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2014年高考化学工艺流程专题复****br/>一、常见的工业生产流程的主线和核心
1、原料处理的方法和作用
⑴研磨(粉碎):增大接触面积,加快溶解或加快反应速率。
⑵浸出固体加水(酸或碱)溶解得到离子
①水浸:与水接触溶解或反应,可通过延长时间、搅拌或适当升温来加速,以提高浸出率。
②酸浸:与酸接触反应而溶解,使可溶性离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。可通过适当增大酸的浓度、升温和强力搅拌等加快反应速率。
③碱浸(碱洗) 除去油污或氧化膜;溶解铝和二氧化硅
⑶过渡
⑷水洗除去水溶性杂质
⑸灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化。
⑹煅烧:改变结构,使一些物质在后续过程中易溶解,并可使一些杂质(如有机物)在高温下氧化、分解。
2 实验条件的控制和目的
⑴调节溶液的pH值:控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀而达到分离的目的,抑制某些离子的水解,防止某些离子的氧化等。在题目中常以表格形式给出信息。
⑵控制体系的温度
①.控制低温:
防止物质的分解,如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等;
防止物质的挥发,如盐酸、醋酸等;
抑制物质的水解,如冰水洗涤,以防止洗涤过程中的溶解损耗;
增大气体反应物的溶解度,使其被充分吸收。
②采取加热:加速某固体的溶解,加快反应速率;减少气体生成物的溶解并使其逸出,平衡向吸热方向移动;
③控制范围:确保催化剂的催化效果,兼顾速率和转化率,追求更好的经济效益,防止副反应发生等。
降温(冰水中)防止物质在高温时溶解;使化学反应速率下降;使化学平衡向放热方向移动
控温温度过高,物质会分解或挥发
温度过低,物质无法挥发或者反应
趁热过滤,防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质。
冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
3 产品的分离和提纯
(1)过滤基本操作:一贴二低三靠
(2)结晶
当溶液为单一溶质时:
所得晶体不带结晶水,如NaCl、KNO3等:蒸发结晶
所得晶体带结晶水,如胆矾等:将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
当溶液为两种以上溶质时:
要得到溶解度受温度影响小的溶质:蒸发浓缩结晶,趁热过滤
要得到溶解度受温度影响大的溶质:蒸发浓缩、冷却结晶,过滤洗涤
(3)重结晶
(4)洗涤
洗涤:向过滤器中的滤渣滴加蒸馏水至浸没固体表面,静置,使其自然流下,重复操作2-3次;
检验:取洗涤后最后几滴滤液,(若要检验***离子)滴加AgNO3和稀***,若无沉淀产生,则证明洗涤干净。
(5)干燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干
(6)灼烧固体在坩埚中进行加热
(7)分液打开分液漏斗活塞,下层液体从下口放出;上层液体从上口倒出
(8)重复操作
4 物质分离或提纯常用的化学方法
⑴溶解法:利用特殊溶剂把杂质溶解而除去,如Fe(Al)可用过量的NaOH溶液而除去Al,CO2(HCl、H2O)先通过饱和食盐水,再通过浓H2SO4。
⑵沉淀法:(要使杂质离子充分沉淀,加入的沉淀剂必须过量,且在后续步骤中易除去)。。
⑶洗涤法:,,,其目的是:洗去目标物表面的杂质离子;减少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量;防止目标物形成结晶水合物;使晶体快速干燥。
5 可循环物质的判断
⑴流程图中回头箭头的物质
⑵生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液),可能是前面某一步反应的相关物质。
6绿色化学理念:
(1)环境污染问题;(2)原子的经济性;(3)节约能源(包括使用催化剂);
(4)原料应是可再生的(或者可循环使用);(5)工艺的安全性
7 化学工艺流程题自查:
(1)对工艺流程题有没有整体、清晰的认识? 了解化学工艺流程的主线;
(2)对工艺流程相关知识点是清清楚楚,还是模模糊糊?了解化学工艺流程考什么?
(3)叙述性问题是否能抓住要点? 了解规范答题的要求;
(4)方程式书写和计算有无得分把握?
8 知识积累
【知识积累一】
化工生产主要解决六方面问题:
解决将原料转化为产品的生产原理;
除去所有杂质并分离提纯产品;
提高产量与产率;
减少污染,考虑“绿色化学”生产;
原料的来源既要考虑丰富,还要考虑成本问题;
生产设备简单,生产工艺简便可行等工艺生产问题
化学工艺流程题,一般也就围绕这六个方面设问求解。。要准确、顺利解答工艺流程题,学生除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外,最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。
【知识积累二】
常见与工业生产有关的化学反应——传统工业不能丢
①工业制粗硅
②制漂白粉