2018届二轮复习 化学工艺流程题型研究 学案(江苏专用)
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第19讲工业流程问题经典精讲题一:废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法可回收WC和Co。
工艺流程简图如下:(1)电解时废旧刀具做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液。
阴极主要的电极反应式为。
(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是。
回收的洗涤液代替水配制电解液,目的是回收利用其中的。
(3)溶液Ⅰ的主要成分是。
洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响,但焙烧时会造成环境污染,原因是。
(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为。
题二:以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。
其工作流程如下:(1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________。
(2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:SO = 2Fe3+ + PbSO4 + 2H2Oi:2Fe2+ + PbO2 + 4H+ + 24ii:……①写出ii的离子方程式:________________。
②下列实验方案可证实上述催化过程。
将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。
b.______________。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+ NaOH(aq)ƒNaHPbO2(aq),其溶解度曲线如图所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。
滤液Ⅰ经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是_____(选填序号)。
A.减少PbO的损失,提高产品的产率B.重复利用氢氧化钠,提高原料的利用率C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率②过程Ⅲ的目的是提纯,综合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作_________________。
题三:钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO•TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。
新题赏析题一:某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag (金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。
已知:①NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解, 如:3NaClO = 2NaCl + NaClO 3 ②AgCl 可溶于氨水:AgCl + 2NH 3·H 2O32Ag(NH )++ Cl – + 2H 2O③常温时 N 2H 4·H 2O (水合肼)在碱性条件下能还原32Ag(NH )+:432Ag(NH )++ N 2H 4·H 2O = 4Ag ↓ + N 2↑ + 44NH + + 4NH 3↑ + H 2O(1)“氧化”阶段需在 80 ℃ 条件下进行,适宜的加热方式为___________________。
(2)NaClO 溶液与Ag 反应的产物为 AgCl 、NaOH 和O 2,该反应的化学方程式为________________。
HNO 3也能氧化 Ag ,从反应产物的角度分析,以 HNO 3 代替NaClO 的缺点是_________。
(3)为提高Ag 的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤, 并___________。
(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量 NaClO 与NH 3·H 2O 反应外(该条件下 NaClO 3 与 NH 3·H 2O 不反应),还因为________________________________________。
(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag 的实验方案:__________________(实验中须使用的试剂有:2 mol·L -1水合肼溶液,1 mol·L -1 H 2SO 4 )。
金属矿物资源综合利用——以明矾石和孔雀石为例题二:Li 4Ti 5O 12 和 LiFePO 4 都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO 3 ,还含有少量 MgO 、SiO 2 等杂质)来制备。
⾼考化学⼆轮复习⼯艺流程学案(全国通⽤)2018届⾼三化学⼆轮复习⾃主导学案专题九⼯艺流程【⾼考分析】还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的⼯艺流程如图所⽰:回答下列问题:(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学⽅程式_________________________________。
为提⾼浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有____________;______________(写出两条)。
(2)利⽤的磁性,可将其从“浸渣”中分离。
“浸渣”中还剩余的物质是__________(写化学式)。
(3) “净化除杂”需先加H2O2溶液,作⽤是_________________________________________。
然后再调节溶液的pH约为5,⽬的是__________________________________________。
(4) “粗硼酸”中的主要杂质是(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电⼦式为____________。
(6)单质硼可⽤于⽣成具有优良抗冲击性能硼钢。
以硼酸和⾦属镁为原料可制备单质硼,⽤化学⽅程式表⽰制备过程______________________________________________【解题思路】⼯艺流程题要学会看⽣产流程图,对于⽐较陌⽣且复杂的流程图,宏观把握整个流程,不必要把每个环节的原理都搞清楚,针对问题分析细节。
考察内容主要有:1)原料预处理:⽤酸溶。
如⽤硫酸、盐酸、浓硫酸等2)反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配⽐、PH调节、溶剂选择)3)反应原理(离⼦反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、⽔解原理、物质的分离与提纯)4)绿⾊化学(物质的循环利⽤、废物处理、原⼦利⽤率、能量的充分利⽤)5)化⼯安全(防爆、防污染、防中毒)等。
第10讲无机化学综合2017新题赏析题一:某小组在验证反应“Fe + 2Ag+ = Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物①取少量黑色固体,洗涤后,_______(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有______________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是___________________________(用离子方程式表示)。
针对两种观点继续实验:①取上层清液,滴加KSCN 溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生,(资料:Ag与SCN生成白色沉淀AgSCN)②对Fe3+产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;假设b:空气中存在O2,由于________(用离子方程式表示),可产生Fe3+;NO-具有氧化性,可产生Fe3+;假设c:酸性溶液中3假设d:根据_______现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c 不是产生Fe3+的主要原因。
实验Ⅱ可证实假设d 成立。
实验Ⅰ:向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3 min 时溶液呈浅红色,30 min 后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:装置如图。
其中甲溶液是___________,操作及现象是____________________。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+ 浓度变化的原因:__________。
题二:锂是最轻的活泼金属,其单质及化合物有广泛的用途。
回答下列问题:(1)用碳酸锂和________反应可制备氯化锂。
第17讲 化学工艺流程考点一 物质制备型Z 真题感悟hen ti gan wu (课前)1.(2017·全国Ⅰ·27)Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO 3,还含有少量MgO 、SiO 2等杂质)来制备。
工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为_100℃、2190℃、5h__。
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl 2-4形式存在,写出相应反应的离子方程式 FeTiO 3+4H ++4Cl -===Fe 2++TiOCl 2-4+2H 2O 。
(3)TiO 2·x H 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示:分析22_低于40℃,TiO 2·x H 2O 转化反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO 2·x H 2O 转化反应速率下降__。
(4)Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为_4__。
(5)若“滤液②”中c (Mg 2+)=0.02 mol·L -1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe 3+恰好沉淀完全即溶液中c (Fe 3+)=1.0×10-5 mol·L -1,此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成? Fe 3+恰好沉淀完全时,c (PO 3-4)=1.3×10-221.0×10-5mol·L -1=1.3×10-17 mol·L -1,c 3(Mg 2+) ·c 2(PO 3-4)值为0.013×(1.3×10-17)2=1.7×10-40<K sp [Mg 3(PO 4)3],因此不会生成Mg 3(PO 4)2沉淀 (列式计算)。
[题型特点]江苏高考对有机填空题的考查多为合成路线给定型有机合成题,即题目已将原料、反应条件及合成路线给定,并以框架式合成路线示意图的形式直观展现最初原料经每一步反应达到主要产物的合成路线,要求依据原料和合成路线,在一定信息提示下,推断出各步主要产物或完成某些步骤反应的化学方程式。
江苏有机化学填空题考点相对固定,常见考点有:有机化合物结构简式的书写、反应类型的判断、同分异构体的推断、有机副产物的分析、目标化合物合成路线的设计等。
1。
(2017·江苏化学,17)化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:(1)C中的含氧官能团名称为________和________。
(2)D→E的反应类型为________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:_____________________________________________________.①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。
(4)G的分子式为C12H14N2O2,经氧化得到H,写出G的结构简式:____________________________________________________。
(5)已知:(R代表烃基,R′代表烃基或H)请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
解析(2)对比D、E结构可知D中N原子上的H原子被-CH2COCH3取代,同时还有HBr生成。
(3)水解产物之一是α-氨基酸,说明水解产物中含有结构,能水解,说明含有酯键,即有结构.结合含有一个手性碳原子和另一水解产物只有2种不同环境的氢,若左端连在苯环上有:,另一水解产物为CH3OH,符合条件;若右端连在苯环上有:,另一水解产物为,符合条件。
(4)对比F、G的结构,结合反应类型“氧化”,可知F中—CH2OH被MnO2氧化为—CHO,G为。
课时4 无机化学工艺流程化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,是无机框图的创新。
它以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图分析原理,紧扣信息,抓住关键、准确答题.这类试题具有较强的实用性和综合性,是近几年高考化学命题的常考题型,如2016全国卷Ⅲ28题,2016北京理综27等。
附思维主线:此类题目多以金属矿物加工为载体,综合考查无机元素化合物、化学原理和实验,由于难度大,综合性强,也可放到一轮结束以后作为能力专题使用!微点聚焦一以物质制备为目的的工艺流程【示例1】题头挖掘题头信息(2015·课标全国Ⅰ,27)(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途.以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)题干分析题干流程题尾知道题尾考(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式________________。
为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有_________________________________________________________________________________________________________________。
(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO4错误!2MgSO4+2H3BO3(3分)提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)(2)Fe3O4(1分) SiO2和CaSO4(1分) (3)将Fe2+氧化为Fe3+(1分) 使Al3+和Fe3+形成氢氧化物沉淀而除去(1分)(4)(七水)硫酸镁(1分)(5) (1分)(6)2H3BO3错误!B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 错误!2B+3MgO(3分)(1)不配平不得分,漏写条件扣1分(2)简答每条1分,其他合理答案也给分(3)写名称不给分,多写此空判0分(4)写化学式不给分,出现白字不给分(5)漏写离子符号不给分(6)不配平不得分,漏写条件扣1分【解法指导】1.制备过程中原料预处理的5种常用方法看方法想目的2.的催化剂时间趁热过滤防止某物质降温时析出冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗调节pH所需的物质一般应满足两点:①能与H+反应,使溶液pH变大;②不引入新杂质。
工艺流程综合训练非选择题1. (2013·镇江调研)工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流程如下:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Fe(OH)3 Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀 2.3 7.5 3.4完全沉淀 3.2 9.7 4.4回答下列问题:(1) 加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的(填“Fe3+”、“Fe2+”或“Al3+”)沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是。
(2) 在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作。
若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为。
(3) 碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+,可部分水解生成Fe2(OH24) 聚合离子。
该水解反应的离子方程式为。
(4) 在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。
根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及N-3O。
为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为(填字母)。
A. 氯水B. KSCN溶液C. NaOH溶液D. 酸性KMnO4溶液2. (2012·南师附中最后一卷)一种以黄铜矿和硫黄为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高。
其主要流程如下:已知:①反应Ⅰ的化学方程式为CuFeS2+S FeS2+CuS,FeCuS2中S的化合价为-2价。
②反应Ⅱ滤液的主要成分为CuC-2 l。
(1) 为使反应Ⅰ充分进行,工业上可采取的措施是;反应Ⅰ生成12 g FeS2转移的电子数为。
(2) 反应Ⅱ的离子方程式为。
(3) 反应Ⅲ通入空气的目的是。
一定温度下,在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸,可以析出硫酸铜晶体,其原因是。
(4) 以黄铜矿(主要成分是CuFeS2)为原料制备铜,也可以采用“火法熔炼工艺”。
“火法熔炼工艺”中的“焙烧”程序,是在通入少量空气的情况下使黄铜矿部分脱硫生成焙砂(主要成分是Cu2S和FeO)和SO2,该反应的化学方程式为。
专题八 工艺流程题解题策略一.化工生产流程的特点一般出题者会针对每个步骤设置1~2个问题来引导考生读懂流程,所以最好带着问题来看流程,并注意体会题目的问法对你的启发。
例1:锰是冶炼工业中常用的添加剂。
以碳酸锰矿(主要成分为MnCO 3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:(1)步骤Ⅰ中,MnCO 3与硫酸反应的化学方程式是 。
(2)步骤Ⅱ中,MnO 2在酸性条件下可将Fe 2+离子氧化为Fe 3+,反应的离子方程式是 ,加氨水调节溶液的pH 为5.0-6.0,以除去Fe 3+。
(3)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是 。
(4)步骤Ⅳ中,在 (填“阴”或“阳”)极析出Mn ,电极反应方程式为 。
(5)电解后的废水中还含有Mn 2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na 2S ,进行二级沉降。
进行二级沉降的目的是 。
答案:(1)MnCO 3+H 2 SO 4 =MnSO 4+ CO 2↑+H 2O (3分)(2) MnO 2+2Fe 2++4H + =Mn 2++2Fe 3++2H 2O (3分)(3) CoS 和NiS (3分,错、漏均扣1分)(4)阴 (1分),Mn 2++2e - =Mn (3分)(5)沉降得到MnS ,以进一步去除废水中的Mn 2+。
(3分)二.常见的问题及文字描述答题模板工艺流程题中的难点之一是文字描述,一般占2~3分,书写时要注意规范的化学术语1.如何加快浸出速率,如何提高浸出率?两个问题答法是否相同?答:前者:搅拌、升温、适当增大酸浓度、后者:不断搅拌;适当提高反应温度;增加浸出时间2.为什么要把反应温度控制在某个范围内?从温度过高和过低两个角度回答,一般温度过低:反应速率太慢;温度过高:可能是导致反应物(如盐酸、有机物等)挥发、水解产物中有HCl生成的导致水解程度变大而使溶质改变、胶体发生聚沉、热稳定性差(如铵盐、结晶水合物、H2O2等)的物质发生分解等。
苏教版 2018 届中考化学专题复习:工艺流程题解题策略初探工艺流程题解题策略初探工艺流程题向来是中考命题的热门,以工业流程图为载体,主要联系化学实验基本操作(如物质的分别和提纯 )和化学原理 (如置换反应、复分解反应 ) 及实质工业生产问题、环境问题等。
这种试题取材广泛,构思独到,有机地融入了实质工业生产和现代科技工业中的新知识,内容表现研究性、应用性与创新性,较好地观察了学生综合运用所学知识解决实质问题的能力,充分表现了新课程改革和素质教育的要求,备受中考命题者的喜爱。
一、中考命题形式纵观近几年的中考试题可发现,工艺流程题的命题背景新奇,平时有以下几各种类:[本源学_科_网 ]试题设计一般环绕以下几个方面:(1) 推测流程图中的某种物质。
此类问题要求分析流程图中的每一个步骤,认识每一步操作中进出的物质,发生了什么反应,该步操作的目的是什么,对制造或提纯产品能起到什么样的作用等。
①要判断所加的试剂,可以从加入试剂的目的、反应的产物下手进行分析。
②要判断流程图中某一步中的物质,可以从上一步操作中反应物可能发生的反应下手进行分析,同时要注意所加试剂能否有节余。
(2)书写化学方程式。
①依照信息书写未学过的化学方程式,第一要从流程图中找出反应物和生成物,若从已知信息中找出的反应物和生成物不可以满足质量守恒定律,可以在反应物或生成物中加上水,而后进行配平,还应注意反应条件的有关信息 ;若在空气中锻烧或通入空气,则还要考虑空气中的氧气是否参加反应。
②依据流程图书写此中某步发生反应的化学方程式,第一要找出进入该步操作中的物质,依据所学知识判断其可能发生的反应,而后写出产物并进行配平。
(3)混杂物分别、提纯的操作及所需仪器的判断。
①固体和液体混杂物的分别: 过滤,所需的仪器有:铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸。
②从物质的溶液中获得该物质的晶体,常用的方法有:a.蒸发结晶。
b.降温结晶,操作过程:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→清洗→干燥。
化学实验(第1课时)【学习目标】1.能进行药品的取用、简单仪器的连接和使用、加热等基本的实验操作;2.能在教师指导下根据实验目的选择实验药品和仪器,并能安全操作;3.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
【学习重点】初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
【学习难点】简单仪器的灵活使用与检查装置的气密性。
【学习过程】一、回顾、预习与交流1.下列实验操作中,正确的是()A B C D2.下列实验操作中正确的是()A.向试管中滴加液体时,滴管应垂悬在试管口上方,并不接触试管B.实验用剩的药品应放回原试剂瓶中 C.加热后的试管应立即用冷水冲洗D.为了便于观察,给试管里的液体加热时试管口应对着自己3.下列有关仪器图示与名称吻合的是()A.锥形瓶 B.酒精喷灯 C.长颈漏斗 D.药匙4.下列取用试剂的操作图示错误..的是()A.用药匙取用粉末 B.用纸槽取用粉末 C.倾倒液体 D.取用块状固体5.下列基本实验操作的图示正确的是()A .检查气密性B .读液体体积C .过滤悬浊液D .熄灭酒精灯 二、合作、研讨与点拨活动一、实验表明浓硫酸与焦炭在加热的条件下能发生反应。
经查阅资料得知: ①SO 2可使澄清石灰水变浑浊; ②SO 2可使品红溶液的红色褪去,而CO 2不能; ③SO 2可与酸性的KMnO 4溶液反应使其褪色,而CO 2不能; ④CuSO 4为白色粉末,遇水可生成胆矾。
在对该反应的产物的探究中需用下列A 、B 、C 装置:请根据提供的信息回答下列问题:(1)浓硫酸与焦炭在加热的条件下发生如下反应: C+2H 2SO 4(浓)X ↑+ 2SO 2↑ +2H 2O 则生成物X 的化学式为 。
(2)若要证明产物中有水,则要用 装置(填装置的编号)。
(3)若按B 、A 、C 的顺序组装,不能证明产物 。
(4)若要证明这三种产物,正确的组装顺序是 ,装置B 中的品红Ⅰ的作用是 ,品红Ⅱ的作用是 。
活动二、2010年1月7日,兰州石化公司石油化工厂的一个装有液化气等轻烃的罐区发生爆炸。
[题型特点]工艺流程题是江苏高考必考题型,工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。
题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干主要用流程图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设计成一系列问题,构成一道完整的化学试题。
此类试题集综合性、真实性、开放性于一体,包含必要的操作名称、化工术语或文字说明,考查知识面广、综合性强、思维容量大。
题干的呈现形式多为流程图、表格和图像;设问角度一般为操作措施、物质成分、化学反应、条件控制的原因和产率计算等,能力考查侧重于获取信息的能力、分析问题的能力、语言表达能力和计算能力;涉及到的化学知识有基本理论、元素化合物和实验基础知识。
1.(2017·江苏化学,16)铝是应用广泛的金属。
以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是__________________________________________________________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为___________________________________________________________,阴极产生的物质A的化学式为________。
[题型特点]工艺流程题是江苏高考必考题型,工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。
题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干主要用流程图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设计成一系列问题,构成一道完整的化学试题。
此类试题集综合性、真实性、开放性于一体,包含必要的操作名称、化工术语或文字说明,考查知识面广、综合性强、思维容量大.题干的呈现形式多为流程图、表格和图像;设问角度一般为操作措施、物质成分、化学反应、条件控制的原因和产率计算等,能力考查侧重于获取信息的能力、分析问题的能力、语言表达能力和计算能力;涉及到的化学知识有基本理论、元素化合物和实验基础知识。
1。
(2017·江苏化学,16)铝是应用广泛的金属。
以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:SiO2在“碱溶"时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________.(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是__________________________________________________________ .(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为__________________________________________________________ _,阴极产生的物质A的化学式为________。
无机化工流程1.(2017·常州一模)黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生产硝酸铜溶液的流程如下:(1)写出酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(2)反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量的原因是_____________________________________________________________________________________________________________。
(3)滤液Ⅱ中含有的金属阳离子主要有____________________________________。
(4)写出反应Ⅱ的离子方程式:_________________________________________________________________________________________________________________________。
反应Ⅱ应控制温度不能过高也不能过低的原因是______________________________ ________________________________________________________________________。
(5)已知Cu(NO3)2·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的溶解度随温度的变化如图所示。
则由A 点对应的溶液获取Cu(NO3)2·3H2O的方法是_____________________________________________________________________________________。
解析:(2)酸浸后的溶液中含有Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+等阳离子,加入Zn的目的是将Cu2+臵换生成Cu,若锌过量,则在过滤Ⅱ所得的滤渣中含有Fe和过量的Zn,加入HNO3发生反应Ⅱ后得到的溶液中可能含有Fe(NO3)2、Fe(NO3)3和Zn(NO3)2杂质。
绝密★启用前 2018版化学(苏教版)高考总复习题型冲关:无机化学工艺流程 试卷副标题 注意事项: 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I 卷(选择题) 请点击修改第I 卷的文字说明○…………外……装……………………○…………※不※※要※※在※※装※※答※※题※※ ○…………内……装……………………○…………第II 卷(非选择题) 请点击修改第II 卷的文字说明 一、解答题 1.某一化工厂以废铁屑为原料制备FeCl 3溶液,用作印刷电路铜板腐蚀剂,并对溶液B 进行电解处理的实验流程如图:(1)试剂a 应选用________(填写名称);(2)步骤Ⅰ用到的主要玻璃仪器有漏斗、________(填写仪器名称);(3)写出步骤Ⅱ中主要反应的化学方程式____________________;(4)实验室制取气体E 的离子方程式是________________________,欲对气体E 进行干燥和吸收,需选用下列装置中的________(填写序号);(5)如何用化学方法检验气体E ?______________________________。
2.无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为____________________________________________________。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al 2O 3,含有Fe 2O 3、SiO 2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:………外…………………○……………内…………………○…… 已知: ①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是_________________________________________(只要求写出一种)。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是___________________________________。
第17讲 化学工艺流程考点一 物质制备型Z 真题感悟hen ti gan wu (课前)1.(2017·全国Ⅰ·27)Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO 3,还含有少量MgO 、SiO 2等杂质)来制备。
工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为_100℃、2190℃、5h__。
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl 2-4形式存在,写出相应反应的离子方程式 FeTiO 3+4H ++4Cl -===Fe 2++TiOCl 2-4+2H 2O 。
(3)TiO 2·x H 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示:分析22_低于40℃,TiO 2·x H 2O 转化反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO 2·x H 2O 转化反应速率下降__。
(4)Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为_4__。
(5)若“滤液②”中c (Mg 2+)=0.02 mol·L -1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe 3+恰好沉淀完全即溶液中c (Fe 3+)=1.0×10-5 mol·L -1,此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成? Fe 3+恰好沉淀完全时,c (PO 3-4)=1.3×10-221.0×10-5mol·L -1=1.3×10-17 mol·L -1,c 3(Mg 2+) ·c 2(PO 3-4)值为0.013×(1.3×10-17)2=1.7×10-40<K sp [Mg 3(PO 4)3],因此不会生成Mg 3(PO 4)2沉淀 (列式计算)。
化工流程为载体的综合考查题四(2017年高考江苏卷)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽溶液调pH 滤液③常温时N 2H 4 •H 20(水合肼)在碱性条件下能还原[Ag(NH 3)2] 4[Ag(NH 3)2] +N 2H 4 •H 2O ------- 4Ag J +Nd +4NH +4NH f +H0(1) “氧化”阶段需在 80C 条件下进行,适宜的加热方式为 _______________________(2) ____________________________________________________________________________________ NaCIO 溶液与Ag 反应的产物为 AgCI 、NaOH 和Q,该反应的化学方程式为 ______________________________________ 。
HNO 也能氧化Ag ,从反应产物的角度分析,以HNO 代替NaCIO 的缺点是 _____________________ 。
(3) ____________________________________________________________________________________ 为提高 Ag 的回收率,需对“过滤n”的滤渣进行洗涤,并 ______________________________________________________ 。
(4) 若省略“过滤I”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量, 除因过量NaCIO与NH ・H 2O 反应外(该条件下 NaCIQ 与NH ・H 2。
不反应),还因为 _______________________ 。
(5)请设计从“过滤n”后的滤液中获取单质 _____________________ Ag 的实验方案:(实. ■ 1 1 验中须使用 的试剂有:2 moI •L 水合肼溶液,1 moI •L H 2SO)。
[题型特点]工艺流程题是江苏高考必考题型,工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。
题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干主要用流程图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设计成一系列问题,构成一道完整的化学试题。
此类试题集综合性、真实性、开放性于一体,包含必要的操作名称、化工术语或文字说明,考查知识面广、综合性强、思维容量大。
题干的呈现形式多为流程图、表格和图像;设问角度一般为操作措施、物质成分、化学反应、条件控制的原因和产率计算等,能力考查侧重于获取信息的能力、分析问题的能力、语言表达能力和计算能力;涉及到的化学知识有基本理论、元素化合物和实验基础知识。
1.(2017·江苏化学,16)铝是应用广泛的金属。
以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是__________________________________________________________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为___________________________________________________________,阴极产生的物质A的化学式为________。
(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。
在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是_______________________。
解析(1)“碱溶”时,Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O,注意离子方程式。
(2)“过滤I”所得滤液为NaAlO2,加入NaHCO3溶液,过滤Ⅱ后电解的是Na2CO3溶液,说明溶液的溶质由NaAlO2变为Na2CO3,发生反应AlO-2+HCO-3+H2O===Al(OH)3↓+CO2-3,说明AlO-2结合H+能力强于CO2-3,即其水解能力强,说明碱性NaAlO2>Na2CO3,溶液的pH减小。
(3)电解Al2O3,阳极O2-放电生成O2,石墨(C)电极会被O2氧化。
(4)阳极溶液中的阴离子即水中的OH-放电生成O2(图示)及H+(2H2O-4e-===O2↑+4H+),H+与CO2-3结合生成HCO-3(CO2-3+H +===HCO-3,由图阳极区Na2CO3生成NaHCO3),写出总反应:4CO2-3+2H2O-4e-===4HCO-3+O2↑。
阴极,水中的H+放电生成H2。
(5)NH4Cl加热时分解生成HCl和NH3,HCl可以破坏铝表面的氧化膜,有利于反应进行。
答案(1)Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(4)4CO2-3+2H2O-4e-===4HCO-3+O2↑H2(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜2.(2016·江苏化学,16)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下:(1)氯化过程控制电石渣过量、在75 ℃左右进行。
氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。
①生成Ca(ClO)2的化学方程式为________________________________________________________________________________________。
②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有________(填序号)。
A.适当减缓通入Cl2速率B.充分搅拌浆料C.加水使Ca(OH)2完全溶解(2)氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为:6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。
①滤渣的主要成分为__________(填化学式)。
②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2]________1∶5(填“>”、“<”或“=”)。
(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3,若溶液中KClO3的含量为100 g·L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是________。
解析(1)①Cl2与Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2和CaCl2,配平。
②适当缓慢通氯气,气液充分接触,提高Cl2的吸收率,A正确;充分搅拌,增大气液接触面积,提高Cl2的吸收率,B正确;由于Ca(OH)2溶解度小,加水使Ca(OH)2溶解,生成Ca(ClO3)2浓度小,无法提高Cl2的转化率,错误。
(2)①电石渣中含有不溶于水的CaCO3及溶解度小的Ca(OH)2,滤渣为CaCO3、Ca(OH)2。
②因为Ca(OH)2与Cl2还可以发生反应生成Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2少量分解也会生成CaCl2,所以Ca(ClO3)2含量偏低。
(3)由溶解度图可知,KClO3随温度变化溶解度变化大,可以采用蒸发浓缩,冷却结晶的方法生成沉淀。
答案(1)①2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O②AB(2)①CaCO3、Ca(OH)2②<(3)蒸发浓缩、冷却结晶3.(2015·江苏化学,16)以磷石膏(主要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
(1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(SO2-4)随时间变化如图。
清液pH >11时CaSO4转化的离子方程式为____________;能提高其转化速率的措施有_______________________________________________________________________________________________________________________(填序号)。
A.搅拌浆料B.加热浆料至100 ℃C.增大氨水浓度D.减小CO2通入速率(2)当清液pH接近6.5时,过滤并洗涤固体。
滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和________(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因是__________________________________________ ______________________________________________________________。
解析(1)注意题目中的原料是磷石膏粉和氨水浆料。
由图所示当pH>11时,溶液中的c(SO2-4)增大,说明有更多的SO2-4生成,反应物为CaSO4、氨水、CO2,生成SO2-4,还有CaCO3,相当于氨水和CO2反应生成(NH4)2CO3,(NH4)2CO3和CaSO4生成(NH4)2SO4和CaCO3。
A项,搅拌浆料,增大反应物的接触面积,加快反应速率,正确;B项,加热到100 ℃,氨水挥发、CO2溶解度减小,则生成的(NH4)2CO3的量减少,无法实现CaSO4转化为CaCO3,错误;C项,增大氨水浓度可以提高反应速率,正确;D项,减小CO2通入速率,则转化速率降低,错误。
(2)当pH接近6.5时,由图可知c(SO2-4)接近0.1 mol·L-1,溶液呈酸性,通入的CO2主要以NH4HCO3存在,故滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO2-4和HCO-3。
可通过检验洗涤液中是否含有SO2-4来判断沉淀是否洗涤完全。
(3)温度升高,能促进NH+4的水解,增大溶液酸性,促进固体中Ca2+的浸出。
答案(1)CaSO4+2NH3·H2O+CO2===CaCO3+2NH+4+SO2-4+H2O(或CaSO4+CO2-3===CaCO3+SO2-4)AC(2)SO2-4HCO-3取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明已洗涤完全(3)浸取液温度上升,溶液中c(H+)增大,促进固体中Ca2+浸出4.(2014·江苏化学,16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。
实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为________________;__________________滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x。
滤渣Ⅱ的主要成分为________(填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是______________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量,其主要原因是__________________________________;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析(1)酸浸时粉煤灰中Al2O3与H2SO4反应生成可溶性Al2(SO4)3,SiO2不与H2SO4反应,过滤,滤渣Ⅰ是SiO2。