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专题06:工业流程图
【必背考点】
突破方法:关注流程“三线”(去线、进线和可逆线)和“核心”。
读流程图的方法――抓箭头:①主线主产品;②支线副产品;③回头循环品。
考查主要内容:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯。
这类题考查问题主要设问出发点有:
⑴据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写情景方程式;⑵滤渣的成分;⑶滤液的成分;⑷核心反应条件的控制和原因;⑸选择化学除杂试剂及原因;⑹调pH值的范围及试剂的选择;⑺相关实验操作及仪器;⑻相关计算等等。
1.涉及的主要操作:
(1)粉碎或研磨:目的是增大反应物间的接触面积,加快反应(或溶解)速率。
(2)溶解:
(3)过滤:
(4)蒸发:
2.工艺流程图的三大类型:
(1)工业生产流程
(2)提纯除杂类
(3)金属的回收利用
一:工业生产流程
1.CO2是最主要的温室气体,也是巨大的碳资源,CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,并将CO2储存或利用,流程如图(部分条件及物质未标出)。
(1)转化室中发生反应的化学方程式为 ; 。
(2)下列有关该过程的叙述正确的是 。
A.该过程可实现CO2零排放 B.该过程只有1种物质可以循环利用
C.将X物质分离出来的操作是过滤 D.该过程至少发生了4个化学反应
(3)利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2,将其转化为NaHCO3或KHCO3,NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用,生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。
吸收剂
Na2CO3
K2CO3
20℃最高浓度(g/L)
212
1104
价格(元/Kg)
1.25
9.80
根据表中信息,选择K2CO3溶液作吸收液的优点是 。
(4)将CO2作为资源是实现碳中和的有效方法。以CO2和H2为原料,在一定条件可以合成C2H6O和O2,参加反应的CO2和H2的质量比为 。
2.氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。工业上用粗铜渣(含CuO、Fe2O3、FeO以及少量不溶性杂所)为原料制取氯化铜(CuCl2)的为生产流程如图1:
(1)为了提高粗铜渣的利用率,可采取的措施是 。
(2)“盐酸浸出”中发生反应的化学方程式 (写1个)。铜的浸出率与浸出时间的关系如图2所示,由图可知:最佳浸出时间为 。
表一:几种离子生成氢氧化物沉淀的pH
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Cu2+
4.7
6.7
(3)“操作1”用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ,其中玻璃棒的作用是 。
(4)依据“表一”分析:“除铁”中加入H2O2的作用是 。在下列试剂中选用适当试剂 (填选项字母)调节PH,调节PH的适宜范围是 。
A.CuSO4
B.CuO
C.Cu2(OH)2CO3
(5)“操作2”包含过滤、洗涤滤渣、蒸发等多步实验基本操作,洗涤滤渣的目的是 ,过滤后滤渣为红褐色固体,该滤渣是 。(填化学式)。
(6)若不考虑“调节pH”对流程的影响,欲通过该方法生产CuCl2 13.5t,理论上至少需要含铜64%的粗铜渣 t。(精确到0.1,写出计算过程)
二:提纯除杂类
3.利用废镍催化剂(主要成分:Ni,还含有少量的Fe、Cu等杂质)制备NiCO3的实验流程如下(虚线处部分流程略去):
已知:Na2CO3溶液能使无色酚酞溶液变红。碱性条件下NiSO4转化为Ni(OH)2沉淀。
(1)实验前需要对废镍催化剂进行粉碎,其目的是 。
(2)“酸溶”中Fe与稀硫酸反应的化学方程式为 。
(3)“氧化”阶段发生的反应为H2O2+2FeSO4+H2SO4═Fe2(SO4)3+aH2O,则a= 。
(4)“除铁”步骤中加入氨水调节pH,使Fe3+转化Fe(OH)3沉淀,将Fe(OH)3沉淀和NiSO4溶液分离的操作是 ,该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、 。
(5)“沉镍”是将Na2CO3