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初中化学流程图题归类解析

2016-08-04辛甲明

中学化学 2016年6期
关键词:碳酸钠滤液氯化钠

辛甲明

流程图题大致分为四大类:检验、除杂质、分离、工业生产。解这类题型时,首先要仔细审题,看清楚属于哪一类。为了便于分析,建议先把流程图中物质名称的化学式写出来。再根据已有的基础知识,寻找突破口。最后结合题意,综合分析作答。

类型一:有关检验成分

解析首先找出实验目的:该实验为了分离两种固体。分离与检验不同,最后要得到氯化钠和氯化钙,并且不能有杂质。溶解固体混合物,再加入过量碳酸钠溶液,生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钙和盐酸发生反应得到氯化钙溶液,经蒸发可得到氯化钙固体;由于碳酸钠过量,所以滤液中的物质有氯化钠和碳酸钠,因此要得到纯净的氯化钠就需要除去碳酸钠,加入稀盐酸最合适,碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠、水和二氧化碳,蒸发后最后的固体物质只是氯化钠了。

流程图题大致分为四大类:检验、除杂质、分离、工业生产。解这类题型时,首先要仔细审题,看清楚属于哪一类。为了便于分析,建议先把流程图中物质名称的化学式写出来。再根据已有的基础知识,寻找突破口。最后结合题意,综合分析作答。

类型一:有关检验成分

例1实验室里有一瓶混合溶液,可能含有K2SO4、NaCl 、K2CO3中一种或多种物质。为探究成分,同学们进行了如图1所示实验:

解析本题是检验溶液成分,这类题要注意干扰问题。该题中生成的白色沉淀B可能是碳酸钡,也可能是硫酸钡,也可能是两种沉淀都有。根据加足量稀硝酸沉淀不溶解,确定白色沉淀为硫酸钡,不是碳酸钡,所以原溶液中一定有硫酸钾,无碳酸钾。硝酸钡是过量的,因此滤液A中一定有硝酸钡,硝酸钡和硫酸钾反应生成了可溶的硝酸钾,也存在其中。由于白色沉淀C不溶于稀硝酸,因此一定是氯化银。由此判断,溶液中一定也含有氯化钠。如果把硝酸钡换成氯化钡,氯化钡中也含有氯元素,对判断氯化钠要产生干扰。

答案:(1)BaSO4; AgCl(2)K2SO4 NaCl;K2CO3 (3)NaCl、Ba(NO3)2、 KNO3(4)否,氯化钡中的氯,对检验氯化钠有干扰。

要点①用来检验物质的试剂若过量就会有剩余,一定存在滤液中。②反应后产生的可溶性物质,一定也存在滤液中。③检验时要避免发生干扰,若有干扰,要记得排除干扰。

类型二:有关除杂质提纯

例2某氯化钾样品含杂质氯化钙和氯化镁,实验室提纯流程如图2所示:

解析首先找出实验的目的是提纯氯化钾,属于除杂质类。答题时要注意为了把杂质除掉,所加试剂要足量或过量。过量的试剂也要除掉,否则还有杂质。本题中加入氢氧化钾可以除去氯化镁,为了除去氯化钙而又不增加新的杂质应使用碳酸钾溶液,为了把氯化镁、氯化钙完全除掉一定要加过量的氢氧化钾溶液和过量碳酸钾,最后要把过量的这两种溶液用盐酸除掉。蒸发可以除去溶液中的水分,盐酸具有挥发性,过量的盐酸中的氯化氢也可以挥发掉。最后的氯化钾固体中包括了碳酸钾、氢氧化钾和盐酸反应生成的氯化钾,所以最终所得氯化钾固体的质量应大于80g。

答案:(1)碳酸钾或K2CO3;KOH、KCl、K2CO3;(2)把氯化钙完全除掉;完全除掉过量的氢氧化钾溶液和过量碳酸钾;(3)HCl、H2O;(4)a。

要点为了把杂质完全除掉,所选试剂一定要足量或过量、但过量试剂也要除净,否则会重新引入杂质。

类型三:有关物质分离

(2)滤液D的成分是: 。

(3)实验得到的NaCl经分析含有杂质,杂质是 ,引入杂质的原因是?

(4)要获得纯NaCl,该如何改进? 。

解析首先找出实验目的:该实验为了分离两种固体。分离与检验不同,最后要得到氯化钠和氯化钙,并且不能有杂质。溶解固体混合物,再加入过量碳酸钠溶液,生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钙和盐酸发生反应得到氯化钙溶液,经蒸发可得到氯化钙固体;由于碳酸钠过量,所以滤液中的物质有氯化钠和碳酸钠,因此要得到纯净的氯化钠就需要除去碳酸钠,加入稀盐酸最合适,碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠、水和二氧化碳,蒸发后最后的固体物质只是氯化钠了。

答案:(1)将其全部转化为沉淀,便于过滤分离;(2)Na2CO3、NaCl;(3)Na2CO3;Na2CO3过量;(4)滤液中滴稀盐酸至无气泡产生为止后再蒸发

要点分离物质要保证要得到的物质中都不能有杂质,有杂质要除掉。

类型四:有关工业生产

例4工业上可以用食盐和石灰石为原料制取纯碱(Na2CO3),生产的关键是在沉淀池中让 NaCl、NH3、CO2和H2O尽可能多地转化成NaHCO3(固体沉淀物)和NH4Cl(溶液)。主要生产流程如图4所示。

图4(已知2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O)

(1)“煅烧炉”中发生反应的化学方程式是。

(2)若在化学实验室里分离“设备(Ⅰ)”中的混合物,用到的操作名称是 。

(3)在“设备(Ⅱ)”中固体A与水反应的化学方程式是 。该反应属于 反应(填写基本反应类型)。

(4)对“设备(Ⅱ)”中的母液处理后,除水以外可在本流程中再利用的物质有(填写化学式)。

(5)请写出一个该生产流程的优点: 。

解析这是工业上用食盐和石灰石为原料制取纯碱的基本流程。化工生产与在实验室中不同,它生产的量较大,因此生产过程中要考虑多方面因素。例如:经济方面,原料是否易得,是否便宜,能源成本如何。技术方面,装置能否承受,安全如何,速度如何,纯度如何等。环保方面,是否产生有毒气体等。因此在评价生产流程时,要运用“绿色化学”思想进行评价。

碳酸钙高温分解生成二氧化碳和氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,反应特点是“多变一”,符合化合反应的定义和特点。过滤是把不溶于溶液的固体和液体分开的一种分离混合物的方法,“设备(I)”中的液体混合物析出的晶体,可用过滤的方法。进入“设备(Ⅱ)”的物质有氧化钙、氯化钠、氯化铵及水,发生的反应有

H2O+CaOCa(OH)2

Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+2H2O+CaCl2

最终产物有氯化钠、氯化钙、氨,其中氯化钠、氨可循环再利用。该过程中使用的原料成本低、更易得到。

答案:(1)CaCO3CaO+CO2↑; (2)过滤;(3)H2O+CaOCa(OH)2;化合; (4)NH3、NaCl;(5)原料便宜易得,可以循环利用

要点对方案评价,要运用“绿色化学”思想(经济,技术,安全,环保)评价。

(收稿日期:2016-03-30)

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