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1、專題講座三專題講座三無機(jī)化工流程題的突破方法無機(jī)化工流程題的突破方法 (1)箭頭：箭頭進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。 (2)三線：物料進(jìn)出線、操作流程線、循環(huán)操作線。 2涉及問題 (1)原料的預(yù)處理。 (2)反應(yīng)條件的控制(溫度、壓強(qiáng)、催化劑、原料配比、pH、溶劑等)。 (3)反應(yīng)原理(化學(xué)平衡、水解平衡、化學(xué)反應(yīng)速率、反應(yīng)熱、電化學(xué)等)。 (4)綠色化學(xué)問題(物質(zhì)循環(huán)利用、廢物的處理、原子利用率、能量充分利用等)。 (5)化工安全(防爆、防污染、防中毒等)。 二、解題思路及方法 1解題思路 2解題方法 (1)首尾分析法：對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條
2、龍的生產(chǎn)工序)試題，首先對(duì)比分析流程圖中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。 (2)分段分析法：對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工業(yè)流程題，用分段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。 (3)交叉分析法：有些化工生產(chǎn)選用多組原材料，先合成一種或幾種中間產(chǎn)品，再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品，這種題適合用交叉分析法。就是將提供的工業(yè)流程示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水線，然后上下交叉分析
3、。 3答題步驟 (1)從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。 (2)整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。 (3)分析流程中的每一步驟，并獲取以下信息： 知道“四個(gè)什么”。 反應(yīng)物是什么；發(fā)生了什么反應(yīng)；該反應(yīng)造成了什么后果；對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。 抓住“一個(gè)關(guān)鍵”。 一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。 (4)從問題中獲取信息，幫助解題。 4規(guī)范解答 (1)文字?jǐn)⑹鲱惖念}目要規(guī)范解答，防止出現(xiàn)因敘述不嚴(yán)謹(jǐn)導(dǎo)致的失分，如： 如何洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作23次。 如何證明沉淀完全：如向含SO的溶液中加BaCl2溶液，將沉淀靜置，取
4、上層清液，再加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明沉淀完全。 如何從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾洗滌干燥。 在寫某一步驟是為了除雜時(shí)，應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì)”，只寫“除雜”等一類萬能式的回答是不正確的。 (2)認(rèn)真審題，不要因?qū)忣}不細(xì)致而失分，如： 填“化學(xué)方程式”還是“離子方程式”。 填“名稱”“符號(hào)”還是“代號(hào)”“序號(hào)”等。 填“大于”還是“”，“增大”還是“變大”等。 填“化學(xué)式”“分子式”“結(jié)構(gòu)式”“結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式”“最簡(jiǎn)式”還是“電子式”等。 書寫化學(xué)方程式時(shí)要注意配平、注明反應(yīng)條件以及“”“=”“”“”等。 三、答題的必備知識(shí) 1對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及其作用 (1)
5、研磨減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。 (2)水浸與水接觸反應(yīng)或溶解。 (3)酸浸與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去。 (4)灼燒除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)。 (5)煅燒改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土。 2常用的控制反應(yīng)條件的方法 (1)調(diào)節(jié)溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)： 能與H反應(yīng)，使溶液pH增大； 不引入新雜質(zhì)。 例如：若要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu
6、2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。 (2)控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動(dòng)。 (3)控制壓強(qiáng)。改變速率，影響平衡。 (4)使用正催化劑。加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡需要的時(shí)間。 (5)趁熱過濾。防止某些物質(zhì)降溫時(shí)析出。 (6)冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。 3明確常用的提純方法 (1)水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。 (2)酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。 (3)堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。 (4)氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質(zhì)。 (5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。 (6)調(diào)節(jié)溶液的pH
7、法：如除去酸性含銅溶液中的Fe3等。 4明確常用的分離方法 (1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。 (2)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。 (3)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl。 (4)冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等。 (5)蒸餾或分餾：分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。 (6)冷卻法：利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與
8、氮?dú)?、氫氣?5物質(zhì)分離、提純的原則 (1)不增：不引入新的雜質(zhì)。 (2)不減：不減少被提純物。 (3)易分離：被提純物與雜質(zhì)容易分離。 (4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成狀態(tài)。 6物質(zhì)分離、提純注意事項(xiàng) (1)除雜試劑需過量。 (2)過量試劑需除去。 (3)除去多種雜質(zhì)時(shí)要考慮加入試劑的順序。 (4)選擇最佳除雜途徑。 (1)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入_溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入_溶液調(diào)濾液pH至中性。 (2)不同溫度下，K的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系如圖所示。由圖可知，隨著溫度升高，_，_。K2CO3 H2SO4 反應(yīng)的速率加快，平衡時(shí)溶浸時(shí)間短反應(yīng)的速率加快，平衡時(shí)溶浸時(shí)間短
9、在同一時(shí)間在同一時(shí)間K的浸出濃度大的浸出濃度大 1.75104 回答下列問題： (1)步驟中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeOCr2O38Na2CO37O2=8Na2CrO42Fe2O38CO2，在常溫下該反應(yīng)速率極慢，下列措施中能使反應(yīng)速率增大的是_。(填字母) A將原料粉碎 B增加純堿的用量 C升高溫度 (2)步驟需將溶液的pH調(diào)至78，并煮沸，其目的是_。 (3)步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。AC (4)利用下面的復(fù)分解反應(yīng)，將紅礬鈉與KCl固體按1 2物質(zhì)的量之比混合溶于水后經(jīng)適當(dāng)操作可得到K2Cr2O7晶體：Na2Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl(已知：溫度對(duì)氯化鈉的溶解度影響很小，對(duì)重鉻酸鉀的溶解度影響較大)。基本實(shí)驗(yàn)步驟為：溶解；_；_；冷卻、結(jié)晶，再過濾得K2Cr2O7晶體。其中應(yīng)在_(填“高溫”或“低溫”)條件下進(jìn)行。蒸發(fā)蒸發(fā) 過濾過濾 高溫高溫 解析：(1)將原料粉碎，即增大反應(yīng)物的接觸面積，可加快反應(yīng)速率，由于純堿是固體，固體用量的多少不影響化學(xué)反應(yīng)速率，升高溫度可加快反應(yīng)速率。 (2)由于題中明確指出鉻鐵礦中含有少量鋁的氧化物，故后續(xù)操作必須除去鋁，要注意的是本題不能回答除鐵，原因是步驟中反應(yīng)已生成Fe2O3。(4)由于進(jìn)行冷卻、結(jié)晶，故為趁熱過濾。由于進(jìn)行冷卻、結(jié)晶，故為趁熱過濾。
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