无机化工流程题能力要求
1.培养从试题提供的新信息中,准确地提取实质性内容,并与已有知识块
整合,重组为新知识块的能力。
2.培养将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,
解决简单化学问题的能力。
3.培养将分析和解决问题的过程及成果,用正确的化学术语及文字、图表、
模型、图形等表达,并做出解释的能力。
一、工业流程题的结构
二、工业流程题分类突破
题型一 物质制备类化工流程题
1.核心反应——陌生方程式的书写
关注箭头的指向:箭头指入→反应物,箭头指出→生成物。
(1)氧化还原反应:熟练应用氧化还原规律,①判断产物,②根据化合价升降相等配平。
(2)非氧化还原反应:结合物质性质和反应实际判断产物。
2.原料的预处理
(1)溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸等。
水浸 | 与水接触反应或溶解 |
浸出 | 固体加水(酸)溶解得到离子 |
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 |
浸出率 | 固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(更多转化) |
(2)灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解。
(3)审题时要“瞻前顾后”,注意物质性质及反应原理的前后联系。
3.常用的控制反应条件的方法
(1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点:
①能与H+反应,使溶液pH增大;
②不引入新杂质。
例如:若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。
(2)控制温度。根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
(3)趁热过滤。防止某物质降温时会析出。
(4)冰水洗涤。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。
例题:NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为____。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:________。
+3
2NaClO3+H2SO4+SO2===2NaHSO4+2ClO2
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为__________、___________。“电解”中阴极反应的主要产物是________________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____,该反应中氧化产物是____。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_____。(计算结果保留两位小数)
NaOH溶液 Na2CO3溶液
2∶1 O2
1.57
[解题流程]
第一步:读题目,明确目的——制备NaClO2
第二步:审流程,分块破题——拆分工艺流程
第三步:看设问,结合题中的问题,回到流程图中找答案。
[得分秘籍]
(1)设问一般相对独立,无连带效应,一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。
(2)题中基本上都有与流程无关的问题,可直接作答;对于超纲知识,题目中要么有信息提示,要么与解答题目无关。
能力提升
甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是新一代畜禽饲料补铁添加剂。某实验小组以硫酸亚铁为铁源制备甘氨酸亚铁,其简要流程如下。
已知相关物质的信息如下:
回答下列问题:
(1)步骤(a)中加入铁粉的作用是_______________;
写出生成沉淀的化学方程式:________。
防止Fe2+被氧化
FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
(2)步骤(b)中为了提高甘氨酸亚铁的产率,需要控制溶液的pH在5.5~6.0之间,pH过低甘氨酸亚铁产率将下降,其原因为______________________________;
柠檬酸的作用包括______(填字母)。
A.调节溶液的pH B.除去步骤(a)中加入的铁粉
C.防止Fe2+被氧化 D.促进沉淀的溶解,加快反应速率
H+会与NH2CH2COOH反应,不利于甘氨酸亚铁的生成
ACD
解析: NH2CH2COOH中有碱性基团—NH2,可以和H+反应,故pH应控制在5.5~6.0之间。
(3)步骤(b)中趁热过滤的目的是________。
(4)步骤(c)中加入乙醇的目的是_____________________。
除去铁粉,减少因温度降低甘氨酸亚铁析出带来的损失
降低甘氨酸亚铁的损失
解析: 甘氨酸亚铁难溶于乙醇,加入乙醇可降低其损失。
(5)产品中Fe2+含量的检测:称取m g样品溶解于适量蒸馏水中,配制成100.0 mL溶液。用移液管取出25.00 mL溶液于锥形瓶中,向其中加入一定量混酸X进行酸化,用c mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液的体积为V mL。
①混酸X可以是____(填字母)。
A.HCl和H2SO4 B.HCl和H3PO4 C.H2SO4和H3PO4
D.H2SO4和HNO3 E.HCl和HNO3
解析: HCl有还原性、HNO3有氧化性,两者都会影响滴定结果,故选C