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化工生产流程题专题复习学案【典型例题】：亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。③160g/LNaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。（1）160g/LNaOH溶液的物质的量浓度为。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是（用文字说明）。（2）发生器中鼓入空气的作用可能是（选填序号）。a．将SO2氧化成SO3，增强酸性；b．稀释ClO2以防止爆炸；c．将NaClO3氧化成ClO2（3）吸收塔内的反应的化学方程式为。吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是。（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是。（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是（选填序号）。a．Na2O2b．Na2Sc．FeCl2（6）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是（选填序号）。a．蒸馏b．蒸发c．灼烧d．过滤e．冷却结晶要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是（填操作名称）。【化工生产流程题解题策略】：化工流程题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是：①从题干中获取有用信息，了解生产的产品。溶解吸收塔NaClO3配料ClO2发生器H2O稀H2SO4160g/LNaOHSO2和空气混合气H2O2过滤滤液NaClO2•3H2O3②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A、反应物是什么B、发生了什么反应C、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。③从问题中获取信息，帮助解题。了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手：1、对反应速率有何影响？2、对平衡转化率有何影响？3、对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护（从绿色化学方面作答）。常见文字叙述套路：1、洗涤沉淀：往漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次。2、从溶液中得到晶体：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-（洗涤）。注意：①在写某一步骤是为了除杂是，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。②看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。【典例分析】：例1．（2010江苏卷16题改编）钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO4、Ba(FeO2)3等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取BaNO3，其部分工艺流程如下：（1）酸溶过程中，除发生了BaSO3+2HNO3=Ba（NO3）2+SO2↑+H2O外，BaSO3与HNO3还发生另一个反应，其离子方程式为。（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是、。（3）该厂结合本厂实际，选用的X为（填化学式）；中和Ⅰ使溶液中（填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。（4）沉淀转化在生产和科研中具有极其生要的应用。在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，然后用酸溶解，使阳离子进入溶液。写出BaSO4转化为BaCO3的离子方程式。例2．以黄铜矿（主要成份为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：已知：①4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表沉淀物Cu(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2开始沉淀pH4.72.77.6完全沉淀pH6.73.79.6（1）试剂a是，试剂b是。（2）操作X应为蒸发浓缩、、。（3）反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7～4的目的是；（4）反应Ⅴ的离子方程式为。（1）Fe（或铁）稀硫酸（或稀H2SO4）（2）冷却结晶过滤（洗涤干燥）（3）使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀防止生成Cu(OH)2沉淀（4）Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋例3．（2009年高考上海27）实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：（1）溶解大理石时，用硝酸而不同硫酸的原因是。（2）操作Ⅱ的目的是，溶液A（溶质是共价化合物）是。（3）写出检验滤液中是否含铁离子的方法：。（4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：，写出滤液B的一种用途：。（5）CaO2中一般含CaO。试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。试剂：氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞；仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管硝酸A(NH4)2CO3Fe(OH)3滤液B大理石溶解操作Ⅱ过滤沉淀反应过滤CaCO3细菌黄铜矿粉反应Ⅰ过量稀H2SO4不断通入O2反应ⅡCuOSiO2反应ⅢFe(OH)3反应Ⅳ试剂b反应Ⅴ滤液试剂a过滤绿矾操作X细菌过滤过滤过滤调pH为3.7～4试剂b过滤Cu试剂a浓硝酸蒸馏塔硝酸镁吸收塔氧化炉合成塔N2H2、氨分离器氨气尾气空气水①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩T/KT1573T2K1.00×1072.45×1051.88×103实验步骤：①；②加入；③加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定。（1）硫酸钙微溶于水（2）除去溶液中Fe3+，氨水（3）取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+（4）Ca2++CO32-=CaCO3↓作化肥（合理即给分）（5）称量过量的标准盐酸（6）0.1%（6）若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1mL溶液为25滴），则相对误差为。例4．工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O(g)CO2+H2①：t℃时，往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H2)=0.12mol·L－1。该温度下此反应的平衡常数K=（填计算结果）。②：保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的转化率α(H2O)=________。（2）合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T1____573K（填“”、“”或“=”）。（4）废水中的N、P元素是造成水体富营养化的关键因素，农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-，一般可以通过两种方法将其除去。①方法一：将Ca(OH)2或CaO投加到待处理的废水中，生成磷酸钙，从而进行回收。当处理后的废水中c(Ca2+)=2×10-7mol/L时，溶液中c(PO43-)=mol/L。（已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10－33）②方法二：在废水中加入镁矿工业废水，就可以生成高品位的磷矿石―鸟粪石，反应的方程式为Mg2+＋NH4+＋PO43-=MgNH4PO4↓。该方法中需要控制污水的pH为7.5～10，若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低。其原因可能为。与方法一相比，方法二的优点为。（1）①1；②50％；（2）＜（3）温度高于900℃时，平衡向左移动。（4）①5×10－7②当pH高于10.7时，溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应，平衡向逆反应方向移动能同时除去废水中的氮，充分利用了镁矿工业废水