工艺流程图题解题技巧.doc

理综化学第十一题 化工流程题训练
1、工业流程图题做题原则：
(1）、首先快速审题，明确实验目的，解决“干什么”
(2）、“怎么做”：迅速把握文字材料和方框中有效信息，仔细分析每一步发生的反应及得到的产物。把产物或得到的滤液、滤渣等成分写在流程图相应位置上。
（3）、遇到不懂的信息或问题可以跳过去,到时再说，有些提供的信息可能在问题中根本没及，有些信息则可以结合问题帮助理解。
（4）、可以在问题中寻找一些相对独立的问题作答,节约审题时间。
2、在化学工业中应考虑的问题，可以归纳如下：
①化学反应原理——化学原理在实际工业上是否可行
②成本要低--原料的选取使用、设备的损耗等,这是整个过程都需考虑的问题
③原料的利用率要高-—利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用
④生产过程要快——化学反应速率
⑤产率要高——化学平衡
⑥产品要纯——产品的分离、提纯
⑦环保问题——反应物尽可能无毒无害无副作用,“三废”的处理
3、由此，化工题常考查的知识点则总结如下：
①化学反应原理——化学（离子)方程式的书写、无机物的性质及制备
②化学反应速率原理
③化学平衡原理
④水解理论
⑤化学反应与能量—-热量的计算(盖斯定律)，电化学（电解、电镀）
⑥物质制备和分离的知识-—基础实验 ⑦绿色化学的观点
4、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。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
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某些金属离子形成氢氧化物沉淀
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:侯德榜制碱中的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。
a、 洗涤沉淀的方法是
b、洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的最佳试剂为。
A、饱和Na2CO3溶液 B、四氯化碳 C、NaOH溶液 D、75%乙醇
②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤：如最后所得晶体带结晶水：CuSO4。5H2O等以及从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在的气流中加热，以防其。
③蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO3.
④重结晶
(4)其他常见考点
①化学方程式　②计算　③信息 ④实验仪器：写出下列操作所用的仪器
萃取：
溶液配制（由浓硫酸配制稀硫酸)：
例题：(广东卷20）氧化铜有多种用途,如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等.为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:
工业CuSO4一→ 一→CuSO4溶液一→CuSO4·5H2O一→……一→CuO
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
（1)制备氧化铜:
①步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质，操作是：。
②步骤Ⅱ的目的是除铁，操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2+完全转化后，慢慢加入Cu2（OH)2CO3粉末,搅拌,以控制pH =3.5；加热煮沸一段时间,过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH =1。控制溶液pH =3。5的原因是：。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O固体，操作是：、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是：。
(2）探究氧化铜的性质：
取A、B两支试管，往A中加入适量的CuO粉末，再分别向A和B加入等体积3％ H2O2溶液,只观察到A中有大量气泡,结论是:。
⑴①加适量水溶解,搅拌，过滤 ②使Fe3+可全部转化为Fe（OH）3沉淀，而Cu2+不会转化为Cu(OH)2沉淀。 ③将CuSO4·5H2O溶液加热蒸发至有晶膜出现时 ，停止加热;受热均匀,温度易于控制在100℃以下。 ⑵①CuO可加快H2O2分解的反应速率，是H2O2分解反应的催化剂。 ②秒表、橡皮塞、导管、集气瓶、量筒。
［真题演练]
1、(2014山东高考）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____________________________，通过冷却结晶析出大量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.
由流程可知,溶解后调节pH除去少量杂质Fe3+,过滤后蒸发结晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl发生Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl，结合溶解度图可知，低温下K2Cr2O7的溶解度较小，则冷却结晶得到K2Cr2O7,母液II蒸发浓缩只有析出NaCl（A），母液Ⅲ冷却结晶主要得到K2Cr2O7，(1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl,由溶解度图可知，低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其它组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小,则可通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7晶体,故答案为：Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl；低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其它组分,随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小；（2）母液中含少量杂质Fe3+,向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是除去Fe3+,故答案为:除去Fe3+；（3）由上述分析可知，A为NaCl，B为K2Cr2O7,故答案为：NaCl;K2Cr2O7；（4）用热水洗涤固体A，洗涤液中含K2Cr2O7，为提高产率又可使能耗最低,则回收的洗涤液转移到母液Ⅱ中，再冷却结晶得到K2Cr2O7，故答案为：Ⅱ．2、（2014年江苏高考）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。
(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"）。
⑴Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O     SiO2⑵CaSO4   3CaCO3+2Al3++3SO42—+3H2O=2Al(OH）3+3 CaSO4 +3CO2↑⑶溶液中的部分亚硫酸根离子被氧化为SO42—   减少3、（2014年江苏高考）实验室从含碘废液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等）中回收碘,其实验过程如下:

（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－,其离子方程式为；该操作将I2还原为I－的目的是。
(2)操作X的名称为.
(3）氧化时，在三颈瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2，在 400C左右反应(实验装置如右图所示).实验控制在较低温度下进行的原因是;锥形瓶里盛放的溶液为.

（4）已知：5SO32—+2IO3—+2H＋＝I2+5SO42—+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IO3-中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO3—的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在；。
实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液
⑴SO32-+I2+H2O=2I—+SO42-+2H+  使四氯化碳中碘进入水层
⑵分液
⑶使氯气在溶液中有较大的溶解度   氢氧化钠溶液
⑷从水层取少量的溶液，加入1—2mL淀粉溶液，加热盐酸酸化，滴加氯化铁溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有碘离子；若溶液不变蓝，说明废水中不含有碘离子。
另从水层取少量溶液，加入1—2mL淀粉溶液,加热盐酸酸化,滴加亚硫酸钠溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有碘酸根离子，否则不含有。
4、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图完成下列问题：
(1）在电解过程中，阴极上生成气体的电子式为。
（2）精制过程中除去阳离子中的Ca2+、Mg2+等杂质，除去Mg2+的离子方程式为　 。
（3）精制过程要除去SO42－，可选择下列溶液中的（填字母序号)，并将加入的顺序以箭头符号（↓)的形式画在图上（精制过程中加入试剂从左到右的顺序为先后顺序)。
　　　　　a。 Ba（OH)2　　　　　 b.Ba（NO3） 2　　　　　 c.BaCl2
（4)在实际生产中也可以用BaCO3除去SO42－（已知溶解度BaSO4〈BaCO3)，试用平衡移动原理加以解释:.
(5）脱盐工作中，利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过蒸发、冷却、 、（填操作名称)而制得50％的NaOH溶液。
（1）H:H；（2）Mg2++2OH—═Mg（OH）2↓；（3)ac；
（4）由于BaSO4比BaCO3的溶解度小，SO42—促使BaCO3（s)⇌Ba2+（aq)+CO32— （aq)平衡正向移动，生成更难溶的BaSO4沉淀；
(5）结晶;过滤;5、以钡矿粉(主要成分为BaCO3，含有Ca2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋等)制备BaCl2·2H2O的流程如下：

（1) 氧化过程主要反应的离子方程式为________________________________。
(2) 沉淀C的主要成分是Ca（OH)2和________________。由图可知,为了更好的使Ca2＋沉淀,还应采取的措施为　。

(3） 用BaSO4重量法测定产品纯度的步骤为:
步骤1：准确称取0。4～0。6 g BaCl2·2H2O试样，加入100 mL水，3 mL 2 mol·L－1的HCl溶液加热溶解。
步骤2：边搅拌，边逐滴加入0.1 mol·L－1 H2SO4溶液。
步骤3：待BaSO4沉降后，，确认已完全沉淀。
步骤4:过滤，用0.01 mol·L－1的稀H2SO4洗涤沉淀3~4次，直至洗涤液中不含Cl－为止.
步骤5:将折叠的沉淀滤纸包置于________中，经烘干、炭化、灰化后在800 ℃灼烧至恒重.称量计算BaCl2·2H2O中Ba2＋的含量。
①步骤3所缺的操作为 　。
②若步骤1称量的样品过少,则在步骤4洗涤时可能造成的影响为 。
③步骤5所用瓷质仪器名称为 .滤纸灰化时空气要充足，否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS,该反应的化学方程式为 。
④有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好，请说明原因：.［已知:Ksp（BaSO4)＝1.1×10－10　Ksp(BaCrO4）＝1.2×10－10]
6、（2013上海高考）溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂，具有易溶于水，易吸潮等性质。实验室用工业大理石(含有少量Al3+、Fe3+等杂质）制备溴化钙的主要流程如下：

完成下列填空：
（1）上述使用的氢溴酸的质量分数为26％，若用47%的氢溴酸配置26%的氢溴酸的氢溴酸500ml，所需的玻璃仪器有玻璃棒、。
（2）已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH4+。步骤Ⅱ加入的试剂a是 ，控制溶液的pH约为8。0的目的是、。

（3）试剂b是，步骤Ⅳ的目的是 。

（4）步骤Ⅴ所含的操作依次是、　。

（5)制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度：
①称取 4。00g无水溴化钙样品;②溶解；③滴入足量Na2CO3溶液，充分反应后过滤；④;⑤称量。若得到 1。88g碳酸钙,则溴化钙的质量分数为(保留两位小数)。
若实验操作规范而测定结果偏低，其原因是 。
7、（2013北京高考）用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4）3·18H2O，工艺流程如下（部分操作和条件略）:
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，调节溶液的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的离子方程式是　（2）KMnO4氧化Fe2+的离子方程式补充完整:

（3）已知：
生成氢氧化物沉淀的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:金属离子的起始浓度为0。1mol·L—1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:
（4)己知:一定条件下，MnO4－可与Mn2+反应生成MnO2，
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是 。

②Ⅳ中加入MnSO4的目的是 .
8、（2013安徽高考）二氧化铈（CeO2）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SiO2、Fe2O3、CeO2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②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，TBP　　　　　　　 (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)取上述流程中得到了Ce(OH）4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/LFeSO4标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce3+),消耗25。00mL标准溶液。该产品中Ce（OH）4的质量分数为 。
高三化学工业流程图题解题技巧
答案
1、（1）Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl；
低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分,随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小.
(2）除去Fe3+
　（3）NaCl；K2Cr2O7
　(4）II

2、（1）Al2O3 + 3H2SO4= Al2(SO4)3 + 3H2O　　　 SiO2
（2)CaSO4　　　 3CaSO4 + 2Al3＋+ 3SO42－+ 3H2O= 2Al（OH)3 + 3CaSO4 + 3CO2↑
（3）溶液中的部分SO32－被氧化成SO42－　　　　　　 减小

3、（1）SO32－ + I2 + H2O = 2I－ + SO42－ + 2H＋　　　　　　　　　 使CCl4中的碘进入水层
（2）分液
（3）使氯气在溶液中有较大的溶解度（或防止I2升华或防止I2进一步被氧化）　　　　 NaOH溶液
（4）从水层取少量溶液，加入1~2mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有I－；若溶液不变蓝，说明废水中不含有I－.
另从水层中取少量溶液，加入1～2mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有IO3－;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO3－。
4、(1)H:H
　（2）Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓
或
（3）ac
(4)由于BaSO4比BaCO3的溶解度小,　SO42－促使BaCO3（s）Ba2+（aq）+CO32－　（aq)
平衡正向移动，生成更难溶的BaSO4沉淀。
(5）结晶、过滤
5、

6、（1)量筒、胶头滴管、烧杯、500ml容量瓶.
(2)石灰水，沉淀Al3＋、Fe3＋
(3）氢溴酸，除去过量的氢氧化钙.
（4）蒸发浓缩，冷却结晶.
（5）洗涤;23.50％。洗涤时，有少量的碳酸钙溶解。

7、(1)Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O
（2）5　8H＋　5　4H2O
（3）pH约为3时，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀
（4）①生成黄绿色气体　　②除去过量的MnO4－
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