1、1高三化学专题化工流程题解题方法一、原料预处理常见考点(1)研磨(粉碎):将颗粒状物质磨成粉末状,目的是增大接触面积,加快反应速率。(2)煅烧(灼烧、焙烧):高温下使固体分解、反应,将不易转化的物质转为容易提取的物质:如海带中提取碘等,或改变晶体结构(3)浸出:固体加入水或酸溶解得到离子。浸取:酸浸:指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去溶解的过程。酸作用:溶解、去氧化物(膜) 、调节 PH 促进水解(沉淀)碱作用: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) 水溶、有机溶:与水或醇等反应或溶解(4)控制温度A 加热,加快反应速率或加速某固体的溶解B
2、 防止物质温度过高时分解或挥发,或达到沸点挥发C 使催化剂的活性达到最高D 降温或减压,减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的目的二、分离与提纯常见考点1.结晶结晶的几种方法:(1) 、当溶液是单一溶质时、所得晶体不带结晶水(如 NaCl、K NO3): 蒸发、结晶所 得 晶 体 带 结 晶 水 : 蒸 发 浓 缩 ( 至 有 晶 膜 出 现 为 止 ), 冷 却 结 晶 , 过 滤(2)当溶液中有两种或以上溶质时要得到溶解度受温度影响小的溶质:浓缩(结晶) ,趁热过滤 要得到溶解度受温度影响大的: 蒸发浓缩,冷却结晶2、. 23、氧化剂:氧化某物质,转化为易于被除去(沉淀)的离子控制
3、 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 .核心反应常见考点4.其他:(1)成本:原料价格、能耗控制、循环利用(2)环保:绿色化学三、工业流程中的主要操作:结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作 2-3 次等解题规律方法:一、应对策略:1、认真读题:首先将题目从头到尾粗读一遍,初步了解大意。2、仔细分析:理清下列关系:、原料与产品:从某原料出发,要得到最终产品,必须除去什么元素、引进什么元素?。、步骤与目的:加入某种试剂,采取这样的方法,其目的是什么?一般只考虑后面提问有关的步
4、骤,其他不必清楚。、感觉与结果:有的步骤不能读懂,这时主要看这一步的结果, “跟着感觉走” 、 “顺藤摸瓜” ,用已学过的知识来“圆”这个结果, “难得糊涂” 。、信息与迁移:所给信息一定有用,而且一定用到,有时还需分解、重组、迁移到本题中来。3、大胆回答:大多数提问用所学知识便可直接回答,但个别地方往往有悖所学知识,这时就要考虑产物、环保、产量、成本 等等。 二、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。
5、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:、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;、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平衡向着题目要求的方向移动;、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;、如题目中要求温度控制在某温度范围内(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
6、液 的 温 度 为 ( 30+2) , 可 得3NaHCO3 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 8090 , 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
7、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。例题1、某炼铁废渣中含有大量 CuS 及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O 的工艺流程如下:FBNaCl pH34 Cul2 H2O已知:Fe(OH) 2、Fe(OH) 3、Cu(OH) 2 沉淀完全时的 pH 值分别为:9.7、3.2、6.4 。试回答下列问题:1.试剂 F 应选用 。 (填编号)ACl 2 BNaClOCHNO 3 D浓硫酸理由是 。为了获得 CuCl22H2O 晶体,对滤液 B 进行的操作是:蒸发浓缩,趁热过滤,滤液
8、经冷却结晶,过滤 得到产品。分析有关物质的溶解度曲线(如图) , “趁热过滤 ”得到的固体是 。2.粉碎的目的是 3.焙烧的目的是 4.酸浸的目的是 4.调节 pH=3-4 的原因是 2、(16 分) 碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已 -锂辉石(主要成分为 Li2O Al2O3 4SiO2)为原材料制备 Li2CO3 的工艺流程如下:已知:Fe 3+、Al 3+、Fe 2+和 Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的 PH 分别为 3.2、5.2、9.7 和12.4;Li 2SO4、LiOH 和 Li2CO3 在 303K 下的溶解度分别为 34.2g、12.7g 和 1.3g(1)步骤前
9、,B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_(2)步骤中,酸浸后得到的酸性溶液中含有 Li+、SO 42-,另含有 Al3+、Fe 3+、Fe 2+、Mg 2+、Ca 2+、Na +4等杂质,需在搅拌下加入_( 填“ 石灰石”、 “氯化钙 ”或“稀硫酸”)以调节溶液的 PH 到 6.06.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。(3)步骤中,将适量的 H2O2 溶液、石灰乳和 Na2CO3 溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有_(4)步骤中,生成沉淀的离子方程式为_(5)从母液中可回收的主要物质是_3 (16 分)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,
10、产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下:(注 :NaCl 熔点为 801;AlCl 3 在 181升华)(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为_ 和 _(2)将 Cl2 连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除 Cl2 外还含有_;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在_(3)在用废碱液处理 A 的过程中,所发生反应的离子方程式为 _(4)镀铝电解池中,金属铝为_ 极,熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以 AlCl4 和 Al2Cl7 形式存在,铝电镀的主要电极反应式为_(5)
11、钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是_5高三化学专题复习化工生产及无机流程题答案1、增加接触面积使反应充分同时加快反应速度。石灰石。石灰石与酸作用,才可调节溶液的 PH 值。调节溶液的 PH 到 6.06.5,沉淀部分杂质离子,此时 Al3+、Fe 3+已除去。Fe 2+ ,Mg 2+、Ca 2+ 。加入适量的 H2O2 溶液、石灰乳为了把 Fe2+ ,Mg 2+除去,加入适量 Na2CO3 溶液为了除去 Ca2+ ,过滤后,滤液为 LiOH 和 Li2SO4。蒸发浓缩滤液和加入饱和碳酸钠溶液有利于得到 Li2CO3 沉淀。2Li +CO32-=Li2CO3 NaOH 、
12、Na 2SO42、 (1) Fe2O32Al=Al 2O32Fe;3SiO 22Al=2Al 2O33Si。(2)AlCl 3;FeCl 3。(3)Cl 22OH =Cl ClO H 2O。(4)阳,阳极 AlAlCl 4 3Cl 3e =Al2Cl7 ,阴极 Al2Cl7 3e =AlAlCl 4 3Cl 。(5)阻止钢材中的铁与空气中的氧气、水接触。2012 年例题(2011 年江门二模) (3) B(2 分)NaClO 能将 Fe2 氧化为 Fe3 (2 分) ,且溶液显碱性(或消耗 H+) ,能增大溶液 pH(1 分) ,使 Fe3生成 Fe(OH)3 沉淀(1 分)Na2SO4 (2 分)