2014工艺流程教师版

1、2014化学工艺流程【命题趋势】1.近5年江苏高考化学试卷对于元素化合物综合题的考点分析：年份试题背景考点分析2008年以一系列有实际用途的反应编制的框图2个化学方程式2个离子方程式，综合了一个有机结构（核磁共振氢谱）的问题。2009年以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钾和氧化铁红颜料（1）除去FeSO4溶液中的Fe3的试剂（2）控制反应温度低于35的目的（防止NH4HCO3分解，或减少Fe2的水解）。（3）反应中加一定量的醇类溶剂的目的（降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出）（4）电极反应式2010年某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥

2、制取Ba(NO3)2。（1）写化学方程式（2）控制反应温度不超过70，且不使用浓硝酸的原因（防止反应速度过快；浓HNO3易挥发、易分解）。（3）中和过程试剂的选择，中和中参与反应的离子。（4）洗涤的目的（减少废渣中可溶钡盐对环境的污染）。2011年以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）（1）平衡常数表达式（2）过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式（3）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量的目的（提高铁元素的浸出率，抑制Fe3水解）。（4）通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式，尾气中污染成分。2012年利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2

3、)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO3)2（1）平衡常数表达式（2）气液逆流接触吸收的目的（使尾气中NO、NO2被充分吸收）。滤渣成分（Ca(OH)2）（3）控制NO和NO2物质的量之比接近1：1的目的。（4）Ca(NO2)2在酸性条件下反应的离子方程式。2.考查特点分析从江苏5年特别是近3年的考题可以发现如下特点：（1）以有实际应用的工艺流程为命题素材。所选的素材一般与环境保护、资源利用等相关，以宣传化学对社会发展的积极的正面作用。（2）结合工艺流程考查对化学反应方程式或离子方程式的书写。学生只有对工艺流程看懂了，才能书写方程式。（3）结合反应原理的内容进行考查，以强调理论对元

4、素化合物知识的指导作用。如平衡常数表达式，从反应速率、化学平衡、水解平衡等角度来理解条件控制的目的。【典型错误】以2012年江苏卷第16题为例分析如下：（1）化学符号表示错误或不规范，如NO2的浓度应表示为c(NO2)，有些学生错误表示为cNO2，在写Ca(NO2)2在酸性溶液中发生分解反应离子方程式时，出现未配平、Ca(NO2)2没有拆成离子形式等错误。 （2）语言表述不清楚，指向不明，答非所问。如题中要求回答“气-液逆流接触吸收的目的”这一问题时，有学生答成“净化作用”、“排除空气”、“加快反应速率”等，而没有从“气-液逆流接触”这一吸收方式对尾气吸收效果的影响方面进行分析。（3）分析问题

5、不全面。如题中关于滤渣的成分的问题，不少学生答成Ca(NO3)2或CaO。滤渣应为不溶于水的物质，因此滤渣为Ca(NO3)2显然不可能；另滤渣是从水溶液中分离出来的，CaO必于水反应生成Ca(OH)2，故滤渣不能为CaO。 再如“若n(NO) ：n(NO2)1：1,则会导致 。”的解答，有学生答成“NO2有剩余”、“得不到Ca(NO2)2产物等”。事实上，NO与NO2按物质的量之比接近1：1与Ca(OH)2反应就能生成Ca(NO2)2，过量的NO2必与水反应生成HNO3，HNO3与Ca(OH)2反应生成Ca(NO3)2，故“NO2有剩余”、“得不到Ca(NO2)2产物等”都是不正确的。【思路方

6、法】课程标准和考试说明对这一部分的要求是“以海水、金属矿物等自然自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值”。近几年，江苏高考化学试卷中对元素化合物知识和化学反应原理的理解和掌握情况考查的试题多以工艺流程图为呈现方式，它取代了传统的框图题考查元素化合物转化的形式，更贴近生产生活和科学研究实际，能节省大量文字去说明反应和操作步骤，清晰地表示出生产过程的相关步骤及其反应物的来源和生成物的去向，有利于学生迅速有效地掌握试题的相关信息，从而顺利地作答。复习时应特别注意以下两点：（1）以化学反应原理为指导，理解掌握元素化合物的性质及应用。考试说

7、明要求“了解元素（主族和零族）原子结构、在周期表中的位置，性质及其它们之间的关系；认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。”元素化合物知识的考察都离不开对反应原理的考查，如2011年高考化学第16题硫铁矿焙烧后的固体在“酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是 ”，就是在考查对反应速率的影响因素和对溶液中盐的水解原理的理解和应用。因此，进行元素化合物知识的复习时，必须与化学基本理论相结合。（2）明确工艺流程图的特点，掌握分析问题的方法。解决这类问题需要进行如下分析：了解该工艺的总体目的是什么。如2012年江苏高考第16题所述工艺的目的是“利用石灰乳和硝酸工业的

8、尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO3)2。”分析每个步骤是由几个步骤组成，每个步骤的作用是什么。如2012年江苏高考第16题所述工艺：第一步，吸收（用石灰乳吸收硝酸工业的尾气得到亚硝酸钙，使尾气能达标排放）；第二步，过滤（将生成的亚硝酸钙溶液与不容于水的滤渣分离）；第三步及以后步骤是将亚硝酸钙从溶液中分离出来，获得无水亚硝酸钙。分析每个步骤的反应条件控制。如2012年江苏高考第16题所述工艺中“采用气液逆流接触吸收”、“控制NO和NO2物质的量之比接近1：1”和“生产中溶液需保持弱碱性”。分析试题所作答要求并准确作答。试题的设问通常围绕条件控制的原因、物质成

9、分、步骤目的、实际操作等方面。答题时，必须根据所学知识，科学运用化学语言准确地进行表述。【真题再现】16.(12分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为 。(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为 。(3)滤渣2的成分是 (填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4C2MgO2SO2CO2MgSO4CMgOSO2COMgSO43CMgOS3CO利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体可以

10、是 (填化学式)。B中盛放的溶液可以是 (填字母)。a.NaOH 溶液 b.Na2CO3溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为4，写出该反应的离子方程式： 。【参考答案】16.(12分)(1)MgCO32H=Mg2CO2H2O(2)2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O(3)Fe(OH)3(4)CO d 3S6OH2S2SO323H2O【解析】本题是元素化合物知识与生产工艺相结合的试题，意在引导中学化学教学关注化学学科的应用性和实践性。本题考查学生在“工艺流程阅读分析，离子反应议程式和氧化还原反应方程式的书写”等

11、方面对元素化合物性质及其转化关系及基本实验的理解和应用程度，考查学生对新信息的处理能力。酸溶后，加入H2O2氧化时，使FeSO4转化Fe2(SO4)3这样在pH左右除尽铁。对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集中注意“分步”两字，A中冷凝硫，B中除去SO2，C中除去CO2，D中收集CO。1.（2008年江苏卷，16）根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示）：写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式： 。某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式： 、 。写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式： 。由E制备的E

12、(C5H5)2的结构如右图，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为：。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中，正确的结构有 种峰，错误的结构有 种峰。【参考答案】CuH2O2H2SO4CuSO42H2O4Fe2O24H4Fe32H2O 2Fe32I2Fe2I210KOH3Cl22Fe(OH)32K2FeO46KCl8H2O1 32.（2009年江苏卷，16）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钾和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下： 反应前需在FeSO4溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的Fe3。 A锌粉 B铁屑 CKI溶

13、液 DH2反应需控制反应温度低于35，其目的是 。工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 。反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8（过二硫酸铵）。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为 。【参考答案】 B防止NH4HCO3分解（或减少Fe2的水解）降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出2SO422eS2O823.（2010年江苏卷，16）钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有HNO3 BaCO3 BaSiO3 BaSO3 Ba(FeO2)2等。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：（1）酸溶后溶液中

14、pH1 ，Ba(FeO2)2与HNO3的反应化学方程式为 。（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70，且不使用浓硝酸，原因是 、 。（3）该厂结合本厂实际，选用的X为 （填化学式）；中和使溶液中 （填离子符号）的浓度减少（中和引起的溶液体积变化可忽略）。（4）上述流程中洗涤的目的是 。【参考答案】（1）Ba(FeO2)28HNO3 8 Ba(NO3)22Fe(NO3)34H2O（2）防止反应速度过快 浓HNO3易挥发、易分解（3）BaCO3 Fe3、H（4）减少废渣中可溶钡盐对环境的污染 （凡合理答案均可）4.（2011年江苏卷，16）以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl

15、3·6H2O）的工艺流程如下：回答下列问题：（1）在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2O22SO3，该反应的平衡常数表达式为K ；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为 。（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是 、 。（3）通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为 ；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为 （写化学）。【参考答案】16（12分）（1）kc2(SO3)/c(O2)·c2(SO2) SO2NaOHNaHSO3（2）提高铁元素的浸出率 抑制Fe3水解（3）Cl22Fe22Cl2Fe3 Cl2 HCl5.（2012年江苏

16、卷，16）利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：(1)一定条件下，NO与NO2存在下列反应：NO(g)NO2(g) N2O3(g)，其平衡常数表达式为K= 。(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1：1。若n(NO) ：n(NO2)1：1,则会导致 ；若n(NO) ：n(NO2)1：1,则会导致 。(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生

17、分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式 。【参考答案】(1)k=c(N2O3)/c(NO)·c(NO2) (2)使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2(3)放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3NO22H=NO32NOH2O【拓展练习】1（2012南京市三模·16）以粗盐（主要成分为NaCl，含少量Ca2、Mg2、Fe3、SO42等）为原料制备亚氯酸钠（NaClO2）的工艺流程如下（试剂A为依次加入过量的BaCl2、NaOH、Na2CO3溶液）：粗盐氯酸钠残液C滤渣B硫酸、二氧化硫H2亚氯酸钠30%H2O2、烧碱水盐酸精制中和

18、电解二氧化氯发生器吸收塔试剂AO2蒸发结晶回答下列问题：（1）“精制”过程中，加入过量的Na2CO3的作用是 。（2）电解时发生主要反应的离子方程式为 ；该过程中有少量有毒气体单质产生，可用碱液吸收，该气体为 （填化学式）。（3）二氧化氯发生器中发生的化学反应，其氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。（4）吸收塔中发生反应的化学方程式为 ；二氧化氯气体和H2O2需稍过量，其目的是 。2（2012苏北四市10月统测·16）（12分）硫酸铜在工农业生产中有广泛应用。用某种氧化铜矿制备硫酸铜的新工艺流程如下：氧化铜矿浸出萃取浸出反萃浸出富铜液CuSO4·5H2O（晶体粗品）29.4

19、g/L硫酸400 g/L硫酸铜萃取剂HCl浸出渣萃余液HCl （1）浸出时所用硫酸的质量浓度（单位体积的溶液所含溶质的质量）为29.4g/L，其物质的量浓度是 ，浸出过程中反应的化学方程式是 。图9（2）萃取“相比”是表示萃取效果的参数之一，指的是有机相（O）与水相(A)的体积比。采用一定浓度的铜萃取剂萃取硫酸浸出液中的铜离子，测得当萃取时间为120s时，“相比”(O/A)对铜萃取率的影响如图9所示。在实际操作中，采用相比为1:3的理由是 。（3）已知铜萃取剂可用HR(O)表示，萃取过程可表示为：Cu2+2HR(O)CuR2(O)+2H+。反萃时加入400g/L硫酸的理由是 。（4）从富铜液中

20、获得较多CuSO4·5H2O晶体的实验操作依次为（填操作名称） 、 过滤、干燥。（5）游泳场馆常用硫酸铜作杀菌剂，这是利用CuSO4的 性质。3（2012镇江期末调研·16）用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备应用广泛的氯化钴的工艺流程如下：注：钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产。有关钴、镍和铁化合物的性质见下表：化学式沉淀完全时的pH钴镍性质Co(OH)29.4Co2HClCoCl2H2Co22NH3·H2OCo(OH)22NH4Co22H2OCo(OH)22HNi2HClNiCl2H2Ni26NH3·H2ONi(NH3)626H2OF

21、e(OH)29.6Fe (OH)33.7加NH3·H2O调pH收率/%Ni2含量/%998.10.089.5980.051097.60.00510.3940.005（1）“除镍”步骤中，NH3·H2O用量对反应收率的影响见右表：从表中可知x 。时，除镍效果最好。（2）“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成，否则沉淀中将有部分Co(OH)2转化为Co(OH)3，此反应的化学方程式为 。（3）“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是 。（4）“除铁”步骤中加入的纯碱作用是 。（5）在“调pH”步骤中，加盐酸的作用是 。 （6）已知25时，KspFe(OH)34.0

22、5;1038，则该温度下反应Fe33H2OFe(OH)33H的平衡常数为 。4（2012南京市二模·16）（12分）以电石渣主要成分是Ca(OH)2，含SiO2、Al2O3以及其它少量杂质为原料生产氯酸钾联产碳酸钙的流程如下：溶解复分解氯化过滤过滤碳化过滤副产品ANH3氯气活性炭氯化钾氯酸钾电石渣水CO2滤渣碳酸钙 回答下列问题：（1）电石渣溶于水形成电石渣浆时发生的主要反应的化学方程式为 、 ；（2）氯化过程的温度控制在7580，该过程发生主要反应的化学方程式为 ；（3）该流程中加入活性炭的作用是 ；（4）该流程中碳化反应的离子方程式为 ；（5）副产品A的化学式为 。5（2012苏

23、中三市一模·16）（12分）碱式硫酸铁Fe(OH)SO4是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列问题：加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的 沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是 。在实际生产中，反应常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作 。若参与反应的O2有11.2L（标准状况），则相当于

24、节约NaNO2的物质的量为 。碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子，可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为 。在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3。为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为 。A氯水 BKSCN溶液 CNaOH溶液 D酸性KMnO4溶液6（2012南京期初·16）（12分）以Al(OH)3、H2SO4、工业(NH4)2SO4(含FeSO4)为原料制备透明氧化铝陶瓷的工艺流程如下： MH2SO4 透明氧化铝陶瓷加热Al(OH)3合成NH4Al(SO4)2

25、·12H2O酸溶 中和H2O2稀氨水滤渣工业(NH4)2SO4氧化溶解 水 回答下列问题： （1）氧化步骤中发生的主要反应的离子方程式为 。在(NH4)2SO4溶液中，存在NH4+H2ONH3·H2O+H+，该反应的平衡常数表达式为K= 。（2）NH4Al(SO4)2溶液与过量NaOH溶液混合加热，反应的化学方程式为 。（3）固体NH4Al(SO4)2·12H2O在加热时，固体残留率随温度的变化如图9所示。633时剩余固体的成分化学式为 。（4）综上分析，流程图中M的主要成分的化学式为 ，M可用一种物质吸收以实现循环利用，该物质的名称是 。【参考答案】图91（12分）电解（1