资源简介

(共46张PPT)
专题4　工艺流程题
知识点1　工艺流程图包含的信息
(1)箭头：箭头进入的是投料(即反应物、催化剂等)，出去的是产物(包括副产物、废渣、废气等)。
(2)三线：物料进出线、操作流程线、循环操作线。
知识点2　工艺流程图类题的解题策略
(1)明确原始物质及目标产物。
(2)明确化工生产流程的主要特点。
一个完整的物质制备化工生产流程一般具有以下特点：
对原料预处理的方法及作用有：
研磨：增大固体与液体或气体之间的接触面积，加快反应速率。
酸浸：与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。
灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化。
煅烧：改变物质结构，使杂质在高温下氧化、分解。
知识点3　工艺流程图类题的解题思路
1．初中化学对工艺流程图类题的考查，主要体现在以下几个方面：
(1)选择将原料转化为产品的生产原理。
(2)除杂并分离提纯产品。
(3)提高产品的产量或产率。
(4)减少污染，注意环保，发展“绿色化学”。
(5)考虑原料的来源丰富和经济成本。
2．针对以上考查的类型，解题思路为：
(1)从生产目的出发，读懂流程图。解答时要看框内，看框外，里外结合。边读流程图边思考，先局部后整体，逐步深入。
(2)理清题意，需对流程图的每一步进行分析，包括反应原理是什么，发生了什么反应，该反应对制造产品有什么作用等。总之，一切反应或操作都是为了获得产品。
(3)从问题中获得信息，帮助解答。
知识点4　对工艺流程的评价
对工艺流程的评价属于开放性试题，言之有理即可，可从以下四个方面进行分析：
(1)设计方案的科学性：能否达到目的；杂质是否完全除去；是否引入新的杂质等。
(2)安全性和简便性：尽量选用较温和的反应条件，避免高温、高压。
(3)对环境的影响：是否符合绿色化学理念；是否产生有毒气体等。
(4)节约性：原料利用率要高。
工业制备
1．(2023，广西)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易被吸收的补血剂。利用硫酸厂的废渣(主要含Fe2O3、Fe3O4，还有少量SiO2)制备柠檬酸亚铁，该工艺流程如图所示，回答下列问题：
资料1：Fe3O4＋4H2SO4===Fe2(SO4)3＋FeSO4＋4H2O。Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4
资料2：SiO2不溶于水，也不与稀硫酸反应。
(1)柠檬酸亚铁进入人体肠道后以______(填阳离子符号)的形式被吸收，达到补血效果。
(2)固体C的成分是___________。
(3)步骤①②③④中涉及置换反应的是______(填数字序号)。
(4)步骤③中发生反应的化学方程式是
____________________________________。
Fe2＋
SiO2、Fe
②
FeSO4＋Na2CO3===FeCO3↓＋Na2SO4
(5)“一系列操作”中，将柠檬酸亚铁晶体与溶液分离的操作是__过滤__。
蒸发结晶
搅拌
2．(2023，武汉)硫酸锌可制备各种含锌材料，在防腐、医学上有很多应用。菱锌矿的主要成分是ZnCO3，还含有少量的二氧化硅和氧化铁。以菱锌矿为原料制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如下图所示。(二氧化硅难溶于水，也不与稀硫酸反应)
(1)菱锌矿属于__________(填“纯净物”或“混合物”)。
混合物
(2)“酸浸”中观察到的现象是______________________________
___________________________。
(3)滤液1中含有的阳离子是______________________。(填离子符号)
(4)“转化”中加入足量锌粉，反应的化学方程式有：Zn＋Fe2(SO4)3===ZnSO4＋2FeSO4和__________________________
(写一个即可)。
固体部分溶解，溶液中有气泡产
生，溶液颜色变为黄色
H＋、Zn2＋、Fe3＋
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(5)下列说法正确的是________(填标号)。
A．“粉碎”是为了使菱锌矿在“酸浸”中与稀硫酸充分反应
B．在“转化”中加入锌粉，若无气泡冒出，说明锌粉已足量
C．滤渣甲、滤渣乙均能与稀硫酸反应产生气体
D．滤液2的质量一定比滤液1的质量大
AD
3．(2023，通辽)下图是用粗硅原料(含氧化镁杂质，不考虑其他杂质与酸反应)制备高纯硅和金属镁的流程。
已知：硅不与稀盐酸反应。请回答下列问题。
(1)操作1的名称是__________。
过滤
(2)上述流程中，可循环利用的物质是_________________。
(3)滤液中含有的阳离子为__________________。
(4)MgCl2制备Mg的化学方程式为
____________________________________。
HCl、Cl2
Mg2＋、H＋
4．利用工业废液(主要含NaHS以及少量Na2S和Mg、Ca、Fe的化合物)制备重要化工原料硫酸钠的流程图如下。
已知：Ⅰ.粗品硫酸钠含少量H2SO4、MgSO4、CaSO4、FeSO4等杂质。
Ⅱ.在溶液里，微溶物发生复分解反应可转化为不溶物。
Ⅲ.部分物质的溶解性见表。
部分物质的溶解性表(室温)
(1)操作①名称是____________。
(2)“反应器1、2”内均需要进行的操作是________。
蒸发结晶
搅拌
(3)泥渣的成分有MgCO3、____________________等。
(4)流程中可循环使用的物质是__________和__________。
(5)“反应器1”中NaHS发生复分解反应生成H2S气体的化学方程式是__________________________________。
CaCO3、FeCO3
H2O
H2SO4
2NaHS＋H2SO4===2H2S↑＋Na2SO4
5．碘(I2)及其化合物广泛应用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如下图所示：
说明：图中的“置换”指发生置换反应。
回答下列问题：
(1)“过滤”操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________(填仪器名称)。
(2)在此制备流程中循环使用的物质是________(填化学式)。
(3)溶液B中主要溶质是________(填化学式)。
(4)“置换①”中的化学方程式为__________________________。
漏斗
AgNO3
FeCl3
2AgI＋Fe===FeI2＋2Ag
6．(2021，江西)江西赣州被誉为“世界钨都”，钨(W)是一种重要的战略资源。下图是一种生产钨的工业流程：
已知：白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4)，还含有CaO、SiO2等。碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
(1)操作1中粉碎白钨矿的目的是___________________________
______________________________。
(2)操作2所得滤液中一定含有的阳离子是______________。
(3)流程中氨水(NH3·H2O)和H2WO4反应生成(NH4)2WO4的化学方程式为___________________________________________。
(4)用氢气还原WO3可获得高纯度的钨，此处不宜用焦炭代替氢气的原因是_____________________________________________
______________________________________________________________________________________________________。
增大反应物接触面积，加快
反应速率，使其充分反应
Ca2＋、H＋
2NH3·H2O＋H2WO4===(NH4)2WO4＋2H2O
如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，
而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯
的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题
7．(2018，江西)分子筛(又称为沸石，主要成分为水和硅铝酸钠)可作为催化剂或吸附剂等，以高岭土[主要成分为Al2(Si2O5)(OH)4]、烧碱等为主要原料生产分子筛的工艺流程如下：
(1)步骤①所得烧渣中主要含有两种固体氧化物，分别为SiO2和________(写化学式)。
(2)步骤②加入NaOH溶液前需将烧渣粉碎，其目的是_________
______________________________________________。
(3)步骤③发生的反应之一是Na2SiO3溶液和通入的CO2气体生成偏硅酸(H2SiO3)沉淀和碳酸氢钠，该反应的化学方程式为________________________________________________。
(4)上述流程中可以循环利用的物质(水除外)是________。
Al2O3
增大反
应接触面积，加快反应速率，使反应更充分
Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3
CO2
回收利用
8．(2023，咸宁)兴趣小组的同学利用某废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Cu)回收镍，设计流程如下图所示(部分产物略去)。
请根据上述流程回答下列问题：
(1)过滤时，玻璃棒的作用是________。
引流
(2)写出“酸浸”时发生反应的化学方程式
____________________________________________________(任写一个)。
(3)过氧化氢具有氧化性，“氧化”时发生反应的化学方程式为2FeSO4＋H2SO4＋H2O2===Fe2(SO4)3＋2X，则X的化学式是________。
(4)Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为______________
_______________________。
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑或Ni＋H2SO4===NiSO4＋H2↑
H2O
Fe、Ni、Cu
(合理表述即可)
(5)已知Fe3＋和Ni2＋开始沉淀和完全沉淀时的pH如表。“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是通过调节溶液的pH使Fe3＋完全沉淀而Ni2＋不沉淀，则pH的范围是______(填字母序号)。
A．2.7≤pH<3.2　　
B．3.2≤pH<7.2
C．7.2≤pH<8.7
B
开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Fe3＋ 2.7 3.2
Ni2＋ 7.2 8.7
9．(2022，江西)某化工厂以生产钛白粉的主要副产物(含硫酸亚铁)为原料，制取含高纯度氧化铁的氧化铁红，其工业流程如下：
(1)操作1能得到硫酸亚铁晶体，说明硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而________。
增大
(2)实验室中完成操作2时，玻璃棒的作用是______。
(3)操作3中，硫酸亚铁在空气中煅烧得到氧化铁和三氧化硫的化学方程式为________________________________。
(4)操作4涉及的化学反应的基本类型为____________。
引流
化合反应
10．(2023，江西样卷4)在完成“实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气”的实验后，浔浔在老师的指导下回收二氧化锰和氯化钾，实验流程如下图所示。
(1)操作a的名称是________________，需要用到的玻璃仪器有__________________________(写一种)。
过滤
漏斗(或烧杯、玻璃棒)
(2)用玻璃棒蘸取滤渣的洗涤液在酒精灯火焰上灼烧，以判断滤渣是否洗净，若观察到玻璃棒上__________________，说明滤渣未洗净，应该继续清洗，并将洗涤液汇入滤液中。
(3)充分加热5 g氯酸钾和二氧化锰的混合物，反应的化学方程式是____________________________________。若氯酸钾完全反应，则理论上可以回收到2.98 g白色固体和______g黑色固体。
有黑色固体残留
0.1
11．(2023，抚州一模)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某学习小组以此粉末为原料，设计以下工艺流程对资源进行回收，得到纯净的CeO2和硫酸铁铵晶体[NH4Fe(SO4)2·xH2O]。
已知：①CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。②SiO2不溶于酸(氢氟酸除外)。
回答下列问题：
(1)稀酸A是__________。
(2)操作①的名称为__________。
(3)滤渣2是__________(填化学式)。
(4)滤液2中发生反应的化学方程式为2Ce2(SO4)3＋12NaOH＋O2＋2甲===4Ce(OH)4↓＋6Na2SO4，甲的化学式是__________。
稀硫酸
过滤
SiO2
H2O
(5)蒸发浓缩硫酸铁铵溶液，常温结晶得到其晶体，则硫酸铁铵的溶解度随温度的升高而________。请写出硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]中，铵根离子的化学符号________。
增大
12．(2020，江西)2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究作出贡献的三位科学家。下图是从钴酸锂废极片[主要成分为钴酸锂(LiCoO2)]中回收得到Co2O3和Li2CO3的一种工艺流程。
(1)操作1中，粉碎废极片的目的是_________________________
__________________________________。
(2)实验室中完成操作2时，需用到的玻璃仪器是_____________
______________(填一种即可)。
(3)操作4中，在高温条件下，CoC2O4在空气中反应生成Co2O3和二氧化碳，化学方程式为
______________________________________。
(4)操作5中，Li2CO3晶体用热水洗涤比用冷水洗涤损耗更少，说明Li2CO3的溶解度随温度升高而________。
增大反应物之间的接触面
积，加快反应速率，使反应更充分
烧杯(或漏斗、
玻璃棒)
减小
物质的分离提纯
13．(2023，眉山)钛金属具有硬度大、密度小、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能，被誉为“未来金属”。我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下。
回答下列问题：
(1)钛铁矿需要粉碎，其目的是____________________________
____________________。
(2)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，其中钛元素的化合价为__________价。
(3)TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属钛，该反应的化学方程式为________________________________________。
增大接触面积，加快反应速率，
使其充分反应
NaCl
(4)金属矿物不能再生。下列能有效保护钛金属资源的措施是________。
A．回收利用废旧钛金属制品
B．任意开采钛金属矿石
C．钛金属抗腐蚀性能好，可随意堆放储存
D．寻找、开发钛金属的代替品
AD
14．(2023，重庆)锂辉矿(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。下图是一种模拟提纯碳酸锂的工艺，根据要求回答问题。
【查阅资料】
Ⅰ.锂辉矿主要成分为Li2CO3，含泥沙等杂质。
Ⅱ.Li2CO3化学性质类似Na2CO3，为无色晶体，微溶于水，在冷水中的溶解度比热水中大。
(1)X是一种酸。其溶质化学式为____________________，常用______________________________(填试剂名称)检验气体Y。
(2)②中发展中和反应的化学方程式为
______________________________________。
(3)有以下三种温度的饱和Na2CO3溶液，③中你选择的是______(填序号)。
A．0 ℃　　B．25 ℃　　C．80 ℃
(4)将滤液2蒸发，当有__________________时(填现象)，停止加热，可得到其他化工产品。
H2SO4
2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
澄清石灰水(或氢氧化钙溶液)
C
较多固体出现
15．我国古代提纯焰硝(含KNO3和少量NaCl、CaCl2等)工艺的主要过程示意如下：
(1)步骤Ⅰ中，“搅拌”的作用是____________________(写一种)。
(2)步骤Ⅲ加小灰水(含K2CO3)时，发生反应的化学方程式为____________________________________。
加快溶解(或均匀受热)
K2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2KCl
(3)下图为硝酸钾、氯化钠的溶解度曲线。步骤Ⅳ在较高温度下过滤的目的是__________________。
(4)步骤V析出硝酸钾晶体的过程称之为________。
(5)“溶液2”一定含有的溶质有KCl、____________________和____________________________________(填化学式)。
防止硝酸钾析出
KNO3
结晶
NaCl(或NaNO3)(两空答案可互换)
16．某火力发电厂产生的固体废弃物粉煤灰中含有较多的氧化铝(Al2O3)。从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如图，请回答下列问题：
(1)“操作a”的名称________。
过滤
(2)加足量氨水能将Al3＋全部转化成Al(OH)3，写出氨水的化学式__________。
(3)“酸浸”时发生的主要反应的化学方程式为
______________________________________。
(4)写出“煅烧”时涉及的主要反应的化学方程式______________________________________。
NH3·H2O

展开更多......

收起↑