您好,欢迎访问三七文档
无机化工流程题【专题解读】1.无机化工流程题的主线化学工艺流程题就是把化工生产过程中的重要生产工序和主要流程用框图形式表示出来,并围绕生产流程中涉及的有关化学知识和原理设置问题,形成与化工生产紧密联系的化学工艺试题。其流程主线可表示为原料―→对原料的预处理―→核心化学反应―→产品的提纯分离―→目标产物2.对原料预处理的常用方法(1)研磨——减小固体颗粒的体积,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。(2)水浸——与水接触反应或溶解。(3)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。(4)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灼烧就是为了除去可燃性杂质。(5)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。3.解答化工流程题的方法——目标分析法制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成,每一步操作都有其具体的目标、任务。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”:我国拥有很长的海岸线,具有丰富的海洋资源,以海水为原料的盐化工是我国重要的产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液,其中除含镁盐外,还含有其他盐类(如图甲所示)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与盐卤有关的题目:(1)根据图甲所示,写出盐卤中含量最多的两种盐的化学式:________、________。(2)图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线,已知t1℃时,MgSO4和KCl的溶解度分别为M、N,则它们溶解度大小的关系为________;将盐卤加热到t2℃以上,根据溶解度曲线,首先析出的晶体应是________。(3)化工厂利用卤水生产金属镁的工艺流程如图所示:“操作①”的目的是将氢氧化镁沉淀分离出来,操作①的名称是________。氢氧化镁与试剂B反应的化学方程式为________________________________________________________________________。操作②的名称是________。该方法的优点为______________________________________。(4)用电解法制备金属镁,两位同学分别设计了下面的两种方法。甲:电解氯化镁溶液乙:电解熔融的氯化镁其中同学________(填“甲”或“乙”)能够成功地制备金属镁,假设生产过程中镁元素没有损失,则100g卤水可制备镁________g。[解析](1)从图甲中可以看出1000g盐卤中含有的NaCl、MgCl2、MgSO4、KCl分别为163.0g、142.5g、60.0g、22.0g。由此可见,含量最多的是NaCl、MgCl2。(2)在t1℃时,KCl和MgSO4的溶解度曲线相交,说明此温度下,二者的溶解度相等;t2℃以后,MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低,故升高到一定温度时首先析出的是MgSO4。(3)分离固体与液体混合物应用过滤的方法,而使溶液中的溶质以晶体的形式析出则需要蒸发、结晶。由于就地选用了海边的贝壳为原料来生产CaO,所以节约了资源,降低了生产成本。(4)制备金属镁应该电解熔融的MgCl2,如果电解氯化镁溶液,则得到的不是镁,而是氢氧化镁;根据卤水中镁元素守恒,可以得出电解所得到的镁的质量为100g×142.51000×2495+100g×60.01000×24120=3.6g+1.2g=4.8g。[答案](1)NaClMgCl2(2)M=NMgSO4(3)过滤Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O蒸发、结晶就地取材,节约资源,降低成本(4)乙4.8【突破训练】1.“低碳”既是时尚,也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大,充分利用原材料,不排放或减少排放“三废”,不同工厂联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺:请回答下列问题:(1)工艺操作①②分别为__________________、___________________________。(2)工业合成氨的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)写出生成“产品”的离子方程式:___________________________________________。(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨的方法是___________________________________________。(5)“副产品”的化学式为________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是________。解析:(1)合成氨的原料之一氮气来源于空气,分离方法是将空气液化后分离出氧气,获得氮气。(2)工业合成氨的条件是高温、高压和催化剂。(3)“产品”是硫酸铵,反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、氨等,产物除硫酸铵外,还有碳酸钙沉淀。(4)氨溶于水显碱性,实验室中可以用湿润的红色石蕊试纸检验,或利用氨与氯化氢化合为氯化铵的反应进行检验等。(5)分析框图中各物质的关系可知“副产品”为氧化钙,能循环使用的物质是二氧化碳。答案:(1)将空气液化后分离出氧气,获得氮气过滤(2)N2+3H2催化剂高温、高压2NH3(3)CaSO4+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+2NH+4+SO2-4(4)用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口,若试纸变蓝,则证明有NH3(或其他可行的方法)(5)CaOCO22.能源“非石油化”是战略目标,发展以CH4、CO2等为原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有H2S等有毒气体,如图为天然气合成氨的工艺流程。(1)合成氨的原料之一为氮气,该流程中为合成氨提供氮气的物质是________。(2)①处加入Fe2O3·H2O的目的是____________________________________________。(3)②处CH4与H2O(g)反应生成CO2、H2,反应的化学方程式是________________________________________________。(4)③处一般加入K2CO3溶液以吸收CO2,K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾(KHCO3),该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(5)该流程中参与循环的物质是________。解析:(1)从流程图可看出,为合成氨提供氮气的物质是空气。(2)天然气中含有的H2S是有毒的气体,不能排放到大气中,通过加入Fe2O3·H2O生成FeS、单质S和H2O除去。(3)CH4与H2O(g)反应生成CO2、H2,根据质量守恒定律,反应的化学方程式是CH4+2H2O(g)===CO2+4H2。(4)K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾(KHCO3),根据质量守恒定律,反应的化学方程式是K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3。(5)在该流程中加入了Fe2O3·H2O,最后又生成了Fe2O3·H2O,所以该流程中参与循环的物质是Fe2O3·H2O。答案:(1)空气(2)除去H2S(3)CH4+2H2O(g)===CO2+4H2(4)K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3(5)Fe2O3·H2O3.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,我国的钛铁储量居世界首位。利用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2的流程如下:(1)步骤①加Fe的目的是__________;步骤②冷却的目的是______________________。(2)上述制备TiO2的过程中,可以利用的副产物是__________;考虑成本和废物综合利用因素,废液中应加入______处理。(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti),涉及的步骤为TiO2―→TiCl4――→Mg800℃,ArTi反应TiCl4+2Mg===2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是____________________。解析:(1)分析框图知,铁最终转化成副产品绿矾,所以要将+3价Fe转化为+2价Fe,降温减小FeSO4·7H2O的溶解度,有利于绿矾结晶析出。(2)水浸后发生的离子反应为TiO2++2H2O===H2TiO3↓+2H+,废液主要呈酸性,所以应加入CaO、CaCO3或碱。(3)反应时Ti和Mg易与空气中O2、N2等反应,故应在Ar气氛中进行。答案:(1)将Fe3+还原为Fe2+析出绿矾(FeSO4·7H2O)(2)绿矾(FeSO4·7H2O)生石灰(或碳酸钙、废碱)(3)防止高温下Mg或Ti与O2、N2等反应4.碘及其化合物在科研、生活等方面有广泛用途。如图所示为从海带中制取碘的工艺流程。已知:3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O。请回答下列问题:(1)分液漏斗使用前需要检漏,检漏方法为________________________________________________________________________。(2)步骤X中,萃取后分液漏斗内观察到的现象是________________________________________________________________________。(3)下列有关步骤Y的说法中正确的是________(填字母)。A.应控制NaOH溶液的浓度和体积B.将碘单质转化成碘离子进入水层C.主要是除去海带浸取原液中的有机杂质D.NaOH溶液可以用乙醇代替(4)向“上层”中加入H2SO4溶液,发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________,操作Z的名称为________。(5)方案甲中采用蒸馏不合理,理由是________________________________________________________________________。解析:(2)碘水中加入CCl4萃取的现象是液体分上下两层,下层呈紫红色。(3)步骤Y是用NaOH溶液反萃取,为了将CCl4中溶解的I2全部转化成易溶于水的离子,要使用稍过量的NaOH溶液,故“应控制NaOH溶液的浓度和体积”,选项A、B正确。(4)“上层”溶液中的溶质是NaI和NaIO3,加入H2SO4溶液后发生归中反应生成碘单质:5NaI+NaIO3+3H2SO4===3Na2SO4+3I2↓+3H2O;过滤分离出粗碘。答案:(1)向分液漏斗中加入少量水,检查旋塞处是否漏水;将漏斗倒转过来,检查玻璃塞处是否漏水(2)液体分上下两层,下层呈紫红色(3)AB(4)5NaI+NaIO3+3H2SO4===3Na2SO4+3I2↓+3H2O过滤(5)碘易升华,会导致碘的损失
本文标题:2019-2020学年高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 2 微专题突破6 无机化工流程题课
链接地址:https://www.777doc.com/doc-8298587 .html