内容正文:
压轴题06 工艺流程题
考向一:物质制备类
考向二:分离提纯
考向三:回收利用类
物质制备类
1.解题思路:物质制备类化工流程题常以化工生产为背景,以某种物质(目标产物)的制备为基础,涉及原料的预处理、物质的制备原理、产品的分离及提纯等具体的操作步骤。
主要包括以下具体内容:原料→核心化学反应→所需产品。
2.解题方法:
(1)标记:“一头一尾”,找出原料和产品。
(2)明确原料的性质,熟悉对原料进行预处理的方法及作用。
①研磨:增大反应物之间的接触面积,加快反应速率,提高产率。
②煅烧:使一些物质高温分解。
③浸出:通过酸溶液或碱溶液将原料中的某些物质反应出来。
④过滤:分离不溶性固体和液体的操作。所用仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)。
⑤蒸发:浓缩和蒸发溶液得到固体的操作。所用仪器:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳、铁架台(带铁圈)。
⑥结晶:从物质的溶液中得到该物质的晶体。常有蒸发结晶和冷却结晶两种方法。
(3)化学方程式的书写:箭头进入的是投料(反应物),出去的是生成物(包括主产品和副产品)。
(4)判断可循环利用的物质:步骤中某一步的产物是另一步的原料,根据流程图(可逆线)判断。
(5)对流程的评价:科学(是否有新杂质),安全环保(是否高温、耗能、产生有毒气体),经济(原料廉价、原料利用率高)。
分离提纯
1.物质提纯“六大法”
看目的
选方法
除去可溶性杂质
水溶法
除去碱性杂质
酸溶法
除去酸性杂质
碱溶法
除去还原性或氧化性杂质
氧化还原法
除去受热易分解或易挥发的杂质
加热灼烧法
除去酸性Cu2+溶液中的Fe3+等
调pH法
2.物质分离“六策略”
看目的
选方法
分离难溶物质和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法
过滤
(热滤或抽滤)
利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提纯分离物质,如用CCl4或苯萃取溴水中的溴
萃取和分液
提纯溶解度随温度变化不大的溶质,如NaCl
蒸发结晶
提纯溶解度随温度变化较大的溶质,易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等
冷却结晶
分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇和甘油
蒸馏与分馏
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
冷却法
回收利用类
1.解题思路:回收利用类流程题以环境问题为背景,主要包括空气、海洋资源的开发利用、矿产资源、化石燃料资源的综合利用和废水、废气、废渣的回收利用等社会热点问题。这类题型主要突出绿色化学理念。
1.金属锌在冶金、化学电源等方面具有重要作用。以闪锌矿(主要含ZnS,还含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS等杂质)为原料制备金属锌的流程如图:
已知:Ⅰ.SiO2不溶于水且不与硫酸反应。
Ⅱ.在化学反应中,如果有元素的化合价降低,必然也有元素的化合价升高。
请回答下列问题。
(1)为了提高焙烧效率,通常在焙烧前将矿石 ;“焙烧”产生的尾气必须进行净化处理的原因是 。
(2)“焙烧”过程中金属硫化物转化成金属氧化物,请写出“溶浸”时的主要化学方程式 ;“溶浸”产生的滤渣主要成分除了PbSO4外还有 (填化学式)。
(3)“还原除杂”利用锌粉与CdSO4反应,其化学方程式为 ;已知Cd放入盐酸中有气体产生,则Cd、Zn、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为 。
(4)“电解”过程除了可以制得产品锌以外,同时还能获得H2SO4和 (填化学式)。
2.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效水处理剂。一种以FeCO3为原料制备K2FeO4的流程如下:
已知:Na2FeO4在中性和酸性条件下易分解。
(1)“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。
(2)“氧化”时FeSO4与NaOH、NaClO反应转化为Na2FeO4
①Na2FeO4中铁元素的化合价为 。
②该过程中需加入过量NaOH,其目的是 。
(3)“转化”时发生的反应为Na2FeO4+2KOH═K2FeO4↓+2NaOH,该反应属于基本反应类型中的 反应。
(4)“操作”的名称是 。
(5)K2FeO4净水时生成的胶状物具有疏松多孔的网状结构,可 悬浮于水中的杂质,使之从水中沉降出来。
3.为防止全球温室效应的加剧,我国承诺在2060年实现“碳中和”,CO2的捕捉是减少碳排放的有效措施。如图是实际生产中采用足量