工业流程图题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工业流程专题,特点：,陌生度高、阅读量大、综合性强、区分度高,重点看,:,什么东西进去，什么东西出来,原料,目标产物,原料的,预处理,反应条件的,控制,产品的分离提纯,成本,环保,建 模,核心反应,1,2,3,增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。,原料的预处理,浸出：,研磨：,（水浸、酸浸、碱浸）,使原料中的*溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。,灼烧,：,（焙烧、煅烧）,除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）,搅拌：,使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。,2.1,反应条件的控制,温度,:,反应速率,物质的溶解度（溶解度曲线）,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,温度、,pH,、保护气,2.2,温度,:,反应速率,物质的溶解度,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,温度、,pH,、保护气,pH,：,物质的沉淀与溶解,弱离子的水解,反应条件的控制,2.2,温度,:,反应速率,物质的溶解度,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,温度、,pH,、保护气,pH,：,物质的沉淀与溶解,弱离子的水解,保护气：,隔绝空气（主要是,O,2,、,H,2,O,）,弱离子的水解,反应条件的控制,2.2,产品的分离提纯,过滤、结晶、蒸馏、萃取分液,过滤：,趁热过滤,考虑溶解度,沉淀的洗涤,水（冰水、热水）、,有机物（乙醇、乙醚）,（主要考虑溶解度）,降低因溶质的溶解而引起的损耗；,乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。,2.3,沉淀的洗涤方法,加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，,滤净，重复,23,次。,检验沉淀是否洗净的方法,分析清楚溶液中的成分,Cl,-,、,CO,3,2-,、,SO,4,2-,、,Fe,3+,、,NH,4,+,生产实际,速率快、产率高、,产品纯度高,成本低、无污染,循环利用,多快好省,3,循环利用：,箭头指回为循环,（实质就是降低成本）,（,2013,福建卷,24,）,（,2005,上海卷,26A,）,（,2013,年全国新课标卷,I,）,27,锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（,LiCoO,2,），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为,6C+,x,Li,+,+,x,e,-,=Li,x,C,6,。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。,（,6,）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有,_(,填化学式,),。,Al(OH),3,、,Li,2,SO,4,、,CoCO,3,（,2010,安徽卷）,27,锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（,LiMn,2,O,4,、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：,Al(OH),3,（,2011,福建卷）,24,四氯化钛,(TiCl,4,),是制取航天航空工业材料,钛合金的重要原料。由钛铁矿,(,主要成分是,FeTiO,3,),制备,TiCl,4,等产品的一种工艺流程示意如下：,该工艺流程中存在的不足之处是,产生三废,。,（,2012,四川卷）,29,（,3,）已知,1 mol CH,4,在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热,160.1 kJ,，,1 mol CH,4,在氧气中完全燃烧生成气态水时放热,802.3 kJ,。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式：,。,CaS(s)+2O,2,(g)=CaSO,4,(s) ,H,=,？,CaSO,4,(s)+CH,4,(g)=CaS(s)+CO,2,(g)+2H,2,O(g),H,=,160.1 kJ/mol,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(g),H,=,802.3 kJ/mol,（,962.4 kJ/mol,）,（,2013,福建卷）,24,二氧化氯（,ClO,2,）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。,（,1,）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产,ClO,2,方法。,该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（,NaClO,3,）与盐酸反应生成,ClO,2,。,工艺中可以利用的单质有,H,2,、,Cl,2,（填化学式），发生器中生成,ClO,2,的化学方程式为,_,。,Cl,2,HCl,NaClO,3,+HClClO,2,+,H,2,/Cl,2,(?),+NaCl,2NaClO,3,+4HCl=2ClO,2,+Cl,2,+2NaCl+2H,2,O,NaCl,NaClO,3,氧化还原规律,（,2010,安徽卷）,27.,锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（,LiMn,2,O,4,、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：,（,2,）第步反应的离子方程式是,。,Li,+,LiMn,2,O,4,+O,2,Li,+,+MnO,2,4LiMn,2,O,4,+O,2,+4H,+,=4Li,+,+8MnO,2,+2H,2,O,瞻前顾后,（,2011,广东卷）,32,由熔盐电解法获得的粗铝含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于钢材镀铝。工艺流程如下：,（,3,）在用废碱液处理气体,A,的过程中，所发生反应的离子方程式为,_,。,Cl,2,2OH,=Cl,ClO,H,2,O,H,OH,=H,2,O,全面,Cl,2,、,HCl,对于提纯型的流程题，关注起始原料中的杂质对于写全方程式尤为重要！,（,2013,年全国新课标卷,II,）,27,氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌,(,含有,Fe(),、,Mn(),、,Ni(),等杂质,),的流程如下：,提示：在本实验条件下，,Ni(),不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是,MnO,2,。,（,1,）反应中除掉的杂质离子是,_,，发生反应的离子方程式为,_,；,Fe,2,和,Mn,2,；,MnO,4,3Fe,2,7H,2,O=MnO,2,3Fe(OH),3,5H,3Mn,2,2MnO,4,2H,2,O=5MnO,2,4H,全面,（,2013,年全国新课标卷,I,）,27,锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（,LiCoO,2,），导电剂乙炔黑和铝箔等。,（,3,）“酸浸”一般在,80,下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应 的化学方程式,_,；,2LiCoO,2,+3H,2,SO,4,+H,2,O,2,Li,2,SO,4,+2CoSO,4,+O,2,+4H,2,O,、,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,瞻前顾后,全面,LiCoO,2,+H,2,SO,4,+H,2,O,2,Li,2,SO,4,+CoSO,4,（,2013,年全国新课标卷,I,）,27,锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（,LiCoO,2,），导电剂乙炔黑和铝箔等。,（,4,）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式,_,。,CoSO,4,+2NH,4,HCO,3,=CoCO,3,+(NH,4,),2,SO,4,+H,2,O+CO,2,（）,全省,38.3%,考生这样作答：,CoSO,4,+NH,4,HCO,3,=CoCO,3,+NH,4,HSO,4,（,）,反应实际,核心反应,陌生方程式的书写,1,关注箭头的指向,(,聚焦局部,),前后追溯物质（放大局部）,氧化还原规律与非氧化还原规律,反应实际（物质性质、试剂量）,全面考虑,原料,目标产物,原料的,预处理,反应条件的,控制,产品的分离提纯,成本,环保,建 模,核心反应,1,2,3,增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。,原料的预处理,浸出：,研磨：,（水浸、酸浸、碱浸）,使原料中的*溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。,灼烧,：,（焙烧、煅烧）,除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）,搅拌：,使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。,2.1,反应条件的控制,温度,:,反应速率,物质的溶解度（溶解度曲线）,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,温度、,pH,、保护气,2.2,（,2009,江苏卷, 16,）,以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：,FeSO,4,+2NH,4,HCO,3,=FeCO,3,+(NH,4,),2,SO,4,+CO,2,+H,2,O,（,3,）反应,需控制反应温度低于,35 ,，其目的是,_,。,防止,NH,4,HCO,3,分解（或减少,Fe,2+,的水解）,反应速率,物质的溶解度,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,（,2010,江苏卷, 16,）,钡盐行业生产中排出大量的钡泥,主要含有,BaCO,3,、,BaSiO,3,、,BaSO,3,、,Ba(FeO,2,),2,等,。某主要生产,BaCl,2,、,BaCO,3,、,BaSO,4,的化工厂利用钡泥制取,Ba(NO,3,),2,，其部分工艺流程如下：,（,2,）酸溶时通常控制反应温度不超过,70 ,，且不使用浓硝酸，原因是,_,、,_,。,防止反应速率过快,浓,HNO,3,易挥发、分解,反应速率,物质的溶解度,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,（,2007,广东卷,21,）,以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示。回答下列问题：,（,3,）“冷却结晶”过程中，析出,NH,4,Cl,晶体的合适温度为,_,。,35,（,3340,均可得分）,2NaCl+(NH,4,),2,SO,4,=2NH,4,Cl,+Na,2,SO,4,温度,:,反应速率,物质的溶解度,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,温度、,pH,、保护气,pH,：,物质的沉淀与溶解,弱离子的水解,反应条件的控制,2.2,温度,:,反应速率,物质的溶解度,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,温度、,pH,、保护气,pH,：,物质的沉淀与溶解,弱离子的水解,保护气：,隔绝空气（主要是,O,2,、,H,2,O,）,弱离子的水解,反应条件的控制,2.2,产品的分离提纯,过滤、结晶、蒸馏、萃取分液,过滤：,趁热过滤,考虑溶解度,沉淀的洗涤,水（冰水、热水）、,有机物（乙醇、乙醚）,（主要考虑溶解度）,降低因溶质的溶解而引起的损耗；,乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。,2.3,沉淀的洗涤方法,加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，,滤净，重复,23,次。,检验沉淀是否洗净的方法,分析清楚溶液中的成分,Cl,-,、,CO,3,2-,、,SO,4,2-,、,Fe,3+,、,NH,4,+,结晶：,蒸发结晶,蒸发浓缩、冷却结晶,蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶,重结晶,CuSO,4,5H,2,O,、,ZnSO,4,7H,2,O,、,CaBr,2,6H,2,O,、,Al,2,(SO,4,),3,18H,2,O,2012,上海卷,除去,CuSO,4,5H,2,O,中含有的,Cu(NO,3,),2,2009,广东卷,除去,Mg(ClO,3,),2,中含有的,NaCl,2007,广东卷,除去,NH,4,Cl,中含有的,Na,2,SO,4,NaCl,题型示例,9,下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是,选项,目的,分离方法,原理,A,分离溶于水的碘,乙醇萃取,碘在乙醇中的溶解度较大,B,分离乙酸乙酯和乙醇,分液,乙酸乙酯和乙醇的密度不同,C,除去,KNO,3,固体中混杂的,NaCl,重结晶,NaCl,在水中的溶解度很大,D,除去丁醇中的乙醚,蒸馏,丁醇与乙醚的沸点相差较大,原料,目标产物,原料的,预处理,反应条件的,控制,产品的分离提纯,成本,环保,建 模,核心反应,1,2,3,生产实际,速率快、产率高、,产品纯度高,成本低、无污染,循环利用,多快好省,3,（必修,2,课本,P,106,，根据,1997,年高考试测题改编）,“卤块”的主要成分是,MgCl,2,，此外还含,Fe,3+,、,Fe,2+,和,Mn,2+,等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且成本较低，请根据表,1,和表,2,提供的资料，填写空白。,表,1,生成氢氧化物沉淀的,pH,表,2,原料价格表,物质,开始沉淀,沉淀完全,物质,价格（元,吨,-1,）,Fe(OH),3,2.7,3.7,漂液（含,25.2%NaClO,）,450,Fe(OH),2,7.6,9.6,双氧水（含,30%H,2,O,2,）,2 400,Mn(OH),2,8.3,9.8,烧碱（含,98%NaOH,）,2 100,Mg(OH),2,9.6,11.1,纯碱（含,99.5%Na,2,CO,3,）,600,Fe,2+,氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为,Fe,3+,，生成,Fe(OH),3,沉淀除去。,？,？,？,Mg,2+,Fe,3+,Fe,2+,Mn,2+,Mg,2+,Fe,3+,Mn,2+,Mg,2+,Fe(OH),3,、,Mn(OH),2,漂液,烧碱,纯碱,（,2013,年全国新课标卷,I,）,27,锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（,LiCoO,2,），导电剂乙炔黑和铝箔等。,可用盐酸代替,H,2,SO,4,和,H,2,O,2,的混合液，但缺点是,_,。,有氯气生成,，污染较大,污染：,废渣、,废液（酸、碱、重金属盐）、,废气（,Cl,2,、,Br,2,、硫和氮的氧化物）,很多学生答不出，没有环保的意识。,（,2006,四川卷）,29,四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：,（,2,）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气，请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由,_,。,速率快、产率高,循环利用：,箭头指回为循环,（实质就是降低成本）,（,2013,福建卷,24,）,（,2005,上海卷,26A,）,建 模,有高度,有深度,整体与局部意识,生产实际意识,答题要点意识,有方向,有模式,温馨提示,重温课本,必修,2,：,P,9094,开发利用金属矿物和海水资源,海水提溴（,富集、热循环,）,海水提镁,课后题中各种矿石的冶炼,选修,4,：,P,6265,难溶电解质的溶解平衡,沉淀反应的应用（生成、溶解、转化）,试题特点：,陌生度高、阅读量大、综合性强、区分度高,工业流程题,以与工业生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心，,以流程图为信息背景，,以物质的性质、转化、分离等为考查点，,将元素化合物、反应原理、化学实验等内容有机融合。,无机框图推断题,以元素特性为中心，,以不同物质间的框图转化为背景，,以物质性质和物质的转化为考查点。,“,以能力测试为主导，考查考生将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的化学问题的能力。”,（,2013,年全国新课标卷,I,）,27,回答下列问题：,（,1,）,LiCoO,2,中，,Co,元素的化合价为,_,。,（,2,）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式,_,。,（,3,）“酸浸”一般在,80,下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式,_,；可用盐酸代替,H,2,SO,4,和,H,2,O,2,的混合液，但缺点是,_,。,（,4,）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式,_,。,（,5,）充放电过程中，发生,LiCoO,2,与,Li,1-,x,CoO,2,之间的转化，写出,放电时电池反应方程式,_,。,（,6,）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是,_,。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物,有,_(,填化学式,),。,实验方案评价,化合价,氧化还原反应,原电池反应,元素化合物,离子反应,化学方程式,原电池工作原理,充电时，该锂离子电池负极发生的反应为,6C+,x,Li,+,+,x,e,-,=Li,x,C,6,原料,目标产物,原料的,预处理,反应条件的,控制,产品的分离提纯,成本,环保,建 模,核心反应,1,2,3,、核心反应,陌生方程式的书写,以全国新课标卷,I,非选择题为例：,方程式书共写,16,个，流程题独占,5,个。,关注箭头的指向：,箭头指入,反应物,箭头指出,生成物,氧化还原反应：,熟练应用氧化还原规律判断产物形式配平,非氧化还原反应：,结合物质性质和反应实际判断产物形式,1,整体意识：,两种意识,快速浏览全题,:,什么东西进去，什么东西出来,流程的目的（特别是流程中的始末物质）,题目设问情况,局部意识：,两种意识,定位意识,（,1,）问题一般各自相对独立，无连带效应，一个问题,解决不了不会影响下一个问题的解决。,（,2,）每题中基本上都有与流程无关的问题，可直接,作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示，,要么与解答题目无关。,