化工流程题特点及常见考点

化工流程题特点及常见考点 重点班 化学组 杨锐钦 一 化工流程题特点一 化工流程题特点 1 工业生产流程题主要框架 原料 I 预处理 II 分离提纯 III 核心反应 产品 抓箭头 主线主产品 支线副产品 回头循环品 2 试题本质 想办法从混合物中制取纯净物 3 核心考点 物质的分离操作 除杂试剂的选择 生产条件的控制 产品分离提纯 1 据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写方程式 2 滤液滤渣的成分 3 调 PH 值的范围及试剂的选择 4 核心反应条件的控制和原因 5 选择化学除 杂试剂及原因 6 绿色化学评价 7 实验操作和仪器 8 相关计算 4 读题 1 先粗读 明确原料 明确杂质 明确目标产品 先不必把每个环节的原理都搞清 楚 2 针对问题再精读 分析细节 根据问题去研究某一步或某一种物质 3 第三 要看清所问问题 不能答非所问 并注意语言表达的规范性 二 常见考点二 常见考点 一 一 样品的预处理 样品的预处理 1 矿样的预处理方法 1 原料预处理 粉碎目的 增大接触面积 加快反应速率 或使反应更完全 煅烧目的 A 除去有机物杂质或者碳的杂质 或 B 使一些具有还原性的物质被空气 中氧气氧化 分解 思考样品成分中是否有具有还原性的物质 且看在整个流程中是否需 要被氧化 或 C 改变矿样的结构 使其在后面的酸溶 或碱溶或水溶 中更易溶解 溶解 有酸溶 碱溶 水溶 又叫酸浸 碱浸 水浸 酸浸目的 与酸反应 使可溶性金属离子进入溶液 不溶物通过过滤除去 碱浸目的 与碱反应 使可溶性金属离子进入溶液 不溶物通过过滤除去 水浸目的 使可溶性金属离子进入溶液 不溶物通过过滤除去 注 浸出 固体加水 酸 溶解得到离子 浸出率 转入浸出液中的溶质量与物料原含溶质总量的比值 提高浸出率的措施通常有粉碎 搅拌 升温 增大酸 或碱 浓度 2 植物样品预处理 1 灼烧 如海带中碘的提取 茶叶中铁含量的测定 灼烧成灰之后 再用水浸 为 了加快其溶解速率可以加热 不断搅拌 2 研磨成汁 提取植物样品中的有机物所用方法 如波菜中草酸含量的测定 研 磨成汁之后 如该有机物可溶于水 研磨之后 可用水浸取 如该有机物不溶于水 就用 有机溶剂来萃取 二 二 控制反应条件 控制反应条件 1 调节 pH 值目的 控制溶液酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 调节 PH 值除杂 常考除 Fe2 Fe3 1 除 Fe2 要将其氧化成 Fe3 氧化剂可选择 H2O2 Cl2 HNO3 NaClO 或氯水 到底选择谁 要据具体的题景来选择 2 调 PH 值所 加试剂 一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的 a 金属 b 金属氧化物 c 金属氢氧 化物 d 金属碳酸盐 总之 这些物质要能与 H 反应 又难溶于水 这样可即使过量而又 不会引入新的杂质离子 例如 若要除去 Cu2 溶液中混有的 Fe3 可加入 CuO Cu OH 2 Cu2 OH 2CO3等物质来调节溶液的 pH 值 有时候也可能加 NaOH 或氨水来调 PH 值 要求 Na NH4 不会在后续的程序中难以分离 要据题意具体分析 3 PH 值的调节范围 根据 离子完全沉淀或开始沉淀的 PH 值数据来选择 应该是题目中原始数据的组合 例如 已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的 pH 物质开始沉淀沉淀完全 Fe OH 32 73 7 Fe OH 27 69 6 Mn OH 28 39 8 若要除去 Mn2 溶液中含有的 Fe2 应该先加双氧水把 Fe2 氧化成 Fe3 再调节 3 7 PH 8 3 注 调节 pH 所需的物质一般应满足两点 能与 H 反应 使溶液 pH 值增大 i 不引入新杂质 2 保持酸过量目的 通常是抑制某金属阳离子的水解 3 温度控制目的 1 冰水浴目的 通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发或溶解 水浴目的 通常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 2 使催化剂的活性达到最好 如工业合成氨或工业 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 3 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 4 对于一些工艺来说 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 4 加热目的 加快反应速率 或促进平衡向某个方向移动 或加速某固体的溶解 5 降温目的 防止某物质在高温时分解或溶解 或为使化学平衡向着题目要求的方向 移动 三 三 物质的分离和提纯的方法及目的 物质的分离和提纯的方法及目的 1 结晶 重结晶 固体物质从溶液中析出的过程 1 当溶液是单一溶质时 当溶质的溶解度随温度变化不大 如 NaCl 蒸发结晶 溶质的溶解度随温度降低而变化较大 如 KNO3 冷却结晶 高温下先配成饱和溶 液 从稀溶液得到带结晶水的晶体 如 CuSO4 5H2O 或受热易分解的晶体 如 NH4Cl 蒸发浓缩 至有晶膜出现 冷却结晶 过滤 2 当溶液中有两种或以上溶质时 要使受温度影响最大 溶解度最大的溶质最先结晶析出 如除去 KNO3中的少量 NaCl 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤 干燥 要使受温度影响最小 溶解度最小的溶质最先结晶析出 如除去 NaCl 中的少量 KNO3 蒸发浓缩 趁热过滤 洗涤 干燥 2 过滤 固 液分离 主要仪器 漏斗 烧杯 玻璃棒 3 趁热过滤 防止产品 或杂质 降温时析出导致产率降低 或产品不纯 4 洗涤 通常有水洗 冰水洗涤 醇洗 水洗目的 洗去晶体表面的杂质离子 适用于溶解度小的溶质 冰水洗涤目的 洗去晶体表面的杂质离子 并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗 适 用于高温溶解度大 低温溶解度小的溶质 醇洗目的 常用于溶解度较大的溶质 洗去晶体表面的杂质离子 并减少晶体在洗 涤过程中的溶解损耗并使尽快干燥 5 蒸馏 液 液分离 主要仪器 蒸馏烧瓶 温度计 冷凝管 牛角管 6 蒸发 利用加热的方法 使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质 晶体 的过程 实 验仪器 蒸发皿 铁架台 玻璃棒 坩埚钳 酒精灯 注 蒸发反应时的气体氛围 例如 MgCl2 6H2O MgCl2 应在 HCl 气体氛围下蒸发溶 剂 以防其水解 7 萃取 用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来 8 分液 互不相溶的液体间的分离 主要仪器 分液漏斗 9 升华 将可直接气化的固体分离出来 10 盐析 加无机盐使溶质的溶解度降低而析出 11 灼烧 高温条件下固体物质的燃烧 主要仪器 坩埚 12 煮沸 目的通常是是除去溶解在水中的气体 通常为 O2 或是为了促进水解 聚 沉后便于过滤分离 四 四 核心反应方程式书写 核心反应方程式书写 1 据箭头找出反应物 生成物或据题目提供的信息找出反应物或部分生成物 2 分析其化合价的变化 确定发生的反应是复分解反应还是氧化还原反应 3 据配平的需要确定在反应物或生成物中加水 加 H 或 OH 1 水可在反应物中或生成物中根据需要添加 2 可根据电荷守恒确定在反应物或生成物中加 H 或 OH 或 H2O H OH 不能随意添加 必须据题意 如反应在酸性环境下进行 可在反应物或生成物据需要加 H 或 H2O 但绝对 不能加 OH 如在碱性环境下反应 在反应物或生成物中据需要加 OH 或 H2O 但绝对不能 加 H 注 看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式 注意配平 五 五 常见文字叙述规范套路 常见文字叙述规范套路 1 滴定终点的判断 当滴入最后一滴标准液 时 溶液颜色由 颜色变为 颜色 且半分钟内不恢复原色 2 洗涤沉淀的方法 往过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀物 待水自然流干后 重复以上 操作 2 3 次 3 检验沉淀是否洗涤干净的方法 取最后一次的洗涤液 滴加 试剂 可与杂质的 某些离子发生沉淀反应 如果没有沉淀生成 说明沉淀洗涤干净 否则说明沉淀未洗涤干 净 注 这种情况因为离子浓度较低 应该选用反应灵敏的特征反应 一般不用焰色反应 实验检验 因离子浓度低 效果不好 4 检验沉淀是否完全的方法 静置 向上层清液中继续滴加 试剂 若没有沉淀生 成 说明沉淀完全 若出现沉淀则说明沉淀未完全 5 5 如何进行萃取操作 在分液漏斗中加溶液和萃取剂 右手堵住漏斗上口塞 左手 握活塞 倒转用力振荡 放气 正立放铁圈上静置 6 如何进行分液操作 让分液漏斗下端紧靠烧杯内壁 打开分液漏斗上口玻璃塞 打开 活塞 让下层液体从下面流出到分界面 再关闭活塞 上层液体由上口倒入另一烧杯 7 如何进行焰色反应的操作 答 先将铂丝沾盐酸在酒精灯火焰上灼烧 反复几次 直到与酒精灯火焰颜色接近为止 然后用铂丝沾取少量待测液 到酒精灯火焰上灼烧 观 察火焰颜色 如为黄色 则说明 溶液中含 Na 元素 若透过蓝色钴玻璃呈紫色 则说明 溶液中含 K 元素 8 过滤的方式有几种 降温结晶主要包括哪些步骤 过滤 趁热过滤 蒸发浓缩 冷 却结晶 过滤 洗涤 干燥 9 如何进行蒸发结晶操作 将溶液转移到蒸发皿中加热 并用玻璃棒搅拌 待有大量晶 体出现时停止加热 利用 余热蒸干剩余水分 六 高频问题 六 高频问题 1 09 广东 浸出 步骤中 为提高镁的浸出率 可采取的措施有 答 适当提高反应温度 增加浸出时间 加入过量硫酸 边加硫酸边搅拌 2 11 广一模 如何提高吸收液和 SO2反应速率 答 适当提高温度 增大吸收液或 NaClO3的浓度 增大 SO2与吸收液的接触面积或搅拌 3 从溶液中得到含结晶水晶体 答 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤 干燥 4 过滤用到的三个玻璃仪器 答 普通漏斗 玻璃棒 烧杯 5 过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因 答 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处 导致滤纸破损 漏斗中液面高于滤纸边缘 6 沉淀洗涤操作 答 往漏斗中 工业上改为往过滤器中 加入蒸馏水至浸没沉淀 待水自然流下后 重复 以上操作 2 3 次 7 检验沉淀 Fe OH 3是否洗涤干净 含 SO42 答 取最后一次洗涤液 加入 BaCl2溶液 若有白色沉淀则说明未洗涤干净 若无白色沉 淀则说明洗涤干净 8 如何从 MgCl2 6H2O 中得到无水 MgCl2 答 在干燥的 HCl 气流中加热 干燥的 HCl 气流中抑制了 MgCl2的水解 且带走 MgCl2 6H2O 受热产生的水汽 9 直接加热 MgCl2 6H2O 易得到 Mg OH Cl 的方程式 加热 LnCl3 6H2O 生成 LnOCl 的方 程式 10 CuCl2中混有 Fe3 加何种试剂调 pH 值 答 CuO Cu OH 2 CuCO3 Cu2 OH 2CO3 原因 加 CuO 消耗溶液中的 H 的 促进 Fe3 的水解 生成 Fe OH 3 沉淀析出 11 调 pH 值使得 Cu2 4 7 6 2 中的 Fe3 2 1 3 2 沉淀 pH 值范围是 答 3 2 4 7 原因 调节溶液的 pH 值至 3 2 4 7 使 Fe3 全部以 Fe OH 3沉淀的形式析出 而 Cu2 不沉淀 且不会引入新杂质 12 产品进一步提纯的操作 答 重结晶 13 趁热过滤的原因即操作 答 减少过滤时间 保持过滤温度 防止 杂质析出 操作 已预热的布氏漏斗趁热抽滤 14 水浴加热的好处 答 受热均匀 温度可控 且温度不超过 100 15 减压蒸发 小心烘干 答 常压蒸发温度过高 易分解 或者减压蒸发降低了蒸发温度 可以防止 分解 16 Mg OH 2沉淀中混有 Ca OH 2应怎样除去 答 加入 MgCl2溶液 充分搅拌 过滤 沉淀用蒸馏水水洗涤 17 蒸发浓缩用到的主要仪器有 烧杯 酒精灯等 答 蒸发皿 玻璃棒 还有取蒸发皿用坩埚钳 18 不用其它试剂 检查 NH4Cl 产品是否纯净的方法及操作是 答 加热法 取少量氯化铵产品于试管底部 加热 若试管底部无残留物 表明氯化铵产 品纯净 19 检验 NH4 的方法是 答 取 少许 加入 NaOH 溶液后加热 生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝 注 意方法与操作的差别 20 过滤的沉淀欲称重之前的操作 答 过滤 洗涤 干燥 在干燥器中 冷却 称重 21 趁热过滤 后 有时先往滤液中加入少量水 加热至沸 然后再 冷却结晶 答 稀释溶液 防止降温过程中 析