考點(diǎn)22 化工流程綜合題 ——2023年江蘇省普通高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平合格性考試專項(xiàng)精講+測(cè)試-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?考點(diǎn)22 化工流程綜合題
【學(xué)業(yè)要求】
1.掌握常見(jiàn)工藝流程題的解題思路和總結(jié)解題方法，2.加強(qiáng)對(duì)元素及化合物知識(shí)的理解與應(yīng)用。

一、工藝流程題的常見(jiàn)題型
1．以物質(zhì)制備為目的的化學(xué)工藝流程
原料處理階段的常見(jiàn)考查點(diǎn)：(1)加快反應(yīng)速率(2)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、鹽酸、濃硫酸等。(3)灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。
2．以分離提純?yōu)槟康牡幕瘜W(xué)工藝流程
(1)物質(zhì)分離提純的原則：不增：不引入新的雜質(zhì)。(2)不減：不減少被提純的物質(zhì)。(3)易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。(4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來(lái)的組成、狀態(tài)。
(2)常用的提純方法[來(lái)源:Z+xx+k.Com]
水溶法
除去可溶性雜質(zhì)
酸溶法
除去堿性雜質(zhì)
堿溶法
除去酸性雜質(zhì)
氧化劑或還原劑法
除去還原性或氧化性雜質(zhì)
加熱灼燒法
除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)
調(diào)節(jié)溶液的pH法
如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等
(3)常用的分離方法
過(guò)濾
分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過(guò)濾或者抽濾等方法
萃取和分液
利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴
蒸發(fā)結(jié)晶
提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl
冷卻結(jié)晶
提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等
蒸餾或分餾
分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油
冷卻法
利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣
二、工藝流程題的解題思路
工藝流程題實(shí)際上是考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識(shí)來(lái)解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題的能力。解此類題目的基本思路：
(1)先粗讀，從題干中獲取有用信息，理清思路。先不必把每個(gè)環(huán)節(jié)的原理都搞清楚。
(2)針對(duì)問(wèn)題再精讀，分析細(xì)節(jié)，根據(jù)問(wèn)題去研究某一步或某一種物質(zhì)。
(3)要看清所問(wèn)問(wèn)題，不能答非所問(wèn)，并注意語(yǔ)言表達(dá)的規(guī)范性。
2.工藝流程題的解題方法
(1)明確目的，提取有用信息。通過(guò)閱讀題頭，了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問(wèn)中的提示性信息，進(jìn)而明確生產(chǎn)目的——制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時(shí)所需的原料及所含雜質(zhì)，提取出所給的相關(guān)信息——化學(xué)反應(yīng)方程式、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的溶解性等。
(2)分析流程，弄清各步作用。對(duì)比分析流程圖中的第一種物質(zhì)(原料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，聯(lián)系問(wèn)題有針對(duì)性地思考：原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過(guò)程中依次進(jìn)行了什么反應(yīng)？每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)是否要除去，采用什么操作方法除去？
(3)看清問(wèn)題，準(zhǔn)確規(guī)范作答。這一步很關(guān)鍵，歷年的評(píng)卷分析都指出考生的簡(jiǎn)述能力比較差，特別是化學(xué)用語(yǔ)的表述與實(shí)際要求存在很大偏差。所以答題時(shí)要看清問(wèn)題，不能答非所問(wèn)，要注意語(yǔ)言表達(dá)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，如分清是要求回答實(shí)驗(yàn)操作名稱還是具體操作步驟。
【真題演練】
例1．(2020·江蘇合格考)硝酸鈣晶體[Ca(NO3)2·4H2O]常用于電子、儀表及冶金工業(yè)。一種利用CaO制備Ca(NO3)2·4H2O的流程如下：

（1）“制漿”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__。
（2）“氣體X”的化學(xué)式是___。
（3）Ca(NO3)2·4H2O的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示。“酸化”后制取Ca(NO3)2·4H2O的操作主要包括加熱濃縮、__、過(guò)濾、洗滌、干燥。實(shí)驗(yàn)室過(guò)濾操作必須用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和__。

【答案】 ①. CaO+H2O=Ca(OH)2 ②. NH3 ③. 降溫結(jié)晶 ④. 漏斗
【解析】
【分析】（1）依據(jù)加入的物質(zhì)寫(xiě)出化學(xué)方程式；
（2）依據(jù)氫氧化鈣和硝酸銨反應(yīng)分析產(chǎn)生的氣體；
（3）依據(jù)過(guò)濾的操作選擇儀器。
【詳解】（1）制漿的時(shí)候加入的是氧化鈣和水，所以化學(xué)方程式是CaO+H2O=Ca(OH)2 ，
故答案為：CaO+H2O=Ca(OH)2 。
（2）制漿時(shí)生成了Ca(OH)2 ，氫氧化鈣與硝酸銨反應(yīng)生成氨氣，故放出氣體是氨氣，
故答案為：NH3；
（3）從溶液中獲得晶體需要蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥，過(guò)濾的時(shí)候需要的玻璃儀器有漏斗，燒杯，玻璃棒，
故答案為：降溫結(jié)晶；漏斗。
例2．(2017·江蘇合格考)）鐵黑（Fe3O4）是常見(jiàn)的鐵系顏料.一種制取鐵黑的實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示：

制取鐵黑的反應(yīng)原理可表示為Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe(OH)2·2Fe(OH)3 Fe3O4
（1）加入氨水調(diào)pH至7～9時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________。
（2）為了保證鐵黑樣品的質(zhì)量，“合成”中需要控制的因素有_________________（填三個(gè)）。
（3）鐵黑產(chǎn)品中Fe3O4的含量是判斷產(chǎn)品等級(jí)的依據(jù)之一。某鐵黑樣品中混有的雜質(zhì)為FeO、Fe2O3中的一種。根據(jù)國(guó)標(biāo)方法，進(jìn)行的測(cè)定實(shí)驗(yàn)如下：
步驟1：稱取1.908g樣品置于錐形瓶中，加入足量鹽酸，加熱使之完全溶解。
步驟2：向錐形瓶中先加入足量的SnCl2溶液，將Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+，除去過(guò)量的Sn2+，再加入一定量的硫酸和磷酸，并滴加指示劑。
步驟3：再向錐形瓶中滴加0.08200mol·L-1K2Cr2O7溶液，發(fā)生反應(yīng)：
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
恰好完全反應(yīng)時(shí)，共消耗50.00mL K2Cr2O7溶液。請(qǐng)計(jì)算樣品中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）。
【答案】（1）Fe2++2NH3·H20=Fe(OH)2↓+2NH4+。
（2）通入空氣的量（或通入空氣的速率），控制氨水的濃度大小，還要控制反應(yīng)的溫度根據(jù) （3）Cr2O72-~6Fe2+，n(Fe2+)=0.08200mol·L-1×50.00×10-3L×6=2.46×10-2mol
運(yùn)用極端假設(shè)法，根據(jù)鐵元素守恒有：
第一種情況：全部為Fe3O4:2.46×10-2mol÷3×232g·mol-1=1.9024g
第二種情況：全部為Fe2O3:2.46×10-2mol÷2×160g·mol-1=1.968g
第三種情況：全部為FeO:2.46×10-2mol×72g·mol-1=1.7712g
因?yàn)?.9024g

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