化學流程圖專題

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 化學流程圖專題化工題是以某個具體的工業(yè)生產(chǎn)為背景，以化學基本理論為主線，結合化學實踐!環(huán)境保護!化學計算等考查同學們應用所學知識探究解決生產(chǎn)實際問題的能力，對綜合能力要求很高"化工題的特點表現(xiàn)為:題目多以流程圖的形式出現(xiàn);題目所涉及的情景新穎;在題目中還時常出現(xiàn)一些化工術語(酸浸!水洗!水熱處理表面處理等)；題目實際考查的是應用化學反應原理、化學平衡原理、離子平衡理論!晶體結構知識!物質制備和分離(提純)知識、綠色化學觀點、安全生產(chǎn)思想及從經(jīng)濟的視角分析、評價、探究實際生產(chǎn)中各種問題的能力。下面通過例題來分析解答化工題的一般思路和主要策略。【例1】將磷肥生

2、產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏（CaSO4·2H2O）轉化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料，無論從經(jīng)濟效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護角度看都具有重要意義。以下是石膏轉化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖。（1）本工藝中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，還需要 等原料（2）寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發(fā)生反應的離子方程式： （3）過濾操作所得固體中，除CaCO3外還含有 （填化學式）等物質，該固體可用作生產(chǎn)水泥的原料。（4）過濾操作所得濾液是(NH4)2SO4溶液。檢驗濾液中含有CO32的方法是： 。（5）已知不同溫度下K2SO4在100g水中達到飽和時溶解的量如下表：

3、溫度（）02060K2SO4溶解的量(g)7。411。118。260時K2SO4的飽和溶液591g冷卻到0，可析出K2SO4晶體 g（6）氯化鈣結晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的無機儲熱材料，選擇的依據(jù)是 a 熔點較低（29熔化） b 能導電 c 能制冷 d 無毒（7）上述工藝流程中體現(xiàn)綠色化學理念的是： ?！窘馕觥看祟}是一道以工業(yè)生產(chǎn)為背景的實驗題，考查了實驗基本操作、離子檢驗、溶解度計算等。從生產(chǎn)流程圖可以看出，所需原料除CaSO4·2H2O、KCl外，還需要氨氣、石灰石和水。硫酸鈣是微溶的，碳酸鈣是難溶的，因此石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后生成了碳酸鈣和硫酸

4、銨，生成的碳酸鈣中混有石膏。碳酸根的檢驗可用酸化的方法，若產(chǎn)生氣泡說明慮液中含有碳酸根。硫酸鉀飽和溶液在結晶過程中溶劑的量不變，查表可知不同溫度下的溶解度，先求出591飽和液中含有的水是500g，在0可溶解硫酸鉀37g，所以析出晶體54g。作為儲熱材料，要求能在室溫左右的溫度下工作，且對人體無害，故選ad；綠色化學要求整個生產(chǎn)過程中不排放污染物，原子利用率高，因此生產(chǎn)流程中碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用?！敬鸢浮浚?）CaCO3 NH3 H2O （2）CaSO4CO32CaCO3SO42（3）CaSO4（4）濾液中滴加鹽酸產(chǎn)生氣泡 （5）54g （

5、6）a d（7）碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用等（原子利用率高，沒有有害物質排放到環(huán)境中）【例2】重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)俗稱紅礬鈉，在工業(yè)方面有廣泛用途。我國目前主要是以鉻鐵礦（主要成份為FeO·Cr2O3，還含有Al2O3、MgO、SiO2等雜質）為主要原料進行生產(chǎn)，其主要工藝流程如下：中涉及的主要反應有：主反應：4FeO·Cr2O38Na2CO37O2 8Na2CrO42Fe2O38CO2副反應：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2、Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2部分陽離子

6、以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀時溶液pH4。73。711。25。6試回答下列問題： “”中反應是在回轉窯中進行，反應時需不斷攪拌，其作用是 。兩個副反應均為吸熱反應，但在高溫下均能自發(fā)進行，其原因是 。 “”中調節(jié)pH至4.7，目的是 。 “”中加硫酸酸化的目的是使CrO42轉化為Cr2O72，請寫出該平衡轉化的離子方程式： 。 “”中采用冷卻結晶的方法析出紅礬鈉，依據(jù)是 ?！窘馕觥恳约t礬鈉的工業(yè)制備為背景考察化學原理部分的知識，過程中考察了條件的控制、化學反應方向的判斷、溶度積常數(shù)的表達式和控制pH的應用。攪拌的目的

7、是增大反應物的接觸機會，從而加快反應速率。由于這兩個副反應是在高溫下才自發(fā)進行，所以必然是一個S>0的反應。溶液中存在的主要陰離子有CrO42、AlO2、SiO32，pH調至4.7，是為了除去其中的AlO2、SiO32。硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高，先增大后減小，這一點較特殊，設問較困難。若給出其溶解度曲線，則可以幫助理解最后兩步工藝?！敬?案】 使反應物接觸更充分，加快反應速率 S0 除去溶液中的AlO2、SiO32 2CrO422H+ Cr2O72H2O 紅礬鈉的溶解度隨溫度的降低而減小【例3】工業(yè)制備高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流

8、程。粉碎MnO2熔融KMnO4K2CO3MnO2KOHH2OK2MnO4CO2操作KMnO4K2CO3操作母液KMnO4粗晶體干燥KMnO4晶體石灰苛化KOH空氣KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質相同的是_（填代號）。a. 84消毒液（NaClO溶液） b. 雙氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精高錳酸鉀保存在棕色試劑瓶，下列試劑保存不需要棕色試劑瓶的是_（填代號）。a. 濃硝酸 b. 硝酸銀 c. 氯水 d. 燒堿上述流程中可以循環(huán)使用的物質有 、 （寫化學式）。若不考慮物質循環(huán)與制備過程中的損失，則1 mol MnO2可制得 mol KMnO4。該生產(chǎn)中需要純凈的CO2

9、氣體。若實驗室要制備純凈的CO2，所需試劑最好選擇（選填代號） 。a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 純堿所需氣體發(fā)生裝置是_（選填代號）。操作的名稱是 ；操作根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質在 （填性質）上的差異，采用 （填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體。【解析】高錳酸鉀又名灰錳氧，是+7價錳最重要的化合物， 也是最重要和最常用的氧化劑之一。本題以液相氧化法制備高錳酸鉀為背景， 著重考察了基本化學實驗知識， 本題可很好地鞏固試劑保存、分離提純操作、有關氣體制取實驗原理和裝置知識等。 (1)高錳酸鉀的消毒機理主要是靠其氧化性氧化微生物而殺滅微生物， 它通過氧化細菌

10、體內的活性基團而發(fā)揮作用，類似84消毒液（NaClO溶液）、雙氧水， 而苯酚、 酒精消毒機理主要是使蛋白質75%凝固。 (2)試劑保存方法源于試劑的性質， 見光易分解的物質通常保存在棕色試劑瓶中。濃硝酸、硝酸銀、氯水等試劑都是中學階段常用試劑， 都保存在棕色試劑瓶中。 (3從流程圖中不難發(fā)現(xiàn)，由于K2MnO4在酸性條件下易歧化為MnO2和KMnO4， 所以MnO2可以部分循環(huán)；母液成分主要是K2CO3，通過加入石灰，產(chǎn)生KOH也可以循環(huán)利用。 (4)本小題考察學生對制備原理的理解。一種方法是寫出各步反應， 通過物質的量的關系得出；另外，從流程中也可看出，元素損失發(fā)生在KMnO4歧化這一步，通過

11、電子得失守恒，1molKMnO4可制得1/3molMnO2和2/3molKMnO4. (5) 本題主要考察有關氣體制取實驗原理和裝置， 氣體發(fā)生裝置取決于氣體制備原理。題目中關鍵詞 “純凈”， 所以要選用純堿和稀硫酸， 發(fā)生裝置就只能相應選擇。 (6)主要考察制備過程中分離提純的基本操作。操作是分離不溶物MnO2， 所以是過濾； 操作從兩物質性質上分析， 都可溶， 故是利用兩者溶解度的不同而采用結晶方法分離， 但考慮到KMnO4易受熱分解， 要得到KMnO4粗晶體，只能蒸發(fā)濃縮結晶?！敬鸢浮浚?）ab （2）d （3）MnO2；KOH （4）2/3 （5）cd ；A；（6）過濾；溶解度；濃縮結晶本專題考查考生將工藝流程與化學原理融合的能力。學生之所以怕無機化工信息題往往是被陌生情景和專業(yè)術語嚇倒，