工業(yè)流程(含答案)

1、工業(yè)流程專題復習、解題思路與策略粗讀流程懂目的T精讀問題解題意T遷移知識解問題T規(guī)范表達寫答案通常所考慮的答題角度1、 溶液呈酸性或堿性：考慮電離或水解產生H+或0H、是否促進或抑制電離還是水解。2、利用率：?？紤]經濟性或成本、環(huán)保性。3、在空氣或在其它氣體中：主要考慮氣體是否參與反應或達到隔絕防氧化、水解、潮解等 目的。4、判斷沉淀是否洗凈：常取最后洗滌液少量、檢驗其中某種離子。5、檢驗某物質的設計方案：儀器t試劑(用量和規(guī)格)7操作t現(xiàn)象t結論6、控制某一溫度：?？紤]物質的揮發(fā)、不穩(wěn)定而分解、物質轉化等7、用某些有機試劑清洗：常考慮降低物質溶解度、有利于析出，減少損耗，提高利用率等8、加過

2、量試劑：?？紤]反應完全轉化或增大轉化率、產率等9、能否加其它物質：?？紤]會不會引入雜質或影響產物的純度10、分離、提純：?？紤]過濾、蒸發(fā)、萃取、蒸餾等常規(guī)操作。二、產品預處理例1:海帶提碘為什么要將海帶灼燒成灰？ 把難溶的有機碘轉化為易溶的I-。然后將海帶灰溶解煮沸 2-3min的原因是 加快的I-溶解，使海帶灰中的I-充分溶解。2練習：1某研究小組測定菠菜中草酸及草酸鹽含量(以 GQ-計)，實驗步驟如下： 將菠菜樣品預處理后，熱水浸泡，過濾得到含有草酸及草酸鹽的溶液。(1) 步驟中“樣品預處理”的方法是 。(A.灼燒成灰B.研磨成汁)2. 碳酸鋰廣泛應用于陶瓷和醫(yī)藥等領域。已-鋰輝石(主要成

3、分為 Li2O.AI 2O3.4SiQ2)為原材料制備Li 2CO3的工藝流程如下：(1)步驟I前，B -鋰輝石要粉碎成細顆粒的目的是 (2)步驟III中，生成沉淀的離子方程式為。能生成1沉淀的原因是(3 )從母液中可回收的主要物質是。(1) 增大接觸面積，加快反應速率，提高浸出率。(2) 2Li 2SO4+Na 2CO 3=Li 2CO3 J + Na 2 SO4；碳酸鋰的溶解度小于硫酸鋰的溶解度。(3) Na2SO43廢舊鋰離子電池的正極材料試樣(主要含有 回收鈷、鋰。LiCoO 2及少量Al、Fe等)可通過下列方法4.用咼嶺土（化學組成：Al 2O3 （25%-34% ）、SiO2 （4

4、0%-50% ）、Fe>O3 （0.5%-3.0% 以及少浸出過程中為加快浸出速率，可以采取的措施有（寫出兩點）量雜質水分等）為原料制備聚合氯化鋁Al 2（OH）nCl6-n。已知氧化鋁有多種不同的結構，化學性質也有差異，且一定條件下可相互轉化，高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。請回答：“煅燒”Nn'.fJl f ri阿 b：.i；<ro, fr； ;<ktid妙沆Wpl l-SpH=x1h嚴1stickCvroFrjj高嶺土的目的是將難溶于酸的氧化鋁轉化為可溶于酸的氧化鋁。總結：原料進行預處理的目的：（1 ）改變原料的狀態(tài)，有利于控制和改變反應速率和平衡（2）改變原料的結構

5、和性質，把難反應或不反應的變成可反應三、核心反應新情境下方程式的書寫步驟：1根據題目中的信息找出已知反應物和產物。2根據已知物質判斷是否是氧化還原反應。3若是氧化還原反應根據化合價升降推斷出隱藏的氧化產物或還原產物。4根據得失電子守恒配平氧化劑，還原劑,氧化產物，還原產物的系數(shù)。5.根據反應環(huán)境加入相應的離子配平電荷守恒。6.最后根據原子守恒配平其余的系數(shù)。例1、納米ZnO也可以用以下流程制備（其中反應生成了兩種碳的化合物）。ZnClj IKtiUhC斗乙書寫相關的化學方程式 。1、H2C2O4+ZnCl2+2H2O=ZnC2O4 2H2O+2HCI ; ZnC2O4 2H2O=ZnO+CCT

6、 +CO 2 T +2HO例2、硫酸鎂在醫(yī)療上具有鎮(zhèn)靜、抗攣等功效以菱鎂礦（主要成分是MgCO3）為主要原,255君曲料制備硫酸鎂的方法如下：（1）步驟中發(fā)生反應的離子方程式為 （2）步驟中加入硫酸調節(jié) pH=6.06.5的目的是 .（1）2NH4+MgO Mg 2+2NH 3T +H2O （2抑制Mg2+水解，以便得到較純的產品練習：1請配平下列除鐵的化學方程式：| |Fe2（SO4）3 + _H2O + | |Na2CO3=| |Na2Fe6（SO4）4（OH）12 外_Na2SO4 + | |CO2 T32.66156(1) 自然界中的碘有的以NalO3形態(tài)存在于硝石(NaN0 3)中，

7、向硝石母液中加入NaHS03可以制得12,請寫出NalO3溶液和NaHS03溶液反應的離子方程式 。(2) 步驟發(fā)生反應的離子方程式為 ；(3) 為了預防地方性甲狀腺腫和地方性克汀病等碘缺乏病，可在食鹽中加入KIO3。KI0 3在工業(yè)上可用電解法制取。以鉑為陽極、不銹鋼為陰極，以KI和KOH混合溶液為電解液，請寫出陽極的電極反應式 ;電解池總反應的化學方程式為。(2) 2IO3- + 5HS03- = 12+ 5SO42- + 3H+ + H2O(3)2I- + MnO2 + 4H+ = Mn2+ + l2 + 2H2O ；( 4) +60H -6e-=IO3-+3H2OKI+3H 20=KI

8、0 3+3H2T3、粉煤灰是燃煤電廠的廢渣，主要成分為SiO2、AI2O3、Fe2O3和C等。實驗室模擬工業(yè)從粉煤灰提取活性 AI 203,其流程如下圖CaCONajCO,CaOAljOs(1 )寫出燒結過程中鋁元素轉化的化學方程式 (2) 浸出過程中，NaFeO2可完全水解，水解反應的離子方程式為 (3) “碳化”時生成沉淀，生成沉淀的化學方程式為 。產產-_(1) Al 2O3+ Na2CO32NaAlO 2 + CO2 T (2) FeO2 + 2H2O= Fe(OH) 3 OH(3) CO2+ NaAlO2 + 2H2O= AI(0H)3j+ NaHC0 3NaOH和鐵屑為4、鈉、鉀的

9、碘化物在生產和科學實驗中有十分重要的應用工業(yè)利用碘、 原料可生產碘化鈉，其生產流程如圖1 :圖1圖2(1) NaOH溶液和碘反應時需要嚴格控制溫度，如果溫度過低，會生成碘的低價副產品NaIO .若NaOH溶液和碘反應時所得溶液中103與I0的物質的量之比為1:1，則該反應的離子方程式為.(2 )過濾所得固體中除剩余鐵屑外，還有紅褐色固體，則加入鐵屑時發(fā)生反應的化學方程 式是.(3) 溶液2中除含有 廿外，一定含有的陽離子是 ;試設計實驗證實該金屬陽離子的存在.(4) 溶液2經一系列轉化可以得到草酸亞鐵晶體(FeC2C4 2f0),稱取3. 60 g草酸亞鐵晶體(相對分子質量是180)用熱重法對

10、其進行熱分解，得到剩余固體的質量隨溫度變化的曲 線如圖2所示,分析圖中數(shù)據，根據信息寫出過程I發(fā)生的化學方程式 4I2+8OH =1。3+10+61+4H2O (2) 3fO+2Fe+NalO=Nal+2Fe (0H 3 J（3） Fe2+;取溶液少量加高錳酸鉀溶液，若溶液褪色則含F(xiàn)e2+（4）FeC2O4 20= FeC2O4+2H2O T四、控制反應條件和產品的處理1、 控制溶液的酸堿性（調節(jié) PH）使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。注意：調節(jié)溶液PH的目的在于使某些離子沉淀從而分離提純，使得目標元素轉移到濾液中，過程中要注意選擇合適的試劑，不要引入新雜質。2、降溫反應的目的：防止某物質在高

11、溫時會溶解或為使化學平衡向著題目要求的方向移動3、冰水洗滌的目的：洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗4、蒸發(fā)，反應時的氣體氛圍。加熱MgCl2.6H2O晶體以得到無水要在 HCI氣流中進行防止Mg+ 的水解。例1:焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）常用作食品漂白劑。其制備工藝流程如下：ZH,、co=EjKv 196、HjLJ JL已知：反應n包含 2NaHSO3= W2S2O5+ H2O等多步反應。（1）硫磺燃燒前先加熱成液態(tài)并通過噴嘴噴入焚硫爐中，目的是在上述工藝流程中可循環(huán)使用的物質是 （2）反應n中需控制參加反應的氣體與固體的物質的量之比接近，若氣體量不 足，則會導致（1

12、） 增大硫與空氣的接觸面積，使硫磺充分燃燒，加快反應速率（2分）CO2、H2O （2分）（2） 2: 1 （2分）Na2S2O5產品中Na2SO3、NazCQ等雜質含量增加，Na2S2O5產率降低（2分）例2碳酸鋰的溶解度隨溫度的變化如右圖所示，則洗滌碳酸鋰沉淀時應選 （填“熱水”或“冷水”）。練習：1工業(yè)上利用電解污泥 （主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質）回收銅和鉻等金屬, 回收流程如下：泥料浸出H 2SO 4Cr(OH)已知部分物質沉淀的 pH及CaSO4的溶解度曲線如下:Fe3+Cu2+Cr3+開始沉淀pH2.14.74.3完全沉淀pH3.26.7a(1 )在浸出過程

13、中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要還有 。(2)在除鐵操作中，需要除去Fe3+和CaSO4，請完成相關操作：加入石灰乳調節(jié)pH范圍為： :將濁液加熱到 80C, 。(1) CuSO4 ( 2)3.24.3趁熱過濾2.工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)為原料制備高檔顏料 一一鐵紅(Fe2O3)，具體生產流程如下：步驟V的反應溫度一般需控制在35 C以下，其目的是 防止NH4HCQ分解，減少Fe2+的水解3已知Na2SO4. IOH2O及Na2SO4的溶解度隨溫度變化曲線如右圖。 從Na2SO4溶液中得到 Na2SO4.1OH2O的操作

14、方法是蒸發(fā)濃縮，降溫結晶，過濾，洗滌，干燥4下面是從鋰輝石(Li2OAl 2O3 SiO2)中提出鋰的工業(yè)流程示意圖。誠自州屮、謚旳茁i 里漏;魚1池*口 M七COs迪縱徳油3濾砸淞t RLJH笫母LjCO 高溫煅燒時的反應原理為：Li 2O -Al 2O3 SiO2 + K2SO4 = K2O -Al 2O3 SiO2 + Li 2SO4Li 2O -Al 2O3 SiO2 + Na2SO4 = NazO Al 2O3 SQ2 + Li 2SO4 鋰離子浸取液中含有的金屬離子為：K+、Na+、Li+、Fe3+、F0、Al3+、Mn 2+。 幾種金屬離子沉淀完全的pH金屬離子Al(OH) 3F

15、e(OH)2Fe(OH)3Mn(OH) 2沉淀完全的pH4.79.03.210.1 U2SO4、Li2CO3在不同溫度下的溶解度(g / 100g水)溫度溶解度、10C20C50 C80 CLi 2SO435.434.733.131.7U2CO31.431.331.080.85(1) 浸取時使用冷水的原因是 (2) 濾渣2的主要成分為 。（3） 流程中分2次調節(jié)pH （pH78和pH > 13）,有研究者嘗試只加一次濃NaOH溶液使pH > 13,結果發(fā)現(xiàn)在加飽和碳酸鈉溶液沉鋰后，隨著放置時間延長，白色沉淀增加，最后 得到的Li2CO3產品中雜質增多。Li2CO3產品中的雜質可能是

16、 （4） 加熱濃縮的作用是 。（5） 洗滌Li2CO3晶體使（1） Li 2SO4的溶解度隨溫度升高而減少，用冷水浸取可以提高浸取率（2分）（2） AI（OH）3、Fe（OH）3（ 2 分）（3）Al（OH） 3 （ 1 分）（4）提高Li+濃度和溶液溫度，使得 Li2CO3容易沉淀。（2分）（5）熱水（1分）5亞氯酸鈉（NaCIO2）主要用于棉紡、造紙業(yè)的漂白劑，也用于食品消毒、水處理等，亞氯 酸鈉受熱易分解。以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下：H2SO4SO2H2O2、NaOHNaClO 3=-一粗產品 采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常壓蒸發(fā)”，原因是 。 從“母液”中可回收的主要物質是

17、 ?！袄鋮s結晶”后經 （填操作名稱）即可獲得粗產品。（1）常壓蒸發(fā)溫度過高，亞氯酸鈉容易分解。（2） NazSQ （ 3）過濾步驟的蒸餾過程中，溴出口溫度為何要控制在80-90 C。溫度過高或過低都不利于生產，請解釋原因。溫度過高，大量水蒸氣隨水排除出， 溴氣中水增加：溫度過低，溴不能完全蒸出，吸收率低。 鞏固練習：高錳酸鉀在飲用水和工業(yè)污水處理領域的消費增長較快。實驗室可用軟錳礦（主要成分為MnO 2）為原料制備高錳酸鉀。其部分流程如下：已知：墨綠色浸出液的成分為K2Mn04、KCI溶液回答下列問題：（1）實驗中采用鐵坩堝而不是瓷坩堝的原因是:（用化學反應方程式表示）（2）寫出生成 K2MnO4和KCI反應的化學方程式： ；通入CO2,可使MnO SiO2+ 2KOH=K 2SQ3+ H2O （ 2 分） KCIO 3+ 3MnO 2 + 6KOH=3K 2MnO4+ KCI + 3H2O （ 2 分）；KHCO 3 （1 分）2KMnO 4 = O2f + MnO2+ K2MnO 4 （2分）;漏斗、玻璃棒（2分）；受熱均勻利于 蒸發(fā)溶劑（2分）