工业流程题

工业流程试题分析 适用学科 高中化学 适用年级 高中三年级 适用区域 全国人教版 课时时长（分钟） 120 知识点 常见的金属及其化合物的性质；常见的非金属及其化合物的性质；实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；环境保护与绿色化学评价；及化学原理 教学目标 掌握常见的金属及非金属的化学性质及其应用；掌握工艺流程问题的解答方法 教学重点 工艺流程问题的解法 教学难点 工艺流程问题的解法         教学过程 一、 课堂导入 化学工艺流程题近几年是高考的热点，所占的分值也相当重。工业流程题的特点是：1.试题源于生产实际，以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问，充分体现了理论与实践相结合的观点。2.试题 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 丰富，涉及基础知识较为全面，较好地考查学生对“双基”的掌握情况。3.题目难度为中等以上，分值较大，区分度强 二、 复习预习 题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程以及供参考的数据（以 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 、图像等呈现）。 ①首先要通过阅读文字说明，弄清楚试题背景，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）； ②然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段； ③接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确； ④然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时才使用参考数据），组织语言回答设问。 三、知识讲解 考点：关键词 原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜）， 药片（补血剂），海水（污水） 2.原料处理阶段的常见考点： 快反应速率    ②溶解 浸出  ③灼烧 焙烧 、煅烧 ，将不易转化的物质转化为容易提取的物质： 如海带中提取碘 反应条件控制：  酸：溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、 二氧化硅， 3分离提纯阶段的常见考点： ①调pH值除杂   ②试剂除杂 ③加热煮沸：如促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气 ④降温  ⑤母液（滤液） ⑥萃取 4.获得产品阶段的常见考点： ①洗涤（冰水 热水） ②蒸发、反应时的气体氛围 抑制水解   ③蒸发浓缩、冷却结晶    ④重结晶 四、例题精析 【例题1】医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂志）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%-103.0%）的主要流程如下： （1） 除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的PH为8.0-8.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是 _________。  （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的PH约为4.0，其目的有： 溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2； ②防止Ca2+在蒸发时水解；③  ________  _ 。 （3）测定样品中Cl-含量的方法是：a.称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000mol/L AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。 ①上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有________。                                ②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为  _____________________。              ③若用上述办法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有 ____________________；_______________________。 【解析】 （1）Fe(OH)3若没有沉淀完全，则会有Fe3＋存在，检验Fe3＋的存在用KSCN溶液最好，检验时一定要取上层清液。 （2）本工艺的目的是制备纯净的氯化钙晶体，如果此时不将溶液的PH调节至酸性，此时可能有空气里面的CO2溶解在溶液中产生CaCO3杂质，所以应该防止溶液吸收空气中的CO2。 （3）①滴定实验中，需润洗的仪器有滴定管、移液管，该实验是用 AgNO3 溶液滴定待测液的，所以需要润洗的仪器一定有酸式滴定管。 ② 根据关系式：  CaCl2·2H2O  ～  2AgNO3 147        2 α×0.7500×25/250  　 0.05000×0.02039 解得：α＝0.9991＝99.9% ③根据反应：CaCl2·2H2O ～ 2Cl－～2AgNO3 若Cl－偏多，则滴定的结果就会偏高，所以样品中若混有含氯离子的杂质 或CaCl2·2H2O 晶体中的结晶水失去一部分都能使CaCl2·2H2O的质量分数偏高； 【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】 （1）取少量上层清液，滴加KSCN溶液，，若不出现血红色，则 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明Fe(OH)3 沉淀完全。 （2）防止溶液吸收空气中CO2 (3) ①酸式滴定管  ②99.9%  ③样品中存在少量的NaCl；少量的CaCl2·2H2O失水。 课堂运用 【基础】1、亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下： （1）提高“反应1”反应速率的措施有_________________、__________________等。 （2）“反应2”的的氧化剂是_________，该反应的化学方程式为____________________。 （3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是_________________________________。 （4）从“母液”中可回收的主要物质是_________。 （5）“冷却结晶”后经______________（填操作名称）即可获得粗产品。 【参考答案】 （1）适当升高反应温度，增大吸收液浓度，增大SO2与吸收液的接触面积（合理即可，任答两条。4分） （2）ClO2  （2分）    H2O2 + 2ClO2 + 2NaOH ＝ 2NaClO2 + 2H2O + O2  （3分）  （3）常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易分解  （2分） （4）Na2SO4  （3分）  （5）过滤  （2分） 【巩固】 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。 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Pb(OH)2 Mn(OH)2 PbS CuS ZnS MnS FeS pH 5.2 3.2 9.7 8.7 10.4 ≥0.1 ≥-0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7                       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B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________________________________ 。 【答案】 （1）MnO2＋2FeSO4＋2H2SO4＝MnSO4＋Fe2(SO4)3＋2H2O（4分） （2）Fe(OH)3  Al(OH)3 （各2分） （3）Cu2＋  Zn2＋（各2分） （4）MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－（或2MnO2＋H2O＋2e－＝Mn2O3＋2OH－）（4分） 2、我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程： 冶炼中的主要反应： ⑴烟气中的主要废气是 _________________________ ，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是：_________________________        。 ⑵电解法精炼铜时，阳极是_________________________  （填“纯铜板”或“粗铜板”）；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽 ________填“阳极”或“阴极”）的槽底，阴极的电极反应式是________  。 ⑶在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。 几种物质的溶度积常数（Ksp） 物 质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Zn(OH)2 Cu(OH)2 Ksp 8.0×10-16 4.0×10-38 3.0×10-17 2.2×10-20           ①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是 ________          。 ②一种方案是先加入过量的H2O2,再调节pH到4左右，加入H2O2的目的是________ ----------------- 。加入H2O2后发生反应的离子方程式为________                        。 【答案】 （1）SO2  （2分）  制硫酸  （2分） （2）粗铜板 （2分）  阳极  （2分）  Cu2+ + 2e-=Cu  （2分） （3）①Fe3+  （2分） ②将Fe2+氧化为Fe3+  （2分）,2Fe 2++2H+ +H2O2 = 2Fe3+ +2H2O （2分） 3、工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl—、和SO42—等杂质，提纯工艺线路如下： Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示： Na2CO3·10 H2O        Na2CO3·7H2O        Na2CO3·H2O 32              36                    t（℃） Ⅱ、有关物质的溶度积如下： 物质 CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe (OH)3 Ksp 4.96×10—9 6.82×10—6 4.68×10—6 5.61×10—12 2.64×10—39             回答下列问题： （1）加入NaOH溶液时发生的离子方程式为                                             。向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)：c(Fe3＋)＝                            。 （2）“趁热过滤”时的温度应控制在                                                  。 （3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行                                ，并说明理由                                                          。 （4）已知：Na2CO3·10 H2O(s)＝Na2CO3(s)＋10 H2O(g)    △H = + 532.36kJ·mol—1 Na2CO3·10 H2O(s)＝Na2CO3·H2O(s)＋9 H2O(g)    △H = + 473.63kJ·mol—1 写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式                                                       。 【答案】    ⑴ （6分，各2分）  Fe3++3OH— =  Fe(OH)3↓、 MgCO3 +2OH—=Mg (OH) 2+CO32—、 Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓（三个答对两即可）；  2.125×1021    ⑵（2分）高于36℃    ⑶（2分）不可行；（3分）若“母液”循环使用，则溶液c(Cl—)和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质 4、 氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如下： 依据上图，完成下列填空： （1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上发生反应的化学方程式为____    _______，与电源负极相连的电极附近，溶液的pH_________。 （2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为____    ________。 （3）如果粗盐中SO 含量较高，必须添加钡试剂除去SO ，该钡试剂可以是__________。 A．Ba（OH）2        B．Ba（NO3）2      C．BaCl2 （4）为了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO ，加入试剂的合理顺序为________________， A．先加入NaOH，后加入Na2CO3，再加入钡试剂 B．先加入NaOH，后加入钡试剂，再加入Na2CO3 C．先加入钡试剂，后加入NaOH，再加入Na2CO3    （5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_________________、冷却、_______________（填写操作名称）除去NaCl。 （6）用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2和NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水，Cl2和NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为______________                                      ______________。 【答案】（1）2Cl－－2e－＝Cl2↑  升高  （2）Ca2++CO ＝CaCO3↓ Mg2++2OH－＝Mg（OH）2↓    （3）AC（4）BC    （5）蒸发  过滤 （6）NaCl+H2O NaClO+H2↑ 【拔高】1．我国化学家侯得榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： ⑴ 上述生产纯碱的方法称_________________，副产品的一种用途为____________。 ⑵ 沉淀池中发生的化学反应方程式 是__________________________________。 ⑶ 写出上述流程中X物质的分子式________________。 ⑷ 使原料氯化钠的利用率从70％提高到90％以上，主要涉及了____________（填上述流程中的编号）的循环，从  沉淀池中取出沉淀的操作是_________________。 ⑸ 为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加________________________________。 ⑹ 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用有_____________。 (a) 增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出 (b) 使NaHCO3更多地析出        (c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度 【答案】．⑴ 联合制碱法或侯德榜制碱法    化肥或电解液或焊药等 ⑵ NH3＋CO2＋NaCl＋H2O→NH4Cl＋NaHCO3↓ 或NH3＋CO2＋H2O→NH4HCO3      NH4HCO3＋NaCl→NaHCO3↓＋NH4Cl ⑶ CO2 ⑷ I  过滤 ⑸ 稀硝酸和硝酸银溶液 ⑹ a、c 2、 化学兴趣小组用废铁屑制印刷板的腐蚀剂，并回收铜。活动过程如下： 回答下列问题： ⑴加入Na2CO3溶液作用：______________________________。 ⑵写出D→铜的离子方程式：______________________________________。 ⑶加入Na2CO3溶液，经过操作甲得到固体A需要的玻璃仪器：____________________。 （4）采用排液法收集Cl2，该液体是________________。 ⑴某同学对黄绿色溶液B和绿色溶液D进行定性实验，完成下表： 编号 实验内容 实验操作 预期现象和结论 ① 检验黄绿色溶液B中是否含有Fe2+     ② 检验绿色溶液D中是否含有Fe3+             【答案】 (1)除去铁屑的油污(1分)  (2)Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑(2分) (3)烧杯、玻璃棒(2分)  (4)饱和食盐水(1分)  (5)①实验操作：取少量黄绿色溶液B置于小试管中，滴入1-2滴酸性高锰酸钾溶液(1分)  预期现象和结论：酸性高锰酸钾溶液褪色，则黄绿色溶液B有Fe2+(1分 ) ②实验操作：取少量绿色溶液D置于小试管中，滴入一滴KSCN溶液(1分)  预期现象和结论：溶液出现血红色，则绿色溶液D仍有Fe3+(1分) 课程小结 本节课主要学习了，综合利用元素化合物的知识点和实验的基本操作，解决无机工艺流程题方法及思路。