高三化學(xué)專題-化學(xué)工藝流程

第10專題主編第2專題主編AH化學(xué)化學(xué)化學(xué)化學(xué)安陽縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)彭守意高考中的化學(xué)工藝流程題化學(xué)工藝流程題是近年高考命題的熱點(diǎn)?；瘜W(xué)工藝流程題，就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖的形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。工藝流程題的特點(diǎn)：一是試題源于生產(chǎn)實(shí)際，以解決化學(xué)實(shí)際問題為線索進(jìn)行設(shè)問，使問題情境真實(shí)。二是試題內(nèi)容豐富，涉及化學(xué)根底知識的方方面面，能考查考生對化學(xué)知識的掌握和應(yīng)用情況，同時(shí)考查考生解決化工生產(chǎn)中的相關(guān)問題的遷移推理能力。三是試題新穎，閱讀量、思維含量較大，考查考生的資料收集、處理能力。試題結(jié)構(gòu)：從內(nèi)容組織形式上看化工流程題型的結(jié)構(gòu)通常是從生產(chǎn)原料到產(chǎn)品的整個(gè)流程以簡單的文字加框圖和箭線形式呈現(xiàn),同時(shí)流程中還會(huì)形成一些“環(huán)狀〞,意為物質(zhì)的循環(huán)利用,以展現(xiàn)“綠色化學(xué)〞的理念。

如下圖:化工流程題型的結(jié)構(gòu)、涉及問題及解題順序箭頭:箭頭進(jìn)入的是投料(即反響物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。三線:出線和進(jìn)線均表示物料流向或操作流程,可逆線表示物質(zhì)循環(huán)使用。命題研究化學(xué)工藝流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，表達(dá)能力立意的命題為指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的根底知識及將已有知識靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力。所以這類題成為近年來高考的必考題型。這類題常呈現(xiàn)的形式：流程圖、表格、圖像。這類題常圍繞以下幾個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問：(1)反響速率與平衡理論的運(yùn)用；(2)氧化復(fù)原反響的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫；(3)利用控制pH別離除雜；(4)化學(xué)反響的能量變化；(5)實(shí)驗(yàn)根本操作：除雜、別離、檢驗(yàn)、洗滌、枯燥等；(6)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用；(7)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評價(jià)。熱點(diǎn)分析1．解答無機(jī)化工流程試題的程序(1)根本步驟①從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。②然后整體瀏覽一下流程，根本區(qū)分出預(yù)處理、反響、提純、別離等階段。③分析流程中的每一步驟，從幾個(gè)方面了解流程：反響物是什么；發(fā)生了什么反響；該反響造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用(抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反響或操作都是為獲得產(chǎn)品而效勞)。④從問題中獲取信息，幫助解題。(2)解題思路明確整個(gè)流程及每一局部的目的→仔細(xì)分析每步反響發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)→結(jié)合根底理論與實(shí)際問題思考→注意答題的模式與要點(diǎn)。(3)方法技巧對一些線型流程工藝或從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序試題，首先比照分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，從比照分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的根本原理和除雜、別離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。解題關(guān)鍵在于認(rèn)真比照分析原料與產(chǎn)品的組成，從中產(chǎn)生將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的根本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計(jì)的系列問題也就可解答了。解題順序：③灼燒、焙燒、煅燒：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。④反響條件的控制(溫度、壓強(qiáng)、催化劑、原料配比、pH、

溶劑等)?？刂茰囟萢．加熱，加快反響速率或加速某固體的溶解；b．防止物質(zhì)溫度過高時(shí)分解或揮發(fā)，或到達(dá)沸點(diǎn)揮發(fā)；c．使催化劑的活性到達(dá)最高；d．防止副反響的發(fā)生；e．降溫或減壓，減少能源本錢，降低對設(shè)備的要求，到達(dá)綠色化學(xué)的目的。〔2)別離提純階段的常見考點(diǎn)①調(diào)pH除雜a．控制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀例如：以下物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)3

2.73.7Fe(OH)2

7.6 9.6Mn(OH)28.39.8假設(shè)要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，應(yīng)該怎樣做？提示：先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH到3.7。b．調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H＋反響，使溶液pH增大；不引入新雜質(zhì)。例如：假設(shè)要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可參加CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。②試劑除雜③加熱：加快反響速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)。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，那么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)。④降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。⑤萃取溫度的影響歸納：①、趁熱過濾〔或冰水洗滌〕的目的：防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出〔或升溫時(shí)會(huì)溶解〕而帶入新的雜質(zhì)②、冰水中反響或降溫反響的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解或?yàn)槭蛊胶庀蛑}目要求的方向移動(dòng)③、反響中采取加熱措施的作用：一般是為了加快反響速率或加速某固體的溶解④、如題目中要求溫度控制在某溫度范圍內(nèi)〔可用水浴或油浴來控制〕：一般有以下幾個(gè)目的：A、防止某種物質(zhì)溫度過高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)，也可能是為了使某物質(zhì)到達(dá)沸點(diǎn)揮發(fā)出來，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中，將CO2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(gè)范圍，目的就是防止NaHCO3晶體分解。而在Br2的制取過程中，出溴口的溫度控制在80—90℃，目的就是要使Br2揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入Br2中。B、使催化劑的活性到達(dá)最好：如合成氨或工業(yè)SO2氧化為SO3時(shí)，選擇的溫度是500℃左右，原因之一就是使催化劑的活性到達(dá)最高。C、防止副反響的發(fā)生：如乙醇的消去反響溫度要控制在170℃，原因是就是在140℃時(shí)會(huì)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本錢，降低對設(shè)備的要求，到達(dá)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，具體問題要具體分析。(3)獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)①洗滌(冰水、熱水)洗去晶體外表的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。②蒸發(fā)時(shí)的氣體氣氛(抑制水解)：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí),應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防其水解。③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。④蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。⑤重結(jié)晶。(4)其他常見考點(diǎn)①化學(xué)方程式②實(shí)驗(yàn)儀器③計(jì)算④信息①要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾。

②要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶。③重結(jié)晶注意：控制PH值結(jié)晶控制溫度水洗〔有機(jī)物洗〕3．注重答案文字表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)性(1)洗滌沉淀：往漏斗中參加蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次。(2)從溶液中得到晶體：16字方針。蒸發(fā)濃縮〔加熱蒸發(fā)〕→冷卻結(jié)晶→過濾洗滌→枯燥稱量。(3)在寫某一步驟是為了除雜時(shí)，應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì)〞。(4)看清楚是寫化學(xué)反響方程式還是離子方程式，注意配平。別離提純階段核心反響考點(diǎn)：②反響原理:化學(xué)平衡、水解原理、電化學(xué)③計(jì)算

④提取信息點(diǎn)

①根本理論:離子反響、氧化復(fù)原反響其他方面：環(huán)保：綠色化學(xué)本錢：原料價(jià)格、能耗控制、循環(huán)利用物質(zhì)制備化工生產(chǎn)流程的主線一般為規(guī)律總結(jié)：原料預(yù)處理除雜、凈化產(chǎn)品別離提純反響條件控制原料循環(huán)利用排放物的無害化處理規(guī)律:主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點(diǎn)：物質(zhì)的別離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制宏觀把握，理清思路；善用信息，按需答題?、偈紫纫ㄟ^閱讀文字說明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實(shí)驗(yàn)室研究，準(zhǔn)確抓住工藝〔實(shí)驗(yàn)〕的目的是什么，還提供了哪些信息〔原料成分？含量？產(chǎn)品成分？從用途能看出什么性質(zhì)？〕；②然后整體瀏覽一下流程，根本區(qū)分出預(yù)處理、反響、提純、別離等階段；③接下來可以先看看設(shè)問，使下一步的深入分析重點(diǎn)更明確；④然后再帶著質(zhì)與量的意識具體分析各個(gè)化學(xué)過程〔必要時(shí)使用參考數(shù)據(jù)〕，組織語言答復(fù)設(shè)問。解題根本步驟：宏觀把握，理清思路；善用信息，按需答題，規(guī)范作答！二遍讀題，注意關(guān)聯(lián)問題。一般只考慮后面提問有關(guān)的步驟，其他不必清楚，“難得糊涂〞。讀取信息要客觀評價(jià)、篩選把問題再放入題中前后比對有的步驟不能讀懂，這時(shí)主要看這一步的結(jié)果，“跟著感覺走〞、“順藤摸瓜〞，用已學(xué)過的知識來“圓〞這個(gè)結(jié)果。所給信息一定有用，而且一定用到，有時(shí)還需分解、重組、遷移到此題中來。大多數(shù)提問用所學(xué)知識便可直接答復(fù)，但個(gè)別地方往往有悖所學(xué)知識，這時(shí)就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、本錢等等。最后要看清楚問什么，不要答非所問穩(wěn)固練習(xí)1．(2012·高考江蘇卷)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反響，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2，其局部工藝流程如下：2．(2013·咸寧高三模擬)制備過氧化氫的傳統(tǒng)方法是在過氧化鋇中參加稀硫酸。以重晶石(BaSO4)為原料制備過氧化氫的流程如下：答復(fù)以下問題：(1)圖中的氣體①可能含有的物質(zhì)是________。①CO②CO2③SO2A．僅①③ B．僅②③C．僅①② D．全部3．(2013·汕頭調(diào)研)合成氨是“將空氣變成面包〞的反響，合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。以下圖是合成氨的簡要流程圖：

Ⅰ.原料氣的制備(1)合成氨所需氮?dú)鈦碜钥諝猓椒ㄖ皇菍⒖諝庖夯笤偌訜釀e離；請另設(shè)計(jì)一種從空氣中別離出氮?dú)獾姆椒ǎ篲________________________________。(2)請寫出工業(yè)上獲得