工艺流程题（精选12篇）
工艺流程题 篇1
分析化学工艺 (或模拟化学工艺) 流程问题, 要学会看生产流程图, 对于比较陌生且复杂的流程图, 可宏观把握整个流程, 不必弄清生产过程中的每个细节, 只需根据题目提出的相关问题, 将整个大题分解成若干小题, 并迁移应用平时所学的化学知识进行分析, 从而解决问题即可。
★核心总结
1.考查内容
(1) 原料的预处理, 包括物质的分离、提纯和检验, 沉淀的洗涤等。
(2) 反应条件的控制, 包括温度、压强、催化剂、原料的配比、酸碱性的调节、溶剂的选择等。
(3) 化学反应原理, 包括离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡、水解平衡等。
(4) 绿色化学理念, 包括物质的循环利用、废物的处理、原子的利用率、能量的利用等。
(5) 化工安全常识, 包括防爆炸、防污染、防中毒等。
2.工艺流程
(1) 化学工艺流程图:主产品的制备、分离、提纯及定性或定量分析 (主线) →副产品 (分支) →循环利用物质 (箭头为回头方向) , 可用图示表示如下:
(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、产品的分离及提纯。
3.常用操作
(1) 原料的预处理
1溶解:包括酸溶 (溶解活泼 金属) 、碱溶 (溶解Al、Zn、Be) 等, 通常酸溶时使用稀硫酸、稀盐酸、浓硫酸等, 碱溶时使用NaOH溶液等。
2灼烧和煅烧:灼烧的温度一般较低 (相当于酒精灯加热) ;煅烧的温度较高, 常使一些杂质高温下氧化、分解等。
3研磨:适用于有机物的提取。
(2) 反应条件的控制
1控制溶液的酸碱性:其目的是使某些金属离子形成氢氧化物沉淀———pH的控制。调节pH所需的物质一般应满足:1能与H+反应, 使溶液pH增大;2不引入新杂质。例如, 若除去CuCl2溶液中混 有的FeCl3, 可加入CuO、Cu (OH) 2、Cu2 (OH) 2CO3 等物质来调节溶液的pH。
2反应环境:有些反应的产物易被空气中的O2氧化、与空气中的某种气体发生反应、易发生水解等, 这时需要采取措施进行保护。例如, 制取无水MgCl2时, 要在HCl气流中加热MgCl2·6H2O, 防止MgCl2发生水解。
3加热:一般是加快化学反应速率或促进平衡向某个方向移动。
4降温:防止某物质在高温时熔解或为使化学平衡向某个方向移动。
5趁热过滤:防止某些物质在温度降低时从溶液中结晶析出。
6有机溶剂洗涤:降低某些物质的溶解, 减少这些物质在水洗过程中的损失。
(3) 分离与提纯的方法
1常用物理方法
2常用化学方法
化学方法一般是同时考虑到各组分及杂质的化学性质及特点, 利用其差异性加以分离、提纯, 常用方法有:
★体验高考
【例1】 (2013·浙江高考) 利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4 胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下:
已知:Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题:
(1) 用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有_______。
A.去除油污B.溶解镀锌层
C.去除铁锈D.钝化
(2) 调节溶液A的pH可产生Zn (OH) 2沉淀, 为制得ZnO, 后续操作步骤是________。
(3) 由溶液B制得Fe3O4 胶体粒子的过程中, 须持续通入N2, 其原因是_______。
(4) Fe3O4 胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离?_______ (填“能”或“不能”) , 理由是________。
(5) 用重铬酸钾法 (一种氧化还原滴定法) 可测定产物Fe3O4 中的二价铁含 量。若需配制浓度为0.01000 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液250mL, 应准确称取_________gK2Cr2O7 (保留4位有效数 字, 已知MK2Cr2O7=294.0g·mol-1) 。配制该标准溶液时, 下列仪器中不必要用到的有________ (用编号表示) 。
1电子天平2烧杯3量筒4玻璃棒5容量瓶6胶头滴管7移液管
(6) 滴定操作中, 如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡, 而滴定结束后气泡消失, 则测定结果将_________ (填“偏大”、“偏小”或“不变”) 。
命题立意:本题以利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4 胶体粒子及副产物ZnO的制备流程图为载体, 综合考查了Zn及其化合物的性质、胶体的制备及性质、溶液的配制、氧化还原滴定及误差分析等知识, 侧重考查考生的综合分析能力、化学实验操作能力、迁移应用能力。
解析: (1) 由于“Zn及其化合 物的性质 与Al及其化合物的性质相似”, 用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮, 除了除去表面的油污外, 还能将镀层金属锌溶解。
(2) 由Zn (OH) 2沉淀制取ZnO的反应:可知, 调节溶液A的pH产生Zn (OH) 2絮状沉淀后, 为制取ZnO需要得到Zn (OH) 2沉淀, 然后要将Zn (OH) 2沉淀进行洗涤净化, 除去杂质, 再经灼烧就可得到纯净的ZnO。考虑到Zn (OH) 2的性质与Al (OH) 3相似, 也为絮状沉淀物, 过滤的速度较慢, 这里采用抽滤, 加快过滤速度。
(3) 由制备流 程图可知, B溶液中含 有Fe2+和Fe3+, 由B溶液制得Fe3O4 胶体粒子的过程中还需加热, 所以须持续通入N2的目的是为了防止Fe2+被氧化。
(4) Fe3O4 胶体粒子的直径较小, 减压过滤时能透过滤纸, 因此不能采用减压过滤法实现固液分离。
(5) 称取K2Cr2O7的质量为m (K2Cr2O7) = 0.01000 mol·L-1×0.2500L×294.0g·mol-1=0.7350g。
用K2Cr2O7固体配制溶液时, 要用电子天平称量固体质量, 并在烧杯中溶解, 然后转移到容量瓶中, 不需要用于量取液体体积的量筒和移液管。
(6) 若滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡, 而滴定结束后气泡消失, 则滴定过程中, 读取K2Cr2O7标准溶液的体积偏大, 测得Fe3O4 中的二价铁含量偏大。
答案: (1) A、B
(2) 抽滤、洗涤、灼烧
(3) N2气氛下, 防止Fe2+被氧化
(4) 不能胶体粒子太小, 抽滤时容易透过滤纸
(5) 0.735037
(6) 偏大
名师点评:分析化学 工艺 (或模拟化 学工艺) 流程问题时, 要明确整个流程及每一部分的目的, 仔细分析每步发生的反应及得到的产物, 结合基础理论与实际问题思考, 同时要注意答题的模式与要点:1要粗读试题, 尽量弄懂流程图, 但不必将每一种物质都推出。2要精读试题, 根据问题去精心研究某一步或某一种物质。3要看清所问问题, 不能答非所问, 并注意语言表达的科学性。
在答题时应特别注意, 这类试题中各小问之间往往没有联系, 前一问回答不了, 并不一定会影响后面问题的回答。
【例2】 (2013·全国高考Ⅰ) 锂离子电池的应用很广, 其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂 (LiCoO2) , 导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时, 该锂离子电池负极发生的反应为。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 (部分条件未给出) 。
回答下列问题:
(1) LiCoO2中, Co元素的化 合价为__________。
(2) 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式:_______。
(3) “酸浸”一般在80℃下进行, 写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_________;可用盐酸代替H2SO4 和H2O2 的混合液, 但缺点是__________。
(4) 写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________。
(5) 充放电过 程中, 发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化, 写出放电时电池反应方程式_________。
(6) 上述工艺中, “放电处理”有利于锂在正极的回收, 其原因是_________。在整个回收工艺中, 可回收到的金属化合物有_________ (填化学式) 。
命题立意:本题以回收锂离子电池的正极材料中的某些金属资源的工艺流程图为载体, 综合考查了元素的化合价、Al及其化合物的性质、离子方程式、氧化还原反应、试剂的选择、电池反应式等问题, 侧重考查考生的综合分析能力、信息加工处理能力和迁移应用能力, 题目的难度较大。
解析: (1) LiCoO2中的氧元素是-2价, Li元素是+1价, 根据化合物中各元素化合价的代数和为0, 可推测Co元素显+3价。
(2) 在“正极碱浸”过程中, 正极发生的反应为正极材料中的铝箔与NaOH溶液之间的反应, 故离子方程式为或。
(6) 在锂电池中Li作负极, 在放电过程中失去电子变成Li+从负极脱出, 进入溶液, 经过电解质溶液向正极移动。根据整个 流程图可知, 回收的金属化合物有:Al (OH) 3、CoCO3、Li2SO4。
答案: (1) +3
(6) Li+从负极中脱出, 经由电解质向正极移动并进入正极材料中Al (OH) 3、CoCO3、Li2SO4
名师点评:分析化学 工艺 (或模拟化 学工艺) 流程问题的技巧:
1浏览全题, 确定该流程的目的———由何原料获得何产物 (副产物) , 对比原料和产物;
2了解工艺流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息, 并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用;
3分析流程图并思考:从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理?每一步操作进行到什么程度最佳?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的?
【例3】 (2013·广东高考) 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
(注:Al (OH) 3和Cu (OH) 2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1) 电解精炼 银时, 阴极反应 式为__________;滤渣A与稀HNO3反应, 产生的气体在空气中迅速变为红棕色, 该气体变色的化学反应方程式为_________。
(2) 固体混合物B的组成为_________;在生成固体B的过程中, 需控制NaOH的加入量, 若NaOH过量, 则因过量引起的反应的离子方程式为___________。
(3) 完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:。
(4) 若银铜合 金中铜的 质量分数 为63.5%, 理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为___________molCuAlO2, 至少需要1.0mol·L-1的Al2 (SO4) 3溶液_____________L。
(5) CuSO4溶液也可用于制备胆矾, 其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。
命题立意:本题以银铜合金切割废料回收银并制备铜化工产品的工艺流程图为载体, 综合考查了电解 精炼银、Ag与稀硝酸 的反应、NO与O2的反应、铝及其化合物的转化、离子方程式、氧化还原方程式的配平、化学实验基本操作、化学计算等问题, 侧重考查考生的综合应用能力、化学实验操作能力和简单计算能力。
解析: (1) 迁移应用教材中电解精炼铜的原理, 在电解精炼银时, 粗银作阳极, 电极反应式为;纯银作阴极, 电极反应式为溶液为电解质溶液。根据流程图可知, 滤渣A和稀硝酸反应生成了NO (在空气中被氧气氧化生成红棕色的NO2) 。
(2) 根据固体B煅烧后得到的产物中含有Al、Cu两种元素, 结合Cu (OH) 2和Al (OH) 3两种物质开始分解的温度, 可知固体B的主要成分为Al (OH) 3和CuO。在制备过程中必须控制NaOH的量, 一旦过量 则会发生 反应:。
(3) 该反应为氧化还原反应, Cu元素由+2价变为+1价, Cu元素被还原, 而Al元素的化合价未发生变化, 根据氧化还原反应规律, 必定有一种元素被氧化, 从而判断氧化产物为O2, 再根据得失电子守恒、原子守恒, 配平相应的化学方程式。
(4) 根据元素守恒可知, 银铜合金中Cu的物质的量 为n (Cu) =5000g×63.5%/63.5g·mol-1=50mol, 根据元素守恒可知, CuAlO2的物质的量也为50mol, 然后再根据CuAlO2中的Cu和Al的物质的量之比1∶1, 可知需要硫酸铝溶液的体积是25L。
(5) CuSO4从饱和溶 液中结晶 析出生成CuSO4·5H2O (胆矾) , 由CuSO4溶液制备胆矾的一般步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(3) 424O2
(4) 50 25
(5) 蒸发浓缩、冷却结晶
名师点评:本题的考点分布较广, 横跨高中化学必修1和选修4两个模块, 考查了元素及其化合物、化学基本理论及化学实验基础知识。元素及其化合物的考查落点于Ag与稀硝酸的反应、NO与O2的反应、Al (OH) 3的性质及转化等内容。化学实验基础知识的考查, 落点于胆矾的制备。在强化考生对科学探究过程的理解的同时, 考查化学实验基础操作, 突出考生的科学探究能力和科学素养。第 (3) 问有一定的难度, 要求考生根据氧化还原反应规律确定另一种生成物, 再配平该氧化还原反应方程式。
【例4】 (2013·四川高考) 明矾石经处理后得到明矾[KAl (SO4) 2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4 和H2SO4 的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:
请回答下列问题:
(1) 在焙烧明 矾的反应 中, 还原剂是__________。
(2) 从水浸后的滤液中得到K2SO4 晶体的方法是__________。
(3) A12O3 在一定条 件下可制得AlN, 其晶体结 构如右图所示, 该晶体中Al的配位数是__________。
(4) 以 Al和 NiO (OH) 为电极, NaOH溶液为电解液组成一种新型电池, 放电时NiO (OH) 转化为Ni (OH) 2, 该电池反应的化学方程式是_________。
(5) 焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时:
则SO3 (g) 与H2O (l) 反应的热化学方程式是__________。
焙烧948t明矾 (M=474g/mol) , 若SO2的利用率为96%, 可生产质量分数为98%的硫酸____________t。
命题立意:本题以明矾制备Al、K2SO4 和H2SO4 的工艺流程为载体, 综合考查了氧化还原反应、化学实验基本操作、晶胞结构及原子配位数、原电池及电池反应式、盖斯定律及热化学方程式、化学计算等问题, 侧重考查考生的读图识图能力、综合分析能力和迁移应用能力。
解析: (1) 分析焙烧明矾的化 学方程式 可知, 明矾中部分S元素的化合价降低, 而S单质在反应中元素的化合价升高, 故还原剂为S单质。
(2) 从滤液中得到K2SO4 晶体的方法为蒸发结晶, 涉及蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤。
(3) 分析题给晶胞结构可知, 每个Al原子周围等距离且最近的N原子有4个, 故其配位数为4。
答案: (1) S (硫)
(2) 蒸发结晶
(3) 4
名师点评:本题考查的知识点涵盖高中化学必修1、选修3 (物质结构与性质) 、选修4 (化学反应原理) 三个模块, 所考查的知识点中氧化还原反应、原电池、盖斯定律、晶胞结构均为各模块中的重点内容, 既突出教材主干知识, 又强调学科内知识的综合应用。本题中设置的5个小问题, 彼此之间相互独立, 这也是近三年高考命题中突出的特点, 在解答相关问题时, 若遇到某一小问存在思维障碍, 可绕过该小题去解决下一小题。
工艺流程题 篇2
2、北理工10年部分面试题：
面试：考生被分成各个小组，每组20人，每次进去一个考生接受三到四个面试官集体面试，面试时间为每人十分钟。进去之后，考官会告诉你将有四个题要回答，在答题过程中有什么不懂的都可以问。
部分面试题：
（1）学生使用手机上网会遇到不健康信息，针对这种现象你怎么看？
（2）对于政府拟立法限制学生使用手机上网，你有什么看法。
（3）你将要写一个中学生使用手机上网的准则，请你用一个关键词或主题词来概括这个准则。
3、做好自我介绍的准备：
充分做好准备：包括三个方面：基本信息、获奖成绩、兴趣爱好
（1）整体自我认识，从名字解读，到优势，报考动机，大学规划等
（2）具体背景经历，参加过什么活动，获得什么奖项
（3）对于学校文化和专业知识的了解
4、充分了解学校的文化，包括以下方面：学校文化、校训理解、重点院系、专业选择
5、关注、社会热点，并学会分析，有自己的观点和看法，可以展现个性，但不能过于偏离社会主流观点，特别是政治观点。
工业流程题处理策略 篇3
一、精选例题
例题碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
（1）步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是。
（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO2-4，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有。
（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为。
（5）从母液中可回收的主要物质是。
二、学生解题情况统计与讲评策略
一个具体的工业流程题往往与具体的知识和方法相对应，统计学生的解题实际，并及时针对学生的质疑、错误予以评价是进行习题讲评的重要环节。
笔者就上面例题学生的完成情况进行了统计：
1.第一小问的答题分析
以β-锂辉石为原材料制备Li2CO3，在第一步浸取之前，为什么必须先将β-锂辉石粉碎成细颗粒状呢？这个问题的答案不难，但是如果学生没有将这一个操作与后一步操作有效连贯，不能看到该操作对浸取锂的作用，往往容易导致答题的不完整，十二、根据物质的性质来确定化学式
例13黑色粉末A在空气中燃烧可生成X和Y两种气体，X气体与黑色粉末A反应又可生成Y，Y燃烧又生成X，则用化学式表示A ；X；Y。
解析A黑色粉末可燃烧生成两种气体X和Y，则A为碳，X、Y是CO2、CO，X气体能与A反应生成Y，Y能燃烧生成X，说明X为CO2，Y为CO，所以用化学式表示分别为：A：C，X：CO2，Y：CO。
十三、根据化学方程式计算来确定化学式
例14将14.4 g某金属氧化物和CO在高温条件下充分反应，可得到8.8 g CO2，这种氧化物是（）。
A.ZnO B.FeO C.CuO D.HgO
解析题给所有选项的化学式，金属原子个数均为1，设所求氧化物的化学式RO，相对分子质量为x，则
RO+CO高温R+CO2
x44
14.4 g8.8 g
x∶44=14.4∶8.8 g
解之：x=72
所以R相对原子质量为72-16=56，则答案选B。 （收稿日期：2015-12-20）笔者将学生的错误进行了统计如表1所示。
表1
编号答案评价1使反应速率更快2反应更加充分没有从操作的连贯性角度进行回答，导致了答案不完整。正确的答案是：增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。
讲评时，要求学生围绕：“影响化学反应速率的因素有哪些？”这个问题进行思考。
（1）内因——反应物的性质；
（2）外因——浓度、温度、接触面积等因素。
那么，本题的操作呢？“固体粉碎”带来什么结果？粉碎的过程，颗粒变细的过程是其表面积增大的过程，有效增大了固液接触的表面积，因此加快了反应的速率，使得浸出率更高。经过这样的思考，结论自然得到。
2.第二小问的答题分析
对于这个小问，部分学生选择物质错误，这是学生认知不到位导致的。但是，有学生还跑过来和笔者交流，问为什么不是给定三个答案以外的答案？这出乎笔者的意料，对于第二个小问的确是可以有其他选择的，问了比较多的就是填NaOH是否可以？
其实，学生能够想到NaOH，就说明他已经知道要把pH调高，但是答案是限定的三个答案，在肯定学生思维的同时，要引导学生想一想题目中给定的三个，有没有和NaOH相同的作用了，引导学生将思维转向正确的选择——石灰石。
讲评时，要求学生注意前后步骤的联系和重视审题。（1）前一步用到了硫酸浸取锂，“此时是酸性溶液”这样的提示性语言也指出溶液应该具有较高的酸度；（2）后面一个步骤是“除杂”，题目中也有提示“需要加入一些物质把溶液的pH调节到6.0～6.5”。
结合上面的分析，说明加入的物质能够有效增大溶液的pH。对应给定的三个物质：氯化钙是中性的，稀硫酸是酸性的，只有加入石灰石与溶液中的酸反应，才能达到这一目的。
3.第三小问的答题分析
梳理高考工艺流程题新思路 篇4
化工生产流程中其目的是制备相关的化工产品, 在生成过程中必然会涉及物质的分离、提纯、产品的检测等, 该类知识点我们重点从以下几方面入手:
一、抓住总思路
(1) 明确题目目的是制取什么物质, 从题干或问题中获取有用信息, 了解产品的性质。善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素及化合物知识, 善于从质量守恒原理的角度分析未知物质, 寻找解题的突破口。箭头进入的是投料 (反应物) , 箭尾是生成物。 (2) 注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择。读懂流程图, 根据反应的基本原理 (氧化还原反应、离子反应) 写出主要的化学反应方程式或离子方程式。 (3) 要解决一个物质的制备、合成等实际的化学问题往往从成本角度、环保角度、现实角度等多角度考虑。 (4) 最后考生要根据分析, 规范作答, 准确表达才能得高分。
二、掌握常见的化学反应原理
一般来说, 化学工艺流程常涉及的化学反应原理有: (1) 沉淀溶解平衡的相关应用:一是沉淀的最小浓度控制;二是沉淀转化的条件。 (2) 反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用:一是反应速率控制;二是化学平衡移动;三是化学平衡常数的应用;四是反应条件的控制。 (3) 氧化还原反应的具体应用:一是强弱规律;二是守恒规律;三是选择规律。 (4) 盐类水解的具体应用:一是水解规律;二是水解反应的控制 (抑制或促进) 。
三、熟悉常见的化学反应
化工生产中常常会涉及到一些化学反应方程式的书写问题, 特别是一些复杂的氧化还原反应的方程式, 下面针对该问题作一强调。
1. 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
一般步骤为:首先根据反应物元素价态及性质确定反应产物 (氧化产物和还原产物) ;列出方程式并配平, 配平时往往需要在反应物或生成物中加上“水、酸、碱”等来实现原子守恒, 此时须特别注意溶液酸碱性对产物的影响。
2.“元素守恒法”的运用思路
在化学反应前后元素的种类没有改变, 各元素的原子总数也无增减。抓住反应前后某特征元素质量守恒去进行分析、求解, 就是一种应用广泛且行之有效的解法。
四、熟悉常见的物质分离、提纯、检验操作:
化工生产流程源于化工生产实际, 而化工生产过程中所涉及到的各种设备状况最初又是源于化学实验中的相关仪器, 所以在化工生产流程试题中常常会遇到一些涉及化学实验仪器的相关考点。化工生产中的多数基本操作源于化学实验的基本操作, 高考中考查学生们的实验基本操作技能是间接考查学生们的平时实验动手能力及语言表达能力的一种行之有效的方法和途径之一。联系中学化学中基本实验方法, 如装置气密性检查, 混合物分离、提纯和检验以及产品收集与尾气处理等。
常用的分离、提纯方法分为物理方法和化学方法。其中常用的分离、提纯的物理方法有:过滤 (包括沉淀洗涤, 检验沉淀是否洗涤干净) 、蒸发结晶、降温结晶、重结晶。采用结晶法从溶液中获得固体溶质的操作过程常描述为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。常用的分离、提纯的化学方法有:电解法、气化法、杂转纯法、氧化还原法、热分解法、酸碱溶解法、沉淀法等。在物质制备过程中, 显然会出现产品纯度的检验、物质的分离、提纯等经典实验问题, 所以我们平时还要特别关注关于中学化学中常见的物质制备、检验、提纯等化学实验的基本知识要点。
五、关注化工生产中的“绿色化学”理念
在分析化工生产流程问题时, 还要特别关注绿色化学理念, 具体如下:一是充分利用原料:二是充分利用能源:三是节省资源, 提高原料转化率和利用率四是注重尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染五是保护环境。
了解了以上所归纳的几方面之后, 遇到化工生产流程的试题即可按下列解题步骤抢夺高分:
(1) 快速浏览, 整体把握题目, 明确知识考查背景, 以及考查了哪方面的化学反应原理。 (2) 逐字逐句认真审题, 深入思考, 准确把握题目提供的条件及求解问题, 充分探究题干、图表提供的信息以及问题中的隐含信息。结合条件、信息与问题, 联系化学原理知识要求, 分析推理解决问题。 (3) 各个问题逐个突破, 切不可因一个问题没有解决而放弃其他问题。 (4) 认真作答, 规范书写, 把握答题要点切不可似是而非。 (5) 认真检查再次突破搁置难点。
中国工艺美术史大题要点 篇5
——金属工艺在中国历史工艺美术舞台上的发展
内容提要：本文展述了什么是中国工艺美术，中国工艺美术之一的金属工艺在中国工艺美术中的地位，发展和金属工艺在当代有哪些需求的市场，以及金属工艺在设计、艺术中的一些可行性的创造，并且介绍我们身边一位以金属工艺进行艺术创造的人和她的艺术行为。
关键词：中国古代工艺美术、景泰蓝烧瓷花丝镶嵌斑铜工艺锡制工艺铁画金银饰品等等、金属工艺的当今市场、金属工艺用途、创造金属工艺、“铁哥们”、郭新、双城（twocities）
正文：
首先我们要了解，什么是中国古代工艺美术？
中国古代工艺美术是中国人民为满足自己的物质需要和精神需要，在不同的历史条件下，采用各种物质材料和工艺技术所创造的人工造物的总称。它是中华民族造型艺术的重要组成部分，既体现了工艺美术的一般本质特征，在内涵和形式上保持着实用性与审美性的统一，又显示了中华民族文化自身所具有的鲜明个性。中国工艺美术以其悠久的历史、别具一格的风范、高超精湛的技艺和丰富多样的形态，为整个人类的文化创造史谱写了充满智慧和灵性之光的一章。工艺美术有物质文明和精神文明的又重属性，尽管它不是纯艺术，创作不以震撼人心或道德说教等为宗旨，但它对人的影响又绝不小于纯艺术。因为，人可以不去欣赏纯艺术，却不必去专门欣赏它，而它却永远在源源不断地提供着形式语言，潜移默化地培育起人的基本审美意识，如影随形般左右了人的终极审美判断。中国古代工艺美术夙享盛誉，长期是中华文明传播的承载体，域外人士在使用中国工艺美术的同时，也潜移默化地认知了中华文明。（参考《天公开物》）
工艺美术这个词，就具有悠久技艺传统的，富有地方和民族特色，反映中国古典文化精神的传统工艺美术，其主要门类有烧造、煅冶、染织、编扎、雕刻、木工、髹饰工艺等等。而金属工艺就是其中一项中国优秀的传统民族技艺。金属工艺是中国工艺艺术的一个特殊门类，主要包括景泰蓝（景泰蓝是用细扁铜丝掐成图案的，焊在铜胎上，再填点上彩色釉料，经烧制而成）、烧瓷（又名“铜胎画珐琅”，与景泰蓝的区别在于不用掐丝，而是在以铜制胎之后，在胎体上敷上一层白釉，烧结后用釉色进行彩绘，经二、三次填彩、修正后再烧结、镀金、磨光而成。）、花丝镶嵌（又叫“细金工艺”。它是用金、银等材料，镶嵌各种宝石、珍珠，或用编织技艺制造而成。）、斑铜工艺（斑铜工艺品是云南独有的民间传统工艺品, 它采用高品位的铜基合金原料，经过铸造成型，精工打磨，以及复杂的后工艺处理 1
制作而成，它“妙在有斑，贵在浑厚”，褐红色的表面呈现出离奇闪烁、瑰丽斑驳、变化微妙的斑花而独树一帜，堪称金属工艺之冠。）、锡制工艺、铁画（也称铁花，是以低炭钢为原料，将铁片和铁线锻打焊接成的各种装饰画。）、金银饰品等等。
中国金属艺术历史悠久，品种繁多，技艺精湛，风格独特，是中华民族璀璨的瑰宝，亦是中国优秀文化传统的结晶。我认为中国金属工艺在从古至今的岁月变迁中，是处在半消亡半沿袭状态的下的。这相对于其他中国工艺美术门类的发展情况看来，是趋于一个悲哀而并不绝望的状态，一种发展的涌动的状态。
金属工艺在当今，也占有非常大的需求量。这不会象我们在现在的生活中，去更多的去用塑料代替漆器，用玻璃代替了陶瓷，用工业印染的面料代替了传统织物等等。我们现在有许多酒吧、别墅、环境雕塑、绿化景观围栏等等，这些都需要去用到许多传统金属工艺的沿袭手段的，并且将金属工艺加以发扬光大，再设计再创造，使其与传统形式又有所区别，使得金属工艺更花样百出，更为当今的产业，人文，大众审美，或艺术家的创造所提供材料与技术的服务。但是，当今的金属工艺纯手工的几乎灭亡，这些内容也只是通过工业手段完成，利用机器，科技。我们能看见的传统的，废功费时的纯手工制作的金属工艺制品或许只有在一些艺术院校，或金属手工工作室内产出。
纯科技带领的金属工艺的大量浮现，这样的情况势必使我们的社会有更多的有关金属工艺的商机出现，商机出现会带动这个种工艺的的需求量，也会增加这种工艺本身的种类变化。达到我们以前通过手工艺无法达到的目的。古时候，我们祖先基本只用金属制作兵器和餐具，或者是女子装饰物和居室装饰物。如今，金属工艺大到被用做建凿高楼大厦，航天航海工具，小到肉眼无法看到科学仪器。电器需要它，店面装饰需要它，城市雕塑要它，房屋中的旋转楼梯需要它……
中国古代人就对冶金技术很是着迷，他们迷恋于发现金属工艺能创造出不同性质的物体所带来的装饰性。但是，中国古代金属技术的成就及其在科学技术上的地位，并未为世界乃至包括中国人自己所充分了解。中国的青铜器早已举世闻名，但直到20世纪60年代初，商周青铜器的冶铸技术仍被视作是难解之谜。中国的古人更乐忠于金属工艺的装饰。就拿中国女子的发簪做例子，中过古代女子的发簪形式多种多样，但它不注重其功能性，只要是能扎在头发里做装饰便可，它更重视其装饰效果，如明代，凤金簪zan；宋代，金钗 chai，钗形状如叉，是有两跟针脚的簪；唐代 四蝶银步摇；宋代，银栉 zhi，栉下面有齿、上面有背，齿有疏密，疏者称梳，用以梳理头发，密者称篦，用以篦除发垢，等等。而如今，我们生活中的金属工艺更简洁，更注重它的性能方面，如有：黑色金属的两瓣式发夹，简洁大方从小姑娘到老奶奶都可以使用。弹簧式的发夹；圈套丁字形发夹等等；
除了在这些金属工艺的使用方面以外，我们更可喜的是能看到，金属工艺被我们所创作和设计。越来越多的艺术家和设计师，喜欢使用金属做为他们艺术创作的材料。如，著名北欧家具设计IKEA，也喜欢利用金属工艺做一些金属家具，如，床。在中国我们个大美术院校也力在培养大量的金属工艺沿袭者。并且还有专门的当代金属艺术作品展览。如，清华大学美术学院建院五十周年，美院工艺美术系于10月26日至11月5日在美院举行了金属艺术展。在他们学院，金属艺术专业随着他们美术学院特艺系的建立，经过了几十年的逐步完善和发展，目前形成了金属艺术和首饰艺术这两个有特色的专业方向。他们的作品，这些金属艺术作品也从不同程度上体现出中国传统文化的内涵。（参考《现代艺术设计丛书》——《金工艺术》）
在这次的田野考察中，我去了莫干山路50号，去看了”铁哥们”工作室，这个工作室的艺术家，将一些平时看似废弃的金属材料制作成了一些玩具式的作品，有唱京戏拿大刀的角，还有欧洲的骑士，小恐龙，门口的彩色铁皮风铃罐头等等，都十分的有趣和生动，并且将废铜烂铁变废为宝，这个是具有很好的环保理念的创举，在日益耗尽的资源面前，艺术应该作为一种先发至人的东西存在，来以它的形式，广而告知那些尚未意识到问题的人们。在今后我们更应该在环保上多作考虑。金属并不应该无限制的制造，这样的话总有一样会耗尽所有，所以还当反复使用。这一点“铁哥们”走出了希望的步伐，将一堆废气金属变为了装饰性很强的艺术品。值得我们深思和学习。
我还重点去采访，并且接触了我们上海大学美术学院综合材料造型工作室，做首饰艺术的女艺术家，郭新老师和她的双城手工艺工作室（twocities）。郭老师拥有美国印第安大学文学硕士与艺术硕士学位。她用金属工艺做“艺术首饰”，以艺术首饰作为艺术创作的形式。”艺术首饰”(art jewelry)是目前首饰设计的最前卫的艺术表现形式。它直根于现代艺术。她教导学员设计首饰造型一定要有创造性，创作出艺术性个性化的东西来。艺术首饰可以由多种不同材料表现，不受限制，而金属正是艺术首饰中最常见和最常使用的一种。她说，金属工艺在中国传统中已近流失。这是非常令人痛惜的事情。而在西方，高速发展的科技并没有使手工艺术消亡。在西方的许多美术学院里都设有金工艺术课程。许多金工艺术课程是和首饰作为同一个专业研究的。一把全手工锻造的茶壶要花近两个月的时间敲打出来。在现代手工艺术运动中，手工锻造的餐具、器皿是现代设计理念加上与传统手工艺的完美组合。（参考《郭新：上海大学美术学院教师作品集》）
工艺流程题 篇6
由于化学工艺流程图题与生活、生产实际紧密相连，命题专家在编制试题时，会参考大量化工工艺文献，以真实的化工生产为命题背景，尽可能地把生产实际与中学化学知识有机地整合在一起，体现出新课程标准对学生能力的考查要求。因此，化学工艺流程图题对学生解决实际问题能力的要求是比较高的。从近几年高考答卷情况分析来看，学生在解答这类问题时，还存在着一定程度的惧怕心理，试题的得分率也不高。本文根据笔者的教学实践，略析化学工艺流程图题的结构特点及复习策略。
一、化学工艺流程图题的结构特点
1.化学工艺流程图题的三段论
化学工艺流程图题一般都包含题头、题干、问题三部分，我们称之为“三段”。“题头”一般用文字表述一个真实的化学工业生产过程，“题干”一般用框图、箭头、适当的文字、序号等形式，把原本繁复的生产流程、操作、反应、设备等，简明扼要、清晰无误地呈现在学生面前。
2.化学工艺流程图题的综合性
化学工艺流程图题考查的知识范围广，涵盖了整个中学化学知识体系，既要求熟知高中相关的基本知识、基本理论、基本方法、基本思路，又要求结合新情境中的新信息，在全新的平台上整合、运用，从而解决实际问题。
3.化学工艺流程图题“问题”的独立性
化学工艺流程图题虽然涉及的生产流程大多是课本上没有的，情景往往是从没见过的，但它起点高、落点低。题中的许多问题，运用我们已有的知识和方法，结合流程中显性的、隐性的信息，是能够加以解决的。而且，问题一般是各自独立的，上一个问题的解决与否，不会影响到下一个问题的解答。
二、化学工艺流程图题的复习策略
1.夯实基础，建构系统全面的知识网络
无论在高中化学新课的教学中，还是在高三的复习阶段，教师一定要积极引导学生全面复习物质的性质及物质间的相互转化规律。夯实基础，是顺利解答工艺流程图题的前提条件。具体有以下知识：（1）元素及其化合物知识；（2）反应速率与平衡理论；（3）氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；（4）分离除杂；（5）化学反应的能量变化；（6）实验基本操作；（7）物质转化和循环，资源的回收与利用；（8）环境保护与绿色化学评价。
2.整体把握，抓住工艺流程图题的关键
化学工艺流程图题看上去纷繁复杂，有的学生读题时，会认真地、逐字逐句地进行分析研究，就很容易对陌生全新的情景和工业生产中专业术语感到困惑，从而产生畏惧心理，严重影响学生的分析与判断。
面对化学工艺流程图题，要引导学生从宏观上、整体上去领悟出题者的思路，与命题者共思维。下图是工艺流程图题的一般结构，解决问题时，不能因某一步看不懂而全盘放弃，因为这个步骤很可能是学生就目前的知识和能力还解决不了的，而且命题人根本也没有要求学生去深入回答这个问题，只是作为一个事实呈现而已。因此要引导学生把握问题的主线，放眼整个问题框架，进行完整、系统的理解：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）预览流程，初步判定预处理、反应、提纯分离等阶段。（3）分析流程：反应物是什么？发生了什么反应？该反应对制造产品有什么作用？（4）从题目后面的提问中获取信息，帮助解题。
3.授人以渔，协助学生总结规律方法
要提高教学效率和学习的有效性，做适量的练习题是完全必要的。但只是一味地埋头做题，却不去反思总结，结果肯定会事倍功半，学生就会陷入“题海”中。要想切实减轻学生的课业负担，让学生脱离“题海”，就要做到“授人以渔”。这启发我们，一定要引发学生在做题后反思：化学工艺流程图题是千变万化的，它有没有一般的解决规律和方法呢？在教学和复习过程中，教师进行适当的引导，充分地让学生自己去反思和小结解题的规律和方法，教师再进行必要的点拨和补充，就能训练学生举一反三、触类旁通的能力。
（责任编辑 罗 艳）endprint
在《普通高中化学课程标准（实验稿）》中清晰地规定了要求学生能运用所学的化学知识，去解释日常生活、生产中的化学现象，解决与化学有关的一些实际问题，能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。正是在新课程理念的深远影响下，近年来化学工艺流程图题已经成为各地高考命题中不可或缺的题型，受到高考命题专家的广泛青睐。
由于化学工艺流程图题与生活、生产实际紧密相连，命题专家在编制试题时，会参考大量化工工艺文献，以真实的化工生产为命题背景，尽可能地把生产实际与中学化学知识有机地整合在一起，体现出新课程标准对学生能力的考查要求。因此，化学工艺流程图题对学生解决实际问题能力的要求是比较高的。从近几年高考答卷情况分析来看，学生在解答这类问题时，还存在着一定程度的惧怕心理，试题的得分率也不高。本文根据笔者的教学实践，略析化学工艺流程图题的结构特点及复习策略。
一、化学工艺流程图题的结构特点
1.化学工艺流程图题的三段论
化学工艺流程图题一般都包含题头、题干、问题三部分，我们称之为“三段”。“题头”一般用文字表述一个真实的化学工业生产过程，“题干”一般用框图、箭头、适当的文字、序号等形式，把原本繁复的生产流程、操作、反应、设备等，简明扼要、清晰无误地呈现在学生面前。
2.化学工艺流程图题的综合性
化学工艺流程图题考查的知识范围广，涵盖了整个中学化学知识体系，既要求熟知高中相关的基本知识、基本理论、基本方法、基本思路，又要求结合新情境中的新信息，在全新的平台上整合、运用，从而解决实际问题。
3.化学工艺流程图题“问题”的独立性
化学工艺流程图题虽然涉及的生产流程大多是课本上没有的，情景往往是从没见过的，但它起点高、落点低。题中的许多问题，运用我们已有的知识和方法，结合流程中显性的、隐性的信息，是能够加以解决的。而且，问题一般是各自独立的，上一个问题的解决与否，不会影响到下一个问题的解答。
二、化学工艺流程图题的复习策略
1.夯实基础，建构系统全面的知识网络
无论在高中化学新课的教学中，还是在高三的复习阶段，教师一定要积极引导学生全面复习物质的性质及物质间的相互转化规律。夯实基础，是顺利解答工艺流程图题的前提条件。具体有以下知识：（1）元素及其化合物知识；（2）反应速率与平衡理论；（3）氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；（4）分离除杂；（5）化学反应的能量变化；（6）实验基本操作；（7）物质转化和循环，资源的回收与利用；（8）环境保护与绿色化学评价。
2.整体把握，抓住工艺流程图题的关键
化学工艺流程图题看上去纷繁复杂，有的学生读题时，会认真地、逐字逐句地进行分析研究，就很容易对陌生全新的情景和工业生产中专业术语感到困惑，从而产生畏惧心理，严重影响学生的分析与判断。
面对化学工艺流程图题，要引导学生从宏观上、整体上去领悟出题者的思路，与命题者共思维。下图是工艺流程图题的一般结构，解决问题时，不能因某一步看不懂而全盘放弃，因为这个步骤很可能是学生就目前的知识和能力还解决不了的，而且命题人根本也没有要求学生去深入回答这个问题，只是作为一个事实呈现而已。因此要引导学生把握问题的主线，放眼整个问题框架，进行完整、系统的理解：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）预览流程，初步判定预处理、反应、提纯分离等阶段。（3）分析流程：反应物是什么？发生了什么反应？该反应对制造产品有什么作用？（4）从题目后面的提问中获取信息，帮助解题。
3.授人以渔，协助学生总结规律方法
要提高教学效率和学习的有效性，做适量的练习题是完全必要的。但只是一味地埋头做题，却不去反思总结，结果肯定会事倍功半，学生就会陷入“题海”中。要想切实减轻学生的课业负担，让学生脱离“题海”，就要做到“授人以渔”。这启发我们，一定要引发学生在做题后反思：化学工艺流程图题是千变万化的，它有没有一般的解决规律和方法呢？在教学和复习过程中，教师进行适当的引导，充分地让学生自己去反思和小结解题的规律和方法，教师再进行必要的点拨和补充，就能训练学生举一反三、触类旁通的能力。
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在《普通高中化学课程标准（实验稿）》中清晰地规定了要求学生能运用所学的化学知识，去解释日常生活、生产中的化学现象，解决与化学有关的一些实际问题，能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。正是在新课程理念的深远影响下，近年来化学工艺流程图题已经成为各地高考命题中不可或缺的题型，受到高考命题专家的广泛青睐。
由于化学工艺流程图题与生活、生产实际紧密相连，命题专家在编制试题时，会参考大量化工工艺文献，以真实的化工生产为命题背景，尽可能地把生产实际与中学化学知识有机地整合在一起，体现出新课程标准对学生能力的考查要求。因此，化学工艺流程图题对学生解决实际问题能力的要求是比较高的。从近几年高考答卷情况分析来看，学生在解答这类问题时，还存在着一定程度的惧怕心理，试题的得分率也不高。本文根据笔者的教学实践，略析化学工艺流程图题的结构特点及复习策略。
一、化学工艺流程图题的结构特点
1.化学工艺流程图题的三段论
化学工艺流程图题一般都包含题头、题干、问题三部分，我们称之为“三段”。“题头”一般用文字表述一个真实的化学工业生产过程，“题干”一般用框图、箭头、适当的文字、序号等形式，把原本繁复的生产流程、操作、反应、设备等，简明扼要、清晰无误地呈现在学生面前。
2.化学工艺流程图题的综合性
化学工艺流程图题考查的知识范围广，涵盖了整个中学化学知识体系，既要求熟知高中相关的基本知识、基本理论、基本方法、基本思路，又要求结合新情境中的新信息，在全新的平台上整合、运用，从而解决实际问题。
3.化学工艺流程图题“问题”的独立性
化学工艺流程图题虽然涉及的生产流程大多是课本上没有的，情景往往是从没见过的，但它起点高、落点低。题中的许多问题，运用我们已有的知识和方法，结合流程中显性的、隐性的信息，是能够加以解决的。而且，问题一般是各自独立的，上一个问题的解决与否，不会影响到下一个问题的解答。
二、化学工艺流程图题的复习策略
1.夯实基础，建构系统全面的知识网络
无论在高中化学新课的教学中，还是在高三的复习阶段，教师一定要积极引导学生全面复习物质的性质及物质间的相互转化规律。夯实基础，是顺利解答工艺流程图题的前提条件。具体有以下知识：（1）元素及其化合物知识；（2）反应速率与平衡理论；（3）氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；（4）分离除杂；（5）化学反应的能量变化；（6）实验基本操作；（7）物质转化和循环，资源的回收与利用；（8）环境保护与绿色化学评价。
2.整体把握，抓住工艺流程图题的关键
化学工艺流程图题看上去纷繁复杂，有的学生读题时，会认真地、逐字逐句地进行分析研究，就很容易对陌生全新的情景和工业生产中专业术语感到困惑，从而产生畏惧心理，严重影响学生的分析与判断。
面对化学工艺流程图题，要引导学生从宏观上、整体上去领悟出题者的思路，与命题者共思维。下图是工艺流程图题的一般结构，解决问题时，不能因某一步看不懂而全盘放弃，因为这个步骤很可能是学生就目前的知识和能力还解决不了的，而且命题人根本也没有要求学生去深入回答这个问题，只是作为一个事实呈现而已。因此要引导学生把握问题的主线，放眼整个问题框架，进行完整、系统的理解：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）预览流程，初步判定预处理、反应、提纯分离等阶段。（3）分析流程：反应物是什么？发生了什么反应？该反应对制造产品有什么作用？（4）从题目后面的提问中获取信息，帮助解题。
3.授人以渔，协助学生总结规律方法
要提高教学效率和学习的有效性，做适量的练习题是完全必要的。但只是一味地埋头做题，却不去反思总结，结果肯定会事倍功半，学生就会陷入“题海”中。要想切实减轻学生的课业负担，让学生脱离“题海”，就要做到“授人以渔”。这启发我们，一定要引发学生在做题后反思：化学工艺流程图题是千变万化的，它有没有一般的解决规律和方法呢？在教学和复习过程中，教师进行适当的引导，充分地让学生自己去反思和小结解题的规律和方法，教师再进行必要的点拨和补充，就能训练学生举一反三、触类旁通的能力。
工艺流程题的命题特点和解题策略 篇7
一、命题特点
工艺流程题呈现的信息源于真实的工业生产过程, 具有步骤多、过程复杂等特点, 主要考查物质的转化及物质的分离提纯, 涉及的知识丰富, 体现了高考对学生综合应用能力的考查。考查的内容主要有:元素化合物知识;化学实验基本操作, 如除杂、分离、提纯等;化学反应方程式或离子反应方程式的书写, 特别是根据信息书写化学反应方程式;化学平衡理论;盐类的水解原理, 通常是通过控制溶液的酸碱性使某些金属阳离子形成氢氧化物沉淀而被除去、盐类在蒸发过程中应防止水解等;电解原理;定量计算;生产条件的控制方法和意义; 从溶液中得到晶体的操作过程;还考查工艺的安全性、经济性、绿色化等问题。
工艺流程试题主要由三部分组成:1.题头, 一般是介绍该工艺生产的原材料和产品 (包括副产品) ;2.题干, 以框图形式呈现原料到产品的主要生产工艺流程, 主线主要包含原料的预处理、核心的化学反应以及产品的分离提纯, 支线主要是指明使用的试剂、经过某个步骤操作后所得的物质、物质的循环利用 (以回头线的形式体现) 、排放物的无害化处理等;3.题尾, 主要是信息提示及问题。常见的流程题有两类:一类是除杂提纯工艺流程题, 如粗盐的提纯;另一类是原材料化学转化工艺流程题, 高考以这类题为主。
二、解题方法与策略
解工艺流程题时, 首先要通读一遍试题, 简单了解生产的流程, 题目中以什么原料来制备目标产品;然后按照从左往右的顺序仔细分析每一个步骤, 有什么物质进出, 发生了什么反应, 产物是什么, 目的是什么, 涉及什么操作, 是除杂、净化还是分离提纯, 操作对产品会有什么影响等, 总之所有的反应转化或实验操作都是为了得到纯净的产品。在这个过程中要特别仔细, 分析到位, 一个步骤分析不全面往往会影响到下一个步骤的分析, 产生连带效应, 使得下一个步骤的分析出现错误。最后联系所学的知识和技能解答问题。题目虽然涉及众多的知识点, 但各个小题之间通常没有非常紧密的联系, 因而可以逐问分析, 各个击破, 争取该拿的分都能拿到。
以上为解决工艺流程题的一般方法, 其实很多时候不必拘泥于解题的方法和步骤。试题中不管提供什么样的新情境、新信息, 最终的目的都是为了考查学生对基础知识的掌握程度和应用知识的能力。因而还可以直接从问题出发, 联系试题所给的信息并结合所学知识解答问题。
三、学生解答工艺流程题存在的主要问题及应对策略
学生解答工艺流程题时存在的主要问题有:1.审题能力、分析问题能力较差。具体体现在不能理解工艺流程的目的, 不清楚每个步骤涉及的反应、反应前后的物质是什么等。因而复习备考的过程中, 要注意培养学生的审题能力和分析问题的能力, 引导学生抓住试题中的关键信息和考查的知识点, 建立好解题的思维模型。2. 粗心大意, 答题不规范。如写错别字, 反应方程式不配平, 产物写错, 化学式书写错误, 不能正确使用化学语言解释一些原理、现象或描述实验操作, 等等。在平时复习备考过程中, 应注意培养学生规范答题、正确使用化学用语的习惯, 避免不必要的失分。同时, 学生考试时心理紧张也是造成失误的一个重要因素, 平时还应注意对学生进行考试心理辅导, 使学生养成沉着冷静答题的习惯。3.自学能力较差, 表现在不能正确理解试题所给的信息, 如不能结合新信息书写化学反应方程式, 不能正确应用试题表格或图像中的数据去分析解决问题等。在平时的复习过程中, 应注意训练学生从具有一定情景信息的试题中提取有用的信息, 把题中的信息指向某个或某些知识点或考点, 最终落实在基础知识点上。
四、高考复习备考的方法
工艺流程题步骤多, 过程复杂, 与工业生产实际紧密联系, 对学生的能力要求较高。对这一类试题, 备考复习时还是要抓好双基。在化学复习备考中应做好以下几点:1.编制工艺流程专题, 进行解题能力的训练。通过专题的复习, 使学生了解这类试题的命题特点和解题的一般方法;2.将这类题常考的知识点进行分解, 落实到各个相应的章节中去。如常见的物质分离提纯实验的基本操作:溶解、过滤、萃取、蒸发、结晶、重结晶等, 一般安排在化学实验专题中复习。试题中考查到的知识点和原理规律, 经过分解后更易于复习;3.了解常见化工术语的含义, 如酸浸、水洗、焙烧等;4.总结归纳工艺流程题中一般的规律性问题, 如原料除杂净化的方法、产品分离提纯的方法、调节pH值的意义、反应条件控制的方法等;5.平时训练的过程中注意形成规范的答题习惯, 如文字的表达要使用化学的语言、书写化学用语要正确、答题过程要注意抓住要点等, 减少不必要的失分。
工艺流程题 篇8
1.知识与技能
(1)了解工艺流程题的考点及其呈现形式。
(2)掌握工艺流程题的知识落点。
(3)掌握工艺流程题的解题方法和解题技巧。
2.过程与方法
引导学生做好知识储备,分析归纳近年工艺流程题,使学生掌握该题的解题方法。
3.情感、态度和价值观
通过该题目的讲解激发学生发展潜能,关注学科知识与社会生产、生活的联系。培养学生理论联系实际、学以致用的学习观。
二、教学策略
本节课通过两个真题、四个活动引领学生思考,帮助学生在理解知识的同时,掌握科学研究的方法。首先通过2015年的高考真题引入课题,激发学生探究工艺流程题解题的求知欲望。启发学生通过观察、思考,探索工艺流程题的命题立意和知识储备特点,为解题做好知识储备。
三、教学过程
活动一:讲解2015年全国卷理综化学第27题。
【教学过程】
(一)真题分析
分析2015年理综卷第27题试题。
(1)仿照碱式碳酸盐与酸反应,分析化合价并联系流程图最终产物推导产物;根据反应速率相关知识解答速率题。
(2)考查元素化学常识,根据流程图得出结论。
(3)考查元素化学常识和分离提纯的方法。
(4)考查对流程图的解析。
(5)考查物质结构的知识。
(6)考查化学反应的基本原理及氧化还原反应的方程式配平。
(二)工艺流程题知识储备
1. 分析工艺流程题的特点
活动二:分析总结特点。
(1)呈现形式:流程图、表格、图像。
(2)知识落点:化学反应原理、元素化合物、实验。
(3)能力考查:获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力。
2. 分析题目的出题意图
流程题只有两个目的:①如何利用某些物质制备另一物质;②如何从混合物中分离、提纯某一物质。
3. 总结题目的考查知识落点
(1)物质的分离提纯方法。
(2)元素化合物知识:融入其他过渡金属元素的单质及化合物:Ti、Cr、Mn、Zn、Ni等。
(3)化学反应原理。
(三)实战演练
活动三:解答2013年全国理综卷第27题;讲解课堂练习题目,分析解题步骤。应用理解知识,有助于达成三维目标。
(四)解题方法及技巧
活动四:根据高考原题分析工艺流程题考点,总结解题方法和解题技巧。
【解题方法】
1. 明确工艺流程的框架
(1)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,以及生产条件的控制。
2. 掌握解题思路
(1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。
(2)整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。
(3)分析流程中的每一步骤。①反应物是什么?②发生了什么反应?③得到了哪些产物?对产品有什么影响?
【解题技巧】
(1)简答题。要利用化学原理解答,通过化学反应速率、平衡移动原理、控制反应条件等,目的是加快反应速率或增大反应程度,提高产品的产率。
(2)绿色化学、原子利用率。
(3)前后对比,找变化;回味其中,想反应;各个击破,得分数。
(4)调节p H的方法。①为什么要调?往调大还是往调小?②怎么调?(通过改变H+或OH-)③注意:不带入新的杂质。
(5)有关Ksp。①利用溶度积常数判断沉淀的生成。②利用溶度常数判断沉淀的转化。③利用溶度积进行计算。
四、教学反思
(1)应以考试说明和考纲为依托,从宏观上把握复习的方向。
(2)夯实基础,把握主干知识。
(3)从方法上注重学生知识的迁移能力。
(4)从效果上达到“一题多解,一题多变,多题同解”的效果。
(5)强调严格按照题目要求作答以及书写化学用语的规范性,避免不必要的失分。
高考化工流程题的常见类型及解法 篇9
一、物质制备类化工流程题
物质制备类化工流程题常以某种物质 (目标产物) 的制备为基础, 涉及原料的预处理、物质的制备原理、产品的分离及提纯等具体步骤, 兼顾考查元素及其化合物、化学基本概念和基本理论、化学实验等知识, 具有综合性强、知识覆盖面广、思维容量大等特点。一个完整的物质制备类化工生产流程一般包括以下具体内容:
例1.以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝, 既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al和Al2O3 (含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3) , 其制备工艺流程如下:
(1) 铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为___。
(2) 图中“滤渣”的主要成分为___ (填化学式) 。
(3) 加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为___。
(4) 煅烧硫酸铝铵晶体, 发生的主要反应为将产生的气体通过下图所示的装置。
①集气瓶中收集到的气体是___ (填化学式) 。
②足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O (g) 外还有___ (填化学式) 。
③ KMnO4溶液褪色 (MnO4-还原为Mn2+) , 发生的离子反应方程式为___。
解析: (1) 铝灰中含有Al、Al2O3及少量SiO2、FeO、Fe2O3杂质, 利用稀H2SO4浸取铝灰的过程中, Al2O3、FeO、Fe2O3均发生反应生成相应的盐和水, 其中Al2O3与稀H2SO4反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4——Al2 (SO4) 3+3H2O。 (2) 用稀H2SO4浸取铝灰, SiO2不溶于稀H2SO4, 其他物质均生成可溶性盐, 过滤后SiO2进入滤渣。 (3) FeO与稀H2SO4反应生成FeSO4和H2O, 其中Fe2+具有较强的还原性, 加入30%H2O2溶液时, Fe2+被氧化成Fe3+, 离子方程式为2Fe2++H2O2+2H——+2Fe3++2H2O。 (4) ①煅烧硫酸铝铵晶体得到NH3、N2、SO3和SO2等气体, 混合气体通过饱和NaHSO3溶液时, NH3、SO3被吸收, 通过KMnO4溶液时SO2被吸收, 最后剩余N2, 而N2不溶于水, 因此集气瓶中收集到的气体是N2。②H2SO4的酸性强于H2SO3, 而NH3易溶于水, 因此混合气体通过足量饱和NaHSO3溶液, SO3和NH3均被吸收, 同时产生SO2气体。③KMnO4溶液具有强氧化性, SO2具有强还原性, 二者发生氧化还原反应, MnO-4被还原为Mn2+, SO2被氧化为SO2-4, 离子方程式为2MnO-4+5SO2+2H2O——2Mn2++5SO2-4+4H+。
答案: (1) Al2O3+3H2SO4——Al2 (SO4) 3+3H2O
方法技巧:物质制备类化工流程题的解题方法和技巧:
(1) 总览物质制备的化学工艺流程, 明确原料及其成分、目标产物。
(2) 明确化工生产流程:原料→对原料的预处理→核心化学反应→产品的分离、提纯→目标产物。
(3) 明确主要的化工生产原理, 包括主反应和副反应的化学方程式、离子方程式等。
(4) 了解常见的与化工生产有关的操作方法及作用, 尤其要注意对原料进行预处理的常用方法:①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: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;④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了除去可燃性杂质;⑤煅烧:改变结构, 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。
(5) 结合化学反应原理, 灵活运用控制反应条件的常见方法:①调节溶液的pH:常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀, 调节pH所需的物质一般应满足两点, 一是能与H+反应, 使溶液pH增大, 二是不引入新杂质;②控制温度:根据需要升温或降温, 改变反应速率或使平衡向需要的方向移动;③趁热过滤:防止某物质降温时析出;④冰水 (或有机溶剂) 洗涤:洗去晶体表面的杂质离子, 并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
例2.锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿 (主要成分为MnCO3, 还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质) 为原料生产金属锰的工艺流程如下:
已知25℃, 部分物质的溶度积常数如下:
(1) 步骤 Ⅰ 中, MnCO3与硫酸反应的化学方程式是___。
(2) 步骤 Ⅱ 中, MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+离子, 反应的离子方程式是___, 加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0, 以除去Fe3+。
(3) 步骤Ⅲ中, 滤渣2的主要成分是___。
(4) 步骤Ⅳ中, 在___ (填“阴”或“阳”) 极析出Mn, 电极反应方程式为____。
(5) 电解后的废水中还含有Mn2+, 常用石灰乳进行一级沉降得到Mn (OH) 2沉淀, 过滤后再向滤液中加入适量Na2S, 进行二级沉降。进行二级沉降的目的是___。
解析: (1) H2SO4的酸性强于H2CO3, 因此MnCO3与H2SO4反应生成MnSO4、CO2和H2O, 化学方程式为MnCO3+H2SO4——MnSO4+CO2↑+H2O。 (2) MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+, 而其本身被还原为Mn2+, 结合电荷守恒和元素守恒可写出反应的离子方程式:MnO2+2Fe2++4H+——Mn2++2Fe3++2H2O。 (3) 步骤Ⅱ中加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0, 以除去Fe3+, 而Mn2+、Co2+、Ni2+则进入滤液。由表中各物质的溶度积常数可知, CoS、NiS的溶解度远小于MnS的溶解度, 再向滤液中加入 (NH4) 2S, Co2+、Ni2+则生成CoS、NiS沉淀析出, 故滤渣2 的主要成分为CoS、NiS。 (4) 电解步骤 Ⅲ 的滤液, Mn2+在阴极得到电子被还原生成Mn, 电极反应式为Mn2++2e-——Mn。 (5) 沉降电解后废水中的Mn2+, 加入廉价的石灰乳进行一级沉降得到Mn (OH) 2沉淀, 可除去废水中的大部分Mn2+, 再向滤液中加入适量Na2S, 进行二级沉降得到MnS, 以进一步去除废水中的Mn2+。
(5) 沉降得到MnS, 以进一步去除废水中的Mn2+
方法技巧:物质制备类化工流程题一般由多步连续的操作组成, 每一步操作都有其具体的目标、任务, 审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上, 分析时要从成本角度 (原料是否廉价易得) 、环保角度 (是否符合绿色化学的要求) 、现实角度等方面考虑。
学生在解题时既要看框内, 又要看框外, 里外结合;边分析, 边思考, 易处着手;先局部, 后全盘, 逐步深入;同时还要看清问题, 不能答非所问。
二、物质提纯类化工流程题
物质提纯类化工流程题以物质的分离、提纯为基础, 涉及蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、蒸馏、萃取、分液、重结晶、洗涤、干燥等基本操作, 突出考查化学实验基本方法在物质的分离、提纯中的作用。物质提纯类化工生产流程一般包括以下具体内容:
例3.活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下:
一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
(1) “溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒, 目的是___。
(2) “溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-, 另含有Fe2+、Cu2+等杂质。先加入____ (填“Na2CO3”或“H2SO4”) 调节溶液的pH至5.4, 然后加入适量KMnO4, Fe2+转化为Fe (OH) 3, 同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol·L-1, 则每升溶液中至少应加入___mol KMnO4。
(3) 杂质Cu2+可利用置换反应除去, 应选择的试剂是___。
(4) “沉淀”得到ZnCO3·2Zn (OH) 2·H2O, “煅烧”在450~500℃下进行, “煅烧”反应的化学方程式为____。
解析: (1) 氧化锌粗品加H2SO4溶解, 转化为ZnSO4, “溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒, 可增大固液接触面积, 加快溶解时的反应速率。 (2) “溶解”后得到酸性溶液, 调节溶液的pH至5.4, 可加入适量的Na2CO3。加入适量KMnO4, Fe2+转化为Fe (OH) 3, 同时KMnO4转化为MnO2, 根据氧化还原反应中电子得失守恒可知, 0.009mol·L-1×1L× (3-2) =n (KMnO4) × (7 - 4) , 则n (KMnO4) =0.003mol。 (3) 该工艺流程的目的是制备活性氧化锌, 为防止引入新的杂质, 可加入锌粉, 利用置换反应除去溶液中的Cu2+。 (4) ZnCO3·2Zn (OH) 2·H2O在450~500 ℃下进行煅烧, 发生分解反应得到ZnO、CO2和H2O。
答案: (1) 增大固液接触面积, 加快溶解时的反应速率
(2) Na2CO30.003
(3) 锌粉
方法技巧:提纯类化工生产流程题的解题方法和技巧:
(1) 了解物质的分离与提纯的原则:① 不增———不引入新的杂质;②不减———不减少被提纯的物质;③易分离———被提纯物与杂质易于分离;④易复原———被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。
(2) 结合操作目的, 明确原料中所含杂质和主要物质。认真分析流程图, 明确提纯的流程。
(3) 明确提纯的方法:水溶法 (除去可溶性杂质) , 酸溶法 (除去碱性杂质) , 碱溶法 (除去酸性杂质) , 氧化或还原法 (除去还原性或氧化性杂质) , 加热灼烧法 (除去受热易分解或易挥发的杂质) , 调节溶液的pH法等。
(4) 明确常用的分离方法:过滤、萃取、分液、结晶 (蒸发结晶、冷却结晶) 、蒸馏或分馏等, 同时还要注意物质分离、提纯的注意事项等。
例4.工业碳酸钠 (纯度约为98%) 中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-、和SO42-等杂质, 提纯工艺线路如下:
已知:①碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
②25℃时有关物质的溶度积如下表:
回答下列问题:
(1) 加入NaOH溶液时, 发生的离子方程式为___。向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液, 当两种沉淀共存且溶液的pH=8时, c (Mg2+) ∶c (Fe3+) =____。
(2) “趁热过滤”时的温度应控制在___。
(3) 有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行?___ (填“可行”或“不可行”) , 说明理由:____。
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式:____。
解析: (1) 工业碳酸钠中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO2-4等杂质, 加水溶解时生成CaCO3、MgCO3沉淀, 再加入NaOH溶液, Fe3+及部分Mg2+与OH-反应生成沉淀, MgCO3转化为Mg (OH) 2沉淀, 涉及的离子方程式为Fe3++3OH——-Fe (OH) 3↓, Mg2++2OH——-Mg (OH) 2↓, MgCO3+2OH——-Mg (OH) 2+CO2-3。根据Mg (OH) 2和Fe (OH) 3的溶解平衡及溶度积表达式知, 当两种沉淀共存且溶液的pH=8时, , 则c (Mg2+) ∶c (Fe3+) =2.125×1021。 (2) “趁热过滤”的目的是获得Na2CO3·H2O晶体, 由Na2CO3饱和溶液在不同温度下析出溶质与温度的关系可知, 当温度高于36℃时, 从溶液中析出的晶体主要是Na2CO3·H2O。 (3) 工业碳酸钠加水溶解, 加入NaOH, 过滤后杂质Cl-和SO2-4进入滤液, 经蒸发浓缩、结晶、趁热过滤, Cl-和SO2-4进入母液, 若“母液”循环使用, 则溶液中c (Cl-) 和c (SO2-4) 增大, 导致最后所得Na2CO3中混有杂质NaCl、Na2SO4等。 (4) 根据盖斯定律, 由①-②可得:Na2CO3·H2O (s) ——Na2CO3 (s) +H2O (g) ΔH=ΔH1-ΔH2=[+532.36- (+473.63) ]kJ·mol-1=+58.73kJ·mol-1。
(2) 高于36℃
(3) 不可行若“母液”循环使用, 则溶液中c (Cl-) 和c (SO42-) 增大, 最后所得产物Na2CO3中混有杂质
方法技巧:学生在解线型流程工艺 (从原料到产品为一条龙的生产工序) 试题时, 首先要对比分析流程图中第一种物质 (原材料) 与最后一种物质 (产品) , 从对比分析中找出原料与产品之间的关系, 弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺, 然后再结合题设的问题, 逐一推敲解答。
(1) 化工流程中箭头指出的是投料 (反应物) , 箭头指向的是生成物 (包括主产物和副产物) , 返回的箭头一般是被“循环利用”的物质。
(2) 环境与化学:主要涉及 “废水、废气、废渣”的来源, 以及其对环境的影响和处理原理。
三、含量测定类化工流程题
含量测定类化工流程题以物质的制备为基础, 与物质的分离及提纯、物质的检验及含量测定等相结合, 在考查元素及其化合物、化学实验基本操作等知识的同时, 强调化学定量实验操作及实验数据处理方法在化工生产中的作用。含量测定类化工生产流程一般包括以下具体内容:
例5. (2013·上海化学) 溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂, 具有易溶于水、易吸潮等性质。实验室用工业大理石 (含有少量Al3+、Fe3+等杂质) 制备溴化钙的主要流程如下:
回答下列问题:
(1) 上述使用的氢溴酸的质量分数为26%, 若用47% 的氢溴酸配制26% 的氢溴酸500mL, 所需的玻璃仪器有玻璃棒、____。
(2) 已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH4+。步骤Ⅱ加入的试剂a是___, 控制溶液的pH约为8.0的目的是_____、____。
(3) 试剂b是____, 步骤 Ⅳ 的目的是____。
(4) 步骤Ⅴ所含的操作依次是____。
(5) 制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度:①称取4.00g无水溴化钙样品;②溶解;③滴入足量Na2CO3溶液, 充分反应后过滤;④____;⑤称量。
若得到1.88g碳酸钙, 则溴化钙的质量分数为____ (小数点后保留两位数字) 。若实验操作规范而测定结果偏低, 其原因是____。
解析: (1) 配制质量分数为26%的氢溴酸溶液, 通过计算后, 用量筒量取一定体积的47%HBr溶液, 在烧杯中与一定量的水混合即可, 因此需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和量筒。 (2) 工业大理石经HBr溶液溶解后, 所得溶液中含有Ca2+、Br-、Al3+、Fe3+等离子, 而该实验的目的是制取CaBr2, 显然步骤 Ⅱ 中加入试剂a是为了除去Al3+、Fe3+等离子, 为了不引入新的杂质, 可加入Ca (OH) 2调节溶液的pH。由于Al (OH) 3易溶于强碱, 控制溶液的pH约为8.0, 可使Al3+、Fe3+全部沉淀, 且不能溶解Al (OH) 3。 (3) 步骤Ⅲ过滤所得的滤液呈碱性, 含有CaBr2和过量的Ca (OH) 2, 因此步骤Ⅳ应加入氢溴酸调节溶液呈中性, 将溶液中的Ca (OH) 2转化为CaBr2, 并除去杂质。 (4) 使CaBr2溶液蒸发浓缩至饱和以后, 再冷却结晶析出CaBr2·6H2O晶体, 通过过滤、分离获得CaBr2·6H2O晶体。 (5) 由题意可知:
则, CaBr2的质量分数为。实验操作规范而测定结果偏低, 则应考虑CaBr2的性质, CaBr2与CaCl2的组成及性质相似, 在称量过程中吸收空气中的水分, 导致测定结果偏低。
答案: (1) 烧杯、量筒
(2) Ca (OH) 2使Fe3+、Al3+全部转化为Fe (OH) 3和Al (OH) 3沉淀防止Al (OH) 3溶解
(3) 氢溴酸调节溶液呈中性, 除去溶液中的Ca (OH) 2并得到CaBr2
(4) 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(5) 洗涤、干燥0.94 CaBr2易吸潮, 称量过程中吸收空气中的水分
方法技巧:含量测定类化工流程题主要考查重量分析法、滴定分析法、气体体积法等定量实验方法在物质含量测定中的应用:
(1) 重量分析的过程包括分离和称量两个过程。根据分离的方法不同, 重量分析法又可分为沉淀法、挥发法、萃取法等。重量分析法不需要选择合适的指示剂, 实验的关键是准确判断反应是否发生完全, 以及反应前后固体 (或液体) 质量的变化。
(2) 滴定分析法是化学分析法的一种, 将已知准确浓度的标准溶液, 滴加到被测溶液中 (或者将被测溶液滴加到标准溶液中) , 直到所加的标准溶液与被测物质按化学计量关系定量反应为止, 然后测量标准溶液消耗的体积, 根据标准溶液的浓度和所消耗的体积, 求出待测物质的含量。
(3) 气体体积法是指通过测量反应生成气体的体积进行定量分析的方法, 实验的关键是准确测定生成气体的体积。
例6.碘化钠是制备无机和有机碘化物的原料, 在医药上用作祛痰剂和利尿剂等。工业上用铁屑还原法制备NaI, 其主要流程如下:
(1) 写出铁屑转化为Fe (OH) 3反应的离子方程式:___。
(2) 判断碘已完全反应的方法是___。
(3) 由滤液得到NaI晶体的操作是___。
(4) 测定产品中NaI含量的方法是:
a.称取3.000g样品溶解, 在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用0.100 0mol·L-1AgNO3溶液滴定至终点, 消耗AgNO3溶液体积的平均值为19.00mL。
①上述测定过程所需仪器中, 需要检查是否漏液的仪器有___, 其中使用前需进行润洗的仪器是___。
②上述样品中NaI的质量分数为____。
解析: (1) 由工艺流程图可知, Fe具有还原性, IO-3具有氧化性, 向NaI、NaIO3溶液中加入铁屑, Fe被氧化生成Fe (OH) 3, IO-3被还原生成I-, 离子方程式为2Fe+IO-3+3H2O——2Fe (OH) 3↓+I-。 (2) 根据I2的特性利用淀粉溶液进行判断:取少量试液于小试管中, 向其中滴加几滴淀粉溶液, 若溶液不变蓝色, 则证明I2已反应完全。 (3) NaI易溶于水, 由滤液得到NaI晶体要经过蒸发浓缩形成饱和溶液, 再冷却结晶析出NaI晶体。 (4) ①配制样品溶液中需要用到250mL容量瓶, 用AgNO3溶液滴定时要用到酸式滴定管, 这两种仪器都要检查是否漏液, 其中使用前需进行润洗的是酸式滴定管。②用0.100 0mol·L-1AgNO3溶液滴定样品溶液时, 发生的反应为NaI+AgNO——3AgI↓+NaNO3, 则有, 从而可知样品中NaI的质量分数为150g·mol-1×0.019 00mol3.000g×100%=95%。
(2) 取少量试液于小试管中, 向其中滴加几滴淀粉溶液, 若溶液不变蓝色, 则证明碘已反应完全
(3) 蒸发浓缩、冷却结晶
(4) ①250mL容量瓶、酸式滴定管酸式滴定管 ②95%
方法技巧:处理含量测定类化工流程题中的实验数据时, 常依据化学方程式、关系式法、守恒法 (元素守恒、电子得失守恒) 等确定已知原料与目标产物之间的定量关系, 列出关系式求出目标产物的质量, 继而计算产品的质量分数 (或产率) 等。
四、实验设计类化工流程题
实验设计类化工流程题以物质的制备为基础, 将元素及其化合物、物质的分离与提纯、物质的检验等知识融于其中, 在考查化学基础知识的同时, 设置化学实验方案的设计及评价等问题, 要求学生设计实验方案对物质的成分进行检验, 并预测实验现象及实验结论, 侧重考查学生的化学实验操作能力及分析、处理问题的能力。实验设计类化工生产流程一般包括以下具体内容:
例7.氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程:
根据上述流程回答下列问题:
(1) 混合 ① 中发生反应的化学方程式为___。
(2) 混合①中使用冰水的目的是___。
(3) 操作Ⅱ的名称是___。
(4) 混合②中加入Na2SO3的目的是___。
(5) 纯净的氢溴酸应为无色液体, 但实际工业生产中制得的氢溴酸 (工业氢溴酸) 带有淡淡的黄色。某同学设计了简单实验加以探究:假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有___, 用于证明该假设的操作为___。
解析: (1) SO2具有还原性, Br2具有氧化性, 二者在溶液中发生氧化还原反应, 化学方程式为SO2+Br2+2H2O——2HBr+ H2SO4。 (2) 从反应物的性质角度分析, 混合①中使用冰水, 可以降低反应体系的温度, 防止溴挥发, 提高反应物的利用率, 使反应更完全。 (3) 由工艺流程图可知, 经操作Ⅱ得到BaSO4和无色溶液, 显然该步操作为过滤。 (4) 经操作Ⅰ得到的粗品中含有未反应的Br2, 加入Na2SO3可除去未反应的Br2。 (5) 工业氢溴酸带有淡淡的黄色, 可能含有Fe3+或Br2, 利用KSCN溶液检验Fe3+, 或加入CCl4 (或苯) , 根据有机层的颜色检验Br2。
(2) 降低体系温度, 防止溴挥发, 使反应进行完全
(3) 过滤
(4) 除去粗品中未反应的溴
(5) Fe3+ (或Br2) 取少量工业氢溴酸, 加入几滴KSCN溶液后显血红色 (或取少量工业氢溴酸, 加入少量CCl4或苯充分振荡, 静置后CCl4层或苯层呈橙红色)
方法技巧:科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则, 因此在设计实验方案时, 要以高中教材中所学元素及其化合物知识为基础, 遵循化学理论和实验方法要求, 在实际操作时做到可控易行。
(1) 性质探索性实验方案的设计:分析其结构特点或从所属类型的典型代表物去推测物质可能具有的一系列性质, 而后据此分别设计出合理的实验方案, 去探究其可能具有的性质。
无机化工流程图题的突破策略 篇10
化工流程题是近年高考的热点, 也是一个难点, 结合近几年的教学, 谈谈几点解题策略。
首先, 粗读题干, 挖掘图示, 看首尾即可, 首即原料是什么, 尾即产物是什么。 因为同一原料, 流程不同, 产品也不同。流程中有一规律, 即产品中所含金属为主物质, 其余金属在流程中均为杂质, 在流程中依次被除去。 切记尽量不看流程, 因为流程是难点, 我们先不去碰他, 这是避开难点。 什么时候看流程呢, 当你解小题时要用到流程时, 再去看这一段的流程, 也不是看整个流程, 只是看片段。
其次, 如果非要看流程, 则化工流程题目在流程上一般分为3个过程:
原料处理阶段的常见考点是:
1增加接触面积, 加快反应速率;
2溶解:通常用酸溶, 如用硫酸、盐酸、浓硫酸等;
水浸:与水接触反应或溶解。
分离提纯阶段的常见步骤:
调p H值除杂:调p H值的目的就是除Fe3+和Al3+;
已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:
从中可知, Fe3+沉淀完全时p H为3.7, Al3+为5.6, 其余离子沉淀完全时的p H均大于7, 因此大多数流程中都有这一过程, 除去铁杂质, 首先溶解, 接着加氧化剂把Fe2+氧化成Fe3+, 再通过调节p H把Fe3+除掉, 从而除去铁杂质。
怎么判断哪个步骤是调节p H, 这很有技巧, 因为这跟最终产物有关, 所以调节p H这步流程选择的是:含最终产物金属的氧化物, 难溶性碱, 含最终产物金属的碳酸盐, 以及氨水等。举个例子, 如果最终产物是CuSO4, 那么调节p H选择是CuO或Cu (OH) 2或CuCO3或氨水。
分离提纯阶段常见的题型有以下几种:
第一类题目是问你操作步骤。 操作步骤无非是物质分离, 有四种情况:一是难溶于水的固体跟水分离或晶体跟溶液分离采用过滤, 二是两种互不相溶的液体分离采用分液, 三是几种互溶的液体分离或是沸点相差较大的固体分离采用蒸馏或分馏, 四是把溶液中的溶质和溶剂分离采用蒸发浓缩, 冷却结晶。
第二类题目是未知的化学方程式或离子方程式或电极反应, 这类题目考查很多, 应用三个守恒足可解题。 但有一点需注意, 解题先后顺序一定不能变, 首先第一步是电子守恒, 接下来第二步电荷守恒, 第三步原子守恒。
例1: (2011, 福建高考, 23 (6) ) 在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2, 调节PH≈3, Ge3+通过下列反应形成Ge (OH) 4沉淀得以分离。 完成反应的离子方程式:
解题:第一步, 电子守恒。Ge的化合价从+3价升高到+4价, 升高一价, 失一个电子, 从左边看, 只能是H2O2中的-1价的O降价到-2价。因为一个H2O2中有2个-1价的O, 所以一个H2O2应该降了2价, 得2个电子, 所以Ge3+要2个, Ge3+前面的系数为2, H2O2要一个, H2O2前面的系数为1。 因此得到离子方程式为:
第二步, 电荷守恒。先看反应物中的H2O2、H2O不带电荷, 2个Ge3+带6个单位正电荷, 生成物中Ge (OH) 4也不带电荷, 因此有两种情况:其一, 左边加6个OH-, 其二, 左边不加, 右边加6个H+。 从此题题干中可知PH≈3, 呈酸性, 应该是第二种情况。 所以得到的离子方程式为:
第三步, 原子守恒。 分析等号左右两边的各原子个数, 得左边应是6个H2O。 从而得到最终的离子方程式为:2Ge3++H2O2+6H2O=2Ge (OH) 4↓+6H+。
总结:通过该题的解答, 我们不难看出解题的关键是第二步电荷守恒, 若第一步应用电子守恒所得的离子方程式左、右两边已电荷守恒, 则不需要再加离子。 若第一步应用电子守恒所得的离子方程式左、右两边电荷不守恒, 则不是加H+就是加OH-。 到底加哪种离子, 跟环境相关, 若为碱性介质则加OH-, 若为酸性介质则加H+。
例2:工业上用电解盐酸来生产高氯酸 (HCl O4) , 电解时用铂做阳极, 银或铜做阴极, 在阳极区可得到浓度达20%的高氯酸, 写出阳极的电极反应式。
解题:第一步电子守恒, 因为在阳极区, 发生失电子的反应, 所以应该是Cl-变成Cl O4-, Cl元素从-1价升高到+7价, 升8价, 失8个电子, 因此得出的反应式为:Cl-―8e-→Cl O4-
接下来第二步电荷守恒, 左边Cl-是一个单位负电荷, ―8e-是8个单位正电荷, 所以左边是7个单位正电荷, 右边Cl O4-是一个单位负电荷, 所以有两种选择, 要么左边加8个OH-, 要么右边加8个H+, 根据题意原来是盐酸溶液, 所以应该加H+, 因此得到反应式为:Cl-―8e-→ClO4-+8H+
第三步原子守恒, 根据H原子守恒, 左边加4H2O, 不能加H2, 因为加H2, 电子不守恒, 也不能加氢离子, 因为加氢离子, 电荷不守恒, 所以只能加H2O。 由此不难看出, 运用三个守恒的顺序不能颠倒。 最后用O来检验是否守恒, 如果O原子守恒就正确, 否则就错误, 从而得出最终阳极反应式为:Cl-+4H2O―8e-=ClO4-+8H+。
综上所述, 运用3个守恒的关键是先后顺序问题, 也就是说第一步一定是用电子守恒, 确定发生电子得失的化学式前的系数, 第二步一定是电荷守恒, 有时候还要考虑到底要不要加H+或OH-加哪边, 是由环境决定的, 酸性环境加H+, 碱性环境加OH-。最后一步是原子守恒, 原子守恒一般是补水, 从而避免考虑多数题目中会出现的“加H2O加哪边”这个难点。 而且H2O不要先写, 因为左右两边的H2O有可能消去, 因此H2O一定要放在最后写。
第三类题型问你滤液成分或可循环使用的物质是谁, 那么答案肯定在流程中, 就是在流程中加入的物质中找, 流程的主要过程是一个除杂的过程, 是一个把杂质变成沉淀或气体的过程, 也就是说在这个过程中没变成沉淀或气体的离子就是滤液的主要成分。
第四类题型是有关Ksp的计算, Ksp的计算的核心是你要把已知的Ksp的公式列出, 然后带入计算。
例3: (2011福建24) 四氯化钛 (Ti Cl4) 是制取航天航空工业材料———钛合金的重要原料, 由钛铁矿 (主要成分是Fe Ti O3) 制备Ti Cl4等产品的一种工艺流程示意如下:
回答下列问题:
(1) 往1中加入铁屑至浸出液显紫色, 此时溶液仍呈强酸性。 该过程中有如下反应发生:
加入铁屑的作用是_________。
(2) 在2→3 工艺中需要控制条件以形成Ti O2·n H2O溶胶, 该分散质颗粒直径大小在_________范围。
(3) 若把3中制得的固体TiO2·n H2O用酸清洗除去其中的Fe (OH) 3杂质, 还可制得钛白粉。已知25℃时, Ksp=2.79×10-39, 该温度下反应Fe (OH) 3+3H+Fe3++H2O的平衡常数K=_________。
(4) 已知:Ti O2 (s) +2Cl2 (g) =Ti Cl4 (l) +O2 (g) △H =+140KJ·mol-1
写出4中Ti O2和焦炭、 氯气反应生成液态Ti Cl4和CO气体的热化学方程式:________。
(5) 上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念, 该工艺流程中存在的不足之处是_______ (只要求写出一项) 。
(6) 依据右表信息, 要精制含少量Si Cl4杂质的Ti Cl4, 可采用_______方法。
我们来解第 (3) 小题:Ksp=c (Fe3+) ×c3 (OH-) =2.79×10-39, 25℃时, c (H+) ×c (OH-) =Kw=1×10-14;反应的平衡常数。由上可知, 只要能代入已知的Ksp的表达式, 那么就可解题了。
第五类题型是有关离子的检验, 几种常见的离子, 如Fe2+, Fe3+, SO42-的检验要特别关注。
例4: (2012高考题组合改编) 工业上由黄铜矿 (主要成分为CuFeS2) 冶炼铜的主要流程如下:
(1) 步骤Ⅰ是在反射炉中进行的。 把黄铜矿和石英砂混合加热到1000℃左右, 黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物, 且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。 该过程中两个主要反应的化学方程式分别是_______。
(2) 步骤Ⅱ是在转炉中发生的。 冰铜含Cu量为20%~50%。转炉中, 将冰铜加熔剂 (石英砂) , 在1200℃左右吹入空气进行吹炼。 冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O。 生成的Cu2O与Cu2S反应, 生成含Cu量约为98.5%的泡铜, 该过程发生反应的化学方程式分别是_______、_______。气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收 (填字母) 。
a.浓硫酸b.稀硝酸
c.Na OH溶液d.氨水
(3 ) 步骤 Ⅲ 是由泡铜冶炼粗铜的反应, 反应方程式为_______。
(4) 用稀硝酸浸泡熔渣B, 取少量所得溶液, 滴加KSCN溶液后呈血红色, 说明溶液中存在_______ (填离子符号) , 检验溶液中还存在Fe2+的方法是_______ (注明试剂、现象) 。
答案: (1) 2Cu Fe S2+O2高温, Cu2S+2Fe S+SO2
2Fe S+3O2高温, 2Fe O+2SO2
(2) 2Cu2S+3O2高温, 2Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S高温, 6Cu+SO2↑cd
(3) 3Cu2O+2Al高温, Al2O3+6Cu
(4) Fe3+可取适量酸性KMn O4溶液置于试管中, 滴入几滴该溶液, 若酸性KMn O4溶液退色或颜色变浅, 则说明该溶液中含有Fe2+。
解析: (1) 根据问题 (1) 信息中的反应物和生成物及氧化还原反应的规律可写出两个化学方程式。
(2) 气体A中含有SO2, SO2是酸性氧化物, 选用碱性溶液吸收。
(3) 由泡铜制取粗铜, 是Cu2O和Al发生氧化还原反应, 根据氧化还原反应的配平方法进行配平可得化学反应方程式为3Cu2O+2Al高温, Al2O3+6Cu。
(4) 向溶液中滴加KSCN溶液, 溶液呈血红色, 可推知溶液中一定含有Fe3+;要检验溶液中还含有Fe2+, 可利用其还原性, 具体操作:取适量酸性KMn O4溶液置于试管中, 滴入几滴该溶液, 若酸性KMn O4溶液退色或颜色变浅, 说明该溶液中含有Fe2+。
解析中考中的化学工业流程题 篇11
一、化学工业流程题的主要特点
1.情景真实、新颖
化学工业流程题的背景是真实的化工生产情景，题目中会出现化工生产中的专业术语或教材中从未出现的物质，让学生感到陌生。
2.信息量大、覆盖面广
化学工业流程题的内容主要来源于教材，试题将教材内容与化工生产有机的融合在一起，不仅考查九年级化学中出现的基础知识和基本技能，还与学生生活实际密切相关。
3.综合性强、思维容量大
工业流程题是将九年级化学知识与化工生产实际紧密联系的新题型，学生不仅要具备坚实的基础知识和基本技能，还需具备一定的阅读能力、获取信息、加工整合信息的能力，题目设计的问题多，跨度大，综合性强，对学生的要求较高，具有一定的难度。
二、化学工业流程题的结构和主体框架
1.化工流程图题型的结构
题头（引入信息）→题干（提取信息，应用解题）→题尾（得出结论或产品）。
2.化学工业流程题的主体框架（如图1）
图1
三、化学工业流程题解题策略
分析近几年中考化学工业流程题，主要有以下几类：金属的回收利用、海水的多重利用、污水处理工业、石灰石工业。命题者选取的素材绝大多数来自九年级化学教材，题目用流程图作为载体，将教材内容与生产实际有机的融合在一起。为顺利、正确地解出工业流程题，学生必须具有扎实的基础知识和阅读信息、分析框图以及理论联系实际的能力。
1.关注三线一框
中考化学工业流程题，从题干部分看一般都是采取流程图的模式，主要运用方框和箭头承载信息。不同的流程图的形式不同，有的以操作名称作为框图形成流程的主线，有的以物质作框，也有以设备作框，但每一题都固定以一种形式为框。方框周围的箭头指向不同，意义不同。如图2：一般箭头指向方框的为反应物（投料）；从方框出去的为生成物（中间产物或主产物或副产物）；回头的箭头表示循环利用的物质，有时箭头也会表示操作流程。
图2
解题时，整体浏览流程图，分析流程中每个步骤，根据箭头的指向判断反应物是什么，生成物是什么，即可知反应的原理。
例1 图3为某化工企业生产流程示意图：
图3
下列说法正确的是（ ）。
A.钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素为+3价
B.①中反应为：2FeTiO3+6C+7Cl2 一定条件 2X+2TiCl4+6CO，则X为FeCl3
C.③中氩气（Ar）作保护气，反应类型为置换反应
D.②中为使原料全部转化为甲醇（CH3OH），理论上CO和H2投料的质量比为1∶ 2
解析 本题选取的素材虽超出九年级化学教材内容，但只要明确进线、出线的含义还是能很快的找出答案。选项A根据化合物中化合价的代数和为零，可知钛元素的化合价为+4；选项B、C、D需写出反应原理才可作答。方框①周围三条进线，即反应物为焦炭、氯气、钛酸亚铁；三条出线，即生成物为一氧化碳、四氯化钛、X；该反应的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl2 一定条件 2X+2TiCl4+6CO，依据化学反应前后原子种类、原子数目不变，可得X为FeCl3。同理，可写出方框②、方框③中的反应原理。依据反应物、生成物的种类和类别，反应③为置换反应；根据反应②的化学方程式，计算理论上CO和H2投料的质量比应为7∶ 1。
答案：B、C。
2.关注物质分离和提纯的方法
化工生产过程中需获得较纯净的产品，物质的分离和提纯就是化工生产流程的重要环节，九年级化学中常见的物质分离和提纯的方法有：
①过滤 固、液分离（难溶性的固体与液体的分离、析出晶体与饱和溶液的分离）
②蒸馏 液、液分离（沸点不同的物质）
③结晶 固体物质从溶液中析出的过程（蒸发结晶、降温结晶）
④洗涤 洗去固体表面的杂质离子（水洗、饱和溶液洗涤）
3.关注生产线
解化学工业流程题时，首先要通读题目，明确化工生产目的，找出原料和成品，回顾教材内容，提取原料中物质以及产品的性质，自主构建一条简单、明了的理论生产线（一题也可能有多条生产线），将之与实际生产线对照，分析流程的步骤及每个方框的意义，找出题目中运用的生产原理，明确分离和提纯的方法，对整个流程有完整、系统的认识。
例2 有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁、少量硫酸铜和污泥。某同学设计了一个既经济又合理的实验方案，制备硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）并回收铜。方案流程如下：
查阅资料 FeSO4·7H2O受热易分解。
图4
回答下列问题：
（1）步骤①中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和
。
（2）步骤②中需加入的物质是 ，目的是 。
（3）步骤③中发生反应的化学方程式是 。
（4）步骤④的操作是蒸发浓缩、 、过滤。
解析 本题呈现的是污水处理工业流程图，由题意可知，原料为工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁，少量硫酸铜，工业生产的成品有硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）和铜。理论生产线为两条：①工业废水（含硫酸亚铁）→硫酸亚铁晶体，结合教材内容，可用过滤法从溶液中获得硫酸亚铁晶体；②工业废水（含硫酸铜）→铜，结合教材内容，加入活动性比铜强的金属将铜置换出来；可用结晶法从溶液中获得。实际生产流程线就有两条：①工业废水→废液1→固体→铜；②工业废水→废液1→溶液2（废液3）→硫酸亚铁晶体。步骤1实现固、液分离，故操作为过滤，缺少的玻璃仪器为玻璃棒；由第①条生产流程线可知，步骤②中加入活动性比铜强的金属，溶液3经过处理后得到硫酸亚铁晶体，故所加物质是铁，其目的是将硫酸铜溶液中的铜全部置换出来；在实际生产过程中为将原料完全反应，所加试剂一般为过量，步骤③除去过量的铁，化学方程式是Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑；根据资料可知，获得硫酸亚铁晶体的方法是降温结晶法或冷却热饱和法。
答案：（1）玻璃棒； （2）铁；将硫酸铜溶液中的铜全部置换出来；
（3）Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑
（4）冷却结晶
初见工业流程题，学生感到陌生而产生畏难心理，在多次训练后，发现工业流程题主要考查基础知识和基本技能，学生只要调整心态，具备一定解题技巧和方法，还是能顺利的获得正确答案。
工艺流程题 篇12
一、化学反应速率
二、化学平衡
(1) 已知1100℃时, K=0.263温度升高, 平衡常数K__ (增大, 减少或不变) ; (2) 1100℃时, 测得高炉中c (CO2) =0.025mol/L, c (CO) =0.1mol/L, 在这种情况下, 该反应是否处于平衡状态%%% (填是或否) , 此时反应速率是v正__v逆 (填>, <, =) 。
以上两题都是温度与化学平衡的完美结合。再比如, 往含Ti4+的溶液中鼓入高压水蒸汽, 可促进Ti4+水解, 加速Ti (OH) 4生成, 因为水蒸汽隐含条件温度较高, 促进水解。
三、溶解度
溶解度第一考虑的是气体, 一般水中溶解度随温度上升而下降, 比如在制备Fe (OH) 2时, 所需蒸馏水必须煮沸除氧, 氨水溶液中加热可能直接逸出氨气。再如海水中提取溴的过程中, 往溴单质的水溶液中通空气和水蒸汽, 促进溴的挥发。其次是溶液, 主要是结晶或重结晶的问题, 有些物质的溶解度与温度成正比, 但也有成反比的, 比如Ca (OH) 2溶解度随温度的升高而下降, 在题目中, 经常会问到为何在温度比较高时过滤等, 主要是考虑温度对溶解度的影响较大, 应注意结合题意加以分析。例如往Li2SO4浓溶液中加入饱和Na2CO3溶液, 加热至95℃, 再过滤得到Li2CO3固体。已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度的升高而减小, 最后一步过滤时应怎么操作?本题问得比较特殊, 过滤操作的条件, 溶解度随温度升高而减小, 就是要尽可能保持颗粒状, 也就是要趁热过滤。
四、物质挥发性
具有挥发性的物质不多, 在工业流程题主要涉及是酸类, 比较HCl、HNO3、氯水、氨水、溴水等物质, 比如二氧化锰中加浓盐酸为何不宜在较高温度下反应, 在考虑盐酸的浓度时还要考虑盐酸挥发, 导致变稀反应难以持续进行等。比如从海水中提取溴的蒸馏过程中, 溴出口温度为何要控制在80℃~90℃, 温度过高或过低都不利于生产, 请解释原因?因为温度过高, 大量水蒸气排出, 溴气中水增加若温度过低, 溴不能完全蒸出, 吸收率低。
五、物质不稳定性
不稳定性主要是物质的化学性质, 常见为HNO3、H2O2等, 这些物质在较高温度下都会发生分解, 因此在高温下都不适合这些物质的存在, 对整个反应体系也会有影响。溶液硝酸酸化温度太高会使得硝酸分解。
例:控制其他条件相同, 印刷电路板的金属粉末用10%H2O2和3.0mol/LH2SO4的混合溶液处理, 测得不同温度下铜的平均溶解速率如下:
当温度高于40℃时, 铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降, 其主要原因是什么?比较在铜和硫酸、H2O2存在下反应得到Cu SO4, 温度高会提高反应速率, 但同时也会造成H2O2的分解速率加快, 反而影响反应的进行。
六、催化剂的活性
中学化学中用到催化剂的方程不多, 但一般方程中如果用到的催化剂与温度有关, 则基本要考虑到催化剂的活性温度, 在这个活性温度下催化剂才能发挥出最佳的效果, 比如合成氨中铁触媒的活性温度基本选择在500℃左右。再如用钼镍矿粉催化二氧化硫的实验中, 在0℃~195℃, 随着温度的升高, 生成物的产率随之升高, 钼镍矿粉催化剂的活性逐渐增强。195℃左右时, 生成物产率最大, 钼镍矿粉催化剂活性最高。温度高于195℃, 随着温度的升高, 生成物的产率逐渐降低, 钼镍矿粉催化剂的活性逐渐降低, 最后因为高温使其失去活性而无催化作用。
七、溶液冷却
有些实验操作需要等溶液冷却下才能进行, 比如一定物质的量浓度溶液的配制过程, 在酸稀释或碱溶液配制过程会放出热量, 要等冷却才能转移到容量瓶中。再如用量气筒在测量气体体积时往往要冷却后再读数, 才不会出现误差。若要往溶液加入盐酸或硝酸酸化, 则应先冷却后再加入酸, 避免挥发或分解。
八、反应条件
加热、点燃、高温、煅烧等都作为反应的条件, 它们只是温度不同, 不过在试题中, 最常见的控制温度, 比如某溶液蒸发浓缩需保持温度在90℃~100℃, 控制温度实验方法是什么?这里主要指的是水浴加热, 水浴加热的优点是便于控制温度 (100℃以下) 与反应物受热均匀。
现在高考中的无机方框推断题已经逐渐被化工流程题所取代, 因为后者更贴近工业生产, 更能体现新课程理念, 而化工流程题重在探究, 重在考查学生分析与解决问题的能力, 而温度作为一种常用的实验控制条件, 值得我们探讨与总结。
参考文献
[1]秦晋颖, 邹贵田.钼镍催化剂催化合成溴代正幸烷[J].贵阳学院生物与环境工程系.贵州贵阳.550005第3卷.第4期.2008年12月.