内容正文:
专题微课2.4 追题型——微型化工流程
试题在选择题中以工艺流程图的形式呈现,利用化学知识解释和表达工业生产过程中涉及的化学问题。主要的命题角度有解释和说明生产过程中的反应原理(化学方程式和离子方程式)、分离和提纯方法、选择试剂的理由等。试题陌生度高,文字量大,包含信息多,思维能力要求高;主要考查学生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力。
析高考—清清楚楚备考
1.(2022·湖南等级考)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是( )
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
解析:选C
陶瓷中的SiO2能与HF反应,A项正确;喷淋法能使溶液与烟气充分接触,提高吸收效率,B项正确;根据流程梳理知,C项错误;滤液中含有Na2CO3,可用作吸收塔中的吸收剂,D项正确。
2.(2022·河北等级考)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回还原工序
B.除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C.中和工序中的化学反应为Li2CO3+2HBr===CO2↑+2LiBr+H2O
D.参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1
解析:选A 由流程可知,氢溴酸中含有少量的溴,加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫,再加入硫酸除杂,得到的滤渣为硫酸钡和硫;加入碳酸锂进行中和,得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质,若直接返回还原工序,则产品中会有一定量的溴化钠,导致产品的纯度降低,A说法错误;除杂工序中产生的滤渣为硫酸钡和硫,硫属于非极性分子形成的分子晶体,而硫酸钡属于离子晶体,根据相似相溶原理可知,硫可溶于煤油,而硫酸钡不溶于煤油,因此可用煤油进行组分分离,B说法正确;中和工序中,碳酸锂和氢溴酸发生反应生成溴化锂、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为 Li2CO3+2HBr===CO2↑ +2LiBr +H2O,C说法正确;根据电子守恒可知,溴和硫化钡反应时物质的量之比为1∶1;根据硫酸钡的化学组成及钡元素守恒可知,n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1,因此,参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1,D说法正确。
3.(2023·辽宁等级考)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3,已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,下列说法错误的是( )
A.“焙烧”中产生CO2
B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2
C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO
D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
解析:选B “焙烧”时Cr2O3发生反应:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2,有CO2产生,A项正确;“焙烧”时FeO发生反应:4FeO+O22Fe2O3,故滤渣的主要成分为Fe2O3,B项错误;“水浸”后滤液①中主要溶质为Na2CrO4,Cr元素的主要存在形式为CrO,C项正确;淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖具有还原性,能将CrO还原为Cr(OH)3,D项正确。
建模型—明明白白解题
1.微型化工流程题的思维模型
2.原料预处理过程中的常用方法
方法
释义
研磨、雾化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分
浸取
水浸
与水接触反应或溶解
酸浸
与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
碱浸
除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
灼烧(焙烧)
除去可燃性杂质或使原料初步转化:①除去硫、碳单质;②有机物转化、除去有机物;③高温下原料与空气中氧气反应等
煅烧
改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土
3.分离、提纯的操作方法及答题要领
操作
思考角度
过滤
固体与液体的分离;要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶于水的物质,如SiO2、PbSO4、难溶的金属氢氧化物和碳酸盐等
萃取与
分液
选用合适的萃取剂(如四氯化碳、金属萃取剂),萃取后, 静置、分液——将分液漏斗玻璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准。下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
加入氧化剂(或还原剂)
①转化为目标产物的价态
②除去杂质离子[如把Fe2+氧化成Fe3+,而后调溶液的pH,使其转化为Fe(OH)3沉淀除去]
加入
沉淀剂
①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)
②加入可溶性碳酸盐,