2026年中考化学专题复习:工业流程题

| 6页
| 539人阅读
| 8人下载
普通

124                  “唯美课堂”                                   工业流程题专项练习     

学科网 zxxk.com学科网 zxxk.com

 

兴化市明升双语学校初三化学复习练习

工艺流程题是初中化学比较难的一类题型,很多同学解题时没有要点和思路。现把工艺流程题有关知识总

结归纳如下:

一、题型结构与解题策略

  1. 化工生产流程主线的特点

 

 

 

 

 

 

 

2.解题步骤与策略

(1)分段剖析,明析细节,贯通整个流程。

化学工艺流程可分三个阶段:原料预处理、发生核心化学反应和产品的提纯分离。以核心原料为准,结合箭头的指向,依据主线主产品,分支副产品,回头为循环的工艺流程,分析每一环节中物质流入和流出的意义,控制反应条件的作用,实现对整个流程的全盘分析。

(2)  浏览全题,首尾呼应,找出流程主线。

运用首(原料)尾(产品)呼应法,分析从原料到产品,需要发生什么核心反应和除去哪些杂质,明确流程的主要任务:整个流程在控制反应条件下,为纯净且多的获取产品服务。

(3)  由易到难,变换角度,逐一破解答案。

①先易后难:先回答与工艺流程相关的简单问题,确保易拿的分数先拿到,增强答题信心。

②变换角度:从基本理论、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、pH调节、溶剂选择、除杂、产品分离等)、绿色化学观点(循环操作、环保)、经济角度(提高产量与产率、原料廉价易得、降低能耗、设备简单)、安全生产(防爆、防污染、防中毒等)多角度答题。

③对于棘手的问题:尝试从题目给出信息中寻找问题的答案。

二、化学工艺流程的知识点归纳

1.原料预处理阶段

(1)研磨、粉碎、喷洒:目的是增大反应物的接触面,加快反应速率和提高原料转化率、利用率、浸出率。

增大接触面积的具体措施有:固体用粉碎、研磨的方法,液体用喷洒的方法,气体可用多孔分散器等。

(2)  水浸、酸浸、碱浸:是指固体加水、酸、碱溶解得到离子,或向固体中加入适量溶剂,使其中可溶性

的物质溶解或通过反应进入溶液。水浸是与水接触反应或溶解;酸浸是溶解金属及金属氧化物,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去;碱浸是溶解酸性氧化物、铝及其化合物、二氧化硅等。

(3)灼烧、焙烧、煅烧:是指在高温下使固体原料分解、反应或改变结构,使一些物质能溶解,或使一些杂质高温下氧化、分解。如煅烧Cu2S生成SO2和CuO而除去S元素。

2. 核心化学反应阶段

(1)涉及的基本化学原理:氧化还原反应、复分解反应、化合反应、分解反应等原理。

(2)加酸、加碱:溶解物质、调节溶液的pH(有些反应必须在特定的pH环境下才能进行)、增强物质的稳定

性。page number 0

 

学科网 zxxk.com学科网 zxxk.com学科网(北京)股份有限公司


124                  “唯美课堂”                                   工业流程题专项练习     

学科网 zxxk.com学科网 zxxk.com

(3)  加氧化剂或还原剂:目的是氧化(还原)某物质,转化为易于被除去(生成沉淀)的离子。如除去Fe2+,通

常加入环保氧化剂H2O2将其氧化成Fe3+,再调节pH使之生成Fe(OH)3沉淀。

(4)  控制温度:

①加热升温:可能是加速溶解、加快反应速率,对于吸热反应,加热可提高原料的转化率;也可能是促进反应,形成沉淀,便于过滤分离;或者除去溶解在溶液中的气体,如O2、HCl等。

   例1.用图2所示装置测量大理石和稀盐酸反应体系的温度,并用电子天平连续称量反应体系的总质量,测得反应过程中温度和质量随时间的变化如图3所示。

①图2所示装置制取CO2气体,停止反应的操作是关闭活塞。

②图3中5~65s时,单位时间内体系总质量减小幅度较大

的原因是5~65s时,反应物浓度较大且反应放热,温度

升高,反应速率增大,单位时间内产生的CO2量多气体

逸出导致体系总质量减小幅度较大。

②控制较低温度:防止物质挥发;避免反应物或生成物因过热而分解(如存在NaHCO3、H2O2、KMnO4等);对于放热反应,低温可提高原料的转化率。

③控制温度在一定范围内:综合多方面因素的考虑,如使反应速率不至于太慢、抑制或促进反应的产生、防止反应物分解或副反应的发生、使用催化剂的还要注意催化剂的活性温度范围。

例2.  制备碱式碳酸铜

用如图所示装置制备碱式碳酸铜。

已知:①碱式碳酸铜220℃起开始分解。

②CuSO4在碱性条件下生成Cu(OH)2沉淀。

步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量10%的CuSO4溶液,逐滴加一定质量10%的Na2CO3溶液,出现浅蓝色沉淀,调节pH为8.8,控制温度约70℃,不断搅拌悬浊液直到沉淀变为绿色,停止搅拌,静置。

步骤2:过滤,洗涤,然后将沉淀置于烘箱中烘干,得到碱式碳酸铜固体。

①实验时不能将CuSO4溶液滴加到Na2CO3溶液中的原因是防止生成Cu(OH)2,使制备的碱式碳酸铜不纯。

②最终得到的碱式碳酸铜固体中混有少量黑色物质的原因可能是烘干时温度过高,使得碱式碳酸铜分解生成黑色的氧化铜。

(5)  控制pH:

①控制pH的方法有:加酸、加碱或加入能消耗H+、OH- 的物质。

②控制pH的目的:促进某离子反应,使其沉淀,便于过滤分离;减少产品的损耗;为了选择性地沉淀某一离子,还需要控制pH在某一范围。

例3. 某兴趣小组在实验室利用锌渣(主要为ZnO,含少量FeO、Fe2O3等)和葡萄糖酸钙为原料制备葡萄糖酸锌。

制备硫酸锌

   学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材以及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯! OsAJZmveYYDNAx1ODbqMbQ==

相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表:

 

 

page number 1

 

学科网 zxxk.com学科网 zxxk.com学科网(北京)股份有限公司


124                  “唯美课堂”                                   工业流程题专项练习     

学科网 zxxk.com学科网 zxxk.com

(3)减压蒸发:减压蒸发降低了蒸发温度,可防止被结晶物质分解减少损耗。

(4)提高浸出率的措施有:增大酸或碱的浓度、适当提高反应温度、将矿石研磨粉碎,增大接触面积。

(5)在有双氧水和氨水的反应中,温度控制在40C左右的原因:防止双氧水分解,氨水受热逸出氨气。

(6)在粗盐的提纯中,除去Ca2+、Mg2+、SO42-的除杂试剂及加入顺序是:NaOH、BaCl2、Na2CO3(BaCl2要在Na2CO3前面添加,NaOH在它们前面或中间或后面都可)或加入Ba(OH)2、、Na2CO3 。加入的试剂一定是过量的,最后再加盐酸调节溶液至中性。

(7)能循环使用的物质:依据“节能减排,绿色化学,降低成本”等问题,能循环使用的物质是:副产物、辅助试剂、可逆反应中未完全反应的物质,过滤后的滤液等物质,而目标产物,杂质一般不用于循环。

5.如何设计实验方案

 (1)如何从含有少量KCl杂质的K2FeO4的粗产品中提纯K2FeO4

   提供信息:K2FeO4用于饮用水的消毒,可溶于水,微溶于浓KOH溶液,难溶于乙醇,在0~5℃、强碱性溶液中比较稳定

   实验方案:将溶有K2FeO4粗产品的烧杯置于冰水浴中,加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,然后过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,放在真空干燥箱中干燥

(2)资料:在酸性条件下Fe2+容易被空气中的氧气氧化成Fe3+;硫氰化钾KSCN溶液遇Fe3+变为血红

色,遇到Fe2+不变色 

设计方案验证空气中的氧气可以将FeC12氧化:取少量FeCl2溶液于试管中,加入硫氰化钾溶液,

不变色;再继续加入稀盐酸,置于空气中  溶液变成血红色(写出具体的操作、现象、结论)

(3)如何证明红色固体只有Cu2O,而不含Cu

  资料:①Cu2O + H2SO4=CuSO4+Cu+H2O 

②Cu2O在空气中溶于稀氨水形成蓝色溶液,而Cu不能

    可选择试剂:蒸馏水、浓硫酸、浓氨水

方案:取浓氨水加入蒸馏水稀释,再取少量红色固体,加入足量稀氨水中,红色固体全部溶解,形成蓝色溶液,说明红色固体只有Cu2O

【注意】不能用稀硫酸,因为Cu2O与稀硫酸反应后仍然有红色的Cu生成。

(4)已知:①实验条件下SiO2不溶于水,不和盐酸、氨水发生反应。

②0℃(冰水浴中)时,CaCl2才可以转化生成CaO2。

③NH4Cl溶液显酸性,冰水浴中Ca(OH)2和NH4Cl溶液反应生成CaCl2和NH3•H2O(氨水)。

电石渣【主要成分为Ca(OH)2,还含有少量SiO2 等杂质】为原料可制备CaO2,设计制备CaO2的实验方案:向冰水浴中的氯化铵溶液中逐渐加入电石渣,搅拌,待充分反应后过滤;将滤液逐滴加入置于冰水浴中的H2O2溶液(或向置于冰水浴中的滤液里逐渐加入H2O2溶液),充分反应后过滤、洗涤、干燥即可。(须使用的试剂:NH4Cl 溶液、H2O2溶液、 冰水)

6.侯氏制碱法:NaCl + H2O + NH3 + CO2=NH4Cl + NaHCO3↓

  先向饱和食盐水中通入NH3,再通入CO2,因为NH3极易溶于水,先通入NH3得到饱和氨盐水,可

以吸收更多的CO2,有利于NaHCO3的生成与析出。

(生成NaHCO3质量大,而NaHCO3的溶解度小)

例9:硝酸铜可用于陶瓷着色、也可用于制备波尔多液。利用含铜废料(含Cu、CuS)制备Cu(NO3)2 • 3H2O晶体的流程如图。

      

 

学科网 zxxk.com学科网 zxxk.com学科网(北京)股份有限公司


由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。