化学工艺流程专题复习.ppt

一、考情分析一、考情分析对近年的高考试题进行分析，不难发现，无机化对近年的高考试题进行分析，不难发现，无机化合物的制备试题很多都是将化学工艺或化学工业合物的制备试题很多都是将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查考生的综生产及最新科技成果融入其中，来考查考生的综合能力。这类试题已成为高考中一个重要的热点合能力。这类试题已成为高考中一个重要的热点题型。题型。专专题题 工工艺艺流流程程题题的的分分析析与与解解答答浏阳五中 李云德工艺流程题的特点工艺流程题的特点一是试题源于生产实际，以解决化学实际问题为线一是试题源于生产实际，以解决化学实际问题为线索进行设问，使问题情境真实。二是试题内容丰富，涉索进行设问，使问题情境真实。二是试题内容丰富，涉及化学基础知识的方方面面，能考查考生对化学知识的及化学基础知识的方方面面，能考查考生对化学知识的掌握和应用情况，同时考查考生解决化工生产中的相关掌握和应用情况，同时考查考生解决化工生产中的相关问题的迁移推理能力。三是试题新颖，阅读量、思维含问题的迁移推理能力。三是试题新颖，阅读量、思维含量较大，考查考生的资料收集、处理能力。该类试题常量较大，考查考生的资料收集、处理能力。该类试题常涉及的知识点有：涉及的知识点有：(1)氧化还原反应的判断。氧化还原反应的判断。(2)化学方程式或离子方程式的书写。化学方程式或离子方程式的书写。(3)化学反应速率和化学平衡理论的应用。化学反应速率和化学平衡理论的应用。(4)化学反应中的能量变化。化学反应中的能量变化。(5)与化学实验相结合的实验操作，如除杂、分离、与化学实验相结合的实验操作，如除杂、分离、提纯、检验等。提纯、检验等。(6)环境保护与绿色化学。环境保护与绿色化学。二、化工流程题型的结构及解题顺序二、化工流程题型的结构及解题顺序1化工流程线路示意图化工流程线路示意图箭头：箭头进入的是投料箭头：箭头进入的是投料(即反应物即反应物)、出去的是生成物、出去的是生成物(包括包括主产物和副产物主产物和副产物)。 2 2涉及问题涉及问题原料的预处理。原料的预处理。（酸溶解表述为酸溶解表述为“浸出浸出”） 。反应条件的控制反应条件的控制( (温度、压强、催化剂、原料配比、温度、压强、催化剂、原料配比、pHpH、溶剂等、溶剂等) )反应原理反应原理( (化学平衡、水解平衡、化学反应速率、反应热、化学平衡、水解平衡、化学反应速率、反应热、 电化学等电化学等) )。绿色化学问题绿色化学问题( (物质循环利用、废物的处理、原子利用率、物质循环利用、废物的处理、原子利用率、 能量充分利用能量充分利用) )化工安全化工安全( (防爆、防污染、防中毒等防爆、防污染、防中毒等) )。熟悉工艺流程常见的操作与名词熟悉工艺流程常见的操作与名词(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词：原料处理阶段的常见考点与常见名词：研磨研磨：增大反应时的接触面积，加快反应速率。：增大反应时的接触面积，加快反应速率。溶解溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。酸浸酸浸：与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进：与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。入溶液，不溶物通过过滤除去。水浸水浸：与水接触反应或溶解。与水接触反应或溶解。浸出：固体加水浸出：固体加水(酸酸)溶解得到离子。溶解得到离子。灼烧、焙烧、煅烧灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。(2)分离提纯阶段的常见考点：分离提纯阶段的常见考点：调调pH除杂：除杂：a控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。化物沉淀。b调节调节pH所需的物质一般应满足两点：所需的物质一般应满足两点：能与能与H反应，使溶液反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。增大；不引入新杂质。例如：若要除去例如：若要除去Cu2溶液中混有的溶液中混有的Fe3，可加入，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的等物质来调节溶液的pH。加试剂除杂加试剂除杂。加热加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。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。如要注意对温度的控制。如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓浓)等物质受热易分解。等物质受热易分解。降温：防止某物质在高温时会溶解降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解或分解)、使、使化学平衡向着题目要求的方向移动。化学平衡向着题目要求的方向移动。萃取。萃取。(3)获得产品阶段的常见考点：获得产品阶段的常见考点：洗涤洗涤(冰水、热水冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子，：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。并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。蒸发加热时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析蒸发加热时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在等溶质时，应在HCl的气氛中加的气氛中加热，以防其水解。热，以防其水解。蒸发浓缩、冷却结晶：如除去蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量中的少量NaCl。3 3解题顺序解题顺序(2011江苏高考江苏高考)以硫铁矿以硫铁矿(主要成分为主要成分为FeS2)为原料制备氯为原料制备氯化铁晶体化铁晶体(FeCl36H2O)的工艺流程如下：的工艺流程如下：牛刀小试牛刀小试(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是_、_。(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为_；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为为_(写化学式写化学式)。例：工业上由黄铜矿（主要成分例：工业上由黄铜矿（主要成分CuFeSCuFeS2 2）冶炼铜的主要流程如下：）冶炼铜的主要流程如下： 悟一题悟一题(1)(1)气体气体A A中的大气污染物可选用下列试剂中的中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。吸收。a a浓浓H H2 2SOSO4 4b b稀稀HNOHNO3 3c cNaOHNaOH溶液溶液d d氨水氨水(2)(2)用稀用稀H H2 2SOSO4 4浸泡熔渣浸泡熔渣B B，取少量所得溶液，滴加，取少量所得溶液，滴加KSCNKSCN溶液后呈红色溶液后呈红色，说明溶液中存在，说明溶液中存在_(_(填离子符号填离子符号) )，检验溶液中还存在，检验溶液中还存在FeFe2 2的方的方法是法是_(_(注明试剂、现象注明试剂、现象) )。(3)(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。(4)(4)以以CuSOCuSO4 4溶液为电解质溶液进行粗铜溶液为电解质溶液进行粗铜( (含含AlAl、ZnZn、AgAg、PtPt、AuAu等杂质等杂质) )的电解精炼，下列说法正确的是的电解精炼，下列说法正确的是_。a a电能全部转化为化学能电能全部转化为化学能b b粗铜接电源正极，发生氧化反应粗铜接电源正极，发生氧化反应c c溶液中溶液中CuCu2 2向阳极移动向阳极移动d d利用阳极泥可回收利用阳极泥可回收AgAg、PtPt、AuAu等金属等金属(5)(5)利用反应利用反应2Cu2CuO O2 22H2H2 2SOSO4 4=2CuSO=2CuSO4 42H2H2 2O O可制备可制备CuSOCuSO4 4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为_。 小结：小结：解题思路解题思路在解这类题目时：在解这类题目时：首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。每一种物质都推出。其次，再精读试题，根据问题去精心研究某一步其次，再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。或某一种物质。第三，要看清问题，不能答非所问，并注意语言第三，要看清问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性表达的科学性在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。影响回答后面的问题。 总之总之 ，要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，宏观上把握整个流程，不必要把每个环节的流程图，宏观上把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。的原理都搞清楚，针对问题分析细节。 【即时巩固即时巩固】1(2012福建高考节选福建高考节选)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：步骤步骤()中中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式为发生反应的化学方程式为_。步骤步骤()所加试剂起调节所加试剂起调节pH作用的离子是作用的离子是_(填离子符号填离子符号)。在步骤在步骤()发生的反应中，发生的反应中，1molMnO2转移转移2mol电子，该反电子，该反应的离子方程式为应的离子方程式为_。步骤步骤()除去杂质的化学方程式可表示为除去杂质的化学方程式可表示为3Fe3NH4+2SO42-6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)66H过滤后母液的过滤后母液的pH2.0，c(Fe3)amolL1，c(NH4+）bmolL1，c(SO42-)dmolL1，该反应，该反应的平衡常数的平衡常数K_(用含用含a、b、d的代数式表示的代数式表示)。 练习练习2 2 (2012(2012山东省莱芜市高三上学期期末检测山东省莱芜市高三上学期期末检测) )榴石矿石可以看作榴石矿石可以看作CaOCaO、FeFe2 2O O3 3、AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2组成，由榴石矿组成，由榴石矿石制取氯化钙和氧化铝的实验步骤如下：石制取氯化钙和氧化铝的实验步骤如下：(1)榴石矿加盐酸溶解后，溶液里除了榴石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Ca2外，还含有的金外，还含有的金属离子是属离子是_。(2)对溶液对溶液进行操作时，控制溶液进行操作时，控制溶液pH910(有关氢氧化有关氢氧化物沉淀的物沉淀的pH见下表见下表)NaOH不能过量，若不能过量，若NaOH过量可能会导过量可能会导致致_溶解，产生溶解，产生_沉淀。沉淀。(3)写出向沉淀物写出向沉淀物A中加入过量氢氧化钠中加入过量氢氧化钠溶液的离子方程式溶液的离子方程式_。(4)某同学在实验室中用下图装置制某同学在实验室中用下图装置制取取CO2气体并通入溶液气体并通入溶液中，结果没有沉中，结果没有沉淀产生，可能的原因是淀产生，可能的原因是_；为了能产生沉淀该同学对图装置进行为了能产生沉淀该同学对图装置进行了改进，改进的方法为了改进，改进的方法为_。若将二氧化碳气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，若将二氧化碳气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，混合体系中除存在电离平衡、水解平衡外，还存在溶解平混合体系中除存在电离平衡、水解平衡外，还存在溶解平衡，用方程式表示该溶解平衡关系衡，用方程式表示该溶解平衡关系_。【即时巩固即时巩固】3(2012广东省佛山市普通高中高三教学质量检测广东省佛山市普通高中高三教学质量检测)硫铁矿烧渣是一硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物，主要成分是种重要的化学化工产业中间产物，主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁Fe2(OH)n(SO4)3n/2m的流程图：的流程图：(1)实验室实现实验室实现“操作操作”所用的玻璃仪器有所用的玻璃仪器有_、玻璃棒和烧杯等。玻璃棒和烧杯等。“操作操作”系列操作名称依次为系列操作名称依次为_、_、过滤和洗涤。、过滤和洗涤。(2)“酸溶酸溶”过程中过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式为溶解的化学反应方程式为_。(3)硫铁矿烧渣在硫铁矿烧渣在“酸溶酸溶”前要粉碎的主要目的是前要粉碎的主要目的是_。(4)实验室检验实验室检验“反应反应”已经完全的试剂是已经完全的试剂是_，现象是现象是_。(5)加入适量加入适量H2O2的目的是氧化的目的是氧化Fe2，写出，写出H2O2氧化氧化Fe2为为Fe3的离子方程式的离子方程式_。【答案答案】(1)漏斗蒸发浓缩冷却结晶漏斗蒸发浓缩冷却结晶(2)Fe3O44H2SO4=FeSO4Fe2(SO4)34H2O(3)增大烧渣与硫酸的接触面积，加快烧渣的溶解增大烧渣与硫酸的接触面积，加快烧渣的溶解速率速率(4)KSCN溶液溶液不呈血红色溶液溶液不呈血红色(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O 小结：小结：解答此类题目的基本步骤解答此类题目的基本步骤(1)从题干中获取有用信息，了解生产的产品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，从以下几个方面了解流程：分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：反应物是什么反应物是什么发生了什么反应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抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务而服务(3)从问题中获取信息，帮助解题从问题中获取信息，帮助解题