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1、 化工流程问题化工流程问题 一轮复习难点分解一轮复习难点分解问题一问题一 什么是什么是工艺流程问题工艺流程问题一是从混合物中分离、提纯或除去某一种物质；一是从混合物中分离、提纯或除去某一种物质；二是利用某些物质制备另一物质。二是利用某些物质制备另一物质。化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程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。关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。目的目的三年全国三年全国2卷高考化工流程问题卷高考化工流程问题时 间时 间分类分类20132017年年2018年年

2、全国全国1卷卷全国全国2卷卷题号、分题号、分值值27、七空七空（14分）分）26、八、八空空（14分）分）27题（题（1）、（2）3空空（6分）分）26. 七空七空（15分）分）重点元素、重点元素、物质物质锌（锌（Fe(), Mn(), Ni() ）、）、工业氧化工业氧化锌锌SiCaAlMgFe、水泥、水泥硫、焦亚硫硫、焦亚硫酸钠酸钠锌（锌（Fe、Cd、Pb）、闪锌）、闪锌矿矿问题二问题二 规律规律例例1(2017全国卷全国卷，27)重铬酸钾是一种重要的化工原料，重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3，还，还含有硅

3、、铝等杂质。制备流程如图所示：含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：2 7 陶瓷在高温下会与陶瓷在高温下会与Na2CO3反应反应 Fe Al(OH)3 小小 n(4)有关物质的溶解度如图所示。向有关物质的溶解度如图所示。向“滤液滤液3”中加入适量中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却固体。冷却到到_(填标号填标号)得到的得到的K2Cr2O7固体产品最多。固体产品最多。na80b60nc40d10n步骤步骤的反应类型是的反应类型是_。d 复分解反应复分解反应 1.工业流程的主要框架是：工业流程的主要框架是：原料原料无机矿物无机矿物核心核

4、心化学反应化学反应所需所需产品产品原料预处理原料预处理除杂、净化除杂、净化反应条件的控制反应条件的控制产品的分离产品的分离提纯提纯原料的循环利用原料的循环利用排放物的无害化处理排放物的无害化处理原料原料预处理预处理分离提纯分离提纯核心反应核心反应产物产物（1）规律：）规律：“主线主产品，分支副产品，回头为循环。主线主产品，分支副产品，回头为循环。”(2)读流程图读流程图箭头箭头:箭头箭头进入进入的是投料的是投料(反应物反应物) 、出去出去的是主产物或副产物的是主产物或副产物(生生成物成物)。三线三线:出线出线和和进线进线均表示物料流向或操作流程均表示物料流向或操作流程,可逆线可逆线表示物质循表

5、示物质循环。环。2.问题设置的特点：问题设置的特点：（1）问题各自相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会）问题各自相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。影响下一个问题的解决。（2）超纲知识题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。）超纲知识题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。（3）每题中基本上都有与流程图无关的问题，可以直接根据已有）每题中基本上都有与流程图无关的问题，可以直接根据已有的知识去完成。的知识去完成。 大可不必被复杂的工艺流程题吓倒！大可不必被复杂的工艺流程题吓倒！【2007 广东21】（2）实验室进行蒸发浓缩蒸发浓缩用到的主要仪器有 、烧杯、玻

6、璃棒、酒精灯等。【2011 广东32】(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_。蒸发皿蒸发皿(5)致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和和H2O等接触，等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生看方法看方法想目的想目的减小固体的颗粒度减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接增大固体与液体或气体间的接触面积触面积,加快反应速率加快反应速率与水接触反应或溶解与水接触反应或溶解与酸接触反应或溶解与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去不溶物通

7、过过滤除去除去可燃性杂质或使原料初步转化除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质改变结构改变结构,使一些物质能溶解使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温并使一些杂质在高温下氧化、分解下氧化、分解,如煅烧高岭土如煅烧高岭土1）制备过程中）制备过程中原料预处理原料预处理的的5种常用方法种常用方法3.方法归纳方法归纳研磨研磨水浸水浸酸酸浸浸灼烧灼烧煅烧煅烧看方法看方法想目的想目的常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀根据需要升温或降温根据需要升温或降温,改变反应速率或使平改变反应速率或

8、使平衡向需要的方向移动衡向需要的方向移动改变速率改变速率,影响平衡影响平衡改变反应速率改变反应速率,控制达到平衡所需要的时控制达到平衡所需要的时间间防止某物质降温时析出防止某物质降温时析出洗去晶体表面的杂质离子洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗涤过程中的溶解损耗2）制备过程中）制备过程中控制反应条件控制反应条件的的6种方法种方法调节溶液的调节溶液的pH控制温度控制温度控制压强控制压强使用合适的使用合适的催化剂催化剂趁热过滤趁热过滤冰水洗涤冰水洗涤回答下列问题回答下列问题:(1)“酸浸酸浸”时时V2O5转化为转化为VO2+,反应的离子方程式为反应的离子方程式为

9、 ,同时同时V2O4转化成转化成VO2+。“废渣废渣1”的主要成分是的主要成分是。 (2)“氧化氧化”中欲使中欲使3 mol的的VO2+变为变为VO2+,则需要氧化剂则需要氧化剂KClO3至少为至少为mol。 (3)“中和中和”作用之一是使钒以作用之一是使钒以V4O124-形式存在于溶液中。形式存在于溶液中。“废废渣渣2”中含有中含有。 (4)“离子交换离子交换”和和“洗脱洗脱”可简单表示为可简单表示为4ROH+ V4O124- R4V4O12+4OH-(ROH为强碱性阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱。为了提高洗脱效率效率,淋洗液应该呈淋洗液应该呈(填填“酸酸”“”“碱碱”

10、或或“中中”)性。性。 V2O5+2H+ 2VO2+ +H2OSiO20.5Fe(OH)Fe(OH)3 3和和Al(OH)Al(OH)3 3碱碱(5)“流出液流出液”中阳离子最多的是中阳离子最多的是 。 (6)“沉钒沉钒”得到偏钒酸铵得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀沉淀,写出写出“煅烧煅烧”中发中发生反应的化学方程式生反应的化学方程式: 。 K K+ +2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O问题三问题三 化工流程题的设问角度化工流程题的设问角度化学反应原理化学反应原理化学原理在实际工业上是否可行（化学原理在实际工业上是否可行（ “强强”制制“弱弱”还是还是“高高”制制“低低”），涉及元素化

11、合物、氧化还），涉及元素化合物、氧化还原、反应方程式等。原、反应方程式等。如何控制成本低如何控制成本低原料的选取使用、设备的损耗等，这是原料的选取使用、设备的损耗等，这是整个过程都需考虑的问题整个过程都需考虑的问题如何提高原料的利用率如何提高原料的利用率利用好副产品、循环使用原料、利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用。能量尽可能利用。如何使生产过程要快如何使生产过程要快化学反应速率（从影响反应速率的化学反应速率（从影响反应速率的因素入手分析、解答）因素入手分析、解答）如何提高产率如何提高产率化学平衡（从影响平衡的因素入手分析、化学平衡（从影响平衡的因素入手分析、解答）解答）如何得到纯的产

12、品如何得到纯的产品产品的分离、提纯等实验基本操作问产品的分离、提纯等实验基本操作问题题环保问题环保问题反应物尽可能无毒无害无副作用，反应物尽可能无毒无害无副作用，“三废三废”的的处理，涉及绿色化学问题。处理，涉及绿色化学问题。角度即思路！角度即思路！练习练习：2016全国卷全国卷 高锰酸钾高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:回答下列问题回答下列问题: (1)原料软锰矿与氢氧化钾按原料软锰矿与氢氧化钾

13、按1 1的比例在的比例在“烘炒锅烘炒锅”中混配中混配,混配前应将软锰矿粉碎混配前应将软锰矿粉碎,其作用是其作用是。 (2)“平炉平炉”中发生反应的化学方程式为中发生反应的化学方程式为。 (3)“平炉平炉”中需要加压中需要加压,其目的是其目的是。 增增大反应物接触面积大反应物接触面积, ,加快反应速率加快反应速率, ,提高原料利用率提高原料利用率提高氧气的压强提高氧气的压强, ,加快反应速率加快反应速率, ,增加软锰矿增加软锰矿转化率转化率2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O(4)将将K2MnO4转化为转化为KMnO4的生产有两种工艺。的生产有两种工艺。“CO2歧化法歧化法”是传

14、统工艺是传统工艺,即在即在K2MnO4溶液中通入溶液中通入CO2气气体体,使体系呈中性或弱酸性使体系呈中性或弱酸性,K2MnO4发生歧化反应。反应中生发生歧化反应。反应中生成成KMnO4、MnO2和和(写化学式写化学式)。 “电解法电解法”为现代工艺为现代工艺,即电解即电解K2MnO4水溶液水溶液,电解槽中阳电解槽中阳极发生的电极反应为极发生的电极反应为,阴极逸出的气体是阴极逸出的气体是。 “电解法电解法”和和“CO2歧化法歧化法”中中,K2MnO4的理论利用率之的理论利用率之比为比为。KHCO3MnO4 2- e- = MnO4 - H23 2问题四问题四 规范答题规范答题 追求完美追求完美

15、 n1审题步骤2.规范答题，追求完美规范答题，追求完美答题模板1）除杂：除杂：除去除去中的中的2）干燥：干燥：除去除去气体中的水蒸气，防止气体中的水蒸气，防止3）增大原料浸出率增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少离子在溶液中的含量多少)的措施的措施： 搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、浓度、压强压强)，增大气液或固液接触面积。，增大气液或固液接触面积。4）加热的目的：加热的目的： 加快反应速率或促进平衡向某个方向加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物一般是有利于生成物生成的方向生成的方向)移动。移动。5）温度不高于温

16、度不高于的原因：的原因： 适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸如浓硝酸)、分、分解解(如如H2O2、NH4HCO3)、氧化、氧化(如如Na2SO3)或促进水解或促进水解(如如AlCl3)等，影响产品的生成。等，影响产品的生成。n6）从滤液中提取一般晶体从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大溶解度随温度升高而增大)的方法的方法：蒸发浓缩蒸发浓缩(至少有晶膜出现至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗热水洗、乙醇洗)、干燥。、干燥。n7）从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小从滤

17、液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤，如果温度下降，杂质蒸发浓缩、趁热过滤，如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来、洗涤、干燥。也会以晶体的形式析出来、洗涤、干燥。n8）控制某反应的）控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以避免引入新的杂质；避免引入新的杂质；pH分离时的范围确定：范围过小导致某分离时的范围确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。离子沉淀不完全，

18、范围过大导致主要离子开始沉淀。n9）减压蒸馏减压蒸馏(减压蒸发减压蒸发)的原因的原因： 减小压强，使液体沸点降低，防止减小压强，使液体沸点降低，防止(如如H2O2、浓硝酸、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。受热分解、挥发。小结小结细节决定高分！细节决定高分！谢谢大家！n10）检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：）检验溶液中离子是否沉淀完全的方法： 将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。沉淀生成，则离子沉淀完全。n11）洗涤沉淀：）洗涤沉淀： 沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下沿玻璃棒往

19、漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作后，重复操作23次。次。n12）检验沉淀是否洗涤干净的方法：）检验沉淀是否洗涤干净的方法： 取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。n13）洗涤沉淀的目的：）洗涤沉淀的目的： 除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。n14）冰水洗涤的目的：）冰水洗涤的目的： 洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。少其在洗涤过程中的溶解损耗。n15）乙醇洗涤的目的：）乙醇洗涤的目的： 降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。耗，得到较干燥的产物。n16）蒸发、反应时的气体氛围：）蒸发、反应时的气体氛围： 抑制某离子的水解，如加热蒸发抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得溶液时为获得AlCl3需需在在HCl气流中进行。气流中进行。n17）事先煮沸溶液的原因：）事先煮沸溶液的原因： 除去溶解在溶液中的除去溶解在溶液中的(如氧气如氧气)防止某物质被氧化。防止某物质被氧化。