内容正文:
模块二 重难专题强化
工艺流程题
工艺流程题以“生产工艺”或“实验操作流程”为素材,将化工生产过程和实验室操作中的主要步骤以流程图的形式呈现出来,并结合初中化学的相关知识进行设问。工艺流程题主要考查物质的生产和除杂,试题常由题头、题干和题尾三部分组成,题头一般介绍工艺流程的原材料和生产目的,题干主要用框图的形式将原料到产品的生产过程表示出来,题尾主要根据工艺流程中涉及的化学知识来设置问题,试题常综合考查化学式和化学方程式的书写、过滤操作、物质的转化等相关内容,难度相对较大。流程示意图如下:
专题解读
典例1 某工厂产生的废渣(主要成分为ZnO,杂质为Fe2O3、CuO)可用于制备硫酸锌(ZnSO4),其工艺流程图如下:
(1)“粉碎”的目的是 增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分 。
增大反应物的接触面积,使反应更快、更充
分
例题分析
(2)要提高“浸取”的反应速率,可采用的措施有 AC (填字母)。
A. 提高温度
B. 冲大量的水
C. 使用催化剂
D. 延长浸取的时间
AC
原料预处理的各种方法及目的
①粉碎或研磨或喷淋: 增大反应物间的接触面积, 加快反应 (溶解) 速率或使反应更快、 更充分。
②煅烧或灼烧: 使固体在高温下分解或使杂质在高温下氧化、 分解等。
③酸浸: 溶解与酸反应的物质, 如金属氧化物、 氢前金属、 碳酸 (氢) 盐等。
④碱浸: 溶解与碱反应的物质, 如 CO2、 油污等。
点拨
⑤提高 “浸取” 步骤的反应速率, 可采用: 将固体原料研碎、 增大酸或碱的浓度、 升高温度、 搅拌、 加入催化剂等。
典例2 兴趣小组同学购买含有泥沙、CaCl2、MgSO4等杂质的海盐,设计如图所示实验方案,在实验室进行精制提纯。
(1)操作1的名称是 过滤 。
(2)操作2的名称是 蒸发 ,其中使用到的玻璃棒的作用是 搅拌,防止因局部温度过高,造成液滴飞溅 。
过滤
蒸发
搅拌,
防止因局部温度过高,造成液滴飞溅
流程中的分离、 提纯等操作
①操作 a: 过滤。实验室进行该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、 漏斗、 玻璃棒, 其中玻璃棒的作用是引流。
②操作 b: 蒸发 (溶解度随温度升高而增大的物质) 。玻璃棒的作用是搅拌, 防止因局部温度过高, 造成液滴飞溅。
点拨
典例3 铁红(Fe2O3)常用于油漆、油墨及橡胶工业。工业上以一定质量的硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4,另含少量难溶性杂质)为主要原料制备铁红的一种工艺流程如图1所示。“沉淀”过程中,控制NH4HCO3用量不变,铁的沉淀率随氨水用量的变化如图2所示。
(1)“酸浸”时加入的硫酸不宜过量太多的原因是 过量太多会增加沉淀过程中氨水的用量 。
(2)“沉铁”过程中需要控制温度在一定范围内,不宜过高,原因是 温度过高,氨水挥发,NH4HCO3分解,使产率降低 。
过量太多会增加沉
淀过程中氨水的用量
温度过高,氨水挥发,NH4HCO3分解,使产率降低
反应条件的控制
操作 目的
温度控制 防止某种物质在温度高时发生分解 (如 NH4HCO3、 CaCO3、 H2O2) 、挥发 (盐酸) 等; 防止某种副反应的发生
调节 pH 控制溶液的酸碱度, 在一定 pH 范围内, 使某些金属离子开始沉淀或者沉淀完全
点拨
加入过量 (或适量) 某试剂 除去某物质或使某物质转化为目标产物
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
典例4 (2023·阳江市一模节选)《后汉书》记载:“后汉张衡字平子,造候风地动仪。以精铜铸之……”表明我国很早就掌握了炼铜及使用铜制造工具的技能。孔雀石又称蓝宝翡翠,是一种比较珍稀的铜矿石,其主要成分是Cu2(OH)2CO3和SiO2的混合物。利用孔雀石制取金属铜的流程如图所示。
(1)步骤“①碱浸”用到的碱是常用的一种碱,其化学式为 NaOH 。
(2)步骤“②足量酸浸”的作用一是除去固体中的碱,该反应是 复分解反应 (填基本反应类型),二是和Cu2(OH)2CO3反应。请写出上述酸和Cu2(OH)2CO3反应的化学方程式: Cu2(OH)2CO3+2H2SO4======2CuSO4+3H2O+CO2↑ 。
NaOH
复
分解反应
Cu2(OH)
2CO3+2H2SO4======2CuSO4+3H2O+CO2↑
(3)步骤“③通电”生成的X是一种气体单质,X是 O2 (填化学式)。该反应过程中铜元素的化合价 降低 。(填“升高”“降低”或“不变”)
O2
降低
根据信息分析物质成分、 化学方程式、 反应类型
做题方法
物质成分 根据反应物或生成物从而推断出来物质的成