化工流程题特点及常见考点.doc

化工流程题特点及常见考点(重点班)化学组 杨锐钦一、化工流程题特点1.工业生产流程题主要框架:原料I预处理II分离提纯III核心反应产品抓箭头：主线主产品；支线副产品；回头循环品。2.试题本质：想办法从混合物中制取纯净物。3.核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯。(1）据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写方程式；（2）滤液滤渣的成分；（3）调PH值的范围及试剂的选择；（4）核心反应条件的控制和原因；（5）选择化学除杂试剂及原因；（6）绿色化学评价；（7）实验操作和仪器；（8）相关计算4.读题：（1）先粗读：明确原料、明确杂质、明确目标产品。先不必把每个环节的原理都搞清楚。（2）针对问题再精读：分析细节，根据问题去研究某一步或某一种物质。（3）第三，要看清所问问题，不能答非所问，并注意语言表达的规范性。二、常见考点（一）、样品的预处理1.矿样的预处理方法：（1）原料预处理粉碎目的：增大接触面积，加快反应速率；或使反应更完全。煅烧目的：(A)除去有机物杂质或者碳的杂质;或(B)使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化、分解（思考样品成分中是否有具有还原性的物质，且看在整个流程中是否需要被氧化）；或(C)改变矿样的结构，使其在后面的酸溶（或碱溶或水溶）中更易溶解。溶解：有酸溶、碱溶、水溶；又叫酸浸、碱浸、水浸。酸浸目的：与酸反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。碱浸目的：与碱反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。水浸目的：使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。【注】浸出：固体加水（酸）溶解得到离子。浸出率：转入浸出液中的溶质量与物料原含溶质总量的比值。提高浸出率的措施通常有粉碎、搅拌、升温、增大酸（或碱）浓度。2.植物样品预处理：（1）灼烧：如海带中碘的提取、茶叶中铁含量的测定，灼烧成灰之后，再用水浸，为了加快其溶解速率可以加热、不断搅拌。（2）研磨成汁：提取植物样品中的有机物所用方法（如波菜中草酸含量的测定），研磨成汁之后，如该有机物可溶于水，研磨之后，可用水浸取；如该有机物不溶于水，就用有机溶剂来萃取。（二）、控制反应条件1.调节pH值目的：控制溶液酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节PH值除杂：（常考除Fe2+、Fe3+）（1）除Fe2+要将其氧化成Fe3+，氧化剂可选择H2O2、Cl2、HNO3、NaClO或氯水，到底选择谁，要据具体的题景来选择；（2）调PH值所加试剂：一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的a.金属、b.金属氧化物、c.金属氢氧化物、d.金属碳酸盐（总之，这些物质要能与H+反应，又难溶于水，这样可即使过量而又不会引入新的杂质离子）。例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。有时候也可能加NaOH或氨水来调PH值（要求Na+、NH4+不会在后续的程序中难以分离），要据题意具体分析（3）PH值的调节范围：根据离子完全沉淀或开始沉淀的PH值数据来选择，应该是题目中原始数据的组合。 例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该先加双氧水把Fe2氧化成Fe3，再调节3.7PH8.3。【注】调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH值增大； 不引入新杂质。2.保持酸过量目的：通常是抑制某金属阳离子的水解。3.温度控制目的：(1)冰水浴目的：通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发或溶解。水浴目的：通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来，具体问题要具体分析。(2)使催化剂的活性达到最好：如工业合成氨或工业SO2氧化为SO3时，选择的温度是500左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最高。(3)防止副反应的发生：如乙醇的消去反应温度要控制在170，原因是就是在140时会有乙醚产生。(4)对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。4.加热目的：加快反应速率，或促进平衡向某个方向移动。或加速某固体的溶解。5.降温目的：防止某物质在高温时分解或溶解，或为使化学平衡向着题目要求的方向移动。（三）、物质的分离和提纯的方法及目的1.结晶（重结晶）:固体物质从溶液中析出的过程。（1）当溶液是单一溶质时：当溶质的溶解度随温度变化不大（如NaCl）：蒸发结晶。溶质的溶解度随温度降低而变化较大（如KNO3）：冷却结晶（高温下先配成饱和溶液）。从稀溶液得到带结晶水的晶体（如CuSO45H2O）或受热易分解的晶体(如NH4Cl)：蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶（过滤）。（2）当溶液中有两种或以上溶质时：要使受温度影响最大、溶解度最大的溶质最先结晶析出（如除去KNO3中的少量NaCl）：蒸发浓缩、冷却结晶（过滤、洗涤、干燥）。要使受温度影响最小、溶解度最小的溶质最先结晶析出（如除去NaCl中的少量KNO3）：蒸发浓缩、趁热过滤（洗涤、干燥）。2.过滤：固、液分离（主要仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒）。3.趁热过滤：防止产品（或杂质）降温时析出导致产率降低（或产品不纯）。4.洗涤：通常有水洗、冰水洗涤、醇洗。水洗目的：洗去晶体表面的杂质离子（适用于溶解度小的溶质）。冰水洗涤目的：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（适用于高温溶解度大、低温溶解度小的溶质）。醇洗目的：（常用于溶解度较大的溶质）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使尽快干燥。5.蒸馏：液、液分离（主要仪器：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管）。6.蒸发：利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程（实验仪器：蒸发皿、铁架台、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯）。【注】蒸发反应时的气体氛围：例如MgCl26H2OMgCl2，应在HCl气体氛围下蒸发溶剂，以防其水解。7.萃取：用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。8.分液：互不相溶的液体间的分离（主要仪器：分液漏斗）。9.升华：将可直接气化的固体分离出来。10.盐析：加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。11.灼烧：高温条件下固体物质的燃烧（主要仪器：坩埚）。12.煮沸：目的通常是是除去溶解在水中的气体（通常为O2）;或是为了促进水解，聚沉后便于过滤分离。（四）、核心反应方程式书写1.据箭头找出反应物、生成物或据题目提供的信息找出反应物或部分生成物。2.分析其化合价的变化，确定发生的反应是复分解反应还是氧化还原反应。3.据配平的需要确定在反应物或生成物中加水、加H+或OH-。(1)水可在反应物中或生成物中根据需要添加；(2)可根据电荷守恒确定在反应物或生成物中加H+或OH-或H2O，H+、OH-不能随意添加，必须据题意。如反应在酸性环境下进行，可在反应物或生成物据需要加H+或H2O，但绝对不能加OH- ；如在碱性环境下反应，在反应物或生成物中据需要加OH-或H2O，但绝对不能加H+。【注】看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。（五）、常见文字叙述规范套路1.滴定终点的判断: 当滴入最后一滴标准液时，溶液颜色由颜色变为#颜色， 且半分钟内不恢复原色。2.洗涤沉淀的方法：往过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀物,待水自然流干后，重复以上操作23次。3.检验沉淀是否洗涤干净的方法：取最后一次的洗涤液，滴加试剂（可与杂质的某些离子发生沉淀反应），如果没有沉淀生成，说明沉淀洗涤干净；否则说明沉淀未洗涤干净。 【注】这种情况因为离子浓度较低，应该选用反应灵敏的特征反应,一般不用焰色反应实验检验（因离子浓度低、效果不好）。4.检验沉淀是否完全的方法：静置，向上层清液中继续滴加试剂，若没有沉淀生成，说明沉淀完全；若出现沉淀则说明沉淀未完全。5.如何进行萃取操作: 在分液漏斗中加溶液和萃取剂， 右手堵住漏斗上口塞， 左手握活塞， 倒转用力振荡， 放气， 正立放铁圈上静置。6.如何进行分液操作:让分液漏斗下端紧靠烧杯内壁，打开分液漏斗上口玻璃塞，打开活塞，让下层液体从下面流出到分界面，再关闭活塞，上层液体由上口倒入另一烧杯。 7.如何进行焰色反应的操作:答: 先将铂丝沾盐酸在酒精灯火焰上灼烧， 反复几次， 直到与酒精灯火焰颜色接近为止，然后用铂丝沾取少量待测液，到酒精灯火焰上灼烧，观察火焰颜色，如为黄色，则说明 溶液中含 Na元素 ；若透过蓝色钴玻璃呈紫色，则说明溶液中含 K 元素。8.过滤的方式有几种？降温结晶主要包括哪些步骤？ 过滤、趁热过滤； 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。9如何进行蒸发结晶操作:将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用 余热蒸干剩余水分。（六）高频问题：1、（09广东）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有：答：适当提高反应温度、增加浸出时间，加入过量硫酸，边加硫酸边搅拌2、（11广一模）如何提高吸收液和SO2反应速率：答：适当提高温度、增大吸收液或NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌3、从溶液中得到含结晶水晶体：答：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥4、过滤用到的三个玻璃仪器：答：普通漏斗、玻璃棒、烧杯5、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：答：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6、沉淀洗涤操作：答：往漏斗中（工业上改为往过滤器中）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7、检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-)：答：取最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀则说明未洗涤干净，若无白色沉淀则说明洗涤干净8、如何从MgCl26H2O中得到无水MgCl2：答：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MgCl26H2O受热产生的水汽9、直接加热MgCl26H2O易得到Mg(OH)Cl的方程式；加热LnCl36H2O生成LnOCl的方程式10、CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值：答：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促进Fe3+的水解，生成Fe(OH)3沉淀析出11、调pH值使得Cu2+（4.7-6.2）中的Fe3+（2.13.2）沉淀，pH值范围是：答：3.24.7。原因：调节溶液的pH值至3.24.7，使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不会引入新杂质12、产品进一步提纯的操作：答：重结晶13、趁热过滤的原因即操作：答：减少过滤时间、保持过滤温度，防止杂质析出；操作：已预热的布氏漏斗趁热抽滤14、水浴加热的好处：答：受热均匀，温度可控，且温度不超过10015、减压蒸发（小心烘干）：答：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16、Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去：答：加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水水洗涤17、蒸发浓缩用到的主要仪器有 、 、烧杯、酒精灯等答：蒸发皿、玻璃棒。还有取蒸发皿用坩埚钳18、不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是：答：加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净19、检验NH4的方法是：答：取少许，加入NaOH溶液后加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。（注意方法与操作的差别）20、过滤的沉淀欲称重之前的操作：答：过滤，洗涤，干燥，（在干燥器中）冷却，称重21、“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”：答：稀释溶液，防止降温过程中析出，