【期末冲刺】浙教版科学2022-2023学年上学期九年级专题复习讲义(五):化学工艺流程图分析【word,含答案】

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【期末冲刺】浙教版科学2022-2023学年上学期九年级专题复习讲义(五):化学工艺流程图分析【word,含答案】

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【解题技巧】
(1)根据题干提取有用信息,确定流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系。
(2)从以下几个方面分析流程图中的每一个步骤:
①反应物及生成物是什么;
②发生了什么反应;
③该反应对最终生成目标产物起到什么作用,反应是否符合绿色化学思想。
(3)弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。当把生产的主线弄清楚了,围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。
例1、工业上利用某废渣[含FeSO4、Fe2(SO4)3及少量CaO和MgO]制备高档颜料铁红(主要成分Fe2O3)和回收(NH4)2SO4。具体生产流程如下:
【背景信息】a.氧化还原反应中,会有元素化合价发生变化。
b.3Fe2(SO4)3+12NH3·H2O=== (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5(NH4)2SO4
铵黄铁矾晶体
(1)步骤③中操作Y的名称是________。
(2)加入物质X溶解废渣,X应选用______(填序号)。            
A. 盐酸 B. 硫酸 C. 氨水 D. 氢氧化钠
步骤①酸浸时,生成盐的化学方程式为______________________(任写一个)。
(3)步骤②通入氧气氧化的目的是____________________;工业上对该操作控制在4小时左右为宜,根据如图有关数据分析,影响Fe2+氧化率的变化规律:________________________________。
例2、我国科学家侯德榜为我国纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献。如图是侯氏联合制成碱法和西方索尔维制碱法的工艺流程。已知有关物质重要反应的化学方程式如下:2NH4Cl+X=== 2NH3↑+CaCl2+2H2O;2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;
NH4Cl NH3↑+HCl↑
(1)盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程。为将盐水中含有的MgCl2沉淀除去,可以向其中加入过量的烧碱,利用过滤操作将混合液中不溶物除去。若过滤后滤液仍浑浊,其原因是          。
(2)上述化学方程式2NH4Cl+X=== 2NH3↑+CaCl2+2H2O中,X的化学式为    。
(3)氨碱工业最关键的一步是:在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通入二氧化碳气体,溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。试分析该流程需要“加压”的原因是:_________________。
例3、中国首款完全知识产权民用客机C919飞机的钛合金用量达9.3%,工业上利用钛白粉(主要成分是TiO2)制备海绵钛的工艺流程如图所示。
(1)钛白粉的主要成分是TiO2,TiO2中钛元素的化合价是 。
(2)反应I的化学方程式是2Cl2+TiO2+2CTiCl4+2X,则X的化学式是 。
(3)反应Ⅲ属于基本反应类型中的 。
(4)该反应中可以循环使用的物质是 。
1.利用电石渣[主要成分为Ca(OH)2、MgO]制备硫酸钙的主要工艺流程如下:
已知:MgO难溶于水;MgSO4易溶于水;CaSO4微溶于水。
(1)反应器中搅拌的目的是__________________。
(2)反应器中发生的反应主要有MgO+H2SO4===MgSO4+H2O和______________________。
(3)上述流程中,用于分离提纯的设备有__________。
2.某KCl固体样品中含有少量CaCl2杂质,实验室提纯氯化钾的流程如下。(氯化钾溶解度受温度影响较小)
(1)沉淀a是    。
(2)操作Ⅰ是    。
①冷却热饱和溶液 ②蒸发结晶
(3)若KCl固体样品中还含有少量杂质K2SO4,小科认为提纯该样品只要在上述方案基础上增加一步实验:在“加入过量K2CO3溶液”与“过滤”操作之间,加过量的硝酸钡溶液。小江认为这种方案不合理,会导致所得KCl固体中含有新的杂质,新杂质是       。
3.某炉渣中主要含氧化亚铁、氧化铁,还含少量杂质(不溶于水,也不与酸反应);现按如图所示流程制备绿矾(FeSO4 7H2O),已知氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
(1)为了提高“浸取”过程中的反应速率,可采取的措施有 (选填序号:①加水稀释;②升高温度;③粉碎炉渣)。
(2)“过滤”操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。实验测得,滤液II的pH比滤液I的大,其原因是 。
(3)将滤液II蒸发浓缩、降温结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥后得到绿矾,其中采用“冰水洗涤”的好处是 。
1.某矿石主要成分是MgO,含少量的Fe2O3、CuO和SiO2杂质。用该矿石制备Mg(OH)2的工艺流程简图如下:
回答下列问题:
(1)步骤①和步骤②均用到的操作是________。
(2)溶液A中所含的阳离子有Fe3+、Cu2+、 Mg2+和________(填离子符号)。
(3)已知部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表:
对应离子 Fe3+ Cu2+ Mg2+
开始沉淀时的pH 1.9 4.2 9.1
完全沉淀时的pH 3.2 6.7 11.1
步骤②加入熟石灰,调节溶液的pH范围为____________,固体C中所含成分的化学式为________。
(4)步骤③制得Mg(OH)2的化学方程式为____________________________。
2.实验室收集到一包固体废弃物,可能是由碳、镁、氧化镁、氧化铜中的一种或几种组成。为了确定其成分,在老师的指导下,同学们取样进行了如下实验:
(1)气体A是    。
(2)由固体B得到气体C的反应属于      (填基本反应类型)。
(3)原样品中一定含有的物质是       。
3.有一包白色固体样品,可能由硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、氯化钡、氯化镁中的一种或几种物质组成,为探究该样品的组成,某小组取适量样品按下列流程进行实验。
请回答下列问题:
【查阅资料】CO2不能直接与BaCl2和MgCl2发生反应。
(1)滤渣a的成分是        ,白色沉淀b的成分是    。
(2)滤渣a中加入足量稀盐酸的目的:               。
(3)若现象①“滤渣全部溶解”变为“滤渣部分溶解”,其他现象不变,则原样品一定存在的物质是    。
4.有一包白色固体,可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成。为确定其成分,实验小组进行实验。实验过程中所加试剂均足量,实验过程及现象如图所示。
(1)白色沉淀A与稀盐酸反应的化学反应方程式为            。
(2)白色沉淀C的化学式为    。
(3)这包白色固体是由        (填化学式)组成的。
参考答案
例1、(1)过滤  (2)B  CaO+H2SO4 === CaSO4+H2O(或 MgO+H2SO4 === MgSO4+H2O)  (3)将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3(合理即可)   Fe2+的氧化率随温度升高而增大,随pH降低而增大(合理即可)
例2、(1)滤纸破损(或倾倒液体的液面高于滤纸边缘或盛接滤液的烧杯不干净) (2)Ca(OH)2 (3)CO2在水中溶解度小,加压会使气体的溶解度增大,使反应更完全
例3、(1)+4;(2)CO;(3)分解反应;(4)Cl2、Mg。
1. (1)使反应物充分接触,反应更充分,加快反应速率 (2)H2SO4+Ca(OH)2 === CaSO4+ 2H2O (3)过滤器和洗涤槽
2. (1)碳酸钙(或CaCO3) (2)② (3)硝酸钾和硝酸钡
3.(1) ②③。(2)漏斗。滤液I中稀硫酸过量,而滤液II中稀硫酸已转化为硫酸亚铁(合理即可)。(3)可减少绿矾的溶解损失。
1.(1)过滤 (2)H+ (3)6.7~9.1 Fe(OH)3和Cu(OH)2 (4)MgCl2+Ca(OH)2 === Mg(OH)2↓+CaCl2
2.(1)氢气(或H2) (2)化合反应
(3)碳、镁、氧化铜
3.(1)碳酸钙和氢氧化镁  碳酸钡 (2)使滤渣a中能与盐酸反应的物质完全反应 (3)硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、氯化钡
4.(1)BaCO3+2HCl === BaCl2+H2O+CO2↑
(2)CaCO3 (3)BaCl2、Na2CO3
浙教版科学九年级“期末冲刺”专题复习讲义(五)
化学工艺流程图分析
炉渣
过量稀硫酸
浸取
过滤
滤液I
过滤
还原
过量铁粉
滤液II
绿矾
杂质
铁粉
杂质

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