时，Sn完全沉淀，Fe不沉淀。
(3)溶液中得到晶体，需要对溶液进行加热蒸发浓缩、结晶析出、过滤洗涤等，所以操作Ⅳ的顺序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。
(4)冰水温度低，物质溶解度减小，可以洗去沉淀表面的杂质离子，减少绿矾溶解带来的损失。
(5)①高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化橡胶管，不能用碱式滴定管，应用酸式滴定管。
②滴定实验达到终点时，滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。
③由题意知： 2＋－＋3＋2＋
5Fe ＋ MnO4＋8H===5Fe＋Mn＋4H2O 5 1
n(Fe2＋) 0.010 00 mol·L－1×0.02 L
2＋
所以n(Fe)＝0.001 mol，
2502＋
则250 mL溶液中n(Fe)＝0.001 mol×＝0.01 mol，
25
－1
则FeSO4·7H2O物质的量为0.01 mol，质量为0.01 mol×278 g·mol＝2.78 g，质量2.78 g分数为×100%≈97.5%。
2.85 g
2＋2＋2＋
[答案] (1)AD (2)除去溶液中的Sn，并防止Fe被氧化 防止 Fe生成沉淀 (3)蒸发浓缩 过滤洗涤
(4)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗
(5)①酸式滴定管 ②滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色 ③97.5%
1.(2015·江西南昌高三第一次调研)从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺
如下：
2＋2＋
已知：①铬渣含有Na2SO4及少量CrO、Fe；
3＋3＋－1
②Fe、Cr完全沉淀(c≤1.0×10mol·L)时pH分别为3.6和5。 (1)“微热”除能加快反应速率外，同时还可以__________________________________，滤渣A为________(填化学式)。
(2)根据溶解度(S)～温度(T)曲线，操作B的最佳方法为________(填字母序号)。
2－27－5
3＋
A．蒸发浓缩，趁热过滤
B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤
2－2－3＋
(3)酸化后Cr2O7可被SO3还原成Cr，离子方程式为___________________________；
酸C为______________，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]＝____________。
2－＋2－
(4)根据2CrO4＋2HCr2O7＋H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的________极，其电极反应式为____________________________。
3＋3＋
解析：(1)由信息知pH约3.6时可除去Fe，加热促进Fe水解，滤渣A是Fe(OH)3沉淀。(2)由图像知Na2SO4的溶解度在45 ℃左右最大，而Na2Cr2O7的溶解度随温度的升高不断变大，所以蒸发浓缩后趁热过滤可
2－3＋2－
得到Na2SO4固体。(3)该反应的氧化剂是Cr2O7，还原产物是Cr，还原剂是SO3，氧
2－2－2－
化产物是SO4，由得失电子守恒可知n(Cr2O7)∶n(SO3)＝1∶3，最后根据质量守恒和电荷
3＋
守恒配平。为了不引入其他杂质，应加H2SO4酸化。pH＝5时，Cr完全沉淀，c(Cr3＋)＝1.0×10－5－1－－9－13＋3－－5－93
mol·L，c(OH)＝10mol·L，Ksp[Cr(OH)3]＝c(Cr)·c(OH)＝1.0×10×(10)
－32＋
＝1.0×10。(4)由图可知Na2CrO4发生反应生成Na2Cr2O7，所以在该电极产生了大量的H，
－－
而在另一极NaOH由稀到浓可知产生了大量的OH，所以右侧电极是阳极，OH失去电子发生氧化反应生成H2O和O2，所以连接电源的正极。
3＋
答案：(1)促进Fe水解生成Fe(OH)3而除去 Fe(OH)3 (2)A
2－2－＋3＋2－－32
(3)3SO3＋Cr2O7＋8H===2Cr＋3SO4＋4H2O H2SO4 1.0×10
－－
(4)正 4OH－4e===O2↑＋2H2O
题型一 制备类工艺流程题
1．钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：
请回答下列问题：
(1)铁在元素周期表中的位置为
________________________________________________________________________。
2＋
(2)写出TiO水解的离子方程式：__________________________________。 加入过量铁粉的作用是
①________________________________________________________________； ②_______________________________________________________________。
(3)操作1的实验步骤为____________、____________、过滤。 (4)副产品主要成分的化学式为
________________________________________________________________________。
(5)写出TiO2转化成TiCl4的化学方程式：
________________________________________________________________________。
2＋
解析：(1)Fe在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。(2)根据题意可知，TiO水解时，
结合水电离出的OH生成H2TiO3。由于Fe易被氧化，故加入过量铁粉可以防止Fe被氧化
3＋2
为Fe；加入的过量铁粉还可以消耗溶解钛铁矿时多余的硫酸。(3)经过操作1得到含TiO＋
的滤液和副产品，则操作1为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(4)依据流程图及原子守恒可知副产品为硫酸亚铁晶体。(5)该反应中氯气作氧化剂，焦炭作还原剂，根据焦炭过量可以确定产物中有CO，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式即可。
2＋＋2＋
答案：(1)第四周期第Ⅷ族 (2)TiO＋2H2OH2TiO3↓＋2H 防止Fe被氧化为3＋
Fe 消耗多余的硫酸 (3)蒸发浓缩 冷却结晶 (4)FeSO4·7H2O(写成FeSO4也可)
高温
(5)2Cl2＋TiO2＋2C=====TiCl4＋2CO
2．(2015·浙江杭州第一次质量检测)高锰酸钾是常用的氧化剂。工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。如图是实验室制备KMnO4的操作流程：
KClO3和铁坩埚熔融混↓软锰矿
――→――→
KOH固体加热合物强热反应①墨绿色K2MnO4冷却倒入盛蒸馏小火加热
――→――→
熔融物水的烧杯熔融物全通CO2搅拌冷却至室温KMnO4
――→――→滤液―→ 反应②抽滤部溶解晶体
上述反应②的化学方程式：3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋MnO2＋2K2CO3。
已知： 物质 K2CO3 KHCO3 K2SO4 CH3COOK 293 K溶解度(g) 111 33.7 11.1 217 (1)反应①的化学方程式为________________________________________________。 (2)从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作依次是________(选填字母代号，下同)。 a．蒸馏 b．蒸发 c．灼烧 d．抽滤 e．冷却结晶
(3)制备过程中需要用到纯净的CO2气体。制取纯净CO2最好选择下列试剂中________。 a．石灰石 b．浓盐酸 c．稀硫酸 d．纯碱
(4)实验时，若CO2过量会生成KHCO3，导致得到的KMnO4产品的纯度降低。原因是__________________________________________________________________________。
(5)由于CO2的通入量很难控制，因此对上述实验方案进行了改进，即把实验中通CO2
改为加其他的酸。从理论上分析，选用下列酸中________，得到的产品纯度更高。
a．醋酸 b．浓盐酸 c．稀硫酸
解析：(3)因为盐酸有挥发性，稀硫酸和石灰石反应生成的硫酸钙会覆盖在石灰石上阻碍反应的进行，所以要制取纯净的二氧化碳气体，可选择纯碱和稀硫酸。(5)因为盐酸具有还原性，醋酸钾的溶解度比硫酸钾大很多，蒸发浓缩时基本上都会留在母液中，故选用醋酸，得到产品的纯度更高。
高温
答案：(1)3MnO2＋KClO3＋6KOH=====3K2MnO4＋KCl＋3H2O (2)bed (3)cd (4)KHCO3的溶解度比K2CO3小很多，滤液蒸发浓缩时KHCO3会随KMnO4一起结晶析出 (5)a
3．(2015·安徽黄山屯溪一中高三月考)铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：
－2＋2＋
回答下列问题：
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是________、________。 ②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式：
________________________________________________________________________。
2＋2＋
③煅烧如果不充分，产品中将有Fe存在，试设计实验检验产品中有无Fe：
________________________________________________________________________。 (2)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。 a．称取2.850 g绿矾(FeSO4·7H2O)产品，配成250 mL溶液； b．量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；
－1
c．用硫酸酸化的0.010 00 mol·L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①写出酸性KMnO4溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。 ②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________________[已知M(FeSO4·7H2O)＝
－1
278 g·mol]。
③滴定达到终点时锥形瓶中溶液颜色变化为_____________________________。 ④下列操作会导致样品中FeSO4·7H2O的质量分数的测定结果偏高的有________。 a．未干燥锥形瓶
b．盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗 c．滴定结束时仰视刻度线读数 d．量取待测液的滴定管没有润洗
解析：(1)①分析流程可知操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是过滤、洗涤。②在空气中煅烧FeCO3
3＋2＋
的化学方程式为4FeCO3＋O2高温,2Fe2O3＋4CO2。③Fe中存在Fe，检验方法为取固体样品少许放置试管中，加入足量稀硫酸，振荡试管，再加入几滴KMnO4溶液。如果KMnO4溶液褪
2＋
色，则有Fe。
(2)②根据反应关系式
KMnO4 ～ 5FeSO4·7H2O
－1－3－3
0.010 00 mol·L×20×10 L 1×10 mol
250 mL－3－1
×10 mol×278 g·mol
25.00 mL
则样品中FeSO4·7H2O的质量分数为
2.850 g
×100%≈97.54%。③滴定达到终点时锥形瓶中溶液颜色变化为滴加最后一滴溶液，溶液刚好由黄色变成紫红色，且半分钟内不变色。④a.未干燥锥形瓶对结果没有影响；b.盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗，造成标准液浓度偏低，消耗标准液体积偏大，结果偏高；c.滴定结束时仰视刻度线读数，标准液体积读数偏大，结果偏高；d.量取待测液的滴定管没有润洗，待测液的量偏小，结果偏低。
答案：(1)①过滤 洗涤 ②4FeCO3＋O2高温,2Fe2O3＋4CO2 ③取固体样品少许放置试管
2＋
中，加入足量稀硫酸，振荡试管，再加入几滴KMnO4溶液。如果KMnO4溶液褪色，则有Fe
2＋－＋3＋2＋
(2)①5Fe＋MnO4＋8H===5Fe＋Mn＋4H2O ②97.54% ③滴加最后一滴溶液，溶液刚好由黄色变成紫红色，且半分钟内不变色 ④bc
题型二 产品提纯类工艺流程题
1．(2015·广东六校第三次联考)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
请回答下列问题：
(1)上述流程中多次涉及过滤操作，实验室进行过滤操作时需要用到的含硅酸盐的仪器有：玻璃棒、________、________；其中玻璃棒的作用是___________________________。
3＋3＋
(2)用MnCO3能除去溶液中的Al和Fe，其原理是
________________________________________________________________________。
－45－242＋
(3)已知Ksp(CuS)＝8.4×10，Ksp(NiS)＝1.4×10；在除铜、镍的过程中，当Ni
2＋－5－12＋
恰好完全沉淀时[此时溶液中c(Ni)＝1.0×10mol·L]，溶液中Cu的浓度是
－1
________mol·L。
(4)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，其中惰性电极作阳极，铁作阴极，请写出阳极的电极反应式：_________________________________________________。
(5)下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气SO2含量的是________。(填编号) a．NaOH溶液、酚酞试液 b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液 c．碘水、淀粉溶液 d．氨水、酚酞试液
解析：(1)玻璃仪器属于含硅酸盐的仪器，过滤操作需要用到玻璃棒、烧杯、漏斗；玻
3＋3＋＋＋
璃棒的作用是引流。(2)Al和Fe都能水解，生成H和对应的氢氧化物，H与MnCO3反应，＋3＋3＋3＋3＋
H被消耗，促进Al和Fe进一步水解，最后Al和Fe形成氢氧化物沉淀。(3)Ksp(NiS)
2＋2－－24－52－
＝c(Ni)·c(S)，即1.4×10＝1.0×10×c(S)，c(S2－)＝1.4×10－19mol·L－1；Ksp(CuS)
2＋2－－45－192＋2＋－26－1
＝c(Cu)·c(S)，即8.4×10＝1.4×10×c(Cu)，c(Cu)＝6.0×10mol·L。
2－－2－－－
(4)阳极发生氧化反应，MnO4失电子转化成MnO4：MnO4－e===MnO4。(5)a、d项溶液颜色变化时不能确定溶质的成分，b、c项试剂可以准确测定SO2的含量。
＋3＋3
答案：(1)烧杯 漏斗 引流，防止液体溅出 (2)MnCO3消耗溶液中的H，促进Al和Fe＋－26水解，生成氢氧化物沉淀 (3)6.0×10
2－－－
(4)MnO4－e===MnO4 (5)bc
2．(2015·河南郑州第一次质量预测)平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末，其中含有SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量不溶于稀盐酸的物质。二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物，某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：
高考化学复习专题3 化工工艺流程题
