份高考化学解题模板工艺流程题.doc
- 文档编号:6360534
- 上传时间:2023-05-09
- 格式:DOC
- 页数:27
- 大小:2.91MB
份高考化学解题模板工艺流程题.doc
《份高考化学解题模板工艺流程题.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《份高考化学解题模板工艺流程题.doc(27页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
高考化学工艺流程题解题模板
预处理的各种方法
1、粉碎或研磨:
增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。
2、煅烧或灼烧:
不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不稳定的杂质
3、酸浸:
溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)
4、碱溶:
去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)
例题1.(2010年广东高考32)
步骤I前,-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是
2、(09年广东高考32)(12分)
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有、(要求写出两条)
3.聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。
本实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、价格廉的高岭土,化学组成为:
Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量杂质和水分。
已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。
制备碱式氯化铝的实验流程如下:
根据流程图回答下列问题:
⑴“煅烧”的目的是_________________________________________________________。
4、在已知提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中,采用下面的工艺流程生产单质碘:
(2)第④步操作中用稀H2SO4浸洗的目的是(填写字母编号)
a.除去未反应的NO3-b.除去未反应的I-c.除去未反应的Fed.除去碱性物质
5、从含镍废催化剂中可回收镍,其流程如下:
某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%)。
⑴“碱浸”的目的是除去_______________________________。
⑵“酸浸”时所加入的酸是_______________(填化学式)。
6、硅酸钠被国家列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一。
下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铁等杂质)制备硅酸钠的工艺流程示意简图:
在以上流程中,要将洗净的石英砂研磨成粉末,目的是。
A.增加反应物的浓度,增大化学反应速率,提高生产效率。
B.作为催化剂载体,增加反应物与催化剂接触面积,增加反应速率,提高生产效率。
C.增加反应物之间的接触面积,增大反应速率,提高生产效率。
D.增加正反应速率,减小逆反应速率,使平衡向正反应方向移动,降低生产成本。
7.MgSO4·7H2O可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业,也可在医疗上用作泻盐。
某工业废渣主要成分是MgCO3,另外还有CaCO3、SiO2等杂质。
从此废渣中回收MgSO4·7H2O的工艺如下:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有(要求写出任意一条)。
循环利用的物质和可回收的物质:
1、同学理解物质循环利用目的:
节能减排,“绿色化学”,降低成本等生产问题,提炼出:
一定不会用于循环的物质:
目标产物,杂质
可以用于循环的物质:
辅助试剂、母液
2、可回收的物质:
副产品(非目标产品)
例题1、(2013广州一模)(16分)某科研小组以难溶性钾长石(K2O•Al2O3•6SiO2)为原料,提取Al2O3、K2CO3等物质,工艺流程如下:
(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是、和水。
2、(2010年广东高考32)碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。
以-锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:
Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。
(5)从母液中可回收的主要物质是。
3、(09年广东高考32)(12分)
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
pH
3.4
5.2
12.4
(3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有。
4、亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等,亚氯酸钠受热易分解。
以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
NaClO3
H2SO4
溶解
SO2
反应2
H2O2、NaOH
减压蒸发55℃
冷却结晶
粗产品
反应1
ClO2
母液
(4)从“母液”中可回收的主要物质是_________。
5、高锰酸钾,也叫灰锰氧、PP粉,是一种常见的强氧化剂,常温下为深紫色细长斜方柱状结晶,有金属光泽,易见光分解。
高锰酸钾以二氧化锰为原料制取,有广泛的应用,在工业上用作消毒剂、漂白剂等。
以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。
干燥
KMnO4
晶体
石灰苛化
母液
KMnO4
K2CO3
操作II
操作I
KMnO4
粗晶体
KOH
CO2
KMnO4
K2CO3
MnO2
空气
KOH
MnO2
粉碎
熔融
H2O
K2MnO4
⑶上述流程中可以循环使用的物质有、(填化学式)。
调节容液的PH:
1、目的:
使溶液中的。
。
。
。
。
。
金属阳离子形成氢氧化物完全沉淀下来而除去
2、需要的物质:
含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐,即能与H+反应,是PH增大的物质如用MgO、Mg(OH)2等等。
3、原理:
加入的物质能与溶液中的H+反应,降低了的浓度,增大PH
4、PH控制的范围:
大于除去离子的完全沉淀值,小于主要离子的开始沉淀的PH
例题1、(2010年广东高考32)碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。
以-锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:
Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。
(2)步骤I中,酸浸后得到酸性溶液中含有Li+、SO,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
2、稀土元素是周期表中ⅢB族钪、钇和镧系元素之总称。
他们都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价为+3价。
其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。
我国蕴藏着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。
已知:
①该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表:
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2.7
3.7
Y3+
6.0
8.2
(3)为使Fe3+沉淀完全,用氨水调节pH=a时,a应控制在________范围内,
3、欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可以将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。
已知Cr3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为5.0和7.0,Fe3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为2.7和3.7,Fe2+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为7.6和9.6。
(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示:
第27题图
调节溶液pH至,可使得到的金属阳离子Fe3+和Cr3+沉淀完全。
4、锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素。
高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值,61℃时晶体开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。
用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物)制备高纯六水氯化锶的过程如下图。
(3)步骤③中调节溶液pH至8一1O,宜选用的试剂为_______________。
A.稀硫酸B.氢氧化锶粉末C.氢氧化钠D.氧化锶粉末
5、红矾钠(重铬酸钠:
Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂,在化学工业和制药工业中也用作氧化剂,应用领域十分广泛。
(1)实验室中红矾钠可用铬铁矿(主要成分:
FeO·Cr2O3)利用以下过程来制取。
①步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7~8并煮沸,其目的是。
6、绿矾(FeSO4·7H2O)的一种综合利用工艺如下:
绿矾
NH4HCO3
FeCO3固体
母液
焙烧
煤粉
还原铁粉
(NH4)2SO4粗产品
除杂②
转化②
分离②
……
(3)“除杂”步骤为:
向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤,除去的杂质离子是____________。
7、硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。
某探究性学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知:
阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
pH
3.4
5.2
12.4
一水合氨电离常数Kb=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol·L-1。
(2)上述流程中两次使用试剂X,推测试剂X是 (填以下字母编号)
A.水 B.氧化铝 C.氨水 D.氢氧化钠
(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致的后果
是 。
(任写2点)
8、镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。
由于电池使用后电极材料对环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:
①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度:
NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示:
M(OH)n
Ksp
开始沉淀时pH
沉淀完全时的pH
Al(OH)3
1.9×10-23
3.4
4.2
Fe(OH)3
3.8×10-38
2.5
2.9
Ni(OH)2
1.6×10-14
7.6
9.8
(1)用NiO调节溶液的pH,依次析出沉淀Ⅰ和沉淀Ⅱ(填化学式)。
9、工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:
(2)步骤Ⅲ中可选用试剂调节溶液的pH(填字母)。
A.稀硝酸 B.氨水 C.氢氧化钠溶液D.高锰酸钾溶液
氧化还原反应和反应方程式的相关信息
1、选择合适的氧化剂:
不引入新的杂质,无污染等等
2、离子方程式的书写
3、氧化还原反应方程式的书写
思路:
(1)、判断出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物
(2)根据化合价升降法配平这四种物质
(3)根据电荷守恒补充H+和OH-,并配平
(4)根据原子个数左右相等配平并不上H2O
例题1、由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。
工艺流程如下:
(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为①和②。
2、绿矾(FeSO4·7H2O)的一种综合利用工艺如下:
绿矾
NH4HCO3
FeCO3固体
母液
焙烧
煤粉
还原铁粉
(NH4)2SO4粗产品
除杂②
转化②
分离②
……
(2)隔绝空气进行“焙烧”,铁元素的转化途径是FeCO3FeOFe
分解还原
,实际作还原剂的是CO。
写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式____________。
3、硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物,主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。
下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m流程图:
废铁皮
硫铁矿烧渣
酸溶
200~300℃
水浸
操作I
反应I
操作II
FeSO4∙7H2O
稀H2SO4
[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m
①稀H2SO4/②H2O2
③水解
滤渣
操作III
滤液
滤渣
(2)“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式:
。
(5)加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+,写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式。
4、某炼铁废渣中含有大量CuS及少量的铁和铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产
CuCl2·2H2O废渣
粉碎
NaCl
高温
空气
酸浸
调pH升高至3~4
滤渣
过滤
CuCl2·2H2O
……
废气
4mol/L盐酸
试剂A
滤液B
的流程如下:
(2)高温煅烧时CuS发生的反应为:
CuS+NaCl+O2——→CuCl2+Na2SO4,配平该反应方程式。
(3)调pH后铁元素生成滤渣的离子方程式为。
(4)试剂A最好选用下列三种物质中的(填序号):
a.NaClOb.Cl2c.浓硫酸
理由是。
5、铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。
一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下:
(1)酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为___________________________。
(2)活性铁粉除汞时,铁粉的作用是_____(填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。
6、高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。
工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下:
查资料得知K2FeO4的一些性质:
①在碱性环境中稳定,在中性和酸性条件下不稳定
②溶解度很大,难溶于无水乙醇等有机溶剂
③具有强氧化性,能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液
回答下列问题:
(1)写出“氧化I”中,生成Fe3+的离子反应方程式
(2)氧化Ⅱ中,试剂A为(填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”);
(4)净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe(OH)3,请补充并配平该反应方程式
K2FeO4+H2O=Fe(OH)3↓+KOH+
7、硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。
某探究性学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知:
阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
pH
3.4
5.2
12.4
一水合氨电离常数Kb=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol·L-1。
(1)写出A与氢氟酸反应的化学方程式:
。
(4)写出的反应离子方程式:
。
8、锂电池消耗量巨大,这对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。
因此锂离子电池回收具有重要意义,其中需要重点回收的是正极材料,其主要成分为钴酸锂(LiCoO2)、导电乙炔黑(一种炭黑)、铝箔以及有机粘接剂。
某回收工艺流程如下:
(1)上述工艺回收到的产物有Al(OH)3、(填化学式);
其中生成Al(OH)3的离子方程式为。
(3)酸浸时如果用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到溶解的目的,但不利之处是。
(4)生成Li2CO3的化学反应方程式为。
9、镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。
由于电池使用后电极材料对环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:
①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度:
NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示:
M(OH)n
Ksp
开始沉淀时pH
沉淀完全时的pH
Al(OH)3
1.9×10-23
3.4
4.2
Fe(OH)3
3.8×10-38
2.5
2.9
Ni(OH)2
1.6×10-14
7.6
9.8
(2)写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式:
。
(4)写出“氧化”反应的离子方程式:
。
10、高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂。
工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠,生产过程如下:
回答下列问题:
(3)步骤②反应的离子方程式是。
(4)从溶液Ⅰ中分离出Na2FeO4后,还有副产品Na2SO4、NaCl,则步骤
③中反应的离子方程式为。
11、金属钛被称为“21世纪金属”。
(1)工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2:
其中,步骤Ⅱ发生的反应为:
2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式:
、。
②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水,在酸性条件下加入H2O2溶液,可制得具有净水作用的铁盐,该反应的离子方程式为。
12、无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等。
工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl3的工艺(碳氯化法)流程如下。
焙烧炉(800℃)
氯化炉(950℃)
冷却器
升华器
无水AlCl3
铝土矿
石油焦
NaCl固体
Cl2、
Al
O2
石油焦
CO、Cl2
(1)氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为_。
(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为。
(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含少量FeCl3杂质)的纯度,称取16.25g无水AlCl3样品,溶于过量的NaOH溶液,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,残留固体质量为0.32g。
①此过程涉及反应的离子方程式为、。
13、欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可以将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。
已知Cr3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为5.0和7.0,Fe3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为2.7和3.7,Fe2+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为7.6和9.6。
(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示:
第27题图
①初沉池中加入的混凝剂是KAl(SO4)2·12H2O,用于吸附悬浮杂质,用离子方程式表示其反应原理是
②反应池中发生主要反应的离子方程式是。
根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是、;
(2)工业上也可用硫酸亚铁来处理含Cr2O72-废水。
Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是
14、“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石,例如溶液中亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分FeS2)氧化为Fe2(SO4)3,并使溶液酸性增强;利用Fe2(SO4)3作氧化剂溶解辉铜矿石(主要成分Cu2S),然后加入铁屑进一步得到铜,其流程如图:
过滤
过滤
辉铜矿
溶液
铁屑
铜
过滤
黄铁矿
氧化
Fe2(SO4)3
(1)黄铁矿氧化过程的化学反应方程式为
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 化学 解题 模板 工艺流程