无机工业流程题专题突破.ppt

无机工业流程题专题突破 问题一 如何确定流程题的做题策略问题二 常规流程题的一般解题过程问题三 如何快速解读流程图问题四 如何有序快速分析成分问题五 流程题常考什么 32题 近四年广东高考常考点归纳 32题 近四年广东高考常考点归纳 例 2010年广东卷32 碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域 以 锂辉石 主要成分为Li2O Al2O3 4SiO2 为原料制备Li2CO3的工艺流程如下 已知 Fe3 Al3 Fe2 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 Li2SO4 LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34 2g 12 7g和1 3g 步骤I前 锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 增大固液接触面积 加快浸出反应速率 提高浸出率 已知 Fe3 Al3 Fe2 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 步骤I中 酸浸后得到的酸性溶液中含有Li SO42 另含有Al3 Fe3 Fe2 Mg2 Ca2 Na 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 0 6 5 沉淀部分杂质离子 然后分离得到浸出液 步骤II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 石灰石 Fe2 Mg2 Ca2 已知 Li2SO4 LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34 2g 12 7g和1 3g 步骤III中 生成沉淀的离子方程式为 从母液中可回收的主要物质是 2Li CO32 Li2CO3 Na2SO4 2011广东32 由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气 这些杂质可采用吹气精炼法除去 产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝 工艺流程如下 NaCl熔点为801 AlCl3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 2Al Fe2O3 Al2O3 2Fe 4Al 3SiO2 3Si 2Al2O3 HCl AlCl3 NaCl 3 在用废碱液处理气体A的过程中 所发生反应的离子方程式为 Cl2 2OH Cl ClO H2O H OH H2O 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 铝电极的主要电极反应式为 5 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 阳极 Al 3e 7AlCl4 4Al2Cl7 铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜 它能阻止氧化深入内部 起到防腐保护作用 化工流程图试题的构成特点 化工流程图试题就是将化工生产过程中的主要操作步骤或物质转换用框图形式表示出来 将其中相关的信息以文字 表格或图像呈现出来 然后根据流程中涉及的化学知识进行设问 从而形成与化工生产紧密联系的试题 其基本结构如下 题头 题干 题尾 介绍该工艺生产的原材料 目的 原理 用框图形式将操作或物质转换或分离提纯等主要生产工艺流程表示出来 根据流程中涉及到的化学知识设问 问题一 如何确定流程题的做题策略 1 是否每道流程题必须读懂流程 分析成分 你的依据 2 如何在短时间内对流程题抢分 某一步的成分 没提示时某一步的反应 某一步加入物质的作用 熟悉的背景 直接从设问入手 抓住流程题的考点 常识 信息 把握流程题的核心 分离提纯 问题二 常规流程题的一般解题过程 粗读题干 目标产物副产物起始原料化合价变化信息 粗读流程 分割部分小题设问成分分析 审题 找什么 做题 问题三 如何快速解读流程图 目的 发生反应物质性质 有利于该反应进行 常见离子的除杂方式 直接加试剂除杂 调节溶液pH除杂 预处理再沉淀 富集灼烧粉碎浸取 氧还 复分解 水解 了解结构 把握本质 工业流程的主要框架是 原料无机矿物 核心化学反应 所需产品 原料的循环利用 排放物的无害化处理 规律 主线主产品 分支副产品 回头为循环 解题方法 过程 审题 不失分 思考 得分 规范作答 得高分 1 审题要领 给流程图划分阶段 分析对应阶段的分目的和原理 分目的一定是为总目的服务的 在大题干中 找什么 养成什么习惯 2 思考方向 1 在阶段性分目的指引下 整合已有知识和新信息分析解决问题 2 弄清流程图中各个可能的组成环节的基本框架和相关作用 流程核心 高效率的制备高产量 高纯度的目标产物 例 09广东化学22 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料 主要含有MgCO3 MgSiO3 CaMg CO3 2 Al2O3和Fe2O3等 回收其中镁的工艺流程如下 沉淀物Fe OH 3 Al OH 3 Mg OH 2部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表 请回答下列问题 1 浸出 步骤中 为提高镁的浸出率 可采取的措施有 要求写出两条 2 滤渣I的主要成分有 3 从滤渣 中可回收利用的主要物质有 适当提高反应温度 增加浸出时间 Fe OH 3Al OH 3 Na2SO4 2010理综 32 16分 已知 Fe3 Al3 Fe2 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 Li2SO4 LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34 2g 12 7g和1 3g 1 步骤 前 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 SO42 另含有Al3 Fe3 Fe2 Mg2 Ca2 Na 等杂质 需在搅拌下加入 填 石灰石 氯化钠 或 稀硫酸 以调节溶液的PH到6 0 6 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 该流程如何拆分 回答下列问题 碱浸 的目的是除去 酸浸 时所加入的酸是 填化学式 酸浸后 滤液 中可能含有的金属离子是 调pH为2 3 的目的是 产品晶体中有时会混有少量绿矾 FeSO4 7H2O 可能是由于生产过程中 NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化 可制得碱性镍镉电池电极材料 NiOOH 该反应的离子方程式是 Al Al2O3 油脂 H2SO4 Ni2 Fe2 防止在浓缩结晶过程中Ni2 水解 或 防止在浓缩结晶过程生成Ni OH 2沉淀 H2O2的用量不足 或H2O2失效 保温时间不足导致Fe2 未被完全氧化造成的 2Ni2 ClO 4OH 2NiOOH Cl H2O 问题四 如何有序快速分析成分 09广东 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料 主要含有MgCO3 MgSiO3 CaMg CO3 2 Al2O3和Fe2O3等 回收其中镁的工艺流程如下 回答下列问题 2 滤渣I的主要成分有 3 从滤液 中可回收利用的主要物质有 MgCO3 MgSiO3CaMg CO3 2Al2O3Fe2O3 Mg2 Al3 Fe3 SO42 H H2SiO3CaSO4 Mg2 Na SO42 H Al OH 3Fe OH 3 Na SO42 OH KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg 熟悉常见酸 碱 氧化剂 还原剂的反应对象 问题五 流程题考什么 专题一 化学实验知识 是否完全沉淀 检验沉淀洗涤干净与否 例题1 实验室有一混有少量KCl的BaCl2固体 为了测定BaCl2的质量分数 进行以下步骤 称样 溶解 加入稍过量的Na2SO4溶液 充分反应后过滤 洗涤 干燥 称重 计算 问题1 如何判断 中Ba2 完全沉淀 问题2 如何判断 中BaSO4洗涤干净 化学实验知识元素化合物性质化学反应原理 内容 问题五 流程题考什么和怎么考 专题一 化学实验知识 趁热过滤的原因趁热过滤的原因 下图中趁热过滤的原因 防止溶液因温度降低 化学实验知识 1 实验操作对应的仪器名称 如 过滤的玻璃仪器 煅烧的硅酸盐仪器 漏斗 烧杯 玻璃棒 坩埚 酒精灯 2 实验操作的名称 如 从KNO3和NaCl的混合溶液中分别获取两种固体 加热蒸发浓缩结晶 趁热过滤 冷却结晶 过滤洗涤干燥 3 某个实验操作的详细描述 如 测定溶液pH值 取一张干燥的pH试纸置于表面皿上 用玻璃棒蘸去待测溶液点在pH试纸上 对照比色卡 是否完全沉淀 取少量上层清液于试管中 滴加几滴XX溶液 前面具体的沉淀试剂 若无XX沉淀产生 则完全沉淀 若有XX沉淀产生 则未完全沉淀 如何洗涤沉淀 将沉淀置于过滤器中 加入蒸馏水至没过沉淀 待蒸馏水自然流干后 重复2 3遍 检验沉淀洗涤干净与否 取少量最后1次洗涤液于试管中 滴加几滴XX溶液 若有XX沉淀产生 则未洗涤干净 若无XX沉淀产生 则洗涤干净 4 采取某个实验操作的原因 如 为何要粉碎固体 增大固体表面积 加快浸取速率 增大浸取率 要具体看题是指什么速率 为何要趁热过滤 防止溶液因温度降低而析出XX晶体 或引起XX晶体溶解或转化 趁热过滤前为何要加少量水 稀释溶液 防止溶液因温度降低而析出XX晶体 为何要用冰水 无水乙醇 洗涤固体 在除去固体表面杂质的同时能减少固体因溶解的损耗 为何选择减压蒸馏 降低沸点 防止XX容易受热分解 原料的处理 溶解 通常用酸溶 也有水溶 碱溶 有机溶剂溶等 灼烧 如从海带提取碘 煅烧 改变结构 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 其他 研磨或剪碎 榨汁 富集 表面处理如去油污 等等 归纳常见的工艺手段 操作的名称和目的 反应条件的控制 pH的控制 控制溶液的酸碱性 使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀 如Fe3 Cu2 的分步沉淀 蒸发 反应时的体氛围 如MgCl2溶液制无水MgCl2 温度的控制 控制反应速率或促使平衡向某个方向方向移动 促进 或抑制 某物质结晶析出 防止某些物质在高温时分解 如有H2O2参与的反应 趁热过滤 若目的是获得固体 则为防止其他物质析出致产品不纯或防止温度降低固体溶解 若目的是获得液体 则为防止温度降低析出固体 造成损耗 洗涤 洗去晶体表面的杂质离子 若是冰水洗涤还可减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗 若是有机溶剂 乙醇 乙醚等 洗涤除了以上目的外还便于干燥 问题五 流程题考什么和怎么考 专题二 元素化合物知识 掌握课本物质的典型化学性质 如 氧化性 还原性 不稳定性 挥发性 能水解 特性等 某步加入NaClO的作用 向Na2SO3固体中加入一定量浓硫酸 发现产生气体很少 可能的原因是什么 在某工业合成步骤中 温度不能高于30 原因是 为何在使用浓硝酸反应时一般要分批缓慢加入 能否通过加热蒸干FeCl3溶液制取FeCl3晶体 利用烧碱溶液浸泡某混合金属而除去某种金属 化学实验知识元素化合物性质化学反应原理 问题五 流程题考什么和怎么考 专题二 元素化合物知识 利用溶解度差异进行复分解反应 复分解反应能发生的条件 利用 该条件下某物质溶解度最小从而析出 满足复分解反应广义上对 沉淀 的要求 对条件的控制 有些物质在常温下溶解度已经很小容易达到饱和析出 有些需要在低温 往往使用 冰水冷却 溶解度才较小而析出 极个别还可能在高温 经典模式 A B C D 根据C溶解度特点控制温度 A B C 蒸发结晶 D 冷却结晶 思考 如何确定结晶类型的选择 溶解度结晶水合物受热易变质 2013广东32 银铜合金广泛用于航空工业 从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下的 1 点解精练银时 阴极反应式为 滤渣A与稀HNO3反应 产生的气体在空气中迅速变为红棕色 该气体变色的化学方程式为 2 固体混合物B的组成为 在省城固体B的过程中 需要控制NaOH的加入量 若NaOH过量 则因过量引起的反应的离子方程式为 Ag e Ag 2NO O2 2NO2 CuO和Al OH 3 Al OH 3 OH AlO2 2H2O 3 完成煅烧过程中一个反应的化学方程式 4 若银铜合金中铜的质量分数为63 5 理论上5 0kg废料中的铜可完全转化为molCuAlO2 至少需要1 0mol L 1的Al2 SO4 3溶液L 5 CuSO4溶液也可用于制备胆矾 其基本操作时 过滤 洗涤和干燥 4 2 4 O2 25 0 50 0 蒸发浓缩 冷却结晶 1 09广东22 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料 主要含有MgCO3 MgSiO3 CaMg CO3 2 Al2O3和Fe2O3等 回收其中镁的工艺流程如下 MgSO4 Al2 SO4 3 Fe2 SO4 3 MgSO4 Na2SO4 H2SIO3 CaSO4 Al OH 3 Fe OH 3 2 韶关一模 32 16分 以下是用硫铁矿烧渣 主要成分为Fe2O3 Fe3O4 FeO SiO2 为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图 3 已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如右图所示 产品 的化学式为 为了获得产品 向 NH4 2SO4溶液中加入KCl溶液后 还需要进行的操作是 趁热过滤 洗涤 干燥 蒸发结晶 K2SO4 H2SO4 FeSO4 Fe 过滤除SiO2 FeSO4 Fe2O3 四种离子 K2SO4 加强试题研究 保证基本得分 1 研究化工流程图题中的核心考点 要强化过关 例如 调节pH分离离子 结合溶解度曲线运用结晶法或重结晶法提纯产品 氧化还原反应的离子方程式书写 电极方程式书写 等等 2 研究化工生产的一般流程和常见的工艺手段 操作的名称和目的 规律 主线主产品 分支副产品 回头为循环 1 工业生产流程主线与核心的分析 归纳 解决化工流程的方法 看图要有高度 明确整个流程及每一部分的目的 读图要有深度 仔细分析每步发生的反应及得到的产物 思考要有方向 在基础理论框架下结合实际问题进行思考 答题要有模式和要点 注意提升表达能力 归纳 解题方法 1 明确目的 提取有用信息通过阅读题头 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 化学反应方程式 物质的稳定性和溶解性等 2 分析流程 弄清各步作用对比分析流程图中的一种物质 原料 与最后一种物质 产品 找出原料与产品之间的关系 联系问题有针对性地思考 原料转