“無機框圖題”突破策略與技巧

應試高分策略“無機框圖題”突破策略與技巧題型一實驗型化工流程題沖關題型Ca2＋Mg2＋Fe3＋開始沉淀時的pH11.99.11.9完全沉淀時的pH13.911.13.2【例2】(2016·全國卷丙)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既防止污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：題型二物質(zhì)型化工流程題【例3】(2015·全國卷甲)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH。回收處理該廢電池可得到多種化工原料。有關數(shù)據(jù)如下表所示：溶解度/(g/100g水)題型三原理型化工流程題(3)廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過____________________________________別離回收；濾渣的主要成分是MnO2、__________和__________，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法為___________________，其原理是________________________________。(4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變?yōu)開_____，加堿調(diào)節(jié)至pH為______時，鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10－5mol·L－1時，即可認為該離子沉淀完全)；繼續(xù)加堿至pH為______時，鋅開始沉淀(假定Zn2＋濃度為0.1mol·L－1)。假設上述過程不加H2O2后果是__________________________，原因是_______________________。【點評】原理型化工流程題是以物質(zhì)的制備流程為主線，主要考查運用化學反響速率與化學平衡原理、化學反響與能量變化、電化學等知識來解決化工生產(chǎn)中實際問題的能力。要求考生能從題干獲取信息，運用化學反響原理來分析制備產(chǎn)品的最正確條件，再結合問題要求來解題?；どa(chǎn)流程題是近年高考命題的熱點，主要考查資源的綜合利用、制備新物質(zhì)等。其解答的根本思路與順序為：沖關技巧因此，在復習化工生產(chǎn)流程題時，要歸納總結、熟練掌握一些解題技巧與方法。1．明確實驗目的，緊扣性質(zhì)特點化工生產(chǎn)流程題一般是以混合物的別離與提純、新物質(zhì)的制備為主線，將實驗根本操作、化學反響原理以及化工生產(chǎn)中的專業(yè)操作聯(lián)系起來設計的綜合性試題。因此，要逐字逐句地認真審題、深入思考，準確把握題干及流程圖中提供的條件與信息，明白待求解的問題涉及哪些化學反響原理，充分挖掘題干、圖表提供的外表信息及隱含信息，結合化工生產(chǎn)中的實際問題，聯(lián)系相關的化學知識，通過分析來解決問題。(1)對于以提純某一物質(zhì)為實驗目的的流程題，其實就是考查混合物的除雜、別離、提純等有關知識。分析題意時，一定要認真在流程中找出得到的主要物質(zhì)是什么，混有的雜質(zhì)有哪些；認真地分析參加某一試劑后，能與什么物質(zhì)發(fā)生反響，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。(2)對于以制備某一物質(zhì)為實驗目的的流程題，首先要明確制備的是什么物質(zhì)，從題干或問題中獲取有用的信息，了解產(chǎn)品的性質(zhì)。假設產(chǎn)品具有某些特殊性質(zhì)(由題目信息或根據(jù)所學知識判斷)，那么要采取必要的措施來防止在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生其他雜質(zhì)：①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：侯氏制堿法中的NaHCO3，還有H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。②如果產(chǎn)物是一種易水解的鹽，且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)生，那么要加相對應的酸來防止或抑制水解。如：制備FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物質(zhì)，蒸干其溶液得到固體溶質(zhì)時，都要加相對應的酸或在酸性氣體中枯燥以防止其水解。③如果產(chǎn)物是一種強氧化劑或強復原劑，那么要防止可以與其發(fā)生氧化復原反響的物質(zhì)。④如果產(chǎn)物是一種易吸收空氣中CO2或H2O而變質(zhì)的物質(zhì)，那么在制備過程中要將CO2或H2O除去，同時也要防止空氣中的CO2或H2O進入裝置。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，那么要注意比照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，找出適宜的別離方法。其次要尋找在制備過程中所需的原料，寫出主要的化學方程式或制備原理，從中了解流程圖的操作步驟或目的。假設題目中已給出制備物質(zhì)時所需的原料，那么一般會涉及物質(zhì)的別離、提純等操作，需要在明確實驗目的之后，再寫出主要的化學方程式，觀察有沒有副產(chǎn)物，如果有，那么剩余的步驟就是別離和提純。(3)實驗型化工流程題的解題思路可簡化為：物質(zhì)型及原理型化工流程題的解題思路可表示為：2．夯實根底知識，熟悉化工操作化工生產(chǎn)流程題的核心是物質(zhì)的轉化，所以元素化合物知識是解題的根底和關鍵。課程標準和考試說明要求掌握的元素化合物知識必需熟練掌握。首先，對于教材中與化工生產(chǎn)關系密切的知識，要能夠融會貫穿、運用靈活。如：①不同金屬的冶煉方法：電解法冶煉Na、Mg、Al；復原法(CO或H2)冶煉Zn、Fe、Cu；鋁熱法冶煉Mn、Cr、V；熱分解法冶煉Hg、Ag。②海水的綜合利用：海帶→海帶灰→濾液→將I－氧化為I2→萃取→蒸餾→碘單質(zhì)。③粗鹽的提純：粗鹽→溶解→過量BaCl2溶液→過量NaOH溶液→過量Na2CO3溶液→過濾→適量鹽酸→蒸發(fā)結晶。④制取膽礬(CuSO4·5H2O)：粗銅粉、O2、稀硫酸→過濾→蒸發(fā)制得熱的飽和溶液→冷卻結晶。⑤綠礬(FeSO4·7H2O)的制取過程：廢鐵屑→熱的飽和Na2CO3溶液(除油污)→稀硫酸(50～70℃)→趁熱過濾→冷卻結晶→洗滌→吸干外表水。⑥教材中出現(xiàn)過但不常用的實驗儀器。其次，要熟悉化工生產(chǎn)中一些重要或常見操作的釋義。如：3.分析反響條件，把握相關作用在很多化工生產(chǎn)流程題中，我們會看到壓強、溫度等外界條件的出現(xiàn)。不同的工藝對物質(zhì)反響的溫度或壓強有不同的要求，其起到的作用也不一樣，但都是能否到達實驗目的的關鍵所在，也是命題者經(jīng)常給考生設置“陷阱”的地方。對外界條件的分析，主要從對化學反響速率和平衡轉化率的影響這兩個方面入手。例如，溫度的影響可以從以下幾個方面來分析：(1)趁熱過濾(或冰水洗滌)的目的：防止某物質(zhì)降溫時會析出(或升溫時會溶解)而損失或帶入新的雜質(zhì)。(2)冰水中反響(或降溫反響)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時分解(或溶解)，或者使化學平衡向著題目要求的方向移動。(3)反響中采取加熱措施的目的：一般是加快化學反響速率或加快某物質(zhì)的溶解速率。(4)假設要求溫度控制在具體的一個溫度范圍內(nèi)(用水浴或油浴來控制)，一般有以下幾個目的：①防止某物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)，也可能是使某物質(zhì)到達沸點揮發(fā)出來，具體問題要具體分析；②使催化劑的活性到達最正