内容正文:
压轴题09 化工流程图
1.海水资源的开发和利用(如从海水中提取氯化钠和氯化镁等)
2.金属回收工业:Mg、Fe、Cu等
3.工业废水处理
4.氯碱工业、联合制碱法
5. 新型无机材料的合成
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. 解题思路
从题干中获取有用信息,了解生产的产品。
分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:①反应物是什么;②发生了什么反应;③该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为了获得产品。
3. 注意事项:
从绿色化学方面作答:对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护方面等。
1.(2023·江苏扬州·统考一模)碱式碳酸铜可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为 Cu2S,含 SiO2及少量 Fe2O3)为原料制备碱式碳酸铜,工业流程如下:
(1)①“浸取”时辉铜矿中的 Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为______。
②某小组测得铜浸取率随 H2O2浓度(mol/L、一种浓度的表示方式)及温度影响的变化曲线如图:
由图 2 可知 H2O2适宜的浓度范围为______(mol/L);由图 2 中的点 a 分析,浸取时Fe2(SO4)3也起到了氧化辉铜矿的作用,其理由是______;图 3 浸取铜较合适的温度是______℃,请分析原因是______。
(2)“除铁”步骤调 pH 可加入下列试剂中的______(填选项字母),该试剂除了调节 pH 外,还具有的优点是______。
a.CuCl2 b.HCl c.CuO
(3)“沉铜”时的反应为:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2 X +CO2↑。X 的化学式是______,“沉铜”后经过滤可得产品 Cu2(OH)2CO3,该操作中所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、______;得到的产品需用水洗,判断晶体是否洗涤干净的操作是______。
(4)实验时发现,若反应时溶液的 pH 过大,所得产品 Cu2(OH)2CO3的产率偏低,但 Cu元素含量偏大,原因是______;实验时发现,若反应时溶液的温度过高,所得产品Cu2(OH)2CO3的产率偏低,原因是______。
(5)研究发现,制备过程中Na2CO3与CuSO4的投料配比不同,所得产物纯度不同。若以a 表示Na2CO3与CuSO4的投料配比,通过测定固体样品的热重分析曲线(样品质量随温度变化曲线),获得固体残留率可检测样品纯度。
已知:
图4、图5分别是a=0.795和a=0.530时所得固体的热重分析曲线,依据曲线判断制备Cu2(OH)2CO3适宜的a为______(填“0.795”或“0.530”),结合数据分析,说明你选择的理由______。
2.(2023·江苏无锡·统考一模)海洋是生命的摇篮,浩瀚的海洋是一个巨大的宝库,海水不仅是宝贵的水资源,而且蕴藏着丰富的化学资源。
I.海水提取粗盐
(1)氯化钠在海水中的分散微粒是_______(填微粒符号)。
(2)从贮水池到蒸发池,氯化钠的质量分数_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
II.粗盐提纯
可以采用物理和化学方法除去粗盐中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4等可溶性杂质。
(3)物理方法:用NaCl溶液浸洗粗盐,溶解其中的可溶性杂质,则浸洗溶液应选用NaCl的_____(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)化学方法:操作步骤依次为:加水溶解→加过量NaOH溶液→加过量试剂①→加过量Na2CO3→过滤→加适量盐酸,试剂①是_________(填化学式)溶液,过滤后滤渣主要成分有Mg(OH)2、CaCO3及______(写出全部成分)。
III.侯氏制碱
我国科学家侯德榜为我国纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献。如图是侯氏联合制碱法和西方索尔维制碱法的工艺流程。(已知.NH4ClNH3↑+HCl↑
(5)利用碳酸氢钠热解生产纯碱反应的基本类型是________。
(6)精盐水中先通入NH3,后通入CO2发生“碳酸化”反应的化学方式是_____。
(7)我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有________。
a.无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl2生成,有利于保护环境
b.大大提高了食盐的利用率,节约了成本
c.析出的晶体可用作复合肥,提高了原料的利用率
(8)用“侯氏联合制碱法”制得碳酸钠常含有少量氯化钠。为测定某样品中碳酸钠含量,小明称取该碳酸钠样品11g溶解于水中,加入足量氯化钙溶液,经过滤、洗涤、干燥后得沉淀质量为10g。求:该样品中碳