1、专题 25.怎样进行化工工艺流程解题突破考试说明中：能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息，并与已有知识整合，在分析评价的基础上应用新信息的能力。能将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力。高考试卷中：化工生产技术的“工艺流程题”已成为江苏每年高考的新亮点和主流题型。化学工艺流程题就是将化工生产中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来并根据生产流程中涉及的化学知识进行巧妙设问，与化工生产紧密联系的试题。答题过程中：根据“化学工艺流程题”的特点，要准确、顺利地解题，除了要掌握高中化学必备的知识外，最关键的是要具备“化学工艺流程
2、题”的解题思路和掌握一些解题方法技巧。解题思路可以总结为以下几句话：认真阅读，熟悉流程，加工信息，根据设问，规范答题。一。能力展示1.钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有 、 、 、 等。3BaCO3Si3BaO2()Fe某主要生产 、 、 的化工厂利用钡泥制取 ，其部分工艺流程2BaCl3O4BaS2()N如下：（1）酸溶后溶液中 ， 与 的反应化学方程式为 1pH2()BaFeO3HN。（2）酸溶时通常控制反应温度不超过 70，且不使用浓硝酸，原因是 、 。（3）该厂结合本厂实际，选用的 X 为 （填化学式） ；中和使溶液中 （填离子符号）的浓度减少（中和引起的溶液体积变化可忽略） 。（4
3、）上述流程中洗涤的目的是 。2. 从铝土矿（主要成分是 ，含 、 、MgO 等杂质）中提取两种工艺品的23AlO2Si3Fe流程如下：请回答下列问题：（1）流程甲加入盐酸后生成 Al3+的方程式为_.（2）流程乙加入烧碱后生成 Si 的离子方程式为_.23o（3）验证滤液 B 含 ，可取少量滤液并加入_（填试剂名称） 。3Fe（4）滤液 E、K 中溶质的主要成份是_(填化学式)，写出该溶液的一种用途_（5）已知 298K 时， 的容度积常数 =5.6 ,取适量的滤液 B,加入一定2(MgOHSPK120量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得 PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的=_.2()cg过
4、程分析：1.本题主要考查的是无机化工流程的分析，此题为化工生产题型，主要考察了化合物性质。 （1）Ba(FeO 2)2与 HNO3反应，生成对应的硝酸盐；（2）控制温度，不用浓硝酸的目的是控制反应速率，防止反应速率过快；同时浓硝酸容易挥发分解；（3）通过产物，结合溶液的酸碱性，选用的 X 为 BaCO3，在 I 中有 Fe3+、H +和 Ba2+、NO 3-等，加入 BaCO3后，能使 Fe3+和 H+浓度降低；（4）在废渣中有可溶性钡盐，有毒，因此，洗涤的目的是减少可溶性钡盐对环境的污染。答案： (1)Ba（FeO 2） 2+8HNO3=Ba（NO 3） 2+2Fe（NO 3） 3+4H2O
5、 (2)防止反应速度过快 浓 HNO3易挥发、分解 (3)BaCO3 Fe3+ H+ (4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染2.本题考查铝土矿中氧化铝提取的工艺流程。 （1）与 HCl 反应生成 Al3 ，应为铝土矿中 Al2O3。 （2）SiO 2可以溶于 NaOH 中生成 Na2SiO3。 （3）检验 Fe3 的特征反应很多，如与 KSCN 显血红色，与苯酚显紫色，与 OH 显红褐色沉淀等。 （4）生成 E、K 时，CO 2均是过量的，故应生成 NaHCO3。 （5） ， =5.610-12/(0.1)()(OcMgKsp )(2gc2=5.610-10。答案：（1）Al 2O3 + 6H
6、 2Al3 +3H2O。 （2）SiO 2 + 2OH SiO + H2O（3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案：） （4）NaHCO 3；制纯碱或做发酵粉等合理答案：（5）5.610 -10mol/L精要点评：1. 试题源于生产实际，体现化学学科特点，能培养中学生“学以致用”的学习观；试题内容丰富，涉及高中化学知识范围广，能考查学生的知识掌握情况及解决实际问题的知识迁移能力；试题阅读量大、又辅以框图等非文字形式，能考查学生的加工材料、提取信息的能力。2。要能成功应对每一设问必须经过一系列过程：提取信息储存、加工信息问题的分解新信息与已有知识、待解决问题的整合组织化学术语进行表达。二能
7、力培养1.某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有 MgCO3、MgSiO 3、 CaMg(CO3)2、Al 2O3和 Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物 Fe（OH） 3 Al(OH)3 Mg(OH)2PH 3.2 5.2 12.4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的 pH 由见上表，请回答下列问题：（1） “浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （要求写出两条） 。（2）滤渣 I 的主要成分有 。（3）从滤渣中可回收利用的主要物质有 。（4）Mg(ClO 3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+
8、2NaCl已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示：将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备 Mg(ClO3)2的原因： 。按中条件进行制备实验。在冷却降温析出 Mg(ClO3)2过程中，常伴有 NaCl 析出，原因是： 。除去产品中该杂质的方法是： 。分析：浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看，可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度，或通过搅拌使反应物充分接触反应，或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率。硫酸浸出液经过滤，滤液中主要溶质是MgSO4、Al 2(SO4)3和 Fe2(SO4)3，根据阳离子以氢氧化物
9、形式完全沉淀时溶液的 pH，在调节pH 至 5.5 时，Fe 3 和 Al3 已经完全沉淀，滤渣 I 的主要成分是 Fe(OH)3 Al(OH)3，此时滤液中阴离子主要是 SO42 ,加入 NaOH 后 Mg2 完全沉淀，溶质主要成分是 Na2SO4;反应MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl 类似于侯德榜制碱法生成 NaHCO3的原理，因为 NaCl 溶解度小而从溶液中析出，使反应向生成 Mg(ClO3)2的方向进行；同样是依据的原理，在降温的过程中，Mg(ClO 3)2的溶解度不断减小，从溶液中析出，在生成 Mg(ClO3)2的过程中NaCl 也不断生成，但因溶解度没有
10、增加，所以也伴随 Mg(ClO3)2析出；相同温度时氯化钠的溶解度最小，因此在冷却降温析出 Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水，溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。答案：（1）升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取） （2）Fe(OH) 3 Al(OH)3（3）Na2SO4（4）在某一时 NaCl 最先达到饱和析出；Mg(ClO 3)2的溶解度随温度变化最大；NaCl 的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。降温前溶液中 NaCl 以达饱和；降低过程中 NaCl 溶解度会降低 ，会少量析出。重结晶。方法指导：1.工艺流程专题解题步骤：（
11、1）浏览全题，明确实验目的，解决“干什么” （ 关注箭头号、注意框内所指、提练信息） （2）明确各步的反应原理和操作目的，解决“怎么做”（ 读懂化工生产流程主线的含义、注重与实际相联系、 ） （3）启用储备的知识解决问题（元素化合物的性质、反应条件的控制方法、结晶的几种方法、化工生产中的一些常用名词、绿色化学的观点） 。2解决化学工艺流程题的方法总结为：读正文，找信息，灵活运用；看框内，看框外，内外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘逐步深入。三能力测评1.以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：（1）反应 I
12、 前需在 溶液中加入 （填字母） ，以除去溶液中的4FeSO。3FeA.锌粉 B.铁屑 C.KI 溶液 D. 2H（2）反应需控制反应温度低于 35，其目的是 。（3）工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 。（4）反应常被用于电解生产 (过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发428(NS生地电极反应可表示为 。解题分析：1.（1）在 溶液中除去溶液中的 ,最好选用铁屑或铁粉，比较简单。 （2）4FeSO3Fe如果温度过高会导致 NH4HCO3分解同样也会加快 Fe2 的水解（温度越高水解速率越快）这样会使原料利用率降低。 （3）由题目看出在 III 反应中生成的 K2SO
13、4 为固体，而 K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的，要想使 K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低 K2SO4 的溶解度。 （4）根据阴阳极反应原理阳极失电子发生氧化反应，此题实质是电解硫酸铵溶液，在根据反应后的产物得出正确的答案。答案：（1）B（2）防止 NH4HCO3分解（或减少 Fe2 的水解） （3）降低 K2SO4 的溶解度，有利于 K2SO4 析出。 （4）2SO 42- -2e2S2O82- 防错机制：化工流程题考查的知识点多，非常灵活，对考生的审题、分析问题、解决问题、文字表达等方面的能力都要求非常高，不易得高分，这就要求我们在平时做这类习题时要善于归纳、总
14、结，认真审题，善于从题目或问题中获取信息来帮助自己解题，同时在平时的学习中要熟记一些基本的实验操作，如沉淀的洗涤、沉淀是否完全的检验方法、从溶液中得到晶体的方法等。四能力提升1.工业上用粗氧化铜（含杂质 FeO）为原料制取氯化铜晶体（CuCl 22H2O）的生产流程如下：物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3完全沉淀时的 pH 9.6 6.4 34（1）写出向溶液 A 中加入 NaClO 的离子方程式 。（2）沉淀 C 的化学式为 。（3）实验室如何检验沉淀 E 已洗涤干净？ 。（4）低温蒸发的目的是 。（5）流程中两次加入了 CuO，而不是一次性向溶液 B 中加入过量的 CuO
15、，其理由是2.（CrO 3）易溶于水、醇、硫酸和乙醚，不溶于丙酮。某工艺以铬酸钠为原料制备铬酸酐的流程如下：（1）在上述流程中可直接循环利用的物质有： 。（2） “苛化蒸氨”的化学方程式 。（3） “热过滤”的原因可能是： 。（4）含有硫酸、CrO 3的硅胶可用于检测酒后驾车现象，其原理是：乙醇会被氧化生成乙醛，同时 CrO3被还原为硫酸铬Cr 2(SO4)3 ，试写出反应的化学方程式。3.铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：当 x=0.4，试用氧化物形式表示该铁氧体组成 。酸浸时，二氧化锰被还原的化学方程式为： 。活性铁粉除汞时，铁粉的
16、作用是 （选填：氧化剂、还原剂、吸附剂） 。煮沸 1h 是为了使 分解。同时加入 MnSO4和铁粉的目的是 。4.活性 ZnO 在橡胶、塑料、涂料工业中有重要应用，一种由粗 ZnO（含 FeO、CuO）制备活性 ZnO 的流程如下（已知：碱式碳酸锌经焙烧可制得活性 ZnO）： 粗 Z n O 浸出 步骤 A 步骤 BH2S O4H2O2、 氨水步骤 CZ nF e ( O H )3活性Z n OA 溶液N H4H C O3C u步骤 D 沉淀 步骤 E 焙烧已知：几种离子生成氢氧化物沉淀时的 pH 如下表：待沉淀离子 Fe2 Fe3 Zn2 Cu2开始沉淀时 pH 6.34 1.48 6.2
17、5.2完全沉淀时 pH 9.7 3.2 8.0 6.4请问答下列问题： 步骤 A 加 H2O2发生反应的离子方程式是 ，该步骤需控制溶液 pH 的范围是 。 A 溶液中主要含有的溶质是 。 碱式碳酸锌经焙烧制得活性 ZnO 的反应 H0，该反应能自发进行的原因是 H （选填“=” 、 “” 、 “” ）0。 若经处理后的废水 pH8，此时 Zn2 的浓度为 mg/L（常温下， KspZn(OH)21.210 17） 。5.KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的 KNO3制备方法的主要步骤：搅拌反应饱和(NH 4)2SO4 母液过滤蒸发浓缩冷却结晶过滤反应 反应反应冷却结晶过滤KClN
18、H4HCO3CaCO3 KNO3(s)滤液Ca(NO3)2 溶液CO2HNO3 溶液NH4ClCaSO4CO2（1）反应中，CaSO 4与 NH4HCO3的物质的量之比为 12，该反应的化学方程式为 。（2）反应需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是 ；从反应所得混合物中分离出 CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是 。（3）检验反应所得 K2SO4中是否混有 KCl 的方法是：取少量 K2SO4样品溶解于水， 。（4）整个流程中，可循环利用的物质除(NH 4)2SO4外，还有 （填化学式） 。（5）将硝酸与浓 KCl 溶液混合，也可得到 KNO3，同时生成等体积的气体 A 和气体 B
19、。B 是三原子分子，B 与 O2反应生成 1 体积气体 A 和 2 体积红棕色气体 C。B 的分子式为 。习题答案1.（1）2Fe 2+ + ClO- + 2H+ 2Fe 3+ + Cl + H2O（2）Fe(OH) 3 （3）取最后一次洗涤液少量于试管中，加入 AgNO3溶液，无白色沉淀生成，说明已洗干净（4）抑制 Cu2+水解，防止晶体中结晶水失去（答出一点即可）（5）一次性加入过量的 CuO 将导致 Fe3+和 Cu2+同时生成沉淀2.（1）NH 3（2）(NH 4)2CrO4CaO CaCrO42NH 3H 2O（3）温度较高时 H2CrO4的溶解度较大，便于同微溶的硫酸钙分离（4）3
20、C 2H5OH2CrO 33H 2SO4 3CH3CHOCr 2(SO4)36H 2O3.2MnO 3ZnO 5Fe2O3 MnO 2+H2O2+H2SO4 MnSO4+O2+2H 2O还原剂 H 2O2 调节滤液离子是成分，符合水热后获得锰锌铁氧化体组成（二次加入铁粉还可进一步除去汞）4. 2Fe 2 H 2O22H 2Fe 3 2H 2O 3.25.2 (NH 4)2SO4 0.785. （1）CaSO 42NH 4HCO3 CaCO3(NH 4)2SO4H 2OCO 2 （2）分离 NH4Cl 与 K2SO4，加快化学反应速率 防止 KNO3结晶，提高 KNO3的产率（3）加入 Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加 AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明 K2SO4中混有 KCl（4）CaSO 4、KNO 3（5）NOCl
