（管理流程图）流程图框专题复习.pdf

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(管理流程图)流程图框专
题复****br/>流程图框专题复****br/>此类题实际考查的是学生应用化学反应原理、化学平衡原理、水解理论、物质制
备和分离的知识、绿色化学的观点、经济理念来分析实际生产中的各种问题的能
力。
一、试题分析:
下面就从试题结构和问题设计两个方面来剖析:
1、试题结构
这些题目的内容往往与生产、生活实际联系密切,因此从题干部分看一般都是采
取流程图的模式,阅读完流程图后结合相关信息回答问题。流程图的形式各异,
有的以物质操作名称作框,但每一题都固作为框图形成流程的主线,有的以
定以上一种形式为框,从近几年的试题看以第一种常见即以操作名称为主线,物
质随着操作发生变化。此外该题中通常还包含简单的实验设计,此类实验一般为
制备或对样品的定性定量分析实验。
2、问题设计
从和、问题的设计看一般包含仪器的选择基本实验操作定量计算、元素化合
物性质、简单实验设计和绿色化学、基本原理等六个方面的考点。
考点各项内容
基础操作浓溶液稀释、离子检验、沉淀法定量分析、固-液分离、过滤操作
元素化合物性铁离子和亚铁离子的氧化还原性质、硫酸根离子的检验Al(OH)3的
质***、Mg2+、Fe3+和氢氧化铁的性质、铵盐的性质等
铁离子、硫酸根离子的定量分析、碱式碳酸镁组成的定量分析、碳
实验设计
酸根离子的定性检验:.
NOCO的污染、2的循环利用、NH3的循环利用,副产物的再利用,绿
绿色化学
色化学的理念、工业生产安全。
利用化学方程式计算、化学式计算、溶解度计算百分含量计算、转
定量计算
化率计算
基本原理化学反应速率、平衡移动原理:.
一、例题分析
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1、98%)中含
有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO等杂质,提纯工艺路线如下:
NaO
已知碳酸钠的溶解度(水S)随温度变化的曲线如下图所示:滤渣
H
回答下列问题:
工业碳酸钠溶解除杂过滤
(1)滤渣的主要成分为 。
滤液蒸发浓缩结晶
(2)“趁热过滤”的原因是 。
,可采取的措施是 (写出种)。(3)若在实验室进行“趁热过滤”1母液
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是 。趁热过滤
(5)已知:Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)Δ加热脱水H1=+·mol-1
检验试剂Na2CO3Na2CO3·H2O
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH1=+·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式 。
分析:考察内容:操作名称命名的流程题。
考点各项内容
基础操作趁热过滤的原因、滤渣的成分;多个基础操作名称
绿色化学母液的循环使用
基本原理盖斯定律的运用求算某反应的热化学反应方程式。
解释与思路:
(1)因工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成
Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2沉淀。
时发生突变,溶解度迅速减少,弱不趁热过滤将析出晶体。(2)观察坐标图,温度减少至313K
(3)思路方向:。
(4)思路:分析“母液”中存在的离子,若参与循环,将使离子浓度增大,对工业生产中哪
个环节有所影响。:.
(5)通过观察两个热化学方程式,可将两式相减,从而得到Na2CO3·H2O(s)====Na2CO3(s)
+H2O(g)。
参考答案
(1)Mg(OH)滤渣的主要成分为2、Fe(OH)3、CaCO3。
(2)“”的原因是使析出的晶体为Na趁热过滤2CO3·H2O,防止因温度过低而析出
Na2CO3·10H2O晶体,令后续的加热脱水耗时长。
(3)“趁热过滤”,可采取的措施是用已预热的布氏漏斗趁热抽滤。若在实验室进行
(4)“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是问题:溶解时有大量沉淀生成,使若
Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质;原因:“母液”Ca中,含有的离子有2+,Na+,
Cl-,SO42-,OH-,CO32-,当多次循环后,使用离子浓度不断增大,溶解时会生成
CaSO4,Ca(OH)2,CaCO3等沉淀。
(5)Na写出2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式
Na2CO3·H2)O(S====Na2CO3(s)+H);2O(gH=+
2、(08广东卷)
硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三***甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅
的主要方法,生产过程示意图如下:
HClH2
焦炭
①写出由纯SiHCl石英砂3制备高纯硅的化学反应方程式粗硅SiHCl3(粗) 。SiHCl3(纯)1357高纯硅
高温573K以上
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物K
质,写出配平的化学反应方程式 ;H2还原SihCl3过程中若混O2,可能引起的后果
是。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是(填字母)。
,可用于生产耐高温水混
、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
、石灰石和石英砂的,其熔点很高
,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅:.
(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和***化铵溶液,振
荡。写出实验现象并给予解释 。
分析:考察内容:以物质名称命名的流程题。
考点各项内容
元素化学性质硅及其化合物的性质
基本原理盐类水解的运用
绿色化学安全生产
这个是以必修教材为背景的一道流程题,命题方式及考查较基础。
SiCSi和3N4均为原子晶体,熔点高,性质稳定,ABSiO正确。光导纤维的材料为2,C正确。
普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3,它是以石英砂(SiO2)、石灰石(CaCO3)和纯碱(Na2CO3)
为主要原料反应制成的。
DSiHFHClE正确。常温下,只能与唯一一种酸反应不与反应,错。
CaCO+SiO高温CaSiO+CO↑2-+
(3)写出实验现象并给予解释:生成白色絮状沉淀,又刺激性气味的气体生成;SiO32323与NH4
发生双水解反应,SiO32-+2NH4++2H2O=2NH3·H2O+H2SiO3↓。
3、明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化
铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:
根据上述图示,完成下列天空:
⑴明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL()需要取浓氨水(每氨稀氨水
,用规格为mL氨)量筒量取。
⑵氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42-外,还有大量的NH4+。检验NH4
+的方法是。
⑶写出沉淀物中所有物质的化学式。
⑷滤液I。的成分是水和
⑸为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,完善下列步骤:
①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量溶液,产生白色沉淀。
②、、(依次填写实验操作名称)。
③冷却、称重。
⑹若试样为mg,沉淀的物质的量为nmol,则试样中K2SO4的物质的量为:
mol(用含m、n)。的代数式表示:.
二、复****对策:
这类题目的难点在于其综合性,但由于纯粹以工业生产为背景又很大程度上限制了它综合性
的发挥。
1、复****时要充分利用课内已有的结合工业生产的教学资源,如粗盐提纯、海带提碘、苦卤
提溴、海水提镁、高炉炼铁、合成氨工业、三酸二碱的生产等,将其中基本的实验原理、装
置原理和操作原理弄懂弄透,教会学生能够举一反三。
2、解题时加强题干的理解,学会概括题意,读图时将流程图框内外统一考虑,弄清每一步
操作中各种反应物和生成物的关系,注意箭头的方向,回答时要结合问题知道“做什么,怎
。么做、为什么这么做”
3、要点指导

化工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度,依据外界条件
对化学反应速率和化学平衡影响的规律确定,其原则是:
(1)对任一可逆反应,增大反应物浓度,能提高反应速率和转化率。故生产中常使廉价易得
的原料适当过量,以提高另一原料的利用率,∶3。
(2)对气体分子数减少的反应,增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动。但压强太大,
动力消耗,设备要求、成本增高,故必须综合考虑。
(3)对放热反应,升温,提高反应速率,但转化率降低,若温度太低,反应速率又太慢,故
需使用适当的催化剂。
对吸热反应,升温,加快反应速率,又能提高转化率,但要避免反应物或生成物的过热
分解。
(4)使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡,但使用时必须注意其活性温度范围,
,延长使用寿命。且防止催化剂“中毒”
合成氨适宜条件:500℃、铁触媒、2×107~5×107、循环操作。

,并尽可能把(1)环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境,严格治理“三废”“三
废”变为有用的副产品,实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”处理方法是:
①尾气吸收(氨吸收法)
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O
②废水处理(石灰乳中和法)Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O
③废渣利用,制砖或制造水泥
(2)能量的充分利用。化工生产中应充分利用反应热,这对于降低成本具有重要意义。硫酸
生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要,而且还可以由硫酸厂向外界输出:.
大量能量(供热发电)。
(3)厂址选择和生产规模。化工厂厂址的选择,涉及原料、水源、能源、土地供应,市场需
求、交通运输和环境保护等因素,应对这些因素综合考虑,作出合理的抉择。由于硫酸是腐
蚀性液体,不便贮存和运输,因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区,应避开人口稠密
的居民区和环境保护要求高的地区。工厂规模大小,主要由硫酸用量的多少来决定。

中学化学中涉及到的化工生产知识渗透绿色化学的观点,具体体现在如下几个方面:
(1)节省资源,提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业,***工业,接触法制硫酸,
联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作,体现了绿色化学中节省能源的基本原理。
(2)化工生产中均介绍了尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如:氨氧化法
制***、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。
(3)现行教材中涉及的化工生产体现了绿色化学内涵——设计新的化学反应条件,降低对人
类健康和环境的危害,减少废弃物的产生和排放。例如教材中介绍了无***电镀,由乙炔制乙
醛工业生产中使用非***催化剂的原因。:.
工业流程专题练****br/>1、(0522)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO广东2)是目前最好的白色
颜料。
制备TiO2的原料是钛铁矿,我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有和TiFe2O3的钛铁矿(主
要
成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下:
⑴Ti22,Ti_______周期,第______族。的原子序数为位于元素周期表中第
;⑵步骤①加铁的目的是___________________________________________________________
步骤②冷却的目的是___________________________________________________________。
⑶上述制备TiO2的过程中,可以利用的副产物是__________________;考虑成本和废物综合
利用因素,废液中应加入___________________处理。
⑷由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及到的步骤为:
已知:①C(s)+O2(g)==CO2(g);△H=-
②2CO(g)+O2(g)==2CO2(g);△H=-566KJ/mol
③TiO2(s)+2Cl2(g)==TiCl4(s)+O2(g);△H=+141KJ/mol
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)==TiCl4(s)+2CO(g)的△H=________________________。
反应TiCl4+2Mg==2MgCl2+TiAr_______________________。在气氛中进行的理由是
2、(0622)(13)往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其分广东
应用范围。例如,在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2,树脂
可燃性大大降低。该Mg(OH)2的生产工艺如下:
⑴精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式***化镁[Mg(OH)2-xClx·mH2O],
反应的化学方程式为。
⑵合成反应后,继续在393K~523K8h,发生反应:下水热处理
[Mg(OH)2-xClx·mH2O]==(1-)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O
水热处理后,过滤、水洗。水洗的目的是。
⑶阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中
与此有关的步骤是。
⑷已知热化学方程式:
Mg(OH)2(s)==MgO(s)+H2O(g);△H1=+·mol-1
Al(OH)3(s)=Al2O3(s)+H2O(g);△H2=+·mol-1
①Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是。
②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果较好的是,
原因是。
⑸常用阻燃剂主要有三类:A、卤系,如四溴乙烷;B、磷系,如磷酸三苯酯;C、无机类,:.
主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。从环保的角度考虑,应用时较理想的阻燃剂是
(填代号),理由是。
3、蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步
骤如下
(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了
氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2
Mg2+外,还含有的金属离子是________

(2)进行Ⅰ操作时,控制溶液pH=7-8(有
关氢氧化物沉淀的pHCa(OH)见右表)2不能过量,若Ca(OH)2过量可能会导致_______溶解、
_______沉淀。
(3)从沉淀混合物AA(填入物中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物中加入
质的化学式),然后__________________________________(依次填写实验操作名称)。
(4)物质循环使用,能节约资源。上述实验中,可以循环使用的物质是_________(填写物
质化学式)。
(5)现设计一个实验,确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2Oa、b、c中的值,请完善下列实验步
骤(可用试剂:浓硫酸、碱石灰):
①样品称量②高温分解③____________________________________
④____________________________________⑤MgO称量
(6),,由此可知,产品的化学式中:
a=_________b=_________C=_________
4、***碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如下:
NaOCl2H2
依据上图,完成下列填空:H2ONaHCO
粗盐
H3
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上发生反应的化学方程式为___________,
10%NaOH、16%NaCl
与电源负极相连的电极附近,溶液的pH_________。化盐精制电解脱盐
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为____________。
沉淀物NaCl晶体
(3)如果粗盐中SOSO,该钡试剂可以是__________。含量较高,必须添加钡试剂除去
溶质的质量分数约为
(OH)(NO3)
(4)为了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO,加入试剂的合理顺序为________________,
50%的NaOH溶液
,后加入Na2CO3,再加入钡试剂
,后加入钡试剂,再加入Na2CO3
,后加入NaOH,再加入Na2CO3:.
(5)脱盐工序中利用NaOHNaCl_________________、冷却、和在溶解度上的差异,通过
_______________________(填写操作名称)除去NaCl。
(6)用隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2和NaOH;采用反应
无隔膜电解冷的食盐水,Cl2和NaOHNaClOH充分接触,产物仅是和2,相应的化学方程式为
____________________________。:.
。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一
种工艺流程。
(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒机理与下列物质相同的是______(填代号)。
%酒精消毒液(溶液)
(2)高锰酸钾保存在棕色试剂瓶,下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_______(填代号)。
***b.***银c.***
(3)上述流程中可以循环使用的物质有______________、______________(写化学式)。
(4)若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1molMnO2可制得__________molKMnO4。
(5)该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2所需试剂最好选择___________
(选填代号)。

所需气体发生装置是
_____________(选填代号)。
(6)操作Ⅰ的名称是
_____________;操作Ⅱ是根据
KMnO4和K2CO3两物质在__________(填性质)上差异,采用____________(填操作步骤)、趁
热过滤得到KMnO4粗晶体的。:.
,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)_________周期,_________族。溴在周期表中位于
(2)Cl步骤①中用硫酸酸化可提高2的利用率,为什么?。
(3)________________________________________。步骤④的离子方程式:
(4)80—90步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度为何要控制在0C。温度过高或过低都不利
于生产,请解释原因:___________________________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大
的特点进行分离。分离仪器的名称是_____________,分离时液溴从分离器的_____(填“上
口”或“下口”)排出。
(6)为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、***
化”:。:.
工业流程练****参考答案
1、(0522)广东
(1)4ⅣB(2)将Fe3+还原为Fe2+析出(或分离、或得到)FeSO4·7H2O
(3)FeSO4·7H2O(或碳酸钙、废碱)石灰
(4)-80kJ·mol-1防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用
2、(0622)广东
⑴2MgCl2+(2-X)Ca(OH)2+2mH2O2[Mg(OH)2-XClx·mH2O]+(2-X)CaCl2
⑵除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2等。
⑶表面处理。⑷①Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热,使环境温度下降;同
时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面,阻燃效果更佳。
②Mg(OH)2Mg(OH)2的吸热效率为:·mol-1/58g·mol-1=·g-1
Al(OH)3的吸热效率为:·mol-1/78g·mol-1=·g-1等质量的Mg(OH)2比
Al(OH)3吸热多。
⑸C四溴乙烷、磷酸三苯酯沸点低,高温时有烟生成,且高温时受热分解产生有毒、有害的
污染物。无机类阻燃剂Mg(OH)2和Al(OH)3无烟、无毒、腐蚀性小。
3、(1)Fe3+Al3+(2)Al(OH)3、Mg(OH)2(3)NaOH4)CO过滤、洗涤、灼烧(2
(5)③测出CO2的质量④测出水蒸汽的质量(6)3、1、3
4、答案:(1)2Cl--2e-=Cl2↑升高(2)Ca2++CO=CaCO3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
(3)AC(4)BC(5)蒸发过滤(6)NaCl+H2ONaClO+H2↑
5、(1)ab;(2)d;(3)MnO;2;KOH;(4)(5)cd;A;
(6)过滤;溶解度;浓缩结晶;
(6、1)4VIIA(2)酸化可防止Cl2、Br2与水反应
(3)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
(4)温度过高,大量水蒸气随水排除出,溴气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,吸
收率低。
(5)分液漏斗下口
(6)***化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高。“空气
吹出、SO2吸收、***化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。