化学工艺流程专题复习

工艺流程专题一．工艺流程题的特点二．工业流程常见的操作与名词三．知识贮备(中学化学中重要的化工生产原理)四.化工流程题常见的解题方法和答题技巧一．工艺流程题的特点一是试题源于生产实际，以解决化学实际问题为线索进行设问，使问题情境真实。二是试题内容丰富，涉及化学 基础知识 税务基础知识象棋入门,基础知识常见鼠类基础知识常用电子元器件基础知识电梯基础知识培训资料 的方方面面，能考查考生对化学知识的掌握和应用情况，同时考查考生解决化工生产中的相关问题的迁移推理能力。三是试题新颖，阅读量、思维含量较大，考查考生的资料收集、处理能力。该类试题常涉及的知识点有：(1)氧化还原反应的判断。(2)化学方程式或离子方程式的书写。(3)化学反应速率和化学平衡理论的应用。(4)化学反应中的能量变化。(5)与化学实验相结合的实验操作，如除杂、分离、提纯、检验等。(6)环境保护与绿色化学。 水浸：与水接触反应或溶解。浸出：固体加水(酸)溶解得到离子。浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)。酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。二．熟悉工业流程常见的操作与名词(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词：①加快反应速率。②溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。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9.88.3Mn(OH)29.67.6Fe(OH)23.72.7Fe(OH)3沉淀完全开始沉淀物质如要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。(2)分离提纯阶段的常见考点：①调pH除杂：a．控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH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。调pH值的目的：促进或抑制水解调pH值的方法：加酸性或碱性物质（未必是酸和碱），注意不能引入杂质离子（产品中没有的）pH值的控制范围：一种物质完全沉淀点，与另一种物质完全不沉淀点②试剂除杂。③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。④降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、使化学平衡向着题目要求的方向移动。⑤萃取。(3)获得产品阶段的常见考点：①洗涤(冰水、热水)：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。②蒸发加热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的气氛中加热，以防其水解。③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。（4）过滤①、如何检验沉淀已完全？②、判断沉淀已洗净的方法③、趁热过滤两种溶质，一种在较高温度时溶解度小，易析出；一种溶解度大，不易析出。目标要得到溶解度大的物质：防止温度降低，析出溶质晶体，造成物质损失，提高产率目标要除去溶解度小的物质：除去滤渣，防止滤液中溶质析出④、用有机溶剂洗涤晶体：①除去晶体表面水分，减少溶解损耗②有机物易挥发，便于干燥（3）反应条件的选择①、试剂用量控制控制流速：控制用量，从而控制产物种类、反应产生的热量。②反应温度选择水浴加热的优点：受热均匀，便于控制温度。控制一定温度的目的：a.加快反应速率b.防止温度过高，物质挥发、分解易挥发物质：浓盐酸、浓硝酸、有机物。易分解物质：H2O2、硝酸、KMnO4、NH4Cl、难溶的碱(Mg(OH)2,Fe(OH)3,等)，次氯酸结晶的方法：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。⑷工艺流程的优缺点评价循环利用，节约成本※能循环利用的物质的判断：闭合回路，有进有出原料价格低廉.原子利用率高，绿色化学，没有污染，没有有毒有害物质产生硫黄(或黄铁矿)水空气S(s)＋O2(g)===SO2(g)三。知识贮备1．熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下)知识点一　工业制备硫酸1.合成硫酸的三种原料：、、。2.三个反应(1)造气：　ΔH＝－297kJ·mol－1或　ΔH＝－3412kJ·mol－1。4FeS2(s)＋11O2(g)===2Fe2O3(s)＋8SO2(g)沸腾炉吸收塔接触室(2)接触氧化：ΔH＝－196.6kJ·mol－1。(3)三氧化硫的吸收：。3.三个主要设备：、、。2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up15(催化剂),\s\do15(△))2SO3(g)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)　ΔH＝－130.0kJ·mol－1400～500℃过量4.三个反应条件(1)温度：根据平衡移动原理，应在低温下进行，但低温时催化剂的活性不高，反应速率低，实际生产中采用的温度。(2)常压：根据平衡移动原理，应在高压下进行，但增大压强对SO2的转化率提高不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下的转化率已很高，实际生产采用常压操作。(3)适当的空气：目的是提高SO2的转化率。5.“三废”处理和能量综合利用(1)“三废”处理方法①尾气吸收：CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O②废水处理：根据杂质性质的不同，采用不同的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法。③废渣利用：制砖或制造水泥，提炼贵重有色金属。(2)能量的充分利用SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O硫酸生产中的反应热可用于预热反应物，满足自身能量的需要，还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。[特别提醒]　(1)注意硫酸工业生产中的五个“三”：“三原料”、“三反应”、“三设备”、“三条件”、“三废”。(2)SO3与水反应放出大量的热，用水吸收会形成酸雾，SO3的吸收不充分，故用98.3%的浓H2SO4吸收SO3而不用水吸收。(3)SO2、O2的混合气体在进入接触室之前要经过除尘、除杂，以防止催化剂中毒。(4)注意结合化学反应速率、化学平衡理论解决实际工业操作。[固本自测]　1.在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是(　　)A．硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧B．SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便SO3吸收完全C．SO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率D．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应答案：B解析：A项粉碎的目的是增大接触面积，提高反应速率，A错误；C项催化剂对于SO2的转化率无影响，C错误；D项炉气需净化，防止催化剂中毒，D错误。以铁为主的催化剂400～500℃10MPa～30MPa知识点二　合成氨1.合成氨的反应原理(1)反应原理方程式：。(2)工业化生产的条件温度：；压强：；催化剂：。N2＋3H2eq\o(,\s\up15(催化剂),\s\do15(高温高压))2NH3液化蒸发分离出氧气氧气二氧化碳二氧化碳碳2.合成氨的基本生产过程(1)制备合成氨的原料气①氮气a.将空气后获得氮气；b.将空气中的与作用生成，再除去得到氮气。②氢气a.水蒸气通过赤热的煤(或焦炭)层，化学方程式为。b.甲烷与水蒸气在催化剂作用下反应，化学方程式为C＋H2Oeq\o(=====,\s\up15(△))CO＋H2CH4＋H2Oeq\o(,\s\up15(催化剂),\s\do15(加热))CO＋3H2；CH4＋2H2Oeq\o(,\s\up15(催化剂),\s\do15(加热))CO2＋4H2H2S醋酸铜氨COCO2O2(2)原料气的净化为防止催化剂中毒，需对原料气净化：①吸收H2S：。②除去CO：，。③精制原料气：用、和配制成的溶液来吸收、、、等少量有害气体。NH3·H2O＋H2S===NH4HS＋H2OCO＋H2Oeq\o(,\s\up15(催化剂),\s\do15(加热))CO2＋H2K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3(3)氨的合成与分离3.合成氨工业的发展(1)原料及原料气的净化；(2)催化剂的改进；(3)环境保护。建材和肥料的原料CO2H2S氰化物氨废渣：用作。废气：主要是和等有害气体。废液：主要是含和含的污水。[特别提醒]　(1)CO2虽是无毒、无害的物质，但随着人们对其可能产生温室效应的关注，减少CO2的排放逐渐受到重视。(2)使用催化剂不影响氨的产率，但能提高合成氨的效率。催化剂对反应有选择性，容易误认为一定的催化剂对所有反应都有催化作用。(3)温度的选择，兼顾三个方面：反应速率、氨的产率、催化剂活性。[固本自测]　2.合成氨时既要提高产率，又要使反应速率加快，可采取的办法是(　　)①减压　②加压　③升温　④降温　⑤及时从平衡混合物中分离出氨气　⑥补充N2和H2　⑦加催化剂　⑧减少N2或H2的量A．③④⑤⑦　B．②⑤⑥C．②⑥D.②③⑥⑦答案：C解析：合成氨的反应为体积缩小的放热反应，若达到题中目的，只有②加压，和⑥补充N2和H2，既能提高化学反应速率，又能提高产率。索尔维制碱法食盐氨二氧化碳知识点三　纯碱的生产1.氨碱法生产纯碱氨碱法也称，其原料是：、和。(1)生成碳酸氢钠和氯化铵将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中，可得到碳酸氢钠和氯化铵。方程式为；。(2)制取碳酸钠将析出的NaHCO3晶体煅烧。方程式。母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循环使用。方程式为。NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3eq\o(=====,\s\up15(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=====,\s\up15(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O氨和部分二氧化碳纯度高食盐合成氨氨碱法(3)评价①氨碱法的优点：原料便宜易得、产品、可以循环使用、制作 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 简单。②氨碱法的缺点：的利用率低，只有70%，其余的30%留在母液中；产生了当时认为无用的氯化钙。2.联合制碱法(1)侯氏制碱法侯德榜将与联合生产，称为联合制碱法，也称侯氏制碱法。NH3和CO2NH4Cl96%(2)优点①生产过程中所需由合成氨厂提供。②从滤出NaHCO3的母液中可回收。③NaCl的利用率提高到以上。[特别提醒]　(1)CO2在水中溶解度较小，NH3在水中的溶解度较大，只有先通NH3，后通CO2，才能得到足够的HCO3－，从而生成NaHCO3晶体析出。(2)制纯碱原理：利用NaHCO3的溶解度比NH4Cl、NaCl、Na2CO3、NH4HCO3小。(3)联合制碱法采用循环法并且得到副产品NH4Cl。[固本自测]　3.纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：_____________________；(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：_____________________；(3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？_________________；(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应列出计算原子利用率的表达式：原子利用率(%)＝________。答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2===2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3；NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3eq\o(=====,\s\up15(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑(3)“联合制碱法”中的CO2来源于合成氨厂，“氨碱法”中的CO2来源于石灰石(4)eq\f(106,106＋107)×100%＝49.77%知识点四　氯碱工业离子交换膜法电解食盐水：1.设备离子交换膜电解槽。离子交换膜只允许阳离子通过。离子交换树脂Ca2＋、Mg2＋2.原理2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up15(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。3.工艺流程粗盐水eq\o(――→,\s\up15(沉淀剂))过滤eq\o(――→,\s\up15(加适量稀盐酸))―→精盐水。在进入电解槽前需通过阳离子交换塔进一步除去等离子，以防破坏离子交换膜。Ca2＋、Mg2＋泥沙及SO42－4.粗盐的精制(1)目的：除去泥沙，使Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等离子的含量达到要求。(2)原因：等会在碱溶液中形成沉淀，破坏离子交换膜，会引起杂质。(3)试剂：。用BaCl2除去SO42－，用Ca(OH)2除去Mg2＋、Fe3＋，用Na2CO3除去Ba2＋及Ca2＋，所加沉淀剂需稍过量。BaCl2、Ca(OH)2、Na2CO3、稀盐酸试剂的加入顺序：纯碱须加在钡试剂后，稀盐酸加在过滤后。(4)有关反应的离子方程式Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Ca2＋＋CO32－===CaCO3↓，Ba2＋＋CO32－===BaCO3↓，CO32－＋2H＋===H2O＋CO2↑。饱和食盐水淡盐水氯气5.产品(1)阳极室产品：，补充流出。(2)阴极室产品：氢气和NaOH，补充纯水(加入一定NaOH溶液)流出NaOH溶液。[特别提醒]　(1)粗盐精制必须注意加入试剂的顺序，为了使离子沉淀完全，使加入的过量试剂也被除去，纯碱必须在钡试剂后，稀盐酸加在过滤后的滤液中。(2)加入试剂后的盐水中仍有少量Ca2＋、Mg2＋等，还需再进入阳离子交换塔进一步除去。(3)电解饱和食盐水时要使用惰性电极而不能使用Fe、Cu等活性电极作阳极。(4)阳离子交换膜既防止Cl2与NaOH溶液反应，又防止Cl2与H2反应。[固本自测]　4.下列关于离子交换膜电解槽的叙述，错误的是(　　)A.精制的饱和食盐水进入阳极室B.纯水(加少量NaOH)进入阴极室C.阴极产物为NaOH和氢气D.电解槽的阳极用金属铁网制成答案：D解析：若阳极用金属铁网制成，则阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，得不到Cl2。知识点５.玻璃工业 主要原料：石灰石、石英、纯碱。 主要原理：（两个反应） 主要成分：四．　无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧无机化工生产流程图题是一道综合题，综合考查元素化合物、基本概念和理论、实验与探究等相关知识，综合考查学生化学实验与探究能力、分析和解决(解答)化学问题的能力和获取化学信息的能力，突出了对学生分析与综合、类比与比较、判断和推理等思维能力的要求，凸显了对“三维”目标和“STSE”的考查，充分体现了新课程的思想和理念。一）、试题设计的思路试题以无机化工生产为背景，以化工流程图的形式呈现，以元素及其化合物的知识为载体，综合考查基本概念和理论、实验与探究等相关知识。二）、试题设问的角度1.从实验的角度设计问题，如：基本实验操作、分离提纯、除杂等。2.从化学反应原理的角度设计问题，如：原料的选择、条件的选择、利用信息对所加物质的用途进行分析、化学反应的分析等。3.从环境保护的角度设计问题，如：废物处理、绿色化学等。三）、试题设计的特点1.综合性试题设计关注知识的纵横联系，综合考查学生运用知识的能力；试题设计的问题有填空、分析、评价、实验、计算等形式，综合考查学生化学实验与探究能力、分析和解决(解答)化学问题的能力和获取化学信息的能力。2.推理性试题以化工流程图作为信息的形式，流程中隐含着物质的相互转化的关系。在解题时，要推断每步转化关系中的反应机理，推知所用物质的用途和所控制条件的意义，整体理解化工生产流程的全部内容。3.应用性试题设计以无机化工生产为背景，充分体现了化学与社会生活的紧密联系，针对这些社会生活中的实际问题，综合运用化学知识进行分析、评价和解答。四）、试题涉及的考点1.元素及其化合物化工生产将原料转变成产品的过程，也是物质经历相互转化的过程。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。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；不熟悉的一般围绕铁、铜、铝、氯、硫、磷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，还要掌握有关化工生产的知识。2.基本实验操作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，包括过滤、洗涤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取、分液等基本实验操作。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。3.化学反应原理化工生产中把原料转变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、化学反应方程式、各类化学反应、化学反应速率、化学平衡、化学反应与能量等，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。五）、解答基本步骤1.读题头，得目的，划原料，明产品，解决“干什么”通过阅读题头，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，通过对比分析工业流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，弄清从原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素。3.读题问，逐空填答，用语要 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ，解决“怎么写”从化学原理的角度、用化学语言作答；要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析。具体答题要点如下：(1)答题所问：要看清题目要求，按要求答题。如：写离子方程式还是化学方程式；写物质的名称还是化学式等；方程式中反应物、产物的分子式书写要正确；尤其是化学方程式要配平，电极反应式和化学方程式一定要书写正确；正确使用等号或可逆符号；沉淀、气体、水溶液等符号要标明。2.读题干，析过程，看措施，推用意，解决“怎么做”题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来。分析流程中的每一步骤的反应物是什么？发生了什么反应？利用了什么原理(氧化还原、溶解度、电离平衡、水解平衡、溶解平衡)？该反应造成了什么后果？(除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？这些物质又是如何分离、提纯和循环利用的？如何体现绿色化学思想？)每一步操作进行到什么程度最佳？在此过程中抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务，在回答相关操作的原因或目的时要从对产品的影响层面作答。(2)准确、规范：回答问题的要准确全面，注意语言表达的规范性，例如评价或比较实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 时要全面考虑：反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；仪器、设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。(3)注意答题的完整性：要答到对产品生产的影响这一步！①除杂：除去……中的……(只写“除杂”一类是不给分的)②干燥：除去……气体中的水蒸气，防止……。[技法指导]化工流程类题目中“表述性词汇”的作用化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们所应考虑的答题角度。通常用到的表述性词语为：(1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发、物质不稳定易分解和物质转化等。(2)“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。(3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或影响产物的纯度。(4)“分离”、“提纯”——常考虑过滤、蒸发、萃取、分液和蒸馏等常规操作。(5)“溶液呈酸性或碱性”——考虑电离或水解产生的H＋或OH－，是促进还是抑制电离或水解。(6)“利用率”——常考虑经济性或环保性。(7)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。(8)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。(9)“检验某物质的设计方案”——通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。(10)“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。(11)“用某些有机试剂清洗”——常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。4.注意归纳答题的套路(1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。(2)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。(3)温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发、(如H2O2、NH4HCO3)分解、(如Na2SO3)氧化或促进(如AlCl3)水解等，影响产品的生成。(4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法[蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥]。(5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法[蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥]。(6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器。(7)控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀[调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以避免引入新的杂质；pH分离时的范围确定、范围过小的后果(导致某离子沉淀不完全)或过大的后果(导致主要离子开始沉淀)]。(8)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。(9)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。(10)洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。(11)检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若……，则沉淀洗涤干净。(12)洗涤的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。(13)冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。(14)乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。(15)蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。(16)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的气体(如氧气)防止某物质被氧化。[知能拓展]　(1)首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中第一种物质(原料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品间的关系，弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3(25%～34%)、SiO2(40%～50%)、Fe2O3(0.5%～3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：根据流程图回答下列问题：(1)“煅烧”的目的是________________________________________________________________________。(2)配制质量分数15%的盐酸需要200mL30%的浓盐酸(密度约为1.15g/cm3)和________g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、________。(3)“溶解”过程中发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________。(4)加少量铝粉的主要作用是________________________________________________________________________。(5)“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是________。【解析】　对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料高岭土中的杂质，二是将Al2O3利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的Al2O3不溶于酸，必须经煅烧改变结构。该题经这样分析，题设的所有问题的答案并在分析之中。【答案】　(1)改变高岭土的结构，使其能溶于酸(2)230　量筒(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O(4)除去溶液中的铁离子(5)pH计(或精密pH试纸)　水浴加热【点评】　首尾分析法是一种解工艺流程题的常见方法，这种方法的特点：简单、直观，很容易抓住解题的关键，用起来方便有效。使用这一方法解题，关键在于认真对比分析原材料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题，也就可解答了。2.交叉分析法有些化工生产选用多组原料，事先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原料生产所需的主流产品。以这种工艺生产方式设计的工艺流程题，为了便于分析掌握生产流程的原理，方便解题，最简单的方法，就是将提供的工艺流程示意图分画成几条生产流水线，上下交叉分析。构成交叉分析的题型，提供的工艺流程中至少有三个因素(多组原料；中间产品；多种产品)和两条或多条生产流水线的化工生产工艺。利用交叉分析法解工艺流程题的关键，在于找准中间产品(因为有时会出现多种中间产品)和流水生产的分线，在分析过程中，抓住中间物质的有关联系，逐一破解。(1)L、M的名称分别是________、________。(2)G→H过程中为什么通入过量的空气：____________________________________________________________________。(3)用电子式表示J：________________。(4)写出饱和食盐水、E、F生成J和K(此条件下K为沉淀)的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________，要实现该反应，你认为应如何操作：________________________________________________________________________。例。某一化工厂的生产流程如下图：【解析】　根据流程示意图分析可知，用空气、焦炭和水为原材料，最终生产L和J、M的产品，首先必须生产中间产品E。这样，主要生产流水线至少有两条(液态空气—E—M；焦炭—E—L)。为了弄清该化工生产的生产工艺，须将这两条生产流水线交叉综合分析，最终解答题设的有关问题。【答案】　(1)硝酸铵　碳酸钠　(2)提高NO的转化率(3)(4)NH3＋H2O＋NaCl＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl向饱和食盐水中先通入足量的NH3，再通入足量的CO23.分段分析法：对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。4.目标分析法制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。而且还要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：本题改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→所以有什么变化→结论。例．“低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺：请回答下列问题：(1)工艺操作①、②分别为________________、________________。(2)工业合成氨的化学方程式为__________________________________。(3)写出生成“产品”的离子方程式：_____________________。(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是_______________________________________。(5)副产品的化学式为______。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是______。解析：(1)合成氨的原料之一氮气来源于空气，分离方法是将空气液化后分馏分离出氧气，获得氮气。(2)工业合成氨的条件是高温、高压和催化剂。(3)“产品”是硫酸铵，反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、氨气等，产物除产品硫酸铵外，还有碳酸钙沉淀。(4)氨气溶于水显碱性，实验室中可以用湿润的红色石蕊试纸检验，或利用氨气与氯化氢化合为氯化铵的反应进行检验等。(5)分析框图中各物质的关系可知“副产品”为氧化钙，能够循环使用的物质是二氧化碳。答案：(1)将空气液化后分馏分离出氧气，获得氮气　过滤(2)N2＋3H22NH3(3)CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O=CaCO3↓＋2NH4＋SO4(4)用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3(或其他可行的方法)(5)CaO　CO2高温、高压催化剂+2-1.[2013·山东高考]废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为______________________。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的________。(3)溶液Ⅰ的主要成分是________。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_________________。(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为__________。答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑(2)Fe(OH)3　Co2＋(或Co)(3)NH4Cl　焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)Co2O3＋3H2eq\o(=====,\s\up15(高温))2Co＋3H2O解析：(2)电解后的溶液中含Co2＋、Fe2＋等离子，加入H2O2并通入NH3后，可以使Fe2＋转化成Fe3＋并生成Fe(OH)3沉淀。则滤饼主要成分为Fe(OH)3。洗涤液中含有Co2＋、NH4＋、Cl－等离子，因本工艺目的是回收钴，故目的是回收Co2＋。(3)加入(NH4)2C2O4溶液，生成CoC2O4沉淀，溶液Ⅰ的主要成分为NH4Cl。2.“低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺：请回答下列问题：(1)工艺操作①、②分别为_________________。(2)工业合成氨的化学方程式为_________________。(3)写出生成“产品”的离子方程式：__________。(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是_____________________。(5)副产品的化学式为________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是________。答案：(1)将空气液化后分馏分离出氧气，获得氮气　过滤(2)N2＋3H2eq\o(,\s\up15(高温、高压),\s\do15(催化剂))2NH3(3)CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋2NH4＋＋SO42－(4)用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3(或其他可行的方法)(5)CaO　CO2解析：(1)合成氨的原料之一氮气来源于空气，分离方法是将空气液化后分馏分离出氧气，获得氮气。(2)工业合成氨的条件是高温、高压和催化剂。(3)“产品”是硫酸铵，反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、氨气等，产物除产品硫酸铵外，还有碳酸钙沉淀。(4)氨气溶于水显碱性，实验室中可以用湿润的红色石蕊试纸检验，或利用氨气与氯化氢化合为氯化铵的反应进行检验等。(5)分析框图中各物质的关系可知“副产品”为氧化钙，能够循环使用的物质是二氧化碳。解答工艺流程类试题的起点是会识别流程图[箭头指出的是投料(反应物)，箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物)，返回的箭头一般是被“循环利用”的物质]。关键是会分析题给信息，正确运用原理进行迁移应用，解题时一般要思考以下问题：①生产目的，设计的原理，生产过程的作用等；②化学反应条件控制原理；③实验基本操作；④资源的回收和利用；⑤“绿色化学”生产，环境保护等。热点题型的解题技巧：工业流程题中文字表述的规范做答　　文字表述题在高考理综卷经常出现是与高考考试大纲相吻合的，此题型是考生能力考查的主要体现方面，常涉及到以下几个方面，对实验操作的表述考查学生的实验能力，通过化学原理解释化学事实的表述考查思维能力、应用能力，通过评价的表述考查比较分析、解决问题的能力。文字表述题虽然考查角度多，但通过近几年高考命题情况分析，可大致分为以下几类：1.操作要领型该类问题同学们最经常出现的问题是表述不完整，导致部分失分，现对该类常考考点汇总如下： 操作 规范表述 装置气密性检查 装置形成封闭体系→操作(微热、加水等)→描述现象→得出结论 沉淀完全的检验 取上层清液少许于试管中→加入××试剂→观察到××现象(一般为未见××沉淀)→得出结论(沉淀完全)→反之沉淀未完全 沉淀是否洗净的检验 取最后一次洗涤液少许于试管中→加入××试管→观察到××现象→得出结论 滴定终点的判断 当滴入最后一滴 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 溶液→溶液由××色变为××色→且半分钟内不再恢复原来颜色2.原理解释型该类文字表述考生主要出现“有原理无解释”或“有解释无原理”以及所用原理不符等情况。解题时需首先分析题意找准答题方向，再组织语言规范表述，一般模板为：依据××原理→结合本题特点(条件、操作、现象等)→以达到×效果(目的)。3.比较评价型该类试题注重思维的扩散性和各种方法的比较，评价角度一般有：可行性、经济性、资源的利用率、循环控制、绿色化学思想等。[典例]　[2013·浙江高考]利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题。(1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有________。A．去除油污　　　　　B．溶解镀锌层C．去除铁锈D.钝化(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是____________________________________。(3)由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通入N2，其原因是________________________________________。(4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？________(填“能”或“不能”)，理由是____________。[解析]　本题以物质的制备实验为载体考查了常见无机物的性质、物质纯度的测定等化学实验基本操作。(1)油污可在碱性条件下水解而除去。Zn具有两性，可用强碱NaOH除去。(2)将Zn(OH)2沉淀，抽滤、洗涤、灼烧可得ZnO。(3)为制得Fe3O4胶粒，其中含有Fe2＋，故需通入N2，以免被O2氧化。(4)胶体粒子比滤纸的空隙小，抽滤时，胶体粒子可以透过滤纸。[答案]　(1)AB　(2)抽滤、洗涤、灼烧　(3)N2气氛下，防止Fe2＋被氧化　(4)不能　胶体粒子太小，抽滤时容易透过滤纸　[2013·北京丰台一模]用芒硝(Na2SO4·10H2O)制备纯碱、铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的生产工艺流程图如下所示：(1)溶液C中的溶质主要是______________。(2)铵明矾的溶液呈__________性，铵明矾可用于净水，用离子方程式说明其原理________________________________。(3)过程Ⅰ反应温度不能超过40℃，主要原因是____________________________________________________。(4)运用化学平衡原理解释Na2SO4溶液稍过量的原因：__________________________________________。(5)若将Al2(SO4)3直接加入滤液A中，将产生大量白色沉淀和气体，导致铵明矾产量降低。请用离子方程式解释产生该现象的原因：____________________________。(6)滤液E中溶质离子为__________________。(7)已知铵明矾的溶解度随温度升高明显增大，过程Ⅱ得到铵明矾的系列实验操作为________、________、过滤洗涤、干燥。[解析]　(1)依据图示关系及可循环利用提示可推知，C的溶质主要为NH4HCO3。(2)Al3＋水解使溶液显酸性。(3)NH4HCO3不稳定，温度过高时容易分解。(4)Na2SO4稍过量，增大c(Na＋)，有利于平衡HCO3－(aq)＋Na＋(aq)NaHCO3(s)正向移动，提高NaHCO3的产量。(5)Al3＋与HCO3－发生双水解反应，Al3＋＋3HCO3－===Al(OH)3↓＋3CO2↑。(6)根据流程图关系及E可以循环利用可以推知E中溶质离子为NH4＋、SO42－、Na＋。[答案]　(1)NH4HCO3(2)酸　Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋(3)防止碳酸氢铵分解(4)Na2SO4稍过量，增大c(Na＋)，有利于平衡HCO3－(aq)＋Na＋(aq)NaHCO3(s)正向移动，提高NaHCO3的产量(5)Al3＋＋3HCO3－===Al(OH)3↓＋3CO2↑(6)NH4＋、SO42－、Na＋(7)加热浓缩　冷却结晶化学工艺流程题在高考命题中得到广泛关注，是因为该类题型体现了化学新课改的其中一个重要作用——化学学科与工业生产和日常生活的紧密联系，并且还能综合考查学生对元素化合物、化学实验和化学基本理论板块知识的掌握情况。为此，今后的高考命题，工艺流程题还会加强。