下載本文檔
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、高考化學(xué)大題專題(四) 工藝流程一、【考點分析】無機化工題實際上是考查考生運用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識來解決工業(yè)生產(chǎn)中實際問題的能力。解此類型題目的基本步驟是:從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品 分析流程中的每一步驟,從幾個方面了解流程:A反應(yīng)物是什么B發(fā)生了什么反應(yīng)C該反應(yīng)造成了什么后果,對制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個關(guān)鍵點:一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。從問題中獲取信息,幫助解題。了解流程后著手答題。對反應(yīng)條件的分析可從以下幾個方面著手:對反應(yīng)速率有何影響?對平衡轉(zhuǎn)化率有何影響?對綜合生產(chǎn)效益有何影響?如原料成本,原料來源是否廣泛、是否可再生,能源成本,對設(shè)備的要求,環(huán)境保護(從綠色
2、化學(xué)方面作答)。二、【工業(yè)流程題中常用的關(guān)鍵詞】原材料:礦樣(明礬石、孔雀石、蛇紋石、大理石、鋰輝石、黃銅礦、錳礦、高嶺土,燒渣),合金(含鐵廢銅),藥片(補血劑),海水(污水)灼燒(煅燒):原料的預(yù)處理,不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為容易提取的物質(zhì): 如海帶中提取碘酸:溶解、去氧化物(膜)、調(diào)節(jié)pH促進水解(沉淀)堿:去油污,去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅,調(diào)節(jié)pH促進水解(沉淀)氧化劑:氧化某物質(zhì),轉(zhuǎn)化為易于被除去(沉淀)的離子氧化物:調(diào)節(jié)pH促進水解(沉淀)控制pH值:促進某離子水解,使其沉淀,利于過濾分離煮沸:促進水解,聚沉后利于過濾分離;除去溶解在溶液中的氣體,如氧氣趁熱過濾:減少結(jié)晶損失;提
3、高純度 三、【工業(yè)流程常見的操作】(一)原料的預(yù)處理溶解:通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等灼燒:如從海帶中提取碘煅燒:如煅燒高嶺土 改變結(jié)構(gòu),使一些物質(zhì)能溶解。并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解研磨:適用于有機物的提取 如蘋果中維生素C的測定等。(二)控制反應(yīng)條件的方法控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀pH值的控制。例如:已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH 如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8問題:若要除去Mn2溶液中含有的Fe2,應(yīng)該怎樣做?調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點:能與H反應(yīng),使溶液pH值增大不
4、引入新雜質(zhì)。若要除去Cu2溶液中混有的Fe3,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值 蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍加熱的目的:加快反應(yīng)速率或促進平衡向某個方向移動降溫反應(yīng)的目的:防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動趁熱過濾:防止某物質(zhì)降溫時會析出冰水洗滌:洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(三)物質(zhì)的分離和提純的方法結(jié)晶固體物質(zhì)從溶液中析出的過程(蒸發(fā)溶劑、冷卻熱飽和溶液、濃縮蒸發(fā))重結(jié)晶是利用固體物質(zhì)均能溶于水,且在水中溶解度差異較大的一種除雜質(zhì)方法。過濾固、液分離蒸餾液、液分離分液互不相溶的液體間的分離萃取用一種
5、溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來。升華將可直接氣化的固體分離出來。鹽析加無機鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出(四)常見名詞浸出:固體加水(酸)溶解得到離子浸出率:固體溶解后,離子在溶液中的含量的多少酸浸:在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去的溶解過程水洗:通常為除去水溶性雜質(zhì)水浸:與水接觸反應(yīng)或溶解四、【常見文字?jǐn)⑹鎏茁贰?洗滌沉淀:往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以上操作23次。2從溶液中得到晶體:蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾(洗滌)。注意:在寫某一步驟是為了除雜是,應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì)”,只寫“除雜”等一類萬金油式的回答是不給分的。看清楚是寫化學(xué)反應(yīng)方程式
6、還是離子方程式,注意配平。五、【難點解析】要解好這類題,最重要的是要克服畏懼心理,認(rèn)真審題,找到該實驗的目的。一般來說,流程題只有兩個目的:一是從混合物中分離、提純某一物質(zhì);另一目的就是利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)。一、對于實驗?zāi)康臑橐坏念}目,其實就是對混合物的除雜、分離、提純。當(dāng)遇到這一類題時,要求學(xué)生一定要認(rèn)真在題目中找出要得到的主要物質(zhì)是什么,混有的雜質(zhì)有哪些,認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后,能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成了什么產(chǎn)物,要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去。只有這樣才能明白每一步所加試劑或操作的目的。這里特別提一提蒸發(fā)與結(jié)晶 。蒸發(fā)與結(jié)晶方法都可以將溶液中的溶質(zhì)以固體形式析出,具體采用何種方法
7、,主要取決于溶質(zhì)的溶解度。有的物質(zhì)它的溶解度隨溫度的升高變化比較大,如NH4NO3、KNO3等物質(zhì),在蒸發(fā)過程中比較難析出來,所以要用冷卻法使它結(jié)晶。而有的物質(zhì)它的溶解度隨溫度的升高變化比較小,如NaCl、KCl等,有少數(shù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減小,如Ca(OH)2要使它們析出較多固體溶質(zhì)時,則要用蒸發(fā)濃縮的方法。例如NaCl 和KNO3 混合溶液,如果將混合溶液蒸發(fā)一段時間,析出的固體主要是NaCl ,母液中是KNO3 和少量NaCl 。如果將混合溶液加熱后再降溫,則析出的固體主要是KNO3 ,母液中是NaCl 和少量KNO3。如果是除雜,雜質(zhì)所含的量比較少,一般是讓主要物質(zhì)析出來。如K
8、NO3溶液中含少量NaCl,常用升溫冷卻結(jié)晶法,再經(jīng)過過濾、洗滌、烘干(不同的物質(zhì)在烘干時采取的方法不同),就可得到 KNO3固體了。如果NaCl溶液中含少量 KNO3,則用蒸發(fā)濃縮結(jié)晶法,這種方法一般要經(jīng)過趁熱過濾才能得到主要物質(zhì),主要原因是如果溫度下降,雜質(zhì)也會以晶體的形式析出來。二、對于目的為制備某一物質(zhì)的流程題,要求學(xué)生注意以下幾個方面:1、明確題目目的是制什么物質(zhì),從題干或問題中獲取有用信息,了解產(chǎn)品的性質(zhì)。只有知道了實驗?zāi)康?,才能非常清楚的知道整個流程的意義所在,題目中的信息往往是制備該物質(zhì)的關(guān)鍵所在。而產(chǎn)物如果具有某些特殊性質(zhì)(由題目信息獲得或根據(jù)所學(xué)知識判斷),則要采取必要的措
9、施來避免在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生其它雜質(zhì)。一般來說主要有如下幾種情況:(1)如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物,則要注意對溫度的控制。如:侯德榜制堿中的NaHCO3;還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。(2)如果產(chǎn)物是一種會水解的鹽,且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)生時,則要加相對應(yīng)的酸來防止水解。如:制備FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物質(zhì)時,要蒸干其溶液得到固體溶質(zhì)時,都要加相應(yīng)的酸或在酸性氣流中干燥來防止它水解,否則得到的產(chǎn)物分別是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO;而像Al2 (SO4 )3 、NaAlO2 、N
10、a2CO3等鹽溶液,雖然也發(fā)生水解,但產(chǎn)物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是揮發(fā)性物質(zhì),在蒸發(fā)時,抑制了鹽的水解,最后得到的還是溶質(zhì)本身。(3)如果產(chǎn)物是一種強的氧化劑或強的還原劑,則要防止它們發(fā)生氧化還原的物質(zhì),如:含F(xiàn)e2+、SO32等離子的物質(zhì),則要防止與氧化性強的物質(zhì)接觸。(4)如果產(chǎn)物是一種易吸收空氣中的CO2或水(潮解或發(fā)生反應(yīng))而變質(zhì)的物質(zhì)(如NaOH固體等物質(zhì)),則要注意防止在制備過程中對CO2或水的除去,也要防止空氣中的CO2或水進入裝置中。(5)如果題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息,則要注意對比它們的溶解度隨溫度升高而改變的
11、情況,根據(jù)它們的不同變化,找出合適的分離方法。2、尋找在制備過程中所需的原料,寫出主要的化學(xué)反應(yīng)方程式或制備原理,從中了解流程圖。從近幾年的高考題目中會發(fā)現(xiàn),大多數(shù)題目都會給出制備物質(zhì)時所需的原料,但一般會涉及到物質(zhì)的分離、提純的操作。所以在明確了實驗?zāi)康闹螅賹懗鲋饕姆磻?yīng)方程式,觀察有沒有副產(chǎn)品,如果有,剩余的步驟就是分離提純了。3、注意外界條件對工藝流程的影響在很多流程圖的題目中,我們經(jīng)常會看到壓強、溫度等外界條件的出現(xiàn),不同的工藝對物質(zhì)反應(yīng)的溫度或壓強有不同的要求,它所起的作用也不一樣,但卻都是能否達到實驗?zāi)康牡年P(guān)鍵所在,也是命題專家們經(jīng)常要考察學(xué)生的地方。對外界條件的分析主要可從以
12、下兩個方面著手:(1)對反應(yīng)速率有何影響?(2)對平衡轉(zhuǎn)化率有何影響?這里主要說一說溫度的影響,歸納總結(jié)之后,主要有以下幾個方面的形式來考察學(xué)生:趁熱過濾(或冰水洗滌)的目的:防止某物質(zhì)降溫時會析出(或升溫時會溶解)而帶入新的雜質(zhì);冰水中反應(yīng)或降溫反應(yīng)的目的:防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動;反應(yīng)中采取加熱措施的作用:一般是為了加快反應(yīng)速率或加速某固體的溶解;如果題目中要求溫度控制在具體的一個溫度范圍內(nèi)(可用水浴或油浴來控制):一般有以下幾個目的:a、防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā),也可能是為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來,具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中,將CO
13、2通入NaCl的氨溶液中,保持溶液的溫度為(30+2),可得NaHCO3晶體,溫度控制在這個范圍,目的就是防止NaHCO3分解。而在Br2的制取過程中,出溴口的溫度控制在8090,目的就是要使Br2揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入Br2中。b、使催化劑的活性達到最好:如工業(yè)合成氨或工業(yè)SO2氧化為SO3時,選擇的溫度是500左右,原因之一就是使催化劑的活性達到最高。c、防止副反應(yīng)的發(fā)生:如乙醇的消去反應(yīng)溫度要控制在170,原因是就是在140時會有乙醚產(chǎn)生。d、對于一些工藝來說,降溫或減壓可以減少能源成本,降低對設(shè)備的要求,達到綠色化學(xué)的要求。以上有關(guān)溫度的總結(jié)只能說是有這種可能來考,具體問題要具體分
14、析。工藝流程題由于它考察的知識點多,也非常靈活,對學(xué)生的審題能力、分析問題、解決問題、文字表達等方面的能力都要求非常高,所以學(xué)生得分往往不高,但只要大家在平時在做這一類題目時善于歸納、總結(jié),認(rèn)真審題,善于從題目或問題中獲取信息來幫助自己解題,同時在平時的學(xué)習(xí)中要熟記一些基本的實驗操作,如沉淀的洗滌、沉淀是否完全的檢驗方法、從溶液得到晶體的方法、常見離子的檢驗方法等,文字表達時一定要做到規(guī)范,相信可以突破這個難關(guān)。1【2015四川理綜化學(xué)】(16分)為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略
15、)?;罨蜩F礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng)。請回答下列問題:(1)第步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是 。(2)檢驗第步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇 (填字母編號)。 AKMnO4溶液 BK3Fe(CN)6溶液 CKSCN溶液(3)第步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是 。(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。已知25,101kPa時:4Fe
16、(s) + 3O2 (g) =2Fe2O3(s) =-1648kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) =-393kJ/mol 2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) =-1480kJ/molFeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是 。(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+ FeS2= Fe +2Li2S,正極反應(yīng)式是 。(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%。將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消
17、耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第步應(yīng)加入FeCO3 kg。(1)Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O(2)C(3)Fe2+被氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+水解產(chǎn)生H+。(4)4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) =260kJ/mol。(5)FeS2+4e= Fe +2S2(6)kg。2【2015江蘇化學(xué)】(12分)以磷石膏(只要成分CaSO4,雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。(1)勻速向漿料中通入CO2,漿料清液的pH和c(SO42)隨時間變化見由右圖。清液pH>11時CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式_;能
18、提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有_(填序號)A攪拌漿料 B加熱漿料至100 C增大氨水濃度 D 減小CO2通入速率(2)當(dāng)清液pH接近65時,過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為_和_(填化學(xué)式);檢驗洗滌是否完全的方法是_。(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體,隨著浸取液溫度上升,溶液中c(Ca2)增大的原因_?!敬鸢浮浚?)CaSO42NH3·H2OCO2=CaCO32NH4或CaSO4CO32=CaCO3SO42,AC;(2)SO42、HCO3,取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則表明已洗滌完全;(
19、3)浸取液溫度上升,溶液中c(H)增大,促進固體中Ca2浸出。3【2015廣東理綜化學(xué)】(16分)七鋁十二鈣(12CaO·7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下:(1)煅粉主要含MgO和 ,用適量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,鎂化合物幾乎不溶, 若溶液I中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,則溶液pH大于 (Mg(OH)2的Ksp=5×10-12);該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是 。(2)濾液I中的陰離子有 (忽略雜質(zhì)成分的影響);若濾液I中
20、僅通入CO2,會生成 ,從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜,反應(yīng)的離子方程式為 。(4)電解制備Al(OH)3時,電極分別為Al片和石墨,電解總反應(yīng)方程式為 。(5)一種可超快充電的新型鋁電池,充放電時AlCl4和Al2Cl7兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,其它離子不參與電極反應(yīng),放電時負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為 ?!敬鸢浮浚?)CaO;11;加入(NH4)2SO4會生成CaSO4微溶物,在過濾時會被除去,造成生成的CaCO3減少。(2)NO3、OH;Ca(HCO3)2 (3)2OH+Al2O32AlO2+H2O(4)2Al+6H20 2Al(OH)3+3H2
21、 (5) Al3e7 AlCl44 Al2Cl74.【2013全國I】(.鋰離子電池的應(yīng)用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2),導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi+xe-=LixC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源 (部分條件未給出) 回答下列問題: LiCoO2 中,Co元素的化合價為_。 寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_“酸浸”一般在80 oC下進行,寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式_;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2 的混合液,但缺點是_。 寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 充放電過程中發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,寫出放電時電池反應(yīng)方程式_。 上述工藝中“放電處理”有利于鋰在正
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 杯狀耳的健康宣教
- 民生領(lǐng)域貪污賄賂犯罪情況分析
- 軟腭癌的健康宣教
- JJF(陜) 029-2020 實驗室氨氮測定儀校準(zhǔn)規(guī)范
- 《數(shù)據(jù)分析分享》課件
- 提升產(chǎn)品質(zhì)量管理的工作計劃
- 建立區(qū)域聯(lián)盟推動教學(xué)改革計劃
- 數(shù)控車銑中心相關(guān)行業(yè)投資規(guī)劃報告范本
- 醫(yī)用高值耗材相關(guān)行業(yè)投資規(guī)劃報告
- 食品銷售合同三篇
- 2025企業(yè)年會盛典
- 專題 與角度有關(guān)的計算問題(35題提分練)2024-2025學(xué)年七年級數(shù)學(xué)上冊同步課堂(北師大版2024)
- 網(wǎng)格員調(diào)解員培訓(xùn)
- 浙江省紹興市2025屆高三上學(xué)期一模地理試題 含解析
- 安全與急救學(xué)習(xí)通超星期末考試答案章節(jié)答案2024年
- 人教 九下 歷史 第五單元《社會主義的發(fā)展與挫折》課件
- 金屬冶煉知識培訓(xùn)
- 2024-2025學(xué)年度廣東省春季高考英語模擬試卷(解析版) - 副本
- 新疆喀什地區(qū)八年級上學(xué)期期末英語試題(含答案)
- 商會內(nèi)部管理制度
- 2024年物業(yè)轉(zhuǎn)讓協(xié)議書范本格式
評論
0/150
提交評論