化学工艺流程题的突破1一、化学工艺流程题解决的问题主要有以下几个方面:21.将原料转化为产品的生产原理问题;32.除杂、分离和提纯产品等问题;43.提高产量和效率问题;54.节能减排,“绿色化学”,循环利用等生产问题;65.生产设备、流程和生产成本等工艺问题。
7因此,答题时,不要力求把生产流程图中的每个细节都弄清楚,只要把握住主要的考8查方向,理清每个环节的目的和结果,再根据题中的具体设问,结合题中提取的信息和头9脑中原有的知识和技能,进行针对性作答即可,切不可拘泥于流程图中的每个细节,把时10间和精力过多用于流程分析,使解题误入歧途。
11二、核心知识点突破12不同的学生在完成工艺流程题时遇到的难点是不同的,通过学生易错题的分析,针对13性的做了一下的核心知识点的突破教学。
14Ⅰ、盐溶液的分离提纯方法:结晶法15结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法,大多数同学通过一轮的复习已经明白纯物质16溶液要得到晶体的方法,难点在于混合溶液得到晶体的操作。
17(1)纯物质溶液得到晶体:18蒸发结晶(NaCl型:溶解度随温度变化小的物质)19蒸发浓缩(至有晶膜出现为止),冷却结晶(KNO3型:溶解度随温度变化大的物质和含20有结晶水的晶体)21(2)混合溶液(分离A和B):22要得到溶解度受温度变化小的溶质:蒸发结晶,趁热过滤23要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体:蒸发浓缩,冷却结晶,过24滤25Ⅱ、预处理的各种方法26工艺流程中的预处理分析进行分类,并形成一定的答题模板。
27(1)粉碎或研磨:增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶28解)速率,增大原料的转29化率(或浸取率)。
30(2)煅烧或灼烧:不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为31氧化物;除去有机物;除32去热不稳定的杂质33(3)酸浸:溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)34(4)碱溶:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进35水解(沉淀)36Ⅲ、平衡原理的应用37在工艺流程中经常会涉及化学反应平衡,沉淀溶解平衡,沉淀的转化,离子的水38解平衡3940练习2.工业上以锂辉石(Li2O·A12O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生41产42 碳酸锂。
其部分工艺流程如下:43444546(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。
47向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)________________________。
48答题模版四句话:①氢氧根与镁离子结合生成Mg(OH)2沉淀,Ca2+与CO3结合生成49Ca CO3沉淀(外因的改变),②使Mg2+浓度减小(对该平衡内在某因素的影响);③使50杂卤石的溶解平衡向右移动(平衡移动方向)④Li+变多(与问题衔接)。
(①选对平衡51体系,是难溶性杂卤矿的沉淀溶解平衡;②按照四句话的模版回答)(即考查学生对化52学平衡本质的理解)53很多时候题目中已经将外因的改变和最终结果都已经给出,学生需要找到54中间的外因改变带来的内因的变化,注意抓住最主要的矛盾。
55Ⅴ、循环利用的物质:56同学理解物质循环利用的目的:节能减排,“绿色化学”,降低成本等生产问题,57提炼出:58一定不会用于循环的物质:目标产物,杂质59可以用于循环的物质:辅助试剂、母液60练习4、某小组以难溶性钾长石(K2O•Al2O3•6SiO2)为原料,提取Al2O3、61K2CO3等物质,工艺流程如下:6263(4) 上述工艺中可以循环利用的主要物质是、和水。
64Ⅵ、控制温度的目的651、加热:加快反应速率或溶解速率;促进平衡向吸热方向移动;66除杂,除去热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl67等物质;68使沸点相对较低的原料气化692、降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解);70使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向);71使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;降低晶体的72溶解度,减少损失733、控温:(用水浴或油浴控温)74防止某种物质温度过高时会分解或挥发;为了使某物质达到沸点挥发出来;75使催化剂的活性达到最好;防止副反应的发生;76降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。
775、实验室用硫酸厂烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱78式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下:7980(5)在⑥中,将溶液Z控制到70~80 ℃的目的是__ 81_____________________;82Ⅶ、注重文字叙述的规范性831、洗涤沉淀: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842~3次。
852、从溶液中得到晶体:蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—洗涤—干燥。
863、在写某一步骤是为了除杂时,应该注明“是为了除去XX杂质”,只写“除杂”87等一类万金油式的回答是不给分的。
884、检验沉淀是否洗涤干净:取最后一次洗涤液少许于试管中,逐滴滴加XX试剂,振89荡,若没有……现象,则沉淀洗涤干净905、检验是否沉淀完全:表达一:静置,往上层清夜中继续滴加XX试剂91或者表达二:过滤,取滤液少许于试管中,滴加XX试剂92Ⅷ、高频问题:注意答题技巧931、“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有:94答:适当提高反应温度、增加浸出时间,加入过量硫酸,边加硫酸边搅拌952、如何提高吸收液和SO2反应速率:96答:适当提高温度、增大吸收液或NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅97拌983、从溶液中得到晶体:99答:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥1004、过滤用到的三个玻璃仪器:答:普通漏斗、玻璃棒、烧杯1015、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因:102答:玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘1036、沉淀洗涤操作:104答:往漏斗中(工业上改为往过滤器中)加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,105重复以上操作2-3次1067、检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-):107答:取最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀则说明未洗涤干净,若无白108色沉淀则说明洗涤干净1098、如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2:110答:在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解,且带走111MgCl2·6H2O受热产生的水汽11210、CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值:113答:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。
原因:加CuO消耗溶液中的H+的,促进Fe3+114的水解,生成Fe(OH)3沉淀析出11511、调pH值使得Cu2+(4.7-6.2)中的Fe3+(2.1~3.2)沉淀,pH值范围是:116答:3.2~4.7。
原因:调节溶液的pH值至3.2~4.7,使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式117析出而Cu2+不沉淀,且不会引入新杂质11812、产品进一步提纯的操作:答:重结晶11913、趁热过滤的原因及操作:120答:减少过滤时间、保持过滤温度,防止××杂质析出或防止降温过程中××析出而121损耗;122操作:已预热的布氏漏斗趁热抽滤12314、水浴加热的好处:答:受热均匀,温度可控,且温度不超过100℃12415、减压蒸发(小心烘干):125答:常压蒸发温度过高,××易分解;或者减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止××126分解12716、Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去:128答:加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用蒸馏水水洗涤12917、蒸发浓缩用到的主要仪器有、、烧杯、酒精灯等130答:蒸发皿、玻璃棒。
还有取蒸发皿用坩埚钳13118、不用..其它试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是:132答:加热法;取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化133铵产品纯净13419、检验NH4+的方法是:135答:取××少许,加入NaOH溶液后加热,生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。
13620、过滤的沉淀欲称重之前的操作:137答:过滤,洗涤,干燥,(在干燥器中)冷却,称重13821、“趁热过滤”后,有时先往滤液中加入少量水,加热至沸,然后再“冷却结晶”:139答:稀释溶液,防止降温过程中××析出,提高产品的纯度14022、苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后,再加入少量蒸馏水的目的:141答:为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸,一般再加入少量蒸馏水14223、加NaCl固体减低了过碳酸钠的溶解度,原因:143答:Na+浓度显著增加抑止了过碳酸钠的溶解14424、检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是:145答:取少量上层清液或过滤后的滤液,滴加几滴KSCN溶液,若不出现血红色,则表明146Fe(OH)3沉淀完全。
14725、检验滤液中是否含有Fe3+的方法是:148答:滴入少量KSCN溶液,若出现血红色,则证明有Fe3+(或加NaOH,根据情况而定)14926、检验溶液中是否含有Fe2+(当溶液同时存在Fe3+)的方法是:150答:滴加几滴高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液紫红色褪去,则证明有Fe2+151152153154155156157158159162(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。
其消毒原理与下列物质相同的是_ ___(填163代号)。
164a、84消毒液(NaClO溶液)b、双氧水c、二氧化硫d、75%酒精165(2)高锰酸钾保存在棕色试剂瓶,下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是____ _(填166代号)。
167a、浓硝酸b、硝酸银c、氯水d、烧碱168(3)上述流程中可以循环使用的物质有、(写化169学式)。
170(4)若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则 1 mol MnO2可制得 mol171KMnO4。
172(5)该生产中需要纯净的CO2气体。
若实验室要制备纯净的CO2,所需试剂最好选择173(选填代号)。
a、石灰石 b、稀HCl c、稀H2SO4d、纯174碱175(6)操作Ⅰ的名称是;操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在176(填性质)上的差异,采用(填操作步骤)、趁热过滤得到KMnO4粗177晶体。
1782、实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下:179180 181182滤液185186硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示。