高考化学总复习8化工流程综合题专题.docx
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高考化学总复习8化工流程综合题专题
第十一讲、化工流程综合题专题
一、概述
考试大纲要求:
了解科学、技术、社会的相互关系(如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等。
)知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
化学知识越来越多的应用在工业生产和生活实际中,而这也成为高考命题的热点和难点,充分体现化学学科知识的实用性。
试题有时会以流程图的形式出现。
这类题目的综合性强,要求既要熟知工业生产的基本原理,又要对流程图中所给出的信息进行提取、筛选,对学科能力要求较高。
该题型主要有如下几个特点:
(1)主题内容广泛,密切联系生产、生活实际,题材丰富。
(2)工艺流程相对稳定,所包含的学科知识比较基础,具有一定的代表性和典型性。
(3)流程图题呈现形式主要有以物质名称、操作名称和设备名称三种形式为框图内容,问题的设置主要是从化学反应原理、实验装置原理和实验操作原理三方面相结合进行考虑。
根据此类题型的上述特点,解答此类试题要把握以下两个要点:
首先从化学反应原理、实验装置原理和实验操作原理三结合理念解读整个流程图,读通弄清后再作答;其次把框内与框外联系起来统一考虑,明确每一步的反应、产物、化学原理及在整个流程中的地位和作用。
解此类型题目的基本步骤是:
①从题干中获取有用信息,了解生产的产品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获得产品而服务。
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:
1.对反应速率有何影响?
2.对平衡转化率有何影响?
3.对综合生产效益有何影响?
如原料成本,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(从绿色化学方面作答)
二、解题策略:
整体粗读→局部细读→信息与问题相联系→正确作答
1、首先可粗读试题,初步知道流程图中的起始、中间以及最终生成物,对于其他的信息以及与解题无关的步骤不必去过多地去纠缠。
2、其次结合所问的问题去精心研究某一相关局部流程步骤,包括箭头的顺向和逆向方向所对应的物质、操作,可用笔圈出来。
特别是重点关注通过某一操作步骤后所得产物的状态特征,即可略知该操作方法。
同时要结合提供的有关信息,适当考虑从该步之前一步或后一步的产物、操作、现象等的提示条件来推断。
3、最后作答时要先画出问题的表述形式、限制性词语等。
要注意化学用语的规范表达。
看清是答离子方程式还是化学方程式、是写化学式还是名称等等。
不能答非所问,错失得分机会。
4、通常用到的表述词汇所考虑的答题角度:
“控制较低温度”--------常考虑物质的挥发、不稳定而分解、物质转化等。
“加过量试剂”--------常考虑反应完全转化或增大转化率、产率等。
“能否加其它物质”---------常考虑会不会引入杂质或影响产物的纯度。
“分离”、“提纯”--------常考虑过滤、蒸发、萃取、蒸馏等常规操作。
“溶液呈酸性或碱性”---------考虑电离或水解产生H+或OH—、是否促进或抑制电离还是水解。
“利用率”-------常考虑经济性或成本、环保性。
“在空气中或在其他气体中”--------主要考虑O2、H2O、CO2、其他气体是否参与反应或达到隔绝防氧化、水解、潮解等目的。
“判断沉淀是否洗净”-------常取最后洗涤液少量,检验其中某种离子。
“检验某物质的设计方案------通常为“取某液体少量于试管中,加入另一试剂产生某现象,然后得出结论。
”
“控制pH”------常考虑防水解、促进沉淀除去杂质等。
“用某些有机试剂清洗”----常考虑降低物质溶解度、有利于析出,减少损耗,提高利用率等。
5、常见文字叙述套路:
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)
注意:
①在写某一步骤是为了除杂是,应该注明“是为了除去XX杂质”,只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的
②看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,注意配平
三、高考回顾
(2010广东理综卷)32(16分)
碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。
以
-锂辉石(主要成分为Li2O
Al2O3
4SiO2)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:
Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g.
(1)步骤Ⅰ前,
-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________.
(2)步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
(3)步骤Ⅱ中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有______________.
(4)步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为________________.
(5)从母液中可回收的主要物质是_____________.
(09广东化学
22)
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
PH
3.2
5.2
12.4
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有(要求写出两条)。
(2)滤渣I的主要成分有。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。
简述可制备Mg(ClO3)2的原因:
。
②按①中条件进行制备实验。
在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是:
。
除去产品中该杂质的方法是:
。
(08广东23)硅单质及其化合物应用范围很广。
请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方式。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式;
H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高
E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。
写出实验现象并给予解释。
(2007年高考广东化学卷.24)
二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。
工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。
部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Cu(OH)2
Zn(OH)2
CuS
ZnS
MnS
FeS
pH
5.2
3.2
9.7
10.4
6.7
8.0
≥–0.42
≥2.5
≥7
≥7
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。
(2)滤渣A的主要成分是。
(3)加入MnS的目的是除去杂质。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有(写两种)。
四、2011年各地级市一模相关试题
1、(2011广州二模)32.(16分)活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。
以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下:
一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Fe(OH)2
pH
3.2
6.7
8.0
9.7
(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是_____________________________。
(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-,另含有Fe2+、Cu2+等杂质。
先加入___________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4,然后加入适量KMnO4,Fe2+转化为Fe(OH)3,同时KMnO4转化为MnO2。
经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol·L-1,则每升溶液中至少应加入__________molKMnO4。
(3)杂质Cu2+可利用置换反应除去,应选择的试剂是___________。
(4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,“煅烧”在450~500℃下进行,“煅烧”反应的化学方程式为_____________________________________。
重温本题的评分细则,领会规范书写的重要性!
32.(16分)
(1)增大固液接触面积,加快溶解时的反应速率(4分)
评分说明:
分两个得分要点,各占2分。
(2)Na2CO3(2分)0.003(3分)
(3)锌粉(3分)
评分说明:
答化学式同样给分;答铁粉给1分。
(4)(4分)
评分说明:
①反应物、产物正确得1分;(其余3分以此为前提给分)
②反应条件、气体符号、配平各占1分,互不株连。
③反应条件写为“加热”“高温”“煅烧”“△”均不扣分。
2、(2011深圳一模)32.抗氧剂亚硫酸钠可利用硫酸工业的炉气和尾气与纯碱反应来制取,生产流程如下图:
已知:
①炉气、尾气中含有SO2;②混合反应中还溶解有少量Fe2O3、MgO等矿尘。
(1)煅烧1molFeS2放出热量为853kJ,则FeS2燃烧的热化学方程式为_____________。
(2)“混合反应”中纯碱(Na2CO3)参与反应的化学方程式为_____________(任写一个)。
(3)用NaOH“除杂”时,主要的离子方程式为_____________(任写一个)。
(4)通过“操作Ⅰ”可以得到亚硫酸钠晶体,写出主要操作步骤的名
称:
__________。
(5)硫酸生产中炉气转化反应为:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。
研究发现,SO3的体积分数(SO3%)随温度(T)的变化如曲线Ⅰ所示。
下列判断正确的是________
A
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