钠而没有析出氯化铵的原因是________．
【答案】（1）水、二氧化碳（2）氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠（3）氨气的水溶液是碱性，更易吸收二氧化碳（4）N aCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3+NH4Cl（5）在该温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小
【解析】解：（1）在流程中能够回收再利用的物质是水和二氧化碳； 故答案为：水、二氧化碳；（2）过量的氢氧化钙与氧化镁生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，过量碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，与氢氧化钙生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以滤液的溶质主要有氯化钠、过量的碳酸钠和生成的氢氧化钠；故答案为：氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠；（3）氨气溶于水显碱性，更有利于吸收二氧化碳；故答案为：氨气的水溶液是碱性，更易吸收二氧化碳；（4）根据流程，氯化钠、水、二氧化碳、氨气反应生成碳酸氢钠和氯化铵，所以发生的方程为：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3+NH4Cl；故答案为：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3+NH4Cl；（5）工业生产纯碱的流程中，碳酸化时溶液中析出碳酸氢钠而没有析出氯化铵的原因是在该温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小；故答案为：在该温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小．
【分析】（1）根据流程图分析可得循环物质；（2）根据除杂过程与反应分析溶质的成分；（3）氨气溶于水显碱性，有利于二氧化碳的吸收；（4）根据反应物生成物结合流程写方程；（5）根据该温度下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵小．
11.三聚氰胺（化学式：C3N6H6）是一种非食品类的重要有机化工原料、广泛用于塑料、造纸、建材等行业．如图是我国科技工作者研制的以尿素为原料生产三聚氰胺的工艺﹣﹣﹣﹣“常压气相一步法联产纯碱新技术”： 已知：①尿素的熔点是132.7℃，常压下超过160℃即可分解；②三聚氰胺的熔点是354℃，加热易升华，微溶于水；③以尿素为原料生产三聚氰胺的原理是：6CO（NH2）2 C3N6H6+6NH3+3CO2请回答：
（1）尿素是一种常用含氮量最高的化肥，其氮元素的质量百分数为________，在实验室使其熔化的容器名称叫________．
（2）写出各主要成份的化学式：产品2________、X________；
（3）联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为________．
（4）工业上合成尿素的化学反应方程式为________（反应条件可以不写）．
（5）为了使母液中析出更多的产品2，常用的方法是________ A．加入固体NaCl?? B．加入固体NaHCO3?? C．通入CO2气体?? D．通入NH3
（6）若生产过程中有4%的尿素损耗，每吨尿素可生产三聚氰胺________吨．（精确到0.001）
【答案】（1）46.67%；坩埚（2）NH4Cl；CO2（3）CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3（4）CO2+2NH3→CO（NH2）2+H2O（5）A、D（6）0.336
【解析】解：（1）尿素的分子式CO（NH2）2 ， 氮元素的质量分数为： ×100%=46.67%；在实验室熔化尿素需要在坩埚中进行； 故答案为：46.67%；坩埚；（2）根据生产流程，分离器中分离出产品1三聚氰胺；联氨系统沉淀池中加入饱和食盐水和二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，母液主要是氯化铵溶液，利用母液得到产品2氯化铵；X是能够循环利用的二氧化碳；故答案为：NH4Cl；CO2；（3）由于联氨系统沉淀池中，加入饱和食盐水和二氧化碳，大大降低了碳酸氢钠的溶度积，析出碳酸氢钠晶体，所以联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为：CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3；故答案为：CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3；（4）工业上合成尿素的化学反应方程式为：CO2+2NH3→CO（NH2）2+H2O，故答案为：CO2+2NH3→CO（NH2）2+H2O；（5）根据反应CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3 ， 要从母液中析出更多的碳酸氢钠，可以向溶液中加入氯化钠或者通入二氧化碳气体；故选A、D；（6）设生成x吨三聚氰胺，根据方程：
6CO（NH2）2
C3N6H6+6NH3+3CO2
6×60
126
?1t（1﹣4%）
x
则有：360x=（1﹣4%）×126t，解得x=0.336t；故答案为：0.336
【分析】（1）根据尿素的分子式CO（NH2）2计算出氮元素的质量分数；实验室熔化尿素需要在坩埚中进行；（2）根据生产流程分析；（3）联氨系统沉淀池中，加入饱和食盐水和二氧化碳，大大降低了碳酸氢钠的溶解度，析出碳酸氢钠晶体；（4）工业上用二氧化碳和氨气反应来制取尿素；（5）根据方程式判断；（6）设出三聚氰胺的质量，然后根据反应原理计算出三聚氰胺的质量．
12.联碱法（候氏制碱法）和氨碱法的生产流程简要表示如下图：
（1）沉淀池中发生反应的化学方程式为________；
（2）X是________，Y是________（填化学式）；
（3）从理论上分析，在氨碱法生产过程中________（填“需要”、“不需要”）补充氨气，从原料到产品，氨碱法总反应过程用化学方程式表示，可写为________；
（4）根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是________； a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小??? b．通入氨气目的是使氯化铵更多析出c．加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度，促进碳酸氢钠结晶析出
（5）相比于氨碱法，指出联碱法的一项优点________．
【答案】（1）NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl（2）CO2；NH3（3）不需要；CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2（4）b（5）不产生无用的CaCl2（或提高了食盐的转化率，或原料利用率高等）
【解析】解：（1）依据流程图分析可知，生产流程联碱法和氨碱法生产流程中沉淀池中发生的反应是氨气、二氧化碳、水、氯化钠反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，所以反应的化学方程式为：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl，故答案为：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；（2）联碱法生产流程图中分析循环Ⅱ中是碳酸氢钠分解生成的二氧化碳气体；氨碱法的生产流程中循环Ⅰ是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与铵盐反应生成的氨气可以循环使用，故答案为：CO2；NH3；（3）从理论上分析，氨碱法生产过程中，母液中加入氧化钙反应生成氢氧化钙会和铵盐生成氨气，反应过程中氨气转化为铵盐，铵盐转化为氨气，氨气循环使用，不需要补充氨气；反应过程为NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；CaCO3═CaO+CO2↑；CaO+H2O═Ca（OH）2；Ca（OH）2+2NH4Cl═CaCl2+2NH3↑+2H2O；2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2↑合并得到总化学方程式为：CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2 ， 故答案为：不需要；CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2；（4）联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程中； a、常温时氯化铵的溶解度比氯化钠大，故a错误；b、通氨气作用有增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出和使NaHCO3转化为Na2CO3 ， 提高析出的NH4Cl纯度，故b正确；c、加入食盐细粉目的是提高Cl﹣的浓度，促进氯化铵结晶析出，故c错误；故答案为：b；（5）从两个过程需要的原理和循环利用分析氨价法循环利用氨气时加入的氧化钙在反应过程中 会最终生成无用的氯化钙，联碱法反应过程中最终生成氯化铵可以做氮肥；故答案为：不产生无用的CaCl2（或提高了食盐的转化率，或原料利用率高等）．
【分析】（1）依据生产流程联碱法和氨碱法生产流程中沉淀池中发生的反应是氨气、二氧化碳、水、氯化钠反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵；（2）联碱法生产流程图中分析循环Ⅱ中是碳酸氢钠分解生成的二氧化碳气体；氨碱法的生产流程中循环Ⅰ是氧化钙和水反应生成氢氧化钙与铵盐反应生成的氨气；（3）氨碱法生产过程中，母液中加入氧化钙反应生成氢氧化钙会和铵盐生成氨气，反应过程中氨气转化为铵盐，铵盐转化为氨气，氨气循环使用，不需要补充氨气；（4）a、常温时氯化铵的溶解度比氯化钠大；b、向母液中通氨气作用有增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出和使NaHCO3转化为Na2CO3 ， 提高析出的NH4Cl纯度；c、加入食盐细粉目的是提高Cl﹣的浓度，使氯化氨析出；（5）综合分析两个过程的流程图和生成产物，及过程中循环利用的特征分析判断．
13.工业上以N2、H2为原料抽取硝酸铵的流程如图1所示．
回答下列问题：
（1）氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果________；
（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是________，吸收塔中还需补充空气的目的是________；
（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，检测的简单方法为________；
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，此时H2的转化率为________；
（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图2所示）．温度较低时以生成________为主，900℃时发生主要反应的化学方程式为________，当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是________；
（6）若N2、H2合成氨时，H2的转化率为60%，NH3催化氧化制HNO3时的损失20%的氨，其它环节的损失忽略不计．则10tH2最多可以制取________．
【答案】（1）压碎催化剂，缩短催化剂寿命（2）增大气液接触面积；可使NO全部转化成HNO3（3）用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处（4）50%（5）N2；4NH3+5O2 ?4NO+6H2O；生成NO的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO的产率下降（6）71.1t
【解析】解：（1）氨合成反应是气体体积减小的放热反应，在氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是压碎催化剂，缩短催化剂寿命， 故答案为：压碎催化剂，缩短催化剂寿命；（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是增大气液接触面积，吸收塔中还需补充空气的目的是可使NO全部转化成HNO3 ， 故答案为：增大气液接触面积；可使NO全部转化成HNO3；（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，由于氨气的水溶液显碱性，会使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，所以用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处，故答案为：用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处；（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，假设反应的N2的体积是x，则反应的氢气的体积是3x，反应产生的NH3的体积是2x，此时H2的物质的量是（3﹣3x），N2是（2﹣x），所以2x÷[2x+（3﹣3x）+（2﹣x）]=25%，解得x=0.5，所以此时H2的转化率为（3×0.5）÷3=50%，故答案为：50%；（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物，根据图示可知，在温度较低时以生成N2为主，900℃时氨气被氧化产生NO，发生主要反应的化学方程式为4NH3+5O2 ?4NO+6H2O；当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是生成NO的反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使反应物NH3转化率下降，故答案为：N2；4NH3+5O2 ?4NO+6H2O；生成NO的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO的产率下降；??? （6）N2、H2合成氨时，N2+3H2 ?2NH3；H2的转化率为60%，10tH2的物质的量是n（H2）=5×106mol；合成氨气的物质的量是n（NH3）=5×106mol×60%×2/3=2×106mol；假设用于催化氧化制HNO3的氨的物质的量是x，由于氨的损失20%，所以产生的硝酸的物质的量是（1﹣20%）x，与硝酸反应的氨的物质的量是（1﹣20%）x，（1﹣20%）x+x=2×106mol，x=1.11×106mol，反应产生的硝酸铵的质量是m（NH4NO3）=（1﹣20%）x×80g/mol=1.11×106mol×80%×80g/mol=71.1×106g=71.1吨，故答案为：71.1．
【分析】（1）氨合成反应是气体体积减小的放热反应，在氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是压碎催化剂，缩短催化剂寿命；（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是增大气液接触面积，吸收塔中还需补充空气的目的是可使NO全部转化成HNO3；（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，由于氨气的水溶液显碱性，会使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，所以用湿润的红色石蕊试纸检测；（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，假设反应的N2的体积是x，则反应的氢气的体积是3x，反应产生的NH3的体积是2x，按照三段法计算转化率；（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物，根据图示可知，在温度较低时以生成N2为主，900℃时氨气被氧化产生NO，发生主要反应的化学方程式为4NH3+5O2 ?4NO+6H2O；当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是生成NO的反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使反应物NH3转化率下降；（6）N2、H2合成氨时，N2+3H2 ?2NH3 ， 根据上述分析利用化学方程式计量数计算，详细见解答．
16.海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料．下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：
（1）由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为（写化学式）________．
（2）①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是________（写2条），电解饱和食盐水的化学反应方程式为________． ②制取MgCl2的过程中涉及反应：MgCl2?6H2O MgCl2+6H2O，该反应要在HCl气氛中进行，原因是________．
（3）苦卤中通入Cl2置换出Br2 ， 吹出后用SO2吸收，写出用SO2吸收发生的离子方程式________，由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为________．
（4）也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出．该反应的离子方程式是________；最后再用H2SO4处理得到Br2 ， 之后加入CCl4进行Br2的萃取，最终用________方法得到单质Br2 ．

【答案】（1）BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl（2）阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯；2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH；防止MgCl2水解（3）Br2+SO2+2H2O=2Br﹣+4H++SO42﹣；Cl2＞Br2＞SO2（4）3Br2+3CO32﹣═5Br﹣+BrO﹣3+3CO2↑；蒸馏
【解析】解：（1）除去粗盐中的可溶性杂质：SO42﹣、Mg2+、Ca2+ ， 加入过量BaCl2（去除硫酸根离子）：SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓；可以加入过量NaOH（去除镁离子）：Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓，加入过量Na2CO3（去除钙离子的多余的钡离子）：Ca2++CO32﹣=CaCO3↓，最后加适量盐酸，盐酸与过量NaOH溶液和过量Na2CO3溶液发生反应，离子方程式为：H++OH﹣═H2O，CO32﹣+2H+═H2O+CO2↑，从而除掉过量的OH﹣、CO32﹣；碳酸钠必须加在氯化钡之后，否则过量的钡离子无法除去， 故答案为：BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl；（2）①阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电解电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯，电解饱和食盐水的方法制备氯气，阳极，溶液中氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，2Cl﹣﹣2e=Cl2↑，阴极，溶液中氢离子得到电子发生还原反应，生成氢气，2H++2e﹣═H2↑，总的化学方程式为：2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH，故答案为：阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯；2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH；②氯化镁在水中乙发生水解，为抑制水解，氯化镁晶体应在氯化氢气流中脱水，故答案为：防止MgCl2水解；（3）溴有氧化性，二氧化硫有还原性，在水溶液里，二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸，反应方程式为：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 ， 离子反应为：Br2+SO2+2H2O=2Br﹣+4H++SO42﹣ ， 在自发进行的氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，氧化剂氧化性大于氧化产物，Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣中还原性 Br﹣＞Cl﹣ ， SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr中还原性SO2＞Br﹣ ， 所以还原性强弱顺序是 SO2＞Br﹣＞Cl﹣ ， 则氧化性强弱顺序为：Cl2＞Br2＞SO2 ， 故答案为：Br2+SO2+2H2O=2Br﹣+4H++SO42﹣；Cl2＞Br2＞SO2；（4）吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出，反应的离子方程式为：3Br2+3CO32﹣═5Br﹣+BrO﹣3+3CO2↑，生成溴化钠和溴酸钠，最后再用H2SO4处理得到Br2 ， 说明溴离子和溴酸根离子在酸溶液中发生氧化还原反应生成溴单质，反应的离子方程式为：5Br﹣+BrO3﹣+6H+=3Br2+3H2O，加入CCl4进行Br2的萃取最后通过蒸馏操作分离得到溴单质，故答案为：3Br2+3CO32﹣═5Br﹣+BrO﹣3+3CO2↑；蒸馏．
【分析】（1）粗盐中的SO42﹣ ， 用氯化钡除去，Mg2+加入过量NaOH除去；Ca2+加Na2CO3溶液，既可以除去溶液中的钙离子，还可以出去溶液中多余的钡离子；过滤后用盐酸除去过量的氢氧根离子、碳酸根离子，碳酸钠必须放在氯化钡溶液之后；（2）①电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极，发生失电子的氧化反应；阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子不能通过；电解饱和食盐水的方法制备氯气，阳极，溶液中氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极，溶液中氢离子得到电子发生还原反应，生成氢气；②氯化镁失水发生水解生成氢氧化镁沉淀，为防止水解应在氯化氢气流中加热脱水；（3）溴有氧化性，二氧化硫有还原性，在水溶液里，二氧化硫和溴发生氧化还原反应；在自发进行的氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性；（4）吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出，生成溴化钠和溴酸钠，在酸溶液中会反应归中反应生成溴单质，溴单质在四氯化碳中溶解后分液通过蒸馏方法分离的溴单质．

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