工艺流程图-高三复习题2017含答案

1、化工流程题的解题策略. 一个完整的无机化工生产流程一般具有下列过程:原料 对原料的预处理 核心化学反应 产品的提纯与分离目标成为.各过程涉及的考点：(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，将有机碘转化为碘盐。煨烧：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煨烧高岭土和石灰石。(2)核心化学反应要掌握：元素及其化合物

2、知识：化工生产将原料转变成产品的过程，也是物质经历相互转化的过程。理解物质之间的转化关系，就要用到元素及其化合物的相关知识。一般围绕铁、铜、铝、镁、氯、硫、磷、硅等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题，需要掌握这些元素及其化合物的知识还要掌握有关化工生产的知识，熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工业、海水中提取镁、海水中提取澳等；化学反应原理：化工生产中把原料转变成产品的过程就是化学反应的过程，从化学反应原理的角度选择原料、控制条件和选择设备等，是化工生产的基本思路。化学反应原理的相关知识包括质量守恒定律、化学反应速率、化学平衡、电化学、化学热力学等，做到能综合运用这些知识分析化工

3、生产中化学反应的情况。(3)化工生产过程中分离提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括过滤、洗涤、蒸发、结晶、蒸储、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。(4)对整个工艺流程能进行评价 ：体现绿色化学思想(使用无毒无害原料，采用原子利用率高的制备路线，原料的循环利用，副产物综合利用，节能，等)；高效节能方面(原料廉价，工艺简单，产品的纯度高，能耗低等)(5)化学计算：纯度，转化率、产率计算，有效数字的取舍.解答基本步骤(1)读题头，得目的，划原料，明产品，解决般采用首尾分析法”：通过阅读题头,通过对比分析工业流程示意图中的第一种物质了解流程图以外的文字描述、

4、 表格信息、后续设问中的提示性信息, (原材料)与最后一种物质(产品)，弄清从原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素。(2)读题问，逐空填答，用语要规范，解决从化学原理的角度、用化学语言作答；要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析。具体答题要点如下：答题所问：要看清题目要求，按要求答题。如：写离子方程式还是化学方程式；写物质的名称还是化学1 / 13式等；方程式中反应物、产物的分子式书写要正确；尤其是化学方程式要配平，电极反应式和化学方程式一定要书写正确；正确使用等号或可逆符号；沉淀、气体、水溶液等符号要标明。准确、规范：回答问题的要准确全面，注意语言表达的规范性。例如评价或

5、比较实验方案时要全面考虑：反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种 类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；仪器、设备是否要求高；工艺流程、实验步 骤的多少。注意答题的完整性：要答到对产品生产的影响这一步！如：除杂：除去 中的(只写 除杂”一类是 不给分的).注意归纳答题的套路(1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓 度、压强),增大气液或固液接触面积。(2)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向 )移动。(3)温度不高于0 反应I （沉淀） 过滤 反应II （

6、电解） 反应III ClO2JJJ滤渣BCl2（1）粗食盐水中含有 Ca2+、Mg2+、SO2一等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的试剂 X,X是（填 化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的 SO4 ,其原因是 。（已知：Ksp（BaSO4）= 1.1 10 10; Ksp（BaCO3）= 5.1 10 9）（2）上述过程中，将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2。电解时生成的气体 B是;反应出的化学方程式为 。ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中

7、ClO2的含量，进行了以下实验：步骤1:准确量取ClO2溶?仅10.00 mL,稀释成100 mL试样。步骤2:量取V1mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的 pH 反应液I |碱性KClO侬溶椒 - 反应液II -湿广品I-Of K2FeO4晶体已知：2KOH+Cl 2=KCl+KClO+H 2O (条件：温度较低)6KOH+3Cl 2=5KCl+KClO 3+3H2O (条件：温度较高)2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K 2FeO4+6KNO 3+3KCl+5H 2O回答下列问题：(1)该生产工艺应在 (填温度较高”或温度较低”)情况下进行；(2)写出工业上制取 Cl2的化学方程

8、式 ；(3) K2 FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是 ;(4)配制KOH溶液时，是在每100 mL水中溶解61. 6 g KOH固体(该溶液的密度为 1. 47 g/mL),它 的物质的量浓度为 ;5 / 13(5)在 反应液I”中加KOH固体的目的是 :A .与 反应液I ”中过量的C12继续反应，生成更多的 KC1OKOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率C.为下一步反应提供反应物D.使副产物KC1O3转化为KC1O(6)从反应液II 中分离出K2FeO4后，会有副产品 (写化学式)。(7)该工艺每得到1.98 kg K2FeO4,理论上消耗 Cl2的物质的量为 mol

9、。.硼酸(H3BO3：相对分子质量 62)大量应用于玻璃制造业，以硼镁矿(2MgO-B203 H2。、SiO2及少量F/O4、CaCO3, Al 2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下：H2SO4硼镁矿粉，浸取 热过活浸出液 除杂 滤液降温结晶JJJ浸出渣滤渣母液硼酸已知：i . Fe3+、A13+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的 pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4。H3BO3 在 20 C、40 C、60C、100 c时的溶解度依次为 5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。(1)为了提高硼镁矿粉的浸出率，可采取的措施有 (至少答两条)(2)浸出液”显酸性，含H

10、3BO3和Mg2+和SO42-,还含有Fe2+、Fe3, Ca2+、A13+等杂质。 除杂”时向浸出液 中依次加入适量 H2O2和MgO, H 2O2的作用是 (用离 子方程式表示),MgO除去的杂质离子是。(3)已知H3BO3与过量的NaOH反应生成 NaB(OH) 4,试写出 H3BO3在溶液中的电离方程式(4)浸取”后，采用 热过滤”的目的是 04 b -3*8小54hr.家游殍立燮咨杂/1k母液中的主要溶质有 。(5)母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线 如下图，且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从母液”中充分回收MgSO 4 H2O,应采取的 措施是将 母液”蒸

11、发浓缩，(6)测定所得产品的纯度：取 ag硼酸，小心加热使其分解脱去水分 质受热不分解)，得残留固体bg,则产品的纯度为 。6 / 13.研究人员研制利用低品位软镒矿浆 (主要成分是MnO2)吸收硫酸厂的尾气SO2,制备硫酸镒的生产流程如下：石灰浆阳离子SO2MnO2a J吸附剂-一 J调节 dhI ,， 机镒矿泉浸出一浸出液一氧化一静置一过滤 T吸附静置、过滤/滤液一 MnSO4 H2O JJ滤渣滤渣已知：浸出液的pH Mn2+、Hg2+）J吹出Hg图1请回答下列问题：MnxZm-xFe2O4中铁元素化合价为+3,则镒元素的化合价为 。(5)活性铁粉除汞时，铁粉的作用是 (填氧化剂”或还原剂

12、”)。(6)酸浸时， MnO2与H2SO4、H2O2反应的离子方程式为 (7)除汞是以氮气为载气吹入滤液中，带出汞蒸气经KMnO4溶液进行吸收而实现的。在恒温下不同pH时，KMnO4溶液对Hg的单位时间去除 率及主要产物如图 2所示：写出pH=10时KMnO4溶液吸收汞蒸气的离子方程式在强酸性环境中汞的单位时间去除率高，其原因除氢离子浓度增大 使KMnO4溶液的氧化性增强外，还可能是8 / 13.工业废水中含有流失的生产用料、中间产物和产品，以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发 展，废水的排放量迅速增加，严重威胁人类的健康和安全，工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。下图是 含铭工业

13、废水和含氧废水的处理流程:Na2so3含铭废水含氧废水排放pH=10 11请回答下列问题:电镀废水中的铭主要以CrO42一形式存在，其中Cr元素的化合价为 。(2)酸性条彳下，CrO42一极易被还原剂还原为毒性较小的Cr3+O图中 反应I ”的离子方程式为:(3)pH10时，反应n ”中的NaClO可快速地将鼠离子(CN、氧化为无毒的两种物质，这两种物质是、(写化学式)；若pH二 _1 一二 “氧化燃烧-浸取，过滤一稀释、煮沸、调pH 一 过滤 -滤液-混合溶液-产品仝气 ; J 滤渣2已知信息：I .”中涉及的主要反应是：4FeO Cr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe

14、2O3+8CO2n .部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的ph如下：沉淀物Al(OH) 3Fe(OH) 3Mg(OH) 2Cr(OH) 3完全沉淀时溶液PH4.73.711.25.6(1)杂质A12O3、SiO2与纯碱反应转变为可溶性盐，写出 A12O3纯碱反应的化学方程式为： ,滤渣1的主要成分为 (2)”中通过调节PH除去杂质，调节 PH至。(3)”中向滤液中加入物质 A,得到Na2Cr2O3和Na2SO4的混合溶液，物质A为,简述原因:(用离子方程式及文字加以说明)(4)如图是Na2Cr2O3.2H2O和Na2SO4的溶解度曲线。提纯的实验操作：将Na2Cr2O3和Na2SO4的混合

15、溶液 得到Na2SO4固体和较纯净的 Na2Cr2O3溶液。(5)实验室测定所得产品中红矶钠的纯度，称取产品3.2g,配成250mol溶液，取出25.00mL于锥形瓶中，加入10mL2mol/LH 2SO4和足量碘化钾，放于暗处 5min,写出离子方程式： 然后加水100mL,加入3mL淀粉指示剂，用0.1000mol/LNa 2s2O3标准溶?滴定I2 + 2s2O32- = 2I- + S4O62-若达到滴定终点时，共用去 Na2s2O3标准溶液60mL,所得产品的纯度是 (结果保留小数点后 1位)。.高镒酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软镒矿(主要成

16、为MnO2) 为原料生产高镒酸钾的工艺路线如下：10 / 13电解法(1)平炉”中发生的化学方程式为C6出化法_ KMnO.(2)平炉”中需要加压，其目的是(3)将K2MnO4转化为KMnO 4的生产有两种工艺。“CO歧化法”是传统工艺，即在 K2MnO4溶液中通入 CO2气体，使体系呈中性或弱碱性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成 KMnO 4, MnO2和,阳极发生的电电解法”为现代工艺，即电解 K2MnO4水溶液，电解槽中阴极逸出的气体是极反应为CO2的等电子体 COS,分子 COS电子式为(4)高镒酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取

17、浓度为0.2000 mol L-1的H2c2O4标准溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化，用KMnO 4溶液滴定，滴定终点现象,该反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为.银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收并制备铜化工产品的工艺如下:厂银熔体冷凝成型粗银电解精炼厂银铜合空气- 金废料熔标稀硫酸Al 2(SO4)3稀 NaOH渣料(含少量银)CuSO4溶液涛.CuAlO2滤渣A(注：Al(OH) 3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450c和80 C)(1)电解精炼银时，阴极反应式为;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为(2)固体混合物B的组

18、成为;在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为(3)完成煨烧过程中一个反应的化学方程式:CuO+ Al 2O3CuAlO 2+.(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为moCuAO 2,至少L。需要 1.0mol L 1的 Al2(SO4)3 溶液、过滤、洗涤和干燥。CuSO4溶液也可用于制备胆矶，其基本操作是11 / 131(1) BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(2)阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸，或者阻止C12与生成的NaOH溶液反应而是烧碱产品不纯防止MgC12水解C12Br

19、2l2电解 A A2NaC1 + 2H 2O = 012? + H2T + 2NaOHBr2 + SO2 + 2H2O = 2Br + 4H+ + SO42-3Br2 + 30O3 = 5Br + BrO； + 3002 T 蒸储2 (1)(2) Fe(OH) 3(3) Zn(4)取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加几滴BaC12溶液，若出现浑浊，则为洗净；反之则已洗净。Na2SO4 + CH 4 = Na2s + 2H2O + OO2蒸发浓缩，降温结晶，过滤65 x (cV-b-d) g3 (1) BaC12BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量的CO：离子时，BaSO4(s

20、)会部分转化为BaCO3(s)H2 2NaC1O 3 + 4HC1 = 2C1O 2 + 2NaC1 + 2H 2O + 012 T(3)酸式滴定管减少实验误差CV2/2V1 4 (1) 4I2+8OH = IO3+IO +6I +4H2O(2)还原 IO；(或使 IO ；转化为 P)(合理即可)NaIO3 + 2Fe +3H2O = NaI + 2Fe(OH) 3 JFe2+取少量试样溶液与试管中，先加入 KSCN溶液无现象，再加入几滴氯水，溶液变红(4) FeC2O4- 2H2O = FeC2O4+2H 20 T Fe2O3,、电解.5 (1)温度较低(2) 2NaC1 + 2H 2O = 2NaOH + H 2 T + 012 TK2FeO4具有强氧化性，可消毒杀菌；还原产物中Fe