工艺流程图题解题技巧.docx
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工艺流程图题解题技巧
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,至恫寸再说,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:
1化学反应原理一一化学原理在实际工业上是否可行
2成本要低一一原料的选取使用、设备的损耗等,这是整个过程都需考虑的问题
3原料的利用率要高一一利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用
4生产过程要快一一化学反应速率
5产率要高——化学平衡
6产品要纯一一产品的分离、提纯
7环保问题一一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:
1化学反应原理一一化学(离子)方程式的书写、无机物的性质及制备
2化学反应速率原理
3化学平衡原理
4水解理论
5化学反应与能量一一热量的计算(盖斯定律),电化学(电解、电镀)
6物质制备和分离的知识一一基础实验⑦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|^|分离提纯获得产品
(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词
1加快反应速率
2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
3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
4控制反应条件的方法
(2)分离提纯阶段的常见考点
1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:
若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入等物质来调节溶液的pH值。
2试剂除杂
3加热:
加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
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。
女口:
侯德榜制碱中的
NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
4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
5萃取
(3)获得产品阶段的常见考点:
1洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子,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晶体表面附带的少量KCl,选用的最佳试剂为。
A、饱和Na2CO3溶液B、四氯化碳C、NaOH溶液D、75%乙醇
2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FeCb、
AICI3、MgCL等溶质时,应在的气流中加热,以防其。
3蒸发结晶、趁热过滤:
如除去NaCl中的少量KNO3°
4重结晶
(4)其他常见考点
1化学方程式②计算③信息④实验仪器:
写出下列操作所用的仪器
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。
为获得纯净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:
In川
工业CuSO4—T一TCuSO4溶液一TCuSO4•5H2O一^……一^CuO
1步骤I的目的是除不溶性杂质,操作是:
。
2步骤n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:
。
3步骤川的目的是得到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:
(1)由Na2Cr2O7生产K262O7的化学方程式为,通过冷却结晶析出大量
K2C「2O7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”或I”11)”中,既能提高产率又可使能耗最低。
Al2O3、SQ2等)
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(主要含制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]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I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AD(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6—2x。
滤渣n的主要成分为(填化学式);若溶液的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CCI4、12、「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还原为「,其离子方程式为
该操作将I2还原为「的目的是。
(2)操作X的名称为。
(3)氧化时,在三颈瓶中将含「的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在4O0C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。
2+2
(4)已知:
5SO3_+2IO3_+2H=I2+5SO4_+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在12,可能存在I「、1。
3—中的一种或两种。
请补充完整检验含碘废水中是否含有「、103—的实验方案:
取适量含碘废水用CCI4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、FeCb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:
粗盘水NaOHNaaCO3ClaH3
依据上图完成下列问题:
(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「,可选择下列溶液中的(填字母序号),并将加入的顺序以箭
头符号(J)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(0H)2b.Ba(N03)2c.BaC"
(4)在实际生产中也可以用BaCO3除去SO42一(已知溶解度BaSO4 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+>Fe31Mg2+等)制备BaCl22H2O的流程如下: 盐醴1L0.飙水NaOII盐战 滤淡沉淀B沉淀U (1)氧化过程主要反应的离子方程式为。 ⑵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0.4〜0.6gBaCl22H2O试样,加入100mL水,3mL2molL「1的HCI溶液加热溶解。 步骤2: 边搅拌,边逐滴加入0.1molL“H2SO4溶液。 步骤3: 待BaSO4沉降后,,确认已完全沉淀。 步骤4: 过滤,用0.01molL—1的稀H2SO4洗涤沉淀3〜4次,直至洗涤液中不含C「为止。 步骤5: 将折叠的沉淀滤纸包置于中,经烘干、炭化、灰化后在800C灼烧至恒重。 称量计算 BaCl22H2O中Ba"的含量。 1步骤3所缺的操作为。 2若步骤1称量的样品过少,则在步骤4洗涤时可能造成的影响为。 3步骤5所用瓷质仪器名称为。 滤纸灰化时空气要充足,否则BaS04易被残留 的炭还原生成BaS,该反应的化—。 4有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好,请说明原因: o[已 知: Ksp(BaS04)=1.1氷0Ksp(BaCrO4)=1.2X0] 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AI3+、Fe3+等杂质)制备溴化钙的主要流程如下: 氢澳跋试剤a试蝌b 完成下列填空: (1)上述使用的氢溴酸的质量分数为26%,若用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、o (2)已知步骤川的滤液中不含NH4+。 步骤H加入的试剂a是,控制溶液的pH约为8.0 的目的是、o (3)试齐廿b是,步骤W的目的是o (4)步骤V所含的操作依次是、o (5)制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度: ①称取4.00g无水溴化钙样品;②溶解;③滴入足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤;④;⑤称 量。 若得到1.88g碳酸钙,则溴化钙的质量分数为(保留两位小数)。 若实验操作规范而测定结果偏低,其原因是o 7、(2013北京高考)用含有A12O3、SiO2和少量FeO・xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)318H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略): I.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤: H.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3; 川•加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色: W.加入MnSO4至紫红色消失,过滤; V.浓缩、结晶、分离,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: |T|MnQ4-十|―阳十口—=[T}Mn>+|\|_ ⑶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 3.4 6.3 1.5 完全沉淀时 4.7 8.3 2.8 注: 金属离子的起始浓度为0.1molL- 根据表中数据解释步骤n的目的: ⑷己知: 一定条件下,MnO4—可与Mn2+反应生成MnO2, ①向川的沉淀中加入浓HCI并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是 ②W中加入MnSO4的目的是8、(2013安徽高考)二氧化铈(CeOQ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: (3)萃取是分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。 ⑷取上述流程中得到了Ce(OH)4产品0.536g,加硫酸溶解后,用O.IOOOmol/LFeSO4标准溶液滴定至终点 时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液。 该产品中Ce(OH)4的质量分数为。 高三化学工业流程图题解题技巧 答案 1、 (1)Na2Cr2O7+2KCI=K2Cr2O7+2NaCI; K2Cr2O7溶解度明显减小。 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分,随温度的降低, (2)除去Fe3+ (3)NaCI;K2Cr2O7 (4)II 2、 (1)AI2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2OSiO2 (2)CaSO43CaSO4+2AI3++3SO42「+3H2O=2AI(0H)3+3CaSO4+3CO2f (3)溶液中的部分SO32「被氧化成SO42「减小 3、 (1)SO32一+12+H2O=2「+SO42一+2H+使CCI4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-升华或防止-进一步被氧化)NaOH溶液 (4)从水层取少量溶液,加入1〜2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCg溶液,若溶液变蓝,说明废水 中含有「;若溶液不变蓝,说明废水中不含有「。 另从水层中取少量溶液,加入1〜2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废 水中含有IO3—;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO3「。 4、 (1)H: H (2)Mg2++2OH-=Mg(OH)2J (3)ac (4)由于BaSO4比BaCO3的溶解度小,SO4"促使BaCO3(s)-一Ba2+(aq)+CO32「(aq) 平衡正向移动,生成更难溶的BaSO4沉淀。 (5)结晶、过滤 5、 (]}比0汁刼尹+2才=2R汕+2HQ⑵牝(OHK升高温度 (3)①向上层清液中加入IV滴01mcilpH崗5潛液 ②称取试样过少,沉淀童就少,因洗涤损失造成的误差较大 ④BaCrO*的摩尔质量大于BaSO4 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。 (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。 +3+ 7、 (1)AI2O3+6H=2AI+3H2O (2)58H+54H2O (3)pH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)①生成黄绿色气体②除去过量的MnO4一
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