2022年高考化学工艺流程专题复习.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -专题二化学工艺流程题随着新课改的进行, 在高考化学试题中化工题逐步成为一类热门的主流题型 它将高中化学与某些化工生产很好的融合在一起,题目情形新奇,综合性强,思维量大,具有挑战性.一些专家猜测, 在新课改背景下, 无机化工题可能会逐步取代以往高考化学试题中的无机框图型推断题,化工题是以某个详细的工业生产为背景,以化学基本理论为主线,结合化学实践 . 环境爱护 . 化学运算等考查同学们应用所学学问探究解决生产实际问题的才能, 对综合才能要求很高 化工题的特点表现为 :题目多以流程图的形式显现 ;题目实际考查
2、的是应用化学反应原理、化学平稳原理、离子平稳理论 .晶体结构学问 . 物质制备和分别提纯 学问、绿色化学观点、 安全生产思想及从经济的视角分析、评判、探究实际生产中各种问题的才能.一、工艺流程题简介1、工艺流程题是以与工业生产和日常生活亲密相关的物质制备、分别和提纯为中心,以流程图为信息背景,以物质的性质、转化、分别等为考点,将元素化合物学问、化学反应原理、试验等内容有机融合2、化学工艺流程题结构一般包括题头、框图和问题三部分.题头 : 一般简洁介绍此工艺的原料和目的是什么.框图 : 是简化的工艺流程图.问题 : 是依据生产流程中涉及到的化学学问设计的系列问题.3、读题审题关键1) .此流程的
3、原料和目的是什么?2)流程中有哪些步骤?各步作用是什么?3) 流程中涉及哪些化学学问点,如何把猎取的信息用规范的语言文字正确表达出来? 二、真题试做锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用.某离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO 2 ),导电剂乙炔黑和铝箔等.充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi + +xe-=Li x C6.现欲利用以上工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件为给出).回答以下问题: LiCoO 2 中, Co 元素的化合价为 .写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 .酸浸”一般在80下进行,写出该步骤中发生的全部氧化仍原反应的化学方程式 _可用盐酸代替
4、H2SO4 和 H2O2 的混合液,但缺点是 .写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -( 5)充放电过程中,发生LiCoO 2 与 Li 1-xCoO 2 之间的转化,写出放电时电池反应方程式 .( 6)上述工艺中, “放电处理”有利于锂在正极的回收,其缘由是 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品
5、资料_在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有真题试做答案答案: 1 3 填化学式 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 6H22Al 2OH2O=2AlOH 3H42可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_32LiCoO 2 3H2SO4 H 2O2=Li 2SO4 2CoSO4 O2 4H2 O ,2H 2O2=2H2 O O2 有氯气生成,污染较大(4) CoSO 42NH 4HCO 3=CoCO 3 NH 4 2SO4 H 2O CO 2(5) Li 1 xCoO 2 Li xC6=LiCoO 2 6C(6) Li
6、从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中 AlOH 3、CoCO3、Li 2SO4解题方法的归纳与总结读正文 ,找信息 , 敏捷运用 看框内 ,看框外 , 里外结合边分析 ,边摸索 , 易处着手 先局部 ,后全盘 , 逐步深化三、常见的工业生产流程的主线和核心1 、规律:主线主产品、分支副产品、回头为可循环的物质.2 、核心考点:物质的分别操作、除杂试剂的挑选、生产条件的掌握、三废处理及能量的综合利用等.3 、原料处理的方法和作用 研磨(粉 碎):增大接触面积,加快溶解或增大反应速率. 浸 出 固体加水(酸或碱)溶解得到离子 水浸:与水接触溶解或反应,可通过延长时间、搅拌或适当升温来
7、加速,以提高浸出率. 酸浸: 与酸接触反应而溶解,使可溶性离子进入溶液,不溶物通过过滤除去.可通过适当增大酸的浓度、升温顺强力搅拌等加快反应速率. 碱浸 碱洗 除去油污或氧化膜 ;溶解铝和二氧化硅 过滤 : 不溶物通过过滤除去 水 洗 除去水溶性杂质 灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化. 煅烧: 转变结构, 使一些物质在后续过程中易溶解,并可使一些杂质如有机物 在高温下氧化、分解.4 、试验条件的掌握和目的调剂溶液的pH 值:掌握溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀而达到分别的目的, 抑制某些离子的水解,防止某些离子的氧化等.在题目中常以表格形式给出信息.如Fe3 掌握体系的温度掌握低
8、温:防止物质的分解,如 NaHCO 3、NH 4HCO 3、H 2O2、HNO 3浓等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -防止物质的挥发,如盐酸、醋酸等.抑制物质的水解.增大气体反应物的溶解度,使其被充分吸取. 实行加热: 加速某固体的溶解,加快反应速率. 削减气体生成物的溶解并使其逸出,平稳向吸热方向移动. 掌握范畴: 确保催化剂的催化成
9、效,兼顾速率和转化率,追求更好的经济效益,防止副反应发生等.降 温(冰水中)防止物质在高温时溶解.使化学反应速率下降.使化学平稳向放热方向移动控 温温度过高,物质会分解或挥发温度过低,物质无法挥发或者反应趁热过滤,防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质.冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子,并削减晶体在洗涤过程中的溶解损耗5、 产品的分别和提纯( 1)过滤基本操作:一贴二低三靠( 2)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
10、热过滤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、洗涤、干燥.( 3)重结晶( 4)洗涤洗涤:向过滤器中滴加蒸馏水至浸没固体表面,静置,使其自然流下,重复操作2-3 次.检验:取洗涤后最终几滴滤液,(如要检验氯离子)滴加AgNO 3 和稀硝酸,如无沉淀产生,就证明洗涤洁净.( 5)干燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干( 6)灼烧固体在坩埚中进行加热( 7)分液打开分液漏斗活塞,下层液体从下口放出.上层液体从上口倒出( 8)重复操作6、 物质分别或提纯常用的化学方法溶解法:利用特别溶剂把杂质溶解而除去,如 FeAl 可用过量的NaOH 溶液而除去Al ,CO2HCl 、 H2O 先
11、通过饱和食盐水,再通过浓H 2SO4.沉淀法: a.加合适的沉淀剂要使杂质离子充分沉淀,加入的沉淀剂必需过量,且在后续步骤中易除去 .b.调剂溶液的酸碱性.洗涤法: a.水洗, b.冰水洗, c.有机溶剂洗,其目的是:洗去目标物表面的杂质离子.削减目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量.防止目标物形成结晶水合物.使晶体快速干燥.7、可循环物质的判定 流程图中回头箭头的物质 生产流程中后面新生成或新分别的物质不要忽视结晶后的母液,可能是前面某一步反应的相关物质.8绿色化学理念:(1)环境污染问题. ( 2)原子的经济性. ( 3)节省能源(包括使用催化剂).(4)原料应是可再生的(或者可循环使用
12、).(5)工艺的安全性可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -9、 化学工艺流程题自查:(1)对工艺流程题有没有整体、清晰的熟悉?明白化学工艺流程的主线.(2)对工艺流程相关学问点是清清晰楚,仍是模模糊糊?明白化学工艺流程考什么?(3)表达性问题是否能抓住要点?明白规范答题的要求.(4)方程式书写和运算有无得分把握?10、常见物质的分别、提纯和鉴
13、别常见物质除杂方法序号原物质所含杂质除杂质试剂1N 2O22CO2H 2S3COCO24CO2CO5CO2HCI6H 2SHCI7SO2HCI8CI 2HCI9H 2HCI10炭粉MnO 211MnO 2C12炭粉CuO13AI 2O3Fe2O314Fe2O3AI 2O315AI 2O3SiO216SiO 2AI 2O317BaSO4BaCO 318NaHCO 3 溶液Na2CO 319Na2CO3 固休NaHCO 320FeCI3 溶液FeCI221FeCI3 溶液CuCI 222FeCI2 溶液FeCI323CuOFe24FeOH 3 胶体FeCI325CuSFeS26I2 晶体NaCI2
14、7NaCI 晶体NH 4CI28KNO 3 晶体NaCI29CO2SO230CuCl 2FeCl3/HCl主要操作方法三个必需:加试剂必需过量.过量试剂必需除去.必需正确试验方案.四个原就:不增(新杂质).不减(被提纯物) . 易分(被提纯物与杂质).复原(被提纯物) .除杂要留意:为使杂质除尽,加入的试剂不能是“适量 ”,而应是 “过量 ”,但 “过量 ”的试剂必需在后续的操作中便于除去.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
15、_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -11、 学问积存一化工生产主要解决六方面问题:解决将原料转化为产品的生产原理.除去全部杂质并分别提纯产品.提高产量与产率.削减污染,考虑“绿色化学”生产.原料的来源既要考虑丰富,仍要考虑成本问题.生产设备简洁,生产工艺简便可行等工艺生产问题化学工艺流程题,一般也就环绕这六个方面设问求解.要精确、 顺当解答工艺流程题,同学除了必需要把握物质的性质和物质之间相互作用的基本学问以及除杂分别提纯物质的基本技能外,最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和才能.【学问积存二】常见与工业生产有关的化学反应 传统工业不能丢
16、 工业制粗硅制漂白粉工业制硫酸合成氨工业工业制硝酸氯碱工业工业制玻璃工业制纯碱12、化学工艺流程题常考问题、对反应条件的分析可从以下几个方面着手:A 、对反应速率有何影响?(如何提高浸出率?如何提高反应速率?)B、对平稳转化率有何影响?(如何提高产率?)C、对综合生产效益有何影响?(如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境爱护) 从绿色化学方面作答.、对流程懂得的问题:A 、滤渣、滤液的主要成分?(明确发生了什么反应) B、该反应的化学方程式?C、循环利用与回收利用的物质?(循环利用是作为原料投入了,却没有消耗或没有消耗完.回收利用是指副产品)D、特定步骤中加某物
17、质的作用?(一般题干会有隐含信息.比如加NaCl 可以提高PbCl2 的溶解度,加 NaCl 可以降低过碳酸钠的溶解度等等)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -四、典型例析【例 1】( 2022 新课标 2 卷 27.)( 14 分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗.纯化工业级氧化锌 含有Fe ,Mn , Ni 等杂质 的流程如
18、下 :提示 :在本实脸条件下,Ni 不能被氧化 :高锰酸钾的仍原产物是MnO 2回答以下问题 :1 反应中除掉的杂质离子是,发生反应的离子方程式为;在加高锰酸钾溶液前,如 pH 较低,对除杂的影响是.2 反应的反应类型为.过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外仍有.3 反应形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤洁净的方法是.4 反应中产物的成分可能是ZnCO 3xZnOH 2 .取干操后的滤饼11.2g,煅烧后可得到产品8.1g.,就 x 等于.【例 2】CoCl 26H 2O 在饲料、医药工业上有广泛的用途.以下是以含钴废料(含少量Fe、Al 等杂质)为原料制取CoCl 2 6H2O 的一种新工艺流
19、程:盐酸过氧化氢碳酸钠含钴废料加热反应反应调剂pH至a过滤滤渣可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_CoCl26H2O减压烘干操作调剂pH至23盐酸可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_已知:钴与盐酸反应的化学方程式为:Co 2HCl=CoCl 2 H2CoCl 2 6H 2O 熔点 86,易溶于水.常温下稳固无毒,加热至110120时,失去结晶水变成 有毒的无水氯化钴.部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见下表:请回答以下问题:加入碳酸钠调剂pH 至 a, a 的范畴是.操作包含3 个基本试验操作,它们是和过滤.制得的 CoCl 2 6H 2O 需减压烘干的缘由.为
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