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专题26 化工流程Ⅰ——元素跟踪法
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06 八月 2024
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了解化学在生产中的具体应用。结合实例认识化学原理、化工技术对于节能环保、清洁生产、清洁能源等产业发展的重要性。树立“绿色化学”的观念,形成资源全面节约、物能循环利用的意识。在应用化学成果时能主动考虑其对自然和社会带来的可能影响,权衡化学成果在生产、生活中应用的利弊。能运用“绿色化学”思想分析和讨论化工生产的相关问题。
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已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在,在碱性介质中以CrO存在。
(1)煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和________。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性,主要除去的杂质是_________。
(4)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为
________________________________。
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4.[23江苏,14]向pH=8的NaVO3溶液中加入过量的NH4Cl溶液,生成NH4VO3沉淀。已知:Ksp(NH4VO3) = 1.7×10-3,加过量NH4Cl溶液的目的是_________________________________________。
5.[23江苏,14] 催化剂的制备。将预先制备的一定量的WO3/TiO2粉末置于80℃的水中,在搅拌下加入一定量的NH4VO3溶液,经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状V2O5 - WO3/TiO2催化剂。反应选用NH4VO3溶液而不选用NaVO3溶液的原因是______________________________________________。
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化工流程图试题的主要结构
1.化工流程图题的主要结构通常分为以下几个部分
题头:介绍工艺生产的原材料和生产的目的,包括获得的主要产品或副产品。
题干:题干部分以框图形式详细展示了从原料到产品的主要生产工艺流程。通常包括原料的预处理、物质的分离提纯和产品获得等环节。它包括三条线索,主产品线、副产品线和回头线(可循环利用的物质)。
问题部分:根据生产过程中涉及的化学知识,设置一系列问题。这些问题可能涉及反应原理、物质性质、工艺条件的选择与优化、产物分离与提纯的方法等。
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2.循环利用物质的判断
循环利用的物质以基于元素跟踪法为基础来进行分析。
(1)如果分离出的物质与流程前端所加入的反应物相同,那么这种物质可以被视为循环利用的物质。
(2)母液中若存在过量的反应物,经分离提纯后,这些物质可以重新作为反应物投入生产。例如,在侯氏制碱法中,母液中的NaCl经过循环使用,有效提高了原料利用率。
(3)当通过蒸发结晶、趁热过滤制得晶体后,若母液中仍含有大量溶质,此时应将母液转入蒸发室中循环使用,以实现资源的最大化利用。
如果试题信息提到“循环利用”的物质,可以前后印证得出物质结论。
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【应用】元素跟踪法分析化工流程图
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建模:一、化工流程题的分析策略——元素跟踪法
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【应用】信息应用
建模:二、信息应用原则
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实际图中可能省略或变式(不写出隐藏的物质)。有时还得结合顺推与逆推,才能得出元素流向与价态变化。默认情况:水浸或溶液(+H2O),焙烧或煅烧(+O2),矿物(+SiO2),一般不会有加入物质的箭头。加水除溶解物质外,也可能有水解反应;加有机溶剂是萃取与分离操作,不是化学反应。
有时图中用提示表示:如滤渣、滤液(进行了过滤操作),母液(结晶与分离),有机层、水层(进行了萃取与分液)等。
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