制備類工藝流程題

1、第1頁共6頁化學(xué)教學(xué)資料高考化學(xué)工藝流程題探究解題思路 呈現(xiàn)形式：流程圖、表格、圖像 設(shè)問方式：措施、成分、物質(zhì)、原因能力考查：獲取信息的能力、分解問題的能力、表達能力 知識落點：基本理論、元素化合物、實驗體現(xiàn)能力立意的命題指導(dǎo)思想，能夠綜合考查各方面的基礎(chǔ)知識及將已MgCQ MgSiQ、CaMg（CQz、Al 2Q和FeQ等，回收其中鎂的工藝流程無機工業(yè)流程圖題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景, 有知識靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力?！纠}】某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有 如下：固體廢料n分離提純I預(yù)處理n分離提純m 還原原料：礦石（固體）預(yù)處理：酸溶解（表述：“浸出”）除雜

2、：控制溶液酸堿性使金屬離子形成沉淀核心化學(xué)反應(yīng)是：控制條件，調(diào)節(jié) PH使M全部沉淀1.解題思路明確整個流程及每一部分的目的-仔細分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物-結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考-注意答題的模式與要點在解這類題目時：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，并注意語言表達的科學(xué)性在答題時應(yīng)注意：前一問回答不了，并不一定會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，確定該流程的目的一一由彳原料獲得何產(chǎn)物（副產(chǎn)物） ，對比原料和產(chǎn)物； 了解流程圖以外的文字描述、表格信息

3、、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進行聯(lián)系和調(diào)用；解析流程圖并思考：從原料到產(chǎn)品依次進行了什么反應(yīng)？利用了什么原理（氧化還原？溶解度？溶液中的平衡？）。每一步操作進行到什么程度最佳？每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)或副產(chǎn)物是怎樣除去的？無機化工題：要學(xué)會看生產(chǎn)流程圖，對于比較陌生且復(fù)雜的流程圖，宏觀把握整個流程，不必要把每個環(huán)節(jié)的原理都搞清楚， 針對問題分析細節(jié)。考察內(nèi)容主要有：1 ）、原料預(yù)處理2）、反應(yīng)條件的控制（溫度、壓強、催化劑、原料配比、Pbffi節(jié)、溶劑選擇）3）、反應(yīng)原理（離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡、電離平衡、溶解平衡、水解原理、物質(zhì)的分離

4、與提純）4）、綠色化學(xué)（物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用）5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。2、規(guī)律主線主產(chǎn)品分支副產(chǎn)品回頭為循環(huán)核心考點：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制產(chǎn)品分離提純3.工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心4.熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞原料的預(yù)處理溶 解通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等灼 燒如從海帶中提取碘燃 燒如燃燒高嶺土改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解。并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解研磨適用于有機物的提取如蘋果中維生素C的測定等?？刂品磻?yīng)條件的方法控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀- pH 值的控制例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完

5、全時的pH如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)8.39.8問題：若要除去 MrT溶液中含有的Fe”,應(yīng)該怎樣做?調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：©、能與 印反應(yīng)，使溶液pH值增大； 、不引入新雜質(zhì)例如：若要除去 Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO Cu（OH）、CuOHCO等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的 pH值 蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍加熱的目的加快反應(yīng)速率或促進平衡向某個方向移動降溫反應(yīng)的目的防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動趁熱過濾防止某物質(zhì)降溫時會析出冰水洗滌洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌

6、過程中的溶解損耗 物質(zhì)的分離和提純的方法 結(jié)晶一一固體物質(zhì)從溶液中析出的過程（蒸發(fā)溶劑、冷卻熱飽和溶液、濃縮蒸發(fā)）過濾固、液分離蒸儲一一液、液分離分液一一互不相溶的液體間的分離 萃取一一用一種溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來。升華一一將可直接氣化的固體分離出來。鹽析一一加無機鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出 常見名詞浸 出：固體加水（酸）溶解得到離子 浸出率：固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少 酸 浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程水洗：通常為除去水溶性雜質(zhì)水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解范例（14 分）饃電池廣泛應(yīng)用于混合動力汽車系統(tǒng)，電極材料是由 N（OH”、碳粉

7、和氧化鐵等涂在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進行百破天究喪訃實驗流程如下：鐐電料舊池村成電極鹽酸一殘渣Ni(OH)aP771港能乎沉淀n 心沉淀inM(OH)KsppH開始沉淀沉淀完全Al(OH) 31.9 x 10 333.43 24.19Fe(OH)33.9 x 10 382.53 22.94Ni(OH) 21.6 x 10 147.609.75b.某溫度下一些金屬氫氧化物的已知：a.NiCl 2易溶于水，F(xiàn)e3+不能氧化Ni2 oKsp及沉淀析出的理論 pH如表所示：回答下列問題：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷步驟依次析出沉淀H 和沉淀出 （填化學(xué)式）

8、，則pH pH2（填“>”、“=”或“ <”），控制兩種沉淀析出亙利用 （填序號）。A.pH試紙B.石蕊指示齊JC. pH計（2）已知溶解度：NiC2Q>NiC2Q H2O>NiGQ 2HO,則步驟的化學(xué)方程式是。步驟&后，過濾沉淀所需的玻璃儀器有 。若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因： 中阻極區(qū)座產(chǎn)生的氣體E.為,驗證該氣體的試劑為 。（4）試寫山步彝后）山離子方”天：。-v-mrv-w-tnn標(biāo)準(zhǔn)答案（1）Fe（OH） 3（1 分）Al（OH）3（1 分）<（1 分）C（1 分）（2）NiCl 2+N&GQ+ 2H

9、2O=NiCO4 2HaOj + 2NaCl（2 分）（普通）漏斗、玻璃棒和燒杯（2分）玻璃棒劃破濾紙（1分）、濾液超過濾紙邊緣（1分）（3）Cl2（1分）淀粉-KI溶液（1 分）（4）2Ni（OH） 2+2OH + Cl2=2Ni（OH）3 + 2Cl （2 分）制備類工藝流程題1. KNO3是重要的化工產(chǎn)品，下面是一種已獲得專利的KNO制備方法的主要步驟:CafiO.也和(NH J盧。4母液NHqHgL及濾攬柞反應(yīng)ICaCOq燕濃冷結(jié)過翌縮卻晶泳KC1NII.CI海液反應(yīng)W壽結(jié)過即晶想1 ： 2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為O(主要成分為鈦酸亞鐵，化學(xué)式HNOj溶液，反應(yīng)川CO；反應(yīng)I中，CaSO

10、與NHHCO的物質(zhì)的量之比為(2)反應(yīng)n需在干態(tài)、加熱的條件下進行，加熱的目的是 ,從反應(yīng)W所得混合物中分離出CaSO的方法是趁熱過濾，趁熱過濾的目的是(3)檢驗反應(yīng)n所得 K2SO4中是否混有KCl的方法是取少量 K2SQ樣品溶解于水(4)整個流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)有 ( 填化學(xué)式)。(5)將硝酸與濃KCl溶液混合，也可得到KNO,同時生成等體積的氣體A和氣體B(NOCl),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；氣體B與Q反應(yīng)生成1體積氣體A和2體積紅棕色氣體 C,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為pH關(guān)系如圖。1 220-1 440 K已知：TiO2+易水解，只能存在于強酸性溶液中。常溫下，難溶電解質(zhì)溶解度與25

11、C時TiO(OH)2溶度積回答下列問題：(1)寫出鈦鐵礦酸浸時反應(yīng)的離子方程式:(2)操作n包含的具體操作方法有 。(3)向“富含TiO2+溶液”中加入 NaCO粉末的作用是 ,TiO (2015 河南洛陽高三期末)鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。由鈦鐵礦 為FeTiO3)制備Ti等產(chǎn)品的一種工藝流程示意圖如下：+水解的離子方程式為 當(dāng)溶液pH=時，TiO(OH)2已沉淀完全。(4)加入鐵屑將Fe"轉(zhuǎn)化為Fe2+的原因是。CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)3.最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状??！熬G色自由”構(gòu)想技術(shù)流程

12、如下:溶液(1)分解池中發(fā)生分解反應(yīng)的物質(zhì)是 。(2)在合成塔中，若有 2.2kg CO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出 2473.5 kJ的熱量, 試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。(3)從平衡移動原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，而實際生產(chǎn)中采用300c的溫度，原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是 。從合成塔中分離出甲醇的原理與下列哪個相符 (選填字母)。a過濾b.分液c.蒸儲“綠色自由”構(gòu)想技術(shù)流程中常包括物質(zhì)和能量的“循環(huán)利用”，上述流程中能體現(xiàn)“循環(huán)利用”的除 碳酸鉀溶液外，還包括 。(4)右圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。已知電池總反應(yīng)為：2CH3O

13、H+3O2=2CO2+4H2O0通入a一端的電極是 (填“正極”或“負極”)，負極發(fā)生的電極反應(yīng)是。4. (2015 浙江杭州第一次質(zhì)量檢測 )高鎰酸鉀是常用的氧化劑。工業(yè)上以軟鎰礦(主要成分是 MnG)為原料制備高鎰酸鉀晶體。如圖是實驗室制備KMnO的操作流程：上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：3&MnO+ 2CO=2KMn。MnO+ 2&CO。已知：物質(zhì)K2COKHCOK2SC4CHCOOK293 K溶解度(g)11133.711.1217(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(2)從濾液中得到KMnO晶體的實驗操作依次是 (選填字母代號，下同)。a.蒸儲b.蒸發(fā)c.灼燒d.抽濾e .冷卻結(jié)晶(

14、3)制備過程中需要用到純凈的CO氣體。制取純凈 CO最好選擇下列試劑中 。a.石灰石b.濃鹽酸c.稀硫酸d.純堿(4)實驗時，若CO過量會生成KHCO,導(dǎo)致得到的KMnO產(chǎn)品的純度降低。原因是(5)由于CO的通入量很難控制，因此對上述實驗方案進行了改進，即把實驗中通CO改為加其他的酸。從理論上分析，選用下列酸中 ,得到的產(chǎn)品純度更高。a.醋酸b.濃鹽酸 c.稀硫酸5.聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁Al 2(OH)nCl6 n o本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制備堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土，化學(xué)組成為：Al 2O3(25334%、SiO2 (

15、40%H50%)、FaQ (0.5%3.0%)以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu)， 化學(xué)性質(zhì)也有差異，且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化；高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下:高嶺土15%鹽酸少量鋁粉適量CaCO3Al2(0H)nCl6 n煨燒 溶解一攪拌、過濾 _3調(diào)節(jié)溶液pH在4.24.5蒸發(fā)濃縮90c100c 根據(jù)流程圖回答下列問題：“煨燒”的目的是。配制質(zhì)量分數(shù)15%的鹽酸需要200 mL 30%的濃鹽酸（密度約為 1.15 g cm 3）和 g蒸儲水，配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、 ?！叭芙狻边^程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。加少量鋁粉的主要作用是 ?！罢{(diào)節(jié)溶液pH在

16、4.24.5 ”的過程中，除添加必要的試劑，還需借助的實驗用品是 發(fā)濃縮”需保持溫度在 90100C,控制溫度的實驗方法是 。答案1. (1)CaSO4 + 2NH4HCO 3=CaCO3 + (NH 4)2SO4 + H2O + CO2 T(2)分離NH4Cl與K2SO4,加快化學(xué)反應(yīng)速率防止KNO3結(jié)晶，提高KNO3的產(chǎn)率(3)加入過量Ba(NO3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，取上層清液，滴加AgNO 3溶液，若有沉淀生成，說明K2SO4 中混有KCl(4)CaSO4、KNO3、(NH4)2SO4(5)4HNO 3+3KCl(濃)=NOCl T + Cl2, + 3KNO3+2H2O 2NOCl + O2=Cl2 + 2NO22. (1)FeTiO 3+ 4H + =TiO2+ + Fe2+ + 2H2O(2)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(3)調(diào)節(jié)溶液 pH,促進 TiO”水解 TiO2+ + 2H20r= TiO(OH) 2 J + 2H+ 2.5(4)避免Fe"和TiO2+同時沉淀3. (1) KHCO 3； (2) CO2 (g) +3" (g) CH30H (g) +H2O (g) H=-49.47kJ?mol