高考化学化工流程试题知识点总结Word文档格式.docx
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⑹
流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;
⑺
环境保护与绿色化学评价。
一、原料处理的方法和作用
对原料进行预处理的常用方法及其作用:
1.粉碎、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:
通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,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。
近年来,在高考题出现了“浸出”操作。
在化工生产题中,矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。
4.
浸出率:
固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化)。
5.
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,将有机碘转化为碘盐。
6.灼烧、焙烧、煅烧:
改变结构和组成,使一些物质能溶解;
并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土和石灰石。
二、掌握核心化学反应
1.元素及其化合物知识:
化工生产将原料转变成产品的过程,也是物质经历相互转化的过程。
理解物质之间的转化关系,就要用到元素及其化合物的相关知识。
一般围绕铁、铜、铝、镁、氯、硫、磷、硅等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题,需要掌握这些元素及其化合物的知识
2.还要掌握有关化工生产的知识,熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工业、海水中提取镁、海水中提取溴等;
3.化学反应原理:
化工生产中把原料转变成产品的过程就是化学反应的过程,从化学反应原理的角度选择原料、控制条件和选择设备等,是化工生产的基本思路。
化学反应原理的相关知识包括质量守恒定律、化学反应速率、化学平衡、电化学、化学热力学等,做到能综合运用这些知识分析化工生产中化学反应的情况。
①
调节溶液的pH值:
使某些离子转变为沉淀而达到分离的目的,抑制某些离子的水解,防止某些离子的氧化等。
在题目中常以表格形式给出信息。
例如:
已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示
若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?
提示:
先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH到3.7。
调节pH所需的物质一般应满足两点:
能与H+反应,使溶液pH值增大;
不引入新杂质。
若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。
调节溶液的pH:
“酸作用还可以除去氧化物(膜);
“碱作用”还可以除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝、二氧化硅。
②
控制体系的温度
a.控制低温:
防止物质的分解,如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等;
防止物质的挥发,如盐酸、醋酸等;
抑制物质的水解,如冰水洗涤,以防止洗涤过程中的溶解损耗;
增大气体反应物的溶解度,使其被充分吸收;
b.采取加热:
加速某固体的溶解,加快反应速率;
减少气体生成物的溶解并使其逸出;
使平衡向需要的方向移动;
趁热过滤,防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质;
c.控制范围:
确保催化剂的催化效果,兼顾速率和转化率,追求更好的经济效益,防止副反应发生等。
三、
明确反应原理
注意每一步在什么条件下,发生了什么反应,生成了什么物质,这些物质分别到哪里去了。
如转化成了沉淀还是气体或生成了其他物质。
四、物质分离或提纯的方法
化工生产过程中分离提纯、除杂等环节,与高中化学基本实验的原理紧密联系,包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,或蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理,并要熟悉所用到的相关仪器。
1.蒸发、反应时的气体氛围抑制水解:
如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的
气流中加热,以防其水解。
⑴ 蒸发浓缩、冷却结晶:
如除去KNO3中的少量NaCl。
⑵ 蒸发结晶、趁热过滤:
如除去NaCl中的少量KNO3。
2.溶解法:
利用特殊溶剂把杂质溶解而除去,如Fe(Al)可用过量的NaOH溶液而除去Al,CO2(HCl、H2O)先通过饱和食盐水,再通过浓H2SO4。
3.沉淀法:
a.加合适的沉淀剂(要使杂质离子充分沉淀,加入的沉淀剂必须过量,且在后续步骤中容易除去);
b.调节溶液的酸碱性。
4.洗涤法:
a.水洗;
b.冰水洗;
c.有机溶剂洗。
其目的是:
洗去目标物表面的杂质离子;
减少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量;
防止目标物形成结晶水合物;
使晶体快速干燥。
五、可循环物质的判断和流程评价
(一)
可循环物质的判断
1.流程图中回头箭头的物质。
2.生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液),可能是前面某一步反应的相关物质。
(二)对整个工艺流程从下列几个方面进行评价
1.体现绿色化学思想(使用无毒无害原料,采用原子利用率高的制备路线,原料的循环利用,副产物综合利用,节能,等)。
2.高效节能方面(原料廉价,工艺简单,产品的纯度高,能耗低等)。
3.生成物或副产物的污染。
【规范答题】
实验操作类规范语言表述
1.
测定溶液
pH的操作
将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,待试纸变色后,再与标准比色卡对照。
模板
答题关键词:
pH试纸、表面皿、玻璃棒、蘸待测液、比色卡、对照。
四步:
①取放试纸→②蘸待测液→③点滴试纸→④与比色卡对照。
概括为“取、蘸、点、比”。
抓住关键词和四步操作环节,此类问题一定不失分。
2.沉淀洗涤
(1)沉淀洗涤的目的:
除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。
(2)洗涤方法:
向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复操作2~3次。
(3)误差分析:
若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。
若沉淀洗涤次数过多,则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。
(4)沉淀剂是否过量的判断方法
加沉淀剂:
静置,向上层清液中继续滴加少量沉淀剂,若无沉淀产生,则证明沉淀剂已过量。
加入与沉淀剂反应的试剂:
静置,取适量上层清液于另一洁净试管中,向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂,若产生沉淀,证明沉淀剂已过量。
注意:
若需称量沉淀的质量而进行有关定量计算时则只能选用方法
(1)。
(5)判断沉淀是否洗净的操作
答题
取最后一次洗涤液,滴加……(试剂),若没有……现象,证明沉淀已洗净
3.容量瓶捡漏操作
加入一定量的水,塞好瓶塞。
用食指摁住瓶塞,倒立观察。
然后再将容量瓶正立,并将瓶塞旋转180°
后塞紧,再倒立。
若均无水渗出,则容量瓶不漏水。
4.滴定管检查是否漏水的操作
酸式滴定管:
关闭活塞,向其中加入一定量的水,用滴定管夹将其固定铁架台上,观察是否漏水。
若2分钟内不漏水,将活塞塞旋转180°
后,重复上述操作。
碱式滴定管:
向其中加入一定量的水,用滴定管夹将其固定铁架台上,观察是否漏水。
若2分钟内不漏水,轻轻挤压玻璃球,放出少量液体,再次观察滴定管是否漏水。
5.滴定管赶气泡的操作
右手将滴定管倾斜30°
左右,左手迅速打开活塞使溶液冲出,从而使溶液充满尖嘴。
将胶管弯曲使玻璃尖嘴向上倾斜,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃球,是溶液从尖嘴流出,即可赶出气泡。
6.装置的气密性检查
形成封闭体系——操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)―→描述现象―→得出结论。
微热法——关键词是:
封闭(将导管一端放入水中)、微热、气泡、水柱;
液差(封)法——关键词是:
封闭(用止水夹关闭右侧导气管,向×
×
漏斗中加水)、液差(×
漏斗中形成一段水柱,停止注水后,水柱不变化)。
整套装置气密性检查:
为使其产生明显的现象,用酒精灯对装置中某个可加热容器微热,观察插入水中导管口是否有气泡冒出,也可对整套装置适当分割,分段检查气密性。
7.萃取分液操作
关闭分液漏斗活塞,将混合液倒入分液漏斗中,充分振荡、静置、分层,在漏斗下面放一个小烧杯,打开分液漏斗活塞,使下层液体从下口沿烧杯壁流下;
上层液体从上口倒出。
8.
焰色反应的操作
先将铂丝沾盐酸溶液在酒精灯火焰上灼烧,反复几次,直到与酒精灯火焰颜色接近为止。
然后用铂丝沾取少量待测液,到酒精灯火焰上灼烧,观察火焰颜色,如为黄色,则说明溶液中含Na+;
若透过蓝色钴玻璃呈紫色,则说明溶液中含K+。
9.氢氧化铁胶体的制备
往煮沸的蒸馏水中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液,当溶液变红褐色时,立即停止加热。
10.从溶液中结晶实验操作
溶解度受温度影响小的:
蒸发→结晶→过滤
溶解度受温度影响较大或带结晶水的:
加热浓缩→冷却结晶→过滤
机化工流程题的特点:
模板 答题关键词:
2020年高考化学备考必考知识点
1、误认为有机物均易燃烧。
如四氯化碳不易燃烧,而且是高效灭火剂。
2、误认为二氯甲烷有两种结构。
因为甲烷不是平面结构而是正四面体结构,故二氯甲烷只有一种结构。
3、误认为碳原子数超过4的烃在常温常压下都是液体或固体。
新戊烷是例外,沸点9.5℃,气体。
4、误认为可用酸性高锰酸钾溶液去除甲烷中的乙烯。
乙烯被酸性高锰酸钾氧化后产生二氧化碳,故不能达到除杂目的,必须再用碱石灰处理。
5、误认为双键键能小,不稳定,易断裂。
其实是双键中只有一个键符合上述条件。
6、误认为聚乙烯是纯净物。
聚乙烯是混合物,因为它们的相对分子质量不定。
7、误认为乙炔与溴水或酸性高锰酸钾溶液反应的速率比乙烯快。
大量事实说明乙炔使它们褪色的速度比乙烯慢得多。
8、误认为甲烷和氯气在光照下能发生取代反应,故苯与氯气在光照(紫外线)条件下也能发生取代。
苯与氯气在紫外线照射下发生的是加成反应,生成六氯环己烷。
9、误认为苯和溴水不反应,故两者混合后无明显现象。
虽然二者不反应,但苯能萃取水中的溴,故看到水层颜色变浅或褪去,而苯层变为橙红色。
10、误认为用酸性高锰酸钾溶液可以除去苯中的甲苯。
甲苯被氧化成苯甲酸,而苯甲酸易溶于苯,仍难分离。
应再用氢氧化钠溶液使苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠,然后分液。
11、误认为石油分馏后得到的馏分为纯净物。
分馏产物是一定沸点范围内的馏分,因为混合物。
12、误认为用酸性高锰酸钾溶液能区分直馏汽油和裂化汽油。
直馏汽油中含有较多的苯的同系物;
两者不能用酸性高锰酸钾鉴别。
13、误认为卤代烃一定能发生消去反应。
14、误认为烃基和羟基相连的有机物一定是醇类。
苯酚是酚类。
15、误认为乙醇是液体,而苯酚是固体,苯酚不与金属钠反应。
固体苯酚虽不与钠反应,但将苯酚熔化,即可与钠反应,且比乙醇和钠反应更剧烈。
16、误认为苯酚酸性比碳酸弱,故苯酚不能与碳酸钠溶液反应。
苯酚的电离程度虽比碳酸小,但却比碳酸氢根离子大,所以由复分解规律可知:
苯酚和碳酸钠溶液能反应生成苯酚钠和碳酸氢钠。
17、误认为欲除去苯中的苯酚可在其中加入足量浓溴水,再把生成的沉淀过滤除去。
苯酚与溴水反应后,多余的溴易被萃取到苯中,而且生成的三溴苯酚虽不溶于水,却易溶于苯,所以不能达到目的。
18、误认为只有醇能形成酯,而酚不能形成酯。
酚类也能形成对应的酯,如阿司匹林就是酚酯。
但相对于醇而言,酚成酯较困难,通常是与羧酸酐或酰氯反应生成酯。
19、误认为醇一定可发生去氢氧化。
本碳为季的醇不能发生去氢氧化,如新戊醇。
20、误认为饱和一元醇被氧化一定生成醛。
当羟基与叔碳连接时被氧化成酮,如2-丙醇。
21、误认为醇一定能发生消去反应。
甲醇和邻碳无氢的醇不能发生消去反应。
22、误认为酸与醇反应生成的有机物一定是酯。
乙醇与氢溴酸反应生成的溴乙烷属于卤代烃,不是酯。
23、误认为酯化反应一定都是“酸去羟基醇去氢”。
乙醇与硝酸等无机酸反应,一般是醇去羟基酸去氢。
24、误认为凡是分子中含有羧基的有机物一定是羧酸,都能使石蕊变红。
硬脂酸不能使石蕊变红。
25、误认为能使有机物分子中引进硝基的反应一定是硝化反应。
乙醇和浓硝酸发生酯化反应,生成硝酸乙酯。
26、误认为最简式相同但分子结构不同的有机物是同分异构体。
例:
甲醛、乙酸、葡萄糖、甲酸甲酯(CH2O);
乙烯、苯(CH)。
27、误认为相对分子质量相同但分子结构不同的有机物一定是同分异构体。
例:
乙烷与甲醛、丙醇与乙酸相对分子质量相同且结构不同,却不是同分异构体。
28、误认为相对分子质量相同,组成元素也相同,分子结构不同,这样的有机物一定是同分异构体。
乙醇和甲酸。
29、误认为分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质一定是同系物。
乙烯与环丙烷。
30、误认为能发生银镜反应的有机物一定是醛或一定含有醛基。
葡萄糖、甲酸、甲酸某酯可发生银镜反应,但它们不是醛;
果糖能发生银镜反应,但它是多羟基酮,不含醛基。
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