无机化工流程题
- 格式:doc
- 大小:550.35 KB
- 文档页数:7
精品文档,欢迎下载如果你喜欢这份文档,欢迎下载,另祝您成绩进步,学习愉快!专题八 无机化工流程1、工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰,其工艺流程如下:已知:①菱锰矿的主要成分是3MnCO ,还含有少量的Fe 、Al 、Ca 、Mg 等元素。
②氢氧化物沉淀的条件:3Al +、3+Fe 完全沉淀的pH 分别为4.7、3.2;2+Mn 、2Mg +开始沉淀的pH 分别为8.1、9.1。
③“焙烧”过程的主要反应:34MnCO +2NH Cl 2322MnCl +2NH +CO +H O ↑↑。
④常温下,几种难溶物的sp K 如下表所示: 难溶物2Mn(OH) 3MnCO 2CaF 2MgFsp K132.010-⨯ 112.010-⨯ 102.010-⨯ 117.010-⨯1.分析图1、图2、图3,推测最佳的焙烧温度、焙烧时间、4(NH Cl)()m m 菱锰矿粉分别为__________、__________、__________。
2.“除杂”过程如下:①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为3+42282222(NH )S O >H O >Cl >MnO >Fe ,则氧化剂X 宜选择___________(填字母序号)。
A.4228(NH )S O B.2MnO C.22H O D.2Cl②调pH 时,pH 可取的最低值为 _____________。
③当2CaF 、2MgF 两种沉淀共存时,若溶液中2+5(Ca ) 1.010mol/L c -=⨯,则2+(Mg )c =___________mol/L 。
3.“沉锰”过程中,不能用碳酸钠溶液代替43NH HCO 溶液的可能原因是__________。
4.测定碳酸锰粗产品的纯度。
实验步骤如下:①称取0.5000g 碳酸锰粗产品于300mL 锥形瓶中,加少量水润湿。
再加入25mL 磷酸,移到通风橱内加热至240℃。
②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000mol/L 的硫酸亚铁铵4242[(NH )Fe(SO )]标准溶液滴定,发生的反应为3-2+2+3+3-424[Mn(PO )]+Fe =Mn +Fe +2PO 。
无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧(1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施:搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强),增大气液或固液接触面积(2)加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动(3)温度不高于××℃的原因适当加快反应速率, 但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发//(如H2O2、NH4HCO3)分解//(如Na2SO3)氧化或促进(如AlCl3)水解等,影响产品的生成(4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法【蒸发浓缩<至有晶膜出现>、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥】(5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法(蒸发浓缩、趁热过滤 <如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来>、洗涤、干燥)(6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器(7)控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀(调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱,以避免引入新的杂质;pH分离时的范围确定、范围过小的后果<导致某离子沉淀不完全>或过大的后果<导致主要离子开始沉淀>)(8)减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解\挥发(9)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法:将溶液静置一段时间后,向上层清夜中滴入沉淀剂,若无沉淀生成,则离子沉淀完全(10)洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2-3次(11)检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若———–,则沉淀洗涤干净(13)冰水洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗(14)乙醇洗涤的目的:降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗,得到较干燥的产物(15)蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行(16)事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化工业流程常见的操作与名词工业流程题目在流程上一般分为3个过程:(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词①加快反应速率②溶解:通常用酸溶。
热点16无机化工流程题1.二水氯化钡晶体在工业上主要用于制造各种钡盐、塑料和有机染料,其工业制备流程如图:回答下列问题:(1)调节pH 后,得到二水氯化钡晶体的“操作1”是________、________、过滤。
(2)酸化过程中加入31%的工业盐酸过快,有时会析出硫黄,请写出生成硫黄的离子反应方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)脱硫过程分为两步,第一步是物理脱硫,第二步是化学脱硫。
①物理脱硫是直接用蒸汽升温,并用空气“爆气法”除去________。
②化学脱硫法是向其中加入氧化剂,下列物质最适合作脱硫氧化剂的是________。
A .高锰酸钾B .氯气C .重铬酸钾D .次氯酸钠(4)大部分工业生产都用80~85℃时的石灰氮料浆(CaCN 2的浆水混合物)吸收硫化氢,充分利用H 2S 制得更有价值的产品——硫脲[CS(NH 2)2]和氢氧化钙。
请写出制备硫脲的化学反应式:_____________________________________________________________________。
解析:(1)从溶液中析出结晶水合物,为了防止失水,一般都是蒸发浓缩后冷却结晶。
(2)由于盐酸中含Fe 3+,加入盐酸过快生成的硫化氢可能会与其发生氧化还原反应生成S 析出。
(3)加热会降低硫化氢的溶解度,使其从溶液中逸出,为物理脱硫法;除杂时需尽可能少地引进杂质离子,所以选择氯气。
(4)已知反应物为CaCN 2、H 2S ,生成物为CS(NH 2)2、Ca(OH)2,可直接根据质量守恒定律进行配平,并分析出反应物中需补充H 2O 。
A组1.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)又称为保险粉,常作还原剂,能溶于冷水,难溶于乙醇,在碱性介质中稳定。
Ⅰ.用甲酸钠(HCOONa)生产保险粉的工艺流程如图:回答下列问题:(1)Na2S2O4中硫元素的化合价为____________。
(2)“滤液”中可以循环利用的物质是__________________。
(3)“洗涤”所用试剂最好为____(填字母)。
a.冰水b.热水c.无水乙醇d.90%乙醇水溶液(4)“反应”在70 ℃条件下进行,写出发生反应的化学方程式:________________________。
(5)在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体,目的是_________________________。
Ⅱ.探究保险粉的性质(6)现将0.05 mol·L-1 Na2S2O4溶液在空气中放置,其溶液的pH与时间(t)的关系如图所示:①t1时溶液中含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为________________________________。
②t2→t3段发生反应的离子方程式为_______________________________________________。
(7)取少量连二亚硫酸钠在隔绝空气的条件下加强热使其完全分解,得到Na2SO3、Na2S2O3和一种气体(STP),该反应中氧化产物、还原产物的物质的量之比为__________。
2.(2022·河南洛阳三模)碳酸锶(SrCO3)具有屏蔽X射线的功能,广泛应用于彩色显示装置、等离子显色装置的荧光屏玻璃中。
工业上以天青石(主要成分为SrSO4,含少量BaSO4和CaSO4)和煤为原料生产碳酸锶。
工艺流程如下:已知:①Sr(OH)2、Ba(OH)2、Ca(OH)2在不同温度下的溶解度(g):温度/℃2040608090100Sr(OH)2 1.77 3.958.4220.244.591.2Ba(OH)2 3.898.2220.94101.4——Ca(OH)20.1730.1410. 1210.0940.0860.076②浸取时发生反应:2SrS+2H2O===Sr(HS)2+Sr(OH)2,硫化锶的溶解度主要受氢氧化锶的溶解度影响。
第32讲无机化工流程题的解题策略目录考情分析网络构建考点一认识工业流程试题【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 工业流程试题的基本特点知识点2 工艺流程题的主线分析方法考点二工艺流程题的解题策略【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 工艺流程题的审题方法知识点2 工艺流程题的解题方法【提升·必考题型归纳】考向1 考查信息方程式的书写考向2 考查物质分离、提纯的方法考点三工艺流程题的类型【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 以物质制备为目的工艺流程题知识点2 以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题【提升·必考题型归纳】考向1 考查以物质制备为目的工艺流程题考向2 考查以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题真题感悟设计一系列的问题。
题型可以是选择题,也可以是主观题。
以物质制备和物质的分离提纯为主的工艺流程题考查元素化合物和实验操作、实际生产的相关知识。
考点一认识工业流程试题知识点1工业流程试题的基本特点1、试题的切入点(或试题素材)较多的采用了与生产生活密切联系的化学新技术、新成果。
故题干内容来源都是真实的工业生产过程,内容丰富,提问灵活。
2、无机化工流程题的结构:分题头、题干和题尾三部分。
(1)题头一般是介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括获得副产品);(2)题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;(3)题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置系列问题。
3、呈现形式:流程图、数据表格、图像、实验装置。
4、设问方式:措施、成分、物质、原因。
5、能力考查:获取、整合、处理、应用信息的能力、分解问题的能力、表达能力。
6、知识落点:基本理论、元素化合物、实验。
知识点2工艺流程题的主线分析方法1.读流程图①箭头:箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。
②三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环。
无机化工流程题的解题策略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,全国一卷近4年必考题型。
题型一 物质制备类化工流程题【考题感悟】(2013·江苏,16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO 3,含少量FeCO 3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:(1)酸溶前一般先把菱镁矿研磨成矿粉,目的是______________________;MgCO 3与稀硫酸反应的离子方程式为____________________________________。
(2)加入H 2O 2氧化时,发生反应的化学方程式为___________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D 中收集的气体是________(填化学式)。
②B 中盛放的溶液可以是________(填字母)。
稀硫酸↓ H 2O 2↓ NH 3·H 2O ↓菱镁矿→酸溶→过滤→氧化→调pH ≈4→过滤→ ↓滤渣1 ↓滤渣2 木炭↓ …→煅烧→MgO ↓气体 2MgSO 4+C======800 ℃2MgO +2SO 2↑+CO 2↑MgSO 4+C======800 ℃MgO +SO 2↑+CO ↑ MgSO 4+3C======800 ℃MgO +S ↑+3CO ↑a .NaOH 溶液b .Na 2CO 3溶液c .稀硝酸d .KMnO 4溶液③A 中得到的淡黄色固体能与热的NaOH 溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:_______ __________________。
无机化工流程题(4)1.NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。
操作步骤如下:(1)向滤液Ⅰ中加入FeS是为了生成难溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等杂质,则除去Cu2+的离子方程式为 (2)根据对滤液Ⅱ的操作作答:①往滤液Ⅱ中加入H2O2发生反应的离子方程式为_____________________________________________②调滤液ⅡpH的目的是__________________③检验Fe3+是否除尽的操作和现象是_____________________________________________(3)滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4,加Na2CO3过滤后得到NiCO3固体,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这两步操作的目的是______________________________________________________(4)得到的NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作可得到NiSO4·6H2O晶体①在进行蒸发浓缩操作时,加热到___________________________(描述实验现象)时,则停止加热②为了提高产率,过滤后得到的母液要循环使用,则应该回流到流程中的_____(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置③如果得到产品的纯度不够,则应该进行________________(填操作名称)操作2.氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:已知:①菱锰矿石主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素②相关金属离子[c(M n+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀时的pH如下:金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.510.68.19.6沉淀完全的pH 5.2 3.79.712.610.111.6③常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11回答下列问题:(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________________________(2)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:焙烧温度_________,氯化铵与菱锰矿粉的质量之比为________,焙烧时间为__________________________(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为_________________;然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,此时溶液的pH范围为_________,再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,当c(Ca2+)=1.0×10-5 mol·L-1时,c(Mg2+)=_______mol·L-1(4)碳化结晶时,发生反应的离子方程式为__________________________________________(5)流程中能循环利用的固态物质是___________3.钒具有广泛用途。
无机化工流程题解题方法一、解题策略化工流程中常见的操作与名词化工流程题目在流程上一般分为3个过程:原料处理―→分离提纯―→获得产品(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词①加快反应速率②溶解:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸:与水接触反应或溶解浸出:固体加水(酸)溶解得到离子浸出率:固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化)酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程③灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解④控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点①调pH值除杂a.控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示若要除去Mn2+提示:先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH到3.7。
b.调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H+反应,使溶液pH值增大;不引入新杂质。
例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
②试剂除杂③加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。
如:侯氏制碱中的NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
④降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤萃取(3)获得产品阶段的常见考点①洗涤(冰水、热水):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。
②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解。
③蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO3中的少量NaCl。
④蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO3。
⑤重结晶(4)其他常见考点①化学方程式②实验仪器③计算④信息二、热点题型探究热点1碱金属及其矿物的开发利用例1(2012·广东理综,32)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡:K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2++2K++Mg2++4SO2-4+2H2O为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。
无机化工流程题专题练习考点一操作流程式例1.过氧化钙可以用于改善地表水质,处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等;工业上生产过氧化钙的主要流程如下:已知CaO2·8H2O呈白色,微溶于水,加热至350 ℃左右开始分解放出氧气;1用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是________;2检验“水洗”是否合格的方法是________;3沉淀时常用冰水控制温度在0 ℃左右,其可能原因是写出两种:①____________;②____________;4测定产品中CaO2的含量的实验步骤:第一步:准确称取a g产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI 晶体,再滴入少量2 mol·L-1的H2SO4溶液,充分反应;第二步:向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液;第三步:逐滴加入浓度为c mol·L-1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液V mL;已知:I2+2S2O错误!===2I-+S4O错误!①CaO2的质量分数为____________用字母表示;②某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能________填“不受影响”、“偏低”或“偏高”,原因是_________;考点二物质变化流程例2.碱式碳酸铜广泛用于制油漆颜料、烟火、杀虫剂、催化剂、其他铜盐和固体荧光粉激活剂等,也用于种子处理及作杀菌剂等;某化学兴趣小组在实验室利用Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反应制备并检验碱式碳酸铜,实验步骤如下:错误!错误!错误!黏胶状错误!蓝绿色沉淀错误!错误!错误!蓝绿色晶体1写出制备碱式碳酸铜的化学方程式___________________________________;2用研钵分别研细Na2CO3·10H2O和CuSO4·5H2O的目的是___________________;3检验蓝绿色沉淀是否洗涤干净的实验操作是______________________________;4碱式碳酸铜可以看成CuOH2·CuCO3,该兴趣小组同学选择下列实验仪器验证产物中含有CuOH2、CuCO3;①各装置连接顺序为________________;②装置B中试剂的名称是__________,装置C中试剂的名称是__________;③证明含有CuCO3的实验现象是_________________________________________,证明含有CuO H2的实验现象是_________________________________________;考点三综合流程型例3.氯化亚铜在工业上应用广泛;氯化亚铜CuCl为白色晶体,微溶于水,能溶于氨水、浓盐酸,并生成配合物,不溶于硫酸、稀硝酸和醇;实验药品:铜丝20 g、氯化铵20 g、65%硝酸10 mL、36%盐酸15 mL、水;1反应①的化学方程式为_____________________________________________,用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是____________________________________________________________________________________________________ ____;2工业化生产时,95%乙醇可通过__________的方法回收并循环利用,而NH4Cl、____________填化学式可直接循环利用;3实验室用下图装置制备CuCl;①实验时通入O2的速率不宜过大,为便于观察和控制产生O2的速率,最宜选择下列装置中的________填字母序号;②实验开始时,温度计显示反应液温度低于室温,主要原因是_____________________________________________________________________________________ ____;电炉加热升温至50 ℃时停止加热,反应快速进行,烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色,从环保角度考虑,当______________________________时才能停止通入氧气;待冷却至室温后,再打开瓶塞,沿________填字母口倾出棕色反应液于1 000 mL大烧杯,加水500 mL,即有大量白色沉淀析出;变式探究以黄铜矿主要成分为CuFeS2,含少量杂质SiO2等为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾FeSO4·7H2O;其主要工艺流程如下:已知:部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表;沉淀物CuOH2FeOH3FeOH2开始沉淀pH完全沉淀pH1反应Ⅰ的化学反应方程式为___________________________________________;该反应中错误!被________填“氧化”或“还原”,其目的是____________________;2试剂a是__________,具体操作为____________,目的是__________________________________________________________________ ___;3反应Ⅲ的离子方程式为_______________________________________________;试剂c参与反应的离子方程式分别为______________________________________、__________________________________________________________________ ____;2016年高考真题专练1.2016年高考北京卷12分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:i:2Fe2++ PbO2+4H++SO42=2Fe3++PbSO4+2H2Oii: ……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;;3PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbOs+NaOHaq NaHPbO2aq,其溶解度曲线如图所示;①过程Ⅱ的目的是脱硫;滤液1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过滤Ⅲ的目的是提纯,综合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作_______________________;2.2016年高考海南卷8分KAlSO42·12H2O明矾是一种复盐,在造纸等方面应用广泛;实验室中,采用废易拉罐主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质制备明矾的过程如下图所示;回答下列问题:1为尽量少引入杂质,试剂①应选用___填标号;A.HCl溶液B.H2SO4溶液C.氨水D.NaOH溶液2易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________;3沉淀B的化学式为________;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是__________;4已知:K w=×10-14,AlOH3AlO2-+H++H2O K=×10-13;AlOH3溶于NaOH 溶液反应的平衡常数等于_________;3.2016年高考江苏卷12分以电石渣主要成分为CaOH2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CaOH2作用生成CaClO2的反应,CaClO2进一步转化为CaClO32,少量CaClO2分解为CaCl2和O2;①生成CaClO2的化学方程式为▲;②提高Cl2转化为CaClO32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CaOH2完全溶解2氯化过程中Cl2转化为CaClO32的总反应方程式为6CaOH2+6Cl2=CaClO32+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CaClO32与CaCl2的物质的量之比n CaClO32∶n CaCl2▲1∶5填“>”、“<”或“=”;3向滤液中加入稍过量KCl固体可将CaClO32转化为KClO3,若溶液中KClO3的含量为100gL-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是▲;4.2016年高考四川卷16分资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用;磷尾矿主要含Ca5PO43F和CaCO3·MgCO3 ;某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案,制备具有重要工业用途的CaCO3、MgOH2、P4和H2,其简化流程如下:已知:①Ca5PO43F在950℃不分解;②4Ca5PO43F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4请回答下列问题:1950℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是___________;2实验室过滤所需的玻璃仪器是_____________;3NH4NO3溶液能从磷矿I中浸取出Ca2+的原因是__________;4在浸取液II中通入NH3,发生反应的化学方程式是____________;5工业上常用磷精矿Ca5PO43F和硫酸反应制备磷酸;已知25℃,101kPa时:CaOs+H2SO4l=CaS O4s+H2Ol △H=-271kJ/mol5 CaOs+H3PO4l+HFg= Ca5PO43F s+5H2Ol △H=-937kJ/mol则Ca5PO43F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_________________;6在一定条件下COg+H 2Og CO 2g+H 2g,当CO 与H 2Og 的起始物质的量之比为1:5,达平衡时,CO 转化了5/6.若akg 含Ca 5PO 43F 相对分子质量为504的质量分数为10%的磷尾矿,在上述过程中有b%的Ca 5PO 43F 转化为P 4,将产生的CO 与H 2Og 按起始物质的量之比1:3混合,则相同条件下达平衡时能产生H 2________kg;5.2016年高考新课标Ⅲ卷14分过氧化钙微溶于水,溶于酸,可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂;以下是一种制备过氧化钙的实验方法;回答下列问题:一碳酸钙的制备1步骤①加入氨水的目的是_______;小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于____;2右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是______填标号;a . 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b .玻璃棒用作引流c .将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁d .滤纸边缘高出漏斗e .用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度二过氧化钙的制备CaCO 3−−−−−−→稀盐酸、煮沸、过滤②滤液−−−−−→氨水和双氧水冰浴③−−−→过滤 白色晶体 3步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈____性填“酸”、“碱”或“中”;将溶液煮沸,趁热过滤;将溶液煮沸的作用是___________;4步骤③中反应的化学方程式为________,该反应需要在冰浴下进行,原因是_________;5将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_______;6制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品;该工艺方法的优点是______,产品的缺点是_______;6.2016年高考新课标Ⅲ卷14分以硅藻土为载体的五氧化二钒V2O5是接触法生成硫酸的催化剂;从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用;废钒催化剂的主要成分为:物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/% ~ ~ 22~28 60~651~2<1以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:回答下列问题:1“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+;“废渣1”的主要成分是__________________;2“氧化”中欲使 3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol;3“中和”作用之一是使钒以V4O124形式存在于溶液中;“废渣2”中含有_______;4“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+ V4O124R4V4O12+4OH 以ROH为强碱性阴离子交换树脂;为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈_____性填“酸”“碱”“中”;5“流出液”中阳离子最多的是________;6“沉钒”得到偏钒酸铵NH 4VO 3沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________;2015年高考真题专练1.2015浙江理综化学某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣主要成分为Fe 2O 3、SiO 2、Al 2O 3,不考虑其他杂质制取七水合硫酸亚铁FeSO 4·7H 2O ,设计了如下流程: 下列说法不正确...的是 A .溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X 选用铁粉B .固体1中一定含有SiO 2,控制pH 是为了使Al 3+转化为AlOH 3,进入固体2C .从溶液2得到FeSO 4·7H 2O 产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解D .若改变方案,在溶液1中直接加NaOH 至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO 4·7H 2O2.2015天津理综化学18分废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍;湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品;某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:回答下列问题:1反应Ⅰ是将Cu 转化为CuNH 3 42+,反应中H 2O 2 的作用是 ;写出操作①的名称: ;2反应II 是铜氨溶液中的CuNH 3 42+与有机物RH 反应,写出该反应的离子方程式: ;操作②用到的主要仪器名称为 ,其NaOH 溶液 控制pH 试剂X 足量酸 烧渣 固体溶液固体FeSO 4·7H 2O 溶液目的是填序号;a.富集铜元素b.使铜元素与水溶液中的物质分离c.增加Cu2+在水中的溶解度3反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和;若操作③使用右图装置,图中存在的错误是;4操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液;阴极析出铜,阳极产物是;操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是;5流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是;循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是;3.2015四川理综化学16分为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣铁主要以Fe2O3存在转变成重要的化工原料FeSO4反应条件略;活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应;请回答下列问题:1第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是;2检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择填字母编号;A.KMnO4溶液B.K3FeCN6溶液C.KSCN溶液3第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽;通入空气引起溶液pH降低的原因是;4FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料;已知25℃,101kPa时:4Fes + 3O2 g =2Fe2O3s H=-1648kJ/molCs+O2g=CO2g∆=-393kJ/molH2Fes+2Cs+3O2g=2FeCO3s∆=-1480kJ/molHFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是;5FeSO4在一定条件下可制得FeS2二硫化亚铁纳米材料;该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2= Fe +2Li2S,正极反应式是;6假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%;将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计;按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 kg;4.2015山东理综化学19分毒重石的主要成分BaCO3含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:1毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是;实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸,除量筒外还需使用下列仪器中的;a.烧杯b.容量瓶c.玻璃棒d.滴定管2Ca2+Mg2+Fe3+开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH加入NH3·H2O调节pH=8可除去填离子符号,滤渣Ⅱ中含填化学式;加入H2C2O4时应避免过量,原因是;已知:KspBaC2O4=×10-7,KspCaC2O4=×10-93利用简洁酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行;已知:2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H20 Ba2++CrO42—=BaCrO4↓步骤Ⅰ移取xml一定浓度的Na2CrO4溶液与锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0mL;步骤Ⅱ:移取y mLBaCl2溶液于锥形瓶中,加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1mL;滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的填“上方”或“下方”;BaCl2溶液的浓度为mol·L-1,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2+浓度测量值将填“偏大”或“偏小”;5.2015福建理综化学15分无水氯化铝在生产、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Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:已知:物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/℃180升华300升华1023①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 ;③已知: Al 2O 3s+3Cs=2Als+3COg ΔH 1=+ ·mol -12AlCl 3g=2Als+3Cl 2g ΔH 2=+ ·mol -1由Al 2O 3、C 和Cl 2反应生成AlCl 3的热化学方程式为 ;④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH 冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为 ________;⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是 ;6.2015安徽理综化学14分硼氢化钠NaBH 4在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠NaBO 2为主要原料制备NaBH 4,其流程如下:已知:NaBH 4常温下能与水反应,可溶于异丙酸沸点:13℃;1在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气,该操作的目的是_____,原料中的金属钠通常保存在____中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_____,_____,玻璃片和小刀等;2请配平第①步反应的化学方程式:□NaBO 2+□SiO 2+□Na+□H 2==□NaBH 4+□Na 2SiO 33第②步分离采用的方法是______;第③步分离NaBH 4并回收溶剂,采用的方NaBO 2sH 2g NaBH 4s Na SiO s 溶液 异丙酸lNaBH 4s 循环使用① ③ ②法是______;4NaBH4s与水l反应生成NaBO2s和氢气g,在25℃,101KPa下,已知每消耗克NaBH4s放热,该反应的热化学方程式是_______;7.2015广东理综化学16分七铝十二钙12CaO·7Al2O3是新型的超导材料和发光材料,用白云石主要含CaCO3和MgCO3和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:1煅粉主要含MgO和,用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶, 若溶液I中cMg2+小于5×10-6mol·L-1,则溶液pH大于MgOH2的Ksp=5×10-12;该工艺中不能用NH42SO4代替NH4NO3,原因是;2滤液I中的阴离子有忽略杂质成分的影响;若滤液I中仅通入CO2,会生成,从而导致CaCO3产率降低;3用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为;4电解制备AlOH3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为;5一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl4—和Al2Cl7—两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为;8.2015江苏化学12分以磷石膏只要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等为原料可制备轻质CaCO3;匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和cSO42-随时间变化见由右图;清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________;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cCa2+增大的原因___________;2014年高考真题专练1.2014年高考海南卷锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌;某含锌矿的主要成分为ZnS还含少量FeS等其他成分,以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:回答下列问题:1硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为____;2焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的_______操作.3浸出液“净化”过程中加入的主要物质为________,其作用是__________________;4电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是____;5改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质;“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为___________________;6我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌;明代宋应星着的天工开物中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……,冷淀,毁罐取出,……,即倭铅也;”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为____;注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌2.2014年高考山东卷工业上用重铬酸钠Na2Cr2O7结晶后的母液含少量杂质Fe3+生产重铬酸钾K2Cr2O7;工艺流程及相关物质溶解度曲线如图1由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为;通过冷过结晶析出大量K2Cr2O7的原因是;2向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是;3固体A主要为填化学式,固体B主要为填化学式;4用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液填“I”“II”或“III”中,既能提高产率又可使能耗最低;3.2014年高考新课标Ⅰ卷磷矿石主要以磷酸钙〔Ca3PO42·H2O〕和磷灰石〔Ca5OHPO43〕等形式存在;图a为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸;图b是热法磷酸生产过各中由磷灰石制单质磷的流程;部分物质的相关性质如下:熔点沸点备注/℃/℃44白磷PH难溶于水,具有还原性3SiF-90 -86 易水解4回答下列问题:1世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的℅;2以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5FPO43反应的化学方程式为:;现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石,最多可制得85℅的商品磷酸吨;3如图b所示,热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷;炉渣的主要成分是:填化学式冷凝塔1的主要沉积物是:冷凝塔2的主要沉积物是:4尾气中主要含有,还含有少量PH3、H2S和HF等,将尾气先通入纯碱溶液,可除去再通入次氯酸钠溶液,可除去均填化学式5相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是:;4.2014年高考新课标Ⅱ卷将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一;一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺提取其他产品;回答下列问题:1下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是填序号;①用混凝法获取淡水②提高部分产品的质量③优化提取产品的品种④改进钾、溴、镁的提取工艺2采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2,并用纯碱吸收;碱吸收溴的主要反应是Br2+Na2CO3+H2O NaBr+N aBrO3+NaHCO3,吸收1m ol Br2时,转移的电子数为mol;3海水提镁的一段工艺流程如下图:浓海水的主要成分如下:离子Na+Mg2+Cl-SO42-浓度/g/L该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为,产品2的化学式为,1L浓海水最多可得到产品2的质量为g;4采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式;。
无机化工流程题答无机化工是指以无机原料为主要原料进行的化学反应和工艺,主要涉及到无机化学、物理化学、热力学等多方面的知识。
无机化工具有生产成本低、危险性小、产品稳定等优点,广泛应用于化学、建筑、医药、食品等领域。
下面将回答以下无机化工流程题:1. 什么是硫酸盐法制冷剂R22的制备工艺?硫酸盐法制冷剂R22的制备工艺是先将氯气与四氯化碳在光照作用下生成氯化甲烷和二氯甲烷。
再将这两种氯化物与氟气在硫酸的催化下反应,得到氟氯甲烷和氟二甲烷混合物。
最后经过分离、纯化等步骤得到R22。
该工艺具有工艺流程简单、原料易得、高产率等优点。
但同时也存在催化剂回收难度大、废液处理困难等问题。
2. 什么是氟硅酸法制备二氧化硅?氟硅酸法制备二氧化硅是指采用氟硅酸和硅酸铝钾为原料,通过化学反应从中提取出二氧化硅。
具体步骤是先将氟硅酸、水和氨一起混合,再加入硅酸铝钾,反应生成降解产物。
然后将其反应生成稳定的六氟硅酸铝和水,进而得到含二氧化硅的溶液。
最后通过蒸发、冷却、过滤等步骤得到二氧化硅。
该工艺具有低成本、高纯度、易控制等优点,被广泛应用于电子、化工、建材等领域。
3. 硫酸铵过程中,产生硝基氨,如何利用?硫酸铵过程中,常常伴随着硝基氨的生成。
硝基氨为无色液体,是制备硝化甘油和硝化纤维等物质的重要原料。
硝基氨在化学工业中广泛应用,以其为原料的产品包括炸药、染料、医药等。
例如,在炸药生产中,硝基氨可用于制备硝化纤维、硝化甘油、硝化羧甲基纤维素等物质,是制备爆炸性药物重要的原料之一。
4. 有机硅产品D4的制备工艺有哪些?D4是一种有机硅产品,是各种硅氢化合物的重要基础和中间体。
D4的制备工艺可以采用从硅甲烷途径合成和从四氯化硅途径合成两种方法。
其中,从硅甲烷途径合成D4的工艺主要包括以下几个步骤:1.将硅甲烷与乙烯在催化剂的作用下进行反应,生成六氢二甲基二硅氧烷(L2)和六氢二甲基单硅氧烷(D3)的混合物。
2.再将L2和D3混合物与乙烯在催化剂的作用下进行反应,生成六氢二甲基三硅氧烷(L3)和D4的混合物。
高中化学无机化工业流程题的高考命题特点和解题方法!无机化工流程题的特点:规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。
核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。
1. 流程的呈现主要有以物质转化为主线,以操作过程为主线,甚至有时候会以设备为主线。
2. 这类题常围绕以下几个知识点进行设问:⑴反应速率与平衡理论的运用反应物颗粒大小:反应速率、原料的利用率等温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等⑵氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写;⑶利用控制pH分离除杂;⑷化学反应的能量变化;⑸实验基本操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等;⑹流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;⑺环境保护与绿色化学评价。
01原料处理的方法和作用对原料进行预处理的常用方法及其作用:1. 粉碎、研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。
2. 水浸:与水接触反应或溶解。
3. 酸浸:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。
近年来,在高考题出现了“浸出”操作。
在化工生产题中,矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。
4. 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化)。
5. 灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质,将有机碘转化为碘盐。
6. 灼烧、焙烧、煅烧:改变结构和组成,使一些物质能溶解;并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土和石灰石。
02掌握核心化学反应1. 元素及其化合物知识:化工生产将原料转变成产品的过程,也是物质经。
一、工业流程的常用的关键词1、浸出:固体加入水或酸溶解得到离子。
2、酸浸:指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去溶解的过程。
3、水洗:水洗通常是为了除去水溶性的杂质。
有机物洗涤:减少晶体损失4、灼烧(煅烧):原料的预处理,不易转化的物质转为容易提取的物质:如海带中提取碘等5、酸作用:溶解、去氧化物(膜)、调节PH 促进水解(沉淀)6、碱作用:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节PH 促进水解(沉淀)7、氧化剂:氧化某物质,转化为易于被除去(沉淀)的离子8、控制PH 值:促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离9、煮 沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;除去溶解在溶液中的气体,如氧气10、趁热过滤:减少结晶损失;提高纯度二、工业流程中的主要操作:结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等如结晶的几种方法:(1)、当溶液是单一溶质时①、所得晶体不带结晶水(如NaCl 、K NO 3): 蒸发、结晶②、所得晶体带结晶水:蒸发浓缩(至有晶膜出现为止),冷却结晶,过滤(2)当溶液中有两种或以上溶质时要得到溶解度受温度影响小的溶质:浓缩(结晶),趁热过滤要得到溶解度受温度影响大的: 蒸发浓缩,冷却结晶1、 从粗产品硫酸锌固体除去铁、铜、镉等可溶性硫酸盐,从而得到纯净的硫酸锌,实验流程如下:部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH 参见下表,请回答下列问题:(1)、“酸浸”步骤中,为提高锌的浸出率,可采取的措施有 。
“酸浸”时适当补充少量水的原因是 。
(2)、滤液I 加入酸性KMnO 4所发生反应的离子方程式为。
加入ZnO 的原因是 。
(3)滤渣III 的成份主要是 。
(4)、从滤液III 得到晶体的操作过程为 、冷却结晶、过滤冼涤、小心干燥。
2、实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。
大理石的主要杂质是氧化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:(1)、溶解大理石时,用硝酸而不同硫酸的原因是 。
高中化学无机化工流程常考点无机化工一般流程:原料→原料预处理→核心反应→产品分离提纯→目标产品,无机矿物含杂质多,预处理进行除杂、净化,通过核心反应制备粗产品后进行分离、提纯获取产品,解决该类题目关键是抓住核心元素,明确元素的流向,分析前后元素化合价变化判断反应类型,流程中采取的一系列操作都是为获得产品服务,物质的制备问题特别是盐类的制备要注意防水解、防氧化。
工艺流程题常见答题方向:预处理过程:1、研磨、粉碎、加热、搅拌、提高酸液或碱液的浓度等措施可提高反应速率、提高浸出率或原料的利用率,其中研磨、粉碎、雾化是通过增大反应物接触面积达到提高反应速率的目的。
2、浸取:加入试剂将固体矿物进行溶解,在溶液中便于物质的制备,浸取时不溶的物质通过过滤除去,浸取方式包括水浸、酸浸、碱浸、醇浸(提取有机物时用该方法较多)、盐浸等酸浸:溶解大部分金属单质、金属氧化物、碱、盐,盐酸、稀硫酸为非氧化性酸;浓硫酸、硝酸为强氧化性酸。
酸作用:预处理时加酸可考虑:溶解、去氧化膜,核心反应或分离提纯时可加入酸可考虑抑制某些金属阳离子水解、促使物质生成。
碱浸:溶解氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅等可溶于碱的物质。
碱作用:预处理时加碱可考虑溶解、去油污、去铝片氧化膜,除杂过程、核心反应、分离提纯时加碱可考虑调节PH除杂、促进水解或促使沉淀生成。
盐浸:溶解能与盐反应的矿物或使微溶物、难溶物转化成能难溶的物质,提高某元素的利用率。
3、焙烧、灼烧、煅烧:使固体高温分解或改变结构,转化为易溶于酸或碱的物质,或使杂质高温氧化、分解,金属硫化物+O2=煅烧=金属氧化物+SO2↑。
除杂、净化过程:1、加入目标元素对应的氧化物、碱、碳酸盐等物质调节溶液PH,促使某些金属阳离子的水解平衡正向移动,在适宜的PH范围内形成氢氧化物沉淀除去。
2、加入氧化剂如O2、CI2(或氯水)、KMnO4、K2Cr2O7、H2O2、HNO3、NaCIO、NaCIO3等的作用:将具有还原性的物质氧化。
第三章金属及其化合物第6讲无机化工工艺流程题无机化工工艺流程题是以真实的工艺生产流程为情境,考查元素化合物的性质、实验基本操作、化学平衡原理、溶液中的离子反应、物质制备和分离等知识,具有情境新颖、信息丰富、灵活多变的特点,能够很好地考查考生在陌生情境中提取信息,利用所学知识分析问题、解决问题的能力,对考生化学学科核心素养的要求较高,故在高考试题中备受命题人的青睐,需引起考生的足够重视。
1.根据试题整体特点分析分类特点命题趋势及热点分析物质制备类一般以矿物或废料为原料,有时也以化学品为原料,经过一系列转化、除杂等步骤,得到目标产品物质制备类工艺流程题是主流考查形式,比较典型,备考时需加大训练力度。
结合理论的综合类工艺流程题近两年在地方卷中大量出现,其综合性强、考查角度广,预测是未来工艺流程题的命题新方向。
尤其2022年湖南卷的工艺流程题考查了化学反应的热效应,打破常规,值得引起考生注意物质提纯类从混合矿物或矿渣中经分离提纯得到目标产品结合理论的综合类以工艺流程为载体,侧重考查溶液中的离子反应与平衡(图像、计算等)、电化学知识2.近四年高考化学工艺流程题考查热点分析考查热点考频热点剖析全国卷地方卷原料预处理10卷6考50卷14考考查原料预处理的方法、目的等化学(离子)方程式书写10卷9考50卷35考考查元素化合物模块知识,核心是物质的转化,关键在于厘清工艺流程,难点是对所给陌生信息的理解与应用。
高频考查的元素有Fe 、Cr 、Mn 、Ni 、Mg 、Al 、V 、Ti 、Ca 等(常见元素、第四周期金属元素居多),近年来还考查陌生元素,如Mo 、Ce 等。
对于非课标要求的元素,试题中会给出对应的性质、反应等信息,考物质推断10卷5考50卷22考查考生对新信息的提取、理解、分析、应用能力循环利用10卷4考50卷11考引导考生将所学知识应用于生产实际,需考虑经济性、环保性,体现科学态度与社会责任化学学科核心素养生产条件的选择与优化10卷4考50卷21考实验仪器与操作—50卷11考将化学工艺流程与实验相结合,主要考查分离提纯及检验的相关操作化学平衡常数相关计算10卷4考50卷20考将化学工艺流程与化学平衡相结合,考查沉淀溶解平衡,常根据K sp计算溶液pH等,近两年地方卷开始融合沉淀转化、电离平衡、水解平衡等进行考查电化学10卷1考50卷5考将化学工艺流程与电化学相结合,考查电极反应式书写及电化学的相关计算注:本表格以近四年具有代表性的全国卷及新高考地方卷为蓝本,全国卷共10套(2020年3套、2021年2套、2022年2套、2023年3套),新高考地方卷共50套(2020年8套、2021年15套、2022年15套、2023年12套)。
无机化工流程题1.(2019·全国卷Ⅲ,26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe 、Al 、Mg 、Zn 、Ni 、Si 等元素)制备,工艺如图所示。
回答下列问题:相关金属离子[c 0(M n +)=0.1 mol·L -1]形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下:金属离子 Mn 2+ Fe 2+ Fe 3+ Al 3+ Mg 2+ Zn 2+ Ni 2+ 开始沉淀的pH8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的pH10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9(1)“滤渣1”含有S 和________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式:__________________________________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO 2的作用是_____________________________________。
(3)“调pH ”除铁和铝,溶液的pH 范围应调节为________~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn 2+和Ni 2+,“滤渣3”的主要成分是_______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF 2沉淀除去Mg 2+。
若溶液酸度过高,Mg 2+沉淀不完全,原因是____________________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式:___________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNi x Co y Mn z O 2,其中Ni 、Co 、Mn 的化合价分别为+2、+3、+4。
当x =y =13时,z =________。
答案 (1)SiO 2(或不溶性硅酸盐) MnO 2+MnS +2H 2SO 4===2MnSO 4+S +2H 2O (2)将Fe 2+氧化为Fe 3+ (3)4.7 (4)NiS 和ZnS (5)F -与H +结合形成弱电解质HF ,MgF 2(s)Mg 2+(aq)+2F -(aq)平衡向右移动 (6)Mn 2++2HCO -3===MnCO 3↓+CO 2↑+H 2O (7)13解析 (1)硫化锰矿中硅元素主要以SiO 2或不溶性硅酸盐形式存在,则“滤渣1”的主要成分为S 和SiO 2(或不溶性硅酸盐)。
结合“滤渣1”中含S ,可知“溶浸”时MnO 2与MnS 在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO 4和S ,根据化合价升降法可配平该反应的化学方程式。
(2)“溶浸”后溶液中含Fe 2+,“氧化”中加入的适量MnO 2能将Fe 2+氧化为Fe 3+。
(3)“调pH ”除去Fe 3+和Al 3+时,结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH 在4.7~6之间。
(4)“除杂1”中加入Na 2S 能将Zn 2+和Ni 2+分别转化为沉淀除去,故“滤渣3”的主要成分为NiS 和ZnS 。
(5)“除杂2”中F -与Mg 2+反应生成MgF 2沉淀,若溶液酸度过高,则F -与H +结合生成弱电解质HF ,导致MgF 2(s)Mg 2+(aq)+2F -(aq)平衡向右移动,Mg 2+不能完全除去。
(6)“沉锰”时Mn 2+与HCO -3反应生成MnCO 3并放出CO 2,由此可写出离子方程式。
(7)化合物LiNi x Co y Mn z O 2中,当x =y =13时,根据化合物中正负化合价代数和为0知1+2×13+3×13+4z -2×2=0,解得z =13。
2.(2020·济宁模拟)钪及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。
从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc 2O 3)的一种流程如图:回答下列问题:(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。
洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。
混合的实验操作是__________________________________________。
(2)先加入氨水调节pH =3,过滤,滤渣主要成分是____________;再向滤液中加入氨水调节pH =6,滤液中Sc 3+的浓度为__________。
(已知:25 ℃时,K sp [Mn (OH)2]=1.9×10-13,K sp [Fe(OH)3]=2.6×10-39,K sp [Sc(OH)3]=9.0×10-31)(3)用草酸“沉钪”。
25 ℃时pH =2的草酸溶液中c (C 2O 2-4)c (H 2C 2O 4)=________________(保留两位有效数字)。
写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式:______________________________。
[已知:25 ℃时,K a1(H 2C 2O 4)=5.9×10-2,K a2(H 2C 2O 4)=6.4×10-5](4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为____________________________________________。
(5)废酸中含钪量为15 mg·L -1,V L 废酸最多可提取Sc 2O 3的质量为________________。
答案 (1)将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,冷却后再慢慢注入双氧水中,并不断搅拌(2)Fe(OH)3 9.0×10-7mol·L -1(3)3.8×10-2 2Sc 3++3H 2C 2O 4===Sc 2(C 2O 4)3↓+6H +(4)2Sc 2(C 2O 4)3+3O 2=====高温2Sc 2O 3+12CO 2(5)0.023V g解析 (1)在混合不同的液体时,一般先加密度较小、易挥发的,后加密度大、难挥发的,若混合时放热,则最后加受热易分解的,因此混合的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,冷却后再慢慢注入双氧水中,并不断搅拌。
(3)25 ℃时pH =2的草酸溶液中c (C 2O 2-4)c (H 2C 2O 4)=c (C 2O 2-4)·c (H +)c (HC 2O -4)×c (HC 2O -4)·c (H +)c (H 2C 2O 4)×1c 2(H +)=K a2(H 2C 2O 4)× K a1(H 2C 2O 4)×1c 2(H +)=6.4×10-5×5.9×10-2×1(10-2)2≈3.8×10-2。
“沉钪”得到草酸钪的离子方程式为2Sc 3++3H 2C 2O 4===Sc 2(C 2O 4)3↓+6H +。
(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为2Sc 2(C 2O 4)3+3O 2=====高温2Sc 2O 3+12CO 2。
(5)废酸中含钪量为15 mg·L -1,则V L 废酸中含钪的质量为15×10-3 g·L -1×V L =0.015V g ,所以最多可提取Sc 2O 3的质量为0.015V g ×13845×2=0.023V g 。
3.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
某工厂对制革工业污泥Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如图:已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr 3+,其次是Fe 3+、Al 3+、Ca 2+和Mg 2+。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有__________、__________。
(答出两点)(2)H 2O 2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr 3+转化为Cr 2O 2-7,则此反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为__________。
(3)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 如表所示:阳离子Fe 3+ Al 3+ Cr 3+ 开始沉淀时的pH2.7 - - 沉淀完全时的pH3.7 5.4(>8溶解) 9(>9溶解)①用NaOH 调节溶液的pH 不能超过8,其理由是_____________________________________。
②当pH =8时,Mg 2+______________ (填“是”或“否”)开始沉淀(溶液中Mg 2+浓度不超过1 mol·L -1)。
已知:K sp [Mg(OH)2]=1.8×10-11。
(4)上述流程中,加入NaOH 溶液后,溶液呈碱性,Cr 2O 2-7转化为CrO 2-4,写出上述流程中用SO 2进行还原时发生反应的离子方程式:___________________________________________。
答案 (1)升高温度(加热) 搅拌 (2)3∶2 (3)①pH 超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO -2,最终影响Cr 回收与再利用②否 (4)3SO 2+2CrO 2-4+12H 2O===2Cr(OH)(H 2O)5SO 4↓+SO 2-4+2OH -解析 (1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、加快溶解速度等措施,可以升高温度增大物质的溶解度或搅拌加快溶解速度。
(2)H 2O 2将Cr 3+转化为Cr 2O 2-7,H 2O 2作氧化剂。
Cr3+被氧化,发生的反应为2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O2-7+8H+,氧化剂和还原剂物质的量之比为3∶2。
(3)①pH=8时,Fe3+、Al3+已沉淀完全,pH>8时,会使部分Al(OH)3溶解生成AlO-2,会影响Cr的回收与再利用。
②当pH=8时,Q c=c(Mg2+)·c2(OH-)=1×(10-6)2=10-12<K sp[Mg(OH)2],因此,此时Mg2+不沉淀。
(4)流程中用SO2进行还原时,Na2CrO4被还原为Cr(OH)(H2O)5SO4,SO2被氧化为SO2-4,根据原子守恒写出反应的离子方程式:3SO2+2CrO2-4+12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO2-4+2OH-。
4.(2020·山东济宁模拟)三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O,其相对分子质量为990)简称“三盐”,不溶于水及有机溶剂。