無(wú)機(jī)化工流程圖題的解答方法及常見(jiàn)答題技巧_第1頁(yè)
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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上無(wú)機(jī)化工流程圖題的解答方法及常見(jiàn)答題技巧工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般是簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品);題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來(lái);題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)制成系列問(wèn)題,構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。因此解答化工工藝流程題的基本步驟是:一、讀題頭,得目的,劃原料明產(chǎn)品,解決“干什么”通過(guò)閱讀題頭,了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問(wèn)中的提示性信息,通過(guò)對(duì)比分析工業(yè)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),弄清從原料出發(fā),要得到最終產(chǎn)品,必須除去什么元素、

2、引進(jìn)什么元素?閱讀題干時(shí)要隨手畫出題目提供的一些課本上未出現(xiàn)過(guò)的諸如溶解度、物質(zhì)的熱穩(wěn)定性和熔沸點(diǎn)等不知何用的信息,以便在后面閱讀流程圖和解題時(shí)隨時(shí)調(diào)用。二、  讀題干,析過(guò)程,看措施推用意,解決“怎么做”題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來(lái)。分析流程中的每一步驟的反應(yīng)物是什么?發(fā)生了什么反應(yīng) ?利用了什么原理(氧化還原、溶解度、電離平衡、水解平衡、溶解平衡)?該反應(yīng)造成了什么后果(除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物?這些物質(zhì)又是如何分離、提純和循環(huán)利用的?如何體現(xiàn)綠色化學(xué)思想?)?每一步操作進(jìn)行到什么程度最佳?在此過(guò)程中抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或

3、操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù),在回答相關(guān)操作的原因或目的時(shí)要從對(duì)產(chǎn)品的影響層面作答。我們把它分為三個(gè)層次:讀得懂的;讀得不太懂但根據(jù)上下文可以勉強(qiáng)懂的;完全讀不懂的。快讀讀得懂的,對(duì)于讀得懂的,往往是常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作等基礎(chǔ)知識(shí),是要求學(xué)生必須掌握的。出題者常在這些環(huán)節(jié)設(shè)問(wèn),讓大部分學(xué)生都能得到這些分。因此要克服恐懼心理意識(shí)到,無(wú)論流程圖如何復(fù)雜都會(huì)有簡(jiǎn)單的得分題。例如一些灼燒、水浸及過(guò)濾的目的。細(xì)讀讀得不太懂但根據(jù)上下文可以勉強(qiáng)懂的,這部分需要運(yùn)用已有的基礎(chǔ)知識(shí),根據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)的化學(xué)反應(yīng)原理,聯(lián)系實(shí)驗(yàn)工業(yè)生產(chǎn)及題目信息等進(jìn)行知識(shí)的整合方可得到結(jié)論的。對(duì)于這類部分要盡量去回顧課本知識(shí),聯(lián)系題

4、目找到新舊知識(shí)的切合點(diǎn),從而推導(dǎo)出結(jié)論。例如:有些離子方程式就需要運(yùn)用氧化還原的知識(shí)去推導(dǎo)出來(lái)。對(duì)于完全讀不懂的部分,很多時(shí)候則是為了使整個(gè)工藝流程完整而出現(xiàn)的一些工業(yè)術(shù)語(yǔ)等,閱讀時(shí)可以先看看問(wèn)題設(shè)置若沒(méi)有涉及則大膽跳過(guò)。如:“反萃取”等詞。這時(shí)主要看這一步的結(jié)果(重點(diǎn)關(guān)注其產(chǎn)物),“跟著感覺(jué)走”、“順藤摸瓜”,用已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)“圓”這個(gè)結(jié)果。三、  讀題問(wèn),逐空填答,用語(yǔ)要規(guī)范,解決“怎么寫”從化學(xué)原理的角度、用化學(xué)語(yǔ)言作答;要抓住主要問(wèn)題,針對(duì)具體問(wèn)題作具體分析。具體答題要點(diǎn)如下:1、答是所問(wèn):要看清題目要求,按要求答題。如:寫離子方程式還是化學(xué)方程式;寫物質(zhì)的名稱還是

5、化學(xué)式等方程;式中反應(yīng)物、產(chǎn)物的分子式書寫要正確;尤其是化學(xué)方程式要配平,電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式一定要書寫正確;正確使用等號(hào)或可逆符號(hào);沉淀、氣體、水溶液等符號(hào)要標(biāo)明。2、準(zhǔn)確、規(guī)范:回答問(wèn)題的要準(zhǔn)確全面,注意語(yǔ)言表達(dá)的規(guī)范性,例如評(píng)價(jià)或比較實(shí)驗(yàn)方案時(shí)要全面考慮:反應(yīng)物種類多少、是否易得、是否對(duì)環(huán)境有污染;反應(yīng)產(chǎn)物的種類多少,對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的分離和提純是否有影響;反應(yīng)條件是否苛刻;儀器、設(shè)備是否要求高;工藝流程、實(shí)驗(yàn)步驟的多少。3、注意答題的完整性:要答到對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的影響這一步!(1)除雜:除去中的(只寫“除雜”一類是不給分的)(2)干燥:除去氣體中的水蒸氣,防止(3)看清楚是寫化學(xué)反應(yīng)方程式還是

6、離子方程式,注意配平。4、注意歸納答題的套路:(1)增大原料浸出率(離子在溶液中的含量多少)的措施:攪拌、升高溫度、延長(zhǎng)浸出時(shí)間、增大氣體的流速(濃度、壓強(qiáng)),增大氣液或固液接觸面積(2)加熱的目的:加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向(一般是有利于生成物生成的方向)移動(dòng)(3)溫度不高于××的原因  適當(dāng)加快反應(yīng)速率, 但溫度過(guò)高會(huì)造成(如濃硝酸)揮發(fā)/(如H2O2、NH4HCO3)分解/(如Na2SO3)氧化或促進(jìn)(如AlCl3)水解等,影響產(chǎn)品的生成(4)從濾液中提取一般晶體(溶解度隨溫度升高而增大的晶體)的方法【蒸發(fā)濃縮(至有晶膜出現(xiàn))、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌(冰

7、水洗、熱水洗、乙醇洗)、干燥】(5)從濾液中提取溶解度受溫度影響較小或隨溫度升高而減小的晶體的方法(蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾  (如果溫度下降,雜質(zhì)也會(huì)以晶體的形式析出來(lái))、洗滌、干燥)(6)溶液配制、灼燒、蒸發(fā)、過(guò)濾用到的儀器(7)控制某反應(yīng)的pH值使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀(調(diào)節(jié)pH所用試劑為主要元素對(duì)應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、堿,以避免引入新的雜質(zhì);pH分離時(shí)的范圍確定、范圍過(guò)小的后果(導(dǎo)致某離子沉淀不完全)或過(guò)大的后果(導(dǎo)致主要離子開(kāi)始沉淀)(8)減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))的原因:減小壓強(qiáng),使液體沸點(diǎn)降低,防止(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3)受熱分解、揮發(fā)(9)檢驗(yàn)溶液

8、中離子是否沉淀完全的方法:將溶液靜置一段時(shí)間后,向上層清夜中滴入沉淀劑,若無(wú)沉淀生成,則離子沉淀完全(10)洗滌沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水至液面浸沒(méi)沉淀,待水自然流下后,重復(fù)操作2-3次(11)檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法:取少量最后一次的洗滌液于試管中,向其中滴入某試劑,若,則沉淀洗滌干凈(12)洗滌的目的:除掉附著在沉淀表面的可溶性雜質(zhì)(13) 冰水洗滌的目的:洗去晶體表面的雜質(zhì)離子并降低被洗滌物質(zhì)的溶解度,減少其在洗滌過(guò)程中的溶解損耗(14)乙醇洗滌的目的:降低被洗滌物質(zhì)的溶解度,減少其在洗滌過(guò)程中的溶解損耗,得到較干燥的產(chǎn)物(15)蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍:抑制某離子的水解,

9、如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時(shí)為獲得AlCl3需在HCl氣流中進(jìn)行(16)事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的(如氧氣)防止某物質(zhì)被氧化四、熟悉工業(yè)流程常見(jiàn)的操作與名詞工業(yè)流程題目在流程上一般分為3個(gè)過(guò)程:1、原料處理階段的常見(jiàn)考點(diǎn)與常見(jiàn)名詞加快反應(yīng)速率;溶解:通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等;水浸:與水接觸反應(yīng)或溶解浸出:固體加水(酸)溶解得到離子浸出率:固體溶解后,離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)酸浸:在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液,不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程灼燒、焙燒、煅燒: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、分解控制反應(yīng)條件的方法2、分離提純階段的常見(jiàn)考

10、點(diǎn)調(diào)pH值除雜:a控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀例如:已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2溶液中含有的Fe2,應(yīng)該怎樣做?提示:先用氧化劑把Fe2氧化為Fe3,再調(diào)溶液的pH到3.7。b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值增大;不引入新雜質(zhì)。例如:若要除去Cu2溶液中混有的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值。試劑除雜加熱:加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受

11、熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物,則要注意對(duì)溫度的控制。如:侯德榜制堿中的NaHCO3;還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。降溫:防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)萃取3、獲得產(chǎn)品階段的常見(jiàn)考點(diǎn):洗滌(冰水、熱水)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。蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解:如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí),應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防其水解。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶:如除去KNO3中的少量NaCl。蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾:如除去NaCl中的少量KNO3。重結(jié)晶4、其他常見(jiàn)考點(diǎn)化學(xué)方

12、程式實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算信息五、化工生產(chǎn)選擇適宜的條件化工生產(chǎn)選擇適宜的條件的目的是盡可能加快反應(yīng)速率和提高反應(yīng)進(jìn)行的程度,依據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的規(guī)律確定,其原則是:1、對(duì)可逆反應(yīng),增大某種反應(yīng)物濃度,提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率。故生產(chǎn)中常使廉價(jià)易得的原料適當(dāng)過(guò)量,以提高另一原料的利用率。2、對(duì)氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),增大總壓強(qiáng)使平衡向增加生成物的方向移動(dòng)。但壓強(qiáng)太大,動(dòng)力消耗、設(shè)備要求等成本均增高,故必須綜合考慮。3、對(duì)放熱反應(yīng),升溫能提高反應(yīng)速率,但轉(zhuǎn)化率降低,若溫度太低,反應(yīng)速率又太慢,故需使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?duì)吸熱反應(yīng),升溫能加快反應(yīng)速率,又能提高轉(zhuǎn)化率,但要避免反應(yīng)物或生成物的過(guò)熱

13、分解。4、使用催化劑可大大提高反應(yīng)速率且不影響化學(xué)平衡,但使用時(shí)必須注意其活性溫度范圍,且防止催化劑“中毒”,延長(zhǎng)使用壽命。5、外界條件中的溫度還可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮:(1)趁熱過(guò)濾(或冰水洗滌)的目的:防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出(或升溫時(shí)會(huì)溶解)而損失或帶入新的雜質(zhì)。(2)冰水中反應(yīng)的目的:防止某物質(zhì)在高溫時(shí)溶解或使化學(xué)平衡向著題中要求的方向移動(dòng)。(3)反應(yīng)中采用加熱措施的目的:一般是加快反應(yīng)的速率或加速某物質(zhì)的溶解。(4)如果題中要求溫度控制在具體的一個(gè)溫度范圍內(nèi)(可用水浴或油浴來(lái)控制),一般有以下幾個(gè)目的:a.防止某種物質(zhì)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā),也可能是為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來(lái),具體

14、問(wèn)題要具體分析。如Br2的制取過(guò)程中,出溴口的溫度控制在8090,目的是使Br2揮發(fā)出來(lái)同時(shí)減少水蒸汽混入Br2中。b.使催化劑的活性達(dá)到最高:如工業(yè)合成氨或二氧化硫的催化氧化反應(yīng),選擇的溫度是500左右,原因之一就是使催化劑的活性達(dá)到最高。c. 防止副反應(yīng)的發(fā)生:如乙醇的消去反應(yīng)溫度要控制在170,原因是140是會(huì)有乙醚生成。d. 對(duì)于一些工藝來(lái)說(shuō),降溫或減壓都可以減少能源成本,降低對(duì)設(shè)備的要求,達(dá)到綠色化學(xué)的目的。六、題中信息的解析及對(duì)策產(chǎn)物如果具有某些特殊性質(zhì)(由題目信息獲得或根據(jù)所學(xué)知識(shí)判斷),則要采取必要的措施來(lái)避免在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生其它雜質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)主要有如下幾種情況:1、如果在制備

15、過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物,則要注意對(duì)溫度的控制。如:侯德榜制堿中的NaHCO3;還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。2、如果產(chǎn)物是一種會(huì)水解的鹽,且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)生時(shí),則要加相對(duì)應(yīng)的酸來(lái)防止水解。如:制備FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物質(zhì)時(shí),要蒸干其溶液得到固體溶質(zhì)時(shí),都要加相應(yīng)的酸或在酸性氣流中干燥來(lái)防止它水解,否則得到的產(chǎn)物分別是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO;而像Al2 (SO4) 3 、NaAlO2 、Na2CO3等鹽溶液,雖然也發(fā)生水解,但產(chǎn)物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是揮發(fā)性物質(zhì),在蒸發(fā)時(shí),抑制了鹽的水解,最后得到的還是溶質(zhì)本身。 3、如

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