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时间:2019-10-21
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1、高考化工艺流程题解法一、无机工艺流程题的结构、分类及解题技巧1.无机工艺流程题的结构和分类无机工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干部分主要用框图(或生产装置)形式将原料到产品的丰要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题,构成一道完整的化学试题。从主要化工工艺来分可以分为基础化工工艺题和精细化工工艺题;以生产过程中主要工序可分为除杂提纯工艺流程题(如海水纯化工艺流程题)、原材料化学转化工艺流程题、电解流程题、有机合成题和资源能源综合利用工艺生产流程题等;
2、按资源的不同,可将工艺流程题分为利用气体资源生产的工艺流程题(如合成氨工艺流程题)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水制盐、氯碱工业、海水提澳碘、海水提镁等)、利用矿产资源生产的工艺流程题(工业制硫酸、冶铁炼钢等)、利用化石燃料生产的工艺流程题(如有机合成工艺题)等。2.解题技巧(1)解题思路无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面:一是选择将原料转化为产品的生产原理;二是除杂并分离提纯产品;三是提高产量和产率;四是减少污染,注意环保,发展“绿色化学”;五是考虑原料的来源丰富和经济成本;六是生产设备简单,生产工艺简便等。命题者馬绕以上儿方面设问,我们的解题思路是:①
3、从生产目的(标)出发,读懂框图或流程(主线主产品,分支副产品,回头为循环)。解答时要看框内,看框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入。工业生产流程主线与核心②分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A.反应物是什么,B.发生了什么反应,C.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了获得产品。③从问题中获取信息,帮助解题,了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响(如可以从原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本
4、,对设备的要求,环境保护等方面考虑)。(2)知识贮备①熟练掌握元素化合物的性质首先抓住物质类别的通性和具体物质的特性,其次分析物质所含元素化合价的可变性(即物质的氧化性和还原性),判断哪些物质之间能发生反应,生成物是什么。②控制反应条件的方法蒸发时气体氛围;控制溶液的酸碱度使某些金属离子形成氢氧化物沉淀(大部分利用水解原理)。如M『+、Fe3A产的混合物分离,通常采用调节溶液的pH除去杂质达到提纯目的。在这过程屮要选择合适的试剂,不要引入新杂质。③熟练常握分离、提纯的实验技能,如溶解、过滤、蒸馆、结晶、重结晶等。④明确结晶的几种方法工业生产中,往往是从多种溶质或一
5、种溶质的溶液中提取冃标固体产物。以下几种情况一般需要用到结晶工艺。当溶液是单一溶质时:最后所得晶体不带结晶水(如NaCl、KNO3);蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最后所得晶体带结晶水(如CuS04-5H20)o当溶液屮有两种或以上溶质时:经浓缩蒸发,其屮溶解度最小、受温度影响最小的溶质,被趁热过滤成滤渣。而滤液中溶解度最小的溶质是饱和溶液,然后冷却结晶,过滤,得另一溶质(溶解度最大、受温度影响最大的溶质)。⑤熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理和化工生产中的一些常用名词浸出:固体加入水或酸溶解得到离子。浸出率:加酸使矿石溶解后,溶解量占应被溶解量的比例。酸浸:是指在酸
6、溶液中反应使可溶物进入溶液,不溶物通过过滤除去。水浸:与水接触反应或溶解,也可能离子发生了水解反应。水洗:通常是为了除去水溶性的杂质。酸洗:通常指清洁金属表面的一种方法。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理步骤。即将制件浸入硫酸等酸的水溶液,以除去金属表面的氧化物等薄膜。(3)实验条件的控制和目的①调节溶液的pH值:使某些离子转变为沉淀而达到分离的目的;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。②控制体系的温度:a.控制低温:防止物质的分解,如NaHCO3.NH4HCO3、H2O2^HNCh(浓)等;防止物质的挥发,如盐酸、醋酸等
7、;抑制物质的水解;冰水洗涤,以防止洗涤过程中的溶解损耗;增大气体反应物的溶解度,使其被充分吸收。b.釆取加热:加速某固体的溶解,加快反应速率;减少气体生成物的溶解并使其逸出;使平衡向需要的方向移动;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。c.控制范围:确保催化剂的催化效果;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。(4)物质分离或提纯常用的化学方法①洛解法:利用特殊溶剂把杂质溶解而除去,如Fc(Al)可用过量的NaOH溶液而除去Al,Cl2(HC1、H20)先通过饱和食盐水,再通过浓H2SO4o②沉淀法:a.加合适的沉淀剂(要使杂质离
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