化学流程图专题
化学流程图专题 化学流程图专题 化工题是以某个详细的工业生产为背景,以化学基本理论为主线,结合化学实践!环境爱护!化学计算等考查同学们应用所学学问探究解决生产实际问题的实力,对综合实力要求很高“化工题的特点表现为:题目多以流程图的形式出现;题目所涉与的情景新奇;在题目中还时常出现一些化工术语(酸浸!水洗!水热处理表面处理等);题目实际考查的是应用化学反应原理、化学平衡原理、离子平衡理论!晶体结构学问!物质制备和分别(提纯)学问、绿色化学观点、平安生产思想与从经济的视角分析、评价、探究实际生产中各种问题的实力。下面通过例题来分析解答化工题的一般思路和主要策略。 【例1】将磷肥生产中形成的副产物石膏(4·2H2O)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爱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4·2H2O、外,还须要 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3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(4)24溶液。检验滤液中含有32-的方法是: 。 (5)已知不同温度下K24在100g水中达到饱和时溶解的量如下表: 温度(℃) 0 20 60 K24溶解的量(g) 7。4 11。1 18。2 60℃时K24的饱和溶液591g冷却到0℃,可析出K24晶体 g (6)氯化钙结晶水合物(2·6H2O)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试验题,考查了试验基本操作、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4·2H2O、外,还须要氨气、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;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、氨在工艺中循环运用。 【答案】(1)3 3 H2O (2)4+32-→3↓+42-(3)4 (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、氨在工艺中循环运用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中) 【例2】重铬酸钠(22O7·2H2O)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·2O3,还含有2O3、、2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下: ①中涉与的主要反应有: 主反应:4·2O3+823+7O2 824+22O3+82 副反应:2+2323+2↑、2O3+2322+2↑ 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的: 沉淀物 ()3 ()3 ()2 ()3 完全沉淀时溶液 4。7 3。7 11。2 5。6 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,其缘由是 ▲ 。 ⑵ “③”中调整至4.7,目的是 ▲ 。 ⑶ “⑤”中加硫酸酸化的目的是使42-转化为2O72-,请写出该平衡转化的离子方程式: ▲ 。 ⑷ “⑦”中采纳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学问,过程中考察了条件的限制、化学反应方向的推断、溶度积常数的表达式和限制的应用。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,所以必定是一个△S>0的反应。③溶液中存在的主要阴离子有42-、2—、32—,调至4.7,是为了除去其中的2—、32—。硫酸钠的溶解度随温度的上升,先增大后减小,这一点较特别,设问较困难。若给出其溶解度曲线,则可以帮助理解最终两步工艺。 【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2—、32— ⑶ 242-+2 2O72-+H2O ⑷红矾钠的溶解度随温度的降低而减小 【例3】工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。 粉碎 2 熔融 4 K23 2 H2O K24 2 操作Ⅰ 4 K23 操作Ⅱ 母液 4粗晶体 干燥 4晶体 石灰苛化 空气 ①4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是(填代号)。 a. 84消毒液(溶液) b. 双氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精 ②高锰酸钾保存在棕色试剂瓶,下列试剂保存不须要棕色试剂瓶的是(填代号)。 a. 浓硝酸 b. 硝酸银 c. 氯水 d. 烧碱 ③上述流程中可以循环运用的物质有 、 (写化学式)。 ④若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1 2可制得 4。 ⑤该生产中须要纯净的2气体。若试验室要制备纯净的2,所需试剂最好选择(选填代号) 。a. 石灰石 b. 稀 c. 稀H24 d. 纯碱 所需气体发生装置是(选填代号)。 ⑥操作Ⅰ的名称是 ;操作Ⅱ依据4和K23两物质在 (填性质)上的差异,采纳 (填操作步骤)、趁热过滤得到4粗晶体。 【解析】高锰酸钾又名灰锰氧,是+7价锰最重要的化合物, 也是最重要和最常用的氧化剂之一。本题以液相氧化法制备高锰酸钾为背景, 着重考察了基本化学试验学问, 本题可很好地巩固试剂保存、分别提纯操作、有关气体制取试验原理和装置学问等。 (1)高锰酸钾的消毒机理主要是靠其氧化性氧化微生物而杀灭微生物, 它通过氧化细菌体内的活性基