2019-2020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.pdf
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1、1 / 12 教学资料参考参考范本 2019- 2020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 _年_月_日 _ 部门 2 / 12 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、Li C. “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 无机化工流程题的特点: 3 / 12 规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环
2、。 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 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 对原料进行预处理的常用方法及其作用: 1. 粉碎
3、、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 4 / 12 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
4、了除去可燃性杂质,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 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
5、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 5 / 12 物质开始沉淀沉淀完全 Fe(OH)32.7 3.7 Fe(OH)27.6 9.6 Mn(OH)28.3 9.8 若要除去 Mn2 溶液中含
6、有的Fe2,应该怎样做? 提示:先用氧化剂把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 a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
7、洗 涤,以防止洗涤过程中的溶解损耗;增大气体反应物的溶解度,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。 6 / 12 三、 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、 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
8、浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,或蒸馏、 萃取、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
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