新教材同步必修第二冊(cè) 第8章 第一節(jié) 微專(zhuān)題十【化學(xué)課外】

1、微專(zhuān)題十淺析化工生產(chǎn)工藝流程 (以金屬礦物、海水資源 開(kāi)發(fā)利用為背景)第八章第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用1.工藝流程題的結(jié)構(gòu)規(guī)律：“主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)”。2.對(duì)原料預(yù)處理的常用方法(1)研磨減小固體顆粒的體積，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。(2)水浸與水接觸反應(yīng)或溶解。(3)酸浸與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去。(4)灼燒除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)。(5)煅燒改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土。3.解答化工流程題的方法目標(biāo)分析法制備類(lèi)工藝流程題一

2、般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”：1.(2018河北衡水中學(xué)期中)已知海水中的溴含量約為65 mgL1，從海水中提取溴的工業(yè)流程如下：123跟蹤訓(xùn)練45(1)上述步驟中已獲得游離態(tài)的溴，步驟又將其轉(zhuǎn)化成化合態(tài)的溴，目的是_。富集溴元素解析由于海水中Br的濃度低，故步驟的目的是富集溴元素。(2)步驟通入熱空氣吹出Br2，利用了溴的_(填字母)。A.氧化性 B.還原性C.揮發(fā)性 D.腐蝕性12345C解析溴單質(zhì)易揮發(fā)。(3)步驟中涉及的離子反應(yīng)如下，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)填入正確的化學(xué)計(jì)量數(shù)：123453 3 1 5 3(4)上述流程中吹出的溴蒸

3、氣也可以先用二氧化硫的水溶液吸收，再用氯氣氧化，然后進(jìn)行蒸餾，則溴與二氧化硫的水溶液反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。SO2Br2(5)實(shí)驗(yàn)室分離溴還可以用萃取法，下列可以用作溴的萃取劑的有_(填字母)。A.乙醇 B.四氯化碳C.裂化汽油 D.苯12345BD解析乙醇與水互溶，不能作為溴的萃取劑；裂化汽油中含有不飽和烴，能與溴單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，不能作為溴的萃取劑。2.我國(guó)擁有很長(zhǎng)的海岸線，具有豐富的海洋資源，以海水為原料的鹽化工是我國(guó)的重要產(chǎn)業(yè)。鹽鹵是海水曬鹽后的富含鎂鹽的溶液，其中除含鎂鹽外，還含有其他鹽類(lèi)(如圖甲所示)。鹽鹵在食品、化工等方面具有廣泛的用途。請(qǐng)解答下列與鹽鹵有關(guān)的題目：(1)根據(jù)圖甲所示，

4、寫(xiě)出鹽鹵中含量最多的兩種鹽的化學(xué)式：_、_。12345NaCl MgCl2解析從甲圖中可以看出1 000 g鹽鹵中含有的NaCl、MgCl2、MgSO4、KCl分別為163.0 g、142.5 g、60.0 g、22.0 g。由此可見(jiàn)，含量最多的是NaCl、MgCl2。12345(2)圖乙是鹽鹵中某些物質(zhì)的溶解度曲線，已知t1 時(shí)，MgSO4和KCl的溶解度分別為M、N，則它們?nèi)芙舛却笮〉年P(guān)系為_(kāi)；將鹽鹵加熱到t2 以上，根據(jù)溶解度曲線，首先析出的晶體應(yīng)是_。12345MNMgSO4解析在t1 時(shí)，KCl和MgSO4的溶解度曲線相交；t2 以后，MgSO4的溶解度隨著溫度的升高而降低，故將鹽鹵

5、加熱到t2 以上首先析出的是MgSO4。(3)化工廠利用鹵水生產(chǎn)金屬鎂的工藝流程如圖所示：12345“操作”的目的是將氫氧化鎂沉淀分離出來(lái)，操作的名稱(chēng)是_。氫氧化鎂與試劑B反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。操作的名稱(chēng)是_。該方法的優(yōu)點(diǎn)為_(kāi)。過(guò)濾Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸發(fā)、結(jié)晶就地取材，節(jié)約資源，降低成本解析分離固體與液體混合物應(yīng)用過(guò)濾方法，而使溶液中的溶質(zhì)以晶體的形式析出則需要蒸發(fā)、結(jié)晶。由于就地選用了海邊的貝殼為原料來(lái)生產(chǎn)CaO，所以節(jié)約了資源，降低了生產(chǎn)成本。(4)用電解法制備金屬鎂，兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了下面的兩種方法。甲：電解熔融的氧化鎂乙：電解熔融的氯化鎂其中同學(xué)_(填“甲”或“

6、乙”)制備金屬鎂的方案更合理，假設(shè)生產(chǎn)過(guò)程中鎂元素沒(méi)有損失，則100 g鹵水可制備鎂_ g。123454.8乙3.以已經(jīng)提取出氯化鈉、單質(zhì)溴、鎂等化學(xué)物質(zhì)的富碘鹵水為主要原料，采用如圖所示的工藝流程生產(chǎn)單質(zhì)碘。12345(1)寫(xiě)出乙、丁溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式：乙_，丁_。FeI2FeCl3解析題述流程中的反應(yīng)過(guò)程如下所示：12345(2)第步操作中用稀硫酸浸洗的目的是_(填字母)。A.除去NO B.除去未反應(yīng)的IC.除去未反應(yīng)的Fe D.除去堿性物質(zhì)(3)第步操作中提純I2的步驟是_、_、_。12345C萃取 分液 蒸餾(4)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)I2的方法是_。(5)甲物質(zhì)見(jiàn)光易變黑，其原因是_(用化學(xué)方程

7、式表示)。12345將其加入淀粉溶液中，溶液顯藍(lán)色(1)步驟加Fe的目的是_；步驟冷卻的目的是_。4.(2019天津一中月考)鈦(Ti)被稱(chēng)為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦，我國(guó)的鈦鐵礦儲(chǔ)量居世界首位。用含F(xiàn)e2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制備TiO2流程如下：12345將Fe3還原為Fe2析出綠礬(FeSO47H2O)解析分析框圖知，鐵最終轉(zhuǎn)化成副產(chǎn)品綠礬，所以要將3價(jià)Fe轉(zhuǎn)化為2價(jià)Fe，降溫減小FeSO47H2O的溶解度，有利于綠礬結(jié)晶。12345解析水浸后發(fā)生的離子反應(yīng)為T(mén)iO22H2O=H2TiO32H，廢液主要

8、呈酸性，所以應(yīng)加入CaO、CaCO3或堿。(2)上述制備TiO2的過(guò)程中，可以利用的副產(chǎn)物是_；考慮成本和廢物綜合利用因素，水浸后廢液中應(yīng)加入_處理。12345綠礬(FeSO47H2O)生石灰(或碳酸鈣、廢堿)反應(yīng)TiCl42Mg=2MgCl2Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是_。解析反應(yīng)后Ti和Mg易與空氣中O2、N2等反應(yīng)，故應(yīng)在Ar氣氛中進(jìn)行。(3)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)鈦(Ti)，涉及到的步驟為12345防止高溫下鎂或鈦與O2、N2等反應(yīng)5.(2019南京高一下學(xué)期月考)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還含有雜質(zhì)SiO2和Fe2O3)提取氧化鋁并冶煉Al的操作過(guò)程如下：12345

9、(1)濾渣A是_，濾渣B是_。SiO2(或二氧化硅)Fe(OH)3(或氫氧化鐵)解析鋁土礦中的二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)，則濾渣A是SiO2(或二氧化硅)；濾液A中含有鋁離子、鐵離子，加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉，則濾渣B是Fe(OH)3(或氫氧化鐵)。12345(2)操作、的名稱(chēng)是_。12345解析操作、的名稱(chēng)均是過(guò)濾。過(guò)濾(3)操作中，灼燒時(shí)盛放藥品的儀器是_，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。12345解析操作中，灼燒固體時(shí)盛放藥品的儀器是坩堝。濾液B中含有偏鋁酸鈉，通入過(guò)量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，濾渣C是Al(OH)3，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al(OH)3 Al2O33

10、H2O。坩堝(4)生成濾渣C的離子方程式為_(kāi)。12345(5)取濾液B 100 mL，加入1 molL1 200 mL鹽酸時(shí)，沉淀量達(dá)到最大且質(zhì)量為11.7 g。則濾液B中c( )_，c(Na)_ molL1。123451.5 molL16.012345化工生產(chǎn)工藝流程類(lèi)試題解答方法(1)抓首尾，看中間：從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序試題，其關(guān)鍵點(diǎn)是認(rèn)真分析對(duì)比原材料與產(chǎn)品的組成，從中得出將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所含雜質(zhì)的基本原理和所用工藝。(2)用交叉，看分流：有些化工生產(chǎn)選用多組原料，解題關(guān)鍵在于找準(zhǔn)中間產(chǎn)品和相互交叉的流水生產(chǎn)線，在分析過(guò)程中，抓住中間產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)作用，逐一破解。(3)明目的，讀流程：化工工藝流程綜合題目一般是關(guān)于物質(zhì)制備，首先明確題目目的是制取什么物質(zhì)，從題干或問(wèn)題中獲取有用信息，了解產(chǎn)品的性質(zhì)，并結(jié)合基本概念和反應(yīng)原理分析流程圖試題中的元素及化合物知識(shí)，從質(zhì)量守恒原理的角度分析未知物