初中化学工艺流程.doc

初中化学工艺流程问题
1、候氏制碱法（教材下册73页资料） 　
2、氯碱工业(教材下册68页氯化钠在工业上的用途）　　　
3、合成氨工业（教材上册67页氢气的用途） 　　　　　
4、金属的冶炼：Mg、Fe、Cu等　　　
5、海水资源的开发和利用（如从海水中提取氯化钠和氯化镁等）
以这些工业生产原理为基础，重在基本原理的应用。主要有物质的合成、化工生产中废弃物的处理等。化工生产流程问题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。

【解此类题的基本步骤】
1、从题干中获取有用信息，了解生产的产品 A.反应物是什么
2、分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程： B.发生了什么反应
C.关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。
3、从问题中获取信息，帮助解题, (1)此流程的目的是什么？(2)流程中有哪些步骤？(3)流程中涉及哪些知识点？(4)用规范的语言把获取的信息转化为答案。
多数试题重点考查利用题干中的信息解决问题的能力以及物质的制备，考查有关化学实验操作。同时考查方程式的书写技能

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、近年来有人提出了利用海水(含氯化钠)处理含二氧化硫的废气，该方法的流程如下：

(1) 上图中从海水最终得到“NaCl(产品)”的过程属于 (填“物理变化” 或“化学变化”)。
(2) 图中反应①、③、④属于化合反应的是 (填序号)。
(3) ①中的反应物是氯化钠和 ，该反应的化学方程式为 。
(4)反应④的化学方程式为
4、海洋是个巨大的资源宝库，它不仅孕育着无数的生命，还含有大量的化学物质。
I .海水提溴。从海水中提取的溴约占世界溴产量的，工业上常用“吹出法”制溴，其工艺流程如下：

(1)步骤②中的化学方程式为2NaBr+C12=2NaCl+Br2，其反应基本类型是 ，
(2)非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的反应规律，如在溶液中可发生下列反应：C12+2KBr=2KCl+Br2 Br2+2KI=2KBr+I2
由此可判断C12、I2、Br2活动性由强到弱顺序是（ ）
5、海水是一种重要的自然资源。以下是我市对海水资源的部分利用。
(1)从海水中获取淡水。常用的操作方法是　　
(2)从海水中获得氯化钠。将海水进行 可得到粗盐；为除去粗盐中含有的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质，有如下操作：①溶解；②加过量的Na2CO3溶液； ③加过量的BaCl2溶液；④加适量的盐酸；⑤加过量NaOH溶液；⑥蒸发结晶；⑦过滤。正确的操作顺序是 　　　　　　 。(用序号填一种合
理组合)。
(3)从海水中得到金属镁。下图是从海水中提取镁的简单流程。

上述过程中，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　　　　　　　　。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： 。

二.氨碱工业
1、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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2、纯碱在日常生活和化学工业中用途很广，如用于硬水软化、洗涤剂生产、食品加工、石油精炼、粗盐精制、玻璃制造等领域。工业上以食盐、氨气(主要由合成氨厂提供)和二氧化碳为主要原料生产纯碱。其流程如下：
（1）已知有关物质重要反应的化学方程式有
(2)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，可以向其中加入过量纯碱．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。
(3)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入二氧化碳气体， 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： 。
(4)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”．即在氯化铵溶液中加入物质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： 。
3、某校化学兴趣小组参观制碱后，获得以下信息并对相关问题进行研究。
【产品与原理】
该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱（Na2CO3）和化肥NH4Cl。生产原理是：将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl混合物，反应为：NaCl（饱和）+ NH3+ CO2+ H2O = NaHCO3↓+NH4Cl；分离出NaHCO3，加热制得纯碱。

【相关资料】
1）NH4Cl ==△ NH3↑+HCl↑
（2）已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
NH3
CO2
溶解度
36.0g
9.6g
37.2g
710
0.9
【问题讨论】
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，相同操作的名称是 。
（2）反应①中发生了两个反应，写出其中的一个化学方程 式： 。
（3）反应③中得到纯碱的化学方程式为： 。
（4）溶液B中的溶质有 （至少写出两种）。
（5）上述生产流程中可循环使用的是 （填序号）。
A、挥发性气体C B、溶液D
C、氢氧化镁 D、化肥NH4Cl

三、石灰石工业
4、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，理由为 ；操作I包括搅拌和微热等工序。
四、制碱与石灰石工业
工业上可以用食盐和石灰石为原料制取纯碱（Na2CO3），生产的关键是在沉淀池中让 NaCl、NH3、CO2和H2O尽可能多地转化成NaHCO3（固体沉淀物）和NH4Cl（溶液）。主要生产流程如下：

①“煅烧炉”中发生反应的化学方程式是 。
②若在化学实验室里分离“设备（I）”中的混合物，用到的操作名称是 。

③在“设备（Ⅱ）”中固体A与水反应的化学方程式是 。
该反应属于 反应（填写基本反应类型）。
④对“设备（Ⅱ）”中的母液处理后，除水以外可在本流程中再利用的物质有 （填写化学式）。
⑤ 请写出一个该生产流程的优点： 。
五、污水处理工业
5、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？ .
六、传统能源工业（化石燃料的利用、钢铁的冶炼、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：① C + O2 = CO2；② C + 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　 　。

2、 “钢铁的冶炼”
联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下：

请回答下列问题：
（1）写出设备A 的名称： ；
（2）写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式： ；
（3）应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是： ；
（4）铁粉与生石灰都是常用的干燥剂，现欲用化学方法检验某食品袋中的干燥剂究竟是其中的哪一种？请你简述方法和现象：
七、物质回收工业
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)．
2、工业上生产电路板及处理废液的工艺流程如下：

（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FeCl3反应外，还可发生反应的化学方程式为                                        。
（3）步骤③加入稀盐酸，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 ，实现循环使用。根据质量守恒定律可推测该单质的化学式为       。
3、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：
 （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：___________________________、_______________。
以上两个反应能够发生的原因是___________________________。
八、制取新物质的流程问题
 例1．（2010年龙岩中考试题）摩尔盐（硫酸亚铁铵晶体）具有重要用途。下图为制取摩尔盐过程的示意图。

 （1）实验前，先用碳酸钠溶液浸泡废铁屑，除去废铁屑表面油渍。碳酸钠溶液可除去油渍是因为碳酸钠溶液的pH______7（填“>”、“<”或“=”）。
（2）废铁屑的主要成分是铁，同时含少量氧化铁。步骤①中有多个化学反应。请写出其中一个反应的化学方程式：__________
（3）根据步骤③可知，摩尔盐_________（填“能”或“不能”）溶解于酒精。
（4）步骤②所得滤液含有未反应的FeSO4、（NH4）2SO4，可采用如下流程回收利用。

溶液N中一定含有的溶质是___________，试剂Y是_____________。
九、测定物质含量的流程问题
例2．（2010年杭州中考试题）某学校的课外活动小组要测定某块盐碱地中的NaCl、Na2SO4、Na2CO3的含量，为盐碱地的改造提供依据。下面是他们的测定步骤：
 (1)确定要测定地块的采样点。 
(2)将采集好的土样晾干、粉碎、称量，加蒸馏水充分搅拌后过滤，取滤液。
(3)对所取滤液进行以下实验：（实验过程中所加试剂均是足量的，得到的所有沉淀中的阴离子都来自原土壤滤出液中）
(4)称量实验中得到的各种沉淀质量，计算得出盐碱地中上述三种盐的含量。
(1)设计采样点时有下列四种方案，选用方案__    __较为合理。
 (2)上述实验中试剂A的化学式是         ，试剂B的化学式是        ，气体和试剂C反应的化学方程式是__                  。 (3)若上述实验中试剂A为氯化钡溶液，则按上述实验步骤最终测得土壤中            的含量偏高。
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