工业流程教案(包含答案).doc

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学员姓名:课型： 第课时
年 级: 辅导科目： 教师： 张 老师
课 题
工业流程题
授课时间:
备课时间:
教学目标

1、让学生熟悉中考工业流程题的题型
2、让学生熟练掌握工业流程题的解题思路与技巧
重点、难点

重、难点:工业流程图
考点及考试要求

工业流程图
教学方法：讲练结合
教学内容
一、 知识梳理
一、天然气合成氨的工艺流程
例1。 （2010年·扬州中考题 ） 能源“非石油化”是战略目标，发展以CH4、CO2等为原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有H2S等有毒气体,下图为天然气合成氨的工艺流程.
(1)甲烷———-氧气燃料电池是将______能转化为______能的装置。CH4在空气中燃烧时,将干冷的小烧杯罩在火焰上方,可观察到烧杯内壁有______。
（2 ）CH4可合成多种无机物和有机物。研究CH4和CO2反应生成CO和H2，重大意义在于______；我国科研人员首先发现CH4可直接分解获得C6H6和H2，化学方程式为__________。
（3）①中CH4与H2O（气）反应生成CO2、H2，化学方程式是______。②中一般加人K2CO3溶液吸收CO2，此反应表示为K2CO3＋CO2＋H2O=2_________，N2 与H2按照分子数1：____反应生成NH3.
(4）使用Fe2O3·H2O除去H2S，生成物中含硫元素的物质有______种。流程中参与循环的物质是_______（填化学式）。
解析 本题是一道以工业合成氨的化学反应原理为背景的流程题，重点考查根据信息书写化学方程式的能力.(4）从生产流程可知,开始加入Fe2O3·H2O除去H2S可得到FeS和S两种含有硫元素的物质.生产流程③中通入氧气又得到Fe2O3·H2O，故Fe2O3·H2O为参与循环的物质。
答案：(1）化学 电能小水珠（2)转化二氧化碳或控制温室效应6CH4==C6H6+9H2（3)CH4＋2H2O催化剂CO2＋4H2 KHCO3 3（4）2 Fe2O3·H2O
二、制取高纯硅的工艺流程
例2。(2010·连云港中考题）在上海世博园江苏馆的“春华秋实”展区，用我市东海水晶雕出的作品《寄畅园之冬》吸引了众多参观者的眼球.东海县石国家火炬计划硅胶材料产业化基地，产品由晶莹剔透的成分为SiO2，是制取高纯硅的主要原料，高纯硅又是制造计算机芯片的主要原料.
①SiO2 + C 3000℃ Si（粗)+CO↑②Si（粗)+ 2Cl2 450～500℃ SiCl4
③SiCl4 + 2H2 高温 Si（纯）+ 4HCl
其生产过程示意图如下：
石英砂
粗硅
四氯化硅
纯四氯化硅
高纯硅
物质A
450～500℃
氢气
精馏
氯气
焦炭
3000℃
高温

请你自学上述资料后，回答下列问题
(1)由石英砂制得高纯硅的反应原理中，属于化合反应的是填数字代号,下同），属于置换反应的是。
（2）粗硅提纯必须在无氧的氛围中进行,除了考虑到硅易被氧化成二氧化硅外,还有一个原因是。
（3)生产过程示意图中的“物质A”用水吸收，可得副产品（一种常见的酸）的名称是
.
（4）作为电器、电子、光纤等行业原料的石英砂纯度要求高,需要对普通石英砂（含有少量的CaCO3、Fe2O3）进行提纯,其中酸洗（用盐酸）和高纯水洗是两个最重要的步骤.请写出酸洗步骤中的一个反应的化学方程式（任写一个）；判断高纯水洗是否洗净的方法是：取少量最后的洗涤液于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，若无现象，则表明残留物已洗净;否则，表明残留物未洗净。
解析 本题以高纯硅的制取的高新科技成果为背景,起点高、落点低，考查了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力。通过本题旨在引导学生充分认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用,关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。
答案：（1）②，①③ (2）防止氧气进去与氢气混合引起爆炸 (3）盐酸 （4）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（或Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O） 白色沉淀产生
三、工业生产电路板的工艺流程
例3。(2010年·厦门中考题)工业上生产电路板及处理废液的工艺流程如下：
FeCl3溶液
镀铜电路板
滤液：FeCl3
CuCl2、FeCl2
金属铜
过量稀盐酸
过量铁粉
FeCl3溶液
①
滤渣
②
③

（1)由步骤①可判断FeCl3与铜反应生成的两种产物是和。
(2)步骤②加入过量的铁粉，除能与废液中的FeCl3反应外，还可以发生反应的化学方程式为。
（3）步骤③加入盐酸，充分搅拌，当观察到现象时,说明滤渣只剩铜。
（4）步骤②③所得FeCl2可与一种单质发生化合反应生成FeCl3，实现循环利用.根据质量守恒定律可推测该单质的化学式为。
解析 本题以工业生产电路板中废液的处理为背景，考查了考查金属活动性及质量守恒定律的的相关知识，有利于培养学生树立节约资源和保护环境的意识，也是化学学科义不容辞的责任.
答案:（1)FeCl2 CuCl2（2）Fe+ CuCl2==FeCl2+Cu （3）不再有气泡产生 （4)Cl2
四、从海水中提取金属镁的工艺流程
例4．（2010年·肇庆中考题）海水中有大量可以利用的化学资源，例如氯化镁、氯化钠、溴化钾等.综合利用海水制备金属镁的流程如下图所示：
电解

（1)贝壳主要成分的化学式是.
(2）操作a的名称是,在实验室中进行此项操作，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、.
（3）工业冶炼镁常用电解MgCl2的方法，反应为：MgCl2电解 Mg+。
(4）写出第②、③两步反应的化学方程式：
②,③。
解析 本题以海水的开发和利用为背景,结合海水制备金属镁的工艺流程，综合考查了化学方程式的书写、过滤操作及物质间的反应规律。石灰乳的成分是氢氧化钙，与海水中的氯化镁作用可生成Mg（OH)2与氯化钠，通过过滤操作便可得将二者分离.
答案：（1)CaCO3 (2)过滤 漏斗(3）Cl2 （4)②CaO+H2O=Ca（OH）2③Mg（OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
五、生产牙膏摩擦剂的工艺流程
例5．（2010年·苏州中考题）用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙可以用矿石A来制备,某化学兴趣小组设计了2种转化流程，如图所示。
已知：a．二氧化碳持续通入氢氧化钙溶液发生如下反应：
CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O， CaCO3+H2O+CO2==Ca（HCO3）2；
b．碳酸氢钙微溶于水，微热易分解：
Ca（HCO3）2微热CaCO3↓+H2O+ CO2↑；
c．生石灰与水充分反应后可得到颗粒非常细小的熟石灰浆.
试填空。
（1）小王主张用流程①、②、④和操作Ⅱ的设计,认为其工艺简单。
请写出反应①和④的化学方程式：
①；④；
操作Ⅱ包括等工序。
(2）制轻质碳酸钙时，D为(选填“悬浊液"或“溶液”或“乳浊液”），
理由是:．
（3）小李认为流程①、②、③和操作I比小王的主张更好，其理由是:______ ______；操作I包括搅拌和微热等工序。
解析 本题为联系生活实际的应用性问题，它是以碳及其化合物的性质为载体，考查了学生分析流程图，解决实际问题的能力.通过解题，要使学生更进一步认识化学与社会、生活的密切联系，增强学习的自觉性和主动性。(2）由于氧化钙与水反应生成大量的氢氧化钙，而氢氧化钙在常温下溶解度很小，故形成石灰浆.第(3）问应该从生产流程的循环性分析生产成本。
答案：(1)①CaCO3高温CaO+ CO2↑④Na2CO3+Ca（OH)2==CaCO3↓+2NaOH 搅拌、过滤 （2）悬浊液 澄清石灰水中氢氧化钙浓度太小，生产效率很低 （3)利用产生的二氧化碳比另加碳酸钠溶液更经济,生产成本更低，若产生的二氧化碳不回收直接排放，不利于节能减排。
六、生产融雪剂的工艺流程
例6．（2010年·潍坊中考题）冬季,大雪覆盖路面，给交通造成很多麻烦，散撒融雪剂可以使雪很快融化，有效地清除交通雪障。请回答：
(1)除使用融雪剂外,常使用铲雪车铲雪，铲雪车的铲斗是用锰钢制造的，锰钢属于
（填写序号字母）。
A．合成材料 B．合金 C．金属材料 D．化合物
(2）氯化钙是常用的融雪剂.工业上以碳酸钙（含有少量Na+、A13+、Fe3+等杂质）生产氯化钙的主要流程如下：
①滤渣的主要成分是(填化学式）;
②加盐酸酸化，其目的之一是除去未反应的氢氧化钙，写出反应的化学方程式.
（3）已知盐酸盐(金属氯化物）跟AgNO3溶液反应生成白色沉淀。某公司生产的融雪剂由NaCl、NaNO3、MgCl2、CuSO4中的两种物质组成。小明为探究其成分，设计并完成下列实验:
请你推断:
融雪剂中一定不含的物质是 （填写名称），融雪剂中一定含有的物质是
(填化学式）。
解析 本题以公路融雪为背景，综合考查了物质的分类、除杂的过程、物质的推断。第（3）问，加水后得无色溶液，说明融雪剂中一定没有CuSO4，否则溶液呈现蓝色。加氢氧化钠后产生白色沉淀,说明融雪剂中一定含有MgCl2，因MgCl2中含有Cl-，与AgNO3溶液反应生成白色沉淀，因此不能确定融雪剂中是否含有NaCl。
答案：（1）BC（2）①Al(OH）3Fc（OH）3 ②Ca（OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O （3)硫酸铜MgCl2
一、海水资源的多重利用
1.制盐工业：通过海水晾晒可得粗盐，粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质.以下是制备精盐的实验方案，各步操作流程如下：
(1)在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌，作用是。
（2)第②步操作的目的是除去粗盐中的（填化学式，下同），第⑥步操作的目的是除去滤液中。
（3）第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、（填化学式）。
（4）在第③步操作中，选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH，理由是
。
（5）在制备精盐的过程中，氯化钡和碳酸钠溶液的添加顺序是否可以颠倒________，理由是_____________________________________________________________________;
（6）在利用粗盐制备精盐过程的第⑥步操作中，加入适量盐酸的目的是___________。
2.金属镁的冶炼
海水中含有丰富的氯化镁.下图是从海水中提取镁的简单流程。
上述提取Mg的过程中，试剂A最好选用(从我市有丰富的石灰石资源考虑)。沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为,由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为.电解无水MgCl2的过程中能转化为能.海水本身就是含有MgCl2的溶液,它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同:
。
3。氨碱工业
海水“制碱”.下图是海水“制碱”的部分简单流程.
步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为:、
.
制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳.如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低.这是因为。
（拓展)
△
已知有关物质重要反应的化学方程式如下:
2NH4Cl +X====2NH3↑+CaCl2+2H2O NH4Cl ==== NH3↑+HCl↑
根据以上信息回答下列问题.
(1)盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程。为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉积，可以向其一和加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是；溶液中多余的纯碱可以加试剂来除去。
(2）氨碱工业最关键的一步是：在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通人二氧化碳气体,溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。试分析该流程需要加压条件的原因是：_______________。
（3)在氨碱工业的历史上．如何处理流程中剩余的氯化铵溶液，出现了两种工艺:一是“索尔维法”．即在氯化镀溶液中加入物质X(填化学式），产生了可循环使用的氢气和大量固体废弃物氯化钙；二是我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”，即在氯化铵溶液中加入适量氯化钠晶体．降低了氯化氨的，使氯化铵晶体单独析出得到另一种产品--氮肥．氯化钠溶液则可以循环利用。
(4）在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时．为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体？
答：.
二、传统能源工业(化石燃料的利用、及合成氨工业等)
1、煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。请回答下列问题：(1）下列说法正确的是。
A．煤是复杂的混合物，主要含碳元素
B．由煤加工成焦炭发生的是物理变化
C．家用“液化石油气”就是煤隔绝空气加热得到的产品
D．煤燃烧排放的二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要物质
(2)煤的加工产品有很多用途，其中焦炭广泛应用于炼铁。
右图是高炉炼铁的示意图.请根据图例回答：
①焦炭在炼铁过程中的主要作用是；
②请用化学方程式表示炼铁的原理；
③高炉炼铁会产生大量的高炉气体，其主要成分是高浓度的CO和氧化铁尘粒。请你对高炉气体的处理提出合理化的建议。
煤气发生炉
碳化塔

合成塔

液氨储槽

煤、空气、水
CO2、H2、N2
H2、N2
水

(3)化肥厂生产合成氨的原料是煤、空气、水。生产简要流程如下：
煤气发生炉中主要反应:①C+O2=CO2；②C+H2O=CO+H2。两个反应必须进行调控才能保持一定的炉温。判断:反应②(填“放出"或“吸收"）热量。
将合成的氨气部分通入碳化塔，既除去了二氧化碳又得到了化肥NH4HCO3，试写出该反应的化学方程式.
三、石灰石工业
1、用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙可以用矿石A来制备,某化学兴趣小组设计了2种转化流程，如下图所示。
已知:a．二氧化碳持续通入氢氧化钙溶液发生如下反应：
CO2+Ca（OH）2===CaCO3↓+H2O， CaCO3+ H2O + CO2===Ca（HCO3)2；
微热
b．碳酸氢钙微溶于水，微热易分解：
Ca(HCO3)2===== CaCO3↓+H2O+ CO2↑；
c．生石灰与水充分反应后可得到颗粒非常细小的熟石灰浆。
（1）小王主张用流程①、②、④和操作Ⅱ的设计,认为其工艺简单.
请写出反应①和④的化学方程式:
①;④；
操作Ⅱ包括等工序。
(2）制轻质碳酸钙时,D为（选填“悬浊液”或“溶液”或“乳浊液"），
理由是：．
（3）小李认为流程①、②、③和操作I比小王的主张更好，其理由是：_______________
；操作I包括搅拌和微热等工序。
四、污水处理工业
1、有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁，少量的银离子以及污泥。某同学设计了一个既经济又合理的方法回收银和硫酸亚铁晶体。方案流程如下：
④
③

①

②

工业
废水
污泥
溶液1
固体
溶液2
Ag
溶液3
硫酸亚铁晶体

回答下列问题：
（1）步骤②中：需加入的物质是，分离所得混合物的方法是.
（2)步骤③中：需加入的物质是，发生反应的化学方程式是。
（3）某同学认为经过步骤②后所得固体就是纯净的银，不需要进行步骤③,你认为是否合理？，理由是。
（4）步骤④的操作是,溶液2和溶液3为什么要混合？。
五、金属回收工业
1、坐落于常熟的江苏常福电缆厂是一家以生产电缆类产品为主的企业．在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）．某化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后，围绕“从含铜废料中回收铜"提出了各自的看法．
甲同学根据已学知识，提出了一套回收方案:
乙同学在查阅资料后得知：在通入空气并加热的务件下，铜可与稀硫酸在溶液中发生反应（方程式为:2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O)，于是他提出了另一套方案：
（1)甲方案的②③三个步骤中，与铜或铜的化合物有关的化学反应方程式分别是：
②;③．
（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为（选填“甲”或“乙"）的方案更合理．理由是：．
（3）丙认为，无论是甲还是乙的方案，在“加铁屑"这一步时,应该加入略过量的铁屑．你认为丙这么说的道理是：．
丁又提出了疑问:“如果铁过量，剩余的铁会混在红色粉末中，该用什么化学方法
处理？”．请提出你的想法：．
（4）最后，老师肯定了同学们的积极思考，但同时指出：方案最后一步所得浅绿色滤液结晶后，会得到一种俗称“绿矾”的工业产品，可增加经济效益．请写出使“绿矾"结晶的两种可能方法：、(“绿矾”溶解度随温度升高而增大）．
答案
一、海水资源的多重利用
1.制盐工业答案：（1)加快粗盐溶解 （2）Na2SO4 NaOH、Na2CO3 (3）CaCO3、BaCO3
（4）会引进新的杂质KCl （5）不可以。碳酸钠作用是既除去Ca2+，又除去多余的氯化钡
（6)除去多余的氢氧化钠和碳酸钠
2、 Mg（OH)2MgCl2通电 Mg+Cl2↑ 后者是经过富集和分离后的溶液(或海水中含有氯化钠等多种溶质,氯化镁的浓度很低）
3、 NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3△ Na2CO3+ H2O+CO2↑ 氨气溶于水形成碱性溶液，更易于吸收二氧化碳
（拓展)(1）过滤 盐酸 （2）促进更多CO2溶解反应充分 （3）Ca（OH）2 溶解度(4）氯化铵受热易分解
高温
二、传统能源工业
(1）AD（2)①制取CO、提供热量②Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2③回收利用
（3)吸收 CO2+NH3+H2O ＝ NH4HCO3
三、石灰石工业
四、污水处理工业(1).Fe 过滤
(2）.稀硫酸Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑
(3).不合理 因为要使Ag+ 完全置换出来，必须加入过量的铁
(4）。两种滤液中都含有硫酸亚铁，可得到更多的硫酸亚铁,综合利用
(其他合理答案也可)
五、金属回收工业
一、海水资源的多重利用
1.制盐工业：通过海水晾晒可得粗盐,粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案，各步操作流程如下:
（1）在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌，作用是。
(2）第②步操作的目的是除去粗盐中的(填化学式)。
（3）第⑤步“过滤"操作中得到沉淀的成分有:泥沙、BaSO4、Mg(OH）2、（填化学式).
(4）在第③步操作中，选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH，理由是
。
（5）在制备精盐的过程中，氯化钡和碳酸钠溶液的添加顺序是否可以颠倒________，理由是_____________________________________________________________________；
（6)第⑥步操作的目的是除去滤液中。
2。金属镁的冶炼
海水中含有丰富的氯化镁.下图是从海水中提取镁的简单流程.
上述提取Mg的过程中，试剂A最好选用(从我市有丰富的石灰石资源考虑）.沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为，由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为.电解无水MgCl2的过程中能转化为能。海水本身就是含有MgCl2的溶液，它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同：。
3.氨碱工业
海水“制碱”。下图是海水“制碱”的部分简单流程。
步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为：、
。
制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳。如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低。这是因为
4、氯碱工业
氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如图：
依据图，完成下列填空:
(1)为了有效地除去氯化钠中的氯化镁、氯化钙、硫酸钠，加入试剂的合理顺序为（ ）
A．先加入NaOH,后加入Na2CO3，再加入钡试剂
B．先加入NaOH，后加入钡试剂，再加入Na2CO3
C．先加入钡试剂，后加入NaOH，再加入Na2CO3
D．先加入钡试剂，后加入Na2CO3，再加入NaOH
（2）粗盐中硫酸钠含量较高，必须添加钡试剂除去硫酸根离子,该钡试剂可以是（ )
A．Ba（OH）2 B．Ba（NO3）2 C．BaCl2
(3)在电解过程中，发生反应的化学方程式为，电解后溶液的pH．(填“升高”、“不变”、“降低"）
（4)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过（填写操作名称)、过滤 除去NaCl．
二、废料金属回收，污水处理
1、某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如下：
2
1

(1)操作a、b的名称分别是________、_______.
（2）写出流程中有关反应的化学方程式：______________、_______________.
（3)为何将液体1和液体2进行混合?。
二、 例题讲析
三、 课堂练习
四、 课后练习
1、
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9、
10、
五、 本堂小结
1、
2、
3、

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