專題三化學(xué)工業(yè)流程

1、專題三化學(xué)工業(yè)流程撰稿人：雷金萍 柳強(qiáng)【考綱解讀】由于化學(xué)與生活、生產(chǎn)的密切關(guān)系，工藝流程題是近年來日趨流行的一種考查形式。主要考查：(1)借助無機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，依托工業(yè)流程圖或相關(guān)圖表數(shù)據(jù)，考查常見無機(jī)物性質(zhì)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)計(jì)算等知 識(shí)；(2)化學(xué)用語及物質(zhì)的用途也是考查的重點(diǎn)。分析近三年各地高考的試題，本講是重點(diǎn)命題范圍，預(yù)計(jì)2015年可能是大題形式也可能穿插在大題中，最大的可能性是穿插在大題中.【課時(shí)】4課時(shí)第一課時(shí)【知識(shí)梳理】1 .解題思路：明確整個(gè)流程及每一部分的目的-仔細(xì)分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物-結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題 思考-注意答題的模式與要點(diǎn)。輔助朝U言*目

2、尉的副產(chǎn)胡I舐趾it套和主要操觸I蜜敗I2 .化工流程題主線與核心3 .規(guī)律：主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)。4 .化工流程題解題的五個(gè)步驟：甯助原科I(1)瀏覽題中的工藝流程圖，提取有用的信息，分析流程中將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)口 " 應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)解決分離提純產(chǎn)品的步驟。選擇分離提純的實(shí)驗(yàn)方法(作。(3)根據(jù)數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理，從溫度、壓強(qiáng)和濃度等方面分析，找到能使反應(yīng)正向移螂牒件，計(jì)算出 產(chǎn)品的產(chǎn)率和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(4)注意環(huán)保，減少污染，發(fā)展“綠色化學(xué)”。以原料循環(huán)使用或廢物利用為主線，評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣。(5)考慮原料的來源和經(jīng)濟(jì)成本。通過對(duì)原料價(jià)位的思考優(yōu)化方案。

3、5 .熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞(閱讀創(chuàng)新設(shè)計(jì)P4124)【例題剖析】類型1物質(zhì)的制取例1(如上圖)氫漠酸在醫(yī)藥和石化工業(yè)上有廣泛用途。模擬工業(yè)制備氫漠酸粗品并精制的流程。已知：B”是易揮發(fā)、深紅棕色的液體；氫漠酸是易揮發(fā)、無色液體。根據(jù)上述流程回答下列問題：(1)混合中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 (2)反應(yīng)室使用冰水的目的 。(3) 操彳I.操作口和操作W的名稱分別是 、(4)操作W一般適用于分離 混合物。(選填編號(hào))a .固體和液體b.固體和固體c .互不相溶的液體 d .互溶的液體(5)操作口用到的玻璃儀器有 。(6)混合中加入 NaSO的目的是。(7)純凈的氫漠酸應(yīng)為無色液體，工業(yè)生產(chǎn)中

4、制得的氫漠酸帶有淡淡的黃色。于是甲乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)加以探究：甲同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫漠酸呈淡黃色是因?yàn)楹現(xiàn)e3+,則用于證明該假設(shè)所用的試劑為 ,若假設(shè)成立可觀察到的現(xiàn)象為 。乙同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫漠酸呈淡黃色是因?yàn)開,其用于證明該假設(shè)成立的方法為 。變式1 . 2013 四川卷改編明磯石經(jīng)處理后得到明研KAl(SO4)2 12H2O。從明磯制備 Al、K2SO和H2SO的工藝過程如下所示：焙燒明磯的化學(xué)方程式為 4KAl(SO4)2 - 12H2O+ 3s=2KSO+ 2ALO+9SO T+48H2Q請(qǐng)回答下列問題。(1)在焙燒明磯的反應(yīng)中，還原劑是 。(2)從水浸后的濾液中得到ESO晶體的方法是(3)

5、以Al和NiO(OH)為電極，NaOH§液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH”，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是。 焙燒產(chǎn)生的SO可用于制硫酸。已知 25 C、101 kPa時(shí)：2SO(g) +Q(g)2SQ(g)A Hi=- 197 kJ/mol ; H 2O(g)=HO(l)A H2= - 44 kJ/mol ;2SO(g)+ Q(g)+ 2H2O(g)=2HSO(l)A Hb=- 545 kJ/mol 。則：SQ(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 to焙燒948 t明磯(M= 474 g/mol)，若SO的利用率為96%可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 98%勺硫酸【

6、課堂訓(xùn)練】利用染化廠的廢料鐵泥(主要成分是Fe?Q、FeO和鐵)制備可用于隱形飛機(jī)涂層的納米四氧化三鐵的生產(chǎn)流程為：請(qǐng)回答：(1)在物質(zhì)分類中，納米四氧化三鐵的主要成分屬于 ;(2)過程主要反應(yīng)的離子方程式為 ;(3)已知?dú)溲趸瘉嗚F的Ksp=1X10-13,氫氧化鐵的 Kp=1X 10-26,通過計(jì)算所得數(shù)據(jù)說明過程調(diào)節(jié)pH=9的原因是(4)物質(zhì)D的主要產(chǎn)物中鐵、氫、氧三種元素的質(zhì)量比為56: 1: 32,則過程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為*沉赳里溶液口物畋D頓并©1 分唐納米四氧化帙(5)已知Fe3+在弱堿性溶液中還原性較強(qiáng)，圖是研究過程的實(shí)驗(yàn)所得，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是2( 2014上海)在精

7、制飽和食鹽水中加入碳酸氫鏤可制備小蘇打(NaHCO ,并提取氯化鏤作為肥料或進(jìn)一步提純?yōu)楣I(yè)氯化鏤。完成下列填空：(1) .寫出上述制備小蘇打的化學(xué)方程式。 (2) .濾出小蘇打后，母液提取氯化鏤有兩種方法：通入氨，冷卻、加食鹽，過濾不通氨，冷卻、加食鹽，過濾對(duì)兩種方法的評(píng)價(jià)正確的是 (選填編號(hào))a.析出的氯化鏤純度更高b. 析出的氯化鏤純度更高c.的濾液可直接循環(huán)使用d.的濾液可直接循環(huán)使用(3) .提取的NHCl中含少量Fe"、SO2 0將產(chǎn)品溶解，加入 HQ,加熱至沸，再加入 BaCL溶液，過濾，蒸發(fā)結(jié)晶， 得到工業(yè)氯化鏤。加熱至沸的目的是。濾渣的主要成分是、。(4) .稱取1

8、.840g小蘇打樣品(含少量 NaCl),配成250ml溶液，取出25.00ml用0.1000mol/L鹽酸滴定，消耗鹽 酸 21.50ml。實(shí)驗(yàn)中所需的定量?jī)x器除滴定管外，還有 。選甲基橙而不選酚酗作為指示劑的原因是 。樣品中NaHCO勺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。(保留3位小數(shù))(5) .將一定質(zhì)量小蘇打樣品(含少量NaCl)溶于足量鹽酸，蒸干后稱量固體質(zhì)量，也可測(cè)定小蘇打的含量。若蒸發(fā)過程中有少量液體濺出，則測(cè)定結(jié)果 。(選填“偏高”、“偏低”或“無影響”)第二課時(shí)類型2物質(zhì)的分離、提純例2綠磯(FeSO- 7HO)是治療缺 鐵性貧血藥品的重要成分。下面是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì)) 為原料生

9、產(chǎn)純凈綠磯的一種方法查詢資料，得有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表(1)檢驗(yàn)制得的綠磯晶體中是否含有Fe3+,最好選用的試劑為 。A. KSCNl§<B. NaOHC. KMnO§液D.苯酚溶液(2)操作II中，通入硫化氫至飽和的目的是 ;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是(3)操作IV的順序依次為 、冷卻結(jié)晶、 o(4)操作IV得到的綠磯晶體用少量冰水洗滌，其目的是：除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)；。(5)測(cè)定綠磯產(chǎn)品中Fe2+含量的方法是：a.稱取2.850g綠研產(chǎn)品，溶解，在 250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mo

10、l/LKMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗 KMnO§液體積的平均值為 20.00mL。滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是 。計(jì)算上述樣品中FeSO - 7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。變式2: (13安徽)(13分)二氧化鋪(CeQ)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、FeO、CeO以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì) )。某課題組以此粉末為原料回收鋪，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：(1)洗滌濾渣A的目的是為了除去(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)該離子是否洗凈的方法是 。(2)第步反應(yīng)的離子方程式是 ,濾渣B的主要成分是 。(3)萃取是分離稀土元素的常用

11、方法。已知化合物TBP作為萃取劑能將鈾離子從水溶液中萃取出來，TBP(填“能”或“不能”)與水互溶。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作時(shí)用到的主要玻璃儀器有 、燒杯、玻璃棒、量筒等。取上述流程中得到的 Ce(OH)4產(chǎn)品0.536 g,加硫酸溶解后，用0.100 0 mol LeSO標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鋪 被還原為C1),消耗25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品中 Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ?！菊n堂訓(xùn)練】(14年廣東16分)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用，某初級(jí)石墨中含 SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)，設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下：(注：SiCl4的沸

12、點(diǎn)為57.6 C,金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150C)(1)向反應(yīng)器中通入 Cl2前，需通一段時(shí)間 N2,主要目的是 o(2)高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物，氣體I中的碳氧化物主要為，由氣體II中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(3)步驟為：攪拌、 、所得溶液IV中的陰離子有 。(4)由溶液IV生成沉淀V的總反應(yīng)的離子方程式為 ,100kg初級(jí)石墨最多可獲得 V的質(zhì)量為 kg。(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成圖 19防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注第三課時(shí)【小專題訓(xùn)練UAlzQ、SiOz等）制備堿式1.（2014江蘇）（12分）煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實(shí)驗(yàn)室

13、用粉煤灰（主要含 硫酸鋁Al 2（SO4）x（OH）62x溶液，并用于煙氣脫硫研究。（1）酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；濾渣I的主要成分為 （填化學(xué)式）（2）加CaCO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6 ,其目的是中和溶液中的酸，并使Al2（SQ）3轉(zhuǎn)化為Al2（SQ）x（OH）62、。濾渣口的主要成分為 （填化學(xué)式）；若溶液的pH偏高，將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是 （用離子方程式表示）。（3）上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO量總是小于吸收的 SO量，其主要原因是 ;與吸收SO前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將 （填“2. （12分）某化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)室模擬用軟鎰礦（主要成分為鐵及銅的化

14、合物等）制備高純碳酸鎰，過程如下（部分操作 件略）： 緩慢向燒瓶中（見右圖）通入過量混合氣進(jìn)行“浸鎰”操 主要反應(yīng)原理為：SO+ H2O = H 2SOMnO+ H2SO = MnSO,+ H?O（鐵浸出后，過量的 SO會(huì)將Fe3+還原為Fe2+） 向“浸鎰”結(jié)束后的燒瓶中加入一定量純MnO粉末。再用NaCO溶液調(diào)節(jié)pH為3.5左右，過濾。調(diào)節(jié)濾液pH為6.57.2 ,加入NHHCO,有淺紅色的沉淀生成，過濾、洗滌、干燥，得到高純碳酸鎰?；卮穑海?） “浸鎰”反應(yīng)中往往有副產(chǎn)物MnSO6的生成，溫度對(duì)“浸鎰”反應(yīng)的影響如下圖，為減少M(fèi)nSC6的生成，“浸鎰”的適宜溫度是 o（2）查閱表1,中調(diào)

15、pH為3.5時(shí)沉淀的主要成分是 。中加入一定量純 MnO粉末的主要作用是 , 相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為 。表1 :生成相應(yīng)氫氧化物的pH物質(zhì)Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)Cu(OH>開始沉淀pH2.77.68.34.7完全沉淀pH3.79.69.86.7（3）中所得的濾液中含有 Cu2+,可添加過量的難溶電解質(zhì) MnS除去Cu2+,經(jīng)過濾，得到純凈的 MnS用平衡移 動(dòng)原理解釋加入 MnS的作用。（4）中加入NHHCO后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。（5）檢驗(yàn)中沉淀是否洗滌干凈的方法是 。第四課時(shí)【小專題訓(xùn)練2】3. （2014江蘇）（14分）CoCb 6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。

16、一種利用水鉆礦（主要成分為CqQ、Co（OH>,還含少量FeaQ、AI2Q、MnO）制取CoCb 6H2O的工藝流程如下：已知：浸出液含有陽離子主要有H+、CcT、Fe2+、Mn2+、Al3+等；部分陽離子沉淀時(shí)溶液的pH見下表：（金屬離子濃度為：0.01mol/L）沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH) 3Mn(OH>開始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8C0CI2 6H2O熔點(diǎn)為86 C,加熱至110120c時(shí)，失去結(jié)晶水生成 CoCb。寫出浸出過程中 Cc2Q發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。寫出加適量NaClQ發(fā)生反應(yīng)的主要

17、離子方程式 。“加NaCO調(diào)pH至a”，過濾所得到的沉淀成分為 ?！安僮?”中包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們依次是 和過濾。萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如下圖。向“濾液”中加入萃取劑的目的 是;其使用的最佳pH范圍是（填選項(xiàng)序號(hào)）。A .B .C .D.2.02.53.03.54.04.55.05.5為測(cè)定粗產(chǎn)品中 C0CI2 6H2O含量，稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶葉 烘干后稱其質(zhì)量。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中C0CI2 - 6H2O的廟宗分類其原因可能是 (答一條即可)。已知某鋰離子電池正極是一LiCoQ,含Li +導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。充電時(shí) 原為L(zhǎng)i ,并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳 -6 (C

18、6)中(如右圖所示) 電池的總反應(yīng)為容液，過濾、洗滌，將沉淀C6Li +LiCoO2 + C6C0O , 2 + LiC 6,則電池放電時(shí)的正極反應(yīng)式為4. (2014四川)(16分)污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福LiCo。，MnO,另含有固體電解質(zhì)的重要研究課題。某化學(xué)研究小組利用軟鎰礦(主要成分為 頭鐵、鋁、銅、饃等金屬化合物)作脫硫劑，通過如下簡(jiǎn)化流程既脫除燃 氣中的SO,又制得電池材料MnO (反應(yīng)條件已略去)。請(qǐng)回答下列問題：(1)上述流程脫硫?qū)崿F(xiàn)了 (選填下列字母編號(hào))。A.廢棄物的綜合利用B .白色污染的減少C(2)用MnCO除去溶液中Al"和Fe"

19、;,其原因是 0(3)已知：25C、 101kpa 時(shí)，Mn(s)+ Q(g) = MnO(s)S(s) +C2(g) = SO(g).酸雨的減少 H= 520kJ/mol H= 297kJ/molMn(s) + S(s) + 2O2(g) =MnS0s) AHH 1065kJ/molSO與MnO反應(yīng)生成無水MnSO勺熱化學(xué)方程式是。(4) MnO可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解MnSO溶液可制得MnO,其陽極的電極反應(yīng)式是。(5) MnO是堿性鋅鎰電池的正極材料。堿性鋅鎰電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是 。(6)假設(shè)月除的SO只與軟鎰礦漿中的 MnO反應(yīng)。按照?qǐng)D示流程，將 a請(qǐng)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)含 SO的體積分?jǐn)?shù)為b%勺尾 氣通入礦漿，若SO的脫除率為89.6%,最終得到MnO的質(zhì)量為c kg ,則除去鐵、鋁、銅、銀等雜質(zhì)時(shí)，所引入的 鎰元素相當(dāng)于 MnO kg。5.KNQ是重要的化工產(chǎn)品，下面是一種已獲得專利的KNO的制備方法的主要步驟：(1)反應(yīng)I中，CaSOf NHHCO的物質(zhì)的量之比為1: 2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(2)反應(yīng)口需在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，加熱的目的是