2016高三二輪復習化學工藝流程

1、高考二輪備考 化工流程,舉例1：無機化工流程,20102012安徽工藝流程題命題分析,考試說明：增加了13年新課標卷I 27題（鋰離子電池）、 卷II 27題（純化氧化鋅）,2013年高考工業(yè)流程題：,化學工藝流程題自查：,（1）對工藝流程題有沒有整體、清晰的認識？,（4）方程式書寫和計算有無得分把握？,（2）對工藝流程相關知識點是清清楚楚，還是模模糊糊？,（3）敘述性問題是否能抓住要點？,了解化學工藝流程的主線；,了解化學工藝流程考什么？,了解規(guī)范答題的要求；,氧化還原專題復習。,化學工藝流程的主線,化學工藝流程考什么？,規(guī)律: 主線主產品、分支副產品、回頭為循環(huán)。,核心考點：原材料預處理、

2、生產條件的控制、物質的分離操作,原材料的預處理,酸 浸 (酸洗),加酸使原材料溶解變成可溶性鹽，不溶物 通過過濾除去,水 浸,與水接觸反應或溶解,水 洗,除去水溶性雜質,浸 出,固體加水（酸或堿）溶解得到離子,粉 碎,增大表面積，加快反應速率,煅 燒 (灼燒),使物質在高溫下氧化、分解,堿 浸 (堿洗),除去油污或氧化膜;溶解鋁和二氧化硅,反應條件控制,加 熱,加快反應速率；加速固體溶解；平衡向吸熱方向移動,降 溫 （冰水中）,防止物質在高溫時溶解；使化學反應速率下降； 使化學平衡向放熱方向移動,控 溫,溫度過高，物質會分解或揮發(fā) 溫度過低，物質無法揮發(fā)或者反應,趁熱過濾,防止某物質降溫時會析

3、出晶體,冰水洗滌,洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌 過程中的溶解損耗,酸性氛圍,防止水解,pH值 的控制,控制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成 氫氧化物沉淀,產品的分離和提純,（1）過 濾,基本操作：一貼二低三靠,當溶液為單一溶質時： 所得晶體不帶結晶水，如NaCl、KNO3等： 所得晶體帶結晶水，如膽礬等：,蒸發(fā)結晶；,將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾。,當溶液為兩種以上溶質時： 要得到溶解度受溫度影響小的溶質： 要得到溶解度受溫度影響大的溶質：,蒸發(fā)濃縮結晶，趁熱過濾,蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，過濾洗滌,（2）結 晶,（3）重 結 晶,化學工藝流程規(guī)范答題要求,（4）洗 滌,洗滌：,取洗滌后

4、小燒杯中的最后一次洗滌液，（若要檢驗氯離子）滴加AgNO3和稀硝酸，若無沉淀產生，則證明洗滌干凈。,向過濾器中的濾渣滴加蒸餾水至浸沒濾渣，靜置；重復操作2-3次；,檢驗：,（5）干 燥,在干燥器隔絕空氣的條件下低溫烘干,（6）灼 燒,固體在坩堝中進行加熱,（7）分 液,打開分液漏斗活塞，下層液體從下口放出；上層液體從上口倒出,（8）重復操作,無機工業(yè)流程題的分析,考點分布廣泛 能力立意設問,流程難看懂,與工業(yè)流程非緊密相關的考查內容難點,與工業(yè)流程緊密相關的考查內容難點,分頭突破,整體意識：,兩種意識 ,快速瀏覽全題 流程的目的（特別是流程中的始末物質） 題目設問情況,（2013年全國新課標卷

5、I ）27鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi+xe-=LixC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。,（6）在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有_(填化學式)。,Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3,（2010安徽卷） 27鋰離子電池的廣泛應用使回收利用鋰資源成為重要課題：某研究性學習小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進行資源回收研究，設計實驗流程如下：,Al(OH)3,？,（2011福建卷） 2

6、4四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產品的一種工藝流程示意如下：,該工藝流程中存在的不足之處是產生三廢。,局部意識：,兩種意識 ,（1）設問一般相對獨立，無連帶效應，一個問題 解決不了不會影響下一個問題的解決。 （2）題中基本上都有與流程無關的問題，可直接 作答；對于超綱知識，題目中要么有信息提示， 要么與解答題目無關。,定位意識：,（2013年全國新課標卷I ）27回答下列問題： （1）LiCoO2中，Co元素的化合價為_。 （2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式_。 （3）“酸浸”一般在80下進行，寫出該步

7、驟中發(fā)生的所有氧化 還原反應的化學方程式_；可用鹽酸 代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是_。 （4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式_。 （5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化，寫出 放電時電池反應方程式_。 （6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因 是_。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物 有_(填化學式)。,實驗方案評價,化合價,氧化還原反應,原電池反應,元素化合物,離子反應,化學方程式,原電池工作原理,充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi+xe-=LixC6,原料,目標產物,原料的 預處理,反應條件的 控制,產品

8、的分離提純,成本,環(huán)保,建 模 ,核心反應,1,2,3,、核心反應陌生方程式的書寫,關注箭頭的指向：,箭頭指入反應物 箭頭指出生成物,氧化還原反應： 熟練應用氧化還原規(guī)律判斷產物配平 非氧化還原反應： 結合物質性質和反應實際判斷產物,1,（2012四川卷）29（3）已知1 mol CH4在燃料反應器中完全反應生成氣態(tài)水時吸熱160.1 kJ，1 mol CH4在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)水時放熱 802.3 kJ。寫出空氣反應器中發(fā)生反應的熱化學方程式： 。,CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) H=？,CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g) H=160

9、.1 kJ/mol,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol,（962.4 kJ/mol）,（2013福建卷）24二氧化氯（ClO2）是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。 （1）氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產ClO2方法。 該法工藝原理示意圖如右。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應生成ClO2。 工藝中可以利用的單質有H2、Cl2（填化學式），發(fā)生器中生成ClO2的化學方程式為_。,Cl2,HCl,NaClO3+HClClO2+H2 /Cl2(?)+NaCl 2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2N

10、aCl+2H2O,NaCl,NaClO3,氧化還原規(guī)律,（2010安徽卷） 27.鋰離子電池的廣泛應用使回收利用鋰資源成為重要課題：某研究性學習小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進行資源回收研究，設計實驗流程如下：,（2）第步反應的離子方程式是 。,Li+,LiMn2O4+O2Li+MnO2 4LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O,瞻前顧后,（2013年全國新課標卷I ）27鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導電劑乙炔黑和鋁箔等。,（3）“酸浸”一般在80下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有

11、氧化還原反應 的化學方程式_；,2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、 2H2O2 2H2O+O2,瞻前顧后,全面,LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+CoSO4,（2013年全國新課標卷I ）27鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導電劑乙炔黑和鋁箔等。,（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式_。,CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2（）,全省38.3%考生這樣作答： CoSO4+NH4HCO3=CoCO3+NH4HSO4 （）,反應實

12、際,（2009江蘇卷）16以氯化鉀和鈦白廠的副產品硫酸亞鐵為原料生產硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：,2KCl+(NH4)2SO4=K2SO4+NH4Cl,(NH4)2SO4,FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O,提示,核心反應陌生方程式的書寫,1,關注箭頭的指向（聚焦局部） 前后追溯物質（放大局部） 氧化還原規(guī)律 反應實際（物質性質、試劑用量） 全面考慮,原料,目標產物,原料的 預處理,反應條件的 控制,產品的分離提純,成本,環(huán)保,建 模 ,核心反應,1,2,3,增大固體樣品與液體（或氣體）的接觸面積，加快反應速

13、率。,原料的預處理,浸出：,研磨：,（水浸、酸浸、堿浸） 使原料中的*溶解（物理溶解或與浸取液接觸反應），可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。,灼燒：,攪拌：,使反應物充分接觸，增大反應（或溶解）速率。,（焙燒、煅燒）除去可燃性的雜質（或使原料初步轉化）雜質高溫下氧化、分解,2.1,溫度:,反應速率 物質的溶解度 物質的熱分解與揮發(fā) 弱離子的水解（平衡）,溫度、pH、保護氣,pH：,物質的沉淀與溶解 弱離子的水解,反應條件的控制,2.2,保護氣：,隔絕空氣（主要是O2、H2O） 弱離子的水解,（2009江蘇卷 16）以氯化鉀和鈦白廠的副產品硫酸亞鐵為原料生產硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料

14、，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：,FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O,（3）反應需控制反應溫度低于35 ，其目的是_。,防止NH4HCO3分解（或減少Fe2+的水解）,反應速率 物質的溶解度 物質的熱分解與揮發(fā) 弱離子的水解（平衡）,（2010江蘇卷 16） 鋇鹽行業(yè)生產中排出大量的鋇泥主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某主要生產BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2，其部分工藝流程如下：,（2）酸溶時通?？刂品磻獪囟炔怀^70 ，且不使用濃硝酸，原因是_、_。,防止反應速率過快

15、 濃HNO3易揮發(fā)、分解,反應速率 物質的溶解度 物質的熱分解與揮發(fā) 弱離子的水解（平衡）,（2007廣東卷21）以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產品硫酸鈉，工藝流程如下：氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：,（3）“冷卻結晶”過程中，析出NH4Cl晶體的合適溫度為_。,35（3340均可得分）,2NaCl+(NH4)2SO4=2NH4Cl+Na2SO4,產品的分離提純,過濾、結晶、蒸餾、萃取分液,趁熱過濾考慮溶解度,沉淀的洗滌水（冰水、熱水）、 有機物（乙醇、乙醚） （主要考慮溶解度）,降低因溶質的溶解而引起的損耗； 乙醇易揮發(fā)，有利于干燥，同時可防止溶質與水反應生

16、成結晶水合物。,2.3,沉淀的洗滌方法 加入蒸餾水（或其他溶劑）至浸沒固體， 濾凈，重復23次。,檢驗沉淀是否洗凈的方法,分析清楚溶液中的成分,蒸發(fā)結晶 蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶 蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶 重結晶,結晶：,原料,目標產物,原料的 預處理,反應條件的 控制,產品的分離提純,成本,環(huán)保,建 模 ,核心反應,1,2,3,成本意識：,效率意識：,環(huán)保意識：,浸出率、轉化率、利用率、原料價格、能耗的控制、 原料、 能量的循環(huán)利用,生產速率、催化劑的使用、反應條件的選擇,3,生產實際：三個意識,綠色化學：無污染、無腐蝕、 “三廢”(廢氣、廢渣、廢水)的處理。,（必修2課本P106，根據(jù)199

17、7年高考試測題改編） “鹵塊”的主要成分是MgCl2，此外還含F(xiàn)e3+、Fe2+和Mn2+等離子。若以它為原料按下圖所示工藝流程進行生產，可制得輕質氧化鎂。若要求產品盡量不含雜質，而且成本較低，請根據(jù)表1和表2提供的資料，填寫空白。,Fe2+氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去，所以常將它氧化成為Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。,？,？,？,Mg2+ Fe3+ Fe2+ Mn2+,Mg2+ Fe3+ Mn2+,Mg2+,Fe(OH)3、Mn(OH)2,漂液,燒堿,純堿,（2013年全國新課標卷I ）27鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），

18、導電劑乙炔黑和鋁箔等。,可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是_。,有氯氣生成，污染較大,污染：廢渣、 廢液（酸、堿、重金屬鹽）、 廢氣（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）,很多學生答不出,循環(huán)利用：,箭頭指回為循環(huán) （實質就是降低成本）,（2013 福建卷24）,（2005 上海卷26A）,（2013安徽淮南一模）（14分）從廢釩催化劑（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一種生產工藝流程示意圖如下，請回答下列問題：,（1）步驟中廢渣的主要成分是_，中X試劑為_。 （2）實驗室中進行萃取分液操作時，注入萃取劑，充分振蕩，將分液漏斗于鐵圈上靜置，當液體分層后，接下來的操作是_。,（3）、的變化過程可簡化為（下式R表示VO2+，HA表示有機萃取劑）。來源,R2(SO4)n (水層)+ 2nHA（有機層） 2RAn（有機層） + nH2SO4 (水層) 為提高中萃取百分率，應采取的措施是_。,（4）請完成