工藝流程圖專項(xiàng).doc

精品文檔工藝流程圖專項(xiàng)一、常見(jiàn)的工業(yè)生產(chǎn)流程的主線和核心1 、規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為可循環(huán)的物質(zhì)。2 、核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、三廢處理及能量的綜合利用等。3 、原料處理的方法和作用 研磨（粉 碎）：增大接觸面積，加快溶解或增大反應(yīng)速率。 浸 出 固體加水（酸或堿）溶解得到離子 水浸：與水接觸溶解或反應(yīng)，可通過(guò)延長(zhǎng)時(shí)間、攪拌或適當(dāng)升溫來(lái)加速，以提高浸出率。 酸浸：與酸接觸反應(yīng)而溶解，使可溶性離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去。可通過(guò)適當(dāng)增大酸的濃度、升溫和強(qiáng)力攪拌等加快反應(yīng)速率。 堿浸(堿洗) 除去油污或氧化膜;溶解鋁和二氧化硅 過(guò)濾: 不溶物通過(guò)過(guò)濾除去 水 洗 除去水溶性雜質(zhì) 灼燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化。 煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)在后續(xù)過(guò)程中易溶解，并可使一些雜質(zhì)(如有機(jī)物)在高溫下氧化、分解。4 、實(shí)驗(yàn)條件的控制和目的調(diào)節(jié)溶液的pH值：控制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀而達(dá)到分離的目的，抑制某些離子的水解，防止某些離子的氧化等。在題目中常以表格形式給出信息。如Fe3控制體系的溫度控制低溫：防止物質(zhì)的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(濃)等；防止物質(zhì)的揮發(fā)，如鹽酸、醋酸等；抑制物質(zhì)的水解；增大氣體反應(yīng)物的溶解度，使其被充分吸收。 采取加熱：加速某固體的溶解，加快反應(yīng)速率；減少氣體生成物的溶解并使其逸出，平衡向吸熱方向移動(dòng)； 控制范圍：確保催化劑的催化效果，兼顧速率和轉(zhuǎn)化率，追求更好的經(jīng)濟(jì)效益，防止副反應(yīng)發(fā)生等。降 溫（冰水中）防止物質(zhì)在高溫時(shí)溶解；使化學(xué)反應(yīng)速率下降；使化學(xué)平衡向放熱方向移動(dòng)控 溫 溫度過(guò)高，物質(zhì)會(huì)分解或揮發(fā)溫度過(guò)低，物質(zhì)無(wú)法揮發(fā)或者反應(yīng)趁熱過(guò)濾，防止某物質(zhì)降溫時(shí)因析出而損耗或帶入新的雜質(zhì)。冰水洗滌 洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗5、 產(chǎn)品的分離和提純（1）過(guò)濾 基本操作：一貼二低三靠（2）結(jié)晶當(dāng)溶液為單一溶質(zhì)時(shí)：所得晶體不帶結(jié)晶水，如NaCl、KNO3等：蒸發(fā)結(jié)晶所得晶體帶結(jié)晶水，如膽礬等：將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。當(dāng)溶液為兩種以上溶質(zhì)時(shí)：要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，趁熱過(guò)濾要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌、干燥。（3）重結(jié)晶（4）洗滌洗滌：向過(guò)濾器中滴加蒸餾水至浸沒(méi)固體表面，靜置，使其自然流下，重復(fù)操作2-3次；檢驗(yàn)：取洗滌后最后幾滴濾液，（若要檢驗(yàn)氯離子）滴加AgNO3和稀硝酸，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，則證明洗滌干凈。（5）干燥 在干燥器隔絕空氣的條件下低溫烘干（6）灼燒 固體在坩堝中進(jìn)行加熱（7）分液 打開(kāi)分液漏斗活塞，下層液體從下口放出；上層液體從上口倒出（8）重復(fù)操作6、 物質(zhì)分離或提純常用的化學(xué)方法溶解法：利用特殊溶劑把雜質(zhì)溶解而除去，如Fe(Al)可用過(guò)量的NaOH溶液而除去Al，CO2(HCl、H2O)先通過(guò)飽和食鹽水，再通過(guò)濃H2SO4。沉淀法：a.加合適的沉淀劑(要使雜質(zhì)離子充分沉淀，加入的沉淀劑必須過(guò)量，且在后續(xù)步驟中易除去)。b.調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。洗滌法：a.水洗，b.冰水洗，c.有機(jī)溶劑洗，其目的是：洗去目標(biāo)物表面的雜質(zhì)離子；減少目標(biāo)物的溶解損耗或增大有機(jī)雜質(zhì)的溶解量；防止目標(biāo)物形成結(jié)晶水合物；使晶體快速干燥。7、可循環(huán)物質(zhì)的判斷 流程圖中回頭箭頭的物質(zhì) 生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)(不要忽視結(jié)晶后的母液)，可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)。8綠色化學(xué)理念：（1）環(huán)境污染問(wèn)題；（2）原子的經(jīng)濟(jì)性；（3）節(jié)約能源（包括使用催化劑）；（4）原料應(yīng)是可再生的（或者可循環(huán)使用）；（5）工藝的安全性9、 化學(xué)工藝流程題自查：（1）對(duì)工藝流程題有沒(méi)有整體、清晰的認(rèn)識(shí)？ 了解化學(xué)工藝流程的主線；（2）對(duì)工藝流程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)是清清楚楚，還是模模糊糊？了解化學(xué)工藝流程考什么？（3）敘述性問(wèn)題是否能抓住要點(diǎn)？ 了解規(guī)范答題的要求；（4）方程式書(shū)寫(xiě)和計(jì)算有無(wú)得分把握？1、NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：回答下列問(wèn)題：（1）NaClO2中Cl的化合價(jià)為 。（2）寫(xiě)出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式 。（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為 、 。（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過(guò)程排出的少量ClO2，此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 ，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是 。（5）“有效氯含量”可用來(lái)衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為 。（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）。1硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3）的工藝流程如圖所示：回答下列問(wèn)題：（1）寫(xiě)出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 （2）利用 的磁性，可將其從“浸渣1”中分離“浸渣1”中還剩余的物質(zhì)是 （寫(xiě)化學(xué)式）（3）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為 （4）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是 然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是 （5）“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是 （填名稱）3工業(yè)上可用鉻鐵礦（主要成分可表示為FeOCr 2O3，還含有Al2O3、MgCO3、SiO2 等雜質(zhì)）為原料制備重鉻酸鉀晶體和綠礬的流程如圖：已知：常見(jiàn)離子沉淀的pH范圍Fe3+Al3+Mg2+SiO32AlO2開(kāi)始沉淀1.94.28.19.510.2沉淀完全3.25.39.48.08.5焙燒過(guò)程中主要發(fā)生反應(yīng)：2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2Cr2O4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2。（1）綠礬的化學(xué)式為 。（2）焙燒后的混合物中除含有Na2Cr2O4、NaNO2和過(guò)量的Na2CO3、NaNO3外，還含有NaAlO2和Na2SiO3等物質(zhì)，則焙燒過(guò)程中NaAlO2的化學(xué)方程式為 。（3）固體Y的主要成分為 （填寫(xiě)化學(xué)式）。（4）酸化過(guò)程中用醋酸調(diào)節(jié)pH5的目的為 ；若pH調(diào)節(jié)的過(guò)低，NO2可被氧化為NO3，其離子方程式為 。（5）調(diào)節(jié)pH5后，加入KCl 控制一定條件，可析出K2Cr2O7晶體，說(shuō)明溶解度的大?。篕2Cr2O7 Na2Cr2O7（填“大于”或“小于”）。（6）流程中的一系列操作為 。4二硫化鉬（MoS2）被譽(yù)為“固體潤(rùn)滑劑之王”，利用低品質(zhì)的輝鉬礦（含MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質(zhì)） 制備高純二硫化鉬的一種生產(chǎn)工藝如圖1：回答下列問(wèn)題：（1）鉬酸銨的化學(xué)式為（NH4）2MoO4，其中Mo的化合價(jià)為 。（2）利用聯(lián)合浸出除雜時(shí)，氫氟酸可除去的雜質(zhì)化學(xué)式為 ，如改用FeCl3溶液氧化浸出，CuFeS2雜質(zhì)的浸出效果更好，寫(xiě)出氧化浸出時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式 。（3）加入Na2S后，鉬酸銨轉(zhuǎn)化為硫代鉬酸銨（NH4）2MoS4，寫(xiě)出（NH4）2MoS4與鹽酸生成MoS3沉淀的離子反應(yīng)方程式 。（4）由圖2分析產(chǎn)生三硫化鉬沉淀的流程中應(yīng)選擇的最優(yōu)溫度和時(shí)間是 。利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時(shí)，MoS3的產(chǎn)率均下降的原因： 。（5）MoO3H2O作為高能非水體系電池的正極材料優(yōu)于一般新型材料，某電池反應(yīng)為：MoO3H2O+xAAxMoO3H2O （某文獻(xiàn)記載：式中0x1，A+為L(zhǎng)i+、H+、K+、Na+等。A+的注入使得部分Mo6+還原為Mo5+），寫(xiě)出該電池以金屬鋰為負(fù)極，充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式： 。（6）已知Ksp（BaSO4）1.11010，Ksp（BaMoO4）4.0108）鉬酸鈉晶體（NaMoO42H2O）是新型的金屬緩蝕劑，不純的鋁酸鈉溶液中若含少量可溶性硫酸鹽雜質(zhì)，可加入Ba（OH）2固體除去SO42（溶液體積變化忽略），則當(dāng)BaMoO4開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中的 （結(jié)果保留2位有效數(shù)字）1（1）在NaClO2中Na為+1價(jià)，O為2價(jià)，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，可得Cl的化合價(jià)為+3價(jià)，故答案為：+3；（2）NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化劑，還原產(chǎn)物為NaCl，回收產(chǎn)物為NaHSO4，說(shuō)明生成硫酸氫鈉，且產(chǎn)生ClO2，根據(jù)電子守恒可知，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaClO3+SO2+H2SO42NaHSO4+2ClO2，（3）食鹽溶液中混有Mg2+ 和Ca2+，可以利用過(guò)量NaOH溶液除去Mg2+，利用過(guò)量Na2CO3溶液除去Ca2+，故答案為：NaOH溶液；Na2CO3溶液；（4）依據(jù)圖示可知，利用含過(guò)氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO2，產(chǎn)物為ClO2，則此反應(yīng)中ClO2為氧化劑，還原產(chǎn)物為ClO2，化合價(jià)從+4價(jià)降為+3價(jià)，H2O2為還原劑，氧化產(chǎn)物為O2，每摩爾H2O2得到2mol電子，依據(jù)電子守恒可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1，故答案為：2：1；O2；（5）1gNaClO2的物質(zhì)的量mol，依據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，NaClO2Cl4e，Cl22Cl2e，可知氯氣的物質(zhì)的量為mol4mol，則氯氣的質(zhì)量為mol71g/mol1.57g，故答案為：1.57。2以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3），由流程可知，加硫酸溶解，F(xiàn)e3O4、SiO2不溶，CaO轉(zhuǎn)化為微溶于水的CaSO4，F(xiàn)e3O4具有磁性，可以采用物理方法分離，濾渣1的成分為SiO2和CaSO4；“凈化除雜”需先加H2O2溶液，將Fe 2+轉(zhuǎn)化為Fe 3+，調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，使Fe3+、Al3+均轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為Al（OH）3、Fe（OH）3，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾分離出H3BO3，（1）Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和硼酸，反應(yīng)方程式為Mg2B2O5H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3，故答案為：Mg2B2O5H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3；（2）利用Fe3O4的磁性，可將其從“浸渣”中分離“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是SiO2、CaSO4，故答案為：Fe3O4；SiO2、CaSO4；（3）NaBH4為離子化合物，含離子鍵、共價(jià)鍵，其電子式為，故答案為：；（4）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子然后在調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是使鐵離子、鋁離子形成氫氧化物沉淀而除去，故答案為：將Fe2+氧化為Fe3+；使Al3+與Fe3+形成氫氧化物沉淀而除去；（5）最后濃縮結(jié)晶時(shí)硫酸鎂易結(jié)合水以晶體析出，則“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是七水硫酸鎂，故答案為：七水硫酸鎂3解：（1）綠礬的化學(xué)式為FeSO47H2O，故答案為：FeSO47H2O；（2）焙燒過(guò)程中碳酸鈉和氧化鋁反應(yīng)生成NaAlO2，化學(xué)方程式為Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2，故答案為：Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2；（3）由以上分析可知固體Y的主要成分為H2SiO3和Al（OH）3，故答案為：H2SiO3和Al（OH）3；（4）酸化過(guò)程中用醋酸調(diào)節(jié)pH5的目的為將CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72；若pH調(diào)節(jié)的過(guò)低，NO2可被氧化為NO3，其離子方程式為Cr2O72+3NO2+8H+2Cr3+3NO3+4H2O，故答案為：將CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72；Cr2O72+3NO2+8H+2Cr3+3NO3+4H2O；（5）調(diào)節(jié)pH5后，加入KCl 控制一定條件，可析出K2Cr2O7晶體，說(shuō)明溶解度的大小：K2Cr2O7小于Na2Cr2O7，故答案為：小于；（6）由溶液得到綠礬晶體，可將溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。4解：（1）化學(xué)式中（NH4）2MoO4，銨根離子帶一個(gè)單位正電荷，O元素為2價(jià)，則Mo的化合價(jià)為+6價(jià)，故答案為：+6；（2）氫氟酸可以與二氧化硅反應(yīng)得到四氟化硅氣體，從而除去SiO2雜質(zhì)；改用FeCl3溶液氧化浸出，CuFeS2雜質(zhì)的浸出效果更好，說(shuō)明應(yīng)該得到Cu和Fe對(duì)應(yīng)的離子，同時(shí)利用氧化性將S元素氧化為單質(zhì)，根據(jù)化合價(jià)升降相等和原子個(gè)數(shù)守恒配平得到方程式為：4FeCl3+CuFeS25FeCl2+CuCl2+2S，故答案為：SiO2；4FeCl3+CuFeS25FeCl2+CuCl2+2S；（3）（NH4）2MoS4在溶液中應(yīng)該電離出銨根離子和MoS42，MoS42與鹽酸的氫離子作用生成MoS3，則另外的生成物只能是H2S氣體，所以離子反應(yīng)方程式為：MoS42+2H+MoS3+H2S，故答案為：MoS42+2H+MoS3+H2S；（4）由圖象得到40的產(chǎn)率最高，30分鐘以后產(chǎn)率不再變化，所以選擇40，30min；溫度太低，反應(yīng)MoS42+2H+MoS3+H2S中H2S 不易逸出，不利于生成MoS3；若溫度太高，鹽酸揮發(fā)，溶液c（H+）下降，也不利于生成MoS3，所以最優(yōu)溫度為40，化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時(shí)，MoS3的產(chǎn)率均下降故答案為：40，30min；溫度太低不利于H2S 逸