专题 14 化工流程图题原卷版广东化学学考冲A考前专题特训.docx
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专题14化工流程图题原卷版广东化学学考冲A考前专题特训
专题14化工流程图题
★考点列表
序号
考点
考点释义
备注
1
原料处理
不同的原料需要经过净化、混合、粉碎(对固体原料)等多种手段进行预处理。
使原料符合进行化学反应所要求的状态,根据具体情况进行分析与解决。
2
化学反应
通过化学反应,获得目标产物或混合物,反应类型可以是氧化还原反应、复分解反应、取代反应、加成反应等。
经过预处理的原料,在一定的温度、压强等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和产率。
3
产品提纯
由化学反应得到的产品进行分离,除去副产物或杂质,以获得符合要求的产品。
侧重考查学生接收、整合信息的能力以及分析和解决问题的能力
4
方案评价
物质的回收和循环利用及对不同工艺路线和流程的技术经济评价等。
从化学视角感受社会、经济、文化、生活的方方面面,真正体会到化学给人类带来的发展与变化
★典题演练
1.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:
下列说法正确的是()
A.从吹出塔进入吸收塔的物质只有Br2
B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4
C.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
D.第一次通入Cl2的目的是氧化Br-,第二次通Cl2的目的是氧化SO2
2.碘元素被称为“智力元素”,是人体必需的微量元素之一,人体缺碘会引起甲状腺肿大,幼儿缺碘会造成思维迟钝,影响生长发育。
因此,人们常通过摄入海产品或食用加碘盐来补充碘元素,以保证人体健康。
利用海带提取碘单质(I2)的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )
A.操作①中,所需要的玻璃仪器有3种
B.由于淀粉有遇碘(I2)变蓝的特性,因此可以利用淀粉检验加入H2O2溶液后所得的“溶液一”中是否有单质碘生成
C.在上述过程中碘元素的化合价没有发生变化
D.在蒸馏操作中,蒸馏烧瓶内加入沸石的目的是为了防止液体的暴沸
3.黑木耳是常见食品,可以补充人体所必需的微量元素铁。
某兴趣小组设计实验,检验黑木耳中的铁元素,实验流程如图:
(1)灼烧黑木耳必须用到下列仪器中的___(填字母)。
ABCD
(2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物,酸浸的目的是___。
(3)取少许滤液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,显红色,说明滤液中含有___;另取滤液检验,滤液能使KMnO4溶液紫色褪去,说明滤液中存在具有___(填“氧化性”或“还原性”)
粒子。
(4)为进一步探究Fe3+和Fe2+的氧化性和还原性,该兴趣小组设计并进行如下实验,记录现象,完成实验报告。
实验操作
实验现象
离子方程式
实验结论
向FeCl2溶液中添加新制氯水
溶液由浅绿色变为棕黄色
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
①___
向FeCl3溶液加入足量的铁粉
铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色
②___
Fe3+具有氧化性
(5)实验结束,离开实验室之前,下列做法正确的是___(填字母)。
A.废弃药品直接倒入水池冲走B.药品仪器归放
C.清洁实验仪器,打扫实验室卫生D.关闭水电、门窗
4.重金属离子会污染水体。
某化学兴趣小组设计如图流程除去工业废水(含有K+、Fe3+、Ag+)中的重金属离子:
回答下列问题:
(1)操作①是_______。
(2)滤渣2的化学式为_______。
(3)检验工业废水是否含有K+的方法是_______。
5.(10分)牙膏中常用碳酸钙粉末做摩擦剂,利用石灰石(杂质不溶于水和酸)制备纯净碳酸钙的一种方法如“题20图”。
(1)反应的化学方程式为;操作I的名称是。
(2)反应的化学方程式为,该反应属于反应(填基本反应类型)
(3)该方法中,用稀硫酸代替稀盐酸对制备碳酸钙是否有影响?
判断并简述理由。
(4)大气中CO2含量不断上升,会导致。
我国在联合国大会上提出:
努力争取2060年前实现“碳中和”,请提出一条实现“碳中和”的措施。
6.煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,其主要成分是Al2O3、SiO2,此外还含有FeO、Fe2O3等杂质。
煤矸石经处理后,可用于制备铵明矾等。
已知:
i.SiO2不与硫酸反应;Al2O3能与H2SO4反应。
ii.Fe3+、Fe2+、Al3+开始沉淀、完全沉淀的pH如表所示。
Fe2+
Fe3+
Al3+
开始沉淀的pH
6.3
1.5
3.4
完全沉淀的pH
8.3
2.8
4.7
iii.NH4Al(SO4)2·12H2O的摩尔质量为453g·mol-1。
(1)酸浸过程中,Fe2O3与硫酸反应的离子方程式为___________
(2)下列说法中,正确的是___________(填字母)。
a.预处理时,粉碎煤矸石有利于提高酸浸反应速率b.操作I是过滤c.滤渣1中一定含有硅元素
(3)沉铁过程中,加入氧化剂的作用是___________
(4)制备过程中,若需检验滤渣1中含有
,实验方案为:
取少量滤渣1的洗涤液,向其中加入___________(填试剂和现象),说明其中含有
。
7.化学工程师为了变废为宝,从某工业废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费)中回收铜,并将铁的化合物全部转化为化工原料FeCl3晶体,主要流程如下:
(1)步骤Ⅰ的操作名称:
__________;
(2)检验滤液中②是否含有Fe3+所需试剂化学式:
_____________,
(3)向②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中,此过程的现象:
________。
(4)滤渣③加入过量的④发生的离子方程式____________,
(5)通入⑥的目的:
_______________。
8.由硫铁矿“烧渣”(主要成分:
Fe3O4、Fe2O3和FeO)制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图:
已知:
FeS2(S的化合价为-1)难溶于水。
(1)①中加入的酸为___,滤渣2的主要成分是___。
(2)①中生成Fe3+的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O、___。
(3)检验②中Fe3+已经完全转化成Fe2+的实验方法:
取适量溶液2,___。
(4)通过③得到绿矾晶体的实验操作:
加热浓缩、冷却结晶、___。
9.2019年诺贝尔化学奖颁给锂离子电池领域,获奖科学家的重要贡献之一是研发出了电极材料——磷酸亚铁锂(LiFePO4)。
LiFePO4的一种制备方法如下。
已知:
H3PO4能电离出PO43-。
(1)Li在元素周期表中的位置是________。
(2)LiFePO4中,铁元素的化合价为________价。
(3)将反应Ⅰ补充完整:
____Fe2++2H++____H2O2=____Fe3++2H2O。
(4)反应Ⅲ的化学方程式是_________。
10.海水资源的利用具有广阔的前景。
从海水中提取Br2与MgCl2•6H2O的流程如下:
(1)为节约成本,试剂①最好选用____________。
[填“NaOH”或“Ca(OH)2”]
(2)提取溴过程中,从溶液l到溶液4,两次进行Br-→Br2的转化,目的是____。
(3)提取溴过程中,形成溶液3的化学方程式是___________________。
(4)用原子结构原理解释Cl2的氧化性强于Br2的原因___________________。
(5)提镁过程中,加入试剂②发生反应的离子方程式是_________________。
(6)从MgCl2溶液获得MgCl2•6H2O晶体的主要操作为_______________。
11.硫元素是动植物生长不可缺少的元素,广泛存在于自然界中。
(1)从图1中选择符合图2要求的X、Y代表的物质:
X______、Y________。
(2)硫酸是重要的化工原料,小组同学对硫酸的工业制备和性质进行探究。
查阅资料,工业制硫酸的过程如下:
①上述工业制硫酸过程中,没有发生氧化还原反应的过程是______________。
(填“I”“II”或“III”)
②黄铁矿(FeS2)中S为-1价,完成过程I的化学反应方程式:
______FeS2十______=_____Fe2O3+_____SO2↑
③过程II中,小组同学在500°C和10lkPa条件下,将一定量的SO2和O2充入含有催化剂的密闭容器中发生反应,随着反应的进行,用气体传感器测量各组分的浓度见下表:
反应时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
100
c(SO2)/(mol•L-1)
10
7
5
3.5
2
1
1
1
1
c(O2)/(mol•L-1)
5
3.5
a
1.75
1
0.5
b
0.5
0.5
c(SO3)/(mol•L-1)
0
3
5
6.5
8
9
9
9
9
数据分析,表中a、b代表的数值分别是:
a=________、b=_______;小组同学判断SO2和O2的反应50秒后处于平衡状态,他们的判断依据是___________。
(3)浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为了检验反应产物,某同学设计了如下图所示的实验(部分夹持装置省略)。
回答相关问题:
①浓硫酸与木炭反应的化学方程式是________________。
②装置A中的实验现象是____________;证明的产物是___________。
③装置C的作用是_______________。
④该同学认为,如果去掉装置B也能实现产物的验证,该同学依据的实验现象及推理过程是__________________。
12.从海水提取镁和溴的流程如图,请回答相关问题。
(1)从海水中提取镁的流程如图所示(框图中是主要产物):
i.反应①的离子方程是_____;
ii.反应②的化学方程式是_____。
(2)从海水中提取溴的流程如图所示(框图中是主要产物):
i.过程②中,向混合液中吹入热空气,将溴吹出,用纯碱吸收,吹入热空气的目的是______。
ii.过程③中反应的化学方程式是______。
iii.若最终得到的溴单质中仍然混有少量的Cl2,则除去该杂质的方法是______。
(结合离子方程式回答)。
13.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。
工业上以废易拉罐(主要成分为Al和Fe)为原料制备明矾的部分工艺流程如图:
(1)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]中所含的金属元素有K和___。
(2)过程Ⅰ中,铝与稀硫酸反应的离子方程式为___。
(3)过程Ⅱ中,滤渣2的主要成分是Fe(OH)3,加入H2O2的作用是__。
(4)过程Ⅲ中加入NaHCO3,目的是将Al3+转化为Al(OH)3,补全该反应的离子方程式:
__。
Al3++
HCO
=
Al(OH)3↓+
CO2↑
14.某废酸液主要含H2SO4和FeSO4,研究人员利用CaCO3消耗部分酸,再加入廉价的电石渣(主要成分为CaO),通过一系列操作可得到磁性铁,成本较低且有利于保护环境。
工艺流程如下:
(1)该废酸液的pH7(填“<”或“>”)。
操作I的名称为。
(2)电石渣转化为石灰乳的过程会(填“吸收”或“放出”)热量。
(3)“沉铁”过程中,溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca(OH)2发生复分解反应,生成产物是和(填化学式)。
(4)磁性铁是铁的一种氧化物,且为磁铁矿的主要成分,其化学式为。
(5)研究发现,“沉铁”后,溶液的pH对磁性铁产率的影响如下表。
欲获得高的产率,最适宜的pH为。
pH较低时产率较低的主要原因是。
溶液的pH
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
9.0
产物颜色
黄褐色
黄褐色
较黑
很黑
很黑
灰褐色
产率(%)
43.9
50.6
86.2
93.0
92.3
91.6
15.高纯碳酸钙广泛应用于精密电子陶瓷、医药等的生产。
某兴趣小组按图所示实验步骤,模拟工业流程制备高纯碳酸钙。
请回答下列问题。
(1)“酸溶”过程中,将一定浓度的盐酸缓慢加入粉碎后的优质石灰石中,同时搅拌。
搅拌的目的是__。
(2)“操作1”、“操作2”步骤中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。
(3)“操作2”中分离得到的NH4C1,在农业上可用作________。
16.黄铜是由铜和锌组成的合金,可用于制造钱币、机器零件等。
利用黄铜制造各种物品的过程中,会产生大量的黄铜渣,主要含有Zn、Cu、ZnO、CuO。
一种利用黄铜渣获取金属铜和硫酸锌溶液的实验流程如下:
(1)下列关于黄铜的说法正确的是_____。
a.黄铜不能被腐蚀
b.黄铜的硬度比铜大
c.黄铜的熔点比锌高
(2)“酸溶”过程中有气体生成,写出生成该气体的化学方程式:
_______。
(3)“置换”过程中需要加入过量Zn的目的是_________。
(4)为进一步提高原料利用率,得到更多的铜和硫酸锌溶液,需要对流程中的“滤渣”进行处理,向滤渣中缓慢加入___(选填“稀硫酸”或“稀盐酸”)并不断搅拌,观察到____时停止加入,过滤。
(5)上述流程中,能判断锌的金属活动性比铜强的事实是______(任写一条)。
17.硝酸钙可用于无土栽培等。
一种利用石灰石制备硝酸钙晶体的流程如下:
已知:
硝酸会挥发、受热会分解。
(1)气体X为_______(填化学式)。
(2)“制浆”所得的混合物属于_______(填字母)。
a.溶液
b.悬浊液
c.乳浊液
(3)写出“中和”步骤主要反应的化学方程式:
________。
(4)工业生产根据以下两项指标判断“中和”反应完全发生:
容器内混合物基本变澄清和_____。
(5)“制浆”时须控制好加入水的量。
加入水量太少会导致制浆困难;加入水量太多会导致_。
(6)若省去“制浆”步骤也可制得硝酸钙。
但硝酸利用率会降低、同时会产生污染气体NOx。
产生NOx的原因是______。
18.已知:
NaOH溶液能与MgSO4溶液反应生成Na2SO4和难溶于水的Mg(OH)2镁大多是从海水中提取。
某小组从预先处理后的海水中提取镁的主要步骤如下:
(1)沉淀时,NaOH应过量的目的是________
(2)过滤时,使用玻璃棒的作用是_________
(3)溶解时,稀盐酸与Mg(OH)2发生反应
化学方程式为_______,该反应的反应类型为______
19.以FeSO4·7H2O为原料制备铁红(Fe2O3)的一种方法如下:
已知“沉淀”时的主要反应为:
(1)FeO(OH)中铁元素的化合价为_______。
FeO(OH)可表示为mFe2O3·nFe(OH)3,
=_____________。
(2)“沉淀”时需控制溶液的pH与反应的温度。
①“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4,过程中应始终保持溶液的pH为3.0~4.5,需不断加入物质Z调节溶液的pH,Z应具备的性质有__________(填字母)。
A.能与酸反应
B.能与碱反应
C.不与FeO(OH)反应
②“沉淀”时反应温度不宜过高,其原因是_______。
(3)“过滤”后需对固体进行洗涤与干燥。
洗涤时被除去的沾于固体表面的阴离子为__________(填离子符号)。
(4)“煅烧”时反应的化学方程式为________。
(5)如图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响。
煅烧温度较低时,产品中Fe2O3质量分数较低,其原因是___________。
当煅烧温度达800℃时,继续升高温度,产品中Fe2O3质量分数降低,且铁元素质量分数升高,所得产品发黑,其可能原因是_______。
(6)用该方法制备Fe2O3,计算理论上13.9tFeSO4·7H2O(相对分子质量为278)可制得Fe2O3的质量(写出计算过程)。
_________。
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