高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題講座3 無(wú)機(jī)化工流程題的突破方法課件

專 題 講 座 三無(wú) 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(wèn)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(wèn) 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(guò) 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(wèn) 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(jiàn) 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(wèn) 題 中 獲 取 信 息 ， 幫 助 解 題 。 4規(guī)范解答 (1)文 字 敘 述 類 的 題 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(méi) 沉 淀 ， 待 水自 然 流 下 后 ， 重 復(fù) 以 上 操 作 2 3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 上 層 清 液 ， 再 加 BaCl2溶 液 ， 若 無(wú) 白 色 沉 淀生 成 ， 說(shuō) 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(guò) 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(wàn) 能 式 的 回 答 是 不 正 確 的 。 (2)認(rèn) 真 審 題 ， 不 要 因 審 題 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(shū) 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)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(guò) 過(guò) 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、 Cu2(OH)2CO3等 物 質(zhì) 來(lái) 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(guò) 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(guò) 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(guò) 濾 ： 分 離 難 溶 物 和 易 溶 物 ， 根 據(jù) 特 殊 需 要 采 用 趁 熱 過(guò) 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 氮 氣 、 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(lái) 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(guò) 量 。 (2)過(guò) 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(guò) 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 ， _， _。K 2CO 3 H 2SO 4 反 應(yīng) 的 速 率 加 快 ， 平 衡 時(shí) 溶 浸 時(shí) 間 短 在 同 一 時(shí) 間 K 的 浸 出 濃 度 大 1.75 104 回 答 下 列 問(wèn) 題 ： (1)步 驟 中 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 為 ： 4FeOCr2O38Na2CO3 7O2=8Na2CrO4 2Fe2O3 8CO2， 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 7 8， 并 煮 沸 ， 其 目 的 是_。 (3)步 驟 中 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 為_(kāi)。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 ：Na2Cr2O7 2KCl=K2Cr2O7 2NaCl(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(guò) 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) 過(guò) 濾 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(guò)濾。