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三、化工流程题
标准
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答案
(1)Fe(OH)3(1分) Al(OH)3(1分)
<(1分) C(1分)
(2)NiCl2+Na2C2O4+2H2O===NiC2O4·2H2O↓+2NaCl(2分) 普通漏斗、玻璃棒和烧杯(2分) 玻璃棒划破滤纸(1分)、滤液超过滤纸边缘(1分)
(3)Cl2(1分) 湿润的淀粉-KI试纸(1分)
(4)2Ni(OH)2+2OH-+Cl2===2Ni(OH)3+2Cl-(2分)
评分细则
(1)写成名称不得分,“<”写成“小于”不得分。
(2)漏写“↓”不扣分,少写一种扣1分,少写两种不得分。原因按标准答案评分。
(3)Cl2写成氯气不扣分。检验Cl2也可以用其他方法,如NaBr溶液和苯或CCl4。
(4)按照标准答案评分。
解题技能
化工流程题中表述性词汇的作用
化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语,这些表述性词语就是隐性信息,它可以暗示我们所应考虑的答题角度。常见的有:
(1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发,物质的不稳定性和物质的转化等。
(2)“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。
(3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。
(4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。
(5)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的某种离子。
(6)“检验某物质的设计
方案
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”——通常取少量某液体于试管中,加入另一试剂产生某现象,然后得出结论。
(7)“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。
(8)“用某些有机试剂清洗”——常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。
备考策略
解答这类试题的起点是会识别流程图[箭头指出的是投料(反应物),箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物),返回的箭头一般是被“循环利用”的物质]。关键是会利用题给信息,正确运用原理,一般要思考以下问题:①生产目的,设计的原理,生产过程的作用等;②化学反应条件控制原理;③实验基本操作;④资源的回收和利用;⑤“绿色化学”生产,环境保护等。
考点分析
无机化工流程题考查的知识点如下:化学反应速率、化学平衡理论的应用,氧化还原反应的判断,化学式、化学方程式、热化学方程式的
书
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写,利用控制pH值分离或除杂,利用溶解度分离,常用的分离方法,实验操作,流程中的物质转化和循环,循环利用的物质,产品的成分和要求,题给数据等。结合中学化学实验原理、反应原理进行解答。
类型一 化工工艺与废水处理
1.(16分)电镀含铬废水的处理方法较多。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:
已知:
a.Cr(OH)3―→NaCrO2―→Na2CrO4―→Na2Cr2O7
b.Cu(OH)2能溶于氨水:Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
请回答:
(1)操作Ⅰ的名称为____________,上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同,进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还有__________。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分为________(写化学式),试剂乙的名称为__________。
(3)加入试剂甲的目的是____________________________________________________。
(4)废水处理流程中生成滤渣Ⅲ的离子方程式为___________________________________
_____________________________________。
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O
形式存在。工业上用以下方法处理含Cr2O
的废水:①往废水中加入适量的NaCl,搅拌均匀;②用Fe为电极进行电解,经过一段时间,最后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生;③过滤回收沉淀,废水达到排放标准。
(5)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极________(填“能”或“不能”) ,理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)已知某含Cr2O
的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5 mg·L-1,处理后铬元素最高允许排放浓度为0.5 mg·L-1。处理该废水1 000 m3并达到排放标准至少消耗铁的质量为________kg。
类型二 化学工艺流程与反应原理
2.(15分)绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
查询资料,得有关物质的数据如下表:
25 ℃时
pH值
饱和H2S溶液
3.9
SnS沉淀完全
1.6
FeS开始沉淀
3.0
FeS沉淀完全
5.5
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂为________。
A.KSCN溶液 B.NaOH溶液
C.KMnO4溶液 D.苯酚溶液
(2)操作Ⅱ中,通入硫化氢至饱和的目的是__________;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是________________________________________________________________________。
(3)操作Ⅳ的顺序依次为____________、冷却结晶、_____________________________。
(4)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②________________________________________________________________________。
(5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取2.850 g绿矾产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为______(填仪器名称)。
②判断此滴定实验达到终点的方法是________________________________________。
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________________________________。
类型三 循环工艺流程与物质制备
3.(16分)KNO3是重要的化工产品,下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤:
(1)反应Ⅰ中,CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1∶2,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行,加热的目的是
________________________________________________________________________;
从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤,趁热过滤的目的是________________________________________________________________________。
(3)检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是:取少量K2SO4样品溶解于水,________________________________________________________________________。
(4)整个流程中,可循环利用的物质有________(填化学式)。
(5)将硝酸与浓KCl溶液混合,也可得到KNO3,同时生成等体积的气体A和气体B(NOCl),该反应的化学方程式为____________________________________________________;
气体B与O2反应生成1体积气体A和2体积红棕色气体C,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
类型四 物质制备工艺流程与数据的处理、应用
4.(6分)(2014·惠州高三联合测试)利用染化厂的废料铁泥(主要成分是Fe2O3、FeO和铁)制备可用于隐形飞机涂层的纳米四氧化三铁的生产流程为
请回答:
(1)过程①主要反应的离子方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)物质D中铁、氢、氧三种元素的质量比为56∶1∶32,则过程③主要反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知Fe2+在弱碱性溶液中还原性较强,下图是研究过程④的实验所得,则该反应所需的时间控制在______小时左右,较为适宜。
类型五 化学工艺流程与实验技术
5.(15分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O;②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气将其稀释到体积分数为10%以下较安全;③HClO2可看成是强酸。
(1)160 g·L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为________,若要计算该溶液溶质的质量分数,还需要的一个条件是____________________(用文字说明)。
(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是________(填序号)。
A.将SO2氧化成SO3,增强酸性
B.稀释ClO2以防止爆炸
C.将NaClO3还原成ClO2
(3)吸收塔内发生反应的化学方程式为________________________________________
________________________________________________________________________,
吸收塔的温度不能超过20 ℃,其目的是防止H2O2分解,写出H2O2发生分解的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,吸收塔中应使NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单的实验方法是__________________________________________________________。
(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是______(填序号)。
A.Na2O2 B.Na2S C.FeCl2 D.PbO悬浊液
(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是________(填序号)。
A.蒸馏 B.蒸发 C.灼烧 D.过滤 E.冷却结晶
要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是________(填操作名称)。
[类型一]
标准答案 (1)过滤(1分) 玻璃棒(1分)
(2)Cu(OH)2、Fe(OH)3(2分) 氨水(2分)
(3)将Fe2+氧化成Fe3+(2分)
(4)AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
(2分)
(5)不能(2分) 因阳极产生的Cu2+不能还原Cr2O
(2分)
(6)336(2分)
评分细则 (1)出现汉字错误不得分。
(2)不按要求书写化学式或名称不得分。
(3)体现出Fe2+被氧化均得分。
(4)写成CO
不得分。
(5)其他描述也得分,如Cu2+不具有还原性。
(6)写成336 kg扣1分。
[类型二]
标准答案 (1)AD(2分)
(2)除去溶液中的Sn2+,并防止Fe2+被氧化(2分)
防止Fe2+生成沉淀(2分)
(3)蒸发浓缩(1分) 过滤洗涤(1分)
(4)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗(2分)
(5)①酸式滴定管(1分) ②滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色(2分)
③97.5%(2分)
评分细则 (1)对一个得1分,有错不得分。
(2)每一点得1分,后一步目的按标准答案评分。
(3)只答“蒸发”、“过滤”均不得分,严格按照标准答案评分。
(4)强调减少“FeSO4·7H2O”或“绿矾的损耗”。
(5)①只答“滴定管”不得分。②溶液颜色变化占1分,半分钟不褪色占1分。③写成0.975不扣分。
[类型三]
标准答案 (1)CaSO4+2NH4HCO3===CaCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑(2分)
(2)分离NH4Cl与K2SO4,加快化学反应速率(2分)
防止KNO3结晶,提高KNO3的产率(2分)
(3)(共3分)加入过量Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀,静置(1分),向上层清液中滴加AgNO3溶液(1分),若有沉淀生成,说明K2SO4中混有KCl(1分)
(4)CaSO4、KNO3、(NH4)2SO4(3分)
(5)4HNO3+3KCl(浓)===NOCl↑+Cl2↑+3KNO3+2H2O(2分) 2NOCl+O2===Cl2+2NO2(2分)
评分细则 (1)少“↓”、“↑”不得分。
(2)按照标准答案评分。
(3)必须强调Ba(NO3)2溶液过量否则扣1分。
(4)答对一个给1分,不倒扣分。
(5)“↑”不计分,少“浓”字扣1分。
[类型四]
标准答案 (1)2Fe3++Fe===3Fe2+(2分)
(2)2Fe(OH)2+H2O2===2FeO(OH)+2H2O(2分)
(3)0.16(2分)
评分细则 (1)按标准答案评分。
(2)把FeO(OH)写成Fe(OH)O或FeHO2、FeO2H均可以。
(3)按标准答案评分。
[类型五]
标准答案 (1)4 mol·L-1(2分) 该溶液的密度(1分)
(2)B(1分) (3)2NaOH+2ClO2+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2(2分) 2H2O2△,2H2O+O2↑(2分)
(4)连续测定吸收塔内溶液的pH(2分) (5)AD(2分)
(6)BED或ED(2分) 重结晶(1分)
评分细则 (1)漏写单位或写错扣1分,只写“ρ”不得分。
(2)按标准答案评分。
(3)化学式或元素符号不
规范
编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载
扣1分。
(4)写“测定吸收塔内溶液的pH”同样得分。
(5)对一个得1分,有错不得分。
(6)对一个得1分,有错不得分,只答“结晶”,该空不得分。