工业过程的题目一直是高考化学的大题之一,通常占据很大的分值。这种考试通常是结合相关实验进行的。所以除了掌握解决工业过程问题的方法外,还要对化学实验有一个大概的了解。
一个
高考考试方向
1.冶金问题:
高中冶金路线有两种:冶铁和炼铝。
(1)炼铁:通过创造还原气氛(氢气、一氧化碳等)来还原氧化铁。)
(2)炼铝:利用两性金属的特性,在原料中加入酸或碱,在提取铝的同时去除杂质。
解题技巧:注意铁等化合价金属的化合价,Al等两性金属的溶液pH值。
2.离子反应问题:
常见的工业过程问题主要是针对制备某些盐类物质,最终产品往往是通过沉淀得到的。在此之前,需要一个或多个杂质去除步骤。
解题技巧:熟悉除杂的方法和原理,以及与除杂相关的反应。难点在于反应方程式的写法。
3.强氧化剂的制备:
这类题目特点鲜明,主要用于制备强氧化剂(酸性高锰酸钾、高铁酸钠等。)在高中和初中。
解题技巧:这些含有高价离子的物质在酸性溶液中具有异常强的氧化性,所以在配制时要选择碱性环境。
4.电化学问题:
电化学是一个重要的反应,反应的产物可以通过膜对离子的选择性渗透来控制。
解题技巧:一是离子运动的方向,二是电极反应方程式的正确写法。
2
解决问题的思路和步骤
1.解决问题的想法:
(1)阐明整个过程及各部分的目的;
(2)仔细分析每一步的反应和产物;
(3)理论基础与实际问题相结合;
(4)注意答题方式和重点。
2.问题解决步骤:
(1)阅读试题,努力理解流程图,但不必把每一个物质都推出来。
(2)精读试题:根据题型认真学习某一步骤或某一物质。
(3)看清所问问题:不能答非所问,注意科学表达。
三
通用处理流程
1.原料预处理
2.杂质去除
3.产品分离和纯化
四
分析流程图的技巧
1.浏览全图,确定这个过程的目的:用什么样的原料得到什么样的产品(副产品),对比原料和产品。
2.了解流程图之外的文字描述、表格等信息,以及某个问题中的提示性信息。并在分析和解决问题的过程中随时联系和电话。
3.分析流程图时需要考虑的问题:
从原料到产品发生了什么?用的是什么原理?每次操作的最佳度是多少?每次操作会产生哪些杂质和副产物?如何去除杂质和副产物?
五
除杂、分离和提纯的工艺流程问题
本质:混合物的除杂、分离、提纯。
(1)先搞清楚要得到的主要物质是什么,其中掺杂了哪些杂质;
(2)然后,仔细分析加入某种试剂能与什么物质发生反应,产生什么产物;
(3)最后考虑用什么方法可以去除杂质。
六
制备材料的工艺流程问题
(1)确定准备什么物质,从题干或问题中获得有用的信息,了解产品的性质。对于一些具有特殊性质的产品,应采取必要的措施避免生产过程中产生其他杂质。比如:
a、在制备过程中,有一些物质或产物受热容易分解,要注意温度控制;
B.如果产品是能水解的盐,水解产物中有挥发性,应增加相应的计算,防止水解。(三氯化铁、三氯化铝等。)
c、如果产品是强氧化剂或还原剂,应防止与能与之发生氧化还原反应的物质接触。
D.如果产品是一种容易吸收空气体中的二氧化碳和水而变质的物质,应注意在制备过程中除去二氧化碳和水,同时防止空气体中的二氧化碳和水进入装置。
E.如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息,要注意比较它们的溶解度随温度升高的变化,根据它们的不同变化找出合适的分离方法。
(2)分析过程中的每一步从几个方面去理解过程:反应物是什么?反应方程式是什么?这种反应的后果是什么?对制造产品有什么作用?
(3)从问题中获取信息,帮助解决问题。标准化问题和答案必须标准化。
七
原料预处理
1.溶解:矿物通常被酸溶解,如硫酸、盐酸、硝酸等。,有时是碱。(如铝和氧化铝)
2.研磨粉碎:增加反应物的接触面积,以加快反应速度或使反应更完全。
3.焚烧:如从海带中提取碘。
4.煅烧:改变结构,使部分物质溶解,部分杂质在高温下氧化分解。
5.加快反应速度的方法:升温、搅拌、粉碎。
八
纯化
1.调节PH值去除杂质
(1)控制溶液的酸碱度,使部分金属离子形成氢氧化物沉淀。
(2)调节PH的物质应满足的条件:能与氢离子反应,使溶液的PH值升高;没有引入新的杂质。
2.试剂杂质去除
加入某种试剂使杂质离子沉淀除去。
3.加热:
加快反应速率或促进平衡向某一方向移动。如果在制备过程中有一些加热容易分解的物质,要注意控制温度。
4.冷却:
防止一种物质在高温下溶解或分解,使化学平衡向题目要求的方向移动。
5.提取,血统
用一种溶剂从另一种溶剂中提取物质。
九
和分离纯化
1.洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,减少晶体在洗涤过程中的溶解损失。
2.蒸发:在蒸发过程中遇到容易水解的物质时,应在相应的气流中加热。当溶液中沉淀出FECL3、ALCL3、MGCL2等溶质时,应在HCL气流中加热,以防止其水解。
3.结晶:固体物质从溶液中沉淀出来的过程。
4.过滤:固液分离
5.蒸馏:液-液分离
6.液体分离:不相容液体的分离。
7.升华:分离出可以直接气化的固体。
8.盐析:加入无机盐降低溶质的溶解度,沉淀出来。
9.蒸发浓缩、冷却结晶:除去KNO3中含有的少量NACl。
10.蒸发结晶,趁热过滤:除去NACl中含有的少量KNO3。
11.重结晶:是将晶体溶解在溶剂或熔体中,然后从溶液或熔体中重结晶的过程。重结晶可以提纯不纯的物质或使混合盐相互分离。
12.浸出:固体用水(酸)溶解,得到离子。
13.浸出率:固体溶解后溶液中离子的含量。
14.酸浸:可溶性金属离子在酸性溶液中反应进入溶液,不溶性物质通过过滤除去的溶解过程。
10
常见问题(标准问题、标准答案)
1.在“浸出”这一步,可以采取哪些措施来提高XX的浸出率?
答:适当提高反应温度,增加浸出时间,加入过量XX,边加边搅拌。
2.你如何从溶液中得到晶体?
答:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥。
3.过滤后滤液仍然浑浊可能的操作原因是什么?
答:玻璃棒下端靠在单层滤纸上,导致滤纸损坏;漏斗中的液位高于滤纸边缘。
4.沉淀洗涤操作:
答:在漏斗中加入蒸馏水(工业上如果换成过滤器的话)直至淹没沉淀。水自然流下后,重复上述操作2-3次。
5.产品进一步纯化的操作:
答:重结晶。
6.热过滤的原因:
答:减少过滤时间,保持过滤温度,防止XX杂质沉淀。
7.水浴加热的好处:
答:加热均匀,温度可控,温度不超过100摄氏度。
8.为什么使用真空蒸发:
答:真空蒸发降低了蒸发温度,可以防止XX分解。
11
结晶操作中的注意事项
1.当溶液是单一溶质时:
(1)得到的晶体没有结晶水、蒸发和结晶
(2)得到带晶带结晶水:蒸发浓缩至出现晶膜,冷却结晶,过滤。
2.当溶液中有两种或多种溶质时:
(1)获得溶解度受温度影响较小的溶质:浓缩结晶,趁热过滤。
(2)获得溶解度受温度影响较大的溶质:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
12
工业过程问题中的常见关键词
1.原材料:
样品(明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土和煤渣)、合金(含铁的废铜)、药片(补血)和海水(污水)
2.燃烧(煅烧)
原料预处理,将不容易转化的物质转化为容易提取的物质。
3.酸:溶解,去除氧化物(膜),调节PH值以促进水解(沉淀)
4.碱:脱脂,去除氧化铝膜,溶解铝和二氧化硅,调节PH值促进水解(沉淀)
5.氧化剂
氧化一种物质,并将其转化为易于去除(沉淀)的离子氧化物。
6.氧化物
调节PH值以促进水解(沉淀)
7.控制PH值:促进一种离子的水解沉淀,有利于过滤分离。
8.煮沸:
促进水解,便于聚集沉淀后过滤分离,去除溶解在溶液中的气体。
9.趁热过滤:减少结晶损失,提高纯度。
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