化学工艺流程题解题思路指导

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,化学工艺流程题解题思路指导,衡东五中 高三化学备课组,1.删去“化学与技术”模块，主要因为化学与技术题型考查与工艺流程题重复，在考查方式、考点设置、试题结构上有很大的重复性。,2.工艺流程题注重联系生产生活，彰显学科价值。试题突出以学生的生活经验和社会实际为背景材料，化工流程图题是一种命题趋势。,由此看来，2017年高考工艺流程图试题,势在必考,！,今年考试大纲选做题中删去了“化学与技术”模块，是要强化必做题中的工艺流程题还是弱化它？,化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。,它以现代工业生产为依托，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。,例题：某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO,3，,MgSiO,3，,CaMg(CO,3,),2，,Al,2,O,3,和Fe,2,O,3,等，回收其中镁的工艺流程如下：,部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表。,（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有,（写两条）,（2）滤渣I的主要成分有,。,（3）从滤液中可回收利用的主要物质有,。,1,，题头,:,介绍原材料。（矿石,/,废料,/,海水）,2,，题干,:,用框图形式将主要产工艺流程表示出来。,3,，题尾：设问,一，无机工业流程图的构成特点,主产品,副产品,原料,二、,设问特点,1,，以点的形式设问。,即不需要理清工业生成流程图的主线即可以答题。,2,，以线的形式设问。,即必须先理解工业生产流程图主线与核心部分才能答题。,（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有,（写两条）,（2）滤渣I的主要成分有,。,三、工业流程图主线与核心,原料预处理,产品分离提纯,反应条件控制,四、化学工艺流程题的设问角度,成本,产率,环保,安全,1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有,（两条）,例题：某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO,3，,MgSiO,3，,CaMg(CO,3,),2，,Al,2,O,3,和Fe,2,O,3,等，回收其中镁的工艺流程如下：,（一）原料预处理的解题思路,思考方向：让更多的镁的化合物能与硫酸反应。即反应时间、反应速率,原料预处理的常用方法总结,研磨,增大反应物接触面积，加快反应速率。,水浸,与水反应或溶解，使原料变成可溶性离子。,酸浸,碱浸,与酸（碱）接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶性物质过滤分离。,灼烧,煅烧,改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质,在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。,除去可燃性杂质或使原料初步转化。,粉碎,（,2015,石家庄二模）稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管（,CRT,）荧光粉中提取稀土元素钇（,Y,）的工艺流程如下：,已知：,废弃,CRT,荧光粉的化学组成（某些不参与反应的杂质未列出）：,（,1,）步骤,I,中进行原料预处理的目的为,_,。,除去,ZnO,和,Al,2,O,3,降低后续除杂困难,（二）常用的控制中心反应的条件,（,2009,江苏卷,16,）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：,（,3,）反应,需控制反应温度低于,35,，其目的是,_,。,防止,NH,4,HCO,3,分解,（或减少,Fe,2+,的水解）,反应速率,物质的溶解度,物质的热分解与挥发,弱离子的水解（平衡）,例题,3,：某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO,3，,MgSiO,3，,CaMg(CO,3,),2，,Al,2,O,3,和Fe,2,O,3,等，回收其中镁的工艺流程如下：,部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表。,（2）滤渣I的主要成分有,。,金属离子的沉淀或溶解,(1)调节溶液的pH。,能与H,反应，使溶液pH变大，便于沉淀某些金属离子。（不引入新杂质）,例如若要除去Cu,2,中混有的Fe,3,，最好加入CuO、Cu(OH),2,或Cu,2,(OH),2,CO,3,等物质来调节溶液的pH。,(2)控制温度。,考虑因素：反应速率；物质溶解度，热稳定性和挥发性；平衡移动方向,(3)控制压强,。改变速率，影响平衡移动方向。,(4)使用合适的催化剂。,加快反应速率，提高生产效率。,工艺流程常用的控制反应条件的方法总结,（,2010,江苏卷,16,）,钡盐行业生产中排出大量的钡泥,主要含有,BaCO,3,、,BaSiO,3,、,BaSO,3,、,Ba(FeO,2,),2,等,。某主要生产,BaCl,2,、,BaCO,3,、,BaSO,4,的化工厂利用钡泥制取,Ba(NO,3,),2,，其部分工艺流程如下：,（,2,）酸溶时通常控制反应温度不超过,70,，且不使用浓硝酸，原因是,_,、,_,。,防止反应速率过快；,HNO,3,易分解,挥发,练一练：某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO,3，,MgSiO,3，,CaMg(CO,3,),2，,Al,2,O,3,和Fe,2,O,3,等，回收其中镁的工艺流程如下：,部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表。,（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有,（写两条）,（2）滤渣I的主要成分有,。,（3）从滤液中可回收利用的主要物质有,。,适当提高反应温度、增加硫酸的浓度,Fe(OH),3,、Al(OH),3,Na,2,SO,4,（三）核心反应,陌生方程式的书写,氧化还原反应：,熟练应用氧化还原规律判断产物形式配平,非氧化还原反应：,结合物质性质和反应酸碱环境判断产物形式,（,2013,年全国新课标卷,I,）,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（,LiCoO,2,），导电剂乙炔黑和铝箔等。,（,4,）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式,_,。,CoSO,4,+2NH,4,HCO,3,=CoCO,3,+(NH,4,),2,SO,4,+H,2,O+CO,2,（）,全省,38.3%,考生这样作答：,CoSO,4,+NH,4,HCO,3,=CoCO,3,+NH,4,HSO,4,（,）,反应实际,（,2013,福建卷）,二氧化氯（,ClO,2,）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。,（,1,）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产,ClO,2,方法。,该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（,NaClO,3,）与盐酸反应生成,ClO,2,。,发生器中生成,ClO,2,的化学方程式为,_,。,Cl,2,HCl,2NaClO,3,+4HCl=2ClO,2,+Cl,2,+2NaCl+2H,2,O,NaCl,NaClO,3,氧化还原规律,（四）产品的分离提纯,过滤、结晶、蒸馏、萃取分液,过滤：,趁热过滤,考虑溶解度,沉淀的洗涤,水（冰水、热水）、,有机物（如乙醇、乙醚）,（主要考虑溶解度）,降低因溶质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。,沉淀的洗涤方法,加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，,让水自然流下，重复,23,次。,检验沉淀是否洗净的方法,分析清楚溶液中的成分,（,2013,年全国新课标卷,II,）,27,氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌,(,含有,Fe(),、,Mn(),、,Ni(),等杂质,),的流程如下：,提示：在本实验条件下，,Ni(),不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是,MnO,2,。,（,3,）反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是,取少量水洗液于试管中，滴入,12,滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净。,结晶：,蒸发结晶,蒸发浓缩、冷却结晶,NaCl,思考：分离,NaCl,和,KNO,3,的固体混合物方法及具体操作,提取溶解度随温度变化较大的溶质,易水解的溶质,结晶水合物,搅拌溶解、蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶,重结晶,（五）基本化工理念,生产实际,产率高、速率快,产品纯度高,成本低、循环利用,无污染,一、效率意识,二、成本意识,三、环境意识,会产生有毒气体，造成大气污染，,污染：,废渣、,废液（酸、碱、重金属盐）、,废气（,Cl,2,、,Br,2,、硫和氮的氧化物）,很多学生答不出，没有环保的意识。,在上述新工艺中，若用,”,盐酸与硝酸的混酸,“,代替“盐酸，”,原工艺中“”直接溶解含钴废料，其缺点除了会混入硝酸盐，还有？,CoCl,2,6H,2,O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl,2,6H,2,O的一种新工艺流程如下图：,已知：,钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl,2,H,2,循环利用：,箭头指回为循环,（实质就是降低成本）,（,2013,福建卷）,循环利用的物质有,_,NaCl,、,Cl,2,解题时首先要粗读试题,尽量弄懂流程图。,要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物,(,投料,),箭头出去的是生成物,(,产物、副产物,),返回的箭头一般是“循环利用”的物质,图中一般会出现超纲知识,要读懂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。所以一定要关注题目的每一个字眼,但不必要将每一个物质都推出,问什么推什么。,其次要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有联带效应,即前一问不能回答没关系,不影响后面回答问题。,遇到做不出来的问题要及时放弃,以免影响其他问题的作答。,最后,作答时一定要看清所提问题,不能答非所问,看清楚是写化学方程式还是离子方程式,注意配平,注意语言表达的科学性。,解题思路和技巧总结,已知,K,sp,Fe(OH),3,4.010,38,。,回答下列问题：,(1),浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有,(,写两种,),：,_,。,(,2),氧化时，加入,KMnO,4,溶液是为了除去浸出液中的,Fe,2,和,Mn,2,(,溶液中,Mn,全部转化为,MnO,2,),，,请配平下列除去,Fe,2,的离子方程式,：,MnO,4,-,Fe,2,_=,MnO,2,Fe(OH),3,H,(3),加入锌粉的目的是,_,_,。,(4),已知,H,2,SO,4,浸出液中,，,c,(Fe,2,),5.04 mgL,1,、,c,(Mn,2,),1.65 mgL,1,。,加入,KMnO,4,溶液反应一段时间后,，,溶液中,c,(Fe,3,),0.56 mgL,1,，,若溶液,pH,3,，,则此时,Fe,3,_,_(,填“能”或“不能”,),生成沉淀。,练习：高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌,(,含,Fe,2,、,Mn,2,、,Cu,2,、,Ni,2,、,Cd,2,等,),为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下,：,附,常见的操作与答题,