内容正文:
专题四 工艺流程题
一、题目特点
工艺流程题往往与化工生产、生活实际相联系,考查内容为化学反应原理,元素及化合物,物质的分离与提纯,实验操作及名称、目的,流程中的物质转化与循环,工艺的实用价值评价等知识。
此类试题的题干一般分成三部分:题头简单介绍该工艺生产的原料和生产目的;图示是以工艺流程图的形式将原料到产品或工艺过程展示出 来;主要根据流程中涉及的化学知识设置系列问题要求解析。
此类试题呈现高起点、低落点的特点,难度不是很大,但由于学生的表述能力、特别是化学用语的表述存在很大偏差,导致得分率较低。
二、解题方法
(一)工艺流程路线示意图分析
1.关注“箭头”:箭头入是投料(即反应物);箭头出是生成物(含主产物和副产物);箭头回为循环利用物质。
2.关注方框内所指:包括反应设备;提纯、除杂、分离操作方法;中间产物;产品(包括副产品)等。
3.关注操作:一般为蒸发、过滤、冷却结晶、洗涤、干燥等。
(二)解题的一般思路与方法
(三)涉及的考查点及解析模板
1.对原料的预处理
(1)粉碎(研磨、喷淋):增大反应物的接触面积,加快反应速率或使反应更充分。
(2)打磨:除去氧化膜(或污物)。
(3)溶解(水溶、酸溶):通过溶于水或酸,使其与不溶性物质经过过滤 分离。
(4)灼烧(煅烧):除去可燃性杂质或使物质高温氧化。
灼烧完全的判断依据:质量不再变化。
(5)加洗涤剂:除油污。
2.加入试剂或得到物质
(1)加入过量试剂的目的:将原物质中的杂质完全反应掉或全部转化。
(2)判断加入试剂种类:可从加入目的、产物入手。
(3)判断某步存在或得到的物质:根据上一步可能发生的反应,且注意所加试剂是否有剩余。
3.混合物分离、提纯的操作及所需仪器的判断
(1)过滤:使固体、液体分离。
①操作的判断:如图中操作Ⅰ。
②过滤操作中使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗 ,其中玻璃棒的作用是引流。
(2)蒸发结晶:提纯溶解度受温度影响变化不大的物质,如NaCl等。
①操作的判断:如图中操作Ⅱ。
②蒸发结晶操作中使用的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台(铁圈),其中玻璃棒的作用是搅拌,使液体均匀受热,防止因局部温度过高造成液滴飞溅 。
(3)冷却结晶:提纯溶解度随温度升高明显增大的物质。
操作过程:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
(4)洗涤:滤渣用水洗,晶体产品用饱和溶液洗涤等。
判断滤渣是否洗涤干净的方法:取少量最后一次洗涤液,检验洗涤液中是否含有溶液中的溶质。
4.控制反应条件
(1)搅拌或加热:加快反应(或溶解)速率。
(2)溶液趁热过滤(控温处理):防止目标物质损失。
(3)调节溶液pH的目的:使目标阳离子沉淀。
(4)通入保护气(如氩气)的作用: 防止物质被氧化。
5.对流程评价改进
可从科学性、安全性、节约性、简便性、对环境的影响等方面分析。
海洋化学类工艺流程题涉及的内容主要是海水制镁、海水制碱和粗盐提纯,以及拓展内容海水制溴、氯等。解题时需要注意:
1.熟记工艺流程,掌握和理解工艺中每一环节的目的、名称、注意事项及涉及的化学反应。
2.掌握粗盐提纯过程中加入除杂试剂的目的,熟记除杂过程中涉及的化学反应及化学方程式。
海洋化学资源的利用
[例1](2021东营)海洋是人类宝贵的自然资源,海水“晒盐”和海水“制碱”体现了人类利用和改造自然的智慧,请根据粗盐“制碱”的流程图(如图)回答问题:
(1)步骤Ⅰ除杂中,常见的方法有两种:一是物理方法,即用NaCl溶液浸洗粗盐,溶解除去其中的可溶性杂质,则浸洗溶液应选用NaCl的 .
(填“饱和”或“不饱和”)溶液;二是化学方法,操作步骤依次为加水溶解→加过量试剂①→加过量试剂②→过滤→加适量盐酸,以下试剂①②组合选用合理的是 。
A.①Ca(OH)2 ②Na2CO3
B.①Na2CO3 ②Ca(OH)2
C.①KOH ②Na2CO3
D.①NaOH ②Na2CO3
饱和
AD
(2)步骤Ⅲ先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化碳,这样做的目的是 .
,写出步骤Ⅲ反应的化学方程式: .
。
(3)步骤Ⅳ发生的反应属于 (填基本反应类型)。
(4)我国化学家侯德榜创立的联合制碱法的优点有 。
A.无“索尔维氨碱法”中的废弃物CaCl2生成,有利于保护环境
B.大大提高了食盐的利用率,节约了成本
C.将“制碱”与制氨生产联合起来,同时析出的NH4Cl晶体可用作复合肥
有利于吸收二氧化碳或吸收尽可能多的二氧化碳(其他说法合理即可)
分解反应
A