化工流程專題突破

高二化學“化工流程圖”專題突破工業(yè)流程的主要框架原料一*預處理一*吩離提劑一*核心反應一*產(chǎn)物原料預處理

除雜.凈化產(chǎn)品的分離提純F/原料無機礦物核心反厘條件的控制所需產(chǎn)品排放物的無害化處理硫酸鏤溶液除雜濾液濾渣合成鏤明研硫酸鏤溶液除雜濾液濾渣合成鏤明研濾渣一|燃燒1產(chǎn)品濾液原料的循環(huán)利用規(guī)律：主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)解題4部曲：看圖要有高度一一明確整個流程以及每一部分的目的。讀圖要有深度一一仔細分析每步發(fā)生的反應及得到的產(chǎn)物。思考要有方向一一在基礎理論框架下結(jié)合實際問題進行思考。答題要有模式一一注意提升表達能力。(1)“除雜”操作是加入適量過氧化氫，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為8.0,以除去硫酸俊溶液中的少量Fe2+。檢3Fe(16分)高純氧化鋁可用于制高壓鈉燈的陶瓷管。實驗室制取高純氧化鋁的流程如下:硫酸鋁溶液(16分)高純氧化鋁可用于制高壓鈉燈的陶瓷管。實驗室制取高純氧化鋁的流程如下:硫酸鋁溶液(2)通常條件下，KsF[Fe(0H)3]=4.0X106,則理論上計算除雜后溶液中c(Fe3+)等于O(3)配制硫酸鋁溶液時，需用硫酸酸化，目的是

(4)“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，得到錢明磯(含結(jié)晶水)。母液不能蒸干的原因是(5)根據(jù)以下提示完整書寫錢明磯在某溫度下分解的化學方程式：NH4A1(SO4)212H2ON2+NH3+3SO2+NH4A1(SO4)212H2O,還可以制備硫以及鐵的化合物。.黃銅礦(CuFeS。是制取銅及其化合物的主要原料之,還可以制備硫以及鐵的化合物。I.近年來，濕法煉鋼有了新進展。某工廠以一種叫I.近年來，濕法煉鋼有了新進展。某工廠以一種叫Thibacillusferroxidans的細菌為基體生產(chǎn)銅和綠磯的工藝流程如下:稀HjSOa0?過量CuO黃銅礦物反應1試劑稀HjSOa0?過量CuO黃銅礦物反應1試劑a過漉予濾液A于膜拌，過濾+國理應+過濾卜濾渣濾活濾液濾活濾液B試劑b反應2試劑b反應2+蒸發(fā),結(jié)晶、過濾務濾液口FeSO4?7HQ試劑a為,試劑b為。(寫名稱)(2)反應l的化學方程式為n。以CuFeS精礦為原料在沸騰爐中和02(空氣)反應，生成物冷卻后經(jīng)溶解、除鐵、結(jié)晶。得到CuS04?5HO。沸騰爐的溫度與生成物主要成分的水溶性和酸溶性實驗結(jié)果如下圖。昭30昭30加?060504030即10(1)沸騰爐生成物中的含鐵物質(zhì)主要成分為。(2)為獲得最高的水溶性Cu(%),沸騰爐的溫.度應控制在C左右，高于該溫

度生成物中的水溶性Cu(%)F降，可能原因是實驗室可用軟鎰礦(主.近年來高鎰酸鉀在飲用水和工業(yè)污水處理領域的消費增長較快。實驗室可用軟鎰礦(主要成分MnO2)為原料制備高鎰酸鉀。其部分流程如下:(1)實驗中采用鐵塔竭而不用瓷塔期的原因是(2)KOHKClQ、MnO^熔制彳#綠色RMnO的化學方程式(3)通入CO,可使MnO"一發(fā)生歧化反應，生成MnQ一及MnQ則KMnO完成反應時，轉(zhuǎn)化為KMnO的百分率約(精確至0.1%)(4)若通入CO太多，則在加熱濃縮時，會有晶體和KMnO晶體一起析出。(5)在加熱、濃縮、烘干的過程中溫度不宜過高，其原因是加熱時用玻璃棒不停攪拌溶液的目的是。4.美國科學家理查德-海克和日本科學家根岸英一、鈴木彰因在研發(fā)“有機合成中的鋁催化的交叉偶聯(lián)”而獲得2010年度諾貝爾化學獎。有機合成常用的鋁/活性炭催化劑長期使用,催化劑會被雜質(zhì)(如：鐵、有機物等)污染而失去活性，成為廢催化劑，需對其再生回收。一種由廢催化劑制取氯化鋁的工藝流程如下:空氣550c(1)甲酸在反應中的作用是(選填：“氧化劑”、“還原劑”)。空氣550c(1)甲酸在反應中的作用是(選填：“氧化劑”、“還原劑”)。(2)加濃氨水時，鋁轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄?2)加濃氨水時，鋁轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄?+[Pd(NH3)4],此時鐵的存在形式是(寫化學式)。(3)鋁在王水(濃硝酸與濃鹽酸按體積比1：3)中轉(zhuǎn)化為HPdC"硝酸還原為NO(3)鋁在王水(濃硝酸與濃鹽酸按體積比反應的化學方程式。700c焙燒1的目的是：;550c焙燒2的目的是：.氮化硅硬度大、熔點高、不溶于酸（氫氟酸除外），是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。一種用工業(yè)硅（含少量一鉀、鈉、鐵、銅的氧化物），已知硅的熔點是1420C,高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。一種合成氮化硅的工藝流程如下:H2N2H2N2硅塊?粉碎稀酸X蒸儲水氮化硅（1）凈化N2和H時，銅屑的作用是：;硅膠的作用是（2）在氮化爐中3SiO2（s）+2N2（g）=Si3NL（s）AH=-727.5kJ/mol,開始時為什么要嚴格控制氮氣的流.速以控制溫度：;體系中要通入適量的氫氣是為了。（3）X可能是（選填：“鹽酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氫氟酸”）。（4）如何說明氮化硅產(chǎn)品已用水洗干凈？。（5）用硅粉作硅源、疊氮化鈉（NaN）作氮源，直接燃燒生成氮化硅（發(fā)生置換反應）該反應的化學方程式為：.（2007年上?；瘜W卷）某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學反應制取膽磯。其設計的實驗過程為：濃硫酸，加熱稀硫酸，加熱通氧氣（1）銅中含有大量的有機物，可采用灼燒的方法除去有機物，灼燒時將瓷塔蝸置于上（用以下所給儀器的編號填入，下同），取用增期應使用灼燒后的增期應放在上，不能直接放在桌面上。實驗所用儀器：a蒸發(fā)皿b石棉網(wǎng)c泥三角d表面皿e堪期鉗f試管夾(2)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，用以制取膽磯。灼燒后含有少量銅的可能原因是a灼燒過程中部分氧化銅被還原b灼燒不充分銅未被完全氧化c氧化銅在加熱過程中分解生成銅d該條件下銅無法被氧氣氧化(3)通過途徑n實現(xiàn)用粗制氧化銅制取膽磯，必須進行的實驗操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過濾、、冷卻結(jié)晶、、自然干燥(4)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽磯，與途徑I相比，途徑n有明顯的兩個優(yōu)點是：、(5)若測定結(jié)果x值偏高，可能的原因是a加熱溫度過高b膽磯晶體的顆粒較大c加熱后放在空氣中冷卻d膽磯晶體部分風化.(廣東卷19)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(鈍度約OQO/A出令行Cc2+、Mn2+、Fe3+、C「和SC2一笑條廝摞紳丁,路**■“隊已知碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如下圖所示：回答下列問題：(1)濾渣的主要成分為。(2)“趁熱過濾”的原因是。(3)若在實驗室進行“趁熱過濾”，可采取的措施是(寫出1種)。(4)若“母液”循環(huán)使用，可能出現(xiàn)的問題及其原因是。(5)已知：Na2CC3-10H2O(s)=Na2CC3(s)+10H2O(g)AHi=+532.36kJ-mol--iNa2CO3-10H2O(s)=Na2CC3-H2O(s)+9H2O(g)AH1=+473.63kJ-mol寫出Na2CO3-H2O脫水反應的熱化學方程式.（江蘇卷17）.（10分）工業(yè)上制備BaCb的工藝流程圖如下:重晶石礦》重晶石礦》某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSQ）某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSQ）對工業(yè)過程進行模擬實驗。查表得高溫1…BaSQ(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s)△Hi=571.2kJ-mol①高溫

1BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s)△叱=226.2kJ-mol-②c(Br-)

c(Cl-)⑴氣體用過量c(Br-)

c(Cl-)⑵向BaC2溶液中加入AgN。和KBr,當兩種沉淀共存時,[Ksp(AgBr)=5.4X10-13,&p(AgCl)=2.0X10-10]高溫一⑶反應C(s)+CQ(g)r-2CO(g)的△■=kJ-mol-1。⑷實際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是.（北京卷28）.（14分）由FezQ、FeCuOCAl中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末，取樣品進行下列實驗（部分產(chǎn)物略去）（1）取少量溶液X,力口入過量的NaOH容液，有沉淀生成。取上層清液，通入CO,無明顯變化，說明樣品中不含有的物質(zhì)是（填寫化學式）。（2）Z為一■種或兩種氣體：①若Z只為一種氣體，試劑a為飽和NaHCOO容液，則反應I中能同時生成兩種氣體的化學方程式是。②若Z為兩種氣體的混合物，試劑a為適量水，則Z中兩種氣體的化學式是。（3）向Y中通入過量氯氣，并不斷攪拌，充分反應后，溶液中的陽離子是（填寫離子符號）。（4）取Y中的溶液，調(diào)pH約為7,加入淀粉KI溶液和HQ,溶液呈藍色并有紅褐色沉淀生成。當消耗2molI-時，共轉(zhuǎn)移3mol電子，該反應的離子方程式是。（5）另取原樣品，加入足量稀硫酸充分反應。若溶液中一定不會產(chǎn)生Y中的紅色固體,則原樣品中所有可能存在的物質(zhì)組合是（各組合中的物質(zhì)用化學式表示）?！緟⒖即鸢浮浚?6分）（1）取少量濾液于試管中，滴加適量H2Q溶液，振蕩，滴加幾滴KSC瞪液，若無明顯現(xiàn)象，說明5不已除盡。（4分））4.0X1020mol?L1（3分）（3）抑制Al3+水解（2分）（4）減少可溶性雜質(zhì)的析出及Al3+水解（3分）⑸6NH網(wǎng)SO心㈣0屋=及九師/+第0》兜0"+地。戶狙0分（4分）⑶3Z分，每空2分）I.口）稀硫酸鐵粉組曲（2>4CuP>Si+2HfSO4+I7Os^-4CuSO4+ZFe￡（SOd）J<ZH3Om鐵的氧化物（其他合理答案均可1（2）600硫酸銅受熱分解15.（12分）⑴在高溫R覆堵摒可以和WH發(fā)生化學反應口液降竽口什%。（2分）⑵K0O計3Mn5+6KoH?鴛KC什3K2Mtici*+3Hq〔2分）（3）66.7%（2^）t^KHCOj《2分》⑸溫度高會導致KMnQ,分解徐分）受熱均勻，有利于蒸發(fā)溶劑◎分）（10分）（1）還原劑（2分）Fe（OH）3（2分）3Pd+12HCl+2HNO=3HPdCl4+2Na+4HzO（2分）（4）除去活性炭及有機物（2分）；脫氨[將Pd（NH）2cl2轉(zhuǎn)變?yōu)镻dCl2]（2分）。（12分）（1）除去原料氣中的氧氣（1分）；除去生成的水蒸氣（1分）。

(2)這是放熱反應，防止局部過熱，導致硅熔化熔合成團，阻礙與N2的接觸(2分)；將體系中的氧氣轉(zhuǎn)化為水蒸氣，而易被除去(若答將整個體系中空氣排盡也可得分)(2分)。(3)硝酸(2分)(4)洗滌后的濾出液呈中性(2分)..燃燒.…9Si+4NaN33Si3M4+4NaT(2分)(1)ceb(2)ab(3)蒸發(fā)過濾(4)產(chǎn)生等量膽磯途徑n消耗硫酸少途徑n不會產(chǎn)生污染大氣的氣體(5)a解析：⑴濾渣的主要成分為Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCQ。趁熱過濾”的原因是使析出的晶體為N&CQH2O,防止因溫度過低而析出N&CQ10H20晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時長。(3)若在實驗室進行趁熱過濾”，可采取的措施是用已預熱的布氏漏斗趁熱抽濾。(4)若母液"循環(huán)使用，可能出現(xiàn)的問題及其原因是問題：溶解時有大量沉淀生成，使N&CQ損耗且產(chǎn)物Na2CO3混有雜質(zhì)；原因：母液”中，含有的離子有Ca2+,Na+,C「，SQ2-,OH-,CC32",當多次循環(huán)后，使用離子濃度不斷增大，溶解時會生成CaSQ,Ca(OH)2,CaCO等沉淀。(5)寫出Na2CO3H2O脫水反應的熱化學方程式Na2CQH2O(S)====NmCQ(s)+H2O(g)&8710;H=+58.73kJ/mol解釋與思路：⑴因工業(yè)碳酸鈉中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以除雜”中加入過量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2沉淀。觀察坐標圖，溫度減少至313K時發(fā)生突變，溶解度迅速減少，弱不趁熱過濾將析出晶體。思路方向：1.減少過濾的時間2.保持過濾時的溫度。思路：分析母液”中存在的離子，若參與循環(huán)，將使離子濃度增大，對工