化工工艺流程综合型

二轮专题复习·化学题型六化工工艺流程综合型二轮专题复习·化学1．题型特点化工工艺流程题以物质的制备、分离回收、含量测定等为线索设计流程，考查化学实验基本操作、仪器选择、工艺过程中问题分析、物质或离子的检验、操作名称、洗涤问题及简单的化学计算等。化工工艺流程的呈现形式有：①操作流程；②物质变化流程；③装置流程。二轮专题复习·化学2．解题策略解化工工艺流程题的步骤和方法：一是浏览全题，确定该流程的目的；由何原料获得何产物(副产物)，对比原料和产物。二是精读局部，明确反应原理；确定各步的反应物、生成物。三是针对问题再读图，明确要求——科学表述、规范书写。二轮专题复习·化学【例6】(12分)锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，以锌焙砂为原料制取金属锌的流程如图所示。已知：①当溶液中Zn2＋浓度较大时，Zn2＋优先于H＋放电。②Mn(Ⅱ)可以被氧气氧化生成Mn(Ⅶ)。二轮专题复习·化学请回答下列问题：(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为________，酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，该反应的化学方程式为_______________。(2)净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。①写出酸性条件下H2O2与Fe2＋反应的离子方程式：________________________。②25℃时，pH＝3的滤液(滤去氢氧化铁沉淀)中，c(Fe3＋)＝_______mol·L－1(已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)。二轮专题复习·化学(3)电解硫酸锌溶液时阳极上有气体析出，写出阳极的电极反应式____________________；电解时不断补充电解液的目的是_______________。(4)电解时，阳极附近发生化学反应生成HMnO4，使得溶液变为紫红色，生成的HMnO4，又将Mn2＋氧化生成MnO2，一部分二氧化锰沉于槽底形成阳极泥，另一部分附于阳极表面形成保护膜。写出HMnO4将Mn2＋氧化生成MnO2的化学方程式________________________。二轮专题复习·化学【解析】(1)根据化合物中元素化合价代数和为零的原则可推出ZnFe2O4中铁的化合价为＋3；稀硫酸氧化性很弱，所以生成的两种盐为硫酸铁、硫酸锌。(2)①酸性条件下H2O2与Fe2＋发生氧化还原反应。②pH＝3的滤液中，c(OH－)＝10－11mol/L，根据Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38＝c(Fe3＋)×c3(OH－)，可求出c(Fe3＋)＝4.0×10－5mol/L。(3)根据已知信息①，当溶液中Zn2＋浓度较大时，Zn2＋优先于H＋放电，因此不断补充电解质溶液，是为了保持Zn2＋的浓度处于较高水平。(4)电解液中含有硫酸锌和硫酸锰，电解时，阳极附近发生化学反应生成HMnO4，使得溶液变为紫红色，说明硫酸锰与电解生成二轮专题复习·化学的氧气发生反应生成HMnO4，HMnO4再与硫酸锰反应生成二氧化锰。【评分标准】(1)＋3(1分)ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O(2分)(2)①H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(2分)②4.0×10－5(2分)(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(2分)保持溶液中Zn2＋的浓度处于较高水平，以保证阴极上能稳定析出锌(1分)(4)3MnSO4＋2HMnO4＋2H2O===5MnO2↓＋3H2SO4(2分)二轮专题复习·化学【评分细则】(1)“＋3”写成“3”不给分；方程式不配平不给分。(2)①离子方程式不配平不给分。②“4.0×10－5”写成“4×10－5”也可给分。(3)电极反应式写成：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋也给分；合理说法均可得分。(4)方程式不配平不给分，漏写“↓”扣1分。二轮专题复习·化学【即学即用】6．工业上综合利用黄铜矿(CuFeS2)制备净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)、铜及其化合物的工业流程如图所示：(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O2=====高温8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。若CuFeS2中铁元素的化合价为＋2，1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为________mol。二轮专题复习·化学(2)利用炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)制备高铁酸钠的方法为：①用稀盐酸浸取炉渣，过滤；②向滤液中加入足量H2O2溶液，再加入足量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥得Fe(OH)3；③Fe(OH)3与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠。a．写出制取高铁酸钠的化学方程式：______________。b．验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为____________________。二轮专题复习·化学(3)制备纳米氧化亚铜(Cu2O)时用铜棒和石墨作电极，饱和食盐水作电解质，电解反应为2Cu＋H2O=====电解Cu2O＋H2↑。铜棒上发生的电极反应式为_________________。(4)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。用NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO2－3)∶n(HSO－3)变化关系如表：n(SO2－3)∶n(HSO－3)91∶91∶19∶91pH(25℃)8.27.26.2二轮专题复习·化学当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________。【解析】(1)根据给出的化学方程式可知，8molCuFeS2参与反应时，Cu得到16mol电子，O得到84mol电子，共得到100mol电子，故1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为12.5mol。(2)根据题给信息可知NaClO在碱性条件下将Fe(OH)3氧化为高铁酸钠，同时生成NaCl和水。二轮专题复习·化学＋2价Fe具有还原性，可以选用稀硫酸和高锰酸钾溶液检验FeO。(3)由电解反应式可知Cu生成Cu2O是氧化反应，Cu失去电子，故电极反应式为2Cu＋H2O－2e－===Cu2O＋2H＋。(4)由表格中的数据变化规律可知，溶液呈中性时，溶液中HSO－3的物质的量略大于SO2－3的物质的量，即c(HSO－3)c(SO2－3)，因pH＝7，故c(OH－)＝c(H＋)，结合电荷守恒可知c(Na＋)＝c(HSO－3)＋2c(SO2－3)，故离子浓度大小顺序为c(Na＋)c(HSO－3)c(SO2－3)c(OH－)＝c(H＋)。二轮专题复习·化学【答案】(1)12.5(2)2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋5H2O稀硫酸、KMnO4(3)2Cu－2e－＋H2O===Cu2O＋2H＋(4)c(Na＋)c(HSO－3)c(SO2－3)c(OH－)＝c(H＋)二轮专题复习·化学非选择题专练6化工工艺流程综合型1．氯化亚铜在工业上应用广泛。氯化亚铜(CuCl)为白色晶体，微溶于水，能溶于氨水、浓盐酸，并生成配合物，不溶于硫酸、稀硝酸和醇。实验药品：铜丝20g、氯化铵20g、65%硝酸10mL、36%盐酸15mL、水。二轮专题复习·化学(1)反应①的化学方程式为____________________，用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是____________________。(2)工业化生产时，95%乙醇可通过________的方法回收并循环利用，而NH4Cl、________(填化学式)可直接循环利用。(3)实验室用如图所示装置制备CuCl。二轮专题复习·化学①实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，最宜选择下列装置中的________(填序号)。二轮专题复习·化学②实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是____________________。电炉加热升温至50℃时停止加热，反应快速进行，烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色，从环保角度考虑，当________时才能停止通入氧气；待冷却至室温后，再打开瓶塞，沿________(填字母)口倒出棕色反应液于1000mL大烧杯，加水500mL，即有大量白色沉淀析出。二轮专题复习·化学【解析】(1)注意反应①的反应物和生成物即可确定该反应的化学方程式为NH4[CuCl2]===CuCl↓＋NH4Cl。用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是洗去晶体表面的杂质离子及水分，减小CuCl的溶解损耗，同时可以加快固体的干燥。(2)将乙醇与水分离的操作是蒸馏。根据残液浓缩后的补充物质可知，可直接循环利用的有NH4Cl和HNO3。二轮专题复习·化学(3)在题给三个装置中，能观察到产生O2速率的只有B。实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温的主要原因是氯化铵溶于水时吸热，造成反应液温度降低。为使反应产生的氮氧化物完全转化为硝酸，消除氮氧化物对环境的影响，需到烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色时才能停止通入氧气。将三颈瓶中液体倒出时利用左口或右口，即从a口或c口倒出棕色反应液。二轮专题复习·化学【答案】(1)NH4[CuCl2]===CuCl↓＋NH4Cl避免CuCl溶于水而造成损耗(洗去晶体表面的杂质离子及水分)(2)蒸馏HNO3(3)①B②氯化铵溶于水吸收大量热，造成反应液温度降低烧瓶上方的红棕色气体逐渐变为无色a(或c)二轮专题复习·化学2．碱式碳酸铜广泛用于制油漆、颜料、烟火、杀虫剂、催化剂、其他铜盐和固体荧光粉激活剂等，也用于种子处理及作杀菌剂等。某化学兴趣小组在实验室利用Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反应制备并检验碱式碳酸铜，流程如下：Na2CO3·10H2OCuSO4·5H2O――→研细――→混合研磨黏胶状――→沸水搅拌蓝绿色沉淀――→抽滤――→洗涤――→风干蓝绿色晶体二轮专题复习·化学(1)写出制备碱式碳酸铜的化学方程式：____________。(2)用研钵研细Na2CO3·10H2O和CuSO4·5H2O的目的是____________________。(3)检验蓝绿色沉淀是否洗涤干净的实验操作是____________________。(4)碱式碳酸铜可以看成Cu(OH)2·CuCO3，该兴趣小组同学选择下列实验仪器验证产物中含有Cu(OH)2、CuCO3。二轮专题复习·化学①各装置连接顺序为________。②装置B中试剂的名称是________，装置C中试剂的名称是________。二轮专题复习·化学③证明含有CuCO3的实验现象是_______________，证明含有Cu(OH)2的实验现象是______________。二轮专题复习·化学【解析】(1)制备碱式碳酸铜是利用了CuSO4和Na2CO3的水解相互促进的性质。(2)用研钵研细Na2CO3·10H2O和CuSO4·5H2O是为了增大反应物的接触面积，使反应物充分混合并反应。(3)若蓝绿色沉淀洗涤干净，则最后一次的洗涤液中不含SO2－4，滴加BaCl2溶液，没有白色沉淀产生。(4)利用无水硫酸铜可检验出加热后的产物中存在H2O，从而证明含有Cu(OH)2，利用澄清石灰水可检验出加热后的产物中含有CO2，从而证明含有CuCO3。但是检验H2O必须在检验CO2之前。二轮专题复习·化学【答案】(1)2CuSO4＋2Na2CO3＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋2Na2SO4＋CO2↑(2)增大反应物接触面积，使反应物充分混合并反应(3)取最后一次的洗涤液少许，滴加BaCl2溶液，若没有白色沉淀产生，则沉淀已洗涤干净(4)①ACB②澄清石灰水无水硫酸铜粉末③装置B中澄清石灰水变浑浊装置C中白色粉末变为蓝色二轮专题复习·化学3．工业上常用含少量SiO2、Al2O3的铬铁矿(FeO·Cr2O3)冶炼铬，简要流程如下：(1)完成下列化学方程式(在横线上填写物质的化学式及系数)：2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO3=====高温4Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋________。二轮专题复习