工藝流程圖專項.doc

精品文檔工藝流程圖專項一、常見的工業(yè)生產流程的主線和核心1 、規(guī)律：主線主產品、分支副產品、回頭為可循環(huán)的物質。2 、核心考點：物質的分離操作、除雜試劑的選擇、生產條件的控制、三廢處理及能量的綜合利用等。3 、原料處理的方法和作用 研磨（粉 碎）：增大接觸面積，加快溶解或增大反應速率。 浸 出 固體加水（酸或堿）溶解得到離子 水浸：與水接觸溶解或反應，可通過延長時間、攪拌或適當升溫來加速，以提高浸出率。 酸浸：與酸接觸反應而溶解，使可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。可通過適當增大酸的濃度、升溫和強力攪拌等加快反應速率。 堿浸(堿洗) 除去油污或氧化膜;溶解鋁和二氧化硅 過濾: 不溶物通過過濾除去 水 洗 除去水溶性雜質 灼燒：除去可燃性雜質或使原料初步轉化。 煅燒：改變結構，使一些物質在后續(xù)過程中易溶解，并可使一些雜質(如有機物)在高溫下氧化、分解。4 、實驗條件的控制和目的調節(jié)溶液的pH值：控制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀而達到分離的目的，抑制某些離子的水解，防止某些離子的氧化等。在題目中常以表格形式給出信息。如Fe3控制體系的溫度控制低溫：防止物質的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(濃)等；防止物質的揮發(fā)，如鹽酸、醋酸等；抑制物質的水解；增大氣體反應物的溶解度，使其被充分吸收。 采取加熱：加速某固體的溶解，加快反應速率；減少氣體生成物的溶解并使其逸出，平衡向吸熱方向移動； 控制范圍：確保催化劑的催化效果，兼顧速率和轉化率，追求更好的經(jīng)濟效益，防止副反應發(fā)生等。降 溫（冰水中）防止物質在高溫時溶解；使化學反應速率下降；使化學平衡向放熱方向移動控 溫 溫度過高，物質會分解或揮發(fā)溫度過低，物質無法揮發(fā)或者反應趁熱過濾，防止某物質降溫時因析出而損耗或帶入新的雜質。冰水洗滌 洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗5、 產品的分離和提純（1）過濾 基本操作：一貼二低三靠（2）結晶當溶液為單一溶質時：所得晶體不帶結晶水，如NaCl、KNO3等：蒸發(fā)結晶所得晶體帶結晶水，如膽礬等：將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾。當溶液為兩種以上溶質時：要得到溶解度受溫度影響小的溶質：蒸發(fā)濃縮結晶，趁熱過濾要得到溶解度受溫度影響大的溶質：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，過濾、洗滌、干燥。（3）重結晶（4）洗滌洗滌：向過濾器中滴加蒸餾水至浸沒固體表面，靜置，使其自然流下，重復操作2-3次；檢驗：取洗滌后最后幾滴濾液，（若要檢驗氯離子）滴加AgNO3和稀硝酸，若無沉淀產生，則證明洗滌干凈。（5）干燥 在干燥器隔絕空氣的條件下低溫烘干（6）灼燒 固體在坩堝中進行加熱（7）分液 打開分液漏斗活塞，下層液體從下口放出；上層液體從上口倒出（8）重復操作6、 物質分離或提純常用的化學方法溶解法：利用特殊溶劑把雜質溶解而除去，如Fe(Al)可用過量的NaOH溶液而除去Al，CO2(HCl、H2O)先通過飽和食鹽水，再通過濃H2SO4。沉淀法：a.加合適的沉淀劑(要使雜質離子充分沉淀，加入的沉淀劑必須過量，且在后續(xù)步驟中易除去)。b.調節(jié)溶液的酸堿性。洗滌法：a.水洗，b.冰水洗，c.有機溶劑洗，其目的是：洗去目標物表面的雜質離子；減少目標物的溶解損耗或增大有機雜質的溶解量；防止目標物形成結晶水合物；使晶體快速干燥。7、可循環(huán)物質的判斷 流程圖中回頭箭頭的物質 生產流程中后面新生成或新分離的物質(不要忽視結晶后的母液)，可能是前面某一步反應的相關物質。8綠色化學理念：（1）環(huán)境污染問題；（2）原子的經(jīng)濟性；（3）節(jié)約能源（包括使用催化劑）；（4）原料應是可再生的（或者可循環(huán)使用）；（5）工藝的安全性9、 化學工藝流程題自查：（1）對工藝流程題有沒有整體、清晰的認識？ 了解化學工藝流程的主線；（2）對工藝流程相關知識點是清清楚楚，還是模模糊糊？了解化學工藝流程考什么？（3）敘述性問題是否能抓住要點？ 了解規(guī)范答題的要求；（4）方程式書寫和計算有無得分把握？1、NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如下：回答下列問題：（1）NaClO2中Cl的化合價為 。（2）寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式 。（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為 、 。（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2，此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為 ，該反應中氧化產物是 。（5）“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為 。（計算結果保留兩位小數(shù)）。1硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3）的工藝流程如圖所示：回答下列問題：（1）寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應的化學方程式 （2）利用 的磁性，可將其從“浸渣1”中分離“浸渣1”中還剩余的物質是 （寫化學式）（3）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機合成中的重要還原劑，其電子式為 （4）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是 然后再調節(jié)溶液的pH約為5，目的是 （5）“粗硼酸”中的主要雜質是 （填名稱）3工業(yè)上可用鉻鐵礦（主要成分可表示為FeOCr 2O3，還含有Al2O3、MgCO3、SiO2 等雜質）為原料制備重鉻酸鉀晶體和綠礬的流程如圖：已知：常見離子沉淀的pH范圍Fe3+Al3+Mg2+SiO32AlO2開始沉淀1.94.28.19.510.2沉淀完全3.25.39.48.08.5焙燒過程中主要發(fā)生反應：2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2Cr2O4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2。（1）綠礬的化學式為 。（2）焙燒后的混合物中除含有Na2Cr2O4、NaNO2和過量的Na2CO3、NaNO3外，還含有NaAlO2和Na2SiO3等物質，則焙燒過程中NaAlO2的化學方程式為 。（3）固體Y的主要成分為 （填寫化學式）。（4）酸化過程中用醋酸調節(jié)pH5的目的為 ；若pH調節(jié)的過低，NO2可被氧化為NO3，其離子方程式為 。（5）調節(jié)pH5后，加入KCl 控制一定條件，可析出K2Cr2O7晶體，說明溶解度的大?。篕2Cr2O7 Na2Cr2O7（填“大于”或“小于”）。（6）流程中的一系列操作為 。4二硫化鉬（MoS2）被譽為“固體潤滑劑之王”，利用低品質的輝鉬礦（含MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質） 制備高純二硫化鉬的一種生產工藝如圖1：回答下列問題：（1）鉬酸銨的化學式為（NH4）2MoO4，其中Mo的化合價為 。（2）利用聯(lián)合浸出除雜時，氫氟酸可除去的雜質化學式為 ，如改用FeCl3溶液氧化浸出，CuFeS2雜質的浸出效果更好，寫出氧化浸出時發(fā)生的化學反應方程式 。（3）加入Na2S后，鉬酸銨轉化為硫代鉬酸銨（NH4）2MoS4，寫出（NH4）2MoS4與鹽酸生成MoS3沉淀的離子反應方程式 。（4）由圖2分析產生三硫化鉬沉淀的流程中應選擇的最優(yōu)溫度和時間是 。利用化學平衡移動原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時，MoS3的產率均下降的原因： 。（5）MoO3H2O作為高能非水體系電池的正極材料優(yōu)于一般新型材料，某電池反應為：MoO3H2O+xAAxMoO3H2O （某文獻記載：式中0x1，A+為Li+、H+、K+、Na+等。A+的注入使得部分Mo6+還原為Mo5+），寫出該電池以金屬鋰為負極，充電時的陽極反應式： 。（6）已知Ksp（BaSO4）1.11010，Ksp（BaMoO4）4.0108）鉬酸鈉晶體（NaMoO42H2O）是新型的金屬緩蝕劑，不純的鋁酸鈉溶液中若含少量可溶性硫酸鹽雜質，可加入Ba（OH）2固體除去SO42（溶液體積變化忽略），則當BaMoO4開始沉淀時，溶液中的 （結果保留2位有效數(shù)字）1（1）在NaClO2中Na為+1價，O為2價，根據(jù)正負化合價的代數(shù)和為0，可得Cl的化合價為+3價，故答案為：+3；（2）NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化劑，還原產物為NaCl，回收產物為NaHSO4，說明生成硫酸氫鈉，且產生ClO2，根據(jù)電子守恒可知，此反應的化學方程式為：2NaClO3+SO2+H2SO42NaHSO4+2ClO2，（3）食鹽溶液中混有Mg2+ 和Ca2+，可以利用過量NaOH溶液除去Mg2+，利用過量Na2CO3溶液除去Ca2+，故答案為：NaOH溶液；Na2CO3溶液；（4）依據(jù)圖示可知，利用含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2，產物為ClO2，則此反應中ClO2為氧化劑，還原產物為ClO2，化合價從+4價降為+3價，H2O2為還原劑，氧化產物為O2，每摩爾H2O2得到2mol電子，依據(jù)電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為2：1，故答案為：2：1；O2；（5）1gNaClO2的物質的量mol，依據(jù)電子轉移數(shù)目相等，NaClO2Cl4e，Cl22Cl2e，可知氯氣的物質的量為mol4mol，則氯氣的質量為mol71g/mol1.57g，故答案為：1.57。2以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3），由流程可知，加硫酸溶解，F(xiàn)e3O4、SiO2不溶，CaO轉化為微溶于水的CaSO4，F(xiàn)e3O4具有磁性，可以采用物理方法分離，濾渣1的成分為SiO2和CaSO4；“凈化除雜”需先加H2O2溶液，將Fe 2+轉化為Fe 3+，調節(jié)溶液的pH約為5，使Fe3+、Al3+均轉化為沉淀，則濾渣為Al（OH）3、Fe（OH）3，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾分離出H3BO3，（1）Mg2B2O5H2O與硫酸反應生成硫酸鎂和硼酸，反應方程式為Mg2B2O5H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3，故答案為：Mg2B2O5H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3；（2）利用Fe3O4的磁性，可將其從“浸渣”中分離“浸渣”中還剩余的物質是SiO2、CaSO4，故答案為：Fe3O4；SiO2、CaSO4；（3）NaBH4為離子化合物，含離子鍵、共價鍵，其電子式為，故答案為：；（4）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子然后在調節(jié)溶液的pH約為5，目的是使鐵離子、鋁離子形成氫氧化物沉淀而除去，故答案為：將Fe2+氧化為Fe3+；使Al3+與Fe3+形成氫氧化物沉淀而除去；（5）最后濃縮結晶時硫酸鎂易結合水以晶體析出，則“粗硼酸”中的主要雜質是七水硫酸鎂，故答案為：七水硫酸鎂3解：（1）綠礬的化學式為FeSO47H2O，故答案為：FeSO47H2O；（2）焙燒過程中碳酸鈉和氧化鋁反應生成NaAlO2，化學方程式為Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2，故答案為：Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2；（3）由以上分析可知固體Y的主要成分為H2SiO3和Al（OH）3，故答案為：H2SiO3和Al（OH）3；（4）酸化過程中用醋酸調節(jié)pH5的目的為將CrO42轉化為Cr2O72；若pH調節(jié)的過低，NO2可被氧化為NO3，其離子方程式為Cr2O72+3NO2+8H+2Cr3+3NO3+4H2O，故答案為：將CrO42轉化為Cr2O72；Cr2O72+3NO2+8H+2Cr3+3NO3+4H2O；（5）調節(jié)pH5后，加入KCl 控制一定條件，可析出K2Cr2O7晶體，說明溶解度的大?。篕2Cr2O7小于Na2Cr2O7，故答案為：小于；（6）由溶液得到綠礬晶體，可將溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾。4解：（1）化學式中（NH4）2MoO4，銨根離子帶一個單位正電荷，O元素為2價，則Mo的化合價為+6價，故答案為：+6；（2）氫氟酸可以與二氧化硅反應得到四氟化硅氣體，從而除去SiO2雜質；改用FeCl3溶液氧化浸出，CuFeS2雜質的浸出效果更好，說明應該得到Cu和Fe對應的離子，同時利用氧化性將S元素氧化為單質，根據(jù)化合價升降相等和原子個數(shù)守恒配平得到方程式為：4FeCl3+CuFeS25FeCl2+CuCl2+2S，故答案為：SiO2；4FeCl3+CuFeS25FeCl2+CuCl2+2S；（3）（NH4）2MoS4在溶液中應該電離出銨根離子和MoS42，MoS42與鹽酸的氫離子作用生成MoS3，則另外的生成物只能是H2S氣體，所以離子反應方程式為：MoS42+2H+MoS3+H2S，故答案為：MoS42+2H+MoS3+H2S；（4）由圖象得到40的產率最高，30分鐘以后產率不再變化，所以選擇40，30min；溫度太低，反應MoS42+2H+MoS3+H2S中H2S 不易逸出，不利于生成MoS3；若溫度太高，鹽酸揮發(fā)，溶液c（H+）下降，也不利于生成MoS3，所以最優(yōu)溫度為40，化學平衡移動原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時，MoS3的產率均下降故答案為：40，30min；溫度太低不利于H2S 逸