化工流程学案带答案.doc

专题：化学生产工艺流程图题
[考试说明]：
1、了解科学、技术、社会的相互关系，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想重要性。
2、了解氯碱工业、硫酸工业、合成氨工业、废水处理等工业的原理。
3、了解化工流程题的试题特点和备考策略。
[考点分析]
化学工艺流程题是近几年高考命题的热点，它以工业生产实际为载体，以元素化合物为基础，综合考查化学实验基本操作，物质的性质、制备和转化，环境保护等，它将实验、元素化合物和化学理论有机的结合在一起，综合性强，是化学Ⅱ卷考查的重头戏。试题以流程图为背景，阅读量大，对信息的提取和处理能力要求较高。考查的知识全面，既要对双基熟练掌握，又要有应用知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力。
【考点探究】
考点一：化学实验基本操作
例1、(2012年山东理综30题，改编)实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：

(1)为使Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入______(填“A”或“B”)，再滴加另一反应物。
如何证明镁离子和铝离子已沉淀完全 。
(2)如下图所示，过滤操作中的一处错误是______________________。

（3）上述流程中沉淀的洗涤方法是
(4)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是______ 。
高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是______。
(5)无水AlCl3(183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。

装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是__________。F中试剂的作用是__________。用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为______。
(1)B 向上层清液中继续滴加氨水，如无沉淀生成，则镁离子和铝离子已沉淀完全。
(2)漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁
（3）往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，等水自然流下后，重复以上操作2～3次
(4)AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液) 坩埚
（5）除去HCl　吸收水蒸气　碱石灰(或NaOH与CaO混合物)
变式训练1：某实验小组用工业上废弃固体（主要成分Cu2S和Fe2O3）混合物制取粗铜和Fe2(SO4)3晶体，设计的操作流程如下：
溶液A
过量Fe屑
固体B
溶液B
稀硫酸
④ 过滤、洗涤
粗铜
溶液C
⑤
⑥
固体A
气体a
稀硫酸
废弃固体
灼烧
①
晶体
试剂x
②
③

（1）①中废弃固体灼烧前要先进行粉碎，其目的是 ；
除酒精灯和铁架台或三脚架外，①中所需的容器和夹持仪器分别为 、 。
（2）由溶液C生成Fe2(SO4)3晶体的操作⑥的步骤有： 、
过滤、洗涤、干燥。
（1）加快反应速率和提高反应进行的程度 坩埚 坩埚钳
（2）蒸发浓缩，冷却结晶
考点二：题目中信息的提取和应用
例2、(2012年江苏理综题，改编)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：
已知 ① H2O2性质不稳定，具有较强的氧化性；

开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3＋
1.1
3.2
Fe2＋
5.8
8.8
Zn2＋
5.9
8.9
Mg2+
10.4
12.4
② p H>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH。请回答：
（1）①铜帽溶解时加入H2O2的目的是
__ (用化学方程式表示)。
②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去。
除去H2O2的简便方法 ___ ___。
（2）实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 mol·L－1 HNO3、1.0 mol·L－1 NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：
①____________________________________________________________；
②_______________________________________________ ；
③过滤；
④_________________________________________；
⑤过滤、洗涤、干燥； ⑥900 ℃煅烧。
（1）Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O （2）加热(至沸)
（3）①向滤液中加入适量30 H2O2，使其充分反应
②滴加1.0 mol·L－1 NaOH，调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9)，使Fe3＋沉淀完全
④向滤液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH，调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)，使Zn2＋沉淀完全
变式训练2
硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：

（1）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：

□Fe(OH)2+□ +□ =□Fe(OH)3 +□CI-

（2）根据上题表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为______。
（1）2Fe(OH)2＋ClO－＋H2O===2Fe(OH)3＋Cl－
（2）8.9≤pH<10.4
【巩固练习】
1、实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：

(1)将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是 ；
A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．溴水
(2)过程①中，通入足量O2的作用为：
(3)过程③中，需加入的物质是 ；
(4)过程④中，蒸发浓缩需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有 ；
(5)过程⑤调节pH,溶液Z的PH影响聚铁中铁的质量分数，用PH试纸测定溶液PH的操作方法为　　　　。
(6)过程⑥中，将溶液Z加热到70一80℃，目的是 ；
ACD 在酸性条件下，将烧渣中的铁氧化为+3价 Fe 蒸发皿、玻璃棒
将小片PH试纸防止点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液点在试纸上，与标准比色卡对照 促进Fe3+的水解
2、以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K＝____
过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为______________。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是________________。
(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为________；
该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为____。(写化学式)。
(1) K=[SO3]2/[SO2]2[O2] SO2＋NaOH===NaHSO3
(2)抑制Fe3＋水解，防止铁元素从溶液中沉淀析出
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ 　Cl2、HCl