微專題·大素養(yǎng)④第八章　章末共享 微專題　解答化學工藝流程題的方法 1．問題設置與考查知識點 有關無機化工生產(chǎn)試題的考查內(nèi)容歸納起來主要有六個方面： (1)將原料轉化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理：考查復分解反應、氧化還原反應等原理。 (2)除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品：考查物質(zhì)分離提純的實驗操作。 (3)提高產(chǎn)量與產(chǎn)率(轉化率)：考查化學反應速率和化學平衡。 (4)減少污染：考查“綠色化學”生產(chǎn)。 (5)原料的來源：考查物質(zhì)的來源及成本問題。 (6)生產(chǎn)設備簡單，生產(chǎn)工藝簡便可行等工藝生產(chǎn)問題。 要準確、順利解答無機化工生產(chǎn)流程題，同學們除了要掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識以及除雜、分離、提純物質(zhì)的基本技能外，還要具備分析工藝生產(chǎn)流程的能力。 2．無機化工生產(chǎn)流程主線 3．基本步驟 (1)從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。 (2)整體閱讀流程圖，辨別出預處理、反應、提純、分離等階段。 (3)分析流程中的每一個步驟，從幾個方面了解流程：反應物是什么；發(fā)生了什么反應；該反應造成了什么后果；對制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個關鍵點：一切反應或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務。 (4)從問題中獲取信息，幫助解題。 4．解題思路 明確整個流程及每一步的目的→仔細分析每步反應發(fā)生的條件以及得到產(chǎn)物的物理或化學性質(zhì)→結合基礎理論與實際問題思考→注意答題的模式與要點。 5．解題模板 [微訓練] 1．“低碳”既是時尚，也是環(huán)保要求?！暗吞肌痹诠I(yè)生產(chǎn)中意義重大，充分利用原材料，不排放或減少排放“三廢”，不同工廠聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式。下面是幾個工廠利用廢氣、廢渣(液)聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝： 請回答下列問題： (1)工藝操作①、②分別為__________________、________。 (2)工業(yè)合成氨的化學方程式為________________________________________________。 (3)寫出生成“產(chǎn)品”的離子方程式：___________________________________________。 (4)在實驗室中檢驗合成氨廠排出的廢氣中是否含有氨氣的方法是________________________________________________________________________。 (5)副產(chǎn)品的化學式為____________。該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是__________。 2.地球的表面積為5.1億平方公里，其中海洋的面積為3.67億平方公里，占整個地球表面積的70.8%。海洋是一個巨大的化學資源寶庫，下面是海水資源綜合利用的部分流程圖，請根據(jù)該圖回答下列問題： (1)淡化海水的方法有________________(寫一種合理方法即可)。由海水提取的粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、等離子，為了除去這些離子，需要依次加入稍過量的NaOH、BaCl2、________(填化學式)，之后________(填操作名稱)，再加入適量________(填試劑名稱)。將所得溶液加熱濃縮、冷卻結晶，得到精鹽。 (2)反應④由無水MgCl2制取金屬鎂的常用工業(yè)方法是________。 (3)向苦鹵中通入Cl2置換出Br2，再用空氣吹出溴并用SO2吸收，轉化為Br－，反復多次，以達到富集溴的目的。由海水提溴過程中的反應可得出Cl－、SO2、Br－還原性由強到弱的順序是________________________________________________________________________。 (4)工業(yè)上也可以用Na2CO3溶液吸收吹出的Br2，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時放出CO2。寫出反應的離子方程式：_________________________________________________________。 最后再用H2SO4處理所得溶液重新得到Br2，其反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 3．Ⅰ.某硝酸廠附近的空氣中的主要污染物為氮的氧化物。為了保護環(huán)境和綜合利用，可采用氨—堿兩級吸收法。此法兼有堿吸收和氨吸收兩法的優(yōu)點，其吸收工藝流程如下： (1)排空物質(zhì)的主要成分為________。 (2)進入吸收塔之前加一個緩沖器的目的是_______________________ ________________________________________________________________________。 (3)從吸收塔排出的混合液的用途之一為________。 Ⅱ.空氣的主要污染物為硫的氧化物和氮的氧化物。研究人員設計了同時凈化廢氣中二氧化硫和氮的氧化物的方法，將其轉化為硫酸和硝酸，工藝流程如下： 各室中發(fā)生的反應如下： 氧化室：NO2(g)＋SO2(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)＋NO(g)。 清除室：NO(g)＋NO2(g)===N2O3(g)； N2O3(g)＋2H2SO4(l)===2NOHSO4(s)＋H2O(l) 分解室：4NOHSO4(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4H2SO4(l)＋4NO2(g)。 回答下列問題： 物質(zhì)①和②分別為(寫化學式)________、________。 微專題·大素養(yǎng)④ [微訓練] 1．解析：(1)合成氨的原料之一氮氣來源于空氣，分離方法是將空氣液化后蒸餾分離出氧氣，獲得氮氣。(2)工業(yè)合成氨的條件是高溫、高壓和催化劑。(3)“產(chǎn)品”是硫酸銨，反應物是硫酸鈣懸濁液、二氧化碳、氨氣等，產(chǎn)物除產(chǎn)品硫酸銨外，還有碳酸鈣。(4)氨氣溶于水顯堿性，實驗室中可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，或利用氨氣與氯化氫化合為氯化銨的反應進行檢驗等。(5)分析框圖中各物質(zhì)的關系可知“副產(chǎn)品”為CaO，能夠循環(huán)使用的物質(zhì)是CO2。 答案：(1)將空氣液化后蒸餾分離出氧氣，獲得氮氣　過濾 (2)N2＋3H2 eq \o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑)) 2NH3 (3)CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3＋＋ (4)將濕潤的紅色石蕊試紙放在導氣管口，若試紙變藍，則證明有NH3(或其他可行的方法) (5)CaO　CO2 2．解析：(1)海水淡化即使海水中的金屬陽離子濃度降低，可采用蒸餾的方法、電滲析法、沉淀法等；除去粗鹽中含有的Ca2＋、Mg2＋、等離子，加入氫氧化鈉溶液除去Mg2＋和少量的Ca2＋，加入BaCl2溶液除去，然后溶液中多余的Ba2＋用碳酸鈉溶液除去，所以應再加入Na2CO3溶液，過濾后再加入適量的稀鹽酸除去碳酸根離子即可。(2)由無水氯化鎂制取鎂的方法通常用電解法得到單質(zhì)鎂。(3)根據(jù)氧化還原反應中的氧化性、還原性的判斷規(guī)律可知，Cl2置換出Br2，說明溴離子的還原性大于氯離子，再用空氣吹出溴并用SO2吸收，轉化為Br－，說明二氧化硫的還原性大于溴離子，所以Cl－、SO2、Br－還原性由強到弱的順序是SO2>Br－>Cl－。(4)用Na2CO3溶液吸收吹出的Br2，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時放出CO2，根據(jù)題意寫出離子方程式為＋3Br2===5Br－＋＋3CO2↑；再用H2SO4處理所得溶液重新得到Br2，在酸性條件下Br－、發(fā)生氧化還原反應生成溴單質(zhì)和水，離子方程式為5Br－＋＋6H＋===3Br2＋3H2O。 答案：(1)蒸餾法(合理即可)　Na2CO3　過濾　鹽酸 (2)電解法　(3)SO2>Br－>Cl－ (4)＋3Br2===5Br－＋＋3CO2↑ 5Br－＋＋6H＋===3Br2＋3H2O 3．解析：Ⅰ.(1)排空物質(zhì)是無污染的氣體，主要成分為N2、O2。(2)進入吸收塔之前加一個緩沖器的目的是使氨氣和污染的空氣充分混合，使氮的氧化物與氨氣充分反應，從而轉化為無毒的N2。(3)從吸收塔排出的混合液含有銨鹽，可以作為氮肥。Ⅱ.根據(jù)各室中的反應，物質(zhì)①、②分別為分解室中NOHSO4與O2、H2O反應生成的NO2、H2SO4。 答案：Ⅰ.(1)N2、O2(只填N2也算對)　(2)使氨氣和污染的空氣充分混合　(3)用作肥料?、?NO2　H2SO4

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