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专题讲座三 无机化工生产流程题的突破策略,工艺流程题就是将化工生产中的生产流程用框图的形式表示出来,并根据物质生产流程中的有关化学知识步步设问,该类试题具有以下特点: (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:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环使用。,1原料预处理方式,2必考的反应条件,3.提纯方法,4.分离方法 (1)过滤(热滤或抽滤):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萃取溴水中的溴。 (3)蒸发结晶:提取溶解度随温度的变化而变化不大的溶质,如NaCl。 (4)冷却结晶:提取溶解度随温度的变化而变化较大的溶质、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。,典例 (2014年高考安徽卷)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质,某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:,已知:HCl的沸点是85.0 ,HF的沸点是19.5 。 (1)第步反应中无水HF的作用是_、_。反应设备不能用玻璃材质的原因是_(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的_溶液冲洗。 (2)该流程需在无水条件下进行,第步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式:_ _。 (3)第步分离采用的方法是_;第步分离尾气中的HF、HCl采用的方法是_。 (4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品w g,测得Li的物质的量为n mol,则该样品中LiPF6的物质的量为_mol(用含w、n的代数式表示)。,信息提取,解析 (1)LiF为固体,加入HF后生成溶于HF的LiHF2,所以无水HF既是与LiF反应生成LiHF2的反应物,又是溶解LiHF2的溶剂;一般酸性试剂沾到皮肤上用2%的NaHCO3溶液冲洗。 (2)PF5中的P为5价,可结合水中的OH生成H3PO4;F为1价,可结合水中的H生成HF。 (3)分离固体不溶物(LiPF6)和液体(HF)的方法是过滤;由于HF和HCl的沸点相差较大,所以应采用冷凝的方法,使HF成为液体,与气体HCl分离开来。,步骤1 快速浏览,明确实验目的 (1)阅读题目的背景材料、找出提供的原料、分析提供的条件和图表。 (2)解读操作流程、挖掘重要的操作步骤。 步骤2 仔细审读,关注有效信息 (1)关注箭头号:图1箭头表示的是反应物同时加入,图2表示反应物分步加入,图3表示循环反应。 (2)关注框内所列内容:根据实验目的,大致弄清从原料到产品的物质间的转化关系。,步骤3 对照问题,提炼关键信息 根据设问提炼出对解决问题有用的信息。有些题干中不很明了的信息可能会在问题中有所涉及而得以完善。有些信息问题涉及不到,属于无效信息,所以对题干中和流程图中不懂的信息要大胆跳过,如果解决问题需要再重新梳理。,即时训练 1某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4,其工艺流程如下: 下列推断不合理的是( ) A直接蒸干滤液得到纯净的(NH4)2SO4 B生成1 mol(NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3 CCO2可循环使用 D往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成 答案:A,2KNO3是重要的化工产品,下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤: (1)反应中,CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为12,该反应的化学方程式为_。 (2)反应需在干态、加热的条件下进行,加热的目的是_ _; 从反应所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤,趁热过滤的目的是_。,(3)检验反应所得K2SO4中是否混有KCl的方法是:取少量K2SO4样品溶解于水,_。 (4)整个流程中,可循环利用的物质除(NH4)2SO4外,还有_(填化学式)。,3(2013年高考全国新课标卷)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MnO2。,回答下列问题: (1)反应中除掉的杂质离子是_,发生反应的离子方程式为_; 在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是_。 (2)反应的反应类型为_,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有_。 (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_。 (4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2,取干燥后的滤饼11.2 g,燃烧后可得到产品8.1 g,则x等于_。,
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