工藝流程專題

專題--無機(jī)化學(xué)綜合應(yīng)用之化學(xué)工藝流程題易慧勇常見金屬元素如Na、Mg、Al、Fe、Cu等與常見非金屬元素如H、C、N、O、Si、S、Cl等各部分知識的綜合運(yùn)用?？季V要求例12015·浙江理綜，13某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì)制備七水合硫酸亞鐵FeSO4·7H2O，設(shè)計了如下流程：下列說法不正確的是A溶解燒渣選用足量硫酸，試劑選用鐵粉2，控制pH是為了使Al3＋轉(zhuǎn)化為AlOH3進(jìn)入固體24·7H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解D若改變方案，在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O解析根據(jù)題意，分析得出以下流程：A項(xiàng)，溶解燒渣選用足量硫酸，試劑選用鐵粉，正確；B項(xiàng)，由于SiO2不溶于硫酸，則固體1中一定含有SiO2，為了使溶液中的Al3＋轉(zhuǎn)化成AlOH3沉淀，故用NaOH溶液控制pH，得固體2為AlOH3，正確；C項(xiàng)，由于Fe2＋易被氧化、FeSO4·7H2O易分解，故在從FeSO4溶液中得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品過程中，須控制條件防止其氧化和分解，正確；D項(xiàng)，若在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的為FeOH3，用硫酸溶解得到Fe2SO43溶液，故經(jīng)結(jié)晶不能得到FeSO4·7H2O，錯誤。答案D統(tǒng)覽整體截段分析解題策略化工流程題目在流程上一般分為3個過程：化工流程中常見的操作與名詞1原料處理階段的常見考點(diǎn)與常見名詞2分離提純階段的常見考點(diǎn)3獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)4其他常見考點(diǎn)例22015·全國卷Ⅰ，27硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等為原料制備硼酸H3BO3的工藝流程如圖所示：統(tǒng)覽整體、截段分析是做“化工流程”題的主要方法。回答下列問題：1寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有_______________________________________寫出兩條。解析Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)生成H3BO3、MgSO4，配平即可。為提高浸出速率，可以從溫度升高溫度、濃度、增大接觸面積將礦石粉碎等角度分析。2利用________的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是_____________寫化學(xué)式。解析Fe3O4具有磁性，可以利用鐵塊將其從“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO與H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中還有SiO2和CaSO4。此時溶液中除H3BO3外還有MgSO4、Fe2SO43、FeSO4、Al2SO43。Fe3O4SiO2和CaSO43“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是__________________。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是____________________________________。解析“凈化除雜”先加H2O2的目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后再通過調(diào)節(jié)pH促進(jìn)Fe3＋、Al3＋水解生成FeOH3、AlOH3沉淀而除去。將Fe2＋氧化為Fe3＋使Al3＋和Fe3＋形成氫氧化物沉淀而除去4“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是_____________填名稱。解析“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是沒有除去的MgSO4。5以硼酸為原料可制得硼氫化鈉NaBH4，它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為________________。解析NaBH4由Na＋和BH組成。其中的氫顯－1價，－1價的H具有較強(qiáng)的還原性。七水硫酸鎂6單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程______________________________________________________。解析以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼的過程是：H3BO3分解生成B2O3，B2O3與金屬鎂發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)B。2B＋3MgO題后反思對本題命題思路的研究，不難發(fā)現(xiàn)命題者的良苦用心——整合的思想。即“以元素為載體”，把眾多的知識點(diǎn)串聯(lián)起來，考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。雖然年年題不同，但是萬變不離其宗，都是考查基礎(chǔ)知識的運(yùn)用，不要因試題的“穿新衣，戴新帽”而驚慌失措?！耙c(diǎn)得全分，難點(diǎn)能得分，規(guī)范得高分”。精練1【2016北京理綜化學(xué)27．】（12分）以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4為原料，制備高純PbO，實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：

（1）過程Ⅰ中，在Fe2催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是____________________________________。（2）過程Ⅰ中，F(xiàn)e2催化過程可表示為：i：2Fe2PbO24HSO42?＝2Fe3PbSO42H2Oii:……①寫出ii的離子方程式：________________________________________。PbPbO22H2SO42PbSO42H2O2Fe3＋PbSO42—==PbSO42Fe2＋精練2實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等制備聚鐵堿式硫酸鐵的聚合物和綠礬FeSO4·7H2O，主要工藝流程如下：2過程①中，F(xiàn)eS、O2和H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________。3過程③中需加入的物質(zhì)是_____。解析溶液為Fe2SO43，需加入還原劑將Fe3＋還原為Fe2＋，又不帶入雜質(zhì)離子，故需加入鐵粉。4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2SO43＋6H2O＋4S鐵粉精練3硫酸鉛PbSO4廣泛應(yīng)用于制造鉛蓄電池、白色顏料等。利用方鉛礦精礦PbS直接制備硫酸鉛粉末的流程如下：1步驟Ⅰ中生成PbCl2和S的離子方程式為 ，加入鹽酸的另一個目的是為了控制pH值在05～10，原因是_____________________。（1）PbS＋2Fe3＋＋2Cl－===PbCl2＋2Fe2＋＋S抑制Fe3＋、Pb2＋的水解氣化爐燃燒爐①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.6kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1③CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)

ΔH＝－178.3kJ·mol－1④C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.8kJ·mol－1⑤CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

K精練4由生物質(zhì)能通過綠色化學(xué)途徑制取氫氣是當(dāng)前能源發(fā)展的一個重要方向。如圖表示的是以CaO為吸收體，將生物質(zhì)經(jīng)與水蒸氣反應(yīng)制取H2的流程生物質(zhì)簡寫為C。其中氣化爐和燃燒爐中分別發(fā)生的主要反應(yīng)如表所示：請回答下列問題：當(dāng)生物質(zhì)的量一定時，隨著水蒸氣與氧氣的投料比γ＝的增大，CaCO3的分解率會________填“增大”、“減小”或“不變”，原因?yàn)開______________________。減??；當(dāng)水蒸氣與氧氣的投料比γ＝增大時，將促進(jìn)反應(yīng)①②正向進(jìn)行，反應(yīng)④的反應(yīng)程度減小，不利于反應(yīng)⑤進(jìn)行，造成CaCO3的分解率減小解答無機(jī)化工流程圖題的策略1粗讀題干，挖掘圖示圖示中一般會呈現(xiàn)超出教材范圍的知識，但題目中往往會有提示或者問題中不涉及，所以一定要關(guān)注題目的每一個關(guān)鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問什么推什么。如制備類無機(jī)化工