专题化工流程题.doc

专题三 化工流程题姓名 班级 无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。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 注意答题有模式与要点 这类题从工业生产实际出发，设计问题，考察学生分析、解决实际问题能力，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； 了解流程图以外的文字描述、表格信息、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，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。【习题评析】问题1、某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究。【产品与原理】该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品纯碱（Na2CO3）和化肥NH4Cl。生产原理是：将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物，反应为：NaCl（饱和）+ NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3+ NH4Cl；分离出NaHCO3，加热制得纯碱。【生产流程】 【相关资料】 NH4Cl = NH3+HCl 已知20时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）物质NaClNaHCO3NH4ClNH3CO2溶解度36.0g9.6g37.2g7100.9【问题讨论】： 操作、中，相同操作的名称为 。 反应中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程式： 。 反应中得到纯碱的化学方程式为： 。 溶液B中的溶质有 （至少写出两种）。 上述生产流程中可循环使用的是 （填序号）。A.挥发性气体C B.溶液D C.氢氧化镁 D.化肥NH4Cl 【组成确定】 称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化； 另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀。 由上述实验可确定纯碱样品含有杂质 （写化学式）。【含量测定】工业纯碱标准：（Na2CO3%）优等品一等品合格品99.298.898.0称取纯碱样品10.8g加入适量水,再加入过量CaCl2溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g，请通过计算并结合右表判断此纯碱样品等级为 品。计算过程：【总结反思】某同学认为，在上述纯碱含量测定中，将CaCl2溶液改为BaCl2溶液，测定误差会减小，其理由是 。分析 （1）欲使悬浊液变为溶液，可过滤掉其中的不溶物；（2）根据盐的溶解性可知，在第一次反应后溶液中只剩NaCl、Na2CO3、NaOH，所以在加入盐酸后Na2CO3、NaOH可与盐酸反应生成NaCl等；（3）纯碱就是碳酸钠，所以其化学式就是Na2CO3；（4）根据题干中提供的侯氏制碱法的反应原理可分析得出答案，另外值得注意的是NaHCO3不会全部析出，肯定会有部分溶解在溶液中；（5）挥发性气体C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多种溶质的混合物，因为给出的信息不足无法判断其具体组成，但二氧化碳和氯化钠在上述生产流程中都可以循环使用；（2）欲知纯碱样品含有的杂质，可用反向思维方法，先确定白色沉淀，再推断杂质是什么；【学生练习】1、右图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法正确的是 （ ）A此过程中没有分解反应 B此过程中S元素的化合价未发生改变C使用此废气处理装置可减少酸雨的形成D整个过程的反应可表示为：2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2 2、某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的化肥厂联合设计了制备(NH4)2SO4的工艺流程。【工艺流程及原理】沉淀池中发生的主要化学反应为：CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3+(NH4)2SO4【讨论交流】(1)操作a的名称是 ，若在实验室进行此操作，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要 。(2)经操作a后得到的固体物质在煅烧炉中高温分解生成X和Y两种物质，该工艺中，Y被作为原料之一循环利用。Y的化学式为 。(3)沉淀池中也可能生成少量NH4HCO3，该反应的化学方程式为 。【硫酸铵化肥等级测定】(1)判断(NH4)2SO4化肥中有无NH4HCO3： 取少量试样溶于水，滴加足量的 ，无气泡产生，则可判断该化肥中不存在NH4HCO3。(2)化肥中氮元素含量的测定(已确定该化肥中不存在NH4HCO3杂质)：查阅资料：已知：(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3+2H2O氨气极易溶于水，其水溶液为氨水。氨水呈碱性，不稳定，易挥发。工业判断硫酸铵化肥等级指标如下：指标项目优等品合格品氮(N)含量21.020.5实验设计： 按右图所示装置进行实验。(1)实验过程中，往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液，并加热使硫酸铵充分反应完全转化为NH3。(2)烧杯中的试剂是为了吸收产生的氨气，下列最适宜的试剂是 (填序号)； 水 浓HCl 稀H2SO4 NaOH溶液烧杯中干燥管的作用是 。交流讨论： 实验小组的同学认为，用上述实验装置测得的结果可能会出现下列情况。(1)甲同学认为：应在实验装置A、B之间增加一个装有 (填“浓硫酸或“碱石灰”)的干燥装置，否则实验测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏高。(2)乙同学认为：在实验装置A、B之间增加正确的干燥装置后进行实验，测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏低，理由是 。实验测定： 经讨论后，他们改进了实验装置，排除了可能产生误差的因素，重新进行实验。 取硫酸铵化肥样品13.5 g进行实验，测得B装置增重与反应时间的关系如右图所示。请通过计算判断该化肥的等级。计算过程： 该化肥的等级为 品。3、我国化学家侯得榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：合成氨厂沉淀池NH3煅烧炉循环Na2CO3CO2食盐水X循环（提取副产品） 上述生产纯碱的方法称_，副产品的一种用途为_。 沉淀池中发生的化学反应方程式 是_。 写出上述流程中X物质的分子式_。 使原料氯化钠的利用率从70提高到90以上，主要涉及了_（填上述流程中的编号）的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是_。 为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加_。 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用有_。(a) 增大NH4的浓度，使NH4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度氯化钾硝酸钠混合溶解蒸发浓缩趁热过滤滤渣冷却结晶过滤滤液洗涤干燥KNO3产品水滤液滤渣4、实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下：硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右下图所示。回答下列问题：为了加速固体溶解，可采取的措施是 。 实验室进行蒸发浓缩操作时，将蒸发皿置于铁圈上，用酒精灯加热。取用蒸发皿应使用 （填仪器的名称)，为了防止液滴飞溅，进行的操作是 。“趁热过滤”操作中，滤渣的主要成分是（填化学式） 。（4）“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”，目的是 。制得的KNO3产品中常含NaCl，进一步提纯的方法是 。【习题评析】（1）固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物叫悬浊液，欲使悬浊液变为溶液，可过滤掉其中的不溶物，故操作、中，相同操作的名称为过滤（1分）（2）由图可知，反应中与盐酸反应的物质有NaOH和Na2CO3，故反应方程式为：NaOH+HClNaCl+H2O或Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2（2分）（3）由图可知，晶体A为2NaHCO3，所以反应中得到纯碱的化学方程式为：2NaHCO3 =Na2CO3+H2O+CO2（2分）（4）由图可知，溶液B中的溶质有NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3四种，故答案为其中的任意两种（2分），（5）挥发性气体C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多种溶质的混合物，因为给出的信息不足无法判断其具体组成，但二氧化碳和氯化钠在上述生产流程中都可以循环使用（2分），【组成确定】：（2）由题意可知，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反应物中一定有Cl根离子，由题意可知，向该溶液中加入过量稀HNO3反应物，并且样品完全溶于水，由此可以推断纯碱样品含有杂质NaCl；（1分）【含量测定】（除计算过程（3分）外，其余每空（1分）合格（1分）解：设Na2CO3的质量为xNa2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl（1分）106100x 10.0g106：100=x：10.0g解得：x=10.6g（1分）98.1%，与工业纯碱标准对照，属于合格品；【学生练习】1、C、D2、【讨论交流】(1)过滤； 漏斗；CO2； (3)CO2+NH3+H2O=NH4HCO3 【硫酸铵化肥等级测定】(1)盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)或硝酸(HNO3)等；实验设计：(2)； 防止倒吸；交流讨论：(1)碱石灰； (2)缺少赶尽反应装置中残留氨气的装置（或有氨气残留在装置中)计算过程： 解：增重的3.4g为氨气的质最。 设13.5g样品中含有(NH4)2SO4的质量为x。 (NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3+2H2O 132 34 x 3.4g 132：34=x：3.4g 解得：x=13.2g 2813