高考化学工艺流程题一、探究解题思路呈现形式:流程图、表格、图像设问方式:措施、成分、物质、原因能力考查:获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力知识落点:基本理论、元素化合物、实验无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能力立意的命题指导思想,能够综合考查各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。
【例题】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料, 主要含有 MgCO 3、MgSiO 3、 CaMg(CO3 2、 Al 2O 3和 Fe 2O 3等,回收其中镁的工艺流程如下:原料:矿石(固体预处理:酸溶解(表述:“ 浸出”除杂:控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀核心化学反应是:控制条件,调节 PH ,使 Mg 2+全部沉淀 1. 解题思路明确整个流程及每一部分的目的→ 仔细分析每步发生的反应及得到的产物→ 结合基础理论与实际问题思考→ 注意答题的模式与要点在解这类题目时:首先,要粗读试题,尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出。
其次,再精读试题,根据问题去精心研究某一步或某一种物质。
第三,要看清所问题,不能答非所问,并注意语言表达的科学性在答题时应注意:前一问回答不了,并不一定会影响回答后面的问题。
Ⅱ分离提纯Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ还原分析流程图需要掌握的技巧是:①浏览全题, 确定该流程的目的——由何原料获得何产物(副产物 , 对比原料和产物 ;②了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用; ③解析流程图并思考:从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?。
每一步操作进行到什么程度最佳?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的?无机化工题:要学会看生产流程图,对于比较陌生且复杂的流程图,宏观把握整个流程,不必要把每个环节的原理都搞清楚,针对问题分析细节。
考察内容主要有: 1、原料预处理2、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、 PH 调节、溶剂选择3、反应原理(离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯4、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5、化工安全(防爆、防污染、防中毒等。
2、规律主线主产品分支副产品回头为循环核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯3. 工业生产流程主线与核心4. 熟悉工业流程常见的操作与名词排放物的无害化处理原料的预处理①溶解通常用酸溶。
如用硫酸、盐酸、浓硫酸等②灼烧如从海带中提取碘③煅烧如煅烧高岭土改变结构,使一些物质能溶解。
并使一些杂质高温下氧化、分解④研磨适用于有机物的提取如苹果中维生素 C 的测定等。
控制反应条件的方法①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ---- pH值的控制。
例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的 pH 如下表所示问题:若要除去 Mn 2+溶液中含有的 Fe 2+,应该怎样做?调节 pH 所需的物质一般应满足两点:○ i 、能与 H +反应,使溶液 pH 值增大; ○ ii 、不引入新杂质。
例如:若要除去 Cu 2+溶液中混有的 Fe 3+,可加入 CuO 、 Cu(OH2、 Cu2(OH2CO 3等物质来调节溶液的 pH 值②蒸发、反应时的气体氛围③加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移动④降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出⑥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物质的分离和提纯的方法①结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出常见名词浸出:固体加水(酸溶解得到离子浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程水洗:通常为除去水溶性杂质水浸:与水接触反应或溶解专项练习1. 聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OHn Cl 6-n ]。
本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。
其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为: Al 2O 3(25%~34% 、 SiO 2(40%~50% 、Fe 2O 3(0.5%~3.0%以及少量杂质和水分。
已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。
制备碱式氯化铝的实验流程如下:2 (OH nCl 6-n根据流程图回答下列问题:⑴ “ 煅烧” 的目的是_________________________________________________________。
⑵配制质量分数 15%的盐酸需要 200 mL 30%的浓盐酸(密度约为 1.15 g·cm -3和 _______ g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、 ______________。
⑶ “ 溶解” 过程中发生反应的离子方程式为__________________________________________。
⑷加少量铝粉的主要作用是 _____________________________________。
⑸ “ 调节溶液 pH 在4.2~4.5” 的过程中, 除添加必要的试剂, 还需借助的实验用品是_________________; “ 蒸发浓缩” 需保持温度在 90~100℃,控制温度的实验方法是 _________________。
2、在已知提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中 , 采用下面的工艺流程生产单质碘 :试回答:(1乙、丁中溶质的分子式:乙 ,丁。
(2第④步操作中用稀 H 2SO 4浸洗的目的是 (填写字母编号a. 除去未反应的 NO 3-b. 除去未反应的 I -c. 除去未反应的 Fed. 除去碱性物质(3第⑦步操作可供提纯的两种方法是和 (不要求写具体步骤。
(4实验室检验 I 2的方法是。
(5甲物质见光易变黑,其原因是(用化学方程式表示。
(6①中溶解银的硝酸应该用硝酸(填浓或稀。
原因是。
3、工业上用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁制取铝的过程如下:请回答下列问题:(1水蒸气的作用。
(2沉淀 C 的化学式为 ________,该物质除了用于金属冶炼以外,还可用作________。
(3操作 I 、操作 II 、操作 III 都用到的玻璃仪器是有 ________________。
(4实验室洗涤 Al(OH3沉淀应该如何操作:。
(5生产过程中,除 NaOH 、 H 2O 可以循环使用外,还可以循环使用的物质有________(填化学式。
用此法制取铝的副产品是 ________(填化学式。
答案及解析1、解析:对比原料与产品可知,该生产的主要工序:一是除去原料高岭土中的杂质,二是将 Al 2O 3利用水解絮凝法转化为产品。
再进一步分析,除铁用铝置换后过滤,高岭土中的 Al 2O 3不溶于酸,必须经煅烧改变结构。
该题经这样分析,题设的所有问题的答案就在分析之中。
答案:⑴改变高岭土的结构,使其能溶于酸;⑵ 230;量筒;⑶ Al 2O 3+6H +=2Al 3++3H 2OFe 2O 3+6H +=2Fe 3++3H 2O ;⑷除去溶液中的铁离子;⑸ pH 计(或精密 pH 试纸 ;水浴加热2、 (1 FeI 2FeCl 3(2 C(3升华、凝华、萃取、分液、减压蒸馏(4将 I 2加在淀粉溶液中,溶液显蓝色光(5 2AlI===== 2Ag +I2(6稀(2分减少过程中产生 NO x 的量;节生硝酸物质的量3、 (1加热加快反应(2 Fe 2O 3颜料;(3烧杯、漏斗、玻璃棒;(4用玻璃棒引流向过滤器中加水浸没沉淀,滤去洗液后,反复 2到 3次即可。
;(5 CaO 和 CO 2Fe 2O 3和 O 2;二、高考是怎么样考的? 2009—— 2011年北京化学工艺流程题统计【例 1】 (2009北京理综, 26, 15分以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略 :Ⅰ . 从废液中提纯并结晶出 FeSO 4·7H 2O 。
Ⅱ . 将 FeSO 4·7H 2O 配制成溶液。
Ⅲ .FeSO 4溶液与稍过量的 NH 4HCO 3溶液混合,得到含 FeCO 3的浊液。
Ⅳ . 将浊液过滤,用 90℃热水洗涤沉淀,干燥后得到 FeCO 3固体。
Ⅴ . 煅烧 FeCO 3,得到Fe 2O 3固体。
已知:NH 4HCO 3在热水中分解。
(1Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的 Fe 3+,该反应的离子方程式是_________________。
(2Ⅱ中,需加一定量硫酸。
运用化学平衡原理简述硫酸的作用_____________。
(3Ⅲ中,生成 FeCO 3的离子方程式是 _____________。
若 FeCO 3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是_____________。
(4Ⅳ中,通过检验 -24SO 来判断沉淀是否洗涤干净。
检验 -24SO 的操作是 _____________。
(5 已知煅烧 FeCO 3的化学方程式是 4FeCO 3+O22Fe 2O 3+4CO2。
现煅烧 464.0 kg的 FeCO 3, 得到 316.8kg 产品。
若产品中杂质只有 FeO ,则该产品中 Fe 2O 3的质量是 _________ kg。
(摩尔质量 /g·mol -1:FeCO3 116 Fe 2O 3 160 FeO 72【例 2】 (2010北京理综, 26. 14分某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以 NH +4和 NH 3·H 2O 的形式存在,该废水的处理流程如下:3HNO I∏I∏−−→−−→−−→氨氮废水低浓度氨氮废水含废水达标废水 (1过程Ⅰ:加 NaOH 溶液,调节 pH 至 9后,升温至 30 ℃,通空气将氨赶出并回收。
①用离子方程式表示加 NaOH 溶液的作用:________。
②用化学平衡原理解释通空气的目的:________________________。
(2过程Ⅱ:在微生物作用的条件下, NH 4+经过两步反应被氧化成 NO 3-。
两步反应的能量变化示意图如下:①第一步反应是 ________反应 (选填“放热”或“吸热”,判断依据是 ________。