一、“四線法”“四線法”顧名思義,通過分析四條主線,突破工藝流程題的整體把握,四條主線分別為試劑線、雜質(zhì)線、操作線、產(chǎn)品線。根據(jù)工藝流程題的類型的不同,四條主線呈現(xiàn)的具體內(nèi)容不同。利用“試劑-雜質(zhì)-操作-產(chǎn)品”四線法解工藝流程題認(rèn)知模型,如圖所示。
2020年全國Ⅰ卷、Ⅱ卷、山東卷中工藝流程題的四線呈現(xiàn)情況和信息呈現(xiàn)形式如表所示
解題時(shí),要粗看工藝流程框圖,迅速把握“四線”,整體把握化工流程的框架。 復(fù)習(xí)中要熟悉教材中的工藝流程,如高中教材中涉及的化學(xué)工業(yè):①侯氏制堿法;②氯堿工業(yè);③硅酸鹽工業(yè);④工業(yè)制硫酸;⑤合成氨工業(yè);⑥工業(yè)制硝酸;⑦Na、Mg、Al、Fe、Cu等金屬的冶煉;⑧海水中提取物質(zhì)。還要關(guān)注有關(guān)化工流程的專業(yè)知識。
1.試劑線需要掌握常見試劑的類型、作用和相關(guān)反應(yīng),也可稱為反應(yīng)線。常見試劑及其作用如表所示。
2.雜質(zhì)線對于礦物質(zhì)而言,測定元素組成后,即可確定雜質(zhì)。常見雜質(zhì)及其除雜方式如表所示。?
3.操作線主要指的是分離提純操作,每加一次試劑,便需要思考是否需要過濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、蒸餾、萃取等分離提純操作,如表所示。?
備注：積累常見操作的作用等相關(guān)知識,構(gòu)建分離提純操作的模型認(rèn)知。不常見的操作,高考設(shè)問主要以考查考生能力為出發(fā)點(diǎn)而給予已知信息
4.產(chǎn)品線試劑線、雜質(zhì)線、操作線的展開是為了獲取產(chǎn)品,產(chǎn)品的獲取主要通過除去雜質(zhì),發(fā)生核心反應(yīng)。通過總結(jié)近四年全國Ⅰ卷高考化學(xué)工藝流程題產(chǎn)品的獲取方式(見下表),不難發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的獲取具有以下特點(diǎn):(1)主要圍繞金屬元素的相關(guān)工藝產(chǎn)品展開考查;(2)工藝產(chǎn)品可能具有多樣性,體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)需要實(shí)效性;(3)產(chǎn)品的獲取可能在流程的前半部分,更多是后期才得到產(chǎn)品;
(4)產(chǎn)品的獲取需要試劑參與反應(yīng)轉(zhuǎn)化,可能發(fā)生的是氧化還原反應(yīng);(5)產(chǎn)品的獲取所涉及的分離提純操作及方法,離不開產(chǎn)品自身的性質(zhì)。由于大部分產(chǎn)品是固體,故基本上離不開結(jié)晶的相關(guān)操作。(6)工藝產(chǎn)品的獲取
　二、案例分析基于四線法,能夠全面了解工藝流程框圖的過程,理解如何除雜、試劑何種用途、產(chǎn)品如何獲取、如何操作等。例題:利用釩鈦磁鐵礦冶煉后產(chǎn)生的釩渣(主要含F(xiàn)eO·V2O3、Al2O3、SiO2及少量可溶性磷酸鹽)生產(chǎn)V2O5的工藝流程如下。
回答下列問題:(1)焙燒Ⅰ包括氧化和鈉化成鹽兩個(gè)過程,氧化的目的是獲得V2O5,寫出氧化過程中FeO·V2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　;廢渣Ⅰ的主要成分是　　　　;精制Ⅰ中加鹽酸調(diào)pH的主要作用是　　　　　　　　　,加入NH3·H2O后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　 。?(2)精制Ⅱ中加入CaCl2溶液除去磷酸鹽,pH過小時(shí)影響除磷效果的原因是　　　;pH過大時(shí),沉淀量增大的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)沉釩所得NH4VO3沉淀需進(jìn)行洗滌,洗滌時(shí)除去的陰離子主要是　　　　　　。NH4VO3在500 ℃時(shí)焙燒脫氨制得產(chǎn)品V2O5,化學(xué)方程式為2NH4VO3 V2O5+H2O↑+2NH3 ↑。但脫氨過程中,部分V2O5會(huì)轉(zhuǎn)化成V2O4,反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3∶2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 。?
形成溶解度較大的酸式鹽(或磷酸二氫鈣)　
4FeO·V2O3+5O2 2Fe2O3+4V2O5　
產(chǎn)生了Ca(OH)2沉淀
3V2O5+2NH3 3V2O4+N2+3H2O

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