内容正文:
第二
部分
题型四 流程图题
[贵州2024.12(3);贵阳2020.34(3)]
题型突破
思路指导
钛和钛合金是21世纪的重要金属材料。工业上利用钛铁矿——钛酸亚铁(FeTiO3)制备金属钛(Ti)的工艺流程如下。
【查阅资料】①Ti为固体,化学性质稳定,不与稀硫酸、稀盐酸反应。
②FeCl3沸点为316 ℃、TiCl4沸点为136 ℃。
例
(1)将钛铁矿粉碎的目的是________________________________________
______________。[1]原料预处理
(2)废气是一种有毒的可燃性气体,则“反应釜(器)”中发生反应的化学方程式是____________________________________________。[2]核心反应
(3)“沸腾炉”中将FeCl3和TiCl4的混合物分离,该操作的名称是_____。[3]产品分离、提纯
增大反应物间的接触面积,加快反应速率(或
使反应更充分)
蒸馏
(5)依据“绿色化学”理念,指出该生产过程中存在的不足之处是____________________________。[4]工艺流程的评价
(6)钛和钛合金具有很多优良的性能,被广泛应用于火箭、航天飞机等生产。钛合金的优点是____(填字母序号)。
a.耐腐蚀 b.熔点高 c.强度大
Mg+H2SO4 ===MgSO4+H2↑
ac
[1]原料预处理
(1)粉碎(研磨)或喷淋:增大反应物间的接触面积,加快反应速率(或使反应更充分)。
(2)灼烧或煅烧:使固体在高温下分解等,使反应充分进行。
(3)加水、加酸、加碱:使固体(气体)溶解或反应。
[2]核心反应:看箭头和三线
(1)看箭头:“→”进入的是反应物,出去的是生成物(含主产物和副产物)。
①化学方程式书写:根据“→”找反应物和生成物(无法配平,再根据质量守恒定律和题目信息推断)。
②加入的试剂:是否过量或引入新杂质。
(2)看三线(进线、出线和逆向线):进线和出线表示物料流向或操作流程;逆向线表示物质可循环使用。
[3]产品分离、提纯
(1)过滤:
②所需玻璃仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒。
(2)蒸发(结晶):溶液/滤液 固体/晶体。
(3)蒸馏:溶液/滤液 气态。
[4]工艺流程的评价:科学性、安全性和简便性,对环境的影响及节约性。
针对训练
类型
1
物质的生产、制备
[贵州2024.12(3)]
1.[人教上P150图片改编](2024吉林)食品加工、制药等领域广泛使用二水合氯化钙(CaCl2·2H2O)。工业上生产CaCl2·2H2O的主要流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.石灰石的主要成分是CaCl2
B.粉碎可以增大反应物间的接触面积
C.搅拌可以提高CaCl2·2H2O的产量
D.反应器中生成的气体具有可燃性
B
2.(2024安徽)碳酸锂(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。我国盐湖卤水中主要含有氯化锂、氯化钠、硫酸镁等溶质,一种以化学沉淀法从卤水中生产碳酸锂的工艺如下:
回答下列问题:
(1)步骤①发生反应的化学方程式为______________________。
(2)步骤②操作a的名称是_____。
CaO+H2O ===Ca(OH)2
过滤
(3)步骤③中加入草酸钠,其中草酸根(C2O )的化合价是-2价,则草酸钠的化学式为__________。
(4)滤液2中含有LiCl,步骤④中生成Li2CO3的反应类型是____________。
(5)该工艺中用到的氧化物有____________ (写1种即可)。
Na2C2O4
复分解反应
CaO(或H2O)
3.[生产实际·制皮蛋](2024成都)皮蛋是成渝等地人们喜爱的食品,制作流程如图。
资料:1.草木灰(含K2CO3)中常含有砂石和未燃尽的秸秆等固体。
2.碱,有涩味,可与蛋白质作用,使其凝固。
回答下列问题。
(1)选料:“过筛”的目的是______________________________________。
(2)调浆:调浆过程发生的复分解反应的化学方程式为
_____________________________________________________________,料浆浸出液中一定含有的阴离子有______________(填离子符号)。
除去砂石和未燃尽的秸秆等颗粒较大的固体
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH[或K2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2KOH]
OH-和Cl-
(3)裹泥:裹泥时,不慎皮肤接触料浆,处理方法为______________。
(4)封存:需要“密封”的主要原因是减少水分蒸发和________________
________________________________________。
(5)食用皮蛋时加醋能去除涩味的原因是____________________________
_____。
用大量清水冲洗
减少空气中二氧化
碳与皮蛋表面的碱反应,避免皮蛋制作失败
醋能与皮蛋中的碱性物质发生
反应
4.[2024贵州12(3)题4分]用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料Mn3O4的流程如图1。
已知:菱锰矿中除MnCO3外,还有SiO2;MnCO3能与稀硫酸发生复分解反应,SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应;氨水呈碱性。
图1
(1)过滤器中得到的滤渣是________。
(2)反应器中,MnSO4溶液与O2反应可生成锰的氧化物,如MnO2、Mn2O3、Mn3O4。发生的反应之一是6MnSO4+6H2O+O2===2Mn3O4↓+6X,X的化学式是__________。
图1
SiO2
H2SO4
(3)70 ℃时,在反应器中保持通入的O2和MnSO4溶液的质量不变,只改变MnSO4溶液的溶质质量分数,测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与MnSO4溶液的溶质质量分数之间的关系如图2。由图可知,当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1%时,可获得高纯度的Mn3O4,当MnSO4溶液的溶质质量分数为其它数值时,Mn3O4纯度降低,原因可能是__________________________________________________________。
图2
MnSO4溶液的溶质质量分数不同时,会生成不同的锰的氧化物
5. [结合溶解度](2024湖北)某工厂在粗盐的提纯过程中产生了大量的“盐泥”[主要成分为Mg(OH)2、BaSO4和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流程如图所示。
新考法
已知:两种物质在不同温度时的溶解度如下表。
温度/℃ 0 20 40 60 80
NaCl溶解度/g 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4
MgSO4溶解度/g 22.0 33.7 44.5 54.6 55.8
(1)20 ℃时,NaCl的溶解度为________g。
36.0
(2)“反应器”中反应的化学方程式为______________________________。
(3)“过滤器1”产生的“滤渣”为_________________。
(4)“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是______________结晶。
(5)从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质,需用试剂洗去。为避免晶体损失,最适宜的洗涤试剂是_________________________
Mg(OH)2+H2SO4===MgSO4+2H2O
硫酸钡(或BaSO4)
冷却(或降温)
。
饱和硫酸镁(或MgSO4)溶液
6.(2024苏州改编)燃煤烟气中含二氧化硫,石灰石湿法脱硫制备石膏(CaSO4)的主要流程如下。
已知:a.当压强不变时,随着温度升高,气体的溶解度减少。
b.脱硫过程中,其他条件相同时,随浆液酸性增强,CaCO3溶解的质量增加,SO2吸收的质量减小。
c.CaSO3能与稀盐酸反应:CaSO3+2HCl===CaCl2+SO2↑+H2O。
d.SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应,使溶液的颜色变浅甚至褪色,且无气体生成。
(1)大气中二氧化硫含量过高会导致的环境问题是_____。
(2)“制浆”时,石灰石粉碎后加水所得浆液属于__(填字母)。
A.溶液 B.悬浊液 C.乳浊液
(3)“吸收-氧化”过程包括:①CaCO3吸收SO2反应生成CaSO3;②CaSO3转化为CaSO4。该过程中反应产物无污染,其总反应化学方程式为____________________________________。
酸雨
B
2CaCO3+2SO2+O2===2CaSO4+2CO2
(4)“吸收-氧化”的脱硫率( ×100%)受多种因素影响。
①吸收塔内采用气液逆流接触吸收的方式(如图1所示)。含SO2烟气从吸收塔底部鼓入,浆液从吸收塔顶部喷淋,其目的是__________________
______。鼓入的含SO2烟气温度过高,会导致脱硫率下降,原因是_____
______________________。
图1
增大SO2与浆液接触
面积
过高,SO2溶解度降低
温度
②其他条件相同,脱硫率受浆液pH的影响如图2所示。浆液pH高于5.6时,脱硫率随pH升高而下降,其原因是___________________________
_______________________________________________________________________________________________。
图2
随pH升高,浆液酸性减弱,
CaCO3溶解质量减少,导致脱硫率下降;SO2吸收质量增大,导致脱硫率上升,前者的程度大于后者的程度
(5)所得石膏产品中混有CaSO3。请补充完整检验CaSO3的实验方案:取少量所得产品,________________________________________________
_______________,说明产品中混有CaSO3。(必须使用的试剂:稀盐酸、稀KMnO4溶液)
加入稀盐酸,将产生的气体通入稀KMnO4溶液,紫红
色褪去(或变浅)
7. [结合微观图示]利用氯化铁溶液浸出废金属(主要成分为铁铜合金)回收海绵铜(一种特殊形态的单质铜)的某种工艺流程图如图甲所示:
类型
2
物质的分离、提纯和回收
新考法
图甲
(1)浸出池中发生的反应有Fe+2FeCl3===3FeCl2,此反应类型属于____(填写反应的基本类型)反应。
化合
(2)若酸洗槽中先加入过量稀盐酸,再加入铜及少量铁,反应前后溶液中离子种类如图乙所示,则“●”表示________(填写离子符号)。
图乙
Fe2+
8.(2024绥化节选)某火力发电厂产生的固体废弃物粉煤灰(粉末)中含有较多的氧化铝(其他能与酸反应的成分忽略不计),从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如下图,请回答下列问题。
(1)加酸时,为了使反应更充分,可采用的实验操作是________________。
搅拌(合理即可)
(2)写出步骤①中发生反应的化学方程式____________________________。
(3)氨水的pH__(选填“>”“<”或“=”)7。
(4)该工艺的价值在于__________________________________________。
3H2SO4+Al2O3===Al2(SO4)3+3H2O
>
节约金属资源(或废物回收再利用,合理即可)
9.(2023天津)某氯化钠固体样品中可能含有硫酸钠、硝酸钡、氯化镁、硫酸铜和碳酸钙中的一种或几种。为确定其成分,取40 g固体样品,按下列流程进行实验。
类型
3
混合物成分的判断
[贵阳2020.34(3)]
回答下列问题:
(1)白色沉淀A的化学式为__________。
(2)写出生成白色沉淀B的化学方程式______________________________。
CaCO3
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl
(3)固体样品中除氯化钠外,还一定存在________________________。
(4)已知实验中得到2 g白色沉淀A,2.33 g白色沉淀B,5.8 g白色沉淀C,则固体样品中氯化钠的质量分数为_______。
CaCO3、Na2SO4、MgCl2
67.7%
$$