精做01 化学工艺流程(题型剖解)-备战2021年高考化学大题精做(全国通用)
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精做01 化学工艺流程(题型剖解)-备战2021年高考化学大题精做(全国通用)

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资料简介
1 精做 01 化学工艺流程 题型简介 工艺流程题,顾名思议,就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来, 并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。化工流程题主要 考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力,具有考查知识面广、综合性强、 思维容量大的特点。工艺流程题设问的地方有:反应速率与平衡理论的运用;氧化还原反应的判断、方程 式书写;利用控制 pH 分离除杂;利用溶解度分离;常用的分离方法、实验操作;流程中的物质转化和循环; 绿色化学评价;电化学;计算产量、产率、产品纯度等。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元 素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化 学、实验操作等知识,而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力,且这类试题 陌生度高,文字量大,包含信息多,思维能力要求高,近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。 试题前沿 经典剖析 一、原料的预处理 【例 1】七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含 CaCO3 和 MgCO3) 和废 Al 片制备七铝十二钙的工艺如下: 2 (1)煅粉主要含MgO和 ,用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,若溶液I中c(Mg2+) 小于 5×10−6mol·L−1,则溶液 pH 大于 (Mg(OH)2 的 Ksp=5×10 −12);该工艺中不能用(NH4)2SO4 代替 NH4NO3, 原因是 。 (2)滤液 I 中的阴离子有 (忽略杂质成分的影响);若滤液 I 中仅通入 CO2,会生成 , 从而导致 CaCO3 产率降低。 (3)用 NaOH 溶液可除去废 Al 片表面的氧化膜,反应的离子方程式为 。 【解析】(1)白云石高温煅烧,CaCO3 和 MgCO3 受热分解生成 CaO 和 MgO,煅粉主要含有 CaO 和 MgO。 若溶液Ⅰ中 c(Mg2+)小于 5×10-6mol·L-1,根据 Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)得:c(OH-)> 12 6 5 10 5 10     mol·L-1=1×10-3 mol·L-1,c(H+)<1×10-11mol·L-1,即 pH>11。若用(NH4)2SO4 代替 NH4NO3,则(NH4)2SO4 会与 CaO 反应生 成 CaSO4 微溶物,在过滤时会被除去,造成生成的 CaCO3 减少。(2)煅粉的主要成分是 CaO 和 MgO,加入 适量 NH4NO3 溶液浸取煅粉后,由于镁化合物几乎不溶,则溶液中溶质主要为生成的 Ca(NO3)2 和 Ca(OH)2, 故滤液Ⅰ中的主要阴离子为 NO3 -和 OH-。由于滤液Ⅰ的 pH 大于 11,溶液中含有 Ca(NO3)2 和少量的 NH4NO3 与 Ca(OH)2,若仅通入 CO2 会生成 Ca(HCO3)2,从而导致 CaCO3 产率降低。(3)用 NaOH 溶液可除去废 Al 片表面的氧化膜,反应的离子方程式为 2OH−+Al2O3=2AlO2−+H2O。 【答案】(1)CaO 11 加入(NH4)2SO4 会生成 CaSO4 微溶物,在过滤时会被除去,造成生成的 CaCO3 减少 (2)NO3−、OH−;Ca(HCO3)2 (3)2OH−+Al2O3=2AlO2−+H2O 原料预处理的常用方法 方法 目的 研磨 减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,增大反应速率 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃 性杂质 煅烧 改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土 二、制备过程中反应条件的控制 【例 2】以镍废料(主要成分为镍铁合金,含少量铜)为原料,生产 NiO 的部分工艺流程如下: 3 已知:下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol·L-1 计算)。 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Ni2+ 6.7 9.5 Fe3+ 1.1 3.2 Fe2+ 5.8 8.8 Cu2+ 4.2 7.2 (1)“酸溶”时 Ni 转化为 NiSO4,该过程中温度控制在 70~80 ℃的原因是_________________________。 (2)“氧化”时,Fe2+参加反应的离子方程式为________________________________。 (3)“除铁”时需控制溶液的 pH 范围为______________________________________。 (4)“滤渣”的主要成分为________________(填化学式)。 (5)“沉镍”时得到碱式碳酸镍[用 xNiCO3·yNi(OH)2 表示]沉淀。 ①在隔绝空气条件下,“煅烧”碱式碳酸镍得到 NiO,该反应的化学方程式为_____________________。 ②“沉镍”时,溶液 pH 增大,碱式碳酸镍中 Ni 元素含量会增加,原因是__________________________。 【解析】镍废料(主要成分为镍铁合金,含少量铜)加稀硫酸、稀硝酸进行“酸溶”,其中铁、镍溶于酸, 铜也与硝酸反应产生氮氧化物;“氧化”时加入 H2O2 可将“酸溶”后溶液中的 Fe2+氧化为 Fe3+,加入氢氧化钠 调节溶液 pH 除去铁离子,过滤得到氢氧化铁滤渣和滤液;向除铁后的滤液中通入 H2S 气体,发生反应 H2S +Cu2+===CuS↓+2H+,除去 Cu2+;再向除铜后的滤液中加入碳酸钠溶液沉淀镍离子,过滤、洗涤、干燥得 到的固体经煅烧得到 NiO。(1)“酸溶”时温度控制在 70~80 ℃的原因是温度低于 70 ℃,反应速率降低;温 度高于 80 ℃,HNO3 分解(或挥发)加快。(2)“氧化”时,Fe2+被 H2O2 氧化,离子方程式为 2Fe2++H2O2+2H+ ===2Fe3++2H2O。(3)“除铁”时使 Fe3+完全沉淀,而 Ni2+、Cu2+不沉淀,故需控制溶液的 pH 范围为 3.2≤pH <4.2。(4)通入 H2S 使 Cu2+沉淀,反应的离子方程式为 Cu2++H2S===CuS↓+2H+,则“滤渣”的主要成分为 CuS。(5)①在隔绝空气条件下,“煅烧”碱式碳酸镍得到 NiO、CO2 和 H2O,该反应的化学方程式为 xNiCO3·yNi(OH)2 (x+y)NiO+xCO2↑+yH2O;②Ni(OH)2 中 Ni 含量高于 NiCO3,pH 越大,碱式碳酸镍 中 Ni(OH)2 比例越大。 【答案】(1)温度低于 70 ℃,反应速率降低;温度高于 80 ℃,HNO3 分解(或挥发)加快 (2)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O (3)3.2≤pH<4.2 (4)CuS (5)①xNiCO3·yNi(OH)2 (x+y)NiO+xCO2↑+yH2O ②Ni(OH)2 中 Ni 含量高于 NiCO3,pH 越大,碱式碳酸镍中 Ni(OH)2 比例越大 4 制备过程中控制反应条件的常用方法 调节溶液的 pH 常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节 pH 所需的物质一般应满足两点: ①能与 H+反应,使溶液 pH 变大;②不引入新杂质。例如若要除去 Cu2+中混有的 Fe3+,可加入 CuO、Cu(OH)2 或 Cu2(OH)2CO3 等物质来调节溶液的 pH,不可加入 NaOH 溶液、氨水等 控制温度 根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动 控制压强 改变速率,影响平衡 使用合适的催化剂 加快反应速率,缩短达到平衡所需要的时间 趁热过滤 防止某物质降温时析出 冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗 三、物质的分离与提纯 【例 3】某研究性学习小组为合成 1--丁醇,查阅资料得知一条合成路线: CH3CH===CH2+CO+H2 一定条件 CH3CH2CH2CHO H2 Ni,Δ CH3CH2CH2CH2OH; 正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的 1-丁醇粗品。为纯化 1-丁醇,该小组查阅文献得知:①R—CHO +NaHSO3(饱和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚 34 ℃,1-丁醇 118 ℃,并设计出如下提纯路线: 试剂 1 为________,操作 1 为______,操作 2 为________,操作 3 为________。 【解析】制取的产物中含有少正丁醛,因为正丁醛与饱和亚硫酸钠溶液反应生成沉淀,可以先用饱和 亚硫酸钠溶液除去正丁醛,再用乙醚萃取1-丁醇,最后两种互溶的液体混合物利用沸点不同,采用蒸馏的方 法分离。 【答案】饱和 NaHSO3 溶液 过滤 萃取 蒸馏 物质分离的常用方法 5 四、陌生化学方程式的书写 【例 4】钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一,从锂离子二次电池正极(LiCOO2)废料 --铝钴膜中回收钴的工艺如图所示: 回答下列问题: (1)写出工业上用 Al2O3 制取铝的化学方程式______________________________ (2)为使钴浸出。需将 LiCOO2 的结构破坏,选择在硫酸和双氧水体系中进行浸出,请写出浸出的化学 方程式______________________________________________________ (3)锂可由电解制得,以石墨为阳极,低碳钢为阴极,电解液为熔融的 LiCl 和 KCl 的混合液,电解槽压 为 6.0-6.5V,这样可得到纯度为 99%的锂。 ②阴极产物与镁的性质相似,在常温下与氮气反应,请写出其与氮气反应的生成物与水的反应方程式 ______________________________________________________ (4)已知钴与铁的性质相似,请写出四氧化三钴与氢碘酸反应的离子方程式__________________。 6 【解析】电解熔融氧化铝可以获得金属铝和氧气,反应的化学方程式为:2Al2O3 4Al+3O2↑;(2) 酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及 LiCOO2,生成物有 Li2SO4 和 COSO4,反应的化学方程式为: 2LiCOO2+H2O2+3H2SO4= Li2SO4+2COSO4+ O2↑+4H2O;(3)①电解液中加入氯化钾后,可以大大提高电 解液的导电性,增强电解效果,故答案为:增强电解液的导电性;②电解熔融 LiCl 过程中,阴极得到的是 金属 Li,锂与氮气反应生成 Li3N,氮化锂与水反应会生成氨气和氢氧化锂,反应的化学方程式为: Li3N+3H2O= NH3↑+3 LiOH;(4)已知钴与铁的性质相似,则四氧化三钴与四氧化三铁的化学性质相似, 四氧化三铁与碘化氢反应的离子方程式为:Fe3O4+8H++2I-=3 Fe 2++I2+4H2O,则四氧化三钴与氢碘酸反应 的离子方程式:CO3O4+8H++2I-=3CO2++I2+4H2O。 【答案】(1)2Al2O3 4Al+3O2↑ (2)2LiCOO2+H2O2+3H2SO4= Li2SO4+2COSO4+ O2↑+4H2O (3)Li3N+3H2O= NH3↑+3 LiOH (4)CO3O4+8H++2I-=3CO2++I2+4H2O 书写一些不曾熟悉的化学反应方程式的过程,实际是对信息的加工过程,由于信息题大多数是由题干 和若干问题两部分组成,其中题干给出一系列解题所要的条件、知识、启发性提示等。这就要求通过阅读 题干、发现本质、寻求规律,进而完成旧知识在新情景中的正确迁移。写化学方程式是一件非常细致的工 作,因此是学习化学的难点,总结许多成功者的经验归结为 “一角二平三条件,四要瞄准放暗箭”,“一角” 指写化学式要注意角码,“二平”指写化学方程式必须要配平,“三条件”强调的是要在化学方程式的等号上下 注明反应条件,“四要瞄准放暗箭”这种说法是一种为了加强记忆而采用的诙谐语句,强调要在生成物的化学 式右侧适当标出气体或沉淀的箭号,即↑或↓这是保证化学方程式完整性必不可少的一步。 五、工艺流程的文字简答 【例 5】工业上用含三价钒(V2O3)为主的某石煤为原料(含有 Al2O3、CaO 等杂质),钙化法焙烧制备 V2O5, 其流程如下: (资料)+5 价钒在溶液中的主要存在形式与溶液 pH 的关系: pH 4~6 6~8 8~10 10~12 主要离子 VO2+ VO3- V2O74- VO43- (1)酸浸:①Ca(VO3)2 难溶于水,可溶于盐酸。若焙砂酸浸时溶液的 pH=4,Ca(VO3)2 溶于盐酸的离子 方程式是 。②酸度对钒和铝的溶解量的影响如图所示:酸浸时溶 7 液的酸度控制在大约 3.2%,根据下图推测,酸浸时不选择更高酸度的原因是________________。 (2)转沉: 将浸出液中的钒转化为 NH4VO3 固体,其流程如下: ①浸出液中加入石灰乳的作用是__ ___。 ②向(NH4)3VO4 溶液中加入 NH4Cl 溶液,控制溶液的 pH=7.5。当 pH>8 时,NH4VO3 的产量明显降 低,原因是_________ ______。 【解析】(1)①Ca(VO3)2 难溶于水,可溶于盐酸,若焙砂酸浸时溶液的 pH=4,由表中数据可知,Ca(VO3)2 溶于盐酸转化为 VO2+,反应离子方程式为:Ca(VO3)2+4H+=2 VO2++Ca2++2H2O。②根据如图推测,酸浸时 不选择更高酸度的原因是:酸度大于 3.2%时,钒的溶解量增大不明显,而铝的溶解量增大程度更大,故答 案为:酸度大于 3.2%时,钒的溶解量增大不明显,而铝的溶解量增大程度更大。(2)焙烧过程将 V2O3 转化 为 Ca(VO3)2,用盐酸酸浸,浸出液中含有 VO2+、Al3+、Ca2+、Cl−、H+,加入石灰乳调节 pH 得到 Ca3(VO4)2 沉淀,由表中数据,可知应控制 pH 范围为 10 ∼ 12,由 Ca(VO3)2→Ca3(VO4)2,可知氢氧化钙还提供 Ca2+, 过滤分离,Ca3(VO4)2 与碳酸铵反应转化为更难溶的 CaCO3 沉淀,c(Ca2+)降低,使钒从沉淀中转移到溶液中 形成(NH4)3VO4 溶液,溶液中加入 NH4Cl,调节溶液 pH,同时溶液中 NH4+增大,有利于析出(NH4)3VO3, ①浸出液中加入石灰乳的作用是:调节溶液的 pH,并提供 Ca2+,形成 Ca3(VO4)2 沉淀。②当 pH>8 时,钒的 主要存在形式不是 VO3-,NH4VO3 的产量明显降低,故答案为:当 pH>8 时,钒的主要存在形式不是 VO3-。 【答案】(1)Ca(VO3)2+4H+=2VO2++Ca2++2H2O 酸度大于 3.2%时,钒的溶解量增大不明显,而铝的溶 解量增大程度更大 (2)调节溶液的 pH,并提供 Ca2+,形成 Ca3(VO4)2 沉淀 当 pH>8 时,钒的主要存在形式不是 VO3- 常见的操作与思考角度 常见的操作 思考角度 加过量试剂 使反应完全进行(或增大转化率、产率)等 加氧化剂 氧化某物质,生成目标产物或除去某些离子 8 判断能否加其他 物质 要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等 分离、提纯 过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作 从溶液中得到晶体的方法:蒸发浓缩―→冷却结晶―→过滤―→(洗涤、干燥) 提高原子利用率 绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) 在空气中或在其 他气体中进行的 反应或操作 要考虑 O2、H2O、CO2 或其他气体是否参与反应;或能否达到隔绝空气、防氧化、防水 解、防潮解等目的 判断沉淀是否洗 涤干净 取最后一次洗涤滤液少量,检验其中是否还有某种离子存在 控制溶液的 pH ①调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解) ②“酸作用”还可除去氧化物(膜) ③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等 ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 控制温度 (常用水浴、冰浴 或油浴 ) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动;控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶 ④控制反应速率;使催化剂达到最大活性 ⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发 ⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要 求 洗涤晶体 ①水洗:通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质 ②冰水洗涤:能洗去晶体表面的杂质离子,且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ③用特定有机试剂清洗晶体:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度、有利于析出, 减少损耗等 ④洗涤沉淀方法:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作 2~ 3 次 六、循环物质的确定 【例 6】硒和碲在工业上有重要用途。在铜、镍、铅等电解工艺的阳极泥中硒、碲主要以硒化物、碲化 9 物及金属状态存在。一种从阳极泥中提取 Se 和 Te 的工艺流程见下: 已知:碲酸钠(Na2H4TeO6)难溶,碲酸(H6TeO6)可溶。 工艺路线中可以循环利用的物质有_________________、___________。 【解析】根据流程中既为生成物又为反应原料的物质可作为循环利用的物质,则工艺路线中可以循环 利用的物质有H2SO4和NaOH。 【答案】H2SO4 NaOH 可循环物质的判断 1.流程图中回头箭头的物质。 2.生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液),可能是前面某一步反应的相关物 质。 (1)从流程需要加入的物质去找: 先观察流程中需要加入的物质,再研究后面的流程中有没有生成此物质; (2)从能构成可逆反应的物质去找: 可逆反应的反应物不能完全转化,应该回收再利用; (3)从过滤后的母液中寻找: 析出晶体经过过滤后的溶液称为母液,母液是该晶体溶质的饱和溶液,应该循环再利用。 七、化工生产中的常见计算 【例 7】一种由菱镁矿(主要成分 MgCO3、CaCO3、FeCO3、SiO2)制备高纯氢氧化镁的工艺如下: 25 ℃时,Ksp(CaSO4)=7.2×10-5。实验测得“除钙”前后溶液中 c(Ca2+)分别为 2.8 g·L-1 和 0.8 g·L-1,则 1 L 溶液至少需加入 MgSO4 固体的质量为________ g。 10 【解析】25 ℃时,Ksp(CaSO4)=7.2×10-5。实验测得“除钙”前后溶液中 c(Ca2+)分别为 2.8 g·L-1 和 0.8 g·L -1,c(Ca2+)前=0.07 mol·L-1,c(Ca2+)后=0.02 mol·L-1,溶液中 c(SO2- 4 )=KspCaSO4 cCa2+ =7.2×10-5 0.02 mol·L-1=3.6×10 -3 mol·L-1,由 MgSO4+CaCl2===CaSO4+MgCl2 得到 n(MgSO4)=n(CaSO4),则 1 L 溶液至少需加入 MgSO4 固体的质量为[(0.07 mol·L-1-0.02 mol·L-1)+3.6×10-3 mol·L-1]×1 L×120 g·mol-1≈6.4 g。 【答案】6.4 化工流程题中涉及的计算主要有:样品的质量分数或纯度的计算,物质的转化率或产率、物质的量浓 度、物质的质量的计算。 1.计算公式 (1)n=m M ,n= V Vm ,n=cV(aq) (2) 物质的质量分数 或纯度 = 该物质的质量 混合物的总质量×100% (3)产品产率=产品实际产量 产品理论产量×100% (4)物质的转化率=参加反应的原料量 加入原料的总量 ×100% (5)Ksp 的相关计算:对于难溶物 AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。 2.计算方法——关系式法 关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中,利用该法可以节省不必要的中间运算过程, 避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系;在多步反 应中,若第一步反应的产物是下一步反应的反应物,可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”,找出已 知物质和所求物质之间量的关系。 八、化工流程题解题技法 【例 8】轻质碳酸钙(CaCO3)是一种重要的化工产品,广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。一 种以低品位石灰石(含 CaCO3、MnCO3、Fe2O3 及 A12O3)为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循环工艺流程如图: 回答下列问题: 11 (1)气体 A 为_____________,滤渣的主要成分是____________________。 (2)“沉钙”过程中发生的化学反应方程式为____________________。 (3)在 NH4C1 尾液中加入氧化镁并加热,发生反应的离子方程式为_____________。 (4)“系列操作”包含有:____________________。 (5)氧化镁可以在尾液处理中循环使用,______和_______可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中。 (6)轻质碳酸钙的工业生产还可以使用“石灰碳化法”:用高品位石灰石焙烧制得生石灰,生石灰消化制 得氢氧化钙,再通入二氧化碳制得碳酸钙;本题工艺流程与“石灰碳化法,相比,优点是: ___________________________,___________________________。 【解析】(1)低品位石灰石(含 CaCO3、MnCO3、Fe2O3 及 A12O3)用盐酸酸溶,CaCO3、MnCO3、Fe2O3 及 A12O3 分别与盐酸发生复分解反应离子方程式为:CaCO3+2H+=H2O+CO2↑+Ca2+, MnCO3+2H+=H2O+CO2↑+Mn2+,Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,A12O3+6H+=2A13++3H2O,所以气体 A 为:CO2, 向粗制的氯化钙溶液中通入氨气,除去 Fe3+,A13+,Mn2+,过滤得到滤渣的主要成分是 Fe(OH)3、A1(OH)3、 Mn(OH)2;(2)气体 A 为:CO2,用水吸收氨气和二氧化碳生成碳酸铵,“沉钙”过程中氯化钙与碳酸铵发生 复分解反应:CaCl2+(NH4)2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl 得到碳酸钙沉淀和氯化铵;(3)氯化铵为强酸弱碱盐,水解 溶液呈酸性,水解吸热,氯化铵中加入氧化镁并加热,反应 MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑;(4)镁的氯化 物在溶液溶液中水解生成氢氧化镁和 HCl,氯化镁加热蒸发,水解生成氢氧化镁和 HCl,加热时 HCl 挥发 促进水解,气体 C 为氯化氢,最终生成氢氧化镁,焙烧得 MgO,系列操作”包含有加热蒸发、煅烧;(5)氯 化镁加热蒸发,水解生成氢氧化镁和 HCl,气体 C 为氯化氢,溶于水为盐酸,可用于溶解低品位石灰石, 氯化铵中加入氧化镁并加热,反应生成氯化镁、氨气和水;向粗制的氯化钙溶液中通入氨气,除去 Fe3+, A13+,Mn2+,所以 HCl、NH3 可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中;(6)轻质碳酸钙的工业生产以 低品位石灰石(含 CaCO3、MnCO3、Fe2O3 及 A12O3)为原料生产高纯度轻质碳酸钙,石灰石要求石灰石纯度 不高,生产过程无耗能,而石灰碳化法,高温分解需消耗高能量,高品位石灰石要求石灰石纯度高,故本 题工艺流程与“石灰碳化法,相比,优点是:能耗低、对石灰石纯度要求不高。 【答案】(1)CO2 Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2 (2)CaCl2+(NH4)2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl(1 分) (3)MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑ (4)加热蒸发、煅烧(1 分) (5)HCl NH3 (5)能耗低 对石灰石纯度要求不高 1.破题关键 12 (1)看原料:明确化工生产或化学实验所需的材料。 (2)看目的:把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词,确定化工生产或化学实验的目的。 (3)看箭头:进入的是投料(即反应物);出去的是生成物(包括主产物和副产物)。 (4)看三线:主线主产品;分支副产品;回头为循环。 (5)找信息:明确反应条件的控制和分离提纯方法。 (6)关注所加物质的可能作用:参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。 2.破题方法 (1)首尾分析法:对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图中 第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原 料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。 (2)分段分析法:对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题,用分 段分析法更容易找到解题的切入点。 (3)交叉分析法:有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部 分其他原材料生产所需的主流产品,这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化 合物的制取原理划分成几条生产流水线,然后上下交叉分析。

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