工業(yè)流程題競賽用

1、工業(yè)流程題1. 解題思路明確整個流程及每一局部的目的 T仔細分析每步發(fā)生的反響及得到的產(chǎn)物 T 結(jié)合根底理論與實際問題思考 T注意答題的模式與要點在解這類題目時：首先，要粗讀試題，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出。 其次，再精讀試題，根據(jù)問題去精心研究某一步或某一種物質(zhì)。第三，要看清所問題，不能答非所問，并注意語言表達的科學(xué)性 在答題時應(yīng)注意：前一問答復(fù)不了，并不一定會影響答復(fù)后面的問題。 分析流程圖需要掌握的技巧是： 瀏覽全題，確定該流程的目的 由何原料獲得何產(chǎn)物副產(chǎn)物，比照 原料和產(chǎn)物； 了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，并 在下一步分析和解題中隨時進行聯(lián)

2、系和調(diào)用； 解析流程圖并思考：從原料到產(chǎn)品依次進行了什么反響？利用了什么原理 氧化復(fù)原？溶解度？ 溶液中的平衡？。每一步操作進行到什么程度最正確？每一步除目標物質(zhì)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？無機化工題：要學(xué)會看生產(chǎn)流程圖，對于比擬陌生且復(fù)雜的流程圖，宏觀 把握整個流程，不必要把每個環(huán)節(jié)的原理都搞清楚，針對問題分析細節(jié)。 考察內(nèi)容主要有：1、原料預(yù)處理2 、反響條件的控制溫度、壓強、催化劑、原料配比、PH調(diào)節(jié)、溶劑選擇3、反響原理離子反響、氧化復(fù)原反響、化學(xué)平衡、電離平衡、溶解平衡、水解原理、物質(zhì)的別離與提純4、綠色化學(xué)物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分

3、利用5、化工平安防爆、防污染、防中毒等。2、規(guī)律主線主產(chǎn)品分支副產(chǎn)品回頭為循環(huán)核心考點：物質(zhì)的別離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制產(chǎn)品別離提純3工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心4.熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞 原料的預(yù)處理溶解通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等灼燒 燒如從海帶中提取碘煅燒 燒如煅燒高嶺土改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解。并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解研磨適用于有機物的提取 如蘋果中維生素C的測定等?？刂品错憲l件的方法控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀- pH值的控制例如：以下物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27

4、.69.6Mn (OH)28.39.8問題：假設(shè)要除去Mn2+溶液中含有的Fe2應(yīng)該怎樣做?調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：、能與H*反響，使溶液pH值增大；、不引入新雜質(zhì)。例如：假設(shè)要除去Cu2+溶液中混有的 Fe3十，可參加 CuO、CuOH2、Cu2OH2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值蒸發(fā)、反響時的氣體氣氛加熱的目的加快反響速率或促進平衡向某個方向移動降溫反響的目的防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動 趁熱過濾 冰水洗滌解損耗防止某物質(zhì)降溫時會析出洗去晶體外表的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶物質(zhì)的別離和提純的方法 結(jié)晶一一固體物質(zhì)從溶液中析出的過程蒸發(fā)濃縮

5、、冷卻結(jié)晶 過濾一一固、液別離 蒸餾一一液、液別離 分液一一互不相溶的液體間的別離 萃取一一用一種溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來。 升華一一將可直接氣化的固體別離出來。 鹽析一一加無機鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出常見名詞浸 出：固體加水酸溶解得到離子 浸出率：固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少酸 浸：在酸溶液中反響使可溶性金屬離子進入溶液， 不溶物通過過濾除去的溶解過程水洗：通常為除去水溶性雜質(zhì)水浸：與水接觸反響或溶解專項練習1.空氣吹出法工藝，是目前 海水提溴的最主要方法之一。其工藝流程如下:海水提取粗鹽、苦鹵 硫酸酸化 Cl 2氯化=含Br2的空氣吹出海水 含Br2的空氣 SO吸收一冷凝

6、 液溴 *別離溴蒸氣蒸餾溴水混合物氯化吸收液粗溴水周期，_0(2) 高純氧化鐵可作現(xiàn)代電子工業(yè)材料。以下是用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)為原料制備高純氧化鐵(軟磁 a Fe2O3)的 生產(chǎn)流程示意圖：氨氣MgClr6IiO蒸氨1石灰乳族。(1) 溴在周期表中位于_(2) 步驟的離子方程式： 。(3) 步驟的蒸餾過程中，溴出口溫度為何要控制在 8090 C。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原因：(4) 步驟中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物，可利用它們的相對密度相差很大的特點進行別離。假設(shè)在實驗室別離上述混合物的別離儀器的名稱是 ，別離時液溴從別離器的 (

7、填“上口或“下口)排出。(5) 為什么不直接用含溴的海水進行蒸餾得到液溴，而要經(jīng)過“空氣吹出、SO2吸收、氯化：2現(xiàn)代循環(huán)經(jīng)濟要求綜合考慮環(huán)境污染和經(jīng)濟效益。請?zhí)顚懸韵驴瞻住?1) 實驗室里，可用于吸收SO2尾氣的一種試劑是 步驟I中過濾所得濾渣的主要成分是 步驟II中參加鐵粉的目的是 。 步驟川中可選用 試劑調(diào)節(jié)溶液的pH (填標號)。A .稀硝酸B .雙氧水C.氨水D .高錳酸鉀溶液 寫出在空氣中煅燒FeCO3，制備高純氧化鐵的化學(xué)方程式 從濾液C中回收的主要物質(zhì)的一種用途是 。3. 鎂砂(MgO是一種高溫耐火材料。以下圖是氨法制取高純鎂砂的局部工藝流程:勺輕燒請答復(fù)：(1) MgC2?6

8、H2O的相對分子量,(2) 寫出氨分子的電子式。(3) 蒸氨是將石灰乳通入氯化銨溶液中，并加熱，寫出該反響的化學(xué)方程式：。(4) 輕燒后的產(chǎn)物為。(5) 工業(yè)獲取的MgC2?6HO?；煊蠪eCh,除去MgC2溶液中的Fe3+,可選用以下試劑A. MgOB . NaOHC . Mg (OH 2 D . KSCN(6) 氨化反響過程中反響的離子方程式 。(7) 過濾洗滌主要是除去附著在固體外表的氯離子，過濾后洗滌沉淀的方法是;檢驗沉淀已洗滌干凈的方法是。4. (16分)某化學(xué)研究性小組同學(xué)提出回收含銅電纜廢料中提取銅的兩種方案， 并向老師咨詢，老師就以下幾個方面與同學(xué)們展開討論：方案甲:含銅廢料在

9、空氣中灼燒足量稀硫酸.加熱黑色固體及殘留物加鐵屑淺綠色溶液及紅色沉淀物藍色溶液及不溶物過濾紅色粉末方案乙:含銅廢料粉碎 碎銅.碎電纜皮.其他雜質(zhì)參加足量稀硫酸通入空氣并加熱藍色溶液及不溶物過濾加鐵屑淺綠色溶液及紅色沉淀物過濾 紅色粉末(1) 兩個方案哪個符合當前生產(chǎn)的綠色理念，為什么?(2) 寫出方案甲中的步驟與銅有關(guān)的離子反響的離子方程式。(3) 老師建議，無論是甲還是乙的方案，在“加鐵屑這一步時，應(yīng)該加入略過量的鐵屑，目的是：。(4) 老師請同學(xué)們用化學(xué)方法檢驗紅色粉末中是否含有過量的鐵屑。請你 填寫以下表格寫出實驗操作、預(yù)期實驗現(xiàn)象、結(jié)論及操作 (中相關(guān)的離子方程式)序?qū)嶒灢僮?實驗現(xiàn)象

10、結(jié)論及離子方程式取適量的樣品于試管 內(nèi)用滴管滴入足量硫酸 溶液，并充分振蕩 試管溶液先黃色，滴入KSCN§液后顯紅色(5)為了提高原料的，老師建議把最后一步所得淺綠色濾液通過蒸發(fā). 冷卻 結(jié)晶過濾洗滌自然枯燥得到一種帶結(jié)晶水的硫酸亞鐵晶體。研究小組按老師的建議完成上面操作步驟，獲得晶體后對其進行檢測 先取a g的晶體進行脫水實驗，獲得無水固體為(a 1. 26) g 將無水固體溶于足量的水配成溶液后滴加1. OOmol/L的氯化鋇溶液，當?shù)渭?0. OOmL溶液時，沉淀恰好完全。研究小組通過計算測知該晶體的化學(xué)式是 o5. (1) 工業(yè)上以粗銅為原料采取如圖17所示流程制備硝酸銅晶體

11、：粗銅(含鐵)+晶傑 在步驟a中，還需要通入氧氣和水，其目的是 o 在保溫去鐵的過程中，為使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中參加CuO,調(diào)節(jié)溶液 的pH，根據(jù)下表數(shù)據(jù)，溶液的pH應(yīng)保持在 范圍。氫氧化物開始沉淀時的氫氧化物沉淀完全時的 pHpHFe31.93.2Cu24.76.7不用加水的方法調(diào)節(jié)溶液pH的原因是o(2) 圖18是某小組同學(xué)查閱資料所繪出的硝酸銅晶體Cu(NO3)2 nH2O 的 溶解度曲線(溫度在30r前后對應(yīng)不同的晶體)，以下說法正確的選項是 (填字母)o30 Tl ra. A點時的溶液為不飽和溶液b. B點時兩種晶體可以共存C.按上述流程最終得到的晶體是 Cu(NO3)2

12、3H2Od.假設(shè)將C點時的溶液降溫至 30C以下，可以析出Cu(NO3)2 6H2O晶體(4)某些共價化合物(如 出0、NH3、N2O4等)在液態(tài)時有微弱的導(dǎo)電性，主 要是因為發(fā)生了電離，如：2NH3NH4+NH2-，由此制備無水硝酸銅的方法之一是用Cu與液態(tài)N2O4反響。液態(tài)N2O4電離得到的兩種離子所含電子數(shù)相差 18,那么液態(tài)N2O4電離的方程式是 ; Cu與液態(tài)N2O4反響制得無水硝酸銅的化學(xué)方程式是。6鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰資源成為重要課題。某研究性學(xué)習小組 對廢舊鋰離子電池正極材料LiMn2O4、碳粉行涂覆在鋁箔上進行資源回收研 究，設(shè)計實驗流程如下：第步反響得到的沉淀X

13、的化學(xué)式為。第步反響的離子方程式是 。第步反響后，過濾 Li2CO3所需的玻璃儀器有 。假設(shè)過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原 因：。7.聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁 Al2OHnCl6 n。本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制備堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)也有差異, 高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗的高嶺土，化學(xué)組成為：Al2O325%34%、SiO240%50%、Fe2O30.5% 3.0%以及少量雜質(zhì)和水分 且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化；流程如下：適量CacqAl2OHnCl6-n

14、高嶺土 15%鹽酸 少量鋁粉根據(jù)流程圖答復(fù)以下問題：煅燒的目的是配制質(zhì)量分數(shù)15%的鹽酸需要200 mL 30%的濃鹽酸密度約為1.15 g cm3 和g蒸餾水，配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、 。 溶解過程中發(fā)生反響的離子方程式為 加少量鋁粉的主要作用是。_調(diào)節(jié)溶液pH在4.24.5 的過程中，除添加必要的試劑，還需借助的實驗用 品是;蒸發(fā)濃縮需保持溫度在90100C，控制溫度的實驗方法是。&工業(yè)上用鋁土礦成分為氧化鋁、氧化鐵制取鋁的過程如下：請答復(fù)以下問題：1 水蒸氣的作用。2 沉淀C的化學(xué)式為 該物質(zhì)除了用于金屬冶煉以外，還可用作。3 操作I、操作II、操作III都用到的玻璃儀器是

15、有 。4實驗室洗滌AI0H3沉淀應(yīng)該如何操作： 5生產(chǎn)過程中，除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有填化學(xué)式。用此法制取鋁的副產(chǎn)品是 填化學(xué)式。參考答案_1. 1第四 W A 2 分2 Br2+SO2+2H2O=4H+2Br+ SO42 2 分3 溫度過高，大量水蒸氣排出，溴氣中水增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，吸收率低。2分4分液漏斗下口 2分5氯化后的海水雖然含有溴單質(zhì)，但濃度低，如果直接蒸餾原料，產(chǎn)品本錢高空氣吹出、SO2吸收、氯化的過程實際上是一個Br2的濃縮過程。2分2. 1 NaOH溶液或其它合理答案2分2SiO2 2分將Fe3+復(fù)原為Fe2+ 2分 C 2分4F

16、eCO3+O2煅嗜FbO3+4CO2 2分氮肥2分3H n H1203 2 分2h2 分3 Ca OH 2 + 2NHCI = 2NrHt + CaCl2+2HO2 分，物質(zhì)全對 1分，配平1分，條件和氣體符號不扣分4MgO或氧化鎂2分5AC 總分值2分,選對1個1分，錯選或多項選擇0分6M2+ 2NH + 2H2O = Mg OH 2； +2 NH4+或 Mg+ 2NHb H2O = Mg OH 2； +2 NH+2 分，物質(zhì)全對 1 分,配平1分，條件和沉淀符號不扣分7沿玻璃棒向過濾器中滴加蒸餾水到浸沒沉淀，待水自然流下，重復(fù)此操作2-3次。2分；試劑1分，現(xiàn)象1分向最后一次洗滌后的溶液中

17、滴加硝酸酸化的 AgNO溶液，假設(shè)無白色沉淀生成， 證明已經(jīng)洗滌干凈。2分；試劑1分，現(xiàn)象1分4. 16 分(1) 乙(1分)甲方案第一步“灼燒會產(chǎn)生污染空氣的氣體、粉塵、煙霧(1分)(2) CuO + 2 H = Cu + 出0(1 分) Fe + Cu2+ = FeT + Cu(1 分)(3) 確保Cu完全置換出來(2分)(4) (每空2分，一個要點1分，共8分)序 號實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論樣品局部溶 解，并有氣泡 放出樣品含過量的鐵 屑Fe + 2H+ = Fe2+ +將試管靜止，將上 層清液傾倒于另一 試管中，先滴入少 許硝酸溶液，再滴 入幾滴KSCNS液Fe2+被硝酸氧化 成 Fe3+，遇 SCN呈現(xiàn)血紅色(5) FeSO 7H05. (1)提高原料的利用率，減少污染物的排放3.24.7 加水會將溶 液稀釋，不利于將濾液蒸發(fā)濃縮(2) b d(4) N2O4N0+ NO3-Cu+ 2204= Cu(NO3)2 + 2N06. (1) Al(OH) 3(2) 4L