化工流程图题
专题20 流程图题-2022年中考化学真题分项汇编(全国通用)(第01期)(解析版)
专题20 流程图题1.(2022年江苏省扬州市中考)甲烷是天然气的主要成分。
利用太阳能可将甲烷在高温熔融盐环境中转化为H 2,反应原理如图所示,下列说法正确的是( )A .整个过程中,只有Zn 的化合价发生变化B .过程①的化学反应为4ZnO+CH 一定条件2Zn+H +COC .理论上过程①与过程①中产生H 2的质量比为2:1D .当参加反应的CH 4与H 2O 质量比为8:9时,理论上可不补充ZnO 【答案】CD【解析】根据反应原理示意图可知,该反应原理主要由两个反应,过程①的化学反应为42 ZnO+CH Zn+2H +CO 一定条件,过程①的化学反应为22 Zn+H ZnO+H O↑一定条件,该反应原理为242 H O+CH 3H +CO 一定条件。
【详解】A 、根据反应原理为242 H O+CH 3H +CO 一定条件可知,只有C 、H 的化合价发生改变,故选项说法错误;B 、根据分析可知,过程①的化学反应为42 ZnO+CH Zn+2H +CO 一定条件,故选项说法错误;C 、根据分析可知,过程①的化学反应为42 ZnO+CH Zn+2H +CO 一定条件,过程①的化学反应为22 Zn+H ZnO+H O ↑一定条件,理论上过程①与过程①中产生H 2的质量比为2:1,故选项说法正确;D 、根据分析可知,该反应原理为242 H O+CH 3H +CO 一定条件,当参加反应的CH 4与H 2O 质量比为8:9时,理论上可不补充ZnO ,故选项说法正确; 故选CD 。
2.(2022年江苏省连云港市中考)一种利用太阳能分解水的原理如图所示。
下列说法不正确的是( )A .反应I 的化学方程式:22224I +SO +2H O=2HI+H SOB .理论上每生成2gH 2,同时生成32gO 2C .反应①中生成SO 2和O 2的分子个数比为2:1D .反应I 、①和①在反应前后均有元素化合价发生改变 【答案】B【解析】根据图示可知反应I 的化学方程式为I 2+SO 2+2H 2O=2HI+H 2SO 4,反应II 的化学方程式为222HIH +I ↑太阳能,反应III 的化学方程式为242222H SO 2SO +2H O+O ↑↑太阳能。
无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧
无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧(1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施:搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强),增大气液或固液接触面积(2)加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动(3)温度不高于××℃的原因适当加快反应速率, 但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发//(如H2O2、NH4HCO3)分解//(如Na2SO3)氧化或促进(如AlCl3)水解等,影响产品的生成(4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法【蒸发浓缩<至有晶膜出现>、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥】(5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法(蒸发浓缩、趁热过滤 <如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来>、洗涤、干燥)(6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器(7)控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀(调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱,以避免引入新的杂质;pH分离时的范围确定、范围过小的后果<导致某离子沉淀不完全>或过大的后果<导致主要离子开始沉淀>)(8)减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解\挥发(9)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法:将溶液静置一段时间后,向上层清夜中滴入沉淀剂,若无沉淀生成,则离子沉淀完全(10)洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2-3次(11)检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若———–,则沉淀洗涤干净(13)冰水洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗(14)乙醇洗涤的目的:降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗,得到较干燥的产物(15)蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行(16)事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化工业流程常见的操作与名词工业流程题目在流程上一般分为3个过程:(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词①加快反应速率②溶解:通常用酸溶。
化工流程图解题技巧
化工流程图解题技巧及练习一、无机化工流程题的特点1、工业生产流程的主要框架:原料→I预处理→II分离提纯→III核心反应→产品2、试题本质:想办法从混合物中提取纯净物;3、考察内容: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;1据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写情景方程式; 2滤渣的成分; 3滤液的成分;(4)核心反应条件的控制和原因; 5选择化学除杂试剂及原因; 6调PH值的范围及试剂的选择;7相关实验仪器;8相关计算;等等;二、解题技巧一读题1、①先粗读:明确原料、明确杂质、明确目标产品;先不必把每个环节的原理都搞清楚;②针对问题再精读:分析细节,根据问题去研究某一步或某一种物质;③第三,要看清所问问题,不能答非所问,并注意语言表达的规范性;注: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;2、读流程图的方法:抓箭头:①主线主产品;②支线副产品;③回头循环品;3、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提高原料利用率:利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用;③快速反应:化学反应速率措施有粉碎、加热、增大浓度、搅拌等④提高产率:化学平衡向右移动;⑤提高产品纯度: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;⑦工业成本低:原料廉价、资源丰富;二、样品的预处理1、矿样的预处理方法:1原料的预处理①粉碎的目的:增大接触面积,加快反应速率反应快;或使反应更完全;②煅烧的目的:A除去有机物杂质或者碳的杂质如题意告知该矿样中含C或有机物杂质;或B使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化、分解思考样品成分中是否有具有还原性的物质, 且看在整个流程中是否需要被氧化;或C改变矿样的结构,使其在后面的酸溶或碱溶或水溶中更易溶解;③溶解:有酸溶、碱溶、水溶;又叫酸浸、碱浸、水浸酸浸目的:与酸反应,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;碱浸目的:与碱反应,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;水浸目的: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;2有关名词: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;思考提高浸出率的措施通常有哪些---粉碎、搅拌、升温、增大酸或碱浓度;2、植物样品的预处理方法:①灼烧:如海带中碘的提取、茶叶中铁含量的测定,灼烧成灰之后,再用水浸,为了加快其溶解速率可以加热、不断搅拌;然后再过滤,过滤之后如果得到的滤液中还有灰烬,可以再过滤一次;②研磨成汁:提取植物样品中的有机物所用方法;如波菜中草酸含量的测定,研磨成汁之后,如该有机物可溶于水,研磨之后,可用水浸取;如该有机物不溶于水,就用有机溶剂乙醇或苯、四氯化碳来萃取;三、控制反应条件重要1、调节pH值的目的: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PH值除杂:一般是除Fe2+、Fe3+(1)、除Fe2+要将其氧化成Fe3+,氧化剂可选择H2O2、Cl2、HNO3、NaClO或氯水,到底选择谁,要据具体的题景来选择;(2)调PH值所加试剂:一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的a、金属;b、金属氧化物;c、金属氢氧化物;d、金属碳酸盐总之,这些物质要能与H+反应,又难溶于水,这样可即使过量而又不会引入新的杂质离子,有时候也可能加NaOH 或氨水来调PH值,要据题意具体分析一般是加的Na+、NH4+不会在后续的程序中难以分离3PH值的调节范围:据题意告知的某离子完全沉淀或开始沉淀的PH值数据来选择,不能随意更改,应该是题目中原始数据的组合;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FeOH3 ~ FeOH2 ~ MnOH2 ~问题:若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做答先加双氧水把Fe2+氧化成Fe3+,再调节≤PH<注调节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、CuOH2、Cu2OH2CO3等物质来调节溶液的pH值 ;2、保持酸过量酸化的目的:通常是抑制某金属阳离子的水解;3、温度的控制的目的可用水浴或冰水浴或油浴来控制a、冰水浴目的:通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发或溶解;b、水浴目的:通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来,具体问题要具体分析;如侯德榜制碱中,将CO2通入NaCl的氨溶液中,保持溶液的温度为30+2℃,可得NaHCO3晶体,温度控制在这个范围,目的就是防止NaHCO3分解;而在Br2的制取过程中,出溴口的温度控制在80~90℃,目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中;c、使催化剂的活性达到最好:如工业合成氨或工业SO2氧化为SO3时,选择的温度是500℃左右,原因之一就是使催化剂的活性达到最高;d、防止副反应的发生:如乙醇的消去反应温度要控制在170℃,原因是就是在140℃时会有乙醚产生;e、对于一些工艺来说,降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求;4、加热的目的:加快反应速率,或促进平衡向某个方向移动;或加速某固体的溶解;5、降温反应的目的:防止某物质在高温时分解或溶解,或为使化学平衡向着题目要求的方向移动;四、物质的分离和提纯的方法及目的①结晶重结晶:固体物质从溶液中析出的过程;②过滤:固、液分离主要仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒③趁热过滤:防止某物质降温时会析出;④洗涤:通常有水洗、冰水洗涤、醇洗;水洗目的:洗去晶体表面的杂质离子适用于溶解度小的溶质;冰水洗涤目的: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; 适用于高温溶解度大、低温溶解度小的溶质;醇洗目的:常用于溶解度较大的溶质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;若对溶解度小的溶质进行醇洗,则是为了洗去杂质离子,并使尽快干燥;⑤蒸馏:液、液分离主要仪器:蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管⑥蒸发:利用加热的方法,使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质晶体的过程;实验仪器:蒸发皿、铁架台、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯;注蒸发反应时的气体氛围:例如MgCl26H2O→MgCl2,应在HCl气体氛围下蒸发溶剂,以防其水解;⑦萃取:用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来;⑧分液:互不相溶的液体间的分离主要仪器:分液漏斗⑨升华:将可直接气化的固体分离出来;⑩盐析:加无机盐使溶质的溶解度降低而析出;⑾灼烧:高温条件下固体物质的燃烧;主要仪器:坩埚;⑿煮沸:目的通常是是除去溶解在水中的气体通常为O2;或是为了促进水解,聚沉后便于过滤分离;注结晶方法一般为2种:一种是蒸发结晶适用于溶质的溶解度随温度变化而变化不大的;一种是降温结晶适用于溶质的溶解度随温度变化而变化较大的;后者具体形式又分为①冷却结晶;②蒸发浓缩、冷却结晶;③蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶;1当溶液是单一溶质时①当溶质的溶解度随温度变化不大:如NaCl:蒸发结晶;②溶质的溶解度随温度降低而变化较大:如KNO3:冷却结晶高温下先配成饱和溶液;③溶质的溶解度随温度降低而变化较大,要从稀溶液得到带结晶水的晶体如CuSO4·5H2O:蒸发浓缩至有晶膜出现,冷却结晶过滤;2当溶液中有两种或以上溶质时:A、要使受温度影响最大、溶解度最大的溶质最先结晶析出如除去KNO3中的少量NaCl:蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、干燥;B、要使受温度影响最小、溶解度最小的溶质最先结晶析出:如除去NaCl中的少量KNO3:蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥;C、要使受温度影响大、溶解度大的溶质留在滤液中:必须趁热过滤;五、核心反应方程式的书写方法1、据箭头找出反应物、生成物或据题目提供的信息找出反应物或部分生成物;2、分析其化合价的变化,确定发生的反应是复分解反应还是氧化还原反应;3、据配平的需要确定在反应物或生成物中加水、加H+或OH-;a、水可在反应物中或生成物中据需要随意添加;b、可据电荷守恒确定在反应物或生成物中加H+或OH-或H2O,H+、OH-不能随意添加,必须据题意;如反应在酸性环境下进行,可在反应物或生成物据需要加H+或H2O,但绝对不能加OH- ;如在碱性环境下反应,在反应物或生成物中据需要加OH-或H2O,但绝对不能加H+;六、常见文字叙述规范套路重要①如何进行滴定终点的判断答:当滴入最后一滴标准液时,溶液颜色由××颜色变为颜色,且半分钟内不恢复原色;注:只写“变色”或“褪色”不得分②洗涤沉淀的方法:往漏斗中加入蒸馏水至没过沉淀物,待水自然流下后,重复以上操作2~3次;③检验沉淀是否洗涤干净的方法:取最后一次的洗涤液,滴加××试剂可与杂质的某些离子发生沉淀反应,如果没有沉淀生成,说明沉淀洗涤干净;否则说明沉淀未洗涤干净;注这种情况因为离子浓度较低,应该选用反应灵敏的特征反应;此时一般不用焰色反应实验检验离子浓度低、效果不好;④检验沉淀是否完全的方法:静置,向上层清液中继续滴加××试剂,若没有沉淀生成,说明沉淀完全;若出现沉淀则说明沉淀未完全;⑤如何进行萃取操作答:在分液漏斗中加溶液和萃取剂,右手堵住漏斗上口塞,左手握活塞,倒转用力振荡,放气,正立放铁圈上静置;⑥如何进行分液操作答:让分液漏斗下端紧靠烧杯内壁,打开分液漏斗上口玻璃塞,打开活塞,让下层液体从下面流出到分界面,再关闭活塞,上层液体由上口倒入另一烧杯;⑦如何进行焰色反应的操作答:先将铂丝沾盐酸在酒精灯火焰上灼烧, 反复几次,直到与酒精灯火焰颜色接近为止,然后用铂丝沾取少量待测液,到酒精灯火焰上灼烧,观察火焰颜色,如为黄色,则说明溶液中含Na 元素;若透过蓝色钴玻璃呈紫色,则说明溶液中含 K 元素;⑧过滤的方式有几种降温结晶主要包括哪些步骤答:过滤、趁热过滤;蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;⑨如何进行结晶蒸发操作答:将溶液转移到蒸发皿中加热,并用玻璃棒搅拌,待有大量晶体出现时停止加热,利用余热蒸干剩余水分;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;走近真题27.锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用;某离子电池正极材料有钴酸锂 LiCoO 2,导电剂乙炔黑和铝箔等;充点时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi ++xe -=Li x C 6;现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源部分条件为给出; 回答下列问题:1LiCoO 2中,Co 元素的化合价为_________;2写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________________________;3“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式______________________________;可用盐酸代替H 2SO 4和H 2O 2的混合液,但缺点是 ;4写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式___________ ___________;5充放电过程中,发生LiCoO 2与Li1-x CoO 2之间的转化,写出放电时电池反应方程式__________________________________;6上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是_____________________________________;在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有__________________________填化学式;分析第2问“正极碱浸”的离子方程式,只要提取到信息“铝箔”,就能得出2Al+2OH -+2H 2O=2AlO 2-+3H 2↑ 以人教版为例;“酸浸”过程中的氧化还原反应方程式的书写需要提取到信息“LiCoO 2→CoSO 4”,Co 的化合价从+3价变化到+2价,被还原,结合中学化学中H 2O 2的特殊性既可做氧化剂又可作还原剂,说明H 2O 2做还原剂,从而得到LiCoO 2+ H 2O 2 →CoSO 4+O 2 ↑ 的反应框架,有金属离子存在,就可以催化H 2O 2的分解选修四实验探究,从而有了2H 2O 2=2H 2O+ O 2 ↑,若用盐酸代替,要求考生大胆猜测推理,能将有一定强氧化性的H 2O 2氧化,可见+3价Co 的氧化性足够强,结合元素化合物的知识即可得出加入盐酸会产生氯气的结果;第4问“沉钴”过程的化学方程式,同样需提取到信息“CoSO 4→CoCO 3”化合价没有变化,而CO 32-的提供者为NH 4HCO 3,说明CoCO 3的溶解度很小因HCO 3-电离程度低,自然可以得到:NH 4HCO 3+CoSO 4→CoCO 3+ NH 42SO 4+CO 2+H 2O;D 第5问放电..时LiCoO 2和Li 1-x CoO 2之间放电时正极发生还原反应的转化方程式书写,方程式为: Li 1-x CoO 2+Li x C 6= LiCoO 2+6C ;第6问中对“放电处理”工艺对锂在正极回收利用的优势分析,结合放电负极反应:Li x C 6-xe -=6C+xLi +和正极反应和工艺流程的目的是回收得到更多的金属Li ;而最后回收金属化合物在工艺流程图中非常清楚,为Li 2SO 4、A l O H 3、 CoCO 3;。
专题 14 化工流程图题(解析版)-2021年7月广东化学学考冲A考前专题特训
专题14 化工流程图题★考点列表序号考点考点释义备注1 原料处理不同的原料需要经过净化、混合、粉碎(对固体原料)等多种手段进行预处理。
使原料符合进行化学反应所要求的状态,根据具体情况进行分析与解决。
2 化学反应通过化学反应,获得目标产物或混合物,反应类型可以是氧化还原反应、复分解反应、取代反应、加成反应等。
经过预处理的原料,在一定的温度、压强等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和产率。
3 产品提纯由化学反应得到的产品进行分离,除去副产物或杂质,以获得符合要求的产品。
侧重考查学生接收、整合信息的能力以及分析和解决问题的能力4 方案评价物质的回收和循环利用及对不同工艺路线和流程的技术经济评价等。
从化学视角感受社会、经济、文化、生活的方方面面,真正体会到化学给人类带来的发展与变化★典题演练1.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:下列说法正确的是()A.从吹出塔进入吸收塔的物质只有Br2B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4C.两次通入水蒸气的作用都是参加反应D.第一次通入Cl2的目的是氧化Br-,第二次通Cl2的目的是氧化SO2【答案】B【解析】通入过量氯气与溴离子反应生成溴单质,再鼓入空气和水蒸气使溴蒸气挥发进入吸收塔,但进入吸收塔的还有空气、水蒸气和过量的氯气,A错误;在吸收塔里发生反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,所以从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4,B正确;在吹出塔通入水蒸气,有助于溴挥发出去,没有参加反应;在蒸馏塔中,发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,水作为溶剂,使物质发生反应,同时提供能量,使溴挥发,未参与反应,C错误;第一次、第二次通入Cl2的目的都是氧化Br-,D错误。
2.碘元素被称为“智力元素”,是人体必需的微量元素之一,人体缺碘会引起甲状腺肿大,幼儿缺碘会造成思维迟钝,影响生长发育。
因此,人们常通过摄入海产品或食用加碘盐来补充碘元素,以保证人体健康。
化学流程图推断题5
6.(龙岩)下图是氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的部分工 艺流程简图。
氢氧化钠 过滤 (1)试剂I和操作Y的名称分别为________、___________。 (2)硫酸与氧化铁的反应为 Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O ____________ ______________________。 (3)往铁粉(含少量氧化铁)中加入硫酸,除铁、氧化铁与硫酸 发生反应外,一定还发生其它反应。作出这种判断的依据是 生成物只有FeSO4一种 _______________________。 (4)某铁矿主要成分为Fe3O4,利用CO将该物质中铁还原出来的 高温 Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2 方程式为 ___________ 。
适量 稀硫酸
(1)操作Ⅰ的名称是 过滤 ;该操作需用到的铁制仪器 铁架台 。 为 (2)固体A的成分是 铁、铜 ; 操作Ⅱ反应的化学方程式为Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 。 (3)黑色固体C加适量稀硫酸反应的方程式 CuO + H2SO4 = CuSO4 +H2O 为 。 (4)图中由含铝的钠盐制备氯化铝有两种途径,你认为合理的途 径是 Ⅱ (填:“Ⅰ”或“Ⅱ”), 理由是 途径Ⅱ没有引入新的杂质,得到的是纯净的氯化铝溶液 。
CuSO4的溶液 过滤
滤液
液
铁晶体
不溶性杂质 (1)废液在加入金属X前需进行过滤,目的是将其中的__________ 除去。进行过滤操作所需的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 。 铁(或Fe) (2)金属X是________, 其加入废液后发生反应的化学方程式 为___CuSO4+Fe=FeSO4+Cu _______; 稀硫酸(或稀H 溶液Y是____________,2SO4) 利用其除去铜中杂质,有关反应的化学方程式为 H2SO4+ Fe= FeSO4 +H2↑ _____________________________。
【精品】流程图题目型练习
流程图题型练习编写张志强审核陆胜其魏爱民1、CuO可用作颜料、玻璃磨光剂、有机合成催化剂等。
以下是用铜粉氧化法生产CuO的流程图:回答下列问题:(1)写出溶解过程中的离子方程式_____________________________________。
(2)1∶1的H2SO4是用1体积98%H2SO4与1体积水混合而成。
配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒外,还需要______________、________________。
(3)该工艺会产生一定量的酸性气体,该气体是______________(写分子式),应加以回收处理。
(4)已知氧化亚铜(Cu2O)与稀H2SO4反应有CuSO4和Cu生成。
假设焙烧后固体只含铜的氧化物,为检验该固体的成分,下列实验设计合理的是___________________(选填序号)。
(a)加入稀H2SO4,若溶液呈现蓝色,说明固体中一定有CuO(b)加入稀H2SO4,若有红色沉淀物,说明固体中一定有Cu2O(c)加入稀HNO3,若有无色气体(随即变成红棕色)产生,说明固体中有Cu2O(d)加入稀HNO3,若全部溶解,说明固体中没有Cu2O(5)不考虑生产中的损耗,要计算铜粉中Cu的含量,需要测定的数据是_______________和________________________(用文字表示)。
2、氧化铜有多种用途,如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。
为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:⑴制备氧化铜工业CuSO4CuSO4溶液CuSO4·5H2O……CuO①步骤I的目的是除不溶性杂质。
操作是。
②步骤Ⅱ的目的是除铁元素。
操作是:滴加H2O2溶液,稍加热;当Fe2+转化完全后,慢慢加入C u2(O H)2C O3粉末,搅拌,以控制溶液pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。
控制溶液pH=3.5的原因是。
高考化学工艺流程图题型分类
化学工艺流程1. Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池旳电极材料, 可运用钛铁矿(重要成分为FeTiO3, 还具有少许MgO、SiO2等杂质)来制备, 工艺流程如下:回答问题:(1)“酸浸”试验中, 铁旳浸出率成果如下图所示。
由图可知, 当铁旳净出率为70%时, 所采用旳试验条件为___________________。
(2)“酸浸”后, 钛重要以TiOCl42-形式存在, 写出对应反应旳离子方程式__________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得试验成果如下30 35 40 45 50表所示:温度/℃TiO2·xH2O转化率% 92 95 97 93 88分析40℃时TiO2·x H2O转化率最高旳原因__________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti旳化合价为+4, 其中过氧键旳数目为__________________。
(5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L, 加入双氧水和磷酸(设溶液体积增长1倍), 使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5 mol/L, 此时与否有Mg3(PO4)2沉淀生成?___________(列式计算)。
FePO4、Mg3(PO4)2旳Ksp分别为1.3×10-22.1.0×10-24。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4旳化学方程式。
【答案】(1)100℃、2h, 90℃, 5h(2)FeTiO3+ 4H++4Cl− = Fe2++ TiOCl42− + 2H2O(3)低于40℃, TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增长;超过40℃, 双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O 转化反应速率下降(4)4(5)Fe3+恰好沉淀完全时, c(PO43-)= mol·L−1=1.3×10-17 mol·L−1, c3(Mg2+)×c2(PO43-)=(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.7×10-40<Ksp [Mg3(PO4)2], 因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。
二轮专题复习:化工流程图题中氧化还原反应方程式的书写练习
二轮专题复习:化工流程图题中氧化还原反应方程式的书写练习1、锰是冶炼工业中常用的添加剂。
以碳酸锰矿(主要成分为MnCO 3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:问题:步骤Ⅱ中,MnO 2在酸性条件下可将Fe 2+离子氧化为Fe 3+,反应的离子方程式是 ______________________________________________________________________________ 2、碲(Te )为ⅥA 族元素,是当今高新技术新材料的主要成分之一。
工业上可从电解精炼铜的阳极泥中提取碲。
TeO 2是两性氧化物,微溶于水,可溶于强酸或强碱。
从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下:问题:“酸溶”后,将SO 2通入TeCl 4溶液中进行“还原”得到碲,该反应的化学方程式是 ______________________________________________________________________________3、软锰矿的主要成分为MnO 2,含少量Al 2O 3和SiO 2。
闪锌矿主要成分为ZnS ,含少量FeS 、CuS 、CdS 杂质。
现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO 2和Zn ,其简化流程如下(中间产物的固体部分已经略去)。
已知:矿石中所有金属元素在滤液A 中均以离子形式存在。
问题:①中发生多个反应,其中MnO 2、FeS 与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出MnO 2、FeS 与硫酸共热发生反应的化学方程式______________________________________________________________________________碳酸锰矿粉电解废水MnO 2+X ③4、磷酸铁锂(LiFePO4)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。
某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂,开辟了处理硫酸亚铁废液的一条新途径。
高中化学 二轮复习 化学工艺流程图题 专项训练
专题强化练(一)物质的分离、提纯、反应条件的控制1.某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2,工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下:请回答下列问题:操作1主要包括:__________、____________、_______。
洗涤CuSO4·5H2O 粗产品不能用大量水洗,而用冰水洗涤,原因是_____________________________________ ______________________________________________________________________________。
答案蒸发浓缩冷却结晶过滤冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子,又可以减少晶体的损失2.利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为Co、Ni,还含少量Fe、Al等)生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体的工艺流程如下。
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Co(OH)3Al(OH)3Ni(OH)2开始沉淀pH 2.27.47.60.1 4.07.6完全沉淀pH 3.28.99.2 1.1 5.29.2(1)用硫酸浸取金属电极芯时,提高浸取率的方法有______________(写出一种合理方法即可)。
(2)沉淀A的主要成分是Fe(OH)3、____________,“浸出液”调节pH的范围为________,调节pH选用的试剂可以是________(填字母)。
a.铁b.氨水c.碳酸钠溶液d.稀硫酸(3)由“母液4”获取NiSO4·7H2O的操作是_______________,____________,过滤,洗涤。
答案(1)适当的升高温度(或将金属电极芯研成粉末)(2)Al(OH)3 5.2≤pH<7.6 bc(3)蒸发浓缩 冷却结晶解析 (2)金属电极芯中的主要成分是Co 、Ni ,还含少量Fe 、Al 等,加入稀硫酸酸浸时,金属单质都转化为金属离子(Ni 2+、Co 2+、Fe 2+、Al 3+),浸出液中加入过氧化氢的作用是氧化亚铁离子为铁离子,由流程图中最终产物可知,调节pH 的作用是除去溶液中的Fe 3+、Al 3+,故沉淀A 的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;为了保证Fe 3+、Al 3+沉淀完全而Ni 2+、Co 2+不沉淀,由表格数据可知,要调节pH 的范围为5.2≤pH<7.6;调节pH 时不能加入铁,因为铁能还原铁离子为亚铁离子,不能加入稀硫酸,因为要将溶液的pH 调大,由流程图中后续所加试剂可知,调节pH 选用的试剂可以是氨水、碳酸钠溶液。
无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧
无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。
题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题,构成一道完整的化学试题.因此解答化工工艺流程题的基本步骤是:推荐阅读:运用规律解工艺流程题——“模型解题法”一、读题头,得目的,划原料明产品,解决“干什么"通过阅读题头,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,通过对比分析工业流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),弄清从原料出发,要得到最终产品,必须除去什么元素、引进什么元素?阅读题干时要随手画出题目提供的一些课本上未出现过的诸如溶解度、物质的热稳定性和熔沸点等不知何用的信息,以便在后面阅读流程图和解题时随时调用.二、读题干,析过程,看措施推用意,解决“怎么做”题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来。
分析流程中的每一步骤的反应物是什么?发生了什么反应?利用了什么原理(氧化还原、溶解度、电离平衡、水解平衡、溶解平衡)?该反应造成了什么后果(除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?这些物质又是如何分离、提纯和循环利用的?如何体现绿色化学思想?)?每一步操作进行到什么程度最佳?在此过程中抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务,在回答相关操作的原因或目的时要从对产品的影响层面作答。
我们把它分为三个层次:读得懂的;读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的;完全读不懂的。
快读读得懂的,对于读得懂的,往往是常见的化学反应、化学实验操作等基础知识,是要求学生必须掌握的。
出题者常在这些环节设问,让大部分学生都能得到这些分。
因此要克服恐惧心理意识到,无论流程图如何复杂都会有简单的得分题。
例如一些灼烧、水浸及过滤的目的。
细读读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的,这部分需要运用已有的基础知识,根据学习过的化学反应原理,联系实验工业生产及题目信息等进行知识的整合方可得到结论的。
2023年中考化学专题复习 流程图题2
2023年中考化学专题复习流程图题1.黄铁矿(主要成分是FeS2)是一种重要的矿石,常用来生产铁、硫酸及硫酸铁,有关工业流程图如下:(1)写出反应Ⅲ的化学反应方程式___________。
(2)流程图中操作①和②都用到的仪器是___________,其在操作①中该仪器的作用是___________。
(3)全部生产过程中涉及的基本化学反应类型有___________种。
2.钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,广泛应用于航天、医疗等领域。
工业上以金红石(主要成分为TiO2)为原料生产钛金属,流程如下:根据流程图信息,回答下列问题:(1)钛在元素周期表中的信息如图,钛原子的质子数是______。
(2)反应①的化学方程式为______。
(3)反应②的基本反应类型是______。
(4)反应②是在氩气环境下进行的,氩气的作用是______。
(5)航天飞机常用到钛合金,是因为钛合金具备很多优良性能,如______(请你写出一点)。
3.以黄铁矿(主要成分为FeS2,含有少量SiO2杂质)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:已知:SiO2难溶于水和酸,FeCl3·6H2O受热易分解。
回答下列问题。
高温(1)配平黄铁矿焙烧的化学方程式:_____FeS2+_____O2_____Fe2O3+_____SO2。
(2)试剂a的名称是___________。
(3)操作Ⅱ为___________(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
(4)焙烧产生的SO2可用于工业制备硫酸,制备过程中产生的废气中含有SO2,废水中含有硫酸。
以下想法不妥的是___________(填字母)。
A 废气可以回收再利用B 废气可以点燃后排放C 废水用熟石灰中和后排放D 改进工艺,减少废气废水的排放4.过氧化镁(MgO2)是一种镁精细化工产品,在医疗上可用来治疗消化不良、胃酸过多等疾病。
下图是利用Mg2(OH)2CO3生产过氧化镁的工艺流程。
化工流程图题
有少Na量23CC、aOC某逐3l兴2+滴,2趣滴最H小入C终组稀l得=的盐2到同N酸纯a学直净C的至l的研+无N究气Ha课C2泡Ol题固产+是体生C除。O去实2↑N验a步C骤l固如体下中图含
所除示杂:
过量
适ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱHCl
需除去杂质CaCl2 NaCl 蒸发
加足量水 Na2CO3
溶液 操作 溶液C 操 NaCl 固
1、加强读题能力的训练,培养良好的习惯。 2、理解实验原理,梳理出实验操作的线索。 3、熟练掌握常见气体、离子的检验方法,除杂、
提纯的方法。 4、选择恰当而精确的语言回答。 5、吸取指导意见,重视基础,参悟经典,专题训练。
溶液 B
操作 溶液C 操作 NaCl晶 2 PH=7 3 体
样品
CaCl2 NaCl
A 过滤 NaCl
Na2CO3
固体C CaCO3
提纯
CaCl2 + Na2CO3 =2NaCl + CaCO3↓
(1)固体C的化学式为
。
(2)加入“过量Na2CO3”所发生的化学方程式为: 。
量3C、Naa某C2兴lC2O,趣逐3最小+滴终组2滴得的H入C到同稀l纯=学盐2净的N酸的研a直N究C至al课C+无题l固气H是体2泡O除。产去+实生NC验aO步C2l↑骤固如体下中图含所有示少:
4、粗盐中含有杂质氯化钙、氯化镁、泥沙, 请同学以化工流程图的形式设计实验方案除去杂 质,得到纯净的氯化钠固体。请小组自行设计化 工流程图。
四、从哪些方面评价化工流程图方案是否适用
(1)是否最终得到产品。 (2)原料是否易得、廉价。 (3)原料的利用率高低。 (4)过程是否简捷优化。 (5)对环境污染是否有污染。
2021届高中化学一轮复习——工业流程图专题训练(有答案和详细解析)
2021届高中化学一轮复习——工业流程图专题训练(有答案和详细解析)1、硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·x H2O]是一种重要铁盐。
为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:回答下列问题:(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是___________________________________________________________________________________________________________________。
(2)步骤②需要加热的目的是______________________,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是____________________。
铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是_______________________________________________。
分批加入H2O2,同时为了_________________________________________________________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______________________________________________________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。
硫酸铁铵晶体的化学式为________________________________________。
答案 (1)碱煮水洗(2)加快反应 热水浴 C(3)将Fe 2+全部氧化为Fe 3+;不引入杂质 防止Fe 3+水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O解析 (1)除去铁屑表面油污的方法是用热纯碱溶液清洗铁屑,再用水洗。
无机化工生产流程图题
3、化学反应原理
化工生产中把原料转变成产品的过程就是 化学反应的过程,从化学反应原理的角度 选择原料、控制条件和选择设备等,是化 工生产的基本思路。化学反应原理的相关 知识包括质量守恒定律、化学反应方程式、 各类化学反应、化学反应速率、化学平衡、 化学反应与能量等,需要理解这些知识内 涵以及它们之间的纵横联系,做到能综合 运用这些知识分析化工生产中化学反应的 情况。
一、命题目的和意图 无机化工生产流程图题是一道综合命题, 综合考查元素化合物、基本概念和理论、 实验与探究等相关知识,综合考查化学实 验与探究能力、分析和解决(解答)化学 问题的能力和获取化学信息的能力,突出 了对我们分析与综合、类比与比较、判断 和推理等思维能力的要求,凸显了对“三 维”目标和“STSE”的考查,充分体现了新 课程的思想和理念。
【例题2】(2010福建高考卷的24)
硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业 上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要 成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、 FeCO3 MgO、CaO等,生产工艺流程示 意如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。 (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式: □Fe(OH)2+□____+□_____==□Fe(OH)3 +□CI(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德 (Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和 H,化学式量为89,化学式是_______。 (4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论 上可选用的最大区间为______。
横向比较同一类知识点的考察
考查通过控制pH控制离子水解沉淀。设问中没有 任何暗示和引导,要求学生能自己由图表数据从 两个方面分析出: pH=8时Zn(OH)2完 全沉淀,pH=10.5开始溶解,而Mg(O H)2在pH=10.4的时候开始沉淀,为了 使Zn(OH)2能完全析出而不影响Mg(O H)2,溶液的酸碱度控制在8.0≤pH≤1 0.4的范围。
“化工流程图”题解题方法
加 入 浓 H2SO4 , 除 SiO2 不 发 生 反 应外,其他物质 都发生反应。
I
主 要 成 分 是 MgCO3 , 还 含 有 ( MgO 、 SiO2 、 Fe2O3 、 FeO 、 CaO 、 Al2O3、MnO等杂质。
II III
I:原料的预处理 II:物质的分离提纯 III:产品获得
II
主 要 成 分 是 MgCO3 ,
III
还含有(MgO、SiO2、 除去
Fe2O3 、 FeO 、 CaO 、 Al2O3、MnO等杂质。
SiO2
除 去 Fe(OH)3 、 Al(OH)3、MnO2
I:原料的预处理 II:物质的分离提纯 III:产品获得
加 入 浓 H2SO4 , 除 SiO2 不 发 生 反 应外,其他物质 都发生反应。
I:原料的预处理
分离出CaCO3、 Mg(OH)2沉淀
II:物质的分离提纯
分 离 NaHCO3 和NH4Cl。
III:产品获得
加 入 CaO 和 Na2CO3 , 使 Ca2+ 、 Mg2+ 生成沉淀
I
在 溶 液 中 通 入 NH3 和 过 量 的 CO2 , 使 溶 液 生 成 NaHCO3 和NH4Cl。
二、“化工流程图”题考什么?
“化工流程”题考查的化学问题 物质的分离、提纯、制备
学生需要完成的任务
❖ 1.物质的问题:原材料和目标产物分别是什 么物质?在生产过程中涉及到哪些副产物? 这些产物含有哪些物质(或离子)?它们之 间存在什么联系?
❖ 2.操作的问题:生产过程中进行了哪些工艺 操作和处理方法(包括化学方法和物理方 法),各步操作和处理方法的作用是什么? 处理后的结果怎样?
化工流程图题系列卷(2)
化工流程图题系列卷(2)1.实验室可用甲酸制备甲酸铜.其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜,然后再与甲酸制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)2⋅4H2O]晶体.相关的化学方程式是:2CuSO4+4NaHCO3=Cu(OH)2⋅CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2OCu(OH)2⋅CuCO3+4HCOOH+5H2O=2Cu(HCOO)2⋅4H2O+CO2↑实验步骤如下:I.碱式碳酸铜的制备:①步骤ⅰ是将一定量CuSO4⋅5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨,其目的是______ .②步骤ⅰ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中,反应温度控制在70℃~80℃,如果看到______ (填写实验现象),说明温度过高.II.甲酸铜的制备:将Cu(OH)2⋅CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量热的蒸馏水,再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解,趁热过滤除去少量不溶性杂质.在通风橱中蒸发滤液至原体积的1时,冷却析出晶体,过滤,再用少量无水乙醇洗涤晶体2−3次,晾干,3得到产品.a、“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是______ .b、用乙醇洗涤晶体的目的是______ .2.工业上以锂辉石(Li2O−Al2O3−4SiO2,含少量Ca.Mg元素)为原料生产碳酸锂,其部分工艺流程如下:已知:①Li2O⋅Al2O3⋅4SiO2+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3⋅4SiO2⋅H2O↓②不同温度下Li2CO2和Li2OCO4的溶解度如表:T/℃20406080S(Li2CO3)/g 1.33 1.17 1.010.85S(Li2CO4)/g34.232.831.930.7(1)过滤时需要的玻璃仪器有______(2)滤渣I中分离制取Al2O3,其流程如下图所示(括号中均表示加入过量的试剂):括号内的试剂最好选用______A.稀盐酸B.CO2C.NaOH溶液D.NH3·H2O滤渣滤液滤渣步骤Ⅱ中反应的离子方程式为______(3)向滤液Ⅰ中加入石灰水调pH为11的作用是______ ,加入Na2CO3溶液的作用是______ ,滤渣2的成分是______(4)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是______(5)工业上用电解法将Li2CO3粗品制成高纯LiOH,再向溶液中加入过量NH4HCO3溶液可生成高纯Li2CO3,写出加入NH4HCO3溶液后的反应的化学方程式______ .3.废物利用有利于环境保护、资源节约,一种从废催化剂(含ZnO、CuO及少量石墨、Fe2O3及MnO2等)回收铜并制取活性氧化锌的工艺流程如下:请回答下列问题:(1)为提高酸浸的速率,还可采取的措施为________。
2020江苏省白蒲高级中学高三化学一轮复习-化工流程图题专练(不包含答案)
2020江苏省白蒲高级中学高三化学一轮复习化工流程图题专练1.Ba(NO3)2为无色或白色有光泽的立方晶体,微具吸湿性,有强氧化性,助燃,有毒,可用于生产烟花、信号弹、炸药、陶瓷釉药等.一种利用重晶石(BaSO4)制硝酸钡的工艺流程如下:I.制BaS(1)BaS溶液显碱性的原因是_____________________________(用离子方程式表示);(2)重晶石与焦炭在高温锻烧时会产生一种还原性气体,此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________,每有lmolBaSO4反应,转移的电子数目为___________;II.制Ba(NO3)2①取340g50%精制的BaS溶液,置于装有搅拌器、温度计和导气管的三颈烧瓶中②在不断搅拌下,慢慢加入浓度为65%的硝酸200g,控制温度为70℃,并维持三颈烧瓶内大约100mmHg的低压,反应30min,结束.请回答:(3)反应温度控制在70℃左右,不宜过高的原因是_________________________________________;(4)三颈烧瓶内维持低压的目的是___________,导出的H2S气体经NaOH溶液吸收可以获得重要的工业原材料硫化碱(Na2S),Na2S极易水解而变质,实验室配制Na2S溶液时,需在配好的溶液里加人少量的___________;(5)依据下表中Ba(NO3)2的溶解度数据,所得溶液经___________、___________,过滤、冰水洗涤、干燥后可获得纯净的Ba(NO3)2晶体.2.以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______。
(2)添加和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如题图所示。
已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃硫去除率=(1−焙烧后矿粉中硫元素总质量焙烧前矿粉中硫元素总质量)×100%①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于______。
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化工流程图问题解题方法
前言
化学与生产生活的联系在化工问题上得到了很大的解释和说明。
化工产率、流程、具体操作目的等问题一直是高考的高频考点。
如何理解工艺流程,如何解决实际问题是高考考纲的要求。
需要我们同学们多钻研,多思考,如何通过已学习的知识去解决实际问题这正是高考选拔人才的标准。
工艺流程图问题因此成为高考的必考题型。
工艺流程图问题考查范围广,内容涵盖多难度由易到难,是一个好的拿分点,高考应该拿到满分。
考察内容涉及化合价计算,化学方程式的书写,离子方程式的书写,氧化还原反应方程式的书写,电极方程式的书写,经常与电化学联系起来,具体实验操作的目的比如所加物质的用途、为何要控制温度在某一特定温度,包括在后期计算产率问题上涉及到的产率误差分析等。
这是一道综合性较强的题目,需要学生对于化学学科知识熟练掌握。
如何解决工艺流程图问题
考察方向:以实际生产生活中的金属冶炼、物质分离提纯为模板通过具体实验流程向我们展现一套具体的实验操作。
解题思路:
(一)读题
1、①先粗读:明确原料、明确杂质、明确目标产品。
先不必把每个环节的原理都搞清楚。
②针对问题再精读:分析细节,根据问题去研究某一步或某一种物质。
③第三,要看清所问问题,不能答非所问,并注意语言表达的规范性。
【注】: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。
2、读流程图的方法:抓箭头:①主线主产品;②支线副产品;③回头循环品。
3、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提高原料利用率:利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用。
③快速反应:化学反应速率(措施有粉碎、加热、增大浓度、搅拌等)
④提高产率:化学平衡向右移动。
⑤提高产品纯度: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。
⑦工业成本低:原料廉价、资源丰富。
(二)、样品的预处理
1、矿样的预处理方法:
(1)原料的预处理
①粉碎的目的:增大接触面积,加快反应速率(反应快);或使反应更完全。
②煅烧的目的:(A)除去有机物杂质或者碳的杂质(如题意告知该矿样中含C或有机物杂质);
或(B)使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化、分解(思考样品成分中是否有具有还原性的物质,且看在整个流程中是否需要被氧化);
或(C)改变矿样的结构,使其在后面的酸溶(或碱溶或水溶)中更易溶解。
③溶解:有酸溶、碱溶、水溶;又叫(酸浸、碱浸、水浸)
酸浸目的:与酸反应,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。
碱浸目的:与碱反应,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。
水浸目的: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。
(2)【有关名词】:
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。
【思考】提高浸出率的措施通常有哪些?---粉碎、搅拌、升温、增大酸(或碱)浓度。
三、控制反应条件(重要)
1、调节pH值的目的: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pH值除杂:(一般是除Fe2+、Fe3+)
、除Fe2+要将其氧化成Fe3+,氧化剂可选择H2O2、Cl2、HNO3、NaClO或氯水,到底选择谁,要据具体的题景来选择;
调pH值所加试剂:一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的a、金属;b、金属氧化物;c、金属氢氧化物;d、金属碳酸盐(总之,这些物质要能与H+反应,又难溶于水,这样可即使过量而又不会引入新的杂质离子),有时候也可能加NaOH或氨水来调pH值,要据题意具体分析(一般是加的Na+、NH4+不会在后续的程序中难以分离)
(3)PH值的调节范围:据题意告知的某离子完全沉淀或开始沉淀的PH值数据来选择,不能随意更改,应该是题目中原始数据的组合。
2、保持酸过量(酸化)的目的:通常是抑制某金属阳离子的水解。
3、温度的控制的目的(可用水浴或冰水浴或油浴来控制)
a、冰水浴目的:通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发或溶解;
b、水浴目的:通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来,具体问题要具体分析。
如侯德榜制碱中,将CO2通入NaCl 的氨溶液中,保持溶液的温度为(30+2)℃,可得NaHCO3晶体,温度控制在这个范围,目的就是防止NaHCO3分解。
而在Br2的制取过程中,出溴口的温度控制在80~90℃,目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中。
c、使催化剂的活性达到最好:如工业合成氨或工业SO2氧化为SO3时,选择的温度是500℃左右,原因之一就是使催化剂的活性达到最高。
d、防止副反应的发生:如乙醇的消去反应温度要控制在170℃,原因是就是在140℃时会有乙醚产生。
e、对于一些工艺来说,降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。
4、加热的目的:加快反应速率,或促进平衡向某个方向移动。
或加速某固体的溶解。
5、降温反应的目的:防止某物质在高温时分解或溶解,或为使化学平衡向着题目要求的方向移动。
四、物质的分离和提纯的方法及目的
①结晶(重结晶):固体物质从溶液中析出的过程。
②过滤:固、液分离(主要仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒)
③趁热过滤:防止某物质降温时会析出。
④洗涤:通常有水洗、冰水洗涤、醇洗。
水洗目的:洗去晶体表面的杂质离子(适用于溶解度小的溶质)。
冰水洗涤目的: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。
(适用于高温溶解度大、低温溶解度小的溶质)。
醇洗目的:(常用于溶解度较大的溶质)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。
(若对溶解度小的溶质进行醇洗,则是为了洗去杂质离子,并使尽快干燥。
⑤蒸馏:液、液分离(主要仪器:蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管)
⑥蒸发:利用加热的方法,使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质(晶体)的过程。
(实验仪器:蒸发皿、铁架台、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯)。
例题
1、二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。
工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。
部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为
_________________________。
(2)滤渣A的主要成分是_____________________________。
(3)加入MnS的目的是除去______________________杂质。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为___________________________。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有____________________________(写两种)。
2、医用氯化钙可用于补钙抗过敏等,以工业碳酸钙(含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医用二水合氯化钙(CaCl2·2H2O的质量分数为97.3—103.0%),工艺流程为:
氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3
开始沉淀时的pH 2.3 4.0 开始溶解:7.8
完全沉淀时的pH 3.7 5.2 完全溶解:10.8
(1)CaCO3与盐酸反应的离子方程式。
(2)过滤时需用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有。
滤渣主要成分的化学式。
(3)酸化时加盐酸的目的为:①,②防止Ca2+在蒸发时发生水解。
③。
(4)为什么蒸发结晶要保持在160℃:。
(5)为测定样品中CaCl2·2H2O的含量,称取0.7522g样品并配成250mL溶液,分别取该溶液25.00mL于三个锥形瓶中,用0.04mol/LAgNO3溶液进行三次滴定,消耗AgNO3溶液的平均体积为20.39mL。
①通过计算,样品中含CaCl2·2H2O的质量分数。
②若所测样品CaCl2·2H2O的质量分数偏高(忽略其它实验误差),可能的原因之一为。
4、我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2
和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
n+-1
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________;氧化除杂工序中ZnO 的作用是____________,若不通入氧气,其后果是________________。
(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积
锌后的电解液可返回_______工序继续使用。