化学工艺流程.docx

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化学工艺流程

化学工艺流程

【高考考纲】

.环节设置

―→―→―→―→

.命题考查

（）陌生物质化合价的判断以及电子式的书写。

（）化学方程式或离子方程式的书写。

（）根据流程中的转化，正确选择试剂，判断中间产物。

（）实验操作方法的正确选择、语言的规范描述。

（）化学平衡、电化学原理在化工生产中的应用。

（）样品中质量分数及产率的相关计算。

.解答要领

关注箭头的指向（聚焦局部，箭头指入——反应物，箭头指出——生成物）、前后追溯物质（放大局部）、考虑反应实际（物质性质、试剂用量）。

【真题感悟】

例、（·高考全国卷Ⅱ）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。

一种以闪锌矿（，含有和少量、、杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[（＋）＝·－]形成氢氧化物沉淀的范围如下：

金属离子

＋

＋

＋

＋

开始沉淀的

沉淀完全的

回答下列问题：

（）焙烧过程中主要反应的化学方程式为。

（）滤渣的主要成分除外还有；氧化除杂工序中的作用是，若不通入氧气，其后果是。

（）溶液中的＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为。

（）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为；沉积锌后的电解液可返回工序继续使用。

解析：

（）在焙烧过程中和反应生成和。

（）溶液中的＋与不能共存生成沉淀，不溶于，即滤渣中含和。

氧化除杂过程中能将溶液中＋氧化生成＋，加入能调节溶液的，促进＋完全水解。

由题表知＋、＋开始沉淀和沉淀完全时的非常接近，若不通入使＋氧化为＋，加入后无法除去＋，会影响的纯度。

（）根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为＋＋＋＋。

（）结合图示可知电解溶液时生成，即电解时＋在阴极被还原，电极反应式为＋＋－。

沉积后的电解液中主要含有，可返回溶浸工序中继续使用。

答案：

（）＋＋

（）　调节溶液的　无法除去杂质＋

（）＋＋＋＋

（）＋＋－　溶浸

【名师点睛】物质制备型

．原料预处理的六种常用方法

研磨、雾化

将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分

水浸

与水接触反应或溶解

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（煅烧）

使固体在高温下分解或改变结构，使杂质高温氧化、分解等，如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿

酸作用

溶解、去氧化物（膜）、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等

碱作用

去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节、促进水解（沉淀）

.制备过程中控制反应条件的六种方法

（）调节溶液的。

常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。

调节所需的物质一般应满足两点：

①能与＋反应，使溶液变大；

②不引入新杂质，如若要除去＋中混有的＋，可加入、（）或（）等物质来调节溶液的，不可加入溶液、氨水等。

（）控制温度。

根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。

（）控制压强。

改变速率，影响平衡。

（）使用合适的催化剂。

加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。

（）趁热过滤。

防止某物质降温时析出。

（）冰水洗涤。

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。

【变式探究】（·高考全国卷Ⅲ）是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。

回答下列问题：

（）的化学名称是。

（）利用“氧化法”制备工艺流程如图所示：

“酸化反应”所得产物有（）、和。

“逐”采用的方法是。

“滤液”中的溶质主要是。

“调”中发生反应的化学方程式为。

（）也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式：

。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为，其迁移方向是。

③与“电解法”相比，“氧化法”的主要不足之处有（写出一点）。

解析：

（）的名称为碘酸钾。

（）是一种易挥发且溶解度不大的气体，可通过加热法去除溶液中溶解的。

加入溶液“调”使（）转化为：

（）＋＋。

（）①电解法制备时，在阴极得到电子，发生还原反应：

＋－－＋↑。

②电解池中阳离子向阴极移动，即由电极向电极迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是＋通过阳离子交换膜。

③根据工艺流程分析，氧化法生成的有毒，且在调时加入的量不易控制，另外，生成的中杂质较多。

答案：

（）碘酸钾

（）加热　　（）＋＋（或＋＋）

（）①＋－－＋↑

②＋　由到

③产生易污染环境等

例、（·高考全国卷Ⅰ）焦亚硫酸钠（）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。

回答下列问题：

（）生产，通常是由过饱和溶液经结晶脱水制得。

写出该过程的化学方程式：

。

（）利用烟道气中的生产的工艺为

①＝时，Ⅰ中为溶液（写化学式）。

②工艺中加入固体、并再次充入的目的是。

（）制备也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中碱吸收液中含有和。

阳极的电极反应式为。

电解后，室的浓度增加。

将该室溶液进行结晶脱水，可得到。

（）可用作食品的抗氧化剂。

在测定某葡萄酒中残留量时，取葡萄酒样品，用·－的碘标准液滴定至终点，消耗。

滴定反应的离子方程式为，

该样品中的残留量为·－（以计）。

解析：

（）结晶脱水生成。

（）①向饱和溶液中通入，可能生成、，因溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是。

②审题时抓住“生产，通常是由过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入固体，并再次充入的目的是得到过饱和溶液。

（）阳极发生氧化反应：

－－＋＋↑，阳极室＋向室迁移，室中的转化成。

阴极发生还原反应，析出，－增多，＋由室向室迁移，则室中浓度增加。

（）作氧化剂，将氧化成。

计算样品中的残留量时以计，则（）＝（）＝·－×＝，（）＝，则该样品中的残留量为＝·－。

答案：

（）＋

（）①　②得到过饱和溶液

（）－－＋＋↑　

（）＋＋＋－＋＋　

【举一反三】（·高考全国卷Ⅲ）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为·，还含有硅、铝等杂质。

制备流程如图所示：

回答下列问题：

（）步骤①的主要反应为

·＋＋＋＋＋

上述反应配平后·与的系数比为。

该步骤不能使用陶瓷容器，原因是

。

（）滤渣中含量最多的金属元素是，滤渣的主要成分是及含硅杂质。

（）步骤④调滤液的使之变（填“大”或“小”），原因是

（用离子方程式表示）。

（）有关物质的溶解度如图所示。

向“滤液”中加入适量，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到固体。

冷却到（填标号）得到的固体产品最多。

．℃　　　　　　　　．℃

．℃．℃

步骤⑤的反应类型是。

解析：

（）·参与反应共失去电子，而参与反应得到电子，根据得失电子守恒，二者的系数比为∶。

由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应，所以该步骤不能使用陶瓷容器。

（）步骤①中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣，所以滤渣中含量最多的金属元素是。

结合流程图可知，滤渣的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。

（）滤液中存在平衡：

＋＋＋，氢离子浓度越大（越小），越有利于平衡正向移动，所以步骤④应调节滤液的使之变小。

（）根据题图，可知温度越低，的溶解度越小，析出的重铬酸钾固体越多，故项正确。

步骤⑤中发生的反应为＋↓＋，其属于复分解反应。

答案：

（）∶　陶瓷在高温下会与反应

（）　（）

（）小　＋＋＋

（）　复分解反应

【名师点睛】分离、提纯型

．正确选择物质分离六种常用方法

．常见操作的答题思考角度

常见的操作

答题要考虑的角度

分离、提纯

过滤、蒸发、分液、蒸馏等常规操作。

从溶液中得到晶体的方法：

蒸发浓缩—冷却结晶—过滤（—洗涤、干燥）

提高原子利用率

绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）

在空气中或在其他气体中进行的反应或操作

要考虑、、或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的

判断沉淀是否洗涤干净

取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等

控制溶液的

①调节溶液的酸碱性，抑制水解（或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀）；

②“酸作用”还可除去氧化物（膜）；

③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等；

④特定的氧化还原反应需要的酸性条件（或碱性条件）

控制温度（常用水浴、冰浴或油浴）

①防止副反应的发生；

②使化学平衡移动；控制化学反应的方向；

③控制固体的溶解与结晶；

④控制反应速率：

使催化剂达到最大活性；

⑤升温：

促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发；

⑥加热煮沸：

促进水解，聚沉后利于过滤分离；

⑦趁热过滤：

减少因降温而析出的溶质的量；

⑧降温：

防止物质高温分解或挥发；降温（或减压）可以减少能源成本，降低对设备的要求

洗涤晶体

①水洗：

通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；

②“冰水洗涤”：

能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗；

③用特定的有机试剂清洗晶体：

洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度有利于析出，减少损耗等；

④洗涤沉淀方法：

往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作～次

表面处理

用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法（打磨）或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等

.溶解度及其应用

（）熟记常见物质溶解度曲线变化

（）利用溶解度曲线判断结晶的方法

①溶解度受温度影响较小的（如）采取蒸发结晶的方法；

②溶解度受温度影响较大的采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法；

③带有结晶水的盐，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法，应特别注意的是若从溶液中结晶出·晶体，应在气氛中蒸发浓缩、冷却结晶。

【变式探究】某废催化剂含的、的、的和的。

某同学用该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。

采用的实验方案如下：

回答下列问题：

（）在下列装置中，第一次浸出必须用，第二次浸出应选用。

（填标号）

（）第二次浸出时，向盛有滤渣的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。

若顺序相反，会造成。

滤渣的主要成分是。

（）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是。

（）某同学在实验完成之后，得到·，则铜的回收率为。

解析：

（）根据题给化学工艺流程知第一次浸出发生反应：

＋＋、＋＋↑，产生有毒气体，必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理，选装置；第二次浸出时发生反应：

＋＋＋＋，不产生有毒气体，可选用装置。

（）第二次浸出时，向盛有滤渣的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。

若顺序相反，会造成与固体颗粒接触分解。

滤渣的主要成分是（或和）。

（）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是蒸发皿。

（）废催化剂中含有铜的物质的量为×÷·－＝，·中铜的物质的量为÷·－＝，则铜的回收率为÷×＝。

答案：

（）　

（）与固体颗粒接触分解　（或和）

（）蒸发皿　（）

【黄金押题】

．绿水青山就是金山银山，某工厂为了实现节能减排，建设美丽中国的目标，将烟道气中的一种常见气体和含（）、的废碱液作用，经过一系列化学变化，最终得到石膏（·）和过二硫酸钠（）。

设计简要流程如图所示：

（）中＝，操作的名称是。

废碱液经操作得到的固体为（填化学式）。

（）向溶液Ⅰ中通入足量空气发生反应的化学方程式为

。

（）已知用惰性电极电解饱和溶液可生成，其电解装置如图所示。

下列说法不正确的是（填字母）。

．阳极的电极反应式有

－－、－－－↑＋

．电解一段时间后，阴极附近溶液的减小

．电解过程中，阳极产生微量能使湿润的淀粉试纸变蓝的有色单质气体，该气体可能是

．若制取且阳极有（标准状况）生成时，阴极产生在标准状况下的体积为

（）一定条件下，（）、（）和（）反应过程中的能量变化关系如图所示（图中、均大于），请写出（）完全燃烧的热化学方程式：

。

解析：

由图可知，经操作后得到固体Ⅰ和溶