化学流程图专题

化学流程图专题化工题是以某个具体的工业生产为背景,以化学基本理论为主线,结合化学实践!环境保护!化学计算等考查同学们应用所学知识探究解决生产实际问题的能力,对综合能力要求很高"化工题的特点表现为:题目多以流程图的形式出现;题目所涉与的情景新颖;在题目中还时常出现一些化工术语(酸浸!水洗!水热处理表面处理等)；题目实际考查的是应用化学反应原理、化学平衡原理、离子平衡理论!晶体结构知识!物质制备和分离(提纯)知识、绿色化学观点、安全生产思想与从经济的视角分析、评价、探究实际生产中各种问题的能力。下面通过例题来分析解答化工题的一般思路和主要策略。【例1】将磷肥生产中形成的副产物石膏（4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除4·2H2O、外,还需要等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式:（3）过滤Ⅰ操作所得固体中,除3外还含有（填化学式）等物质,该固体可用作生产水泥的原料。（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(4)24溶液。检验滤液中含有32－的方法是:（5）已知不同温度下K24在100g水中达到饱和时溶解的量如下表:温度（℃）02060K24溶解的量(g)7。411。118。260℃时K24的饱和溶液591g冷却到0℃,可析出K24晶体g（6）氯化钙结晶水合物（2·6H2O）是目前常用的无机储热材料,选择的依据是a熔点较低（29℃熔化）b能导电c能制冷d无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:。【解析】此题是一道以工业生产为背景的实验题,考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。从生产流程图可以看出,所需原料除4·2H2O、外,还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶的,碳酸钙是难溶的,因此石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵,生成的碳酸钙中混有石膏。碳酸根的检验可用酸化的方法,若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不变,查表可知不同温度下的溶解度,先求出591饱和液中含有的水是500g,在0℃可溶解硫酸钾37g,所以析出晶体54g。作为储热材料,要求能在室温左右的温度下工作,且对人体无害,故选；绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物,原子利用率高,因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用。【答案】（1）33H2O（2）4＋32－→3↓＋42－（3）4

（4）滤液中滴加盐酸产生气泡（5）54g（6）ad

（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高,没有有害物质排放到环境中）【例2】重铬酸钠(22O7·2H2O)俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为·2O3,还含有2O3.、2等杂质）为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下：①中涉与的主要反应有:主反应:4·2O3＋823＋7O2

824＋22O3＋82副反应:2＋2323＋2↑、2O3＋2322＋2↑部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的:沉淀物()3()3()2()3完全沉淀时溶液4。73。711。25。6试回答下列问题:⑴“①”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是▲。两个副反应均为吸热反应,但在高温下均能自发进行,其原因是▲。⑵“③”中调节至4.7,目的是▲。⑶“⑤”中加硫酸酸化的目的是使42－转化为2O72－,请写出该平衡转化的离子方程式:▲。⑷“⑦”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠,依据是▲。【解析】以红矾钠的工业制备为背景考察化学原理部分的知识,过程中考察了条件的控制、化学反应方向的判断、溶度积常数的表达式和控制的应用。搅拌的目的是增大反应物的接触机会,从而加快反应速率。由于这两个副反应是在高温下才自发进行,所以必然是一个△S>0的反应。③溶液中存在的主要阴离子有42－、2—、32—,调至4.7,是为了除去其中的2—、32—。硫酸钠的溶解度随温度的升高,先增大后减小,这一点较特殊,设问较困难。若给出其溶解度曲线,则可以帮助理解最后两步工艺。【答案】⑴使反应物接触更充分,加快反应速率△S＞0⑵除去溶液中的2—、32—⑶242－＋22O72－＋H2O⑷红矾钠的溶解度随温度的降低而减小【例3】工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。粉碎粉碎2熔融4K232H2OK242操作Ⅰ4K23操作Ⅱ母液4粗晶体干燥4晶体石灰苛化空气①4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是（填代号）。a.84消毒液（溶液）b.双氧水c.苯酚d.75%酒精②高锰酸钾保存在棕色试剂瓶,下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是（填代号）。a.浓硝酸b.硝酸银c.氯水d.烧碱③上述流程中可以循环使用的物质有、（写化学式）。④若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则12可制得4。⑤该生产中需要纯净的2气体。若实验室要制备纯净的2，所需试剂最好选择（选填代号）。a.石灰石b.稀c.稀H24d.纯碱所需气体发生装置是（选填代号）。⑥操作Ⅰ的名称是；操作Ⅱ根据4和K23两物质在（填性质）上的差异,采用（填操作步骤）、趁热过滤得到4粗晶体。【解析】高锰酸钾又名灰锰氧,是+7价锰最重要的化合物,也是最重要和最常用的氧化剂之一。本题以液相氧化法制备高锰酸钾为背景,着重考察了基本化学实验知识,本题可很好地巩固试剂保存、分离提纯操作、有关气体制取实验原理和装置知识等。(1)高锰酸钾的消毒机理主要是靠其氧化性氧化微生物而杀灭微生物,它通过氧化细菌体内的活性基团而发挥作用,类似84消毒液（溶液）、双氧水,而苯酚、酒精消毒机理主要是使蛋白质75%凝固。(2)试剂保存方法源于试剂的性质,见光易分解的物质通常保存在棕色试剂瓶中。浓硝酸、硝酸银、氯水等试剂都是中学阶段常用试剂,都保存在棕色试剂瓶中。(3从流程图中不难发现,由于K24在酸性条件下易歧化为2和4,所以2可以部分循环；母液成分主要是K23,通过加入石灰,产生也可以循环利用。(4)本小题考察学生对制备原理的理解。一种方法是写出各步反应，通过物质的量的关系得出；另外，从流程中也可看出，Ｍｎ元素损失发生在4歧化这一步，通过电子得失守恒，14可制得1/32和2/34.(5)本题主要考察有关气体制取实验原理和装置,气体发生装置取决于气体制备原理。题目中关键词“纯净”,所以要选用纯碱和稀硫酸,发生装置就只能相应选择Ａ。(6)主要考察制备过程中分离提纯的基本操作。操作Ⅰ是分离不溶物2,所以是过滤；操作Ⅱ从两物质性质上分析,都可溶,故是利用两者溶解度的不同而采用结晶方法分离,但考虑到4易受热分解,要得到4粗晶体,只能蒸发浓缩结晶。【答案】（1）（2）d（3）2；（4）2/3（5）；A；（6）过滤；溶解度；浓缩结晶本专题考查考生将工艺流程与化学原理融合的能力。学生之所以怕无机化工信息题往往是被陌生情景和专业术