模板03 工艺流程中条件控制与选择、分离和提纯-高考化学答题技巧与模板构建.docx

模板03工艺流程中条件控制与选择、分离和提纯

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技法01化工流程中条件的控制与选择

技法02化工流程中物质的分离和提纯

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化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是高考化学命题的常考题型

化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是高考化学命题的常考题型。

第一步：粗读题干

明确生产目的、原料、杂质和目标产品的成分。

第二步：分析流程

对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料；依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务。

第三步：解答设问

结合设问进一步分析流程，运用化学语言进行规范作答。

技法01化工流程中条件的控制与选择

1．温度的控制(常用水浴、冰浴或油浴)

(1)加热的目的：加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华的原料汽化。

(2)降温的目的：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；使化学平衡向着题目要求的方向(放热方向)移动；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。

(3)控制温度在一定范围的目的：结晶为获得所需物质(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)；防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)因温度过高时会分解或挥发；使催化剂的活性达到最高；防止副反应的发生。

(4)降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。

(5)控制固体的溶解与结晶

趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量。

蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。

蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。

从溶液中得到晶体的过程：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤、干燥。

2．pH的控制

(1)控制一定的pH，以提供反应所需环境。反应环境的不同会导致反应产物的差异。如在酸性环境中KMnO4的还原产物一般为Mn2＋，中性(或弱酸性)环境中KMnO4的还原产物一般为MnO2。

(2)控制一定的pH，以改变元素的存在形式。如铝元素在强酸性条件下以Al3＋形式存在，当体系的pH增大，铝元素将以Al(OH)3甚至以AlOeq\o\al(－,2)或[Al(OH)4]－的形式存在。

(3)控制一定的pH，使金属阳离子形成氢氧化物沉淀。

3．反应物用量或浓度的控制

(1)酸浸时为了提高矿石中某金属元素的浸取率，可以适当提高酸的浓度。

(2)对有多种反应物的体系，增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行。如工业制硫酸过程中，通入过量的O2以提高SO2的转化率。

(3)增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动，应结合具体问题进行具体分析。

4．加入物质的目的

(1)加碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。

(2)加沸石或碎瓷片：防止液体暴沸。

(3)加有机溶剂：萃取某些物质，或降低某些物质的溶解度。

(4)加氧化剂：与原体系中还原剂发生氧化还原反应。

5．在空气中进行的反应或操作

要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的，例如使用保护气抑制弱离子的水解(如HCl氛围)。

技法02工艺流程中物质的分离和提纯

1．物质分离与提纯的常用方法

(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。

(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。

(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。

(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。

(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混