(自编)化学工艺流程题辅导2013.7(1)(学生版)

六、解题常用知识点
1、原料的预处理：①溶解：通常用酸溶，如 H2SO4、HCl、浓 H2SO4；②灼烧：如从海带中提取碘； ③煅烧：如煅烧石灰石 2、熟悉工业流程常用名词： ①浸出：固体加入水或酸溶解得到离子。 ②浸出率：加酸使矿石溶解后，离子在溶液中的含量多少。 ③酸浸：是指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去溶解的过程。 ④水洗：制备反应中，水洗通常是为了除去水溶性的杂质。 ⑤水浸：指与水接触反应或溶解，特别是发生水解反应较容易忽略
2、CuCl2 中混有 Fe3+加何种试剂调 pH 值：
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3、调 pH 值使得 Cu2+（4.7-6.2）中的 Fe3+（2.1~3.2）沉淀，pH 值范围是： 4、水浴加热的好处： 5、检验 NH4 的方法是： 6、检验 Fe(OH)3 是否沉淀完全的试验操作是：
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四、常考问题
五、解题步骤
1、首先快速审题，明确实验目的，解决“干什么” 2、“怎么做”：迅速把握文字材料和方框中有效信息，仔细分析每一步发生的反应及得到的产物。把 产物或得到的滤液、滤渣等成分写在流程图相应位置上。 首先从物质类别的通性和具体物质的特性进行判断， 其次从物质所含元素化合价的可变性（即物质的氧化性和还原性）入手。 3、不懂的信息或问题 4、相对独立的问题
。 溶液调滤液 PH 至中性。
已知 298K 时，Ksp(CaCO3)=2.80× 10—9，Ksp(CaSO4)=4.90× 10—5 ， 求此温度下该反应的平衡常数 K（计算结果保留三位有效数字） 。 3. （2013 江门一模）化工原料红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr207-2H20）主要是以铬铁矿（主要成份为 FeO-Cr2O3，还含有 A1203, Si02 等杂质）为主要原料生产，其主要工艺流程如下：
1、对反应条件的分析可从以下几个方面着手： A、对反应速率有何影响？ （如何提高浸出率？如何提高反应速率？） B、对平衡转化率有何影响？（如何提高产率？） C、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。 2、对流程理解的问题： A、滤渣、滤液的主要成分？（明确发生了什么反应） B、该反应的化学方程式？ C、循环利用与回收利用的物质？（循环利用是作为原料投入了，却没有消耗或没有消耗完；回收利 用是指副产品）
1. （2013 广东卷）银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
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（注：Al(OH)3 和 Cu(OH)2 开始分解的温度分别为 450℃和 80℃） （1）电解精炼银时，阴极反应式为 该气体变色的化学方程式为 （2）固体混合物 B 的组成为 ；滤渣 A 与稀 HNO3 反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色， 。 ；在生成固体 B 的过程中，需控制 NaOH 的加 。 Al2O3 CuAlO2 + ↑
性（填“酸”或“碱”。 “浸取”时不断搅拌的目的是 。 和水。
6． （2013 汕头一模）锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材 料，二氧化锆（ZrO2）可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石（ZrSiO4） ，含 Al2O3、SiO2、Fe2O3 等杂质，生产锆流程之一如下：
化学工艺流程题
一、基本框架结构
二、考查对象 无机化工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。一般 来说，流程题只有两个目的： 一是从混合物中分离、提纯某一物质； 二是利用某些物质制备另一物质。 这样可以将流程题分为两个类型： （一）除杂、分离、提纯类工艺流程题（本质就是对混合物的除杂、分离、提纯） ①首先，找出要得到的主要物质是什么，混有哪些杂质； ②然后，认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物； ③最后，思考要用什么样的方法才能将杂质除去。这样才能得出每一步所加试剂或操作的目的。 （二）物质制备类工艺流程题 ①先是确定要制备什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质（具有某些特殊性质的 产物，要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质，比如：产品受热易分解，可能要低温烘干、 减压烘干、减压蒸发等） ； ②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应物是什么？反应方程式是什么？该反应造成了 什么后果？对制造产品有什么作用？ ③从问题中获取信息，帮助解题。标准化问题要标准化回答。 物质制备类型的化学工艺流程题往往也伴随着除杂、分离、提纯的实验操作。 三、常见细节 1、沉淀洗涤操作：
(1)将铬污泥粉碎的目的是______________，操作 a 的名称为_______; (2)废渣的主要成分是 A1(0H)3 和 Fe(OH)3。已知 250C 时，A1(OH)3 的 Ksp=1.3x10-33 , 则 该 温 度下反应 的平衡常数为_______; (3)写出加入 30%H2O2 过程中发生的离子反应方程式：______________； (4)实验室洗涤铬黄沉淀的方法：______________； (5)写出浓盐酸与 A12O3 反应的离子方程式：______________。 5． （2013 广州一模）某科研小组以难溶性钾长石（K2O•Al2O3•6SiO2）为原料，提取 Al2O3、K2CO3 等物质， 工艺流程如下：
试回答下列问题： （1）写出上述流程中高温气化的反应方程式（碳转化成 CO） ： ； （2）写出 ZrOCl2•8H2O 在 900℃ 生成 ZrO2 的反应方程式 ； （3）关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是 （单选） ； A.二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料 B.1 纳米=10-10 米 C.锆合金的硬度比纯锆要高 D.日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起 （4）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2） 晶体，在熔融状态下能传导 O2- 。在熔融电解质中， O2— 向 ( 填正负 ) 极移动。电池正极电极反应 为： ，负极电极反应为： 。 7． （2013 韶关一模）软锰矿中含 MnO2 约 70%，SiO2 约 20%，Al2O3 约 4%，其余为水分；闪锌矿中含 ZnS 约 80%，FeS、CuS、SiO2 共约 7%，其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，制 取 Zn、MnO2 和 Na2SO4。其工艺流程如下：
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⑥酸洗：通常指清洁金属表面的一种方法。一般指将制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金属表面的氧 化物等薄膜。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理。 ⑦浸取：又称固液萃取，用溶剂分离和提取固体混合物中的组分的过程。将固体混合物浸在选定的溶 剂中，利用其组分在溶剂中的不同溶解度，使易溶的组分溶解为溶液，即可与固体残渣分离。 3、明确结晶的几种方法（工业生产中，往往是从多种溶质或一种溶质的溶液中提取目标固体产物， 需要用到结晶） （1）当溶液是单一溶质时 ①最后所得晶体不带结晶水（如 NaCl、K NO3）：蒸发结晶 ②最后所得晶体带结晶水（如 CuSO4.5H2O、莫尔盐）：蒸发浓缩（至有晶膜出现）质时：趁热过滤滤渣（溶解度最小、受温度影响最小的溶质），蒸发 浓缩（结晶）滤液（含溶液中所有成分，其中溶解度最小的溶质是饱和溶液），然后冷却结晶，过滤，得 另一溶质（溶解度最大、受温度影响最大的溶质）。 4、控制反应条件的方法： ①控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 调节溶液 pH 值目的在于使某些离子沉淀从而分离提纯，使得有效元素转移到滤液中，过程中要选择 合适的试剂，不要引入新杂质。例如：若要除去 Cu2+溶液中混有的 Fe3+，通常采用调节溶液的 pH 除去杂 质达到提纯目的，可加入 CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3CuO 等物质来调节溶液的 pH 值 ②蒸发、反应时的气体氛围，例：由 MgCl2· 6H2O 制备 MgCl2 ②其他生产条件的控制 加热的作用：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。 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； 趁热过滤的目的：防止某物质降温时会析出； 冰水洗涤的目的：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。 （三）思考要有方向——在基础理论框架下结合实际问题进行思考。 常用思考方法： ①反应原理：复分解、氧还反应发生的条件，书写原则等 ②利用率高：利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用。 ③快速生产：化学反应速率 ④提高产率：化学平衡。 ⑤产品纯度：产品的分离、提纯等实验基本操作问题。 ⑥绿色环保：反应物尽可能无毒无害无副作用，“三废”的处理，涉及绿色化学问题。 （四）答题要有模式和要点——注意提升表达能力。 △突破信息型化学方程式的书写---熟悉物质类别的性质，关注步骤之间物质的化合价的变化，关注环 境的酸碱性，关注体系中有关平衡的问题，紧扣化学反应的守恒原理（质量守恒、电荷守恒等）。
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步骤①中主要反应的化学方程式为： 4Fe0· Cr2O3＋8Na2C03＋702=8Na2Cr04＋2Fe2O3＋8C02 （I）①中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是＿＿＿＿＿＿。 ． （2）杂质 A1203, SiO2 在①中转化的化学反应方程式为＿＿＿＿＿＿ （3）用化学平衡移动原理说明③中煮沸的作用是＿＿＿＿＿＿（用 离子方程式结合文字说 明） ，若调节 pH 过低产生的影响是＿＿＿＿＿＿ 一 一 （4） ⑤中酸化是使 Cr042 转化为 Cr2072 ， 写出该反应的离子方程式： ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （5）工业上还可用电解法制备重铬酸钠，其装置示意图如右： 阴极发生的电极反应式为：＿＿＿＿＿＿ 阳极发生的电极反应式为：＿＿＿＿＿＿ 4.（2013 汕头二模）铬酸铅俗称铬黄，不溶于水。广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工业。 实验室模拟工业上用铬污泥（含有 Cr2O3、Fe2O3、A12O3、 SiO2 等）制备铬黄的工艺流程如下：