化学工业一、工艺流程题的题型特点1、工艺流程题的结构:分题头、流程图和问题三部分。
2、试题背景:以某种重要化工产品的工业生产为背景设计流程图。
3、考查的知识面广,综合性较强。
常考的知识点包括:元素化合物的性质;常见的实验基本操作;物质的分离提纯、制备;化学反应原理(化学平衡、溶液中的离子平衡、电化学等);反应热的计算,产率的计算;副产物、母液的循环利用(环保意识和绿色化学知识)等。
二.工艺流程题的分析技巧(1 )浏览全题,确定该工艺的目的(原料是什么?原料含有哪些杂质?最终产品是什么?);(2)关注流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问等,从中获取信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。
(3)阅读题目提出的问题,带着问题分析流程图,结合题目提供的信息解决问题。
其中,分析流程图,弄清各步流程的作用是解题的关键。
对一些线型流程工艺试题,首先对比图中的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。
思考:从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理?每一步除目标产物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?最终的产品是如得到的?弄清生产流程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。
分析流程图的知识基础是元素化合物知识及化学反应的原理。
三、★、化工流程中常见的化学工艺技术(常考点)归纳化学工业流程一般分为3个过程:原料处理T分离提纯T获得产品。
1、原料处理阶段(1)粉碎或研磨:增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。
(2)煅烧或灼烧:不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不稳定的杂质(3)酸浸:溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)(4)碱溶:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)2、分离提纯阶段3、获得产品阶段4•其他常见考点:(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水氯化铜,其实验流程如图所示:1选择氧化剂X的原则:(1)能将物质氧化(3)过量的X不会造成环境污染2、加入氧化剂X的目的(作用)将某某杂质离子氧化为某某离子,使后一步生成…••沉淀更彻底。
3、选择试剂Y的原则:(1)能调节pH值(实际上是能跟前面的盐酸反应,消耗H+ );(2)最好不引入新的杂质离子4、调节pH的目的:使…•杂质离子转化为…•沉淀而除去,同时…目标离子未转化为沉淀5、由溶液得到晶体的方法(操作):(一)由一种纯溶液得到晶体的方法:(1 )由NaCI溶液得到NaCI晶体:蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥(2)由CUSO4溶液得到CUSO4.5H2。
晶体:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥(3)由AICI3型(可水解的氯化物)溶液,得到AICI3晶体的方法:在干燥的氯化氢气流中加热蒸干。
(注意:通入氯化氢的目的是:抑制AI3+离子的水解,同时将加热过程产生的水蒸汽带走。
)(二)混合溶液的分离提纯方法:(例:KNO 3的溶解度受温度变化较大;NaCI的溶解度受温度变化不大)(1)要得到KNO 3晶体:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;(2)要得到NaCI晶体:蒸发结晶(浓缩)、趁热过滤、洗涤、干燥。
6、除杂质常加入沉淀剂,确定沉淀剂是否过量的操作(或方法):(注意:检验要在过滤前,所以不能取滤液来做实验)(1)若是定量实验,则只能用以下方法:静置,往上层清液中继续滴加原沉淀剂,若有沉淀生成,则说明未过量;若无沉淀生成,则说明沉淀剂已过量。
(2 )若只是定性实验,还可以用下面方法:静置,取少量上层清液于试管中,加入原沉淀剂,若有沉淀生成,则说明未过量;若无沉淀生成,则说明沉淀剂已过量。
①化学方程式或离子方程式的书写;③化学计算;四、化工题常用答题术语归纳② 实验仪器的选择;④ 信息整合、提取、运用能力考查。
例如:某研究性学习小组用粗氧化铜(2)不引入新的杂质离子(4)来源丰富,价格便宜。
7、得到沉淀后,往往要洗涤沉淀。
洗涤沉淀的目的:除去…物质表面附着的….杂质洗涤沉淀时采用“冷水洗、冰水洗或有机溶剂”洗的目的(例如洗去KCI表面附着的NaCI杂质):降低KCI的溶解度,减少洗涤过程中KCI晶体的损失。
8、洗涤沉淀的操作:往过滤器中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀,待自然流出后,重复2-3次。
9、证明沉淀已经洗涤干净的方法:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入…..试剂,有…现象,则说明已经洗涤干净。
10、盐析或醇析的目的(作用):降低某某物质的溶解度,析出……晶体。
11、可循环使用的物质:既是生产流程中的生成物,又是生产流程中中加入的物质。
畐U产品:生产过程中除了目标产品和可循环使用的物质以外的其他产物。
12、加热:加快反应速率或溶解速率;促进平衡向吸热方向移动;除杂,除去热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO 4、丨2、NH 4CI等物质。
使沸点相对较低的原料气化1 3、降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)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溶解度,减少损失14、控温:(用水浴或油浴控温)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使催化剂的活性达到最好;防止副反应的发生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。
五:化工题难点突破:方程式书写1、基本方程式的书写:例如(1) AI2O3与NaOH溶液反应的离子方程式__________________________________________________________(2)AI2O3与盐酸溶液反应的离子方程式__________________________________________________________(3)氢氧化铝与过量NaOH溶液反应的离子方程式__________________________________________________________(4)偏铝酸钠溶液中通入过量CO ______________________________________ 2的离子方程式(5)四氧化三铁溶于稀硝酸的化学方程式 _________________________________________________________(6)氯化铁溶液腐蚀电路板的离子方程式 __________________________________________________________________(7)二氧化硅与NaOH溶液反应的化学方程式___________________________________________________(8)氯化亚铁溶液中加入新制氯水的离子方程式 _____________________________________________________(9)等物质的量的氯气和SO __________________________________________ 2同时通入水中的反应方程式(10) __________________________________________________________________ 氯水滴加入碘化钾溶液中的离子方程式 _______________________________________________________________________(11) ___________________________________________________________________ 二氧化氮与水反应的化学方程式 ____________________________________________________________________________ 2、信息方程式的书写 练习:1. 钛合金是航天航空工业的重要材料。
由钛铁矿(主要成分是的一种工艺流程示意如下:(1) ①绿矶与NH 4HCO 3在溶液中按物质的量之比 1: 2反应,有CO 2生成。
写出该反应的离子方程式 ______________________________________________________________________TiO 2和Fe 的氧化物)制备 TiO 2等产品废幡已知:①TiO +易水解,只能存在于强酸性溶液中②TiC“的熔点一 25.0 C,沸点36.4 C ;SiCl 4的熔点一回答下列问题:68.8 C,沸点7.6 C(1)写出钛铁矿酸浸时,主要成分 _____________________________________ TiO 2反应的离子方程式(4) 用金红石(主要含 TiO 2)为原料,采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式 _____________________________________________________(5) TiO2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法,电解质为某种可以传导 O2-离子的熔融盐,原理如右图所示,则其 阴极电极反应为: ____________________________________2、绿矶(FeSC 4 • 7H 2O )的一种综合利用工艺如下:煤粉母液—除杂— f (NH 4)2SO 4粗产品FeCO 3固体f 焙烧—还原铁粉②已知NaHCO 3与NaAIO2溶液混合,有白色沉淀生成。
写出离子方程式:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ?(5)绿矶的另一种综合利用方法是:绿矶脱水后在有氧条件下焙烧,FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物。
某条件下测得气体产物中SO2的体积分数为10%, SO3的体积分数为90%,该条件下反应的化学方程式为____________________________________________________________ 。
3.以电石渣[主要成分是Ca(OH)2,含SiO2、AI2O3以及其它少量杂质]为原料生产氯酸钾联产碳酸钙的流程如下:回答下列问题:(1)电石渣溶于水形成电石渣浆时发生的主要反应的化学方程式为:(2)氯化过程的温度控制在75〜80C,该过程主要反应的化学方程式为:(3) _____________________________________________________________________________ 该流程中碳化反应的离子方程式为___________________________________________________________________________ 。