工业流程图题教案.docx
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工业流程图题教案.docx
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工业流程图题教案
工业流程图题
工业流程图题的内容往往与生产、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。
解题方法是阅读完流程图后结合相关信息回答问题。
(1)流程图的形式各异,有的以操作名称作为框图形成流程的主线,有的以物质作框,也有以设备作框,但每一题都固定以上一种形式为框,从近几年的试题看尤以一种常见:
以操作名称为主线,物质随着操作发生变化。
(2)此外,这类题目中通常还包含简单的实验设计,且实验一般为制备或对样品的定性定量分析实验。
一、中考流程图题命题问题情境归纳整理
按资源背景分类
举例
(海)水资源
海水制盐、氯碱工业、海水提镁等
空气资源
合成氨工艺流程
矿产资源
冶铁炼钢
化石燃料
有机合成工艺
化工(实验)废液
提取金属或盐
二、中考流程图题命题考查内容和特点
1.考查内容
(1)化学反应原理
(2)元素化合物知识。
(3)实验操作及名称。
(4)物质除杂、分离
(5)流程中的物质转化和循环
2.特点
(1)情境真实
(2)框图信息新颖。
(3)问题设计广泛。
(4)综合性强。
(5)思维容量大
三、化工流程图题型的结构、解题方法和思路
1.化工流程图题型的结构
题头(引入信息)→题干(提取信息,应用解题)→题尾(得出结论或产品)。
2.解题方法和思路
(3)关注流程“三线”和“核心”(如下图)。
题型1
海水资源的利用
[解题指引]实质是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关实
验基础知识、基本操作和技能。
当遇到这类题目时,要求考生一
定要认真在流程(图)中找出得到的主要物质是什么,混有的杂质
有哪些;认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,
生成了什么产物,要用什么样的方法才能将杂质除去。
只有这样
才能明白每一步所加试剂或操作的目的。
1.制盐工业
[例1]粗盐中含有MgCl2、CaCl2等杂质,工业提纯粗盐的工艺流程如下图所示
(1)Ca(OH)2溶液的pH________7(填“>”、“=”或
“<”)。
步骤①反应的化学方程式为:
____________________________________________________。
(2)步骤③操作a的名称是______。
步骤④加入适量盐酸的目的是除去滤液中的Na2CO3和__________。
(3)若步骤①和步骤②的顺序颠倒,则最后所得的精盐水中还含有________________
2.海水提取金属镁
[例2]海水中有大量可以利用的化学资源,例如氯化镁、氯化钠、溴化钾等。
综合利用海水制备金属镁的流程如下图所示:
(1)贝壳主要成分的化学式是__________。
(2)操作a的名称是________,在实验室中进行此项操作时(3)工业冶炼镁常用电解MgCl2的方法,反应方程式为:
_____________。
(4)写出第②、③两步反应的化学方程式②________________________________________________;
③________________________________________________。
题型2
空气资源——合成氨工艺流程
[例3]合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,对社会发展与进步做出了巨大贡献。
合成氨的工艺流程
图如下:
(1)合成氨需要的氮气来自空气,空气中氮气的体积分数约为__________。
(2)制取氢气的反应过程为:
C+H2O=====CO+H2,CO+H2O=====CO2+H2。
上述两个化学方程式中表现氧化性的物质是__________(填化学式)
(3)原料中N2、H2中常含有CO2和水蒸气,反应前要净化。
净化的过程是__________________________________。
(4)写出N2、H2反应生成NH3的化学方程式:
___________________________。
题型3
石灰石工业
[解题指引]首先从石灰石作为原料,获取要制备的物质,写
出主要的化学方程式或制备原理,观察有没有副产物,如果有,
则剩余的步骤就是分离和提纯操作了。
[例4]下面是某工厂苛化法生产烧碱的示意图。
请回答下列问题:
(1)X的化学式:
________。
(2)生石灰可以由__________(填名称)高温煅烧而得,其反应
的化学方程式为:
______________________________。
(3)操作②的名称是________;结晶得到的固体烧碱中可能
含有少量的__________(写化学式);烧碱有强烈的腐蚀性,如果
不慎将碱液沾到皮肤上,可先用较多的水冲洗,再涂上稀
________溶液。
(4)滤液C可加入反应池循环再利用,目的是降低生产成本和防止__________。
25.(10分)(2013•扬州)某热电厂用脱硫得到的石膏(CaSO4•2H2O)生产K2SO4肥料的流程如下.
请回答下列问题:
(1)石膏中S的化合价是 +6 .脱硫过程的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2+4H2O=2CaSO4•2H2O+2 CO2 .
(2)石膏与饱和(NH4)2CO3溶液相混合,发生反应Ⅰ时需不断搅拌,其目的是 使原料充分反应,提高原料利用率 .
(3)实验室完成过滤操作所需要的仪器有铁架台、玻璃棒以及 ac (填字母序号),玻璃棒的作用是 引流 .
(4)(NH4)2SO4与KCl溶液需在浓氨水中发生反应Ⅱ,析出K2SO4晶体.此反应的基本类型是 复分解反应 ,浓氨水的作用是 降低硫酸钾的溶解度,利于硫酸钾的析出 ,反应Ⅱ需在密闭容器中进行的原因是 浓氨水易挥发 .
(5)该工艺可以循环利用的物质有 碳酸钙 (写一种),副产品NH4Cl与NaOH溶液混合微热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变 蓝 色.
考点:
物质的相互转化和制备.
专题:
物质的制备.
分析:
(1)根据化合价原则、质量守恒定律分析回答;
(2)根据玻璃棒的作用分析;
(3)根据过滤的操作分析选择仪器;
(4)根据(NH4)2SO4与KCl反应的特点分析反应的类型,根据浓氨水易挥发分析浓氨水的作用、反应Ⅱ需在密闭容器中进行的原因;
(5)分析反应过程中的反应物、生成物,找出能循环利用的物质,根据氨气的性质分析湿润的红色石蕊试纸变色.
解答:
解:
(1)在CaSO4•2H2O中,由于钙显+2价、氧显﹣2价、氢显+1价,所以,硫显+6价.由质量守恒定律反应前后原子的种类及数目不变可知,应填入的物质是CO2;
(2)石膏与饱和(NH4)2CO3溶液相混合,发生反应Ⅰ时需不断搅拌,其目的是使原料充分反应,提高原料利用率;
(3)实验室完成过滤操作所需要的仪器有铁架台、玻璃棒以及烧杯和漏斗,玻璃棒的作用是引流;
(4)(NH4)2SO4与KCl溶液需在浓氨水中发生反应Ⅱ,析出K2SO4晶体,生成了氯化铵,是两种化合物相互交换了成分生成了另外两种化合物,属于复分解反应.由于浓氨水易挥发出氨气带走了大量的热,降低硫酸钾的溶解度,利于硫酸钾的析出,为了防止氨气挥发,反应Ⅱ需在密闭容器中进行;
(5)由反应的流程可知,该工艺可以循环利用的物质是碳酸钙,由于NH4Cl与NaOH溶液混合微热,产生了氨气,氨气的水溶液显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色.
故答为:
(1)+6,CO2;
(2)使原料充分反应,提高原料利用率;(3)ac,引流;(4)复分解,降低硫酸钾的溶解度,利于硫酸钾的析出,浓氨水易挥发;(5)碳酸钙,蓝.
点评:
本题通过物质的转化和制备,考查的知识点较多,只有全面地掌握有关的知识,才能解决好本题.
25.(10分)(2014•扬州)过氧化钙(CaO2)是一种对环境友好的多功能无机化合物,通常有两种制备方法.
已知:
温度过高过氧化物会分解生成氧化物和氧气.
方法1:
由Ca(OH)2为原料最终反应制得,其制备流程如图1:
方法2:
由鸡蛋壳(含CaCO3高达90%)为原料最终反应制得,其制备流程如图2:
(1)方法1中搅拌的目的是 让药品混合均匀,充分接触 .请将搅拌过程中发生反应的化学方程式补充完整:
CaC12+H2O2+2NH3•H2O+6 H2O ═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl.制备过程中除水外可循环使用的物质是 NH4C1 (填化学式).
(2)方法2中气体X是 二氧化碳 ,实验室常用 氢氧化钠 溶液来吸收.煅烧后的反应是化合反应,也能生成CaO2•8H2O,反应的化学方程式为 Ca(OH)2+H2O2+6H2O=CaO2•8H2O .该反应需控制温度在0~2℃,可将反应器放置在 冰水混合物中 ,获得的CaO2产品中主要含有的固体杂质是 Ca(OH)2 (填化学式).
(3)这两种制法均要求在低温下进行(除煅烧外),温度过高会造成氨水挥发外,还能 造成CaO2•8H2O分解 .
(4)“绿色化学”一般是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物,则上述两种方法中生成CaO2•8H2O的反应符合“绿色化学”的是 方法2 (填“方法1”或“方法2”).
25.醋酸钙[Ca(AC)2]是国家允许使用的补钙制剂之一。
以蛋壳为原料回收膜并制备醋酸钙的一种工艺流程如下。
写出煅烧时的化学方程式。
CO2的任意排放会引发的环境问题是。
CO2与CH4一定条件下化合生成甲醛(HCHO),则此反应中与最佳质量比是。
下列做法能减少二氧化碳排放的是。
(填序号)
在反应
中制备石灰乳,而不是制备澄清石灰水的目的是。
写出熟石灰的一种用途
。
在反应
中醋酸过量的目的是。
写出反应
的化学方程式。
膜分离时,盐酸不能过量的主要原因是。
考点:
化学方程式的书写;CO2的环境问题及如何减排;根据化学方程式计算反应物的质量比;常见碱的用途;
分析:
根据煅烧产生的CO2和蛋壳的主要成分为CaCO3,可以确定化学方程式
。
CO2的任意排放会引发温室效应;根据
计算CO2与CH4的质量比是44:
16=11:
4。
石灰乳中的Ca(OH)2含量比澄清石灰水中多,更利于提高醋酸钙的产量;
保证与Ca(OH)2完全反应,提高醋酸钙的含量;
加入盐酸就是为了将蛋壳与膜分开,过量的话会与CaCO3反应,会使制作醋酸钙的原料量减少。
26.(15分)含锌废渣和各种锌矿(如菱锌矿)都有着重要的用途
.以含锌废渣(主要成分为ZnO,杂质为FeO﹑CuO)为原料制备七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)的流程如下。
粉碎的目的是。
若实验室用质量分数为98%的硫酸配制200g25%的硫酸,需要的玻璃仪器有胶头滴管﹑玻璃棒﹑和,此处玻璃棒的作用是。
物质X是,滤渣中含有的金属单质有,除铜时发生的反应属于反应(填基本反应类型)
流程中获得七水硫酸锌前省略的操作是﹑冷却结晶﹑洗涤和低温烘干。
某温度下,Fe(OH)3分解得到一种铁﹑氧质量比21:
8的氧化物,该氧化物的化学式。
除铁过程中,温度pH对除铁效果的影响分别对如图所示。
由图可知,除铁时温度应控制在℃为宜,pH应控制在为宜。
.以某菱锌矿(ZnCO3含量为62.5%)为原料制备锌的原理如下(假设杂质不参加反应):
则100吨这样的菱锌矿理论上最多制得锌多少吨?
(写出计算过程)
考点:
.物质的制备与转化;浓硫酸稀释稀硫酸;物质的过滤;物质的除杂;置换反应;质量守恒定律的应用
根据化学反应方程式的计算。
分析:
固体的表面积越大,化学反应速率越快。
含锌废渣粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,充分反应。
浓硫酸稀释过程中需用用到:
量筒、滴管、细口瓶、玻璃棒和烧杯,通过比较可知,还缺少烧杯和量筒。
此处玻璃棒的作用是搅拌,将热量及时地扩散。
加入过量的X,目的是除去铜,本小题实质是物质的除杂,既要除去杂质又要避免引入新的杂质,考虑到金属活动性顺序,故X可以是锌,滤渣含有锌和置换的铜,这个反应过程是置换反应。
这是分离可溶性固体和液体的方法:
先将热的饱和溶液冷却,晶体就会析出,将此有晶体析出的饱和溶液,过滤,用少量的水洗涤,再低温烘干。
所以操作的步骤是:
加热浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤和低温烘干
Fe(OH)3分解得到一种铁﹑氧质量比21:
8的氧化物,铁的氧化物有三种,Fe2O3,FeO,Fe3O4.比较铁氧的质量比21:
8只有Fe3O4符合题意。
关键看懂两张图的X轴和Y轴代表的含义,为了除铁效果最佳,我们需要找出最高除铁率对应的温度和pH.
.题目要求求出理论上最多制得锌多少吨
故设理论上最多制得锌的质量为X,
根据题意可知ZnCO3的质量是=100t×62.5%=62.5t
由两个方程式可知道
ZnCO3~Zn
12565
62.5tX
x=32.5t
25.(8分)(2016•扬州)CaCO3在生产生活中有广泛的用途.
(1)煅烧石灰石可制得活性CaO,反应的化学方程式为 .为测定不同煅烧温度对CaO活性的影响,取石灰石样品分为三等分,在同一设备中分别于800℃、900℃和1000℃条件下煅烧,所得固体分别与等质量的水完全反应,测得反应液温度随时间的变化如图1所示.可知:
CaO与水反应会 热量(填“放出”或“吸收”);上述温度中, ℃煅烧所得CaO活性最高.要得出正确结论,煅烧时还需控制的条件是 .
(2)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2,还含有少量MgO等杂志]为原料制备高纯CaCO3的流程如下:
①如图为NH4Cl浓度对钙、镁浸出率的影响(浸出率=
×100%).可知:
较适宜的NH4Cl溶液的质量分数为 ;浸取时主要反应的化学方程式为 .
②流程中虚线内部分若改用 溶液(填化学式),可一步得到与原流程完全相同的生成物.
③流程中虚线内部若改用Na2CO3溶液,也能得到高纯CaCO3,试从生物的角度分析原流程的优点:
a.NH3可循环利用;b. .
26.(16分)(2016•扬州)硫酸铜在纺织、印刷等行业有广泛用途.
(1)工业上可用铜屑、空气与稀硫酸在80℃条件下制备硫酸铜.
①如图1是实验室模拟工业制备硫酸铜的装置.反应的化学方程式为 ,采用水浴加热的优点是 ,多孔球泡的作用为 .
②工业生产时可用纯氧代替空气.这一措施能加快反应速率外,还具有的优点是 .
③实验室用H2O2溶液和MnO2制备O2,反应的化学方程式为 ,在图2中,应选用的发生装置为 (填序号,下同),收集装置为 .
(2)以CuSO4为原料制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的过程如图3:
①“沉淀”时的反应为:
2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2 +CO2↑
②检验沉淀是否洗涤干净选用的试剂是 (填化学式),烘干时产品中出现少量黑色物质,可能的原因为 .
③若所得产品的产率(产率=
×100%)偏高,其可能的原因为 (填序号)
a.反应物为完全沉淀b.过滤时滤纸破损
c.Cu2(OH)2CO3未洗涤干净d.Cu2(OH)2CO3为完全烘干
④“沉淀”时若有少量3Cu(OH)2•2CuSO4生成,则产品中铜元素的质量分数 (填“偏大”“不变”或“偏小”)
(3)T℃时加热32.0g硫酸铜,一段时间后得到15.2gCuO和Cu2O的混合物,计算该混合物中CuO的质量(写出计算过程)
25.
(1)CaCO3
CaO+CO2↑,放出,900,氧化钙的质量;
(2)①10%,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②NH4HCO3;
③可以得到化工产品氯化钠.
26.
(1)①2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O;温度易控,受热均匀;增大气体与溶液的接触面积,使反应充分进行;
②排除其他气体的干扰;
③2H2O2
2H2O+O2↑.A;D;
(2)①Na2SO4;②HNO3和BaCl2溶液;碱式碳酸铜受热分解为氧化铜;③c;④不变;
(3)混合物中CuO的质量为0.7g.
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