高考化学工业流程题解题技巧全解析
重要化学工业:
侯氏制碱法,从海水中提取镁、溴、碘等,从铝土矿中提取铝,金属冶炼、硫酸工业、硝酸工业、合成氨工业、硅酸盐工业、氯碱工业、综合利用煤炭。
1、化工工艺流程图通用模型
工业过程问题一般分为三个过程:原料加工分离提纯获得产品
重点说明:
1、规律:主线主产品、分支副产品、回归循环。
2、核心测试点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生成条件的控制等。
3、原料预处理(初步分离)
(1)起到富集反应物的作用:
在无机问题中,原材料是混合物,可能是矿石、工厂废物或变质材料。整个实验过程或者说反应过程就是分离纯化,想办法提取有效元素。
(2)工业过程中的常用操作和名词:
研究:增加接触面积,使反应充分,提高反应速率
溶解:通常采用酸溶液,如硫酸、盐酸、浓硫酸等(有时也可采用碱溶液,如铝矿石溶解)。
水浸:与水接触发生反应或溶解。
浸出:将固体溶解于水(酸)中,得到离子浸出。
浸出率:固体溶解后溶液中离子的含量(多转化)。
酸浸:可溶性金属离子在酸性溶液中反应进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程。
焙烧、灼烧或锻烧(结构发生变化,更容易溶解、浸出;导致部分杂质在高温下氧化分解)
吹出(用空气吹出溶液中的气体)
调节pH值去除杂质:控制溶液的酸碱度,使部分金属离子形成氢氧化物沉淀。
4.中间产物和最终产物的分离纯化
(1)物理方法:溶解、过滤、水洗、结晶、蒸馏、萃取分液、升华、液化、盐析、渗析、电渗析、离子交换、吸附、浮选等。
(2)化学方法:热分解法、酸碱处理法、沉淀法、氧化还原法、电解法
2、考察知识点
(1)反应速率和平衡理论的应用;
反应物粒径:反应速率、原料利用率等。
温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。
(2)氧化还原反应的判断和化学方程式或离子方程式的书写;
(3)利用pH控制分离去除杂质;
(4)化学反应的能量变化(热化学方程的书写);
(5)基础实验操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等;
(六)过程中物质的转化和回收,资源的回收利用;
(7)环境保护与绿色化学评价。
3. 分析流程问题所需的一般思路
过程题的结构分为三部分:题头、题干、题尾。标题一般简要介绍实验的目的和原理或工艺生产的原料和目的(包括附属产品);题目主体部分主要用框图来表达从原材料到产品的操作或物料转换或主要生产工艺流程;题尾主要根据过程中涉及的化学知识设计成一系列的题,形成完整的化学试题。
解决流程问题的总体思路是:
浏览整个问题,确定流程目的,了解生产流程图;理解流程图以外的后续问题中的文字描述、表格信息、提示信息,并在下一步分析解决时随时联系、致电;分析流程图,思考从原料到产品依次进行哪些反应,采用什么原理。每一步操作的最佳程度是多少,每一步除目标物质外还产生哪些杂质或副产物,如何去除杂质或副产物等。要抓住一个关键点:所有反应或操作是为了获得产品。
回答流程问题时需要注意的事项是:
注意化学方程式的书写。反应物和产物的分子式必须正确书写;化学方程式必须配平,电极反应公式和化学方程式必须正确书写;等号或可逆符号不能缺失;沉淀、气体、固态、水溶液等符号必须标出。注意对实验方案的评价或比较要全面,包括反应物的种类、是否容易获得、是否污染环境等;反应产物的种类,是否对目标产物的分离纯化有影响;反应条件是否苛刻;仪器设备要求是否高;有很多工艺流程和实验步骤。注重描述语言的规范性和准确性,从化学原理的角度用化学语言回答;抓住主要问题,具体问题具体分析;清楚理解题目要求,并按要求回答问题。
【高考真题】
[2015·山东] (19分) 毒岩的主要成分是BaCO3(含有Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质)。实验室利用毒素矿制备BaCl2·2H2O的工艺流程如下:
(1)毒物在用盐酸浸出之前必须充分研磨,目的是_____。实验室中用37%的盐酸配制15%的盐酸。除量筒外,还需要以下仪器:_____。
一个。烧杯B.容量瓶
c.玻璃棒D.滴定管
降水开始时pH 11 99.1 1.9
完全沉淀时pH 13.9 11.1 3.2
加入NH3·H2O调节pH=8可除去_____(填写离子符号),滤渣II中含有_____(填写化学式)。添加H2C2O4 时应避免过量,因为______。已知:Ksp(BaC2O4)=1.610-7,Ksp(CaC2O4)=2.310-9
(3)Ba2+含量可采用简单的酸碱滴定法测定。实验分两步进行。
已知:2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H20
第一步:移取一定浓度的Na2CrO4溶液放入锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点,测量滴加盐酸的体积为V0mL。
步骤:移取y mLBaCl2溶液至锥形瓶中,加入x mL与步骤相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸滴定标准溶液。终点时,测量滴加盐酸的体积为V1mL。
滴加盐酸标准溶液时,应使用酸性滴定管。 “0”刻度位于滴定管的_____处(填写“上方”或“下方”)。 BaCl2溶液的浓度为______mol·L-1。若步骤二滴加盐酸时有少量待测液体溅出,则测得Ba2+浓度值为______(填“太高”或“太小”)。
【解答】(1)增加接触面积,加快反应速度;交流电
(2)Fe3+含量超标; Mg(OH)2、Ca(OH)2; H2C2O4会导致BaC2O4沉淀的形成,降低产品收率。
(3) 以上; (V0b-V1b)/y;太小了。
【分析】(1)充分研磨可以增加反应物的接触面积,提高反应速率;由于配制的盐酸溶液的浓度是质量分数,可以计算出浓盐酸的体积和水的体积,所以用烧杯作为稀释容器,玻璃搅拌器。
(2)根据流程图和表中数据,加入NH3·H2O调节pH至8,只有Fe3+完全沉淀,即可去除Fe3+;加入NaOH调节pH至12.5,Mg2+也完全沉淀,Ca2+部分沉淀,故滤渣II中含有Mg(OH)2、Ca(OH)2;根据Ksp(BaC2O4)=1.610-7,当H2C2O4过量时,Ba2+转化为BaC2O4沉淀,BaCl2·2H2O产品产量减少。
(3)“0”刻度位于滴定管上方; CrO42-与Ba2+反应的量为(V0b-V1b)/1000mol,则Ba2+浓度为(V0b-V1b)/y;根据计算公式,如果步骤滴加盐酸时,有少量待测液体溅出,V1减小,则Ba2+浓度的测量值会偏大。
【考点】本题通过化学过程的分析,考察基本操作和基本仪器、离子的去除、溶液的配制、酸碱中和滴定,包括实验数据的分析处理、误差分析。
相关问答
答: 高考化学中“工业流程题”的确是很多同学头疼的问题,这些题考察的是对化学反应原理以及不同生产阶段的理解。想要更好地解决这类题目,首先要掌握一些基本方法: 比如学会分析图解,认真辨认各个步骤的关键信息和变换过程,然后用相关的化学知识解释每个步骤的含义以及所涉及的化学反应。另外,还可以通过回顾历年考试真题,熟悉问题的常见形式和考点,这有助于提高你的应对能力。
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答: 还有啊,平时要多练习,做一些不同的工业流程题,锻炼自己的逻辑思维能力和对化学概念的运用能力,这样才能在考试时更加游刃有余!
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答: 对于“工业流程题”,你需要掌握很多基础知识:首先是化学反应类型和平衡原理,因为这些是理解生产过程的关键因素。另外要熟悉一些常见化工原料的性质及制备方法,以及其在不同工段中的变化过程。 当然,还要明白相关仪器的作用以及控制条件对产品的最终质量的影响。
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答: 最后别忘了,要熟练运用化学公式和方程式进行推算、计算和分析,这能帮助你更准确地理解各个步骤之间的关系。总之,“工业流程题”需要综合掌握化学理论和实际操作知识才能有效解决。
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答: 做“工业流程题”,除了要扎实基础知识,一些技巧也是提高效率的关键!首先建议先仔细阅读题目,准确理解所给的信息和要求。其次,要用画图、写步骤的方式理清思路,把各个生产阶段清晰地表达出来。 在解释具体的反应过程中,要注意区分正 反 催化 等概念,同时也要标注物质形态的变化以及产物分离的方法等。
276 人赞同了该回答
答: 最后,要留意题目所强调的重点,例如能量变化、环保措施等,并结合实际进行阐述。 千万不要只停留在“写反应式”层面,要能体现出你对化学原理和生产过程的深入理解!
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