化工流程圖解題技巧

化工流程圖解題技巧化工流程圖解題技巧化工流程圖解題技巧化工流程圖解題技巧編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:

思路+套路＝出路例談初中化學(xué)工藝流程解題策略與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)一、化工流程題特點(diǎn)初中化學(xué)流程圖考查主要有溶液的流程和氣體的流程兩大類：㈠溶液溶質(zhì)流程的特點(diǎn)：⒈工業(yè)生產(chǎn)流程的主要框架:原料→預(yù)處理→分離提純→核心反應(yīng)→產(chǎn)品⒉試題本質(zhì)：想辦法從原料混合物中獲得純凈的產(chǎn)品。

⒊考查主要內(nèi)容：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、產(chǎn)品分離提純。㈡氣體流程主要考查常見氣體的分離提純或質(zhì)量測(cè)定，這類題考查問題主要設(shè)問出發(fā)點(diǎn)有：⑴據(jù)流程圖或題目提供的反應(yīng)物和部分生成物書寫情景方程式；⑵濾渣的成分；⑶濾液的成分；⑷核心反應(yīng)條件的控制和原因；⑸選擇化學(xué)除雜試劑及原因；⑹調(diào)pH值的范圍及試劑的選擇；⑺相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作及儀器；⑻相關(guān)計(jì)算等等。工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、流程圖和問題三部分。題頭一般是簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品)；流程圖部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；問題部分主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)制成系列問題，構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。

二、做解題過程㈠審題的思路——明確目標(biāo)讀流程圖的方法――抓箭頭：①主線主產(chǎn)品；②支線副產(chǎn)品；③回頭循環(huán)品。①原料與產(chǎn)品：明確原料，從原料出發(fā)，要得到最終產(chǎn)品，必須除去什么元素、引進(jìn)什么元素初中一般是關(guān)于Mg、Al、Zn、Fe、Cu、Ca這幾種常見金屬的流程。②步驟與目的：加入某種試劑，采取這樣的方法，其目的是什么一般只考慮后面提問有關(guān)的步驟，其他不一定要清楚。③信息與遷移：所給信息一定有用，而且一定用到，有時(shí)還需分解、重組、遷移到本題中來。【注】：在答題時(shí)應(yīng)注意：前一問回答不了，并不一定會(huì)影響回答后面的問題。㈡答題的套路——原料的預(yù)處理方法：①粉碎――目的：增大接觸面積，使原料充分快速反應(yīng)。②煅燒――目的：使原料中某些成分氧化，如碳氧化氣化除去；如金屬氧化為金屬氧化物而易被酸溶解，在后續(xù)步驟中容易被提取。③溶解：有酸溶、水溶，又叫酸浸、水浸。酸浸目的：與酸反應(yīng)，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。水浸目的：使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。三、核心素養(yǎng)化學(xué)符號(hào)書寫控制反應(yīng)條件——答題的套路之一1、調(diào)節(jié)pH值的目的：控制溶液的酸堿度使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀，從而分離除去。調(diào)節(jié)pH值除雜：（一般是除Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Fe3+等金屬離子）⑴除Fe2+要將其氧化成Fe3+，氧化劑可選擇H2O2，原因是不引入新的雜質(zhì)。⑵調(diào)pH值所加試劑：一般是含被提純物質(zhì)中的金屬陽離子對(duì)應(yīng)的a、金屬；b、金屬氧化物；c、金屬氫氧化物；d、金屬碳酸鹽（總之，這些物質(zhì)要能與H+反應(yīng)，又難溶于水，這樣可即使過量而又不會(huì)引入新的雜質(zhì)離子），有時(shí)候也可能加NaOH或氨水來調(diào)pH值，要據(jù)題意具體分析（一般是加的Na+、NH4+不會(huì)在后續(xù)的程序中難以分離）⑶pH值的調(diào)節(jié)范圍：據(jù)題意告知的某離子完全沉淀或開始沉淀的pH值數(shù)據(jù)來選擇，不能隨意更改，應(yīng)該是題目中原始數(shù)據(jù)的組合。例題：氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3，其他雜質(zhì)不溶于酸)為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：（1）酸溶之前要將礦石粉碎的目的是。稀硫酸需要過量的目的是。酸溶步驟中碳酸鎂溶解的反應(yīng)方程式為，屬于反應(yīng)。（2）已知Mg2+、Fe2+和Fe3+在溶液中遇到氨水均可以轉(zhuǎn)化成難溶性堿沉淀，開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：Mg2+Fe2+Fe3+開始沉淀沉淀完全流程“氧化”一步中H2O2的作用是將溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，不能直接沉淀Fe2+的原因是，此步驟中要控制溫度不能太高，原因是。反應(yīng)要控制溶液pH值的范圍是,濾渣2的化學(xué)式是。2、溫度的控制的目的（可用水浴或冰水浴來控制）a、冰水浴目的：通常防止某種物質(zhì)溫度過高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)或溶解；b、水浴目的：通常防止某種物質(zhì)溫度過高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)也可能是為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中，將CO2通入NaCl的氨溶液中，保持溶液的溫度為（30+2）℃，可得NaHCO3晶體，溫度控制在這個(gè)范圍，目的就是有利于NaHCO3結(jié)晶析出并防止NaHCO3分解。c、對(duì)于一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求。四、核心素養(yǎng)科學(xué)探究物質(zhì)的分離和提純的方法及目的——答題套路之二①結(jié)晶：溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶析出的過程，主要有蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶兩種形式，后者具體形式又分為Ⅰ冷卻結(jié)晶；Ⅱ蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。②過濾：固、液分離（主要儀器：漏斗、燒杯、玻璃棒）③趁熱過濾：防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出。④洗滌：通常有水洗、冰水洗滌、酒精（乙醇）洗。水洗目的：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子（適用于溶解度小的溶質(zhì)），如果雜質(zhì)離子有毒，還需說是防止雜質(zhì)離子污染環(huán)境，或回收再利用提高原料利用率。冰水洗滌目的：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。酒精洗目的：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗并使晶體盡快干燥。⑤煮沸：目的通常是是除去溶解在水中的氣體（通常為CO2、O2），例如探究鐵生銹條件的實(shí)驗(yàn)中需要用到迅速冷卻經(jīng)煮沸的蒸餾水，其中煮沸的目的就是除去溶解在水中的氧氣。五、核心素養(yǎng)語言表達(dá)，規(guī)范敘述——套路之三①洗滌沉淀的方法：往漏斗中加入蒸餾水至沒過沉淀物,待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次。②檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法：取最后一次的洗滌液，滴加××試劑（可與雜質(zhì)的某些離子發(fā)生沉淀反應(yīng)），如果沒有沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈；否則說明沉淀未洗滌干凈。③檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法：靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加××試劑，若沒有沉淀生成，說明沉淀完全；若出現(xiàn)沉淀則說明沉淀未完全。④過濾的方式有幾種降溫結(jié)晶主要包括哪些步驟答：過濾、趁熱過濾；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥⑤如何進(jìn)行結(jié)晶蒸發(fā)操作答：將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中加熱，并用玻璃棒攪拌，待有大量晶體出現(xiàn)時(shí)停止加熱，利用余熱蒸干剩余水分?！咀⒁狻浚孩僭趯懩骋徊襟E是為了除雜時(shí)，應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì)”，只寫“除雜”等一類萬金油式的回答是不得分的。②寫化學(xué)反應(yīng)方程式要注意配平。例1、（2016?揚(yáng)州）硫酸銅在紡織、印刷等行業(yè)有廣泛用途．（2）以CuSO4為原料制備堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]的過程如圖3：②檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈選用的試劑是（填化學(xué)式），烘干時(shí)產(chǎn)品中出現(xiàn)少量黑色物質(zhì)，可能的原因?yàn)槔?．碳酸鎂晶須（MgCO3?nH2O，n=1～5的整數(shù)）廣泛應(yīng)用于冶金、耐火材料及化工產(chǎn)品等領(lǐng)域．為測(cè)定碳酸鎂晶須中n的值，學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖1裝置并進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)：（不考慮稀鹽酸揮發(fā)）【查閱資料】：a、碳酸鎂晶須受熱分解，生成3種氧化物；b、相對(duì)分子質(zhì)量：[Mr（MgCO3）：84、Mr（H2O）：18、Mr（MgO）：40、Mr（CO2）：44]【實(shí)驗(yàn)步驟】①；②準(zhǔn)確稱取MgCO3?nH2O放在B裝置中，連接儀器；③打開彈簧夾a，鼓入一段時(shí)間空氣，稱量C裝置的質(zhì)量；④關(guān)閉彈簧夾a，打開分液漏斗活塞，緩緩滴入稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體為止；編號(hào)123實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后⑤打開彈簧夾a，；⑥準(zhǔn)確稱量C裝置的質(zhì)量（如表）；⑦重復(fù)上述步驟；⑧根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算．【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】（1）完善實(shí)驗(yàn)步驟：①；⑤；（2）請(qǐng)計(jì)算碳酸鎂晶須中的n值．（要求有計(jì)算過程）（3）A裝置中盛放的溶液是；其作用是（4）D裝置的作用是；【實(shí)驗(yàn)反思】（5）下列選項(xiàng)中，會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大的是；偏小的是；①反應(yīng)結(jié)束后，沒有通空氣；②稱量C裝置前，沒有通空氣；③沒有A裝置；④沒有D裝置；⑤稀鹽酸滴加速率太快；⑥C裝置中NaOH溶液濃度過大；（7）為精確測(cè)定n的值，在老師指導(dǎo)下，小組同學(xué)稱取MgCO3?nH2O進(jìn)行熱重分析，并繪制出如圖2所示的熱重曲線示意圖．則：①t1﹣t2段發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式為：；②t2﹣t3段發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式為：．③t3﹣t4段發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式為：．3.（7分）下圖是氧化沉淀法生產(chǎn)復(fù)印用高檔Fe3O4粉的部分工藝流程簡(jiǎn)圖。（1）試劑X是___（寫化學(xué)式）。Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3方程式：____________________________（2）操作Y的名稱為，F(xiàn)e(OH)2與Fe(OH)3反應(yīng)生成Fe3O4方程式：______________________（3）硫酸與氧化鐵的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。（4）往鐵粉（含少量氧化鐵）中加入硫酸，除鐵、氧化鐵與硫酸發(fā)生反應(yīng)外，一定還發(fā)生其它反應(yīng)。作出這種判斷的依據(jù)是 。4.蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成，由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實(shí)驗(yàn)步驟如圖1：（1）操作I中發(fā)生的中和反應(yīng)是．（2）進(jìn)行I操作時(shí)，控制溶液的pH=7﹣8，Ca（OH）2不能過量，若Ca（OH）2過量可能會(huì)導(dǎo)致溶解，產(chǎn)生沉淀．（有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表）氫氧化物溶液pH開始沉淀沉淀完全時(shí)沉淀開始溶解沉淀完全溶解Fe（OH）3沉淀不溶沉淀不溶Al（OH）3Mg（OH）2沉淀不溶沉淀不溶（3）從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作為顏料，先向沉淀物A中加入（填所加物質(zhì)的化學(xué)式），然后、、灼燒（填實(shí)驗(yàn)操作名稱）。上述實(shí)驗(yàn)中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是（填化學(xué)式）．（4）現(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，確定產(chǎn)品aMgCO3?bMg（OH）2?cH2O中a、b、c的值，請(qǐng)寫出下列實(shí)驗(yàn)步驟中所需要測(cè)定的項(xiàng)目（可用試劑：濃硫酸、堿石灰、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水）：①樣品稱量，②高溫分解，③測(cè)出水蒸氣的質(zhì)量，④，⑤稱量MgO的質(zhì)量．（5）從下列儀器圖2中（裝有必要的試劑）中選擇完成上述實(shí)驗(yàn)所必需的儀器，連接一套裝置（選擇儀器代號(hào)，可重復(fù)使用，用“A→B→…→”表示）（6）產(chǎn)品完全分解后．產(chǎn)生和，由此可知，產(chǎn)品的化學(xué)式中a=，b=，c=．5.已知過氧化鈉（化學(xué)式為Na2O2）是一種淺黃色固體粉末，可用作呼吸面具里的供氧劑，利用人呼出的二氧化碳與Na2O2反應(yīng)放出O2，供給人的正常生命活動(dòng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2。某同學(xué)利用該反應(yīng)原理制取氧氣，設(shè)計(jì)了如圖一所示的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）裝置