2018届一轮复习人教版无机化工生产流程题专项突破学案

2018届一轮复习人教版无机化工生产流程题专项突破学案

专题讲座(三)　无机化工生产流程题专项突破 ‎【题型特点】‎ ‎ 工艺流程题就是将化工生产中的生产流程用框图的形式表示出来，并根据物质生产流程中的有关化学知识步步设问，该类试题具有以下特点：‎ ‎(1)箭头：箭头进入的是投料(即反应物)、出去的是生成物(包括主产物和副产物)。‎ ‎(2)三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示该物质循环使用。‎ ‎【设题角度】‎ 角度1　原料预处理方式 角度2　必考的反应条件 反应条件 条件内容 调节溶液的pH 常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新的杂质 控制温度 根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动 控制压强 改变速率，使平衡向需要的方向移动 使用催化剂 加快反应速率，缩短达到平衡的时间 趁热过滤 防止某物质降温时会大量析出 冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗 角度3　提纯方法 方法 目的 水溶法 除去可溶性杂质 酸溶法 除去碱性杂质 碱溶法 除去酸性杂质 氧化剂或还原剂法 除去还原性或氧化性杂质 加热灼烧法 除去受热易分解或易挥发的杂质 调节pH法 如除去酸性铜溶液中的Fe3＋等 角度4　分离方法 ‎(1)过滤(热滤或抽滤)：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。‎ ‎(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4萃取溴水中的溴。‎ ‎(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度的变化而变化不大的溶质，如NaCl。‎ ‎(4)冷却结晶：提取溶解度随温度的变化而变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如 KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。‎ ‎(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。‎ ‎(6)冷却法：利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气。‎ 提纯类化工流程题 ‎(2016·全国卷Ⅲ，26)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：‎ ‎(一)碳酸钙的制备 ‎(1)步骤①加入氨水的目的是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)如图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是________(填标号)。‎ a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b．玻璃棒用作引流 c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁 d．滤纸边缘高出漏斗 e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 ‎(二)过氧化钙的制备 CaCO3滤液白色结晶 ‎(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)步骤③中反应的化学方程式为 ‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 该反应需要在冰浴下进行，原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是 ‎________________________________________________________________________，‎ 产品的缺点是 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：　(1)含有少量铁的氧化物的石灰石与盐酸反应后得到CaCl2和含铁的盐的混合溶液，加入H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于沉降铁元素，加入氨水调节溶液pH使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀。根据题目信息可知，小火煮沸能使Fe(OH)3颗粒长大，Fe(OH)3颗粒长大有利于过滤时尽可能除去铁元素。(2)过滤操作过程中，漏斗末端颈尖应紧靠烧杯内壁，玻璃棒应紧靠三层滤纸处，用玻璃棒引流时烧杯应紧靠玻璃棒，滤纸应紧贴漏斗内壁，滤纸边缘应低于漏斗边缘，液体液面应低于滤纸边缘，不能搅拌液体，故选项a、d、e符合题意。(3)加入盐酸至溶液中尚有少量CaCO3，说明盐酸不足，但产生的CO2溶解在水中形成H2CO3，此时溶液呈酸性。CO2在溶液中存在会影响产品的纯度，CO2属于挥发性气体，加热能使其从溶液中逸出。(4)CaCl2与H2O2发生复分解反应生成CaO2：CaCl2＋H2O2===CaO2↓＋2HCl，HCl再与NH3·H2O反应生成NH4Cl和H2O，总反应为：CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O。H2O2受热易分解，所以反应需在冰浴下进行。(5)结晶用蒸馏水洗涤后吸附有H2O，结晶不溶于CH3CH2OH，而H2O溶于CH3CH2OH，所以用CH3CH2OH洗涤可除去结晶表面的水分。(6)石灰石煅烧后的CaO直接与H2O2反应得到CaO2‎ ‎，其优点在于工艺简单、操作方便。由于所得CaO中杂质较多，得到的CaO2纯度较低。‎ 答案：　(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀　过滤分离 ‎(2)ade　(3)酸　除去溶液中的CO2‎ ‎(4)CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2＋6H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl或CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O　温度过高时双氧水易分解 ‎(5)去除结晶表面水分 ‎(6)工艺简单、操作方便　纯度较低 速记卡片 解答化工生产流程题的思维模板 步骤1　快速浏览，明确实验目的 ‎(1)阅读题目的背景材料、找出提供的原料、分析提供的条件和图表。‎ ‎(2)解读操作流程、挖掘重要的操作步骤。‎ 步骤2　仔细审读，关注有效信息 ‎(1)关注箭头号：图1箭头表示的是反应物同时加入，图2表示反应物分步加入，图3表示循环反应。‎ ‎(2)关注框内所列内容：根据实验目的，大致弄清从原料到产品的物质间的转化关系。‎ 步骤3　对照问题，提炼关键信息 根据设问提炼出对解决问题有用的信息。有些题干中不很明了的信息可能会在问题中有所涉及而得以完善。有些信息问题涉及不到，属于无效信息，所以对题干中和流程图中不懂的信息要大胆跳过，如果解决问题需要再重新梳理。‎