2019届全国通用版高考化学大二轮复习非选择题专项训练1工艺流程题讲义.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,专题二非选择题专项指导,题型一工艺流程题,-,3,-,工艺流程题是近几年高考中经常出现的一种热点题型。通常以制备型工艺流程题和分离提纯型工艺流程题为主。解答此类题目的分析思路,:,-,4,-,解答工艺流程题可按照以下步骤进行,:,1,.,认真阅读题干,了解生产目的及有用信息。,2,.,整体分析工艺流程,掌握生产过程分为哪几个阶段。,3,.,分析每一个阶段的生产原理、物质变化、条件控制及其实验操作。,4,.,了解生产过程中的有关物质的回收和原料的循环利用,以及对,“,绿色化学,”,思想的运用和所采取的环保措施。,5,.,认真分析题中设问,规范作答。,-,5,-,一,二,一,、物质制备型工艺流程题,例,1,硫酸是一种重要的化工产品,接触法制硫酸的简要流程如下图所示,:,-,6,-,一,二,请回答下列问题,:,(1),上图中的造气和催化反应分别在甲、乙设备中进行,请写出乙设备名称,:,。,(2),有关接触法制硫酸的下列说法中,正确的是,(,填字母,),。,A.,从甲设备出来的炉气需净化,是为了防止混合气体污染空气,B.,乙设备中使用催化剂,是为了提高反应速率和,SO,2,的转化率,C.,煅烧含硫,48%,的黄铁矿时,若,FeS,2,损失了,2%,则,S,损失,4%,D.,接触室中适宜条件是,V,2,O,5,催化剂、高温、高压,E.,乙设备中需安装热交换器,-,7,-,一,二,(3),硫酸工厂排放的尾气中含少量二氧化硫。为防止污染大气,在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用。硫酸工厂排放尾气中的,SO,2,通常用足量石灰水吸收,然后用稀硫酸处理。,写出上述过程的化学方程式,:,。,若某硫酸厂每天排放的,1,万立方米,(,标准状况,),尾气中含,0.224%(,体积分数,),的,SO,2,通过上述方法处理,理论上需生石灰,kg,。,(4),硫酸厂等排放的,SO,2,尾气还可用电解法处理,如图所示,Pt(1),电极的反应式为,;,碱性条件下,用排出的含,的溶液吸收,NO,2,使其转化为,N,2,同时有,生成。若阳极转移电子,6 mol,则理论上可处理,NO,2,气体,mol,。,-,8,-,一,二,解析,(1),黄铁矿经煅烧得到,SO,2,SO,2,在接触室转化为,SO,3,。,(2),选项,A,从甲设备出来的,SO,2,气体中含有水蒸气、粉尘等物质,净化的目的主要是避免腐蚀管道和催化剂中毒等,;,选项,B,催化剂只能加快反应速率,对化学平衡和,SO,2,的转化率没有影响,;,选项,C,若,FeS,2,损失了,2%,则,S,也损失,2%;,选项,D,常压下,SO,2,转化率已很高,所以接触室中发生的反应在常压下进行,;,选项,E,接触室发生的,SO,2,和,O,2,的反应属于放热反应,安装热交换器可利用反应放出的热量预热反应物、发电等。,-,9,-,一,二,-,10,-,一,二,解题指导,解答好本题一是要熟悉工业生产的原料、设备、基本原理以及相关,化学,方程式。二是关于相关计算,如本题第,(3),小问,要采用关系式求解,利用原子守恒或得失电子守恒找出反应物和生成物之间的量的关系,然后根据相应数据列式计算。三是解答电解原理应用题目,首先要弄清楚图示中箭头走向,判断出反应物得失电子情况和生成物,然后根据守恒原理得出对应电极反应或相关计算结果。,-,11,-,一,二,方法规律拓展,无机化工流程题的审题角度,化工生产流程题中经常会出现一些表述性词语,这些表述性词语包含隐性信息,它可以暗示我们审题所应考虑的角度。常见的有,:,(1)“,控制较低温度,”,常考虑物质的挥发,物质的不稳定性和物质的转化等。,(2)“,加过量试剂,”,常考虑反应完全或增大某种反应物的转化率等。,(3)“,能否加其他物质,”,常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。,(4)“,在空气中或在其他气体中,”,主要考虑,O,2,、,H,2,O,、,CO,2,或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。,(5)“,判断沉淀是否洗净,”,常取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的某种离子。,-,12,-,一,二,(6)“,检验某物质的设计方案,”,通常取少量某液体于试管中,加入另一试剂产生某现象,然后得出结论。,(7)“,控制,pH”,常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。,(8)“,用某些有机试剂清洗,”,常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。,-,13,-,一,二,对点训练,1,(2018,北京理综,),磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下,:,已知,:,磷精矿主要成分为,Ca,5,(PO,4,),3,(OH),还含有,Ca,5,(PO,4,),3,F,和有机碳等。,溶解度,:Ca,5,(PO,4,),3,(OH)”,或,“”),。,结合元素周期律解释,中结论,:P,和,S,电子层数相同,。,-,14,-,一,二,(3),酸浸时,磷精矿中,Ca,5,(PO,4,),3,F,所含氟转化为,HF,并进一步转化为,SiF,4,除去。写出生成,HF,的化学方程式,:,。,(4)H,2,O,2,将粗磷酸中的有机碳氧化为,CO,2,脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。,80,后脱除率变化的原因,:,。,-,15,-,一,二,(5),脱硫时,CaCO,3,稍过量,充分反应后仍有,残留,原因是,;,加入,BaCO,3,可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是,。,(6),取,a,g,所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用,b,molL,-1,NaOH,溶液滴定至终点时生成,Na,2,HPO,4,消耗,NaOH,溶液,c,mL,。精制磷酸中,H,3,PO,4,的质量分数是,。,(,已知,:H,3,PO,4,摩尔质量为,98 gmol,-1,),-,16,-,一,二,答案,(1),研磨、加热,(2),核电荷数,PS,得电子能力,PS,非金属性,PS,所以酸性,H,3,PO,4,H,2,SO,4,(4)80,后,H,2,O,2,因温度升高分解,浓度降低,反应速率减小,脱除率下降,-,17,-,一,二,解析,(1),由流程所给条件可知,研磨成粉可以增大反应物的接触面积,增大反应速率,;,加热可以提高反应温度,增大反应速率。,(2),由强酸制弱酸的反应原理可知,硫酸的酸性强于磷酸,;,硫元素和磷元素都为第三周期元素,同周期元素从左到右,原子半径依次减小,非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强。,(3)Ca,5,(PO,4,),3,F,在酸浸过程中发生反应的化学方程式为,-,18,-,一,二,(4),其他条件相同时,80,后,H,2,O,2,因温度升高发生分解,浓度降低,所以脱除率下降。,(5),由于硫酸钙微溶于水,而碳酸钙难溶于水,所以碳酸钙过量依然有部分硫酸根不能转化为沉淀除去,;,加入碳酸钡,硫酸根会转化为难溶的硫酸钡除去。,(6),由方程式可得如下转化关系,H,3,PO,4,2NaOHNa,2,HPO,4,反应的氢氧化钠物质的量为,bc,10,-3,mol,则磷酸的物质的量为,bc,510,-4,mol,则磷酸的质量分数,-,19,-,一,二,二、分离提纯型工艺流程题,例,2,(2017,天津理综,),某混合物浆液含,Al(OH),3,、,MnO,2,和少量,Na,2,CrO,4,。考虑到胶体的吸附作用使,Na,2,CrO,4,不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置,(,见下图,),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。回答,和,中的问题。,-,20,-,一,二,固体混合物分离利用的流程图,.,固体混合物的分离和利用,(,流程图中的部分分离操作和反应条件未标明,),(1),反应,所加试剂,NaOH,的电子式为,BC,的反应条件为,CAl,的制备方法称为,。,-,21,-,一,二,(2),该小组探究反应,发生的条件。,D,与浓盐酸混合,不加热,无变化,;,加热有,Cl,2,生成,当反应停止后,固体有剩余,此时滴加硫酸,又产生,Cl,2,。由此判断影响该反应有效进行的因素有,(,填序号,),。,a.,温度,b.Cl,-,的浓度,c.,溶液的酸度,(3)0.1,mol,Cl,2,与焦炭、,TiO,2,完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成,TiO,2,x,H,2,O,的液态化合物,放热,4.28 kJ,该反应的热化学方程式为,。,.,含铬元素溶液的分离和利用,(4),用惰性电极电解时,能从浆液中分离出来的原因是,分离后含铬元素的粒子是,;,阴极室生成的物质为,(,写化学式,),。,-,22,-,一,二,-,23,-,一,二,-,24,-,一,二,-,25,-,一,二,解题指导,工艺流程题,分析问题的方法。,(1),有些问题并不需要流程图中的信息就可回答。,(2),有些问题只需要部分信息,并不需要看懂全部信息就可回答,题目给出完整的工业流程图是为了使其与实际工业生产相对应,所以不要纠缠于与问题无关的步骤之中。,(3),当遇到问题无从解答时,要根据工业流程的目的思考,就会打开思路,找到解决问题的方法。,-,26,-,一,二,方法规律拓展,1,.,对原料进行预处理的常用方法。,(1),研磨,:,减小固体颗粒,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。,(2),水浸,:,与水接触反应或溶解。,(3),酸浸,:,与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。,(4),灼烧,:,除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时,灼烧就是为了除去海带中的可燃性杂质。,(5),煅烧,:,改变物质结构,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土。,-,27,-,一,二,2,.,无机化工流程题常见设问方向,:,(1),反应速率与平衡理论的运用,;,(2),氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写,;,(3),利用控制,pH,分离除杂,;,(4),化学反应的能量变化,;,(5),实验基本操作,:,除杂、分离、检验、洗涤、干燥等,;,(6),流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用,;,(7),环境保护与绿色化学评价。,-,28,-,一,二,对点训练,2,水处理技术在生产、生活中应用广泛,对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。,(1),下列试剂能够用于对饮用水进行杀菌消毒,且不会造成二次污染的是,(,填字母,),。,A.,福尔马林,B.,漂白粉,C.,氯气,D.,臭氧,(2)Na,2,FeO,4,是一种新型水处理剂,工业上可用,FeSO,4,制备,其工艺流程如下,:,-,29,-,一,二,测得,FeSO,4,溶液中,c,(Fe,2+,)=,a,molL,-1,若要处理,1 m,3,该溶液,理论上需要消耗,25%,的,H,2,O,2,溶液,kg(,用含,a,的代数式表示,),。,写出由,Fe(OH),3,制取,Na,2,FeO,4,的化学方程式,:,。,(3),废旧电池若不进行回收利用,将对水体产生严重污染。某兴趣小组对废旧镍电池正极材料,由,Ni(OH),2,、炭粉、,Fe,2,O,3,等涂覆在铝箔上制成,进行回收研究,设计实验流程如下图所示,:,-,30,-,一,二,已知,:,NiCl,2,易溶于水,Fe,3+,不能氧化,Ni,2+,Cl,2,能氧化,Ni,2+,为,Ni,3+,;,NiO+2HCl NiCl,2,+H,2,O;,Fe,3+,、,Al,3+,、,Ni,2+,以氢氧化物形式沉淀时溶液的,pH,如表所示,:,K,sp,Ni(OH),2,=5.010,-16,K,sp,(NiC,2,O,4,)=4.010,-10,。,-,31,-,一,二,请回答下列问题,:,加入盐酸酸溶后溶液中存在的金属阳离子为,。,步骤,X,的操作为,。,写出加入,Na,2,C,2,O,4,溶液后反应的化学方程式,:,。,写出加入,NaOH,溶液所发生反应的离子方程式,:,该反应的平衡常数为,。,用化学反应方程式表示沉淀,转化为,Ni(OH),3,:,。,-,32,-,一,二,-,33,-,一,二,-,34,-,一,二,