2024高考化学工艺流程题复习.pdf
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1、热点1情景方程式的书写一、非氧化还原反应方程式的书写运 用“证据一推理一符号”思路书写新情境方程式的基本过程如下:“读”取题目中的有效信息(证据),写出主要反应物和生成物的化学式(推理+表征),再依据质量守恒、电荷守恒(基本规律),即可轻松写出规范的方程式。1 .根据广义水解原理广义的水解观认为,无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果都是参与反应的物质和水分别离解成两部分,再重新组合成新的物质。XB+HOH-AOH+HB 例 I 写出亚硫酰氯(S 0 C 1 2)在潮湿的空气中产生白雾的化学方程式:0 思路分析答案 S O C 12+H2O=S O 2 f +2 H C 1 t2 .根 据“
2、中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写方程式【例 2】2 5 ,H 2 c 2。4 和 HF两种酸的电离平衡常数如下:则 H 2 c 2。4 溶液和N a F 溶液反应的离子方程式为。思路分析判断三种酸(只看第一步电离)H 2 c 2。4、H F、H C z O i 电离出H+的能力,即酸性的强弱,运用强酸制弱酸即可写出离子方程式。答案 H 2 C 2 O 4+F =HF+H C 2 O 43 .应 用“平衡转化”思想书写方程式【例 3】沉钻工艺流程如图所示,请 写 出“沉钻”过程中的离子方程式:水相(CoSO,溶液)L滤液 固体NH,HCO;,溶液 思路分析 该反应的微观平衡移动过程如下:CI
3、o2+z|rCOJH c o a c o r+弋 LH2OCoCO:,固体 HCO3答案 CO2+2 H C O3=COC O3 I +C O 2 t +H 2 O4.根据对热稳定性的理解书写方程式(类比同类物质的性质)【例 4】“燃烧”偏钿酸镀(N H 4 V o 3)可得到工业制硫酸的催化剂五氧化二钮(V 2 O 5),写出该反应的化学方程式:o 思路分析 联想铁盐的不稳定性,类比N H 4 H C O 3 的分解。答案 2 N H 4 V o 3=V 2 O 5+2 N H 3 t +H20二、新情境下氧化还原反应方程式的书写技巧第一步:根据题干信息或流程图,判断氧化剂、还原剂、氧化产物
4、、还原产物。第二步:按“氧化剂+还原剂一一氧化产物+还原产物”写出方程式,根据得失电子守恒对方程式进行配平。第三步:应用电荷守恒、原子守恒思想,配平未参与得失电子元素原子的守恒。注意:离子方程式先电荷守恒,一般用H+、O I F 调平电荷;补 充“H+或 0 H)的技巧,总的原则是酸性溶液中不能出现0 H ,碱性溶液中不能出现H+,具体方法如下:酸性环境碱性环境反应物中少氧左边加H z O,右边加H+左边加0 丁,右边加H 2。反应物中多氧左边加H+,右边加H 2 O左边加H 2 0,右边加0 H 例 5 含 C r2Oy的废水在酸性条件下能用F e 3 C 4 处理得到含C#+的溶液,反应的
5、离子方程式为。思路分析(1)根据题中信息可确定:氧化剂为C n O 歹,还原剂为F e 3 O 4,氧化产物为F e 3+,还原产物为C/+。(2)配平主物质的化学计量数:6 1lCr2O?+6Fe3O418Fe:*+2Cr补充物质(H,和 H 2 O)并配平。答案 C r20r+6 F e3O 4+6 2 H+=1 8 F e3+2 C r3+3 1 H20对点集训1.过氧化钙的制备 八 稀盐酸、煮沸、过滤、由注 氨水和双氧水 过滤 J“行日C aC C h-屯-7虑液一一成蔽-白色结晶步骤中反应的化学方程式为。答案 C aC h+2 NH3-H20 +H2O 2=C a O2 I +2 N
6、H 4 C I+2 H 2。(或 C aC l 2 +2 NH3 H2O +H 2 O 2+6 H 2 O=C aO 2-8 H2O I+2 N H4C 1)2.以钛白酸废液(主要含有T i O2 F e2 C a2 SO,等)为原料,获取磷酸钛Q T i C h R C V H z O)的部分流程如图:H:1P O,芯 巴 T 反.卜 图 2 T i O2-P Q 凡。酸 废 液1-1 -1反 应 中生成2 T i O 2 p 2 O 5 F 2 O 的离子方程式:答案 2 T i C 2+2 H 3 P o 4=2 T i O 2 p 2 O 5 H 2 c H +4 H+3.黄血盐 亚铁
7、氟化钾,K 4 F e(C N)6 目前广泛用作食品添加剂(抗结剂)。一种制备黄血盐的工艺如图:H e,容 液 K C 1石灰乳-I 萧 能 L硫酸亚铁一I C aF e(C N)“厂 电上K z C aF e(C N)。I C aS O4 I 试剂X 产品K,F e(C N),3 H Q 卜 T 脱 钙 I 过滤卜V IV|废液处理(1)步 骤 反应的化学方程式为 O(2)步骤IV 过 滤 所 得 的 废 液 中 含 量 较 多 的 溶 质 为(填 化 学 式)。(3)步骤V的化学方程式为。答 案(l)3 C a(O H)2+F e S O4+6 H C N=C a2F e(C N)6+C
8、aS O4 I +6 H 2 O (2)C aC l2(3)K2C aF e(C N)6+K2C O 3=K 4 F e(C N)6+C aC O3解析 石灰乳、F e S C U 与 HCN 发生非氧化还原反应生成C az F e(C N)6 和 C aS 0 4,过滤,除去C aS O4,步麻川中C a2F e(C N)6与 K C 1 反应生成K?C aF e(C N)6 和 C aC l2,故废液中含量较多的溶质为C a C h,步骤V中加入碳酸钾,脱钙生成K 4 F e(C N)6 再经过蒸发浓缩、冷却结晶,得到产品。4.工业上利用氟碳钵矿(主要成分为C e C C h F)提取C
9、e C h 的一种工艺流程如图。Na2 c o;,水 稀 硫 酸、H Q?NaO H 溶液C e C O F|氧 化 焙 烧 印 的 上 当 盅 1c痫可空气 NaF 溶液NH.C 1 盐酸I ,)、C e C h 酸溶析晶)请回答下列问题:(1)“氧化焙烧”的化学方程式为.(2)“酸浸”的离子方程式为 o熔 烧答 案(1 )4 C e C O3F+02+2 Na2C O3=4 C e O 2+4 NaF+6 C O 2 f2Ce Ch+6 H+H2O 2=2Ce3+4H2O+O 2 t5.N a CK)2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如图所示:N a Cl O:(
10、食盐水臀 T,应卜c o2T 立 H结晶:干燥k*u 22 工,|叵 回 尾气吸收)一 成品液N a HSO j N a O H.H,O2(1)写 出“反应”步骤中生成C1 0 2的化学方程式:“尾气吸收”是吸收电解过程中排出的少量C1 0 2。写出此吸收反应的化学方程式:答 案(l)2N a C1 03+S02+H2s o4=2C1 C 2+2N a HSO4(2)2C1 O2+H2O 2+2N a 0 H=2N a C1 02+O 2+2H2O解析 结合图示可知,NaC Q与S0 2在H2SO 4作用下反应生成C1 0 2和N a HS0 4。根据氧化还原反应配平的一般方法,即可顺利写出化
11、学方程式。(2)结合图示可知,尾气中的C1 0 2在反应中被还原为C1 0 5,则H2O 2被氧化,氧化产物应为0 2,即可写出化学方程式。6.高锯酸钾(K M n O”是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软镒矿(主要成分为M n Ch)为原料生产高镒酸钾的工艺流程如图:回碱氢翁然j烘 炒 锅 四 尾 砰 4沉工析晶)富氧空气一(预QT电解法一!KMnO”.-K,MnOL f c o2歧化法,“平炉”中发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
12、_ _ _ _ _ _ _ _ _答案 2M n O 2+4K O H+O 2=2K2M n O4+2H2O解析 根据流程图可知,在“平炉”中M n Ch、K O H、O 2在加热时会反应生成K 2M 1 1 O 4,根据元素质量守恒可知,另外一种生成物是Hz O,根据原子守恒、得失电子守恒可得发生反应的化学方程式为 2MnO2+0:+4 K O H=2 K2MnO4+2H2Oo7.镉(Cd)可用于制作某些光电子组件。一种以镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图所示:H2so,溶 液 石 灰 乳KMnO,Zn NaOH溶液置海绵镉-0)。0滤渣1
13、滤渣2滤液(1)溶解时,CdO参与反应的离子方程式为。(2)调 p H,加入石灰乳是为了除铜,写出除铜的离子方程式:o(3)“氧化”是为了除铁、除镉,KMnO4的还原产物是MnCh,该步骤中除铁、除镒的离子方程式为。(4)置换生成海绵镉的离子方程式为 o(5)“熔炼”时,将海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH溶液混合反应,反 应 的 化 学 方 程 式 是。答 案(l)CdO+2H=Cd2+H2O(2)Cu2+Ca(OH)2+SO5=CU(OH)2+CaSO4(3)3Fe2+MnO 4+7H2O=3Fe(OH)3 +MnO2 I+5H+、3Mn2+2MnO;+2H2O=5MnC2 I+4H(4)C
14、d2+Z n=C d+Z n2+(5)Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2 t解 析 工艺流程分析:CuCOHhCaSOj热点2流程中的转化操作与物质跟踪分析(物质的转化跟踪分析)1.流程图结构特点加入试剂原料预处理L除杂、净化 核心化产品分离、提 纯 位 廿2.1学反应-1原料循环利常考物质转化操作总结-常见操作术语操作目的研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分灼烧(煨烧)使固体在高温下分解或改变结构,使杂质高温氧化、分解等。如煨烧石灰石、高岭土、硫铁矿浸取向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括水浸、
15、酸浸、碱浸、醇浸等水浸与水接触反应或溶解酸浸与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去碱浸除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物浸出率固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少滴定定量测定,可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定酸作用溶解、去氧化物(膜卜抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH、促进水解(沉淀)3.流程图中物质的转化与跟踪(1)循环物质的确定从流程图上看:箭头回头。从物质的转化上看:在流程中加入的物质,后续步骤中又会产生(在滤渣或滤液中寻找)。(2)副产品的判断从流程图上看:支线产品。从制备的目的上判断:不
16、是主产品。(3)滤渣、滤液中成分的确定要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况:a.反应过程中哪些物质(离子)消失了?b.所加试剂是否过量或离子间发生化学反应,又产生了哪些新离子?要考虑这些离子间是否会发生反应。滤渣成分的确定过量的反应物。原料中不参与反应的物质。由原料转化的生成物。由杂质转化的沉淀物。4.电子式书写的“六项”注意 注意化学键的类型:如 H2O2的电子式为H O O H,而不是H F:(?:了 H+。注意电子数和电子的空间排列:如 co 2 的电子式为2:乂::(),而不是(3)注意原子间的连接顺序:如 HC10的 电 子 式 为:。:,而不是H:0 :(
17、):。(4)注意同种粒子不能合并:如 Na2s的 电 子 式 是 匚 9:1 N a,而不是Na;匚 S:了二H:N:H H:N:H(5)注意不能漏掉成对电子:如 NH3的电子式是 H,而不是 H。HEH:N:H+E:c i:r 一,NH T,c r I(6)注意复杂阳离子:如 NH4cl的电子式是 II,而不是 上HCH:N:H c r或 H。对点集训1.镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学兴趣小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有MgCCh、M gSQ、AI2O3和 FezCh等),设计了如图回收镁的工艺流程:硫酸黑 物41乱血咂颤一滤液r亩节PH-一滤渣i(硅渣)过滤2卜f 滤渣2(
18、铝铁渣),水一滤液2-第二次%同节p H )T 过滤3卜f 滤液3一滤渣3-镁锭(1)酸浸前,将固体废弃物研磨的目的是。为达到目的,还可以采取的措施是(任写一条)。(2)滤液3 中可回收利用的物质主要是(写化学式),其阳离子的电子式为 o答 案(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高浸取率 提高反应温度或适当增加硫酸浓度(或其他合理答案)HH:N :盯(N H 4)2 S O 4 H解 析(2)滤液中阴离子主要是SOK,再次加入氨水调节pH至 M g?+完全沉淀,滤液3 中溶HE H:N :仃质主要成分是(N H 4 X S O 4,其阳离子的电子式为 H。2 .以高硫铝土矿(主要成分为A
19、I 2 O 3、F e2O3 S i O2,少量F e S 2 和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得F e3O4的部分工艺流程如图:空气、少量C a O N a O H 溶液 F e S2滤液 S 02向“过滤”得到的滤液中通入过量C O 2,铝 元 素 存 在 的 形 式 由(填化学式,下同)转化为。答案 N a A102 A1(O H)3解析“碱浸”时,AI 2 O 3、S i O 2 转化为溶于水的N a Al C h、N a2S i O j,向 过滤 得到的滤液中通入过量C O2,C O2与 N a Al C h 反应生成N a H C C h 和 A1(O H)31,3.轻质碳酸钙
20、(C a C C h)是一种重要的化工产品,广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。一种以低品位石灰石(含 C a C C h、M n C C h、F e z C h 及 AI 2 O 3)为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循环工艺流程如图:气体CtI 氧,镁卜-举气体N H,C 1尾液盐酸 N H,n I I JL髅 万(管 哥 您 酗 孽 卜 孽 h 轻质碳酸钙滤渣 _ _ _ _-气体A(用吸收 N H:,回答下列问题:(1)气体A 为,滤渣的主要成分是。(2)“沉钙”过程中发生反应的化学方程式为。系列操作“包含:。(4)氧化镁可以在尾液处理中循环使用,和 可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过
21、程中。答 案(1)C O 2 F e(0H)3、A 1(O H)3、M n(O H)2(2)C a C b+(N H4)2 C O 3=C a C O3 I +2 N H 4c l(3)加热蒸发、煨烧(4)H C 1 N H3解 析(1)低品位石灰石(含C a C C h、M n C C h、F e zC h 及 A I 2 O 3)用盐酸酸溶,C a C C h、M n C C h、F e zC h 及A I 2 O 3分别与盐酸发生复分解反应,离子方程式为C a C O 3+2 H+=H 2 O+C O 2 t +C a2M n C O3+2 H+=H2O+C O 2 t +M n2+,F
22、 e2O 3+6H+=2Fe3+3H2O,A 12O 3+6H+=2AP+3H 2 O,所以气体A为 C O 2,向粗制的氯化钙溶液中通入氨气,除去F e 3+、A P+,M n2+,过滤得到滤渣的主要成分是F e(O H)3、A 1(O H)3、M n(0H)2。(2)气体A为C O 2,用水吸收氨气和二 氧 化 碳 生 成 碳 酸 镀,“沉 钙”过 程 中 氯 化 钙 与 碳 酸 镁 发 生 复 分 解 反 应:C a C l2+(N H 4)2 C O3=CaCO3 I +2NHQ,得到碳酸钙沉淀和氯化馁。(3)镁的氯化物在溶液中水解生成氢氧化镁和H C 1,加热时H C 1挥发促进水解
23、,气体C为氯化氢,最终生成氢氧化镁,燃烧得 M g O,“系列操作”包含加热蒸发、燃烧。(4)氯化镁加热蒸发,水解生成氢氧化镁和H C 1,气体C为氯化氢,溶于水为盐酸,可用于溶解低品位石灰石,巅化铁中加入氧化镁并加热,反应生成氯化镁、氨气和水;向粗制的氯化钙溶液中通入氨气,除去F e 3+、A P M n2+,所以 H C 1、N H.3可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中。4.二硫化铝(M 0S 2)被 誉 为“固体润滑剂之王”,利用低品质的辉铝矿(含M 0S 2、S i O 2 以及C u F e S z等)制备高纯二硫化铝的一种生产工艺如图所示。_ 盐酸、T 可溶性杂质(辉铜矿)S
24、出.江 滤 L 粗MoS)洗涤 干提MoO-氧化、焙烧子山氨浸、研磨1 1 2-HJAr,-盐酸,溶液高温 过滤回答下列问题:(1)铝酸核的化学式为(NH4)2 MOO 4,其中MO的化合价为。(2)利用联合浸出除杂时,氢 氟 酸 可 除 去 的 杂 质 化 学 式 为,如改用F e C b 溶液氧化浸出,杂质C u F e S2的 浸 出 效 果 更 好,写 出 氧 化 浸 出 时 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式:。(3)加入N a 2 s 后,铝酸锭转化为硫化锯酸钱(NH4)2 MOS 4 ,写出(N H 4X M 0S 4与盐酸反应得到MOS3沉淀的离子方程式:。答 案(1)+6
25、(2)S i O2 4F e C h+C u F e S2=5 F e C l2+C u C l2+2 S I(3)M o S r+2 H+=MoS3 I +H2S t解 析(1)根据化合价原则,(N H4)2 MOO4中Mo的化合价为+6。(2)氢嬴酸可与酸性氧化物S i O 2反应,所以联合浸出除杂时,用氢氟酸除去的杂质是S i C h;F e 3+具有较强的氧化性,可氧化杂质C u F e S2中一2价的S,反应的化学方程式为4F e C I3+C u F e S 2=5F e C 12+C u C l2+2 S I (.(3)根据题目所述,(N H 4)2 M o S 4属于铁盐,易溶
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