專題化工流程題

1、專題三 化工流程題姓名 班級(jí) 無機(jī)工業(yè)流程圖題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力。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 注意答題有模式與要點(diǎn) 這類題從工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)問題，考察學(xué)生分析、解決實(shí)際問題能力，在解這類題目時(shí)：首先，要粗讀試題，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出。其次，再精讀試題，根據(jù)問題去精心研究某一步或某一種物質(zhì)。第三，要看清所問題，不能答非所問，并注意語言表達(dá)的科學(xué)性在答題時(shí)應(yīng)注意：前一問回答不了，

2、并不一定會(huì)影響回答后面的問題。分析流程圖需要掌握的技巧是： 瀏覽全題，確定該流程的目的； 了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，并在下一步分析和解題中隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系和調(diào)用； 解析流程圖并思考，要學(xué)會(huì)看生產(chǎn)流程圖，對(duì)于比較陌生且復(fù)雜的流程圖，宏觀把握整個(gè)流程，不必要把每個(gè)環(huán)節(jié)的原理都搞清楚，針對(duì)問題分析細(xì)節(jié)?！玖?xí)題評(píng)析】問題1、某?；瘜W(xué)興趣小組參觀制堿廠后，獲得以下信息并對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究?！井a(chǎn)品與原理】該廠采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)化工產(chǎn)品純堿（Na2CO3）和化肥NH4Cl。生產(chǎn)原理是：將NH3和CO2通入飽和食鹽水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物，反應(yīng)為：NaCl（飽

3、和）+ NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3+ NH4Cl；分離出NaHCO3，加熱制得純堿?！旧a(chǎn)流程】 【相關(guān)資料】 NH4Cl = NH3+HCl 已知20時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下（氣體指1體積水中能溶解的氣體體積）物質(zhì)NaClNaHCO3NH4ClNH3CO2溶解度36.0g9.6g37.2g7100.9【問題討論】： 操作、中，相同操作的名稱為 。 反應(yīng)中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)，寫出其中的一個(gè)化學(xué)方程式： 。 反應(yīng)中得到純堿的化學(xué)方程式為： 。 溶液B中的溶質(zhì)有 （至少寫出兩種）。 上述生產(chǎn)流程中可循環(huán)使用的是 （填序號(hào)）。A.揮發(fā)性氣體C B.溶液D C.氫氧化鎂 D.化肥NH4

4、Cl 【組成確定】 稱取一定質(zhì)量的純堿樣品，經(jīng)多次充分加熱后，再稱重，質(zhì)量無變化； 另取少量純堿樣品加入適量水，樣品完全溶解，向該溶液中加入過量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀。 由上述實(shí)驗(yàn)可確定純堿樣品含有雜質(zhì) （寫化學(xué)式）?！竞繙y(cè)定】工業(yè)純堿標(biāo)準(zhǔn)：（Na2CO3% ）優(yōu)等品一等品合格品99.298.898.0稱取純堿樣品10.8g加入適量水,再加入過量CaCl2溶液，攪拌、過濾、洗滌、干燥后稱得固體質(zhì)量為10.0g，請(qǐng)通過計(jì)算并結(jié)合右表判斷此純堿樣品等級(jí)為 品。計(jì)算過程：【總結(jié)反思】某同學(xué)認(rèn)為，在上述純堿含量測(cè)定中，將CaCl2溶液改為BaCl2溶液，測(cè)定誤差會(huì)減小

5、，其理由是 。分析 （1）欲使懸濁液變?yōu)槿芤?，可過濾掉其中的不溶物；（2）根據(jù)鹽的溶解性可知，在第一次反應(yīng)后溶液中只剩NaCl、Na2CO3、NaOH，所以在加入鹽酸后Na2CO3、NaOH可與鹽酸反應(yīng)生成NaCl等；（3）純堿就是碳酸鈉，所以其化學(xué)式就是Na2CO3；（4）根據(jù)題干中提供的侯氏制堿法的反應(yīng)原理可分析得出答案，另外值得注意的是NaHCO3不會(huì)全部析出，肯定會(huì)有部分溶解在溶液中；（5）揮發(fā)性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質(zhì)的混合物，因?yàn)榻o出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產(chǎn)流程中都可以循環(huán)使用；（2）欲知純堿樣品含有的雜質(zhì)，可用反向思維

6、方法，先確定白色沉淀，再推斷雜質(zhì)是什么；【學(xué)生練習(xí)】1、右圖是某燃煤發(fā)電廠處理廢氣的裝置示意圖。下列說法正確的是 （ ）A此過程中沒有分解反應(yīng) B此過程中S元素的化合價(jià)未發(fā)生改變C使用此廢氣處理裝置可減少酸雨的形成D整個(gè)過程的反應(yīng)可表示為：2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2 2、某化工廠為綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO4，與相鄰的化肥廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了制備(NH4)2SO4的工藝流程?！竟に嚵鞒碳霸怼砍恋沓刂邪l(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為：CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3+(NH4)2SO4【討論交流】(1)操作a的名稱是 ，若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此操作，用到的玻璃儀器除玻璃棒

7、、燒杯外，還需要 。(2)經(jīng)操作a后得到的固體物質(zhì)在煅燒爐中高溫分解生成X和Y兩種物質(zhì)，該工藝中，Y被作為原料之一循環(huán)利用。Y的化學(xué)式為 。(3)沉淀池中也可能生成少量NH4HCO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ?！玖蛩徜@化肥等級(jí)測(cè)定】(1)判斷(NH4)2SO4化肥中有無NH4HCO3： 取少量試樣溶于水，滴加足量的 ，無氣泡產(chǎn)生，則可判斷該化肥中不存在NH4HCO3。(2)化肥中氮元素含量的測(cè)定(已確定該化肥中不存在NH4HCO3雜質(zhì))：查閱資料：已知：(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3+2H2O氨氣極易溶于水，其水溶液為氨水。氨水呈堿性，不穩(wěn)定，易揮發(fā)。工業(yè)判斷硫酸銨化肥等級(jí)

8、指標(biāo)如下：指標(biāo)項(xiàng)目?jī)?yōu)等品合格品氮(N)含量21.020.5實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： 按右圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)過程中，往燒瓶中加入足量濃氫氧化鈉溶液，并加熱使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH3。(2)燒杯中的試劑是為了吸收產(chǎn)生的氨氣，下列最適宜的試劑是 (填序號(hào))； 水 濃HCl 稀H2SO4 NaOH溶液燒杯中干燥管的作用是 。交流討論： 實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)認(rèn)為，用上述實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)得的結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)下列情況。(1)甲同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)在實(shí)驗(yàn)裝置A、B之間增加一個(gè)裝有 (填“濃硫酸"或“堿石灰”)的干燥裝置，否則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的硫酸銨化肥含氮量可能偏高。(2)乙同學(xué)認(rèn)為：在實(shí)驗(yàn)裝置A、B之間增加正確的干燥裝置后

9、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的硫酸銨化肥含氮量可能偏低，理由是 。實(shí)驗(yàn)測(cè)定： 經(jīng)討論后，他們改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置，排除了可能產(chǎn)生誤差的因素，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 取硫酸銨化肥樣品13.5 g進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得B裝置增重與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如右圖所示。請(qǐng)通過計(jì)算判斷該化肥的等級(jí)。計(jì)算過程： 該化肥的等級(jí)為 品。3、我國(guó)化學(xué)家侯得榜（右圖）改革國(guó)外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡(jiǎn)要表示如下：合成氨廠沉淀池NH3煅燒爐循環(huán)Na2CO3CO2食鹽水X循環(huán)（提取副產(chǎn)品） 上述生產(chǎn)純堿的方法稱_，副產(chǎn)品的一種用途為_。 沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式 是_。 寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式_。 使原料氯化鈉的利用率從70提高到90以上，主要涉及了

10、_（填上述流程中的編號(hào)）的循環(huán)，從沉淀池中取出沉淀的操作是_。 為檢驗(yàn)產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加_。 向母液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品。通氨氣的作用有_。(a) 增大NH4的濃度，使NH4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度氯化鉀硝酸鈉混合溶解蒸發(fā)濃縮趁熱過濾濾渣冷卻結(jié)晶過濾濾液洗滌干燥KNO3產(chǎn)品水濾液濾渣4、實(shí)驗(yàn)室以氯化鉀和硝酸鈉為原料制備硝酸鉀的實(shí)驗(yàn)流程如下：硝酸鉀等四種物質(zhì)的溶解度隨溫度變化如右下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：為了加速固體溶解，可采取的措施是 。 實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行

11、蒸發(fā)濃縮操作時(shí)，將蒸發(fā)皿置于鐵圈上，用酒精燈加熱。取用蒸發(fā)皿應(yīng)使用 （填儀器的名稱)，為了防止液滴飛濺，進(jìn)行的操作是 ?！俺脽徇^濾”操作中，濾渣的主要成分是（填化學(xué)式） 。（4）“趁熱過濾”后，有時(shí)先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然后再“冷卻結(jié)晶”，目的是 。制得的KNO3產(chǎn)品中常含NaCl，進(jìn)一步提純的方法是 ?！玖?xí)題評(píng)析】（1）固體小顆粒懸浮于液體里形成的混合物叫懸濁液，欲使懸濁液變?yōu)槿芤?，可過濾掉其中的不溶物，故操作、中，相同操作的名稱為過濾（1分）（2）由圖可知，反應(yīng)中與鹽酸反應(yīng)的物質(zhì)有NaOH和Na2CO3，故反應(yīng)方程式為：NaOH+HClNaCl+H2O或Na2CO3+2HCl=2

12、NaCl+H2O+CO2（2分）（3）由圖可知，晶體A為2NaHCO3，所以反應(yīng)中得到純堿的化學(xué)方程式為：2NaHCO3 =Na2CO3+H2O+CO2（2分）（4）由圖可知，溶液B中的溶質(zhì)有NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3四種，故答案為其中的任意兩種（2分），（5）揮發(fā)性氣體C是二氧化碳，溶液D是可能含有NaCl等多種溶質(zhì)的混合物，因?yàn)榻o出的信息不足無法判斷其具體組成，但二氧化碳和氯化鈉在上述生產(chǎn)流程中都可以循環(huán)使用（2分），【組成確定】：（2）由題意可知，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反應(yīng)物中一定有Cl根離子，由題意可知，向該溶液中加入過量稀HNO

13、3反應(yīng)物，并且樣品完全溶于水，由此可以推斷純堿樣品含有雜質(zhì)NaCl；（1分）【含量測(cè)定】（除計(jì)算過程（3分）外，其余每空（1分）合格（1分）解：設(shè)Na2CO3的質(zhì)量為xNa2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl（1分）106          100x             10.0g106：100=x：10.0g解得：x=10.6g（1分）98.1%，與工業(yè)純堿標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，屬于合格品；【學(xué)生練習(xí)】1、C、D2、【討論交流】(1)過濾； 漏斗；CO2； (3)CO2+NH3+H2O=NH4HCO3 【硫酸銨化肥等級(jí)測(cè)定】(1)鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)或硝酸(HNO3)等；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：(2)； 防止倒吸；交流討論：(1)堿石灰； (2)缺少趕盡反應(yīng)裝置中殘留氨氣的裝置（或有氨氣殘留在裝置中)計(jì)算過程： 解：增重的3.4g為氨氣的質(zhì)最。 設(shè)13.5g樣品中含有(NH4)2SO4的質(zhì)量為x。 (NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3+2H2O 132 34 x 3.4g 132：34=x：3.4g 解得：x=13.2g 28132