内容正文:
专题三 工艺流程图题
[专题突破]
例 某废酸液主要含H2SO4和FeSO4,研究人员利用CaCO3消耗部分酸,再加入廉价的电石渣(主要成分为CaO),通过一系列操作可得到磁性铁,成本较低且有利于保护环境。工艺流程如下:
(1)操作Ⅰ的名称为________。[2]
(2)“沉铁”过程中,溶液中的FeSO4和石灰乳中的Ca(OH)2发生复分解反应,生成的产物是______和______(填化学式)。[3]
(3)向废酸液中加入CaCO3时与H2SO4发生反应的化学方程式为______,[4]所属基本反应类型是__________。
(4)研究发现,“沉铁”后,溶液的pH对磁性铁产率的影响如下表。欲获得高的产率,最适宜的pH为__________。[5]pH较低时,产率较低的主要原因是__________。
溶液的pH
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
9.0
产物颜色
黄褐色
黄褐色
较黑
很黑
很黑
灰黑色
产率(%)
43.9
50.6
86.2
93.0
92.3
91.6
(5)从成本的角度分析该流程中用电石渣制得的石灰乳作反应物,而不是直接用氢氧化钠做反应物的原因是 __________________[6]。
方法指导
[1]流程结构
[2]判断操作
过滤(如操作a):
蒸发(如操作b):
[3]判断未知产物:根据流程中的反应物判断发生的反应,再结合已知生成物及质量守恒定律分析未知产物。如例题中:已知反应物是FeSO4、Ca(OH)2,根据复分解反应“双交换”的规律,推得生成物为Fe(OH)2、CaSO4。
[4]化学方程式的书写:找到反应物、生成物配平即可,不能忽略题干中反应条件的信息。
[5]分析材料数据:如分析例题中表格数据可知pH为7.5时磁性铁的产率最高,由此判断最适宜的pH。
[6]流程评价:从绿色化学方面作答,如原料来源广泛、可再生或有利于环保等。
[专题分类突破]
类型1 物质制备类
1.孔雀石主要成分为Cu2(OH)2CO3(难溶于水),还含有少量SiO2(难溶于水,不与稀硫酸反应)、Fe2O3等杂质。现以孔雀石为原料制取胆矾(CuSO4·5H2O)的部分工艺流程如图。
请回答:
(1)滤渣b的化学式为__________。
(2)溶液c中的溶质有(写化学式):H2SO4、__________、__________。
(3)盐溶液d的颜色为__________;实验室蒸发溶液时用到的玻璃仪器有__________(写1种)。
(4)在气体a生成CaCO3的过程中,发生反应:CO2+CaCl2+2NH3+H2O=== CaCO3↓+2X,X的名称为__________;孔雀石与稀硫酸反应生成气体a的化学方程式为_______________。
2. 纯碱是一种重要的无机化工原料,主要用于玻璃制品和陶瓷釉的生产。如图是用氯化钠实现纯碱联产的主要工艺流程。回答下列问题:
(1)化盐桶中需加快循环速度的目的是__________。
(2)写出反应釜中发生反应的化学方程式__________。
(3)过滤器中能将母液与碳酸氢钠固体分离的原因是__________不同,该过程中发生的是__________ (填“物理变化”或“化学变化”)。
(4)煅烧炉中发生的反应属于基本反应类型中的__________。
3.烧碱—纯碱法净化卤水过程产生的盐泥中主要含有CaCO3及少量的Mg(OH)2和NaCl。如图是实验室模拟工业上以该盐泥为原料制备CaCl2的操作流程:
(1)步骤①中操作a的名称是__________。
(2)步骤②中可观察到的现象是__________,发生中和反应的化学方程式为__________。
(3)步骤③中的试剂X应选下列物质中的__________(填序号)。
A.KOH溶液 B.Ca(OH)2溶液 C.Na2SO4溶液 D.Ca(NO3)2溶液
(4)步骤④中“一系列操作”包括降温结晶,说明CaCl2的溶解度随温度的降低而__________。
4.某合金主要成分为Zn、Fe、Cu及这三种金属的少量氧化物。利用该合金制成的机械零件废弃物制取高纯度ZnO,其部分工艺流程如图所示。请回答:
已知:Zn(OH)2溶于强碱形成可溶性盐。
(1)滤渣Ⅰ中一定有__________。
(2)加酸溶解废弃物时,需要通风并远离火源,其原因是__________。此过程中Zn还能起到除铜作用,除铜的化学方程式为__________,此反应属于__________(填基本反应类型)。
(3)调节pH可用NaOH,但不能过量,其原因是_____________________。
(4)焙烧Zn(OH)2发