制备类工艺流程题

1、第1页共6页化学教学资料高考化学工艺流程题探究解题思路 呈现形式：流程图、表格、图像 设问方式：措施、成分、物质、原因能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力 知识落点：基本理论、元素化合物、实验体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查各方面的基础知识及将已MgCQ MgSiQ、CaMg（CQz、Al 2Q和FeQ等，回收其中镁的工艺流程无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景, 有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。【例题】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有 如下：固体废料n分离提纯I预处理n分离提纯m 还原原料：矿石（固体）预处理：酸溶解（表述：“浸出”）除杂

2、：控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀核心化学反应是：控制条件，调节 PH使M全部沉淀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在解这类题目时：首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。其次，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第三，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。分析流程图需要掌握的技巧是：浏览全题，确定该流程的目的一一由彳原料获得何产物（副产物） ，对比原料和产物； 了解流程图以外的文字描述、表格信息

3、、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用；解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么反应？利用了什么原理（氧化还原？溶解度？溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是怎样除去的？无机化工题：要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚， 针对问题分析细节。考察内容主要有：1 ）、原料预处理2）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、Pbffi节、溶剂选择）3）、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离

4、与提纯）4）、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。2、规律主线主产品分支副产品回头为循环核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯3.工业生产流程主线与核心4.熟悉工业流程常见的操作与名词原料的预处理溶 解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等灼 烧如从海带中提取碘燃 烧如燃烧高岭土改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解研磨适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测定等。控制反应条件的方法控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀- pH 值的控制例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完

5、全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)8.39.8问题：若要除去 MrT溶液中含有的Fe”,应该怎样做?调节pH所需的物质一般应满足两点：©、能与 印反应，使溶液pH值增大； 、不引入新杂质例如：若要除去 Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO Cu（OH）、CuOHCO等物质来调节溶液的 pH值 蒸发、反应时的气体氛围加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移动降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动趁热过滤防止某物质降温时会析出冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤

6、过程中的溶解损耗 物质的分离和提纯的方法 结晶一一固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）过滤固、液分离蒸储一一液、液分离分液一一互不相溶的液体间的分离 萃取一一用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。升华一一将可直接气化的固体分离出来。盐析一一加无机盐使溶质的溶解度降低而析出 常见名词浸 出：固体加水（酸）溶解得到离子 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 酸 浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程水洗：通常为除去水溶性杂质水浸：与水接触反应或溶解范例（14 分）馍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料是由 N（OH”、碳粉

7、和氧化铁等涂在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行百破天究丧讣实验流程如下：镣电料旧池村成电极盐酸一残渣Ni(OH)aP771港能乎沉淀n 心沉淀inM(OH)KsppH开始沉淀沉淀完全Al(OH) 31.9 x 10 333.43 24.19Fe(OH)33.9 x 10 382.53 22.94Ni(OH) 21.6 x 10 147.609.75b.某温度下一些金属氢氧化物的已知：a.NiCl 2易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2 oKsp及沉淀析出的理论 pH如表所示：回答下列问题：（1）根据表中数据判断步骤依次析出沉淀H 和沉淀出 （填化学式）

8、，则pH pH2（填“>”、“=”或“ <”），控制两种沉淀析出亘利用 （填序号）。A.pH试纸B.石蕊指示齐JC. pH计（2）已知溶解度：NiC2Q>NiC2Q H2O>NiGQ 2HO,则步骤的化学方程式是。步骤&后，过滤沉淀所需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 中阻极区座产生的气体E.为,验证该气体的试剂为 。（4）试写山步彝后）山离子方”天：。-v-mrv-w-tnn标准答案（1）Fe（OH） 3（1 分）Al（OH）3（1 分）<（1 分）C（1 分）（2）NiCl 2+N&GQ+ 2H

9、2O=NiCO4 2HaOj + 2NaCl（2 分）（普通）漏斗、玻璃棒和烧杯（2分）玻璃棒划破滤纸（1分）、滤液超过滤纸边缘（1分）（3）Cl2（1分）淀粉-KI溶液（1 分）（4）2Ni（OH） 2+2OH + Cl2=2Ni（OH）3 + 2Cl （2 分）制备类工艺流程题1. KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO制备方法的主要步骤:CafiO.也和(NH J卢。4母液NHqHgL及滤揽柞反应ICaCOq燕浓冷结过翌缩却晶泳KC1NII.CI海液反应W寿结过即晶想1 ： 2,该反应的化学方程式为O(主要成分为钛酸亚铁，化学式HNOj溶液，反应川CO；反应I中，CaSO

10、与NHHCO的物质的量之比为(2)反应n需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是 ,从反应W所得混合物中分离出CaSO的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是(3)检验反应n所得 K2SO4中是否混有KCl的方法是取少量 K2SQ样品溶解于水(4)整个流程中，可循环利用的物质有 ( 填化学式)。(5)将硝酸与浓KCl溶液混合，也可得到KNO,同时生成等体积的气体A和气体B(NOCl),该反应的化学方程式为 ；气体B与Q反应生成1体积气体A和2体积红棕色气体 C,该反应的化学方程式为pH关系如图。1 220-1 440 K已知：TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中。常温下，难溶电解质溶解度与25

11、C时TiO(OH)2溶度积回答下列问题：(1)写出钛铁矿酸浸时反应的离子方程式:(2)操作n包含的具体操作方法有 。(3)向“富含TiO2+溶液”中加入 NaCO粉末的作用是 ,TiO (2015 河南洛阳高三期末)钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿 为FeTiO3)制备Ti等产品的一种工艺流程示意图如下：+水解的离子方程式为 当溶液pH=时，TiO(OH)2已沉淀完全。(4)加入铁屑将Fe"转化为Fe2+的原因是。CO2从溶液中提取出来，经化学反应3.最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程

12、如下:溶液(1)分解池中发生分解反应的物质是 。(2)在合成塔中，若有 2.2kg CO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出 2473.5 kJ的热量, 试写出合成塔中发生反应的热化学方程式 。(3)从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，而实际生产中采用300c的温度，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是 。从合成塔中分离出甲醇的原理与下列哪个相符 (选填字母)。a过滤b.分液c.蒸储“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除 碳酸钾溶液外，还包括 。(4)右图是甲醇燃料电池的结构示意图。已知电池总反应为：2CH3O

13、H+3O2=2CO2+4H2O0通入a一端的电极是 (填“正极”或“负极”)，负极发生的电极反应是。4. (2015 浙江杭州第一次质量检测 )高镒酸钾是常用的氧化剂。工业上以软镒矿(主要成分是 MnG)为原料制备高镒酸钾晶体。如图是实验室制备KMnO的操作流程：上述反应的化学方程式：3&MnO+ 2CO=2KMn。MnO+ 2&CO。已知：物质K2COKHCOK2SC4CHCOOK293 K溶解度(g)11133.711.1217(1)反应的化学方程式为 。(2)从滤液中得到KMnO晶体的实验操作依次是 (选填字母代号，下同)。a.蒸储b.蒸发c.灼烧d.抽滤e .冷却结晶(

14、3)制备过程中需要用到纯净的CO气体。制取纯净 CO最好选择下列试剂中 。a.石灰石b.浓盐酸c.稀硫酸d.纯碱(4)实验时，若CO过量会生成KHCO,导致得到的KMnO产品的纯度降低。原因是(5)由于CO的通入量很难控制，因此对上述实验方案进行了改进，即把实验中通CO改为加其他的酸。从理论上分析，选用下列酸中 ,得到的产品纯度更高。a.醋酸b.浓盐酸 c.稀硫酸5.聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al 2(OH)nCl6 n o本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al 2O3(25334%、SiO2 (

15、40%H50%)、FaQ (0.5%3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构， 化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:高岭土15%盐酸少量铝粉适量CaCO3Al2(0H)nCl6 n煨烧 溶解一搅拌、过滤 _3调节溶液pH在4.24.5蒸发浓缩90c100c 根据流程图回答下列问题：“煨烧”的目的是。配制质量分数15%的盐酸需要200 mL 30%的浓盐酸（密度约为 1.15 g cm 3）和 g蒸储水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、 。“溶解”过程中发生反应的离子方程式为 。加少量铝粉的主要作用是 。“调节溶液pH在

16、4.24.5 ”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是 发浓缩”需保持温度在 90100C,控制温度的实验方法是 。答案1. (1)CaSO4 + 2NH4HCO 3=CaCO3 + (NH 4)2SO4 + H2O + CO2 T(2)分离NH4Cl与K2SO4,加快化学反应速率防止KNO3结晶，提高KNO3的产率(3)加入过量Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，取上层清液，滴加AgNO 3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4 中混有KCl(4)CaSO4、KNO3、(NH4)2SO4(5)4HNO 3+3KCl(浓)=NOCl T + Cl2, + 3KNO3+2H2O 2NOCl + O2=Cl2 + 2NO22. (1)FeTiO 3+ 4H + =TiO2+ + Fe2+ + 2H2O(2)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(3)调节溶液 pH,促进 TiO”水解 TiO2+ + 2H20r= TiO(OH) 2 J + 2H+ 2.5(4)避免Fe"和TiO2+同时沉淀3. (1) KHCO 3； (2) CO2 (g) +3" (g) CH30H (g) +H2O (g) H=-49.47kJ?mol