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流程图题专题


一、化工流程图的特点
化工流程图题是近几年的高考热点。其特点 是:以化工生产为背景、中学化学知识为基础、 化工流程为载体,联系 化学实验基本操作、 元素化合物知识、 化学反应原理 和化学计算等知识 考查学生的综合分析运用能力。

例1.(2013安徽)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示 屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶 于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:

(1)洗涤滤渣A的目的是为了去除 (填离子符号),检验该离子是否洗涤干净的方 法是 。 (2)第②步反应的离子方程式是 ,滤渣B的主要成分是 。 (3)萃取是分离稀土元素的常用方法,已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中 萃取出来,TBP (填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的主 要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。 (4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol?L-1 FeSO4 标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的 质量分数为 。

例1答案 (1)Fe3+ 取少量最后一次洗涤液于试管 中,加入KSCN溶液,若不出现红色,则已 洗净,反之,未洗净。(其他合理答案均可 ) (2)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O SiO2 (3)不能 分液漏斗

(4)97.0%

练习1 废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法 可回收WC和Co。工艺流程简图如下:

(1)电解时废旧刀具做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反 应式为 。 (2)净化步骤所得滤饼的主要成分是 。回收的洗涤液代替水配制电解液,目的 是回收利用其中的 。 (3)溶液I的主要成分是 。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响,但 焙烧时会造成环境污染,原因是 。 (4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为________________________。

练习1.答案 (1)2H+ +2e- =H2 ↑ (2) Fe(OH)3 Co2+(或Co)

(3) NH4Cl;
焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl (4) Co2O3 + 3H2 = 2Co + 3 H2O

二、解题策略
1.正确理解流程图前后的关系 (1)仔细读题、审题,认真分析原料成分、目标 产物及题给信息 (2)分析整个流程中每步核心反应及操作的目的。

2.答题时要依题意答题
(1)题目中问什么就答什么 (2)要形成基本的答题模式和用规范的语言答 题

如:有关分离操作涉及的问题: 加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤; 萃取、分液、蒸馏(分馏)。 又如:描述验证沉淀是否已洗干净时:取少量最 后的洗液于试管中,加入......,产生......现 象,证明......。 再如: 解答与平衡移动有关的问题需遵循: 阐明体系中存在的核心平衡→所采取的措施、改 变的条件→导致平衡如何移动、产生什么结果的 步骤。

原料预 处理 无机矿 物原料

控制条件 试剂1 无机矿 物原料 操作1

控制条件

试剂2 操作2

含目标产 物体系
废渣1或 副产物

目标 产物

目标产物 溶液

操作3

废渣2或 副产物

练习2(2015全国理综卷)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg B O · HO
2 2 5 2

和Fe O ,还有少量Fe O 、FeO、CaO、Al O 和SiO 等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示
3 4 2 3 2 3 2



铁硼矿粉

硫酸浸出

过滤

净化除杂

过滤

蒸发浓缩

冷却结晶

过滤

粗硼酸

浸渣

滤渣

含镁盐母液

回答下列问题:
(1)写出 Mg B O · H O与硫酸反应的化学方程式 _____________。为提高浸出速率,除适当增硫酸
2 2 5 2

浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。 (2)利用____的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是___(化学式)。 (3)“净化除杂”需先加H O 溶液,作用是___。然后在调节溶液的pH约为5,目的是__。
2 2

(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。 (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH ),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为____。
4

(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方
程式表示制备过程___________。

(14分) ⑴ Mg2B2O5· H2O+2H2SO4=== 2MgSO4+2H3BO3;

搅拌矿粉、升高温度。
⑵ Fe3O4; SiO2和CaSO4; ⑶ 氧化溶液中的Fe2+;除去溶液中的Al3+和Fe3+。 ⑷ 硫酸钙 七水硫酸镁
H

⑸ ⑹ 2H3BO3+3Mg ===3MgO+2B+3H2O (或2H3BO3==B2O3+3H2O,B2O3+3Mg ==2B+3MgO )

Na+H

B H H

练习3 (2013浙江)[14分]利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副 产物ZnO。制备流程图如下:

已知:Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题: (1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有 。 A.去除油污 B.溶解镀锌层 C.去除铁锈 D.钝化 (2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀,为制得ZnO,后续操作步骤是 。 (3)由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中,须持续通入N2 ,原因是 。 (4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离? (填“能”或“不 能”),理由是 。 (5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。 若需配制浓度为0.01000 mol· L-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确称取 g K2Cr2O7(保留4位有效数字,已知MK2Cr2O7=294.0 g· mol-1)。 配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有 。(用编号表示)。 ①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管 (6)滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡, 而滴定结束后气泡消失,则测定结果将 (填“偏大”、“偏小”或“不变 ”)。

练习3.答案 ⑴ A 、B

⑵ 抽滤、洗涤、灼烧
⑶ N2气氛下,防止Fe2+被氧化 ⑷ 不能

胶体粒子太小,抽滤时容易透过滤纸
⑸ 0.7350 ⑹ 偏大 ③ ⑦

练习5答案 (1)+3 (2)2Al+2OH— +6H2O=2Al(OH)4—+3H2↑ (3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 = Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O 2H2O22H2O+O2↑ 有氯气生成,污染较大 (4)CoSO4+2NH4HCO3 = CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑ (5)Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C ( 6 ) Li+ 从负极中脱出,经由电解质向正极移动 并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4


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