2020高考化學(xué)沖刺核心素養(yǎng)微專題2化學(xué)工藝流程試題的解題策略練習(xí)含解析

1、化學(xué)工藝流程試題的解題策略等題要素園園1,原料預(yù)處理的常用方法及其作用(1)研磨：減小固體顆粒度，增大物質(zhì)間接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸出率。(2)水浸或酸浸：與水接觸反應(yīng)或溶解；與酸接觸反應(yīng)或溶解，得可溶性金屬離子溶液，不溶物過濾除去。浸出：固體加水(酸)溶解得到溶液(離子)。(4)灼燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化。(5)煨燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解或高溫下氧化、分解。2,制備過程中應(yīng)注意的反應(yīng)條件溶液的 pH:控制反應(yīng)的發(fā)生，增強物質(zhì)的氧化性或還原性，或改變水解程度。常用于形成或抑制某些金屬離子的氫氧化物沉淀。(2)溫度：根據(jù)需要選擇適宜溫度，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動

2、，減少副反應(yīng)的發(fā)生，確保一定的反應(yīng)速率，控制溶解度便于提純。濃度：根據(jù)需要選擇適宜濃度，控制一定的反應(yīng)速率，使平衡移動利于目標產(chǎn)物的生成，減小對后續(xù)操作產(chǎn)生的影響。過量，能保證反應(yīng)的完全發(fā)生或提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，但對后續(xù)操作也會產(chǎn)生影響。(4)趁熱過濾：防止某物質(zhì)降溫時會大量析出。(5)冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體損耗。3,無機化工流程中的分離方法(1)洗滌(冰水、熱水):洗去晶體表面的雜質(zhì)離子；(2)過濾(熱濾或抽濾):分離難溶物和易溶物；(3)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)；(4)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變化不大的溶質(zhì)；(5)冷卻結(jié)晶：

3、提取溶解度隨溫度的變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如 KNO、FeCL、CuCl2、CuSO-5H2。FeSQ7H2。等;(6)蒸儲或分儲：分離沸點不同且互溶的液體混合物；(7)冷卻法：利用氣體易液化的特點分離氣體。4 .化工流程氧化還原反應(yīng)方程式的解答措施(1)寫出題目中已經(jīng)告知的反應(yīng)物和生成物，并判斷其中元素的化合價是否變化；(2)按照化合價變化規(guī)律補充并配平化學(xué)反應(yīng)方程式。5 .解決本類題目的三步驟(1)從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。(3)分析流程中的每一步驟，從以下幾個方面了解流程：反應(yīng)物是什么；發(fā)

4、生了什么反應(yīng)；該反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用；抓住一個關(guān)鍵點：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)?！暗湫涂約a國用【典例】(2019全國卷I)硼酸(H3BO)是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含 MgBQ-SiO2及少量 Fe2c3、Al2Q)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：回答下列問題(1)在 95C“溶浸”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為玻翰棺救謔渣I INHHNHH溶新母病(4)在“沉鎂”中生成 Mg(OHMgCO 沉淀的離子方程式為【審題流程】明確整個流程及每一部分的目的一仔細分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)

5、物的物理或化學(xué)性質(zhì)一結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考一注意答題的模式與要點?！窘馕觥?1)在 95c“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體為 NH,其在“吸收”中發(fā)生的反應(yīng)主要是氨氣與碳酸氫錢的反應(yīng),故反應(yīng)的化學(xué)方程式為 NHHCO+NH(NH4)2CO。(2)用硫酸俊溶液溶浸過程中主要反應(yīng)的物質(zhì)為 Mg 及 QH2O,故溶浸后產(chǎn)生濾渣 1 的主要成分是 SiO2、FeO、Al203,檢3較Fe3+可選用的化學(xué)試劑是 KSCN根據(jù) HBO 的解離反應(yīng)：H3BO+h2O-H+B(OH可知，H3BO 是一元酸，根據(jù)其 Ka值可以判斷是弱酸，故 HBO是一元弱酸；根據(jù)流程圖可知“過濾 2”主要得到的是 HBO,所以

6、將溶液 pH 調(diào)節(jié)至 3.5,由于 H3BO 是一元弱酸，故主要目的是調(diào)節(jié)溶液至酸性，促進 H3BO 析出。(4)“沉鎂”過程主要是鎂離子與碳酸錢發(fā)生的反應(yīng)，故反應(yīng)的離子方程式為222Mg+3?3+2H2OMg(OH)-MgC 創(chuàng)+2Hm 或 2Md+23+H2OMg(OH)MgCOJ+COT;由于在最后過程中俊根離子和硫酸根離子沒有參與反應(yīng)，所以在母液中主要含有上述兩種離子，所以加熱后對應(yīng)的碳酸俊、二氧化碳等揮發(fā)，溶液中最終剩余的是硫酸俊所以可以返回“溶浸”環(huán)節(jié)中繼續(xù)使用；堿式碳酸鎂高溫煨燒之后會發(fā)生分解最終變成氧化鎂。答案：(1)NH4HCO+NH(NH4)2CO(2)SiO2、FezQ、

7、Al2O3KSCN-一兀弱轉(zhuǎn)化為 HBO,促進析出(4)2Mg2+3C-+2H2OMg(OH)2MgCOj+2HC；_(或 2M+2(0；+HOMg(OH)2-MgCOj+COT)溶浸高溫焙燒母液經(jīng)加熱后可返回工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是“茹題預(yù)測回國1 .(制備型化工流程)二氧化鎰在生活和化學(xué)實驗中有廣泛應(yīng)用。工業(yè)以鎰結(jié)核礦為原料硫酸淋洗后使用不同的方法可制備純凈的 MnO,其制備過程如圖所示(1)步驟 I 中,試劑甲必須具有的性質(zhì)是(填序號)。A.堿性 B.穩(wěn)定性C.氧化性 D.還原性(2)用惰性材料作電極，電解硫酸鎰溶液制二氧化鎰，寫出陽極反應(yīng)式：_。步驟出中，以 K

8、C1Q 為氧化劑，當(dāng)生成 0.050molMnO2 時，消耗 0.10mol-L-1的 NaClQ 溶液200mL,該反應(yīng)的離子方程式為_。(3)工業(yè)上可以用實驗室制氯氣的殘余物質(zhì)溶液吸收氯氣獲得 MnQ,該化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為 O(4)二氧化鎰是實驗室制取氧氣的催化劑。下列是某同學(xué)設(shè)計實驗探究雙氧水分解實驗方案；實驗20.0mL 雙氧水溶液濃度粉狀MnO溫度待測數(shù)據(jù)I5%2.0g20cn5%1.0g20cm10%1.0g20cww2.0g30c實驗 n 和出的結(jié)論是。利用實驗 I 和 IV 是探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，3=。本實驗待測數(shù)據(jù)是O【解析】(1)鎰結(jié)核礦與還原劑反應(yīng)生成+2

9、價鎰離子，試劑甲必須具有還原性。(2)電解硫酸鎰溶?時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為 Mr2+-2e-+2HbOMnOJ+4H+。生成 0.050mol 二氧化鎰時，失去電子的物質(zhì)的量:0.050molx2=0.100mol;設(shè)還原產(chǎn)物中氯元素化合價為+x,n(NaClO3)=0.2LX0.1molL-1=0.02mol。由電子守恒知,0.02molx(5-x)=0.100mol,x=0,氯酸鉀被還原后產(chǎn)物為氯氣，離子方程式為 2cltg+5Mn+4HbO-5MnO+Cl2T+8H+。實驗室制氯氣的殘余物質(zhì)含 Mri+,吸收氯氣獲得 MnQ,該化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為_2+_2Mn+C12+3H2

10、OMnO+6H+2C1-。(4)實驗 n 和出中雙氧水溶液濃度不同，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快。實驗 I 和 IV 探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則 w=5%對于產(chǎn)生氣體實驗，測定收集一定體積氣體所需要的時間更簡便。答案:(1)D(2)Mn2+-2e+2H2OMnOj+4H2C1+5Mn+4hbO5MnO+C12T+8HA(3)2Mn2+C12+3H2OMnQ+6H+2C1(4)其他條件相同，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快5%收集等體積氧氣所需要的時間2 .(提純型化工流程)工業(yè)上設(shè)計將 VOSO 中白 K2SO、SiO2雜質(zhì)除去并回收得到 V2Q的流程如下，請回答下列問題：(1)步驟所得廢渣

11、的成分是(寫化學(xué)式),操作 I 白名稱。(2)步驟、的變化過程可簡化為(下式 R 表示 VO+,HA 表示有機萃取劑):R(SO4)n(水層)+2nHA(有機層)一2RA(有機層)+nH2sO(水層)，中萃取時必須加入適量堿其原因是中 X 試齊 J 為(3)的離子方程式為。(4)25C時，取樣進行實驗分析，得到引沉淀率和溶液 pH 之間的關(guān)系如表PH1.61.71.81.92.0鈕沉淀率%98.098.898.896.493.1結(jié)合上表，在實際生產(chǎn)中，中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的最佳 pH 為;若鈕沉淀率為93.1%時不產(chǎn)生 Fe(OH)3沉淀，則溶液中 c(Fe3+)。(已知:25C時,KspFe

12、(OH)3=2.6X10-39)該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有和?！窘馕觥?1)將含 K2SO、SiO2雜質(zhì)的 VOSCB 于水，SiO2不溶于水，步驟是過濾，將 SiO2與溶液分離。(2)中萃取時必須加入適量堿，有利于中和硫酸，促使平衡正向移動；為反萃取，7使上述平衡向逆方向移動，X 試劑為 H2SOo(3)在含有VO+、的溶液中加入氧化劑氯酸鉀，可以將VO+氧化為 V，2,步驟中加氨水，V。牙與氨水反應(yīng)生成 NHVO 的離子方程式為NH-H2O+VNHVOJ+OH。(4)根據(jù) 25C 時，鈕沉淀率和溶液 pH 之間的關(guān)系知,pH 為1.7、1.8 時，鈕沉淀率最高，調(diào)節(jié)溶液的最佳 pH

13、 為 1.71.8 最好；若鈕沉淀率為93.1%,pH=2.0,c(OH-)=1X10-12mol 此時沒有 Fe(OH)3沉淀，則溶液中的 c(Fe3+)Fe3+,加氨水后，可能生成 Mg(OH)沉淀、Fe(OH)3沉淀，另外 Ca(OH1 和 CaSO 的溶解度較小，也可能析出。由流程圖知，俊黃鐵磯與氨水反應(yīng)得(NH)2SO 和 Fe(OH)3。答案：(1)D(2)空氣原料易得，成本低，不產(chǎn)生污染，不引入雜質(zhì) 4Fe2+Q+4hf4Fe3+2hbO(3)溶液溫度控制在 80C,pH 控制在 1.5，氧化時間為 4h 左右(4)Ca(OH)2、Mg(OH、CaSO(NH4)2Fe6(SO4)

14、4(OH)12+6NH3-H2O4(NH)2SO+6Fe(OH)3J【加固訓(xùn)練】以某菱鎰礦(含 MnCOSiO2、FeCO 和少量 Al2O 等)為原料通過以下方法可獲得碳酸鎰粗產(chǎn)品。喳酸MnQMnQM MCLCLOHXHOHXHU UHCHC。逋渣勝液二已知 Ksp(MnCO)=2.2X10-11,KspMn(OH)2=1.9X10-13,KspAl(OH)可=1.3X10-33O(1)濾渣 1 中，含鐵元素的物質(zhì)主要是(填化學(xué)式，下同)；加 NaOHM 節(jié)溶液的 pH 約為 5,如果 pH 過大，可能導(dǎo)致濾渣 1 中含量減少。(2)濾液 2 中,+1 價陽離子除了 H 外還有(填離子符號)

15、。(3)取“沉鎰”前溶液 amL 于錐形瓶中，加入少量 AgNO 溶液(作催化劑)和過量的1.5%(NH4)2S2O8溶液，加熱，Mn2+被氧化為M一反應(yīng)一段時間后再煮沸 5min除去過量的-1(NH4)2S2O8,冷卻至室溫。選用適宜的指示劑，用 bmolL-1的(NH4)2Fe(SO)2標準溶液滴定至終點，消耗(NH)2Fe(SO4)2標準溶液 VmL。2+Mn 與(NH4)2S2Q反應(yīng)的還原廣物為?！俺伶勄叭芤褐?c(Mn2+)=molL-1。(列出表達式)(4)其他條件不變，“沉鎰”過程中鎰元素回收率與 NHHCO 初始濃度(c。)、反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。NHHCO 初始濃度越大，鎰

16、元素回收率越(填“高”或低”),簡述原因若溶液中 c(Mn2+)=1.0molL-1,加入等體積 1.8molL-1NHHCOB 液進彳亍反應(yīng)，計算 20-40min 內(nèi) v(Mn2+)=?！窘馕觥?1)根據(jù)工藝流程圖分析，菱鎰礦酸浸后，浸液中所含金屬陽離子有 Mri+Fe2+、Al*加入 MnQFe2+被氧化為 Fe3+;加入 NaOH節(jié) pH,過濾后得到的濾渣 1 中含鐵元素的物質(zhì)主要為 Fe(OH)3O如果 pH 過大，則濾渣中 Al(OH)3、SiO2會開始溶解。(2)調(diào) pH 時力口入 NaOH 沉鎰時加入 NHHCO 故濾液 2 中,+1 價陽離子除了 H+外還有 Na+、Nfj。(3)“+與泗修)2S2Q2=2反應(yīng)制門2+被氧化為 Mn94,則SQ 被還原為。根據(jù)滴定原理，由原子守恒及得失電子守恒，可得關(guān)系式 Mn2+MQ$5(NH)2Fe(SO“2,則 n(Mn2+)=n(NH4)2Fe(SO)2=bmol-L-1XVX10-3LX7=-bVX10-3mol,故1.stbFxiamalbyc(Mn2+)=-=一 mol-L-1。(4)根據(jù)題圖NHHCO 初始濃度越大，鎰元素回收率RXlO-m 工三口越高。加入等體積 1.8mol-L-1NHHCO 溶液，則混合后