化学工艺流程专题复习

1、化学工艺流程备考策略,高考化学二轮专题复习,李道平 江西师大附中,2017年高考理综化学科命题方向,近几年全国卷化学工艺流程题统计,修订后的考试大纲 删去“化学与技术”这个模块， 在必做题中考查工艺流程题更加确定。,2017年高考理综化学科命题方向,近几年全国I卷化学工艺流程题统计与分析,考生得分困难的原因,考点分布广泛,能力立意设问,流程难看懂,一、知识储备,原料预处理 除杂、净化,产品分离提纯,反应条件控制,原料循环利用,排放物的无害化处理,1、工业流程题的分类,（一）与流程密切相关部分备考策略,除杂型,制备型,例题：水溶液相除杂,2、工业流程题涉及到的除杂原理变相分离,例题：非水液相除杂

2、,1123K 1023K,难挥发性二硫化钽（TaS2 ）可采用如下装置提纯。将不纯的TaS2 粉末装入石英管一端，抽真空后引入适量碘并封管，置于加热炉中。反应如下： TaS2 （s）+2I2 (g) TaI4 (g)+S2 (g),例题：固相除杂,工业合成氨，NH3与H2、N2的分离，采用将氨气液化的方法,例题：气相除杂,3、培养具备解决工业生产问题的思路,成本意识：原料利用率、原料价格、能耗控制、原料循环利用,环保意识：绿色化学,例题.工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体：,在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是,提高原料的利用率，减少污染物的排放,例题：氢溴酸在医药和石化工业

3、上有广泛用途如图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程,（2）混合液中使用冰水的目的是,降低体系温度，防止Br2和SO2挥发，提高原料利用率,1、常用名词,研磨、粉碎、喷洒：增大反应物的接触面，加快反应速率,（二）与流程非密切相关部分备考策略,酸浸：是为了溶解金属、金属氧化物,碱浸：是为了除去油污、溶解酸性氧化物、溶解铝及其化合物,浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少,煅烧、焙烧：高温下使固体原料分解、反应,母液：分离出沉淀或晶体后残留的饱和溶液,（1）洗涤沉淀的具体操作：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作23次。,2、高频问题及答题技巧（注重文字叙述的规范性）,（

4、2）检验沉淀是否洗涤干净的操作：取最后一次洗涤液少许于试管中，逐滴滴加试剂，若没有现象，则沉淀洗涤干净。,（3）提高固体的浸出率的措施：适当提高反应温度、粉碎固体增大表面积，增加浸出时间。,（4）趁热过滤的原因：防止降温过程中析出而导致产品损耗,（5）减压蒸馏、减压蒸发的目的：减压蒸发（蒸馏）降低了蒸发（蒸馏）所需的温度，可以防止分解，提高产率,例：根据2CrO422H+ Cr2O72H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的极 ，其电极反应式为： 。,正极,2H2O-4eO24H+,阳极,+,类比电解Na2SO4水溶液的原理,（1）知

5、识的迁移和运用能力,3、提升能力,（2）图像、图表的解析和运用能力,重结晶,结晶方法的选择,蒸发浓缩、冷却结晶,调pH除杂,除杂方法的选择,已知：铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+；Fe3+、Cr3+完全沉淀（c1.010-5 molL-1）时pH分别为3.6和5。,（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以 ， 滤渣A为 （填化学式）。,促进Fe3水解生成Fe(OH)3而除去；,Fe(OH)3,（3）信息的获取能力,二、命题角度,1、不常见化合物中元素化合价的确定,2016新课标 28 （1）NaClO2中Cl的化合价为,2014新课标 27 （2）H3PO2中，P元素的化

6、合价为 ；,2013新课标 27 （1）LiCoO2中，Co元素的化合价为 ,掌握： 1、常见元素的化合价 2、依据非金属性相对强弱判断化合价,2、关键反应陌生方程式书写,2016新课标 28 （2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 ,2015新课标 27 （1）写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式 ,2014新课标 27 （3）写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式 ,掌握： 1、找剂物 2、得失守恒 3、电荷守恒 4、元素守恒,2013新课标 27 （2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 ,3、利用离子反应除去杂质,2016新课标 28 （3）精制粗盐水时，

7、为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为 ,2014新课标 27 （3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是 ,掌握： 1、沉淀法 2、气体法,4、滤液、滤渣、可循环、回收利用的物质是什么,2016新课标 28 （3）“废渣1”的主要成分是 ,2015新课标 27 （2） “浸渣”中还剩余的物质是 （化学式） （4） “粗硼酸”中的主要杂质是 （填名称）,2013新课标 27 （6）可回收到的金属化合物有 （填化学式）,掌握： 利用守恒思想,5、电解产物判断，阴极、阳极电极反应式书写,2016新课标 28 （3）“电解”中阴极反应的主要产物是 ,2014新课标 27 （4）H3PO2也可

8、用电渗析法制备 写出阳极的电极反应式 。,2013新课标 27 （5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式,掌握： 1、根据氧化还原反应原理合理拆分反应式 2、根据电化学知识,6、某操作的目的，某现象发生的原因是什么,2016新课标 28 （6）“净化除杂”需先加H2O2溶液，然后在调节溶液的pH约为5，目的是,2014新课标 27 （3）撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是产品中混有杂质，该杂质产生的原因是,掌握： 把握实验目的,7、评价性试题,2014新课标 27 （4）撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极

9、室与产品室，其缺点是产品中混有 杂质,2013新课标 27 （3）可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是 ,掌握： 环保、安全 节能、高效,8、简单化学计算,2016新课标 28 （4）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力NaClO2的有效氯含量为（计算结果保留两位小数）,掌握： 守恒关系 氧化还原得失电子守恒,1、粗读题干、挖掘图示,3、跳跃思维，规范答题,5、重视题中给出的“已知信息”,6、当出现有悖所学知识时，要考虑生产实际,4、先做与流程非密切相关的问题,三、解题思路,2、精读设问，定位信息,四、真题分

10、析,(1) NaClO2中Cl的化合价为 。 (2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 。 (3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为 、 。“电解”中阴极反应的主要产物是 。 (4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ，该反应中氧化产物是 。 (5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为 。(计算结果保留两位小数),（2016新课标 28 ）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，

11、也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：,(1) NaClO2中Cl的化合价为 。,+3,(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 。,2NaClO3+SO2+H2SO4= 2ClO2+2NaHSO4,(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为 、 。 “电解”中阴极反应的主要产物是 。,NaClO2,Na2CO3溶液,NaOH溶液,(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ，该反应中氧化产物是 。,H2O2O22e-,21,O2,ClO2NaClO2e-,(5)“有效氯含量

12、”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为 。(计算结果保留两位小数),1.57,得电子数相等，氧化能力相当 NaClO2 2Cl2, . mol4 71g/mol .g,(1)写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式： 。 为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有 。 (写出两条)。,Mg2B2O5H2O+2H2SO4 = 2MgSO4+2H3BO3,（2015新课标 27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、Ca

13、O、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：,提高反应温度；减小铁硼矿粉粒径,(2)利用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 (化学式)。,（ 2015新课标 27 ）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：,Fe3O4,SiO2、CaSO4,(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是 ，然后在调节溶液的pH约为5，目的是 。,（2015全国卷27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼

14、矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：,将Fe2+氧化为Fe3+,使Fe3+、Al3+形成氢氧化物沉淀而除去,(4)“粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)。 (5)以硼酸为原料可制得 硼氢化钠(NaBH4)，它 是有机合成中的重要 还原剂，其电子式为 。,（七水）硫酸镁,(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程 ：,硼酸为固体粉末或晶体，性质可类比Al(OH)3受热易脱水分解，金属镁置换出单质硼。,（2013新课标

15、27）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等充电时，该锂离子电池阴极发生的反应为6C+xLi+xeLixC6现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）,回答下列问题： （1）LiCoO2中，Co元素的化合价为 ,+3,（2）写出“正极碱浸”中发生反应的 离子方程式 ,2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2,（2013新课标 27）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等充电时，该锂离子电池阴极发生的反应为6C+xLi+xeLixC6现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）,（3）“酸浸”一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ； 可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是 ,有氯气生成，污染较大，引入氯离子杂质，在后续步骤中难以分离,2H2O2=2H2O+O2,（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 ,CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+（NH4）2SO4+CO2+H2O,（2013新课标 27）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等充