专题十六-工业流程图

第第 16 讲讲 工业流程图工业流程图 1 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 2 知道在化工生产中遵循 绿色化学 思想的重要性 一 与初中内容有关的化学工业一 与初中内容有关的化学工业 1 候氏制碱法 教材下册 76 页资料 2 氯碱工业 教材下册 72 页氯化钠在工业上的用途 3 合成氨工业 氢气的用途 4 金属的冶炼 Mg Fe Cu 等 5 海水资源的开发和利用 如从海水中提取氯化钠和氯化镁等 以这些工业生产原理为基础 重在基本原理的应用 主要有物质的合成 化工生产中废弃物的处理等 化工生产流程问题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力 二 解此类题的基本步骤二 解此类题的基本步骤 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 多数试题重点考查利用题干中的信息解决问题的能力以及物质的制备 考查有关化学实验操作 同时考查方程式的书写技能 例 1 通过海水晾晒可得粗盐 粗盐除 NaCl 外 还含有 MgCl2 CaCl2 Na2SO4以及泥沙等杂质 以下是 制备精盐的实验方案 各步操作流程如下 粗粗盐盐 溶溶解解过过滤滤BaCl2NaOHNa2CO3 HCl 沉沉淀淀 滤滤液液精精盐盐 蒸蒸发发 结结晶晶 烘烘干干 过过量量 过过量量过过量量 粗粗盐盐 溶溶解解过过滤滤BaCl2NaOHNa2CO3 HCl 沉沉淀淀 滤滤液液精精盐盐 蒸蒸发发 结结晶晶 烘烘干干 过过量量 过过量量过过量量 1 在第 步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌 作用是 2 第 步操作的目的是除去粗盐中的 填化学式 下同 第 步操作的目的是除去滤液中 3 第 步 过滤 操作中得到沉淀的成分有 泥沙 BaSO4 Mg OH 2 填化学式 4 在第 步操作中 选择的除杂的试剂不能用 KOH 代替 NaOH 理由是 5 在制备精盐的过程中 氯化钡和碳酸钠溶液的添加顺序是否可以颠倒 理由是 6 在利用粗盐制备精盐过程的第 步操作中 加入适量盐酸的目的是 例 2 孔雀石主要含 Cu2 OH 2CO3 也可认为是 Cu OH 2 CuCO3 还含少量 Fe Si 的化合物 实验 室以孔雀石为原料制备 CuSO4 5H2O 步骤如下 2 请回答下列问题 1 气体 E 的化学式是 2 由溶液 C 获得 CuSO4 5H2O 需要经过蒸发浓缩 冷却结晶 和干燥等操作 3 写出孔雀石主要成分与稀硫酸反应的化学方程式 例 3 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下 请完成下列填空 1 写出流程中一种氧化物的化学式 2 NH3溶于水得到氨水 该溶液的 pH 7 填写 大于 小于 或 等于 3 写出下列反应的化学方程式 氯化镁溶液与氢氧化钙溶液反应 氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应 4 工业生产纯碱的流程中 碳酸化时析出碳酸氢钠而没有析出碳酸钠的原因是 5 写出高温煅烧碳酸氢钠制取纯碱的化学方程式 例 4 松花皮蛋是我们喜爱的食品 某小组同学查阅资料得知 制皮蛋料泥的原料主要是 生石灰 纯 碱 草木灰 含 K2CO3 等 同学们对料泥进行了如下探究 猜想 猜想 I 料泥的主要成份是 Ca OH 2 NaOH KOH CaCO3 灰份 猜想 料泥的主要成份是 NaOH KOH Na2CO3 CaCO3 灰份 实验与现象 实验过程与现象如下图 问题与讨论 1 步骤 中所需要的玻璃仪器有 烧杯 玻璃棒 玻璃棒在步骤 中的一种作用 2 步骤 的现象说明滤渣中含有 写化学式 3 请写出步骤 发生的任意两个反应的化学方程式 4 由上述实验现象推断 猜想 是正确的 其理由是 1 海水中含有丰富的氯化镁 下图是从海水中提取镁的简单流程 3 上述提取 Mg 的过程中 试剂 A 最好选用 从我市有丰富的石灰石资源考虑 沉淀 B 与试剂 C 发生的是中和反应 则沉淀 B 的化学式为 由无水 MgCl2 制取 Mg 的化学方程式为 电解无水 MgCl2的过程中 能转化为 能 海水本身就是含有 MgCl2的溶液 它与通过步骤 得到的 MgCl2溶液有何不同 2 硫酸铜晶体常用作农业和渔业的杀虫剂 杀菌剂 以下是由废铜料 含铁 生产硫酸铜晶体的流程 1 B 的化学式为 操作 a 的名称是 2 的反应基本类型为 反应 的化学方程式分别为 3 已知 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 从环保和经济的角度分析 对比途径 I 途径 I 的优点有 不产生有害气体和 3 氯化钙在生活中常用作干燥剂 融雪剂 在工业上可用于制造防冻液等 某工厂以石灰石为原料生 产二水氯化钙 CaCl2 2H2O 的流程如下 原料石灰石中含有杂质主要是 MgCO3 MgSO4和 Al2O3 1 石灰石粉溶解时 Al2O3发生反应的化学方程式为 2 加入 BaCl2除去的杂质离子是 加入 Ca OH 2除去的杂质离子是 3 检验 滤液 酸碱性 如果显碱性 还需加入适量的 填化学式 提高产品纯度 4 为确定木炭还原氧化铜后的固体成份 请你与兴趣小组的同学完成以下探究 对固体猜想对固体猜想 猜想 I I 全部是金属铜 猜想 除铜外 还含有氧化铜 猜想 除铜外 还含有木炭 猜想 除铜外 还含有氧化铜 进行实验进行实验 实验流程见下图 问题与讨论问题与讨论 1 步骤 包括溶解 两步操作 它们共同用到的玻璃仪器是烧杯 2 C 的化学式为 D 的化学式为 由此推出固体 B 中含有 写化学式 步骤 发生反应的化学方程式为 3 结合 2 的结论推断 如果溶液 A 显蓝色 则溶液 A 的溶质的化学式为 说明样品中含有 则证明猜想 成立 如果溶液 A 无 色 则证明猜想 成立 5 近年来有人提出了利用海水 含氯化钠 处理含二氧化硫的废气 该方法的流程如下 4 1 上图中从海水最终得到 NaCl 产品 的过程属于 填 物理变化 或 化学变化 2 图中反应 属于化合反应的是 填序号 3 中的反应物是氯化钠和 该反应的化学方程式为 4 反应 的化学方程式为 1 氯化钡是一种可溶性重金属盐 广泛应用于化工领域 用毒重石 主要成分为 BaCO3 制备氯化钡晶 体工艺流程如下 1 毒重石要进行粉碎的目的是 气体 X 的化学式为 若所得滤液 1 仍浑浊 则应采取的操作是 2 操作 Y 的名称是 滤液 2 中可循环利用的物质除水外还有 洗涤氯化钡制品最适宜的洗 涤剂是 填字母 A 30 水 B 30 饱和氯化钠溶液 C 30 饱和氯化钡溶液 2 工业上生产电路板及处理废液的工艺流程如下 1 由步骤 可判断 FeCl3与铜反应生成的两种产物是 和 2 步骤 加入过量的铁粉 除能与废液中 FeCl3反应外 还可发生反应的化学方程式为 3 步骤 加入稀盐酸 充分搅拌 当观察到 现象时 说明滤渣只剩铜 4 步骤 所得 FeCl2可与一种单质发生化合反应生成 FeCl3 实现循环使用 根据质量守恒定律可 推测该单质的化学式为 3 海水中有大量可以利用的化学资源 例如氯化镁 氯化钠 溴化钾等 综合利用海水制备金属镁的 流程如下图所示 5 1 贝壳主要成分的化学式是 2 操作 a 的名称是 在实验室中进行此项操作 需要的玻璃仪器有烧杯 玻璃棒 3 工业冶炼镁常用电解 MgCl2的方法 反应为 MgCl2 Mg 4 写出第 两步反应的化学方程式 4 硫酸铜晶体常用作农业和渔业的杀虫剂 杀菌剂 以下是由废铜料 含铁 生产硫酸铜晶体的流程 1 B 的化学式为 操作 a 的名称是 2 的反应基本类型为 反应 的化学方程式分别为 3 已知 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 从环保和经济的角度分析 对比途径 I 途径 I 的优点有 不产生有害气体和 5 氯化铁能腐蚀铜 工业上常用此原理生产印刷线路板 以下是印刷线路板的生产及废液的处理过程 请回答下列问题 1 步骤 中发生了两个反应 2FeCl3 Fe 3FeCl2和 2 滤渣的成份有 步骤 中发生反应的化学方程式是 3 该流程中可以循环 回收利用的物质是 6 硫酸钠是制造纸浆 染料稀释剂 医药品等的 重要原料 某硫酸钠粗品中含有少量 CaCl2和 MgCl2 实验室进行提纯的流程如下 回答下列问题 1 用 NaOH 和 Na2CO3除杂时 反应的化学方程式分别为 2 NaOH 和 Na2CO3如果添加过量了 可加入适量 溶液除去 3 后续处理 的主要操作是蒸发 为了获得纯净的硫酸钠 应蒸发至 填序号 A 完全蒸干时停止加热 B 快干时停止加热 利用余热蒸干 C 有大量固体析出时停止加热 过滤弃去剩余的少量溶液 海水 含有NaCl MgCl2等 溶液 CaO贝壳石灰乳 Mg OH 2沉淀MgCl2Mg 操作a 煅烧 电解 电解 硫酸钠粗品 溶解除杂 NaOH 过滤 滤渣 滤液后续处理 硫酸钠固体 水 Na2CO3 除杂 6 4 已知硫酸钠的溶解度随温度变化的曲线如右图所示 40 时 100g 蒸馏水中溶解 g 硫酸钠达到饱和 将该饱和溶液升 高温度至 90 观察到的现象是 7 7 能源 非石油化 是战略目标 发展以 CH4 CO2等为原料的 C1化学 成为当今化工生产的必然趋 势 通常天然气中含有 H2S 等有毒气体 下图为天然气合成氨的工艺流程 1 甲烷 氧气燃料电池是将 能转化为 能的装置 CH4在空气中燃烧时 将干冷的小烧杯罩在 火焰上方 可观察到烧杯内壁有 2 CH4可合成多种无机物和有机物 研究CH4和CO2反应生成CO和H2 重大意义在于 我国科研人员首先发现CH4可直接分解获得C6H6和H2 化学方程式为 3 中CH4与H2O 气 反应生成CO2 H2 化学方程式是 中一般加人K2CO3溶液吸收CO2 此反应表示为 K2CO3 CO2 H2O 2 N2 与 H2按照分子 数1 反应生成NH3 4 使用Fe2O3 H2O除去H2S 生成物中含硫元素的物质有 种 流程中参与循环的物质是 填 化学式 8 为确定木炭还原氧化铜后的固体成份 请你与兴趣小组的同学完成以下探究 对固体猜想对固体猜想 猜想 I I 全部是金属铜 猜想 除铜外 还含有氧化铜 猜想 除铜外 还含有木炭 猜想 除铜外 还含有氧化铜 进行实验进行实验