1工業(yè)流程-李書霞

1、工業(yè)流程專題 清華附中清華附中 李書霞李書霞 2015.32015.3測(cè)量測(cè)量考生考生自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)能力能力理論聯(lián)系理論聯(lián)系實(shí)際實(shí)際關(guān)注與化學(xué)有關(guān)關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的的科學(xué)技術(shù)、社科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境境的協(xié)調(diào)發(fā)展的協(xié)調(diào)發(fā)展化學(xué)學(xué)科命題指導(dǎo)思想化學(xué)學(xué)科命題指導(dǎo)思想高考說(shuō)明高考說(shuō)明考核目標(biāo)和考核目標(biāo)和要求要求一、何為工業(yè)一、何為工業(yè)流程問(wèn)題？流程問(wèn)題？以某一具體的以某一具體的化工化工生產(chǎn)生產(chǎn)為背景為背景素材，素材，將其真實(shí)過(guò)程以將其真實(shí)過(guò)程以流程圖流程圖的形式呈現(xiàn)，配以相應(yīng)的的形式呈現(xiàn)，配以相應(yīng)的文字信息文字信息，考查學(xué)生，考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)

2、際問(wèn)題實(shí)際問(wèn)題的能力。的能力?！緩V東廣東20142014年：初級(jí)石墨的提純和綜合利用年：初級(jí)石墨的提純和綜合利用】工業(yè)流程工業(yè)流程元素化合物元素化合物探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)電化學(xué)電化學(xué)借助工業(yè)流程題，可能考查的內(nèi)容借助工業(yè)流程題，可能考查的內(nèi)容平衡速率平衡速率 定量計(jì)算定量計(jì)算靈活性靈活性和綜合性很強(qiáng)和綜合性很強(qiáng)，體現(xiàn)，體現(xiàn)“能力立意能力立意”的的命題命題指導(dǎo)思想指導(dǎo)思想。二、近五年北京高考中的工業(yè)流程題二、近五年北京高考中的工業(yè)流程題年份年份題號(hào)題號(hào)分值分值難度難度素材素材20102010年年262614140.640.64氨氮廢水的處理氨氮廢水的處理20112011年年262614140.580

3、.58粗鹽水的精制粗鹽水的精制20122012年年20132013年年272712120.620.62制備制備AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 318H18H2 2O O20142014年年272712120.700.70鋼樣中碳、硫鋼樣中碳、硫含量測(cè)定含量測(cè)定20102010年北京高考第年北京高考第2626題題4某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和和NH3 H2O的形的形式存在，該廢水的處理流程如下：式存在，該廢水的處理流程如下：【問(wèn)題設(shè)置問(wèn)題設(shè)置】1 1、熟悉的離子方程式書寫、熟悉的離子方程式書寫 2 2、用化學(xué)平衡原理解釋問(wèn)題、用化學(xué)平衡原理解釋

4、問(wèn)題3 3、看圖判斷吸放熱、看圖判斷吸放熱4 4、熱化學(xué)方程式書寫、熱化學(xué)方程式書寫5 5、依據(jù)陌生反應(yīng)計(jì)算氧化劑還原劑的比例、依據(jù)陌生反應(yīng)計(jì)算氧化劑還原劑的比例3難度系數(shù)難度系數(shù)0.640.6420112011年北京高考第年北京高考第2626題題443粗鹽水的粗鹽水的精制，難度系數(shù)精制，難度系數(shù)0.580.58【問(wèn)題設(shè)置問(wèn)題設(shè)置】1 1、分析鹽泥、分析鹽泥a a的成分的成分2 2、陌生氧化還原離子方程式書寫、陌生氧化還原離子方程式書寫3 3、判斷沉淀中除去的離子、判斷沉淀中除去的離子4 4、計(jì)算所用試劑的質(zhì)量、計(jì)算所用試劑的質(zhì)量20132013年北京高考第年北京高考第2727題題443用含有

5、用含有Al2O3、SiO2和少量和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O，工藝流程，工藝流程如下如下（文字描述流程文字描述流程）【問(wèn)題設(shè)置問(wèn)題設(shè)置】1 1、熟悉的離子方程式書寫、熟悉的離子方程式書寫 2 2、陌生離子反應(yīng)方程式的補(bǔ)充和配平、陌生離子反應(yīng)方程式的補(bǔ)充和配平3 3、解釋操作步驟的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、解釋操作步驟的實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 4、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象5 5、解釋加入某試劑的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、解釋加入某試劑的?shí)驗(yàn)?zāi)康碾y度系數(shù)難度系數(shù)0.620.6220142014年北京高考第年北京高考第2727題題443鋼樣中的碳、硫鋼樣中的碳、硫含量的含量的測(cè)定（測(cè)定（圖示呈現(xiàn)流

6、程圖示呈現(xiàn)流程）20142014年北京高考第年北京高考第2727題題443鋼樣中的碳、硫鋼樣中的碳、硫含量的含量的測(cè)定測(cè)定【問(wèn)題設(shè)置問(wèn)題設(shè)置】1 1、分析流程中某氣體成分（注重全面）、分析流程中某氣體成分（注重全面）2 2、陌生方程式的補(bǔ)充和配平、陌生方程式的補(bǔ)充和配平3 3、陌生方程式書寫、陌生方程式書寫4 4、計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式、計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式5 5、解釋操作流程的目的、解釋操作流程的目的6 6、判斷應(yīng)該測(cè)量的數(shù)據(jù)、判斷應(yīng)該測(cè)量的數(shù)據(jù)難度系數(shù)難度系數(shù)0.700.70湖南湖南20132013年：年：回收回收鋰離子電池鋰離子電池中資源中資源北京高考中工業(yè)流程題的考點(diǎn)北京高考中工業(yè)流程題的考

7、點(diǎn)443注重考查：注重考查：1 1、方程式的補(bǔ)充、配平或書寫、方程式的補(bǔ)充、配平或書寫2 2、解答題比重較大（化學(xué)用語(yǔ)、文字表述）、解答題比重較大（化學(xué)用語(yǔ)、文字表述）3 3、一般會(huì)有計(jì)算成分、一般會(huì)有計(jì)算成分相對(duì)外地（江蘇、相對(duì)外地（江蘇、湖南湖南、四川、天津等）來(lái)講，、四川、天津等）來(lái)講，北京高考中工業(yè)流程題的綜合性、靈活性比較北京高考中工業(yè)流程題的綜合性、靈活性比較小，步驟相對(duì)簡(jiǎn)潔，問(wèn)題落點(diǎn)較低，并不是考小，步驟相對(duì)簡(jiǎn)潔，問(wèn)題落點(diǎn)較低，并不是考生難以適應(yīng)的題目。生難以適應(yīng)的題目。三、教材中提到過(guò)的工業(yè)生產(chǎn)案例三、教材中提到過(guò)的工業(yè)生產(chǎn)案例4431.1. 工業(yè)合成氨（必修工業(yè)合成氨（必修1

8、P971P97）2.2. 工業(yè)制備硝酸（工業(yè)制備硝酸（必修必修1P991P99）3.3. 工業(yè)制備硫酸（工業(yè)制備硫酸（必修必修1P91 1P91 ）4.4. 工業(yè)制備鹽酸（工業(yè)制備鹽酸（必修必修1P831P83）5.5. 金屬的冶煉（金屬的冶煉（必修必修2P89 2P89 ）6.6. 氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)( (選修選修4P80)4P80)三、教材中提到過(guò)的工業(yè)生產(chǎn)案例三、教材中提到過(guò)的工業(yè)生產(chǎn)案例4437.7.粗硅的制?。ù止璧闹迫。ū匦薇匦?P811P81）8.8. 粗銅的精煉粗銅的精煉( (選修選修4P81)4P81)9.9. 工業(yè)制乙烯（必修工業(yè)制乙烯（必修2P672P67）10.10.肥皂

9、的制取（選修肥皂的制?。ㄟx修5P755P75）11.11.廢油脂制備生物柴油（選修廢油脂制備生物柴油（選修5P775P77）12.12.制備水煤氣（必修制備水煤氣（必修2P962P96）三、教材中提到過(guò)的工業(yè)生產(chǎn)案例三、教材中提到過(guò)的工業(yè)生產(chǎn)案例44313.13.海水中提取溴海水中提取溴( (必修必修2P91)2P91)14.14.海水中提取鎂海水中提取鎂( (必修必修2P93)2P93)15.15.海帶中提取碘（海帶中提取碘（必修必修2P912P91）16.16.鋁土礦生產(chǎn)鋁（鋁土礦生產(chǎn)鋁（必修必修2P932P93）17.17.污水處理方法（選修污水處理方法（選修1P87-891P87-89

10、）18.18.制備玻璃、陶瓷、水泥制備玻璃、陶瓷、水泥( (選修選修1P54-571P54-57) )經(jīng)典案例經(jīng)典案例1 1：工業(yè)合成氨：工業(yè)合成氨443合成氨合成氨與諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)三次握手與諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)三次握手n 19181918年德國(guó)年德國(guó)哈伯哈伯發(fā)明合成氨方法，發(fā)明合成氨方法，n 19311931年德國(guó)年德國(guó)博施博施高壓法改進(jìn)合成氨方法高壓法改進(jìn)合成氨方法n 20072007年德國(guó)年德國(guó)埃特爾埃特爾發(fā)現(xiàn)哈伯法合成氨的機(jī)理發(fā)現(xiàn)哈伯法合成氨的機(jī)理N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) (放熱放熱)如何選擇合適的反應(yīng)條件？依據(jù)是什么？如何選擇合適的反應(yīng)條件？依據(jù)是什么？化學(xué)與技術(shù)化學(xué)與技

11、術(shù)實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨44320mLN20mLN2 2和和60mLH60mLH2 2N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) (放熱放熱)加溫高壓加溫高壓催化劑催化劑合成氨的工藝流程合成氨的工藝流程443工業(yè)合成氨的流程圖工業(yè)合成氨的流程圖443原料氣原料氣的制取的制取凈凈化化合合成成分分離離液氨液氨分離空氣得到分離空氣得到N N2 2C C和和H H2 2O O反應(yīng)制備反應(yīng)制備H H2 2將將COCO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為COCO2 2，再用，再用K K2 2COCO3 3吸收吸收及時(shí)分離產(chǎn)物，原料及時(shí)分離產(chǎn)物，原料氣循環(huán)再利用氣循環(huán)再利用經(jīng)典案例經(jīng)典案例2 2：海帶中提取碘：海帶中

12、提取碘干海帶中含碘量：干海帶中含碘量：0.3%-0.5%0.3%-0.5%，有的高達(dá)，有的高達(dá)1%1%，約比海水中的碘濃度提高了約比海水中的碘濃度提高了1010萬(wàn)倍萬(wàn)倍！海帶中碘的存在形式海帶中碘的存在形式: :有機(jī)碘化物有機(jī)碘化物1 1、灼燒的目的是什么？用什么儀器？、灼燒的目的是什么？用什么儀器？2 2、寫出由加入、寫出由加入H H2 2O O2 2后的離子反應(yīng)方程式？后的離子反應(yīng)方程式？3 3、如何從、如何從含含I I2 2的的CClCCl4 4溶液中獲得碘晶體？溶液中獲得碘晶體？海帶中提取碘海帶中提取碘( (必修必修2P91)2P91)443海帶海帶曬干曬干灼燒灼燒懸濁液懸濁液煮沸煮沸

13、過(guò)濾過(guò)濾含含I I- -溶液溶液含含I I2 2溶液溶液含含I I2 2的的CClCCl4 4溶液溶液I I2 2晶體晶體溶解溶解加加H H2 2O O2 2CClCCl4 4萃取萃取反萃取法反萃取法分液分液稀稀H H2 2SOSO4 42I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O經(jīng)典案例經(jīng)典案例3 3 海水中提取鎂海水中提取鎂( (必修必修2P93)2P93)443海海水水貝貝殼殼3 3、為什么在、為什么在HClHCl氣流氣流中加熱分解中加熱分解MgClMgCl2 26H6H2 2O O？1 1、如何除去、如何除去Mg(OH)Mg(OH)2 2中的中的Ca(OH)Ca(OH)2

14、2雜質(zhì)？雜質(zhì)？思考：思考：2 2、操作的步驟和方法是什么？、操作的步驟和方法是什么？經(jīng)典案例經(jīng)典案例4 4 海水中提取溴海水中提取溴( (必修必修2P91)2P91)443酸化濃酸化濃縮海水縮海水通通ClCl2 2HBr用熱用熱空氣吹空氣吹3 3、若中、若中改改用用NaNa2 2COCO3 3溶液做吸收液，則用什么試劑？溶液做吸收液，則用什么試劑？1 1、寫出步反應(yīng)的離子方程式？、寫出步反應(yīng)的離子方程式？思考：思考：2 2、為什么實(shí)驗(yàn)中需要兩次用到、為什么實(shí)驗(yàn)中需要兩次用到ClCl2 2？經(jīng)典案例經(jīng)典案例4 4：以鋁土礦為原料制備鋁：以鋁土礦為原料制備鋁鋁土礦含鋁鋁土礦含鋁7.73%7.73%

15、，主要，主要成分成分AlAl2 2O O3 3. .3H3H2 2O,O,還含有還含有少量的少量的FeFe2 2O O3 3和和SiOSiO2 2 來(lái)自課本的素材：必修來(lái)自課本的素材：必修2P932P93第第6 6題題以鋁土礦（主要成分以鋁土礦（主要成分AlAl2 2O O3 3. .3H3H2 2O O）為原料生產(chǎn)鋁）為原料生產(chǎn)鋁1 1、將鋁土礦溶解在、將鋁土礦溶解在氫氧化鈉氫氧化鈉溶液中溶液中2 2、通入、通入二氧化碳二氧化碳使上述溶液中析出固體使上述溶液中析出固體 3 3、使固體脫水為、使固體脫水為氧化鋁氧化鋁4 4、電解電解得到鋁得到鋁問(wèn)題：請(qǐng)寫出上述過(guò)程的方程式問(wèn)題：請(qǐng)寫出上述過(guò)程的

16、方程式 哪一步轉(zhuǎn)化過(guò)程耗能最多？哪一步轉(zhuǎn)化過(guò)程耗能最多？鋁土礦鋁土礦AlAl2 2O O3 3(Fe(Fe2 2O O3 3SiOSiO2 2) )通入通入COCO2 2加加NaOHNaOH過(guò)濾過(guò)濾NaNa2 2SiOSiO3 3Fe2O3Al(OH)Al(OH)3 3AlAl2 2O O3 3AlAl熔融熔融電解電解NaAlO21 1、鋁土礦中的雜質(zhì)、鋁土礦中的雜質(zhì)FeFe2 2O O3 3和和SiOSiO2 2是如何去除的？是如何去除的？2 2、請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)流程圖實(shí)現(xiàn)你的方案？、請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)流程圖實(shí)現(xiàn)你的方案？ 過(guò)濾過(guò)濾Al2O3Fe2O3SiO2過(guò)量過(guò)量NaOH溶液溶液過(guò)濾過(guò)濾Fe2O3

17、除去除去NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液溶液過(guò)量過(guò)量鹽酸鹽酸過(guò)濾過(guò)濾AlCl3NaClHCl溶液溶液過(guò)量氨水過(guò)量氨水過(guò)濾過(guò)濾濾液除去濾液除去Al(OH)3H2SiO3除去除去Al2O3Al通電通電用用鹽酸鹽酸沉淀沉淀Na2SiO3再用再用氨水氨水沉淀沉淀Al3+Al2O3Fe2O3SiO2過(guò)量過(guò)量鹽酸鹽酸過(guò)濾過(guò)濾SiO2除去除去AlCl3FeCl3HCl溶液溶液過(guò)量過(guò)量NaOH溶液溶液過(guò)濾過(guò)濾Fe(OH)3除去除去NaAlO2NaClNaOH溶液溶液過(guò)量過(guò)量CO2過(guò)濾過(guò)濾濾液除去濾液除去Al(OH)3Al2O3Al通電通電用酸溶解鋁土礦用酸溶解鋁土礦鏈接高考：鏈接高考：20132013年

18、北京高考第年北京高考第2727題題443用含有用含有Al2O3、SiO2和少量和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O，工藝流程，工藝流程如下如下:（1）向鋁灰中加入過(guò)量）向鋁灰中加入過(guò)量稀稀H2SO4，過(guò)濾，過(guò)濾（2）向?yàn)V液中加入過(guò)量）向?yàn)V液中加入過(guò)量KMnO4溶液，調(diào)溶液，調(diào)pH約為約為3【問(wèn)題問(wèn)題】1 1、寫出（、寫出（1 1）中離子方程式）中離子方程式 ，2 2、補(bǔ)充配平（、補(bǔ)充配平（2 2）中離子反應(yīng)）中離子反應(yīng) , ,3 3、解釋步驟（、解釋步驟（2 2）的的目的目的 , ,鏈接高考：鏈接高考：20132013年全國(guó)卷第年全國(guó)卷第2929題題【問(wèn)題問(wèn)

19、題】1 1、反應(yīng)、反應(yīng)1 1的方程式：的方程式： ，2 2、加入、加入CaOCaO生成的沉淀為生成的沉淀為 ， 反應(yīng)反應(yīng)2 2的離子方程式為的離子方程式為 ， 鏈接高考：鏈接高考：20132013年全國(guó)卷第年全國(guó)卷第2929題題【問(wèn)題問(wèn)題】3 3、E E作為建筑材料，則作為建筑材料，則C C是是 ， 寫出寫出D D生成冰晶石的方程式：生成冰晶石的方程式： ，4 4、電解、電解AlAl2 2O O3 3的方程式為的方程式為 ，以石墨為電極，陽(yáng)，以石墨為電極，陽(yáng)極產(chǎn)生的混合氣體成分極產(chǎn)生的混合氣體成分 。 制備冰晶石制備冰晶石四、工業(yè)流程題的呈現(xiàn)模式四、工業(yè)流程題的呈現(xiàn)模式Al通通電電四、工業(yè)流程

20、題的呈現(xiàn)模式四、工業(yè)流程題的呈現(xiàn)模式33箭頭進(jìn)入的是投箭頭進(jìn)入的是投料料( (即反應(yīng)物即反應(yīng)物) )箭頭出去的是生箭頭出去的是生成物成物(主產(chǎn)品或副主產(chǎn)品或副產(chǎn)物產(chǎn)物)【生產(chǎn)亞氯酸鈉生產(chǎn)亞氯酸鈉NaClONaClO2 2的工業(yè)流程的工業(yè)流程】看箭頭可知看箭頭可知中的中的反應(yīng)物反應(yīng)物中含有中含有ClOClO2 2、雙氧水、雙氧水、NaOHNaOH溶液，溶液，產(chǎn)物產(chǎn)物含有氣體含有氣體a a、NaClONaClO2 2等等化學(xué)化學(xué)性質(zhì)性質(zhì) 物理物理性質(zhì)性質(zhì) 溶解溶解性：性：過(guò)濾、結(jié)晶、鹽析、吹出、萃取分液過(guò)濾、結(jié)晶、鹽析、吹出、萃取分液熔沸點(diǎn)：熔沸點(diǎn)：冷凝、升華、分餾冷凝、升華、分餾 工業(yè)流程題的核

21、心：分離提純工業(yè)流程題的核心：分離提純浸出浸出：酸溶（酸溶（除除SiOSiO2 2）、堿溶（堿溶（除除AlAl及其化合物及其化合物）沉淀：沉淀：加沉淀劑、調(diào)加沉淀劑、調(diào)pHpH、雙水解、沉淀轉(zhuǎn)化、雙水解、沉淀轉(zhuǎn)化氧化還原氧化還原：常見氧化劑、還原劑（關(guān)注：常見氧化劑、還原劑（關(guān)注H H2 2O O2 2）加熱分解：加熱分解：熱穩(wěn)定性差的鹽或氫氧化物熱穩(wěn)定性差的鹽或氫氧化物通電電解：通電電解：放電順序、電滲析放電順序、電滲析工業(yè)工業(yè)流程流程中中?？疾榈慕獯痤}?？疾榈慕獯痤}1 1、濾液、濾渣、氣體成分是什么？（、濾液、濾渣、氣體成分是什么？（追根溯源求寫全追根溯源求寫全）2 2、加入某試劑或進(jìn)行某操作的目的是什么？（、加入某試劑或進(jìn)行某操作的目的是什么？（全局全局）3 3、某步驟選用的試劑是什么？為什么？（、某步驟選用的試劑是什么？為什么？（如酸的選擇如酸的選擇）4 4、從溶液中獲得某晶體的操作是什么？（、從溶液中獲得某晶體的操作是什么？（8+68+6字真言字真言）5 5、運(yùn)用某原理解釋原因？（、運(yùn)用某原理解釋原因？（如氧化還原如氧化還原/ /平衡理論平衡理論）6 6、要計(jì)算某物質(zhì)含