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化学工艺流程马四军全解


化学工艺流程题自查:
(1)对工艺流程题有没有整体、清晰的认识? 了解化学工艺流程的主线;
(2)对工艺流程相关知识点是清清楚楚,还是模模糊糊?
了解化学工艺流程考什么? (3)叙述性问题是否能抓住要点?
了解规范答题的要求;
(4)方程式书写和计算有无得分把握? 氧化还原专题复习。
(广东,32)粗铝提纯及尾气的综合利用
注意:
结晶
①要得到溶解度受温度影响小的溶 质:蒸发结晶,趁热过滤。 ②要得到溶解度受温度影响大的溶 控制PH值 控制温度 质:蒸发浓缩,冷却结晶。 ③重结晶
水洗(有机物洗)
3.注重答案文字叙述的规范性 (1) 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2~3次。 (2)从溶液中得到晶体:16字方针。
③灼烧、焙烧、煅烧: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。 溶剂等)。
④反应条件的控制 ( 温度、压强、催化剂、原料配比、 pH 、
控制温度 a.加热,加快反应速率或加速某固体的溶解; b.防止物质温度过高时分解或挥发,或达到 沸点挥发; c.使催化剂的活性达到最高; d.防止副反应的发生; e.降温或减压,减少能源成本,降低对设备的 要求,达到绿色化学的目的。
④、如题目中要求温度控制在某温度范围内(可用水浴或油浴来 控制):一般有以下几个目的: A 、防止某种物质温度过高时会分解或挥发,也可能是为了使某 物质达到沸点挥发出来,具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中, 将CO2通入NaCl的氨溶液中,保持溶液的温度为(30+2)℃,可得 NaHCO3晶体,温度控制在这个范围,目的就是防止NaHCO3晶体 分 解。而在Br2的制取过程中,出溴口的温度控制在80—90℃,目的 就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中。 B、使催化剂的活性达到最好:如合成氨或工业SO2氧化为SO3时, 选择的温度是 500℃左右,原因之一就是使催化剂的活性达到最 高。 C、防止副反应的发生:如乙醇的消去反应温度要控制在 170℃, 原因是就是在140℃时会有乙醚产生。 D 、对于一些工艺来说,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。以上有关温度的总结只能说 是有这种可能来考,具体问题要具体分析。
热点分析
1.解答无机化工流程试题的程序 (1)基本步骤 ①从题干中获取有用信息,了解生产的产品。②然后整体浏 览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶 段。③分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:反应 物是什么;发生了什么反应;该反应造成了什么后果,对制 造产品有什么作用 (抓住一个关键点:一切反应或操作都是为 获得产品而服务)。④从问题中获取信息,帮助解题。 (2)解题思路
如图所示:
箭头:箭头进入的是投料(即反应物)、出去的是生成物(包括 主产物和副产物)。 三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示 物质循环使用。
命题研究
化学工艺流程题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能 力立意的命题为指导思想,能够综合考查学生各方面的基础 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。 所以这类题成为近年来高考的必考题型。 这类题常呈现的形式:流程图、表格、图像。
推理能力。
三是试题新颖,阅读量、思维含量较大,考查
考生的资料收集、处理能力。
化工流程题型的结构、涉及问题及解题顺序 试题结构: 从内容组织形式上看化工流程题型的结构通常是从生 产原料到产品的整个流程以简单的文字加框图和箭线 形式呈现,同时流程中还会形成一些“环状”,意为物
质的循环利用,以展现“绿色化学”的理念。
甲酸
主反应 防止降温甲酸铜结晶而损失 “趁热过滤”的原因是 用无水乙醇洗涤晶体的目 的 除去甲酸并减少甲酸铜晶体损失 。
例:某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物, 工业以该废渣为原料生产CuCl2· 2H2O的工艺流程如下:
分离提纯
NaCl 废渣 粉碎
空气 焙烧 废气
盐酸 酸浸
试剂F 调节pH 至3~4
(3)获得产品阶段的常见考点 ①洗涤(冰水、热水)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。 ②蒸发时的气体氛围 ( 抑制水解 ) :如从溶液中析出 FeCl3 、 AlCl3 、 MgCl2 等溶质时 , 应在 HCl 的气流中加热 , 以防其水 解。 ③蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO3中的少量NaCl。 ④蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量KNO3。 ⑤重结晶。 (4)其他常见考点 ①化学方程式 ②实验仪器 ③计算 ④信息
一推敲解答。解题关键在于认真对比分析原料与产品的组
成,从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂 质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄 清楚了,围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。
解题顺序:
2.无机化工流程常见的操作与名词 无机化工流程题目在流程上一般分为 3 个过程: 原料处理 → 分离提纯 → 获得产品 (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率 ②溶解:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。 水浸:与水接触反应或溶解。 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。
其他方面: 环保:绿色化学
成本:原料价格、能耗控制、
循环利用
物质制备化工生产流程的主线一般为
规律总结:
原料预处理 除杂、净化
产品分离提纯
反应条件 控制
规律: 主线主产品、分支副产品、回头为循环。
原料循环利用
排放物的无 害化处理
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
解题基本步骤:
①首先要通过阅读文字说明,清楚试题背景是工业生产 还是实验室研究,准确抓住工艺(实验)的目的是什 么,还提供了哪些信息(原料成分?含量?产品成分 ?从用途能看出什么性质?);
②然后整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、 提纯、分离等阶段;
③接下来可以先看看设问,使下一步的深入分析重点更 明确; ④然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程(必 要时使用参考数据),组织语言回答设问。
(2)分离提纯阶段的常见考点 ①调pH除杂 a.控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢 氧化物沉淀 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
物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 8.3 沉淀完全 3.7 9.6 9.8
若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?
蒸发浓缩(加热蒸发)→冷却结晶→过滤洗涤→干燥称量。
(3)在写某一步骤是为了除杂时,应该注明“是为了除去XX 杂质”。 (4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,注意配平。
分离提纯阶段核心反应考点: ①基本理论:离子反应、氧化还原反应
② 反应原理:化学平衡、水解原理、 ③计算
电化学
④提取信息点
Ⅰ预处理
Ⅱ分离提纯
Ⅲ主反应
(广东,32 )制备Li2CO3的工艺流程
原料预处理 除杂、净化
无机矿物、 核心
产品分离提纯
废水、废渣
→ →
化学反应
目标
产品
原料循环利用
尾气综 合利用
例:铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一
种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要 流程如下:
H2SO4 H2O2 Fe粉 过滤 除汞 吹出 MnSO4Fe粉 氨水 过滤并 测滤液 成分 煮沸 1h 调pH pH=7~10.5 水热 210℃ 2h 后处理 锰锌铁氧体
预处理
过滤 滤渣 滤液B CuCl2 2H2O
已知:Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为:9.7、3.2、6.4。
增大反应物的接触面积,加快反应速率 1、粉碎的目的: 2、焙烧的目的: 使CuS转化为CuO,Fe2+转化为Fe3+ 3、酸浸的目的: 使CuO、Fe的化合物溶解 3+沉淀完全 使 Fe 4、调节pH=3-4的原因:
。 。 。 。
例:实验室制备甲酸铜晶体[Cu(HCOO)2· 4H2O]的流程如下:
70℃~80℃的热水
预处理
分离提纯
2mol小苏打
1mol胆矾
研 磨
CO2
搅拌Ⅰ
冷却、 操作a
洗涤
Cu2(OH)2CO3固 体
Cu(HCOO)2· 4H2O
冷却、过滤、无水 乙醇洗涤、晾干
趁热过滤
搅 拌 Ⅱ
约50℃ 的热水
提示:先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH到3.7。
b.调节pH所需的物质一般应满足两点:能与 H+反应,使溶 液pH增大;不引入新杂质。
例 如 : 若 要 除 去 Cu2 + 溶 液 中 混 有 的 Fe3 + , 可 加 入 CuO 、
Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 ②试剂除杂 ③加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要 注意对温度的控制。如:侯德榜制碱中的NaHCO3,还有如 H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
第 第 10 2专题 专题
主编
AH
——
安阳县实验中学 马四军
高考中的化学工艺流程题
化学工艺流程题是近年高考命题的热点。 化学工艺流程题,就是将化工生产过程中的 主要生产阶段即生产流程用框图的形式表示 出来,并根据生产流程中有关的化学知识步 步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工 艺试题。
工艺流程题的特点: 一是试题源于生产实际,以解决化学实际问题 为线索进行设问,使问题情境真实。 二是试题内容丰富,涉及化学基础知识的方方 面面,能考查考生对化学知识的掌握和应用情况, 同时考查考生解决化工生产中的相关问题的迁移
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