内容正文:
专题二 工艺流程
一、工艺流程的一般路线图
特别提醒:关注流程图中的“三线”(出线和进线均表示物料流向或操作流程,逆向线表示物质可循环利用)和“核心”(核心化学反应)。
解题策略:①一般采用首尾分析法,明确原始物质及目标产物;②读流程,观其大略,找出流程主线(如上图);③解题技巧(所设问题一般孤立,解答时不要求看懂全部流程,看不懂的地方先跳过去,继续解答后面的问题,如写陌生的化学方程式、混合物分离操作的名称及所用仪器的名称等)。
二、工艺流程题中的常见考点
1.对原料进行预处理的方法及其目的
(1)粉碎(研磨):增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分。
(2)灼烧(煅烧):使固体在高温下分解或使杂质在高温下氧化、分解等。
(3)搅拌:使反应物充分接触,加快反应速率。
(4)酸(碱、水)溶:使固体充分溶解或反应。
2.生产过程中的常见操作
(1)操作a是____________。实验室进行该操作需用到的玻璃仪器有烧杯、__________、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是____________。
(2)操作b是____________。该操作中玻璃棒的作用是______________________________________。
3.判断可回收利用或循环利用的物质
(1)回收利用:除主产物以外的副产物。
(2)循环利用:某一步的产物可作为前面某一步的反应物(如图物质A和B)。
4.陌生化学方程式的书写
(1)找反应物与生成物:箭头进入的是反应物,出去的是生成物。
(2)查漏补缺:若无法配平,需考虑溶液中的水或空气中的成分是否参与反应。
5.反应条件的控制
(1)控制温度:防止某物质因温度过高而分解。
(2)调节pH:除去杂质(或防止某反应发生)。
(3)通入保护气(或无水、无氧等):隔绝空气(或水、氧气等),防止生成物被消耗。
类型物质的制备(10年4考,2021、2016~2018考)
例1 (2022鄂尔多斯)某铝业集团利用铝土矿(主要成分为Al2O3,杂质不溶于水也不参与反应)冶炼金属铝的流程如图所示:
已知:①氨水(NH3·H2O)为弱碱,可沉淀溶液中的Cu2+、Zn2+、Al3+等离子;
②Al(OH)3遇NaOH会发生反应生成NaAlO2。
(1)操作Ⅰ、Ⅱ的名称是__________。
(2)滤液A中的溶质是________________(填化学式)。
(3)补充该流程核心反应的化学方程式:2Al2O3 4Al+____________。
(4)此工艺流程中不能用“过量NaOH溶液”代替“过量氨水”的原因是_________________________
_________________________。
例2 (2022宜宾)碳酸钡(BaCO3)是制造高级光学玻璃的重要原料,工业上以重晶石(主要成分为BaSO4)为原料生产碳酸钡的流程如图:
已知:焙烧时温度为1 000~1 200 ℃;煤的主要成分为C;BaS易溶于水。
(1)BaSO4又名“钡白”,据此推测BaSO4具有的物理性质是______________。
(2)“焙烧”时生成BaS,该反应的化学方程式是________________________________________,该反应前后化合价降低的元素是________(填元素名称)。
(3)“沉钡”时发生反应的化学方程式是________________________________________。
(4)检验“滤液2”中是否含有Ba2+的方法是_________________________________________________。
真题再现 1.()江西赣州被誉为“世界钨都”,钨(W)是一种重要的战略资源。下图是一种生产钨的工业流程:
已知:白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4),还含有CaO、SiO2等;碳在高温条件下会与金属钨反应生成碳化钨。
(1)操作1中粉碎白钨矿的目的是________________________________________________。
(2)操作2所得滤液中一定含有的阳离子是______________、____________。
(3)流程中氨水(NH3·H2O)和H2WO4反应生成(NH4)2WO4的化学方程式为______________________________________。
(4)用氢气还原WO3可获得高纯度的钨,此处不宜用焦炭代替氢气的原因是______________________________________。
2.()分子筛(又称为沸石,主要成分为水合硅铝酸钠)可作为催化剂或吸附剂等。以高岭土[主要成分为Al2(Si2O5)(OH)4]、烧碱等为主要原料生产分子筛的工艺流程如下: