昭通2020名师助考丨工艺流程题的解题

                            

在《考试大纲》中对学生化学学习能力的要求及对知识内容的要求来看,在年高考中工艺流程题仍然是一个考察重点。参考年的全国卷,有一种淡化题型类别的趋势,即淡化工艺流程题与综合实验题的分类,如全国卷I第27题以流程图的形式考查综合实验,淡化了工艺流程题和实验题的分类。全国卷II第28题结合流程图考查有机实验,同样在淡化工艺流程题和实验题的分类。所以工艺流程题的考查对学生的综合能力的要求更高。

工艺流程题考查知识点很广泛、方式千变万化,但万变不离其宗,既有固定模块也有变化模块。固定模块即通过归纳总结记忆,考到即可得分,如:固体粉碎的目的是_____________;沉淀洗涤的操作_______等。变化模块是根据工艺流程题设计的目的不一样,化学反应原理就不一样,但也有规律可循,我依据考查的重心不同,又将工艺流程题细分为两类题型,一类是以物质制备为目的的工艺流程,另一类是以分离提纯为目的的工艺流程。题型相似,但目的不同,答题侧重点及思维模式就不同。工艺流程图:

每个题中基本上都有与流程无关的问题,可直接作答。无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面:一是选择将原料转化为产品的生产原理;二是除杂并分离提纯产品;三是提高产量和产率;四是减少污染,注意环保,发展“绿色化学”;五是考虑原料的来源丰富和经济成本;六是生产设备简单,生产工艺简便等。命题者围绕以上几方面设问,我们的解题思路是:

(1)从生产目的(标)出发,略懂框图(流程)。解答时再看框内,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。

(2)分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A.反应物是什么,B.发生了什么反应,C.该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为了获得产品。

(3)从问题中获取信息,帮助解题,了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响(如可以从原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护等方面考虑)。

解题策略

第一步:挖掘题干信息,分析原材料,确定主要成分及所含杂质。

第二步:原材料预处理,通过酸浸和碱浸等手段,完成初步分离。

第三步:分析核心反应,通过氧化、中和及离子交换等手段完成主要物质到产物的转化。

第四步:产品的分离与提纯及含量测定,通过沉淀、结晶及煅烧等手段,得到粗品,通过滴定等定量过程,完成含量测定。

题型一以物质制备为目的的工艺流程题

(新课标II)立德粉ZnSBaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题:

(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时,钡的焰色为__________(填标号)。

A.黄色B.红色C.紫色D.绿色

(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:

①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为______________________。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为______________________。

②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___________(填化学式)。

③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。

(3)成品中S2?的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.molL?1的I2?KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.molL?1Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+22I?+。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为_________________,样品中S2?的含量为______________(写出表达式)。

第(1)题是与流程无关的记忆知识点,第(2)题的工艺流程的主要目的是制备立德粉,流程中药品、各种条件的选择都是为了能更多地获得产品,核心是提高反应物的转化率。围绕这个核心分析药品、操作、条件的作用。知识归纳如下:

1.如果在制备过程中出现或用到受热易分解的物质,则要注意对温度的控制。如侯德榜制碱中的NaHCO3,还有H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。

2.如果产物是一种会水解的盐,且水解产物中有挥发性的酸产生时,则要加相对应的酸来抑制水解。如制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质,要蒸发其溶液得到固体溶质时,都要加相应的酸或在酸性气流中进行来抑制其水解。

3.如果产物是一种强氧化性物质或强还原性物质,则要防止它们被其他物质还原或氧化。如产物是含Fe2+、SO、I-等离子的物质,要防止反应过程中O2的介入。

4.如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水(潮解或发生反应)而变质的物质(如NaOH固体等),则要注意在制备过程中对CO2或水的去除,也要防止空气中的CO2或水进入装置中。

5.当题目中给出多种物质的沸点、溶解度信息,则意味着需要用蒸馏、高温(或低温)过滤来进行分离。

6.在回答题目中条件的选择原因时主要可从以下几个方面分析:

(1)对反应速率有何影响。

(2)对平衡转化率是否有利。

(3)对综合效益有何影响。如原料成本、原料来源(是否广泛、可再生)、能源成本、对设备的要求、环境保护(从绿色化学方面作答)等。

题型二以分离提纯为目的的工艺流程题

1.题型特点

离提纯型工艺流程题多以矿物、各种废弃物为原料,经过各种处理,除去杂质获得有价值的产品。考查的核心在各种分离提纯的实验操作以及条件的控制选择上。虽然把题目形式设计为工艺流程框图,但其实质还是对混合物的除杂、分离、提纯操作的考查。

2.解题思路

从试题中找出想要什么,要除去的杂质有哪些;加入的试剂都与哪些物质发生了反应,转化成了什么物质;怎样操作才能将杂质除去(注重信息的提取与加工)。核心是杂质的去除要彻底。如[新课标Ⅲ](题目略)

这类型题重点考查综合实验,对常用的分离方法必须熟练掌握(如:过滤、结晶、蒸馏、萃取、分液等)。

工艺流程题是化学考查中综合性较强的题型,预计2年仍然会出现。要做好这类型的题,一定要将固定模块的知识多读多记,考到不能丢分,变化模块的技巧和思维多强化,有的放矢的轻松得分。

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来源丨

昭通日报

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