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文档简介
1、解专题方法指导一、题型认知工艺流程题的内容往往与化工生产、生活实际联系密切,从题干部分看一般采取流程图的形式。流程图的形式各异,有的以操作名称作为框图形成流程的主线,有的以物质作框,还有的以设备作框,但每一题都固定以一种形式作框。工业流程题实质是考查学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、考查内容和特点1 .考查内容(1)化学反应原理;(2)元素及化合物知识;(3)实验操作及名称;(4)物质除杂与分离;(5)流程 中的物质转化和循环。2 .特点(1)情境真实;(2)框图信息新颖;(3)问题涉及面广、综合性强;(4)思维容量大。三、解题方法和思路1 .从题干中获取有用信
2、息,了解所生产的产品;特别要关注新给出的物质性质和反应,这往往是解题的关键所在。2 .整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等不同阶段。.原料般不利用 邦放业的无害化处龙识记规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。3 .分析流程中的每一步骤,从以下几个方面分析:(1)反应物是什么?(2)发生了什么反应?(3)图中有没有物质被省略了?(4)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。箭头进入的是反应物,包括投料和上一步的主产物;箭头出去的是生成物,包括主产物和副 产物。4 .还可以从问题中获取信息,帮助解题。5 .答题要规范,避
3、免出现因叙述不严谨而导致的失分。解专题考法展示类型一海水综合利用【例1】(2019泰安改编)化学是认识、改造和应用物质的科学。从海水中提取镁、制“碱”,都体现了人类改造物质的智慧。结合下列流程图(其中部分操作和条件已略去 ),请回答相关问题:三种溶液海水一五小 MV 通电L母液 厂MgHJHb*Mg:b .川昌石灰乳*贝壳(1)除去难溶性杂质后的食盐水中还含有Ca/、Mg2/、SO,等杂质离子,为得到较纯的氯化钠,进行如下的实验操作:加入过量的Na2CO3溶液;加入过量的 BaCl2溶液;加入过量的NaOH溶液;加入适量的盐酸调节溶液的pH =7;过滤;蒸发。下列操作顺序正确的是_D_(填字母
4、序号),其中操作加入适量的盐酸调节溶液的pH=7的目的是除去溶液过量的氢氧化钠和碳酸钠 ;A.B.C. D.(2)母液中有MgCl2,却经历了步骤IV、V的转化过程,其目的是 富集、提纯 MgCl2 ;(3)向饱和的氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳,经过一系列变化,最终可得到纯碱。请写出步骤m反应的化学方程式2NaHCO3=Na2CO3 + CO2 T + H2O_ ;(4)化学变化是改造物质的重要途径。上述流程图中没有涉及.的基本反应类型是置换反应_【解析】 从每种除杂试剂能除去什么杂质的角度进行分析。NaOH能除去MgCl2, BaCl2能除去Na2SO4, Na2CO3能除去CaCl2和过
5、量的BaCl2。通过上述分析可知,必须先加BaCl2 再加Na2CO3,否则过量的BaCl2无法被除去;NaOH的加入时机则无要求,因此加入试剂 的先后顺序为 或或;将杂质沉淀后必须要先过滤再加盐酸,否则形成的沉淀会被部分溶解,因此后续步骤的顺序为 ;综上所述,D项的操作顺序正确。操作 加入适量的盐酸调节溶液的pH = 7的目的是除去溶液过量的氢氧化钠和碳酸钠。(2)母液中除了含有氯化镁以外 ,还含有其他物质;加入氢氧化钙使氯化镁完全转化为氢氧化镁,过滤得到纯净的氢氧化镁 ,而后加入稀盐酸得到氯化镁溶液;经过IV、V的变化过程2NaHCO3=可以富集和提纯氯化镁。(3)碳酸氢钠受热易分解,反应
6、的化学方程式为Na2CO3+CO2 T +H2O。(4)步骤I中涉及复分解反应;CaO转变为石灰乳涉及化合反应;步骤出、V1涉及分解反应;故没有涉及的基本反应类型是置换反应。【即时训练1】(2019烟台改编)烟台有漫长的海岸线,蕴藏着丰富的海洋资源。(1)海水淡化。可以采用如右图所示的膜分离法淡化海水。水分子可以通过淡化膜(海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过)进入左侧的淡水池,从而得到淡水。下列说法中正确的是 ABC (填字母序号)。A.膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似B.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质C.膜分离法也是一种分离混合物的方法D .该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物(
7、2)海水资源综合利用的部分途径如下图。"6 碳靛氨辆1*葩磺*区可-4111t水*枪和NaC喀液日平和约工 标无 海水r ,回阂-* MgCk淖瀛一* MgCI:Mg氨碱工业生产过程中,在加压并不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳的条件下,使碳酸氢钠结晶析出,该反应的化学方程式是NH3+NaCl+ H2O+CO2=NaHCO3 J +NH4C_。写出步骤I电解饱和 NaCl溶液的化学方程式是 2NaCl+2H 2O=2NaOH+H2 T +Cl2 T海水制镁。实际生产中,步骤出常选用熟石灰 作为沉淀剂;步骤IV发生反应的化学方程式是 Mg(OH) 2+ 2HCl=MgCl 2+ 2H20
8、_。类型二制碱工艺流程【即时训练2】我国制碱工业的先驱侯德榜发明了将制碱与制氨结合起来的联合制碱法,为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献,其生产工艺流程示意图如图:循环利用粗城(1)请写出食盐水、氨气、二氧化碳反应的化学方程式NH 3+ NaCl + H2O + CO2=NaHCO3J + NH4C1 ;分析下表,反应后能得到碳酸氢钠的晶体的原因是 20 C时碳酸氢钠的溶解度最小,率先达到饱和而析出晶体物质氯化钠氯化俊碳酸氢钠碳酸氢钱溶解度(20 C)36 g37.2 g8.5 g29.8 g在实际生产过程中,总是先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,其目的是促进碳酸氢钠的生成与析出
9、。下列分析正确的是AB 。(填字母)A.氨气在水中的溶解度远大于二氧化碳,先通入氨气有利于增大反应物的浓度,因此可以促进碳酸氢钠的生成B.氨气溶于水使溶液呈碱性 ,有利于二氧化碳的吸收,因此可以促进碳酸氢钠的生成(2)写出操作a的名称: 过滤;写出X的化学式:Na2CO3 。(3)得到的氯化钱可作氮肥,但不能与碱性物质混合施用,原因是_NH4Cl能与碱性物质反应放出氨气,降低肥效_。(4)上述工艺流程中,可循环利用的物质除了水之外还有CO2、NaCl 。(填化学式)类型三金属矿物利用【例2】(2019南通)氧化镁在医药等行业应用广泛。实验室以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3等)为
10、原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:(1)为了提高“酸浸”的效果,可采取的措施有:适当升高温度、将菱镁矿粉碎(或搅拌、延长酸浸时间等)_, MgCO3与盐酸反应的化学方程式为MgCO 3+2HCl=MgCl 2+H?O +CO2 T。(2)“氧化"过程中,FeCl2转化为FeCl3,该反应属于基本反应类型中的一化合反应。(3) “沉淀”时需严格控制NaOH溶液的用量,其目的是使Fe3+全部变成沉淀而不沉淀Mg2+ 。(4) “滤液”中的溶质主要是MgCl 2和 NaCl 。【解析】(1)提高“酸浸”的效果,即是使反应物能够充分反应,常见的方法有:粉碎固体反应物以增大反应物间的接触面积,
11、搅拌固液混合物以使反应物充分接触,适当提高温度或延长反应时间。MgCO3与HCl反应生成MgCl2、H2O和CO2,注意标注气体符号。(2)由题意可知,“氧化”过程中发生的反应为 2FeCl2+Cl2=2FeCl3,该反应属于化合 反应。(3)从加入NaOH的目的进行分析。菱镁矿中所含杂质为FeCO3;经过酸浸、氧化的步骤后,FeCO3转变为FeCl3,因此加入NaOH的目的是除去Fe3+;但由于主要物质 MgCl2 同样也会与NaOH形成沉淀,因此需要严格控制 NaOH溶液的用量,以使Fe3+全部变成沉 淀的同时不沉淀 Mg2+。(4)NaOH与FeCl3、过量的盐酸反应均生成 NaCl。【
12、即时训练3】(2019泰州改编)铝是一种重要的金属,用它制成的合金有良好的机械性能,在工农业生产和国防上都有广泛的用途,下图是利用铝矿石(主要成分为 M0S2)制备金属铝的流程图:请回答下列问题:(1)反应常将铝矿石粉碎,目的是增大反应物间的接触面积,使反应充分进行(或加快反应速率);MoO 3中铝元素的化合价为+ 6 :操作I的名称是 过滤。(2)若直接向大气中排放反应的尾气,则会产生的环境问题是_B<_;实验室中常用_NaOH_(填化学式)溶液来吸收该尾气。(3)反应中除了得到产品,还能得到一种常见的溶剂,请写出反应的化学方程式 _MoO 3+ 3H2=Mo + 3H2O ;为制得1
13、9.2 t金属铝,理论上至少需要含MoO 380%的粗产品36 t。(粗产品杂质中不含铝元素,铝元素的相对原子质量为96)【即时训练4】(2019连云港)以镁矿石(主要成分MgCO3、SiO2)为原料生产MgO的工艺流程如下:稀Nib 1L0逐渣X溶液9注:SiO2难溶于水和常见的酸;“沉镁”过程中有Mg(OH) 2生成。(1)滤渣X的主要成分为SiO2 。(填化学式)(2)实验室中用图1所示装置进行过滤。该装置中仪器A的名称为烧杯 。若过滤时滤液出现浑浊,可能的原因是 a o (填字母)a.滤纸已破损b.漏斗中液面低于滤纸边缘c.滤纸未紧贴漏斗内壁(3) “沉镁”时 MgSO4与NH3刊2。
14、发生反应。结合图2,写出该反应的化学方程式:MgSO4+ 2NH3 H2O=Mg(OH) 2 J +(NH4)2SO4 。图 1 部分NlhlLD在乐卞螭f 出南于HKI2OO3(K)4()()5(K) 加热温反工(4)已知在不同温度下,充分加热等质量的Mg(OH) 2,加热温度与固体残留率的关系如图所示。“加热”时温度至少要达到350 C ,原因是低于350 C时Mg(OH) 2分解不完全,所得MgO不纯。类型四废弃物再利用【例3】(2019广东)某合金主要成分为 Zn、Fe、Cu及这三种金属的少量氧化物。利用该合金制成的机械零件废弃物制取高纯度ZnO,其部分工艺流程如下图所示。请回答:已知
15、:Zn(OH)2溶于强碱形成可溶性盐。滤渣I中一定有 翅_。(2)加酸溶解废弃物时,需要通风并远离火源,其原因是_Zn和Fe与稀硫酸反应生成氢气, 遇明火会发生爆炸 _。此过程中 Zn还能起到除铜作用,除铜的化学方程式为 _Zn + CuSO4=ZnSO4 + Cu ,此反应属 置换反应 。(填基本反应类型)(3)调节pH可用NaOH,但不能过量,其原因是 Zn(OH) 2与NaOH反应生成可溶性盐,导 致产率降低 。焙烧(4)焙烧Zn(OH) 2发生分解反应的化学方程式为 _Zn(OH)z=ZnO + H2O_ 。【解析】(1)铜不与稀硫酸反应,因此滤渣I中一定有铜;当稀硫酸量不足时,才有可
16、能含有Fe或Zn。(2)题干中提及了远离火源,说明应该从燃烧爆炸的角度来分析:由于 Zn、Fe溶于酸时产生氢气,氢气与空气混合后遇明火容易发生爆炸,因此在加酸溶解废弃物时,需要通风并远离火源。混合物中含有铜的氧化物,因此溶液中会含有 Cu2+; Zn能除铜的意思即是Zn能将Cu2+置换出来,因此化学方程式为 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,该反应属于置换反应。(3)根据题中信息,Zn(OH) 2溶于强碱形成可溶性盐,因此当NaOH过量时,一部分Zn(OH) 2沉淀变为可溶性盐进入滤液出中而被除去,沉淀中的Zn元素质量减少,最终导致ZnO的产率降低。(4)依题意,Zn(OH) 2焙烧时发生分
17、解反应,且其中一个产物为 ZnO,因 熔烧此化学方程式为 Zn(OH) 2=ZnO + H2O。【即时训练5】(2019苏州)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgO和SiO2)为原料制备MgCO 3 - 3H2O。其主要实验过程如下:过也就城再就辽置硬屿钓溶液MgCO.JH/)废遭F酸落*1过述I -反痘一过址1 *洗澡IJ戏殛遮流已知:SiO2不溶于水,常温下不与硫酸、碳酸钠反应。MgO + H2SO4=MgSO4 + H 2O 和 MgCO 3 +(1) “酸溶”时发生反应的化学方程式为H2SO4=MgSO4 + H2O+ CO2 f 。(2)“过滤n”所得滤液中含有的主要离子有Na+、SO4_、CO2_(填离子符号)。(3)“反应”步骤前后均有过滤 ,能否省去“过滤I ”只进行“过滤n。查_(填“能”或“否”),理由是 导致产品不纯(4) “酸溶”时所加硫酸溶液不宜过量太多的原因是避免制备产品时消耗更多的碳酸钠【即时训练6】(2019北部湾)工业上利用某废渣含 FeSO4、Fe2(SO4)3 及少量 CaO 和 MgO制备高档颜料铁红(主要成分为F62O3)和回收(NH4)2SO4。具体生产流程如下:x氯气氟水ll''一I) 向好口。中,一I素化合价发生变化。b. 3Fe2(SO4)3+12NH3 H2O=5(NH
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