工业流程题教案.doc

南莫中学高三化学备课组专题十第二单元化学工艺流程型实验题第二单元化学工艺流程型实验题化学工艺流程分析型实验题的解题策略1明确原始物质及目标产物。2明确化工生产流程主线的特点一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点3流程的呈现形式(1)操作流程；(2)物质变化流程；(3)装置流程。4熟悉常用的操作方法及其作用(1)对原料进行预处理的常用方法及其作用研磨减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。水浸与水接触反应或溶解。酸浸与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。煅烧改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。 (2)常用的控制反应条件的方法调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：a能与H反应，使溶液pH增大；b不引入新杂质。例如：若要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。控制压强。改变速率，影响平衡。 使用正催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡需要的时间。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，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。5熟悉中学化学中出现的重要的化工生产的生产原理、工艺设计原理、相关思想、知识细节等；如工业合成氨、金属的冶炼、海水的开发利用、化石燃料的综合利用等。1(2013课标全国27)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下：工业ZnO浸出液 滤液 滤液 滤饼ZnO提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：(1)反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方程式为_；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是_。(2)反应的反应类型为_，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有_。(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于_。解析：第步酸浸，得到Zn2、Fe2、Mn2、Ni2；第步氧化，MnO将Fe2氧化为Fe3而易于形成Fe(OH)3沉淀，同时MnO与Mn2发生归中反应生成MnO2沉淀；第步加Zn，Zn与滤液中的Ni2、H发生置换反应，Ni经过滤而除去；第步加碳酸钠沉淀Zn2；第步煅烧ZnCO3。(4)11.2 g ZnCO3xZn(OH)2煅烧后得到8.1 g ZnO，可求得x1。答案：(1)Fe2和Mn2MnO3Fe27H2O=3Fe(OH)3MnO25H、2MnO3Mn22H2O=5MnO24H铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入12滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净(4)1物质制备化工生产流程的主线一般为：2硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)碳粉还原法，其流程如图所示：(1)上述流程中“碱浸”后，物质A必须经过_、_(填操作名称)处理后，才能煅烧；若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生的化学反应的总方程式：_。(2)上述流程中采用稀碱液比用热水更好，理由是_。(3)取硫化钠晶体(含少量NaOH)加入到硫酸铜溶液中，充分搅拌。若反应后测得溶液的pH4，则此时溶液中c(S2)_molL1。已知：常温时CuS、Cu(OH)2的Ksp分别为8.81036、2.21020(4)工业废水中的汞常用硫化钠除去，汞的去除率与溶液的pH和x(x代表硫化钠的实际用量与理论用量的比值)有关(如图所示)。为使除汞效果最佳，应控制的条件是_、_。解析：(1)解题时要紧扣“无水芒硝”，因此必须将未反应的碳过滤并干燥。由题意知，产物为Na2S、等物质的量的CO2和CO，再利用化合价升降法配平该化学方程式。(2)稀碱液可以抑制S2的水解，增大Na2S的产量。(3)根据Cu(OH)2的Ksp，可知c(Cu2)2.2 molL1，再根据CuS的Ksp可知c(S2)41036 molL1。(4)从图中看出，pH为9.010.0，x12时汞的去除率最大。答案：(1)过滤干燥3Na2SO48C3Na2S4CO24CO(2)热水会促进Na2S水解，而稀碱液能抑制Na2S水解(3)41036(4)x12pH介于9.010.0之间原理型化工流程题是以物质制备流程为主线，主要考查考生运用化学平衡、化学反应与能量、电化学理论知识来解决化工生产中实际问题的能力。解答此类型题目的基本步骤：(1)从题干中获取有用信息，了解生产的产品。(2)分析流程中的每一步骤所包含的化学原理，如每一步骤中反应物是什么，发生了什么反应，该反应的生成物是什么，对制备产品有什么作用。(3)从题中获取信息，运用化学反应原理分析制备产品的最佳条件。3新型高效絮凝剂Fe(OH)SO4(碱式硫酸铁)常用于污水处理。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀时的pH2.37.53.4完全沉淀时的pH3.29.74.4请回答下列问题：(1)加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH，使溶液中的_沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中，反应常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作_。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2的物质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2离子可部分水解生成Fe2(OH)42聚合离子。该水解反应的离子方程式为_。(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国该药物的相关质量标准，产品中不得含有Fe2和NO。为检验所得产品中是否含有Fe2，应使用的试剂为_(填序号)。 A氯水BKSCN溶液CNaOH溶液 D酸性KMnO4溶液解析：(1)稀H2SO4浸取废铁屑后所得的溶液中含Fe2和少量Al3，根据工艺流程可知该步操作是为保留Fe2，除去Al3，故加入少量NaHCO3调节溶液pH可以使Al3沉淀而除去，“搅拌”可以加快化学反应速率。(2)反应通入的O2与NaNO2均作氧化剂，根据得失电子守恒，可以计算出标准状况下11.2 L O2与2 mol NaNO2得到的电子数相等。(3)依据原子守恒及电荷守恒可以写出Fe(OH)2水解生成Fe2(OH)42的离子方程式：2Fe(OH)22H2OFe2(OH)422H。(4)因产品中含Fe3，检验Fe2时不能采用加氯水和KSCN溶液的方法，也不能加NaOH溶液，Fe(OH)3会对检验Fe2产生干扰；可以用酸性KMnO4溶液检验Fe2的存在，如含Fe2，则滴入几滴酸性KMnO4溶液后，溶液不会显紫红色。答案：(1)Al3加快化学反应速率(2)氧化剂2 mol(3)2Fe(OH)22H2OFe2(OH)422H(4)D元素化合物型化工流程题是以物质制备流程为主线，主要考查元素及其化合物性质、物质结构、元素周期律和氧化还原反应等知识。通过仔细阅读，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，进而明确生产目的制备什么物质，找到制备物质所需的原料，提取有用信息反应方程式、物质的稳定性及溶解性等，然后利用所学知识进行解答。4(2013江苏化学16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为_。(3)滤渣2的成分是_(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4C2MgO2SO2CO2MgSO4CMgOSO2COMgSO43CMgOS3CO利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体是_(填化学式)。B中盛放的溶液可以是_(填字母)。aNaOH溶液 bNa2CO3溶液c稀硝酸 dKMnO4溶液A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为4，写出该反应的离子方程式：_。解析：(1)MgCO3H2SO4=MgSO4CO2H2O。(2)由菱镁矿成分可知，被氧化的是FeSO4，故发生反应2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O。(3