2020届化学一轮复习化工流程汇编(2)(常考元素)
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化学流程题常考知识点一、知识概述《化学流程题常考知识点》①基本定义:化学流程题就是把化工生产过程中的主要操作步骤用框图形式表示出来,让我们根据这个流程去分析反应原理、物质变化、实验操作等一系列的化学问题。
就像给你画了一张工厂制作东西的流程图,然后让你搞明白这图里每个环节的化学门道。
②重要程度:在化学学科里超重要的。
这类型题能把我们学过的各种化学知识,比如元素化合物、化学反应原理、化学实验等都串起来。
是考查我们综合运用化学知识能力的利器,在各种化学考试里都是“座上宾”。
③前置知识:得先掌握化学基本概念,像元素化合价、酸碱盐的性质之类的。
化学方程式肯定要很熟,还有化学实验的基本操作,比如过滤、蒸发、蒸馏等。
就好比你想当厨师做菜(做化学流程题),也得先学会切菜(掌握基本概念)、认识食材(熟知元素化合物)、会用炉灶(化学方程式熟练)、知道一些烹饪技巧(化学实验操作)吧。
④应用价值:现实中化学工业生产到处都是流程,懂这东西有助于理解工厂里是怎么制作各种产品的。
比如制药、精炼金属啥的。
从学习角度说,能让我们把碎片化的化学知识串成一个整体,形成知识网络,而不是东一榔头西一棒槌地学。
二、知识体系①知识图谱:在化学学科里算是站在各个化学知识交汇的路口。
与元素化合物知识相连,因为流程里各种物质的转变涉及元素化合物性质;和化学反应原理挂钩,像反应的条件往往和平衡移动、化学反应速率有关系;还和化学实验这块有交集,毕竟流程中的操作多数都是实验操作。
②关联知识:和化学平衡、氧化还原反应、电解质溶液等知识关系密切。
比如说有的流程里可能利用化学平衡的原理去调节某个反应的进程,利用氧化还原反应去实现物质的转化,利用电解质溶液知识去分析离子的反应等。
③重难点分析:- 掌握难度:有不小难度,因为要兼顾好多知识。
你得一边分析物质的转化,一边思考反应条件,冷不丁还得考虑实验操作的合理性。
- 关键点:关键是要明确流程的目的是什么,也就是为啥要进行这个流程。
第五讲化工流程(二)近几年高考常以含金属元素(Fe、Cu、Ti、Cr、Mn、W、V、Co等)的陌生物质为载体,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进行设问,考查物质的制备、分离提纯等基本实验原理及操作,陌生化学方程式的书写,产品纯度或产率的化学计算,化工生产适宜条件的选择等。
这类试题具有较强的实用性和综合性,能考查考生分析问题和解决问题的能力,是近几年高考的常考题型。
1.工艺流程题的解题思路工艺流程题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。
解此类题目的基本思路:(1)先粗读,从题干中获取有用信息,理清思路。
先不必把每个环节的原理都搞清楚。
(2)针对问题再精读,分析细节,根据问题去研究某一步或某一种物质。
(3)要看清所问问题,不能答非所问,并注意语言表达的规范性。
2.工艺流程题的解题方法(1)明确目的,提取有用信息。
通过阅读题头,了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,进而明确生产目的——制备什么物质,找到制备物质时所需的原料及所含杂质,提取出所给的相关信息——化学反应方程式、物质的稳定性、物质的溶解性等。
(2)分析流程,弄清各步作用。
对比分析流程图中的第一种物质(原料)与最后一种物质(产品),找出原料与产品之间的关系,联系问题有针对性地思考:原料转化为产品的过程中依次进行了什么反应?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质是否要除去,采用什么操作方法除去?(3)看清问题,准确规范作答。
这一步很关键,历年的高考评卷分析都指出考生的简述能力比较差,特别是化学用语的表述与实际要求存在很大偏差。
所以答题时要看清问题,不能答非所问,要注意语言表达的科学性和准确性,如分清是要求回答实验操作名称还是具体操作步骤。
3.解工业流程题必备知识(1)常用思考方法。
①反应原理;②提高原料利用率;③快速反应;④提高产率;⑤提高产品纯度;⑥绿色环保;⑦工业成本低。
高考热门课 2建议用时: 40 分钟1.按要求达成以下方程式。
(1) 已知在酸性介质中 FeSO4能将+ 6 价铬复原成+ 3 价铬。
写出2-与 FeSO4溶液在Cr2O7酸性条件下反响的离子方程式: ____________________________ 。
(2)用 NaClO— NaOH溶液氧化 AgNO3,制得高纯度的纳米级 Ag2O2。
写出该反响的离子方程式:_________________________________________________。
(3)KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为___________________________________________________________________。
(4) 温度高于200 ℃时,硝酸铝完整分解成氧化铝和两种气体( 其体积比为4∶1) ,该反应的化学方程式:__________________________________________ 。
(5)利用石灰乳和硝酸工业的尾气 ( 含 NO、NO2) 反响,既能净化尾气,又能获取应用宽泛的Ca(NO2) 2。
生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中 Ca(NO2) 2会发生疏解,产物之一是 NO,反响的离子方程式:__________________________ 。
(6)生产硫化钠大多采纳无水芒硝 (Na 2SO4) —碳粉复原法,若煅烧所得气体为等物质的量的CO和 CO2,写出煅烧时发生反响的化学方程式:___________________________________________________________________ 。
(7) 向含碘废液中加入稍过度的Na SO溶液,将废液中的I复原为 I-,其离子方程式:232_________________________________________________________ 。
化学流程题常考知识点一、知识概述《化学流程题常考知识点》①基本定义:化学流程题就是以化工生产过程为背景,将化工生产过程中的主要生产阶段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的试题。
②重要程度:在化学学科里,这是考查化学知识综合应用能力的重要题型。
能反映学生对物质性质、化学反应原理等知识的掌握程度,以及解决实际化学问题的能力,在考试中占比较大的比重。
③前置知识:需要掌握化学基本概念,比如元素化合物知识,像常见金属(铁、铜、铝等)和非金属(氯、硫、氮等)的性质,化学反应原理(化学平衡、氧化还原反应等)等基础知识。
④应用价值:在实际应用场景中,比如化工生产、资源回收利用、环境保护等领域。
如果想对一个化工生产过程进行改进或者优化,就需要类似流程题这样的分析思路。
例如在海水提溴的过程中,要是不了解各个环节化学反应以及物质转化原理,就很难提高溴的提取效率和纯度。
二、知识体系①知识图谱:化学流程题常考知识点在化学学科中处于综合性应用的位置,与元素化合物知识、化学反应原理以及实验操作等知识点都紧密相连。
②关联知识:它关联的知识有很多,和无机化学的元素周期表知识有关,因为可以借此推断未知元素及其化合物的性质;和有机化学中的有机物官能团性质也有关,如果涉及有机化工流程的话。
③重难点分析:掌握的难度在于综合多个知识点,关键要能把各个知识点串联起来分析流程中的物质变化和反应原理。
比如有的工艺流程用到了不常见的氧化还原反应,如果对氧化还原反应的概念和实质把握不牢,就很难做对题目。
④考点分析:在考试中极其重要,考查方式通常为分析流程中的物质成分、写出某个反应的化学方程式、指出流程某个环节的操作目的等。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析:化学流程题中的核心概念准确含义就是基于真实化工生产简化后的流程分析。
比如说沉淀溶解平衡概念,在流程题里,如果要从溶液中把某种金属离子变成沉淀除杂,得了解沉淀溶解平衡,知道如何调整PH值使得沉淀完全。
2020高考化学一轮复习化工流程专题讲义(2013全国新课标Ⅰ,27)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe=LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
1、关注信息卡片:①物质的理化性质,如易潮解、易水解、易被氧化等;②表格:熔沸点、溶解度、Ksp、沉淀的PH等;③图像:溶解度、反应速率等。
2、答题:①重考查方向,轻细节。
②先作答,后研题。
③注意变化前后比较,如物质种类、化合价等。
一、原料预处理1、研磨、雾化:增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高反应物转化率。
2、灼烧(煅烧):①将原料转化为易提取的物质,如海带中提取碘。
②除去有机物;除去热不稳定的杂质.注意:1、浸取→过滤 2、提高浸出率: ①适当增加酸的浓度。
②减小固体颗粒直径。
③适当升高温度。
知识储备要除去Ni2+中的Fe2+,应先加入H2O2,再加入Ni(OH)2,过滤后即可得到含的Ni2+母液。
3、分离方法:①趁热过滤的目的:防止溶质X降温时会大量析出。
抽滤:加速过滤。
②如何洗涤沉淀:向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀,过滤,重复2-3次③冷水(乙醇)洗涤沉淀的目的:洗去沉淀表面的离子,减少溶质X因溶解而损耗。
④水洗后再用乙醇洗涤:除去沉淀表面的水分,利于沉淀干燥。
⑤沉淀是否洗净:取最后一次洗涤液,加入X,若无Y现象,则说明沉淀已经洗净。
关键:寻找沉淀表面易检验的离子。
⑥检验沉淀是否完全:静止,取上层清液,加入X,若无沉淀,则说明已经沉淀完全。
四、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。
第5讲 化工流程(二)1.(2019江苏)实验室以工业废渣(主要含CaSO 4·2H 2O ,还含少量SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3)为原料制取轻质CaCO 3和(NH 4)2SO 4晶体,其实验流程如下:(1)室温下,反应CaSO 4(s)+23CO -(aq)CaCO 3(s)+24SO -(aq)达到平衡,则溶液中()()2423SO CO c c --=________[K sp (CaSO 4)=4.8×10−5,K sp (CaCO 3)=3×10−9]。
(2)将氨水和NH 4HCO 3溶液混合,可制得(NH 4)2CO 3溶液,其离子方程式为________;浸取废渣时,向(NH 4)2CO 3溶液中加入适量浓氨水的目的是________。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。
控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。
温度过高将会导致CaSO 4的转化率下降,其原因是________;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO 4转化率的操作有________。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO 3所需的CaCl 2溶液。
设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl 2溶液的实验方案:______[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。
实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。
【答案】 (1). 1.6×104 (2). 3HCO -+NH 3·H 2O+4NH +23CO -+H 2O(或3HCO -+NH 3·H 2O+4NH +23CO -+H 2O) (3). 增加溶液中23CO -的浓度,促进CaSO 4的转化 (4). 温度过高,(NH 4)2CO 3分解 (5). 加快搅拌速率 (6). 在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH 试纸测量溶液pH ,当pH介于5~8.5时,过滤【解析】(1)反应CaSO 4(s )+CO 32-(aq )CaCO 3(s )+SO 42-(aq )达到平衡时,溶液中2423c SO c CO --()()===594.810310--⨯⨯=1.6×104。
化工流程题汇编(2)【25】(28 Ni)镍(Ni)及其化合物广泛应用于生产电池、电镀和催化剂等领域。
(1)某蓄电池反应为NiO2+Fe+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2。
该蓄电池充电时,在被氧化的物质是(填下列字母),放电时若生成27gFe(OH)2,则外电路中转移的电子数是。
(2)常用[Ni(NH3)2](Ac)2溶液来吸收合成氨工业原料气中(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)的CO,其反应是:[Ni(NH3)2](Ac)2+CO+ NH3 [Ni(NH3)3](Ac)2·CO △H<0生产中必须除去原料气中CO的原因是;[Ni(NH3)2]Ac溶液吸收原料气中CO的适宜条件应是。
(3)NiSO4·6H2O晶体是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe等元素)为原料获得。
操作步骤如下:①在实验室中,欲用98%浓硫酸(密度1.84g·L—1)配制40%的硫酸,需要的玻璃仪器除了玻璃棒外,还需.②加入Na2S的目的是。
(已知:Ksp[FeS]=6.3×10-18,Ksp[CuS]=1.3×10-36,Ksp[ZnS]=1.3×10-24,Ksp[NiS]=1.1×10-21)③可用氯酸钠NaClO3代替H2O2,写出氯酸钠与滤液II反应的离子方程式为。
④向滤液II中加入NaOH调节pH在一范围内生成氢氧化铁沉淀。
已知Fe(OH)3的K sp=1.0×10-39,若要使溶液中c(Fe3+)≤1.0×10-6mol/L,则应该控制溶液pH范围不小于。
⑤向滤液Ⅲ中所含的阳离子主要有。
⑥获得NiSO4·6H2O晶体需经过滤、洗涤、干燥。
洗涤时,常用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂的优点是(写一点)。
答案:(1)Ni(OH)2 0.6N A或3.612×1023 (2)催化剂中毒低温高压(3)①烧杯、量筒②除去溶液中的Zn2+和Cu2+③6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O ④3⑤Na+、Ni2+ ⑥加快晶体的干燥(其它合理答案均可))【26】(29 Cu)氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,某种制备铜的氯化物的流程如下:查文献可知:CuCl易水解、易被氧化,298K时, CuCl的K sp=1.2×10-6,CuOH的K sp=1.0×10-14.按要求回答下列问题:(1)操作①的名称是______________,X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.CuSO4(2)检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是。
操作②需在气流中经过加热浓缩、、过滤、洗涤、干燥。
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。
写出制备CuCl的离子方程式:。
在反应②中,还可选用______(填标号)代替SO2。
A.Na2SO3 B.Cu C.Ag(4)反应②控制合适的温度和溶液pH很重要,它们对CuCl的产率均有影响从图1可看出通SO2约8分钟,pH降为最低,是因为生成了(填化学式);从图2可看出,为了提高CuCl的产率,常在该反应体系中加入稀碱溶液,调节pH至;若pH过大同时温度过高还发现沉淀中夹杂砖红色杂质,该杂质是(填化学式);过滤所得沉淀须迅速用______(填“水”或“95%乙醇”)洗涤、干燥得CuCl成品。
(5)制造印刷线路板会产生含铜蚀刻废液,科技人员通过有阳离子交换膜的电解槽电解含铜蚀刻废液以再生利用。
下表是电解后蚀刻液组分变化的数据,请分析后回答下列问题:①蚀刻液中起蚀刻作用的是(填离子符号)。
②写出电极反应式。
阳极:,阴极:。
③电解后的补充相关物质后可再生用作蚀刻液,而可用作制备CuCl(填“阴极液”或“阳极液”)。
答案:(1)过滤;c;(2) KSCN溶液;氯化氢冷却结晶(结晶);(3)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-AB(4)H2SO4 3.5 Cu2O 95%乙醇”(5)①Cu2+ ②Cu+ —e-=Cu2+ Cu2+ +e-=Cu+ ③阳极液阴极液【27】(33 As)砷为VA族元素,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。
I.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:已知:①As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq);②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为;砷酸的第一步电离方程式为。
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是,“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为。
(3)沉淀X为___________(填化学式)。
Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在,可用古氏试砷法半定量检测(As的最低检出限为3.0×10-6g)。
步骤1:取10g废渣样品,粉碎后与锌粉混合,加入H2SO4共热,生成AsH3气体。
步骤2:将AsH3气体通入AgNO3溶液中,生成银镜和As2O3。
步骤3:取1g废渣样品,重复上述实验,未见银镜生成。
(4)AsH3的电子式为_____________。
(5)配平步骤2的离子方程式:(6)固体废弃物的排放标准中,砷元素不得高于4.0×10-5g/kg,请通过计算说明该排放的废渣中砷元素的含量_______(填“符合”、“不符合”)排放标准,原因是。
答案:(1)+3 H 3AsO4 H+ + H2AsO4(2)沉淀过量的S2-,使As 2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq)平衡左移,提高沉砷效果 H3AsO3 +H2O2== H3AsO4+ H2O(3)CaSO4(4)(5)12,2,3;12,1,12(6)不符合,因为该废渣含量最少为大于排放标准4.0×10-5g/kg【28】(34 Se)硒(Se)及其化合物在工农业生产中有许多用途,以铜阳极泥(主要成分为Ag2Se、Cu2Se和银、金、铂等)为原料制备纯硒的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1)“焙烧”时的硫酸浓度最好为________(填标号)。
A.浓硫酸B.20%硫酸C.50%硫酸(2)“焙烧”过程中Cu2Se参与反应时,该反应的氧化产物是______________________。
(3)“水吸收”所发生反应的化学方程式为____________________________________。
(4)“过滤”所得粗硒可采用真空蒸馏的方法进行提纯,获得纯硒。
真空蒸馏的挥发物中硒含量与温度的关系如图所示:蒸馏操作中控制的最佳温度是________(填标号)。
A.455 ℃ B.462 ℃ C.475 ℃ D.515 ℃(5)“水浸出”中的炉渣需粉碎,且加入温水进行浸泡,目的是______________________,“浸渣”中含有的金属单质是______________。
(6)若“浸出液”中c(Ag+)=3.0×10-2mol·L-1,则溶液中c(SO2-4)最大为____________________。
[已知:K sp(Ag2SO4)=1.4×10-5,计算结果保留2位有效数字]答案:(1)A (2)CuSO4、SeO2 (3)SeO2+2SO2+2H2O===2H2SO4+Se↓(4)C (5)加快浸出速率金、铂(或Au、Pt) (6)1.6×10-2mol·L-1【29】(42 Mo)金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。
钼(Mo)的常见化合价为+6、+5、+4。
由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图所示:已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。
回答下列问题:(1)钼精矿焙烧时,每有1 mol MoS2反应,转移电子的物质的量为________。
(2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是____________,请你提出一种实验室除去该尾气的方法__________________________。
(3)操作2的名称为________。
由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。
(4)操作1中,加入碳酸钠溶液充分反应后,碱浸液中c(MoO2-4)=0.80 mol·L-1,c(SO2-4)=0.04 mol·L-1,在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO2-4。
当BaMoO4开始沉淀时,SO2-4的去除率是________。
[K sp(BaSO4)=1.1×10-8,溶液体积变化可忽略不计]-10、Ksp(BaMoO4)=4.0×10(5)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉,如图为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。
①x=________。
②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应,若该反应转移6 mol 电子,则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。
答案:(1)14 mol (2)形成酸雨可用氨水或氢氧化钠溶液吸收(其他合理答案均可) (3)过滤坩埚 (4)94.5% (5)①64 ②MoO3 3 mol【30】(47 Ag、78 Pt、79 Au)电解精炼铜的阳极泥中含有多种贵重金属,从中提取金、银、铂的一种工艺如下:(1)王水是的混合液,其体积比为。
(2)滤渣的成分是,反应Ⅰ中肼(N2H4)的作用是。
(3)反应Ⅱ的离子方程式为______ __;当生成19.7gAu时,25℃和101kPa 下反应消耗L SO2(此条件下的气体摩尔体积为24.5L/mol,相对原子质量Au:197)。
(4)电解法精炼银时,粗银与直流电源的极(填“正”或“负”)相连,当用AgNO3和HNO3混合溶液做电解质溶液时,发现阴极有少量红棕色气体,则产生该现象的电极反应式为。
(5)完成下面化学反应方程式:(NH4)2PtCl6↑ + Pt+ HCl↑+ NH4Cl(6)金和浓硝酸反应的化学方程式为:Au+6HNO3(浓)=Au(NO3)3+3NO2↑+3H2O,但该反应的平衡常数很小,所以金和浓硝酸几乎不反应,但金却可以溶于王水,原因是。
答案:(1)浓盐酸和浓硝酸,3:1(2)AgCl,做还原剂(3)2AuCl4-+3SO2+6H2O=2Au+8Cl-+3SO42-+12H+,3.675(4)正极,2H + +NO 3- +e - =NO 2↑+H 2 O(5)3(NH4)2PtCl62N2↑+3Pt+16HCl↑+2NH4Cl(6)王水中含有大量的Cl-,Au3+与Cl-可生成AuCl4-,使该平衡中Au3+浓度降低,平衡正移,金即可溶于王水【31】(47 Ag)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)。