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1、工艺流程程题专题题复习化学工艺艺流程题题近几年年是高考考的热点点,所占占的分值值也相当当重,但但由于此此类试题题陌生度度高,对对学生的的能力要要求也大大,加上上有的试试题文字字量大,学学生在没没做之前前往往就就会产生生畏惧感感,所以以这类题题的得分分不是很很理想。要解好这这一类题题,学生生最重要要的是要要克服畏畏惧心理理,认真真审题,找找到该实实验的目目的。一一般来说说,流程程题只有有两个目目的:一一是从混混合物中中分离、提提纯某一一物质;另一目目的就是是利用某某些物质质制备另另一物质质。一、对于于实验目目的为一一的题目目,其实实就是对对混合物物的除杂杂、分离离、提纯纯。当遇遇到这一一类题时时
2、,要求求学生一一定要认认真在题题目中找找出要得得到的主主要物质质是什么么,混有有的杂质质有哪些些,认真真分析当当加入某某一试剂剂后,能能与什么么物质发发生反应应,生成成了什么么产物,要要用什么么样的方方法才能能将杂质质除去。只只有这样样才能明明白每一一步所加加试剂或或操作的的目的。这这里特别别提一提提蒸发与与结晶。蒸蒸发与结结晶方法法都可以以将溶液液中的溶溶质以固固体形式式析出,具体采采用何种种方法,主要取取决于溶溶质的溶溶解度。有的物质质它的溶溶解度随随温度的的升高变变化比较较大,如如NH4NO3、KNOO3等物质质,在蒸发发过程中中比较难难析出来来,所以以要用冷冷却法使使它结晶晶。而有有的
3、物质质它的溶溶解度随随温度的的升高变变化比较较小,如如NaCCl、KCll等,有有少数物物质的溶溶解度随随温度的的升高而而减小,如如Ca(OH)2要使它它们析出出较多固固体溶质质时,则要用用蒸发浓浓缩的方方法。例例如NaaCl 和KNOO3混合溶溶液,如果将将混合溶溶液蒸发发一段时时间,析出的的固体主主要是NNaCll ,母母液中是是KNOO3和少量量NaCCl 。如如果将混混合溶液液加热后后再降温温,则析出出的固体体主要是是KNOO3 ,母液液中是NNaCll 和少少量KNNO3。如果果是除杂杂,杂质质所含的的量比较较少,一一般是让让主要物物质析出出来。如如KNOO3溶液中中含少量量NaCC
4、l,常常用升温温冷却结结晶法,再再经过过过滤、洗洗涤、烘烘干(不不同的物物质在烘烘干时采采取的方方法不同同),就就可得到到 KNNO3固体了了。如果果NaCCl溶液液中含少少量 KKNO3,则用用蒸发浓浓缩结晶晶法.,这种种方法一一般要经经过趁热热过滤才才能得到到主要物物质,主主要原因因是如果果温度下下降,杂杂质也会会以晶体体的形式式析出来来。二、对于于目的为为制备某某一物质质的流程程题,要要求学生生注意以以下几个个方面:1、明确确题目目目的是制制什么物物质,从从题干或或问题中中获取有有用信息息,了解解产品的的性质。只有知道道了实验验目的,才才能非常常清楚的的知道整整个流程程的意义义所在,题题
5、目中的的信息往往往是制制备该物物质的关关键所在在。而产产物如果果具有某某些特殊殊性质(由由题目信信息获得得或根据据所学知知识判断断),则则要采取取必要的的措施来来避免在在生产过过程中产产生其它它杂质。一一般来说说主要有有如下几几种情况况:如果在在制备过过程中出出现一些些受热易易分解的的物质或或产物,则则要注意意对温度度的控制制。如:侯德榜榜制碱中中的NaaHCOO3;还有有如H2O2、Ca(HCOO3)、KMMnO44、AgNNO3、HNOO3(浓)等等物质。如果产产物是一一种会水水解的盐盐,且水水解产物物中有挥挥发性的的酸产生生时,则则要加相相对应的的酸来防防止水解解。如:制备FFeCll3
6、、AlCCl3、MgCCl2、Cu(NO3)2等物质质时,要要蒸干其其溶液得得到固体体溶质时时,都要要加相应应的酸或或在酸性性气流中中干燥来来防止它它水解,否否则得到到的产物物分别是是Fe2O3、Al2O3、MgOO、CuOO;而像像Al2 ( SO44 ) 3、NaAAlO22、Na2CO3等盐溶溶液,虽然也也发生水水解,但产物物中All (OOH) 3、H2SO4、NaHHCO33、NaOOH 都都不是挥挥发性物物质,在蒸发发时,抑制了了盐的水水解,最后得得到的还还是溶质质本身。如果产产物是一一种强的的氧化剂剂或强的的还原剂剂,则要要防止它它们发生生氧化还还原的物物质,如如:含FFe2+、
7、SO32-等离离子的物物质,则则要防止止与氧化化性强的的物质接接触。如果产产物是一一种易吸吸收空气气中的CCO2或水(潮潮解或发发生反应应)而变变质的物物质(如如NaOOH固体体等物质质),则则要注意意防止在在制备过过程中对对CO2或水的的除去,也也要防止止空气中中的COO2或水进进入装置置中。如果题题目中出出现了包包括产物物在内的的各种物物质的溶溶解度信信息,则则要注意意对比它它们的溶溶解度随随温度升升高而改改变的情情况,根根据它们们的不同同变化,找找出合适适的分离离方法。2、寻找找在制备备过程中中所需的的原料,写写出主要要的化学学反应文文程式或或制备原原理,从从中了解解流程图图。从近几年年
8、的高考考题目中中会发现现,大多多数题目目都会给给出制备备物质时时所需的的原料,但但一般会会涉及到到物质的的分离、提提纯的操操作。所所以在明明确了实实验目的的之后,再再写出主主要的反反应方程程式,观观察有没没有副产产品,如如果有,剩剩余的步步骤就是是分离提提纯了。一、工艺艺流程题题解题技技巧无机化工工题实际际上是考考查考生生运用化化学反应应原理及及相关知知识来解解决工业业生产中中实际问问题的能能力。解解此类型型题目的的基本步步骤是:从题干干中获取取有用信信息,了了解生产产的产品品。 分析流流程中的的每一步步骤,从从几个方方面了解解流程:A、反反应物是是什么 B、发发生了什什么反应应 C、该该反应
9、造造成了什什么后果果,对制制造产品品有什么么作用。抓抓住一个个关键点点:一切切反应或或操作都都是为获获得产品品而服务务。从问题题中获取取信息,帮帮助解题题。了解流程程后着手手答题。对对反应条条件的分分析可从从以下几几个方面面着手:1、对反反应速率率有何影影响? 2、对对平衡转转化率有有何影响响?3、对综综合生产产效益有有何影响响?如原原料成本本,原料料来源是是否广泛泛、是否否可再生生,能源源成本,对对设备的的要求,环环境保护护(从绿绿色化学学方面作作答)。常见文字字叙述套套路:1、洗涤涤沉淀:往漏斗斗中加入入蒸馏水水至浸没没沉淀,待待水自然然流下后后,重复复以上操操作2-3次。2、从溶溶液中得
10、得到晶体体:蒸发发浓缩-冷却结结晶-过过滤-(洗洗涤)。注意:在写某某一步骤骤是为了了除杂是是,应该该注明“是为了了除去XXX杂质质”,只写写“除杂”等一类类万金油油式的回回答是不不给分的的。看清楚楚是写化化学反应应方程式式还是离离子方程程式,注注意配平平。二、20010-20111年高考考新题型型工艺流流程题1.(220100年高考考广东332)碳碳酸锂广广泛应用用于陶瓷瓷和医药药等领域域。以-锂辉辉石(主主要成分分为Lii2OAl2O34SiiO2)为原原材料制制备Lii2CO3的工艺艺流程如如下:已知:FFe3+、All3+、FFe2+和Mgg2+以氢氢氧化物物形式完完全沉淀淀时,溶溶液
11、的PPH分别别为3.2、55.2、99.7和和12.4;LLi2SO4、LiiOH和和Li22CO3在3003K下下的溶解解度分别别为344.2gg、12.7g和和1.33g。(1)步步骤前前,-锂辉辉石要粉粉碎成细细颗粒的的目的是是_。(2)步步骤中中,酸浸浸后得到到的酸性性溶液中中含有LLi+、SOO42-,另含有有Al33+、FFe3+、Fee2+、MMg2+、Caa2+、NNa+等杂质质,需在在搅拌下下加入_(填“石石灰石”、“氯氯化钙”或或“稀硫硫酸”)以调节节溶液的的PH到到6.006.5,沉沉淀部分分杂质离离子,然然后分离离得到浸浸出液。(3)步步骤中中,将适适量的HH2O2溶液
12、、石石灰乳和和Na22CO3溶液依依次加入入浸出液液中,可可除去的的杂质金金属离子子有_。(4)步步骤中中,生成成沉淀的的离子方方程式为为_。(5)从从母液中中可回收收的主要要物质是是_。解析:(1)增增大固液液接触面面积,加加快浸出出反应速速率,提提高浸出出率(2)石灰石石(3)FFe2+、Mgg2+、CCa2+ (4)2Lii+COO32-=Li22CO3 (5)NNa2SO42.(220111年高考考广东332)由由熔盐电电解法获获得的粗粗铝含有有一定量量的金属属钠和氢氢气,这这些杂质质可采用用吹气精精炼法除除去,产产生的尾尾气经处处理后可可用钢材材镀铝。工工艺流程程如下:(注:NNaC
13、ll熔点为为8011;AlCCl3在1811升华)(1)精精炼前,需需清除坩坩埚表面面的氧化化铁和石石英砂,防防止精炼炼时它们们分别与与铝发生生置换反反应产生生新的杂杂质,相相关的化化学方程程式为和(2)将将Cl2连续通通入坩埚埚中的粗粗铝熔体体,杂质质随气泡泡上浮除除去。气气泡的主主要成分分除Cll2外还含含有;固固态杂质质粘附于于气泡上上,在熔熔体表面面形成浮浮渣,浮浮渣中肯肯定存在在(3)在在用废碱碱液处理理A的过程程中,所所发生反反应的离离子方程程式为(4)镀镀铝电解解池中,金金属铝为为极,熔熔融盐电电镀中铝铝元素和和氯元素素主要以以AlCCl4和Al2Cl7形式存存在,铝铝电极的的主
14、要电电极反应应式为(5)钢钢材镀铝铝后,表表面形成成的致密密氧化铝铝膜能防防止钢材材腐蚀,其其原因是是解析:(11)22Al +Fee2O3=All 2O3+2FFe 4AAl+33SiOO2=3Sii+ 22Al 2O3(2)HH2、AlCCl3;NaaCl。(3)CCl2+2OOH=Cll+CllO+H2O(44)阳极极;阳极极:All-3ee-=All3+、(阴阴极:44Al22Cl7 +33e- = 77AlCCl4+All )(55)铝在在空气中中易形成成一层极极薄的致致密而坚坚固的氧氧化膜,它它能阻止止氧化深深入内部部,起到到防腐保保护作用用20111高考工工艺流程程题精选选练习1
15、、(安安徽100)(114分)锂离子电电池的广广泛应用用使回收收利用锂锂资源成成为重要要课题。某某研究性性小组对对废旧锂锂离子电电池正极极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:(1)第第步反反应得到到的沉淀淀X的化化学式为为。(2)第第步反反应的离离子方程程式是。(3)第第步反反应后,过过滤Lii2CO3所需的的玻璃仪仪器有。若若过滤时时发现滤滤液中有有少量浑浑浊,从从实验操操作的角角度给出出两种可可能的原原因:、。(4)若若废旧锂锂离子电电池正极极材料含含LiMMn2O4的质量量为188.1gg,第步反应应中加入入20.0mll3.00moll.的H2
16、SO4溶液,假假定正极极材料中中的锂经经反应和完完全转化化为Lii2CO3,则至至少有ggNa2CO3参加了了反应。【答案】(1)AAl(OOH)33(2)44 LiiMn22O4+O2+4HH+=4LLi+8MMnO22+2HH2O (3) 漏斗 玻璃棒棒 烧杯杯 ; 滤纸破破损、滤滤液超过过滤纸边边缘等(4)55.3 2.(上上海100)(112分)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:完成下列列填空:(1)粗粗盐水加加入沉淀淀剂A、BB除杂质质(沉淀剂剂A来源源于石灰灰窑厂),写出出A、BB的化学学式。A B (2)实实验室提提纯粗盐的的实验操操作依次次为:取样、沉沉淀、冷却却结晶、烘干。(
17、3)工工业生产产纯碱工工艺流程程中,碳碳酸化时时产生的的现象是是。碳酸酸化时没没有析出出碳酸钠钠晶体,其其原因是是。(4)碳碳酸化后后过滤,滤滤液D最最主要的的成分是是(填写化化学式),检验验这一成成分的阴阴离子的的具体方方法是:。(5)氨氨碱法流流程中氨氨是循环环使用的的,为此此,滤液液D加入入石灰水水产生氨氨。加石石灰水后后所发生生的反应应的离子子方程式为为:滤液液D加石石灰水前前先要加加热,原原因是。(6)产产品纯碱碱中含有有碳酸氢氢钠。如如果用加加热分解解的方法法测定纯纯碱中碳碳酸氢钠钠的质量量分数,纯纯碱中碳碳酸氢钠钠的质量量分数可可表示为为:(注明你你的表达达式中所所用的有有关符号
18、号的含义义)【答案】(1)CCa(OOH)22或CaaO;NNa2CO3;(2)溶溶解;过过滤;蒸蒸发;过过滤;(3)有有晶体析析出(或或出现浑浑浊);碳酸钠钠溶解度度比碳酸酸氢钠大大;(4)NNH4Cl;取样,加加硝酸酸酸化,加加硝酸银银,有白白色沉淀淀,该阴阴离子是是氯离子子;(5)NNH4+OHH-NH3+H2O;防防止加石石灰水时时产生碳碳酸钙沉沉淀;(6)3、(江江苏100)(110分)钡钡盐行业业生产中中排出大大量的钡钡泥主主要含有有、等。某某主要生生产、的化工工厂利用用钡泥制制取,其其部分工工艺流程程如下:(1)酸酸溶后溶溶液中,与的反应应化学方方程式为为。(2)酸酸溶时通通常控
19、制制反应温温度不超超过700,且且不使用用浓硝酸酸,原因是、。(3)该该厂结合合本厂实实际,选选用的XX为(填填化学式式);中中和使使溶液中中(填离离子符号号)的浓浓度减少少(中和和引起起的溶液液体积变变化可忽忽略)。(4)上上述流程程中洗涤涤的目的的是。【答案】(1)BBa(FFeO22)2+8HHNO33=Baa(NOO3)2+2FFe(NNO3)3+4HH2O(2)防防止反应应速度过过快 浓HNNO3易挥发发、分解解(3)BBaCOO3 Fe33+ H+(4)减减少废渣渣中可溶溶性钡盐盐对环境境的污染染4、(福福建100)硫酸酸锌可作作为食品品锌强化化剂的原原料。工工业上常常用菱锌锌矿生
20、产产硫酸锌锌,菱锌锌矿的主主要成分分是ZnnCO33,并含含少量的的Fe2O3、FeCCO3MgOO、CaaO等,生生产工艺艺流程示示意如下下:(1) 将菱锌矿矿研磨成成粉的目目的是_。(2) 完成“氧氧化除铁铁”步骤中中反应的的离子方方程式:Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +CI-(3)针针铁矿(GGoetthitte)是是以德国国诗人歌歌德(GGoetthe)名名字命名名的,组组成元素素是Fee、O和和H,化化学式量量为899,化学学式是_。(4)根根据下表表数据,调调节“滤液22”的pHH时,理理论上可可选用的的最大区区间为_。Mg(OOH)22Zn(OOH)22MgCOO3Ca
21、COO3开始沉淀淀的pHH10.446.4沉淀完全全的pHH12.448.0开始溶解解的pHH10.55Ksp5.66.82.8(5)工工业上从从“滤液33”制取MMgO过过程中,合合适的反反应物是是_(选填填序号)。a.大理理石粉 b.石石灰乳 c.纯纯碱溶液液 dd.烧碱碱溶液(6)“滤液44”之后的的操作依依次为_、_、过滤滤,洗涤涤,干燥燥。(7)分分析图中中数据,菱菱锌矿粉粉中ZnnCO33 的质质量分数数不低于于_。【答案】(1)增增大反应应物接触触面积或或增大反反应速率率或使反反应更充充分(2)(3)(或或其它合合理答案案)(4)(或或其它合合理答案案)(5)bb或(bb和d);
22、d(6)蒸蒸发浓缩缩、冷却却结晶(或或其它合合理答案案)(7)(或或其它合合理答案案)5、以黄黄铁矿为为原料制制硫酸产产生的硫硫酸渣中中含Fee2O3、SiiO2、All2O3、MggO等,用用硫酸渣渣制备铁铁红(FFe2O3)的过过程如下下:酸溶(1)酸酸溶过程程中Fee2O3与稀硫硫酸反应应的化学学方程式式为;“滤渣AA”主要要成份的的化学式式为。(2)还还原过程程中加入入FeSS2的目的的是将溶溶液中的的Fe33 +还还原为FFe2 +,而而本身被被氧化为为H2SO4,请完完成该反反应的离离子方程程式:FFeS22 + 14FFe3 + + H2O= 155Fe22 + + SSO42
23、+ 。(3)氧氧化过程程中,OO2、NaaOH与与Fe22+反应应的离子子方程式式为。沉淀物Fe(OOH)33Al(OOH)33Fe(OOH)22Mg(OOH)22开始沉淀淀pH2.73.87.69.4完全沉淀淀pH3.25.29.712.44(4)为为了确保保铁红的的质量,氧氧化过程程需要调调节溶液液的pHH的范围围是(几几种离子子沉淀的的pH见见右表);滤液BB可以回回收的物物质有(写写化学式式)。(5)已已知每煅煅烧166 g FeSS2,放出出1066.5 kJ热热量,写写出FeeS2燃烧的的热化学学方程式式。该反应应中被氧氧化的元元素是(写写出元素素符号并并标出相相应的化化合价)。【
24、答案】(1)FFe2O3 + 3H22SO4 = Fee2(SOO4) 3+ 33H2O(2分。化学学式1分、配配平1分)SiO22(1分。多多写FeeS2不扣分分,多写写其它化化学式00分)(2)88 2 116H+(2分)(3)44Fe22 + + OO2 + 2H22O + 8OOH= 44Fe(OH)3 (2分,化化学式对对1分、配配平1分。或或Fe2+2OOH=Fee(OHH)2(1分),44Fe(OH)2+O2+2HH2O=44Fe(OH)3(1分)(分两个个方程写写:第11个方程程式化学学式对11分、配配平1分)(4)33.23.88(或之之间的数数据值,2分)Na2SSO4、A
25、l2(SOO4)3、MgSSO4(3分,多多写H2SO4不扣分分,多写写其它00分)(5)FFeS22(s)+111/4OO2(g)1/22Fe22O3(s)+2SSO2(g);H7998.775kJJ/mool(2分)和(2分分)6、镍电电池广泛泛应用于于混合动动力汽车车系统,电电极材料料由Nii(OHH)2、碳粉粉、氧化化铁等涂涂覆在铝铝箔上制制成。由由于电池池使用后后电极材材料对环环境有危危害,某某兴趣小小组对该该电池电电极材料料进行资资源回收收研究,设设计实验验流程如如下:已知:NiCCl2易溶于于水,FFe3+不能氧氧化Nii2+某温度度下一些些金属氢氢氧化物物的Kaap及沉沉淀析出
26、出的理论论pH如如下表所所示:M(OHH)nKappH开始沉淀淀沉淀完全全Al(OOH)331.910-2233.4334.199Fe(OOH)333.810-3382.5332.944Ni(OOH)221.610-1147.6009.755回答下列列问题:(1)根根据上表表数据判判断步骤骤依次析析出沉淀淀和沉淀淀(填化化学式),则则pH11 pHH2(填填填“”、“=”或“NiiC2O4H2ONNiC22O42H2O,则则的化学学方程式式是。第第步反应应后,过过滤沉淀淀时需的玻玻璃仪器器有。若若过滤时时发现滤滤液中有有少量浑浑浊,从从实验操操作的角角度给出出两种可可能的原原因、。(3)中阳极
27、极反应产产生的气气体E为为,验证证该气体体的试剂剂为。(4)试试写出的离子子方程式式。【答案】7、重铬铬酸钾是是工业生生产和实实验室的的重要氧氧化剂,工工业上常常用铬铁铁矿(主主要成份份为FeeOCCr2O3)为原原料生产产,实验验室模拟拟工业法法用铬铁铁矿制KK2Cr2O7的主要要工艺如如下,涉涉及的主主要反应应是:66FeOOCrr2O3+244NaOOH+77KCllO312NNa2CrOO4+3FFe2O3 +77KCll+122H2O,试回答下下列问题题:在反应应器中中,有NNa2CrOO4生成,同同时Fee2O3转变为为NaFFeO22,杂质质SiOO2、All2O3与纯碱碱反应转
28、转变为可可溶性盐盐,写出出氧化铝铝与碳酸酸钠反应应的化学学方程式式:。NaFFeO22能强烈烈水解,在在操作生成沉沉淀而除除去,写写出该反反应的化化学方程程式:。操作的目的的是什么么,用简简要的文文字说明明:。操作中,酸酸化时,CCrO442转化化为Crr2O72,写写出平衡衡转化的的离子方方程式:。称取重重铬酸钾钾试样2250000gg配成2550mLL溶液,取取出255000mL于于碘量瓶瓶中,加入100mL22moll/LHH2SO4和足量量碘化钾钾(铬的的还原产产物为CCr3+),放于于暗处55minn,然后加加入1000mLL水,加入33mL淀淀粉指示示剂,用012000mool/L
29、LNa22S2O3标准溶溶液滴定定(I2+2SS2O32=22I+S4O62)。判断达达到滴定定终点的的依据是是:;若实验验中共用用去Naa2S2O3标准溶溶液400000mL,则所得得产品的的中重铬铬酸钾的的纯度(设设整个过过程中其其它杂质质不参与与反应)。【答案】Al22O3 + Na22CO32NaaAlOO2 +CCO2 (22分)NaFFeO22 + 2H22O = Fee(OHH)3 + NaaOH (2分分)由于溶溶液在硅硅酸钠和和偏铝酸酸钠发生生水解,降低pHH值有利利于水解解平衡向向正反应应方向移移动,当pH调到到78时,使它们们水解完完全,从从而除去去SiOO32和AlOO2 (2分分)2CrrO42+22H+Cr2O72+HH2O (22分)当滴滴加最后后一滴硫硫代硫酸酸钠溶液液,溶液液蓝色褪褪去 (2分分)9408% (33分)- 13 -