高考化学化工流程试题知识点总结学习资料.docx
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高考化学化工流程试题知识点总结学习资料
2020高考化学化工流
程试题知识点总结
精品资料
2020高考化学化工流程试题知识点总结
知识归纳
无机化工流程题的特点:
规律:
主线主产品、分支副产品、回头为循环。
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。
1.流程的呈现主要有以物质转化为主线,以操作过程为主线,甚至有时候会以设备为主线。
2.这类题常围绕以下几个知识点进行设问:
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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。
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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。
例如:
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。
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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
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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。
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(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
模板
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
模板
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
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模板
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
模板
酸式滴定管:
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。
碱式滴定管:
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
模板
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)。
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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
模板
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
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机化工流程题的特点:
规律:
主线主产品、分支副产品、回头为循环。
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。
1.流程的呈现主要有以物质转化为主线,以操作过程为主线,甚至有时候会以设备为主线。
2.这类题常围绕以下几个知识点进行设问:
⑴反应速率与平衡理论的运用
反应物颗粒大小:
反应速率、原料的利用率等
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温度:
反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等
⑵氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写;
⑶利用控制pH分离除杂;
⑷化学反应的能量变化;
⑸实验基本操作:
除杂、分离、检验、洗涤、干燥等;
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。
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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:
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能与H+反应,使溶液pH值增大;不引入新杂质。
例如:
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。
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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】
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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
模板
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。
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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
模板
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
模板
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
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酸式滴定管:
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。
碱式滴定管:
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
模板
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+。
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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
模板
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
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。
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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。
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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。
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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
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