高考高中化學(xué)必考 化工流程題解法總結(jié)全套

高中化學(xué)必考：化工流程題解法總結(jié)無機化工流程題的特點：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：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制。1.流程的呈現(xiàn)主要有以物質(zhì)轉(zhuǎn)化為主線，以操作過程為主線，甚至有時候會以設(shè)備為主線。2.這類題常圍繞以下幾個知識點進行設(shè)問：⑴反應(yīng)速率與平衡理論的運用反應(yīng)物顆粒大?。悍磻?yīng)速率、原料的利用率等溫度：反應(yīng)速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等⑵氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫；⑶利用控制pH分離除雜；⑷化學(xué)反應(yīng)的能量變化；⑸實驗基本操作：除雜、分離、檢驗、洗滌、干燥等；⑹流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用；⑺環(huán)境保護與綠色化學(xué)評價。一、原料處理的方法和作用對原料進行預(yù)處理的常用方法及其作用：1.粉碎、研磨：減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。2.水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解。3.酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等，與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。近年來，在高考題出現(xiàn)了“浸出”操作。在化工生產(chǎn)題中，礦物原料“浸出”的任務(wù)是選擇適當?shù)娜軇?，使礦物原料中的有用組分或有害雜質(zhì)選擇性地溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達到有用組分與有害雜質(zhì)或與脈石組分相分離的目的。4.浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)。5.灼燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)，將有機碘轉(zhuǎn)化為碘鹽。6.灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)和組成，使一些物質(zhì)能溶解；并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土和石灰石。二、掌握核心化學(xué)反應(yīng)1.元素及其化合物知識：化工生產(chǎn)將原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過程，也是物質(zhì)經(jīng)歷相互轉(zhuǎn)化的過程。理解物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，就要用到元素及其化合物的相關(guān)知識。一般圍繞鐵、銅、鋁、鎂、氯、硫、磷、硅等元素的單質(zhì)或化合物的工業(yè)制備來進行命題，需要掌握這些元素及其化合物的知識2.還要掌握有關(guān)化工生產(chǎn)的知識，熟悉的有純堿工業(yè)、氨工業(yè)、硅單質(zhì)的制備、氯堿工業(yè)、海水中提取鎂、海水中提取溴等；3.化學(xué)反應(yīng)原理：化工生產(chǎn)中把原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的過程就是化學(xué)反應(yīng)的過程，從化學(xué)反應(yīng)原理的角度選擇原料、控制條件和選擇設(shè)備等，是化工生產(chǎn)的基本思路?；瘜W(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識包括質(zhì)量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)等，做到能綜合運用這些知識分析化工生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)的情況。①調(diào)節(jié)溶液的pH值：使某些離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋矶_到分離的目的，抑制某些離子的水解，防止某些離子的氧化等。在題目中常以表格形式給出信息。例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示若要除去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。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與H＋反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值。調(diào)節(jié)溶液的pH：“酸作用還可以除去氧化物（膜）；“堿作用”還可以除去油污、除去鋁片氧化物、溶解鋁、二氧化硅。②控制體系的溫度a．控制低溫：防止物質(zhì)的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(濃)等；防止物質(zhì)的揮發(fā)，如鹽酸、醋酸等；抑制物質(zhì)的水解，如冰水洗滌，以防止洗滌過程中的溶解損耗；增大氣體反應(yīng)物的溶解度，使其被充分吸收；b．采取加熱：加速某固體的溶解，加快反應(yīng)速率；減少氣體生成物的溶解并使其逸出；使平衡向需要的方向移動；趁熱過濾，防止某物質(zhì)降溫時因析出而損耗或帶入新的雜質(zhì)；c．控制范圍：確保催化劑的催化效果，兼顧速率和轉(zhuǎn)化率，追求更好的經(jīng)濟效益，防止副反應(yīng)發(fā)生等。三、明確反應(yīng)原理注意每一步在什么條件下，發(fā)生了什么反應(yīng)，生成了什么物質(zhì)，這些物質(zhì)分別到哪里去了。如轉(zhuǎn)化成了沉淀還是氣體或生成了其他物質(zhì)。四、物質(zhì)分離或提純的方法化工生產(chǎn)過程中分離提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學(xué)基本實驗的原理緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干，或蒸餾、萃取、分液等基本實驗操作及原理，并要熟悉所用到的相關(guān)儀器。1.蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。⑴蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。⑵蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。2.溶解法：利用特殊溶劑把雜質(zhì)溶解而除去，如Fe(Al)可用過量的NaOH溶液而除去Al，CO2(HCl、H2O)先通過飽和食鹽水，再通過濃H2SO4。3.沉淀法：a.加合適的沉淀劑(要使雜質(zhì)離子充分沉淀，加入的沉淀劑必須過量，且在后續(xù)步驟中容易除去)；b.調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。4.洗滌法：a.水洗；b.冰水洗；c.有機溶劑洗。其目的是：洗去目標物表面的雜質(zhì)離子；減少目標物的溶解損耗或增大有機雜質(zhì)的溶解量；防止目標物形成結(jié)晶水合物；使晶體快速干燥。五、可循環(huán)物質(zhì)的判斷和流程評價（一）可循環(huán)物質(zhì)的判斷1.流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)。2.生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)(不要忽視結(jié)晶后的母液)，可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)。（二）對整個工藝流程從下列幾個方面進行評價1.體現(xiàn)綠色化學(xué)思想（使用無毒無害原料，采用原子利用率高的制備路線，原料的循環(huán)利用，副產(chǎn)物綜合利用，節(jié)能，等）。2.高效節(jié)能方面（原料廉價，工藝簡單，產(chǎn)品的純度高，能耗低等）。3.生成物或副產(chǎn)物的污染?！疽?guī)范答題】實驗操作類規(guī)范語言表述1.測定溶液pH的操作將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，待試紙變色后，再與標準比色卡對照。模板答題關(guān)鍵詞：pH試紙、表面皿、玻璃棒、蘸待測液、比色卡、對照。四步：①取放試紙→②蘸待測液→③點滴試紙→④與比色卡對照。概括為“取、蘸、點、比”。抓住關(guān)鍵詞和四步操作環(huán)節(jié)，此類問題一定不失分。2.沉淀洗滌(1)沉淀洗滌的目的：除去沉淀表面附著或沉淀中包夾的可溶性離子。(2)洗滌方法：向漏斗內(nèi)加蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出后，重復(fù)操作2～3次。(3)誤差分析：若沉淀不洗滌或洗滌不干凈，則使沉淀的質(zhì)量偏高。若沉淀洗滌次數(shù)過多，則會使部分沉淀溶解而使其質(zhì)量偏低。(4)沉淀劑是否過量的判斷方法模板加沉淀劑：靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加少量沉淀劑，若無沉淀產(chǎn)生，則證明沉淀劑已過量。加入與沉淀劑反應(yīng)的試劑：靜置，取適量上層清液于另一潔凈試管中，向其中加入少量與沉淀劑作用產(chǎn)生沉淀的試劑，若產(chǎn)生沉淀，證明沉淀劑已過量。注意：若需稱量沉淀的質(zhì)量而進行有關(guān)定量計算時則只能選用方法(1)。（5）判斷沉淀是否洗凈的操作答題取最后一次洗滌液，滴加……（試劑），若沒有……現(xiàn)象，證明沉淀已洗凈3.容量瓶撿漏操作模板加入一定量的水，塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞，倒立觀察。然后再將容量瓶正立，并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后塞緊，再倒立。若均無水滲出，則容量瓶不漏水。4.滴定管檢查是否漏水的操作模板酸式滴定管：關(guān)閉活塞，向其中加入一定量的水，用滴定管夾將其固定鐵架臺上，觀察是否漏水。若2分鐘內(nèi)不漏水，將活塞塞旋轉(zhuǎn)180°后，重復(fù)上述操作。堿式滴定管：向其中加入一定量的水，用滴定管夾將其固定鐵架臺上，觀察是否漏水。若2分鐘內(nèi)不漏水，輕輕擠壓玻璃球，放出少量液體，再次觀察滴定管是否漏水。5.滴定管趕氣泡的操作模板酸式滴定管：右手將滴定管傾斜30°左右，左手迅速打開活塞使溶液沖出，從而使溶液充滿尖嘴。堿式滴定管：將膠管彎曲使玻璃尖嘴向上傾斜，用兩指捏住膠管，輕輕擠壓玻璃球，是溶液從尖嘴流出，即可趕出氣泡。6.裝置的氣密性檢查模板形成封閉體系——操作(微熱、手捂、熱毛巾捂、加水等)―→描述現(xiàn)象―→得出結(jié)論。微熱法——關(guān)鍵詞是：封閉（將導(dǎo)管一端放入水中）、微熱、氣泡、水柱；液差(封)法——關(guān)鍵詞是：封閉（用止水夾關(guān)閉右側(cè)導(dǎo)氣管，向××漏斗中加水）、液差（××漏斗中形成一段水柱，停止注水后，水柱不變化）。整套裝置氣密性檢查：為使其產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象，用酒精燈對裝置中某個可加熱容器微熱，觀察插入水中導(dǎo)管口是否有氣泡冒出，也可對整套裝置適當分割，分段檢查氣密性。7.萃取分液操作關(guān)閉分液漏斗活塞，將混合液倒入分液漏斗中，充分振蕩、靜置、分層，在漏斗下面放一個小燒杯，打開分液漏斗活塞，使下層液體從下口沿?zé)诹飨?；上層液體從上口倒出。8.焰色反應(yīng)的操作先將鉑絲沾鹽酸溶液在酒精燈火焰上灼燒，反復(fù)幾次，直到與酒精燈火焰顏色