《无机化工流程》备考研讨课件.ppt
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1、无机化工流程的题型分析1、近年广东高考化工流程题统计与分析、近年广东高考化工流程题统计与分析年年份份题题号号分分值值省省均分均分难难度度总总分分与工与工业业流程流程非密切相关非密切相关与工与工业业流程流程密切相关密切相关07212410106660%60%60%4440%40%40%5.383.520.540.3508192311114736%64%50%7464%36%50%5.578.140.510.7409 2212 650%650%6.88 0.5710 3216 212.5%1487.5%8.02 0.5011 3216 956%744%6.50.41一、无机化工流程题构成特点一、无
2、机化工流程题构成特点2、化工流程题型的特点、化工流程题型的特点化工流程图试题就是将化工生产过程中的化工流程图试题就是将化工生产过程中的主要主要操作步骤操作步骤或或物质转换物质转换用框图形式表示出来,用框图形式表示出来,将其中相关的将其中相关的信息信息以以文字文字、表格表格或或图像图像呈现出呈现出来,然后根据流程中涉及的来,然后根据流程中涉及的化学知识化学知识进行进行设问设问,从而形成与化工生产紧密联系从而形成与化工生产紧密联系的试题的试题。3.化工流程试题的基本结构:化工流程试题的基本结构:题头:题头:题干:题干:题尾:题尾:介绍该工艺生产的介绍该工艺生产的原材料原材料、目的目的、原理原理。用
3、框图形式将操作或物质转换或分离提纯等用框图形式将操作或物质转换或分离提纯等主要生产工艺流程表示出来。主要生产工艺流程表示出来。根据流程中涉及到的化学知识设问。根据流程中涉及到的化学知识设问。【07年广东年广东24题题】【题头题头】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:【题干题干】滤液滤液 滤渣滤渣过滤过滤H2SO4过量过量FeSO4软锰软锰矿矿酸浸酸浸过滤过滤滤渣滤渣滤液滤液调调pH至至5.4氨水氨水滤渣滤渣A加热加热至沸至沸MnS过滤过
4、滤滤液滤液高纯高纯MnO2某软锰矿的主要成分为某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和和Cu(0.86%)等元)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的沉淀时溶液的pH见下表见下表,回答下列问题:回答下列问题:沉淀沉淀 Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnS MnS FeSpH5.23.29.710.46.78.00.42 2.577【07年广东年广东24题题】【题题尾尾】(1
5、)硫酸)硫酸亚铁亚铁在酸性条件下将在酸性条件下将MnO2还还原原为为MnSO4,酸浸,酸浸时发时发生的主要反生的主要反应应的化学方程式的化学方程式为为。(2)滤滤渣渣A的主要成分是的主要成分是。(3)加入)加入MnS的目的是除去的目的是除去杂质杂质。(4)碱性)碱性锌锰电锌锰电池中,池中,MnO2参与的参与的电电极反极反应应方程式方程式为为:(5)从)从废废旧碱性旧碱性锌锰电锌锰电池中可以回收利用的物池中可以回收利用的物质质有有_(写两种)。(写两种)。MnO22FeSO42H2SO4MnSO4Fe2(SO4)32H2OFe(OH)3Al(OH)3Cu2、Zn2MnO2H2OeMnOOHOH(
6、或(或2MnO2H2O2eMn2O32OH)锌锌、二氧化、二氧化锰锰4、广东省化工流程试题的考查要点、广东省化工流程试题的考查要点年份年份 题题号号考考查查内容内容相关考点相关考点07年年21以以氯氯化化钠钠和硫酸和硫酸铵为铵为原料制原料制备氯备氯化化铵铵及副及副产产品硫品硫酸酸钠钠简单计简单计算、常用的算、常用的仪仪器主要用途、物器主要用途、物质质的的检验检验(加加热热法法)及分离提及分离提纯纯(溶解度溶解度曲曲线线、重重结结晶法晶法)等等24以以软锰矿软锰矿制制备备高高纯纯二氧化二氧化锰锰化学方程式的化学方程式的书书写写(氧化氧化还还原反原反应应、电电极反极反应应)、物、物质质的分离提的分
7、离提纯纯(调节调节PH)08年年19工工业业碳酸碳酸钠钠的分的分离与提离与提纯纯常常见见离子的性离子的性质质、物、物质质的分离提的分离提纯纯(溶溶解度曲解度曲线线、结结晶法晶法、趁、趁热过滤热过滤)、)、物物质质循循环环利用利用、盖斯定律等、盖斯定律等23三三氯氯甲硅甲硅烷还烷还原原法制法制备备高高纯纯硅硅化学方程式化学方程式书书写写(氧化氧化还还原反原反应应、水解、水解、双水解反双水解反应应)、化工生)、化工生产产的安全性的安全性(可可燃性气体的燃性气体的验纯验纯)、硅元素化合物的性、硅元素化合物的性质质及用途等及用途等4、广东省化工流程试题的考查要点、广东省化工流程试题的考查要点年份年份题
8、题号号考考查查内容内容相关考点相关考点09年年22生生产产硼砂的硼砂的固体固体废废料回料回收收镁镁原料原料预处预处理理(酸浸酸浸)、物、物质质的分离提的分离提纯纯(调节调节PH、溶解度曲溶解度曲线线、重重结结晶法晶法)、副副产产物的回收利用物的回收利用等等10年年32以以锂辉锂辉石石为为原料制原料制备备Li2CO3原料原料预处预处理理(粉碎粉碎)、物、物质质的分离提的分离提纯纯(调节调节PH)、常、常见见离子的性离子的性质质、离子、离子方程式的方程式的书书写写(复分解反复分解反应应)、副副产产物物的回收利用的回收利用等等11年年32粗粗铝铝的吹气的吹气精精炼炼以及以及钢钢材材镀铝镀铝化学方程式
9、的化学方程式的书书写写(氧化氧化还还原反原反应应、中和反中和反应应、电电极反极反应应)、物、物质质的分离的分离提提纯纯(吹气法吹气法)、金属防腐等、金属防腐等12年年 32杂卤石制备杂卤石制备硫酸钾硫酸钾 原料原料预处预处理理(酸浸酸浸)、物、物质质的分离提的分离提纯纯溶度积溶度积、化学平衡的移、化学平衡的移动动和平衡常和平衡常数等。数等。知识考查的范围包括:知识考查的范围包括:1 1、元素化合物:、元素化合物:2 2、基本理论和原理:、基本理论和原理:3 3、实验操作:、实验操作:4 4、绿色化学:、绿色化学:物质转化的条件及反应。物质转化的条件及反应。化学反应:氧化还原反应;化学反应:氧化
10、还原反应;电化学:原电池、电解池的电极反应;电化学:原电池、电解池的电极反应;化学平衡:水解平衡、溶解化学平衡:水解平衡、溶解-沉淀平衡。沉淀平衡。原料处理:研磨、灼烧、溶解;原料处理:研磨、灼烧、溶解;物质分离提纯:调节物质分离提纯:调节pH沉淀沉淀、结晶结晶、洗涤洗涤、干燥干燥。物质循环、副产物回收、三废处理等。物质循环、副产物回收、三废处理等。考查学生的获取信息的能力、分析问题的能力、表达考查学生的获取信息的能力、分析问题的能力、表达能力,充分体现能力,充分体现能力立意能力立意的命题指导思想。的命题指导思想。考查层次要求考查层次要求高,考查范围具有综合性。高,考查范围具有综合性。2010
11、2010年全省平均得分率为年全省平均得分率为50.0%50.0%,20112011年全省平均得分率为年全省平均得分率为39.8%39.8%。二、化工流程试题备考策略二、化工流程试题备考策略1、提高学生的读图能力、提高学生的读图能力第一第一、能分析出每步发生的反应得到的产物及副产物;能分析出每步发生的反应得到的产物及副产物;第二第二、通过流程的前后联系通过流程的前后联系,明确整个流程中每步操作的目的明确整个流程中每步操作的目的。在元素及其化合物复习时我们可以有意识地采用在元素及其化合物复习时我们可以有意识地采用“知识问题知识问题化,问题情境化化,问题情境化”的复习策略,将重要的化学方程式渗透在的
12、复习策略,将重要的化学方程式渗透在流程图的形式呈现出来。流程图的形式呈现出来。针对某些重要的常见物质的制备让学生自己设计化工流程图。针对某些重要的常见物质的制备让学生自己设计化工流程图。【例例】用用铝铝土土矿矿(主要成分主要成分为为:Al2O3nH2O,少量,少量SiO2和和Fe2O3)制取制取铝铝的途径的途径为为:2、引导学生以元素化合物为核心构建立体知识网络、引导学生以元素化合物为核心构建立体知识网络元素化元素化合物合物化学工化学工艺艺化学原理化学原理工工艺艺、实验实验操作操作绿绿色化学色化学NaCl海水制海水制盐盐复分解反复分解反应应过滤过滤、蒸、蒸发结发结晶晶原料来源物原料来源物质质循
13、循环环氯氯碱工碱工业业电电解反解反应应离子交离子交换换膜法膜法 防泄漏、防防泄漏、防污污染染工工业业制制钠钠电电解反解反应应反反应应条件条件环环境要求境要求防防污污染染侯氏制碱侯氏制碱法法复分解反复分解反应应溶解溶解-结结晶平衡晶平衡气体吸收、气体吸收、过过滤滤物物质质循循环环原子利用率原子利用率漂白粉的漂白粉的生生产产氧化氧化还还原反原反应应气体吸收气体吸收防防污污染染原子利用率原子利用率HCl的生的生产产氧化氧化还还原反原反应应可燃性气体的可燃性气体的点燃点燃防防污污染染防爆炸防爆炸化工流程图题将所要表达的信息以化工流程图题将所要表达的信息以文字、框图、文字、框图、表格、图像表格、图像等形
14、式呈现出来,而解题就需要对这些信等形式呈现出来,而解题就需要对这些信息进行息进行阅读、整理、分析、理解、组合和应用阅读、整理、分析、理解、组合和应用。3、提高学生善于利用和挖掘有效信息解题的能力、提高学生善于利用和挖掘有效信息解题的能力【2011广广东东32】由熔由熔盐电盐电解法解法获获得的粗得的粗铝铝含一定量的含一定量的金属金属钠钠和和氢氢气,气,这这些些杂质杂质可采用吹气精可采用吹气精炼炼法除去,法除去,产产生的尾气生的尾气经处经处理后可用于理后可用于钢钢材材镀铝镀铝。工。工艺艺流程如下:流程如下:(NaCl熔点熔点为为801;AlCl3在在181升升华华)金属铝金属铝金属钠金属钠和氢气和
15、氢气流程解读流程解读思考思考1反应条件反应条件思思考考2可可能能发发生生的的反反应应:Cl2与与钠钠生生成成氯氯化化钠钠、与与铝铝反反应应生生成成氯氯化化铝铝、与与氢氢气气反反应生成氯化氢。应生成氯化氢。思考思考33700700时时NaClNaCl为固体为固体(熔熔点为点为801),801),浮渣为浮渣为NaClNaCl。思思考考44700700为为气气态态应应该该是是熔熔点点较较低低的的化化合合 物物(AlCl(AlCl3 3在在 181181升升华华)尾尾气气为为AlClAlCl3 3、HClHCl和过量的和过量的ClCl2 2。思考思考7加入加入NaCl、KCl,与与AlCl3成熔成熔融
16、盐,是增强融盐,是增强导电性,并使导电性,并使AlCl3电离。电离。思考思考5冷凝后冷凝后气体气体A是是HCl和和Cl2,能被碱液,能被碱液吸收。吸收。思考思考7控制温度控制温度为为170,170,目的是防目的是防止止AlClAlCl3 3升华。升华。思考思考6冷凝后冷凝后固体固体B B是是AlClAlCl3 3 。(1)精炼前精炼前,需消除坩埚表面的氧化铁和石英砂需消除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质。相关的化学方程式为质。相关的化学方程式为:_。Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,3SiO2+4Al2Al
17、2O3+3Si(2)将将Cl2连续连续通入坩通入坩埚埚中的粗中的粗铝铝熔体,熔体,杂质杂质随气随气泡上浮除去。气泡的主要成分除泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外外还还含有含有_;固;固态杂质态杂质粘附于气泡上,在熔粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在_。HCl、AlCl3NaCl(4)在在铝电铝电解池中,金属解池中,金属铝为铝为_极。熔融极。熔融盐电盐电镀镀液中液中铝铝元素和元素和氯氯元素主要以元素主要以AlCl4-和和Al2Cl7-形式形式存在,铝电极的主要电极反应式为存在,铝电极的主要电极反应式为。(5)钢材镀铝后钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝
18、膜能防止表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀钢材腐蚀,其原因是其原因是。Al3e7AlCl4 =4Al2Cl7阳阳致密氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的氧气、二氧化碳致密氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气接触和水蒸气接触,使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生.典型错误典型错误(1 1)增强学生对信息重要性的认识,培养学生养成利)增强学生对信息重要性的认识,培养学生养成利用信息解题的习惯。用信息解题的习惯。(2 2)善于从关键词中挖掘信息。审题时应认真读题,)善于从关键词中挖掘信息。审题时应认真读题,扣住关键词,正确理解题意,弄清测试意图,以防答扣住关键词,正确
19、理解题意,弄清测试意图,以防答非所问。非所问。3、提高学生善于利用和挖掘有效信息解题的能力、提高学生善于利用和挖掘有效信息解题的能力例例(2013深圳二模深圳二模32)钒钒及化合物用途广泛。工及化合物用途广泛。工业业上上常用含少量常用含少量Al2O3的的钒铁矿钒铁矿(FeO V2O5)碱熔法提)碱熔法提取取V2O5。简简要流程如下:要流程如下:操作操作钒铁矿石钒铁矿石烧渣烧渣A浸出液浸出液浸出渣浸出渣B滤液滤液HVO3V2O5稀稀H2SO4H2O焙烧焙烧操作操作Na2CO3空气空气操作操作钒铁矿石钒铁矿石烧渣烧渣A浸出液浸出液浸出渣浸出渣B滤液滤液HVO3V2O5稀稀H2SO4H2O焙烧焙烧操
20、作操作Na2CO3空气空气已知:已知:焙焙烧时烧时可可发发生反生反应应:V2O5+Al2O3+2Na2CO32NaVO3+2NaAlO2+2CO2 常温下物常温下物质质的溶解度:的溶解度:NaVO321.2g/100g水;水;HVO30.008g/100g水水(1)“浸出渣浸出渣B”的主要成分是的主要成分是。(写化学式写化学式)Fe2O3或或Fe3O4,或者,或者Fe2O3和和Fe3O4(2分分)(2)生生产产中,不直接用中,不直接用H2SO4浸泡浸泡“烧烧渣渣A”获获取取HVO3的原因是的原因是。H2SO4与与NaVO3反反应应生成生成难难溶的溶的HVO3,HVO3包裹包裹在一些在一些烧烧渣
21、的表面,阻碍了反渣的表面,阻碍了反应应的的进进行,从而降行,从而降低了低了HVO3产产率,且使率,且使产产生的生的HVO3不不纯纯。另外,。另外,铁铁的氧化物会和硫酸反的氧化物会和硫酸反应应生成生成铁铁离子,增加干离子,增加干扰扰离子,消耗硫酸,浪离子,消耗硫酸,浪费资费资源。(源。(4分)分)操作操作钒铁矿石钒铁矿石烧渣烧渣A浸出液浸出液浸出渣浸出渣B滤液滤液HVO3V2O5稀稀H2SO4H2O焙烧焙烧操作操作Na2CO3空气空气操作操作钒铁矿石钒铁矿石烧渣烧渣A浸出液浸出液浸出渣浸出渣B滤液滤液HVO3V2O5稀稀H2SO4H2O焙烧焙烧操作操作Na2CO3空气空气(3)“操作操作”包括包
22、括_、洗、洗涤涤。如果不洗。如果不洗涤涤,则产则产品中可能含有的金属阳离子是品中可能含有的金属阳离子是_、_。下列装置下列装置(部分部分夹夹持持仪仪器省去器省去)可用在可用在实验实验室室进进行行“操作操作”的是的是_。(填序号)。(填序号)A B C D过滤过滤(2分分)Na+Al3+(2分分)D(2分分)(4)NaVO3用于原油的脱硫技用于原油的脱硫技术术,由,由V2O5溶于溶于NaOH溶液中制取,反溶液中制取,反应应的离子方程式的离子方程式为为。(5)V2O5还还可用于将硅可用于将硅铁炼铁炼成成钒铁钒铁。生。生产产中加中加入入CaO可可节节能减排。有关反能减排。有关反应应如下:如下:2V2
23、O5(l)+5Si(s)+5CaO(s)=4V(s)+5CaSiO3(s);H1=-2096.7kJ/mol已知:已知:CaSiO3(s)=CaO(s)+SiO2(s);H2=+92.5kJ/mol则则:2V2O5(l)+5Si(s)=4V(s)+5SiO29(s);H3=_。-1634.2 kJ/mol(2分)V2O5+2OH 2VO3-+H2O(3分分,可以没有加可以没有加热热符号符号)(3)信息隐含于思维定势中。有些试题的已知条件)信息隐含于思维定势中。有些试题的已知条件是出题者将教材中的有关知识是出题者将教材中的有关知识 学生平时已做过的试学生平时已做过的试题、接触过的某些提法稍作更动
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