工艺流程题

1高考化学工艺流程题一、探究解题思路呈现形式：流程图、表格、图像设问方式：措施、成分、物质、原因能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力知识落点：基本理论、元素化合物、实验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。【例题】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：原料：矿石（固体）预处理：酸溶解（表述：“浸出”）除杂：控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀核心化学反应是：控制条件，调节PH，使Mg2+全部沉淀1.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→注意答题的模式与要点在解这类题目时：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：①浏览全题，确定该流程的目的——由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物；②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；③解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么反应？利用了什么原理（氧化还原？溶解度？溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是怎样除去的？无机化工题：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。考察内容主要有：1）、原料预处理2）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择）Ⅱ分离提纯Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ还原23）、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯）4）、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。2、规律主线主产品分支副产品回头为循环核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯3.工业生产流程主线与核心4.熟悉工业流程常见的操作与名词原料的预处理①溶解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等②灼烧如从海带中提取碘③煅烧如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解④研磨适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测定等。控制反应条件的方法①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀----pH值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8问题：若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？调节pH所需的物质一般应满足两点：○i、能与H＋反应，使溶液pH值增大；○ii、不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值②蒸发、反应时的气体氛围③加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移动④降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出⑥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原料预处理除杂、净化产品分离提纯反应条件控制原料循环利用排放物的无害化处理3物质的分离和提纯的方法①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出常见名词浸出：固体加水（酸）溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少酸浸：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水洗：通常为除去水溶性杂质水浸：与水接触反应或溶解专项练习10.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：煅烧溶解搅拌、过滤调节溶液pH在4.2～4.5蒸发浓缩90℃～100℃高岭土15%盐酸少量铝粉适量CaCO3Al2(OH)nCl6－n根据流程图回答下列问题：⑴“煅烧”的目的是_________________________________________________________。⑵配制质量分数15％的盐酸需要200mL30％的浓盐酸（密度约为1.15g·cm－3）和_______g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。⑶“溶解”过程中发生反应的离子方程式为__________________________________________。⑷加少量铝粉的主要作用是_____________________________________。⑸“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_________________。2、在已知提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：试回答：（1）乙、丁中溶质的分子式：乙，丁。4光（2）第④步操作中用稀H2SO4浸洗的目的是（填写字母编号）a.除去未反应的NO3－b.除去未反应的I－c.除去未反应的Fed.除去碱性物质（3）第⑦步操作可供提纯的两种方法是和（不要求写具体步骤）。（4）实验室检验I2的方法是。（5）甲物质见光易变黑，其原因是（用化学方程式表示）。（6）①中溶解银的硝酸应该用硝酸（填浓或稀）。原因是。3、工业上用铝土矿（成分为氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：请回答下列问题：（1）水蒸气的作用。（2）沉淀C的化学式为________，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作________。（3）操作I、操作II、操作III都用到的玻璃仪器是有________________。（4）实验室洗涤Al(OH)3沉淀应该如何操作：。（5）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________（填化学式）。用此法制取铝的副产品是________（填化学式）。答案及解析1、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Al2O3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Al2O3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就在分析之中。答案：⑴改变高岭土的结构，使其能溶于酸；⑵230；量筒；⑶Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2OFe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O；⑷除去溶液中的铁离子；⑸pH计（或精密pH试纸）；水浴加热2、（1）FeI2FeCl3（2）C（3）升华、凝华、萃取、分液、减压蒸馏（4）将I2加在淀粉溶液中，溶液显蓝色（5）2AlI=====2Ag+I2（6）稀（2分）减少过程中产生NOx的量；节生硝酸物质的量3、（1）加热加快反应（2）Fe2O3颜料；（3）烧杯、漏斗、玻璃棒；（4）用玻璃棒引流向过滤器中加水浸没沉淀，滤去洗液后，反复2到3次即可。；（5）CaO和CO2Fe2O3和O2；5二、高考是怎么样考的？2009——2011年北京化学工艺流程题统计北京题号题型赋分考查内容相关考点2009高考28无机15分硫酸的生产流程化学方程式的书写、离子方程式的书写、热化学方程式的书写、化学计算等2010高考26无机14分氨氮废水的处理流程离子方程式的书写、化学平衡原理的应用、热化学方程式的书写、氧化还原原理的应用等2010西城一模26无机10分工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂化学方程式的书写、化学平衡原理的应用、电化学、氧化还原原理的应用等2010海淀二模25无机10分从铝＋矿中提取Al2O3的一种工艺流程离子方程式的书写、化学平衡原理的应用、电化学、氧化还原原理的应用等2011西城一模26无机14分以铬铁矿为原料制备重铬酸钾的过程物质的提纯与鉴别、无机物质的推断、离子方程式的书写、化学方程式的书写、物质性质的推断等2011海淀一模27无机15分电镀铜厂有两种废水需要处理离子方程式的书写、水解平衡、沉淀转化原理的应用、氧化还原原理的应用等【例1】（2009北京理综，26，15分）以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）：Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液。Ⅳ.将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体。Ⅴ.煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。已知：NH4HCO3在热水中分解。（1）Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3+，该反应的离子方程式是_________________。（2）Ⅱ中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用_____________。（3）Ⅲ中，生成FeCO3的离子方程式是_____________。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是_____________。（4）Ⅳ中，通过检验24SO来判断沉淀是否洗涤干净。检验24SO的操作是_____________。（5）已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0kg的FeCO3,得到316.8kg产品。若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是_________kg。（摩尔质量/g·mol-1:FeCO3116Fe2O3160FeO72）【例2】（2010北京理综，26．14分)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH＋4和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：63HNO氨氮废水低浓度氨氮废水含废水达标废水(1)过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：________。②用化学平衡原理解释通空气的目的：________________________。(2)过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4经过两步反应被氧化成NO3。两步反应的能量变化示意图如下：①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是________。②1molNH4(aq)全部氧化成NO3(aq)的热化学方程式是___________________。(3)过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。【例3】(2010海淀二模25．10分）从铝＋矿（主要成分是Al2O3，含RO2、Fe2O3等杂质）中提取Al2O3的一种工艺流程如图13所示：（1）元素R位于周期表中的第三周期，其最高正化合价和负化合价的绝对值相等。RO2的用途有（写出1条即可）。（2）铝土矿加入足量烧碱溶液后主要反应的离子方程式为①。②。（3）工业上