北京市2017年4月备课笔记《化学工艺流程题解题方法突破》

1、备课笔记振臂高呼系列1 工艺流程题解题方法突破也不用担心你的圆综。 5min 工业流程题以真实的工业生产过程为背景,综合考查学生基础知识的掌握情况及灵活应用知识解决问题的能力。一般来说,这类题基本上都要涉及到学过的金属元素:Na、Fe、Al、Cu等,有的还要以信息形式掺杂进不熟悉的金属元素。主要有两种形式:一是从混合物中分离、提纯并回收某一物质;二是利用某些物质制备另一物质。15min1.明确工业生产流程的框架(1)规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。(2)核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。2.熟悉工业流程常见的操作的含义(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词如何

2、加快反应速率。溶解:水浸、酸溶。灼烧、焙烧、煅烧:通过化学反应改变物质种类,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解。(2)分离提纯阶段的常见考点调节pH除杂:控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足:能与H+反应,使溶液pH增大且不引入新杂质。试剂除杂:选择不引入新的杂质或在后续反应中易除去的除杂剂。加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。降温:防止某物质在高温时溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动。(3)获得产品阶段的常见考点: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。蒸发、灼烧时的气体氛围抑制

3、水解。蒸发浓缩、冷却结晶。蒸发结晶、趁热过滤。3.掌握工艺流程题的解题思路(1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。(2)整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。(3)分析流程中的每一步骤,从以下几个方面了解流程:反应物是什么?发生了什么反应?得到了哪些产物?对制得产品有什么影响?关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。15minA类题【例题】1.二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、这些离子的除去，本质就是粗盐的提纯等杂质。其次除杂操作时,往粗盐

4、水中先加入过量的(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的,其原因是 已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10、Ksp(BaCO3)=5.110-9根据沉淀溶解平衡常熟，本问考察溶解度的大小问题。该法工艺原理示意图如图。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)最好画出电解示意图，直观，明了与盐酸反应生成ClO2。根据图中箭头方向，判断每个方框中发生了什么反应工艺中可以利用的单质有(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为 。(2) 纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素

5、水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式: + 24NaClO3 + 12H2SO4 ClO2+ CO2+ 18H2O+ 。用双线桥法讲解配平方法(3) ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-根据非金属性判断C和N的化合价，分别转化为无毒的N2和CO2氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的倍。解析:(1)由于所加物质都是过量的,前面加入的物质应被后面的物质除去,所以首先应加入过量的BaCl2溶液来沉淀,过量的BaCl2可经后面加入的Na2CO3溶液除去。观察BaSO4和BaCO3的Ksp不难发现,两

6、者相差不大,在浓度比较大时,BaSO4会转化为BaCO3而生成,即+BaSO4BaCO3+。电解时,能得到H2,从ClO2发生器出来的气体可以合成HCl,说明有Cl2,因此可利用的单质是H2、Cl2,在发生器中发生的反应是2NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O。(2)纤维素水解的最终产物是葡萄糖(C6H12O6),其具有还原性。依据原子守恒可知另一种产物应是Na2SO4,利用化合价升降法可配平相应的化学方程式。(3)氧化相同量的CN-,Cl2和ClO2转移的电子数应相同。1 mol Cl22Cl-转移2 mol e-,1 mol ClO2Cl-转移5 mol e-,则

7、转移相同量的电子时Cl2与ClO2的物质的量之比为52。答案:(1)BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其他合理答案)H2、Cl22NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O(2)1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO424ClO2+6CO2+18H2O+12Na2SO4(3)2.5B类题2.海水中蕴藏着丰富的资源,海水综合利用的流程图如下:(一)某化学研究小组用如图装置模拟步骤电解食盐水(用铁和石墨做电极)。(1)a电极材料是(填铁、石墨),其电极反应式为 。(2)当阴极产生11.

8、2 mL气体时(标准状况),该溶液的pH为(忽略反应前后溶液体积的变化)。(二)卤水中蕴含着丰富的镁资源,就MgCl2粗产品的提纯、镁的冶炼过程回答下列问题:已知MgCl2粗产品的溶液中含有Fe2+、Fe3+和Al3+。下表是生成氢氧化物沉淀的pH:物质Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH2.78.13.89.5完全沉淀pH3.79.64.811.0(3)把MgCl2粗产品的溶液中的Fe2+转化为Fe3+,可选用的物质是(填序号,下同),加入调节溶液的pH,充分反应后过滤,可得MgCl2溶液。a.Cl2b.NaOHc.MgOd.H2O2e.MgCO3(4)步骤由

9、MgCl26H2O获得MgCl2的操作是 。(三)制取工业溴:(5)步骤中已获得Br2,步骤中又将Br2还原为Br-,其目的是 。(6)写出步骤用SO2水溶液吸收Br2的离子方程式: 。解析:(一)a电极为阳极,不能选铁,阳极发生氧化反应:2Cl-2e-Cl2;根据总反应式2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH,由Cl2的体积可求NaOH的浓度,进而求出溶液的pH。(二)Cl2、H2O2为氧化剂,可把Fe2+转化为Fe3+;要使Fe3+水解转化为Fe(OH)3沉淀,选择MgO、MgCO3可与H+反应,促进Fe(OH)3沉淀,又不引入杂质,而加NaOH,Mg2+也会沉淀;为抑制MgCl2的

10、水解,需将MgCl26H2O在干燥的HCl气流中加热,方可获得MgCl2。(三)见答案。答案:(1)石墨2Cl-2e-Cl2(2)12(3)adce(4)将MgCl26H2O在干燥的HCl气流中加热(5)富集溴元素(6)Br2+SO2+2H2O4H+2Br-10minA类题1【2015浙江理综化学】某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：NaOH溶液控制pH试剂X足量酸烧渣固体1溶液2固体2FeSO47H2O溶液1下列说法不正确的是（ ）A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B固体1

11、中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3，进入固体2C从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O2.（2017年海淀一模）27. （13分）感光材料AgBr的发现推动了化学感光成像技术的发展。胶片冲印的化学成像过程如下：感光：涂有AgBr胶片的感光部分被活化，形成显影区；显影：用显影液将显影区被活化的AgBr转化为Ag，形成暗影区；定影：用定影液（含Na2S2O3）将胶片上未感光的AgBr转化为Ag(S2O3)23-，形成透光亮影区；

12、水洗：用水洗去胶片上残留的可溶性银盐，自然干燥后形成黑白底片。（1）显影液可将AgBr转化为Ag的原因是显影液具有性。 定影时，发生反应的离子方程式是 。 下图是一张经冲印后得到的黑白底片，其中含银元素最多的区域是 （选填字母序号）。（2）已知：i. Ag+(aq) + Br- (aq)AgBr(s) K1 = 1.9 1012Ag+(aq) + 2NH3H2O(aq)Ag(NH3)2+ (aq) + 2H2O(l) K2 = 1.1 107ii. 2Ag(S2O3)23-(aq)Ag2S2O3(s) + 3S2O32-(aq)，白色Ag2S2O3易分解出黑色Ag2S。判断 （填“能”或“不能

13、”）用氨水作定影液，理由是 。 新制定影液(含Na2S2O3)和废定影液含Na3Ag(S2O3)2和少量Na2S2O3的鉴别方法如下：a. 盛装新制定影液的试管为（填“A”或“B”），若继续向该试管中滴加AgNO3溶液，将出现的实验现象是 。b. 结合化学平衡移动原理解释试管A中产生现象的原因： 。B类题3.（2017年东城一模）27.（14分）以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料（MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）为原料制备高纯MnCl2xH2O，实现锰的再生利用。其工作流程如下：资料aMn的金属活动性强于Fe；Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化。资料

14、b生成氢氧化物沉淀的pHMn(OH)2Pb(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时8.16.51.9完全沉淀时10.18.53.2注：金属离子的起始浓度为0.1 molL-1（1）过程的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。MnO2与浓盐酸反应的离子方程式是 。检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是：取少量滤液1于试管中，滴入铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成；另取少量滤液1于试管中，。Fe3+由Fe2+转化而成，可能发生的反应有：a2Fe2+ Cl2 = 2Fe3+2Clb4Fe2+ O2+ 4H+ = 2Fe3+ + 2H2Oc .写出c的离子方程式

15、： 。（2）过程的目的是除铁。有如下两种方法：.氨水法：将滤液1先稀释，再加适量10%的氨水，过滤。.焙烧法：将滤液1浓缩得到的固体于290焙烧，冷却，取焙烧物.。已知：焙烧中发生的主要反应为2FeCl3 + 3O2= 2Fe2O3+ 3Cl2，MnCl2和PbCl2不发生变化。氨水法除铁时，溶液pH应控制在 之间。补全中的操作： 。两种方法比较，氨水法除铁的缺点是 。（3）过程的目的是除铅。加入的试剂是 。（4）过程所得固体中的x的测定如下：取m1 g样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为m2 g。则x= 。C类题目4【2015天津理综化学】（18分）废旧印刷电路板是一种电子废

16、弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：回答下列问题：（1）反应是将Cu转化为Cu(NH3 )42+，反应中H2O2 的作用是 。写出操作的名称： 。（2）反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3 )42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式： 。操作用到的主要仪器名称为 ，其目的是（填序号） 。a富集铜元素 b使铜元素与水溶液中的物质分离c增加Cu2在水中的溶解度（3）反应是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和 。若操作使用右图装置，图中存在的错误是 。（4）操作以

17、石墨作电极电解CuSO4 溶液。阴极析出铜，阳极产物是 。操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是 。循环使用的NH4Cl在反应中的主要作用是 。5.某工业废渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。现根据下列方案对其进行处理以回收废渣中的金属元素。回答下列问题:(1)固体A的化学式为 。(2)反应a的化学反应方程式为 。(3)25 时,溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图所示:调节pH()的pH为 ;溶液D加入氢氧化钠溶液的同时调节pH()所发生反应的离子方程式为 ;从图中数据计算可得Mg(OH)

18、2的溶度积 KspMg(OH)2约为 。答案：1.【2015浙江理综化学】D【考点定位】本题以流程图的形式考查离子反应、物质分离、实验流程、实验评价、实验条件控制等。涉及试剂的选择、溶液pH控制、硫酸亚铁性质、实验条件选择和控制等。2.（2017年海淀一模）27（共13分）（1）还原2S2O32-+ AgBr = Ag(S2O3)23- + Br- a （2）不能由K1K2可知NH3与Ag+的结合能力弱于Br-与Ag+的结合能力a. B随滴加AgNO3的量的增加，溶液中产生白色沉淀，然后变黑 b. A试管溶液中存在平衡：2Ag(S2O3)23-(aq)Ag2S2O3(s) + 3S2O32-(

19、aq)，滴入的Ag+与S2O32-结合生成Ag2S2O3，使c(S2O32-)下降，促进上述平衡正向移动，导 致白色Ag2S2O3沉淀大量析出，Ag2S2O3又分解出黑色Ag2S导致沉淀变黑3.（2017年东城一模）27（14分）（1）MnO2+ 4H+ +2Cl Mn2+ + Cl2+2H2O 滴加KSCN溶液，变红MnO2+ 4H+ +2Fe2+= Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O 或MnOOH+ 3H+ + Fe2+=Mn2+ + Fe3+2H2O（2） 3.25.5加水溶解，过滤，再加盐酸酸化至pH小于5.5引入杂质NH4+（3）锰（4）7(m1-m2)/m24.【2015天津理

20、综化学】（1）作氧化剂 过滤（2）Cu(NH3 )42+2RH=2NH4+2NH3+CuR2 分液漏斗 a b（3）RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多（4）O2 H2SO4 加热浓缩 冷却结晶 过滤（5）H2SO4 防止由于溶液中的c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀【解析】（1）反应是将Cu转化为Cu(NH3 )42+，Cu被氧化，则反应中H2O2 的作用是作氧化剂；操作是把滤渣和液体分离，所以该操作为过滤； （2）根据流程图可知，Cu(NH3 )42+与有机物RH反应生成CuR2和氨气、氯化铵，所以该反应的离子方程式是Cu(NH3 )42+2RH=2NH4+2NH3+CuR2 ；操作是把水层与有机层分离，所以为分液操作，需要的主要仪器为分液漏斗；Cu元素富集在有机层，所以该操