高中化学丨工业流程图题目详解(收藏)
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高中化学丨工业流程图题目详解(收藏)
工业流程题目一向是高考理综化学大题之一,其通常占有不小的分值。该类题目考查通常结合有关实验,因此除掌握工业流程题目解题方法外,还应对化学实验有大概的认识。
01高考考查方向
1.冶金类问题:
高中常考冶金路线两种:冶铁和冶Al。
(1)冶铁:通过制造还原性气氛(氢气、一氧化碳等)来还原铁的氧化物
(2)冶Al:利用两性金属的特点向原料中添加酸或者碱,在提取Al的同时除杂。解题技巧:对于铁等变价金属要关注其化合价,Al等两性金属要关注溶液酸碱度。
2.离子反应类问题:
常见考查的工业流程类问题,目的主要为制备某类盐类物质,常常通过沉淀的方法来获得最终的产物。在此之前要经过一步或者多步除杂。
解题技巧:熟悉除杂的方法和原理,熟悉除杂相关反应。难点在于反应方程式的书写。
3.强氧化剂的制备:
这类题目特点鲜明,主要用于制备高中阶段的强力氧化剂(酸性高锰酸钾、高铁酸钠等)。
解题技巧:这些含高价离子的物质在酸性溶液中有着超乎寻常的强氧化性,在制备的时候要选择碱性环境。
4.电化学问题:
电化学是一种重要反应,利用膜对离子的选择通过性可以控制反应的产物。
解题技巧:一是离子移动方向的把握,二是电极反应方程式的正确书写。
02解题思路与解题步骤
1.解题思路:
(1)明确整个流程及每一部分的目的;
(2)仔细分析每步发生的反应及得到的产物;
(3)结合理论基础与实际问题思考;
(4)注意答题模式和要点
2. 解题步骤:
(1)粗读试题,尽量弄懂流程图,但不必强求推出每一种物质。
(2)精读试题:根据问题去精心研究某一步或者某种物质。
(3)看清所问问题:不能答非所问,注意科学表达。
03常见处理流程
1.原料预处理
2.除杂
3.产品分离提纯
04分析流程图的技巧
1.浏览全图,确定该流程的目的:由何种原料得到何种产物(副产品),对比原料和产物。
2.了解流程图外的文字描述、表格等信息、某个问题中的提示性信息。并在分析和解题过程中随时联系和调用。
3.解析流程图需要思考的问题:
从原料到产品一次发生了什么反应?利用了什么原理?每一步操作进行到什么程度最佳?每一步操作产生了什么杂质和副产物?杂质和副产物要怎么除去?
05除杂、分离、提纯类工艺流程题
本质:对混合物的除杂、分离、提纯
(1)首先,找出要得到的主要物质是什么,混有哪些杂质;
(2)然后,认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生了反应,生成了什么产物;
(3)最后,思考用什么方法才能将杂质除去。
06物质制备类工艺流程题
(1)确定要制备什么物质,从题干或者问题中获取有用信息,了解产品的性质。某些具有特殊性质的产品,要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其他的杂质。如:
A、在制备过程中出现一些受热易分解的物质或者产物,要注意对温度的控制;
B、如果产物是一种会水解的盐,且水解产物中有挥发性酸产生时,则要加相对应的酸来防止水解。(FeCl3、AlCl3等)
C、如果产物是一种强的氧化剂或者还原剂,则要防止与他们发生氧化还原反应的物质接触。
D、如果产物是一种易吸收空气中的二氧化碳和水而变质的物质,则要注意在制备过程中除去二氧化碳和水,同时也要防止空气中的二氧化碳和水进入装置中。
E、如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息,则要注意对比他们的溶解度随温度升高而改变的情况,根据他们不同的变化,找出合适的分离方法。
(2)分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:反应物是什么?反应方程式是什么?该反应造成了什么后果?对制造产品有什么作用?
(3)从问题中获取信息,帮助解题。标准化问题,回答一定要标准化。
07原料预处理
1.溶解:对矿物通常采用酸溶,如用硫酸、盐酸、硝酸等,有时也用碱溶(如铝及氧化铝等物质)
2.研磨粉碎:增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分
3.灼烧:如从海带中提取碘
4.煅烧: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。
5.加快反应速率方法:升高温度、搅拌、粉碎
08除杂
1.调PH值除杂
(1)控制溶液酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
(2)调节PH的物质应该满足的条件:
能与氢离子反应,增大溶液PH值;不引进新杂质。
2.试剂除杂
加入某种试剂,使杂质离子变为沉淀除去
3.加热:
加快反应速率或者促进平衡朝着某个方向移动。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质,则要注意控制温度。
4.降温:
防止某种物质高温时溶解或者分解,使得化学平衡朝着题目要求的方向移动。
5.萃取
用一种溶剂将物质从另一种溶剂中提取出来。
09分离和提纯
1.洗涤:
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。
2.蒸发:
蒸发时遇到容易水解的物质,应在相应的气流中进行加热。如从溶液中析出
FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCL的气流中加热,防止其水解。
3.结晶:固体物质从溶液中析出的过程。
4.过滤:固液分离
5.蒸馏:液液分离
6.分液:互不相容的液体间的分离
7.升华:将可直接气化的固体分离出来。
8.盐析:加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。
9.蒸发浓缩,冷却结晶:
除去KNO3中含有的少量NaCl
10.蒸发结晶,趁热过滤:
除去NaCl中含有的少量KNO3
11.重结晶:
是将晶体溶于溶剂或熔融以后,又重新从溶液或熔体中结晶的过程。重结晶可以使不纯净的物质获得纯化,或使混合在一起的盐类彼此分离。