1、化工流程与反应原理考纲要求:1、能综合运用所学化学知识和化学科学方法,对生产、生活和科学研究中与化学相关的简单问题进行分析解释,作出合理的判断或得出正确的结论。2、能敏捷、准确地获取试题所给的相关信息,能将与化学有关的实际问题分解,并与已有知识整合,解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力。备考策略:1、认真读题,获取有用信息,排除无关步骤。2、仔细分析,理清原料与产品的关系,每个步骤地目的,可能涉及的基本原理和元素及化合物的知识,进行信息的分解、重组、迁移。3、规范作答,认真检查。课堂导学:例1、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
2、利用率较高。其主要流程如下:(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3。A锌粉B铁屑CKI溶液DH2(2)反应需控制反应温度低于35,其目的是 。(3)工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。(4)反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生的电极反应可表示为 。例2、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:来源:学科网ZXXK(1) 将菱锌矿研磨成粉的目的是 。(2) 完成“氧化
3、除铁”步骤中反应的离子方程式Fe(OH)2+_+_Fe(OH)3 +Cl-(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是_。(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为 。来源:学。科。网Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的pH10.5Ksp5.66.8来源:学&科&网2.8(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是_(选填序号)。a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液(6)“滤液4”之后
4、的操作依次为 、 、过滤,洗涤,干燥。(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于 。例3、四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下:请回答下列问题:(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是_。(2)向滤液I中加入铁粉,发生反应的离子方程式为:_、_。(3) 在实际生产过程中,向沸水中加入滤液,使混合液pH达0.5,钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用:_。(4)
5、过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、_、_、_(填化学式),减少废物排放。(小结)来源:学#科#网Z#X#X#K练习:1、某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。氧化铜锌矿堆浸工业废酸过滤海绵铜Fe除铁Fe(OH)3A氨水沉淀Zn2B溶液焙烧NH4HCO3、氨水活性ZnO矿渣Zn2(OH)2CO3已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe26.349.7Fe31.483.2Zn26.28.0请回答下列问题:氧化铜锌矿中含有少量的CuS和
6、ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下:Ksp(CuS) Ksp(ZnS)(选填“”“”或“”)。物质A可使用下列物质中的 。AKMnO4 BO2 CH2O2 DCl2除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在 范围之间。物质B可直接用作氮肥,则B的化学式是 。2、氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,不溶于水、乙醇,熔点422,沸点1366,在空气中迅速被氧化成绿色,常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca2+、Mg2+、SO2-4等杂质)。Cu、稀硫酸,SO2等为原料合成CuCl的工艺如下:(1)反应I中加Na2CO3溶液的作用是 。(2)反应II
7、在电解条件下进行,电解时阳极发生的电极反应可表示为 。 (3)写出反应VI的化学方程式 。 (4)反应IV加入的Cu必须过量,其目的是 。 (5)反应VI后,过滤得到CuCl沉淀,用无水乙醇洗涤沉淀,在真空干燥机内于70干燥2小时,冷却,密封包装即得产品。于70真空干燥的目的是 。3、重铬酸钠(Na2Cr207)广泛用作氧化剂、鞣革剂等。以铬矿石(主要成分为Cr203,还含 有Fe0、Al203、Si02等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下: 请回答下列问题: (1)Cr203在高温焙烧时反应的化学方程式为 。 (2)生产过程中,调节(含Na2Cr04、Na2Si03、NaAlO2的溶液)pH
8、的目的是 。 (3)某化工厂采用石墨作电极电解Na2Cr04溶液,实现了Na2Cr04转化为Na2Cr207的生产,其原理如右图所示。 写出阳极的电极方程式: ; 此生产方法和上述流程相比的优点主要有 。 (4)Na2Cr207可用于测定废水的化学耗氧量(即COD,指每升水样中还原性物质被氧化所需要的02的质量)。现有某水样100.00 mL,酸化后加入mo1L的Na2Cr207溶液mL,使水中的还原性物质完全被氧化(还原产物为Cr3+);再用molL的FeS04溶液滴定剩余的Cr2072-,结果消耗FeS04溶液mL。则该水样的COD为 mgL4、钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有、等。某主要生产、的化工厂利用钡泥制取,其部分工艺流程如下:(1)酸溶后溶液中,与的反应化学方程式为 。(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 、 。(3)该厂结合本厂实际,选用的X为 (填化学式);中和使溶液中 (填离子符号)的浓度减少(中和引起的溶液体积变化可忽略)。 (4)上述流程中洗涤的目的是 。