内容正文:
专题05 工业流程题
【题型一】原材料预处理方法及目的
【题型二】控制反应条件的方法
【题型三】产品的分离提纯
【题型四】核心反应分析和流程评价
题型一 原材料预处理方法及目的
一、原料预处理的方法及目的
1.粉碎或研磨:目的是增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。
2.煅烧或灼烧:目的是不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不稳定的杂质
3.酸浸:目的是溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)
4.碱溶:目的是去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)
5.加入氧化剂:转化为易于被除去(沉淀)的离子。
6.煮沸:除去溶解在溶液中的气体,如氧气
(2023江苏无锡中考)由菱铁矿(主要成分为,含少量等杂质)制备铁粉的一种流程如下:
(1)碳酸亚铁()中铁元素的化合价为_____。
(2)“酸浸”时,为使反应充分,可采取的一种措施是_____。“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有:和_____。
(3)“沉铁”时,转化为沉淀,该反应的基本类型是_____。“焙烧”时,在高温条件下,与反应生成与的化学方程式为_____。
(4)“还原”时,在高温条件下,利用炭粉可将铁从氧化铁中还原出来;若向氧化铁与炭粉的混合物中添加适量的,更利于还原氧化铁,其原因是_____。
1. (2023江苏苏州中考)用蛋壳(主要含,还有少量和有机物)为原料通过以下步骤制取补钙剂醋酸钙[]。
已知:①醋酸钙易溶于水,高于160℃时发生分解;②醋酸()易挥发。
(1)焙烧。将蛋壳在高温下焙烧后冷却,得到含金属氧化物的固体。
①焙烧过程中,发生反应的化学方程式为______。
②焙烧过程中,产生烧焦羽毛气味,说明蛋壳中含有______(有机物)。
(2)酸溶。在焙烧后的固体中先加入适量水打浆,冷却后,再加入稍过量的醋酸得到醋酸盐溶液。不能向焙烧后的固体中直接加入醋酸的原因是______。
(3)除镁。在酸溶后的溶液中加入至碱性,将转化为沉淀除去。该反应属于______(填基本反应类型)。
(4)中和。在除镁后的溶液中加入醋酸调节溶液pH为7。其目的有:①将溶液中的少量转化为;②______。
(5)将中和后的溶液蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤得到醋酸钙晶体。蒸发时不能直接将溶液蒸干的原因是______。
(6)醋酸钙高温下分解所得氧化钙可作为气体吸收剂。将质量分数为94.8%的样品50.0 g在高温下完全分解,计算分解得到CaO的质量(写出计算过程)。
已知:①醋酸钙分解反应为;杂质不发生反应。
②的相对分子质量为158。
2. (2023年江苏省南通市中考)实验室以软锰矿(主要含的矿石)为原料制备的流程如下:
(1)催化分解的化学反应方程式为______。
(2)“酸浸”时,为使软锰矿充分反应,可采取的措施有______(写一条)。
(3)“沉锰”反应为。加热温度不能过高的原因是________。
(4)在空气中“煅烧”会生成不同的锰氧化物,各锰氧化物质量分数随煅烧温度的变化关系如图所示。
①370~410℃发生主要反应为。该反应属于基本反应类型中的_______反应。
②已知酒精灯外焰的最高温度可达600℃以上。称取一定质量的,与混合均匀,充分加热后冷却,溶解、过滤、洗涤、烘干后称量,发现固体质量减少。质量减少的主要原因是________。
3.(2022年江苏省镇江市中考)从古至今,铁及其化合物一直被人类广泛应用。
(一)铁及其化合物的应用
(1)明代科学著作《天工开物》中记载:
①“其器冶铁锥,其尖使极刚利”,“铁锥”为开挖盐井的工具。所取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”,“釜”指生铁制作的铁锅。生铁属于 ___材料。上述描述中利用铁的 ___(选填序号)。
a.导热性 b.导电性 c.硬度大
②“泥固塞其孔,然后使水转釉”是指高温下CO将红砖中的Fe2O3转化为Fe3O4而形成青砖。该转化的化学方程式为 ___。
(2)铁的化合物在现代更多领域发挥着重要作用。
①碳酸亚铁(FeCO3)不溶于水,可作补血剂,服用后与胃酸反应生成 ___被人体吸收,促进血红蛋白的生成。
②火星探测器发回的信息表明,火星上存在FeOOH,从而证明火星表面曾经存在过水,其理由为 ___。
③活性FeOOH可除去石油开采过程中的有害气体H2S,并获得S,原理如下。
吸收中生成的另一种物质的化学式为 ___,再生时发生反应的化学方程式为 ___。
(二)FeOOH的制备
用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制备FeOOH主要流程如下。
(3)酸溶时适当提高反应温度和H2SO4浓度,目的是 ___,产生的气体为 ___