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高考化学工艺流程题怎么写

发布时间:2023-04-21 16:14:36

⑴ 如何做高中化学化工流程题目

1、关注传统化学工艺,熟悉中学化学中出现的重要的化工生产的生产原理
(1)钠:电解熔融氯化钠。
(2)镁:电解熔融氯化镁。
(3)铝:电解熔融氧化铝。
(4)铁:CO还原铁矿石、铝热法(热还原法)。
(5)铜:火法炼铜、湿法炼铜、电解精炼铜
(6)氯气:电解饱和食盐水(氯碱工业,同时得到氢氧化钠)。
(7)硅:在高温下,用焦炭还原二氧化硅。
(8)盐酸:将氢气在氯气中燃烧所得的氯化氢溶于水。
(9)硫酸:FeS2(或S)→SO2→SO3→H2SO4(接触法)。
(10)硝酸.NH3→NO→NO2→HNO3(氨氧化法)。

2、回归课本,吃透知识点,巩固重要的课后习题。
必修二第四章海水资源的开发利用中提到:
海带提碘;(P91-实验4-2) 海带→海带灰→滤液→H2O2氧化I-为I2→萃取→蒸馏→碘
海水提溴:(P91-资料卡片)酸化浓缩海水→氯气氧化到Br2→SO2还原到Br-(富集)→再氯气氧化到Br2→萃取→蒸馏→溴
海水提镁:(P93-4题)海水→Mg(OH)2→MgCl2溶液→(HCl气流蒸干)无水MgCl2→Mg
如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2:
在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽
若直接加热MgCl2·6H2O易得到Mg(OH)Cl的方程式:MgCl2·6H2O==Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑

课本母题1:(P106-9)卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料可制轻质氧化镁。

涉及物质的转化、除杂,原料的经济性选择,
基础的实验操作:溶解、过滤、灼烧

课本母题2:(选修四P66-2)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有Fe2+。在提纯时,为了除去Fe2+,常加入少量H2O2,使Fe2+ 氧化为Fe3+,再加入相应物质至pH=4,可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。
涉及离子的转化、除杂。

调节溶液的pH,常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点:
a.能与H+反应,使溶液pH增大,应达到目标沉淀物沉淀完全的pH而小于保留离子开始沉淀的pH;
例如市一模的流程题中pH范围
b.不引入新杂质。
例如:若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO,Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加NaOH溶液、氨水等。

课本母题3 P94-10以金红石(主要成分TiO2)为原料生产金属钛的步骤主要有:
(1)在高温下,向金红石与焦炭的混合物中通入Cl2得到TiCl4和一种可燃性气体。TiO2 + 2Cl2 +2 C==TiCl4 +2CO
(2)在稀有气体(如氩)氛围和加热的条件下,用镁与TiC14 反应可得到钛。TiC14+2Mg==Ti+2MgCl2
请写出上述两步反应的化学方程式,并分析反应(2)时稀有气体氛围的作用。
课本母题4 P105-4铅丹(Pb3O4)可作为防锈用涂料,呈红褐色。
(1)铅丹可用PbO在空气中加热制备,请写出有关反应的化学方程式; 6PbO+O2=△=2Pb3O4
(2)铅丹曾用于铁制品防锈,请举例说明铁制品防锈的其他两种方法; 镀上惰性金属,添加金属制得不锈钢
(3)铅丹与浓盐酸反应生成PbCl2、Cl2和H2,请写出反应的化学方程式,说明如何检验反应后有氯气生成. Pb3O4+8HCl(浓) ==3PbCl2+Cl2+4H2O 湿润的淀粉碘化钾试纸
3、熟练掌握固定问题的表达:(即无需根据流程图就可回答的问题)
①原料粉碎的目的:增大原料与气体或溶液的接触面积,加快反应速率
②控制温度(水浴)的目的:避免反应物或生成物的过热分解或水解(H2O2、铵盐、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。)
③加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
④趁热过滤的目的:防止某物质降温时会析出,减少结晶损失,提高纯度。
⑤冰水(硫酸、乙醇)洗涤:洗去晶体表面的杂质离子;并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
⑥从溶液中分离出晶体的操作:蒸发浓缩、冷却结晶(或趁热结晶)、过滤、洗涤、干燥
a蒸发时用到的仪器:蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、坩埚钳、铁架台(或泥三角与三脚架)
b蒸发时玻璃棒作用:搅拌散热,防止液体飞溅。
C蒸发到何程度停止加热:若不带结晶水且稳定则为大量晶体析出时停止;若为结晶水合物或不稳定则为少量晶体析出或表面出现晶膜时停止。
d结晶时,当溶液是单一溶质时,若不带结晶水(如NaCl、KNO3): 蒸发、结晶;
若所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O、): 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。
当溶液中有两种或以上溶质时,要得到溶解度受温度影响小的溶质:浓缩(结晶),趁热过滤 ,例如析出NaCl(混有少量KNO3);要得到溶解度受温度影响大的: 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。例如析出KNO3(混有少量NaCl)
⑦产品进一步提纯的操作:重结晶
减压蒸发(小心烘干)目的:常压蒸发温度过高,××易分解;或者减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止××分解
⑧过滤、洗涤涉及的问题:
a过滤的仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台
b洗涤时为什么洗:使得到的固体纯净,减少测量误差
c怎么洗:沿玻璃棒向漏斗中加水至没过沉淀物,待水慢慢流出后,重复操作2-3次。
d如何证明洗净:取最后一次洗涤液,滴加沉淀剂,如无沉淀生成则证明洗净。由反应原理即方程式中推测出来要洗涤的离子。例如证明沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-)
e过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因: 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘
4、强化训练化学用语(化学方程式、离子方程式)结合反应环境(酸碱环境、氧化还原环境)

5、运用守恒进行计算(气体体积、沉淀质量、酸碱中和滴定、氧化还原滴定)
氧化还原滴定中常见的试剂:酸性KMnO4溶液、酸性KCr2O7溶液、淀粉的碘溶液
滴定对象:Fe2+、SO32-、草酸等
滴定终点:若为酸性KMnO4,溶液变为紫红色(或粉红色),且半分钟不恢复原色。
注意:找准关系式是关键,单位换算是重点,倍数问题仔细看。
要引领学生熟练掌握重要的关系式
KMnO4 → 5Fe2+
2KMnO4 → 5 SO32-(SO2)
2KMnO4→ 5 H2O2
2KMnO4→ 5 H2C2O4
4KMnO4→ 5 C2H5OH
Cr2O72- → 6Fe2+
2Cr2O72- → 3C2H5OH
2Fe3+ →I2→ 2Na2S2O3

⑵ 化学高考那些工艺流程题怎么做有什么要点

新高考化学工艺流程图题剖析
安徽省桐城中学
【引言】:化学工艺流程图题就是将化工生产过程中的主要生产阶段即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,形成与化工生产紧密联系的试题,体现了化学的真实性。这一题型是我省高考近两年来的新题型,对于我省考生来说试题陌生度高→能力要求也大→试题文字量大→学生会产生畏惧感→得分不理想。为了尽快解决这一严峻的问题,现将这一题型剖析如下:
第一部分 2011年安徽省《考试说明》(化学部分)相关解析
这种题型涵盖了我省考试说明中的多处要求,现统计如下:
一、考试目标与要求
(一)对化学学习能力的要求
2. (2)能够将分析解决问题的过程和成果,用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达,并作出解释的能力。
二、考试范围与要求(第一部分)
(一)化学学科特点和化学研究基本方法
2、认识化学是以实验为基础的一门科学;
4、了解定量研究的方法是化学发展为一门 科学的重要标志;
5、了解科学、技术、社会的相互联系,了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
(五)化学实验基础
1、了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法;
2、掌握化学实验的基本操作;
4、能对常见物质进行检验、分离和提纯;
6、了解酸碱中和滴定的基本理(新增)。
第二部分 新高考化学工艺流程图题分类例析
工艺流程图题型依据实验目的主要分为两类:
A、从混合物中分离、提纯某一物质
B、利用某些物质制备另一物质
近两年各地高考工艺流程图题统计
2009年 安徽27T,12’ 北京26T,15’ 福建24T,13’ 广东22T,12’ 江苏15T,10’
山东
30T, 15’ 上海27T,12’ 天津09T,18’ 海南20T,20’ 宁夏
37T,15’
2010年 安徽
27T, 14’ 北京26T,14’ 福建24T,14’ 广东32T,16’ 江苏16T,10’
山东
30T, 16’ 上海27T,12’ 天津09T,18’ 海南20T,20’ 四川
29T16’
例1(2010安徽27T,14分)(略)
例2(2010福建24T,14分)(略)
例3(2010四川29T,16分)(略)
例4(2011安庆二模,27T,13分)(略)
【分析】:
(一)、流程图的一般模式:

(二)、常见考点
a、混合物的除杂(酸化、沉淀、氧化等);
b、常见离子的检验( Fe3+ 、Fe2+ 、 Cl- 、CO32- 、 SO42-等);
c、溶液中获得晶体:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-(洗涤) ;
d、溶液pH的调节(pH测定);
e、物料循环(绿色化学);
f、定量计算或分析(转化率、产量、纯度等)。
注意:结晶时
(1)当溶液是单一溶质时
①所得晶体不带结晶水(如NaCl、K NO3): 蒸发、结晶;
②所得晶体带结晶水(如CuSO4.5H2O、): 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。
(2)当溶液中有两种或以上溶质时
要得到溶解度受温度影响小的溶质:浓缩(结晶),趁热过滤 ;
要得到溶解度受温度影响大的: 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。
第三部分 2011年高考化学工艺流程图题复习策略探析…
1、试题特点
(1)体现了《课程标准》的“三维目标” ,即“知识与技能、 过程与方法、情感态度与价值观” ;
(2)“体现化学时代特色”,以化学视角观察社会、科学、生活,
关注化学学科最新发展,用化学知识解决实际问题;
(3)减少虚拟、贴近真实,强调将化学知识应用于生产、生活实践的意识。
2、思路探索
a、弄清实验目的 b、了解每步流程 c、分析反应条件 d、着手解答试题
3、关键词积累
工业流程题中常用的关键词:
原材料:矿样(明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土,烧渣),合金(含铁废铜),药片(补血剂),海水(污水);
灼烧(煅烧):原料的预处理,不易转化的物质转化为容易提取的物质: 如海带中提取碘;
酸:溶解、去金属氧化物(膜)、调节PH抑制水解;
碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节PH促进水解(沉淀);
氧化剂:氧化某物质,转化为易于被除去(沉淀)的离子;
金属氧化物:调节PH促进水解(沉淀);
控制PH值:促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离;
煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;除去溶解在溶液中的气体,如氧气;
趁热过滤:减少结晶损失;提高纯度 。
4、复习建议
a、务实基础知识,重视知识的应用和方法的指导;
回归基础抓教材 、抓题型 、抓弱点
b、抓主干、巧整合,培养学生统摄化学知识的能力;
归纳、梳理,构建完整的知识体系
c、加强规范化训练和解题过程性教学。
“习惯决定命运,细节决定成败”
d、关注传统化学工艺
例如:工业制粗硅;制漂白粉;合成氨工业;工业制硫酸;工业制硝酸;
氯碱工业;工业制纯碱 ; 电解精炼铜以及从海带提取碘等。
【结束语】:总之,化学工艺流程图题是将元素化合物知识和化学实验基础知识以真实的工业流程为载体来进行综合考查,取代了传统的无机框图题。解答流程图题时要勤于思考,养成多问自己“什么”的习惯,如:从原料到产品依次进行了什么反应,利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?),每一步操作进行到什么程度最佳,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物(知己知彼),杂质或副产物用什么方法除去,等等。我相信,只有掌握了这一题型的一般特点和解题策略,在高考中即使遇到情境陌生的流程图题,也能够驾驭自如,迎刃而解。

⑶ 高考化学工艺流程题解题技巧

以下是关于高考化学工艺流程解题技巧介绍:
1、原料的预处理 :
①粉碎、研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。(研磨适用于有机物的提取,如苹果中维生素C的测定等)
②水浸:与水接触反应或溶解。
③酸浸:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,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。近年来,在高考题出现了“浸出”操作。在化工生产题中,矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。专业老师在线权威答疑 zy.offercoming.com

⑷ 化学工艺流程解题技巧

化学工艺流程解题技巧如下:

1、首尾分析法。对一些线型流程工艺(用简图可以表示为A到B到C)试题,首先分析生产流程示意图中的原材料与产品,找出原料与产品之间的转化关系,弄清生产流程过棚穗卜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,族拿然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。

4、瞻前顾后分析法。有些化工生产,为了充分利用原料,变废为宝,设计的生产流水线除了主要考虑将原料转化为产品外,同时还要考虑将生产过程的副产品转化为原料的循环生产工艺。



⑸ 高考化学-工艺流程专项复习系列 专题2-原理的预处理

专题2-原理的预处理

预处理的目的是使原料中待提取元素的状态,由难浸出的化合物或单质转变成易浸出的化合物

 

一.对原料进行预处理时常用方法及其作用

1.研磨、粉碎、雾化:将块状或粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴,增大反应物间接触面积(作用),以加快后续操作反应速率(作用),进而增大原料的转化率或浸取率(目的)。

【习题】钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下:

废旧电池初步处理为粉末状的目的是_______________________________________。

【答案】增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率

【解析】废旧电池初步处理为粉末状的目的是:增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率。

 

【习题】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是印染工业的一种常用原料,连二亚硫酸钠又称保险粉,可溶于水,但不溶于甲醇,其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热,甚至引起燃烧,工业制备流程如下:

向液锌中鼓入M气体,使液态锌雾化,目的是____________________________。

【答案】增大锌反应的表面积,加快化学反应速率

【解析】向液锌中鼓入M气体,使液态锌雾化,目的是减小锌的颗粒,使单质锌的表面积增大,以增大其与反应物的接触面积,加快反应速率。

 

【习题】粉煤灰是燃煤电厂的废渣,主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3,其流程如图:

已知烧结过程的产物主要是:NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。

操作a为冷却、研磨,其中研磨的目的是__________________________。

【答案】提高烧结产物浸出率   

【解析】操作a为冷却、研磨,其中研磨的目的是增大反应物的接触面积,提高烧结产物浸出率。

 

2.焙烧:反应物与空气、氯气等氧化性气体或其他添加进去的物质(如硫酸)发生化学反应(所以焙烧分为氧化焙烧、硫酸化焙烧和氯化焙烧等)。以气固反应为主,为避免物质融化反应温度一般低于熔点,在500~1500℃之间。使用专门的化工装置如沸腾炉、焙烧炉等。

原料在空气中灼烧,焙烧的目的主要有两点: 一为非金属元素被氧化为高价气态氧化物逸出或氧化成高价态化合物; 二为金属元素被氧化为高价态氧化物或高价态化合物。高考题在预处理阶段的设问角度往往从粉碎与化学反应速率的关系、焙烧中的化学反应等入手。

工业上可以通过增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧、适当升温等来提高焙烧效率。

【2021山东高考17】工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题:

焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2Cr2O4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是______________________________________________________。

【答案】增大反应物接触面积,提高化学反应速率,提高反应物转化率。

 

【习题】氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:

已知:①菱锰矿石主要成分是

回答下列问题:

(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_____________________。

(2)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是:

焙烧温度_________,氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________,焙烧时间为___________.

【答案】(1)MnCO3+2NH4Cl△(===)MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O    (2)500℃    1.10    60min    

【解析】(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为:MnCO3+2NH4Cl△(===)MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;

(2)根据图示锰浸出率比较高,焙烧菱镁矿的最佳条件是:焙烧温度500℃;氯化铵与菱镁矿粉的质量比为1.10;焙烧时间为60min。

 

【习题】以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图所示。

(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_____________________。

(2)添加1%

已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于

①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于____________(填化学式)。

②700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是_________________________。

【答案】(1)

【解析】(1)二氧化硫是酸性氧化物,少量二氧化硫与NaOH溶液反应可生成Na2SO3,过量二氧化硫与NaOH溶液反应可生成NaHSO3,离子方程式为

(2)①高硫铝土矿的成分中含FeS2和金属硫酸盐,而已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于

②添加的CaO吸收

 

3.煅烧:反应物受热分解或发生晶形转变,为避免融化温度低于熔点,但大多高于1200℃。如煅烧石灰石、生产玻璃、打铁等,使用的化工设备如回转窑。

【习题】以白云石(主要成分为CaCO3和MgCO3)为原料制备氧化镁和轻质碳酸钙的一种工艺流程如下:

(1)白云石高温煅烧所得固体产物的主要成分为_________________________(填化学式)。

【答案】(1)CaO、MgO    (2)煅烧温度较低,CaCO3未完全分解,CaO的含量偏低    温度    

【解析】(1)高温煅烧白云石得到CaO和MgO;

(2)煅烧温度较低,CaCO3未完全分解,CaO的含量偏低,所以活性降低;氧化钙和水反应放热,氧化钙含量越高与样品与水反应放出的热量越多,所以也可将不同温度下的煅烧所得固体样品加入水中,测量的相同时间后反应液的温度与样品煅烧温度之间的关系,来判断样品的活性。

 

4.灼烧:物质在高温条件下发生脱水、分解、挥发等化学变化的过程。反应温度在1000℃左右,使用的仪器比较多样如煤气灯、电炉等。灼烧海带、颜色反应、焰色试验、灼烧失重、灼烧残渣等。

【习题】碳、硫的含量影响钢铁性能。某兴趣小组用如下流程对钢样进行探究。

(1)钢样中硫元素以FeS形式存在,FeS在足量氧气中灼烧,生成的固体产物中Fe、O两种元素的质量比为21:8,则该固体产物的化学式为_____________。

(2)检验钢样灼烧生成气体中的CO2,需要的试剂是____________ (填字母)。

a.酸性KMnO4溶液   b.澄清石灰水   c.饱和小苏打溶液       d.浓H2SO4

【答案】(1)Fe3O4    (2)ab    

【解析】(1) 生成的固体产物中Fe、O两种元素的质量比为21:8,则Fe、O两种元素的物质的量之比为

(2)钢样灼烧生成气体中含有CO2和SO2,二氧化硫也能够使澄清石灰水变浑浊,因此需要用酸性KMnO4溶液反应除去二氧化硫后再用澄清石灰水检验。

 

5.浸取及浸出率:浸取的目的是把固体转化为溶液,以便于后继的转化或分离。包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等。浸出率是指固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少。

提高浸取率的措施:①将矿石研成粉末,提高接触面积;②搅拌,使反应更加充分;③当增大酸的浓度;④加热;⑤延长浸出时间

【习题】氯氧化铋(BiOC1) 常用于电子设备等领域,BiOCl 难溶于水,它是BiCl3的水解产物。以铋的废料(主要含铋的化合物,含少量铜、铅、锌的硫酸盐及Cu2S和Fe2O3等)为原料生产高纯度BiOCl的工艺流程如图:

(1)提高“酸浸”反应速率的措施有适当增加硫酸的浓度、_____________________(答出一点即可)。

(4)“浸铋”中,铋的浸出率与温度关系如图所示:

在高于40℃左右时“铋浸出率”开始下降,其主要因素可能是_______________。

【答案】(1)适当升高温度    (4)HCl挥发加快,Bi3+水解程度增大    

【解析】(1)提高“酸浸”反应速率的措施有适当增加硫酸的浓度、适当升高温度或进行搅拌等;

(4)在“浸铋”中,铋的浸出率与温度,根据图示可知:在温度接近40℃时Bi的浸出率最高,此后温度升高,浸出率反而降低,主要是由于温度升高,HCl挥发加快,且温度升高使Bi3+水解程度也增大,最终导致铋的浸出率随温度的升高而降低。

 

6.酸浸:酸浸是指把预处理得到的物料与酸(盐酸或硫酸) 溶液进行反应,使物料中的碱性或两性氧化物转化为相应的盐、并用酸抑制该盐的水解同时除去不溶于该酸的杂质( 如 SiO2 或 CaSO4 等) 。

【2021湖南卷17】

为提高“水浸”效率,可采取的措施有________________________________(至少写两条)

【答案】适当升高温度,将独居石粉碎等

 

【习题】聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点,一种用钢管厂的废铁渣(主要成分Fe3O4,含少量碳及二氧化硅)为原料制备的流程如下:

(1)废铁渣进行“粉碎”的目的是______________________。 

(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等,其中酸浸温度对铁浸取率的影响如图所示。

②酸浸时,通入O2的目的是______________________。 

③当酸浸温度超过100 ℃时,铁浸取率反而减小,其原因是________________________。 

【答案】(1)增大接触面积,提高反应速率,提高铁元素浸取率    

(2)Fe3O4+4H2SO4△(===)FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O    将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3    温度超过100℃,加快Fe3+水解生成Fe(OH)3,导致Fe3+浓度降低

【解析】(1)对废铁渣进行粉碎的目的是:减小颗粒直径,增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率;

(2)①加热条件下酸浸时,Fe3O4与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,方程式为:Fe3O4+4H2SO4△(===)FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O;

②酸浸时有亚铁离子生成,通入氧气能将亚铁离子氧化为铁离子,发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;

③铁离子在水溶液中存在水解,温度升高有利于水解反应的进行,温度超过100℃明显加快了Fe3+水解反应的速率,导致Fe3+浓度降低。

 

7.碱浸:洗去动植物油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅(加碱量不宜过多)

【习题】锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料,制备锡酸钠的工艺流程图如下图所示:

(1)碱浸”时SnO2发生反应的化学方程式为___________________________。

(2)“碱浸”时,若Sn元素氧化物中SnO含量较高,工业上则加入NaNO3,其作用是_________________。

【答案】(1)SnO2+2NaOH= Na2SnO3+H2O    (2)把SnO氧化为SnO32—   

【解析】NaNO3具有氧化性,能将SnO氧化,“碱浸”时,若SnO含量较高,工业上则加入NaNO3,其作用是把SnO氧化成SnO32-,故答案为把SnO氧化为SnO32—。

 

 

 

⑹ 工艺流程题的解题思路及方法

工艺流程题的解题思路及方法如下:

应先认真浏览题干信息、审核化工流程图及所给题目信息,再确定该工艺流程的目的。

工艺流程类题型整体解题思路:

通常高中化学流程题考点有两大类:除杂、分离、提纯类工艺流程与物质生产制备类工艺流程。确定了流程的关键目的,同学们便可以根据不同题型选择相应的解题段卜肆方法。

除杂、分离、提纯类工艺流程题解题技巧。这类题型本质就是从混合物中除杂、分离、提纯出某一物质。因此,同学们在解题前首先需要确认出题目中最终想要得取的物质,混合物中混握轿有哪些杂质,把这些信息着重圈出。

然后分析在混合物中加入不同试剂,都能与哪些物质发生反应,最终能生成什么产物,做好每一次尝试的记录。最后思考运用哪些化学方法能去除混合物中的杂质成分,这样逐一按顺序筛选来解题,能让每一步添加的试剂和实验操作更加明理和清晰。

物质生产制备类工艺弊举流程题解题技巧。解答物质制备类题型时,同学们首先也需要明确实验目的,即最终制备的物质为何物,清楚流程意义后根据制备结果从题干与问题中获取相关信息,剖析该物质的化学性质,防止特殊性质的情况(例如某些物质在生产制备过程中会产生杂质。

必要时可能需要采取低温烘干、减压蒸发、加酸控温等操作以维持物质的纯净性),然后仔细分析每一个流程步骤,抓住关键点寻找出制备过程中所需要的原料物质,再从化学反应物、反应结果、反应效果等全面了解流程图,最后从问题与流程图中获取有关信息,辅助解题。

⑺ 高考化学-工艺流程专项复习系列 专项9-工艺流程题计算

专项9-工艺流程题计算

1.钼酸钠(Na2MoO4)是一种重要的化工原料。用废加氢催化剂(含有MoS2和Al2O3、Fe2O3、SiO2等)为原料制取钼酸钠,工艺流程如图所示:

用50t含MoS2为80%的废加氢催化剂,经过制取、分离、提纯,得到30.9t Na2MoO4,则Na2MoO4的产率为______。

【答案】60%    

【解析】用50t含MoS2为80%的废加氢催化剂,则含MoS2的物质的量为

 

2.计算机记忆材料生产中产生大量的钌废料,一种从钌废料[含Ru(OH)3、FeO、MnO、SiO2及少量的Au]中合成六氯钌酸铵[(NH4)2RuCl6]的流程如下:

已知钌废料中钌含量为53%,氨化时产率为91%,其余步骤损失率合计为11%,则2吨钌废料可制得(NH4)2RuCl6________Kg。

【答案】2975    

【解析】m[(NH4)2RuCl6]=

 

3.高氯酸铜易溶于水,在130 ℃时会发生分解反应,是一种燃烧催化剂。以食盐等为原料制备高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]的一种工艺流程如图1所示:

用该工艺流程制备高氯酸铜时,若起始时NaCl的质量为a t,最终制得Cu(ClO4)2·6H2O为b t,则产率为______   (用含a,b的代数式表示)。

【答案】

【解析】根据流程图,氯化钠电解生成的氯气与碳酸钠反应生成氯酸钠和氯化钠,电解后氯酸钠变成高氯酸钠,加入盐酸反应生成高氯酸,最后与Cu2(OH)2CO3反应生成Cu(ClO4)2⋅6H2O,假设起始是氯化钠为6mol,则生成的氯气为3mol,得到1mol氯酸钠,根据氯元素守恒最终可以得到0.5molCu(ClO4)2⋅6H2O,因此产率为

 

4.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂漏纯白织物等,一种生产NaClO2的工艺如下:

为了测定产品NaClO2的纯度,取上述所得产品12.5g溶于水配成1L溶液,取出10.00mL溶液于锥返源咐形瓶中,再加入足量酸化的KI溶势、充分反应后(ClO2-被还原为Cl-,杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用0.25mol·L-1Na2S2O3标准液滴定,达到滴定终点时用去标准液20.00mL,试计算产品NaClO2的纯度____________。(提示:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2Nal)

【答案】90.5%   

【解析】根据方程式得出关系

解得x = 0.00125mol,则12.5g样品中NaClO2的物质的量0.00125mol×100 = 0.125 mol,其产品NaClO2的纯度

 

5.高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。以废铁屑(含有少量Ni)为主要原料制备高铁酸钾的流程如下:

测定产品纯度:将wg粗产品,溶入过量的碱性亚铬酸盐溶液中,充分反应后,加入稀硫酸酸化至pH为2,在所得的重铬酸盐溶液中加入5滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,然后用c mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,消耗滴定液V mL。有关滴定反裂档应有:

Cr(OH)4-+FeO42-+3H2O

2

该粗产品中K2FeO4的纯度为____________(用含w、c、V的代数式表示)。若滴定管没有用待装液润洗,则测得结果________(“偏高”“偏低”或“无影响”)。

【答案】(33cv/5w)%    偏高    

【解析】⑺根据三个方程分析

Cr(OH)4-+FeO42-+3H2O

2

根据反应得出以下关系:

该粗产品中K2FeO4的纯度为

 

6.如图是工业上以制作印刷电路的废液

氯化亚铜的定量分析:

①称取样品

②待样品溶解后,加入20mL蒸馏水和2滴指示剂;

③立即用

④重复三次,消耗硫酸铈溶液的平均体积为

上述相应化学反应为

【答案】

【解析】根据题给的相应化学反应

 

8.工业上用含三价钒(V2O3)为主的某石煤为原料(含有 Al2O3、CaO 等杂质),钙化法焙烧制备 V2O5,其流程如下:

(4)测定产品中 V2O5 的纯度:称取 ag 产品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4 溶液。再加入 b1mLc1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2 溶液(VO2++2H++Fe2+=VO2++Fe3++H2O) 最后用 c2mol/LKMnO4 溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2 至终点,消耗 KMnO4 溶液的体积为 b2mL。已知 MnO4-被还原为 Mn2+,假设杂质不参与反应。则产品中 V2O5 的质量分数是____________________。(V2O5 的摩尔质量::182g/mol)

【答案】

【解析】(4)加入高锰酸钾发生反应:

 

9.工业上用自然界存在的角膜硼镁矿

制得的粗硼可在一定条件与

称取

①滴定终点判断应用 ___________ 作指示剂;

②标准液应盛装在 ___________ 滴定管中;

③该粗硼的纯度为 ___________ 。

【答案】淀粉    碱式    

【解析】制得的粗硼可在一定条件与

硼的质量为:

⑻ 高中的化学流程题撑握哪些内容

电解氯化钠制氯气 电解熔融氯化镁制金属镁 电解氧化铝
一、背景与作用
1、工艺流程题是传统“无机框图题”的变革与创新,是以真实的化工生产为背景,用框图的形式表述生产流程。并用所学化学知识理论解决化工生产实际问题,培养学生理论联系实际、学以致用的学习观。
2.题材丰富,知识容量大。能涉及化学基础知识方方面面,能考查学生对化学双基知识的掌握情况和应用化学知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力。
二、化工流程图试题的构成特点
1、内容来源:真实化工生产过程,题材丰富,提问灵活。
2、题目结构:分题头、题干和题尾三部分。
3、呈现形式:流程图、表格、图像。
4、设问方式:措施、成分、物质、原因、原理。
5、能力考查:获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力
6、知识落点:基本理论、元素化合物、实验。
三、解题思路
1、认真读题,了解实验目的。流程题一般只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;另一目的就是利用某些物质制备另一物质。
2、仔细分析,熟悉流程图。
3、分析问题,回归课本知识,关注信息提示。
4、细心检查,最后结论再重新按流程图验证是否合理。
5.工业生产流程主线与核心的分析

四、知识考查的范围包括:
1、元素化合物:物质转化的条件及反应。
2、基本理论和原理:
①化学反应:氧化还原反应;
②电化学:原电池、电解池的电极反应;
③化学平衡:水解平衡、溶解-沉淀平衡。

3.规律
(1)主线主产品;(2)分支副产品;(3)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。
4.熟悉工业流程常见的操作与名词
1、原料处理阶段
(1)溶解时:固体粉碎目的;溶解试剂(蒸馏水溶、酸溶、碱溶等)。
(2)灼烧:仪器选择(如坩埚、泥三角、坩埚钳、酒精灯等),如从海带中提碘。
(3)煅烧:如碳酸钙分解;煅烧高岭土改变其结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解。
(4)定量分析时要注意恒重的判断标准。
2、分离提纯阶段
(1)氧化阶段:如用氧化剂将Fe2+氧化成Fe3+、Cr3+氧化成CrO42-以便后期处理。
(2)调节pH除杂:控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
(3)试剂除杂:加试剂直接反应除去杂质。
(4)萃取:如从海水中提取溴和碘单质,利用溴和碘单质易溶于有机溶剂。
(5)加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。
(6)降温反应的目的:防止某物质在高温时会分解或为使化学平衡向着某个方向移动。
3、获得产品阶段
(1)洗涤:洗涤剂选择(如冰水洗、乙醇洗等);目的是洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的损耗;晶体表面洗净检验方法(实质上检验晶体表面一些可溶性杂质离子,要注意强调取最后一次洗涤液少许于试管中)。
(2)结晶方法
①蒸发结晶:一般适用于单一溶质且该物质热稳定性较好(不会热分解)的结晶析出,如从食盐水中得到氯化钠晶体。要注意有金属离子易水解,控制酸性条件或酸性气体氛围,抑制其水解。
②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤:目的主要是让溶解度随温度变化大的溶质析出,多用于结晶水合、不稳定的盐类(如铵盐、硝酸盐)的结晶析出。这种题往往是用图像表示溶解度与温度关系。
③蒸发结晶、趁热过滤:目的是让溶解度随温度变化小的溶质析出,防止某物质降温时会析出,如除去氯化钠溶液中硝酸钾。趁热过滤需用到热滤漏斗或用热毛巾捂住普通漏斗外壁,以防因温度下降而析出杂质。
④重结晶:提高产品的纯度
(3)常见名词
浸出:固体加水(酸)溶解得到离子;
浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少;
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;
水洗:通常为除去水溶性杂质;
水浸:与水接触反应或溶解。
化学工艺流程题主要从以下三点设置:
(1)环境与化学:主要涉及“废水、废气、废渣”的来源、对环境的影响和处理原理。
(2)重要化工生产及资源利用:旨在用所学的基本理论(氧化还原、化学平衡、盐类水解、电化学、热化学、有机物结构与性质等)指导化工生产。从命题趋势来看,一般有三种题型,一是从实验设计和评价的角度对化工生产进行模拟;二是根据一些化工生产的流程来考查考生的综合应用能力;三是关于化工生产的相关计算。
(3)化工生产中非金属元素的循环及环境保护
例题解析
例1:“低碳”既是时尚,也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大,充分利用原材料,不排放或减少排放“三废”,不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺:


请回答下列问题:
(1)工艺操作①、②分别为________、________。
(2)工业合成氨的化学方程式为_________________________________。
(3)写出生成“产品”的离子方程式:____________________________。
(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是________________________________________________________________________。
(5)副产品的化学式为________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是________。
点拨(1)合成氨的原料之一氮气来源于空气,分离方法是将空气液化后蒸馏分离出氧气,获得氮气。
(2)工业合成氨的条件是高温、高压和催化剂。
(3)“产品”是硫酸铵,反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、氨气等,产物除产品硫酸铵外,还有碳酸钙沉淀。
(4)氨气溶于水显碱性,实验室中可以用湿润的红色石蕊试纸检验,或利用氨气与氯化氢化合为氯化铵的反应进行检验等。
(5)分析框图中各物质的关系可知“副产品”为氧化钙,能够循环使用的物质是二氧化碳。
答案(1)将空气液化后蒸馏分离出氧气,获得氮气过滤
(2)N2+3H22NH3

(3)CaSO4+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+2NH4++SO42-
(4)用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口,若试纸变蓝,则证明有NH3(或其他可行的方法)
(5)CaOCO2
方法讲解
1.交叉分析法:有些化工生产选用多组原料,事先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原料生产所需的主流产品。以这种工艺生产方式设计的工艺流程题,为了便于分析掌握生产流程的原理,方便解题,最简单的方法,就是将提供的工艺流程示意图分画成几条生产流水线,上下交叉分析。构成交叉分析的题型,提供的工艺流程中至少有三个因素(多组原材料;中间产品;多种产品)和两条或多条生产流水线的化工生产工艺。利用交叉分析法解工艺流程题的关键,在于找准中间产品(因为有时会出现多种中间产品)和流水生产的分线,在分析过程中,抓住中间物质的有关联系,逐一破解。
2.截段分析法:对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用截段分析法更容易找到解题的切入点。
用截段分析法解工艺流程题是一种主流解题方法。因为当前化工生产为了降低成本、减少污染、增加效益,大都设计成综合利用原料、生产多种产品的工艺生产线。为此这种工艺流程题很多。用截段分析法解工艺流程题关键在于选对题型和如何截段,截几段更合理。一般截段以生产的产品为基准点。
例2:下图所示是以海水为原料,获得某产物的工艺流程图。已知在吸收塔中,溶液的pH显着减小。试回答下列问题:


(1)图中两次氯化的作用是否相同?________(选填“是”或“否”)。
(2)吸收塔中反应的化学方程式为______________,第二次氯化的离子方程式为________________。
(3)资料证实,在酸性介质中,第一次氯化过程中可用O2或空气替代。但在实际工业生产中为什么不用更廉价的空气替代Cl2?______________。
(4)本工艺的处理方法可简单概括为“空气吹出、X气体吸收、氯化”。某同学认为在工业生产过程中对第1次氯化液直接蒸馏也可得到产物,不必进行上述过程。请对该同学的说法作出正确的评价:________________________。
解析:本工艺流程是海水中Br-被Cl2氧化,然后用热空气吹出。根据题中信息,吸收塔内溶液pH显着减小,可确定气体X是SO2,吸收塔内反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,生成的Br-再被Cl2氧化,生成的Br2用蒸汽蒸出,再冷凝得到液态溴。
答案(1)是(2)Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
(3)若用廉价的空气替代Cl2进行第一次氯化,反应的离子方程式为4Br-+O2+4H+===2Br2+2H2O,则反应时需要将大量的盐卤(浓度不大)酸化,反应后又要将废液中和才能排放,在经济上不合理
(4)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高,“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个溴的富集过程,可提高其浓度,减少能源的消耗。
例3:菠菜营养丰富,素有“蔬菜之王”之称,在营养价值上是一种高效的补铁剂。长期以来民间流传着“菠菜不能与豆腐同食”“菠菜根比菠菜茎和叶更有营养”等说法。某学校化学兴趣小组的同学拟通过实验探究以下问题:
①菠菜是否含有丰富的铁;②菠菜是否含有草酸类物质;③菠菜根中铁的含量是否比菠菜茎和叶中的高。
通过上网查询,获得以下资料:草酸又名乙二酸,其酸性比乙酸稍强,草酸及其盐具有较强的还原性,其中草酸钙不溶于水。
他们设计的实验步骤如下:
Ⅰ.


Ⅱ.取菠菜根a g,使用相同仪器、试剂,重复Ⅰ中实验,观察实验现象。
Ⅲ.将菠菜在少量开水中煮沸2~3 min,冷却后滤去菠菜,得滤液。向滤液中加入足量Ca(OH)2溶液,然后再加入足量试剂X,观察现象。
请回答以下问题:
(1)操作①中使用的仪器除三脚架、酒精灯、玻璃棒外还需要__________,操作②的名称是________。
(2)可以说明菠菜根中Fe元素含量要比菠菜茎和叶中多的现象是___________。
(3)菠菜中的Fe是+2价还是+3价?________。
(4)通过步骤Ⅲ可以确定菠菜中含有草酸类物质。由于滤液中含有CO32-,故需加入试剂X排除CO32-的干扰。则X是________(写化学式),加入试剂X后观察到的现象是________________。
解析:Fe3+与KSCN溶液作用会生成红色络合物,溶液的红色越深,说明Fe3+含量越高。
由题给信息可知酸性:草酸>乙酸>碳酸,所以可用乙酸来排除CO32-的干扰,加入CH3COOH后,CaCO3沉淀可以溶解,但草酸钙不与CH3COOH反应。
答案:(1)坩埚、坩埚钳、泥三角过滤(2)步骤Ⅱ中得到的溶液的红色比步骤Ⅰ中得到的溶液的红色深
(3)+2价(4)CH3COOH沉淀部分溶解
例4: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+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Cr(OH)3

完全沉淀时溶液pH
4.7
3.7
11.2
5.6

试回答下列问题:
① “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____________。
② “③”中调节pH至4.7,目的是____________。
③ “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:____________。
④ “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:① 使反应物接触更充分,加快反应-速率 △S>0 ②除去溶液中的AlO2-、SiO32-
③2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O ④红矾钠的溶解度随温度的降低而减小。
例5:生产着色铝片的工艺流程如下:

请回答下列问题:
(1)第①步中NaOH溶液的作用是____________。
(2)第②步HNO3的作用是对铝片进行抛光,写出其反应的的离子方程式____________。
(3)在第④步电解是以铝为阴极,铝片为阳极,在硫酸介质中控制电压电流,使阳极放出O2与Al反应使铝表面形成一层致密的氧化膜。写出有关的电极反应式:
阴极:____________阳极:____________
(4)氧化膜质量的检验:取出铝片干燥,在氧化膜未经处理的铝片上分别滴一滴氧化膜质量检查液(3gK2CrO4+75mL水+25mL浓盐酸),判断氧化膜质量的依据是_____
A.铝片表面有无光滑 B.比较颜色变化C.比较质量大小 D.比较反应速率大小
(5)将已着色的铝干燥后在水蒸气中进行封闭处理约20~30min,封闭的目的是使着色的氧化膜更加致密,有关反应化学方程式是____________。
答案.(1)洗去铝表面的油污
(2)Al+4H++NO3-=Al3++NO↑ +2H2O
(3)6H+ +6e-=H2↑ 2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+(4)B
(5)2Al+3H2O(g) = Al2O3+3H2(g)。
例6: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:
____NOx+____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)NOx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4NOx+H2O+(5-2x)O2→HNO3,再配平其他物质的化学计量数得:4NOx+2H2O+(5-2x)O24HNO3;(2)发生的有关的化学方程式为:(5-2x)Cu+(12-4x)HNO3(5-2x)Cu(NO3)2+2NOx +(6-2x)H2O……①、
4NOx+2H2O+(5-2x)O24HNO3……②、
Cu(NO3)2+H2SO4CuSO4+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+2H2SO42CuSO4+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。
由实验室用浓硫酸和金属铜制硫酸铜,拓展到用稀硫酸、金属铜、通入氧气制硫酸铜, 延伸到化工生产硫酸铜,再回归到实验室模拟化工生产过程。
Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O Cu + 4HNO3(浓) Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
SO2 + 2HNO3(浓)H2SO4 + 2NO2 Cu(NO3)2 + H2SO4 CuSO4↓ + 2HNO3 (应用侯氏制碱法的生产原理)4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3 把方程式进行加合,可得总反应方程式:2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O。
在模拟化工生产过程时,又把通入空气和水回归为制取氧气通入水中。
答案:(1)2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O (2)HNO3 (3)B、A。
例7: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。

①KMnO4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(NaClO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,下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_____(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使用的物质有____、____(写化学式)。
④若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1 mol MnO2可制得____mol KMnO4。
⑤该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2,所需试剂最好选择(选填代号)____。
a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 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根据KMnO4和K2CO3两物质在________(填性质)上的差异,采用________(填操作步骤)、趁热过滤得到KMnO4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实验知识, 本题可很好地巩固试剂保存、分离提纯操作、有关气体制取实验原理和装置知识等。
(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团而发挥作用,类似84消毒液(NaClO溶液)、双氧水, 而苯酚、 酒精消毒机理主要是使蛋白质75%凝固。
(2)试剂保存方法源于试剂的性质, 见光易分解的物质通常保存在棕色试剂瓶中。浓硝酸、硝酸银、氯水等试剂都是中学阶段常用试剂,都保存在棕色试剂瓶中。
(3从流程图中不难发现,由于K2MnO4在酸性条件下易歧化为MnO2和KMnO4, 所以MnO2可以部分循环;母液成分主要是K2CO3,通过加入石灰,产生KOH也可以循环利用。
(4)本小题考察学生对制备原理的理解。一种方法是写出各步反应, 通过物质的量的关系得出;另外,从流程中也可看出,Mn元素损失发生在KMnO4歧化这一步,通过电子得失守恒,1molKMnO4可制得1/3molMnO2和2/3molKMnO4.
(5) 本题主要考察有关气体制取实验原理和装置, 气体发生装置取决于气体制备原理。题目中关键词 “纯净”, 所以要选用纯碱和稀硫酸, 发生装置就只能相应选择A。
(6)主要考察制备过程中分离提纯的基本操作。操作Ⅰ是分离不溶物MnO2, 所以是过滤; 操作Ⅱ从两物质性质上分析, 都可溶, 故是利用两者溶解度的不同而采用结晶方法分离, 但考虑到KMnO4易受热分解, 要得到KMnO4粗晶体,只能蒸发浓缩结晶。
答案:(1)ab (2)d (3)MnO2;KOH (4)2/3 (5)cd ;A;(6)过滤;溶解度;浓缩结晶。

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