化工流程題專(zhuān)題復(fù)習(xí)

1、化學(xué)工業(yè)一、工藝流程題的題型特點(diǎn)1、工藝流程題的結(jié)構(gòu)：分題頭、流程圖和問(wèn)題三部分。 2、試題背景：以某種重要化工產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)為背景設(shè)計(jì)流程圖。3、考查的知識(shí)面廣，綜合性較強(qiáng)。?？嫉闹R(shí)點(diǎn)包括：元素化合物的性質(zhì)；常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)基本操作；物質(zhì)的分離提純、制備；化學(xué)反應(yīng)原理（化學(xué)平衡、溶液中的離子平衡、電化學(xué)等）；反應(yīng)熱的計(jì)算，產(chǎn)率的計(jì)算；副產(chǎn)物、母液的循環(huán)利用（環(huán)保意識(shí)和綠色化學(xué)知識(shí)）等。二. 工藝流程題的分析技巧（1）瀏覽全題，確定該工藝的目的（原料是什么？原料含有哪些雜質(zhì)？最終產(chǎn)品是什么？）； （2）關(guān)注流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問(wèn)等，從中獲取信息，并在下一步分析和解題中隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系

2、和調(diào)用。（3）閱讀題目提出的問(wèn)題，帶著問(wèn)題分析流程圖，結(jié)合題目提供的信息解決問(wèn)題。其中，分析流程圖，弄清各步流程的作用是解題的關(guān)鍵。對(duì)一些線型流程工藝試題，首先對(duì)比圖中的第一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)產(chǎn)品，從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系。思考：從原料到產(chǎn)品依次進(jìn)行了什么反應(yīng)？利用了什么原理？每一步除目標(biāo)產(chǎn)物外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)或副產(chǎn)物是怎樣除去的？最終的產(chǎn)品是如得到的？弄清生產(chǎn)流程過(guò)程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題，逐一推敲解答。分析流程圖的知識(shí)基礎(chǔ)是元素化合物知識(shí)及化學(xué)反應(yīng)的原理。三、化工流程中常見(jiàn)的化學(xué)工藝技術(shù)（常考點(diǎn)）歸納化

3、學(xué)工業(yè)流程一般分為3個(gè)過(guò)程：原料處理 分離提純 獲得產(chǎn)品。1、原料處理階段原料處理的目的常見(jiàn)化學(xué)工藝提高原料的利用率 （轉(zhuǎn)化率）提高工業(yè)生產(chǎn)的效益（反應(yīng)速率）原料處理階段的一些常見(jiàn)措施的作用：（1）粉碎或研磨：增大固液（或固氣或固固）接觸面積，加快反應(yīng)（溶解）速率，增大原料的轉(zhuǎn)化率（或浸取率）。（2）煅燒或灼燒：不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì)；其他礦轉(zhuǎn)化為氧化物；除去有機(jī)物；除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)（3）酸浸：溶解、去氧化物（膜）、調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解（沉淀）（4）堿溶：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH促進(jìn)水解（沉淀）2、分離提純階段分離雜質(zhì)常見(jiàn)化學(xué)工藝不溶雜質(zhì)有機(jī)雜質(zhì)金屬陽(yáng)離子陰離子

4、可溶性的鹽氣態(tài)雜質(zhì)其他3、獲得產(chǎn)品階段生產(chǎn)目的類(lèi)型常見(jiàn)化學(xué)工藝獲得產(chǎn)品溶液固體固體固體產(chǎn)品提純4.其他常見(jiàn)考點(diǎn)： 化學(xué)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)； 實(shí)驗(yàn)儀器的選擇； 化學(xué)計(jì)算； 信息整合、提取、運(yùn)用能力考查。四、化工題常用答題術(shù)語(yǔ)歸納例如：某研究性學(xué)習(xí)小組用粗氧化銅(含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質(zhì))制取無(wú)水氯化銅，其實(shí)驗(yàn)流程如圖所示： 1、選擇氧化劑X的原則：（1）能將物質(zhì)氧化 （2）不引入新的雜質(zhì)離子 （3）過(guò)量的X不會(huì)造成環(huán)境污染 （4）來(lái)源豐富，價(jià)格便宜。2、加入氧化劑X的目的（作用）：將某某雜質(zhì)離子氧化為某某離子，使后一步生成.沉淀更徹底。3、選擇試劑Y的原則：（1）能調(diào)節(jié)pH值（實(shí)際上

5、是能跟前面的鹽酸反應(yīng)，消耗H+）；（2）最好不引入新的雜質(zhì)離子4、調(diào)節(jié)pH的目的： 使.雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為.沉淀而除去，同時(shí)目標(biāo)離子未轉(zhuǎn)化為沉淀5、由溶液得到晶體的方法（操作）： （一）由一種純?nèi)芤旱玫骄w的方法：（1）由NaCl溶液得到NaCl晶體：蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥（2）由CuSO4溶液得到CuSO4.5H2O晶體：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥（3）由AlCl3型（可水解的氯化物）溶液，得到AlCl3晶體的方法：在干燥的氯化氫氣流中加熱蒸干。（注意：通入氯化氫的目的是：抑制Al3+離子的水解，同時(shí)將加熱過(guò)程產(chǎn)生的水蒸汽帶走。）（二）混合溶液的分離提純方法：（例：KNO3的溶解度

6、受溫度變化較大；NaCl的溶解度受溫度變化不大）（1）要得到KNO3晶體：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥；（2）要得到NaCl晶體：蒸發(fā)結(jié)晶（濃縮）、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥。6、除雜質(zhì)常加入沉淀劑，確定沉淀劑是否過(guò)量的操作（或方法）：（注意：檢驗(yàn)要在過(guò)濾前，所以不能取濾液來(lái)做實(shí)驗(yàn)）（1）若是定量實(shí)驗(yàn)，則只能用以下方法：靜置，往上層清液中繼續(xù)滴加原沉淀劑，若有沉淀生成，則說(shuō)明未過(guò)量；若無(wú)沉淀生成，則說(shuō)明沉淀劑已過(guò)量。 （2）若只是定性實(shí)驗(yàn)，還可以用下面方法：靜置，取少量上層清液于試管中，加入原沉淀劑，若有沉淀生成，則說(shuō)明未過(guò)量；若無(wú)沉淀生成，則說(shuō)明沉淀劑已過(guò)量。7、得到沉淀后，往往要洗滌沉淀

7、。洗滌沉淀的目的：除去物質(zhì)表面附著的.雜質(zhì)洗滌沉淀時(shí)采用“冷水洗、冰水洗或有機(jī)溶劑”洗的目的（例如洗去KCl表面附著的NaCl雜質(zhì)）：降低KCl的溶解度，減少洗滌過(guò)程中KCl晶體的損失。8、洗滌沉淀的操作：往過(guò)濾器中加入蒸餾水至剛好浸沒(méi)沉淀，待自然流出后，重復(fù)23次。9、證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法：取少量最后一次洗滌液于試管中，加入.試劑，有現(xiàn)象，則說(shuō)明已經(jīng)洗滌干凈。10、鹽析或醇析的目的（作用）：降低某某物質(zhì)的溶解度，析出晶體。11、可循環(huán)使用的物質(zhì)：既是生產(chǎn)流程中的生成物，又是生產(chǎn)流程中中加入的物質(zhì)。副產(chǎn)品：生產(chǎn)過(guò)程中除了目標(biāo)產(chǎn)品和可循環(huán)使用的物質(zhì)以外的其他產(chǎn)物。12、加熱：加快反應(yīng)速率或

8、溶解速率；促進(jìn)平衡向吸熱方向移動(dòng)； 除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物質(zhì)。 使沸點(diǎn)相對(duì)較低的原料氣化1 3、降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解) 使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)（放熱方向） 使某個(gè)沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離 降低晶體的溶解度，減少損失14、控溫：（用水浴或油浴控溫）防止某種物質(zhì)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā) ；為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來(lái)使催化劑的活性達(dá)到最好 ；防止副反應(yīng)的發(fā)生降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求。五：化工題難點(diǎn)突破：方程式書(shū)寫(xiě)1、基本方程式的書(shū)寫(xiě)：例如(1)

9、Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 （2）Al2O3與鹽酸溶液反應(yīng)的離子方程式 （3）氫氧化鋁與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式（4）偏鋁酸鈉溶液中通入過(guò)量的離子方程式（5）四氧化三鐵溶于稀硝酸的化學(xué)方程式（6）氯化鐵溶液腐蝕電路板的離子方程式（7）二氧化硅與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式（8）氯化亞鐵溶液中加入新制氯水的離子方程式（9）等物質(zhì)的量的氯氣和同時(shí)通入水中的反應(yīng)方程式（10）氯水滴加入碘化鉀溶液中的離子方程式（11）二氧化氮與水反應(yīng)的化學(xué)方程式2、信息方程式的書(shū)寫(xiě)練習(xí)：1鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。由鈦鐵礦（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程

10、示意如下：已知：TiO2易水解，只能存在于強(qiáng)酸性溶液中TiCl4的熔點(diǎn)25.0，沸點(diǎn)136.4；SiCl4的熔點(diǎn)68.8，沸點(diǎn)57.6回答下列問(wèn)題：（1）寫(xiě)出鈦鐵礦酸浸時(shí)，主要成分TiO2反應(yīng)的離子方程式 （4）用金紅石（主要含TiO2）為原料，采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下：寫(xiě)出沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，（5）TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進(jìn)的方法，電解質(zhì)為某種可以傳導(dǎo)O2-離子的熔融鹽，原理如右圖所示，則其陰極電極反應(yīng)為： ，2、綠礬（FeSO4·7H2O）的一種綜合利用工藝如下：綠礬NH4HCO3FeCO3固體母液焙燒煤粉還原鐵粉(NH4)2SO4

11、粗產(chǎn)品除雜轉(zhuǎn)化分離（1）綠礬與NH4HCO3在溶液中按物質(zhì)的量之比1：2反應(yīng)，有CO2生成。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式_已知NaHCO3與NaAlO2溶液混合，有白色沉淀生成。寫(xiě)出離子方程式：_； （5）綠礬的另一種綜合利用方法是：綠礬脫水后在有氧條件下焙燒，F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化為Fe2O3和硫的氧化物。某條件下測(cè)得氣體產(chǎn)物中SO2的體積分?jǐn)?shù)為10%，SO3的體積分?jǐn)?shù)為90%，該條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。3以電石渣主要成分是Ca(OH)2，含SiO2、Al2O3以及其它少量雜質(zhì)為原料生產(chǎn)氯酸鉀聯(lián)產(chǎn)碳酸鈣的流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）電石渣溶于水形成電石渣漿時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_、_。（2

12、）氯化過(guò)程的溫度控制在7580，該過(guò)程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。（3）該流程中碳化反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。4、2006年世界鋰離子電池總產(chǎn)量超過(guò)25億只，鋰電池消耗量巨大，對(duì)不可再生的金屬資源的消耗是相當(dāng)大的，回收利用鋰資源成為重要課題。某研究小組對(duì)某廢舊鋰離子電池正極材料(圖中簡(jiǎn)稱(chēng)廢料，成份為L(zhǎng)iMn2O4、石墨粉和鋁箔)進(jìn)行回收研究，工藝流程如下：已知：Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分別為34.2g、12.7g和1.3g。 濾渣MnO2、CNa2CO3稀H2SO4 NaOH溶液 通入過(guò)量CO2氣體 濾渣Li2CO3濾 渣空氣過(guò)濾濾液廢料浸取過(guò)濾 濾液沉淀X過(guò)濾（3

13、）寫(xiě)出反應(yīng)生成沉淀X的離子方程式： 。（4）己知LiMn2O4中Mn的化合價(jià)為+3和+4價(jià)，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式： 。（5）生成Li2CO3的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi) _ _。 5.（2011廣州市一模）以氯酸鈉等為原料制亞氯酸鈉（NaClO2）的流程如下：“反應(yīng)1” 離子方程式為_(kāi) 例題2中“反應(yīng)2” 化學(xué)方程式為_(kāi) 6二氧化氯（ClO2）常溫下氣體，是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl2相比，ClO2不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的有機(jī)氯代物。制備ClO2的方法中，有一種為：在稀H2SO4溶液中加入NaClO3 和H2O2。請(qǐng)寫(xiě)出該方法的離子方程式：

14、 ?；ち鞒填} 強(qiáng)化訓(xùn)練1廢舊鋰離子電池的正極材料（主要含有及少量Al、Fe等）可用于回收鈷、鋰，實(shí)驗(yàn)方法如下：（1）在上述溶解過(guò)程中，被氧化成，在溶解過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，氧化劑是_。（2）在上述除雜過(guò)程中，通入空氣的作用是_ _。廢渣的主要成分是_。（3）“沉淀鈷”和“沉淀鋰”的離子方程式分別為_(kāi)、_。（4）本工藝可回收的副產(chǎn)品是_。2（16分）活性ZnO在橡膠、塑料、涂料工業(yè)中有重要應(yīng)用，一種由粗ZnO（含F(xiàn)eO、CuO）制備活性ZnO的流程如下（已知：堿式碳酸鋅經(jīng)焙燒可制得活性ZnO）： 已知：幾種離子生成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表：待沉淀離子Fe2Fe3Zn2Cu2開(kāi)始沉淀時(shí)p

15、H6.341.486.25.2完全沉淀時(shí)pH9.73.28.06.4請(qǐng)問(wèn)答下列問(wèn)題： 步驟A加H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 _ ，該步驟需控制溶液pH的范圍是_ A溶液中主要含有的溶質(zhì)是 _ 。（3） 若經(jīng)處理后的廢水pH8，此時(shí)Zn2的濃度為 _ mg/L（常溫下，KspZn(OH)21.2×10-17）。3、以硫鐵礦（主要成分為FeS2）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl3·6H2O）的工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）在一定條件下，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ；過(guò)量的SO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方

16、程式為 。 （2）酸溶及后續(xù)過(guò)程中均需保持鹽酸過(guò)量，其目的是 、 。（3）通氯氣氧化后時(shí)，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為 ；該過(guò)程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收，為其中污染空氣的氣體為 （寫(xiě)化學(xué)式）。（4）在氧化過(guò)程中，如何檢驗(yàn)鐵元素全部以Fe3+形式存在： （5）如果將氯化鐵晶體（FeCl3·6H2O）放在坩堝中加熱灼燒，最后得到的固體為 鐵精礦等煙氣煉鐵等采礦冶煉渣粗銅冶煉銅精礦選礦電解銅4（16分）我國(guó)某大型電解銅生產(chǎn)企業(yè)，其冶煉工藝中銅、硫回收率達(dá)到97%、87%。下圖表示其冶煉加工的流程：高溫Cu2S + O2 = 2Cu + SO2冶煉中的主要反應(yīng)：煙氣中的主要廢氣是 ，從提高資

17、源利用率和減排考慮，其綜合利用方式是： 。（2）電解法精煉銅時(shí)，陽(yáng)極是 （填“純銅板”或“粗銅板”）；粗銅中含有的金、銀以單質(zhì)的形式沉淀在電解槽 （填“陽(yáng)極”或“陰極”）的槽底，陰極的電極反應(yīng)式是 。（3）在精煉銅的過(guò)程中，電解質(zhì)溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)會(huì)逐漸增大而影響進(jìn)一步電解。幾種物質(zhì)的溶度積常數(shù)（Ksp） 物 質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Cu(OH)2Ksp8.0×10-164.0×10-383.0×10-172.2×10-20 調(diào)節(jié)電解液的pH是除去雜質(zhì)離子的常用方法。根據(jù)上表中溶度積數(shù)據(jù)判斷，含有等物質(zhì)的量濃度Fe2

18、+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，隨pH升高最先沉淀下來(lái)的離子是 。 一種方案是先加入過(guò)量的H2O2,再調(diào)節(jié)pH到4左右，加入H2O2的目的是 。加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。5、金屬鈦被稱(chēng)為“21世紀(jì)金屬”。（1）工業(yè)上用鈦礦石(含F(xiàn)eTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）經(jīng)過(guò)以下流程制得TiO2：其中，步驟發(fā)生的反應(yīng)為：2H2SO4 + FeTiO3 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O 步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： _ _、_ _ _。將步驟所得FeSO4晶體溶于水，在酸性條件下加入H2O2溶液，可制得具有凈水作用的鐵鹽，該反應(yīng)的離子方程式為 。在步驟

19、中需要控制條件以形成TiO2·nH2O膠體，該分散質(zhì)顆粒直徑大小在_范圍。（2）可利用TiO2通過(guò)下述兩種方法制備金屬鈦：方法一：將TiO2作陰極，石墨作陽(yáng)極，熔融CaO為電解液，用碳?jí)K作電解槽池，電解TiO2制得鈦，其陰極發(fā)生的反應(yīng)：_ _。方法二：通過(guò)以下反應(yīng)制備金屬鈦 TiO2(s) + 2Cl2(g) TiCl4(g) + O2(g)；H= +151kJ/mol TiCl4 + 2Mg 2MgCl2 + Ti在實(shí)際生產(chǎn)中，需在反應(yīng)過(guò)程中加入碳才能順利制得TiCl4，其原因是： 。（3）若已知：C(s) + O2(g) = CO2(g) H= 394kJ/mol ，則由固體Ti

20、O2、固體C與Cl2氣反應(yīng)制取氣態(tài)TiCl4的熱化學(xué)方程式為_(kāi) _。6、電鍍廢水、廢渣的處理和綜合利用體現(xiàn)了綠色化學(xué)的思想。.含鉻電鍍廢水的處理可采用以下方法：（1）電解法。往廢水中加入適量氯化鈉，以鐵為電極進(jìn)行電解，電解過(guò)程中，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。（2）沉淀法。含鉻廢水中存在平衡：Cr2O72+H2O2CrO42+2H+。往廢水中加入BaCl2，鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻酸鋇（BaCrO4）沉淀，此過(guò)程中，還應(yīng)加入NaOH，理由是 。. 某工廠利用富含鎳（Ni）的電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì)）制備N(xiāo)iSO4·6H2O。其生產(chǎn)流程如下圖所示：（3）步驟中加入H2SO4后，需充分?jǐn)?/p>

21、拌的目的是 。（4）溶液C中溶質(zhì)的主要成分是 （5）Fe(OH)3溶度積表達(dá)式Ksp= 。通常條件下，KSPFe(OH)34.0×1036，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為8.0則理論上計(jì)算除雜后溶液中c(Fe3+)等于 _ 。信息方程式：1、TiO22H+ = TiO2H2O（2分）（4）TiO22C2Cl2 TiCl42CO（2分）（5）TiO2 +4e = Ti +2O2（2分）2、 AlO2- + HCO3-+H2O=Al(OH)3 +CO32-（5）10FeSO4 +2O2 5Fe2O3 +SO2+9SO34、(3)CO2+AlO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3（3分）(4)4 LiMn2O4+2 H2SO4+O2=8MnO2+2 Li2SO4+2H2O（4分）(5) Li2SO4+Na2CO3Na2SO4+Li2CO3 （3分） 化學(xué)工業(yè)流程 強(qiáng)化訓(xùn)練題（答案）1（1） ； （2）將正二價(jià)鐵元素氧化成正三價(jià) Al(OH)3和Fe(OH)3（3）Co22OHCo(OH)2 2LiCO32Li2CO3（4）Na2SO42.答案 2Fe2H2O22H2Fe32H2O 3.25.2 (NH4)2SO4 （3）0.783、答案（1） SO2+