高中化学工业流程图题目重点突破
高中化学重点工艺流程图专项

工艺流程图专项1.四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。
用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如图:请回答下列问题:(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是。
(2)向滤液Ⅰ中加入铁粉,发生反应的离子方程式为:、。
(3)在实际生产过程中,向沸水中加入滤液Ⅲ,使混合液pH达0.5,钛盐开始水解。
水解过程中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。
请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用:。
过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、、、(填化学式),减少废物排放。
(4)A可用于生产红色颜料(Fe2O3),其方法是:将556akgA(摩尔质量为278g/mol)溶于水中,加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,鼓入足量空气搅拌,产生红褐色胶体,再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉,鼓入足量空气搅拌,反应完全后,有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出;过滤后,沉淀经高温灼烧得红色颜料,若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁,则理论上可生产红色颜料kg。
2.硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料.工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是.(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式: Fe(OH)2+□+□═□Fe(OH)3+□Cl﹣(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学相对分子质量为89,化学式是.之后的操作依次为、、过滤,洗涤,干燥.(6)抽滤装置如下图所示,该装置中的错误之处是;抽滤完毕或中途需停止抽滤时,应先,然后.(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于.3.钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO•TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质.利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂LiTi5012和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如图所示:已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:FeTiO3+4H++4Cl﹣=Fe2++TiOCl42﹣+2H2O (I)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是.(2)滤渣A的成分是.滤渣A的熔点大于干冰的原因是.(3)滤液B中TiOCI42﹣转化生成Ti02的离子方程式是.(4)由滤液D制备LiFeP04的过程中,所需17%双氧水与H2C204的质量比是.(5)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池,其工作原理为:Li4Ti5O12+3LiFePO4LiTi5012+3FePO4.该电池充电时阳极反应.4.锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途.已知:Sn的熔点为231℃;Sn2+易水解、易被氧化;SnCl4极易水解、熔点为﹣33℃、沸点为114℃.请按要求回答下列相关问题:(1)元素锡比同主族碳的周期数大3,锡的原子序数为.(2)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定:①取1.19g试样溶于稀硫酸中(杂质不参与反应),使Sn完全转化为Sn2+;②加入过量的Fe2(SO4)3;③用0.1 000mol/L K2Cr2O7溶液滴定(产物中Cr呈+3价),消耗20.00mL.步骤②中加入Fe2(SO4)3的作用是;此锡粉样品中锡的质量分数:.(3)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备路线如下:①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用:及调节溶液pH.②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、.③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式:.④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是,证明已洗净.⑤步骤Ⅴ操作依次为、过滤、洗涤、低温干燥.(4)SnCl4蒸气遇氨及水汽呈浓烟状,因而可制作烟幕弹,其反应的化学方程式为:.实验室欲用图装置制备少量SnCl4(夹持装置略),该装置存在明显缺陷,改进方法是(5)利用改进后的装置进行实验,当开始装置C中收集到有SnCl4时即可熄灭B处酒精灯,反应仍可持续进行的理由是.5.电镀污泥主要含有Cr2O3、NiO和Fe2O3等物质,可制备Na2Cr2O7溶液和NiSO4•6H2O 晶体,实现有害物质的资源化利用.已知黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]是一种浅黄色的难溶物,具有沉淀颗粒大、沉降速率快、容易过滤的特点.(1)焙烧时Cr2O3被氧化为Na2CrO4,该反应的化学方程式为.(2)写出酸化时CrO42﹣转化为Cr2O72﹣的离子方程式:.(3)①加入CaCO3的目的是中和溶液中的酸,调节溶液pH,提高铁的去除率.溶液pH对除铁效率影响如图2所示.则除铁时应控制溶液的pH为(填序号).A.0.5~1.5 B.1.5~2.5 C.2.5~3.5②除铁时发生反应的离子方程式为.③若除铁时pH稍大会生成Fe(OH)3胶体,显著降低除铁效率,原因是.(4)从滤液中获取NiSO4•6H2O晶体的操作为、冷却结晶、过滤、、干燥.6.信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁.某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt 等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线图1:请回答下列问题:(1)第①步Cu与酸反应的离子方程为;得到滤渣1的主要成分为.(2)第②步加H2O2的作用是,使用H2O2的优点是;调溶液pH的目的是使生成沉淀.(3)用第③步所得CuSO4•5H2O制备无水CuSO4的方法是.(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3•18H2O,探究小组设计了三种方案如图2.上述三种方案中,方案不可行,原因是;(5)探究小组用滴定法测定CuSO4•5H2O (Mr=250)含量.取a g试样配成100mL 溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用c=mol L﹣1EDTA(H2Y2﹣)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL.滴定反应如下:Cu2++H2Y2﹣=CuY2﹣+2H+写出计算CuSO4•5H2O质量分数的表达式ω=;下列操作会导致CuSO4•5H2O含量的测定结果偏高的是.a.未干燥锥形瓶b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c.未除净可与EDTA反应的干扰离子.7.二氧化氯(ClO2)被称作第四代杀菌消毒剂.(1)工业上用NaCl还原NaClO3生产ClO2的工艺流程如下图所示:①反应器中发生反应的化学方程式为:2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O生产中将NaClO3和NaCl按物质的量之比1:1.05的混合水溶液加入反应器,NaCl 稍过量的目的是.②反应器中生成的ClO2和Cl2由通入空气驱出进入ClO2吸收塔,产生的混合液进入汽提塔,汽提塔排出的废液成分主要是(填化学式,下同).③以上生产流程中循环②循环利用的物质是.④为提高ClO2的产量,可用亚氯酸钠(NaClO2)与反应器中Cl2反应生成ClO2,该反应的化学方程式为.尾气中的Cl2可用SO2水溶液吸收,该反应的化学方程式为.(2)用阳离子交换膜分隔的电解池电解450g/L NaClO2溶液,可在阳极室产生ClO2,在阴极室产生H2和NaOH.下列有关说法正确的是(填字母符号).A.电解时电子流向为:电源负极→导线→阴极,阳极→导线→电源正极B.在电解过程中,Na+向阳极移动,ClO2﹣向阴极移动C.在电解过程中阳极周围的pH基本不变D.电解的离子方程式可表示为:2ClO2﹣+2H2O2ClO2↑+H2↑+2OH﹣.8.高锰酸钾是一种常用的氧化剂.下图是利用软锰矿(主要成分为MnO2)制备高锰酸钾的一种工艺(流程中部分产物已略去):步骤反应的化学方程式为.(2)K2MnO4溶液中加入冰醋酸发生反应的离子方程式为:.(3)操作2是、、.(4)图中可以直接进行循环利用的物质是(填化学式).(5)KMnO4粗晶体中的主要杂质(填化学式)有和;操作3用到的试剂和;若用硫酸代替图中的冰醋酸,则导致的问题及原因是.9.绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:中,先通入硫化氢至饱和,目的是;后加入硫酸酸化至2的作用是.(2)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②.(3)工业上常用氧化还原滴定法测定绿矾产品中Fe2+含量,测定步骤如下:a.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000mol•L﹣1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.①已知酸性KMnO4被FeSO4还原时生成Mn2+.写出该测定过程的离子反应方程式:;②滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为(填仪器名称).③判断此滴定实验达到终点的方法是.④若实验操作无失误,测得上述样品中FeSO4•7H2O的含量仍偏低,则可能的原因是:.10.工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰,工艺流程如下:已知相关信息如下:①菱猛矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
2021年高考化学复习 无机工业流程题专题突破

2021年高考化学复习无机工业流程题专题突破化学工艺流程试题就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。
高考中“化学工艺流程试题”命题内容广泛,密切联系生产、生活实际,设问方式灵活,充分体现了“化学是真实的”的命题指导思想,主要特征是以化工生产为背景,用框图的形式表述生产流程,主题内容广泛,密切联系生产、生活实际,题材丰富。
主要考查学生对已学知识的掌握、理解、迁移、转换、重组和解决实际问题的能力。
工艺流程题的结构分题干、附图和问题三部分。
题干一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);附图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;问题部分主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题,构成一道完整的化学试题。
化学工艺流程试题分值大,试题文字量大、信息新颖、情境陌生,学生在没做之前往往就会产生畏惧心理,所以这类题的得分率一般不是很高,但区分度很高,因此需引起重视。
一、设问角度1、化学反应原理——解决将原料转化为产品的生产原理,化学原理在实际工业上是可行性,涉及元素化合物、氧化还原反应方程式等。
2、如何控制成本低——原料的选取使用、设备的损耗、低能耗等,这是整个过程都需考虑的问题。
3、如何提高原料的利用率——利用好副产品、循环使用原料。
4、如何使生产过程要快——化学反应速率(从影响反应速率的因素有入手分析、解答)。
5、如何提高产率——化学平衡(从影响平衡的因素有入手分析、解答)。
6、如何得到纯的产品——产品的分离、提纯等实验基本操作。
7、环保问题——反应物尽可能无毒无害无副作用,“三废”的处理,涉及绿色化学问题。
二、解题指导1、明确目的,提取有用信息:通过阅读题头,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,进而明确生产目的——制备什么物质,找到制备物质时所需的原料及所含杂质,提取出所给的相关信息——物质反应方程式、物质稳定性、物质溶解性等。
6中考化学流程图题的解法和技巧精选全文

精选全文完整版(可编辑修改)中考化学流程图题的解法技巧工业流程图题的内容往往与生产、生活实际联系密切,因此从题干部分看一般都是采取流程图的模式。
解题方法是阅读完流程图后结合相关信息回答问题。
1.流程图的形式各异,有的以操作名称作为框图形成流程的主线,有的以物质作框,有的以设备作框。
从近几年的试题看常见的一种形式是以操作名称为主线,物质随着操作发生变化。
2.这类题目中通常还包含简单的实验设计,且实验一般为制备或对样品的定性定量分析实验。
专题归纳一、考查内容和特点1.考查内容(1)化学反应原理。
(2)元素化合物知识。
(3)实验操作及名称。
(4)物质除杂、分离。
(5)流程中的物质转化和循环。
2.特点(1)情境真实。
(2)框图信息新颖。
(3)问题设计广泛。
(4)综合性强。
(5)思维容量大。
二、解题思路1.从题干中获取有用信息,了解生产的产品。
2.分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:①反应物是什么;②发生了什么反应;③该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。
抓住一个关键点:一切反应或操作都是为了获得产品。
3.从问题中获取信息,帮助解题。
多数试题重点考查利用题干中的信息解决问题的能力以及物质的制备,考查有关化学实验操作,同时考查化学方程式的书写技能。
关键:实验原理、装置原理、操作原理三结合。
三、与初中内容有关的化学工业1.海水资源的开发和利用(如从海水中提取氯化钠和氯化镁等)。
2.金属回收工业:Mg、Fe、Cu等。
3.工业废水处理。
4.氯碱工业。
四、工业流程图题题型的结构、解题方法和思路1.题型结构题头(引入信息)→题干(提取信息,应用解题)→题尾(得出结论或产品)。
2.解题方法和思路3.具体操作(1)关注“箭头”:箭头进入的是投料(即反应物),出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(2)关注方框内所指。
(3)关注流程“三线”和“核心”(如下图)。
三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环使用。
高考化学工业流程图题目详解

高考化学工业流程图题目详解工业流程题目一向是高考理综化学大题之一,其通常占有不小的分值。
该类题目考查通常结合有关实验,因此除掌握工业流程题目解题方法外,还应对化学实验有大概的认识。
01一、高考考查方向1.冶金类问题:高中常考冶金路线两种:冶铁和冶AL。
(1)冶铁:通过制造还原性气氛(氢气、一氧化碳等)来还原铁的氧化物(2)冶AL:利用两性金属的特点向原料中添加酸或者碱,在提取AL的同时除杂。
解题技巧:对于铁等变价金属要关注其化合价,AL等两性金属要关注溶液酸碱度。
2.离子反应类问题:常见考查的工业流程类问题,目的主要为制备某类盐类物质,常常通过沉淀的方法来获得最终的产物。
在此之前要经过一步或者多步除杂。
解题技巧:熟悉除杂的方法和原理,熟悉除杂相关反应。
难点在于反应方程式的书写。
3.强氧化剂的制备:这类题目特点鲜明,主要用于制备高中阶段的强力氧化剂(酸性高锰酸钾、高铁酸钠等)。
解题技巧:这些含高价离子的物质在酸性溶液中有着超乎寻常的强氧化性,在制备的时候要选择碱性环境。
4.电化学问题:电化学是一种重要反应,利用膜对离子的选择通过性可以控制反应的产物。
解题技巧:一是离子移动方向的把握,二是电极反应方程式的正确书写。
02二、解题思路与解题步骤1.解题思路:(1)明确整个流程及每一部分的目的;(2)仔细分析每步发生的反应及得到的产物;(3)结合理论基础与实际问题思考;(4)注意答题模式和要点2. 解题步骤:(1)粗读试题,尽量弄懂流程图,但不必强求推出每一种物质。
(2)精读试题:根据问题去精心研究某一步或者某种物质。
(3)看清所问问题:不能答非所问,注意科学表达。
03三、常见处理流程:1.原料预处理2.除杂3.产品分离提纯04四、分析流程图的技巧:1.浏览全图,确定该流程的目的:由何种原料得到何种产物(副产品),对比原料和产物。
2.了解流程图外的文字描述、表格等信息、某个问题中的提示性信息。
并在分析和解题过程中随时联系和调用。
高中化学工艺流程题必备知识点和答题模板总结

高中化学工艺流程题必备知识点和答题模板总结高中化学工艺流程题必备知识点和答题模板总结一、考点分析无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。
解此类型题目的基本步骤是:1.从题干中获取有用信息,了解生产的产品。
2.分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A。
反应物是什么;B。
发生了什么反应;C。
该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。
抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。
3.从问题中获取信息,帮助解题。
了解流程后着手答题。
对反应条件的分析可从以下几个方面着手:1.对反应速率有何影响?2.对平衡转化率有何影响?3.对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学方面作答)。
二、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,如从海带中提取碘酸: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。
三、工业流程常见的操作1.原料的预处理a。
粉碎、研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。
(研磨适用于有机物的提取,如苹果中维生素C的测定等)b。
水浸:与水接触反应或溶解。
c。
酸浸:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。
近年来,在高考题出现了“浸出”操作。
高三化学考点专题总复习课件45(无机化工流程题的突破方法)AqwqnU

属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。 • (4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化,
如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可 燃性杂质。
一分耕耘一分收获
• 2.常用的控制反应条件的方法
度影响较大)。基本实验步骤为:①溶解;② ________;③________;④冷却、结晶, 再过滤得K2Cr2O7晶体。其中③应在 ________(填“高温”或“低温”)条件下进
一分耕耘一分收获
• 解析:(1)将原料粉碎,即增大反应物的接触 面积,可加快反应速率,由于纯碱是固体, 固体用量的多少不影响化学反应速率,升高 温度可加快反应速率。
• ②如何证明沉淀完全:如向含SO的溶液中 加BaCl2溶液,将沉淀静置,取上层清液, 再加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,说明 沉淀完全。
• ③如何从溶液中得到晶体:蒸发浓缩一分耕—耘冷一分收却获
• (2)认真审题,不要因审题不细致而失分,如:
• ①填“化学方程式”还是“离子方程式”。
• ②填“名称”“符号”还是“代号”“序号” 等。
状态。
• 6.物质分离、提纯注意事项 • (1)除杂试剂需过量。 • (2)过量试剂需除去。 • (3)除去多种杂质时要考虑加入试剂一的分耕顺耘一分序收获。
【典例】 难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆 矿”,在水中存在如下平衡:
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s) 2Ca2++2K++Mg2++4SO24-+2H2O 为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾, 工艺流程如图:
高考化学二轮复习-工业流程题的解题策略(共13张PPT)

无二机、酸综 试合题的—结目化构与工的核流是心程考题点,主要考查工业ZnO提纯流程中涉及物质分离提纯、反,还应类可型使、离用子方程式的书写及有关计代算替。 硝酸。
①③(2洗灼) 涤 烧沉(、冰焙淀水烧、、A热煅水的烧)洗主④去要 控晶制体成反表应面分条的是件杂的质方离法子。,并减少晶体在洗涤过程,其中的不溶解溶损于耗。强酸但可与一种弱酸反应,该
原料处理
原料处理阶段的常 见考点与常见名词 :①加快反应速率 ②溶解、水浸、浸 出、酸浸。③灼烧 、焙烧、煅烧 ④ 控制反应条件的方 法。
分离提纯
获得产品
分离提纯阶段
获得产品阶段的常见考点: ①洗涤(冰水、热水)洗去晶
的常见考点:① 体表面的杂质离子,并减少晶
调pH值除②试
体在洗涤过程中的溶解损耗。 ②蒸发浓缩、冷却结晶、过
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下: 回答下列问题:
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。 (2)滤渣 1 的主要成分除 SiO2 外还有___________;氧化除杂工序中 ZnO 的作用是 ____________,若不通入氧气,其后果是________________。 ( 3 ) 溶 液 中 的 Cd2+ 可 用 锌 粉 除 去 , 还 原 除 杂 工 序 中 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _________________。 (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积锌 后的电解液可返回_______工序继续使用。
高中化学-化学工业流程图题解题技巧

高中化学-化学工业流程图题解题技巧1、工业流程图题做题原则:(1)、首先快速审题,明确实验目的,解决“干什么”(2)、“怎么做”:迅速把握文字材料和方框中有效信息,仔细分析每一步发生的反应及得到的产物。
把产物或得到的滤液、滤渣等成分写在流程图相应位置上。
(3)、遇到不懂的信息或问题可以跳过去,到时再说,有些提供的信息可能在问题中根本没及,有些信息则可以结合问题帮助理解。
(4)、可以在问题中寻找一些相对独立的问题作答,节约审题时间。
2、在化学工业中应考虑的问题,可以归纳如下:①化学反应原理——化学原理在实际工业上是否可行②成本要低——原料的选取使用、设备的损耗等,这是整个过程都需考虑的问题③原料的利用率要高——利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用④生产过程要快——化学反应速率⑤产率要高——化学平衡⑥产品要纯——产品的分离、提纯⑦环保问题——反应物尽可能无毒无害无副作用,“三废”的处理3、由此,化工题常考查的知识点则总结如下:①化学反应原理——化学(离子)方程式的书写、无机物的性质及制备②化学反应速率原理③化学平衡原理④水解理论⑤化学反应与能量——热量的计算(盖斯定律),电化学(电解、电镀)⑥物质制备和分离的知识——基础实验⑦绿色化学的观点4、工业流程题目在流程上一般分为3个过程:原料处理→分离提纯→获得产品(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词①加快反应速率②溶解:通常用酸溶。
如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸:与水接触反应或溶解浸出:固体加水(酸)溶解得到离子酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程③灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解④控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点①调pH值除杂a.控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀b.调节pH所需的物质一般应满足两点:能与H+反应,使溶液pH值增大;不引入新杂质。
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高中化学工业流程图题目重点突破第一部分1考点分析无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。
解此类型题目的基本步骤是:①从题干中获取有用信息,了解生产的产品②分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A.反应物是什么;B.发生了什么反应;C.该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。
抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。
③从问题中获取信息,帮助解题。
了解流程后着手答题。
对反应条件的分析可从以下几个方面着手:对反应速率有何影响?对平衡转化率有何影响?对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学方面作答)。
2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3工业流程常见的操作(一)原料的预处理①粉碎、研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。
(研磨适用于有机物的提取,如苹果中维生素C的测定等)②水浸:与水接触反应或溶解。
③酸浸:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。
近年来,在高考题出现了“浸出”操作。
在化工生产题中,矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。
④灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质,将有机碘转化为碘盐。
⑤灼烧、焙烧、煅烧:改变结构和组成,使一些物质能溶解;并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土和石灰石。
(二)控制反应条件的方法①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀——pH 值的控制。
例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)3 2.7 3.7Fe(OH)2 7.6 9.6Mn(OH)2 8.3 9.8若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?提示:先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH到3.7。
调节pH所需的物质一般应满足:1)能与H+反应,使溶液pH值增大;2)不引入新杂质。
例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值(原理:CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3与H+反应,使溶液中H+浓度减小,PH上升)。
②蒸发、反应时的气体氛围:抑制物质的水解,提高产率③加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动(正向移动或逆向移动,由题意而定)④降温反应的目的:防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤趁热过滤:防止某物质降温时会析出⑥冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗(三)物质的分离和提纯的方法①结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发)重结晶是利用固体物质均能溶于水,且在水中溶解度差异较大的一种除杂质方法。
②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出(四)常见名词浸出:固体加水(酸)溶解得到离子浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程水洗:通常为除去水溶性杂质水浸:与水接触反应或溶解4常见文字叙述方法1.洗涤沉淀:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次。
2.从溶液中得到晶体:蒸发浓缩-降温结晶-过滤-(洗涤-干燥)。
注意:①在写某一步骤是为了除杂是,应该注明“是为了除去XX杂质”(只写“除杂”等一类没有完整概括的回答是不给分的。
)②审题要抓住关键,如看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,并注意配平。
5难点解析一般来说,流程题只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;另一目的就是利用某些物质制备另一物质。
一、对于实验目的为一的题目,其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。
当遇到这一类题时,要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要用什么样的方法才能将杂质除去。
只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。
这里特别提一提蒸发与结晶。
蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用何种方法,主要取决于溶质的溶解度。
有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大,如NH4NO3、KNO3等物质,在蒸发过程中比较难析出来,所以要用冷却法使它结晶。
而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小,如NaCl、KCl等,有少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如Ca(OH)2要使它们析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。
例如NaCl 和KNO3 混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl ,母液中是KNO3 和少量NaCl。
如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是KNO3 ,母液中是NaCl 和少量KNO3。
如果是除杂,杂质所含的量比较少,一般是让主要物质析出来。
如KNO3溶液中含少量NaCl,常用升温冷却结晶法,再经过过滤、洗涤、烘干(不同的物质在烘干时采取的方法不同),就可得到KNO3固体了。
如果NaCl溶液中含少量 KNO3,则用蒸发浓缩结晶法,这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质,主要原因是如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来。
二、对于目的为制备某一物质的流程题,要求学生注意以下几个方面:1、明确题目目的是制什么物质,从题干或问题中获取有用信息,了解产品的性质。
只有知道了实验目的,才能非常清楚的知道整个流程的意义所在,题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。
而产物如果具有某些特殊性质(由题目信息获得或根据所学知识判断),则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。
一般来说主要有如下几种情况:(1)如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。
如:侯德榜制碱中的NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
(2)如果产物是一种会水解的盐,且水解产物中有挥发性的酸产生时,则要加相对应的酸来防止水解。
如:制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质时,要蒸干其溶液得到固体溶质时,都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解,否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO;而像Al2 (SO4 )3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中Al(OH)3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是挥发性物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。
(3)如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂,则要防止它们发生氧化还原的物质,如:含Fe2+、SO32-等离子的物质,则要防止与氧化性强的物质接触。
(4)如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水(潮解或发生反应)而变质的物质(如NaOH固体等物质),则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去,也要防止空气中的CO2或水进入装置中。
(5)如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息,则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况,根据它们的不同变化,找出合适的分离方法。
2、寻找在制备过程中所需的原料,写出主要的化学反应方程式或制备原理,从中了解流程图。
从近几年的高考题目中会发现,大多数题目都会给出制备物质时所需的原料,但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。
所以在明确了实验目的之后,再写出主要的反应方程式,观察有没有副产品,如果有,剩余的步骤就是分离提纯了。
3、注意外界条件对工艺流程的影响在很多流程图的题目中,我们经常会看到压强、温度等外界条件的出现,不同的工艺对物质反应的温度或压强有不同的要求,它所起的作用也不一样,但却都是能否达到实验目的的关键所在,也是命题专家们经常要考察学生的地方。
对外界条件的分析主要可从以下两个方面着手:(1)对反应速率有何影响?(2)对平衡转化率有何影响?这里主要说一说温度的影响,归纳总结之后,主要有以下几个方面的形式来考察学生:①趁热过滤(或冰水洗涤)的目的:防止某物质降温时会析出(或升温时会溶解)而带入新的杂质;②冰水中反应或降温反应的目的:防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动;③反应中采取加热措施的作用:一般是为了加快反应速率或加速某固体的溶解;④如果题目中要求温度控制在具体的一个温度范围内(可用水浴或油浴来控制):一般有以下几个目的:a、防止某种物质温度过高时会分解或挥发,也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来,具体问题要具体分析。
如侯德榜制碱中,将CO2通入NaCl的氨溶液中,保持溶液的温度为(30+2)℃,可得NaHCO3晶体,温度控制在这个范围,目的就是防止NaHCO3分解。
而在Br2的制取过程中,出溴口的温度控制在80-90℃,目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中。
b、使催化剂的活性达到最好:如工业合成氨或工业SO2氧化为SO3时,选择的温度是500℃左右,原因之一就是使催化剂的活性达到最高。
c、防止副反应的发生:如乙醇的消去反应温度要控制在170℃,原因是就是在140℃时会有乙醚产生。
d、对于一些工艺来说,降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。
以上有关温度的总结只能说是有这种可能来考,具体问题要具体分析。
第二部分1答题规律(1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施:搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强),增大气液或固液接触面积(2)加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动(3)温度不高于××℃的原因适当加快反应速率,但温度过高会造成挥发(如浓硝酸);分解(如H2O2、NH4HCO3);氧化(如Na2SO3);促进水解(如AlCl3)等,影响产品的生成,造成浪费(4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法【蒸发浓缩<至有晶膜出现>、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥】(5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法(蒸发浓缩、趁热过滤<如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来>、洗涤、干燥)(6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器(“仪器”可以换另一种方式来考察,如:玻璃仪器、可以直接在火焰上加热的仪器等)(7)控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀(调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱,以避免引入新的杂质;pH分离时的范围确定、范围过小的后果<导致某离子沉淀不完全>或过大的后果<导致主要离子开始沉淀>)(8)减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解\挥发(9)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法:将溶液静置一段时间后,向上层清液中滴入对应的沉淀剂(必要时先加酸酸化排除其他离子的干扰),若无沉淀生成,则离子沉淀完全(写出详细的操作、现象、结论)(10)洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2-3次(11)检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若……,则沉淀洗涤干净(写出详细的操作、现象、结论)(12)洗涤的目的:除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质(13)冰水洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗(14)乙醇洗涤的目的:降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗,得到较干燥的产物(15)蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行(16)事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化(17)控制PH可以抑制或促进物质的水解2常考问题1、“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有:答:适当提高反应温度、增加浸出时间,加入过量硫酸,边加硫酸边搅拌2、如何提高吸收液和SO2反应速率:答:适当提高温度、增大吸收液或NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌3、从溶液中得到晶体:答:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥4、过滤用到的三个玻璃仪器:答:普通漏斗、玻璃棒、烧杯5、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因:答:玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘6、沉淀洗涤操作:答:往漏斗中(工业上改为往过滤器中)加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次7、检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-):答:取最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀则说明未洗涤干净,若无白色沉淀则说明洗涤干净8、如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2:答:在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽9、①直接加热MgCl2·6H2O易得到Mg(OH)Cl的方程式;②加热LnCl3·6H2O生成LnOCl的方程式答:①MgCl2·6H2O==△==Mg (OH)Cl+MgO+HCl+5H2O;②(加氯化铵抑制其水解)LnCl3·nH2O==△==Ln(OH)3+3HCl+(n-3)H2O10、CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值:答:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。