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怎麼做化學工藝流程題

發布時間:2022-10-22 14:56:13

A. 高中化學工藝流程題怎麼提高

你好,很高興為你解答:
一、除雜、分離、提純類工藝流程題

本質就是對混合物的除雜、分離、提純。

①首先,找出要得到的主要物質是什麼,混有哪些雜質;

②然後,認真分析當加入某一試劑後,能與什麼物質發生反應,生成了什麼產物;

③最後,思考要用什麼樣的方法才能將雜質除去。

這樣才能每一步所加試劑或操作的目的。

二、物質制備類工藝流程題

①先是確定要制備什麼物質,從題干或問題中獲取有用信息,了解產品的性質(具有某些特殊性質的產物,要採取必要的措施來避免在生產過程中產生其它雜質,比如:產品受熱易分解,可能要低溫烘乾、減壓烘乾、減壓蒸發等);

②分析流程中的每一步驟,從幾個方面了解流程:反應物是什麼?反應方程式是什麼?該反應造成了什麼後果?對製造產品有什麼作用?

③從問題中獲取信息,幫助解題。標准化問題要標准化回答。

題目中的信息往往是制備該物質的關鍵所在。產物如果具有某些特殊性質,則要採取必要的措施來避免在生產過程中產生其它雜質。如:

⑴如果在制備過程中出現一些受熱易分解的物質或產物,則要注意對溫度的控制。

⑵如果產物是一種會水解的鹽,且水解產物中有揮發性的酸產生時,則要加相對應的酸來防止水解。如:制備FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物質時,要蒸干其溶液得到固體溶質時,都要加相應的酸或在酸性氣流中乾燥來防止它水解,否則得到的產物分別是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO;而像Al2 (SO4)3 、NaAlO2 、Na2CO3等鹽溶液,雖然也發生水解,但產物中Al(OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是揮發性物質,在蒸發時,抑制了鹽的水解,最後得到的還是溶質本身。

⑶如果產物是一種強的氧化劑或強的還原劑,則要防止它們發生氧化還原的物質,如:含Fe2+、SO32-等離子的物質,則要防止與氧化性強的物質接觸。

⑷如果產物是一種易吸收空氣中的CO2或水(潮解或發生反應)而變質的物質(如NaOH固體等物質),則要注意防止在制備過程中對CO2或水的除去,也要防止空氣中的CO2或水進入裝置中。

⑸如果題目中出現了包括產物在內的各種物質的溶解度信息,則要注意對比它們的溶解度隨溫度升高而改變的情況,根據它們的不同變化,找出合適的分離方法。

熟悉工業流程常見的操作與名詞

工業流程題目在流程上一般分為3個過程:

(1)原料處理階段的常見考點與常見名詞

①加快反應速率(途徑:升高溫度、攪拌、粉碎)

②溶解:

③灼燒、焙燒、煅燒:改變結構,使一些物質能溶解,並使一些雜質高溫下氧化、分解

(2)分離提純階段的常見考點

①調pH值除雜

a.控制溶液的酸鹼性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉澱 例如:已知下列物質開始沉澱和沉澱完全時的pH如下表所示

若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,應該怎樣做?

提示:先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調溶液的pH到3.7。

b.調節pH所需的物質一般應滿足兩點: 能與H+反應,使溶液pH值增大;不引入新雜質。 例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH值。

②試劑除雜 :加入某種試劑,使雜質離子變為沉澱除去

③加熱:加快反應速率或促進平衡向某個方向移動如果在制備過程中出現一些受熱易分解的物質或產物,則要注意對溫度的控制。如:侯德榜制鹼中的NaHCO3;還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質。

④降溫:防止某物質在高溫時會溶解(或分解)、為使化學平衡向著題目要求的方向移動

⑤萃取

(3)獲得產品階段的常見考點:

①洗滌(冰水、熱水)洗去晶體表面的雜質離子,並減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。

②蒸發、反應時的氣體氛圍抑制水解:如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質時,應在HCl的氣流中加熱,以防其水解。

③蒸發濃縮、冷卻結晶:如除去KNO3中的少量NaCl。

④蒸發結晶、趁熱過濾:如除去NaCl中的少量KNO3。

⑤重結晶

(4)其他常見考點

化學方程式 ②實驗儀器 ③計算 ④信息

化學工藝流程題常考問題

1、「浸出」步驟中,為提高××的浸出率,可採取的措施有:

答:適當提高反應溫度、增加浸出時間,加入過量××,邊加邊攪拌

2、如何提高吸收液和反應速率:

答:適當提高溫度、增大吸收液的濃度、增大××與吸收液的接觸面積或攪拌

3、從溶液中得到晶體:

答:蒸發濃縮-冷卻結晶-過濾-洗滌-乾燥

4、過濾用到的三個玻璃儀器: 答:普通漏斗、玻璃棒、燒杯

5、過濾後濾液仍然渾濁的可能的操作原因:

答:玻璃棒下端靠在濾紙的單層處,導致濾紙破損;漏斗中液面高於濾紙邊緣

6、沉澱洗滌操作:

答:往漏斗中(工業上改為往過濾器中)加入蒸餾水至浸沒沉澱,待水自然流下後,重復以上操作2-3次

7、檢驗沉澱Fe(OH)3是否洗滌干凈(含SO42-):

答:取最後一次洗滌液,加入BaCl2溶液,若有白色沉澱則說明未洗滌干凈,若無白色沉澱則說明洗滌干凈

8、如何從MgCl2·6H2O中得到無水MgCl2:

答:在乾燥的HCl氣流中加熱(理由:乾燥的HCl氣流中抑制了MgCl2的水解,且帶走MgCl2·6H2O受熱產生的水汽)

9、CuCl2中混有Fe3+加何種試劑調pH值:

答:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。

(原因:加CuO消耗溶液中的H+的,促進Fe3+的水解,生成Fe(OH)3沉澱析出)

10、調pH值使得Cu2+(4.7-6.2)中的Fe3+(2.1~3.2)沉澱,pH值范圍是? 答:3.2~4.7。

理由:調節溶液的pH值至3.2~4.7,使Fe3+全部以Fe(OH)3沉澱的形式析出而Cu2+不沉澱,且不會引入新雜質

11、產品進一步提純的操作:

答:重結晶

12、趁熱過濾的原因即操作:

答:減少過濾時間、保持過濾溫度,防止××雜質析出;

13、水浴加熱的好處:

答:受熱均勻,溫度可控,且溫度不超過100℃

14、減壓蒸發(小心烘乾):

答:常壓蒸發溫度過高,××易分解;或者減壓蒸發降低了蒸發溫度,可以防止××分解

15、Mg(OH)2沉澱中混有Ca(OH)2應怎樣除去:

答:加入MgCl2溶液,充分攪拌,過濾,沉澱用蒸餾水水洗滌

16、蒸發濃縮用到的主要儀器有蒸發皿 、玻璃棒 、燒杯、酒精燈等

17、不用其它試劑,檢查NH4Cl產品是否純凈的方法及操作是:

答:加熱法;取少量氯化銨產品於試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產品純凈

18、檢驗NH4+的方法是:

答:取××少許,加入NaOH溶液後加熱,生成的氣體能使潤濕的紅色石蕊試紙變藍。

19、過濾的沉澱欲稱重之前的操作:

答:過濾,洗滌,乾燥,稱重

20、檢驗Fe(OH)3是否沉澱完全的試驗操作是:

答:取少量上層清液或過濾後的濾液,滴加幾滴KSCN溶液,若不出現血紅色,則表明Fe(OH)3 沉澱完全。

21、檢驗濾液中是否含有Fe3+的操作是:

答:滴入少量KSCN溶液,若出現血紅色,則證明有Fe3+。(或加NaOH,根據情況而定)

常見文字敘述套路

1、洗滌沉澱:往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉澱,待水自然流下後,重復以上操作2-3次。

uo(1)當溶液是單一溶質時

①所得晶體不帶結晶水(如NaCl、KNO3): 蒸發、結晶

②所得晶體帶結晶水(如CuSO4.5H2O等): 蒸發濃縮(至有晶膜出現),冷卻結晶,過濾

(2)當溶液中有兩種或以上溶質時

要得到溶解度受溫度影響小的溶質:濃縮(結晶)過濾

趁熱過濾目的:減少結晶損失;提高純度

要得到溶解度受溫度影響大的: 蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾
參考資料:https://..com/question/590924389792139205.html

B. 如何做高中化學化工流程題目

1、關注傳統化學工藝,熟悉中學化學中出現的重要的化工生產的生產原理
(1)鈉:電解熔融氯化鈉.
(2)鎂:電解熔融氯化鎂.
(3)鋁:電解熔融氧化鋁.
(4)鐵:CO還原鐵礦石、鋁熱法(熱還原法).
(5)銅:火法煉銅、濕法煉銅、電解精煉銅
(6)氯氣:電解飽和食鹽水(氯鹼工業,同時得到氫氧化鈉).
(7)硅:在高溫下,用焦炭還原二氧化硅.
(8)鹽酸:將氫氣在氯氣中燃燒所得的氯化氫溶於水.
(9)硫酸:FeS2(或S)→SO2→SO3→H2SO4(接觸法).
(10)硝酸.NH3→NO→NO2→HNO3(氨氧化法).

2、回歸課本,吃透知識點,鞏固重要的課後習題.
必修二第四章海水資源的開發利用中提到:
海帶提碘;(P91-實驗4-2) 海帶→海帶灰→濾液→H2O2氧化I-為I2→萃取→蒸餾→碘
海水提溴:(P91-資料卡片)酸化濃縮海水→氯氣氧化到Br2→SO2還原到Br-(富集)→再氯氣氧化到Br2→萃取→蒸餾→溴
海水提鎂:(P93-4題)海水→Mg(OH)2→MgCl2溶液→(HCl氣流蒸干)無水MgCl2→Mg
如何從MgCl2·6H2O中得到無水MgCl2:
在乾燥的HCl氣流中加熱,乾燥的HCl氣流中抑制了MgCl2的水解,且帶走MgCl2·6H2O受熱產生的水汽
若直接加熱MgCl2·6H2O易得到Mg(OH)Cl的方程式:MgCl2·6H2O==Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑

課本母題1:(P106-9)鹵塊的主要成分是MgCl2,此外還含Fe3+、Fe2+和Mn2+等離子.若以它為原料可制輕質氧化鎂.

涉及物質的轉化、除雜,原料的經濟性選擇,
基礎的實驗操作:溶解、過濾、灼燒

課本母題2:(選修四P66-2)在粗製CuSO4·5H2O晶體中常含有Fe2+.在提純時,為了除去Fe2+,常加入少量H2O2,使Fe2+ 氧化為Fe3+,再加入相應物質至pH=4,可以達到除去鐵離子而不損失硫酸銅的目的.
涉及離子的轉化、除雜.

調節溶液的pH,常用於使某些金屬離子形成氫氧化物沉澱.調節pH所需的物質一般應滿足兩點:
a.能與H+反應,使溶液pH增大,應達到目標沉澱物沉澱完全的pH而小於保留離子開始沉澱的pH;
例如市一模的流程題中pH范圍
b.不引入新雜質.
例如:若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO,Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH,不可加NaOH溶液、氨水等.

課本母題3 P94-10以金紅石(主要成分TiO2)為原料生產金屬鈦的步驟主要有:
(1)在高溫下,向金紅石與焦炭的混合物中通入Cl2得到TiCl4和一種可燃性氣體.TiO2 + 2Cl2 +2 C==TiCl4 +2CO
(2)在稀有氣體(如氬)氛圍和加熱的條件下,用鎂與TiC14 反應可得到鈦.TiC14+2Mg==Ti+2MgCl2
請寫出上述兩步反應的化學方程式,並分析反應(2)時稀有氣體氛圍的作用.
課本母題4 P105-4鉛丹(Pb3O4)可作為防銹用塗料,呈紅褐色.
(1)鉛丹可用PbO在空氣中加熱制備,請寫出有關反應的化學方程式; 6PbO+O2=△=2Pb3O4
(2)鉛丹曾用於鐵製品防銹,請舉例說明鐵製品防銹的其他兩種方法; 鍍上惰性金屬,添加金屬製得不銹鋼
(3)鉛丹與濃鹽酸反應生成PbCl2、Cl2和H2,請寫出反應的化學方程式,說明如何檢驗反應後有氯氣生成. Pb3O4+8HCl(濃) ==3PbCl2+Cl2+4H2O 濕潤的澱粉碘化鉀試紙
3、熟練掌握固定問題的表達:(即無需根據流程圖就可回答的問題)
①原料粉碎的目的:增大原料與氣體或溶液的接觸面積,加快反應速率
②控制溫度(水浴)的目的:避免反應物或生成物的過熱分解或水解(H2O2、銨鹽、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質.)
③加熱的目的:加快反應速率或促進平衡向某個方向移動
④趁熱過濾的目的:防止某物質降溫時會析出,減少結晶損失,提高純度.
⑤冰水(硫酸、乙醇)洗滌:洗去晶體表面的雜質離子;並減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗
⑥從溶液中分離出晶體的操作:蒸發濃縮、冷卻結晶(或趁熱結晶)、過濾、洗滌、乾燥
a蒸發時用到的儀器:蒸發皿、玻璃棒、酒精燈、坩堝鉗、鐵架台(或泥三角與三腳架)
b蒸發時玻璃棒作用:攪拌散熱,防止液體飛濺.
C蒸發到何程度停止加熱:若不帶結晶水且穩定則為大量晶體析出時停止;若為結晶水合物或不穩定則為少量晶體析出或表面出現晶膜時停止.
d結晶時,當溶液是單一溶質時,若不帶結晶水(如NaCl、KNO3): 蒸發、結晶;
若所得晶體帶結晶水(如CuSO4·5H2O、): 蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾.
當溶液中有兩種或以上溶質時,要得到溶解度受溫度影響小的溶質:濃縮(結晶),趁熱過濾 ,例如析出NaCl(混有少量KNO3);要得到溶解度受溫度影響大的: 蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾.例如析出KNO3(混有少量NaCl)
⑦產品進一步提純的操作:重結晶
減壓蒸發(小心烘乾)目的:常壓蒸發溫度過高,××易分解;或者減壓蒸發降低了蒸發溫度,可以防止××分解
⑧過濾、洗滌涉及的問題:
a過濾的儀器:漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架台
b洗滌時為什麼洗:使得到的固體純凈,減少測量誤差
c怎麼洗:沿玻璃棒向漏斗中加水至沒過沉澱物,待水慢慢流出後,重復操作2-3次.
d如何證明洗凈:取最後一次洗滌液,滴加沉澱劑,如無沉澱生成則證明洗凈.由反應原理即方程式中推測出來要洗滌的離子.例如證明沉澱Fe(OH)3是否洗滌干凈(含SO42-)
e過濾後濾液仍然渾濁的可能的操作原因: 玻璃棒下端靠在濾紙的單層處,導致濾紙破損;漏斗中液面高於濾紙邊緣
4、強化訓練化學用語(化學方程式、離子方程式)結合反應環境(酸鹼環境、氧化還原環境)
5、運用守恆進行計算(氣體體積、沉澱質量、酸鹼中和滴定、氧化還原滴定)
氧化還原滴定中常見的試劑:酸性KMnO4溶液、酸性KCr2O7溶液、澱粉的碘溶液
滴定對象:Fe2+、SO32-、草酸等
滴定終點:若為酸性KMnO4,溶液變為紫紅色(或粉紅色),且半分鍾不恢復原色.
注意:找准關系式是關鍵,單位換算是重點,倍數問題仔細看.
要引領學生熟練掌握重要的關系式
KMnO4 → 5Fe2+
2KMnO4 → 5 SO32-(SO2)
2KMnO4→ 5 H2O2
2KMnO4→ 5 H2C2O4
4KMnO4→ 5 C2H5OH
Cr2O72- → 6Fe2+
2Cr2O72- → 3C2H5OH
2Fe3+ →I2→ 2Na2S2O3

C. 化學工藝流程題做法

工藝流程題做著確實有一定的難度。不過首先要審題,通常流程題都會給一定的信息,尤其是未見過的反應的信息,這個是一定會用到的。其次,要注意看好流程,每一步涉及的反應通常要聯想到,想不通的某一步可以先放著,接著看下一步流程,看看能不能反推。第三,注意下面的問題,有時候也可能會有一定的信息,有助於解題。
流程圖題是難點重點,這就需要兼顧很多化學基礎知識,包括化學實驗的基本操作等,需要考慮周全。

D. 初中化學工藝流程題解題技巧

工藝流程圖里所出現的化學方程式,大致分為兩類,第一類是書上要求掌握的(這就要求你對書本上要求的方程式熟悉哦~~~~~~);第二類,就是你不曾接觸過的,但是,題干中會對此類方程式加以描述,一般來說,根據題乾的描述,你就可以寫出來啦。。。。。
第一點,需要認真閱讀題干,畫出重點,通過閱讀,你便可以了解工藝流程~~~和某些化學方程式咯~~~一言以蔽之,信息很重要~~(有些題目可以根據題幹得到答案!)
第二點,關於流程圖,仔細閱讀,這需要你的化學功底了~~~多聯系,就可以了
第三點,有一些題目,(例如:問你某一步有什麼意義,是什麼原因)其實,有些答案是固定的,從其他的題目上就可以知道了
多歸納總結,比如說高中所有有顏色的物質應該分門歸類,所有特殊條件的反應(特別是高溫條件)也應該歸納,還有一些特殊物質量的物質,像物質量是100的也可以總結一下,還有一些像可以連續和O2反應兩次的物質至少有10種,都要歸納,最後就是那些一生多和多生一的化學方程式。
第四點,注意答題規范

E. 化學高考那些工藝流程題怎麼做有什麼要點

新高考化學工藝流程圖題剖析
安徽省桐城中學
【引言】:化學工藝流程圖題就是將化工生產過程中的主要生產階段即生產流程用框圖形式表示出來,並根據生產流程中有關的化學知識步步設問,形成與化工生產緊密聯系的試題,體現了化學的真實性。這一題型是我省高考近兩年來的新題型,對於我省考生來說試題陌生度高→能力要求也大→試題文字量大→學生會產生畏懼感→得分不理想。為了盡快解決這一嚴峻的問題,現將這一題型剖析如下:
第一部分 2011年安徽省《考試說明》(化學部分)相關解析
這種題型涵蓋了我省考試說明中的多處要求,現統計如下:
一、考試目標與要求
(一)對化學學習能力的要求
2. (2)能夠將分析解決問題的過程和成果,用正確的化學術語及文字、圖表、模型、圖形等表達,並作出解釋的能力。
二、考試范圍與要求(第一部分)
(一)化學學科特點和化學研究基本方法
2、認識化學是以實驗為基礎的一門科學;
4、了解定量研究的方法是化學發展為一門 科學的重要標志;
5、了解科學、技術、社會的相互聯系,了解在化工生產中遵循「綠色化學」思想的重要性。
(五)化學實驗基礎
1、了解化學實驗常用儀器的主要用途和使用方法;
2、掌握化學實驗的基本操作;
4、能對常見物質進行檢驗、分離和提純;
6、了解酸鹼中和滴定的基本理(新增)。
第二部分 新高考化學工藝流程圖題分類例析
工藝流程圖題型依據實驗目的主要分為兩類:
A、從混合物中分離、提純某一物質
B、利用某些物質制備另一物質
近兩年各地高考工藝流程圖題統計
2009年 安徽27T,12』 北京26T,15』 福建24T,13』 廣東22T,12』 江蘇15T,10』
山東
30T, 15』 上海27T,12』 天津09T,18』 海南20T,20』 寧夏
37T,15』
2010年 安徽
27T, 14』 北京26T,14』 福建24T,14』 廣東32T,16』 江蘇16T,10』
山東
30T, 16』 上海27T,12』 天津09T,18』 海南20T,20』 四川
29T16』
例1(2010安徽27T,14分)(略)
例2(2010福建24T,14分)(略)
例3(2010四川29T,16分)(略)
例4(2011安慶二模,27T,13分)(略)
【分析】:
(一)、流程圖的一般模式:

(二)、常見考點
a、混合物的除雜(酸化、沉澱、氧化等);
b、常見離子的檢驗( Fe3+ 、Fe2+ 、 Cl- 、CO32- 、 SO42-等);
c、溶液中獲得晶體:蒸發濃縮-冷卻結晶-過濾-(洗滌) ;
d、溶液pH的調節(pH測定);
e、物料循環(綠色化學);
f、定量計算或分析(轉化率、產量、純度等)。
注意:結晶時
(1)當溶液是單一溶質時
①所得晶體不帶結晶水(如NaCl、K NO3): 蒸發、結晶;
②所得晶體帶結晶水(如CuSO4.5H2O、): 蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾。
(2)當溶液中有兩種或以上溶質時
要得到溶解度受溫度影響小的溶質:濃縮(結晶),趁熱過濾 ;
要得到溶解度受溫度影響大的: 蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾。
第三部分 2011年高考化學工藝流程圖題復習策略探析…
1、試題特點
(1)體現了《課程標准》的「三維目標」 ,即「知識與技能、 過程與方法、情感態度與價值觀」 ;
(2)「體現化學時代特色」,以化學視角觀察社會、科學、生活,
關注化學學科最新發展,用化學知識解決實際問題;
(3)減少虛擬、貼近真實,強調將化學知識應用於生產、生活實踐的意識。
2、思路探索
a、弄清實驗目的 b、了解每步流程 c、分析反應條件 d、著手解答試題
3、關鍵詞積累
工業流程題中常用的關鍵詞:
原材料:礦樣(明礬石、孔雀石、蛇紋石、大理石、鋰輝石、黃銅礦、錳礦、高嶺土,燒渣),合金(含鐵廢銅),葯片(補血劑),海水(污水);
灼燒(煅燒):原料的預處理,不易轉化的物質轉化為容易提取的物質: 如海帶中提取碘;
酸:溶解、去金屬氧化物(膜)、調節PH抑制水解;
鹼:去油污,去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅,調節PH促進水解(沉澱);
氧化劑:氧化某物質,轉化為易於被除去(沉澱)的離子;
金屬氧化物:調節PH促進水解(沉澱);
控制PH值:促進某離子水解,使其沉澱,利於過濾分離;
煮沸:促進水解,聚沉後利於過濾分離;除去溶解在溶液中的氣體,如氧氣;
趁熱過濾:減少結晶損失;提高純度 。
4、復習建議
a、務實基礎知識,重視知識的應用和方法的指導;
回歸基礎抓教材 、抓題型 、抓弱點
b、抓主幹、巧整合,培養學生統攝化學知識的能力;
歸納、梳理,構建完整的知識體系
c、加強規范化訓練和解題過程性教學。
「習慣決定命運,細節決定成敗」
d、關注傳統化學工藝
例如:工業制粗硅;制漂白粉;合成氨工業;工業制硫酸;工業制硝酸;
氯鹼工業;工業制純鹼 ; 電解精煉銅以及從海帶提取碘等。
【結束語】:總之,化學工藝流程圖題是將元素化合物知識和化學實驗基礎知識以真實的工業流程為載體來進行綜合考查,取代了傳統的無機框圖題。解答流程圖題時要勤於思考,養成多問自己「什麼」的習慣,如:從原料到產品依次進行了什麼反應,利用了什麼原理(氧化還原?溶解度?溶液中的平衡?),每一步操作進行到什麼程度最佳,每一步除目標物質外還產生了什麼雜質或副產物(知己知彼),雜質或副產物用什麼方法除去,等等。我相信,只有掌握了這一題型的一般特點和解題策略,在高考中即使遇到情境陌生的流程圖題,也能夠駕馭自如,迎刃而解。

F. 高中的化學流程題撐握哪些內容

電解氯化鈉制氯氣 電解熔融氯化鎂制金屬鎂 電解氧化鋁
一、背景與作用
1、工藝流程題是傳統「無機框圖題」的變革與創新,是以真實的化工生產為背景,用框圖的形式表述生產流程。並用所學化學知識理論解決化工生產實際問題,培養學生理論聯系實際、學以致用的學習觀。
2.題材豐富,知識容量大。能涉及化學基礎知識方方面面,能考查學生對化學雙基知識的掌握情況和應用化學知識解決化工生產中有關問題的遷移推理能力。
二、化工流程圖試題的構成特點
1、內容來源:真實化工生產過程,題材豐富,提問靈活。
2、題目結構:分題頭、題乾和題尾三部分。
3、呈現形式:流程圖、表格、圖像。
4、設問方式:措施、成分、物質、原因、原理。
5、能力考查:獲取信息的能力、分解問題的能力、表達能力
6、知識落點:基本理論、元素化合物、實驗。
三、解題思路
1、認真讀題,了解實驗目的。流程題一般只有兩個目的:一是從混合物中分離、提純某一物質;另一目的就是利用某些物質制備另一物質。
2、仔細分析,熟悉流程圖。
3、分析問題,回歸課本知識,關注信息提示。
4、細心檢查,最後結論再重新按流程圖驗證是否合理。
5.工業生產流程主線與核心的分析

四、知識考查的范圍包括:
1、元素化合物:物質轉化的條件及反應。
2、基本理論和原理:
化學反應:氧化還原反應;
②電化學:原電池、電解池的電極反應;
③化學平衡:水解平衡、溶解-沉澱平衡。

3.規律
(1)主線主產品;(2)分支副產品;(3)回頭為循環。
核心考點:物質的分離操作、除雜試劑的選擇、生產條件的控制。
4.熟悉工業流程常見的操作與名詞
1、原料處理階段
(1)溶解時:固體粉碎目的;溶解試劑(蒸餾水溶、酸溶、鹼溶等)。
(2)灼燒:儀器選擇(如坩堝、泥三角、坩堝鉗、酒精燈等),如從海帶中提碘。
(3)煅燒:如碳酸鈣分解;煅燒高嶺土改變其結構,使一些物質能溶解,並使一些雜質高溫下氧化、分解。
(4)定量分析時要注意恆重的判斷標准。
2、分離提純階段
(1)氧化階段:如用氧化劑將Fe2+氧化成Fe3+、Cr3+氧化成CrO42-以便後期處理。
(2)調節pH除雜:控制溶液的酸鹼性使某些金屬離子形成氫氧化物沉澱。
(3)試劑除雜:加試劑直接反應除去雜質。
(4)萃取:如從海水中提取溴和碘單質,利用溴和碘單質易溶於有機溶劑。
(5)加熱的目的:加快反應速率或促進平衡向某個方向移動。
(6)降溫反應的目的:防止某物質在高溫時會分解或為使化學平衡向著某個方向移動。
3、獲得產品階段
(1)洗滌:洗滌劑選擇(如冰水洗、乙醇洗等);目的是洗去晶體表面的雜質離子,並減少晶體在洗滌過程中的損耗;晶體表面洗凈檢驗方法(實質上檢驗晶體表面一些可溶性雜質離子,要注意強調取最後一次洗滌液少許於試管中)。
(2)結晶方法
①蒸發結晶:一般適用於單一溶質且該物質熱穩定性較好(不會熱分解)的結晶析出,如從食鹽水中得到氯化鈉晶體。要注意有金屬離子易水解,控制酸性條件或酸性氣體氛圍,抑制其水解。
②蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾:目的主要是讓溶解度隨溫度變化大的溶質析出,多用於結晶水合、不穩定的鹽類(如銨鹽、硝酸鹽)的結晶析出。這種題往往是用圖像表示溶解度與溫度關系。
③蒸發結晶、趁熱過濾:目的是讓溶解度隨溫度變化小的溶質析出,防止某物質降溫時會析出,如除去氯化鈉溶液中硝酸鉀。趁熱過濾需用到熱濾漏斗或用熱毛巾捂住普通漏斗外壁,以防因溫度下降而析出雜質。
④重結晶:提高產品的純度
(3)常見名詞
浸出:固體加水(酸)溶解得到離子;
浸出率:固體溶解後,離子在溶液中的含量的多少;
酸浸:在酸溶液中反應使可溶性金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去的溶解過程;
水洗:通常為除去水溶性雜質;
水浸:與水接觸反應或溶解。
化學工藝流程題主要從以下三點設置:
(1)環境與化學:主要涉及「廢水、廢氣、廢渣」的來源、對環境的影響和處理原理。
(2)重要化工生產及資源利用:旨在用所學的基本理論(氧化還原、化學平衡、鹽類水解、電化學、熱化學、有機物結構與性質等)指導化工生產。從命題趨勢來看,一般有三種題型,一是從實驗設計和評價的角度對化工生產進行模擬;二是根據一些化工生產的流程來考查考生的綜合應用能力;三是關於化工生產的相關計算。
(3)化工生產中非金屬元素的循環及環境保護
例題解析
例1:「低碳」既是時尚,也是環保要求。「低碳」在工業生產中意義重大,充分利用原材料,不排放或減少排放「三廢」,不同工廠今後聯合生產等都是很好的「低碳」生產方式。下面是幾個工廠利用廢氣、廢渣(液)聯合生產化肥硫酸銨的工藝:


請回答下列問題:
(1)工藝操作①、②分別為________、________。
(2)工業合成氨的化學方程式為_________________________________。
(3)寫出生成「產品」的離子方程式:____________________________。
(4)在實驗室中檢驗合成氨廠排出的廢氣中是否含有氨氣的方法是________________________________________________________________________。
(5)副產品的化學式為________。該聯合生產工藝中可以循環使用的物質是________。
點撥(1)合成氨的原料之一氮氣來源於空氣,分離方法是將空氣液化後蒸餾分離出氧氣,獲得氮氣。
(2)工業合成氨的條件是高溫、高壓和催化劑。
(3)「產品」是硫酸銨,反應物是硫酸鈣懸濁液、二氧化碳、氨氣等,產物除產品硫酸銨外,還有碳酸鈣沉澱。
(4)氨氣溶於水顯鹼性,實驗室中可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,或利用氨氣與氯化氫化合為氯化銨的反應進行檢驗等。
(5)分析框圖中各物質的關系可知「副產品」為氧化鈣,能夠循環使用的物質是二氧化碳。
答案(1)將空氣液化後蒸餾分離出氧氣,獲得氮氣過濾
(2)N2+3H22NH3

(3)CaSO4+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+2NH4++SO42-
(4)用濕潤的紅色石蕊試紙放在導氣管口,若試紙變藍,則證明有NH3(或其他可行的方法)
(5)CaOCO2
方法講解
1.交叉分析法:有些化工生產選用多組原料,事先合成一種或幾種中間產品,再用這一中間產品與部分其他原料生產所需的主流產品。以這種工藝生產方式設計的工藝流程題,為了便於分析掌握生產流程的原理,方便解題,最簡單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖分畫成幾條生產流水線,上下交叉分析。構成交叉分析的題型,提供的工藝流程中至少有三個因素(多組原材料;中間產品;多種產品)和兩條或多條生產流水線的化工生產工藝。利用交叉分析法解工藝流程題的關鍵,在於找准中間產品(因為有時會出現多種中間產品)和流水生產的分線,在分析過程中,抓住中間物質的有關聯系,逐一破解。
2.截段分析法:對於用同樣的原料生產多種(兩種或兩種以上)產品(包括副產品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點。
用截段分析法解工藝流程題是一種主流解題方法。因為當前化工生產為了降低成本、減少污染、增加效益,大都設計成綜合利用原料、生產多種產品的工藝生產線。為此這種工藝流程題很多。用截段分析法解工藝流程題關鍵在於選對題型和如何截段,截幾段更合理。一般截段以生產的產品為基準點。
例2:下圖所示是以海水為原料,獲得某產物的工藝流程圖。已知在吸收塔中,溶液的pH顯著減小。試回答下列問題:


(1)圖中兩次氯化的作用是否相同?________(選填「是」或「否」)。
(2)吸收塔中反應的化學方程式為______________,第二次氯化的離子方程式為________________。
(3)資料證實,在酸性介質中,第一次氯化過程中可用O2或空氣替代。但在實際工業生產中為什麼不用更廉價的空氣替代Cl2?______________。
(4)本工藝的處理方法可簡單概括為「空氣吹出、X氣體吸收、氯化」。某同學認為在工業生產過程中對第1次氯化液直接蒸餾也可得到產物,不必進行上述過程。請對該同學的說法作出正確的評價:________________________。
解析:本工藝流程是海水中Br-被Cl2氧化,然後用熱空氣吹出。根據題中信息,吸收塔內溶液pH顯著減小,可確定氣體X是SO2,吸收塔內反應的化學方程式為Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,生成的Br-再被Cl2氧化,生成的Br2用蒸汽蒸出,再冷凝得到液態溴。
答案(1)是(2)Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
(3)若用廉價的空氣替代Cl2進行第一次氯化,反應的離子方程式為4Br-+O2+4H+===2Br2+2H2O,則反應時需要將大量的鹽鹵(濃度不大)酸化,反應後又要將廢液中和才能排放,在經濟上不合理
(4)氯化後的海水雖然含有溴單質,但濃度低,如果直接蒸餾原料,產品成本高,「空氣吹出、SO2吸收、氯化」的過程實際上是一個溴的富集過程,可提高其濃度,減少能源的消耗。
例3:菠菜營養豐富,素有「蔬菜之王」之稱,在營養價值上是一種高效的補鐵劑。長期以來民間流傳著「菠菜不能與豆腐同食」「菠菜根比菠菜莖和葉更有營養」等說法。某學校化學興趣小組的同學擬通過實驗探究以下問題:
①菠菜是否含有豐富的鐵;②菠菜是否含有草酸類物質;③菠菜根中鐵的含量是否比菠菜莖和葉中的高。
通過上網查詢,獲得以下資料:草酸又名乙二酸,其酸性比乙酸稍強,草酸及其鹽具有較強的還原性,其中草酸鈣不溶於水。
他們設計的實驗步驟如下:
Ⅰ.


Ⅱ.取菠菜根a g,使用相同儀器、試劑,重復Ⅰ中實驗,觀察實驗現象。
Ⅲ.將菠菜在少量開水中煮沸2~3 min,冷卻後濾去菠菜,得濾液。向濾液中加入足量Ca(OH)2溶液,然後再加入足量試劑X,觀察現象。
請回答以下問題:
(1)操作①中使用的儀器除三腳架、酒精燈、玻璃棒外還需要__________,操作②的名稱是________。
(2)可以說明菠菜根中Fe元素含量要比菠菜莖和葉中多的現象是___________。
(3)菠菜中的Fe是+2價還是+3價?________。
(4)通過步驟Ⅲ可以確定菠菜中含有草酸類物質。由於濾液中含有CO32-,故需加入試劑X排除CO32-的干擾。則X是________(寫化學式),加入試劑X後觀察到的現象是________________。
解析:Fe3+與KSCN溶液作用會生成紅色絡合物,溶液的紅色越深,說明Fe3+含量越高。
由題給信息可知酸性:草酸>乙酸>碳酸,所以可用乙酸來排除CO32-的干擾,加入CH3COOH後,CaCO3沉澱可以溶解,但草酸鈣不與CH3COOH反應。
答案:(1)坩堝、坩堝鉗、泥三角過濾(2)步驟Ⅱ中得到的溶液的紅色比步驟Ⅰ中得到的溶液的紅色深
(3)+2價(4)CH3COOH沉澱部分溶解
例4:重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)俗稱紅礬鈉,在工業方面有廣泛用途。我國目前主要是以鉻鐵礦(主要成份為FeO·Cr2O3,還含有Al2O3、MgO、SiO2等雜質)為主要原料進行生產,其主要工藝流程如下:
①中涉及的主要反應有:
主反應:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
副反應:SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑
部分陽離子以氫氧化物形式完全沉澱時溶液的pH:
沉澱物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Cr(OH)3

完全沉澱時溶液pH
4.7
3.7
11.2
5.6

試回答下列問題:
① 「①」中反應是在回轉窯中進行,反應時需不斷攪拌,其作用是________。兩個副反應均為吸熱反應,但在高溫下均能自發進行,其原因是____________。
② 「③」中調節pH至4.7,目的是____________。
③ 「⑤」中加硫酸酸化的目的是使CrO42-轉化為Cr2O72-,請寫出該平衡轉化的離子方程式:____________。
④ 「⑦」中採用冷卻結晶的方法析出紅礬鈉,依據是____________。
解析:以紅礬鈉的工業制備為背景考察化學原理部分的知識,過程中考察了條件的控制、化學反應方向的判斷、溶度積常數的表達式和控制pH的應用。攪拌的目的是增大反應物的接觸機會,從而加快反應速率。由於這兩個副反應是在高溫下才自發進行,所以必然是一個△S>0的反應。③溶液中存在的主要陰離子有CrO42-、AlO2-、SiO32-,pH調至4.7,是為了除去其中的AlO2-、SiO32-。硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高,先增大後減小,這一點較特殊,設問較困難。若給出其溶解度曲線,則可以幫助理解最後兩步工藝。
答案:① 使反應物接觸更充分,加快反應-速率 △S>0 ②除去溶液中的AlO2-、SiO32-
③2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O ④紅礬鈉的溶解度隨溫度的降低而減小。
例5:生產著色鋁片的工藝流程如下:

請回答下列問題:
(1)第①步中NaOH溶液的作用是____________。
(2)第②步HNO3的作用是對鋁片進行拋光,寫出其反應的的離子方程式____________。
(3)在第④步電解是以鋁為陰極,鋁片為陽極,在硫酸介質中控制電壓電流,使陽極放出O2與Al反應使鋁表面形成一層緻密的氧化膜。寫出有關的電極反應式:
陰極:____________陽極:____________
(4)氧化膜質量的檢驗:取出鋁片乾燥,在氧化膜未經處理的鋁片上分別滴一滴氧化膜質量檢查液(3gK2CrO4+75mL水+25mL濃鹽酸),判斷氧化膜質量的依據是_____
A.鋁片表面有無光滑 B.比較顏色變化C.比較質量大小 D.比較反應速率大小
(5)將已著色的鋁乾燥後在水蒸氣中進行封閉處理約20~30min,封閉的目的是使著色的氧化膜更加緻密,有關反應化學方程式是____________。
答案.(1)洗去鋁表面的油污
(2)Al+4H++NO3-=Al3++NO↑ +2H2O
(3)6H+ +6e-=H2↑ 2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+(4)B
(5)2Al+3H2O(g) = Al2O3+3H2(g)。
例6:以濃硫酸、濃硝酸、粗銅、水和空氣為原料可製得硫酸銅(CuSO4·5H2O)。製取硫酸銅晶體的過程如下圖所示。

回答下列問題:
(1)配平在濾液(Ⅲ)中發生反應化學主程式:
____NOx+____H2O+____O2___HNO3。
(2)寫出製取硫酸銅的總反應方程式_________________________________。
(3)在上述生產過程中,被循環使用的物質是____________________。
(4)請你選用下列適宜的裝置來模擬上述生產過程。將它們的編號填入方框。
【解析】(1)NOx中N的化合價為2x,反應前後N化合價變化為5-2x,O2中O化合價變化為4,初步配平為4NOx+H2O+(5-2x)O2→HNO3,再配平其他物質的化學計量數得:4NOx+2H2O+(5-2x)O24HNO3;(2)發生的有關的化學方程式為:(5-2x)Cu+(12-4x)HNO3(5-2x)Cu(NO3)2+2NOx +(6-2x)H2O……①、
4NOx+2H2O+(5-2x)O24HNO3……②、
Cu(NO3)2+H2SO4CuSO4+2HNO3……③,
①+②÷2+③×(5-2x),得:(5-2x)Cu+ O2+(5-2x)H2SO4(5-2x)CuSO4+(5-2x)H2O,
化簡得2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O;
(3)要提供O2,可用排空氣法,即用A裝置通過從分液漏斗中加水排出空氣;消除氮的氧化物用B裝置,一個導氣管通氮的氧化物,一個導氣管通空氣,另一個導氣管導出多餘的空氣。
由實驗室用濃硫酸和金屬銅制硫酸銅,拓展到用稀硫酸、金屬銅、通入氧氣制硫酸銅, 延伸到化工生產硫酸銅,再回歸到實驗室模擬化工生產過程。
Cu + 2H2SO4(濃) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O Cu + 4HNO3(濃) Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
SO2 + 2HNO3(濃)H2SO4 + 2NO2 Cu(NO3)2 + H2SO4 CuSO4↓ + 2HNO3 (應用侯氏制鹼法的生產原理)4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3 把方程式進行加合,可得總反應方程式:2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O。
在模擬化工生產過程時,又把通入空氣和水回歸為製取氧氣通入水中。
答案:(1)2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O (2)HNO3 (3)B、A。
例7:工業制備高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程。

①KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質相同的是_____(填代號)。
a. 84消毒液(NaClO溶液) b. 雙氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精
②高錳酸鉀保存在棕色試劑瓶,下列試劑保存不需要棕色試劑瓶的是_____(填代號)。
a. 濃硝酸 b. 硝酸銀 c. 氯水 d. 燒鹼
③上述流程中可以循環使用的物質有____、____(寫化學式)。
④若不考慮物質循環與制備過程中的損失,則1 mol MnO2可製得____mol KMnO4。
⑤該生產中需要純凈的CO2氣體。若實驗室要制備純凈的CO2,所需試劑最好選擇(選填代號)____。
a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 純鹼
所需氣體發生裝置是_____________(選填代號)。

⑥操作Ⅰ的名稱是________;操作Ⅱ根據KMnO4和K2CO3兩物質在________(填性質)上的差異,採用________(填操作步驟)、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體。
【解析】高錳酸鉀又名灰錳氧,是+7價錳最重要的化合物, 也是最重要和最常用的氧化劑之一。本題以液相氧化法制備高錳酸鉀為背景, 著重考察了基本化學實驗知識, 本題可很好地鞏固試劑保存、分離提純操作、有關氣體製取實驗原理和裝置知識等。
(1)高錳酸鉀的消毒機理主要是靠其氧化性氧化微生物而殺滅微生物, 它通過氧化細菌體內的活性基團而發揮作用,類似84消毒液(NaClO溶液)、雙氧水, 而苯酚、 酒精消毒機理主要是使蛋白質75%凝固。
(2)試劑保存方法源於試劑的性質, 見光易分解的物質通常保存在棕色試劑瓶中。濃硝酸、硝酸銀、氯水等試劑都是中學階段常用試劑,都保存在棕色試劑瓶中。
(3從流程圖中不難發現,由於K2MnO4在酸性條件下易歧化為MnO2和KMnO4, 所以MnO2可以部分循環;母液成分主要是K2CO3,通過加入石灰,產生KOH也可以循環利用。
(4)本小題考察學生對制備原理的理解。一種方法是寫出各步反應, 通過物質的量的關系得出;另外,從流程中也可看出,Mn元素損失發生在KMnO4歧化這一步,通過電子得失守恆,1molKMnO4可製得1/3molMnO2和2/3molKMnO4.
(5) 本題主要考察有關氣體製取實驗原理和裝置, 氣體發生裝置取決於氣體制備原理。題目中關鍵詞 「純凈」, 所以要選用純鹼和稀硫酸, 發生裝置就只能相應選擇A。
(6)主要考察制備過程中分離提純的基本操作。操作Ⅰ是分離不溶物MnO2, 所以是過濾; 操作Ⅱ從兩物質性質上分析, 都可溶, 故是利用兩者溶解度的不同而採用結晶方法分離, 但考慮到KMnO4易受熱分解, 要得到KMnO4粗晶體,只能蒸發濃縮結晶。
答案:(1)ab (2)d (3)MnO2;KOH (4)2/3 (5)cd ;A;(6)過濾;溶解度;濃縮結晶。

G. 理綜化學工藝流程題怎麼提高

1、明確目的,提取有用信息
通過閱讀題頭,了解流程圖以外的文字描述、表格信息、後續設問中的提示性信息,進而明確生產目的——制備什麼物質,找到制備物質時所需的原料及所含雜質,提取出所給的相關信息——物質反應方程式、物質穩定性、物質溶解性等。

2、分析流程,弄清各步作用
首先對比分析生產流程示意圖中的第一種物質原材料與最後一種物質產品,從對比分析中找出原料與產品之間的關系,弄清生產流程過程中原料轉化為產品的的過程中依次進行了什麼反應?每一步除目標物質外還產生了什麼雜質或副產物?雜質是否要除去,採用什麼操作方法除去?

3、看清問題,准確規范作答
這一步很關鍵,歷年高考評卷分析都指出學生的簡述能力比較差,特別是化學用語的表述存在很大的偏差。所以答題時要看清所問題,不能答非所問,要注意語言表達的科學性,如不能將離子方程式寫成化學方程式、方程式要配平、分清實驗操作名稱還是具體操作步驟。

H. 高考化學-工藝流程專項復習系列 專題2-原理的預處理

專題2-原理的預處理

預處理的目的是使原料中待提取元素的狀態,由難浸出的化合物或單質轉變成易浸出的化合物

 

一.對原料進行預處理時常用方法及其作用

1.研磨、粉碎、霧化:將塊狀或粒狀的物質磨成粉末或將液體分散成微小液滴,增大反應物間接觸面積(作用),以加快後續操作反應速率(作用),進而增大原料的轉化率或浸取率(目的)。

【習題】鈷酸鋰(LiCoO2)電池是一種應用廣泛的新型電源,電池中含有少量的鋁、鐵、碳等單質。實驗室嘗試對廢舊鈷酸鋰電池回收再利用。實驗過程如下:

廢舊電池初步處理為粉末狀的目的是_______________________________________。

【答案】增大接觸面積,加快反應速率,提高浸出率

【解析】廢舊電池初步處理為粉末狀的目的是:增大接觸面積,加快反應速率,提高浸出率。

 

【習題】連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)是印染工業的一種常用原料,連二亞硫酸鈉又稱保險粉,可溶於水,但不溶於甲醇,其固體受熱、遇水都會發生反應放出大量的熱,甚至引起燃燒,工業制備流程如下:

向液鋅中鼓入M氣體,使液態鋅霧化,目的是____________________________。

【答案】增大鋅反應的表面積,加快化學反應速率

【解析】向液鋅中鼓入M氣體,使液態鋅霧化,目的是減小鋅的顆粒,使單質鋅的表面積增大,以增大其與反應物的接觸面積,加快反應速率。

 

【習題】粉煤灰是燃煤電廠的廢渣,主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。實驗室模擬工業從粉煤灰提取活性Al2O3,其流程如圖:

已知燒結過程的產物主要是:NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。

操作a為冷卻、研磨,其中研磨的目的是__________________________。

【答案】提高燒結產物浸出率   

【解析】操作a為冷卻、研磨,其中研磨的目的是增大反應物的接觸面積,提高燒結產物浸出率。

 

2.焙燒:反應物與空氣、氯氣等氧化性氣體或其他添加進去的物質(如硫酸)發生化學反應(所以焙燒分為氧化焙燒、硫酸化焙燒和氯化焙燒等)。以氣固反應為主,為避免物質融化反應溫度一般低於熔點,在500~1500℃之間。使用專門的化工裝置如沸騰爐、焙燒爐等。

原料在空氣中灼燒,焙燒的目的主要有兩點: 一為非金屬元素被氧化為高價氣態氧化物逸出或氧化成高價態化合物; 二為金屬元素被氧化為高價態氧化物或高價態化合物。高考題在預處理階段的設問角度往往從粉碎與化學反應速率的關系、焙燒中的化學反應等入手。

工業上可以通過增加氧氣的量、固體充分粉碎、逆流焙燒、適當升溫等來提高焙燒效率。

【2021山東高考17】工業上以鉻鐵礦(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7•2H2O)的工藝流程如圖。回答下列問題:

焙燒的目的是將FeCr2O4轉化為Na2Cr2O4並將Al、Si氧化物轉化為可溶性鈉鹽,焙燒時氣體與礦料逆流而行,目的是______________________________________________________。

【答案】增大反應物接觸面積,提高化學反應速率,提高反應物轉化率。

 

【習題】氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下:

已知:①菱錳礦石主要成分是

回答下列問題:

(1)「焙燒」時發生的主要化學反應方程式為_____________________。

(2)分析下列圖1、圖2、圖3,氯化銨焙燒菱鎂礦的最佳條件是:

焙燒溫度_________,氯化銨與菱鎂礦粉的質量之比為__________,焙燒時間為___________.

【答案】(1)MnCO3+2NH4Cl△(===)MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O    (2)500℃    1.10    60min    

【解析】(1)「焙燒」時發生的主要化學反應方程式為:MnCO3+2NH4Cl△(===)MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;

(2)根據圖示錳浸出率比較高,焙燒菱鎂礦的最佳條件是:焙燒溫度500℃;氯化銨與菱鎂礦粉的質量比為1.10;焙燒時間為60min。

 

【習題】以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料,生產氧化鋁並獲得Fe3O4的部分工藝流程如圖所示。

(1)焙燒過程均會產生SO2,用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為_____________________。

(2)添加1%

已知:多數金屬硫酸鹽的分解溫度都高於

①不添加CaO的礦粉在低於500℃焙燒時,去除的硫元素主要來源於____________(填化學式)。

②700℃焙燒時,添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低,其主要原因是_________________________。

【答案】(1)

【解析】(1)二氧化硫是酸性氧化物,少量二氧化硫與NaOH溶液反應可生成Na2SO3,過量二氧化硫與NaOH溶液反應可生成NaHSO3,離子方程式為

(2)①高硫鋁土礦的成分中含FeS2和金屬硫酸鹽,而已知多數金屬硫酸鹽的分解溫度都高於

②添加的CaO吸收

 

3.煅燒:反應物受熱分解或發生晶形轉變,為避免融化溫度低於熔點,但大多高於1200℃。如煅燒石灰石、生產玻璃、打鐵等,使用的化工設備如回轉窯。

【習題】以白雲石(主要成分為CaCO3和MgCO3)為原料制備氧化鎂和輕質碳酸鈣的一種工藝流程如下:

(1)白雲石高溫煅燒所得固體產物的主要成分為_________________________(填化學式)。

【答案】(1)CaO、MgO    (2)煅燒溫度較低,CaCO3未完全分解,CaO的含量偏低    溫度    

【解析】(1)高溫煅燒白雲石得到CaO和MgO;

(2)煅燒溫度較低,CaCO3未完全分解,CaO的含量偏低,所以活性降低;氧化鈣和水反應放熱,氧化鈣含量越高與樣品與水反應放出的熱量越多,所以也可將不同溫度下的煅燒所得固體樣品加入水中,測量的相同時間後反應液的溫度與樣品煅燒溫度之間的關系,來判斷樣品的活性。

 

4.灼燒:物質在高溫條件下發生脫水、分解、揮發等化學變化的過程。反應溫度在1000℃左右,使用的儀器比較多樣如煤氣燈、電爐等。灼燒海帶、顏色反應、焰色試驗、灼燒失重、灼燒殘渣等。

【習題】碳、硫的含量影響鋼鐵性能。某興趣小組用如下流程對鋼樣進行探究。

(1)鋼樣中硫元素以FeS形式存在,FeS在足量氧氣中灼燒,生成的固體產物中Fe、O兩種元素的質量比為21:8,則該固體產物的化學式為_____________。

(2)檢驗鋼樣灼燒生成氣體中的CO2,需要的試劑是____________ (填字母)。

a.酸性KMnO4溶液   b.澄清石灰水   c.飽和小蘇打溶液       d.濃H2SO4

【答案】(1)Fe3O4    (2)ab    

【解析】(1) 生成的固體產物中Fe、O兩種元素的質量比為21:8,則Fe、O兩種元素的物質的量之比為

(2)鋼樣灼燒生成氣體中含有CO2和SO2,二氧化硫也能夠使澄清石灰水變渾濁,因此需要用酸性KMnO4溶液反應除去二氧化硫後再用澄清石灰水檢驗。

 

5.浸取及浸出率:浸取的目的是把固體轉化為溶液,以便於後繼的轉化或分離。包括水浸取、酸溶、鹼溶、醇溶等。浸出率是指固體溶解後,離子在溶液中的含量的多少。

提高浸取率的措施:①將礦石研成粉末,提高接觸面積;②攪拌,使反應更加充分;③當增大酸的濃度;④加熱;⑤延長浸出時間

【習題】氯氧化鉍(BiOC1) 常用於電子設備等領域,BiOCl 難溶於水,它是BiCl3的水解產物。以鉍的廢料(主要含鉍的化合物,含少量銅、鉛、鋅的硫酸鹽及Cu2S和Fe2O3等)為原料生產高純度BiOCl的工藝流程如圖:

(1)提高「酸浸」反應速率的措施有適當增加硫酸的濃度、_____________________(答出一點即可)。

(4)「浸鉍」中,鉍的浸出率與溫度關系如圖所示:

在高於40℃左右時「鉍浸出率」開始下降,其主要因素可能是_______________。

【答案】(1)適當升高溫度    (4)HCl揮發加快,Bi3+水解程度增大    

【解析】(1)提高「酸浸」反應速率的措施有適當增加硫酸的濃度、適當升高溫度或進行攪拌等;

(4)在「浸鉍」中,鉍的浸出率與溫度,根據圖示可知:在溫度接近40℃時Bi的浸出率最高,此後溫度升高,浸出率反而降低,主要是由於溫度升高,HCl揮發加快,且溫度升高使Bi3+水解程度也增大,最終導致鉍的浸出率隨溫度的升高而降低。

 

6.酸浸:酸浸是指把預處理得到的物料與酸(鹽酸或硫酸) 溶液進行反應,使物料中的鹼性或兩性氧化物轉化為相應的鹽、並用酸抑制該鹽的水解同時除去不溶於該酸的雜質( 如 SiO2 或 CaSO4 等) 。

【2021湖南卷17】

為提高「水浸」效率,可採取的措施有________________________________(至少寫兩條)

【答案】適當升高溫度,將獨居石粉碎等

 

【習題】聚硅酸鐵是目前無機高分子絮凝劑研究的熱點,一種用鋼管廠的廢鐵渣(主要成分Fe3O4,含少量碳及二氧化硅)為原料制備的流程如下:

(1)廢鐵渣進行「粉碎」的目的是______________________。 

(2)「酸浸」需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度、氧流量等,其中酸浸溫度對鐵浸取率的影響如圖所示。

②酸浸時,通入O2的目的是______________________。 

③當酸浸溫度超過100 ℃時,鐵浸取率反而減小,其原因是________________________。 

【答案】(1)增大接觸面積,提高反應速率,提高鐵元素浸取率    

(2)Fe3O4+4H2SO4△(===)FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O    將FeSO4氧化為Fe2(SO4)3    溫度超過100℃,加快Fe3+水解生成Fe(OH)3,導致Fe3+濃度降低

【解析】(1)對廢鐵渣進行粉碎的目的是:減小顆粒直徑,增大浸取時的反應速率和提高鐵浸取率;

(2)①加熱條件下酸浸時,Fe3O4與硫酸反應生成硫酸鐵和硫酸亞鐵,方程式為:Fe3O4+4H2SO4△(===)FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O;

②酸浸時有亞鐵離子生成,通入氧氣能將亞鐵離子氧化為鐵離子,發生反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;

③鐵離子在水溶液中存在水解,溫度升高有利於水解反應的進行,溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應的速率,導致Fe3+濃度降低。

 

7.鹼浸:洗去動植物油污,除去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅(加鹼量不宜過多)

【習題】錫酸鈉可用於製造陶瓷電容器的基體、顏料和催化劑。以錫銻渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)為原料,制備錫酸鈉的工藝流程圖如下圖所示:

(1)鹼浸」時SnO2發生反應的化學方程式為___________________________。

(2)「鹼浸」時,若Sn元素氧化物中SnO含量較高,工業上則加入NaNO3,其作用是_________________。

【答案】(1)SnO2+2NaOH= Na2SnO3+H2O    (2)把SnO氧化為SnO32—   

【解析】NaNO3具有氧化性,能將SnO氧化,「鹼浸」時,若SnO含量較高,工業上則加入NaNO3,其作用是把SnO氧化成SnO32-,故答案為把SnO氧化為SnO32—。

 

 

 

I. 如何突破化學工藝流程題的解題方法

化學實驗題的突破攻略
解答除雜質一類的題目時,要注意三原則;三要領;五種常用的方法。
三原則:①不引入新雜質;②不減少被提純物質的質量;③雜質便於分離。
三要領:①根據物理性質或化學性質的差異;②確定除雜質方法;③選擇適宜試劑。
除雜質思路分析方法:
(1)沉澱法:加入一種試劑將被除去的雜質變為沉澱,再用過濾法除去。
(2)化氣法:加熱或加入一種試劑將雜質變為氣體逸出。
(3)置換法:利用置換反應的原理將雜質除去。
(4)轉純法:將被除去的雜質變為提純的物質。
(5)吸收法:常用於氣體的提純。

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