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1工艺流程题专题（教师版）考察形式：流程图、表格图像、文字叙述问题类型：措施、成分、物质、原因能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力知识基础：基本生产理论，金属、非金属及其化合物、有机物的性质，实验基本操作无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。【例】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：原料：矿石（固体）预处理：酸溶解（表述：“浸出”）除杂：控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀核心化学反应是：控制条件，调节PH，使Mg2+全部沉淀解题技巧：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点在解这类题目时：1、要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。2、再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。3、要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。一、分析流程图需要掌握的技巧是：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；了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用；解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么反应？利用了什么原理（氧化还原？溶解度？溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是怎样除去的？Ⅱ分离提纯Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ还原2二、无机化工题：要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。1.考察内容主要有：（1）原料预处理（2）反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择）（3）反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯）（4）绿色化学（物质的循环利用、废物处理、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．规律考点主线主产品分支副产品回头为循环知识点物质的分离操作除杂试剂的选择生产条件的控制产品分离提纯3.熟悉工业流程常见的操作与名词原料的预处理①溶解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等②灼烧如从海带中提取碘③煅烧如煅烧高岭土，改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解④研磨适用于有机物的提取，如苹果中维生素C的测定等。4.控制反应条件的方法①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀----pH值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8问题：若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？调节pH所需的物质一般应满足两点：（1）能与H＋反应，使溶液pH值增大；（2）不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值②蒸发、反应时的气体氛围③加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移动④降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出⑥冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗5.物质的分离和提纯的方法①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）3②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出6.常见名词浸出：固体加水（酸或碱）溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程水洗：通常为除去水溶性杂质水浸：与水接触反应或溶解例1：（2015年新课标I高考化学试卷第27题）硼及其化合物在工业上有许多用途．以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所示：回答下列问题：（1）写出Mg2B2O5•H2O与硫酸反应的化学方程式，为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有（写出两条）。（2）利用的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是（填化学式）。（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是，然后在调节溶液的pH约为5，目的是。（4）“粗硼酸”中的主要杂质是（填名称）．（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为。（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢．以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程。答案：（1）Mg2B2O5•H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4；提高反应温度或减小铁硼矿粉粒径；（2）Fe3O4；SiO2、CaSO4；（3）将亚铁离子氧化为铁离子；使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去；（4）七水硫酸镁；（5）；4（6）2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgO．变式一：（2015年新课标I高考化学试卷第36题）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业．CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化．以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：（1）步骤①中得到的氧化产物是，溶解温度应控制在60﹣70℃，原因是。（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式。（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是（写名称）。（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是。（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离．工业上常用的固液分离设备有（填字母）A、分馏塔B、离心机C、反应釜D、框式压滤机（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amol/L﹣1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反应中Cr2O72﹣被还原为Cr3+，样品中CuCl的质量分数为。答案：（1）CuSO4或Cu2+；温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解；（2）2Cu2++SO32﹣+2Cl﹣+H2O=2CuCl+SO42﹣+2H+；（3）硫酸；（4）醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化；（5）BD；（6）氯化亚铜与氯化铁发生Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl﹣，加入K2Cr2O7溶液，发生6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，反应的关系式为6CuCl～6Fe2+～Cr2O72﹣，61nab×10﹣3moln=6ab×10﹣3mol，m（CuCl）=99.5g/mol×6ab×10﹣3mol=0.597g，则样品中CuCl的质量分数为，故答案为：．例2:（2015年新课标II高考化学试卷第11题）苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：5相关化合物的物理常数物质相对分子质量密度（g/cm﹣3）沸点/℃异丙苯1200.8640153丙酮580.789856.5苯酚941.0722182回答下列问题：（1）在反应器A中通入的X是。（2）反应①和②分别在装置和中进行（填装置符号）．（3）在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸，其作用是，优点是用量少，缺点是。（4）反应②为（填“放热”或“吸热”）反应．反应温度控制在50﹣60℃，温度过高的安全隐患是。（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是（填编号．已知苯酚是一种弱酸）a．NaOHb．CaCO3c．NaHCO3d．CaO（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为和，判断的依据是。（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是。答案：（1）氧气或空气；（2）A；C；（3）催化剂；腐蚀设备；（4）放热；温度过高会导致爆炸；（5）加入Z的目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，a．NaOH能与硫酸、苯酚反应，故不选；b．CaCO3为固体，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应，故b不选；c．NaHCO3能与硫酸反应，不与苯酚反应，故c选；d．CaO能与苯酚反应，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应，故d不选；故选：c；（6）丙酮；苯酚；丙酮的沸点低于苯酚；（7）原子利用率高。6变式二：（2015年海南高考化学试卷第23题）铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用．回答下列问题：（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示．原料中除铁矿石和焦炭外还有，除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2）的化学反应方程式为、；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和（填化学式）。（2）已知：①Fe2O3（s）+3C（s）═2Fe（s）+3CO（g）△H=+494kJ•mol﹣1②CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣283kJ•mol﹣1③C（s）+O2（g）═CO（g）△H=﹣110kJ•mol﹣1则反应Fe2O3（s）+3C（s）+O2（g）═2Fe（s）+3CO2（g）的△H=，理论上反应放出的热量足以供给反应所需要的热量（填上述方程式序号）。（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图（b）所示，其中，还原竖炉相当于高炉的部分，主要反应的化学方程式为；熔融造气炉相当于高炉的部分．（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2污染空气，脱SO2的方法是。答案：（1）石灰石；CaCO3CaO+CO2↑；CaO+SiO2CaSiO3；CO；（2）利用盖斯定律将①+②×3得到Fe2O3（s）+3C（s）+O2（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H=（+494kJ•mol﹣1）+3×（﹣283kJ•mol﹣1）=﹣355kJ•mol﹣1，因①为吸热反应，②③为放热反应，则②③反应放出的热量可使①反应，故答案为：﹣355；②③；①；（3）高炉炼铁时，炉腰部分发生Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，还原竖炉发生此反应，熔融造气炉和高炉的炉腹都发生2C+O22CO以及CaCO3CaO+CO2↑，CaO+SiO2CaSiO3反应，则熔融造气炉相当于高炉的炉腹部分，故答案为：炉腰；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；炉腹；7（4）碱液或氢氧化钠、氨水．例3：（2015年江苏高考化学试卷第18题）软锰矿（主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等）的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4•H2O，反应的化学方程式为：MnO2+SO2=MnSO4（1）质量为17.40g纯净MnO2最多能氧化L（标准状况）SO2。（2）已知：Ksp[Al（OH）3]=1×10﹣33，Ksp[Fe（OH）3]=3×10﹣39，pH=7.1时Mn（OH）2开始沉淀．室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+（使其浓度小于1×10﹣6mol•L﹣1），需调节溶液pH范围为。（3）如图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4•H2O晶体，需控制结晶温度范围为。（4）准确称取0.1710gMnSO4•H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H2PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2+全部氧化成Mn3+，用c（Fe2+）=0.0500mol•L﹣1的标准溶液滴定至终点（滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+），消耗Fe2+溶液20.00mL．计算MnSO4•H2O样品的纯度（请给出计算过程）答案：（1）4.48；（2）pH=7.