流程图框专题复习

流程图框专题复习此类题实际考查的是学生应用化学反应原理、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识、绿色化学的观点、经济理念来分析实际生产中的各种问题的能力。一、试题分析：下面就从试题结构和问题设计两个方面来剖析：1、试题结构这些题目的内容往往与生产、生活实际联系密切，因此从题干部分看一般都是采取流程图的模式，阅读完流程图后结合相关信息回答问题。流程图的形式各异，有的以操作名称作为框图形成流程的主线，有的以物质作框，但每一题都固定以上一种形式为框，从近几年的试题看以第一种常见即以操作名称为主线，物质随着操作发生变化。此外该题中通常还包含简单的实验设计，此类实验一般为制备或对样品的定性定量分析实验。2、问题设计从问题的设计看一般包含基本实验操作和仪器的选择、定量计算、元素化合物性质、简单实验设计和绿色化学、基本原理等六个方面的考点。考点各项内容基础操作浓溶液稀释、离子检验、沉淀法定量分析、固－液分离、过滤操作元素化合物性质铁离子和亚铁离子的氧化还原性质、硫酸根离子的检验Al(OH)3的两性、Mg2+、Fe3+和氢氧化铁的性质、铵盐的性质等实验设计铁离子、硫酸根离子的定量分析、碱式碳酸镁组成的定量分析、碳酸根离子的定性检验绿色化学NO的污染、CO2的循环利用、NH3的循环利用，副产物的再利用，绿色化学的理念、工业生产安全。定量计算利用化学方程式计算、化学式计算、溶解度计算百分含量计算、转化率计算基本原理化学反应速率、平衡移动原理流程专题第2页共13页一、例题分析1、碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠（纯度约98％）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO24等杂质，提纯工艺路线如下：已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下图所示：回答下列问题：（1）滤渣的主要成分为。（2）“趁热过滤”的原因是。（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是（写出1种）。（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是。（5）已知：Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH1=+532.36kJ·mol-1Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH1=+473.63kJ·mol-1写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式。分析：考察内容：操作名称命名的流程题。考点各项内容基础操作趁热过滤的原因、滤渣的成分；多个基础操作名称绿色化学母液的循环使用基本原理盖斯定律的运用求算某反应的热化学反应方程式。工业碳酸钠溶解除杂过滤水NaOH滤渣滤液蒸发浓缩结晶趁热过滤母液Na2CO3·H2O加热脱水试剂Na2CO3检验1020030405060S/gNa2CO3·10H2ONa2CO3·7H2ONa2CO3·7H2O273293313333353373流程专题第3页共13页解释与思路：(1)因工业碳酸钠中含有Mg2+，Fe3+，Ca2+，所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)2、Fe（OH）3、Ca（OH）2沉淀。(2)观察坐标图，温度减少至313K时发生突变，溶解度迅速减少，弱不趁热过滤将析出晶体。(3)思路方向：1.减少过滤的时间2.保持过滤时的温度。(4)思路：分析“母液”中存在的离子，若参与循环，将使离子浓度增大，对工业生产中哪个环节有所影响。(5)通过观察两个热化学方程式，可将两式相减，从而得到Na2CO3·H2O（s）====Na2CO3（s）+H2O（g）。2、（08广东卷）硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写石英砂高温焦炭粗硅573K以上HClSiHCl3（粗）SiHCl3（纯）高纯硅1357KH2参考答案(1)滤渣的主要成分为Mg(OH)2、Fe（OH）3、CaCO3。(2)“趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长。(3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是用已预热的布氏漏斗趁热抽滤。(4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是问题：溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质；原因：“母液”中，含有的离子有Ca2+，Na+，Cl-，SO42-，OH-，CO32-，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4，Ca（OH）2，CaCO3等沉淀。(5)写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式Na2CO3·H2O（S）====Na2CO3（s）+H2O（g）；H=+58.73kJ/mol流程专题第4页共13页出配平的化学反应方程式；H2还原SihCl3过程中若混O2，可能引起的后果是。（2）下列有关硅材料的说法正确的是(填字母）。A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的，其熔点很高D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。分析：考察内容：以物质名称命名的流程题。考点各项内容元素化学性质硅及其化合物的性质基本原理盐类水解的运用绿色化学安全生产这个是以必修教材为背景的一道流程题，命题方式及考查较基础。SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，AB正确。光导纤维的材料为SiO2，C正确。普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3，它是以石英砂（SiO2）、石灰石（CaCO3）和纯碱（Na2CO3）为主要原料反应制成的。D正确。常温下，Si只能与唯一一种酸HF反应不与HCl反应，E错。(3)写出实验现象并给予解释：生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；SiO32-与NH4+发生双水解反应，SiO32-+2NH4++2H2O=2NH3·H2O+H2SiO3↓。高温Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑参考答案①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:1357KSiHCl3+H2Si+3HCl(1)②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式3SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是：高温下，H2遇O2发生爆炸。（2）ABCD流程专题第5页共13页3、明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列天空：⑴明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水（每升含有250.28g氨）mL，用规格为mL量筒量取。⑵氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K＋、SO42－外，还有大量的NH4＋。检验NH4＋的方法是。⑶写出沉淀物中所有物质的化学式。⑷滤液I的成分是水和。⑸为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，完善下列步骤：①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量溶液，产生白色沉淀。②、、（依次填写实验操作名称）。③冷却、称重。⑹若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：mol(用含m、n的代数式表示)。焙烧明矾石浸出过滤焙烧焙烧焙烧溶解过滤水解过滤氨水滤液滤液I钾、氮混合肥料NaOH氧化铁空气滤液IIAl（OH）3沉淀物参考答案⑴78100⑵取滤液少许，加入NaOH，加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝（合理即给分）⑶Al(OH)3Al2O3Fe2O3⑷K2SO4(NH4)2SO4⑸BaCl2过滤洗涤干燥⑹(m－132n)42流程专题第6页共13页二、复习对策：这类题目的难点在于其综合性，但由于纯粹以工业生产为背景又很大程度上限制了它综合性的发挥。1、复习时要充分利用课内已有的结合工业生产的教学资源，如粗盐提纯、海带提碘、苦卤提溴、海水提镁、高炉炼铁、合成氨工业、三酸二碱的生产等，将其中基本的实验原理、装置原理和操作原理弄懂弄透，教会学生能够举一反三。2、解题时加强题干的理解，学会概括题意，读图时将流程图框内外统一考虑，弄清每一步操作中各种反应物和生成物的关系，注意箭头的方向，回答时要结合问题知道“做什么，怎么做、为什么这么做”。3、要点指导1．化工生产选择适宜条件的原则化工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度，依据外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律确定，其原则是：(1)对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和转化率。故生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率，如氮气与氢气的配比为1.07∶3。(2)对气体分子数减少的反应，增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动。但压强太大，动力消耗，设备要求、成本增高，故必须综合考虑。(3)对放热反应，升温，提高反应速率，但转化率降低，若温度太低，反应速率又太慢，故需使用适当的催化剂。对吸热反应，升温，加快反应速率，又能提高转化率，但要避免反应物或生成物的过热分解。(4)使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡，但使用时必须注意其活性温度范围，且防止催化剂“中毒”，延长使用寿命。合成氨适宜条件：500℃、铁触媒、2×107～5×107、循环操作。2．关于硫酸工业综合经济效益的讨论(1)环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”处理方法是：①尾气吸收（氨吸收法）SO2+2NH3+H2O＝（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4＝（NH4）2SO4+SO2+H2O流程专题第7页共13页②废水处理（石灰乳中和法）Ca（OH）2+H2SO4＝CaSO4+2H2O③废渣利用，制砖或制造水泥(2)能量的充分利用。化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量（供热发电）。(3)厂址选择和生产规模。化工厂厂址的选择，涉及原料、水源、能源、土地供应，市场需求、交通运输和环境保护等因素，应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。工厂规模大小，主要由硫酸用量的多少来决定。3．绿色化学中学化学中涉及到的化工生产知识渗透绿色化学的观点，具体体现在如下几个方面：(1)节省资源，提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业，硝酸工业，接触法制硫酸，联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作，体现了绿色化学中节省能源的基本原理。(2)化工生产中均介绍了尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如：氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。(3)现行教材中涉及的化工生产体现了绿色化学内涵——设计新的化学反应条件，降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。例如教材中介绍了无氰电镀，由乙炔制乙醛工业生产中使用非汞催化剂的原因。流程专题第8页共13页工业流程专题练习：1、（05广东22）钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：⑴Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。⑵步骤①加铁的目的是_________