2014工藝流程教師版

1、2014化學工藝流程【命題趨勢】1. 近5年江蘇高考化學試卷對于元素化合物綜合題的考點分析:年份試題背景考點分析2008 年以一系列有實際用 途的反應編制的框 圖2個化學方程式2個離子方程式，綜合了一個有機 結(jié)構(核磁共振氫譜)的問題。2009 年以氯化鉀和鈦白廠 的副產(chǎn)品硫酸亞鐵 為原料生產(chǎn)硫酸 鉀、過二硫酸鉀和 氧化鐵紅顏料(1) 除去FeSQ溶液中的Fe3+的試劑(2) 控制反應溫度低于 35 C的目的(防止 NH4HCO3分解，或減少 Fe2+的水解)。(3) 反應中加一定量的醇類溶劑的目的(降低 K2SO4的溶解度，有利于 K2SO4析出)(4) 電極反應式2010 年某主要生產(chǎn)Ba

2、Cb、BaCQ BaSQ的化工 廠利用鋇泥制取Ba(NQ)2。(1) 與化學方程式(2) 控制反應溫度不超過 70 C,且不使用濃 硝酸的原因(防止反應速度過快；濃 HNO易揮發(fā)、 易分解)。(3) 中和過程試劑的選擇，中和中參與反應的 離子。(4) 洗滌的目的(減少廢渣中可溶鋇鹽對環(huán)境 的污染)。2011 年以硫鐵礦(主要成 分為Fe$)為原料 制備氯化鐵晶體(FeC3 6H2Q)(1) 平衡常數(shù)表達式(2) 過量的SQ與NaOH溶液反應的化學方程 式(3) 酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量的目的(提高鐵元素的浸出率，抑制Fe3+水解)。(4) 通氯氣氧化時，發(fā)生的主要反應的離子方 程式，尾

3、氣中污染成分。2012 年利用石灰乳和硝酸 工業(yè)的尾氣(含 NO、NQ)反應，既能凈化 尾氣，又能獲得應用廣泛的Ca(NO3)2(1) 平衡常數(shù)表達式(2) 氣液逆流接觸吸收的目的 (使尾氣中NO、 NO2被充分吸收)。濾渣成分(Ca(OHb)(3) 控制NO和NO2物質(zhì)的量之比接近 1 : 1 的目的。(4) Ca(NO2)2在酸性條件下反應的離子方程 式。2. 考查特點分析從江蘇5年特別是近3年的考題可以發(fā)現(xiàn)如下特點：(1) 以有實際應用的工藝流程為命題素材。所選的素材一般與環(huán)境保護、資源利用等 相關，以宣傳化學對社會發(fā)展的積極的正面作用。(2) 結(jié)合工藝流程考查對化學反應方程式或離子方程

4、式的書寫。學生只有對工藝流程 看懂了，才能書寫方程式。(3) 結(jié)合反應原理的內(nèi)容進行考查，以強調(diào)理論對元素化合物知識的指導作用。如平 衡常數(shù)表達式，從反應速率、化學平衡、水解平衡等角度來理解條件控制的目的?！镜湫湾e誤】以2012年江蘇卷第16題為例分析如下：(1) 化學符號表示錯誤或不規(guī)范 ，如NO?的濃度應表示為c(NO2)，有些學生錯誤表示為 CNO2，在寫Ca(NQ)2在酸性溶液中發(fā)生分解反應離子方程式時，出現(xiàn)未配平、Ca(NQ)2沒有 拆成離子形式等錯誤。(2) 語言表述不清楚，指向不明，答非所問。如題中要求回答“氣-液逆流接觸吸收的目的”這一問題時，有學生答成“凈化作用”、“排除空氣

5、”、“加快反應速率”等，而沒有從“氣-液逆流接觸”這一吸收方式對尾氣吸收效果的影響方面進行分析。(3) 分析問題不全面。如題中關于濾渣的成分的問題，不少學生答成Ca(NQ)2或CaOo 濾渣應為不溶于水的物質(zhì)，因此濾渣為Ca(NQ)2顯然不可能；另濾渣是從水溶液中分離出來 的，CaO必于水反應生成 Ca(OHb,故濾渣不能為 CaO。再如“若n(NO) : n(NO0v 1 : 1，則會導致?！钡慕獯穑袑W生答成“ NO2有剩余”、“得不到Ca(NO2)2產(chǎn)物等”。事實上，NO與NO2按物質(zhì)的量之比接近 1: 1與Ca(OH)2 反應就能生成 Ca(NQ)2,過量的 NO2必與水反應生成 HN

6、O3, HNO3與Ca(OH),反應生成 Ca(NQ)2,故“ NO?有剩余”、“得不到Ca(NQ)2產(chǎn)物等”都是不正確的?！舅悸贩椒ā空n程標準和考試說明對這一部分的要求是“以海水、金屬礦物等自然自然資源的綜合利用為例，了解化學方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用。認識化學在自然資源綜合利用方面的重要價值”。近幾年，江蘇高考化學試卷中對元素化合物知識和化學反應原理的理解和掌握情 況考查的試題多以工藝流程圖為呈現(xiàn)方式，它取代了傳統(tǒng)的框圖題考查元素化合物轉(zhuǎn)化的形式，更貼近生產(chǎn)生活和科學研究實際，能節(jié)省大量文字去說明反應和操作步驟，清晰地表示出生產(chǎn)過程的相關步驟及其反應物的來源和生成物的去向，有利于學生迅速

7、有效地掌握試題的相關信息，從而順利地作答。復習時應特別注意以下兩點：(1) 以化學反應原理為指導，理解掌握元素化合物的性質(zhì)及應用?？荚囌f明要求“了解元素(主族和零族)原子結(jié)構、在周期表中的位置，性質(zhì)及其它們 之間的關系；認識化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用?！痹鼗衔镏R的考察都離不開對反應原理的考查，如2011年高考化學第16題硫鐵礦焙燒后的固體在“酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，其目的是”，就是在考查對反應速率的影響因素和對溶液中鹽的水解原理的理解和應用。因此，進行元素化合物知識的復習時，必須與化學基本理論相結(jié)合。(2) 明確工藝流程圖的特點，掌握分析

8、問題的方法。解決這類問題需要進行如下分析： 了解該工藝的總體目的是什么。如2012年江蘇高考第16題所述工藝的目的是 “利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應，既能凈化尾氣，又能獲得應用廣泛的Ca(NO3)2?！?分析每個步驟是由幾個步驟組成，每個步驟的作用是什么。如2012年江蘇高考第16題所述工藝：第一步，吸收(用石灰乳吸收硝酸工業(yè)的尾氣得到亞硝酸鈣，使尾氣能達標排放);第二步，過濾(將生成的亞硝酸鈣溶液與不容于水的濾渣分離)；第三步及以后步驟是將亞硝酸鈣從溶液中分離出來，獲得無水亞硝酸鈣。 分析每個步驟的反應條件控制。如2012年江蘇高考第16題所述工藝中“采用氣液逆流接觸吸收

9、”、“控制NO和NO2物質(zhì)的量之比接近1 : 1 ”和“生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性”。 分析試題所作答要求并準確作答。試題的設問通常圍繞條件控制的原因、物質(zhì)成分、 步驟目的、實際操作等方面。答題時，必須根據(jù)所學知識，科學運用化學語言準確地進行表 述?！菊骖}再現(xiàn)】16.(12分)氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新 的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCQ含少量FeCO)為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如下:稀硫議H2O2 NHrHzO木接|11F菱樣礦一戰(zhàn)落過濾氧化調(diào) pH4 過濾! 4鍛燒MgOTr濾渣I濾潰2氣休(1) MgCO3與稀硫酸反應的離子方程式為 (2)

10、加入H2C2氧化時，發(fā)生反應的化學方程式為 (3) 濾渣2的成分是(4) 煅燒過程存在以下反應：2MgSC 血 2MgCF 2SQ f + CQTMgSC C MgQF SQ f + COfMgSCH 3C MgQF Sf + 3CQf利用右圖裝置對煅燒產(chǎn)生的氣體進行分步 吸收或收集。 D中收集的氣體可以是 B中盛放的溶液可以是a.NaOH 溶液 b.Na(填化學式)。(填字母)。4溶液2CO溶液c. 稀硝酸 d.K MnOA中得到的淡黃色固體與熱的 NaOH溶液反應，產(chǎn)物中元素最高價態(tài)為+4，寫出該反應的離子方程式： ?！緟⒖即鸢浮?6.(12 分)(1) MgCQ + 2H = Mg +

11、COf+ H2O(2) 2FeSO4+ H2Q+ H2SQ= Fe2(SO4)3+ 2HzOFe(OH) 3 CO d 3S+ 6OHT=2S2+ SO2+ 3fO【解析】本題是元素化合物知識與生產(chǎn)工藝相結(jié)合的試題，意在引導中學化學教學關注化學學科的應用性和實踐性。本題考查學生在“工藝流程閱讀分析，離子反應議程式和氧化還原 反應方程式的書寫”等方面對元素化合物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關系及基本實驗的理解和應用程度， 考查學生對新信息的處理能力。酸溶后，加入HQ氧化時，使FeSQ轉(zhuǎn)化Fa(SO4)3這樣在pH左右除盡鐵。對煅燒產(chǎn)生的氣體進行分步吸收或收集中注意“分步”兩字，A中冷凝硫，B中除去SO, C中除

12、去CO, D中收集CQ1. (2008年江蘇卷，16)根據(jù)下列框圖回答問題(答題時，方程式中的M、E用所對應的元素符號表示)：寫出M溶于稀H2SQ和H2Q2混合液的化學方程式：某同學取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，變?yōu)樗{色。寫出與上述變化過程相關的離子方程式： 、 寫出CI2將Z氧化為2EQ的化學方程式：由E制備的E（C5H5）2的結(jié)構如右圖，其中氫原子的化學環(huán)境完全相同。但早期人們卻錯誤地認為它的結(jié)構為:。核磁共振法能夠區(qū)分這兩種結(jié)構。在核磁共振氫譜中，正確的結(jié)構有 種峰,錯誤的結(jié)構有 種峰?！緟⒖即鸢浮?Cu+ H2O2+ H2SQ= CuSQ+ 2H2O 4Fe2+ O2 + 4H

13、+= 4Fe3+ + 2出02Fe'+ 2I= 2Fe2 + + I2 10KOH+ 3CI2 + 2Fe(OH)3= 2K>FeO4+ 6KC+ 8出02. （2009年江蘇卷，16）以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過 .硫酸鉀和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：M H?SO*r一 (NHiJ jSjOi fSf#5即fNHXI將浪FeCOX*)*一 FcD(町反應I前需在 FeSQ溶液中加入（填字母），以除去溶液中的 Fe3 +。A.鋅粉B.鐵屑C. KI溶液 D. H2反應I需控制反應溫度低于35 C，其目的是 。工業(yè)生產(chǎn)上常在反應川的過

14、程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是。反應W常被用于電解生產(chǎn) （NH4）2&08 （過二硫酸銨）。電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生 的電極反應可表示為?！緟⒖即鸢浮緽防止NH4HCQ分解（或減少Fe2+的水解）降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出 2SO42一 2e=$O823. （2010年江蘇卷，16）鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中 排出大量的鋇泥主要含有HNOBaCO BaSiOsBaSO Ba（FeO2）2等。某主要生產(chǎn) BaCh、BaCO、BaSO的化工廠利用鋇泥制取 Ba（NQ）2,其 部分工藝流程如下：HjO.稀 HNO,Ba(NO)?溶液 HjO（1）酸溶后溶液中pH= 1 , Ba

15、（FeQ）2與HNO的反應化學方程式為(3) 該廠結(jié)合本廠實際，選用的 X為 (填化學式)；中和I使溶液中(填離子符號)的濃度減少(中和I引起的溶液體積變化可忽略)。(4) 上述流程中洗滌的目的是 ?！緟⒖即鸢浮?1) Ba(FeQ)2+ 8HNO = 8 Ba(NO 3) 2+ 2Fe(NQ)3+ 4fO(2) 防止反應速度過快濃HNO易揮發(fā)、易分解(3) BaCOFe+> H+(4) 減少廢渣中可溶鋇鹽對環(huán)境的污染(凡合理答案均可)4. (2011年江蘇卷，16)以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCI? 6H2O) 的工藝流程如下：空氣 孔鹽糧氮氣*FcC13

16、6Hz0晶休粗品)硝酸工業(yè)的尾氣石灰乳無水 CafNOsh氣體排放(1)一定條件下，NO與NO2存在下列反應:式為K= 濾瀆NO(g) + NO 2(g) 一- N2O3(g)，其平衡常數(shù)表達so2濾渣回答下列問題：(1 )在一定條件下，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應為2SO2+ O2一 2SO3,該反應的平衡常數(shù)表達 式為 K = ;過量的SO2與NaOH 溶液反應的化學方程式為。(2) 酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，其目的是 、。(3) 通氯氣氧化時， 發(fā)生的主要反應的離子方程式為 ;該 過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為(2) 上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收 (尾氣從吸收

17、塔底部進入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋),其目的是;濾渣可循環(huán)利用， 濾渣的主要成分是(填化學式)。該工藝需控制 NO和NO2物質(zhì)的量之比接近 1 : 1。若n(NO) : n(NO2) > 1: 1,則會導致;若 n (NO) : n (NO2) v 1 : 1,則會導致。(4) 生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO,其反應的離子方程式?！緟⒖即鸢浮?1) k= c(N2O3)/c(NO) c(NO2)使尾氣中 NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2放氣體中NO含量升高產(chǎn)品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4) 3NO2+ 2H + = N

18、O3+ 2NOt + H?O【拓展練習】2+2+3+2 1. (2012南京市三模 16)以粗鹽(主要成分為NaCl，含少量Ca、Mg 、Fe、SO4等)為原料制備亞氯酸鈉 (NaCIO2)的工藝流程如下(試劑A為依次加入過量的 BaCbNaOH、Na2CO3 溶液)：試劑A 鹽酸水硫酸、二氧化硫 30%H2O2、燒堿粗鹽精制中和電解 *氯酸鈉亠|二氧化氯發(fā)生吸收塔 蒸發(fā)結(jié)晶 亞氯酸鈉11T濾渣BH2殘液CO2回答下列問題:(1) “精制”過程中，加入過量的Na2CO3的作用是。(2 )電解時發(fā)生主要反應的離子方程式為 ;該過程中有少量有毒氣體單質(zhì)產(chǎn)生，可用堿液吸收，該氣體為(填化學式)。(3

19、) 二氧化氯發(fā)生器中發(fā)生的化學反應，其氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_。(4) 吸收塔中發(fā)生反應的化學方程式為;二氧化氯氣體和 H2O2需稍過量,其目的是 。2. ( 2012蘇北四市10月統(tǒng)測 16) (12分)硫酸銅在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應用。用某種氧化銅礦制備硫酸銅的新工藝流程如下:29.4 g/L 硫酸氧化銅銅萃取劑400 g/L硫酸浸岀渣萃余液(1)浸出時所用硫酸的質(zhì)量濃度(單位體積的溶液所含溶質(zhì)的質(zhì)量)為 29.4g/L,其物質(zhì)的量濃 度是 ，浸出過程中反應的化學方程式 是 。S24 CuSO45H20(晶體粗品)I : 4 I : 5 拒比(0/A)血姑比則啤叩貂8684I進囲矗凋

20、辰(2) 萃取 相比”是表示萃取效果的參數(shù)之一，指的是有機相(0)與水相(A)的體積比。采用一定濃度的銅萃取劑萃取硫酸浸出液中的銅離子，測得當萃取時間為120s時，相比”(0/A對銅萃取率的影響如圖9所示。在實際操作中，采用相比為1:3的理由是_。(3) 已知銅萃取劑可用 HR(O)表示，萃取過程可表示為：Cu2+2HR(o)=CuR2(o)+2H +。反萃時加入400g/L硫酸的理由是 。(4) 從富銅液中獲得較多CUSO4 5H2O晶體的實驗操作依次為(填操作名稱)9、 過濾、干燥。(5) 游泳場館常用硫酸銅作殺菌劑，這是利用CuSC4的 性質(zhì)。3. ( 2012鎮(zhèn)江期末調(diào)研 16)用金屬

21、鈷板(含少量Fe、Ni)制備應用廣泛的氯化鈷的工藝流程如下：鉆板 鹽酸硝酸氨水調(diào)pH=x鹽酸調(diào)pH=4雙氧水純堿 鹽酸注：鉆與鹽酸反應極慢，需加入催化劑硝酸才可能進行實際生產(chǎn)。化學式沉淀完全時的pH鉆鎳性質(zhì)Co(OH)29.4Co + 2HCI = CoCI 2+ 出匸Co2+ 2NH3 出0 = Co(OH)2J+ 2NH42+ +Co + 2H2OCo(OH )2 + 2HNi + 2HCl = NiCl 2+ 出 fNi “除鎳”步驟中，NH3 出0用量對 反應收率的影響見右表：從表中可知x =。時，除鎳效果最好。 “除鎳”步驟必須控制在一定的時間內(nèi)完成，否則沉淀中將有部分 Co(OH)

22、2轉(zhuǎn)化為 + 6NH3 出0 = Ni(NH3)6】2 + 6出0Fe(OH)29.6Fe (OH)33.7有關鉆、鎳和鐵化合物的性質(zhì)見下表:加 NH3 Hq 調(diào) pH收率/%Ni2+含量/%998.10.089.5980.051097.60.00510.3940.005Co(OH)3,此反應的化學方程式為 。(3) “除鐵”步驟中加入雙氧水發(fā)生反應的離子方程式是 。(4) “除鐵”步驟中加入的純堿作用是 。(5) 在“調(diào) pH”步驟中，加鹽酸的作用是 。(6) 已知 25C時，KsdFe(OH)3 = 4.0X 1038,則該溫度下反應 FeT + 3H2O = Fe(OH)3+ 3H+的平

23、衡常數(shù)為。4. ( 2012南京市二模 16) (12分)以電石渣主要成分是 Ca(OH)2，含SiO?、Al 2O3以及其 它少量雜質(zhì)為原料生產(chǎn)氯酸鉀聯(lián)產(chǎn)碳酸鈣的流程如下：水氯氣活性炭1氯化鉀溶解氯化過濾復分解電石渣-NH3 CO2濾渣回答下列問題:過濾碳化過濾氯酸鉀副產(chǎn)品A碳酸鈣(1) 電石渣溶于水形成電石渣漿時發(fā)生的主要反應的化學方程式為、_(2 )氯化過程的溫度控制在 7580 C,該過程發(fā)生主要反應的化學方程式為(3 )該流程中加入活性炭的作用是;(4) 該流程中碳化反應的離子方程式為;(5) 副產(chǎn)品A的化學式為 q5. ( 2012蘇中三市一模 16) (12分)堿式硫酸鐵Fe(O

24、H)SQ是一種用于污水處理的新型高 效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁稀硫酸濾渣堿式硫酸鐵H2SO4 NaNO2氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下: 過量廢鐵屑 NaHCOs已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列問題：加入少量 NaHCQ的目的是調(diào)節(jié) pH，使溶液中的沉淀，該工藝中“攪拌”的作用是 q在實際生產(chǎn)中，反應n常同時通入 O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNQ在反應中均 作 。若參與反應的 O2有11.2L (標

25、準狀況)，則相當于節(jié)約 NaNQ的物質(zhì)的量為 Q堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OHf+離子，可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子。該水解反應的離子方程式為 Q在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標準，產(chǎn)品中不得含有 Fe2 NO3一。為檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+,應使用的試劑A.氯水B. KSCN溶液C. NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液6. （2012 南京期初 16） （12 分）以 AI（OH） 3、H2SO4、工業(yè)（NH4）2SO4（含 FeSO4）為原料制備透明氧化鋁陶瓷的工藝流程如下:工業(yè)(NH4)2SO4透明氧化鋁陶瓷H2SO4AI

26、(OH) 3 酸溶 一 合成 NH4AI(SO4)2 -12H2O加熱一一-:IBW胸IE址 II 浜陛回答下列問題:（1）氧化步驟中發(fā)生的主要反應的離子方程式為。在（NH4）2SO4 溶液中，存在 NH4+ + H2O NH3 H2O+H+,該反 應的平衡常數(shù)表達式為 K= Q（2） NH 4AI（SO 4）2溶液與過量NaOH溶液混合加熱，反應的-X化學方程式為。1111一 2004 00600£001000（3）固體NH4AI（SO4）2 12H2O在加熱時，固體殘留率隨溫度的變化如圖9所示。633C時剩余固體的成分化學式為 q（4） 綜上分析，流程圖中M的主要成分的化學式為,

27、 M可用一種物質(zhì)吸收以實現(xiàn)循環(huán)利用，該物質(zhì)的名稱是 Q【參考答案】1. （ 12 分）（1）除去Ca2+和過量的Ba2+ （2分）_電解_（2）Cl_ + 3H2O = CIO3_ + 3出匸（2 分）CI2 （2 分）（3）2 ： 1（ 2 分）（4）2CIO2+ H2O2 + 2NaOH = 2NaCIO2圖細2。+ O2 （2 分）使NaOH完全反應（1分），便于產(chǎn)物提純（1分）2. （12 分）_ 1（1） 0.3 mol L （2 分）CuO+H2SOt=CuSQ+H2O（2 分）（2） 銅離子的萃取率已經(jīng)達到95%以上，相比太小，萃取效果差；相比太大，萃取效果雖然提高，但萃取劑的用量多（或其它合理答