化学工艺流程题含答案样本
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高三化学专项复习———工艺流程题 一、解题惯用办法 化学工艺流程题构造普通涉及题头、题干和题尾三某些。题头普通简朴简介以何种物质(重要成分是什么、含什么杂质等,要注意某些核心信息)为原料制备哪种物质,以及物质性质和用途。题干某些则是工业制备简化工艺流程图。题尾某些则是依照工业生产流程中涉及到化学知识命题者精心设计系列问题。对于学生解题需要未学过信息在三个某些均有也许浮现,审题时须全盘考虑。 二、解题基本环节 (1)审题:划出重要信息 (2)分析流程:①反映物是什么?②发生了什么反映?③该反映导致什么后果?④对制造产品有什么作用?抓住一种核心点:一切反映或操作都是为了获得产品而服务。 (3)技巧:先答与流程无关空 二、解题思维方向 化工流程题目在流程上普通分为3个过程
(1)原料解决办法和作用 ①研磨目: 增大接触面积,加快溶解或加快反映速率。 ②酸溶、碱溶,水溶(酸浸、碱浸、水浸)——溶解 ③灼烧、煅烧:变化构造,使某些物质在后续过程中易溶解,并可使某些杂质(如有机物)在高温下氧化、分解。 (2)分离提纯阶段常考点 ①调PH值除杂,控制溶液酸碱性使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PH如下表所示: 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3 2.7 3.7 Fe(OH)2 7.6 9.6 Cu(OH)2 4.7 6.2 若要除去Cu2+溶液中具有Fe2+,应当怎么做? 提示:先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液PH使Fe3+完全沉淀而Cu2+不沉淀。 注意:调PH所需物质普通应当满足两点:a.能与H+反映,使溶液PH增大.b.不引入新杂质 流程:
②试剂除杂,要注意加入是沉淀剂还是氧化剂(或还原剂) ③控制体系温度 a.采用加热目: ;加速某固体溶解,加快反映速率;减少气体生成物溶解并使其逸出;使平衡向需要方向移动;趁热过滤,防止某物质降温时因析出而损耗或带入新杂质。 b.控制低温:防止物质分解,如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等;防止物质挥发,如盐酸、醋酸等;抑制物质水解,如冰水洗涤,以防止洗涤过程中溶解损耗;增大气体反映物溶解度,使其被充分吸取。 (3)获取产品阶段常考点 ①洗涤:a.水洗,b.冰水洗,c.有机溶剂洗,其目是: 。洗去目的物表面杂质离子;减少目的物溶解损耗或增大有机杂质溶解量;防止目的物形成结晶水合物;使晶体迅速干燥。 ②蒸发,反映时气体氛围抑制水解,如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、CuCl2等固体,以防止其水解 ③从溶液中得到溶解度受温度影响较大溶质办法: 。蒸发浓缩,冷却结晶,过虑,洗涤,干燥。 (4)可循环物质判断:①流程图中回头箭头物质 ②生产流程中背面新生成或新分离物质(不要忽视结晶后母液),也许是前面某一步反映有关物质。 四、解题答题规范
(1)检查物质:取样—加试剂—说现象—得结论。取少量待测液于试管中,加入XX试剂,有XX 现象,阐明XX结论 (2)在写某一环节是为了除杂,应当注明“是为了除去XX杂质”。在写某一环节中颜色变化状况,应当写明“某色变到某色”,如果是变成无色,可以只写“褪色”。在写加入某氧化剂作用时,应写明:是将XX氧化成XX (3)检查与否沉淀完全:静置,往上层清液中滴加某试剂,振荡,观测与否再产生沉淀。或者:过滤,取少量上层清液于试管中,滴加某试剂,振荡,观测与否再产生沉淀。 (4)检查沉淀与否洗涤干净:取最后一次洗涤液于试管中,加入XX试剂,有XX 现象,阐明XX结论(洗涤离子为沉淀吸附离子,普通为加入沉淀剂时过量物质) (5)洗涤沉淀操作: 往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次 例题:用具有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。,工艺流程如下(某些操作和条件略): Ⅰ、向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤: Ⅱ、向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液pH约为3; Ⅲ、加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色: Ⅳ、加入MnSO4至紫红色消失,过滤; Ⅴ、浓缩、结晶、分离,得到产品。 (1) H2SO4溶解A12O3离子方程式是 (2) KMnO4 - 氧化Fe2+离子方程式补充完整: MnO4-+ Fe2++ = Mn2++ Fe3++ (3)已知: 生成氢氧化物沉淀pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时 3.4 6.3 1.5 完全沉淀时 4.7 8.3 2.8
注:金属离子起始浓度为0.1mol·L-1
依照表中数据解释环节Ⅱ目: (4)己知:一定条件下,MnO4 - 可与Mn2+反映生成MnO2, ① 向 Ⅲ 沉淀中加入浓HCI并加热,能阐明沉淀中存在MnO2现象是 . ② Ⅳ 中加入MnSO4目是 五、巩固练习 1.(15分)湿化学法(NPP-法)制备纳米级活性氧化锌,可以用氧化锌粗品(具有FeO、Fe2O3、CuO杂质)为原料,采用酸浸出锌,通过多次净化除去原料中杂质,然后沉淀获得碱式碳酸锌,最后焙烧获得活性氧化锌,其化学工艺流程如下:
已知溶液中Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+以氢氧化物形式沉淀时pH如下表: 离子 开始沉淀pH 完全沉淀pH Fe2+ 6.4 8.4 Fe3+ 2.7 3.2 Cu2+ 5.2 6.7 Zn2+ 6.8 9.0
(1)实验室用98%浓H2SO4(ρ=1.84 g·cm-3)来配制100 mL 2.5 mol·L-1稀H2SO4所需玻璃仪器
有烧杯、胶头滴管、 、 、 。 (2)通过 可以检查产品中与否具有Na+,该实验详细操作是 。 (3)滤渣1是 (填化学式,下同),滤渣2是 。加入H2O2时发生反映离子方程式为 。 (4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,“煅烧”在450~500 ℃下进行,“煅烧”反映化学方程式为 。 (5)纳米活性氧化锌可用作氯乙烯聚合制取聚氯乙烯催化剂,写出该反映化学方程式: 。 2、二氧化铈2()eOC是一种重要稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量废玻璃粉末(含2232FeSiOOO、、Ce以及其她少量可溶于稀酸物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下: (1)洗涤滤渣A目是为了去除 (填离子符号),检查该离子与否洗涤办法是 。 (2)第②步反映离子方程式是 ,滤渣B重要成分是 。 (3)萃取是分离稀土元素惯用办法,已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,TBP (填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作是用到重要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。 (4)取上述流程中得到4(OH)Ce产品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol•14LFeSO原则溶液滴定终点时(铈被还原为3Ce),消耗25.00mL原则溶液,该产品中4()CeOH质量分数为 。(已知M4()CeOH=212g/mol) 3、(16分)废旧锂离子电池回收运用意义重大,其正极废料重要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其她杂质,回收运用流程如下:
已知“溶液A”中重要金属离子是Co2+、Li+,还具有少量Fe3+、Al3+、Cu2+。 (1)环节①中铝溶解离子方程式为_________,固体X成分是_________。 (2)环节②中LiCoO2固体溶解化学方程式为_______,该反映还原剂是_______。 (3)实验表白溶液A中各种金属离子沉淀随pH 变化如图,除杂时加入氨水调节溶
杂质离子沉淀率/%
20 40 60 80
100
10 20 30
40
Co2+沉淀率/% Fe3+
Al3+
Cu2+ Co2+
① 浸出液 浸出渣
稀H2SO4 过滤 固体X … 粗铝
废渣
稀HSO、HO 除杂 溶液B (NH)CO CoC2O4固体 母液 Li2CO3固体 溶液A
正极废料NaOH溶液 ② 沉淀 液pH,可除去杂质离子是_________。 (4)母液中含量最大三种离子是_________。 (5)从1000 g锂离子电池正极材料(Li元素含 量为5%)中可回收Li2CO3质量为________ g。 (已知回收率为84%,Li2CO3化学式量为74
Li化学式量 7)
参照答案: 增大接触面积,加快溶解或加快反映速率。 加速某固体溶解,加快反映速率 洗去目的物表面杂质离子;减少目的物溶解损耗或增大有机杂质溶解量;防止目的物形成结晶水合物;使晶体迅速干燥。 蒸发浓缩,冷却结晶,过虑,洗涤,干燥。 往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次 例(1)323262l3AlOHAHO; (2)5、8H+、5、4H2O; (3)将Fe2+氧化为Fe3+,调节pH值使铁完全沉淀; (4)①、生成有黄绿色气体; ②、加入MnSO4,除去过量MnO4
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。
1.(1)100 mL容量瓶;量筒;玻璃棒(各1分) (2)焰色反映;将铂丝蘸盐酸在无色火焰上灼烧至无色,再蘸取少量产品在无色火焰上灼烧,观测火焰颜色,然后将铂丝再蘸盐酸灼烧至无色(各1分) (3)Fe(OH)3(1分);Cu Zn(1分);2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O(2分) (4)ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3ZnO+CO2↑+3H2O(2分) (5)(2分) 2、(1)Fe3+;取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加2-3滴KSCN,如果不浮现红色,则洗