高考化学 元素及其化合物 专题09 化工流程选择题知识点讲解.doc
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1、1 / 10【2019【2019 最新最新】精选高考化学精选高考化学 元素及其化合物元素及其化合物 专题专题 0909 化工流程选择化工流程选择题知识点讲解题知识点讲解1硫酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是A. 合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B. 从“正极片”中可回收的金属元素有 Al、Fe、LiC. “沉淀”反应的金属离子为 Fe3+D. 上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠【答案】D知识点讲解知识点讲解无机化工流程题的特点:无机化工流程题的特点:规律:主线主产品、分支副产品、回头
2、为循环。核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。1. 流程的呈现主要有以物质转化为主线,以操作过程为主线,甚至有时候会以设备为主线。2. 这类题常围绕以下几个知识点进行设问: 反应速率与平衡理论的运用 2 / 10反应物颗粒大小:反应速率、原料的利用率等温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等 氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写; 利用控制 pH 分离除杂; 化学反应的能量变化; 实验基本操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等; 流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用; 环境保护与绿色化学评价。一、原料处理的方法和作用一、原料处理的方法和作用对原料进行预处理的
3、常用方法及其作用:1. 粉碎、研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。2. 水浸:与水接触反应或溶解。3. 酸浸:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。近年来,在高考题出现了“浸出”操作。在化工生产题中,矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。4. 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化)。5. 灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性
4、杂质,将有机碘转化为碘盐。6. 灼烧、焙烧、煅烧:改变结构和组成,使一些物质能溶解;并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土和石灰石。二、掌握核心化学反应二、掌握核心化学反应1. 元素及其化合物知识:化工生产将原料转变成产品的过程,也是物质经历相3 / 10互转化的过程。理解物质之间的转化关系,就要用到元素及其化合物的相关知识。一般围绕铁、铜、铝、镁、氯、硫、磷、硅等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题,需要掌握这些元素及其化合物的知识2. 还要掌握有关化工生产的知识,熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工业、海水中提取镁、海水中提取溴等;3. 化学反应原理:化工生产中把原料转变
5、成产品的过程就是化学反应的过程,从化学反应原理的角度选择原料、控制条件和选择设备等,是化工生产的基本思路。化学反应原理的相关知识包括质量守恒定律、化学反应速率、化学平衡、电化学、化学热力学等,做到能综合运用这些知识分析化工生产中化学反应的情况。 调节溶液的 pH 值:使某些离子转变为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。例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的 pH 如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去 Mn2溶液中含有的 Fe2,应该怎样做?提示:先用氧化剂
6、把 Fe2氧化为 Fe3,再调溶液的 pH 到 3.7。调节 pH 所需的物质一般应满足两点:能与 H反应,使溶液 pH 值增大;不引入新杂质。例如:若要除去 Cu2溶液中混有的 Fe3,可加入 CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 等物质来调节溶液的 pH值。调节溶液的 pH:“酸作用还可以除去氧化物(膜) ;“碱作用”还可以除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝、二氧化硅。 控制体系的温度4 / 10a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
7、应物的溶解度,使其被充分吸收;b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;使平衡向需要的方向移动;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;c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。三、三、 明确反应原理明确反应原理注意每一步在什么条件下,发生了什么反应,生成了什么物质,这些物质分别到哪里去了。如转化成了沉淀还是气体或生成了其他物质。四、四、 物质分离或提纯的方法物质分离或提纯的方法化工生产过程中分离提纯、除杂等环节,与高中化学基本实验的原理紧密联系,包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,或蒸馏、萃
8、取、分液等基本实验操作及原理,并要熟悉所用到的相关仪器。1. 蒸发、反应时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出 FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在 HCl 的气流中加热,以防其水解。 蒸发浓缩、冷却结晶:如除去 KNO3 中的少量 NaCl。 蒸发结晶、趁热过滤:如除去 NaCl 中的少量 KNO3。2. 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。3. 沉淀法:a. 加合适的沉淀剂(要使杂质离子充分沉淀,加入的沉淀剂必须过量,且在后续步骤中容易除去);b. 调节溶液的
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