工业流程题.docx

提升点2无机化工流程题揭秘一、 无机化工流程题的命题特点无机工业流程题以真实的工业生产过程为背景，以能力立意为命题指导思想，综合考查学生各方面 的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力这类题的一般呈现形式是流程图、表格、 图象，通常围绕以下几个知识点进行设问：(1) 反应速率与平衡理论的运用；(2) 氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；(3) 利用控制pH分离除杂；(4) 化学反应的能量变化；(5) 实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；(6) 流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；(7) 环境保护与绿色化学评价二、 工业生产流程的模式及规律模式：蜂料无机矿物•所需产品京料循.环利用核心 化学反应拷制排放物的无 害化处理规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环；核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制三、解答无机化工流程试题的程序1. 审题步骤痴兢液尾—— 浏览题目找出原料和产品〜一 (题干中信息Q■四堕Q 一〔设问中信息成阶既预处理■反应分离、提纯J一J一" 〔2.反应：反应物、产物.类型巨亟垂晅口——细渎慎答一各个击破2. 解题思路明确流程目的|一|分析条件和性质|一|结合问题联系原理|一|答题注意模式，抓住要点四、八大热点题型揭秘热点题型1氯及其化合物的工业加工和利用［例1］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显著减小 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2次氯化的离子方程式为3) 资料证实，在酸性介质中，第1次氯化过程中可用02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 一被Cl2氧化，然后用热空气吹出，载溴空气进入吸收塔，根据题中信息，吸收塔内溶液pH显著减小，可确定气体X是S02，吸收塔内反应的化学方程式为Br2 + SO2 + 2H2O===H2SO4 + 2HBr，生成的Br 一再被C12氧化，生成的Br2用蒸气蒸出，再冷凝得到液态溴[答案] (1)是 (2)Br2 + SO2 + 2H2O==H2SO4+2HBr 2Br-+ C12==Br2 + 2C1- (3)若用廉价的空气替代C12进行第1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，在经济上不合算(4)氯化后的海水虽然含有 漠单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高，“空气吹出、SO2气体吸收、氯化”的过程实际上 是一个漠的富集过程，以提高其浓度，减少能源的消耗热点题型2氮及其化合物的工业加工和利用[例2] [2013-太原模考]合成氨是“将空气变成面包”的反应，合成氨工业在国民经济中占有重要地 位。

下图是合成氨的简要流程图：I .原料气的制备(1) 合成氨所需氮气来自空气，方法之一是将空气液化后再加热分离；请另设计一种从空气中分离出氮 气的方法：(2) 请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)：II. 原料气的净化为了防止催化剂“中毒”，原料气在进入压缩机之前必须经过净化、精制处理，“精制”过程通常是 将含有少量CO、C02、02和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨([Cu(NH3)2]Ac)溶液，以 获得纯净的原料气其中，吸收 CO 的反应为 CO(g)+[Cu(NH3)2]Ac(l)+NH3・H2O(l) [Cu(NH3)3CO]Ac(l) +H20(l)剧 <0(Ac-代表 CH3COO-)3) 为了提高CO的吸收率，可采取的有效措施是 4) 除去氧气时，氧气将[Cu(NH3)2]Ac氧化为[Cu(NH3)4]Ac2,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是 OIII. 氨的合成(填序号)5) 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是采用较高的压强(20〜50 MPa)采用500°C的高温用铁触媒作催化剂将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，N2和h2循环到合成塔中并补充N2和H2(6)如图是实验室模拟工业法合成氨的简易装置。

简述检验有氨气生成的方V A.B.C.铁丝绒加热D.1111111 ill 11111111111口氮包和氧气的混合气[答案](1)将空气与碳作用生成co2，除去CO2即可得到氮气(其他合理答案也可)高温 高温(2) C+H2O(g)====£O+H2 或 CO+H2O(g)====£O2+H2(或其他合理答案)(3) 降低温度、增大压强(4)4 : 1 (5)AD(6) 将湿润的红色石蕊试纸放到导管口处，若变蓝说明有氨气生成热点题型3硫及其化合物的工业加工和利用［例3］ ［2013-扬州调研］一种以黄铜矿和硫黄为原料制备铜和其他产物的新工艺的原料综合利用率较 高其主要流程如下：HCI,阪口，Cud瞄溶楂空气空气注；反应n的离子方程式为cu2+ +cus+4cr2CaClr+S注：反应II的离子方程式为Cu2++CuS+4Cl-===2CuC- + S请回答下列问题：(填化学式)1) 反应I的产物为 (2) 反应m的离子方程式为⑶一定温度下，在反应m所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，其原因是⑷炼钢时，可将铁红投入熔融的生铁中，该过程中主要反应的化学方程式是(5)某硫酸厂为测定反应W所得气体中SO2的体积分数，取280 mL(已折算成标准状况)气体样品与足量 Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.02000 mol-L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗25.00 mL K2Cr2O7 溶液。

已知：Cr2O2-+Fe2++H+ —Cr3++Fe3++H2O(未配平)①将SO2通入Fe2(SO4)3溶液中，发生反应的离子方程式为 ②反应W所得气体中SO2的体积分数为 ［解析］(5)②由反应的化学方程式知各物质间存在如下关系：3SO2~6Fe2 + ~Cr2O?_ 3 1n(SO2) 0.02000 X 25X10.3 mol可求得 n(SO2)= 1.5X10.3 mol，则 V(SO2) = 33.6 mL则所得气体中SO,的体积分数为I36-mLX 100%=12.00% 2 280 mL［答案］ (1)FeS2、CuS(2)4CuCl-+O2+4H+===4Cuz+ + 8C1-+2H2O(3 )该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜 高温(4) 3C+Fe2O3====2Fe+3CO f(5) ① SO2+2Fe3++2H2O===SC4-+2Fe2++4H+ ② 12.00% 热点题型4钠及其化合物的工业加工和利用［例4］碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2+、 Mg2+、Fe3+、Cl-和SO4-等杂质，提纯工艺流程如下：水-工业 一碳酸钠NjiOH溶Ml二一］ 已喝栓除杂-过滤_」球—|蕴发■缩结晶U腰热过滤NaKCO：, - IW』加然脱水.忒剂兼NaEQ —已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：回答下列问题：77K(1) 滤渣的主要成分为。

2) “趁热过滤”的原因3) 若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是 (写出一种)⑷若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是 5) 已知：Na2CO3- 10H2O(s)===N勿CO3(s) + 10H2O(g) A^=532.36 kJ・mol-1Na2CO3・ 10H2O(s)==N^CO3・H2O(s)+9H2O(g) AH2=473.63 kJ-mol-1写出Na2CO3-H2O脱水反应的热化学方程 ［解析］ 从题目中可知，该题中的实验目的是从工业碳酸钠中提纯出碳酸钠，工业碳酸钠中含有的杂质有Mg2+、Fe3 +、Ca2 +、Cl 一和SO4 一等，所以该流程的目的就是把这些杂质除去并得到纯净的碳酸钠 固体流程图中加水的目的是使可溶物质溶于水，少量的Ca2 +与CO? 一生成沉淀CaCO3加入过量的NaOH 溶液，很显然是将Mg2+、Fe3 +转化成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀，再通过过滤的方法除去但这一步骤对 Cl一和SO2一是没什么影响的，所以流程图中出现了一个蒸发浓缩结晶和趁热过滤的操作，这肯定是为了使 —个随温度升高溶解度变化不大的物质析出来，通过读图可得出Na2CO3・H2O符合这一条件，这样可以通 过趁热过滤除去Cl_、SO4 一和一些沉淀不完全的离子。

由于Na2CO3-10H2O溶解度随温度的升高变化非常 大，如果降温，一定会析出来而影响主要产物，所以要趁热过滤［答案］ (1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3(2) 使析出的晶体为Na9CO3-H.O,防止因温度过低而析出Na2CO3-10H.O晶体，令后续的加热脱水耗 时长、耗能高(3) 用已预热的布氏漏斗趁热抽滤(4) 溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3中混有杂质；原因：“母液”中含有的离 子有Ca2+、Na+、Cl-、SO4-、OH-、COg-，当多次循环后，使得离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4、 Ca(OH)2、CaCO3 等沉淀(5) Na2CO3-H2O(s)===Na2CO3(s)+H2O(g) AH=58.73 kJ-mol-1热点题型5镁、铝及其化合物的工业加工和利用［例5］高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管实验室制取高纯氧化铝的流程如下：过轼化狙F氨水硫酸馅溶'液脱酸锤滤渣(1) “除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+检验Fe2+是否除尽的实验操作 (2) 通常条件下K ［Fe(OH)J =4.0X10-38 mo0L-4，除杂后溶液中c(Fe3+)约为 。

sp 3(3) 配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是 4) “结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止，冷却结晶，得到铵明矶(含 结晶水)母液不能蒸干的原因5) “分离”操作名称 (填字母代号)A.蒸馏 B.分液 C.过滤(6) 测定铵明矶组成的方法是：a, 称取0.9060 g铵明矶样品，高温灼烧，得Al2O3固体0.1020 g；b, 称取0.4530 g铵明矶样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的BaCl2溶液，经陈化、过滤、灰化， 得 BaSO4 0.4659 g；c, 称取0.4530 g铵明矶样品，加入足量的NaOH溶液，加热，将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸， 浓硫酸增重0.0170 g则铵明矶的化学式为［解析］ (2)根据(1 )中除杂后溶液的pH约为8 ,即c(OH-)^10-6 mol-L.i，再根据Ksp［Fe(OH)3］二 c(Fe3 +)Xc3(OH-)^c(Fe3 +)X(10一6 mol・L一 1)。