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1、专题三整理化学工业流程 专题三化学工业流程撰稿人：雷金萍柳强【考纲解读】由于化学与生活、生产的密切关系，工艺流程题是近年来日趋流行的一种考查形式。主要考查：(1)借助无机物的转化关系，依托工业流程图或相关图表数据，考查常见无机物性质、化学实验、化学反应原理和化学计算等知识；(2)化学用语及物质的用途也是考查的重点。分析近三年各地高考的试题，本讲是重点命题范围，预计2015年可能是大题形式也可能穿插在大题中,最大的可能性是穿插在大题中.【课时】 4课时第一课时【知识梳理】1解题思路:明确整个流程及每一部分的目的仔细分析每步发生的反应及得到的产物结合基础理论与实际问题思考注意答题的模式与要点。2.
2、化工流程题主线与核心3规律:主线主产品,分支副产品,回头为循环。4.化工流程题解题的五个步骤：(1)浏览题中的工艺流程图，提取有用的信息，分析流程中将原料转化为产品的主要生产原理，推断并写出相关反应的化学方程式。(2)解决分离提纯产品的步骤。选择分离提纯的实验方法(如过滤、蒸发、分液、蒸馏等)，掌握主要仪器和主要操作。(3)根据数据，结合化学平衡移动原理，从温度、压强和浓度等方面分析，找到能使反应正向移动的条件，计算出产品的产率和反应物的转化率。(4)注意环保，减少污染，发展“绿色化学”。以原料循环使用或废物利用为主线，评价方案的优劣。(5)考虑原料的来源和经济成本。通过对原料价位的思考优化方
3、案。4)5. 熟悉工业流程常见的操作与名词(阅读创新设计P412【例题剖析】类型1 物质的制取例1 ( 如上图 )氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。模拟工业制备氢溴是易挥发、深红棕色的液体；氢溴酸是易挥酸粗品并精制的流程。已知：Br2发、无色液体。根据上述流程回答下列问题：(1)混合中发生反应的化学方程式为_（2）反应室使用冰水的目的。(3) 操作I.操作和操作的名称分别是_、_、_(4)操作一般适用于分离_混合物。(选填编号)a 固体和液体b 固体和固体c 互不相溶的液体d 互溶的液体 (5) ）操作用到的玻璃仪器有 。(6)混合中加入Na 2SO 3的目的是_。（7）纯净的氢溴酸应为无色
4、液体，工业生产中制得的氢溴酸带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了实验加以探究： 甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe 3，则用于证明该假设所用的试剂为 ，若假设成立可观察到的现象为 。乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为 ，其用于证明该假设成立的方法为 。变式1 . 2013四川卷改编 明矾石经处理后得到明矾KAl(SO 4)212H 2O。从明矾制备 Al 、K 2SO 4和H 2SO 4的工艺过程如下所示：焙烧明矾的化学方程式为4KAl(SO 4)212H 2O 3S=2K 2SO 42Al 2O 39SO 248H 2O 。请回答下列问题。(1)在焙烧明矾的反应中，还原剂是_。(2)从
5、水浸后的滤液中得到K 2SO 4晶体的方法是_ (3)以Al 和NiO(OH)为电极，NaOH 溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是_。(4)焙烧产生的SO 2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa 时：2SO 2(g)O 2(g)2SO 3(g) H 1197 kJ/mol ； H 2O(g)=H 2O(l) H 244kJ/mol ；2SO 2(g)O 2(g)2H 2O(g)=2H 2SO 4(l) H 3545 kJ/mol 。则：SO 3(g)与H 2O(l)反应的热化学方程式是_ 焙烧948 t 明矾(M 474 g/m
6、ol)，若SO 2的利用率为96%，可生产质量分数为98%的硫酸_t 。 【课堂训练】利用染化厂的废料铁泥（主要成分是Fe 2O 2、FeO 和铁）制备可用于隐形飞机涂层的纳米四氧化三铁的生产流程为：请回答：（1）在物质分类中，纳米四氧化三铁的主要成分属于_；（2）过程主要反应的离子方程式为_；（3）已知氢氧化亚铁的K sp =110-13，氢氧化铁的K sp =110-26，通过计算所得数据说明过程调节pH=9的原因是_；（4）物质D 的主要产物中铁、氢、氧三种元素的质量比为56：1：32，则过程主要反应的化学方程式为_；（5）已知Fe 3+在弱碱性溶液中还原性较强，图是研究过程的实验所得，
7、该实验的结论是2(2014上海)在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打（NaHCO 3），并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵。完成下列填空：（1）写出上述制备小苏打的化学方程式。_ （2）滤出小苏打后，母液提取氯化铵有两种方法：通入氨，冷却、加食盐，过滤 不通氨，冷却、加食盐，过滤对两种方法的评价正确的是_（选填编号）a.析出的氯化铵纯度更高b.析出的氯化铵纯度更高c.的滤液可直接循环使用d.的滤液可直接循环使用（3）提取的NH 4Cl 中含少量Fe 2、SO 42。将产品溶解，加入H 2O 2，加热至沸，再加入BaCl 2溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵。 加热至沸的目的是
8、_。滤渣的主要成分是_、_。（4）称取1.840g小苏打样品（含少量NaCl），配成250ml溶液，取出用L盐酸滴定，消耗盐酸。实验中所需的定量仪器除滴定管外，还有_。选甲基橙而不选酚酞作为指示剂的原因是_。样品中NaHCO3的质量分数为_。（保留3位小数）（5）将一定质量小苏打样品（含少量NaCl）溶于足量盐酸，蒸干后称量固体质量，也可测定小苏打的含量。若蒸发过程中有少量液体溅出，则测定结果_。（选填“偏高”、“偏低”或“无影响”）第二课时类型2 物质的分离、提纯例 2 绿矾（FeSO47H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一
9、种方法查询资料，得有关物质的数据如下表（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+，最好选用的试剂为_。？AKSCN溶液BNaOH溶液CKMnO4溶液D苯酚溶液（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是_；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是_。（3）操作IV 的顺序依次为_、冷却结晶、_。 （4）操作IV 得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质；_。 （5）测定绿矾产品中Fe 2+含量的方法是： a.称取绿矾产品，溶解，在250mL 容量瓶中定容； b.量取待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的LKMnO 4溶液滴定至终点，消耗KMnO 4溶液体积的平均值为。？ 滴
10、定时发生反应的离子方程式为_。判断此滴定实验达到终点的方法是_。？ 计算上述样品中FeSO 47H 2O 的质量分数为_。变式2: (13安徽)(13分)二氧化铈(CeO 2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO 2、Fe 2O 3、CeO 2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。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 的目的是为了除去_(填离子符号)，检验该离子是否洗净的方法是_。(2)第步反应的离子方程式是_，滤渣B 的主要成分是_。(3)萃取是分离稀土元素的常用方法。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，TB
11、P_(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有_、烧杯、玻璃棒、量筒等。(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536 g，加硫酸溶解后，用0 molL1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3)，消耗 mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为_。【课堂训练】（14年广东16分）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（%）、Al2O3（%）、Fe2O3（%）和MgO（%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：（注：SiCl4的沸点为57.6，金属氯化物的沸点均高于150）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_。
12、（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为_，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_。（3）步骤为：搅拌、_、所得溶液IV中的阴离子有_。（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为_，100kg 初级石墨最多可获得V的质量为_kg。（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注第三课时【小专题训练1】1（2014江苏）（12分）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Al 2O 3、SiO 2等）制备碱式硫酸铝Al 2(SO 4)x (OH)62x 溶液，并用于烟气脱硫研究。 （1）酸浸时反应
13、的化学方程式为 ；滤渣的主要成分为 （填化学式）。（2）加CaCO 3调节溶液的pH 至，其目的是中和溶液中的酸，并使Al 2(SO 4)3转化为Al 2(SO 4)x (OH)62x 。滤渣的主要成分为 （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SO 2量总是小于吸收的SO 2量，其主要原因是 ；与吸收SO 2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”）。2（12分）某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO 2，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：缓慢向烧瓶中（见右图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：SO2+ H2O
