最新高考化學(xué)工藝流程大題技巧總結(jié).doc

精品文檔高考化學(xué)大題專題(四) 工藝流程一、【考點(diǎn)分析】無(wú)機(jī)化工題實(shí)際上是考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識(shí)來(lái)解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)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(gè)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(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。從問(wèn)題中獲取信息，幫助解題。了解流程后著手答題。對(duì)反應(yīng)條件的分析可從以下幾個(gè)方面著手：對(duì)反應(yīng)速率有何影響？對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率有何影響？對(duì)綜合生產(chǎn)效益有何影響？如原料成本，原料來(lái)源是否廣泛、是否可再生，能源成本，對(duì)設(shè)備的要求，環(huán)境保護(hù)（從綠色化學(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(bǔ)血?jiǎng)?，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(jìn)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(jìn)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(jìn)水解（沉淀）控制pH值：促進(jìn)某離子水解，使其沉淀，利于過(guò)濾分離煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過(guò)濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如氧氣趁熱過(guò)濾：減少結(jié)晶損失；提高純度 三、【工業(yè)流程常見(jiàn)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(jī)物的提取 如蘋果中維生素C的測(cè)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(shí)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(wèn)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(diǎn)：能與H反應(yīng)，使溶液pH值增大不引入新雜質(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(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值 蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍加熱的目的：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)趁熱過(guò)濾：防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)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(guò)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(guò)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(guò)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溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來(lái)。升華將可直接氣化的固體分離出來(lái)。鹽析加無(wú)機(jī)鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出（四）常見(jiàn)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(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)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(jiàn)文字?jǐn)⑹鎏茁贰?洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒(méi)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(guò)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(wàn)金油式的回答是不給分的。看清楚是寫化學(xué)反應(yīng)方程式還是離子方程式，注意配平。五、【難點(diǎn)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(shí)驗(yàn)的目的。一般來(lái)說(shuō)，流程題只有兩個(gè)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(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橐坏念}目，其實(shí)就是對(duì)混合物的除雜、分離、提純。當(dāng)遇到這一類題時(shí)，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，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(guò)程中比較難析出來(lái)，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(shí)，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(shí)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(lái)。如KNO3溶液中含少量NaCl，常用升溫冷卻結(jié)晶法，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、烘干（不同的物質(zhì)在烘干時(shí)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(guò)趁熱過(guò)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(huì)以晶體的形式析出來(lái)。二、對(duì)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(gè)方面：1、明確題目目的是制什么物質(zhì)，從題干或問(wèn)題中獲取有用信息，了解產(chǎn)品的性質(zhì)。只有知道了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，才能非常清楚的知道整個(gè)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(shí)判斷），則要采取必要的措施來(lái)避免在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生其它雜質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)主要有如下幾種情況：（1）如果在制備過(guò)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(duì)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(huì)水解的鹽，且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)生時(shí)，則要加相對(duì)應(yīng)的酸來(lái)防止水解。如：制備FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物質(zhì)時(shí)，要蒸干其溶液得到固體溶質(zhì)時(shí)，都要加相應(yīng)的酸或在酸性氣流中干燥來(lái)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 、Na2CO3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(shí)，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(qiáng)的氧化劑或強(qiáng)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(qiáng)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(guò)程中對(duì)CO2或水的除去，也要防止空氣中的CO2或水進(jìn)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(duì)比它們的溶解度隨溫度升高而改變的情況，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(guò)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(huì)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)題目都會(huì)給出制備物質(zhì)時(shí)所需的原料，但一般會(huì)涉及到物質(zhì)的分離、提純的操作。所以在明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹螅賹懗鲋饕姆磻?yīng)方程式，觀察有沒(méi)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(duì)工藝流程的影響在很多流程圖的題目中，我們經(jīng)常會(huì)看到壓強(qiáng)、溫度等外界條件的出現(xiàn)，不同的工藝對(duì)物質(zhì)反應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)有不同的要求，它所起的作用也不一樣，但卻都是能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?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(duì)外界條件的分析主要可從以下兩個(gè)方面著手：（1）對(duì)反應(yīng)速率有何影響？（2）對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率有何影響？這里主要說(shuō)一說(shuō)溫度的影響，歸納總結(jié)之后，主要有以下幾個(gè)方面的形式來(lái)考察學(xué)生：趁熱過(guò)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)；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(shí)會(huì)溶解或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)；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(gè)溫度范圍內(nèi)（可用水浴或油浴來(lái)控制）：一般有以下幾個(gè)目的：a、防止某種物質(zhì)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)，也可能是為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來(lái)，具體問(wèn)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分解。而在Br2的制取過(guò)程中，出溴口的溫度控制在8090，目的就是要使Br2揮發(fā)出來(lái)而又減少水蒸氣混入Br2中。b、使催化劑的活性達(dá)到最好：如工業(yè)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達(dá)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(shí)會(huì)有乙醚產(chǎn)生。d、對(duì)于一些工藝來(lái)說(shuō)，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求。以上有關(guān)溫度的總結(jié)只能說(shuō)是有這種可能來(lái)考，具體問(wèn)題要具體分析。工藝流程題由于它考察的知識(shí)點(diǎn)多，也非常靈活，對(duì)學(xué)生的審題能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、文字表達(dá)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(shí)在做這一類題目時(shí)善于歸納、總結(jié)，認(rèn)真審題，善于從題目或問(wèn)題中獲取信息來(lái)幫助自己解題，同時(shí)在平時(shí)的學(xué)習(xí)中要熟記一些基本的實(shí)驗(yàn)操作，如沉淀的洗滌、沉淀是否完全的檢驗(yàn)方法、從溶液得到晶體的方法、常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法等，文字表達(dá)時(shí)一定要做到規(guī)范，相信可以突破這個(gè)難關(guān)。1【2015四川理綜化學(xué)】（16分）為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)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）?；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(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）第步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是 。（2）檢驗(yàn)第步中Fe3+是否完全還原，應(yīng)選擇 （填字母編號(hào)）。 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(shí)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(shí)：4Fe(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(shí)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(jì)。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(shí)間變化見(jiàn)由右圖。清液pH11時(shí)CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式_；能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有_(填序號(hào))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(shí)，過(guò)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(yàn)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?）CaSO42NH3H2OCO2=CaCO32NH4或CaSO4CO32=CaCO3SO42，AC；（2）SO42、HCO3，取少量最后一次的洗滌過(guò)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；（3）浸取液溫度上升，溶液中c(H)增大，促進(jìn)固體中Ca2浸出。3【2015廣東理綜化學(xué)】（16分）七鋁十二鈣（12CaO7Al2O3)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510-6molL-1,則溶液pH大于 （Mg(OH)2的Ksp=510-12)；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中僅通入CO2，會(huì)生成 ，從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。（3）用