专题三化学工业流程

1、专题三化学工业流程撰稿人：雷金萍 柳强【考纲解读】由于化学与生活、生产的密切关系，工艺流程题是近年来日趋流行的一种考查形式。主要考查：(1)借助无机物的转化关系，依托工业流程图或相关图表数据，考查常见无机物性质、化学实验、化学反应原理和化学计算等知 识；(2)化学用语及物质的用途也是考查的重点。分析近三年各地高考的试题，本讲是重点命题范围，预计2015年可能是大题形式也可能穿插在大题中，最大的可能性是穿插在大题中.【课时】4课时第一课时【知识梳理】1 .解题思路：明确整个流程及每一部分的目的-仔细分析每步发生的反应及得到的产物-结合基础理论与实际问题 思考-注意答题的模式与要点。辅助朝U言*目

2、尉的副产胡I舐趾it套和主要操触I蜜败I2 .化工流程题主线与核心3 .规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环。4 .化工流程题解题的五个步骤：甯助原科I(1)浏览题中的工艺流程图，提取有用的信息，分析流程中将原料转化为产口 " 应的化学方程式。(2)解决分离提纯产品的步骤。选择分离提纯的实验方法(作。(3)根据数据，结合化学平衡移动原理，从温度、压强和浓度等方面分析，找到能使反应正向移螂牒件，计算出 产品的产率和反应物的转化率。(4)注意环保，减少污染，发展“绿色化学”。以原料循环使用或废物利用为主线，评价方案的优劣。(5)考虑原料的来源和经济成本。通过对原料价位的思考优化方案。

3、5 .熟悉工业流程常见的操作与名词(阅读创新设计P4124)【例题剖析】类型1物质的制取例1(如上图)氢漠酸在医药和石化工业上有广泛用途。模拟工业制备氢漠酸粗品并精制的流程。已知：B”是易挥发、深红棕色的液体；氢漠酸是易挥发、无色液体。根据上述流程回答下列问题：(1)混合中发生反应的化学方程式为 (2)反应室使用冰水的目的 。(3) 操彳I.操作口和操作W的名称分别是 、(4)操作W一般适用于分离 混合物。(选填编号)a .固体和液体b.固体和固体c .互不相溶的液体 d .互溶的液体(5)操作口用到的玻璃仪器有 。(6)混合中加入 NaSO的目的是。(7)纯净的氢漠酸应为无色液体，工业生产中

4、制得的氢漠酸带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了实验加以探究：甲同学假设工业氢漠酸呈淡黄色是因为含Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为 ,若假设成立可观察到的现象为 。乙同学假设工业氢漠酸呈淡黄色是因为_,其用于证明该假设成立的方法为 。变式1 . 2013 四川卷改编明矶石经处理后得到明研KAl(SO4)2 12H2O。从明矶制备 Al、K2SO和H2SO的工艺过程如下所示：焙烧明矶的化学方程式为 4KAl(SO4)2 - 12H2O+ 3s=2KSO+ 2ALO+9SO T+48H2Q请回答下列问题。(1)在焙烧明矶的反应中，还原剂是 。(2)从水浸后的滤液中得到ESO晶体的方法是(3)

5、以Al和NiO(OH)为电极，NaOH§液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH”，该电池反应的化学方程式是。 焙烧产生的SO可用于制硫酸。已知 25 C、101 kPa时：2SO(g) +Q(g)2SQ(g)A Hi=- 197 kJ/mol ; H 2O(g)=HO(l)A H2= - 44 kJ/mol ;2SO(g)+ Q(g)+ 2H2O(g)=2HSO(l)A Hb=- 545 kJ/mol 。则：SQ(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 to焙烧948 t明矶(M= 474 g/mol)，若SO的利用率为96%可生产质量分数为 98%勺硫酸【

6、课堂训练】利用染化厂的废料铁泥(主要成分是Fe?Q、FeO和铁)制备可用于隐形飞机涂层的纳米四氧化三铁的生产流程为：请回答：(1)在物质分类中，纳米四氧化三铁的主要成分属于 ;(2)过程主要反应的离子方程式为 ;(3)已知氢氧化亚铁的Ksp=1X10-13,氢氧化铁的 Kp=1X 10-26,通过计算所得数据说明过程调节pH=9的原因是(4)物质D的主要产物中铁、氢、氧三种元素的质量比为56: 1: 32,则过程主要反应的化学方程式为*沉赳里溶液口物畋D顿并©1 分唐纳米四氧化帙(5)已知Fe3+在弱碱性溶液中还原性较强，图是研究过程的实验所得，该实验的结论是2( 2014上海)在精

7、制饱和食盐水中加入碳酸氢镂可制备小苏打(NaHCO ,并提取氯化镂作为肥料或进一步提纯为工业氯化镂。完成下列填空：(1) .写出上述制备小苏打的化学方程式。 (2) .滤出小苏打后，母液提取氯化镂有两种方法：通入氨，冷却、加食盐，过滤不通氨，冷却、加食盐，过滤对两种方法的评价正确的是 (选填编号)a.析出的氯化镂纯度更高b. 析出的氯化镂纯度更高c.的滤液可直接循环使用d.的滤液可直接循环使用(3) .提取的NHCl中含少量Fe"、SO2 0将产品溶解，加入 HQ,加热至沸，再加入 BaCL溶液，过滤，蒸发结晶， 得到工业氯化镂。加热至沸的目的是。滤渣的主要成分是、。(4) .称取1

8、.840g小苏打样品(含少量 NaCl),配成250ml溶液，取出25.00ml用0.1000mol/L盐酸滴定，消耗盐 酸 21.50ml。实验中所需的定量仪器除滴定管外，还有 。选甲基橙而不选酚酗作为指示剂的原因是 。样品中NaHCO勺质量分数为 。(保留3位小数)(5) .将一定质量小苏打样品(含少量NaCl)溶于足量盐酸，蒸干后称量固体质量，也可测定小苏打的含量。若蒸发过程中有少量液体溅出，则测定结果 。(选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)第二课时类型2物质的分离、提纯例2绿矶(FeSO- 7HO)是治疗缺 铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质) 为原料生

9、产纯净绿矶的一种方法查询资料，得有关物质的数据如下表(1)检验制得的绿矶晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂为 。A. KSCNl§<B. NaOHC. KMnO§液D.苯酚溶液(2)操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是 ;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是(3)操作IV的顺序依次为 、冷却结晶、 o(4)操作IV得到的绿矶晶体用少量冰水洗涤，其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质；。(5)测定绿矶产品中Fe2+含量的方法是：a.称取2.850g绿研产品，溶解，在 250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mo

10、l/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗 KMnO§液体积的平均值为 20.00mL。滴定时发生反应的离子方程式为 。判断此滴定实验达到终点的方法是 。计算上述样品中FeSO - 7H2O的质量分数为 。变式2: (13安徽)(13分)二氧化铺(CeQ)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、FeO、CeO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铺，设计实验流程如下：(1)洗涤滤渣A的目的是为了除去(填离子符号)，检验该离子是否洗净的方法是 。(2)第步反应的离子方程式是 ,滤渣B的主要成分是 。(3)萃取是分离稀土元素的常用

11、方法。已知化合物TBP作为萃取剂能将铀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。取上述流程中得到的 Ce(OH)4产品0.536 g,加硫酸溶解后，用0.100 0 mol LeSO标准溶液滴定至终点时(铺 被还原为C1),消耗25.00 mL标准溶液。该产品中 Ce(OH)4的质量分数为 。【课堂训练】(14年广东16分)石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含 SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：(注：SiCl4的沸

12、点为57.6 C,金属氯化物的沸点均高于150C)(1)向反应器中通入 Cl2前，需通一段时间 N2,主要目的是 o(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为。(3)步骤为：搅拌、 、所得溶液IV中的阴离子有 。(4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为 ,100kg初级石墨最多可获得 V的质量为 kg。(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图 19防腐示意图，并作相应标注第三课时【小专题训练UAlzQ、SiOz等）制备碱式1.（2014江苏）（12分）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室

13、用粉煤灰（主要含 硫酸铝Al 2（SO4）x（OH）62x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 （填化学式）（2）加CaCO调节溶液的pH至3.6 ,其目的是中和溶液中的酸，并使Al2（SQ）3转化为Al2（SQ）x（OH）62、。滤渣口的主要成分为 （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SO量总是小于吸收的 SO量，其主要原因是 ;与吸收SO前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将 （填“2. （12分）某化学小组在实验室模拟用软镒矿（主要成分为铁及铜的化

14、合物等）制备高纯碳酸镒，过程如下（部分操作 件略）： 缓慢向烧瓶中（见右图）通入过量混合气进行“浸镒”操 主要反应原理为：SO+ H2O = H 2SOMnO+ H2SO = MnSO,+ H?O（铁浸出后，过量的 SO会将Fe3+还原为Fe2+） 向“浸镒”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO粉末。再用NaCO溶液调节pH为3.5左右，过滤。调节滤液pH为6.57.2 ,加入NHHCO,有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸镒。回答：（1） “浸镒”反应中往往有副产物MnSO6的生成，温度对“浸镒”反应的影响如下图，为减少MnSC6的生成，“浸镒”的适宜温度是 o（2）查阅表1,中调

15、pH为3.5时沉淀的主要成分是 。中加入一定量纯 MnO粉末的主要作用是 , 相应反应的离子方程式为 。表1 :生成相应氢氧化物的pH物质Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)Cu(OH>开始沉淀pH2.77.68.34.7完全沉淀pH3.79.69.86.7（3）中所得的滤液中含有 Cu2+,可添加过量的难溶电解质 MnS除去Cu2+,经过滤，得到纯净的 MnS用平衡移 动原理解释加入 MnS的作用。（4）中加入NHHCO后发生反应的离子方程式是 。（5）检验中沉淀是否洗涤干净的方法是 。第四课时【小专题训练2】3. （2014江苏）（14分）CoCb 6H2O是一种饲料营养强化剂。

16、一种利用水钻矿（主要成分为CqQ、Co（OH>,还含少量FeaQ、AI2Q、MnO）制取CoCb 6H2O的工艺流程如下：已知：浸出液含有阳离子主要有H+、CcT、Fe2+、Mn2+、Al3+等；部分阳离子沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH) 3Mn(OH>开始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8C0CI2 6H2O熔点为86 C,加热至110120c时，失去结晶水生成 CoCb。写出浸出过程中 Cc2Q发生反应的离子方程式 。写出加适量NaClQ发生反应的主要

17、离子方程式 。“加NaCO调pH至a”，过滤所得到的沉淀成分为 。“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是 和过滤。萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图。向“滤液”中加入萃取剂的目的 是;其使用的最佳pH范围是（填选项序号）。A .B .C .D.2.02.53.03.54.04.55.05.5为测定粗产品中 C0CI2 6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶叶 烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中C0CI2 - 6H2O的庙宗分类其原因可能是 (答一条即可)。已知某锂离子电池正极是一LiCoQ,含Li +导电固体为电解质。充电时 原为Li ,并以原子形式嵌入电池负极材料碳 -6 (C

18、6)中(如右图所示) 电池的总反应为容液，过滤、洗涤，将沉淀C6Li +LiCoO2 + C6C0O , 2 + LiC 6,则电池放电时的正极反应式为4. (2014四川)(16分)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福LiCo。，MnO,另含有固体电解质的重要研究课题。某化学研究小组利用软镒矿(主要成分为 头铁、铝、铜、馍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃 气中的SO,又制得电池材料MnO (反应条件已略去)。请回答下列问题：(1)上述流程脱硫实现了 (选填下列字母编号)。A.废弃物的综合利用B .白色污染的减少C(2)用MnCO除去溶液中Al"和Fe"

19、;,其原因是 0(3)已知：25C、 101kpa 时，Mn(s)+ Q(g) = MnO(s)S(s) +C2(g) = SO(g).酸雨的减少 H= 520kJ/mol H= 297kJ/molMn(s) + S(s) + 2O2(g) =MnS0s) AHH 1065kJ/molSO与MnO反应生成无水MnSO勺热化学方程式是。(4) MnO可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO溶液可制得MnO,其阳极的电极反应式是。(5) MnO是碱性锌镒电池的正极材料。碱性锌镒电池放电时，正极的电极反应式是 。(6)假设月除的SO只与软镒矿浆中的 MnO反应。按照图示流程，将 a请(标准状况)含 SO的体积分数为b%勺尾 气通入矿浆，若SO的脱除率为89.6%,最终得到MnO的质量为c kg ,则除去铁、铝、铜、银等杂质时，所引入的 镒元素相当于 MnO kg。5.KNQ是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO的制备方法的主要步骤：(1)反应I中，CaSOf NHHCO的物质的量之比为1: 2,该反应的化学方程式为 。(2)反应口需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是