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浅谈无机工业流程题

时间:2022-12-14 20:50:07 来源:网友投稿

总结解答无机工业流程题的解题思路一般是:熟知流程图→易处着手→分析细节→积累运用→规范答题。当然无机工业流程题的一切反应或操作都是为了获得产品,所以解题时要从生产目的出发。对比较陌生且复杂的流程图,宏观把握整个流程,不必要把每个环节的原理都搞清楚,易处着手,针对问题分析细节,先局部,后全盘,逐步深入。另外在平时多积累一些熟悉工业流程常见的操作名词及其作用比如:酸浸,在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程。归纳重要的化工生产原理:金属的冶炼,海洋资源的开发利用等等。

例  (2014·江苏,节选)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。

[酸浸][过滤Ⅰ][过滤Ⅱ][吸收][热分解][调pH=3.6][滤渣Ⅰ][滤渣Ⅱ][SO2][含SO2烟气][CaCO3粉末][H2SO4溶液][粉煤灰]

加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x。滤渣Ⅱ的主要成分为       (填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是                      (用离子方程式表示)。

解析  加入碳酸钙调节溶液的pH,溶液中的硫酸根与钙离子结合生成滤渣,滤渣Ⅱ的主要成分是硫酸钙。若溶液的pH偏高,则部分硫酸铝转化成氢氧化铝沉淀,导致溶液中的铝离子含量降低,离子方程式为3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2。

答案    CaSO4    3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2

点拨  同学们在平时应该归纳热点考点的解题步骤,有利于提升解题效果。比如化工题中方程式书写的一般步骤为:借助流程和信息寻找关键的反应物和生成物;借助化合价判断反应类型(氧化还原反应还是非氧化还原反应?);借助流程和信息判断反应所发生的环境(熔融状态还是溶液?溶液呈酸性还是碱性?)。另外根据题型还能总结出一些模板式答题:比如检验固体是否洗涤干净,怎样检测某种离子。

[练习]

1. 碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质,提纯工艺流程如下:

[蒸发浓缩结晶][过滤][除杂][溶解][加热脱水][检验][趁热

过滤][水][NaOH][滤渣][滤液][母液][工业

碳酸钠][Na2CO3·H2O][试剂级Na2CO3]

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示,回答问题。

(1)滤渣的主要成分为                       。

(2)“趁热过滤”的原因是                     。

(3)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是                           。

2. 工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。

[操作Ⅱ][石灰苛化][空气][H2O][CO2][熔融][母液][干燥][KOH][KMnO4

粗晶体][KMnO4

晶体][K2MnO4][KMnO4

K2CO3

MnO2] [MnO2][KOH][操作Ⅰ][粉碎][KMnO4

K2CO3]

(1)上述流程中可以循环使用的物质有        、         (写化学式)。

(2)若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1 mol MnO2可制得       mol KMnO4。

(3)操作Ⅰ的名称是         ;操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在           (填性质)上的差异,采用              (填操作步骤)、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。

[参考答案]

1. (1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3    (2)使析出的晶体为Na2CO3·H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体,令后续的加热脱水耗时长  (3)溶解时有大量沉淀生成,使Na2CO3损耗且产物Na2CO3中混有杂质  原因:“母液”中含有的离子有Ca2+、Na+、Cl-、SO42-、OH-、CO32-,当多次循环后,使得离子浓度不断增大,溶解时会生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀

2. (1)MnO2; KOH  (2)[23] (3)过滤 溶解度 浓缩结晶

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