11.21刘永兰 高考化工流程题的基本分析方法 教案

化工流程题解题策略    

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课前检测

（14分）（2017•新课标Ⅰ-27）和都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为，还含有少量、等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为时，所采用的实验条件为                               。

（2）“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式                                                       。

（3）沉淀与双氧水、氨水反应所得实验结果如下表所示：

温度/

30

35

40

45

50

转化率/%

92

95

97

93

88

分析时转化率最高的原因                                                      

                                                                 。

（4）中的化合价为，其中过氧键的数目为___________。

（5）若“滤液②”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有沉淀生成                                                        

                                                                    （列式计算）。、的分别为、。

（6）写出“高温煅烧②”中由制备的化学方程式                    

                                                                      。

【学案】

任务1：把握做化工流程题的整体思路

任务2：探析化工流程解题过程，明确核心反应与条件控制

任务3：

重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

已知步骤①的主要反应为:

FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3→ Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2

1）以化工流程为载体，考查元素化合物知识，你拟的题目可以是：

 

2）以化工流程为载体，考查物质的分离提纯（实验基础知识），你拟的题目可以是：

3）以化工流程为载体，考查化学反应原理，你拟的题目可以是：

003  【练案】

 1．（14分）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：

（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是__________，还可使用___________代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分是_________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为____________________________________。

（3）加氨水过程中加热的目的是___________。沉淀B的主要成分为_____________、____________（填化学式）。

（4）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：。

实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.0500 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为______________。

2 以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：

物质

V2O5

V2O4

K2SO4

SiO2

Fe2O3

Al2O3

质量分数/%

2.2~2.9

2.8~3.1

22~28

60~65

1~2

<1

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。

（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。

（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124−= R4V4O12+4OH−（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”“碱”“中”）。

（5）“流出液”中阳离子最多的是________。

（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。

3.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。

(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。

(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。

(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。

(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数)

4硼及其化合物在工业上有许多用途，以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量的Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式      ，为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，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     。（写化学式）

（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是             ，然后调节溶液的pH约为5，目的是                               。

（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（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为                    。

（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢，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                                                              。