化学工艺流程题类型及其解题策略

1、化学工艺流程题类型及其解题策略【方法总述】1无机化工流程题的特点无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以这类题成为近年来高考的必考题型。这类题常呈现的形式：流程图、表格、图像等。这类题常围绕以下几个知识点进行设问：（ 1）化学反应速率与平衡理论的运用反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等。温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。（ 2）化学式的判断。（ 3）氧化还原反应化学方程式或离子方程式的书写。（ 4）通过调节溶液的 pH 达到分离除杂的目的。（ 5）化学反应的能量

2、变化。（ 6）化学实验室的常用仪器的用途和使用方法。（ 7）化学实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。（ 8）元素守恒、得失电子守恒等化学观念。（ 9）根据物质之间的反应关系进行的简单计算。（ 10）“流程”中的物质成分的判断，物质的转化和循环，资源的回收和利用。（ 11）环境保护与绿色化学评价（是否污染环境、原子经济性、节约资源、安全性、资源再生）。2工业生产流程主线规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。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。【解题策略】1解答无机化工流程试题的程序基本步骤：（ 1）首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，

3、准确抓住工艺（实验）的目的是什么？还提供了哪些信息（原料成分，含量，产品成分，从用途能看出什么性质）？（ 2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（ 3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：反应物是什么；发生了什么反应；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。（ 4）从设问中获取信息，使下一步的深入分析重点更明确。解题思路：明确整个流程及每一部分的目的仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质 结合基础理论与实际问题思考 注意答题的模式与要点。2熟悉工业流程常见的操作与名词工业流程题目在

4、流程上一般分为3 个过程：原料处理 分离提纯 获得产品（ 1）原材料的预处理阶段的常见考点与常见名词加快反应速率：研磨将固体粉碎，增大表面积，加快反应速率；溶解浸出：通常用酸或碱溶。如用硫酸、盐酸或氢氧化钠溶液等。浸出固体加水（酸或碱）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（更多转化）】水浸与水接触反应或溶解。水洗除去水溶性杂质。酸浸（或酸洗）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。碱浸（或碱洗）除去油污或氧化膜；溶解铝和二氧化硅灼烧（焙烧或煅烧）使一些物质在高温下氧化、分解。（ 2）反应条件的控制的常见考点加热加快反应速率；加速固体溶解；平

5、衡向吸热方向移动。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO 3；还有如H 2O2 、Ca(HCO 3)2、 KMnO 4 、AgNO 3、HNO 3(浓 )等物质。降温（冰水中）防止某物质在高温时会溶解（或分解）；使化学反应速率下降；为使化学平衡向放热的方向移动。控温温度过高，物质会分解或杂质会挥发；温度过低，物质无法挥发或者反应。趁热过滤防止某物质降温时会析出晶体。洗涤（冰水、热水）洗去晶体表面附着或包夹的可溶性离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。蒸发时的酸性氛围抑制金属阳离子的水解：如从溶液中析出FeCl3、 AlCl 3、 M

6、gCl 2等溶质时，应在 HCl 的气流中加热，以防其水解。、 pH 值的控制a控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。例如：已知Fe(OH) 3 、Fe(OH) 2、 Mn(OH) 2 开始沉淀和沉淀完全时的pH 如下表所示。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 Mn 2 溶液中含有的 Fe2 ，应该怎样做？提示：先用氧化剂把 Fe2 氧化为 Fe3 ，再调溶液的pH 到 3.7。反应，使溶液pH 值增大；不引入新杂b调节 pH 所需的物质一般应满足两点：能与H质。例如：若要除去Cu2 溶液中混有的 F

7、e3 ，可加入CuO、 Cu(OH) 2、 Cu2(OH) 2CO3 等物质来调节溶液的 pH。（ 3）产品的分离提纯阶段的常见考点过滤基本操作：一贴二低三靠；结晶：、当溶液为单一溶质时：所得晶体不带结晶水，如NaCl 、 KNO 3 等：蒸发结晶；所得晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。、当溶液为两种以上溶质时：要得到溶解度受温度影响小的溶质：蒸发浓缩结晶，趁热过滤。如除去NaCl 中少量的KNO 3。要得到溶解度受温度影响大的溶质：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤。如除去KNO 3 中少量的 NaCl 。重结晶蒸发浓缩、冷却结晶，过滤（重复操作）。沉淀的洗涤向过滤器中的滤渣加入

8、蒸馏水至浸没滤渣，待水自然流下后，重复以上操作 2 3 次。灼烧（焙烧或煅烧）固体在坩埚中进行加热：干燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干。萃取、分液在分液漏斗中进行操作。下层液体从下口放出；上层液体从上口倒出。重复操作2 3 次保证实验的准确性。（ 4）其他常见考点化学方程式的书写：离子型氧化还原反应。实验仪器。计算：守恒法、关系式法等。3注重答案的文字叙述规范（ 1）洗涤沉淀：向过滤器中的滤渣加入蒸馏水至浸没滤渣，待水自然流下后，重复以上操作 23 次。检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤滤出液，滴加AgNO 3 溶液和稀硝酸（检验氯离子）或者 BaCl 2 溶液（检验硫酸根离子），若无沉淀

9、产生，则证明已洗涤干净；反之，则未洗涤干净。（ 2）从溶液中得到晶体：蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤 干燥。（ 3）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。（ 4）化学用语的书写要规范（分子式书写；化学方程式的书写；完成符号或可逆符号；沉淀、气体、固态、水溶液等符号）；评价或比较要全面（反应物、产物种类，目标产物的分离和提纯；反应条件、仪器、设备、步骤）。例题【 2012·山东卷】 工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：（ 1）气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的吸收。a浓 H 2SO4b稀 HNO 3

10、c NaOH 溶液d氨水（ 2）用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B ，取少量所得溶液，滴加KSCN 溶液后呈红色，说明溶液中存在（填离子符号），检验溶液中还存在Fe2 的方法是（注明试剂、现象）。（ 3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。（ 4）以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜 (含 Al 、 Zn、Ag 、 Pt、Au 等杂质 )的电解精炼，下列说法正确的是。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应2d利用阳极泥可回收Ag 、 Pt、 Au 等金属（ 5）利用反应 2Cu O22H 2SO4=2CuSO4 2H 2O 可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应

11、式为。变式题【 2011·福建卷】四氯化钛（TiCl 4 ）是制取航天航空工业材料 钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成为是FeTiO 3）制备TiCl 4 等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：（ 1）往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe3 Fe=3Fe2 2TiO232 2H2O(无色 ) Fe4H=2Ti(紫色 ) Fe33 H2O=TiO22 2HTi (紫色 ) Fe(无色 ) Fe加入铁屑的作用是。（ 2）在工艺过程中需要控制条件以形成TiO 2· nH2 O 溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在范围。（ 3）若把中制得的固体TiO 2· nH2O 用酸清洗除去其中的Fe(OH) 3 杂质，还可以制得钛白粉。已知25时， K spFe(OH) 3 2.79× 10 39，该温度下反应Fe(OH) 3 3HFe3 3H2O 的平衡常数 K 。（ 4）已知： TiO 2(s) 2C