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文檔簡介
1、 工業(yè)流程題型選講 專題一 物質(zhì)成分與組成的推理分析 化工流程解題的基本思路題型一 溶液中的沉淀分析易錯點一 誤認為沉淀中的物質(zhì)只有未反應(yīng)的不溶性雜質(zhì)或只有化學反應(yīng)中產(chǎn)生難溶性的沉淀。(2016鄭州二模)醋酸鎳(CH3COO)2Ni是一種重要的化工原料,一種以含鎳廢料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)為原料,制取醋酸鎳的工藝流程圖如下 :正解:解答時要仔細,考慮到這兩種情況,尤其是這兩種情況出現(xiàn)在同一個空中時。例題 金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pH物質(zhì)20時溶解性(H2O)Fe3+1.13.2CaS04微溶Fe2+5.88.8NiF可溶Al3+3.05.0CaF2難溶Ni
2、2+6.79.5NiCO3Ksp=9.6104易錯點二 審題不仔細,墨守成規(guī)地認為某次過濾得到的沉淀一定只來自于一次化學反應(yīng)。正解:有時發(fā)生多次沉淀反應(yīng)但只過濾了一次,那么過濾出的沉淀可能來自來自于幾個不同的反應(yīng),很可能有多種。例題 碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉(純度約98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO42等雜質(zhì),提純工藝流程如下:(1)濾渣的主要成分為_易錯點三 對沉淀的順序理解不清正解 瞻前顧后,細心判斷例題 以菱鋅礦(主要成分為ZnCO3,同時含有MnO、FeO、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)堿式碳酸鋅ZnCO3.2Zn(OH)22H2
3、O的工藝流程如下:下圖初始物質(zhì)為菱鋅礦粉濾渣2主要成分的化學式為( )題型二 溶液中的離子分析易錯點一 分析陽離子或者陰離子時,易將H+,OH- 漏掉。分析金屬陽離子或酸根陰離子時,又將H+,OH- 錯填上去。正解 在題目上進行離子批注時,不要忘了H+,OH- 。填空時務(wù)必申清題目要求。例題易錯點二 對復(fù)鹽的反應(yīng)機理認識不清,甚至主觀武斷,錯誤的認為它一定不參加反應(yīng)。正解 根據(jù)題意完成題目。合理的類比孔雀石等物質(zhì)的性質(zhì)。例題 某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下:請判定浸出液中金屬陽離子
4、種類。 題型三 溶液中的物質(zhì)分析小技巧一 用離子組合法找到最終未參與反應(yīng)的陰陽離子,進而快速寫出物質(zhì)。例題濾液中的主要成分為( ) 易錯點一 不能準確認清溶液中的某種離子是否除盡,而是想當然地看到從溶液中得到了某種物質(zhì),就斷言溶液中的某種離子一定不存在了。正解 把流程圖看懂,理解關(guān)鍵步驟的意思。例題 結(jié)晶氯化鋁(AlCl36H20)在精密鑄造中可以代替氯化銨,也是生產(chǎn)凈水劑聚合氯化鋁的中間產(chǎn)品以煤矸石(含有Al203、Fe203及Si02等)為原料制備結(jié)晶氯化鋁是煤矸石資源利用的重要方式之一,工藝流程如下請回答:結(jié)晶濾液的主要成分是思考題 溶液中的物質(zhì)分析題目,大多數(shù)時候分析出的幾種物質(zhì)中,要
5、么陰離子是同一種,要么陽離子是同一種,這是為什么呢? 少數(shù)時候分析出溶液中有多種陰離子和多種陽離子,但是題目要求直接寫出溶液中存在的物質(zhì),怎樣寫比較合理?題型四 非水溶液反應(yīng)體系中的問題小技巧 其實這類問題往往比溶液中的問題更易于分析。把握反應(yīng)原理和平衡原理很重要產(chǎn)生粗三氯甲硅烷的整個反應(yīng)體系中含有的物質(zhì)可能有哪些? 參考答案1.SiO2,CaSO4 CaF22.CaCO3,Fe(OH)3,Mg(OH)23.Fe(OH)34.Ca2+,Mg2+,Al3+,Fe3+5.(NH4)2SO46.FeCl3,AlCl3,HCl7(思考題)答案略8. SiHCl3,Si,HCl,H2,SiO2,SiCl
6、4工業(yè)流程題型選講 專題二方程式的書寫(上)題型一 水解方程式的書寫 小技巧一 遇到較為陌生的物質(zhì)的水解方程式的書寫,可以采用元素去向法分析。把握好原物質(zhì)中的每一種原子或原子團水解后變成了什么,注意水解時,帶正電的部分和OH-結(jié)合,帶負電的部分和H+結(jié)合,最后按一定規(guī)律把結(jié)合得到的物質(zhì)去水,例如S(OH)4去掉1個水成為H2SO3 例題 SiHCl3極易水解,其完全水解的方程式為( )題型二 氧化還原方程式的書寫知識點 1、選擇合適的氧化劑:不引入新的雜質(zhì),無污染等等2、離子方程式的書寫3、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫思路:(1)、判斷出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物(2)根據(jù)化合價升降法配平
7、這四種物質(zhì)(3)根據(jù)電荷守恒補充H+和OH-,并配平(4)根據(jù)原子個數(shù)左右相等配平并不上H2O小試牛刀 某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量的鐵和鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O的流程如下:(2)高溫煅燒時CuS發(fā)生的反應(yīng)為: CuS + NaCl + O2 CuCl2 + Na2SO4 , 配平該反應(yīng)方程式。易錯點一 熟悉氧化還原劑選取的一般原則,但也要注意有時題目中隱含的特殊要求。例題1 鋰電池消耗量巨大,這對不可再生的金屬資源的消耗是相當大的。因此鋰離子電池回收具有重要意義,其中需要重點回收的是正極材料,其主要成分為鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電乙炔黑(一種炭黑)、鋁箔以
8、及有機粘接劑。某回收工藝流程如下:(3) 酸浸時如果用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能達到溶解的目的,但不利之處是 。例題2.某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量的鐵和鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O的流程如下 (4)試劑A最好選用下列三種物質(zhì)中的_(填序號): a.NaClO b.Cl2 c.濃硫酸理由是_。 易錯點二 類比書寫的題型類比不當,只仿照形式不仿照本質(zhì)正解 理解好題目中給出的方程時,注意關(guān)鍵元素的化合價或存在形式在仿造中一般不會變例題(2016廣州模擬)碲及其化合物具有許多優(yōu)良性能,被廣泛用于冶金、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生等工業(yè)領(lǐng)域銅陽極泥(主要成分除含Cu、Te
9、外,還有少量Ag和Au)經(jīng)如下工藝流程得到粗碲如圖11)“加壓硫酸浸出”過程中會發(fā)生以下化學反應(yīng):Cu2Te+2O22CuO+TeO2;TeO2+H2SO4TeOSO4+H2OAg2Te也能與O2發(fā)生類似Cu2Te的反應(yīng),化學方程式為工業(yè)上給原料氣加壓的方法是易錯點三 不看懂題目,被題目中無關(guān)信息干擾正解 平時多訓練,增強理解題意的能力。最重要的是,不鉆牛角尖,不把問題想得太復(fù)雜太偏例題碲及其化合物具有許多優(yōu)良性能,被廣泛用于冶金、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生等工業(yè)領(lǐng)域銅陽極泥(主要成分除含Cu、Te外,還有少量Ag和Au)經(jīng)如下工藝流程得到粗碲如圖1 向“含碲硫酸銅母液”通入SO2并加入NaCl反應(yīng)一段時
10、間后,Te(IV)濃度從6.72gL1下降到0.10gL1,Cu2+濃度從7.78gL1下降到1.10gL1TeOSO4生成Te的化學方程式為易錯點四 書寫不規(guī)范化學方程式,離子方程式看不清沉淀氣體符號不具備離子方程式中的拆與不拆(尤其注意金屬的硫化物) 題型三 復(fù)分解方程式的書寫易錯點一 誤認為只有在低溫時的難溶物質(zhì)才會析出正解 注意溶解度,實事求是例題 鋰電池消耗量巨大,這對不可再生的金屬資源的消耗是相當大的。因此鋰離子電池回收具有重要意義,其中需要重點回收的是正極材料,其主要成分為鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電乙炔黑(一種炭黑)、鋁箔以及有機粘接劑。某回收工藝流程如下: 易錯點二 對發(fā)生反
11、應(yīng)的離子理解不清 正解 當題目中出現(xiàn)特殊信息(比如離子交換)時,不好確定反應(yīng)物的離子種類或化學式,不妨從生成物出發(fā)倒過來分析例題 廢舊物的回收利用在工業(yè)中應(yīng)用廣泛在生產(chǎn)硫酸的廢釩催化劑中,一部分釩仍以V2O5形式存在,還有部分以VOSO4形式存在,約占總釩的30%70%工業(yè)上對廢釩催化劑回收處理,其工藝流程如下: (2)為了提高釩的浸出率,用酸浸使催化劑中的V2O5先轉(zhuǎn)變成可溶于水的VOSO4,生成的VOSO4很易進入浸出液,經(jīng)分離凈化后與水浸液合并,再用氯酸鉀氧化,使四價V氧化成可溶于水的(VO2)2SO4,寫出沉釩得到NH4VO3沉淀的方程式為 參考答案 1.SiHCl3+3H2OH2Si
12、O3+H2+3HCl 2. 1 2 2 1 1 3.有氯氣生成,污染較大 4.a;NaClO能將Fe2氧化為Fe3,且NaClO溶液顯堿性,能增大溶液pH 5.2Ag2Te+3O2=2Ag2O+2TeO2 用壓縮機加壓 6.TeOSO4+2SO2+3H2O=Te+3H2SO4 7.Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3 8.NH4Cl+KVO3=KCl+NH4VO3工業(yè)流程題型選講 專題三 方程式的書寫(下)題型四 電化學方程式的書寫易錯點一 任意書寫,將水溶液中的書寫方法生搬硬套,不按題目要求,寫出體系中根本就不存在的離子正解 認真審題,保證出現(xiàn)在方程式中的離子都存在于電解池
13、中 (4)鍍鋁電解池中,金屬鋁為_極,熔融鹽電鍍液中鋁元素和氯元素主要以AlCl4-和Al2Cl7-形式存在,鋁電極的主要電極反應(yīng)式為_。易錯點二 不理解陰離子(或者電極本身)比陽離子更容易在陽極放電,陽離子比陰離子更容易在陰極放電的道理,看到電解池中總方程式(注意,不是陰陽極上的總方程式)就胡亂直接拆分成還原反應(yīng)在陰極發(fā)生,氧化反應(yīng)在陽極發(fā)生正解 可能總反應(yīng)方程式是陰陽極產(chǎn)物再發(fā)生時氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的,理解好陰離子(或者電極)更容易在陽極放電,陽離子更容易在極放電的道理寫出電解過程中的陰極反應(yīng)式( )寫出Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+的方程式( )易錯點三 誤認為陽離子不能在陽極上放電,陰離子
14、不能在陰極上放電正解 某些氧化性較強的帶負電的含氧酸根也可以在陰極放電,得電子被還原例題 霧霾含有大量的污染物S02、NO工業(yè)上變廢為寶利用工業(yè)尾氣獲得NH4N03產(chǎn)品的流程圖如圖1電解池的陰極發(fā)生的反應(yīng)為( )思考題由于電場作用,陰離子(或者電極本身)比陽離子更容易在陽極放電,陽離子比陰離子更容易在陰極放電;但是受化學性質(zhì)影響,還原性強的離子更容易在陽極放電,氧化性強的離子更容易在陰極放電。假設(shè)溶液中有氧化性很強的酸根陰離子和H+,電解的目的是還原氧化性很強的酸根陰離子中的某種元素,我們書寫陰極反應(yīng)式,該用誰(氧化性很強的酸根陰離子還是H+)做反應(yīng)物呢?題型五 含未知數(shù)的化學方程式的書寫小技
15、巧 一 先拋開未知數(shù),分析各種元素的來路去向,確定出反應(yīng)物和生成物,再根據(jù)未知數(shù)配平,不失為良策例題 結(jié)晶氯化鋁(AlCl36H20)在精密鑄造中可以代替氯化銨,也是生產(chǎn)凈水劑聚合氯化鋁的中間產(chǎn)品以煤矸石(含有Al203、Fe203及Si02等)為原料制備結(jié)晶氯化鋁是煤矸石資源利用的重要方式之一,工藝流程如下請回答:將結(jié)晶氯化鋁加入一定量蒸餾水,在lOO水浴中加熱蒸干即可得到聚合氯化鋁Al2(OH)nCl6nH20m由結(jié)晶氯化鋁制取Al2(OH)nCl6n的化學方程式為( )小技巧二 若不能確定反應(yīng)物或者生成物中是否存在某種物質(zhì),可先假設(shè)沒有,看能否推出矛盾電鍍污水中的Cr元素也可以用鐵氧體法
16、處理,原理為在廢水中加入過量的FeS04,在酸性條件下Cr2072-被還原為Cr3+,同時生成Fe3+;再加入過量的強堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4)沉淀。寫出加入過量強堿生成鐵鉻氧體(CrxFe3-xO4)沉淀的離子方程式( )題型六 根據(jù)計算結(jié)果確定產(chǎn)物解題思路 由質(zhì)量守恒的元素出發(fā),抓不變量。先求出氧化物中不變的元素和結(jié)晶水合物中不變的鹽的質(zhì)量,再找到氧化物中不變的元素與變化的氧之間的關(guān)系,找到結(jié)晶水合物中不變的鹽與變化的結(jié)晶水之間的關(guān)系,進而確定化學式。(抓起點和終點)例題 一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料,生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀,廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在;鈷以Co2O3C
17、oO的形式存在,吸附在鋁箔的單面或雙面;鋰混雜于其中從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如下:CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl2溶液CoCl2含結(jié)晶水數(shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色,利用藍色的無水CoCl2吸水變色這一性質(zhì)可制成變色水泥和顯隱墨水如圖是粉紅色的CoCl26H2O晶體受熱分解時,剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線,A物質(zhì)的化學式是( )小技巧一 有時我們不妨先計算出一些關(guān)鍵分子的相對分子質(zhì)量,帶進去試,往往可以更快的得到答案鉻及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的用途,但在生產(chǎn)和使用過程中易產(chǎn)生有毒害的含鉻工業(yè)廢水處理含鉻工業(yè)廢水的常用方法是還原沉淀法,該方法的工藝流程如下Cr03的熱穩(wěn)定性較差,加
18、熱時逐步分解,其固體殘留率隨溫度的變化如圖2所示請根據(jù)圖示信息寫出從開始加熱到750K時總反應(yīng)的化學方程式 題型七 一空多方程小技巧 此時的方程往往非常簡單,只是要細心,盡量不要遺漏例題 金屬鈦被稱為“21世紀金屬”。(1)工業(yè)上用鈦礦石(含F(xiàn)eTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過以下流程制得TiO2:步驟I中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為( )易錯點一 忽略酸堿參加的反應(yīng)向沉淀池中加入NaOH溶液,此過程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是重要模型 金屬單質(zhì)及其氧化物的混溶于酸模型考慮反應(yīng)順序 1.金屬堿性氧化物溶于酸的反應(yīng) 2.金屬堿性氧化物溶于酸產(chǎn)生的鹽與金屬單質(zhì)的反應(yīng)3.金屬溶于酸的反
19、應(yīng) 根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)和量靈活確定反應(yīng)是否發(fā)生及進行的程度寫出酸浸時的方程式參考答案1.陽極;Al+7AlCl4-3e-4Al2Cl7-2.H+2e-H2Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O3.2HSO3+4H+4e=S2O32+3H2O4.(思考題)假設(shè)是H+放電,看看電解池中能否產(chǎn)生能還原酸根陰離子的物質(zhì),若能,H+放電是合理的。否則,很可能是酸根陰離子直接放電5. 2AlCl36H2O= Al2(OH)nCl6n+nHCl+(12n)H2O6. xCr3+Fe2+(2-x)Fe3+8OH-=CrxFe3-xO4+4H2O7.CoCl22H2O8.4Cr03=Cr
20、2O3+3O29.Al2O3+2OH=2AlO2+H2OSiO2+2OH=SiO32+H2O10.H+OH-=H2O Cr3+3OH-=Cr(OH)311.CuO+2H+=Cu2+H2O ZnO+2H+=Zn2+H2O FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+H2O Zn+2Fe3+=Zn2+2Fe2+ 2H+Zn=Zn2+H2工業(yè)流程題型選講 專題四目的分析題題型一 對加入某一種試劑的目的分析基礎(chǔ)知識酸浸(包括水解顯酸性的鹽):溶解、去氧化物(膜)、調(diào)節(jié)pH抑制水解(沉淀) 其中酸浸酸過量或者濃度較大的目的 抑制水解;提高酸浸速率效率及原料利用率 其中酸浸酸少量或者濃度
21、較小的目的 提高酸的利用率;等物質(zhì)的量HNO3,濃HNO3,氧化的物質(zhì)較少,且放出的污染氣體較多;為了防止某種物質(zhì)溶解;防止鈍化堿溶(包括水解顯堿性的鹽):去油污,去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅,調(diào)節(jié)pH促進水解(沉淀),兩性物質(zhì)溶解氧化劑:氧化某物質(zhì),轉(zhuǎn)化為易于被除去(沉淀)的離子氧化物:調(diào)節(jié)pH促進水解(沉淀)水浸:與水接觸反應(yīng)或溶解小技巧一 一般分析物質(zhì)作用的思路是順著流程觀察物質(zhì)在流程的某反應(yīng)中發(fā)揮的作用。但有時不好從流程中發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)的作用時,可以將平時教材上學的該物質(zhì)的作用帶進流程看是否合理加入Na2CO3熱溶液洗滌廢鐵屑的目的是易錯點一 調(diào)節(jié)PH時任意添加酸和堿,導(dǎo)致雜質(zhì)離子引入正
22、解 一般選用的物質(zhì)是:含主要陽離子的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽,即能與H+反應(yīng),是PH增大的物質(zhì)如用MgO、Mg(OH)2等等。例題工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3 ),具體生產(chǎn)流程如下:(2)步驟中可選用 試劑調(diào)節(jié)溶液的pH(填字母)。 A 稀硝酸 B氨水 C氫氧化鈉溶液 D高錳酸鉀溶液易錯點二 誤認為溶解時加入某種試劑一定是讓主要物質(zhì)溶解而雜質(zhì)不溶解,有時正好相反從含鎳廢催化劑中可回收鎳,其流程如下:“堿浸”的目的是除去_題型二 對某一實驗操作的目的分析基礎(chǔ)知識煮沸:促進水解,聚沉后利于過濾分離;除去溶解在溶液中的氣體,
23、如氧氣趁熱過濾:減少結(jié)晶損失;防止雜質(zhì)析出,提高純度粉碎或研磨:增大固液(或固氣或固固)接觸面積,加快反應(yīng)(溶解)速率,增大原料的轉(zhuǎn)化率(或浸取率)。煅燒或灼燒:不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì);其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物;除去有機物;除 去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)水浴加熱的好處:受熱均勻,溫度可控,且溫度不超過100減壓蒸發(fā)(小心烘干):常壓蒸發(fā)溫度過高,易分解;或者減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度,可以防止分解“趁熱過濾”后,有時先往濾液中加入少量水,加熱至沸,然后再“冷卻結(jié)晶”:=稀釋溶液,防止降溫過程中析出,提高產(chǎn)品的純度苯甲酸的重結(jié)晶中粗苯甲酸全部溶解后,再加入少量蒸餾水的目的:為了減少趁熱過濾過程中損失苯甲酸
24、,一般再加入少量蒸餾水乙醇洗滌:1、可以降低洗滌過程中物質(zhì)的溶解損失。2、乙醇易揮發(fā),更利于快速干燥3.洗去有機物冰水洗滌:洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗固液混合物攪拌攪拌,液體制成噴霧,氣體從底部通入:接觸更充分例題 聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6n。本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制備堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土,化學組成為:Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.0%)以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu),化學性質(zhì)也有差異,且一定條件下可相互轉(zhuǎn)
25、化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下:“煅燒”的目的是。例題 減壓蒸發(fā)的目的是題型三 對某一反應(yīng)條件(主要是溫度)的分析基礎(chǔ)知識1、加熱:加快反應(yīng)速率或溶解速率;促進平衡向吸熱方向移動;除雜,除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì),如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物質(zhì)。使沸點相對較低的原料氣化2、降溫:防止某物質(zhì)如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)在高溫時會溶解(或分解,水解) 使化學平衡向著題目要求的方向移動(放熱方向) 使某個沸點較高的產(chǎn)物液化,使其與其他物質(zhì)分離 降低晶體的溶解度,減少損失3、控溫:(用水浴或油浴控溫
26、)防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來使催化劑的活性達到最好防止副反應(yīng)的發(fā)生降溫或減壓可以減少能源成本,降低對設(shè)備的要求,達到綠色化學的要求防止某物質(zhì)被空氣中氧氣氧化。例題 醫(yī)用氯化鈣可用于補鈣、抗過敏和消炎等,以工業(yè)碳酸鈣(含少量Na+、Al3+、Fe3+等雜質(zhì))生產(chǎn)醫(yī)用二水合氯化鈣工藝流程為: (5)為什么蒸發(fā)結(jié)晶要保持在160: 。例題 空氣吹出法工藝,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下:空氣吹出法工藝,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下:已知溴的沸點是58.5,步驟的蒸餾過程中,溴出口溫度為何要控制在8090。溫度過高或過低都不
27、利于生產(chǎn) ,請解釋原因:。參考答案1.除去鐵屑表面的油污2B3Al、Al2O3、油脂;4改變高嶺土中氧化鋁的結(jié)構(gòu),使其能溶于酸。5防止Fe(OH)SO4水解6溫度太高CaCl22H2O會失水7溫度過高,大量水蒸氣排出,溴氣中水增加;溫度過低,溴不能完全蒸出,吸收率低。工業(yè)流程題型選講 專題五 圖示圖表與平衡原理的應(yīng)用題型一 由表格數(shù)據(jù)確定反應(yīng)條件易錯點一 強迫癥爆發(fā),非要選轉(zhuǎn)化率達到最大的條件正解 綜合考慮制造條件的成本和反應(yīng)速率醋酸鎳(CH3COO)2Ni是一種重要的化工原料,一種以含鎳廢料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)為原料,制取醋酸鎳的工藝流程圖如下:(6) 保持其
28、他條件不變,在不同溫度下對含鎳廢料進行酸浸酸浸出率隨時間變化如圖酸浸的最佳溫度與時間分別為、min題型二 由表格數(shù)據(jù)進行原因分析小技巧一 對于一條拐彎的曲線或者不單調(diào)的數(shù)據(jù)進行原因分析,通常不能只從勒夏特列原理進行分析,因為勒夏特列原理變現(xiàn)出的因變量隨自變量的變化通常是單調(diào)的。此時的著手點一般是副反應(yīng)的發(fā)生或者物質(zhì)狀態(tài)的變化或者催化劑的生成例題除汞是以氮氣為載氣吹入濾液帶出汞蒸汽經(jīng)KMnO4溶液進行吸收而實現(xiàn)的。右下圖是KMnO4溶液處于不同pH值時對應(yīng)的Hg去除率變化圖,圖中物質(zhì)為Hg與MnO4在該pH范圍內(nèi)的主要產(chǎn)物。請根據(jù)該圖給出pH值對汞去除率影響的 變化規(guī)律:_。試猜想在強酸性環(huán)境下
29、汞的去除率高的 原因:_ _。小技巧二 分析兩條曲線的不同之處時,先找到自變量和因變量,再結(jié)合所學知識建立自變量與因變量的聯(lián)系,綜合分析求解將一定量的Na2FeO4投入到pH不同的污水中(污水中其余成分均相同),溶液中Na2FeO4濃度變化如下圖曲線、所示,試推測曲線I比曲線II對應(yīng)的污水pH_(填“高”或“低”)。小技巧三 遇到涉及多個圖表的問題時,很多時候并不需要同時分析它們,先把它們分開看,最后再分析匯總就好 例題反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響。圖1為不同的溫度下,F(xiàn)e(NO3)3不同質(zhì)量濃度對K2FeO4生成率的影響;圖2為一定溫度下,F(xiàn)e(NO3)3質(zhì)量濃度最佳
30、時,NaClO濃度對K2FeO4生成率的影響。 工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為 ,此時Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為 。易錯點一 沒弄清楚自變量和因變量間的關(guān)系,沒抓住主要矛盾,思路與正確答案相差太大正解:平時做題之后多總結(jié),多積累這種題目的思路 HCl氣體體積/(m3L1) 結(jié)晶效率/% HCl利用效率/% 0.0375 11.8 93.2 0.075 31.5 89.8 0.1225 59.0 83.2 0.15 68.0 74.9 0.1875 71.0 67.8 0.225 73.1 59.1結(jié)晶效率變化的原因是;隨HC1體積的增大,HC1利用率降低的原因可能是題型三 利
31、用勒夏特列原理原理進行原因敘述小技巧一 會用較精準的語言進行表述,規(guī)避不精準甚至錯誤等問題?,F(xiàn)要選對平衡體系,然后可用下面給出的答題格式1敘述外因的改變2.對該平衡內(nèi)在某因素的影響3.平衡移動方向(最好寫出方程式)4.與問題銜接已知濾渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向濾液1中加入石灰乳的作用是(運用化學平衡原理簡述)。題型四 圖示的分析(略有超綱)小技巧一 一般工藝流程題會以標準的流程圖的形式給出工藝流程,但是從天工開物升倭煉鉛的那道題可以看出,高考仍對圖示法給出的流程有一定要求,下面給出一道選修二的題目工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料,經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請回答下列問題:氨堿法
32、的工藝如下圖所示,得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。圖中的中間產(chǎn)物C是_,D是_(寫化學式);裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_;參考答案1.70 1202. 隨pH的升高汞的去除率先降低后增加Mn2+具有催化作用,單位時間內(nèi)去除率高3. 高(高鐵酸鉀堿性條件下不穩(wěn)定)FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH4. 26;6:5;5. 氯化鋁的溶解度會隨著溶液中鹽酸濃度的增加而下降,通入的HCl 氣體使溶液中的鹽酸濃度升高,繼續(xù)通入HCl 氣體,降低了氣體在溶液中的吸收效率;6. Ca(OH)2電離出Ca2+和OH-,由于Ca(OH)2溶度積比Mg(OH)2大,OH-和Mg2+結(jié)合為Mg(
33、OH)2沉淀,OH-和Mg2+的沉淀平衡向右移動,Mg2+濃度減小7. Ca(OH)2;NH3;NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3+NH4Cl工業(yè)流程題型選講 專題六 計算與分析 題型一 ph的計算小技巧一 PH控制的范圍:大于除去離子的完全沉淀值,小于主要離子的開始沉淀的PH,如果ph不為整數(shù),注意估算技巧酸性鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物,該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH,回收處理該廢電池可得到多種化工原料,有關(guān)數(shù)據(jù)下表所示:溶解度/(g/100g水)(部分數(shù)據(jù)略去) 用廢電池的鋅皮制備ZnSO
34、47H2O的過程中,需去除少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶解,鐵變?yōu)?,加堿調(diào)節(jié)至pH為時,鐵剛好完全沉淀(離子濃度小于1105mol/L時,即可認為該離子沉淀完全)化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3 Ksp近似值101710171039題型二 溶度積與平衡常數(shù)的計算易錯點一 對題意一知半解,曲解題意,自己強加條件某濾液含SO42-和Sr2+、Ba2+若濾液中Ba2+ 濃度為110-5molL一1,依據(jù)下表數(shù)據(jù)可以推算濾液中Sr2+物質(zhì)的量濃度為_。SrSO4BaSO4Sr(OH)2Ksp3.310-71.1 10-103.2 10-4易錯點二 對多過程的反應(yīng)理解不清,理
35、解不清每一步的意義 醋酸鎳(CH3COO)2Ni是一種重要的化工原料,一種以含鎳廢料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)為原料,制取醋酸鎳的工藝流程圖如下:相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如表:金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pH物質(zhì)20時溶解性(H2O)Fe3+1.13.2CaS04微溶 Fe2+5.88.8NiF可溶Al3+3.05.0CaF2難溶Ni2+6.79.5NiCO3Ksp=9.6104沉鎳過程中,若c(Ni2+)=2.0molL1,欲使100ml該濾液中的Ni2+沉淀物完全,c(Ni2+)105molL1,則需要加人Na2CO3固體的質(zhì)量最少為g(保
36、留小數(shù)點后1位有效數(shù)字)題型三 用元素守恒計算產(chǎn)率與質(zhì)量分數(shù)易錯點一 對于題目中的某些概念理解不好。運算之前要明白自己要求的每一個量是什么意思。鍺是重要的半導(dǎo)體材料,應(yīng)用于航空航天測控、光纖通訊等領(lǐng)域一種提純二氧化鍺粗品(主要含GeO2、As2O3)的工藝如下:已知:“堿浸”過程中的反應(yīng)為:GeO2+2NaOHNa2GeO3+H2OAs2O3+2NaOH2NaAsO2+H2O“蒸餾”過程中的反應(yīng)為:Na2GeO3+6HCl2NaCl+GeCl4+3H2OGeCl4的熔點為49.5,AsCl3與GeCl4的沸點分別為130.2、84若1噸二氧化鍺粗品(含雜質(zhì)30%)經(jīng)提純得0.745噸的高純二氧
37、化鍺產(chǎn)品,則雜質(zhì)脫除率為小技巧一 用關(guān)系式法找到不同物質(zhì)的物質(zhì)的量間的關(guān)系很重要。MnO2是一種重要的無機功能材料,粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學習小組設(shè)計了將粗MnO2(含有較多的MnO和MnCO3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2的實驗,其流程如下:加稀H2SO4CO2含NaClO3的固體粗MnO2 樣品濾液MnO2Cl2濾液MnO2加NaClO3 溶液通入熱NaOH 溶液中 蒸發(fā)過濾過濾(4)若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69g,第步反應(yīng)后,經(jīng)過濾得到8.7g MnO2,并收集到0.224LCO2(標準狀況下),則在第步反應(yīng)中至少需要 molNaClO3。 (已知摩爾質(zhì)量:MnO2
38、 -87g/mol; MnO-71g/mol; MnCO3-115 g/mol)題型四 對計算結(jié)果進行誤差分析為測定粗產(chǎn)品CoCl26H2O含量,稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量AgNO3溶液,過濾、洗滌,將沉淀烘干后稱其質(zhì)量通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%,其原因可能是 。(任寫一種)參考答案1.鐵加入稀H2SO4和H2O2,可被氧化生成Fe3+,鐵剛好沉淀完全時離子濃度小于1105molL1,因Ksp=1039,則c(OH)=mol/L0.51011mol/L,此時pH=2.72. 小于0.03mol/L 3.已知NiCO3的Ksp=9.6104,使100m
39、l該濾液中的Ni2+沉淀物完全,即c(Ni2+)105molL1,則溶液中c(CO32)=mol/L=96mol/L,與Ni2+反應(yīng)的n(CO32)=cV=2mol/L0.1L=0.2mol,則加入的碳酸鈉的總物質(zhì)的量n(CO32)=0.2mol+96mol/L0.1L=9.8mol,所以m=nM=9.8mol106g/mol=1038.8g,故答案為:1038.8;4.1噸二氧化鍺粗品(含雜質(zhì)30%)中雜質(zhì)質(zhì)量=1t30%=0.3t,純的二氧化鍺質(zhì)量=1t(130%)=0.7t,實際上經(jīng)提純得0.745噸的高純二氧化鍺產(chǎn)品,則提純得到的二氧化鍺中雜質(zhì)質(zhì)量=(0.7450.7)t=0.045t
40、,雜質(zhì)去除率=100%=85%,故答案為:85%5. 由題意知樣品中的MnO和MnCO3質(zhì)量為12.69g-8.7 g=3.99g由方程式H2SO4+MnCO3=MnSO4+H2O+CO2可知MnCO3的物質(zhì)的量為0.01mol,質(zhì)量為115g/mol0.01mol=1.15g,所以MnO的質(zhì)量為3.99g-1.15g=2.84g,其物質(zhì)的量為=0.04mol,因此與稀硫酸反應(yīng)時共生成MnSO4的物質(zhì)的量為0.05mol,根據(jù)方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2+Na2SO4+4H2SO4,可計算出需要NaClO3的物質(zhì)的量為0.02mol故答案為:0.02mol6
41、. 粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水工業(yè)流程題型選講 專題七 雜題補講題型一 流程中的實驗操作一、鹽溶液的分離提純方法:結(jié)晶法1、純物質(zhì)溶液得到晶體:蒸發(fā)結(jié)晶(NaCl型);蒸發(fā)濃縮(至有晶膜出現(xiàn)為止),冷卻結(jié)晶(KNO3型和含有結(jié)晶水的晶體)2、混合溶液(分離A和B):蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過濾(得NaCl型),將濾液冷卻結(jié)晶,過濾(得KNO3型)3、由FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2等溶液獲取對應(yīng)晶體,采取的措施是:在干燥的HCl氣氛中加熱蒸干模板:加熱濃縮冷卻結(jié)晶過濾洗滌干燥儀器:蒸發(fā)皿、玻璃棒、燒杯二、沉淀洗滌(1)沉淀洗滌的目的:除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性
42、離子。(2)洗滌方法:向漏斗內(nèi)加蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流出后,重復(fù)操作23次。(3)誤差分析:若沉淀不洗滌或洗滌不干凈,則使沉淀的質(zhì)量偏高。若沉淀洗滌次數(shù)過多,則會使部分沉淀溶解而使其質(zhì)量偏低。(4)沉淀劑是否過量的判斷方法答題模板(1)加沉淀劑:靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加少量沉淀劑,若無沉淀產(chǎn)生,則證明沉淀劑已過量。(2)加入與沉淀劑反應(yīng)的試劑:靜置,取適量上層清液于另一潔凈試管中,向其中加入少量與沉淀劑作用產(chǎn)生沉淀的試劑,若產(chǎn)生沉淀,證明沉淀劑已過量。注意:若需稱量沉淀的質(zhì)量而進行有關(guān)定量計算時則只能選用方法(1)。 (5)判斷沉淀是否洗凈的操作答題模板取最后一次洗滌液,滴加(試劑),
43、若沒有現(xiàn)象,證明沉淀已洗凈答題模板取少量待測液于試管中,滴加(試劑,用量),若沒有現(xiàn)象,證明沒有;若出現(xiàn)現(xiàn)象,證明含有三、實驗操作四、終點現(xiàn)象的描述:當?shù)稳胱詈笠坏螛藴嗜芤汉?,溶液變成色,且半分鐘?nèi)不恢復(fù)原來的顏色。說明:解答此類題目注意三個關(guān)鍵點:(1)最后一滴:必須說明是滴入“最后一滴”溶液。(2)顏色變化:必須說明滴入“最后一滴”溶液后溶液“顏色的變化”。(3)半分鐘:必須說明溶液顏色變化后“半分鐘內(nèi)不再恢復(fù)原來的顏色”。易錯點一 審題不清,題目進行了一些小小的改動時,需要敏銳地發(fā)覺。同樣是除雜,有時是給溶液除雜,這個常見,當遇到給沉淀除雜時,切忌生搬硬套。例題Mg(OH)2沉淀中混有的
44、Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去?寫出實驗步驟。易錯點二 萬能答案濫用,不具體問題具體分析。硅酸鈉被國家列為“我國優(yōu)先發(fā)展的精細化學品”和“今后我國無機化工產(chǎn)品發(fā)展重點”之一。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鐵等雜質(zhì))制備硅酸鈉的工藝流程示意簡圖:過濾I過濾II殘渣濾液II蒸發(fā)冷卻石英砂研磨洗滌水洗出液溶解NaOH溶液硅酸鈉晶體要將上流程圖中洗出液中的溶質(zhì)析出,采用的方法是_易錯點三 濫用等價代換,因為把題做到一半時,你的恍然大悟的意識只能保證你后面半截無憂,但要記起剛剛的分析是錯的并且把前半截改正確,幾乎不可能。蒸發(fā)時用到的硅酸鹽儀器有_(硅酸鹽儀器等于玻璃儀器嗎?)題型二 原因的敘述答題模板“
45、有理”化學原理,“有據(jù)”事實依據(jù)可采取以下兩種方式:(1)“正說”“直接原因+根本目的”(2)“反說”“如果就”易錯點一 不重視積累,導(dǎo)致考慮問題方面不全例題 工業(yè)生產(chǎn)Cl2時,尾氣常用石灰乳吸收,而不用燒堿溶液吸收的原因是_。易錯點二 沒有認識到結(jié)晶作為除雜方式和直接獲得固體方式的區(qū)別例題 “結(jié)晶”操作中,母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛出現(xiàn)薄層的結(jié)晶為止,冷卻結(jié)晶,得到銨明礬(含結(jié)晶水)。母液不能蒸干的原因是_。題型三 物質(zhì)的循環(huán)利用 1、同學理解物質(zhì)循環(huán)利用目的:節(jié)能減排,“綠色化學”,降低成本等生產(chǎn)問題,提煉出:一定不會用于循環(huán)的物質(zhì):目標產(chǎn)物,雜質(zhì)可以用于循環(huán)的物質(zhì):輔助試劑、母液2、可回
46、收的物質(zhì):副產(chǎn)品(非目標產(chǎn)品)易錯點一 忽視那些不起眼的反應(yīng)的產(chǎn)物例題 某科研小組以難溶性鉀長石(K2OAl2O36SiO2)為原料,提取Al2O3、K2CO3等物質(zhì),工藝流程如下: 上述工藝中可以循環(huán)利用的主要物質(zhì)是 、 和水。易錯點二 忽視調(diào)節(jié)ph時引入的氫氧根例題 碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。以-鋰輝石(主要成分為Li2OAl2O34SiO2)為原料制備Li2CO3的工藝流程如下:已知:Fe3、Al3、Fe2和Mg2以氫氧化物形式完全沉淀時,溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下溶解度分別為34.2 g、12.7 g和1
47、.3 g。(5)從母液中可回收的主要物質(zhì)是 。參考答案1. 加入MgCl2溶液,充分攪拌,過濾,沉淀用水洗滌。2. 蒸發(fā)結(jié)晶3.蒸發(fā)皿,酒精燈,玻璃棒;(陶瓷)4.石灰乳來源豐富,成本低,且反應(yīng)結(jié)束后可得副產(chǎn)品漂白粉5.減少可溶性雜質(zhì)的析出及Al3+水解6.煅燒時需要碳酸鈉,在流程圖提取碳酸鉀之前可得到碳酸鈉,所以碳酸鈉是可以參與可循環(huán)利用的物質(zhì)。在浸出液中需通二氧化碳,而碳酸鈣與二氧化硅、氧化鋁和碳酸鈉在高溫下反應(yīng)都有二氧化碳生成,所以二氧化碳也是可以參與循環(huán)使用的物質(zhì)7.Na2SO4,NaOH 工業(yè)流程題型選講 專題八工業(yè)流程的評估,綜合設(shè)計與推斷題型一 工業(yè)流程的評價小技巧一 熟悉常見的
48、思考問題的方式,下面幾個題很能說明問題例題一酸浸時如果用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能達到溶解的目的,但不利之處是 。例題二 結(jié)晶氯化鋁(AlCl36H20)在精密鑄造中可以代替氯化銨,也是生產(chǎn)凈水劑聚合氯化鋁的中間產(chǎn)品以煤矸石(含有Al203、Fe203及Si02等)為原料制備結(jié)晶氯化鋁是煤矸石資源利用的重要方式之一,工藝流程如下請回答:該工藝流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是鹽酸,循環(huán)利用的優(yōu)點是( ),缺點是( )。例題三 研究表明,KI可與NaCl起相同作用,從工業(yè)生產(chǎn)的角度出發(fā)選擇NaCl最主要的原因是題型二 工藝流程的綜合推斷與設(shè)計給出幾個有難度的題目1某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+
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