《歸納與整理》PPT課件(江西省省級(jí)優(yōu)課)-化學(xué)課件

化學(xué)工藝流程試題解題策略流程圖規(guī)律：

主線為主產(chǎn)品分支為副產(chǎn)品回頭為循環(huán)物質(zhì)1.原料（礦石）的預(yù)處理2.反應(yīng)條件的控制（溫度、壓強(qiáng)、催化劑、原料配比、PH調(diào)節(jié)、溶劑選擇）3.反應(yīng)原理（離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡、電離平衡、溶解平衡、水解原理、物質(zhì)的分離與提純）4.綠色化學(xué)（物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、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。工藝流程題考察的核心內(nèi)容常用的原料預(yù)處理方法以及作用研磨、粉碎、噴灑

增大反應(yīng)物的接觸面，加快反應(yīng)速率，以提高原料轉(zhuǎn)化率、利用率、浸取率的目的。增大接觸面積的具體措施有：固體采用粉碎、研磨的方法；液體采用噴灑的方法；氣體采用多孔分散器等水浸、酸浸、堿浸、醇浸等浸出水浸：是為了分離水溶性和非水溶性的物質(zhì)酸浸：是為了溶解金屬、金屬氧化物、調(diào)節(jié)PH促進(jìn)某離子的水解而轉(zhuǎn)化為沉淀等堿浸：是為了除去油污、溶解酸性氧化物、溶解鋁及其化合物、調(diào)節(jié)PH等醇浸：為了提取原料中的有機(jī)物，同時(shí)減少無(wú)機(jī)物的損失煅燒、焙燒高溫下使固體原料分解、反應(yīng)增大反應(yīng)物濃度、加壓可加快反應(yīng)速率，提高單位時(shí)間內(nèi)獲得目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量加壓一般是提高氣體反應(yīng)物濃度措施，在氣體和固體、液體反應(yīng)的體系中并不適宜生產(chǎn)中常使廉價(jià)易得的原料適量過(guò)量，以提高另一原料的利用率催化劑大幅度提高反應(yīng)速率、降低能耗，但不影響化學(xué)平衡。使用時(shí)必須注意其活性溫度，且防止雜質(zhì)使催化劑“中毒”，提高催化劑的催化效果，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。表面處理如除去表面油污，化學(xué)法除去表面氧化物等，提高原料的浸出率相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備分離與提純-------條件的控制調(diào)節(jié)和控制pH值

目的：使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀而分離方法：加入能消耗H+的物質(zhì)且不引入新的雜質(zhì)。如要除去Cu2+中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH控制體系的環(huán)境氛圍

1、需要在酸性氣流中干燥FeCl3、AlCl3、MgCl2等含水晶體，抑制水解獲得純凈的產(chǎn)品。

2、營(yíng)造還原性氛圍，防止還原性物質(zhì)被氧化。如加入鐵粉防止Fe2+被氧化。3、加入適宜的氧化劑進(jìn)行氧化。如加入H2O2做氧化劑，不引入新雜質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好?？刂七m宜的溫度

1、加熱：加速溶解、加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)（如促進(jìn)水解生成沉淀）2、降溫：防止某物質(zhì)在某溫度時(shí)會(huì)溶解或分解，或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)3、控制溫度在一定范圍內(nèi)：綜合多方面因素考慮。如使反應(yīng)速率不至于太慢、抑制或促進(jìn)平衡移動(dòng)、防止反應(yīng)物分解、防止副反應(yīng)發(fā)生、使催化劑的催化活性最高等。如有H2O2參與的流程，不宜采用高溫的環(huán)境進(jìn)行。針對(duì)易分解，熱不穩(wěn)定的產(chǎn)品，應(yīng)采用低溫烘干或自然晾干的方式干燥

4、如題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息，則要根據(jù)它們?nèi)芙舛入S溫度升高而改變的情況，尋找合適的結(jié)晶分離方法（蒸發(fā)結(jié)晶或者蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶）結(jié)晶方法的選擇KNO3型溶質(zhì)或所得晶體帶結(jié)晶水（如CuSO4?5H2O等）：蒸發(fā)濃縮（至有晶膜出現(xiàn)），冷卻結(jié)晶相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備產(chǎn)品洗滌1、用相應(yīng)的飽和溶液洗滌：如用NaCl飽和溶液洗滌環(huán)己烯、環(huán)己醇的粗產(chǎn)物，既可以降低環(huán)己烯、環(huán)己醇的溶解度，減少洗滌中的損失，還有利于有機(jī)物的分層，便于分離

2、冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，減少產(chǎn)品在洗滌過(guò)程中的溶解損耗3、用有機(jī)試劑（如用乙醇）洗滌：可洗去產(chǎn)品表面的雜質(zhì)離子，降低晶體的溶解損耗，且易于干燥洗滌操作：往過(guò)濾器中加蒸餾水，使水浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2-3次檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈：取最后一次洗滌液，根據(jù)沉淀吸附的雜質(zhì)離子，加入合適的檢驗(yàn)試劑，若沒(méi)有特征現(xiàn)象出現(xiàn)，則表明沉淀已洗滌干凈。趁熱過(guò)濾1、防止過(guò)濾一種晶體或雜質(zhì)的過(guò)程中，因溫度下降而析出另一種晶體。2、若首先析出的是產(chǎn)品，則防止降溫時(shí)析出雜質(zhì)而影響產(chǎn)品純度（目的是提高產(chǎn)品純度）；若首先析出的是雜質(zhì)，則防止產(chǎn)品在降溫時(shí)結(jié)晶而損耗（目的是減少產(chǎn)品的損耗）蒸餾、萃取分液鹽析

蒸餾——互溶液體常用的分離方式如給出沸點(diǎn)數(shù)據(jù)基本就會(huì)考察該方法萃取分液——信息中給出在對(duì)應(yīng)物質(zhì)中易溶或者難溶，一般考察該方法鹽析——加無(wú)機(jī)鹽（電解質(zhì)）使溶質(zhì)的溶解度降低而析出分離與提純-------條件的控制相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備

循環(huán)操作與副產(chǎn)物利用1、對(duì)可逆反應(yīng)：可將未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物分離出來(lái)后送入反應(yīng)器重新反應(yīng)。如合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，分離氨后的尾氣中還含有大量原料氣N2和H2可送入合成塔，實(shí)施循環(huán)生成。2、若某種物質(zhì)在流程中既是輔助原料，又是反應(yīng)的副產(chǎn)品（既在流程中流進(jìn)又流出），則可以循環(huán)利用，提高原料的利用率。解題策略：①看流程圖中是否有循環(huán)線，是否有箭頭將某一反應(yīng)的產(chǎn)物或某一操作分離出來(lái)的物質(zhì)回頭指向前面的反應(yīng)；

②如果沒(méi)有循環(huán)線，則看是否有某一反應(yīng)的產(chǎn)物或分離出來(lái)的物質(zhì)（包括結(jié)晶后的母液）是前面某一反應(yīng)的反應(yīng)物（或介質(zhì)、溶劑等）。FeSO4·7H2O副產(chǎn)物判斷的重要著手點(diǎn)（流程中加入的物質(zhì)）結(jié)晶析出物質(zhì)帶結(jié)晶水（綠礬）工業(yè)中的加入物質(zhì)一般都是過(guò)量的1、洗滌沉淀的具體操作：往漏斗中加入蒸餾水（或?qū)?yīng)試劑）至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次。2、檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的操作：取最后一次洗滌液少許于試管中，逐滴滴加××試劑，振蕩，若沒(méi)有××現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈。3、檢驗(yàn)Fe(OH)3是否沉淀完全的試驗(yàn)操作：取少量上層清液或過(guò)濾后的濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe(OH)3已經(jīng)沉淀完全4、“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有：適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時(shí)間，加入過(guò)量硫酸，邊加硫酸邊攪拌使之充分反應(yīng)5、如何從MgCl2·6H2O中得到無(wú)水MgCl2：在干燥的HCl氣流中加熱。理由是干燥的HCl氣流中抑制了MgCl2的水解，且?guī)ё進(jìn)gCl2·6H2O受熱產(chǎn)生的水汽高頻問(wèn)題及答題技巧（注重文字?jǐn)⑹龅囊?guī)范性）6、所得產(chǎn)品進(jìn)一步提純的操作：重結(jié)晶（專業(yè)名詞）7、趁熱過(guò)濾的原因及操作：減少過(guò)濾時(shí)間、保持過(guò)濾溫度，防止××雜質(zhì)析出或防止降溫過(guò)程中××析出而導(dǎo)致產(chǎn)品損耗8、過(guò)濾的沉淀欲稱重之前的操作：過(guò)濾，洗滌，干燥（在干燥器中），冷卻，稱重9、“趁熱過(guò)濾”后，有時(shí)先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然后再“冷卻結(jié)晶”：答：稀釋溶液，防止降溫過(guò)程中因溶液濃度過(guò)大導(dǎo)致××析出，提高產(chǎn)品的純度10、減壓蒸餾、減壓蒸發(fā)（小心烘干）的目的：常壓蒸發(fā)（蒸餾）溫度過(guò)高，××易分解；或者減壓蒸發(fā)（蒸餾）降低了蒸發(fā)（蒸餾）所需的溫度，可以防止××分解，提高產(chǎn)率高頻問(wèn)題及答題技巧（注重文字?jǐn)⑹龅囊?guī)范性）工藝流程題解題思路基本流程：明確整個(gè)流程及各部分的目的→分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物→結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問(wèn)題思考→注意答題的模式與要點(diǎn)1.粗讀試題，盡量弄懂流程圖。記住（圈出）資料卡中給出的相應(yīng)物質(zhì)的理化性質(zhì)；2.精讀試題和設(shè)問(wèn)，根據(jù)問(wèn)題去分析每一問(wèn)涉及的知識(shí)點(diǎn)。3.要看清所問(wèn)問(wèn)題，并注意語(yǔ)言表達(dá)的科學(xué)性（多用專業(yè)術(shù)語(yǔ)）在答題時(shí)應(yīng)注意：前一問(wèn)回答不了，不一定影響答后面的問(wèn)題。分析流程圖需要掌握的技巧：1.了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問(wèn)中的提示性信息，并在下一步分析和解題中隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系和調(diào)用；2.結(jié)合題中提取的信息和頭腦中原有的知識(shí)和技能，進(jìn)行針對(duì)性作答即可，不必拘泥于流程圖中的每個(gè)細(xì)節(jié)，把時(shí)間和精力過(guò)多用于流程分析，使解題誤入歧途。2016年工藝流程真題分析重要?dú)⒕緞?、漂白劑亞氯酸鈉（NaClO2）的生產(chǎn)工藝流程、實(shí)驗(yàn)操作等(1)NaClO2中Cl的化合價(jià)為

。

(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式

。

(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為

、

?！半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是

。

(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過(guò)程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是

。

(5)“有效氯含量”可用來(lái)衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為

。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))

（2016年全國(guó)卷Ⅰ28題）NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：題頭題干設(shè)問(wèn)題頭：題干：設(shè)問(wèn)：這三部分為我們提供什么信息？試題結(jié)構(gòu)瀏覽詳審根據(jù)問(wèn)題對(duì)點(diǎn)詳讀制什么怎么制怎么答(1)NaClO2中Cl的化合價(jià)為

。

(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為

、

。+3NaOH溶液

Na2CO3溶液題目中的設(shè)問(wèn)都與流程緊密關(guān)聯(lián)嗎？(5)“有效氯含量”可用來(lái)衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為

。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))

1.57得電子數(shù)相等，氧化能力相當(dāng)NaClO2～2Cl2以“點(diǎn)”設(shè)問(wèn)：即不需要理清工藝流程圖的主線即可以答題(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式

。(3)

……，“電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是

。2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4NaClO2（結(jié)晶干燥后就是目標(biāo)產(chǎn)物）

(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過(guò)程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是

。

2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O2∶1

O2

以“線”設(shè)問(wèn)