专题7：工艺流程题专项辅导题(1)答案

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1、答案解析1.【答案】(1)Ca(H2PO4)2H2O(2)2NH3CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4H2NCONH2H2O(3)粪尿最终转化为铵盐，而草木灰的有效成分为K2CO3，K2CO3受潮后水解为KOH，显碱性，NH与OH可发生反应生成NH3逸出而降低肥效(4)从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物排放【解析】(1)普钙的成分为Ca(H2PO4)2H2O与CaSO4，其有效成分为Ca(H2PO4)2H2O。(2)由题中信

2、息，利用原子守恒可直接写出反应的方程式：2NH3CO2H2NCOONH4、H2NCOONH4H2NCONH2H2O。(4)可从生产成本(原料的利用率)、生产原理、生产工艺以及环保等角度综合分析化工生产过程中设计循环操作的目的、作用。2.【答案】（1）BaCl2、NaOH、Na2CO3、盐酸或NaOH、BaCl2、Na2CO3、盐酸或BaCl2、Na2CO3、NaOH、盐酸（2）CaCO3CaOCO2CaOH2O=Ca（OH）2（3）MgCl26H2OMg（OH）ClHCl5H2O 氯化氢（4）2Cl22Ca（OH）2=CaCl2Ca（ClO）22H2O【解析】3.【答案】 (1)NaClNH3

3、CO2H2O=NaHCO3NH4Cl (2)大 (3)过滤 (4)灼烧【解析】(1)从生成物是NaHCO3和NH4Cl两种物质不难写出、的总反应式：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl。(2)显然溶解度NaClNaHCO3，所以在NaCl的饱和溶液中才会析出NaHCO3。(3)把不溶晶体与液体分离的方法称为过滤。(4)操作是对NaHCO3进行加热，使其分解，同时使挥发性物质气化而除去4.【答案】(1)2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2 b2Al3H2O=Al2O36H6eHCO3与H反应使H浓度降低，产生Al(OH)3沉淀(2)补充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓

4、度恒定(3)N 牺牲阳极的阴极保护法。【解析】(1)碱洗时，部分除去了氧化膜的Al与NaOH溶液反应放出了H2，若将溶液中Al(OH)4转化为Al(OH)3沉淀，应向溶液中通入CO2，加HNO3，如若过量会造成沉淀部分溶解。铝作阳极失去电子最终形成Al2O3，所以阳极电极反应式为：2Al3H2O=Al2O36H6e，在废电解液中加入NaHCO3，会使溶液中H浓度降低而生成Al(OH)3沉淀。(2)以Cu做阳极，Cu失电子形成Cu2，使溶液中Cu2浓度保持不变。(3)作为原电池的正极或电解池的阴极的铁被保护，我们把这种方法叫作牺牲阳极的阴极保护法。5.【答案】(1)Ca(OH)2或CaO Na2

5、CO3(2)溶解 过滤 蒸发 过滤(3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大(4)NH4Cl 取少量试样，加硝酸酸化，加硝酸银溶液有白色沉淀，该阴离子是氯离子(5)NH4OH=NH3H2O(6)w(NaHCO3)(m1表示反应前样品质量，m2表示加热后固体的质量)【解析】(1)根据沉淀剂A的来源，可知A可能是CaO或Ca(OH)2。B的作用是用来除去加入过量的沉淀剂，为不引入新的杂质则选用Na2CO3。(2)考查考生对粗盐提纯的基本技能操作：取样溶解沉淀过滤蒸发冷却结晶过滤烘干。(3)氨化后的氯化钠溶液中通入CO2酸化，因在氨的作用下会产生碳酸氢钠：NaClNH3H2OCO2=N

6、aHCO3NH4Cl，由于NaHCO3的溶解度较小，从溶液中析出。(4)滤液中含有NH4Cl，Cl的检验通常是用HNO3酸化的AgNO3溶液，若能产生白色沉淀，即可证明Cl的存在。(5)离子方程式是NH4+OH-=NH3H2O。(6)设样品质量为m1，加热后固体质量为m2。2NaHCO3Na2CO3CO2H2O m168 62xm1m2x则NaHCO3的质量分数为：(NaHCO3)。6.【答案】（1）适当升温、充分搅拌、延长溶解时间等（2）Fe(OH)3沉淀； 过量的硫酸与Fe(OH)SO4电离出来的OH中和，使电离平衡向右移动（3）Fe2+ NO2+ SO42+ H+Fe(OH)SO4+ N

7、O （4）蒸发浓缩、冷却结晶；【解析】（1）根据化学反应速率的影响因素及规律，适当升温、充分搅拌、延长溶解时间等均可加快溶解速率和提高浸出率。（2）若硫酸加入量过小，反应体系酸度太低，Fe3容易转化为Fe(OH)3沉淀。若硫酸加入量过大，过量的硫酸与Fe(OH)SO4电离出来的OH中和，使电离平衡向右移动，不利于产品形成。（3）氧化过程生成的气体为NO，NO2被还原为NO，则Fe2被氧化为Fe3，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平离子方程式为：Fe2+ NO2+ SO42-+ H+Fe(OH)SO4+ NO。（4）流程图中的“系列操作”是由溶液得到晶体，为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤，

8、烘干。7.【答案】(1)Al2O3 碳素材料(2)加入冰晶石(Na3AlF6)和少量CaF2(3)CO2CO2(4)MgCl2(熔融)MgCl2因为MgO熔点太高，MgCl2熔点低，电解MgCl2耗能少。AlCl3是共价化合物，熔化时不能发生电离【解析】该题以工业冶炼金属铝为载体考查了原料的判断、原理的诠释以及能量的合理利用。(1)铝土矿的主要化学成分是Al2O3，另外还有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，电解前必须进行提纯。石油炼制、煤的干馏的固体物质的成分为碳，具有导电性，可以作为阳极和阴极材料。(2)纯净Al2O3的熔点很高，而其电解必须在熔融状态下进行，若采用纯净的Al2O3进

9、行电解，则加热熔融需要耗费大量的能量，所以工业上采用加入冰晶石(Na3AlF6)和氟化钙(CaF2)助熔。(3)工业冶炼铝的关键操作是电解，电解时阳极发生氧化反应，熔融物中的O2失电子，生成O2，在电解过程中阳极的材料碳逐渐与生成的氧气反应，在高温条件下生成CO2。(4)因为MgCl2为离子化合物，熔融时能发生电离；AlCl3为共价化合物，熔融时不发生电离；再者MgO熔点很高，很难熔化，耗能太大。8.答案：(1)水浴加热(2)4Ag4NaClO2H2O=4AgCl4NaOHO2会释放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成环境污染(3)将洗涤后的滤液合并入过滤的滤液中(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的

10、氨水，且其中含有一定浓度的Cl，不利于AgCl与氨水反应(5)向滤液中滴加2 molL1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1 molL1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥解析：(1)加热温度为80 ，适宜的加热方式为水浴加热。(2)根据题意可大致列出反应式：AgNaClOAgClNaOHO2，该反应是一个氧化还原反应，“”的左边缺少氢元素。根据得失电子守恒和原子守恒可写出化学方程式。浓HNO3被Ag还原的产物是NO2，稀HNO3被Ag还原的产物是NO。NO2与NO都能造成环境污染。(3)该洗涤操作所得滤液里含有Ag，对其回收的目的是提

11、高Ag的回收率。(4)氨水的作用是AgCl2NH3H2OAg(NH3)Cl2H2O。根据平衡移动原理，减小氨水的浓度不利于AgCl与氨水反应。若省略“过滤”则“溶解”环节反应体系中Cl浓度较大，根据沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)及平衡移动原理，Cl的浓度增大不利于AgCl与氨水反应。(5)设计实验方案应注意：必须使用的试剂是2 molL1水合肼溶液和1 molL1 H2SO4溶液；水合肼和Ag(NH3)能发生反应：4Ag(NH3)N2H4H2O=4AgN24NH4NH3H2O；溶液中生成的Ag是粉状固体；作为一个回收Ag的方案，所得产品(Ag)应是纯净、干燥的。9.【答

12、案】(1)cab 或者cba或者bca (2)CO和OH(3)NaClH2ONaClOH2(4)2COCl2H2O=ClClO2HCO(5)NH3【解析】(1)除去Ca2、Mg2和SO离子的沉淀试剂分别为Na2CO3、NaOH 、BaCl2，为了不引入新的杂质，加Na2CO3应在加BaCl2之后。故加入除杂试剂的顺序为cab 或cba或bca。(2) 滤液的pH调至酸性目的是除去过量的CO和OH。(3)整个过程中，反应物是氯化钠和水，根据电解原理和“仅有一种溶质”可判断出产物为次氯酸钠和氢气。(4)因为酸性：碳酸次氯酸碳酸氢根离子，故结合H的能力：CO ClOHCO，再结合题意，反应物为碳酸钠

13、溶液和氯气，则产物为NaCl、NaClO、NaHCO3。(5)饱和食盐水和NH3、CO2反应生成NaHCO3晶体和NH4Cl。生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与NH4Cl反应生成NH3。10.【答案】(1)原料丰富 运输便利(2)CO2 NH3 是氨气在水中溶解度大，先通氨气后通CO2，产生碳酸氢铵多，有利于碳酸氢钠析出(3)NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl(4)循环 制氮肥【解析】(1)侯氏制碱法是以NH3、食盐水、CO2为原料制纯碱，天津属沿海城市，原料丰富，交通便利。(2)由制碱工业的原料可知需要的气体为NH3和CO2；制碱时应先向饱和食盐水中通入溶解度大的NH3，

14、再通入足量CO2，相当于用NH3H2O吸收CO2，这样反应更充分，吸收CO2效果更好，有利于产生大量NH4HCO3。(3)沉淀池中发生反应：NH3NaClCO2H2O=NaHCO3NH4Cl，NaHCO3溶解度小，以沉淀形式析出。(4)母液中有大量NH4Cl，原料水中溶质为NaCl，设计循环可提高Na的利用率，母液中NH4Cl提取后可制氮肥。11.【答案】(1)氧化还原法(2)ClO+ H2OHClO+OH(3)CN+ ClO= CNO+ Cl(4)3S2O32+ 4Cr2O72+26H+= 6SO42+ 8Cr3+ 13H2O(5)待检水样中还有Cu2+，Cu2+2OH= Cu(OH)2Cu

15、(OH)2(s)+S2-(aq)= CuS(s)+2OH-(aq)或Cu(OH)2Cu2+2OH-；Cu2+S2=CuSCuS比Cu(OH)2更难溶，或溶解度更小)【解析】本题考查化学基本知识与化工生产实际的联系。在沉淀溶解平衡中，溶解度大的物质可以生成溶解度小的物质。认真观察各种物质的转化流程图，标出物质的化合价可以判断出处理废水的流程中主要使用的方法是氧化还原法；NaClO是一种强碱弱酸盐，在溶液中水解显碱性，即ClO+ H2OHClO+OH；ClO强氧化性可以氧化CN，即CN+ ClO= CNO+ Cl；在含有Cu2+的溶液中加入氢氧化钠溶液可以发生反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，当再加入N

16、a2S溶液时，氢氧化铜沉淀可以转化为溶解度更小的黑色的硫化铜沉淀，即Cu(OH)2(s)+S2-(aq)= CuS(s)+2OH-(aq)。12.【答案】(1)温度较低(2)6价的铁元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物铁元素为3价，在水中形成Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉(3)蒸馏(4)4K2FeO410H2O=4Fe(OH)38KOH3O2(5)为下一步反应提供反应物(6)KNO3 KCl【解析】(1)因温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3，而不是KClO，故需在较低的温度下进行。(2)6价的铁元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；其还原产物为Fe3，在水中形成Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。(3)水的净化需要蒸馏。(4)根据电子得失守恒和质量守恒来配平，可得4FeO10H2O=4Fe(OH)3(胶体)3O28OH(5)下一步反应为2Fe33ClO10OH=2FeO3Cl5H2O，故过量的KOH作为下一步的反应物。第 7 页 共 7 页