高考化学工艺与流程(名师总结)

高考化学工艺与流程1高考化学工艺与流程讲解1：探究解题思路呈现形式：流程图、表格、图像设问方式：措施、成分、物质、原因能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力知识落点：基本理论、元素化合物、实验【例题】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：原料：矿石（固体）预处理：酸溶解（表述：“浸出”）除杂：控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀核心化学反应是：控制条件，调节PH，使Mg2+全部沉淀讲解2：解题思路明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点在解这类题目时：首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。其次，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第三，要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。分析流程图需要掌握的技巧是：①浏览全题，确定该流程的目的——由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物；②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，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用；③解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么反应？利用了什么原理（氧化还原？溶解度？溶液中的平衡？）。每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是怎样除去的？无机化工题：要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。考察内容主要有：1）、原料预处理2）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择）3）、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯）4）、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。Ⅱ分离提纯Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ还原高考化学工艺与流程2讲解3：规律主线主产品分支副产品回头为循环核心考点：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一、工业生产流程主线与核心二、熟悉工业流程常见的操作与名词原料的预处理①溶解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等②灼烧如从海带中提取碘③煅烧如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解④研磨适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测定等。控制反应条件的方法①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀----pH值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8问题：若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？调节pH所需的物质一般应满足两点：①、能与H＋反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。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②蒸发、反应时的气体氛围③加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移动④降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出⑥冰水洗涤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三、物质的分离和提纯的方法①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。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高考化学工艺与流程3⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出常见名词浸出：固体加水（酸）溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程水洗：通常为除去水溶性杂质水浸：与水接触反应或溶解四、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：高考化学工艺与流程4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××析出，提高产品的纯度22、苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后，再加入少量蒸馏水的目的：答：为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸，一般再加入少量蒸馏水23、加NaCl固体减低了过碳酸钠的溶解度，原因：答：Na+浓度显著增加抑止了过碳酸钠的溶解24、检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是：答：取少量上层清液或过滤后的滤液，滴加几滴KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)3沉淀完全。/25、检验滤液中是否含有Fe3+的操作是：滴入少量KSCN溶液，若出现血红色，则证明有Fe3+）（或加NaOH，根据情况而定）总结1：化工生产主要解决六方面问题：④解决将原料转化为产品的生产原理；⑤除去所有杂质并分离提纯产品；⑥提高产量与产率；⑦减少污染，考虑“绿色化学”生产；⑧原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；⑨生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题总结2：常见化学术语总结3：工业流程题中常用的关键词原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水）灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质：如海带中提取碘酸：溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节PH促进水解（沉淀）氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子氧化物：调节PH促进水解（沉淀）控制PH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度高考化学工艺与流程5一、分析方法：（首尾分析法）流程图的呈现特点：主要有以物质名称、操作名称和设备名称三种形式。对工艺流程试题,首先对比分析生产流程示意图中的原材料与产品,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基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答.例1：聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n]本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：煅烧溶解搅拌、过滤调节溶液pH在4.2～4.5蒸发浓缩90℃～100℃高岭土15%盐酸少量铝粉适量CaCO3Al2(OH)nCl6－n根据流程图回答下列问题：⑴“煅烧”的目的是_______________________________________________。⑵配制质量分数15％的盐酸需要200mL30％的浓盐酸（密度约为1.15g·cm－3）和_______g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。⑶“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_____________________________________。⑷加少量铝粉的主要作用是_____________________________________。⑸“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是______________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是__________。例2：（07上海）．将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有（填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32－的方法是：。（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（℃）02060K2SO4溶解的量(g)7.411.118.260℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体g（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是a熔点较低（29℃熔化）b能导电c能制冷d无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：。高考化学工艺与流程6二、化工生产的主要操作：过滤、结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等。其中结晶应注意：（1）当溶