高考化学工艺流程题1. 解题思路在解这类题目时:首先,要粗读试题,不必将每一种物质都推出。
其次,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,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;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)3)、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3.4. 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。
原料预处理产品分离提纯反应条件原料循环利用排放物的无害化处理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)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二、高考是怎么样考的?2009——2011年北京化学工艺流程题统计【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:NH 4HCO 3在热水中分解。
(1)Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe 3+,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FeCO 3的离子方程式是_____________。
若FeCO 3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FeCO 3的化学方程式是4FeCO 3+O 22Fe 2O 3+4CO 2。
现煅烧464.0 kg 的FeCO 3,得到316.8 kg 产品。
若产品中杂质只有FeO ,则该产品中Fe 2O 3的质量是_________ kg 。
(摩尔质量/g·mol -1:FeCO 3 116 Fe 2O 3 160 FeO 72)【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NH 3·H 2O 的形式存在,该废水的处理流程如下:3HNO I ∏I∏−−→−−→−−→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,NH 4+经过两步反应被氧化成NO-。
两步反应的能量变化示意图如下:3①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是________。
②1 mol NH+(aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式是4___________________。
(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32 g CH3OH转移6 mol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Al 2O3,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)工业上通过电解氧化铝和冰晶石的熔融液来冶炼金属铝。
已知电极材料为惰性材料,阳极反应式为。
(4)氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应,制得新型非金属材料AIN与一种中学常见气体X。
已知每转移3 mol e-,有1.5mol化合物X生成,此反应的化学方程式。
【例4】(2010、西城一模26.(10分)工业上以锂辉石(Li2O·A12O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。
其部分工艺流程如下:已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 +H2SO4(浓)锂辉石2223①石灰乳调pH至11 饱和Na2CO3溶液②Na2CO3溶液250℃~ 300℃Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
(1)从滤渣1中分离出Al2O3流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。
则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______。
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。
向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)。
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是。
②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是。
【例5】2010崇文一模27.(14分)最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。
“绿色自由”构想技术流程如下:(1)分解池中发生分解反应的物质是。
(2)在合成塔中,若有2.2kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5 kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式。
(3)①从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300℃的温度,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是。
②从合成塔中分离出甲醇的原理与下列哪个相符(选填字母)。
a.过滤b.分液c.蒸馏③“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括 。
(4)右图是甲醇燃料电池的结构示意图。
已知电池总反 应为:2CH 3OH+3O 2=2CO 2+4H 2O 。
通入a 一端的电极是 (填“正极”或“负极”),负极发生的电极反应是 。
【例6】 2010朝阳一模26.(14分)工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如下:某课外小组模拟上述部分过程设计了如下实验装置制备硝酸(所有橡胶制品均已被保护)。
(1)工业上用氨气制取NO 的化学方程式是 。
(2)连接好该装置后,首先进行的操作O 2 NH 3 NO 吸收塔O 2 O 2 H 2O Na 2CO 3溶液冷水 a 气体是。
(3)通入a气体的目的是。
(4)盛有Na2CO3溶液的烧杯为尾气处理装置,该装置中反应的化学反应方程式是2NO2 + Na2CO3 == NaNO2 + +(5)已知:温度低于21.15℃时,NO2几乎全部转变为N2O4。
工业上可用N2O4与水反应来提高硝酸产率。
N2O4与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是。
(6)一定条件下,某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.50mol/L、c(N2O4)=0.125 mol/L。
则2NO 2(g)N2O4(g)的平衡常数K= 。
若NO2起始浓度为 2 mol/L ,相同条件下,NO2的最大转化率为。
三、优秀试题模拟与预测【预测】1(2011苏锡常镇模拟一)(12分)高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。
工业上常采用NaClO氧化法生产,原理为:3NaClO + 2Fe(NO3)3+ 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2ONa2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH主要的生产流程如下:(1)写出反应①的离子方程式。
(2)流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下K sp(K2FeO4) K sp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳..时,NaClO 浓度对K2FeO4生成率的影响。
图1图2①工业生产中最佳温度为℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为。
②若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:。
若Fe(NO 3)3加入过量,在碱性介质中K 2FeO 4与Fe 3+发生氧化还原反应生成K 3FeO 4,此反应的离子方程式: 。
(4)K2FeO 4 在水溶液中易水解:4FeO 42—+10H 2O 4Fe(OH)3+8OH —+3O 2↑。
在“提纯”K2FeO 4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 溶液(填序号)。