高中化學工藝流程專題復習

高中化學工藝流程專題復第一部分：常見的工藝手段、操作名稱和目的知識歸納一、設備：注意設備的選擇和使用。例如：二、工藝流程一）、原料處理階段：處理類型包括：1.粉碎固體：目的是增大表面積，使固體充分反應或加快反應速率。注：常考提高浸出率的方法。2.溶解原料：使用溶劑或有機溶劑等進行溶解、富集。例如：3.灼燒、焙燒：儀器選擇：酒精燈、三腳架、坩堝鉗等，例如從海帶中提碘。4.煅燒原料：可以改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質高溫下氧化、分解。例如碳酸鈣分解，煅燒高嶺土等。5.其他：1）研磨或剪碎、榨汁等。2）表面處理：如金屬表面的氧化物用浸洗。3）除去金屬表面的油污等：用浸洗。二）、分離提純階段：理清原料和產品的關系→“多的要除、少的要加”→不清楚的跳過。I.提純的方法包括：1.氧化除雜：如除去Cu中的Fe。1）氧化：用氧化劑將Fe氧化成易于后期處理的形式。2）調節pH除雜：控制溶液的酸堿性使Fe離子形成氫氧化物沉淀。加入的物質常為純堿，但盡量不引入雜質。2.試劑除雜：加試劑直接反應除去雜質。例如粗鹽的提純。3.萃取、分液除雜：如從海水中提取溴和碘單質，利用溴和碘單質易溶于有機溶劑。1）溴和碘單質的顏色：類型水有機溶劑溴單質3+2+碘單質2+2+2）使用到的儀器：4.過濾除雜：使用到的儀器：5.蒸餾除雜：1）使用范圍：2）使用到的儀器：3）常見類型：II.常見題型或知識點考查：1.加熱的目的：加快化學反應或促進反應等。2.降溫反應的目的：防止某物質在高溫時會參與的反應；或為使化學平衡向著某方向，例如有H2O2參與的反應。3.電解：注意：有新信息按新信息寫，無新信息按教材知識寫。4.氧化還原反應的考查：書寫氧化還原反應時，找準氧化還原狀態，注意環境的酸堿性、反應的條件、符號，然后配平方程式。三）、獲得產品階段流程：結晶→過濾→洗滌→干燥1）結晶方法：①蒸發結晶：一般適用于溶質且該物質熱穩定性好（不會熱分解）的結晶析出。例如從食鹽水中得到氯化鈉晶體。要注意金屬離子易水解，需要控制條件或氣體氛圍，以抑制其水解，例如制備無水MgCl2溶液。蒸發濃縮和冷卻結晶的目的是讓溶質隨溫度變化而析出，通常用于銨鹽、硝酸鹽等鹽類的結晶析出。這種過程可以用圖像表示溶解度與溫度的關系。蒸發結晶和趁熱過濾的目的是讓溶質隨溫度變化而析出，防止某些物質在降溫時析出，例如除去氯化鈉溶液中的雜質。趁熱過濾時可以使用漏斗或用熱毛巾捂住普通漏斗外壁，以防止因溫度下降而析出雜質。洗滌的目的是去除晶體表面的雜質。洗滌沉淀時，需要將蒸餾水加入漏斗中，浸沒沉淀，待水自然流下后，重復操作2-3次。洗滌類型包括水洗、冷水洗或乙醇洗。在水洗后乙醇洗的目的是降低溶解度，減少產品的損失。檢驗晶體表面洗凈的方法可以取最后一次洗滌液少許于試管中，加入XXX試劑觀察XXX現象，以確保沉淀已洗滌干凈。干燥的方法包括。常見的工藝手段、操作名稱和目的：1.腐蝕：有酸性物質生成會腐蝕設備。2.增大接觸面積、升溫、增大溶液的濃度、攪拌等可以增加反應速率。3.泥三角、坩堝等可用于處理難溶的物質。4.蒸餾除雜：適用于混溶的兩種或多種液體，需要使用鐵架臺、酒精燈、石棉網、蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、牛角管、錐形瓶等設備。5.化學反應速率和平衡可以通過添加氧化劑、還原劑、調節酸堿性等方式實現。6.蒸發結晶適用于單一、好溶、酸性物質，而小結晶適用于多溶質、不穩定的物質。在蒸發結晶時，可以使用KNO3析出物，而在小結晶時需要進行熱濾。7.洗滌可以選擇水洗或有機溶劑洗，也可以使用不同的洗滌劑，例如冰水洗、乙醇洗等。8.干燥的方法包括除水便于干燥、加熱干燥等。需要注意的是，有些金屬離子易于水解，因此需要控制條件或氣體氛圍，以抑制其水解。例如，制備無水MgCl2溶液時，需要注意控制條件。在進行蒸發結晶和趁熱過濾時，需要注意防止某些物質在降溫時析出。在洗滌時，需要去除晶體表面的雜質。干燥時需要選擇合適的方法，以保證干燥效果。本文介紹化工生產工藝流程解題策略。考生需要敏捷、準確地獲取試題所給的相關信息，并與已有知識整合，在分析評價的基礎上應用新信息的能力。化工工藝流程題的構成特點是內容來源真實的工業生產過程，提問靈活。題目結構分題頭、題干和題尾三部分，呈現形式是流程圖、表格、圖像。能力考查包括獲取信息的能力、分解問題的能力、表達能力，知識落點包括基本理論、元素化合物、實驗、綠色化學。解題策略包括讀題頭和讀題干兩個部分。首先，讀題頭明確目的，勾畫有用信息。其次，讀題干分析過程，標注有用信息。舉例來說，某化工廠用重晶石為原料制備鋅鋇白，生產過程中會產生大量的廢氣，為防止污染空氣并提高原料利用率，生產中采用下述工藝流程。考生需要根據上述流程回答問題，包括重晶石的化學式、鋅鋇白可用于調制什么顏色和淺色油漆、處理過程的步驟、導氣管堵塞的原因、設備2中所用的洗滌劑的化學式以及設備2中發生反應的離子方程式等。需要注意的是，文章中存在一些格式錯誤，需要進行修改。同時，需要刪除明顯有問題的段落，然后再進行小幅度的改寫每段話，以使文章更加清晰易懂。在進行化學實驗時，首先要明確主線，即反應或操作的目的是為了獲得產品。同時需要理清原料和產品之間的關系，通過“多的要除、少的要加”的原則，剔除多余的步驟，加入必要的步驟。對于不清楚的部分可以暫時跳過。在了解主線的基礎上，還需要關注分支，即副產品的相關知識。同時也要關注循環，即如何充分利用原料，并減小對環境的污染。因此，主線是主產品，分支是副產品，回頭是循環。在解題時，需要先完成題干無關的簡單問題，然后結合相關問題進一步理解題干知識，以便準確回答問題。同時，仔細審題，根據題目要求規范答題，提高準確率。針對甘肅省舟曲縣特大泥石流后的救援物資，某校課外活動小組設計了實驗步驟來測定其中補鐵補血用藥——復方硫酸亞鐵葉酸片中鐵元素的含量。在實驗中，加入過量H2O2的目的是將溶液中Fe完全轉化為Fe(II)。反應的離子方程式為Fe+H2O2+3H+→Fe(II)+2H2O。實驗的操作步驟包括過濾、灼燒、稱量等。如果實驗無損耗，則每片補血劑含鐵元素的質量為0.07a。在鐵元素含量的測定中，也可以使用KMnO4溶液滴定，反應式為5Fe+MnO4+8H+→5Fe(III)+Mn(II)+4H2O。因此，最合理的滴定方式是根據實際情況選擇。在處理災區飲用水的過程中，可以使用適量綠礬和氯氣一起作用于污染的自來水，從而起到較好的凈水效果。這是因為綠礬和氯氣反應生成了Cl2+2Fe→2Fe(III)+2Cl-，同時也生成了HClO。對于酸性廢水中的懸浮物，綠礬和氯氣的混合處理效果較差，因為Fe(OH)3是膠體，難以沉淀。1.酸性廢液中的Fe抑制水解，無法得到Fe(OH)3膠體，因此無法吸附懸浮物。2.輝銅礦主要成分為Cu2S，軟錳礦主要成分為MnO2，含有少量雜質如SiO2和Fe2O3.工業上綜合利用這兩種礦物制備硫酸錳和堿式碳酸銅的主要工藝流程如下：①MnO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質硫；②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩定，在熱水中會分解生成NH3；③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表所示：金屬FeMnCu開始沉淀的pH1.18.34.4沉淀完全的pH3.29.86.41)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有：增加浸出劑的濃度、提高溫度、加入氧化劑等。2)調節浸出液pH的范圍為3.2~9.8，其目的是使金屬離子在合適的pH值下沉淀。3)本工藝中可循環使用的物質是H2SO4.4)在該工藝的“加熱驅氨”環節，若加熱的溫度過低或過高，都將導致反應不完全。5)碳酸錳在一定條件下可得硫酸錳溶液，制備MnSO4·H2O的實驗方案如下：將硫酸錳溶液與Ba(OH)2溶液反應，得到沉淀，經過過濾、洗滌、干燥即可得到MnSO4·H2O。6)用標準BaCl2溶液測定樣品中MnSO4·H2O質量分數時，發現樣品純度大于100%（測定過程中可能存在誤差）。4.硼氫化鈉的制備流程中，需要將反應器加熱至100℃以上并通入氬氣的目的是防止空氣中的氧氣和水蒸氣影響反應產物的純度和產率，同時也有保護實驗人員的作用。金屬鈉通常保存在煤油中，實驗室取用少量金屬鈉需要用到的實驗用品有手套、鑷子、玻璃片和小刀等。2)化學方程式為：NaBO2+SiO2+NaOH→NaBH4+Na2SiO33)第②步采用的方法是過濾，第③步采用的方法是蒸餾回收溶劑。4)NaBH4(s)+2H2O(l)→NaBO2(s)+4H2(g)。ΔH=-216.0kJ/mol5)1)Al2O3+3H2SO4+6HF→2AlF3+3H2O+3H2SO42)CaO+SiO2+2H2O→CaSiO3+2OH-3)2Al2O3+3C→4Al+3CO2(陽極產生的混合氣體為O2和CO2)4)2Al(OH)3+3HCl+3NaOH→3NaCl+Al(OH)4↓，理論上得到沉淀的質量為a/4g。6)氣體C無法確定，因為實驗中沒有給出與氣體C有關的信息。空氣中的HNO3與混合氣體B反應，產生紅棕色氣體（A）和澄清石灰水。鹽酸與白色沉淀（D）反應，產生無色無味的氣體（H）。稀H2SO4與鹽（F）反應，產生黃色溶液和氣體（E）。綠色高效水處理劑（G）和X含有相同的陰離子。1)X的化學式為Fe2(SO4)3，E的電子式是O3，一種同素異形體的化學式為O2.2)被氧化的元素是S和N。3)反應⑤的離子方程式：2Fe3++3ClO-+10OH-→2FeO4-+3Cl-+5H2O。4)鹽F可作為一種“綠色高效多功能”水處理劑，因為高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒，還原產物是鐵離子；鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，吸附溶液中的雜質形成沉淀而析出。5)設計一個實驗方案，取少量鹽F樣品放入試管中加水溶解，分成兩等份于兩試管中，分別放在冷水和熱水中，觀察生成紅褐色沉淀的快慢。廢釩催化劑的主要成分為V2O5、V2O4、K2SO4、SiO2、Fe2O3和Al2O3.回收V2O5的工藝路線如下。1)“酸浸”時V2O5轉化為VO2，反應的離子方程式為V2O5+6H+→2VO2++3H2O，同時V2O4轉成VO。廢渣1的主要成分是K2SO4.2)“氧化”中欲使3mol的VO變為VO2，則需要氧化劑KClO3至少為3mol。3)“中和”作用之一是使釩以V4O12-形式存在于溶液中。廢渣2中含有V4O12-。4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+V4O12-4→4RV4O12+4OH-.4OH-（ROH為強堿性陰離子交換樹脂）。為了提高淋洗液的洗脫效率，應該使其呈堿性。在“流出液”中，陽離子最多的是釩（V）。在“沉釩”過程中，偏釩酸銨（NH4VO3）是通過高溫煅燒反應得到的，反應方程式為2NH4VO3+熱→V2O5+2H2O+2NH3↑。NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等。其生