内容正文:
大题专攻(一) “化学工艺流程”类主观题
常考题点与增分策略
以化学工艺流程为主线,采用“化工流程+”的组合命题形式,考查学生的迁移融会、综合应用能力是新高考的主流命题方向。高考试题中常以陌生元素为主要载体,再现工业生产中的工艺流程,情境真实有用。不仅考查的元素陌生,而且各工序的转化过程也相当陌生。对学生的分析与推测能力要求较高,学生常因各工序过程中物质变化分析不清而不能正确答题。运用“气—液—固”三线分析法,能有效区分清各工序中物质的三态变化,理清工艺流程中的物质变化和转化关系,提高解题效率,实现稳增分。
01
一、练悟真题——明考情
已知:常温下,Ksp(Li2CO3)=2.2×10-2。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
(3)精制Ⅰ加入的生石灰过量,精制Ⅱ加入纯碱(过量)的目的是除去溶液中Ca2+,操作X是为了除去过量的碳酸钠,结合“浓缩”时得到NaCl可知,加入的试剂为盐酸,若不进行该操作而直接浓缩,由于Na2CO3水解使溶液呈碱性,则会有LiOH析出。
2.(2023·湖南等级考)超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一。近年来,我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装等一系列高新技术,在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果。工业上以粗镓为原料,制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下:
已知:①金属Ga的化学性质和Al相似,Ga的熔点为29.8 ℃;
②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体;
③相关物质的沸点:
物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题:
(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是__________________________________。
(2)“电解精炼”装置如图所示,电解池温度控制在40~45 ℃的原因是______________________________________________
_____________________________________________,
阴极的电极反应式为_____________________________
______________________________________________。
(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI,写出该反应的化学方程式:
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(4)“残渣”经纯水处理,能产生可燃性气体,该气体主要成分是_______________。
(5)下列说法错误的是________。
A.流程中Et2O得到了循环利用
B.流程中,“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C.“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3),并蒸出Ga(CH3)3
D.用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I
(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3,而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是______________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(7)比较分子中的C—Ga—C键角大小:Ga(CH3)3________Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”),其原因是____
___________________________________________________________
____________________________________________________________。
解析:(1)晶体Ga(CH3)3的沸点较低,为分子晶体。
(3)根据原子守恒,结合流程图中物质转化配平,得反应的化学方程式为Ga2Mg5+8CH3I+2Et2O===2Ga(CH3)3(Et2O)+3MgI2+2CH3MgI。
(4)由(3)分析可知,残渣中含CH3MgI,结合元素守恒可知 ,其和水反应生成的可燃性气体为CH4。
(5)由已知②③,结合流程图可知,溶剂蒸发、配体交换时Et2O得以循环利用,A项正确;Ga和Al的性质相似,A