化工流程题与实验探究题(答案).pdf
1 工艺流程题解题技巧 一、解题的基本步骤是：审题：从题干中获取有用信息，了解生产的产品。分析 流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A、反应物是什么 B、发生了什么反应 C、该反 应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获 得产品而服务。从问题中获取信息，帮助解题。 了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手： 1、对反应速率有何影响？ 2、对平衡转化率有何影响？ 3、对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本， 对设备的要求，环境保护（从绿色化学方面作答）。 常见文字叙述套路： 1、洗涤沉淀：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2-3 次。 2、从溶液中得到晶体：蒸发浓缩- 冷却结晶 - 过滤 - （洗涤、烘干或干燥） 。 3、趁热过滤（或冰水洗涤）的目的：防止某些物质降温时会析出（或升温时会溶解）而带 入新的杂质， 4、反应中采取加热措施的作用：一般是为了加快反应的速率或加速某固体的溶解。 5、在酸的气氛中加热的目的：一般是防止某些阳离子的水解。 注意： 在写某一步骤是为了除杂是，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类 万金油式的回答是不给分的。 看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。 二、典型题目练习 1、（2011年广东高考 32）（16 分）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气， 这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下： （注 ：NaCl 熔点为 801； AlCl 3在 181升华） （1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应 产生新的杂质，相关的化学方程式为和 （2）将 Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还 含有；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在 （3）在用废碱液处理A 的过程中，所发生反应的离子方程式为 2 过滤、洗涤 反应III反应 蒸发、浓缩、冷却、过滤 固体 乙醇 产品 Na2CO3溶液 铁屑洗涤 3molL _1 硫酸饱和(NH4)2SO 4溶液 （4）镀铝电解池中， 金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl 4 和 Al2Cl7 形式存在，铝电极的主要电极反应式为 （5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是 2、 (执信中学模拟32)摩尔盐 (NH4)2SO4· FeSO4· 6H2O是一种复盐， 它易溶于水， 不溶于乙醇， 性质比一般亚铁盐稳定，不易被氧化。某实验小组查得硫酸铵、七水硫酸亚铁、硫酸亚铁铵 的溶解度如下表： 温度 /10 20 30 40 50 (NH4)2SO4/g 73.0 75.4 78.0 81.0 84.5 FeSO4· 7H2O/g 40.0 48.0 60.0 73.3 (NH4)2SO4· FeSO4· 6H2O/g 18.1 21.2 24.5 27.9 31.3 该实验小组在实验室按下列流程进行制取摩尔盐的实验： （1）洗涤的目的是除去铁屑表面的_（填物质名称） ，用离子方程式表示 碳酸钠溶液具有洗涤上述作用的原因_ （2）反应后要“趁热过滤”，其目的是： _ （3）蒸发浓缩前溶液中加入少量稀硫酸，其作用是：_ _ _。 （4）反应后的溶液经蒸发等操作所得固体用乙醇洗涤的目的是：_ _。 （5）在摩尔盐溶液中加入足量氨水，反应的离子方程式为：_ _。 2、答案（ 1）油污或油脂（1 分） ，CO3 2- + H 2O HCO3 - + OH- （2 分） （2）Cu 或 CuSO4（2 分） ，除去过量铁屑（1 分） ，防止温度降低析出FeSO4· 7H2O 造成 FeSO4的损失（ 2 分） （3）抑制 Fe 2+、NH 4 +的水解（ 2 分） ，减少 Fe2+的氧化（ 1 分） 3 （4）除去晶体表面的少量水分（1 分）和其它可溶性杂质（1 分） ，避免水洗时晶体溶解损 失（ 1 分） （5）Fe2+ + 2NH3· H2O Fe(OH)2 + 2NH 4 +（2 分） 3、 （ 2011 年 9月珠海室摸底31）镁砂（ MgO ）是一种高温耐火材料。下图是氨法制取高纯 镁砂的部分工艺流程： 请回答： （1）MgCl 2?6H2O 溶于水，溶液呈（填“酸性” “中性”或“碱性”） 。 （2 分） （2）写出氨分子的电子式。 （2 分） （3）蒸氨是将石灰乳通入氯化铵溶液中，并加热，写出该反应的化学方程式： 。 （2 分） （4）轻烧后的产物为。 （ 2 分） （5） （2 分）工业获取的MgCl 2?6H2O 常混有 FeCl3,除去 MgCl2溶液中的 Fe 3+，可选用下列 试剂A MgO B NaOH C Mg（OH）2 D KSCN （6） （2 分）氨化反应过程中反应的离子方程式。 （7） （ 4 分）过滤洗涤主要是除去附着在固体表面的氯离子，过滤后洗涤沉淀的方法 是； 检验沉淀已洗涤干净的方法是。 答案 3 （16 分，每小题2 分） （1）酸性（2 分）（2）（2 分） （3）Ca（OH）2 + 2NH 4Cl 2NH3+ CaCl2 +2H2O （2 分，物质全对1 分，配 平 1 分，条件和气体符号不扣分） （4）MgO （或氧化镁）（2 分） （5）AC （满分 2 分,选对 1 个 1 分，错选或多选0 分） （6）Mg 2+ + 2NH3 + 2H2O = Mg （OH）2+2 NH4 + （或 Mg 2+ + 2NH3 ·H2O = Mg （OH）2+2 NH4 +） （2 分，物质全对1 分，配平 1 分，条件和沉淀符号不扣分） （7）沿玻璃棒向过滤器中滴加蒸馏水到浸没沉淀，待水自然流下，重复此操作2-3 次。 （2 分；试剂1分，现象1 分） 向最后一次洗涤后的溶液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，证明已 经洗涤干净。 （2 分；试剂1 分，现象1 分） 4、 （ 增城中学模拟32）工业上利用硫酸渣（含Fe 2+、Fe3+的硫酸盐及少量 CaO和 MgO ）制备 高档颜料铁红 (Fe2O3 ) 和回收 (NH4)2SO4，具体生产流程如下： NHH H 4 （1）在废渣溶解操作时，应选用_溶解（填字母） 。 A、氨水 B、氢氧化钠 C、盐酸 D、硫酸 （2）物质 A是一种氧化剂，工业上最好选用（供选择使用的有：空气、Cl2、 MnO2） ，其理由是。 （3）根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件是：。 （4） “结晶” 反应的化学方程式为_ _。 （5）简述检验“滤液”中含有NH4 的实验方法： 。 4、答案（16 分） （1）D（ 2分 ） （2）空气（ 2 分） ； 原料来源容易，成本低，不产生污染，不引入杂质。 （2 分，答其中两点即可） （3）溶液温度控制在80（ 1 分） ，pH控制在 1.5 （1 分） ，氧化时间为4 小时左右（ 2 分） （4）3Fe2(SO4)3 2NH3·H2O 10H2O (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12+ 5H2SO4（3 分） （5）取少量滤液于试管中，向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液，加热。用湿润的红色石 蕊试纸放在试管口处，红色石蕊试纸变蓝色，说明滤液中含有NH4 +。 （3 分） 5、 （ 2010 年广东高考32） （16 分）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已-锂辉石（主 要成分为Li2O Al2O3 4SiO2）为原材料制备 Li2CO3的工艺流程如下： 已知： Fe3+、Al 3+、Fe2+和 Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时， 溶液的 PH 分别为 3.2、5.2、9.7 5 和 12.4；Li2SO4、LiOH 和 Li 2CO3在 303K 下的溶解度分别为 34.2g、12.7g 和 1.3g （1）步骤前，B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_ （2）步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li +、 SO 4 2-,另含有 Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、 Ca 2+、 Na+等杂质，需在搅拌下加入 _(填“石灰石” 、 “氯化钠”或“稀硫酸”) 以调节溶液的PH 到 6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。 （3）步骤中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的 杂质金属离子有_ （4）步骤中，生成沉淀的离子方程式为_ （5）从母液中可回收的主要物质是_ _ 5、答案 1 （ 1）加快反应速率（2）石灰石（ 3） 、Fe2+、Mg 2+、Ca2+（ （4）2li+CO 3 2-=li2CO 3
