2013高考化学工艺流程题解题技巧点拨

高考新题型 工艺流程题解题 1 化学工艺流程题近几年是高考的热点 所占的分值也相当重 但由于此类试题陌生 度高 对学生的能力要求也大 加上有的试题文字量大 学生在没做之前往往就会产生畏 惧感 所以这类题的得分不是很理想 2 要解好这一类题 学生最重要的是要克服畏惧心理 认真审题 找到该实验的目的 一般来说 流程题只有两个目的 一是从混合物中分离 提纯某一物质 另一目的就是利 用某些物质制备另一物质 一 对于实验目的为一的题目 其实就是对混合物的除杂 分离 提纯 当遇到这一 类题时 要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么 混有的杂质有哪些 认真分析当加入某一试剂后 能与什么物质发生反应 生成了什么产物 要用什么样的方 法才能将杂质除去 只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的 这里特别提一提蒸 发与结晶 蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出 具体采用何种方法 主 要取决于溶质的溶解度 有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大 如 NH4NO3 KNO3等物质 在蒸发过 程中比较难析出来 所以要用冷却法使它结晶 而有的物质它的溶解度随温度的升高变化 比较小 如 NaCl KCl 等 有少数物质的溶解度随温度的升高而减小 如 Ca OH 2要 使它们析出较多固体溶质时 则要用蒸发浓缩的方法 例如 NaCl 和 KNO3 混合溶液 如果 将混合溶液蒸发一段时间 析出的固体主要是 NaCl 母液中是 KNO3 和少量 NaCl 如果将 混合溶液加热后再降温 则析出的固体主要是 KNO3 母液中是 NaCl 和少量 KNO3 如果是 除杂 杂质所含的量比较少 一般是让主要物质析出来 如 KNO3溶液中含少量 NaCl 常 用升温冷却结晶法 再经过过滤 洗涤 烘干 不同的物质在烘干时采取的方法不同 就可得到 KNO3固体了 如果 NaCl 溶液中含少量 KNO3 则用蒸发浓缩结晶法 这种方 法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质 主要原因是如果温度下降 杂质也会以晶体的 形式析出来 二 对于目的为制备某一物质的流程题 要求学生注意以下几个方面 1 明确题目目的是制什么物质 从题干或问题中获取有用信息 了解产品的性质 只有知道了实验目的 才能非常清楚的知道整个流程的意义所在 题目中的信息往往 是制备该物质的关键所在 而产物如果具有某些特殊性质 由题目信息获得或根据所学知 识判断 则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质 一般来说主要有如下 几种情况 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 KMnO4 AgNO3 HNO3 浓 等 物质 如果产物是一种会水解的盐 且水解产物中有挥发性的酸产生时 则要加相对应的 酸来防止水解 如 制备 FeCl3 AlCl3 MgCl2 Cu NO3 2等物质时 要蒸干其溶液得 到固体溶质时 都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解 否则得到的产物分别 是 Fe2O3 Al2O3 MgO CuO 而像 Al2 SO4 3 NaAlO2 Na2CO3等盐溶液 虽然也 发生水解 但产物中 Al OH 3 H2SO4 NaHCO3 NaOH 都不是挥发性物质 在蒸发时 抑制了盐的水解 最后得到的还是溶质本身 如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂 则要防止它们发生氧化还原的物质 如 含 Fe2 SO32 等离子的物质 则要防止与氧化性强的物质接触 如果产物是一种易吸收空气中的 CO2或水 潮解或发生反应 而变质的物质 如 NaOH 固体等物质 则要注意防止在制备过程中对 CO2或水的除去 也要防止空气中的 CO2或水进入装置中 如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息 则要注意对比它们的溶 解度随温度升高而改变的情况 根据它们的不同变化 找出合适的分离方法 2 寻找在制备过程中所需的原料 写出主要的化学反应文程式或制备原理 从中了解 流程图 从近几年的高考题目中会发现 大多数题目都会给出制备物质时所需的原料 但一般 会涉及到物质的分离 提纯的操作 所以在明确了实验目的之后 再写出主要的反应方程 式 观察有没有副产品 如果有 剩余的步骤就是分离提纯了 工艺流程题解题技巧 无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问 题的能力 解此类型题目的基本步骤是 从题干中获取有用信息 了解生产的产品 分析流程中的每一步骤 从几个方面了解流程 A 反应物是什么 B 发生了什么反应 C 该反应造成了什么后果 对制造产品有什么作用 抓住一个关键点 一切反应或操作都是 为获得产品而服务 从问题中获取信息 帮助解题 了解流程后着手答题 对反应条件的分析可从以下几个方面着手 1 对反应速率有何影响 2 对平衡转化率有何影响 3 对综合生产效益有何影响 如原料成本 原料来源是否广泛 是否可再生 能源成 本 对设备的要求 环境保护 从绿色化学方面作答 常见文字叙述套路 1 洗涤沉淀 往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀 待水自然流下后 重复以上操作 2 3 次 2 从溶液中得到晶体 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤 注意 在写某一步骤是为了除杂是 应该注明 是为了除去XX杂质 只写 除杂 等一 类万金油式的回答是不给分的 看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式 注意配平 2009 2010 学年高考新题型工艺流程题 1 海水的综合利用可以制备金属镁 其流程如下图所示 1 若在空气中加热 MgCl2 6H2O 生成的是 Mg OH Cl 或 MgO 写出相应反应的化 学方程式 用电解法制取金属镁时 需要 无水氯化镁 写出用电解法制取金属镁的化学方程式 2 Mg OH 2沉淀中混有 Ca OH 2应怎样除去 写出实验步骤 3 实验室里将粗盐制成精盐的过程中 在溶解 过滤 蒸发三个步骤的操作中都要 用到玻璃棒 分别说明这三种情况下使用玻璃棒的目的 溶解时 过滤时 蒸发时 1 1 MgCl2 6H2OMg OH Cl HCl 5H2O MgCl2 6H2OMgO 2HCl 5H2O 或 Mg OH ClMgO HCl MgCl2 Mg Cl2 2 加入 MgCl2溶液 充分搅拌 过滤 沉淀用蒸馏水水洗涤 3 搅拌 加速溶解 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗 防止外洒 搅拌 防止因局部过热液滴或晶体飞溅 2 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 完成下列填空 1 在电解过程中 与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为 与电源负极相连的电极附近 溶液 PH 选填 不变 升高或下降 2 工业食盐含 Ca2 Mg2 等杂质 精制过程发生反应的离子方程式为 3 如果精盐中 SO42 含量较高 必须添加钡试剂除去 SO42 该钡试剂可以是 选填 a b c a Ba OH 2 b Ba NO3 2 c BaCl2 通电 4 为有效除去 Ca2 Mg2 SO42 加入试剂的合理顺序为 选填 a b c a 先加 NaOH 后加 NaCO3 再加钡试剂 b 先加 NaOH 后加钡试剂 再加 Na2CO3 c 先加钡试剂 后加 NaOH 再加 Na2CO3 5 脱盐工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异 通过 冷却 填操作名称 除去 NaCl 6 在隔膜法电解食盐水时 电解槽分隔为阳极区和阴极区 防止 Cl2与 NaOH 反 应 采用无隔膜电解冷的食盐水时 Cl2与 NaOH 充分接触 产物仅是 NaClO 和 H2 相应 的化学方程式为 2 1 2Cl 2e Cl2 升高 2 Ca2 CO32 CaCO3 Mg2 2OH Mg OH 2 3 a c 4 b c 5 蒸发 过滤 6 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 Cl2 2NaOH 2NaClO H2 3 2006 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 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 CuSO4 5H2O 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 为探究试管 A 中的反应速率 收集气体并测定其体积必需的实验仪器有 3 1 称量 溶解 过滤 促进 Fe3 转化 Fe OH 3沉淀 以防止 Cu2 的水解 蒸发浓缩 冷却结晶 可以控制加热温度 且温度不超过 100 加热均匀 2 CuO 对 H2O2的分解有催化作用 量筒 水槽 秒表 导管 4 2006 广东卷 22 往有机聚合物中添加阻燃剂 可增加聚合物的使用安全性 扩大 其使用范围 例如 在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型 Mg OH 2 树 脂可燃性大大降低 该 Mg OH 2的生产工艺如下 1 精制卤水中的 MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁 Mg OH 2 nCln mH2O 反应的化学方程式为 2 合成反应后 继续在 393K 523K 下水热处理 8h 发生发应 工业 CuSO4一 一 CuSO4溶液一 CuSO4 5H2O 一 一 CuO 石灰乳 精制卤水 合成 水热处理 过滤 水洗 表面处理 过滤水洗 干燥 电解 Mg OH 2 nCln mH2O 1 n 2 Mg OH 2 n 2MgCl2 mH2O 水热处理后 过滤 水洗 水洗的目的是 3 阻燃型 Mg OH 2具有晶粒大 易分散 与高分子材料相容性好等特点 上述工 艺流程中与此有关的步骤是 4 已知热化学方程式 Mg OH 2 s MgO s H2O g H1 81 5kJ mol Al OH 3 s 1 2Al2O3 s 3 2H2O g H2 87 7kJ mol Mg OH 2和 Al OH 3起阻燃作用的主要原因是 等质量 Mg OH 2和 Al OH 3相比 阻燃效果最好的是 原因是 5 常用阻燃剂主要有三类 A 卤系 如四溴乙烷 B 磷系 如磷酸三苯酯 C 无机类 主要是 Mg OH 2和 Al OH 3 从环保的角度考虑 应用时较理想的阻燃剂是 填代号 理由是 4 1 2MgCl2 2 n Ca OH 2 2mH2O 2Mg OH 2 n Cln mH2O 2 n CaCl2 2 除去附着在 Mg OH 2表面的含等杂质 MgCl2 的滤液 3 水热处理 表面处理 4 分解时吸收大量的热量 Mg OH 2 等质量的 Mg OH 2分解时吸收的热量比 Al OH 3大 5 C A 会破坏臭氧层 B 中的 P 元素会造成藻类生物的大量繁殖 5 2007 广东卷 21 以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠 工艺流程 如下 氯化钠 硫酸铵 混合 溶解 蒸发 浓缩 趁热 过滤 滤液 冷却 结晶 过滤 滤液 Na2SO4 NH4Cl 干燥 NH4Cl 产品 洗涤 20304050 20 30 40 50 60 70 温度 溶解度 g 80 60708090100 氯化铵 硫酸钠 氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示 回答下列问题 1 欲制备 10 7g NH4Cl 理论上需 NaCl g 2 实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 烧杯 玻璃棒 酒精灯等 3 冷却结晶 过程中 析出 NH4Cl 晶体的合适温度为 4 不用其它试剂 检查 NH4Cl 产品是否纯净的方法及操作是 5 若 NH4Cl 产品中含有硫酸钠杂质 进一步提纯产品的方法是 工业碳酸钠溶解除杂 滤渣 滤液 蒸发浓缩结晶 过滤 母液 Na2CO3 H2O 趁热过滤 试剂级 Na2CO3检验加热脱水 5 1 11 7 2 蒸发皿 3 35 33 40 均可得分 4 加热法 取少量氯化 铵产品于试管底部 加热 若试管底部无残留物 表明氯化铵产品纯净 5 重结晶 6 2008 广东 19 碳酸钠是造纸 玻璃 纺织 制革等行业的重要原料 工业碳酸 钠 纯度约 98 中含有 Ca2 Mg2 Fe3 Cl 和 SO42 等杂质 提纯工艺路线如下 已知碳酸钠的溶解度 S 随温度变化的 曲线如下图所示 回答下列问题 1 滤渣的主要成分为 2 趁热过滤 的原因是 3 若在实验室进行 趁热过滤 可采取的措施是 写出 1 种 4 若 母液 循环使用 可能出现的问题及其原因是 5 已知 Na2CO3 10H2O s Na2CO3 s 10H2O g H1 532 36 kJ mol 1 Na2CO3 10H2O s Na2CO3 H2O s 9H2O g H2 473 63 kJ mol 1 写出 Na2CO3 H2O 脱水反应的热化学方程式 6 1 滤渣的主要成分为 Mg OH 2 Fe OH 3 CaCO3 2 使析出的晶体为 Na2CO3 H2O 防止因温度过低而析出 Na2CO3 10H2O 晶体 令后续 的加热脱水耗时长 3 用已预热的布氏漏斗趁热抽滤 4 溶解时有大量沉淀生成 使 Na2CO3损耗且产物 Na2CO3混有杂质 原因 母液 中 含有的离子有 Ca2 Na Cl SO42 OH CO32 当多次循环后 使用离子浓度不 断增大 溶解时会生成 CaSO4 Ca OH 2 CaCO3等沉淀 5 Na2CO3 H2O S Na2CO3 s H2O g H 58 73kJ mol 7 2008 广东 23 硅单质及其化合物应用范围很广 请回答下列问题 1 制备硅半导体材料必须先得到高纯硅 三氯甲硅烷 SiHCl3 还原法是当前制备高 纯硅的主要方法 生产过程示意图如下 Na2CO3 H2O 石英砂粗硅 SiHCl3 粗 高纯硅SiHCl3 纯 焦炭 高温 精馏 HCl 573k H2 1357K 写出由纯 SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 整个制备过程必须严格控制无水无氧 SiHCl3遇水剧烈反应生成 H2SiO3 HCl 和另 一种物质 写出配平的化学反应方程式 H2还原 SiHCl3过程中若混 O2 可能引起的后果是 2 下列有关硅材料的说法正确的是 填字母 A 碳化硅化学性质稳定 可用于生产耐高温水泥 B 氮化硅硬度大 熔点高 可用于制作高温陶瓷和轴承 C 高纯度二氧化硅可用于制造高性能通讯材料 光导纤维 D 普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂制成的 其熔点很高 E 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 3 硅酸钠水溶液俗称水玻璃 取少量硅酸钠溶液于试管中 逐滴加入饱和氯化铵溶 液 振荡 写出实验现象并给予解释 7 1 SiHCl3 H2 Si 3HCl 3SiHCl3 3H2O H2SiO3 H2 3HCl 高温下 H2遇 O2发生爆炸 2 ABCD 3 生成白色絮状沉淀 有刺激性气味的气体生成 SiO32 与 NH4 发生双水解反应 SiO32 2 NH4 2H2O 2NH3 H2O H2SiO3 8 2008 江苏 17 工业上制备 BaCl2的工艺流程图如下 某研究小组在实验室用重晶石 主要成分 BaSO4 对工业过程进行模拟实验 查表得 BaSO4 s 4C s 4CO g BaS s H1 571 2 kJ mol 1 BaSO4 s 2C s 2CO2 g BaS s H2 226 2 kJ mol 1 1 气体用过量 NaOH 溶液吸收 得到硫化钠 Na2S 水解的离子方程式为 2 向 BaCl2溶液中加入 AgNO3和 KBr 当两种沉淀共存时 c Br c Cl Ksp AgBr 5 4 10 13 Ksp AgCl 2 0 10 10 3 反应 C s CO2 g 2CO g 的 H kJ mol 1 4 实际生产中必须加入过量的炭 同时还要通入空气 其目的是 1357K 8 1 S2 H2O HS OH HS H2O H2S OH 2 2 7 10 3 3 172 5 4 使 BaSO4得到充分的还原 或提高 BaS 的产量 为吸热反应 炭和氧气反应放热维持反应所需高温 9 2008 年上海高考 27 明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料 明矾石的组成和 明矾相似 此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质 具体实验步骤如下图所示 根据上述图示 完成下列天空 1 明矾石焙烧后用稀氨水浸出 配制 500mL 稀氨水 每升含有 39 20g 氨 需要取浓 氨水 每升含有 250 28g 氨 mL 用规格为 mL 量筒量取 2 氨水浸出后得到固液混合体系 过滤 滤液中除 K SO42 外 还有大量的 NH4 检验 NH4 的方法是 3 写出沉淀物中所有物质的化学式 4 滤液 I 的成分是水和 5 为测定混合肥料 K2SO4 NH4 2SO4中钾的含量 完善下列步骤 称取钾氮肥试样并溶于水 加入足量 溶液 产生白色沉淀 依次填写实验操作名称 冷却 称重 6 若试样为 mg 沉淀的物质的量为 nmol 则试样中 K2SO4的物质的量为 mol 用含 m n 的代数式表示 9 1 78 0 100 2 取滤液少许 加入 NaOH 溶液后加热 生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝 3 Al OH 3 Al2O3 Fe2O3 4 K2SO4 NH4 2SO4 5 BaCl2 过滤 洗涤 干燥 6 m 132n 42 10 08 深圳宝安区一模 镉是银白色或有蓝色光泽的软质金属 具延展性 密度 8 642 克 厘米 3 熔点 320 9 沸点 765 常见化合价为 2 价 不溶于水 溶于大 多数酸中 在元素周期表中 锌 30Zn 镉 48Cd 汞 80Hg 同属于锌族 锌和汞在 自然界中常共生 镉的金属活动性介于锌和汞之间 湿法炼锌过程中产生的铜镉渣中含有 Cu Cd Zn 等多种金属 可用于生产金属镉 镉的主要用途可以用作镍 镉电池 以及用 于颜料生产 镉化合物还在 PVC 稳定剂 发光材料 半导体材料 杀菌剂等方面有广泛的 应用 镉的生产流程如图示意如下 电 解 精镉 电解废液 铜镉渣 铜渣 浸出液 硫 酸 粗镉 溶液 1 金属粉末 残渣 溶液 2 硫 酸 请回答下列问题 1 写出步骤 反应的离子方程式 2 步骤 所加入的金属的名称是 为了实现绿色化学的目标 应如 何处理 溶液 1 3 步骤 用 溶液 2 作电解液 镉在 极析出 该电极反应式是 4 电解废液 中含有镉 不能直接作为污水排放 目前含镉的废水处理的方式有 两种 一种是在含镉污水中加入硫化钠沉淀镉离子 另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化 铝沉淀镉离子 写出加入硫化钠溶液沉淀镉离子的离子方程式 10 1 Zn 2H Zn2 H2 Cd 2H Cd2 H2 2 锌 电解回收金属 Zn 或者加入适量的生石灰 过滤 或者加入适量的氢氧化钡 过滤 3 阴极 Cd2 2e Cd 4 Cd2 S2 CdS 11 08 广东六校第三次模拟 某化学兴趣小组全体同学进入一家回收含铜电缆废料 的工厂做社会调查 工厂负责人向同学们展示两个处理方案 并向同学们提出下列问题 方案甲 方案乙 1 两个方案哪个符合当前生产的绿色理念 为什么 2 写出方案甲中的 步骤反应的离子方程式 3 工厂负责人指出 无论是甲还是乙的方案 在 加铁屑 这一步时 应该加入略 过量的铁屑 你认为这么说的道理是 4 用简便方法检验红色粉末中是否含有过量的铁屑 如果有 请你提出合理的 处理方案 5 为了增加经济效益 该工厂把最后一步所得浅绿色滤液通过 冷却结晶 洗涤 自然干燥得到一种俗称 绿矾 的工业产品 11 1 乙 甲方案第一步 灼烧 会产生污染空气的气体 粉尘 烟雾 2 CuO 2 H Cu2 H2O Fe Cu2 Fe2 Cu 3 确保 Cu 完全置换出来 4 可用磁铁检验是否含铁屑 或取样品加入盐酸看有没有气泡产生 将所得铜粉用稀盐酸或稀硫酸清洗后再洗涤 干燥 5 蒸发浓缩 过滤 12 2008 年广州调研测试题 实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流 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 含铜废料 黑色固体及残留物 足量稀硫酸 加热 蓝色溶液及不溶物 过滤 滤液 加铁屑 浅绿色溶液及红色沉淀物 过滤 红色粉末 在空气中灼烧 含铜废料 碎铜 碎电缆皮 其他杂质 加入足量稀硫酸 通入空气并加热 蓝色溶液及不溶物 过滤 滤液 加铁屑 浅绿色溶液及红色沉淀物 过滤 红色粉末 粉碎 程如下 硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示 回答下列问题 1 为了加速固体溶解 可采取的措施是 2 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 3 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 5 制得的 KNO3产品中常含 NaCl 进一步提纯的方法是 解析 该题可以说得上是流程题中的经典题目 它很好的考察了物质的分离与提纯中的一 些基本操作 也考察了不同性质的物质在分离提纯时所采取的不同方法 特别是考察了温 度这一外界因素在制备产品时所起的关键作用 通过前面的分析 我们很快可以得出正确 的答案 12 1 搅拌 加热 2 坩埚钳 用玻璃棒不断搅拌滤液 3 NaCl 4 稀释溶液 防止降温过程中 NaCl 析出 提高产品的纯度 5 重结晶 13 2009 年广州调研测试题 氯碱厂电解饱和食盐水制取 NaOH 的工艺流程如下 粗盐中杂质离子为 SO42 Mg2 Ca2 1 精制过程中反应的离子方程式为 2 电解过程的总反应方程式为 3 电解槽阳极产物可用于 至少写出两种用 途 4 已知 NaOH NaCl 在水中的溶解度数据如下表 温度 2030405060708090100 NaOH g109118129146177300313318337 NaCl g3636 336 63737 337 838 43939 8 根据上述数据 脱盐的主要工序应为 脱盐后的 碱液含 NaOH 约 50 含 NaCl 仅约 2 左右 NaCl 能够从溶液中大量析出的原因是 H2O 化 盐精 制 BaCl2 NaOH Na2CO3 粗盐 中和 HCl 电 解 50 NaOH 溶液 10 NaOH 16 NaCl 溶液 脱 盐 NaCl 晶体 沉渣 0 20 40 60 80 100 温度 溶解度 g 200 100 KNO3 NaNO3 KCl NaCl 13 1 Ba2 SO42 BaSO4 Mg2 2OH Mg OH 2 Ca2 CO32 CaCO3 Ba2 CO32 BaCO3 2 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 3 制漂白粉 生产盐酸 自来水消毒 制高纯硅 合成塑料等 任写 2 种 4 蒸发浓缩 过滤 蒸发过程中溶剂 水 大量减少 Na 浓度显著增加促进 NaCl 的沉淀溶解平衡向沉淀 方向移动 或 Na 浓度显著增加抑止了 NaCl 的溶解 14 09 杭州儒林 育英高复学校第三次 现有含 NaCl Na2SO4 NaNO3的混合溶 液 选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体 从而实现 Cl SO42 NO3 的相互 分离 相应的实验过程可用下列流程图表示 1 写出上述实验过程中所用试剂的名称 试剂 1 试剂 2 试剂 4 2 恰当地控制试剂 4 的加入量的方法是 3 加入过量试剂 3 的目的是 4 在加入试剂 4 后 获得固体 D 的实验操作 是 填操作名称 14 1 氯化钡溶液或硝酸钡溶液 硝酸银溶液 硝酸溶液 2 测定溶液的 pH 或加入 HNO3后不再产生气泡 3 除去溶液中过量的 Ba2 Ag 4 蒸发 冷却结晶 15 2009 年高考广东 22 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料 主要含有 MgCO3 MgSiO3 CaMg CO3 2 Al2O3和 Fe2O3等 回收其中镁的工艺流程如下 沉淀物Fe OH 3Al OH 3Mg OH 2 过量试剂 2 操作 过量试剂 1 操作 混合 溶液 溶液 沉淀 A 溶液 沉淀 B 溶液 沉淀 C 固体 D 过量试剂 3 操作 适量试剂 4 操作 PH3 25 212 4 部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的 pH 由见上表 请回答下列问题 1 浸出 步骤中 为提高镁的浸出率 可采取的措施有 要求写出两条 2 滤渣 I 的主要成分有 3 从滤渣 中可回收利用的主要物质有 4 Mg ClO3 2在农业上可用作脱叶剂 催熟剂 可采用复分解反应制备 MgCl2 2NaClO3 Mg ClO3 2 2NaCl 已知四种化合物的溶解度 S 随温度 T 变化曲线如下图所示 将反应物按化学反应方程式计量数比混合 制备 Mg ClO3 2 简述可制备 Mg ClO3 2的原因 按 中条件进行制备实验 在冷却降温析出 Mg ClO3 2过程中 常伴有 NaCl 析出 原因是 除去产品中该杂质的方法是 15 1 适当提高反应温度 增加浸出时间 或其他合理答案 2 Fe OH 3 Al OH 3 3 Na2SO4 4 在某一温度时 NaCl 最先达到饱和析出 Mg ClO3 2的溶解度随温度变化的最大 NaCl 的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别 降温前 溶液中 NaCl 已达饱和 降低过程中 NaCl 溶解度会降低 会少量析出 重结晶 考点分析 对常见金属元素及其化合物主要性质的掌握 以及对离子反应实质 的认识 考查考生运用基础知识解决简单化学问题的能力 以及对图表观察分析能力 16 2009 年高考江苏 15 医用氯化钙可用于生产补钙 抗过敏和消炎等药物 以工 业碳酸钙 含有少量 Na Al3 Fe3 等杂志 生产医药级二水合氯化钙 CaCl2 2H2O 的 质量分数为 97 0 103 0 的主要流程如下 1 除杂操作是加入氢氧化钙 调节溶液的 PH 为 8 0 8 5 以出去溶液中的少量 Al3 Fe3 检验 Fe OH 3是否沉淀完全的试验操作是 2 酸化操作是加入盐酸 调节溶液的 PH 约为 4 0 其目的有 将溶液中的少量 Ca OH 2转化为 CaCl2 防止 Ca2 在蒸发时水解 3 测定样品中 Cl 含量的方法是 a 称取 0 7500g 样品 溶解 在 250mL 容量瓶中 定容 b 量取 25 00mL 待测溶液于锥形瓶中 c 用 0 05000mol L AgNO3溶液滴定至终点 工业 CaCO3 溶解 除杂 过滤 酸化 蒸发结晶 160 盐酸 氢氧化钙 盐酸 滤渣 CaCl2 2H2O 消耗 AgNO3溶液体积的平均值为 20 39mL 上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有 计算上述样品中 CaCl2 2H2O 的质量分数为 若用上述办法测定的样品中 CaCl2 2H2O 的质量分数偏高 测定过程中产生的误差 可忽略 其可能原因有 16 1 取少量上层清液 滴加 KSCN 溶液 若不出现血红色 则表明 Fe OH 3 沉淀 完全 2 防止溶液吸收空气中 CO2 3 酸式滴定管 99 9 样品中存在少量的 NaCl 少量的 CaCl2 2H2O 失水 17 2009 年高考上海 27 实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙 大理石的主要杂质是氧化铁 以下是提纯大理石的实验步骤 1 溶解大理石时 用硝酸而不同硫酸的原因是 2 操作 的目的是 溶液 A 溶质是共价 化合物 是 3 写出检验滤液中是否含铁离子的方法 4 写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式 写出滤液 B 的一种用途 5 CaO2中一般含 CaO 试按下列提示完成 CaO2含量分析的实验设计 试剂 氢氧化钠标准溶液 盐酸标准溶液 酚酞 仪器 电子天平 锥形瓶 滴定管 实验步骤 加入 加入酚酞 用氢氧化钠标准溶液滴定 6 若理论上滴定时耗用标准溶液 20 00mL 恰好完全反应 实际操作中过量半滴 1mL 溶液为 25 滴 则相对误差为 17 1 硫酸钙微溶于水 2 除去溶液中 Fe3 氨水 3 取少量滤液 向其中加入硫氰化钾溶液 溶液不变红色 说明滤液中不含 Fe3 或取少量滤液 向其中加入硫氰化钾溶液 溶液变红色 说明滤液中含 Fe3 4 Ca2 CO32 CaCO3 作化肥 合理即给分 5 称量 过量的标准盐酸 6 0 1 18 2009 年高考福建 24 从铝土矿 主要成分是 Al2O3 含 SiO2 Fe2O3 MgO 等 杂质 中提取两种工艺品的流程如下 硝酸 A NH4 2CO3 Fe OH 3 滤液 B 大理石 溶解 操作 过滤 沉淀反应 过滤 CaCO3 请回答下列问题 1 流程甲加入盐酸后生成 Al3 的离子方程式为 2 流程乙加入烧碱后生成 SiO32 的离子方程式为 3 验证滤液 B 含 Fe3 可取少量滤液并加入 填试剂名称 4 滤液 E K 中溶质的主要成份是 填化学式 写出该溶液的一 种用途 5 已知 298K 时 Mg OH 2的容度积常数 KSP 5 6 10 12 取适量的滤液 B 加入 一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡 测得 PH 13 00 则此温度下残留在溶液中的 c Mg2 18 1 Al2O3 6H 2Al3 3H2O 2 SiO2 2OH SiO H2O 3 硫氰化钾 或硫氰酸钾 苯酚溶液等合理答案 4 NaHCO3 制纯碱或做发酵粉等合理答案 5 5 6 10 10mol L 19 2009 年高山考天津 9 海水是巨大的资源宝库 在海水淡化及综合利用方面 天津市位居全国前列 从海水中提取食盐和溴的过程如下 1 请列举海水淡化的两种方法 2 将 NaCl 溶液进行电解 在电解槽中可直接得到的产品有 H2 或 H2 3 步骤 中已获得 Br2 步骤 中又将 Br2还原为 Br 其目的为 4 步骤 用 SO2水溶液吸收 Br2 吸收率可达 95 有关反应的离子方程式为 由此反应可知 除环境保护外 在工业生产中应解决的主要问题是 5 某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法 查阅了有关资料 Br2 的沸点为 59 微溶于水 有毒性和强腐蚀性 他们参观生产过程后 了如下装置简图 请你参与分析讨论 图中仪器 B 的名称 整套实验装置中仪器连接均 不能用橡胶塞和橡胶管 其原因是 实验装置气密性良好 要达 到提纯溴的目的 操作中如何控制 关键条件 C 中液体产生颜色为 为除去该产物中仍残留的少量 Cl2 可向其中 加入 NaBr 溶液 充分反应后 再进行的分离操作是 19 1 蒸馏法 电渗析法 离子交换法等 2 Cl2 NaOH NaClO 3 富集溴元素 4 SO2 Br2 2H2O 4H 2Br SO42 强酸对设备的严重腐蚀 5 冷凝管 Br2腐蚀橡胶 控制温度计 b 的温度 并收集 59 时的馏分 深红棕色 分液 或蒸馏 化学实验与工业流程相结合导学案 知识积累一 化工生产主要解决六方面问题 1 解决将原料转化为产品的生产原理 2 除去所有杂质并分离提纯产品 3 提高产量与产率 4 减少污染 考虑 绿色化学 生产 5 原料的来源既要考虑丰富 还要考虑成本问题 6 生产设备简单 生产工艺简便可行等工艺生产问题 化学工艺流程题 一般也就围绕这六个方面设问求解 要准确 顺利解答工艺流程题 学生除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的 基本技能外 最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力 知识积累二 常见与工业生产有关的化学反应常见与工业生产有关的化学反应 传统工业不能丢传统工业不能丢 工业制粗硅工业制粗硅 制漂白粉制漂白粉 工业制硫酸工业制硫酸 合成氨工业合成氨工业 工业制硝酸工业制硝酸 氯碱工业氯碱工业 工业制玻璃工业制玻璃 工业制纯碱工业制纯碱 知知识识积积累累三三 常常见见与与生生产产生生活活相相关关的的物物质质 相相关关物物质质化化学学式式或或名名称称 加加碘碘食食盐盐中中含含碘碘物物质质 半半导导体体材材料料 光光导导纤纤维维 硅硅酸酸盐盐工工业业 饮饮用用水水净净水水剂剂 饮饮用用水水消消毒毒剂剂 常常用用漂漂白白剂剂 大大气气污污染染物物 K KI IO O3 3 S Si i G Ge e S Se e S Si iO O2 2 玻玻璃璃 水水泥泥 陶陶瓷瓷 明明矾矾 活活性性炭炭 S SO O2 2 H HC Cl lO O H H2 2O O2 2 N Na a2 2O O2 2 O O3 3 C Cl l2 2 C Cl lO O2 2 漂漂白白粉粉 O O3 3 H H2 2O O2 2 N Na aC Cl lO O C CO O S SO O2 2 N NO O2 2 N NO O 知识积累四 工业流程题中常用的关键词工业流程题中常用的关键词 原材料 原材料 矿样 明矾石 孔雀石 蛇纹石 大理石 锂辉石 黄铜矿 锰矿 高岭土 烧 渣 合金 含铁废铜 药片 补血剂 海水 污水 灼烧 煅烧 灼烧 煅烧 原料的预处理 不易转化的物质转化为容易提取的物质 如海带中提取 碘 酸 酸 溶解 去氧化物 膜 调节 PH 促进水解 沉淀 碱 碱 去油污 去铝片氧化膜 溶解铝 二氧化硅 调节 PH 促进水解 沉淀 氧化剂 氧化剂 氧化某物质 转化为易于被除去 沉淀 的离子 氧化物 氧化物 调节 PH 促进水解 沉淀 控制控制 PH 值 值 促进某离子水解 使其沉淀 利于过滤分离 煮沸 煮沸 促进水解 聚沉后利于过滤分离 除去溶解在溶液中的气体 如氧气 趁热过滤 趁热过滤 减少结晶损失 提高纯度 解题方法 首尾分析法 解题方法 首尾分析法 流程图的呈现特点 流程图的呈现特点 主要有以物质名称 操作名称和设备名称物质名称 操作名称和设备名称三种形式 对工艺流 程试题 首先对比分析生产流程示意图中的原材料与产品 从对比分析中找出原料与产品之间 的关系 弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺 然 后再结合题设的问题 逐一推敲解答 练习 1 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 Al2 OH nCl6 n 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 Al2O3 25 34 SiO2 40 50 Fe2O3 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 pH 4 2 4 5 90 100 15 CaCO3 Al2 OH nCl6 n 根据流程图回答下列问题 煅烧 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 蒸馏水 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 4 2 4 5 的过程中 除添加必要的试剂 还需借助的实验用品是 蒸发浓缩 需保持温度在 90 100 控制温度的实验方法是 解析 对比原料与产品可知 该生产的主要工序 一是除去原料高岭土中的杂质 二是将 Al203利用 水解絮凝法转化为产品 再进一步分析 除铁用铝置换后过滤 高岭土中的 Al203不溶于酸 必须经煅烧 改变结构 该题经这样分析 题设的所有问题的答案并在分析之中 参考答案 1 改变高岭土的结构 使其能溶于酸 2 230 量筒 3 Al203 6H 2Al3 3H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O 4 除去溶液中的铁离子 5 pH 计 或精密 pH 试纸 水浴加热 点评点评 首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法 这种方法的特点 简单 直观 很容易抓住解 题的关键 用起来方便有效 使用这一方法解题 关键在于认真对比分析原材料与产品的组成 从中产生 将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施 当把生产的主线弄 清楚了 围绕生产主线所设计的系列问题 也就可解答了 练习 2 07 上海 将磷肥生产中形成的副产物石膏 CaSO4 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 CaSO4 2H2O KCl 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 操作所得固体中 除 CaCO3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 操作所得滤液是 NH4 2SO4溶液 检验滤液中含有 CO32 的方法是 5 已知不同温度下 K2SO4在 100g 水中达到饱和时溶解的量如下表 温度 02060 K2SO4溶解的量 g 7 411 118 2 60 时 K2SO4的饱和溶液 591g 冷却到 0 可析出 K2SO4晶体 g 6 氯化钙结晶水合物 CaCl2 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 答案答案 1 CaCO3 NH3 H2O 2 CaSO4 CO32 CaCO3 SO42 3 CaSO4 4 滤液中滴加盐酸产生气泡 5 54g 6 a d 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 解析 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 CaSO4 2H2O KCl 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 ad 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 知识积累五 化工生产的主要操作 过滤 结晶 重结晶 洗涤 干燥 灼烧 分液 重复操作 2 3 次等 其中结晶应注意 1 当溶液是单一溶质时 所得晶体不带结晶水 如 NaCl K NO3 蒸发 结晶 所得晶体带结晶水 如 CuSO4 5H2O 摩尔盐即硫酸亚铁铵 NH4 2SO4 FeSO4 6H2O 蒸发浓缩 至有晶膜出现 冷却结晶 过滤 2 当溶液中有两种或以上溶质时 要得到溶解度受温度影响小的溶质 浓缩 结晶 趁热过滤 要得到溶解度受温度影响大的 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 绿色化学理念 1 环境污染问题 2 原子的经济性 3 节约能源 包括使用催化剂 4 原料应是可再生的 或者可循环使用 5 工艺的安全性 练习 3 胆矾是一种常见的化合物 工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料 现有废铜 主要杂质为 Fe 来制备胆矾 有人设计了如下流程 pH 值控制可参考下列数据 物 质开始沉淀时的 pH 值完全沉淀时的 pH 值 氢氧化铁 2 73 7 氢氧化亚铁 7 69 6 氢氧化铜 5 26 4 请根据上述流程回答下列问题 1 A 物质可选用 填字母 a 稀 H2SO4 b 浓 H2SO4 c 浓 FeCl3溶液 d 浓 HNO3 2 I 中加 H2O2的目的 3 II 中加 Cu2 OH 2CO3的目的是 其优点是 4 III 加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为 5 V 中加 H2SO4调节 pH 1 是为了 6 V 到 VI 的操作是 7 某工程师认为上述流程中所加的 A 物质并不理想 需作改进 其理由是 如何改进 答案 1 b 2 将亚铁离子氧化为铁离子 3 中和过量的硫酸 调节溶液的 pH 使 Fe3 水解完全而沉淀 不引入新的杂质 4 Fe3 3H2O Fe OH 3 3H 条件 加热 5 抑制 Cu2 的水解 6 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 7 产生污染环境的二氧化硫 硫酸利用率低 加热 并在稀硫酸中通入氧气 其它合 理答案 酌情给分 课后巩固 1 明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料 明矾石的组成和明矾相似 此外还含有氧化 铝和少量氧化铁杂质 具体实验步骤如下图所示 根据上述图示 完成下列填空 1 明矾石焙烧后用稀氨水浸出 配制 500mL 稀氨水 每升含有 39 20g 氨 需要取浓氨 水 每升含有 251 28g 氨 mL 用规格为 mL 量筒量取 2 氨水浸出后得到固体混合体系 过滤 滤液中除 K SO42 外 还有大量的 NH4 检 验 NH4 的方法是 3 写出沉淀物中所有物质的化学式 4 滤液 I 的成分是水和 5 为测定混合肥料 K2SO4 NH4 2SO4中钾的含量 请完善下列步骤 称取钾氮肥试样并溶于水 加入足量 溶液 产生白色沉淀 依次填写实验操作名称 冷却 称重 6 若试样为 mg 沉淀的物质的量为 nmol 则试样中 K2SO4的物质的量为 mol 用含有 m n 的代数式表示 2 09 年上海化学 27 实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙 大理 石的主要杂质是氧化铁 以下是提纯大理石的实验步骤 1 溶解大理石时 用硝酸而不同硫酸的原因是 2 操作 的目的是 溶液 A 溶质是共价化合物 是 3 写出检验滤液中是否含铁离子方程式 4 写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式 写出滤液 B 的一种用途 5 CaO2中一般含 CaO 试按下列提示完成 CaO2含量分析的实验设计 试剂 氢氧化钠标准溶液 盐酸标准溶液 酚酞 仪器 电子天平 锥形瓶 滴定管 实验步骤 加入 加入酚酞 用氢氧化钠标准溶液滴定 6 若理论上滴定时耗用标准溶液 20 00mL 恰好完全反应 实际操作中过量半滴 1mL 溶 液为 25 滴 则相对误差为 3 亚氯酸钠 NaClO2 是一种重要的含氯消毒剂 以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺 流程图 溶解溶解 NaClO3 H2O 溶解溶解 稀稀 H2SO4 ClO2发生器发生器 SO2和空气混合气和空气混合气 吸吸 收收 160g L NaOH H2O2 过滤过滤滤液滤液NaClO2 3H2O 已知 NaClO2的溶解度随温度升高而增大 适当条件下可结晶析出 NaClO2 3H2O ClO2的沸点为 283K 纯 ClO2易分解爆炸 常用稀有气体或空气稀释防止爆炸性分解 HClO2在 25 时的电离常数与硫酸的第二步电离常数相当 可视为强酸 1 160 g L 1NaOH 溶液的物质的量浓度为 若要计算该溶液的