搜索
1高考化学工艺与流程1：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【例题】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3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Mg2+全部沉淀2：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。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。Ⅱ分离提纯Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ还原23：规律核心考点：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一、工业生产流程主线与核心二、熟悉工业流程常见的操作与名词1、预处理将金属元素从固相（矿物质）转化为液相（溶液），以便处理。（1）研磨：增大接触面积，加快反应速率。（2）除金属表面油污：Na2CO3溶液。（3）搅拌：使反应物充分接触，加快反应速率。2、除杂、提纯的方法与目的（1）除杂方法基本原则就是“除杂不加杂，简单易行”。高中化学中一般采用沉淀法和气体法①常见物质除杂法②调pH值沉淀法调pH值的目的：促进或抑制水解调pH值的方法：加酸性或碱性物质（未必是酸和碱），注意不能引入杂质离子（产品中没有的）pH值的控制范围：一种物质完全沉淀点，与另一种物质完全不沉淀点（2）过滤①、如何检验沉淀已完全？②、判断沉淀已洗净的方法常见离子的检验Fe3+的检验：向试液中加入KSCN溶液，溶液呈血红色Fe2+的检验：H+的检验：Al3+的检验：Na+、K+的检验：Cu2+的检验NH4+的检验：向试液中加入NaOH溶液，加热，产生刺激性气味、使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。Cl-的检验：SO42-的检验：OH-的检验：CO32-的检验：NH3的检验原料预处理除杂、净化产品分离提纯反应条件控制原料循环利用排放物的无害化处理3SO2的检验Cl2的检验③、趁热过滤两种溶质，一种在较高温度时溶解度小，易析出；一种溶解度大，不易析出。目标要得到溶解度大的物质：防止温度降低，析出溶质晶体，造成物质损失，提高产率目标要除去溶解度小的物质：除去滤渣，防止滤液中溶质析出④、用有机溶剂洗涤晶体：①除去晶体表面水分，减少溶解损耗②有机物易挥发，便于干燥（3）反应条件的选择①、试剂用量控制控制流速：控制用量，从而控制产物种类、反应产生的热量。对于产物中主要元素不止一种的物质，还需加试剂控制两种元素的比例。②反应温度选择水浴加热的优点：受热均匀，便于控制温度。控制一定温度的目的：①加快反应速率②防止温度过高，物质挥发、分解※易挥发物质：浓盐酸、浓硝酸、有机物。易分解物质：H2O2、硝酸、KMnO4、NH4Cl、难溶的碱(Mg(OH)2,Fe(OH)3,等)，次氯酸3、结晶的相关操作①结晶的方法ⅰ、蒸发结晶ⅱ、降温结晶（加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥）观察溶解度曲线，当陡升型溶液中混有缓升型时，若要分离出陡升型，可以用降温结晶的方法分离，若要分离出缓升型的溶质，可以用蒸发结晶的方法,也就是说，蒸发结晶适合溶解度随温度变化不大的物质，如：氯化钠。蒸干后不变质的盐溶液可采用蒸发结晶，要水解的盐采用降温结晶。②在结晶过程中加入某种试剂：利用同离子效应，促进晶体析出。4、其他①工艺流程的优缺点评价循环利用，节约成本※能循环利用的物质的判断：闭合回路，有进有出原料价格低廉原子利用率高，绿色化学没有污染，没有有毒有害物质产生②方程式的书写①结合题目信息，确定反应物、产物；②利用化合价升降，判断主要产物、配平；③利用元素守恒，结合介质酸碱性，书写辅助产物、观察配平。※产物不能与反应物反应；注意介质的酸碱性；四、高频问题：1、“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有：2、如何提高吸收液和SO2反应速率：3、从溶液中得到晶体：4、过滤用到的三个玻璃仪器：45、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：6、沉淀洗涤操作：7、检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-)：8、如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2：10、CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值：11、调pH值使得Cu2+（4.7-6.2）中的Fe3+（2.1~3.2）沉淀，pH值范围是：12、产品进一步提纯的操作：13、趁热过滤的原因即操作：14、水浴加热的好处：15、减压蒸发（小心烘干）：16、Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去：17、蒸发浓缩用到的主要仪器有、、烧杯、酒精灯等18、不用．．其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是：19、检验NH4＋的方法是：20、过滤的沉淀欲称重之前的操作：21、“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”：22、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：23、加NaCl固体减低了过碳酸钠的溶解度，原因：24、检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是：25、检验滤液中是否含有Fe3+的操作是：总结1：化工生产主要解决六方面问题：④解决将原料转化为产品的生产原理；⑤除去所有杂质并分离提纯产品；⑥提高产量与产率；⑦减少污染，考虑“绿色化学”生产；5⑧原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；⑨生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题2：常见化学术语3：工业流程题中常用的关键词原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水）灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质：如海带中提取碘酸：溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）碱：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）氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子氧化物：调节PH促进水解（沉淀）控制PH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度五、分析方法：（首尾分析法）流程图的呈现特点：主要有以物质名称、操作名称和设备名称三种形式。对工艺流程试题,首先对比分析生产流程示意图中的原材料与产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,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.首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法，这种方法的特点：简单、直观，很容易抓住解题的关键，用起来方便有效。使用这一方法解题，关键在于认真对比分析原材料与产品的组成，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。例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(OH)nCl6-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：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（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：6煅烧溶解搅拌、过滤调节溶液pH在4.2～4.5蒸发浓缩90℃～100℃高岭土15%盐酸少量铝粉适量CaCO3Al2(OH)nCl6－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200mL30％的浓盐酸（密度约为1.15g·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__________。例1：（1）改变高岭土的结构，使其能溶于酸。（2）230；量筒。（3）Al203+6H+==2Al3++3H2OFe2O3+6H+==2Fe3++3H2O（4）除去溶液中的铁离子；（5）pH计（或精密pH试纸）；水浴加热例2：（07上海）．将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有（填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32－的方法是：。（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（℃）02060K2SO4溶解的量(g)7.411.118.260℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体g（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是a熔点较低（29℃熔化）b能导电c能制冷d无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：。答案：（1）CaCO3NH3H2O；（2）CaSO4＋CO32－→CaCO3↓＋SO42－；（3）CaSO4（4）滤液中滴加盐酸产生气泡；（5）54g；（6）ad7（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）二、化工生产的主要操作：过滤、结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。其中结晶应注意：（1）当溶液是单一溶质时①所得晶体不带结晶水（如NaCl、KNO3）：蒸发、结晶②所得晶体带结晶水（如CuSO4.5H2O、摩尔盐即硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]）：蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶，过滤（2）当溶液中有两种或以上溶质时要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩（结晶），趁热过滤要得到