高考化学总复习 专题讲座3 无机化工流程题的突破方法课件

专 题 讲 座 三无 机 化 工 流 程 题 的 突 破 方 法 (1)箭 头 ： 箭 头 进 入 的 是 投 料 (即 反 应 物 )、 出去 的 是 生 成 物 (包 括 主 产 物 和 副 产 物 )。 (2)三 线 ： 物 料 进 出 线 、 操 作 流 程 线 、 循 环 操作 线 。 2涉及问题 (1)原 料 的 预 处 理 。 (2)反 应 条 件 的 控 制 (温 度 、 压 强 、 催 化 剂 、原 料 配 比 、 pH、 溶 剂 等 )。 (3)反 应 原 理 (化 学 平 衡 、 水 解 平 衡 、 化 学 反应 速 率 、 反 应 热 、 电 化 学 等 )。 (4)绿 色 化 学 问 题 (物 质 循 环 利 用 、 废 物 的 处理 、 原 子 利 用 率 、 能 量 充 分 利 用 等 )。 (5)化 工 安 全 (防 爆 、 防 污 染 、 防 中 毒 等 )。 二、解题思路及方法 1解题思路 2解题方法 (1)首 尾 分 析 法 ： 对 一 些 线 型 流 程 工 艺 (从 原 料 到 产 品 为 一 条龙 的 生 产 工 序 )试 题 ， 首 先 对 比 分 析 流 程 图 中 第 一 种 物 质 (原材 料 )与 最 后 一 种 物 质 (产 品 )， 从 对 比 分 析 中 找 出 原 料 与 产品 之 间 的 关 系 ， 弄 清 生 产 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 。 (2)分 段 分 析 法 ： 对 于 用 同 样 的 原 材 料 生 产 多 种 (两 种 或 两 种以 上 )产 品 (包 括 副 产 品 )的 工 业 流 程 题 ， 用 分 段 分 析 法 更 容易 找 到 解 题 的 切 入 点 。 (3)交 叉 分 析 法 ： 有 些 化 工 生 产 选 用 多 组 原 材 料 ， 先 合 成 一种 或 几 种 中 间 产 品 ， 再 用 这 一 中 间 产 品 与 部 分 其 他 原 材 料生 产 所 需 的 主 流 产 品 ， 这 种 题 适 合 用 交 叉 分 析 法 。 就 是 将提 供 的 工 业 流 程 示 意 图 结 合 常 见 化 合 物 的 制 取 原 理 划 分 成几 条 生 产 流 水 线 ， 然 后 上 下 交 叉 分 析 。 3答题步骤 (1)从 题 干 中 获 取 有 用 信 息 ， 了 解 生 产 的 产 品 。 (2)整 体 浏 览 一 下 流 程 ， 基 本 辨 别 出 预 处 理 、 反 应 、 提 纯 、分 离 等 阶 段 。 (3)分 析 流 程 中 的 每 一 步 骤 ， 并 获 取 以 下 信 息 ： 知 道 “ 四 个 什 么 ” 。 反 应 物 是 什 么 ； 发 生 了 什 么 反 应 ； 该 反 应 造 成 了 什 么 后 果 ；对 制 造 产 品 有 什 么 作 用 。 抓 住 “ 一 个 关 键 ” 。 一 切 反 应 或 操 作 都 是 为 获 得 产 品 而 服 务 。 (4)从 问 题 中 获 取 信 息 ， 帮 助 解 题 。 4规范解答 (1)文 字 叙 述 类 的 题 目 要 规 范 解 答 ， 防 止 出 现 因 叙 述 不 严 谨导 致 的 失 分 ， 如 ： 如 何 洗 涤 沉 淀 ： 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 2 3次 。 如 何 证 明 沉 淀 完 全 ： 如 向 含 SO的 溶 液 中 加 BaCl2溶 液 ，将 沉 淀 静 置 ， 取 上 层 清 液 ， 再 加 BaCl2溶 液 ， 若 无 白 色 沉 淀生 成 ， 说 明 沉 淀 完 全 。 如 何 从 溶 液 中 得 到 晶 体 ： 蒸 发 浓 缩冷 却 结 晶过 滤洗涤干 燥 。 在 写 某 一 步 骤 是 为 了 除 杂 时 ， 应 该 注 明 “ 是 为 了 除 去 XX杂 质 ” ， 只 写 “ 除 杂 ” 等 一 类 万 能 式 的 回 答 是 不 正 确 的 。 (2)认 真 审 题 ， 不 要 因 审 题 不 细 致 而 失 分 ， 如 ： 填 “ 化 学 方 程 式 ” 还 是 “ 离 子 方 程 式 ” 。 填 “ 名 称 ” “ 符 号 ” 还 是 “ 代 号 ” “ 序 号 ”等 。 填 “ 大 于 ” 还 是 “ ”， “ 增 大 ” 还 是 “ 变大 ” 等 。 填 “ 化 学 式 ” “ 分 子 式 ” “ 结 构 式 ” “ 结构 简 式 ” “ 最 简 式 ” 还 是 “ 电 子 式 ” 等 。 书 写 化 学 方 程 式 时 要 注 意 配 平 、 注 明 反 应条 件 以 及 “ ”“=”“”“”等 。 三、答题的必备知识 1对原料进行预处理的常用方法及其作用 (1)研 磨减 小 固 体 的 颗 粒 度 ， 增 大 固 体 与 液 体 或 气 体 间 的接 触 面 积 ， 加 快 反 应 速 率 。 (2)水 浸与 水 接 触 反 应 或 溶 解 。 (3)酸 浸与 酸 接 触 反 应 或 溶 解 ， 使 可 溶 性 金 属 离 子 进 入 溶液 ， 不 溶 物 通 过 过 滤 除 去 。 (4)灼 烧除 去 可 燃 性 杂 质 或 使 原 料 初 步 转 化 ， 如 从 海 带 中提 取 碘 时 的 灼 烧 就 是 为 了 除 去 可 燃 性 杂 质 。 (5)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 。 2常用的控制反应条件的方法 (1)调 节 溶 液 的 pH。 常 用 于 使 某 些 金 属 离 子 形 成 氢 氧 化 物 沉淀 。 调 节 pH所 需 的 物 质 一 般 应 满 足 两 点 ： 能 与 H 反 应 ， 使 溶 液 pH增 大 ； 不 引 入 新 杂 质 。 例 如 ： 若 要 除 去 Cu2 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， 不 可 加入 NaOH溶 液 、 氨 水 等 。 (2)控 制 温 度 。 根 据 需 要 升 温 或 降 温 ， 改 变 反 应 速 率 或 使 平衡 向 需 要 的 方 向 移 动 。 (3)控 制 压 强 。 改 变 速 率 ， 影 响 平 衡 。 (4)使 用 正 催 化 剂 。 加 快 反 应 速 率 ， 缩 短 达 到平 衡 需 要 的 时 间 。 (5)趁 热 过 滤 。 防 止 某 些 物 质 降 温 时 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 。 3明确常用的提纯方法 (1)水 溶 法 ： 除 去 可 溶 性 杂 质 。 (2)酸 溶 法 ： 除 去 碱 性 杂 质 。 (3)碱 溶 法 ： 除 去 酸 性 杂 质 。 (4)氧 化 剂 或 还 原 剂 法 ： 除 去 还 原 性 或 氧 化 性 杂 质 。 (5)加 热 灼 烧 法 ： 除 去 受 热 易 分 解 或 易 挥 发 的 杂 质 。 (6)调 节 溶 液 的 pH法 ： 如 除 去 酸 性 含 铜 溶 液 中 的 Fe3 等 。 4明确常用的分离方法 (1)过 滤 ： 分 离 难 溶 物 和 易 溶 物 ， 根 据 特 殊 需 要 采 用 趁 热 过 滤 或 者 抽 滤 等 方 法 。 (2)萃 取 和 分 液 ： 利 用 溶 质 在 互 不 相 溶 的 溶 剂 里 的 溶 解 度 不 同 提 取 分 离 物 质 ， 如用 CCl4或 苯 萃 取 溴 水 中 的 溴 。 (3)蒸 发 结 晶 ： 提 取 溶 解 度 随 温 度 变 化 不 大 的 溶 质 ， 如 NaCl。 (4)冷 却 结 晶 ： 提 取 溶 解 度 随 温 度 变 化 较 大 的 溶 质 、 易 水 解 的 溶 质 或 结 晶 水 合 物 ，如 KNO3、 FeCl3、 CuCl2、 CuSO45H2O、 FeSO47H2O等 。 (5)蒸 馏 或 分 馏 ： 分 离 沸 点 不 同 且 互 溶 的 液 体 混 合 物 ， 如 分 离 乙 醇 和 甘 油 。 (6)冷 却 法 ： 利 用 气 体 易 液 化 的 特 点 分 离 气 体 ， 如 合 成 氨 工 业 采 用 冷 却 法 分 离 氨气 与 氮 气 、 氢 气 。 5物质分离、提纯的原则 (1)不 增 ： 不 引 入 新 的 杂 质 。 (2)不 减 ： 不 减 少 被 提 纯 物 。 (3)易 分 离 ： 被 提 纯 物 与 杂 质 容 易 分 离 。 (4)易 复 原 ： 被 提 纯 的 物 质 易 恢 复 原 来 的 组 成 状 态 。 6物质分离、提纯注意事项 (1)除 杂 试 剂 需 过 量 。 (2)过 量 试 剂 需 除 去 。 (3)除 去 多 种 杂 质 时 要 考 虑 加 入 试 剂 的 顺 序 。 (4)选 择 最 佳 除 杂 途 径 。 (1)“ 除 杂 ” 环 节 中 ， 先 加 入 _溶 液 ， 经 搅 拌 等 操 作 后 ， 过 滤 ，再 加 入 _溶 液 调 滤 液 pH至 中 性 。 (2)不 同 温 度 下 ， K 的 浸 出 浓 度 与 溶 浸 时 间 的 关 系 如 图 所 示 。 由 图 可 知 ，随 着 温 度 升 高 ， _， _。K 2CO 3 H 2SO 4 反 应 的 速 率 加 快 ， 平 衡 时 溶 浸 时 间 短 在 同 一 时 间 K 的 浸 出 浓 度 大 1.75 104 回 答 下 列 问 题 ： (1)步 骤 中 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ： 4FeOCr2O38Na2CO3 7O2=8Na2CrO4 2Fe2O3 8CO2， 在 常 温 下该 反 应 速 率 极 慢 ， 下 列 措 施 中 能 使 反 应 速 率 增 大 的 是_。 (填 字 母 ) A 将 原 料 粉 碎 B 增 加 纯 碱 的 用 量 C 升 高 温 度 (2)步 骤 需 将 溶 液 的 pH调 至 7 8， 并 煮 沸 ， 其 目 的 是_。 (3)步 骤 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为_。AC (4)利 用 下 面 的 复 分 解 反 应 ， 将 红 矾 钠 与 KCl固 体 按 1 2物质 的 量 之 比 混 合 溶 于 水 后 经 适 当 操 作 可 得 到 K2Cr2O7晶 体 ：Na2Cr2O7 2KCl=K2Cr2O7 2NaCl(已 知 ： 温 度 对 氯 化 钠的 溶 解 度 影 响 很 小 ， 对 重 铬 酸 钾 的 溶 解 度 影 响 较 大 )。 基 本实 验 步 骤 为 ： 溶 解 ； _； _； 冷 却 、结 晶 ， 再 过 滤 得 K2Cr2O7晶 体 。 其 中 应 在 _(填“ 高 温 ” 或 “ 低 温 ” )条 件 下 进 行 。 蒸 发 过 滤 高 温 解析：(1)将原料粉碎，即增大反应物的接触面积，可加快反应速率，由于纯碱是固体，固体用量的多少不影响化学反应速率，升高温度可加快反应速率。 (2)由于题中明确指出铬铁矿中含有少量铝的氧化物，故后续操作必须除去铝，要注意的是本题不能回答除铁，原因是步骤中反应已生成Fe2O3。(4)由于进行冷却、结晶，故为趁热过滤。