2017年高考化学工艺流程题精讲专练
- 格式:doc
- 大小:402.00 KB
- 文档页数:13
化学工艺流程题精讲化学工艺流程题以化工生产、能源、材料、环境等方面的常见化学事物为背景,要求明确,设问层次清晰,以无机或有机化合物的组成、性质、变化等内容为载体,要求考生运用所学化学知识、原理和技能从化学视角看待、分析或解决生产、生活实际中的简单化学问题。
解答所需知识、方法都是化学的核心内容。
一、题设探究1、呈现形式资料卡:物质的理化性质,如易潮解、易水解、易与某些物质反应等;流程图:生产工艺流程;表格:熔沸点、溶解度、Ksp等;图像:溶解度、反应速率等。
2、设问方式:3、能力考查:获取信息的能力、分析解决问题的能力、表达能力。
4、知识落点:基本理论、元素化合物、实验。
因此,我们需要运用有关物质的性质和反应原理的基本知识,还要掌握一些分离提纯物质的基本实验技能,关键是还要具有分析生产工艺流程的方法和能力。
二、解题思路1、解题步骤第一,浏览全题,确定该流程的目的(即由何原料获得何产物,有何副产物),记住资料卡中给出的理化性质;第二,粗读流程图,尽量弄懂流程图每部的目的,宏观把握整个流程,但不必将每一种物质都推出;第三,精读试题,根据问题去精心研究某一步或某一种物质。
第四,要看清所问题,不能答非所问,并注意语言表达的科学性。
2、注意事项:答题时,不要力求把生产流程图中的每个细节都弄清楚,只要把握住主要的考查方向,理清每个环节的目的和结果,再根据题中的具体设问,结合题中提取的信息和头脑中原有的知识和技能,进行针对性作答即可,切不可拘泥于流程图中的每个细节,把时间和精力过多用于流程分析,使解题误入歧途。
前一问回答不了,并不一定会影响回答后面的问题。
三、解题方法1、工艺流程模板2、预处理的方法及目的(1)粉碎或研磨:增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。
(2)煅烧或灼烧:不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不稳定的杂质(3)酸浸:溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)(4)碱溶:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)(5)控制温度:操作目的加热①加快反应速率或溶解速率;②促进平衡向吸热方向移动;③除去热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物质;3、分离提纯的方法及目的①盐溶液的分离提纯方法:结晶法结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法,大多数同学通过一轮的复习已经明白纯物质溶液要得到晶体的方法,难点在于混合溶液得到晶体的操作。
a、纯物质溶液得到晶体:蒸发结晶(NaCl型:溶解度随温度变化小的物质)型:溶解度随温度变化大的物质和含有结晶水的晶体)蒸发浓缩,冷却结晶(KNO3b、混合溶液(分离A和B):要得到溶解度受温度变化小的溶质:蒸发结晶,趁热过滤要得到溶解度受温度变化大的物质和含有结晶水的晶体:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出4、循环利用的物质目的:节能减排,“绿色化学”,降低成本等可以用于循环的物质:辅助试剂、母液;一定不会用于循环的物质:目标产物,杂质5、高频问题及答题技巧(注重文字叙述的规范性)(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—干燥。
(3)在写某一步骤是为了除杂时,应该注明“是为了除去××杂质”,只写“除杂”不给分。
(4)检验沉淀是否洗涤干净:取最后一次洗涤液少许于试管中,逐滴滴加××试剂,振荡,若没有……现象,则沉淀洗涤干净。
(5)检验是否沉淀完全:表达一:静置,往上层清夜中继续滴加××试剂;或者表达二:过滤,取滤液少许于试管中,滴加××试剂。
(6)“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(7)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(8)过滤用到的三个玻璃仪器:答:普通漏斗、玻璃棒、烧杯(9)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(10)如何从MgCl2·6H2O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MgCl2·6H2O受热产生的水汽(11)调pH值使得Cu2+(4.7-6.2)中的Fe3+(2.1-3.2)沉淀,pH值范围是:答:3.2-4.7。
原因:调节溶液的pH值至3.2-4.7,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)趁热过滤的原因及操作:答:减少过滤时间、保持过滤温度,防止××杂质析出或防止降温过程中××析出而损耗;(14)水浴加热的好处:答:受热均匀,温度可控,且温度不超过100℃(15)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蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯、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。
(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,提高产品的纯度(22)苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后,再加入少量蒸馏水的目的:答:为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸,一般再加入少量蒸馏水(23)加NaCl固体减低了过碳酸钠的溶解度,原因:答:Na+浓度显著增加抑止了过碳酸钠的溶解(24)检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是:答:取少量上层清液或过滤后的滤液,滴加几滴KSCN溶液,若不出现血红色,则表明Fe(OH)3沉淀完全。
(25)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沉淀析出化学工艺流程题专练1、LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。
某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:已知:HCl的沸点是-85.0 ℃,HF的沸点是19.5 ℃。
(1)第①步反应中无水HF的作用是、。
反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。
无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的溶液冲洗。
(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中PCl5极易水解,其产物为两种酸,写出PCl5水解的化学方程式:。
(3)第④步分离采用的方法是;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。
(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。
取样品wg。
测得Li的物质的量为nmol,则该样品中LiPF6的物质的量为mol(用含有w、n的代数式表示)。
2、硼及其化合物在工业上有许多用途。
以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。
为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
(2)利用的磁性,可将其从“浸渣”中分离。
“浸渣”中还剩余的物质是______(写化学式)。
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是_______。
然后再调节溶液的pH约为5,目的是________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_______。
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。
以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程___________。
3、无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:已知:物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/℃7.6180(升华)300(升华)23①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是(只要求写出一种)。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。
③已知:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1kJ ·mol-12AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ ·mol-1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。
④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为____。
⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是。
4、为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。
请回答下列问题:(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择(填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。