高考化学工艺流程题

1高考化学工艺流程题一、探究解题思路呈现形式：流程图、表格、图像设问方式：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、表达能力知识落点：基本理论、元素化合物、实验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。【例题】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1.解题思路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：首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。其次，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第三，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。分析流程图需要掌握的技巧是：①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；②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；③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？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。Ⅱ分离提纯Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ还原2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、规律主线主产品分支副产品回头为循环核心考点：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.工业生产流程主线与核心4.熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下)原料预处理除杂、净化产品分离提纯反应条件控制原料循环利用排放物的无害化处理3合成氨工业主要原料：空气、化石燃料、水反应原理C＋H2Og=====高温CO＋H2H2OgCO=====催化剂CO2＋H2N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3主要设备：合成塔主要生产过程：原料气制备→净化→压缩→合成→分离硫酸工业反应原理与设备4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2——沸腾炉2SO2＋O2催化剂△2SO3——接触室SO3＋H2O===H2SO4——吸收塔生产过程：SO2的制取→净化→SO2的氧化→SO3的吸收氯碱工业主要原料：饱和食盐水反应原理电极反应阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应：2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑主要设备：离子交换膜电解槽生产过程：粗盐水→精制→电解玻璃工业主要原料：石灰石、石英、纯碱反应原理CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2↑Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑主要成分：Na2O·CaO·6SiO25.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4②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。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：○i、能与H＋反应，使溶液pH值增大；○ii、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）②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常见名词浸出：固体加水（酸）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专项练习1.聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：煅烧溶解搅拌、过滤调节溶液pH在4.2～4.5蒸发浓缩90℃～100℃高岭土15%盐酸少量铝粉适量CaCO3Al2(OH)nCl6－n5根据流程图回答下列问题：⑴“煅烧”的目的是_________________________________________________________。⑵配制质量分数15％的盐酸需要200mL30％的浓盐酸（密度约为1.15g·cm－3）和_______g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。⑶“溶解”过程中发生反应的离子方程式为__________________________________________。⑷加少量铝粉的主要作用是_____________________________________。⑸“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_________________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是_________________。2、在已知提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：试回答：（1）乙、丁中溶质的分子式：乙，丁。（2）第④步操作中用稀H2SO4浸洗的目的是（填写字母编号）a.除去未反应的NO3－b.除去未反应的I－c.除去未反应的Fed.除去碱性物质（3）第⑦步操作可供提纯的两种方法是和（不要求写具体步骤）。（4）实验室检验I2的方法是。（5）甲物质见光易变黑，其原因是（用化学方程式表示）。（6）①中溶解银的硝酸应该用硝酸（填浓或稀）。原因是。3、工业上用铝土矿（成分为氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：请回答下列问题：（1）水蒸气的作用。（2）沉淀C的化学式为________，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作________。（3）操作I、操作II、操作III都用到的玻璃仪器是有________________。（4）实验室洗涤Al(OH)3沉淀应该如何操作：。（5）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________（填化学式）。用此6光法制取铝的副产品是________（填化学式）。答案及解析1、解析：对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料高岭土中的杂质，二是将Al2O3利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的Al2O3不溶于酸，必须经煅烧改变结构。该题经这样分析，题设的所有问题的答案就在分析之中。答案：⑴改变高岭土的结构，使其能溶于酸；⑵230；量筒；⑶Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2OFe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O；⑷除去溶液中的铁离子；⑸pH计（或精密pH试纸）；水浴加热2、（1）FeI2FeCl3（2）C（3）升华、凝华、萃取、分液、减压蒸馏（4）将I2加在淀粉溶液中，溶液显蓝色（5）2AlI=====2Ag+I2（6）稀（2分）减少过程中产生NOx的量；节生硝酸物质的量3、（1）加热加快反应（2）Fe2O3颜料；（3）烧杯、漏斗、玻璃棒；（4）用玻璃棒引流向过滤器中加水浸没沉淀，滤去洗液后，反复2到3次即可。；（5）CaO和CO2Fe2O3和O2；☞原味还原高考[来源:学#科#网Z#X#X#K]【还原高考1】（2012·全国新课标卷）36.【选修2化学与技术】(15分)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是、，反射炉内生成炉渣的主要成分是；（2）冰铜（Cu2S和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%--50%。转炉中，将冰铜加熔剂（石英砂）在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是、；（3）粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极__（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为。【还原高考2】（2011山东理综）实验室以含有Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO2－4、Br－等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：7（1）操作Ⅰ使用的试剂是________，所用主要仪器的名称是________________。（2）加入溶液W的目的是________。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2＋。由表中数据可知，理论上可选择的pH最大范围是______________。酸化溶液Z时，使用的试剂为__________。开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHMg2＋9.611.0Ca2＋12.2c(OH－)＝1.8mol·L－1（3）实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是____________。（4）常温下，H2SO3的电离常数Ka1＝1.2×10－2，Ka2＝6.3×10－8；H2CO3的电离常数Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于______________。设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)：__________________。仪器自选。供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。☞