高中化學(xué)工藝流程專(zhuān)題復(fù)習(xí)

高中化學(xué)工藝流程專(zhuān)題復(fù)第一部分：常見(jiàn)的工藝手段、操作名稱(chēng)和目的知識(shí)歸納一、設(shè)備：注意設(shè)備的選擇和使用。例如：二、工藝流程一）、原料處理階段：處理類(lèi)型包括：1.粉碎固體：目的是增大表面積，使固體充分反應(yīng)或加快反應(yīng)速率。注：?？继岣呓雎实姆椒ā?.溶解原料：使用溶劑或有機(jī)溶劑等進(jìn)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(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)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(chǎn)品的關(guān)系→“多的要除、少的要加”→不清楚的跳過(guò)。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(diào)節(jié)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(zhì)常為純堿，但盡量不引入雜質(zhì)。2.試劑除雜：加試劑直接反應(yīng)除去雜質(zhì)。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(zhì)，利用溴和碘單質(zhì)易溶于有機(jī)溶劑。1）溴和碘單質(zhì)的顏色：類(lèi)型水有機(jī)溶劑溴單質(zhì)3+2+碘單質(zhì)2+2+2）使用到的儀器：4.過(guò)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(jiàn)類(lèi)型：II.常見(jiàn)題型或知識(shí)點(diǎn)考查：1.加熱的目的：加快化學(xué)反應(yīng)或促進(jìn)反應(yīng)等。2.降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)參與的反應(yīng)；或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著某方向，例如有H2O2參與的反應(yīng)。3.電解：注意：有新信息按新信息寫(xiě)，無(wú)新信息按教材知識(shí)寫(xiě)。4.氧化還原反應(yīng)的考查：書(shū)寫(xiě)氧化還原反應(yīng)時(shí)，找準(zhǔn)氧化還原狀態(tài)，注意環(huán)境的酸堿性、反應(yīng)的條件、符號(hào)，然后配平方程式。三）、獲得產(chǎn)品階段流程：結(jié)晶→過(guò)濾→洗滌→干燥1）結(jié)晶方法：①蒸發(fā)結(jié)晶：一般適用于溶質(zhì)且該物質(zhì)熱穩(wěn)定性好（不會(huì)熱分解）的結(jié)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(wú)水MgCl2溶液。蒸發(fā)濃縮和冷卻結(jié)晶的目的是讓溶質(zhì)隨溫度變化而析出，通常用于銨鹽、硝酸鹽等鹽類(lèi)的結(jié)晶析出。這種過(guò)程可以用圖像表示溶解度與溫度的關(guān)系。蒸發(fā)結(jié)晶和趁熱過(guò)濾的目的是讓溶質(zhì)隨溫度變化而析出，防止某些物質(zhì)在降溫時(shí)析出，例如除去氯化鈉溶液中的雜質(zhì)。趁熱過(guò)濾時(shí)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(zhì)。洗滌的目的是去除晶體表面的雜質(zhì)。洗滌沉淀時(shí)，需要將蒸餾水加入漏斗中，浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2-3次。洗滌類(lèi)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(chǎn)品的損失。檢驗(yàn)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(xiàn)象，以確保沉淀已洗滌干凈。干燥的方法包括。常見(jiàn)的工藝手段、操作名稱(chēng)和目的：1.腐蝕：有酸性物質(zhì)生成會(huì)腐蝕設(shè)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(yīng)速率。3.泥三角、坩堝等可用于處理難溶的物質(zhì)。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(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、牛角管、錐形瓶等設(shè)備。5.化學(xué)反應(yīng)速率和平衡可以通過(guò)添加氧化劑、還原劑、調(diào)節(jié)酸堿性等方式實(shí)現(xiàn)。6.蒸發(fā)結(jié)晶適用于單一、好溶、酸性物質(zhì)，而小結(jié)晶適用于多溶質(zhì)、不穩(wěn)定的物質(zhì)。在蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，可以使用KNO3析出物，而在小結(jié)晶時(shí)需要進(jìn)行熱濾。7.洗滌可以選擇水洗或有機(jī)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(wú)水MgCl2溶液時(shí)，需要注意控制條件。在進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶和趁熱過(guò)濾時(shí)，需要注意防止某些物質(zhì)在降溫時(shí)析出。在洗滌時(shí)，需要去除晶體表面的雜質(zhì)。干燥時(shí)需要選擇合適的方法，以保證干燥效果。本文介紹化工生產(chǎn)工藝流程解題策略?？忌枰艚?、準(zhǔn)確地獲取試題所給的相關(guān)信息，并與已有知識(shí)整合，在分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上應(yīng)用新信息的能力?；すに嚵鞒填}的構(gòu)成特點(diǎn)是內(nèi)容來(lái)源真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，提問(wèn)靈活。題目結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分，呈現(xiàn)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(wèn)題的能力、表達(dá)能力，知識(shí)落點(diǎn)包括基本理論、元素化合物、實(shí)驗(yàn)、綠色化學(xué)。解題策略包括讀題頭和讀題干兩個(gè)部分。首先，讀題頭明確目的，勾畫(huà)有用信息。其次，讀題干分析過(guò)程，標(biāo)注有用信息。舉例來(lái)說(shuō)，某化工廠用重晶石為原料制備鋅鋇白，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，為防止污染空氣并提高原料利用率，生產(chǎn)中采用下述工藝流程。考生需要根據(jù)上述流程回答問(wèn)題，包括重晶石的化學(xué)式、鋅鋇白可用于調(diào)制什么顏色和淺色油漆、處理過(guò)程的步驟、導(dǎo)氣管堵塞的原因、設(shè)備2中所用的洗滌劑的化學(xué)式以及設(shè)備2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式等。需要注意的是，文章中存在一些格式錯(cuò)誤，需要進(jìn)行修改。同時(shí)，需要?jiǎng)h除明顯有問(wèn)題的段落，然后再進(jìn)行小幅度的改寫(xiě)每段話(huà)，以使文章更加清晰易懂。在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要明確主線(xiàn)，即反應(yīng)或操作的目的是為了獲得產(chǎn)品。同時(shí)需要理清原料和產(chǎn)品之間的關(guān)系，通過(guò)“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(duì)于不清楚的部分可以暫時(shí)跳過(guò)。在了解主線(xiàn)的基礎(chǔ)上，還需要關(guān)注分支，即副產(chǎn)品的相關(guān)知識(shí)。同時(shí)也要關(guān)注循環(huán)，即如何充分利用原料，并減小對(duì)環(huán)境的污染。因此，主線(xiàn)是主產(chǎn)品，分支是副產(chǎn)品，回頭是循環(huán)。在解題時(shí)，需要先完成題干無(wú)關(guān)的簡(jiǎn)單問(wèn)題，然后結(jié)合相關(guān)問(wèn)題進(jìn)一步理解題干知識(shí)，以便準(zhǔn)確回答問(wèn)題。同時(shí)，仔細(xì)審題，根據(jù)題目要求規(guī)范答題，提高準(zhǔn)確率。針對(duì)甘肅省舟曲縣特大泥石流后的救援物資，某校課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)測(cè)定其中補(bǔ)鐵補(bǔ)血用藥——復(fù)方硫酸亞鐵葉酸片中鐵元素的含量。在實(shí)驗(yàn)中，加入過(guò)量H2O2的目的是將溶液中Fe完全轉(zhuǎn)化為Fe(II)。反應(yīng)的離子方程式為Fe+H2O2+3H+→Fe(II)+2H2O。實(shí)驗(yàn)的操作步驟包括過(guò)濾、灼燒、稱(chēng)量等。如果實(shí)驗(yàn)無(wú)損耗，則每片補(bǔ)血?jiǎng)┖F元素的質(zhì)量為0.07a。在鐵元素含量的測(cè)定中，也可以使用KMnO4溶液滴定，反應(yīng)式為5Fe+MnO4+8H+→5Fe(III)+Mn(II)+4H2O。因此，最合理的滴定方式是根據(jù)實(shí)際情況選擇。在處理災(zāi)區(qū)飲用水的過(guò)程中，可以使用適量綠礬和氯氣一起作用于污染的自來(lái)水，從而起到較好的凈水效果。這是因?yàn)榫G礬和氯氣反應(yīng)生成了Cl2+2Fe→2Fe(III)+2Cl-，同時(shí)也生成了HClO。對(duì)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?yàn)镕e(OH)3是膠體，難以沉淀。1.酸性廢液中的Fe抑制水解，無(wú)法得到Fe(OH)3膠體，因此無(wú)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(zhì)如SiO2和Fe2O3.工業(yè)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：①M(fèi)nO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫；②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩(wěn)定，在熱水中會(huì)分解生成NH3；③部分金屬陽(yáng)離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表所示：金屬FeMnCu開(kāi)始沉淀的pH1.18.34.4沉淀完全的pH3.29.86.41)酸浸時(shí)，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(diào)節(jié)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(huán)使用的物質(zhì)是H2SO4.4)在該工藝的“加熱驅(qū)氨”環(huán)節(jié)，若加熱的溫度過(guò)低或過(guò)高，都將導(dǎo)致反應(yīng)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(shí)驗(yàn)方案如下：將硫酸錳溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)，得到沉淀，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥即可得到MnSO4·H2O。6)用標(biāo)準(zhǔn)BaCl2溶液測(cè)定樣品中MnSO4·H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)樣品純度大于100%（測(cè)定過(guò)程中可能存在誤差）。4.硼氫化鈉的制備流程中，需要將反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物的純度和產(chǎn)率，同時(shí)也有保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員的作用。金屬鈉通常保存在煤油中，實(shí)驗(yàn)室取用少量金屬鈉需要用到的實(shí)驗(yàn)用品有手套、鑷子、玻璃片和小刀等。2)化學(xué)方程式為：NaBO2+SiO2+NaOH→NaBH4+Na2SiO33)第②步采用的方法是過(guò)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(yáng)極產(chǎn)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(zhì)量為a/4g。6)氣體C無(wú)法確定，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中沒(méi)有給出與氣體C有關(guān)的信息?？諝庵械腍NO3與混合氣體B反應(yīng)，產(chǎn)生紅棕色氣體（A）和澄清石灰水。鹽酸與白色沉淀（D）反應(yīng)，產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體（H）。稀H2SO4與鹽（F）反應(yīng)，產(chǎn)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(xué)式為Fe2(SO4)3，E的電子式是O3，一種同素異形體的化學(xué)式為O2.2)被氧化的元素是S和N。3)反應(yīng)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?yàn)楦哞F酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，還原產(chǎn)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(zhì)形成沉淀而析出。5)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(xiàn)如下。1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2，反應(yīng)的離子方程式為V2O5+6H+→2VO2++3H2O，同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)成VO。廢渣1的主要成分是K2SO4.2)“氧化”中欲使3mol的VO變?yōu)閂O2，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(jiǎn)單表示為：4ROH+V4O12-4→4RV4O12+4OH-.4OH-（ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂）。為了提高淋洗液的洗脫效率，應(yīng)該使其呈堿性。在“流出液”中，陽(yáng)離子最多的是釩（V）。在“沉釩”過(guò)程中，偏釩酸銨（NH4VO3）是通過(guò)高溫煅燒反應(yīng)得到的，反應(yīng)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(lái)漂白織物等。其生