化学实验与工业流程总结汇总高考题.doc

高考化学流程题总结归纳
【知识积累一】
化工生产重要处理六方面问题：
1、 处理将原料转化为产品生产原理；
2、 除去所有杂质并分离提纯产品；
3、 提高产量与产率；
4、 减少污染，考虑 “绿色化学”生产；
5、 原料来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；
6、 生产设备简朴，生产工艺简便可行等工艺生产问题
化学工艺流程题，一般也就围绕这六个方面设问求解。。要精确、顺利解答工艺流程题，学生除了必须要掌握物质性质和物质之间互相作用基本知识以及除杂分离提纯物质基本技能外，最关键问题要具有分析工艺生产流程措施和能力。
【知识积累二】
常见与工业生产有关化学反应——老式工业不能丢
① 工业制粗硅
②制漂白粉
③工业制硫酸
④合成氨工业
⑤工业制硝酸
⑥氯碱工业
⑦工业制玻璃
⑧工业制纯碱

【知识积累四】工业流程题中常用关键词
原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水）
灼烧（煅烧）：原料预处理，不易转化物质转化为轻易提取物质： 如海带中提取碘
酸：溶解、去氧化物（膜）、调整PH增进水解（沉淀）
碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调整PH增进水解（沉淀）
氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）离子
氧化物：调整PH增进水解（沉淀）
控制PH值：增进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离
煮沸：增进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中气体，如氧气
趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度
解题措施：（首尾分析法）
流程图展现特点：重要有以物质名称、操作名称和设备名称三种形式。对工艺流程试题,首先对比分析生产流程示意图中原材料与产品,从对比分析中找出原料与产品之间关系,弄清生产流程过程中原料转化为产品基本原理和除杂分离提纯产品化工工艺,然后再结合题设问题,逐一推敲解答.
【练习1】聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n]本试验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉高岭土，化学构成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少许杂质和水分。已知氧化铝有多种不一样构造，化学性质也有差异，且一定条件下可互相转化；高岭土中氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝试验流程如下：

根据流程图回答问题：
⑴“煅烧”目是_______________________________________________。
⑵配制质量分数15％盐酸需要200 mL 30％浓盐酸（密度约为1.15 g·cm－3）和_______ g蒸馏水，配制用到仪器有烧杯、玻璃棒、______________。
⑶“溶解”过程中发生反应离子方程式为_____________________________________。
⑷加少许铝粉重要作用是_____________________________________。
⑸“调整溶液pH在4.2～4.5”过程中，除添加必要试剂，还需借助试验用品是______________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度试验措施是__________。
解析：对比原料与产品可知，该生产重要工序：一是除去原料高岭土中杂质，二是将Al203运用水解絮凝法转化为产品。再深入分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中Al203不溶于酸，必须经煅烧变化构造。该题经这样分析，题设所有问题答案并在分析之中。
参照答案：（1）变化高岭土构造，使其能溶于酸。（2）230；量筒 。
（3）Al203+6H+==2Al3++3H2O      Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O
（4）除去溶液中铁离子；        （5）pH计（或精密pH试纸）；水浴加热
[点评] 首尾分析法是一种解工艺流程题常见措施，这种措施特点：简朴、直观，很轻易抓住解题关键，用起来以便有效。使用这一措施解题，关键在于认真对比分析原材料与产品构成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包括杂质基本原理和所采用工艺生产措施。当把生产主线弄清晰了，围绕生产主线所设计系列问题，也就可解答了。
【练习2】（上海）．将磷肥生产中形成副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合运用还是从环境保护角度看都具有重要意义。如下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙工艺流程示意图。

（1）本工艺中所用原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要 等原料
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应离子方程式：
（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还具有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥原料。
（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检查滤液中具有CO32－措施是：
。
（5）已知不一样温度下K2SO4在100g水中到达饱和时溶解量如下表：
温度（℃）
0
20
60
K2SO4溶解量(g)
7.4
11.1
18.2
60℃时K2SO4饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体 g
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用无机储热材料，选择根据是
a 熔点较低（29℃熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒
（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念是： 。
答案：（1）CaCO3  NH3  H2O；（2）CaSO4＋CO32－→CaCO3↓＋SO42－；（3）CaSO4
（4）滤液中滴加盐酸产生气泡；（5）54g；（6）a  d
（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子运用率高，没有有害物质排放到环境中）
解析：此题是一道以工业生产为背景试验题，考察了试验基本操作、离子检查、溶解度计算等。从生产流程图可以看出，所需原料除CaSO4・2H2O、KCl外，还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶，碳酸钙是难溶，因此石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵，生成碳酸钙中混有石膏。碳酸根检查可用酸化措施，若产生气泡阐明虑液中具有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂量不不变，查表可知不一样温度下溶解度，先求出591饱和液中具有水是500g，在0℃可溶解硫酸钾37g，因此析出晶体54g。作为储热材料，规定能在室温左右温度下工作，且对人体无害，故选ad；绿色化学规定整个生产过程中不排放污染物，原子运用率高，因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用
【知识积累五】化工生产重要操作：
过滤、结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、反复操作2-3次等。
其中结晶应注意：
（1）当溶液是单一溶质时
①所得晶体不带结晶水（如NaCl、K NO3）： 蒸发、结晶
②所得晶体带结晶水（如CuSO4.5H2O、摩尔盐即硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]）： 蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶，过滤
（2）当溶液中有两种或以上溶质时
要得到溶解度受温度影响小溶质：浓缩（结晶），趁热过滤
要得到溶解度受温度影响大： 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
绿色化学理念：
（1）环境污染问题；（2）原子经济性；（3）节省能源（包括使用催化剂）；
（4）原料应是可再生（或者可循环使用）；（5）工艺安全性
【练习3】.胆矾是一种常见化合物，工业上它也是一种制取其他含铜化合物原料。既有废铜（重要杂质为Fe）来制备胆矾。有人设计了如下流程：

pH值控制可参照下列数据
物 质
开始沉淀时pH值
完全沉淀时pH值
氢氧化铁
2.7
3.7
氢氧化亚铁
7.6
9.6
氢氧化铜
5.2
6.4
请根据上述流程回答问题：
（1）A物质可选用_____（填字母）。
a．稀H2SO4 b．浓H2SO4/ D c．浓FeCl3溶液 d．浓HNO3
（2）I中加H2O2目_____________________________________________。
（3）II中加Cu2（OH）2CO3目是___________________________________________；
其长处是____________________________________________________________。
（4）III加热煮沸时发生化学反应离子方程式为________________________。
（5）V中加H2SO4调整pH=1是为了____________________________________________。
（6）V到VI操作是
（7）某工程师认为上述流程中所加A物质并不理想，需作改善，其理由是__________。
怎样改善___________________。
答案：.（1）b；
（2）将亚铁离子氧化为铁离子；
（3）中和过量硫酸，调整溶液pH，使Fe3+水解完全而沉淀；不引入新杂质；
（4）Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3H+；（条件：加热）
（5）克制Cu2+水解
（6）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
（7）产生污染环境二氧化硫，硫酸运用率低；加热，并在稀硫酸中通入氧气。（其他合理答案，酌情给分）
【课后巩固】
1．明矾石是制取钾肥和氢氧化铝重要原料，明矾石构成和明矾相似，此外还具有氧化铝和少许氧化铁杂质。详细试验环节如下图所示：

根据上述图示，完毕下列填空：
(1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水（每升具有39.20g氨）需要取浓氨水（每升具有251.28g氨）__________mL，用规格为_______mL量筒量取。
(2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K＋、SO42－外，尚有大量NH4＋。检查NH4＋措施是_______________________________________________________。
(3）写出沉淀物中所有物质化学式________________________________________。
(4）滤液I成分是水和______________。
(5）为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾含量，请完善下列环节：
①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量______溶液，产生白色沉淀。②___________、__________、_________(依次填写试验操作名称)。③冷却、称重。
(6）若试样为mg，沉淀物质量为nmol，则试样中K2SO4物质量为：______mol（用品有m、n代数式表达）。
2．（上海化学·27）试验室用大理石等原料制取安全无毒杀菌剂过氧化钙。大理石重要杂质是氧化铁，如下是提纯大理石试验环节：

（1）溶解大理石时，用硝酸而不一样硫酸原因是 。
（2）操作Ⅱ目是 ，溶液A（溶质是共价化合物）是 。
（3）写出检查滤液中与否含铁离子方程式： 。
（4）写出加入碳酸铵所发生反应离子方程式： 。
写出滤液B一种用途： 。
（5）CaO2中一般含CaO。试按下列提醒完毕CaO2含量分析试验设计。
试剂：氢氧化钠原则溶液、盐酸原则溶液、酚酞 仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管
试验环节：
① ；②加入 ；③加入酚酞，用氢氧化钠原则溶液滴定。
（6）若理论上滴定期耗用原则溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1mL溶液为25滴），则相对误差为 。
3. 亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要含氯消毒剂。如下是过氧化氢法生产亚氯酸钠工艺流程图：
溶解
NaClO3
H2O
溶解
稀H2SO4
ClO2发生器
SO2和空气混合气
吸 收
160g/L
NaOH

H2O2

过滤
滤液
NaClO2·3H2O

已知：①NaClO2溶解度随温度升高而增大，合适条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
②ClO2沸点为283K，纯ClO2易分解爆炸，常用稀有气体或空气稀释防止爆炸性分解
③HClO2在25℃时电离常数与硫酸第二步电离常数相称，可视为强酸。
（1）160 g·L－1NaOH溶液物质量浓度为_______________。若要计算该溶液质量分数，还需要一种数据是_______________。
（2）ClO2发生器中所发生反应化学方程式为_________________________________。发生器中鼓入空气作用也许是_______________（选填序号）。
(a)将SO2氧化成SO3，增强酸性；(b)稀释ClO2以防止爆炸；(c)将NaClO3氧化成ClO2
（3）吸取塔中为防止产生NaClO2被继续还原成NaCl，所用还原剂还原性应适中。除H2O2处，还可以选择还原剂是____________（填序号）
A．Na2O2 B．Na2S C．FeCl2 D．KMnO4
（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，因此吸取塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH与否过量简朴试验措施是__________________________________________。
（5）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体试验操作依次是____________（选填序号）。
A．蒸馏 B．蒸发 C．灼烧 D．过滤 E．冷却结晶
（6）从滤液中得到NaClO2·3H2O晶体还必须进行操作是____________（填操作名称）。
2、（1）4 mol·L－1；溶液密度；（2）2NaClO3＋SO2＋H2SO4＝2ClO2＋2NaHSO4 或2NaClO3＋SO2＝2ClO2＋Na2SO4（2分）b；（3）A；（4）定吸取塔内溶液pH；（5）BED或ED；（6）重结晶
4. 蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2构成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁试验环节如下：

（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还具有金属离子是_____________。
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
开始沉淀pH
1.5
3.3
9.4
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7～8（有关氢氧化物沉淀pH见右表），Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量也许会导致_____________溶解、_____________沉淀。
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入_________（填入物质化学式），然后_____________________________（依次填写试验操作名称）。
（4）物质循环使用，能节省资源。上述试验中，可以循环使用物质是_________（填写物质化学式）。
（5）现设计一种试验，确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c值，请完善下列试验环节（可用试剂：浓硫酸、碱石灰）：①样品称量 ②高温分解 ③_____________ ④_____________ ⑤MgO称量
（6）18.2 g产品完全分解后，产生6.6 g CO2和8.0 g MgO，由此可知，产品化学式中：a＝______，b＝________，c＝_______。
5．回收废旧锌锰于电池通过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等)，由锰粉制取MnO2环节如下图所示。

根据上图所示环节并参照表格数据，回答问题。
（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含
有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应离子方程式为 。
（2）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向
滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是____________。
（3）过滤I所得滤液经氧化后，需加入NaOH溶液调整pH约为5.1，其目是_____________。
（4）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调整pH约为9，使Mn2+氧化得到MnO2，反应离于方程式为 。
（5）试验室进行过滤操作时．需要用到玻璃仪器有 。
6.以黄铜矿（重要成分是CuFeS2，含少许杂质SiO2）为原料炼铜措施分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来，湿法炼铜有了新进展，科学家发既有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐：
4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O
某工厂运用该原理生产铜和绿矾工艺如下：
黄铜矿粉
固体A
加入试剂a
反应Ⅳ
反应Ⅴ
加入试剂b
滤液
操作Ⅰ
绿矾
反应Ⅲ
Cu
反应Ⅰ
反应Ⅱ
过滤

回答问题：
（1）固体A成分为 （写化学式）；（2）写出反应Ⅲ化学方程式 ；
（3）试剂a为 ，试剂b为 ；
（4）欲从溶液中获得绿矾晶体，分离操作Ⅰ应为 、 、 。
答案：1【解析】（1）根据稀释前后溶质质量不变得：0.5L×39.2g/L＝v×251.28g/L，v＝0.078L＝78mL。为了减少误差，最佳选用与氨水实际体积稍大一点量筒即可。
（2）NH4＋检查措施是先将NH4＋中加入强碱，使之转化为NH3，然后检查NH3：用润湿红色石蕊试纸放在向移试管口，试纸变蓝色，阐明有氨气放出，原物质中具有铵根离子。
（3）Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋，根据题意明矾石中具有Al2O3、Fe2O3，因此沉淀物为Al(OH)3、Al2O3和Fe2O3。
（4）由于明矾石构成与明矾相似，因此滤液成分中具有K2SO4和反应后生成(NH4)2SO4以及水。
（5）混合肥料中具有K2SO4和(NH4)2SO4，要产生白色沉淀，加入溶液为BaCl2或Ba(NO3)2溶液，后来操作为：先将混合液过滤，然后洗涤，最终干燥，冷却后称量。
（6）根据题意有：174n(K2SO4)＋132n[(NH4)2SO4]=mg……①，
再由SO守恒得：n(K2SO4)＋n[(NH4)2SO4]=nmol… …②，n (K2SO4) ＝ mol。
【答案】(1)78；100。(2)取滤液少许，加入NaOH，加热，生成气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝。(3)Al(OH)3；Al2O3；Fe2O3。(4)K2SO4；(NH4)2SO4。(5)BaCl2；过滤；洗涤；干燥。(6)mol。
2解析：(1)H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，附着在CaCO3表面，制止反应深入发生。
(2)溶液A应呈碱性且溶质为共价化合物，故溶液A是氨水，目是除去Fe3＋。
(3)Fe3＋能与KSCN溶液反应生成红色Fe(SCN)3，用此反应物质来检查Fe3＋存在。
(4)滤液B重要成分是NH4NO3，可用于制造化肥。
(5)首先称量固体质量，再加入过量盐酸原则溶液，过量盐酸再用NaOH原则溶液滴定。
(6)半滴溶液体积为×＝mL，则相对误差为×100%＝0.1%。
答案：(1)硫酸钙微溶于水　(2)除去溶液中Fe3＋　氨水
(3)取少许滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，阐明滤液中不含Fe3＋；或取少许滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，阐明滤液中含Fe3＋
(4)Ca2＋＋CO===CaCO3↓　作化肥　(5)称量　过量原则盐酸　(6)0.1%
3、（1）4 mol·L－1；溶液密度；（2）2NaClO3＋SO2＋H2SO4＝2ClO2＋2NaHSO4 或2NaClO3＋SO2＝2ClO2＋Na2SO4（2分）b；（3）A；（4）定吸取塔内溶液pH；（5）BED或ED；（6）重结晶
4、⑴Fe3+ 、Al3+；⑵Al(OH)3，Mg(OH)2；⑶NaOH，过滤、洗涤、灼烧；⑷CO2；⑸③测出CO2质量；④测出水蒸气质量；⑹3、1、3。
解析(1)蛇纹石矿被盐酸溶解 (SiO2不与盐酸反应。以固体形式先被除去，这时溶液中、Fe3+、A13+是杂质。且该溶液呈强酸性。需除去Fe3+、A13+、H+．(2)从流程图中可看出是将Fe3+、A13+转变成Fe(OH)3、(0H)3沉淀。但除Fe3+、A13+过程中一定不能损失Mg2．为到达这个目。题示应用原理是水解，只要加入一种能消耗H物质，就能使上述水解平衡向水解方向移动．题给方案是加Ca(0H)2措施，先加入适量Ca(0H)2，将Fe3+沉淀，规定pH<3．3，这时可以得到Fe(0H)(即沉淀物A，其中含少许氢氧化铝沉淀)，过滤后再继续加Ca(OH)2，使Al3+转变为Al (0H)3沉淀(即沉淀物B)。这一步加入Ca(0H)2不能太多。需将溶液pI-I控制在7～8以内．若pH不不小于7，则AP不能完全沉淀；若pH过高。则将导致生成Al(0H)3又溶解。同步Mg2+也会转化为沉淀而损失掉．最终先将Mg2+转化成Mg(HCO3)2。再在控制加热条件下运用水解原理生成碱式碳酸镁。在此过程中∞是可反复使用．(3)制纯净o3时应将其中具有少许(0H)3除去．除(OH)3措施是运用它能溶解在强碱中。而Fe(0H)3不溶性质．(OH)3溶解后操作是过滤、洗涤、灼烧．(5)是确定碱式碳酸镁构成试验方案，原理是口MNXh．bMg(OH)2．cH2o塑(n+6)MgO+aCCh十+(b+c)H2O需测定数据有：①样品质量，②MgO质量，③生成O32质量(或体积)，④生成水质量．(6)rt-t(样品)=18．2gm(o32)=6．6gm(Met3)：8．0gm(H2O)=18．2g一6．6g一8．0g=3．6gn(MgO)：潞=0．2moln(CCh)=潞6．6：0．15mol(H20)砸3．60．2mol从而得a：b：c=0．15：0．05：0．15=3：1：3。即a=3。b：1。c=3．
5
6．（共9分）（1）Fe(OH)3 、CuO（2分） （2）CuSO4 + Fe＝ Cu + FeSO4 （2分）
（3）稀H2SO4，铁粉（2分） （4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（3分）