專題分析：化學工業流程題(下)

◇　　　　北京　商曉芹(特級教師)　李亞敏

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專題分析：化學工業流程題(下)

◇北京商曉芹1(特級教師)李亞敏2

6　典型試題分析

6.1以礦石為原料——制備物質

圖1

已知某些氫氧化物沉淀的pH如表1所示.

表1

(1) MgO的電子式為________．

(2) 濾渣2的主要成分是________,向濾渣2中繼續加入過量的NaOH溶液,發生反應的離子方程式為________．

(3) 加入NaOH調節溶液pH=12.0時,發生反應的離子方程式為________．

(4) 利用Mg(OH)2與含SO2的煙氣反應生成MgSO4,可使煙氣脫硫,該反應化學方程式為______．

(5) 若取at硼泥為原料,最后得到bt Mg(OH)2產品(假設生產過程中鎂元素無損失),則硼泥中MgO的質量分數為(用含有a、b的代數式表示)________．

本題考查了氧化物的分類和性質,Mg2+、Fe3+、Fe2+、Al3+的氫氧化物的性質,Fe2+和SO2的還原性,物質的分離與提純、離子反應、氧化還原反應、陌生方程式書寫;考查了宏觀與微觀、定性與定量等化學學科思想，能準確提取試題中的信息,將其與所學知識結合并能通過“觀察、比較、分析、綜合”解決問題的能力,以及能將解決問題的過程和結果用化學用語表達出來等多種能力．

6.2以海水或鹵水為原料——制備物質

圖2

(1) 溶液A的溶質是________．

暴發性心肌炎患者治療期間，所需介入性操作多，留置監測導管多，且患者本身病情危重，抵抗力差，故院內感染的風險極高。治療期間，有條件的情況下單間護理，無條件時可進行床邊隔離。保持病房環境安靜整潔，盡量減少探視人員。護理人員操作時需嚴格遵守無菌原則，遵醫囑給予抗生素，嚴密監測體溫變化。切口置管處應用無菌敷料包扎，定期更換，有滲血滲液時及時更換。應用呼吸機時，加強濕化，及時清除呼吸道分泌物，預防肺部感染。

(2) 電解飽和食鹽水的離子方程式是________．

(3) 電解時用鹽酸控制陽極區溶液的pH為2～3，用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用________．

圖3

① 鹽泥a除泥沙外,還含有的物質是________．

③ BaSO4的溶解度比BaCO3的小．過程Ⅱ中除去的離子有________．

④ 經過程Ⅲ處理,要求鹽水c中剩余Na2SO3的含量小于5 mg·L-1．若鹽水b中NaClO的含量是7.45 mg·L-1,則處理10 m3鹽水b,至多添加10% Na2SO3溶液______kg(溶液體積變化忽略不計)．(寫出計算過程)

分析觀察電解飽和食鹽水示意圖，陰極生成了溶液A,根據電極反應可以判斷電極產物,陰極:2H2O-2e-=2OH-+H2↑, 陽極: 2Cl--2e-=Cl2↑,陰極產物為NaOH和H2,陽極產物是Cl2,由此可確定溶液A的溶質是NaOH．陽極產生的氯氣溶于水存在平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO,用鹽酸控制陽極區溶液的pH在2～3,增大H+濃度,使平衡逆向移動,減少Cl2在水中的溶解,可有利于Cl2的逸出．在考查考生基礎知識的同時體現了化學平衡的調控在工業生產中的作用．第(4)問是粗鹽水的精制,保留Na+、Cl-而將等主要雜質離子去除是本題要解決的問題．過程I通過調溶液至堿性將Mg2+轉化為Mg(OH)2沉淀除去．Cl2具氧化性，將氧化為+3Cl2+8OH-=N2↑+6Cl-+8H2O,知識點考查來源于課本習題(人教版《必修1》第108頁第10題)．過程II是利用沉淀的轉化原理,用BaCO3將溶液中的Ca2+和分別轉化為CaCO3和BaSO4沉淀除去．值得注意的是c(Ca2+),BaCO3作為除雜試劑是過量的,因此使得)>c(Ca2+),在除盡的同時也可將Ca2+除盡．關注題目中“量”的關系．第④小問,NaClO與Na2SO3溶液反應的化學方程式為NaClO+Na2SO3=NaCl+Na2SO4,若鹽水b中NaClO的含量是7.45 mg·L-1,則處理10 m3鹽水b時至少需要10% Na2SO3溶液：

若鹽水c中剩余Na2SO3的含量為5 mg·L-1,則還需添加10% Na2SO3溶液50 g÷10%=0.5 kg,因此至多添加10% Na2SO3溶液的質量為

1.26 kg+0.5 kg=1.76 kg．

本題是以電解飽和食鹽水和鹽水精制的工業流程為背景,圍繞一個主題,將電解原理、化學平衡移動原理、氧化還原反應、離子反應、物質分離除雜和化學計算等知識綜合在一起,考查考生觀察能力、讀取信息能力、應用信息分析和解決實際問題的能力,考查考生將分析過程和結果用正確的化學用語表述出來的能力．

6.3以廢水為原料——污水處理

表2

(1) 某含鉻廢水處理的主要流程如圖4所示:

圖4

① 初沉淀池中加入的混凝劑是K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,用離子方程式表示其反應原理是________．

② 反應池中發生主要反應的離子方程式是________．根據“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此過程中發生主要反應的離子方程式是________、________．證明Cr3+沉淀完全的方法是________．

圖5

Cr3++3OH=Cr(OH)3↓,

Fe3++3OH=Fe(OH)3↓

本題考查了水的凈化、氧化還原反應、電解原理、化學計算等問題,考查了考生“觀察、比較、分析、綜合”的能力和靈活應用所學知識解決問題的能力，考查了“定性與定量相結合”的學科思想等．

綜上所述,對于工業流程題,只要我們了解常用的情境素材,熟悉試題的結構特點,落實常考內容,運用“觀察、比較、分析、綜合”的解題方法,運用“定性與定量”相結合的學科思想分析問題,就一定能夠掌握解題規律,使這類題能迎刃而解．