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化工流程图题专题89
化工流程图题专题(1、2)
化工题是以某个具体的工业生产为背景,以化学基本理论为主线,结合化学实践!环境保护!化学计算等考查同学们应用所学知识探究解决生产实际问题的能力,对综合能力要求很高化工题的特点表现为题目多以流程图的形式出现题目所涉及的情景新颖在题目中还时常出现一些化工术语(酸浸!水洗!水热处理表面处理等);题目实际考查的是应用化学反应原理、化学平衡原理、离子平衡理论物质制备和分离(提纯)知识、绿色化学观点、安全生产思想及从经济的视角分析、评价、探究实际生产中各种问题的能力【例】重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO·Cr2O3,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:
①中涉及的主要反应有:
主反应:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2?8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
副反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Cr(OH)3 完全沉淀时溶液pH 47 3.7 11.2 5.6 试回答下列问题:
⑴ “①”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是▲ 。两个副反应均为吸热反应,但在高温下均能自发进行,其原因是 ▲ 。
⑵ “③”中调节pH至4.7,目的是 ▲ 。
⑶ “⑤”中加硫酸酸化的目的是离子方程式: ▲ 。
⑷ “⑦”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠,依据是 ▲ 。
【解析】以红矾钠的工业制备为背景考察化学原理部分的知识,过程中考察了条件的控制、化学反应方向的判断、溶度积常数的表达式和控制pH的应用。搅拌的目的是增大反应物的接触机会,从而加快反应速率。由于这两个副反应是在高温下才自发进行,所以必然是一个△S0的反应。③溶液中存在的主要阴离子有CrO42-、AlO2—、SiO32—,pH调至4.7,是为了除去其中的AlO2—、SiO32—。
【答案】⑴ 使反应物接触更充分,加快反应速率 △S>0 ⑵除去溶液中的AlO2—、SiO32—
⑶ 2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O ⑷红矾钠的溶解度随温度的降低而减小
工业生产流程工业制硫酸如下图:科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O
某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下:【例】
化工流程图题专题(1)物质循环利用
物质循环利用的目的主要是为了减少生产成本和环境压力。如果前面有某物质,后面又生成了该物质,则该物质往往是可以循环利用的。或者如工业生产中,原料转化率较低,也需要对相关物质循环利用。如工业上合成氨,氮气和氢气已经经过加压等处理,反应又为可逆反应,分离出液态氨后,必须循环利用氮气和氢气,以降低生成成本,有机反应中对易挥发反应物的冷凝回流也是这个原理。
例1.以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。
上述流程可以循环使用的物质有 、 (写化学式)。
例2.利用天然气合成氨的工艺流程示意如下:
整个流程有三处循环,一是Fe(OH)3循环,二是K2CO3(aq)循环,三是 循环。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,还需要 等原料
3.某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,工艺流程如下图所示。
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式:
MnO2 + CuS+ = ↓+ + CuSO4+ 。
(2)反应Ⅱ加入适量锌的作用是 ;如果锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式为 。
沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Zn(OH)2 开始沉淀pH 2.3 4.0 5.4 完全沉淀pH 4.1 5.2 8.0 (3)反应Ⅲ要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3,中过量的H+所使用的物质是 ,调节
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