化學(xué)工藝流程題類型及其解題策略

1、化學(xué)工藝流程題類型及其解題策略【方法總述】1無機(jī)化工流程題的特點(diǎn)無機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力。所以這類題成為近年來高考的必考題型。這類題常呈現(xiàn)的形式：流程圖、表格、圖像等。這類題常圍繞以下幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問：（ 1）化學(xué)反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用反應(yīng)物顆粒大?。悍磻?yīng)速率、原料的利用率等。溫度：反應(yīng)速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等。（ 2）化學(xué)式的判斷。（ 3）氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式或離子方程式的書寫。（ 4）通過調(diào)節(jié)溶液的 pH 達(dá)到分離除雜的目的。（ 5）化學(xué)反應(yīng)的能量

2、變化。（ 6）化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的常用儀器的用途和使用方法。（ 7）化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作：除雜、分離、檢驗(yàn)、洗滌、干燥等。（ 8）元素守恒、得失電子守恒等化學(xué)觀念。（ 9）根據(jù)物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系進(jìn)行的簡單計(jì)算。（ 10）“流程”中的物質(zhì)成分的判斷，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用。（ 11）環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評價(jià)（是否污染環(huán)境、原子經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約資源、安全性、資源再生）。2工業(yè)生產(chǎn)流程主線規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制?！窘忸}策略】1解答無機(jī)化工流程試題的程序基本步驟：（ 1）首先要通過閱讀文字說明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實(shí)驗(yàn)室研究，

3、準(zhǔn)確抓住工藝（實(shí)驗(yàn)）的目的是什么？還提供了哪些信息（原料成分，含量，產(chǎn)品成分，從用途能看出什么性質(zhì)）？（ 2）然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。（ 3）分析流程中的每一步驟，從以下幾個(gè)方面了解流程：反應(yīng)物是什么；發(fā)生了什么反應(yīng)；該反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用；抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。（ 4）從設(shè)問中獲取信息，使下一步的深入分析重點(diǎn)更明確。解題思路：明確整個(gè)流程及每一部分的目的仔細(xì)分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì) 結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題思考 注意答題的模式與要點(diǎn)。2熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞工業(yè)流程題目在

4、流程上一般分為3 個(gè)過程：原料處理 分離提純 獲得產(chǎn)品（ 1）原材料的預(yù)處理階段的常見考點(diǎn)與常見名詞加快反應(yīng)速率：研磨將固體粉碎，增大表面積，加快反應(yīng)速率；溶解浸出：通常用酸或堿溶。如用硫酸、鹽酸或氫氧化鈉溶液等。浸出固體加水（酸或堿）溶解得到離子?！窘雎剩汗腆w溶解后，離子在溶液中的含量的多少（更多轉(zhuǎn)化）】水浸與水接觸反應(yīng)或溶解。水洗除去水溶性雜質(zhì)。酸浸（或酸洗）在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。堿浸（或堿洗）除去油污或氧化膜；溶解鋁和二氧化硅灼燒（焙燒或煅燒）使一些物質(zhì)在高溫下氧化、分解。（ 2）反應(yīng)條件的控制的常見考點(diǎn)加熱加快反應(yīng)速率；加速固體溶解；平

5、衡向吸熱方向移動(dòng)。如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。如：侯德榜制堿中的NaHCO 3；還有如H 2O2 、Ca(HCO 3)2、 KMnO 4 、AgNO 3、HNO 3(濃 )等物質(zhì)。降溫（冰水中）防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解（或分解）；使化學(xué)反應(yīng)速率下降；為使化學(xué)平衡向放熱的方向移動(dòng)?？販販囟冗^高，物質(zhì)會(huì)分解或雜質(zhì)會(huì)揮發(fā)；溫度過低，物質(zhì)無法揮發(fā)或者反應(yīng)。趁熱過濾防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出晶體。洗滌（冰水、熱水）洗去晶體表面附著或包夾的可溶性離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。蒸發(fā)時(shí)的酸性氛圍抑制金屬陽離子的水解：如從溶液中析出FeCl3、 AlCl 3、 M

6、gCl 2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在 HCl 的氣流中加熱，以防其水解。、 pH 值的控制a控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。例如：已知Fe(OH) 3 、Fe(OH) 2、 Mn(OH) 2 開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH 如下表所示。物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH) 32.73.7Fe(OH) 27.69.6Mn(OH) 28.39.8若要除去 Mn 2 溶液中含有的 Fe2 ，應(yīng)該怎樣做？提示：先用氧化劑把 Fe2 氧化為 Fe3 ，再調(diào)溶液的pH 到 3.7。反應(yīng)，使溶液pH 值增大；不引入新雜b調(diào)節(jié) pH 所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H質(zhì)。例如：若要除去Cu2 溶液中混有的 F

7、e3 ，可加入CuO、 Cu(OH) 2、 Cu2(OH) 2CO3 等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的 pH。（ 3）產(chǎn)品的分離提純階段的常見考點(diǎn)過濾基本操作：一貼二低三靠；結(jié)晶：、當(dāng)溶液為單一溶質(zhì)時(shí)：所得晶體不帶結(jié)晶水，如NaCl 、 KNO 3 等：蒸發(fā)結(jié)晶；所得晶體帶結(jié)晶水，如膽礬等：將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。、當(dāng)溶液為兩種以上溶質(zhì)時(shí)：要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，趁熱過濾。如除去NaCl 中少量的KNO 3。要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾。如除去KNO 3 中少量的 NaCl 。重結(jié)晶蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾（重復(fù)操作）。沉淀的洗滌向過濾器中的濾渣加入

8、蒸餾水至浸沒濾渣，待水自然流下后，重復(fù)以上操作 2 3 次。灼燒（焙燒或煅燒）固體在坩堝中進(jìn)行加熱：干燥在干燥器隔絕空氣的條件下低溫烘干。萃取、分液在分液漏斗中進(jìn)行操作。下層液體從下口放出；上層液體從上口倒出。重復(fù)操作2 3 次保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。（ 4）其他常見考點(diǎn)化學(xué)方程式的書寫：離子型氧化還原反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)儀器。計(jì)算：守恒法、關(guān)系式法等。3注重答案的文字?jǐn)⑹鲆?guī)范（ 1）洗滌沉淀：向過濾器中的濾渣加入蒸餾水至浸沒濾渣，待水自然流下后，重復(fù)以上操作 23 次。檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈：取最后一次洗滌濾出液，滴加AgNO 3 溶液和稀硝酸（檢驗(yàn)氯離子）或者 BaCl 2 溶液（檢驗(yàn)硫酸根離子），若無沉淀

9、產(chǎn)生，則證明已洗滌干凈；反之，則未洗滌干凈。（ 2）從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 過濾 洗滌 干燥。（ 3）在寫某一步驟是為了除雜時(shí)，應(yīng)該注明“是為了除去某某雜質(zhì)”，只寫“除雜”等籠統(tǒng)的回答是不給分的。（ 4）化學(xué)用語的書寫要規(guī)范（分子式書寫；化學(xué)方程式的書寫；完成符號或可逆符號；沉淀、氣體、固態(tài)、水溶液等符號）；評價(jià)或比較要全面（反應(yīng)物、產(chǎn)物種類，目標(biāo)產(chǎn)物的分離和提純；反應(yīng)條件、儀器、設(shè)備、步驟）。例題【 2012·山東卷】 工業(yè)上由黃銅礦（主要成分CuFeS2）冶煉銅的主要流程如下：（ 1）氣體 A 中的大氣污染物可選用下列試劑中的吸收。a濃 H 2SO4b稀 HNO 3

10、c NaOH 溶液d氨水（ 2）用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B ，取少量所得溶液，滴加KSCN 溶液后呈紅色，說明溶液中存在（填離子符號），檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2 的方法是（注明試劑、現(xiàn)象）。（ 3）由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為。（ 4）以 CuSO4 溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅 (含 Al 、 Zn、Ag 、 Pt、Au 等雜質(zhì) )的電解精煉，下列說法正確的是。a電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)2d利用陽極泥可回收Ag 、 Pt、 Au 等金屬（ 5）利用反應(yīng) 2Cu O22H 2SO4=2CuSO4 2H 2O 可制備 CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)

11、式為。變式題【 2011·福建卷】四氯化鈦（TiCl 4 ）是制取航天航空工業(yè)材料 鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦（主要成為是FeTiO 3）制備TiCl 4 等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：回答下列問題：（ 1）往中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生： 2Fe3 Fe=3Fe2 2TiO232 2H2O(無色 ) Fe4H=2Ti(紫色 ) Fe33 H2O=TiO22 2HTi (紫色 ) Fe(無色 ) Fe加入鐵屑的作用是。（ 2）在工藝過程中需要控制條件以形成TiO 2· nH2 O 溶膠，該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在范圍。（ 3）若把中制得的固體TiO 2· nH2O 用酸清洗除去其中的Fe(OH) 3 雜質(zhì)，還可以制得鈦白粉。已知25時(shí)， K spFe(OH) 3 2.79× 10 39，該溫度下反應(yīng)Fe(OH) 3 3HFe3 3H2O 的平衡常數(shù) K 。（ 4）已知： TiO 2(s) 2C