資源簡介

工藝流程專題
一、必備知識點
1.對原料進行預處理的常用方法及其作用
(1)研磨——減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應速率。
(2)水浸——與水接觸反應或溶解。
(3)酸浸——與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬進入溶液，不溶物通過過濾除去。
(4)灼燒——除去可燃性雜質或使原料初步轉化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質。
(5)煅燒——改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土。
提高礦石浸出率的方法有①加熱升溫；②將礦石研成粉末；③攪拌；④適當增大酸的濃度等。
2.常用的控制反應條件的方法
(1)調節溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調節pH所需的物質一般應滿足以下兩點：
①能與H＋反應，使溶液pH增大；
②不引入新雜質。
例如：若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
(2)控制溫度。根據需要升溫或降溫，改變反應速率或使平衡向需要的方向移動。
(3)趁熱過濾。防止某物質降溫時析出，如除去NaCl中少量KNO3的方法是蒸發結晶、趁熱過濾。
(4)冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。
3.常用的提純及分離方法
常用的提純方法
(1)水溶法：除去可溶性雜質。
(2)酸溶法：除去堿性雜質。
(3)堿溶法：除去酸性雜質。
(4)氧化還原法：除去還原性或氧化性雜質。
(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發的雜質。
(6)調節溶液pH法：如除去Cu2＋中混有的Fe3＋等。
常用的分離方法
(1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據特殊需要采用趁熱過濾或抽濾等方法。
(2)萃取和分液：利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。
(3)蒸發結晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質，如NaCl。
(4)冷卻結晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。
(5)蒸餾或分餾：分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。
(6)冷卻法：利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨。
4.最好記住的化學方程式
（1）Al2O3與NaOH溶液反應的離子方程式　　　　 　
（2）Al2O3與鹽酸溶液反應的離子方程式
（3）氫氧化鋁與過量NaOH溶液反應的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（4）偏鋁酸鈉溶液中通入過量ＣＯ２的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（5）四氧化三鐵溶于稀硝酸的化學方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（6）氯化鐵溶液腐蝕電路板的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（7）二氧化硅與NaOH溶液反應的化學方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（8）氯化亞鐵溶液中加入新制氯水的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（9）等物質的量的氯氣和ＳＯ２同時通入水中的反應方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　
（10）氯水滴加入碘化鉀溶液中的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（11）二氧化氮與水反應的化學方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
二、整體思路
1.題目結構
考查的知識面廣，綜合性較強。常考的知識點包括：元素化合物的性質；常見的實驗基本操作；物質的分離提純、制備；化學反應原理（化學平衡、溶液中的離子平衡、電化學等）；反應熱的計算，產率的計算；副產物、母液的循環利用（環保意識和綠色化學知識）等。
2.題目隱含信息
“控制較低溫度”——常考慮物質的揮發、物質的不穩定性和物質的轉化等。
“加過量試劑”——常考慮反應完全或增大轉化率、產率等。
“能否加其他物質”——常考慮會不會引入雜質或是否影響產品的純度。
“在空氣中或在其他氣體中”——主要考慮O2、H2O、CO2、其他氣體是否參與反應或達到防氧化、防水解、防潮解等目的。
“判斷沉淀是否洗凈”——常取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加某試劑，以檢驗其中的某種離子。
“檢驗某物質的設計方案”——通常取少量待檢液體于試管中，加入另一試劑產生某現象，然后得出結論。
“控制pH”——常考慮防水解、促進生成沉淀或除去雜質等。
“用某些有機試劑清洗”——(1)降低物質溶解度，有利于產品析出；(1)洗滌沉淀：減少損耗，提高利用率等。
3. 分析技巧
（1）瀏覽全題，確定該工藝的目的（原料是什么？原料含有哪些雜質？最終產品是什么？）；
（2）關注流程圖以外的文字描述、表格信息、后續設問等，從中獲取信息，并在下一步分析和解題中隨時進行聯系和調用。
（3）閱讀題目提出的問題，帶著問題分析流程圖，結合題目提供的信息解決問題。
其中，分析流程圖，弄清各步流程的作用是解題的關鍵。
對一些線型流程工藝試題，首先對比圖中的第一種物質原材料與最后一種物質產品，從對比分析中找出原料與產品之間的關系。
思考：從原料到產品依次進行了什么反應？利用了什么原理？
每一步除目標產物外還產生了什么雜質或副產物？雜質或副產物是怎樣除去的？
最終的產品是如得到的？
弄清生產流程過程中原料轉化為產品的基本原理和除雜分離提純產品的化工工藝，然后再結合題設的問題，逐一推敲解答。
分析流程圖的知識基礎是元素化合物知識及化學反應的原理。
4. 化工題常用答題術語歸納
例如：某研究性學習小組用粗氧化銅(含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質)制取無水氯化銅，其實驗流程如圖所示：
1、選擇氧化劑X的原則：
（1）能將物質氧化 （2）不引入新的雜質離子
（3）過量的X不會造成環境污染 （4）來源豐富，價格便宜。
2、加入氧化劑X的目的（作用）：
將某某雜質離子氧化為某某離子，使后一步生成…..沉淀更徹底。
3、選擇試劑Y的原則：
（1）能調節pH值（實際上是能跟前面的鹽酸反應，消耗H+）；
（2）最好不引入新的雜質離子
4、調節pH的目的：
使….雜質離子轉化為….沉淀而除去，同時…目標離子未轉化為沉淀
5、由溶液得到晶體的方法（操作）：
（一）由一種純溶液得到晶體的方法：
（1）由NaCl溶液得到NaCl晶體：蒸發結晶、過濾、洗滌、干燥
（2）由CuSO4溶液得到CuSO4.5H2O晶體：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥
（3）由AlCl3型（可水解的氯化物）溶液，得到AlCl3晶體的方法：在干燥的氯化氫氣流中加熱蒸干。（注意：通入氯化氫的目的是：抑制Al3+離子的水解，同時將加熱過程產生的水蒸汽帶走。）
（二）混合溶液的分離提純方法：（例：KNO3的溶解度受溫度變化較大；NaCl的溶解度受溫度變化不大）
（1）要得到KNO3晶體：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；
（2）要得到NaCl晶體：蒸發結晶（濃縮）、趁熱過濾、洗滌、干燥。
6、除雜質常加入沉淀劑，確定沉淀劑是否過量的操作（或方法）：
（注意：檢驗要在過濾前，所以不能取濾液來做實驗）
（1）若是定量實驗，則只能用以下方法：靜置，往上層清液中繼續滴加原沉淀劑，若有沉淀生成，則說明未過量；若無沉淀生成，則說明沉淀劑已過量。
（2）若只是定性實驗，還可以用下面方法：靜置，取少量上層清液于試管中，加入原沉淀劑，若有沉淀生成，則說明未過量；若無沉淀生成，則說明沉淀劑已過量。
7、得到沉淀后，往往要洗滌沉淀。洗滌沉淀的目的：除去…物質表面附著的….雜質
洗滌沉淀時采用“冷水洗、冰水洗或有機溶劑”洗的目的（例如洗去KCl表面附著的NaCl雜質）：降低KCl的溶解度，減少洗滌過程中KCl晶體的損失。
8、洗滌沉淀的操作：往過濾器中加入蒸餾水至剛好浸沒沉淀，待自然流出后，重復2－3次。
9、證明沉淀已經洗滌干凈的方法：
取少量最后一次洗滌液于試管中，加入…..試劑，有…現象，則說明已經洗滌干凈。
10、鹽析或醇析的目的（作用）：降低某某物質的溶解度，析出……晶體。
11、可循環使用的物質：既是生產流程中的生成物，又是生產流程中中加入的物質。
副產品：生產過程中除了目標產品和可循環使用的物質以外的其他產物。
12、加熱：加快反應速率或溶解速率；
促進平衡向吸熱方向移動；
除雜，除去熱不穩定的雜質，如NaHCO3 、Ca(HCO3)2、KMnO4、I2、NH4Cl等物質。
使沸點相對較低的原料氣化
13、降溫：防止某物質在高溫時會溶解(或分解)
使化學平衡向著題目要求的方向移動（放熱方向）
使某個沸點較高的產物液化，使其與其他物質分離
降低晶體的溶解度，減少損失
14、控溫：（用水浴或油浴控溫）
防止某種物質溫度過高時會分解或揮發；為了使某物質達到沸點揮發出來
使催化劑的活性達到最好；防止副反應的發生
降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，達到綠色化學的要求。

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