高考化學(xué)丨化學(xué)工業(yè)流程圖題目詳解
工業(yè)流程題目一向是高考化學(xué)大題之一,其通常占有不小的分值。該類題目考查通常結(jié)合有關(guān)實(shí)驗(yàn),因此除掌握工業(yè)流程題目解題方法外,還應(yīng)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有大概的認(rèn)識(shí)。
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高考考查方向
1.冶金類問(wèn)題:
高中??家苯鹇肪€兩種:冶鐵和冶Al。
(1)冶鐵:通過(guò)制造還原性氣氛(氫氣、一氧化碳等)來(lái)還原鐵的氧化物
(2)冶Al:利用兩性金屬的特點(diǎn)向原料中添加酸或者堿,在提取Al的同時(shí)除雜。
解題技巧:對(duì)于鐵等變價(jià)金屬要關(guān)注其化合價(jià),Al等兩性金屬要關(guān)注溶液酸堿度。
2.離子反應(yīng)類問(wèn)題:
常見(jiàn)考查的工業(yè)流程類問(wèn)題,目的主要為制備某類鹽類物質(zhì),常常通過(guò)沉淀的方法來(lái)獲得最終的產(chǎn)物。在此之前要經(jīng)過(guò)一步或者多步除雜。
解題技巧:熟悉除雜的方法和原理,熟悉除雜相關(guān)反應(yīng)。難點(diǎn)在于反應(yīng)方程式的書寫。
3.強(qiáng)氧化劑的制備:
這類題目特點(diǎn)鮮明,主要用于制備高中階段的強(qiáng)力氧化劑(酸性高錳酸鉀、高鐵酸鈉等)。
解題技巧:這些含高價(jià)離子的物質(zhì)在酸性溶液中有著超乎尋常的強(qiáng)氧化性,在制備的時(shí)候要選擇堿性環(huán)境。
4.電化學(xué)問(wèn)題:
電化學(xué)是一種重要反應(yīng),利用膜對(duì)離子的選擇通過(guò)性可以控制反應(yīng)的產(chǎn)物。
解題技巧:一是離子移動(dòng)方向的把握,二是電極反應(yīng)方程式的正確書寫。
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解題思路與解題步驟
1.解題思路:
(1)明確整個(gè)流程及每一部分的目的;
(2)仔細(xì)分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物;
(3)結(jié)合理論基礎(chǔ)與實(shí)際問(wèn)題思考;
(4)注意答題模式和要點(diǎn)
2.?解題步驟:
(1)粗讀試題,盡量弄懂流程圖,但不必強(qiáng)求推出每一種物質(zhì)。
(2)精讀試題:根據(jù)問(wèn)題去精心研究某一步或者某種物質(zhì)。
(3)看清所問(wèn)問(wèn)題:不能答非所問(wèn),注意科學(xué)表達(dá)。
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常見(jiàn)處理流程
1.原料預(yù)處理
2.除雜
3.產(chǎn)品分離提純
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分析流程圖的技巧
1.瀏覽全圖,確定該流程的目的:由何種原料得到何種產(chǎn)物(副產(chǎn)品),對(duì)比原料和產(chǎn)物。
2.了解流程圖外的文字描述、表格等信息、某個(gè)問(wèn)題中的提示性信息。并在分析和解題過(guò)程中隨時(shí)聯(lián)系和調(diào)用。
3.解析流程圖需要思考的問(wèn)題:
從原料到產(chǎn)品一次發(fā)生了什么反應(yīng)?利用了什么原理?每一步操作進(jìn)行到什么程度最佳?每一步操作產(chǎn)生了什么雜質(zhì)和副產(chǎn)物?雜質(zhì)和副產(chǎn)物要怎么除去?
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除雜、分離、提純類工藝流程題
本質(zhì):對(duì)混合物的除雜、分離、提純
(1)首先,找出要得到的主要物質(zhì)是什么,混有哪些雜質(zhì);
(2)然后,認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后,能與什么物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng), 生成了什么產(chǎn)物;
(3)最后,思考用什么方法才能將雜質(zhì)除去。
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物質(zhì)制備類工藝流程題
(1)確定要制備什么物質(zhì),從題干或者問(wèn)題中獲取有用信息,了解產(chǎn)品的性質(zhì)。某些具有特殊性質(zhì)的產(chǎn)品,要采取必要的措施來(lái)避免在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生其他的雜質(zhì)。如:
A、在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或者產(chǎn)物,要注意對(duì)溫度的控制;
B、如果產(chǎn)物是一種會(huì)水解的鹽,且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性算產(chǎn)生時(shí),則要加相對(duì)應(yīng)的算來(lái)防止水解。(FeCl3、AlCl3等)
C、如果產(chǎn)物是一種強(qiáng)的氧化劑或者還原劑,則要防止與他們發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)接觸。
D、如果產(chǎn)物是一種易吸收空氣中的二氧化碳和水而變質(zhì)的物質(zhì),則要注意在制備過(guò)程中除去二氧化碳和水,同時(shí)也要防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入裝置中。
E、如果題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息,則要注意對(duì)比他們的溶解度隨溫度升高而改變的情況,根據(jù)他們不同的變化,找出合適的分離方法。
(2)分析流程中的每一步驟,從幾個(gè)方面了解流程:反應(yīng)物是什么?反應(yīng)方程式是什么?該反應(yīng)造成了什么后果?對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用?
(3)從問(wèn)題中獲取信息,幫助解題。標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題,回答一定要標(biāo)準(zhǔn)化。
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原料預(yù)處理
1.溶解:對(duì)礦物通常采用酸溶,如用硫酸、鹽酸、硝酸等,有時(shí)也用堿溶。(如鋁及氧化鋁等物質(zhì))
2.研磨粉碎:增大反應(yīng)物接觸面積,以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分。
3.灼燒:如從海帶中提取碘。
4.煅燒:改變結(jié)構(gòu),使一些物質(zhì)能溶解,并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。
5.加快反應(yīng)速率方法:升高溫度、攪拌、粉碎。
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除雜
1.調(diào)PH值除雜
(1)控制溶液酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。
(2)調(diào)節(jié)PH的物質(zhì)應(yīng)該滿足的條件:?能與氫離子反應(yīng),增大溶液PH值;不引進(jìn)新雜質(zhì)。
2.試劑除雜
加入某種試劑,使雜質(zhì)離子變?yōu)槌恋沓ァ?/p>
3.加熱:
加快反應(yīng)速率或者促進(jìn)平衡朝著某個(gè)方向移動(dòng)。如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì),則要注意控制溫度。
4.降溫:
防止某種物質(zhì)高溫時(shí)溶解或者分解,使得化學(xué)平衡朝著題目要求的方向移動(dòng)。
5.萃取
用一種溶劑將物質(zhì)從另一種溶劑中提取出來(lái)。
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分離和提純
1.洗滌:洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗。
2.蒸發(fā):蒸發(fā)時(shí)遇到容易水解的物質(zhì),應(yīng)在相應(yīng)的氣流中進(jìn)行加熱。如從溶液中析出FECL3、ALCL3、MGCL2等溶質(zhì)時(shí),應(yīng)在HCL的氣流中加熱,防止其水解。
3.結(jié)晶:固體物質(zhì)從溶液中析出的過(guò)程。
4.過(guò)濾:固液分離
5.蒸餾:液液分離
6.分液:互不相容的液體間的分離
7.升華:將可直接氣化的固體分離出來(lái)。
8.鹽析:加無(wú)機(jī)鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出。
9.蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶:除去KNO3中含有的少量NACl
10.蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過(guò)濾:除去NACl中含有的少量KNO3
11.重結(jié)晶:是將晶體溶于溶劑或熔融以后,又重新從溶液或熔體中結(jié)晶的過(guò)程。重結(jié)晶可以使不純凈的物質(zhì)獲得純化,或使混合在一起的鹽類彼此分離。
12.浸出:固體加水(酸)溶解得到離子。
13.浸出率:固體溶解后,離子在溶液中含量的多少。
14.酸浸: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(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程。
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常考問(wèn)題(標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,標(biāo)準(zhǔn)化回答)
1.“浸出”步驟中,為提高XX的浸出率,可采取的措施有?
答:適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時(shí)間,加入過(guò)量XX,邊加入邊攪拌。
2.如何從溶液中得到晶體?
答:蒸發(fā)濃縮---冷卻結(jié)晶---過(guò)濾---洗滌---干燥。
3.過(guò)濾后濾液仍然渾濁的可能的操作原因?
答:玻璃棒下端靠在濾紙單層處,導(dǎo)致濾紙破損;漏斗中液面高于濾紙邊緣。
4.沉淀洗滌操作:
答:往漏斗中(如果在工業(yè)上就改為往過(guò)濾器中)加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以上操作2-3次。
5.產(chǎn)品進(jìn)一步提純的操作:
答:重結(jié)晶。
6.趁熱過(guò)濾的原因:
答:減少過(guò)濾時(shí)間、保持過(guò)濾溫度、防止XX雜質(zhì)析出。
7.水浴加熱的好處:
答:受熱均勻,溫度可控,且溫度不超過(guò)100攝氏度。
8.為什么采用減壓蒸發(fā):
答:減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度,可以防止XX分解。
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關(guān)于結(jié)晶操作的注意事項(xiàng)
1.當(dāng)溶液是單一溶質(zhì)時(shí):
(1)所得晶體不帶結(jié)晶水:蒸發(fā)、結(jié)晶
(2)所得晶體帶結(jié)晶水 :蒸發(fā)濃縮至有晶膜出現(xiàn),冷卻結(jié)晶,過(guò)濾
2.當(dāng)溶液中有兩種或以上溶質(zhì)時(shí):
(1)要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì):濃縮結(jié)晶,趁熱過(guò)濾
(2)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(guò)濾
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工業(yè)流程題中常見(jiàn)的關(guān)鍵詞
1.原材料:
礦樣(明礬石、孔雀石、蛇紋石、大理石、鋰輝石、黃銅礦、錳礦、高嶺土、燒渣),合金(含鐵廢銅),藥片(補(bǔ)血?jiǎng)Kㄎ鬯?/p>
2.灼燒(煅燒)
原料的預(yù)處理,不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成容易提取的物質(zhì)。
3.酸:溶解、去氧化物(膜)、調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解(沉淀)
4.堿:去油污、去鋁片氧化膜、溶解AL、二氧化硅,調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解(沉淀)
5.氧化劑
氧化某物質(zhì),轉(zhuǎn)化為易于被除去(沉淀)的離子氧化物
6.氧化物
調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解(沉淀)
7.控制PH值:促進(jìn)某離子水解,使其沉淀,利于過(guò)濾分離。
8.煮沸:
促進(jìn)水解,聚沉后利于過(guò)濾分離,除去溶解在溶液中的氣體。
9.趁熱過(guò)濾:減少結(jié)晶損失,提高純度。
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