工艺流程图题解题技巧.doc

.理综化学第十一题 化工流程题训练1、工业流程图题做题原则：（1）、首先快速审题，明确实验目的，解决“干什么”（2）、“怎么做”：迅速把握文字材料和方框中有效信息，仔细分析每一步发生的反应及得到的产物。把产物或得到的滤液、滤渣等成分写在流程图相应位置上。（3）、遇到不懂的信息或问题可以跳过去，到时再说，有些提供的信息可能在问题中根本没及，有些信息则可以结合问题帮助理解。（4）、可以在问题中寻找一些相对独立的问题作答，节约审题时间。2、在化学工业中应考虑的问题，可以归纳如下：化学反应原理化学原理在实际工业上是否可行成本要低原料的选取使用、设备的损耗等，这是整个过程都需考虑的问题原料的利用率要高利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用生产过程要快化学反应速率 产率要高化学平衡产品要纯产品的分离、提纯环保问题反应物尽可能无毒无害无副作用，“三废”的处理3、由此，化工题常考查的知识点则总结如下：化学反应原理化学（离子）方程式的书写、无机物的性质及制备化学反应速率原理 化学平衡原理 水解理论化学反应与能量热量的计算（盖斯定律），电化学（电解、电镀）物质制备和分离的知识基础实验 绿色化学的观点4、工业流程题目在流程上一般分为3个过程：(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词加快反应速率溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸：与水接触反应或溶解浸出：固体加水(酸)溶解得到离子酸浸：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灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点调pH值除杂a控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀b调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H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 等物质来调节溶液的pH值。试剂除杂加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动萃取(3)获得产品阶段的常见考点：洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。a、 洗涤沉淀的方法是 b、洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的最佳试剂为 。A、饱和Na2CO3溶液 B、四氯化碳 C、NaOH溶液 D、75%乙醇 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤：如最后所得晶体带结晶水：CuSO4.5H2O等以及从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在 的气流中加热，以防其 。蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。重结晶(4)其他常见考点化学方程式计算信息 实验仪器：写出下列操作所用的仪器萃取： 溶液配制（由浓硫酸配制稀硫酸）： 例题：(广东卷20)氧化铜有多种用途，如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：工业CuSO4一 一CuSO4溶液一CuSO45H2O一一CuO （1）制备氧化铜:步骤的目的是除不溶性杂质，操作是： 。步骤的目的是除铁，操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2+完全转化后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制pH =3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH =1。控制溶液pH =3.5的原因是： 。步骤的目的是得到CuSO45H2O固体，操作是： 、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是： 。(2)探究氧化铜的性质:取A、B两支试管，往A中加入适量的CuO粉末，再分别向A和B加入等体积3% H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡，结论是： 。加适量水溶解，搅拌，过滤使Fe3+可全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2+不会转化为Cu(OH)2沉淀。将CuSO45H2O溶液加热蒸发至有晶膜出现时 ，停止加热；受热均匀，温度易于控制在100以下。CuO可加快H2O2分解的反应速率，是H2O2分解反应的催化剂。秒表、橡皮塞、导管、集气瓶、量筒。真题演练1、（2014山东高考）工业上用重铬酸钠（Na2Cr2O7）结晶后的母液（含少量杂质Fe3+）生产重铬酸钾（K2Cr2O7）。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：（1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为_，通过冷却结晶析出大量 K2Cr2O7的原因是_。（2）向Na2Cr2O7母液中加碱液调PH的目的是_。（3）固体A主要为_（填化学式），固体B主要为_（填化学式）。（4）用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液_（填“I”“II”或“III”）中，既能提高产率又可使能耗最低。由流程可知，溶解后调节pH除去少量杂质Fe3+，过滤后蒸发结晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl发生Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl，结合溶解度图可知，低温下K2Cr2O7的溶解度较小，则冷却结晶得到K2Cr2O7，母液II蒸发浓缩只有析出NaCl（A），母液冷却结晶主要得到K2Cr2O7，（1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl，由溶解度图可知，低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其它组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小，则可通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7晶体，故答案为：Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl；低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其它组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小；（2）母液中含少量杂质Fe3+，向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是除去Fe3+，故答案为：除去Fe3+；（3）由上述分析可知，A为NaCl，B为K2Cr2O7，故答案为：NaCl；K2Cr2O7；（4）用热水洗涤固体A，洗涤液中含K2Cr2O7，为提高产率又可使能耗最低，则回收的洗涤液转移到母液中，再冷却结晶得到K2Cr2O7，故答案为：2、（2014年江苏高考）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝Al2(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 ；滤渣的主要成分为。（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为 （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SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是 ；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O SiO2CaSO4 3CaCO3+2Al3+3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3 CaSO4+3CO2溶液中的部分亚硫酸根离子被氧化为SO42-减少3、（2014年江苏高考）实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I等）中回收碘，其实验过程如下：（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I，其离子方程式为 ； 该操作将I2还原为I的目的是 。（2）操作X的名称为 。（3）氧化时，在三颈瓶中将含I的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在 400C左右反应（实验装置如右图所示）。实验控制在较低温度下进行的原因是 ；锥形瓶里盛放的溶液为。（4）已知：5SO32+2IO3+2HI2+5SO42+H2O某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I、IO3中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I、IO3的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在； 。实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+使四氯化碳中碘进入水层分液使氯气在溶液中有较大的溶解度氢氧化钠溶液从水层取少量的溶液，加入12mL淀粉溶液，加热盐酸酸化，滴加氯化铁溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有碘离子；若溶液不变蓝，说明废水中不含有碘离子。另从水层取少量溶液，加入12mL淀粉溶液，加热盐酸酸化，滴加亚硫酸钠溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有碘酸根离子，否则不含有。4、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图完成下列问题：（1）在电解过程中，阴极上生成气体的电子式为 。（2）精制过程中除去阳离子中的Ca2+、Mg2+等杂质，除去Mg2+的离子方程式为 。（3）精制过程要除去SO42，可选择下列溶液中的 （填字母序号），并将加入的顺序以箭 头符号（）的形式画在图上（精制过程中加入试剂从左到右的顺序为先后顺序）。a. Ba(OH)2 b.Ba(NO3) 2 c.BaCl2（4）在实际生产中也可以用BaCO3除去SO42（已知溶解度BaSO4BaCO3)，试用平衡移动原理加以解释： 。（5）脱盐工作中，利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过蒸发、冷却、 、 （填操作名称）而制得50%的NaOH溶液。（1）H：H；（2）Mg2+2OH-Mg（OH）2；（3）ac；（4）由于BaSO4比BaCO3的溶解度小，SO42-促使BaCO3（s）Ba2+（aq）+CO32-（aq）平衡正向移动，生成更 难溶的BaSO4沉淀；（5）结晶；过滤；5、以钡矿粉(主要成分为BaCO3，含有Ca2、Fe2、Fe3、Mg2等)制备BaCl22H2O的流程如下：(1) 氧化过程主要反应的离子方程式为_。(2) 沉淀C的主要成分是Ca(OH)2和_。由图可知，为了更好的使Ca2沉淀，还应采取的措施为 。(3) 用BaSO4重量法测定产品纯度的步骤为：步骤1：准确称取0.40.6 g BaCl22H2O试样，加入100 mL水，3 mL 2 molL1的HCl溶液加热溶解。步骤2：边搅拌，边逐滴加入0.1 molL1 H2SO4溶液。步骤3：待BaSO4沉降后， ，确认已完全沉淀。步骤4：过滤，用0.01 molL1的稀H2SO4洗涤沉淀34次，直至洗涤液中不含Cl为止。步骤5：将折叠的沉淀滤纸包置于_中，经烘干、炭化、灰化后在800 灼烧至恒重。称量计算BaCl22H2O中Ba2的含量。步骤3所缺的操作为 。若步骤1称量的样品过少，则在步骤4洗涤时可能造成的影响为 。步骤5所用瓷质仪器名称为 。滤纸灰化时空气要充足，否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS，该反应的化学方程式为 。有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好，请说明原因： 。已知：Ksp(BaSO4)1.11010Ksp(BaCrO4)1.21010 6、（2013上海高考）溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂，具有易溶于水，易吸潮等性质。实验室用工业大理石（含有少量Al3+、Fe3+等杂质）制备溴化钙的主要流程如下：完成下列填空：（1）上述使用的氢溴酸的质量分数为26%，若用47%的氢溴酸配置26%的氢溴酸的氢溴酸500ml，所需的玻璃仪器有玻璃棒、 。（2）已知步骤的滤液中不含NH4+。步骤加入的试剂a是 ，控制溶液的pH约为8.0的目的是 、 。（3）试剂b是 ，步骤的目的是 。（4）步骤所含的操作依次是 、 。（5）制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度：称取 4.00g无水溴化钙样品；溶解；滴入足量Na2CO3溶液，充分反应后过滤；称量。若得到 1.88g碳酸钙，则溴化钙的质量分数为 （保留两位小数）。若实验操作规范而测定结果偏低，其原因是 。7、（2013北京高考）用含有A12O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备A12(SO4)318H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略):向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤: 向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色: 加入MnSO4至紫红色消失，过滤;浓缩、结晶、分离，得到产品。(1)H2SO4溶解A12O3的离子方程式是 (2)KMnO4氧化Fe2+的离子方程式补充完整：(3)已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3 Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注：金属离子的起始浓度为0.1molL-1根据表中数据解释步骤的目的： (4)己知:一定条件下，MnO4可与Mn2+反应生成MnO2，向的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是 .中加入MnSO4的目的是 。8、（2013安徽高考）二氧化铈(CeO2)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、Fe2O3、CeO2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铈，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方法。已知化合物TBP作为萃取剂能将铈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。(4)取上述流程中得到了Ce(OH)4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/LFeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+)，消耗25.00mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为 。高三化学工业流程图题解题技巧答案1、（1）Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl；低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小。（2）除去Fe3+（3）NaCl；K2Cr2O7（4）II2、（1）Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O S