高考化学工艺流程题汇总(24页).doc
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1、-高考化学工艺流程题汇总-第 25 页高考化学工艺流程题一、解读考试说明,探究命题思路1、化学工艺流程题为何取代传统无机框图题?传统无机框图题多年来一直是高考化学试卷中备受青睐的热门题型,但由于该类试题人为设计成分较多、问题编制模式过于单一、逻辑推理味道浓厚而化学味道淡薄,取而代之的是创新的工业生产流程题。 工业生产流程题取材于真实的、广阔的工业生产和日常生活,问题设计更加灵活,更有化学味,是落实新课程高考对考生素质和能力要求的具体体现,能够考查考生“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”。正是新课程突出化学是一门实用性、创
2、造性的科学,化学高考试题的发展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系,化学工艺流程题便成为近年来北京高考的新亮点和主流题型。2、化学工艺流程题考查三维目标1)知识和技能(1由例题分析,初步认识工业生产流程题的特点。 (2了解工业生产流程题的解题思路和应具备的能力要求。 2)过程和方法采用例举、讨论、演绎、归纳等方式。 3)情感态度和价值观(l通过对工业生产流程题“真实性”的分析,培养学生的化学素养。 (2开展多种形式的讨论交流活动,培养学生的互助合作精神。3、解流程题的步骤和方法首先,浏览全题,确定该流程的目的;由何原料获得何产物(副产物), 对比原料和产物。 其次,精读局部,明确反应原理确定各
3、步的反应物、生成物。 第三,针对问题再读图,明确要求科学表述、规范书写。4、考查要点:1)物质性质及其相互转化关系 2)元素及其化合物的转化网络 3)物质的分离和提纯的方法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)过滤固、液分离 蒸馏液、液分离分液互不相溶的液体间的分离萃取用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。 升华将可直接气化的固体分离出来。 盐析加无机盐使溶质的溶解度降低而析出 4)电解质溶液基本理论弱酸、弱碱的电离、水的电离、盐类水解、沉淀平衡 5)氧化还原反应 原料产品6)方法:应用三大守恒写出陌生方程式,并能够进行简单计算 电子守恒、电荷守恒、元素守恒法二
4、、高考是怎么样考的?研究试题,把握标高20092011年北京化学工艺流程题统计【例1】 (2009北京理综,26,15分)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):. 从废液中提纯并结晶出FeSO 47H 2O 。. 将FeSO 47H 2O 配制成溶液。.FeSO 4溶液与稍过量的NH 4HCO 3溶液混合,得到含FeCO 3的浊液。 . 将浊液过滤,用90热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO 3固体。 . 煅烧FeCO 3,得到Fe 2O 3固体。 已知:NH 4HCO 3在热水中分解。(1)中,加足量的铁屑除去废液中的Fe 3+,该反应的离子方程式是_。 (2)
5、中,需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用_。(3)中,生成FeCO 3的离子方程式是_。若FeCO 3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是_。kg 产品。若产品中杂质只有FeO ,则该产品中Fe 2O 3的质量是_ kg。(摩尔质量/gmol -1:FeCO3 116Fe 2O 3 160 FeO 72)【例2】 (2010北京理综,2614分 某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH 4和NH 3H 2O 的形式存在,该废水的处理流程如下:3HNO II氨氮废水低浓度氨氮废水含废水达标废水 (1过程:加NaOH 溶液,调节pH 至9后,升温至30 ,通
6、空气将氨赶出并回收。用离子方程式表示加NaOH 溶液的作用:_。用化学平衡原理解释通空气的目的:_。(2过程:在微生物作用的条件下,NH 4+经过两步反应被氧化成NO 3-。两步反应的能量变化示意图如下:第一步反应是_反应(选填“放热”或“吸热”,判断依据是_。 1 mol NH4+(aq全部氧化成NO 3-(aq的热化学方程式是_。(3过程:一定条件下,向废水中加入CH 3OH ,将HNO 3还原成N 2。若该反应消耗32 g CH 3OH 转移6 mol 电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是_。【例3】 (2010海淀二模2510分)从铝矿(主要成分是Al 2O 3,含RO 2
7、、Fe 2O 3等杂质)中提取Al 2O 3的一种工艺流程如图13所示:(1)元素R 位于周期表中的第三周期,其最高正化合价和负化合价的绝对值相等。RO 2的用途有(写出1条即可) 。 (2)铝土矿加入足量烧碱溶液后主要反应的离子方程式为 (3)工业上通过电解氧化铝和冰晶石的熔融液来冶炼金属铝。已知电极材料为惰性材料,阳极反应式为 。 (4)氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应,制得新型非金属材料AIN 与一种中学常见气体X 。已知每转移3 mol e, 有1.5mol 化合物X 生成,此反应的化学方程式。【例4】 (2010、西城一模26(10分)工业上以锂辉石(Li 2O A12O 3
8、4SiO 2,含少量Ca 、Mg 元素)为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下:已知: Li 2O Al 2O 34SiO 2 +H2SO 4Li 2SO 4+Al2O 34SiO 2H 2O 某些物质的溶解度(S )如下表所示。(1)从滤渣1中分离出Al 2O 3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。则步骤中反应的离子方程式是_。(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH2和CaCO 3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述) 。滤渣Al 2O 3锂辉石1223石灰乳调pH 至11饱和Na 2CO 3溶液Na 2CO 溶液(3)向滤液2中加入饱和Na 2CO
9、 3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是 。 (4)工业上,将Li 2CO 3粗品制备成高纯Li 2CO 3的部分工艺如下。a 将Li 2CO 3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH 溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。b 电解后向LiOH 溶液中加入过量NH 4HCO 3溶液,过滤、烘干得高纯Li 2CO 3。 a 中,阳极的电极反应式是 。 b 中,生成Li 2CO 3反应的化学方程式是 。【例5】 2010崇文一模27(14分)最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO 2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO 2转变为可再生燃料甲醇。“绿
10、色自由”构想技术流程如下:(1)分解池中发生分解反应的物质是 。(2)在合成塔中,若有2.2kg CO2与足量H 2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5 kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式 。(3)从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300的温度,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是 。从合成塔中分离出甲醇的原理与下列哪个相符 (选填字母)。 a. 过滤 b. 分液 c. 蒸馏“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括 。(4)右图是甲醇燃料电池的结构示意图。已知电
11、池总反 应为:2CH 3OH+3O2=2CO2+4H2O 。通入a 一端的电极是“正极”或“负极”),负极发生的电极反应是 。6【例6】 2010朝阳一模26(14分)工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如下:某课外小组模拟上述部分过程设计了如下实验装置制备硝酸(所有橡胶制品均已被保护)。(1)工业上用氨气制取NO 的化学方程式是 。 (2)连接好该装置后,首先进行的操作是 。 (3)通入a 气体的目的是 。 (4)盛有Na 2CO 3溶液的烧杯为尾气处理装置,该装置中反应的化学反应方程式是 2NO 2 + Na2CO 3 = NaNO2 + +(5)已知:温度低于21.15时,NO 2几乎全部转
12、变为N 2O 4。工业上可用N 2O 4与水反应来提高硝酸产率。N 2O 4与a 气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是 。 (6)一定条件下,某密闭容器中N 2O 4和NO 2的混合气体达到平衡时,c (NO2=0.50mol/L、c (N2O 4=0.125 mol/L。则2NO 2(gN 2O 4(g的平衡常数K 。若NO 2起始浓度为2 mol/L ,相同条件下,NO 2的最大转化率为 。三、优秀试题模拟与预测【预测】 (2011苏锡常镇模拟一)(12分)高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。工业上常采用NaClO 氧化法生产,原理为:3NaClO + 2Fe(NO3 3 + 10NaOH
13、2Na 2FeO 4+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O Na 2FeO 42KOH K 2FeO 42NaOH 主要的生产流程如下:(1)写出反应的离子方程式 。(2)流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下K sp (K2FeO 4K sp (Na2FeO 4 (填“”或“”或“”)。(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。图1为不同的温度下,Fe(NO3 3不同质量浓度对K 2FeO 4生成率的影响;Na 2CO 3溶液冷水a 气体7图2为一定温度下,Fe(NO3 3质量浓度最佳时,NaClO 浓度对K 2FeO 4生成率的影响。若NaClO 加入过
14、量,氧化过程中会生成Fe(OH3,写出该反应的离子方程式: 。若Fe(NO3 3加入过量,在碱性介质中K 2FeO 4与Fe 3+发生氧化还原反应生成K 3FeO 4,此反应的离子A H 2O B CH 3COONa 、异丙醇 C NH 4Cl 、异丙醇 D Fe(NO3 3、异丙醇【预测】 (2011常州市1月)(8分)无水AlCl 3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上由铝土矿(主要成分是A12O 3和Fe 2O 3)和石油焦(主要成分是C )按下图所示流程进行一系列反应来制备无水AlCl 3。AlCl 3是 晶体。氯化炉中Al 2O 3、C12和C 反应的化学方程式是 。 冷却器
15、排出的尾气中含有大量CO 和少量Cl 2,需用Na 2SO 3溶液除去Cl 2,写出此反应的离子方程式是 。升华器中主要含有AlCl 3和FeCl 3,需加入少量Al ,其作用是 。 为测定无水AlCl 3产品的纯度,现称取16.25g 精制后的无水 AlCl 3样品,溶于过量的NaOH 溶液,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,其残留固体质量为0.32g 。 则AlCl 3产品的纯度为 。8【预测】 (10分)以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和硫单质,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:过滤得到的滤渣成分是: 。(填化学式) 反应中,共有 个反应不属于氧化还原反应。溶液A 中
16、含有的溶质是 。(填化学式) 写出反应的化学方程式: 。 反应是是FeCO 3在空气中煅烧,写出化学方程式: 。【预测】 (2011盐城市2月)(12分)由磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO 2nH 2O )、磷及甲醇,下列工艺过程原料综合利用率高,废弃物少。(1)上述反应中,属于置换反应的是 (选填:、)。(2)已知SiHCl 3的沸点为33.0,提纯SiHCl 3适宜的方法是 。(3)高温下进行的反应的化学方程式为: ;固体废弃物CaSiO 3可用于 。 (4)反应需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行,其原因是 。(5)CH 3OH 可用作燃料电池的燃料,在强酸性介质中,负极的电
17、极反应式为。A9【预测】 (2010镇江12月调研)(10分)以黄铁矿为原料制硫酸产生的废渣中含Fe 2O 3、SiO 2、Al 2O 3、CaO 、MgO 等。现以此废渣制备铁红(Fe 2O 3)的过程如下。此浓度时,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 由见右表。(1)酸溶过程中Fe 2O 3与稀硫酸反应的化学方程式是 。(2)还原过程中加入FeS 2是将溶液中的Fe 3+还原为Fe 2+,而本身被氧化为SO 42-,写出有关的离子方程式: 。(3)氧化过程中通入空气和加入NaOH 是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出,写出有关的离子方程式: 。(4)为了确保铁红的质量,氧化过程
18、需要调节溶液pH 的范围为 pH 。(5)若NaOH 加入过量,所的铁红产品中有其它杂质,但可能无Al 2O 3,其原因是(用离子方程式表示): 。【预测】 14-2某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山,它们的组成如下:软锰矿:MnO 2含量65%,SiO 2含量约20%,Al 2O 3含量约4%,其余为水分;闪锌矿:ZnS 含量80%,FeS 、CuS 、SiO 2含量约7%,其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,工艺流程如下图所示。请回答下列问题: (1)反应后过滤所得滤液中含有MnSO 4、ZnSO 4、CuSO 4、Fe 2(SO4 3、Al 2(SO4 3等。试写出反应
19、中生成CuSO 4的化学方程式_。(2)反应加入适量锌的作用是_。如果锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式为_。 (3)反应的条件是电解,电解时均用惰性电极,阳极发生的电极反应可表示为_。 (4)本工艺所用的原料除软锰矿、闪锌矿、硫酸外还需要_等原料。硫酸2SO 42Zn(OH310【预测】 (10分)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。 其设计的实验过程为:(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将铜粉置于 内(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用该仪器应使用 ,灼烧完成后该仪器应放在 上冷却,不能直接放在桌面上。所用仪器:a 蒸发皿
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