1、化学工艺流程 2020年高考化学专题复习课件 一化学工艺流程题的特点一化学工艺流程题的特点 一是试题源于生产实际,以解决化学实际问题为线索进行设一是试题源于生产实际,以解决化学实际问题为线索进行设 问,使问题情境真实。二是试题内容丰富,涉及化学基础知识的问,使问题情境真实。二是试题内容丰富,涉及化学基础知识的 方方面面,能考查考生对化学知识的掌握和应用情况,同时考查方方面面,能考查考生对化学知识的掌握和应用情况,同时考查 考生解决化工生产中的相关问题的迁移推理能力。三是试题新颖,考生解决化工生产中的相关问题的迁移推理能力。三是试题新颖, 阅读量、思维含量较大,考查考生的资料收集、处理能力。阅读
2、量、思维含量较大,考查考生的资料收集、处理能力。 该类试题常涉及的知识点有:该类试题常涉及的知识点有: (1)氧化还原反应的判断。氧化还原反应的判断。 (2)化学方程式或离子方程式的书写。化学方程式或离子方程式的书写。 (3)化学反应速率和化学平衡理论的应用。化学反应速率和化学平衡理论的应用。 (4)化学反应中的能量变化。化学反应中的能量变化。 (5)与化学实验相结合的实验操作,如除杂、分离、提纯、检验等。与化学实验相结合的实验操作,如除杂、分离、提纯、检验等。 (6)环境保护与绿色化学。环境保护与绿色化学。 水浸:与水接触反应或溶解。水浸:与水接触反应或溶解。 浸出:固体加水浸出
3、:固体加水(酸酸)溶解得到离子。溶解得到离子。 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(更多转化更多转化)。 酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通 过过滤除去的溶解过程。过过滤除去的溶解过程。 灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一 些杂质高温下氧化、分解。些杂质高温下氧化、分解。 二熟悉工业流程常见的操作与名词二熟悉工业流程常见的操作与名词 (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词:原料处理阶段的
4、常见考点与常见名词: 加快反应速率。加快反应速率。 溶解:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。溶解:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。 例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示如下表所示 9.8 8.3 Mn(OH)2 9.6 7.6 Fe(OH)2 3.7 2.7 Fe(OH)3 沉淀完全沉淀完全 开始沉淀开始沉淀 物质物质 如要除去如要除去Mn2 溶液中含有的 溶液中含有的Fe2 ,应该先用氧化剂 ,应该先用氧化剂 把把Fe2 氧化为 氧化为Fe3 ,再调溶液的 ,再调溶液的pH到到 3.7。 (2)分离提纯阶段的常见考点:分离提
5、纯阶段的常见考点: 调调pH除杂:除杂: a控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 b调节调节pH所需的物质一般应满足两点:所需的物质一般应满足两点: 能与能与H 反应,使溶液 反应,使溶液pH增大;不引入新杂质。增大;不引入新杂质。 例如:若要除去例如:若要除去Cu2 溶液中混有的 溶液中混有的Fe3 ,可加入 ,可加入CuO、 Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的等物质来调节溶液的pH。 调调pH值的目的:促进或抑制水解值的目的:促进或抑制水解 调调pH值的方法:加酸性或碱性物质(未必是酸和碱),注意值的
6、方法:加酸性或碱性物质(未必是酸和碱),注意 不能引入杂质离子(产品中没有的)不能引入杂质离子(产品中没有的) pH值的控制范围:一种物质完全沉淀点,与另一种物质完全值的控制范围:一种物质完全沉淀点,与另一种物质完全 不沉淀点不沉淀点 试剂除杂。试剂除杂。 加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。如果在加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。如果在 制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度 的控制。如的控制。如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、 HNO3(浓浓)等物质。等物质。 降
7、温:防止某物质在高温时会溶解降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解或分解)、使、使 化学平衡向着题目要求的方向移动。化学平衡向着题目要求的方向移动。 萃取。萃取。 (3)获得产品阶段的常见考点:获得产品阶段的常见考点: 洗涤洗涤(冰水、热水冰水、热水):洗去晶体表面的杂质离子,:洗去晶体表面的杂质离子, 并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 蒸发加热时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析蒸发加热时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析 出出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在等溶质时,应在HCl的气氛中加的气氛中加 热,以防其水解。热,以防其水解。 蒸发浓缩、
8、冷却结晶:如除去蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO3中的少量中的少量 NaCl。 (4)过滤)过滤 、如何检验沉淀已完全?如何检验沉淀已完全? 、判断沉淀已洗净的方法、判断沉淀已洗净的方法 、趁热过滤趁热过滤 两种溶质,一种在较高温度时溶解度小,易析出;一种溶解两种溶质,一种在较高温度时溶解度小,易析出;一种溶解 度大,不易析出。度大,不易析出。 目标要得到溶解度大的物质:防止温度降低,析出溶质晶体,造成物质损目标要得到溶解度大的物质:防止温度降低,析出溶质晶体,造成物质损 失,提高产率失,提高产率 目标要除去溶解度小的物质:除去滤渣,防止滤液中溶质析出目标要除去溶解度
9、小的物质:除去滤渣,防止滤液中溶质析出 、用有机溶剂洗涤晶体:除去晶体表面水分,减少溶解损耗有机物易、用有机溶剂洗涤晶体:除去晶体表面水分,减少溶解损耗有机物易 挥发,便于干燥挥发,便于干燥 (3)反应条件的选择)反应条件的选择 、试剂用量控制、试剂用量控制 控制流速:控制用量,从而控制产物种类、反应产生的热量。控制流速:控制用量,从而控制产物种类、反应产生的热量。 反应温度选择反应温度选择 水浴加热的优点:受热均匀,便于控制温度。水浴加热的优点:受热均匀,便于控制温度。 控制一定温度的目的:控制一定温度的目的:a.加快反应速率加快反应速率 b.防止温度过高,物防止温度
10、过高,物 质挥发、分解质挥发、分解 易挥发物质:浓盐酸、浓硝酸、有机物。易挥发物质:浓盐酸、浓硝酸、有机物。 易分解物质:易分解物质:H2O2、硝酸、硝酸、KMnO4、NH4Cl、难溶的碱、难溶的碱 (Mg(OH)2,Fe(OH)3,等等),次氯酸,次氯酸 结晶的方法结晶的方法 : 蒸发浓缩、冷却结晶:如除去蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO3中的少量中的少量 NaCl。 蒸发结晶、趁热过滤:如除去蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量中的少量KNO3。 工艺流程的优缺点评价工艺流程的优缺点评价 循环利用,节约成本循环利用,节约成本 能循环利用的物质的
11、判断:闭合回能循环利用的物质的判断:闭合回 路,有进有出路,有进有出 原料价格低廉原料价格低廉 .原子利用率高,绿色化学原子利用率高,绿色化学 ,没有污染,没有,没有污染,没有 有毒有害物质产生有毒有害物质产生 知识点一知识点一 工业制备硫酸工业制备硫酸 1. 合成硫酸的三种原料:合成硫酸的三种原料: 、 、 。 2. 三个反应三个反应 (1)造气:造气: H297 kJ mol 1 或或
12、 H3412 kJ mol 1。 。 硫黄硫黄(或黄铁矿或黄铁矿) 水水 空气空气 S(s)O2(g)=SO2(g) 4FeS2(s)11O2(g)=2Fe2O3(s)8SO2(g) 三。知识贮备三。知识贮备 1熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下) (2)接触氧化:接触氧化: H 196.6 kJ mol 1。 。 (3)三氧化硫的吸收:三氧化硫的吸收:
13、 。 3. 三个主要设备:三个主要设备: 、 、 。 2SO2(g)O2(g)催化剂 催化剂 2SO3(g) SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l) H130.0 kJ mol 1 沸腾炉沸腾炉 吸收塔吸收塔 接触室接触室 4. 三个反应条件三个反应条件 (1)温度:根据平衡移动原理,应在低温下进行,但低温时温度:根据平衡移动原理,应在低温下进行,但低温时 催化剂的活性不高,反应速率低,实际生产中采用催化剂的活性不高,反应速率低,实际生产中采用 的温度。的温度。
14、 (2)常压:根据平衡移动原理,应在高压下进行,但增大压常压:根据平衡移动原理,应在高压下进行,但增大压 强对强对SO2的转化率提高不大,且加压会增大成本和能量消耗,的转化率提高不大,且加压会增大成本和能量消耗, 而常压下的转化率已很高,实际生产采用常压操作。而常压下的转化率已很高,实际生产采用常压操作。 (3)适当适当 的空气:目的是提高的空气:目的是提高SO2的转化率。的转化率。 400500 过量过量 5. “三废三废”处理和能量综合利用处理和能量综合利用 (1)“三废三废”处理方法处理方法 尾气吸收:尾气吸收: &nbs
15、p; CaSO3H2SO4=CaSO4SO2H2O 废水处理:根据杂质性质的不同,采用不同的化学方废水处理:根据杂质性质的不同,采用不同的化学方 法,如酸碱中和法、重金属离子沉淀法。法,如酸碱中和法、重金属离子沉淀法。 废渣利用:制砖或制造水泥,提炼贵重有色金属。废渣利用:制砖或制造水泥,提炼贵重有色金属。 (2)能量的充分利用能量的充分利用 SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O 硫酸生产中的反应热可用于预热反应物,满足自身能量的硫酸生产中的反应热可用于预热反应物,满足自身能量的 需要,还可以由硫酸厂向外界输出大量能需要,还可以由硫酸厂向外界输出大量能
16、量量(供热发电供热发电)。 特别提醒特别提醒 (1)注意硫酸工业生产中的五个注意硫酸工业生产中的五个“三三”:“三三 原料原料”、“三反应三反应”、“三设备三设备”、“三条件三条件”、“三废三废”。 (2)SO3与水反应放出大量的热,用水吸收会形成酸雾,与水反应放出大量的热,用水吸收会形成酸雾,SO3 的吸收不充分,故用的吸收不充分,故用98.3%的浓的浓H2SO4吸收吸收SO3而不用水吸收。而不用水吸收。 (3)SO2、O2的混合气体在进入接触室之前要经过除尘、除的混合气体在进入接触室之前要经过除尘、除 杂,以防止催化剂中毒。杂,以防止催化剂中毒。 (4)注意结合化学反应速率、化学平衡理论解
17、决实际工业操注意结合化学反应速率、化学平衡理论解决实际工业操 作。作。 知识点二知识点二 合成氨合成氨 1. 合成氨的反应原理合成氨的反应原理 (1)反应原理反应原理 方程式:方程式: 。 (2)工业化生产的条件工业化生产的条件 温度:温度: ;压强:;压强: ;催;催 化剂:化剂: 。 N23H2 催化剂催化剂 高温高压高温高压2NH3 以铁为主的催化剂以铁为主的催化剂 400500 10 MPa30 MPa 2. 合成氨的基
18、本生产过程合成氨的基本生产过程 (1)制备合成氨的原料气制备合成氨的原料气 氮气氮气 a. 将空气将空气 后后 获得氮气;获得氮气; b. 将空气中的将空气中的 与与 作用生成作用生成 ,再除,再除 去去 得到氮气。得到氮气。 液化液化 蒸发分离出氧气蒸发分离出氧气 氧气氧气 二氧化碳二氧化碳 二氧化碳二氧化碳 碳碳 氢气氢气 a. 水蒸气通过赤热的煤水蒸气通过赤热的煤(或焦炭或焦炭)层,化学方程式为层,化学方程式为 。 b. 甲烷与水蒸气在催化剂作
19、用下反应,化学方程式为甲烷与水蒸气在催化剂作用下反应,化学方程式为 CH2O= COH2 CH4H2O催化剂 催化剂 加热加热 CO3H2;CH42H2O催化剂 催化剂 加热加热 CO24H2 (2)原料气的净化原料气的净化 为防止催化剂中毒,需对原料气净化:为防止催化剂中毒,需对原料气净化: 吸收吸收H2S: 。 除去除去CO: , 。 精制原料气:用精制原料气:用 、 和和 配制成的溶液来吸
20、配制成的溶液来吸 收收 、 、 、 等少量有害气体。等少量有害气体。 NH3 H2OH2S=NH4HSH2O COH2O催化剂 催化剂 加热加热 CO2H2 K2CO3CO2H2O=2KHCO3 H2S 醋酸醋酸 铜铜 氨氨 CO CO2 O2 (3)氨的合成与分离氨的合成与分离 3. 合成氨工业的发展合成氨工业的发展 (1)原料及原料气的净化;原料及原料气的净化; (2)催化剂的改进;催化剂的改进; (3)环境保护。环境保护。 废渣:用作废渣:用作 。 废气:主要是废气:主要是 和和
21、 等有害气体。等有害气体。 废液:主要是含废液:主要是含 和含和含 的污水。的污水。 建材和肥料的原料建材和肥料的原料 CO2 H2S 氰化物氰化物 氨氨 特别提醒特别提醒 (1)CO2虽是无毒、无害的物质,但随着人们虽是无毒、无害的物质,但随着人们 对其可能产生温室效应的关注,减少对其可能产生温室效应的关注,减少CO2的排放逐渐受到重的排放逐渐受到重 视。视。 (2)使用催化剂不影响氨的产率,但能提高合成氨的效率。使用催化剂不影响氨的产率,但能提高合成氨的效率。 催化剂对反应有选择性,容易误认为一定的催化剂对所有反应
22、催化剂对反应有选择性,容易误认为一定的催化剂对所有反应 都有催化作用。都有催化作用。 (3)温度的选择,兼顾三个方面:反应速率、氨的产率、催温度的选择,兼顾三个方面:反应速率、氨的产率、催 化剂活性。化剂活性。 知识点三知识点三 纯碱的生产纯碱的生产 1. 氨碱法生产纯碱氨碱法生产纯碱 氨碱法也称氨碱法也称 ,其原料是:,其原料是: 、 和和 。 (1)生成碳酸氢钠和氯化铵生成碳酸氢钠和氯化铵 将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中,可得到碳酸氢钠将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中,可得到碳酸氢
23、钠 和氯化铵。和氯化铵。 索尔维制碱法索尔维制碱法 食盐食盐 氨氨 二氧化碳二氧化碳 方程式为方程式为 ; 。 (2)制取碳酸钠制取碳酸钠 将析出的将析出的NaHCO3晶体煅烧。晶体煅烧。 方程式方程式 。 母液中的母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨,以便循环使用。加消石灰可回收氨,以便循环使用。 方程式为方程式为 。 NH3CO2H2O=NH4HCO3 NaCl
24、NH4HCO3=NaHCO3NH4Cl 2NaHCO3= Na2CO3CO2H2O 2NH4ClCa(OH)2= CaCl22NH32H2O (3)评价评价 氨碱法的优点:原料便宜易得、产品氨碱法的优点:原料便宜易得、产品 、 可以循环使用、制作步骤简单。可以循环使用、制作步骤简单。 氨碱法的缺点:氨碱法的缺点: 的利用率低,只有的利用率低,只有70%,其余的,其余的 30%留在母液中;产生了当时认为无用的氯化钙。留在母液中;产生了当时认为无用的氯化钙。 2. 联合制碱法联合制碱法 (1)侯氏制碱法侯氏制碱法 侯德榜将侯德榜将
25、 与与 联合生产,称为联合制联合生产,称为联合制 碱法,也称侯氏制碱法。碱法,也称侯氏制碱法。 氨和部分二氧化碳氨和部分二氧化碳 纯度高纯度高 食盐食盐 合成氨合成氨 氨碱法氨碱法 (2)优点优点 生产过程中所需生产过程中所需 由合成氨厂提供。由合成氨厂提供。 从滤出从滤出NaHCO3的母液中可回收的母液中可回收 。 NaCl的利用率提高到的利用率提高到 以上。以上。 NH3和和CO2 NH4Cl 96% 特别提醒特别提醒 (1)CO2在水中溶解度较小,在水中溶解度较小
26、,NH3在水中的溶解在水中的溶解 度较大,只有先通度较大,只有先通NH3,后通,后通CO2,才能得到足够的,才能得到足够的HCO3 , , 从而生成从而生成NaHCO3晶体析出。晶体析出。 (2)制纯碱原理:利用制纯碱原理:利用NaHCO3的溶解度比的溶解度比NH4Cl、NaCl、 Na2CO3、NH4HCO3小。小。 (3)联合制碱法采用循环法并且得到副产品联合制碱法采用循环法并且得到副产品NH4Cl。 知识点四知识点四 氯碱工业氯碱工业 离子交换膜法电解食盐水:离子交换膜法电解食盐水: 1. 设备设备 离子交换膜电解槽。离子交换膜只允许阳离子通过。离子交换膜电解槽。离子交换膜只
27、允许阳离子通过。 2. 原理原理 2NaCl2H2O= 通电通电 2NaOHH2Cl2。 3. 工艺流程工艺流程 粗盐水粗盐水 沉淀剂沉淀剂过滤 过滤 加适量稀盐酸加适量稀盐酸 精盐精盐 水。水。 在进入电解槽前需通过阳离子交换塔进一步除去在进入电解槽前需通过阳离子交换塔进一步除去 等离子,以防破坏离子交换膜。等离子,以防破坏离子交换膜。 离子交换树脂离子交换树脂 Ca2 、 、Mg2 4. 粗盐的精制粗盐的精制 (1)目的:除去泥沙,使目的:除去泥沙,使Ca2 、 、Mg2 、 、Fe3 、 、SO
28、42 等离子 等离子 的含量达到要求。的含量达到要求。 (2)原因:原因: 等会在碱溶液中形成沉淀,破坏等会在碱溶液中形成沉淀,破坏 离子交换膜,离子交换膜, 会引起杂质。会引起杂质。 (3)试剂:试剂: 。 用用BaCl2除去除去SO42 ,用 ,用Ca(OH)2除去除去Mg2 、 、Fe3 ,用 ,用 Na2CO3除去除去Ba2 及 及Ca2 ,所加沉淀剂需稍过量。 ,所加沉淀剂需稍过量。 Ca2 、 、Mg2 泥沙及泥沙及SO42 BaCl2、
29、Ca(OH)2、Na2CO3、稀盐酸、稀盐酸 试剂的加入顺序:纯碱须加在钡试剂后,稀盐酸加在过滤试剂的加入顺序:纯碱须加在钡试剂后,稀盐酸加在过滤 后。后。 (4)有关反应的离子方程式有关反应的离子方程式 Ba2 SO42 =BaSO 4 , Mg2 2OH =Mg(OH) 2 , Fe3 3OH =Fe(OH) 3 , Ca2 CO32 =CaCO 3 , Ba2 CO32 =BaCO 3 , CO32 2H =H 2O CO2。 5. 产品产品 (1)阳极室产品:阳极室产品: ,补充,补充 流出流出 。 (2)阴极室产品
30、:氢气和阴极室产品:氢气和NaOH,补充纯水,补充纯水(加入一定加入一定NaOH 溶液溶液)流出流出NaOH溶液。溶液。 饱和食盐水饱和食盐水 淡盐水淡盐水 氯气氯气 特别提醒特别提醒 (1)粗盐精制必须注意加入试剂的顺序,为了粗盐精制必须注意加入试剂的顺序,为了 使离子沉淀完全,使加入的过量试剂也被除去,纯碱必须在钡使离子沉淀完全,使加入的过量试剂也被除去,纯碱必须在钡 试剂后,稀盐酸加在过滤后的滤液中。试剂后,稀盐酸加在过滤后的滤液中。 (2)加入试剂后的盐水中仍有少量加入试剂后的盐水中仍有少量Ca2 、 、Mg2 等,还需再进 等,还需再进 入阳离子交
31、换塔进一步除去。入阳离子交换塔进一步除去。 (3)电解饱和食盐水时要使用惰性电极而不能使用电解饱和食盐水时要使用惰性电极而不能使用Fe、Cu等等 活性电极作阳极。活性电极作阳极。 (4)阳离子交换膜既防止阳离子交换膜既防止Cl2与与NaOH溶液反应,又防止溶液反应,又防止Cl2 与与H2反应。反应。 知识点.玻璃工业 主要原料:石灰石、石英、纯碱。 主要原理:(两个反应) 主要成分: 四四 无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧 无机化工生产流程图题是一道综合题,综合考查元素无机化工生产流程图题是一道综合题,综合考查元素 化合物、基本概念和理论、实验与
32、探究等相关知识,综合考查化合物、基本概念和理论、实验与探究等相关知识,综合考查 学生化学实验与探究能力、分析和解决学生化学实验与探究能力、分析和解决(解答解答)化学问题的能力化学问题的能力 和获取化学信息的能力,突出了对学生分析与综合、类比与比和获取化学信息的能力,突出了对学生分析与综合、类比与比 较、判断和推理等思维能力的要求,凸显了对较、判断和推理等思维能力的要求,凸显了对“三维三维”目标和目标和 “STSE”的考查,充分体现了新课程的思想和理念。的考查,充分体现了新课程的思想和理念。 一一) 、试题设计的思路、试题设计的思路 试题以无机化工生产为背景, 以化工流程图的形式呈现, 以试题以
33、无机化工生产为背景, 以化工流程图的形式呈现, 以 元素及其化合物的知识为载体, 综合考查基本概念和理论、 实验元素及其化合物的知识为载体, 综合考查基本概念和理论、 实验 与探究等相关知识。与探究等相关知识。 二二) 、试题设问的角度、试题设问的角度 1. 从实验的角度设计问题,如:基本实验操作、分离提纯、从实验的角度设计问题,如:基本实验操作、分离提纯、 除杂等。除杂等。 2. 从化学反应原理的角度设计问题,如:原料的选择、条从化学反应原理的角度设计问题,如:原料的选择、条 件的选择、利用信息对所加物质的用途进行分析、化学反应的件的选择、利用信息对所加物质的用途进行分析、化学反应的 分析等
34、。分析等。 3. 从环境保护的角度设计问题,如:废物处理、绿色化学从环境保护的角度设计问题,如:废物处理、绿色化学 等。等。 三三) 、试题设计的特点、试题设计的特点 1. 综合性综合性 试题设计关注知识的纵横联系, 综合考查学生运用知识的能试题设计关注知识的纵横联系, 综合考查学生运用知识的能 力;试题设计的问题有填空、分析、评价、实验、计算等形式,力;试题设计的问题有填空、分析、评价、实验、计算等形式, 综合考查学生化学实验与探究能力、分析和解决综合考查学生化学实验与探究能力、分析和解决(解答解答)化学问题化学问题 的能力和获取化学信息的能力。的能力和获取化学信息的能力。 2. 推理性推理
35、性 试题以化工流程图作为信息的形式,流程中隐含着物质的试题以化工流程图作为信息的形式,流程中隐含着物质的 相互转化的关系。在解题时,要推断每步转化关系中的反应机相互转化的关系。在解题时,要推断每步转化关系中的反应机 理,推知所用物质的用途和所控制条件的意义,整体理解化工理,推知所用物质的用途和所控制条件的意义,整体理解化工 生产流程的全部内容。生产流程的全部内容。 3. 应用性应用性 试题设计以无机化工生产为背景,充分体现了化学与社会试题设计以无机化工生产为背景,充分体现了化学与社会 生活的紧密联系,针对这些社会生活中的实际问题,综合运用生活的紧密联系,针对这些社会生活中的实际问题,综合运用
36、化学知识进行分析、评价和解答。化学知识进行分析、评价和解答。 四四) 、试题涉及的考点、试题涉及的考点 1. 元素及其化合物元素及其化合物 化工生产将原料转变成产品的过程, 也是物质经历相互转化化工生产将原料转变成产品的过程, 也是物质经历相互转化 的过程。理解物质之间的转化关系, 就要用到元素及其化合物的的过程。理解物质之间的转化关系, 就要用到元素及其化合物的 相关知识。熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工相关知识。熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工 业、 海水中提取镁、 海水中提取溴等; 不熟悉的一般围绕铁、 铜、业、 海水中提取镁、 海水中提取溴等; 不熟悉的一般
37、围绕铁、 铜、 铝、氯、硫、磷等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题,铝、氯、硫、磷等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题, 需要掌握这些元素及其化合物的知识, 还要掌握有关化工生产的需要掌握这些元素及其化合物的知识, 还要掌握有关化工生产的 知识。知识。 2. 基本实验操作基本实验操作 化工生产过程中分离提纯、除杂等环节,与高中化学基本化工生产过程中分离提纯、除杂等环节,与高中化学基本 实验的原理紧密联系,包括过滤、洗涤、蒸发、结晶、蒸馏、实验的原理紧密联系,包括过滤、洗涤、蒸发、结晶、蒸馏、 萃取、分液等基本实验操作。近年来,在高考题出现萃取、分液等基本实验操作。近年来,在高考题出现了
38、了“浸浸 出出”操作。在化工生产题中,矿物原料操作。在化工生产题中,矿物原料“浸出浸出”的任务是选择的任务是选择 适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶 解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分 相分离的目的。相分离的目的。 3. 化学反应原理化学反应原理 化工生产中把原料转变成产品的过程就是化学反应的过化工生产中把原料转变成产品的过程就是化学反应的过 程,从化学反应原理的角度选择原料、控制条件和选择设备程,从化学反应原理的角度选择原料、控制条件和选择设备
39、等,是化工生产的基本思路。化学反应原理的相关知识包括质等,是化工生产的基本思路。化学反应原理的相关知识包括质 量守恒定律、化学反应方程式、各类化学反应、化学反应速量守恒定律、化学反应方程式、各类化学反应、化学反应速 率、化学平衡、化学反应与能量等,做到能综合运用这些知识率、化学平衡、化学反应与能量等,做到能综合运用这些知识 分析化工生产中化学反应的情况。分析化工生产中化学反应的情况。 五五) 、解答基本步骤、解答基本步骤 1. 读题头,得目的,划原料,明产品,解决读题头,得目的,划原料,明产品,解决“干什么干什么” 通过阅读题头,了解流程图以外的文字描述、表格信息、后通过阅读题头,了解流程图以
40、外的文字描述、表格信息、后 续设问中的提示性信息, 通过对比分析工业流程示意图中的第一续设问中的提示性信息, 通过对比分析工业流程示意图中的第一 种物质种物质(原材料原材料)与最后一种物质与最后一种物质(产品产品),弄清从原料出发,要得,弄清从原料出发,要得 到最终产品,必须除去什么元素、引进什么元素。到最终产品,必须除去什么元素、引进什么元素。 3. 读题问,逐空填答,用语要规范,解决读题问,逐空填答,用语要规范,解决“怎么写怎么写” 从化学原理的角度、用化学语言作答;要抓住主要问题,从化学原理的角度、用化学语言作答;要抓住主要问题, 针对具体问题作具体分析。具体答题要点如下:针对具体问题作
41、具体分析。具体答题要点如下: (1)答题所问:要看清题目要求,按要求答题。如:写离答题所问:要看清题目要求,按要求答题。如:写离子子 方程式还是化学方程式;写物质的名称还是化学式等;方程式方程式还是化学方程式;写物质的名称还是化学式等;方程式 中反应物、产物的分子式书写要正确;尤其是化学方程式要配中反应物、产物的分子式书写要正确;尤其是化学方程式要配 平,电极反应式和化学方程式一定要书写正确;正确使用等号平,电极反应式和化学方程式一定要书写正确;正确使用等号 或可逆符号;沉淀、气体、水溶液等符号要标明。或可逆符号;沉淀、气体、水溶液等符号要标明。 2. 读题干,析过程,看措施,推用意,解决读题
42、干,析过程,看措施,推用意,解决“怎么做怎么做” 题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流 程表示出来。分析流程中的每一步骤的反应物是什么?发生了程表示出来。分析流程中的每一步骤的反应物是什么?发生了 什么反应?利用了什么原理什么反应?利用了什么原理(氧化还原、溶解度、电离平衡、水氧化还原、溶解度、电离平衡、水 解平衡、溶解解平衡、溶解平衡平衡)?该反应造成了什么后果?该反应造成了什么后果?(除目标物质外除目标物质外 还产生了什么杂质或副产物?这些物质又是如何分离、提纯和还产生了什么杂质或副产物?这些物质又是如何分离、提纯和 循环利用
43、的?如何体现绿色化学思想?循环利用的?如何体现绿色化学思想?)每一步操作进行到什么每一步操作进行到什么 程度最佳?在此过程中抓住一个关键点:一切反应或操作都是程度最佳?在此过程中抓住一个关键点:一切反应或操作都是 为获得产品而服务,在回答相关操作的原因或目的时要从对产为获得产品而服务,在回答相关操作的原因或目的时要从对产 品的影响层面作答。品的影响层面作答。 (2)准确、规范:回答问题的要准确全面,注意语言表达准确、规范:回答问题的要准确全面,注意语言表达 的规范性,例如评价或比较实验方案时要全面考虑:反应物种的规范性,例如评价或比较实验方案时要全面考虑:反应物种
44、类多少、是否易得、是否对环境有污染;反应产物的种类多类多少、是否易得、是否对环境有污染;反应产物的种类多 少,对目标产物的分离和提纯是否有影响;反应条件是否苛少,对目标产物的分离和提纯是否有影响;反应条件是否苛 刻;仪器、设备是否要求高;工艺流程、实验步骤的多少。刻;仪器、设备是否要求高;工艺流程、实验步骤的多少。 (3)注意答题的完整性注意答题的完整性:要答到对产品生产的影响这一步!:要答到对产品生产的影响这一步! 除杂:除去除杂:除去中的中的(只写只写“除杂除杂”一类是不给分一类是不给分 的的) 干燥:除去干燥:除去气体中的水蒸气,防止气体中的水蒸气,防止。 技法指导技法指导 化工流程类题
45、目中化工流程类题目中“表述性词汇表述性词汇”的作用的作用 化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词 语,这些表述性词语就是隐性信息,它可以暗示我们所应考语,这些表述性词语就是隐性信息,它可以暗示我们所应考 虑的答题角度。通常用到的表述性词语为:虑的答题角度。通常用到的表述性词语为: (1)“控制较低温度控制较低温度”常考虑物质的挥发、物质不稳定常考虑物质的挥发、物质不稳定 易分解和物质转化等。易分解和物质转化等。 (2)“加过量试剂加过量试剂”常考虑反应完全或增大转化率、产常考虑反应完全或增大转化率、产 率等。率等。 (3)“能否加其他物
46、质能否加其他物质”常考虑会不会引入杂质或影响常考虑会不会引入杂质或影响 产物的纯度。产物的纯度。 (4)“分离分离”、“提纯提纯”常考虑过滤、蒸发、萃取、分常考虑过滤、蒸发、萃取、分 液和蒸馏等常规操作。液和蒸馏等常规操作。 (5)“溶液呈酸性或碱性溶液呈酸性或碱性”考虑电离或水解产生的考虑电离或水解产生的H 或或OH ,是促进还是抑制电离或水解。 ,是促进还是抑制电离或水解。 (6)“利用率利用率”常考虑经济性或环保性。常考虑经济性或环保性。 (7)“在空气中或在其他气体中在空气中或在其他气体中”主要考虑主要考虑O2、H2O、 CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮或其他气体
47、是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮 解等目的。解等目的。 (8)“判断沉淀是否洗净判断沉淀是否洗净”常取少量最后一次洗涤液于常取少量最后一次洗涤液于 试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的某种离子。试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的某种离子。 (9)“检验某物质的设计方案检验某物质的设计方案”通常取少量某液体于通常取少量某液体于 试管中,加入另一试剂产生某现象,然后得出结论。试管中,加入另一试剂产生某现象,然后得出结论。 (10)“控制控制pH”常考虑防水解、促进生成沉淀或除常考虑防水解、促进生成沉淀或除 去杂质等。去杂质等。 (11)“用某些有机试剂清洗用某些有机试剂清洗”常考虑降低
48、物质溶解常考虑降低物质溶解 度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。 4. 注意归纳答题的套路注意归纳答题的套路 (1)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:搅的措施:搅 拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压浓度、压 强强),增大气液或固液接触面积。,增大气液或固液接触面积。 (2)加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般一般 是有利于生成物生成的方向是有利于生成物生成的方向)移动。移动。 (3)温度不
49、高于温度不高于的原因:适当加快反应速率,但温度过的原因:适当加快反应速率,但温度过 高会造成高会造成(如浓硝酸如浓硝酸)挥发、挥发、(如如H2O2、NH4HCO3)分解、分解、(如如 Na2SO3)氧化或促进氧化或促进(如如AlCl3)水解等,影响产品的生成。水解等,影响产品的生成。 (4)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的晶体溶解度随温度升高而增大的晶体) 的方法的方法蒸发浓缩蒸发浓缩(至有晶膜出现至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水冰水 洗、热水洗、乙醇洗洗、热水洗、乙醇洗)、干燥、干燥。 (5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或
50、随温度升高而减小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 的晶体的方法的晶体的方法蒸发浓缩、趁热过滤蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降,杂质也会如果温度下降,杂质也会 以晶体的形式析出来以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥、洗涤、干燥。 (6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器。溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器。 (7)控制某反应的控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉 淀淀调节调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱,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;以避免引入新的杂质;pH分离时的范围确定、范
51、围过小的后果分离时的范围确定、范围过小的后果 (导致某离子沉淀不完全导致某离子沉淀不完全)或过大的后果或过大的后果(导致主要离子开始沉导致主要离子开始沉 淀淀)。 (8)减压蒸馏减压蒸馏(减压蒸发减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降的原因:减小压强,使液体沸点降 低,防止低,防止(如如H2O2、浓硝酸、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。受热分解、挥发。 (9)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法:将溶液静置一段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,若无沉淀生成,则离子沉时间后,向上层清液中滴入沉淀剂,若无沉淀生成,则离子沉 淀完全。淀完全。 (10)洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗
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