化學(xué)第2部分 應(yīng)試高分策略 第3關(guān)“無機(jī)框圖題”突破策略與技巧

應(yīng)試高分策略第二部分第二部分第三關(guān)第三關(guān)“無機(jī)框圖題無機(jī)框圖題”突破策略與技巧突破策略與技巧題型一實驗型化工流程題題型一實驗型化工流程題沖關(guān)題型沖關(guān)題型Ca2Mg2Fe3開始沉淀時的pH11.99.11.9完全沉淀時的pH13.911.13.2【例2】(2016全國卷丙)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：題型二物質(zhì)型化工流程題題型二物質(zhì)型化工流程題物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.22.92.83.122286065121【例3】(2015全國卷甲)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH。回收處理該廢電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：溶解度/(g/100 g水)題型三原理型化工流程題題型三原理型化工流程題(3)廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過_分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、_和_，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法為_，其原理是_。(4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變?yōu)開，加堿調(diào)節(jié)至pH為_時，鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1105molL1時，即可認(rèn)為該離子沉淀完全)；繼續(xù)加堿至pH為_時，鋅開始沉淀(假定Zn2濃度為0.1 molL1)。若上述過程不加H2O2后果是_，原因是_。 【點評】原理型化工流程題是以物質(zhì)的制備流程為主線，主要考查運用化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡原理、化學(xué)反應(yīng)與能量變化、電化學(xué)等知識來解決化工生產(chǎn)中實際問題的能力。要求考生能從題干獲取信息，運用化學(xué)反應(yīng)原理來分析制備產(chǎn)品的最佳條件，再結(jié)合問題要求來解題。化工生產(chǎn)流程題是近年高考命題的熱點，主要考查資源的綜合利用、制備新物質(zhì)等。其解答的基本思路與順序為：沖關(guān)技巧沖關(guān)技巧審題析題答題閱讀題目的背景材料提供原料的性質(zhì)特點物料或操作的順序提供的條件和圖表化工生產(chǎn)流程的類型重要操作的要求弄清生產(chǎn)目的和原理弄清各個步驟的目的如何合理地運用條件涉及反應(yīng)原理的要點問題突破口與隱含條件建立解題思路與方法從目的和原理入手從原料和產(chǎn)品的特點入手從生產(chǎn)要求及條件入手從綠色化工思想入手問題表述(因果、對比、逆向)注意答題的規(guī)范要求 因此，在復(fù)習(xí)化工生產(chǎn)流程題時，要歸納總結(jié)、熟練掌握一些解題技巧與方法。 1明確實驗?zāi)康?，緊扣性質(zhì)特點 化工生產(chǎn)流程題一般是以混合物的分離與提純、新物質(zhì)的制備為主線，將實驗基本操作、化學(xué)反應(yīng)原理以及化工生產(chǎn)中的專業(yè)操作聯(lián)系起來設(shè)計的綜合性試題。因此，要逐字逐句地認(rèn)真審題、深入思考，準(zhǔn)確把握題干及流程圖中提供的條件與信息，明白待求解的問題涉及哪些化學(xué)反應(yīng)原理，充分挖掘題干、圖表提供的表面信息及隱含信息，結(jié)合化工生產(chǎn)中的實際問題，聯(lián)系相關(guān)的化學(xué)知識，通過分析來解決問題。 (1)對于以提純某一物質(zhì)為實驗?zāi)康牡牧鞒填}，其實就是考查混合物的除雜、分離、提純等有關(guān)知識。分析題意時，一定要認(rèn)真在流程中找出得到的主要物質(zhì)是什么，混有的雜質(zhì)有哪些；認(rèn)真地分析加入某一試劑后，能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成了什么產(chǎn)物，要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去。只有這樣才能明白每一步所加試劑或操作的目的。 (2)對于以制備某一物質(zhì)為實驗?zāi)康牡牧鞒填}，首先要明確制備的是什么物質(zhì)，從題干或問題中獲取有用的信息，了解產(chǎn)品的性質(zhì)。若產(chǎn)品具有某些特殊性質(zhì)(由題目信息或根據(jù)所學(xué)知識判斷)，則要采取必要的措施來避免在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生其他雜質(zhì)： 如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。如：侯氏制堿法中的NaHCO3，還有H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。 如果產(chǎn)物是一種易水解的鹽，且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)生，則要加相對應(yīng)的酸來防止或抑制水解。如：制備FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物質(zhì)，蒸干其溶液得到固體溶質(zhì)時，都要加相對應(yīng)的酸或在酸性氣體中干燥以防止其水解。 如果產(chǎn)物是一種強(qiáng)氧化劑或強(qiáng)還原劑，則要防止可以與其發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)。 如果產(chǎn)物是一種易吸收空氣中CO2或H2O而變質(zhì)的物質(zhì)，則在制備過程中要將CO2或H2O除去，同時也要防止空氣中的CO2或H2O進(jìn)入裝置。 如果題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息，則要注意對比它們的溶解度隨溫度升高而改變的情況，根據(jù)它們的不同變化，找出合適的分離方法。 其次要尋找在制備過程中所需的原料，寫出主要的化學(xué)方程式或制備原理，從中了解流程圖的操作步驟或目的。若題目中已給出制備物質(zhì)時所需的原料，則一般會涉及物質(zhì)的分離、提純等操作，需要在明確實驗?zāi)康闹?，再寫出主要的化學(xué)方程式，觀察有沒有副產(chǎn)物，如果有，則剩余的步驟就是分離和提純。 (3)實驗型化工流程題的解題思路可簡化為： 物質(zhì)型及原理型化工流程題的解題思路可表示為： 2夯實基礎(chǔ)知識，熟悉化工操作 化工生產(chǎn)流程題的核心是物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，所以元素化合物知識是解題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。課程標(biāo)準(zhǔn)和考試說明要求掌握的元素化合物知識必需熟練掌握。 首先，對于教材中與化工生產(chǎn)關(guān)系密切的知識，要能夠融會貫通、運用靈活。如： 不同金屬的冶煉方法：電解法冶煉Na、Mg、Al；還原法(CO或H2)冶煉Zn、Fe、Cu；鋁熱法冶煉Mn、Cr、V；熱分解法冶煉Hg、Ag。 海水的綜合利用：海帶海帶灰濾液將I氧化為I2萃取蒸餾碘單質(zhì)。 粗鹽的提純：粗鹽溶解過量BaCl2溶液過量NaOH溶液過量Na2CO3溶液過濾適量鹽酸蒸發(fā)結(jié)晶。 制取膽礬(CuSO45H2O)：粗銅粉、O2、稀硫酸過濾蒸發(fā)制得熱的飽和溶液冷卻結(jié)晶。 綠礬(FeSO47H2O)的制取過程：廢鐵屑熱的飽和Na2CO3溶液(除油污)稀硫酸(5070 )趁熱過濾冷卻結(jié)晶洗滌吸干表面水。 教材中出現(xiàn)過但不常用的實驗儀器。 其次，要熟悉化工生產(chǎn)中一些重要或常見操作的釋義。如：操作名稱釋義研磨用研磨機(jī)或研缽，將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末狀的小顆粒浸取向固體中加入適量溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等酸化加入酸(硫酸、硝酸等)使溶液呈一定的酸性。碳酸化是指通入二氧化碳進(jìn)行酸化(氨化是指通入氨氣或加入氨水進(jìn)行堿化)煅燒在高溫下灼燒使固體分解、反應(yīng)或改變晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)操作名稱釋義趁熱過濾為了防止被過濾的液體在過濾過程中析出晶體，應(yīng)保持溶液在熱的時候過濾蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡?，繼續(xù)蒸發(fā)，過剩的溶質(zhì)將結(jié)晶析出蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)部分溶劑，提高溶液的濃度水洗用水洗出可溶性雜質(zhì)表面處理用去離子水除去表面雜質(zhì)；用機(jī)械法打磨處理金屬晶體；用化學(xué)法除去表面氧化物以提高表面光潔度 3.分析反應(yīng)條件，把握相關(guān)作用 在很多化工生產(chǎn)流程題中，我們會看到壓強(qiáng)、溫度等外界條件的出現(xiàn)。不同的工藝對物質(zhì)反應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)有不同的要求，其起到的作用也不一樣，但都是能否達(dá)到實驗?zāi)康牡年P(guān)鍵所在，也是命題者經(jīng)常給考生設(shè)置“陷阱”的地方。 對外界條件的分析，主要從對化學(xué)反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率的影響這兩個方面入手。例如，溫度的影響可以從以下幾個方面來分析： (1)趁熱過濾(或冰水洗滌)的目的：防止某物質(zhì)降溫時會析出(或升溫時會溶解)而損失或帶入新的雜質(zhì)。 (2)冰水中反應(yīng)(或降溫反應(yīng))的目的：防止某物質(zhì)在高溫時分解(或溶解)，或者使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動。 (3)反應(yīng)中采取加熱措施的目的：一般是加快化學(xué)反應(yīng)速率或加快某物質(zhì)的溶解速率。 (4)若要求溫度控制在具體的一個溫度范圍內(nèi)(用水浴或油浴來控制)，一般有以下幾個目的：防止某物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)，也可能是使某物質(zhì)達(dá)到沸點揮發(fā)出來，具體問題要具體分析；使催化劑的活性達(dá)到最佳；防止副反應(yīng)的發(fā)生；對于一些生產(chǎn)工藝來說，降溫或減壓都可以減少能源成本，降低對設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的目的。