高考化学工艺流程题解题方法指导

2024-06-16 17:33 来源: 文化之窗 本文影响了:50人

化学工艺流程题一般解题步骤

化学工艺流程题综合性比较大,将解题步骤归纳出来,可以帮助学生迅速寻找解题思路和快速解题。本文将化学工艺流程题一般解题步骤总结为“三审解题”,具体如图1所示。

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运用模型解题

(2024年深圳一模)锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆(主要含ZrOCl2,还含有少量Fe、Cr、Hf等元素)为原料生产金属锆的工艺流程如下:

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已知:

①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为:ZrO2+、HfO2+、Fe3+、Cr3+;

②25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;

③部分易升华物质在接近沸点时升华速率较快。“加氢还原”前后相关物质沸点如表。

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回答下列问题:

(1)“酸溶”后,Hf元素的化合价为____。

(2)“萃取”时,锆元素可与萃取剂形成多种络合物,写出生成的Zr(NO3)2Cl2·2TBP离子方程式:__。

(3)“沉淀”后,“废液”中图片,则“废液”中c(Fe3+)=____mol·L-1。

(4)“沸腾氯化”时,ZrO2转化为ZrCl4,同时生成一种还原性气体,该反应的化学方程式为__。

(5)(1)“还原”的主要目的是__。

(2)FeCl3沸点远低于CrCl3的可能原因为。__

(6)某种掺杂Ca O的Zr O2晶胞如图2所示,Ca位于晶胞的面心。

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①晶体中每个O周围与其最近的O个数为____。

②已知该晶胞为立方晶胞,晶胞中O与Zr的最小间距为anm, 设NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为____g·cm-3(列出计算式)。

③如图3所示结构(○ Zr ● O ● Ca)与上述晶胞结构不一致的是____(填标号)。

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化学工艺流程的模型及分析

化学工艺流程从整体上说可以分为:一条主线、两个方向和三个阶段。一条主线是指整个化学工艺流程都是围绕着目标产物进行,它以原料为起点,经过一系列的化学反应和相应操作,生产出目标产物。两个方向分别是工艺流程中箭头指向主线的进料方向和离开主线箭头的出料方向。三个阶段是指原料预处理、控制条件与核心反应和分离提纯。将化学工艺流程进行抽象化处理,可以得到如下模型。

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(1)选择何种方式对原料预处理,依据该阶段目的而进行选择,因此按照操作目的将原料预处理进行划分有利于思维模型的建立和提高解题速度。

①提高浸出速率——研磨、搅拌、增大浓度、升温

②提高浸出率——适当延长浸出时间、调控至合适的温度、适当增大浓度

③让可溶性金属离子进入溶液,实现物质分离——酸浸

④除油脂,溶解两性物质、SiO2等——碱浸

⑤将某些元素转变为氧化物形态,除去碳、硫、有机物等物质——煅烧或焙烧或灼烧

⑥与水反应或溶解——水浸

(2)核心反应的条件控制方法

①温度调节。可逆反应中促使平衡向目标物质方向移动;提高或降低某物质的溶解度;促进或抑制某离子水解;控制反应速率;防止某物质挥发或分解。

②pH调节。使得某些离子转化为氢氧化物的沉淀;抑制或促进离子水解;某些特定反应需要。

③增加某试剂的量。从平衡移动的角度来看,使某物质充分反应,提高另一种物质的转化率或产品产率。

(3)分离提纯的常见方法

①过滤;②结晶;③蒸馏;④萃取、分液;⑤反萃取;⑥升华。

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