化学工艺流程图分析化学工艺流程图分析27、(14分分)KMnO4是一种常用的强氧化剂，工业上是一种常用的强氧化剂，工业上可以以软锰矿可以以软锰矿(主要成分主要成分Mn02)为原料，通过液相法为原料，通过液相法生产。即在碱性条件下用氧气氧化生产。即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到得到K2MnO4，分离后得到，分离后得到K2MnO4，再用铂板作阳极，再用铂板作阳极，铁作阴极电解铁作阴极电解K2MnO4溶液得到溶液得到KMnO4，简略生产，简略生产过程如下所示：过程如下所示：例题剖析例题剖析回答下列问题：回答下列问题：(1)写出反应器中反应的方程式写出反应器中反应的方程式(2)生产过程中最好使用含生产过程中最好使用含MnO280以上的富矿，因为以上的富矿，因为MnO2含量最低的贫矿中含量最低的贫矿中Al的氧化物含量较高，会导致的氧化物含量较高，会导致KOH消耗量偏高，用离子方程式表示消耗量偏高，用离子方程式表示KOH消耗偏高的原因消耗偏高的原因。(3)写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式阴极：阴极：；阳极：阳极：。在电解法中循环在电解法中循环I、II中利用的共同物质是中利用的共同物质是。(4)在传统工艺中，得到在传统工艺中，得到K2MnO4后，向其中通入后，向其中通入CO2制备制备KMnO4，配平方程式：，配平方程式：K2MnO4+CO2=KMnO4+MnO2+K2CO3将所得将所得KMnO4配成配成0.1molL-1KMnO4溶液，滴定溶液，滴定20.00mL未知浓度的未知浓度的FeCl2溶液，消耗溶液，消耗KMnO4溶液溶液30.00mL，则，则FeCl2溶液的浓度为溶液的浓度为molL。考试说明考试说明 化学科命题注重测量自主学习能力，重视理论化学科命题注重测量自主学习能力，重视理论联系实际，关注与化学有关的科学技术、社会经济联系实际，关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展。和生态环境的协调发展。 化学反应原理：学习化学反应的基本原理，认化学反应原理：学习化学反应的基本原理，认识化学反应中的能量转化的基本规律，了解化学反应识化学反应中的能量转化的基本规律，了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的作用。原理在生产、生活和科学研究中的作用。课程标准课程标准(2010福建、福建、24、14分分)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的，并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：等，生产工艺流程示意如下：真题赏析真题赏析（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是）将菱锌矿研磨成粉的目的是_。（2）完成）完成“氧化除铁氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：步骤中反应的离子方程式：Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3+CI（3）针铁矿（）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命）名字命名的，组成元素是名的，组成元素是Fe、O和和H，化学式量为，化学式量为89，化学式是，化学式是_。（4）根据下表数据，调节）根据下表数据，调节“滤液滤液2”的的pH时，理论上可选用的最大区时，理论上可选用的最大区间为间为_。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉开始沉淀的淀的pH10.46.4 沉淀完沉淀完全的全的pH12.48.0开始溶开始溶解的解的pH10.5Ksp5.610-126.810-62.810-9（5）工业上从）工业上从“滤液滤液3”制取制取MgO过程中，合适的反应物是过程中，合适的反应物是_（选填序号）。（选填序号）。a.大理石粉大理石粉b.石灰乳石灰乳c.纯碱溶液纯碱溶液d.烧碱溶液烧碱溶液（6）“滤液滤液4”之后的操作依次为之后的操作依次为_、_、过滤，洗涤，干燥。、过滤，洗涤，干燥。（7）分析图中数据，菱锌矿粉中）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于的质量分数不低于_。工业流程的主要框架工业流程的主要框架原料原料无机矿物无机矿物核心核心化学反应化学反应所需所需产品产品原料预处理原料预处理除杂、净化除杂、净化反应条件的控制反应条件的控制产品的分离产品的分离提纯提纯原料的循环利用原料的循环利用排放物的无害化处理排放物的无害化处理规律：规律：“主线主产品，分支副产品，回头为循环。主线主产品，分支副产品，回头为循环。”读题审题读题审题1.1.此流程的此流程的目的目的是什么？是什么？2.2.流程中有哪些流程中有哪些步骤步骤？各步的作用是什么？各步的作用是什么？3.3.流程中涉及哪些流程中涉及哪些知识点知识点？4.4.用用规范规范的语言把你获取的信息转化为的语言把你获取的信息转化为答案答案。多晶硅（硅单质的一种）被称为多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基微电子大厦的基石石”，制备中副产物以，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有，且含有钙、铁、镁等离子）制备钙、铁、镁等离子）制备BaCl22H2O，工艺流程如下。，工艺流程如下。已知常温下已知常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的完全沉淀的pH分别是：分别是：3.4、12.4。课堂巩固课堂巩固（1）SiCl4水解控制在水解控制在40以下的原因是以下的原因是。已知已知：SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)H1=47kJ/molSiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)H2=189kJ/mol则由则由SiCl4制备硅的热化学方程式为制备硅的热化学方程式为。（2）加钡矿粉时生成）加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是的离子反应方程式是。（3）加）加20%NaOH调节调节pH=12.5，得到滤渣，得到滤渣A的主要成分是的主要成分是，控制温度，控制温度70的目的是的目的是。（4）BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤，再经真空干燥后滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤，再经真空干燥后得到得到BaCl22H2O。实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪。实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪器有器有种。种。（5）为体现该工艺的绿色化学思想，该工艺中能循环利用的物质）为体现该工艺的绿色化学思想，该工艺中能循环利用的物质是是。1.工业流程图工业流程图小结小结取材内容：取材内容：工业上物质的制备或提纯工业上物质的制备或提纯工业废弃物的回收与处理工业废弃物的回收与处理表示表示2.解题策略解题策略知识储备：化学反应（离子、氧化还原）、电化学、化学平知识储备：化学反应（离子、氧化还原）、电化学、化学平衡（水解、电离、沉淀溶解）等基本原理衡（水解、电离、沉淀溶解）等基本原理实验基本操作实验基本操作信息处理：控制反应条件（信息处理：控制反应条件（pH控制法、气体氛围等）控制法、气体氛围等）其他信息其他信息（两性、络合等）（两性、络合等）工业特点工业特点解决化工流程题的方法解决化工流程题的方法看图要有高度看图要有高度明确整个流程及每一部分明确整个流程及每一部分 的目的。的目的。读图要有深度读图要有深度仔细分析每步发生的反应及仔细分析每步发生的反应及得到的产物。得到的产物。思考要有方向思考要有方向在基础理论框架下结合实际在基础理论框架下结合实际问题进行思考。问题进行思考。答题要有模式和要点答题要有模式和要点注意提升表达能力。注意提升表达能力。5（17分）重铬酸钠（分）重铬酸钠（Na2Cr2O7）广泛用于合成颜料、媒）广泛用于合成颜料、媒染剂等。以铬铁矿（主要成分为染剂等。以铬铁矿（主要成分为Cr2O3，还含有，还含有FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制取重铬酸钠的流程图如下：等杂质）为原料制取重铬酸钠的流程图如下：请回答下列问题：请回答下列问题：若若中只用一种试剂调节溶液的中只用一种试剂调节溶液的pH，应选用，应选用（填序号）。（填序号）。A.稀硫酸稀硫酸B.氧化钠固体氧化钠固体C.氢氧化钾溶液氢氧化钾溶液中，中，Na2CrO4转化为转化为Na2Cr2O7的离子反应如下：的离子反应如下：2CrO42-（黄色）（黄色）+2H+Cr2O72-（橙红色）（橙红色）+H2O该反应该反应氧化还原反应（填氧化还原反应（填“是是”或或“不是不是”），反应的平衡），反应的平衡常数表达式常数表达式K=。课堂巩固课堂巩固若往若往Na2Cr2O7溶液（橙红色）中加入足量溶液（橙红色）中加入足量NaOH固体，固体，溶液溶液（填序号）。（填序号）。A.变黄色变黄色B.颜色不变颜色不变C.橙红色变深橙红色变深已知：已知：25时，时，Ag2CrO4的的Ksp=1.1210-12，Ag2Cr2O7的的Ksp=210-7。25时，往时，往Na2Cr2O7溶液中加入溶液中加入AgNO3溶液，最终只生成一种砖溶液，最终只生成一种砖红色沉淀，该沉淀的化学式是红色沉淀，该沉淀的化学式是。铬是人体必需的微量元素之一，铬是人体必需的微量元素之一，+3价价Cr能参加正常的糖代谢过能参加正常的糖代谢过程，但程，但+6价价Cr对人体却十分有害，是致癌物质。工业上排放的含对人体却十分有害，是致癌物质。工业上排放的含铬废水中铬废水中+6价价Cr的含量不能大于的含量不能大于0.5molL-1，为了达到废水排放，为了达到废水排放标准，工业上处理含有标准，工业上处理含有Cr2O72-的酸性废水采用下面的处理方法：的酸性废水采用下面的处理方法：常用常用FeSO4将其还原为将其还原为Cr3+离子，再用沉淀法进行分离。已知：离子，再用沉淀法进行分离。已知：c(OH-)10-6molL-1c(OH-)10-4molL-1Cr3+Cr（OH）3CrO2-FeSO4还原还原Cr2O72-的离子方程式为的离子方程式为。Cr2(SO4)3溶液中加入过量溶液中加入过量NaOH浓溶液，反应的离子方程式为浓溶液，反应的离子方程式为。沉淀法分离废水中的沉淀法分离废水中的Cr3+离子，离子，pH应控制在应控制在范围内。范围内。3（8分）以天然盐湖资源中分离出来的芒硝、硫酸分）以天然盐湖资源中分离出来的芒硝、硫酸工业废气二氧化硫及焦炭等为原料，生产大苏打和摩工业废气二氧化硫及焦炭等为原料，生产大苏打和摩尔盐，其原料的综合利用率较高。其主要流程如下：尔盐，其原料的综合利用率较高。其主要流程如下： 试回答下列问题：试回答下列问题：（1）已知反应）已知反应中发生的主要反应为：中发生的主要反应为：Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO（g）H=+569.99kJ/mol，欲使该反应发生并，欲使该反应发生并维持该反应进行的条件是维持该反应进行的条件是。（a）常温）常温（b）常温，并通入少量）常温，并通入少量CO2（c）高温，并通入适量的）高温，并通入适量的O2（2）配平反应）配平反应的化学方程式：的化学方程式：Na2S+Na2CO3+SO2=Na2S2O3+CO2（3）反应）反应温度需控制在温度需控制在3540的较低温度，其主要原的较低温度，其主要原因是因是。（4）在摩尔盐溶液中加入一种物质的溶液可使）在摩尔盐溶液中加入一种物质的溶液可使NH4+、Fe2+、SO42-都大量减少，该物质是都大量减少，该物质是。（5）反应）反应中两种盐溶液混合时，需加入适量的中两种盐溶液混合时，需加入适量的H2SO4，将溶液，将溶液pH调到调到1，用离子方程式说明原因：，用离子方程式说明原因：。祝学祝学习进步！步！真题赏析真题赏析（2010安徽理综安徽理综27.27.） 锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMnLiMn2 2O O4 4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：设计实验流程如下：（4 4）若废旧锂离子电池正极材料含）若废旧锂离子电池正极材料含LiMnLiMn2 2O O4 4的质量为的质量为18.1 g,18.1 g,第第步反应中加入步反应中加入20.0mL3.0mol20.0mL3.0molL L-1-1的的H H2 2SOSO4 4溶液。假定正极材料中的溶液。假定正极材料中的锂经反应锂经反应和和完全为完全为LiLi2 2COCO3 3, ,则至少有则至少有 NaNa2 2COCO3 3参加了反应。参加了反应。（1）第）第步反应得到的沉淀步反应得到的沉淀X的化学式为的化学式为。（2）第）第步反应的离子方程式是步反应的离子方程式是。（3）第）第步反应后，过滤步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有所需的玻璃仪器有。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：的原因：、。例题剖析例题剖析 某矿样含有大量的某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程，以该矿样为原料生产某化学课外小组设计以下流程，以该矿样为原料生产CuCl22H2O晶体。晶体。 已知：在已知：在20时，氯化铜的溶解度是时，氯化铜的溶解度是73g；常温下，金属离子开始沉淀和；常温下，金属离子开始沉淀和沉淀完全时的沉淀完全时的pH见下表。见下表。 金属离子金属离子开始形成氢氧开始形成氢氧化物沉淀的化物沉淀的pH完全形成氢氧完全形成氢氧化物沉淀的化物沉淀的pH Fe2+ 7.0 9.0 Fe3+ 2.3 3.7 Cu2+ 4.7 6.7例题剖析例题剖析a若滤液若滤液a中除了中除了Cu2+只有只有Fe3+:若滤液若滤液a中除了中除了Cu2+有有Fe2+、Fe3+:分析：工业名词分析：工业名词整个流程整个流程模糊环节模糊环节？（2）步骤）步骤的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中使的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中使用中学化学常见物质、右图所示装置制取氧气，试写出你用中学化学常见物质、右图所示装置制取氧气，试写出你熟悉的、符合上述条件的两个化学方程式熟悉的、符合上述条件的两个化学方程式、；（3）在焙烧过程中还有废气产生，其中一种是主要的大气污染）在焙烧过程中还有废气产生，其中一种是主要的大气污染物。若在实验室中以碱液吸收处理之，下列物。若在实验室中以碱液吸收处理之，下列A、B、C装置中可装置中可行的是行的是（填字母）；若选用甲装置，则烧杯中的下层液体（填字母）；若选用甲装置，则烧杯中的下层液体可以是可以是;（4）步骤）步骤加入物质加入物质X的目的是的目的是 ，物质，物质X可以选用下列物可以选用下列物质中的质中的 ; A.氧化铜氧化铜 B.稀盐酸稀盐酸 C.氨水氨水D.氧化亚铁氧化亚铁 E.氯气氯气（5）在整个生产流程中，共需要进行）在整个生产流程中，共需要进行 次过滤操作。次过滤操作。回答下列问题：回答下列问题：（l）写出步骤）写出步骤中中CuS转化的化学反应方程式：转化的化学反应方程式：。