工艺流程题的解题思路与方法GD Z景W007一、解题思路与方法工艺流程题的结构分题头、流程图和问题三部分。
题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;问题部分主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题,构成一道完整的化学试题。
因此在解题过程中不妨按这三部分进行分析:1、明确目的,提取有用信息通过阅读题头,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,进而明确生产目的——制备什么物质,找到制备物质时所需的原料及所含杂质,提取出所给的相关信息——物质反应方程式、物质稳定性、物质溶解性等。
2、分析流程,弄清各步作用首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品,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的过程中依次进行了什么反应?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质是否要除去,采用什么操作方法除去?3、看清问题,准确规范作答这一步很关键,历年高考评卷分析都指出学生的简述能力比较差,特别是化学用语的表述存在很大的偏差。
所以答题时要看清所问题,不能答非所问,要注意语言表达的科学性,如不能将离子方程式写成化学方程式、方程式要配平、分清实验操作名称还是具体操作步骤。
二、例题分析例:硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。
以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO4·5H2O)的生产流程示意图:请回答下列问题:(1)红棕色滤渣的主要成分是;(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式;(3)操作I的操作温度应该控制在℃左右;(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为、洗涤、干燥;(5)反应产物中的NO可以循环使用,试仅用一个化学方程式表示NO转化为HNO3。
答案:(1)Fe(OH)3(2)3Cu + 2HNO3 + 3H2SO4=3CuSO4 + 2NO↑+ 4H2O(3)100℃ (4)冷却结晶、过滤(5)①方案二 ②Cu 2+的蓝色对检验有干扰 (6)4NO + 3O 2 +H 2O = 4HNO 3。
三、习题推荐1、以黄铜矿(主要成份为CuFeS 2,含少量杂质SiO 2等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO 4·7H 2O )。
其主要流程如下:已知:① 4CuFeS 2+2H 2SO 4+17O 2=4CuSO 4+2Fe 2(SO 4)3+2H 2O② 部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH 如下表(1)试剂a 是 ,试剂b 是 。
(2)操作X 应为蒸发浓缩、 、 。
(3)反应Ⅱ中加CuO 调pH 为3.7~4的目的是; (4)反应Ⅴ的离子方程式为 。
2、工业上制取CuCl 2的生产流程如下:(1A→B ; B→C+D 。
(2)溶液A 中加入NaClO 的目的是 。
(3)在溶液B 中加入CuO 的作用是 。
(4)操作①应控制的pH 范围是: ;操作②的目的是 。
(5)由Cu(OH)2加入盐酸使Cu(OH)2转变为CuCl 2。
采用“稍多量盐酸”和“低温蒸干”的目的是 。
3、工业上利用硫酸渣(含Fe 2+、Fe 3+的硫酸盐及少量CaO 和MgO )制备高档颜料铁红(Fe 2O 3)和回收(NH 4)2SO 4,具体生产流程如下:细菌a回答下列问题:(1)在废渣溶解操作时,应选用 溶解(填编号)。
A .硫酸 B .盐酸 C .氢氧化化钠 D .氨水(2)物质A 是一种氧化剂,工业上最好选用 (供选择使用的有:H 2O 2、空气、Cl 2、MnO 2等),其理由是 。
(3)根据下图有关数据,你认为工业上氧化操作时应采取的措施是 。
(4)往铵黄铁矾(化学式为:(NH 4)2Fe 6(SO 4)4(OH )12)溶液中加入溶液B 至pH为5时产生沉淀,请写出产生沉淀的离子方程式:(5)若对硫酸渣加强热也可粗制铁红,但产品纯度低而档次低,请写出硫酸渣中硫酸亚铁加强热制备铁红的化学方程式:FeSO 4 —— Fe 2O 3参考答案1、(1)Fe (或铁) 稀硫酸(或稀H 2SO 4) (2)冷却结晶 过滤(洗涤干燥)(3)使Fe 3+形成Fe(OH)3沉淀 防止生成Cu(OH)2沉淀 (4)Fe +2Fe 3+=3Fe 2+ 2、(1)2Fe 2++ClO -+2H + = 2Fe 3++Cl -+H 2O CuO+2H + = Cu 2++H 2O(2)将Fe 2+氧化为Fe 3+,使后一步沉淀Fe(OH)3更彻底 (3)调节溶液的pH 为3~4(或4<pH <6.4),使Fe 3+完全转变为Fe(OH)3沉淀而除去Fe 3+ (4)大于或等于6.4(或≥6.4) 洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质 (5)抑制Cu 2+的水解,防止CuCl 2晶体中含有Cu(OH)2杂质 3、(1)A (2)空气,原料易得,成本低(3)溶液温度控制在80°C ,pH 控制在1.5,氧化时间为4小时左右 (4)Fe 3++3NH 3·H 2O=Fe (OH )3↓+3NH +4 (5)4FeSO 4 = 2Fe 2O 3+4SO 2↑+O 2↑工业盐类制取的工艺流程试题选粹【例题1】用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙可以用矿石A来制备,某化学兴趣小组设计了2种转化流程,如下图所示。
已知:a.二氧化碳持续通入氢氧化钙溶液发生如下反应:CO2 + Ca(OH)2= CaCO3↓+H 2O, CaCO3+ H2O + CO2= Ca(HCO3)2;b.碳酸氢钙微溶于水,微热易分解: Ca(HCO3)2CaCO3↓+ H2O + CO2↑;c.生石灰与水充分反应后可得到颗粒非常细小的熟石灰浆。
试填空:(1)小王主张用流程①、②、④和操作Ⅱ的设计,认为其工艺简单。
请写出反应①和④的化学方程式:①;④;操作Ⅱ包括等工序。
(2)制轻质碳酸钙时,D为 (选填“悬浊液”或“溶液”或“乳浊液”),理由是:。
(3)小李认为流程①、②、③和操作I比小王的主张更好,其理由是:;操作I包括搅拌和微热等工序。
【例题2】某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究。
【产品与原理】该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品──纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl。
生产原理是:将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物,反应为:NaCl(饱和)+ NH3 + CO2+ H2O = NaHCO3↓+ NH4Cl;分离出NaHCO3,加热制得纯碱。
【生产流程】【相关资料】⑴ NH4Cl NH3↑+HCl↑⑵【问题讨论】⑴操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,相同操作的名称为。
⑵反应①中发生了两个反应,写出其中的一个化学方程式:。
⑶反应③中得到纯碱的化学方程式为:。
⑷溶液B中的溶质有(至少写出两种)。
⑸上述生产流程中可循环使用的是(填序号)。
A.挥发性气体C B.溶液D C.氢氧化镁 D.化肥NH4Cl 【组成确定】⑴称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化;⑵另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀。
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质(写化学式)。
【含量测定】称取纯碱样品10.8g加入适量水,再加入过量CaCl2溶液,搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g,请通过计算并结合右表判断此纯碱样品等级为计算过程:【总结反思】某同学认为,在上述纯碱含量测定中,将CaCl2溶液改为BaCl2溶液,测定误差会减小,其理由是。
【例题3】摩尔盐(硫酸亚铁铵晶体)具有重要用途,下图为制取摩尔盐过程的示意图。
请回答下列问题:(1)实验前,先用碳酸钠溶液浸泡废铁屑表面油渍。
碳酸钠溶液可除去油渍是因为碳酸钠溶液的pH 7(填“>”、“<”或“=”)。
(2)废铁屑的主要成分是铁,同时含有少量氧化铁。
步骤①中有多个化学反应,请写出其中一个反应的化学方程式,。
(3)根据步骤③可知,摩尔盐溶解(填“能”或“不能”)于酒精。
(4)步骤②所得滤液含有未反应的FeSO4、(NH4)2SO4,可采用如下流程回收利用。
滤液N中一定含有的溶质是,试剂Y是。
【例题4】硫酸钠是制造纸浆、染料稀释剂、医药品等的重要原料。
某硫酸钠中含有少量CaCl2和MgCl2,实验室进行提纯的流程如下:回答下列问题:(1)用NaOH和Na2CO3除杂时,反应的化学方程式分别为、。
(2)NaOH和Na2CO3如果添加过量了,可加入适量溶液除去。
(3)“后续处理”的主要操作时蒸发,为了获得纯净的硫酸钠,应蒸发至(填序号)。
A.完全蒸干时停止加热B.快干时停止加热,利用余热蒸干C.有大量固体析出时停止加热,过滤弃去剩余的少量溶液(4)已知硫酸钠的溶解度随温度变化的曲线如图所示。
40 ℃时, 100g蒸馏水中溶解 g硫酸钠达到饱和。
将该饱和溶液升高温度至90 ℃,观察到的现象是。
【例题5】某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4,与相邻的化肥厂联合设计了制备(N H4)2S O4的工艺流程。
【工艺流程及原理】沉淀池中发生的主要化学反应为:CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+(N H4)2S O4【讨论交流】(1)操作a的名称是,若在实验室进行此操作,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需要。
(2)经操作a后得到的固体物质在煅烧炉中高温分解生成X和Y两种物质,该工艺中,Y被作为原料之一循环利用。
Y的化学式为。
(3)沉淀池中也可能生成少量NH4HCO3,该反应的化学方程式为。
【硫酸铵化肥等级测定】(1)判断(N H 4)2S O 4化肥中有无NH 4HCO 3:取少量试样溶于水,滴加足量的 ,无气泡产生,则可判断该化肥中不存在NH 4HCO 3。
(2)化肥中氮元素含量的测定(已确定该化肥中不存在NH 4HCO 3杂质):查阅资料: ①已知:(N H4)2S O 4+2NaOHNa 2SO 4+2NH 3↑+2H 2O氨气极易溶于水,其水溶液为氨水。
氨水呈碱性,不稳定,易挥发。
②工业判断硫酸铵化肥等级指标如下:实验设计:按右图所示装置进行实验。
(1)实验过程中,往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液,并加热使硫酸铵充分反应完全转化为NH 3。
(2)烧杯中的试剂是为了吸收产生的氨气,下列最适宜的试剂是 (填序号); ①水 ②浓盐酸 ③稀硫酸 ④NaOH 溶液烧杯中干燥管的作用是 。
交流讨论:实验小组的同学认为,用上述实验装置测得的结果可能会出现下列情况。
(1)甲同学认为:应在实验装置A 、B 之间增加一个装有 (填“浓硫酸"或“碱石灰”)的干燥装置,否则实验测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏高。