2013年高考化学复习精品课件： 化工流程图题解题策略

1、特别策划三 化工流程图题解题策略,1正确理解流程图前后的关系,(1)分析每步反应生成的产物及副产物。,(2)化工流程实质是化学反应流程，通过流程的前后联系，,明确整个流程中每步操作的目的。,(3)以元素化合物基础知识为核心构建流程网络联系图。 2挖掘图表中有效信息和关键字词,化工流程图题将所要表达的信息以文字、框图、表格、图 像等形式呈现出来，而解题需要对这些信息进行阅读、整理、 分析、理解、组合和应用，找出有效信息，发现问题，打破惯 性思维，将信息向深层次拓展，进行信息整合，为正确解答问 题创造条件。,3找出工业生产流程主线与核心,通过工业生产流程的主线，对化工生产的流程和工艺手段、 操作的

2、名称和目的进行分析。其规律是“主线主产品，分支副 产品，回头为循环”。,4熟悉常见工艺手段、操作的名称和目的 (1)原料的处理。,溶解：通常用酸溶解，也有用水、碱或有机溶剂等进行,溶解、富集。,灼烧：如从海带中提取碘。,煅烧：改变结构，使一些物质能溶于某些溶剂，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，如除去金,属表面的油污等。,(2)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,控制蒸发或反应时的气体氛围：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移动； 促进(或抑制)某物质

3、结晶析出；防止某些物质在高温时分解， 如有 H2O2 参与的反应。,成氢氧化物沉淀，如 Fe3、Cu2的分步沉淀。,趁热过滤：若目的是获得固体，则是为了防止其他物质 析出导致产品不纯或防止温度降低固体溶解；若目的是获得液 体，则是为了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，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，除了减少溶解损耗外还便于干燥。,5了解化工流程题的设问特点 化工流程题问题设置的特点：,(1)问题各自相对独立，无连带关系，一个问题解决不了不,会影响下一个问题的解决；,(2)题目中超纲的知识要么有信息提示，要么与解

4、答题目无,关；,(3)每题中基本上都有与流程图无关的问题，可以直接根据,已有的知识去完成。,6形成基本答题模式和使用规范语言答题,如有关分离操作涉及的问题：加热蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤；萃取、分液、蒸馏(分馏)。解答与平衡移动有关的问题 需遵循阐明体系中存在的核心平衡所采取的措施、改变的条 件导致平衡如何移动、产生什么结果的步骤。,无机废物综合利用题,例题 1(2012 年江苏)废弃物的综合利用既有利于节约资 源，又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu 总含量约为 99%)回收铜并制备 ZnO 的部分实验过程如下：,(1)铜帽溶解时加入 H2O2 的目的是_ _(用化学方程

5、式表示)。 铜帽溶解后需将溶液中过量 H2O2除去。除去H2O2的简,便方法是_。,(2)为确定加入锌灰(主要成分为 Zn、ZnO，杂质为铁及其,若滴定前溶液中 H2O2没有除尽，所测定的Cu2的含量,pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)。,滴定选用的指示剂为_，滴定终点观察,到的现象为_。,将会_(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。 (3) 已 知 pH11 时 Zn(OH)2 能 溶 于 NaOH 溶 液 生 成 Zn(OH)42。下表列出了几种离子生成 氢 氧 化 物 沉 淀时的,实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 molL1HNO3、1.0,molL1

6、 NaOH。,由 除 去 铜 的 滤 液 制 备 ZnO 的 实 验 步 骤 依 次 为 ： _ _；,_；过滤；_；过滤、洗涤、干燥；,900 煅烧。,解析：该题的题首部分是以实验室利用废弃旧电池的铜帽 回收铜并制备 ZnO 制取和分析为背景材料。题干部分操作流程 涉及元素化合物知识、氧化还原滴定、指示剂选择、误差分析、 实验步骤、pH 调节等多方面内容。流程图的第一步水洗处理是 干扰项；第二步和第四步利用氧化还原反应原理，用 H2O2、 H2SO4溶解样品和用锌还原出铜是流程的核心步骤；第三步加 入氢氧化钠调节 pH 的目的是除去溶解样品时加入的过量硫酸， 属于除杂的一个环节；最后制备 Z

7、nO 是副产品的综合利用。题 尾的问题(1)体现了对新知识的学习能力和旧知识的再现能力， 反应方程式的书写；问题(2)体现了对滴定原理、溶度积原理、 实验基本操作、误差分析、除杂的方法等知识的考查。,滴加 1.0 mol L1 NaOH，,答案：(1) CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O 加热(至沸) (2)淀粉溶液 蓝色褪去 偏高 (3)向滤液中加入适量 30%的 H2O2，使其充分反应,调节溶液 pH 约为 5(或 3.2pH,5.9)，使 Fe3沉淀完全 向滤液中滴加 1.0 mol L1 NaOH，调节溶液 pH 约为,10(或8.9pH11)，使Zn2沉淀完全。,1解答流程题

8、首先要找出核心反应步骤，正确理解每一步,操作的目的。,2仔细审题，根据题尾问题进一步理解题干知识，以便准,确回答问题。,3解答书写反应方程式的题目时注意配平和标明反应条,件。,4解答实验操作和用化学原理分析题目时，应按照一些基 本答题模式规范答题，注意化学仪器、操作步骤中的错别字。 5解答计算问题时，注意计算结果应带单位和有效数值处,理。,【变式训练】,1(2012 年江苏)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含 NO、 NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其 部分工艺流程如下：,(1)一定条件下，)NO 与NO2 存在下列反应：NO(g)NO2(g),N2O3(g)，其平

9、衡常数表达式为K_。,(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底 进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋), 其目的是_； 滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是_(填化学式)。 (3)该工艺需控制 NO 和 NO2 物质的量之比接近 11。若 n(NO)n(NO2)11，则会导致_； 若n(NO)n(NO2)11，则会导致_。 (4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中 Ca(NO2)2 会 发生分解，产物之一是 NO，其反应的离子方程式为：_ _。,解析：(2)气液逆流可以充分吸收尾气中的NO 和NO2， Ca(OH)2是微溶物，过量的Ca(OH)2用过滤方法分离后可以重复 利用。 (3)当NO和

10、NO2物质的量之比接近11时，发生反应NO NO2Ca(OH)2=Ca(NO2)2H2O，若n(NO)n(NO2)11， NO过量，不能被石灰乳吸收，导致排放的气体中NO含量升高； 若n(NO)n(NO2)11时，NO2过量，发生反应4NO2 2Ca(OH)2 =Ca(NO2)2Ca(NO3)24H2O，导致产品中Ca(NO2)2中Ca(NO3)2 含量升高。,(2)使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 (3)排放气体中 NO 含量升高 产品 Ca(NO2)2中Ca(NO3)2 含量升高,无机化工产品制备题,例题 2(2012 年天津)信息时代产生的大量电子垃圾对环境 构成了极大的威

11、胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃 的线路板简单处理后，得到含 70%Cu、25%Al、4%Fe 及少量 Au、Pt 等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶 体的路线：,请回答下列问题：,(1)第步 Cu 与酸反应的离子方程式为：_；,得到滤渣 1 的主要成分为_。,(2)第步加H2O2的作用是_，使用H2O2的 优 点 是 _ ； 调 溶 液 pH 的目的是使 _生成沉淀。,(3) 用第步所得 CuSO45H2O 制备无水 CuSO4 的方法是,_。,(4)由滤渣 2 制取 Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方,案：,上述三种方案中，_方案不可行，原因是_ _；

12、从原子利用率角度考虑，_方案更合理。,(5)探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(Mr250)含量。取 a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后， 用c molL1EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA 溶液b mL。滴定反应如下：Cu2H2Y2=CuY22H。 写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式_。 下列操作会导致CuSO45H2O含量的测定结果偏高的是 _。 a未干燥锥形瓶 b滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 c未除尽可与EDTA反应的干扰离子,解析：(1)第步加稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、 Fe分别发生反应生成Cu2、A

13、l3、Fe2，所以滤渣1的成分是 Pt和Au，滤液1中的离子是Cu2、Al3、Fe2。Cu和酸反应的 离子方程式为Cu4H2NO Cu22NO22H2O。,(2)第步加H2O2的作用是把Fe2氧化为Fe3，该氧化剂 的优点是不引入杂质，产物对环境无污染。调节溶液pH的目 的是使Fe3和Al3形成沉淀，所以滤液2的成分是Cu2，滤渣 2的成分是氢氧化铁和氢氧化铝。,(3)由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水。,(5)考查中和滴定的简单计算和误差的分析。,答案：(1)Cu4H Cu22NO22H2O,Au、Pt,(2)把Fe2氧化为Fe3 不引入杂质，产物对环境无污染Fe3和Al3 (

14、3)加热脱水 (4)甲 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 乙,1在化工生产中水洗的目的一般是除去原料和产品中的可,溶性杂质。,2用酸溶解样品一般是溶解不易溶于水但可溶于酸的盐、,金属氧化物和氢氧化物，生成可溶性盐。,3用碱溶解样品一般是溶解不易溶于水但可溶于碱的非金 属氧化物、两性氧化物和两性氢氧化物等，生成可溶性盐。 4溶解样品过程中通入空气或加入强氧化剂的目的是将原 料中有还原性的低价元素氧化为高价元素，生成可溶性物质。 5分离除杂，一般无机物的除杂常用溶解、蒸发、结晶法， 氧化还原法，灼烧法等；有机物的分离常用蒸馏、分馏、萃取、 分液法等；气体常用洗气法。,【变式训练】,2以氯化

15、钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，,工艺流程如下：,氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下,列问题：,(1)由原料得到产品的反应方程式为：_,_。,(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有_、烧,杯、玻璃棒、酒精灯等。,(3)必须“趁热过滤”的原因是_,_。,(4)滤液中存在的离子主要是_ _。 (5)“冷却结晶”过程中，析出 NH4Cl 晶体的合适温度为,_。,(6)若 NH4Cl 产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的,方法是_。,解析：该生产流程的特点是用同样原材料既生产主要产品 氯化铵，同时又要得到副产品硫酸钠。因此，为了弄清整个生 产工艺流程，只能分段分析，即先分

16、析流程线路中如何将原料 转化为硫酸钠的，然后再分析如何从生产硫酸钠的母液中生产 氯化铵，即将提供的流程路线截成两段分析，这样可以降低解 题的难度。结合流程示意图和溶解度曲线图分析，硫酸钠只能 用蒸发溶剂结晶法，氯化铵只能用冷却结晶法。因为温度降到 35 以下，Na2SO4结晶得到的产品为Na2SO410H2O。,答案：(1)2NaCl(NH4)2SO4=Na2SO4NH4Cl (2)蒸发皿,(3)防止温度下降时，Na2SO4溶解，NH4Cl 析出 (4) (5)35 (3340 均可得分) (6)重结晶,根据物质溶解度曲线图(或数据)特征选择结晶方法进行可,溶性盐的分离是常用方法。结晶有下三种

17、方式：,1蒸发结晶：一般适用于单一溶质且该物质热稳定性较好 (不会热分解)的结晶析出，如从食盐水中得到氯化钠晶体。 2“蒸发浓缩、冷却结晶”：目的主要是让溶解度随温度 变化大的溶质析出，多用于结晶水合物、不稳定的盐类(如铵盐、 硝酸盐)的结晶析出。,3“蒸发浓缩、趁热过滤”：目的是让溶解度随温度变化 小的溶质析出，如除去硝酸钾溶液中氯化钠。“趁热过滤”需 用到热滤漏斗或用热毛巾捂住普通漏斗的外壁。,化工生产过程中化学原理应用题,例题3(2012年福建)(1)电镀时，镀件与电源的_ 极连接。 (2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀 件表面形成镀层。 若用铜盐进行化学镀铜，应选用 _

18、(填“氧化剂”或“还原剂”)与 之反应。 某化学镀铜的反应速率随镀液pH 变化如下图所示。该镀铜过程中，镀液 pH控制在12.5左右。据图中信息，给出 使反应停止的方法：_。,(3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：,步骤(i)中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式为： _。 步骤(ii)所加试剂起调节pH作用的离子是_ _(填离子符号)。 在步骤(iii)发生的反应中，1 mol MnO2转移2 mol电子， 该反应的离子方程式为：_。 步骤(iv)除去杂质的化学方程式可表示为：,解析：(1)在电镀池中，镀件与电源的负极相连，待镀金属 为阳极与电源正极相连。 (2)要把铜从铜盐中置换铜

19、出来，应加入还原剂；根据 图示信息，pH89之间，反应速率为0。 (3)可以通过图示分析：加入什么物质发生什么反应 剩下什么物质(通过粒子判断过程中到底发生哪些离子反 应)。调高pH只能是弱酸根离子水解；依题意锰元素从4 价变成2价，MnO2作氧化剂，与亚铁离子发生氧化还原反应； 氢离子浓度为102 mol/L，各生成物浓度的化学计量数次幂 的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积就得到K。,【变式训练】,3锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆 (ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)， 含 Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆的流程之一如下：,(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成 CO)： _。,(2)写出 ZrOCl28H2O 在 900 生成 ZrO2 的反应方程式： _。 (3) 关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是,_(填序号)。,A二氧化锆纳米陶瓷是一种新型材料 B纳米级二氧化锆是一种胶体 C锆合金的硬度比纯锆要高,D日本福岛核电站爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸,气反应产生的氢气引起,ZrOCl28