工艺流程图题解题技巧.pdf

学习文档 仅供参考 理综化学第十一题 化工流程题训练 1、工业流程图题做题原则：1、首先快速审题，明确实验目的，解决“干什么”2、“怎么做”：迅速把握文字材料和方框中有效信息，仔细分析每一步发生的反应及得到的产物。把产物或得到的滤液、滤渣等成分写在流程图相应位置上。3、遇到不懂的信息或问题可以跳过去，到时再说，有些提供的信息可能在问题中根本没及，有些信息则可以结合问题帮助理解。4、可以在问题中寻找一些相对独立的问题作答，节约审题时间。2、在化学工业中应考虑的问题，可以归纳如下：化学反应原理化学原理在实际工业上是否可行 成本要低原料的选取使用、设备的损耗等，这是整个过程都需考虑的问题 原料的利用率要高利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用 生产过程要快化学反应速率 产率要高化学平衡 产品要纯产品的别离、提纯 环保问题反应物尽可能无毒无害无副作用，“三废”的处理 3、由此，化工题常考查的知识点则总结如下：化学反应原理化学离子方程式的书写、无机物的性质及制备 化学反应速率原理 化学平衡原理 水解理论 化学反应与能量热量的计算盖斯定律，电化学电解、电镀 物质制备和别离的知识基础实验 绿色化学的观点 4、工业流程题目在流程上一般分为 3 个过程：原料处理 别离提纯 获得产品 (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 加快反应速率 溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 水浸：与水接触反应或溶解 浸出：固体加水(酸)溶解得到离子 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 灼烧、焙烧、煅烧：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 控制反应条件的方法(2)别离提纯阶段的常见考点 调 pH 值除杂 a控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 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：假设要除去 Cu2溶液中混有的 Fe3，可加入 等物质来调节溶液的 pH 值。试剂除杂 加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 学习文档 仅供参考 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)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。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 萃取(3)获得产品阶段的常见考点：洗涤(冰水、热水)洗去晶体外表的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。a、洗涤沉淀的方法是 b、洗涤除去 NaCl 晶体外表附带的少量 KCl，选用的最正确试剂为 。A、饱和 Na2CO3溶液 B、四氯化碳 C、NaOH 溶液 D、75%乙醇 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤：如最后所得晶体带结晶水：CuSO4.5H2O 等以及从溶液中析出 FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在 的气流中加热，以防其 。蒸发结晶、趁热过滤：如除去 NaCl 中的少量 KNO3。重结晶(4)其他常见考点 化学方程式 计算 信息 实验仪器：写出以下操作所用的仪器 萃取：溶液配制由浓硫酸配制稀硫酸：例题：(广东卷 20)氧化铜有多种用途，如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯洁的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：1制备氧化铜:步骤的目的是除不溶性杂质，操作是：。步骤的目的是除铁，操作是：滴加 H2O2溶液，稍加热；当 Fe2+完全转化后，慢慢加入 Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制 pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至 pH=1。控制溶液 pH=3.5的原因是：。步骤的目的是得到 CuSO45H2O 固体，操作是：、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是：。(2)探究氧化铜的性质:取 A、B 两支试管，往 A 中加入适量的 CuO 粉末，再分别向 A 和 B 加入等体积 3%H2O2溶液，只观察到 A 中有大量气泡，结论是：。真题演练 1、2014 山东高考工业上用重铬酸钠Na2Cr2O7结晶后的母液含少量杂质 Fe3+生产重铬酸钾K2Cr2O7。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：工业 CuSO4一 一CuSO4溶液一CuSO45H2O 一一CuO 学习文档 仅供参考 1由 Na2Cr2O7生产 K2Cr2O7的化学方程式为_，通过冷却结晶析出大量 K2Cr2O7的原因是_。2向 Na2Cr2O7母液中加碱液调 PH 的目的是_。3固体 A 主要为_填化学式，固体 B 主要为_填化学式。4用热水洗涤固体 A，回收的洗涤液转移到母液_填“I”“II”或“III”中，既能提高产率又可使能耗最低。2、2014 年江苏高考烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰主要含 Al2O3、SiO2等制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。1酸浸时反应的化学方程式为 ；滤渣的主要成分为 。2 加 CaCO3调节溶液的 pH 至 3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使 Al2(SO4)3转化为 Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为 填化学式；假设溶液的 pH 偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是 用离子方程式表示。3上述流程中经完全热分解放出的 SO2量总是小于吸收的 SO2量，其主要原因是 ；与吸收 SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的 pH 将 填“增大”、“减小”或“不变”。3、2014 年江苏高考实验室从含碘废液除 H2O 外，含有 CCl4、I2、I等中回收碘，其实验过程如下：1 向含碘废液中加入稍过量的 Na2SO3溶液，将废液中的 I2复原为 I，其离子方程式为 ；该操作将 I2复原为 I的目的是 。2操作 X 的名称为 。3 氧化时，在三颈瓶中将含 I的水溶液用盐酸调至 pH 约为 2，缓慢通入 Cl2，在 400C 左右反应实验装置如右图所示。实验控制在较低温度下进行的原因是 ；锥形瓶里盛放的溶液为 。学习文档 仅供参考 4已知：5SO32+2IO3+2HI2+5SO42+H2O 某含碘废水pH 约为 8中一定存在 I2，可能存在 I、IO3中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有 I、IO3的实验方案：取适量含碘废水用 CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在；。实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液 4、氯碱厂电解饱和食盐水制取 NaOH 的工艺流程示意图如下：依据上图完成以下问题：1在电解过程中，阴极上生成气体的电子式为 。2精制过程中除去阳离子中的 Ca2+、Mg2+等杂质，除去 Mg2+的离子方程式为 。3精制过程要除去 SO42，可选择以下溶液中的 填字母序号，并将加入的顺序以箭 头符号的形式画在图上精制过程中加入试剂从左到右的顺序为先后顺序。a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)22 4在实际生产中也可以用 BaCO3除去 SO42已知溶解度 BaSO4BaCO3)，试用平衡移动原理加以解释：。5脱盐工作中，利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异，通过蒸发、冷却、填操作名称而制得 50%的 NaOH 溶液。5、以钡矿粉(主要成分为 BaCO3，含有 Ca2、Fe2、Fe3、Mg2等)制备 BaCl22H2O 的流程如下：(1)氧化过程主要反应的离子方程式为_。(2)沉淀 C 的主要成分是 Ca(OH)2和_。由图可知，为了更好的使 Ca2沉淀，还应采取的措施为 。(3)用 BaSO4 重量法测定产品纯度的步骤为：步骤 1：准确称取 0.40.6 g BaCl22H2O 试样，加入 100 mL 水，3 mL 2 molL1的 HCl 溶液加热溶解。步骤 2：边搅拌，边逐滴加入 0.1 molL1 H2SO4 溶液。步骤 3：待 BaSO4 沉降后，确认已完全沉淀。步骤 4：过滤，用 0.01 molL1的稀 H2SO4 洗涤沉淀 34 次，直至洗涤液中不含 Cl为止。学习文档 仅供参考 步骤 5：将折叠的沉淀滤纸包置于_中，经烘干、炭化、灰化后在 800 灼烧至恒重。称量计算BaCl22H2O 中 Ba2的含量。步骤 3 所缺的操作为 。假设步骤 1 称量的样品过少，则在步骤 4 洗涤时可能造成的影响为 。步骤 5 所用瓷质仪器名称为 。滤纸灰化时空气要充足，否则 BaSO4 易被残留的炭复原生成 BaS，该反应的化学方程式为 。有同学认为用 K2CrO4代替 H2SO4作沉淀剂效果更好，请说明原因：。已知：Ksp(BaSO4)1.11010 Ksp(BaCrO4)1.21010 6、2013 上海高考溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂，具有易溶于水，易吸潮等性质。实验室用工业大理石含有少量 Al3+、Fe3+等杂质制备溴化钙的主要流程如下：完成以下填空：1上述使用的氢溴酸的质量分数为 26%，假设用 47%的氢溴酸配置 26%的氢溴酸的氢溴酸 500ml，所需的玻璃仪器有玻璃棒、。2已知步骤的滤液中不含 NH4+。步骤加入的试剂 a是 、。3试剂 b 是 ，步骤的目的是 。4步骤所含的操作依次是 、。5制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度：称取 4.00g 无水溴化钙样品；溶解；滴入足量 Na2CO3 溶液，充分反应后过滤；称量。假设得到 1.88g 碳酸钙，则溴化钙的质量分数为 保留两位小数。假设实验操作标准而测定结果偏低，其原因是 。7、2013 北京高考用含有 A12O3、SiO2和少量 FeOxFe2O3的铝灰制备 A12(SO4)318H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略):向铝灰中加入过量稀 H2SO4，过滤:向滤液中加入过量 KMnO4溶液，调节溶液的 pH 约为 3；加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:加入 MnSO4至紫红色消失，过滤;浓缩、结晶、别离，得到产品。(1)H2SO4溶解 A12O3的离子方程式是 (2)KMnO4氧化 Fe2+的离子方程式补充完整：(3)已知：生成氢氧化物沉淀的 pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时 完全沉淀时 学习文档 仅供参考 注：金属离子的起始浓度为 0.1molL-1 根据表中数据解释步骤的目的：(4)己知:一定条件下，MnO4可与 Mn2+反应生成 MnO2，向的沉淀中加入浓 HCl 并加热，能说明沉淀中存在 MnO2 的现象是 .中加入 MnSO4 的目的是 。8、2013 安徽高考二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含 SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：(1)洗涤滤渣 A 的目的是为了除去 (填离子符号)，检验该离子是否洗净的方法是 。(2)第步反应的离子方程式是 ，滤渣 B 的主要成分是 。(3)萃取是别离稀土元素的常用方法。已知化合物 TBP 作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP (填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。(4)取上述流程中得到了 Ce(OH)44标准溶液滴定至终点时(铈被复原为 Ce3+)，消耗 25.00mL 标准溶液。该产品中 Ce(OH)4的质量分数为 。学习文档 仅供参考 高三化学工业流程图题解题技巧 答案 1、1Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl；低温下 K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小。2除去 Fe3+3NaCl；K2Cr2O7 4II 2、1Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O SiO2 2CaSO4 3CaSO4+2Al3+3SO42+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2 3溶液中的部分 SO32被氧化成 SO42 减小 3、1SO32+I2+H2O=2I+SO42+2H 使 CCl4中的碘进入水层 2分液 3使氯气在溶液中有较大的溶解度或防止 I2升华或防止 I2进一步被氧化 NaOH 溶液 4从水层取少量溶液，加入 12mL 淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加 FeCl3溶液，假设溶液变蓝，说明废水中含有 I；假设溶液不变蓝，说明废水中不含有 I。另从水层中取少量溶液，加入 12mL 淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加 Na2SO3溶液，假设溶液变蓝，说明废水中含有 IO3；假设溶液不变蓝，说明废水中不含有 IO3。4、1H:H 2Mg2+2OH-=Mg(OH)2 或 3ac 4由于 BaSO4比 BaCO3的溶解度小，SO42促使 BaCO3sBa2+(aq)+CO32(aq)平衡正向移动，生成更难溶的 BaSO4沉淀。5结晶、过滤 5、6、1量筒、胶头滴管、烧杯、500ml 容量瓶。2石灰水，沉淀 Al3、Fe3 3氢溴酸，除去过量的氢氧化钙。学习文档 仅供参考 4蒸发浓缩，冷却结晶。5洗涤；23.50%.洗涤时，有少量的碳酸钙溶解。7、1Al2O3+6H+2Al3+3H2O 25 8H 5 4H2O 3pH 约为 3 时，Fe2+和 Al3+不能形成沉淀，将 Fe2+氧化为 Fe3+，可使铁完全沉淀 4生成黄绿色气体 除去过量的 MnO4