高中化学工业流程题

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高中化学化工流程题解题技巧~

无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是:①从题干中获取有用信息,了解生产的产品。 ②分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A、反应物是什么 B、发生了什么反应 C、该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。③从问题中获取信息,帮助解题。
了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:
1、对反应速率有何影响?
2、对平衡转化率有何影响?
3、对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学方面作答)。
常见文字叙述套路:
1、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。
2、从溶液中得到晶体:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-(洗涤)。 注意:
①在写某一步骤是为了除杂是,应该注明“是为了除去XX杂质”,只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。
②看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,注意配平。

1、关注传统化学工艺,熟悉中学化学中出现的重要的化工生产的生产原理
(1)钠:电解熔融氯化钠。
(2)镁:电解熔融氯化镁。
(3)铝:电解熔融氧化铝。
(4)铁:CO还原铁矿石、铝热法(热还原法)。
(5)铜:火法炼铜、湿法炼铜、电解精炼铜
(6)氯气:电解饱和食盐水(氯碱工业,同时得到氢氧化钠)。
(7)硅:在高温下,用焦炭还原二氧化硅。
(8)盐酸:将氢气在氯气中燃烧所得的氯化氢溶于水。
(9)硫酸:FeS2(或S)→SO2→SO3→H2SO4(接触法)。
(10)硝酸.NH3→NO→NO2→HNO3(氨氧化法)。

2、回归课本,吃透知识点,巩固重要的课后习题。
必修二第四章海水资源的开发利用中提到:
海带提碘;(P91-实验4-2) 海带→海带灰→滤液→H2O2氧化I-为I2→萃取→蒸馏→碘
海水提溴:(P91-资料卡片)酸化浓缩海水→氯气氧化到Br2→SO2还原到Br-(富集)→再氯气氧化到Br2→萃取→蒸馏→溴
海水提镁:(P93-4题)海水→Mg(OH)2→MgCl2溶液→(HCl气流蒸干)无水MgCl2→Mg
如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2:
在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽
若直接加热MgCl2·6H2O易得到Mg(OH)Cl的方程式:MgCl2·6H2O==Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑

课本母题1:(P106-9)卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料可制轻质氧化镁。


涉及物质的转化、除杂,原料的经济性选择,
基础的实验操作:溶解、过滤、灼烧

课本母题2:(选修四P66-2)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有Fe2+。在提纯时,为了除去Fe2+,常加入少量H2O2,使Fe2+ 氧化为Fe3+,再加入相应物质至pH=4,可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。
涉及离子的转化、除杂。

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:
a.能与H+反应,使溶液pH增大,应达到目标沉淀物沉淀完全的pH而小于保留离子开始沉淀的pH;
例如市一模的流程题中pH范围
b.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NaOH溶液、氨水等。

课本母题3 P94-10以金红石(主要成分TiO2)为原料生产金属钛的步骤主要有:
(1)在高温下,向金红石与焦炭的混合物中通入Cl2得到TiCl4和一种可燃性气体。TiO2 + 2Cl2 +2 C==TiCl4 +2CO
(2)在稀有气体(如氩)氛围和加热的条件下,用镁与TiC14 反应可得到钛。TiC14+2Mg==Ti+2MgCl2
请写出上述两步反应的化学方程式,并分析反应(2)时稀有气体氛围的作用。
课本母题4 P105-4铅丹(Pb3O4)可作为防锈用涂料,呈红褐色。
(1)铅丹可用PbO在空气中加热制备,请写出有关反应的化学方程式; 6PbO+O2=△=2Pb3O4
(2)铅丹曾用于铁制品防锈,请举例说明铁制品防锈的其他两种方法; 镀上惰性金属,添加金属制得不锈钢
(3)铅丹与浓盐酸反应生成PbCl2、Cl2和H2,请写出反应的化学方程式,说明如何检验反应后有氯气生成. Pb3O4+8HCl(浓) ==3PbCl2+Cl2+4H2O 湿润的淀粉碘化钾试纸
3、熟练掌握固定问题的表达:(即无需根据流程图就可回答的问题)
①原料粉碎的目的:增大原料与气体或溶液的接触面积,加快反应速率
②控制温度(水浴)的目的:避免反应物或生成物的过热分解或水解(H2O2、铵盐、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。)
③加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
④趁热过滤的目的:防止某物质降温时会析出,减少结晶损失,提高纯度。
⑤冰水(硫酸、乙醇)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
⑥从溶液中分离出晶体的操作:蒸发浓缩、冷却结晶(或趁热结晶)、过滤、洗涤、干燥
a蒸发时用到的仪器:蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、坩埚钳、铁架台(或泥三角与三脚架)
b蒸发时玻璃棒作用:搅拌散热,防止液体飞溅。
C蒸发到何程度停止加热:若不带结晶水且稳定则为大量晶体析出时停止;若为结晶水合物或不稳定则为少量晶体析出或表面出现晶膜时停止。
d结晶时,当溶液是单一溶质时,若不带结晶水(如NaCl、KNO3): 蒸发、结晶;
若所得晶体带结晶水(如CuSO4·5H2O、): 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。
当溶液中有两种或以上溶质时,要得到溶解度受温度影响小的溶质:浓缩(结晶),趁热过滤 ,例如析出NaCl(混有少量KNO3);要得到溶解度受温度影响大的: 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。例如析出KNO3(混有少量NaCl)
⑦产品进一步提纯的操作:重结晶
减压蒸发(小心烘干)目的:常压蒸发温度过高,××易分解;或者减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止××分解
⑧过滤、洗涤涉及的问题:
a过滤的仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台
b洗涤时为什么洗:使得到的固体纯净,减少测量误差
c怎么洗:沿玻璃棒向漏斗中加水至没过沉淀物,待水慢慢流出后,重复操作2-3次。
d如何证明洗净:取最后一次洗涤液,滴加沉淀剂,如无沉淀生成则证明洗净。由反应原理即方程式中推测出来要洗涤的离子。例如证明沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-)
e过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因: 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘
4、强化训练化学用语(化学方程式、离子方程式)结合反应环境(酸碱环境、氧化还原环境)

5、运用守恒进行计算(气体体积、沉淀质量、酸碱中和滴定、氧化还原滴定)
氧化还原滴定中常见的试剂:酸性KMnO4溶液、酸性KCr2O7溶液、淀粉的碘溶液
滴定对象:Fe2+、SO32-、草酸等
滴定终点:若为酸性KMnO4,溶液变为紫红色(或粉红色),且半分钟不恢复原色。
注意:找准关系式是关键,单位换算是重点,倍数问题仔细看。
要引领学生熟练掌握重要的关系式
KMnO4 → 5Fe2+
2KMnO4 → 5 SO32-(SO2)
2KMnO4→ 5 H2O2
2KMnO4→ 5 H2C2O4
4KMnO4→ 5 C2H5OH
Cr2O72- → 6Fe2+
2Cr2O72- → 3C2H5OH
2Fe3+ →I2→ 2Na2S2O3

化工流程题常见思路:

  1. 目的:从多种固体氧化物的混合物中分离提取某一元素再制造产物。

  2. 操作:先将固体全都溶于溶液中,因为固态下无法分离杂质。此步常见的操作为酸浸,因           为基本上金属氧化物都溶于酸,比如此题第一部所用的是盐酸。

    然后将能生成沉淀的杂质元素生成沉淀分离,此一步常用的操作是调PH,因为一些金属阳离子能与氢氧根结合生成沉淀,比如本体中的铝铁镁,调PH改变氢氧根浓度,使离子变成沉淀。

    再从不能变成沉淀的杂质元素中分离出目的元素,这一步常用的手段是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。原理是蒸发浓缩减少水,然后通过控制温度来控制离子的溶解度,使杂质离子留在溶液中,目的离子变成晶体析出。然后洗掉表面的溶液和水。此题比较简单,没有不能变成沉淀的杂质元素。

    然后通过反应生成目的产物

这个题第一次酸溶,所有的元素变成离子在溶液中,两次调PH,根据表,第一次除掉铁,第二次除掉镁,因为铝与强碱过量会生成偏铝酸根,所有没除去,后面加二氧化碳将铝沉淀。大体思路应该是这样子的,你没有照问题,希望你能看懂



这个是课本上的内容,自己多记课本要点。

还可以。还记得一些

抱歉,初三化学第一表示无奈


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