工艺流程题的解题思路与方法.doc

工艺流程题的解题思路与方法2010江苏高考化学考试说明中要求学生“能够通过对自然界、生产、生活和科学实验中化学现象以及相关模型、图形和图表等的观察，获取有关的感性知识和印象，并运用分析、比较、概括、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用的能力；能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息，并与已有知识整合，在分析评价的基础上应用新信息的能力。”工艺流程题正是这个要求的体现。近几年工艺流程题已成为江苏高考的热点，所占的分值也相当大，加上试题文字量大、信息新颖、情境陌生，学生在没做之前往往就会产生畏惧感，所以这类题的得分一般不是很高，需引起重视。一、解题思路与方法工艺流程题的结构分题头、流程图和问题三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括副产品）；流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；问题部分主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题。因此在解题过程中不妨按这三部分进行分析：1、明确目的，提取有用信息通过阅读题头，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，进而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物质反应方程式、物质稳定性、物质溶解性等。2、分析流程，弄清各步作用首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的的过程中依次进行了什么反应？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质是否要除去，采用什么操作方法除去？3、看清问题，准确规范作答这一步很关键，历年高考评卷分析都指出学生的简述能力比较差，特别是化学用语的表述存在很大的偏差。所以答题时要看清所问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性，如不能将离子方程式写成化学方程式、方程式要配平、分清实验操作名称还是具体操作步骤。二、例题分析例：硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO45H2O）的生产流程示意图：胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见下表。温度（）20406080100石膏0.320.260.150.110.07胆矾3244.661.883.8114请回答下列问题：（1）红棕色滤渣的主要成分是 ；（2）写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式 ；（3）操作I的操作温度应该控制在 左右；（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为 、洗涤、干燥；（5）反应产物中的NO可以循环使用，试仅用一个化学方程式表示NO转化为HNO3 。解析：对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料中的杂质铁，二是利用溶解度数据分离石膏和胆矾。再进一步分析，由于目的是制胆矾，则投入的硝酸应反应完；杂质铁应除去，除铁一般方法是将之氧化成Fe3+然后调节溶液pH使之水解完全形成Fe(OH)3沉淀。该题经这样分析，题设的所有问题自然迎刃而解。答案：（1）Fe(OH)3 （2）3Cu + 2HNO3 + 3H2SO4 =3CuSO4 + 2NO+ 4H2O（3）100 （4）冷却结晶、过滤（5）方案二 Cu2+的蓝色对检验有干扰（6）4NO + 3O2 +H2O = 4HNO3。三、习题推荐黄铜矿粉反应过量稀H2SO4不断通入O2反应CuOSiO2反应Fe(OH)3反应试剂b反应滤液试剂a过滤绿矾操作X细菌过滤过滤过滤调pH为3.74试剂b过滤Cu试剂a1、以黄铜矿（主要成份为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO47H2O）。其主要流程如下：细菌已知： 4CuFeS22H2SO417O24CuSO42Fe2(SO4)32H2O 部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表沉淀物Cu(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2开始沉淀pH4.72.77.6完全沉淀pH6.73.79.6（1）试剂a是 ，试剂b是 。（2）操作X应为蒸发浓缩、 、 。（3）反应中加CuO调pH为3.74的目的是 ；（4）反应的离子方程式为 。2、工业上制取CuCl2的生产流程如下：请结合下表数据，回答问题：物 质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3溶度积258.010162.210204.01038完全沉淀时的pH范围9.66.434（1）写出下列离子方程式：AB ； BC+D 。（2）溶液A中加入NaClO的目的是 。（3）在溶液B中加入CuO的作用是 。（4）操作应控制的pH范围是： ；操作的目的是 。（5）由Cu(OH)2加入盐酸使Cu(OH)2转变为CuCl2。采用“稍多量盐酸”和“低温蒸干”的目的是 。3、工业上利用硫酸渣（含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红（Fe2O3）和回收（NH4）2SO4，具体生产流程如下： 回答下列问题： （1）在废渣溶解操作时，应选用 溶解（填编号）。A硫酸B盐酸C氢氧化化钠D氨水 （2）物质A是一种氧化剂，工业上最好选用 （供选择使用的有：H2O2、空气、Cl2、MnO2等），其理由是 。 （3）根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应采取的措施是 。 （4）往铵黄铁矾（化学式为：（NH4）2Fe6（SO4）4（OH）12）溶液中加入溶液B至pH为5时产生沉淀，请写出产生沉淀的离子方程式： （5）若对硫酸渣加强热也可粗制铁红，但产品纯度低而档次低，请写出硫酸渣中硫酸亚铁加强热制备铁红的化学方程式： FeSO4 Fe2O3 参考答案1、（1）Fe（或铁） 稀硫酸（或稀H2SO4） （2）冷却结晶 过滤（洗涤干燥）（3）使Fe3形成Fe(OH)3沉淀 防止生成Cu(OH)2沉淀（4）Fe2Fe33Fe22、（1）2Fe2+ClO+2H+ = 2Fe3+Cl+H2O CuO+2H+ = Cu2+H2O （2）将Fe2氧化为Fe3，使后一步沉淀Fe(OH)3更彻底 （3）调节溶液的pH为34（或4pH6.4），使Fe3完全转变为Fe(OH)3沉淀而除去Fe3+ （4）大于或等于6.4（或6.4） 洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质 （5）抑制Cu2的水