高中化学:化学流程图专题解析
高中化学-化学工业流程图题解题技巧

高中化学-化学工业流程图题解题技巧高中化学化学工业流程图题解题技巧在高中化学的学习中,化学工业流程图题是一类常见且具有一定难度的题型。
这类题目通常以工业生产为背景,将化学知识与实际生产过程相结合,考查同学们对化学原理、实验操作、物质转化等多方面知识的理解和应用能力。
要想在这类题目中取得好成绩,掌握一些有效的解题技巧是至关重要的。
一、认真审题,把握整体拿到一道化学工业流程图题,首先要做的就是认真审题,仔细观察流程图的结构和走向。
了解题目所涉及的工业生产背景,明确生产的目的和主要产品。
同时,注意题目中的文字说明、数据、条件等信息,这些都是解题的关键线索。
在审题过程中,要对整个流程有一个大致的认识,搞清楚原料是什么,经过了哪些主要的反应和操作步骤,最终得到了什么样的产物。
通过这样的整体把握,可以为后续的解题思路奠定基础。
二、分析流程中的关键环节1、原料预处理原料往往需要经过一系列的预处理,如粉碎、溶解、除杂等。
思考这些预处理步骤的目的是什么,比如粉碎可以增大反应物的接触面积,提高反应速率;溶解是为了使反应物在溶液中更好地进行反应;除杂则是为了除去可能影响反应进行或产品质量的杂质。
2、化学反应流程图中会涉及多个化学反应,要弄清楚每个反应的反应物、生成物以及反应条件。
判断反应的类型(如氧化还原反应、酸碱中和反应等),并运用化学平衡、化学反应速率等知识分析反应的进行情况。
3、分离提纯在工业生产中,得到的产物往往需要进行分离提纯,以获得高纯度的产品。
常见的分离提纯方法有过滤、结晶、蒸馏、萃取等。
要理解每种方法的适用条件和原理,根据题目中的具体情况判断应该采用哪种方法。
4、循环利用注意流程图中是否存在物质的循环利用。
循环利用可以提高原料的利用率,降低生产成本,减少废弃物的排放。
分析哪些物质可以循环利用以及循环利用的途径。
三、关注题目中的设问题目中的设问通常是有针对性的,要根据设问的要求有重点地分析流程图。
如果是问某一步骤的作用,就要结合前后的步骤和相关的化学知识进行回答;如果是计算某种物质的含量或产率,就要找出相关的化学反应方程式,利用题目中给出的数据进行计算。
高中化学 化学流程图专题(二)(教师用)基础知识解析 人民版

化学流程图(二)解流程题的步骤和方法•首先,浏览全题,确定该流程的目的;——由何原料获得何产物(副产物),对比原料和产物。
•其次,精读局部,明确反应原理——确定各步的反应物、生成物。
•第三,针对问题再读图,明确要求——科学表述、规范书写。
考查要点:•物质性质及其相互转化关系元素及其化合物的转化网络•物质的分离和提纯的方法✧结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发)✧过滤——固、液分离✧蒸馏——液、液分离✧分液——互不相溶的液体间的分离✧萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
✧升华——将可直接气化的固体分离出来。
✧盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出•电解质溶液基本理论弱酸、弱碱的电离水的电离盐类水解•氧化还原反应原料→产品•方法:元素守恒法【初三化学】.粗盐中含有氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质和泥沙等难溶性杂质。
某研究小组为了从粗盐中提取纯净的食盐,设计了如下的实验:为了使粗盐中的氯化镁、硫酸钠等杂质完全转化为沉淀,所有加入的每种试剂均过量;已知白色沉淀A能溶于酸,而白色沉淀B不溶于稀硝酸。
⑴试剂①是一种可溶性碱,那么白色沉淀A是_________,试剂②是_________。
⑵加入试剂④发生反应的化学方程式是:___________________________________。
⑶操作M是__________________。
答案:⑴Mg(OH)2 BaCl2或Ba(OH)2⑵Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaOH+HCl=NaCl+H2O⑶蒸发结晶或蒸发溶剂或蒸发某工厂排放的废液中含有Zn(NO 3)2和AgNO 3,为回收金属Ag ,设计了下列方案:B 中含有________________________,气体C 是________________。
Zn 、Ag (2分,写对一个得1分),H 22l .(8分)某自来水厂用源水处理成自来水的流程如下:(1)加入活性炭的作用是 ;在乡村没有活性炭,常加入 来净水。
高三化学工业流程题目专题

1。
化工流程解题概述在高考试题考察中,为了使化学教学更加紧密联系工农业生产和日常生活,高考将无机框图题改为化学工艺流程框图题。
这类题是通过某种重要的化工产品的工业生产流程简图的分析,以物质制备、分离、提纯为试题情境,以元素化合物知识、实验基本操作、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识为考察知识目标,以信息的获取、加工、整合和新情境下实际问题的分解、分析、综合、解决及以经济的视角分析实际生产中的各种问题为考察能力目标。
一. 无机化工流程题的特点:规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。
核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制.1。
流程的呈现主要有以物质转化为主线,以操作过程为主线,甚至有时候会以设备为主线.2。
这类题常围绕以下几个知识点进行设问:⑴反应速率与平衡理论的运用反应物颗粒大小:反应速率、原料的利用率等温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等⑵氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写;⑶利用控制pH分离除杂;⑷化学反应的能量变化;⑸实验基本操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等;⑹流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;⑺环境保护与绿色化学评价.二。
无机化工流程题的结构工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。
题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设置成一系列问题,构成一道完整的化学试题。
题型特点1。
呈现形式:流程图、表格、图象.2。
设问方式:措施、成分、物质、原因.3. 能力考查:获取信息的能力、分析问题的能力、迁移推理能力、表达能力。
4. 知识落点:基本理论、元素化合物、实验。
无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能力立意的命题指导思想,能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。
2024高考化学工艺流程专题

②还原焙烧:指在低于炉料熔点和还原气氛条件下,使矿石中的金属氧化物转变为相应 低价金属氧化物或金属的焙烧过程。 该焙烧过程中,一般要在矿石中附加细小的炭粒作还原剂。 还原焙烧目前主要用于处理难选的铁、锰、镍、铜、锡、锑等矿物原料。
产物 ②控制反应速率 ③控制反应物转化率和产品产率 ④控制环境温度 ⑤抑制(促进)离子 的水解 ⑥降低生产成本酸浸时酸过量的目的:为了提高矿石中某金属元素的浸取率;抑制**离 子的水解等。对有多种反应物的体系,增大便宜、易得的反应物的浓度目的是:提高其他物质 的利用率,使反应充分进行;降低生产成本等。如:增大浓度可以加快反应速率,使平衡发生 移动等。(应结合具体问题进行具体分析)。(2)控制加料的方法:逆向接触、加料顺序、缓 慢加料、间歇性加料等。
(2023·全国甲卷第26题)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料,采用下 列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题:(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。(2)“焙烧”后固体产物 有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。
“浸取”时主要反应的离子方程式为_______。 (1)“焙烧”步骤中,BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、BaS 和CaS,BaSO4被还原为BaS,因此,碳粉的主要作用是做还原剂,将BaSO4还原。(2)S2-易发生 水解生成HS-,
4.研磨:增大固体样品与溶液的接触面积,加快反应(浸取)速率或使反应更充分。
真题思演维练模型和方法模型
高中化学流程图解读

高中化学流程图题解读工艺流产图题命题模型试题考点1原料预处理(浸出,灼烧,焙烧)2反应条件的控制(温度,压强,催化剂,原料配比,P H调节,溶剂选择,分离提纯)3反应原理(离子反应,氧化还原反应,化学平衡,电离平衡,溶解平衡,络合平衡,水解平衡,物质的分离与提纯)4绿色化学(物质的循环利用,废物处理,原子利用率,能量的充分利用)5化工安全(防爆,防污染,防中毒)6定量计算(氧化滴定,产率滴定,沉淀滴定等)考试方向1海水资源利用(氯碱工业,海水提溴,提镁等)2矿石冶炼(软锰矿,黄铜矿,辉铜矿,菱铜矿,钛铁矿等)3侯氏制碱法(利用溶解度差异制备物质)4某物质的生产5废物处理题型概况一是物质制备型工艺流程题二是物质分离提纯型工艺流程题学习方法1读懂题干弄清用什么原料生产什么产品。
如果是实验流程,则要弄清实验目的,是合成新物质还是分离提纯物质?2研读流程图对照流程图两端的原料和产品,确定化工流程的主线和支线,找到为发生核心反应而加入的主要辅料,结合箭头指向,分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用,实现对整个流程的全盘分析。
3由易到难,破解问题对于比较复杂的问题,在读懂流程图、明确每一步操作涉及的化学反应及弄清每一中间产物的微粒种类的前提下,从基本理论(氧化还原反应、化学平衡、盐类水解、电化学等)、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、p H调节、溶剂选择、除杂、产品分离等)、绿色化学思想(原子经济性、循环操作、环保)、经济角度(提高产量与产率、原料廉价易得、降低能耗、设备简单)、安全生产(防爆、防中毒、防污染)等方面联系问题进行解答。
解决问题①将原料转化为产品的生产原理;②除去所有杂质并分离提纯产业;③提高产量和产率;④减少污染,实施“绿色化学”生产;⑤原料的来源既要丰富,还要考虑成本问题;⑥生产设备简单,工艺简单可行;羽化登仙,逐个击破原料预处理1粉碎,研磨:减小固体颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。
高考化学专题复习试题:化学工业流程图题解题技巧

高考化学专题复习试题:化学工业流程图题解题技巧高考化学专题复习试题:化学工业流程图题解题技巧 1、工业流程图题做题原则:(1)、首先快速审题,明确实验目的,解决“干什么”(2)、“怎么做”:迅速把握文字材料和方框中有效信息,仔细分析每一步发生的反应及得到的产物。
把产物或得到的滤液、滤渣等成分写在流程图相应位置上。
(3)、遇到不懂的信息或问题可以跳过去,到时再说,有些提供的信息可能在问题中根本没及,有些信息则可以结合问题帮助理解。
4)、可以在问题中寻找一些相对独立的问题作答,节约审题时间。
(2、在化学工业中应考虑的问题,可以归纳如下:化学反应原理——化学原理在实际工业上是否可行成本要低——原料的选取使用、设备的损耗等,这是整个过程都需考虑的问题 ?原料的利用率要高——利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用 ?生产过程要快——化学反应速率产率要高——化学平衡产品要纯——产品的分离、提纯环保问题——反应物尽可能无毒无害无副作用,“三废”的处理 3、由此,化工题常考查的知识点则总结如下:化学反应原理——化学(离子)方程式的书写、无机物的性质及制备 ?化学反应速率原理化学平衡原理水解理论化学反应与能量——热量的计算(盖斯定律),电化学(电解、电镀) ?物质制备和分离的知识——基础实验 ?绿色化学的观点 4、工业流程题目在流程上一般分为3个过程:原料处理?分离提纯?获得产品(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词加快反应速率溶解:通常用酸溶。
如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸:与水接触反应或溶解浸出:固体加水(酸)溶解得到离子酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程 ?灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解 ?控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点调pH值除杂a(控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀b(调节pH所需的物质一般应满足两点:,能与H反应,使溶液pH值增大;不引入新杂质。
高三化学一轮复习【工艺流程题的解决技巧】

高三化学一轮复习工艺流程题的解决技巧真正的失败不是你没做成事,而是你甘心于失败。
——斯坦福大学校训工艺流程题就是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,是无机框图题的创新,题目常常以现代工业生产为基础,将化学工艺流程进行简化,与化工生产成本、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离等基本实验原理在化工生产中的实际应用,是近几年高考化学命题中的常考题型。
一、题型结构1.化工流程线路示意图(1)箭头:箭头进入的是投料(即反应物)、出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(2)三线:物料进出线、操作流程线、循环操作线。
2.涉及问题 (1)原料的预处理。
(2)反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、pH 值、溶剂等)。
(3)反应原理(化学平衡、水解平衡、化学反应速率、反应热、电化学等)。
(4)绿色化学问题(物质循环利用、废物的处理、原子利用率、能量充分利用等。
) (5)化工安全(防爆、防污染、防中毒等)。
二、常见题型题型一 以制备物质为目的工艺流程题制备类工艺流程题目在流程上一般分为3个过程: 原料处理―→分离提纯―→获得产品 1.原料处理阶段的常见考查点 (1)加快反应速率。
(2)溶解:通常用酸溶。
如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。
水浸与水接触反应或溶解浸出 固体加水(酸)溶解得到离子酸浸在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程浸出率 固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(更多转化)(3)灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解。
2.分离提纯阶段的常见考查点 (1)调pH 值除杂①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
如若要除去Al 3+、Mn 2+溶液中含有的Fe 2+,先用氧化剂把Fe 2+氧化为Fe 3+,再调溶液的pH 值。
②调节pH 所需的物质一般应满足两点:能与H +反应,使溶液pH 值增大;不引入新杂质。
高中化学-化学工业流程图题解题技巧

高中化学-化学工业流程图题解题技巧1、工业流程图题做题原则:(1)、首先快速审题,明确实验目的,解决“干什么”(2)、“怎么做”:迅速把握文字材料和方框中有效信息,仔细分析每一步发生的反应及得到的产物。
把产物或得到的滤液、滤渣等成分写在流程图相应位置上。
(3)、遇到不懂的信息或问题可以跳过去,到时再说,有些提供的信息可能在问题中根本没及,有些信息则可以结合问题帮助理解。
(4)、可以在问题中寻找一些相对独立的问题作答,节约审题时间。
2、在化学工业中应考虑的问题,可以归纳如下:①化学反应原理——化学原理在实际工业上是否可行②成本要低——原料的选取使用、设备的损耗等,这是整个过程都需考虑的问题③原料的利用率要高——利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用④生产过程要快——化学反应速率⑤产率要高——化学平衡⑥产品要纯——产品的分离、提纯⑦环保问题——反应物尽可能无毒无害无副作用,“三废”的处理3、由此,化工题常考查的知识点则总结如下:①化学反应原理——化学(离子)方程式的书写、无机物的性质及制备②化学反应速率原理③化学平衡原理④水解理论⑤化学反应与能量——热量的计算(盖斯定律),电化学(电解、电镀)⑥物质制备和分离的知识——基础实验⑦绿色化学的观点4、工业流程题目在流程上一般分为3个过程:原料处理→分离提纯→获得产品(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词①加快反应速率②溶解:通常用酸溶。
如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸:与水接触反应或溶解浸出:固体加水(酸)溶解得到离子酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程③灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解④控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点①调pH值除杂a.控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀b.调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H+反应,使溶液pH值增大;不引入新杂质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
化学流程图专题分析【例1】重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途。
我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO·Cr2O3,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:①中涉及的主要反应有:主反应:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2副反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:试回答下列问题:⑴“①”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是▲ 。
两个副反应均为吸热反应,但在高温下均能自发进行,其原因是▲ 。
⑵“③”中调节pH至4.7,目的是▲ 。
⑶“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,请写出该平衡转化的离子方程式:▲。
⑷“⑦”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠,依据是▲ 。
【解析】以红矾钠的工业制备为背景考察化学原理部分的知识,过程中考察了条件的控制、化学反应方向的判断、溶度积常数的表达式和控制pH的应用。
搅拌的目的是增大反应物的接触机会,从而加快反应速率。
由于这两个副反应是在高温下才自发进行,所以必然是一个△S>0的反应。
③溶液中存在的主要阴离子有CrO42-、AlO2—、SiO32—,pH调至4.7,是为了除去其中的AlO2—、SiO32—。
硫酸钠的溶解度随温度的升高,先增大后减小,这一点较特殊,设问较困难。
若给出其溶解度曲线,则可以帮助理解最后两步工艺。
【答案】⑴使反应物接触更充分,加快反应速率△S>0 ⑵除去溶液中的AlO2—、SiO32—⑶ 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O ⑷红矾钠的溶解度随温度的降低而减小【小结】学生审题不清(采用冷却结晶的方法析出红矾钠,要回答的是依据而不是原因、试题要求写出CrO42-转化为Cr2O72-的平衡转化离子方程式,但很多学生不用可逆符号而用等号),概念混淆(不断搅拌、增大反应物的接触面积能提高反应速率,能不能使平衡移动、不能增大反应物的转化率),思考问题的指向不正确(讨论反应能否自发进行应从什么角度思考?部分学生还不知道),分析问题能力差,化学原理不清,不能正确分析流程图中所包含的化学反应。
【例2】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。
具体实验步骤如下图所示:根据上述图示,完成下列填空:(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。
配制500mL 稀氨水(每升含有39。
20g 氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g 氨)__________mL ,用规格为_______mL 量筒量取。
(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K +、SO 42-外,还有大量的NH 4+。
检验NH 4+的方法是_______________________________________________________。
(3)写出沉淀物中所有物质的化学式________________________________________。
(4)滤液I 的成分是水和______________。
(5)为测定混合肥料K 2SO 4、(NH 4)2SO 4中钾的含量,请完善下列步骤:①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量______溶液,产生白色沉淀。
②___________、__________、_________(依次填写实验操作名称)。
③冷却、称重。
(6)若试样为mg ,沉淀的物质的量为n mol ,则试样中K 2SO 4的物质的量为:______mol (用含有m 、n 的代数式表示)。
【解析】(1)根据稀释前后溶质质量不变得:0.5L×39.2g/L =v×251.28g/L ,v =0.078L =78mL 。
为了减少误差,最好选用与氨水的实际体积稍大一点的量筒即可。
(2)NH 4+的检验方法是先将NH 4+中加入强碱,使之转化为NH 3,然后检验NH 3:用润湿的红色石蕊试纸放在向移的试管口,试纸变蓝色,说明有氨气放出,原物质中含有铵根离子。
(3)Al 3++3NH 3·H 2O ===Al(OH)3↓+3NH 4+,根据题意明矾石中含有Al 2O 3、Fe 2O 3,所以沉淀物为Al(OH)3、Al 2O 3和Fe 2O 3。
(4)由于明矾石的组成与明矾相似,所以滤液的成分中含有K 2SO 4和反应后生成的(NH 4)2SO 4以及水。
(5)混合肥料中含有K 2SO 4和(NH 4)2SO 4,要产生白色沉淀,加入的溶液为BaCl 2或Ba(NO 3)2溶液,以后的操作为:先将混合液过滤,然后洗涤,最后干燥,冷却后称量。
(6)根据题意有:174n(K 2SO 4)+132n[(NH 4)2SO 4]=mg……①,再由SO 24守恒得:n(K 2SO 4)+n[(NH 4)2SO 4]=nmol… …②,n (K 2SO 4) =m -132n 42mol 。
【答案】(1)78;100。
(2)取滤液少许,加入NaOH ,加热,生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(3)Al(OH)3;Al 2O 3;Fe 2O 3。
(4)K 2SO 4;(NH 4)2SO 4。
(5)BaCl 2;过滤;洗涤;干燥。
(6)m -132n 42mol 。
【例3】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。
工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16。
27%)、Fe(5。
86%)、Al(3。
42%)、Zn(2。
68%)和Cu(0。
86%)等元素的化合物。
部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:(1)FeSO4在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。
(2)滤渣A的主要成分是。
(3)加入MnS的目的是除去杂质。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有(写两种)。
【解析】考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中,准确地提取实质内容,并与已有知识模块整合,重组为新知识模块的能力。
由反应流程可知:在酸性条件下二氧化锰将Fe2+氧化为Fe3+,将Cu氧化成Cu2+,此外溶液中的还有Zn2+和Al3+,当调pH至5。
4时,只有Al(OH)3和Fe(OH)3会完全沉淀,故滤渣A的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3。
加入MnS后因为酸性条件下CuS 、ZnS更难溶所以会转化为CuS 、ZnS沉淀而除去Cu2+Zn2+。
【答案】(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O (2)Fe(OH)3Al(OH)3(3)Cu2+Zn2+(4)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-(或2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-)(5)锌、二氧化锰【例4】将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。
以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,还需要等原料(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式:(3)过滤Ⅰ操作所得固体中,除CaCO3外还含有(填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料。
(4)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。
检验滤液中含有CO32-的方法是:。
(5)已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表:60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃,可析出K2SO4晶体g(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是a 熔点较低(29℃熔化)b 能导电c 能制冷d 无毒(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:。
【解析】此题是一道以工业生产为背景的实验题,考查了实验基本操作、离子检验、溶解度计算等。
从生产流程图可以看出,所需原料除CaSO4·2H2O、KCl外,还需要氨气、石灰石和水。
硫酸钙是微溶的,碳酸钙是难溶的,因此石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵,生成的碳酸钙中混有石膏。
碳酸根的检验可用酸化的方法,若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。
硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不变,查表可知不同温度下的溶解度,先求出591饱和液中含有的水是500g,在0℃可溶解硫酸钾37g,所以析出晶体54g。
作为储热材料,要求能在室温左右的温度下工作,且对人体无害,故选ad;绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物,原子利用率高,因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用。
【答案】(1)CaCO3NH3H2O (2)CaSO4+CO32-→CaCO3↓+SO42-(3)CaSO4(4)滤液中滴加盐酸产生气泡(5)54g (6)a d(7)碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中)【小结】工业生产流程的设计和实验方案设计原理相似,只是在工业生产中对经济性、环保性等许多细节方面有着更高的要求,解题时应在实验室原理的基础上结合实际因素,充分读懂工业流程的每一个步骤的意义。
【例5】以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜(CuSO4·5H2O)。
制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。
回答下列问题:(1)配平在滤液(Ⅲ)中发生反应化学主程式:____NO x+____H2O+____O2══____HNO3。
(2)写出制取硫酸铜的总反应方程式_________________________________。
(3)在上述生产过程中,被循环使用的物质是_______________________________。
(4)请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。
将它们的编号填入方框。
【解析】(1)NO x中N的化合价为2x,反应前后N化合价变化为5-2x,O2中O化合价变化为4,初步配平为4NO x+H2O+(5-2x)O2→HNO3,再配平其他物质的化学计量数得:4NO x+2H2O+(5-2x)O2══4HNO3;(2)发生的有关的化学方程式为:(5-2x)Cu+(12-4x)HNO3══(5-2x)Cu(NO3)2+2NO x +(6-2x)H2O……①、4NO x+2H2O+(5-2x)O2══4HNO3……②、Cu(NO3)2+H2SO4══CuSO4+2HNO3……③,①+②÷2+③×(5-2x),得:(5-2x)Cu+ O2+(5-2x)H2SO4══(5-2x)CuSO4+(5-2x)H2O,化简得2Cu+O2+2H2SO4══2CuSO4+2H2O;(3)要提供O2,可用排空气法,即用A装置通过从分液漏斗中加水排出空气;消除氮的氧化物用B装置,一个导气管通氮的氧化物,一个导气管通空气,另一个导气管导出多余的空气。