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专项突破六 化学工艺流程题的解题策略
二轮 · 化学
化学工艺流程题是全国卷每年常见的题型之一,主要以非选择题的形式进行考查。命题视角主要是最新化工生产涉及物质的系列提纯与制备。涉及的考查角度是多方面的,难度较大。
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1.试题类型
(1)以制备为主体的化工流程
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(2)以提纯为主体的化工流程
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2.化工流程试题的一般解题策略
(1)审题四角度
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(2)破题三方法
①首尾分析法:对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。
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②分段分析法:对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用分段分析法更容易找到解题的切入点。
③交叉分析法:有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用中间产品与部分其他原材料生产所需产品,这种题适合用交叉分析法:就是将提供的工艺流程示意图结合常见化合物的制取原理,划分成几条生产流水线,然后上下交叉分析。
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3.工艺流程题涉及的常用方法
(1)原料预处理中的5种常用方法
研磨 减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,增大反应速率
水浸 与水接触反应或溶解
酸浸 与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去
灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质
煅烧 改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土
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(2)制备过程中控制反应条件的6种常用方法
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:
①能与H+反应,使溶液pH变大;
②不引入新杂质。例如若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等
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
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控制压强 改变速率,影响平衡
使用合适的催化剂 加快反应速率,缩短达到平衡所需要的时间
趁热过滤 防止某物质降温时析出
冰水洗涤乙醇洗涤 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;乙醇洗涤还可以快速干燥
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(3)物质分离中的6种常用方法
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硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
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回答下列问题。
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为______________________________________。
(2)“滤渣1”的主要成分有______________________________。
为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+,可选用的化学试剂是________________________________ 。
NH4HCO3+NH3===(NH4)2CO3
SiO2、Fe2O3、Al2O3
KSCN(或NH4SCN)溶液
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一元弱
转化为H3BO3,促进析出
溶浸
高温焙烧(或高温灼烧)
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【命题立意】
设问 命题点(考什么—怎样考) 核心素养(为什么考)
(1) 化工流程题中化学方程式书写的考查 ①变化观念与平衡思想
②证据推理与模型认知
③科学精神与社会责任
④科学探究与创新意识
(2) 根据原料物质的性质,考查滤渣成分和Fe3+的检验
(3) 根据H3BO3电离原理和Ka,判断H3BO3的属类;考查pH调节目的
(4) 根据化工流程,书写生成沉淀的离子方程式;循环操作考查;固体分解制备的方法
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第二步:审流程信息→得结论
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[题组训练]
1.铝是应用广泛的金属,以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备氧化铝的一种工艺流程如图。下列有关说法不正确的是
( )
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答案:B
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2.某同学采用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取绿矾(FeSO4·7H2O),设计了如图流程。下列说