高考化学工艺流程题一、生产流程解析图二、解题思路1、读题与解答: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。
2、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?对于陌生且复杂的流程图,宏观把握整个流程,不必要把每个环节都搞清楚,针对问题分析细节。
三、考察内容主要有:1)、原料预处理(溶解、灼烧、煅烧、粉粹、研磨等)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。
四、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五、规律主线主产品分支副产品回头为循环六、例题解析【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:沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2PH 3.2 5.212.4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有(要求写出两条)。
(2)滤渣I的主要成分有。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO 3)2。
简述可制备Mg(ClO 3)2的原因: 。
②按①中条件进行制备实验。
在冷却降温析出Mg(ClO 3)2过程中,常伴有NaCl 析出,原因是: 。
除去产品中该杂质的方法是: 。
专 项 练 习1.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[Al 2(OH)n Cl 6-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:Al 2O 3(25%~34%)、SiO 2(40%~50%)、Fe 2O 3(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%盐酸适量CaCO 32(OH )n Cl 6-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200 mL 30%的浓盐酸(密度约为1.15 g·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。
(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)。
光答案及解析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Al 2O 3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Al 2O 3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;⑶Al 2O 3+6H +=2Al 3++3H 2O Fe 2O 3+6H +=2Fe 3++3H 2O ; ⑷除去溶液中的铁离子;⑸pH 计(或精密pH 试纸);水浴加热 2、(1)FeI 2 FeCl 3 (2)C(3)升华、凝华、萃取、分液、减压蒸馏 (4)将I 2加在淀粉溶液中,溶液显蓝色(5)2AlI===== 2Ag +I 2(6)稀(2分) 减少过程中产生NO x 的量;节生硝酸物质的量3、(1)加热加快反应 (2)Fe 2O 3 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CO 2 Fe 2O 3和O 2;【例1】 (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 3-。
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________。
②1 mol NH 4+(aq)全部氧化成NO 3-(aq)的热化学方程式是___________________。
(3)过程Ⅲ:一定条件下,向废水中加入CH 3OH ,将HNO 3还原成N 2。
若该反应消耗32 g CH 3OH 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2】 (2010海淀二模25.10分)从铝+矿(主要成分是Al 2O 3,含RO 2、Fe 2O 3等杂质)中提取Al 2O 3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。
RO 2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3】 (2010、西城一模26.(10分)工业上以锂辉石(Li 2O ·A12O 3·4SiO 2,含少量Ca 、Mg 元素)为原料生产碳酸锂。
其部分工艺流程如下:过滤、热水洗涤锂辉石研磨浸出过滤滤液1滤渣1过滤滤液2 滤渣2Li 2CO 3粗品93% ~ 98 % 硫酸250℃ ~ 300℃①石灰乳调pH 至11饱和Na 2CO 3溶液②Na 2CO 3溶液已知:① Li 2O ·Al 2O 3·4SiO 2 +H 2SO 4(浓) Li 2SO 4+Al 2O 3·4SiO 2·H 2O ↓ ② 某些物质的溶解度(S )如下表所示。
(1)从滤渣1中分离出Al 2O 3的部分流程如下图所示,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CaCO 3。
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Na 2CO 3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是 。
(4)工业上,将Li 2CO 3粗品制备成高纯Li 2CO 3的部分工艺如下。
a .将Li 2CO 3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NH 4HCO 3溶液,过滤、烘干得高纯Li 2CO 3。
① a 中,阳极的电极反应式是 。
② b 中,生成Li 2CO 3反应的化学方程式是 。
【例4】 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CO 2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO 2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 CO 2与足量H 2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 。