无机工艺流程【浅谈无机工艺流程题解题方法】

时间：2019-02-05 03:31:45　来源：雅意学习网本文已影响人

　　江苏省是化工大省。新课改后的高考有很强的时代感和实践性，化工生产技术的“工艺流程题”已成为新亮点和主流题型。要能成功应对每一设问必须经过一系列过程：提取信息一储存、加工信息一问题的分解一新信息与已有知识、待解决问题的整合一组织化学术语进行表达。现结合作者在高三化学“工艺流程专题”教学实践，将解题步骤归纳如下。
　　
　　1浏览全题。明确实验目的。解决“干什么”
　　
　　首先要仔细审读提炼出有效信息，分清每一个环节(包括反应和操作)的目的和结果，这样才能判断出最终所要达到的目的。
　　
　　1.1关注箭头号
　　有的同学根本看不懂或不注意箭头号方向。也就不可能推测哪些物质在混合、在反应。
　　例1，将粗硅和HCl一起加入同一个容器，发生反应①，产物SiCl4和H2发生反应②，生成纯硅，其中反应①的产物H2和反应②产物HCl均能循环利用。
　　
　　1.2注意框内所指
　　弄清每个方框内的物质成分或操作名称，向方框内加入某种试剂后在一定操作指引下在隐含的仪器或设备中，会发生哪些反应?生成物是什么?
　　例2，解读下图流程：“粉碎富集”的含义：磷灰石粉碎富集有利于增大固体反应时的接触面积，加快反应速率。“酸溶”含义：粉碎过的磷灰石与加入的硫酸反应，能与硫酸反应的固体被溶解掉，　“操作a”的含义：将反应后的混合液分离成固体A和溶液H3P04的操作，只能是过滤。“成盐”的含义：根据产物为磷铵化肥。该步是NH3和HPO反应。“操作b”和“操作a”的含义：因为要得到磷铵固体化肥，必须先蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤……
　　
　　1.3提练信息
　　从题中所给陌生的文字材料中提炼出物质的性质、用途等信息。有些信息可能在问题中根本没涉及，有些信息则可借以结合问题帮助理解或者直接答题。对不懂的信息或问题要大胆跳过。
　　在例2中，固体A的成分一定有CaSO4，因为该题题干是“我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具体生产流程如下……”，我们知道石膏成分是硫酸钙晶体，第2步加入硫酸，后面经“一系列工艺”又生成了S02，故有的同学便错误地认为固体A是CaS03。如果真是这样的话，方框内信息“一系列工艺”的含义如何理解呢，前面哪一步有S042一被还原呢，CaS03能稳定存在吗……
　　
　　2明确各步的反应原理和操作目的。解决“怎么做”
　　
　　工业生产流程的设计和实验室方案设计原理相似，只是对经济性、环保性等许多细节方面有着更高的要求，解题时应在实验原理的基础上结合实际因素，充分读懂工业生产流程每一步的意义。
　　
　　2.1读懂化工生产流程主线的含义
　　原料一核心化学反应一所需产品，必须要掌握物质间的反应、产物分离提纯、除杂试剂的选择以及反应条件的控制等。了解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：解析流程图并思考：从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?)。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?这些物质又是怎样分离、提纯和循环利用的?如何体现“绿色化学”的思想。
　　
　　2.2注重与实际相联系
　　工业生产中流程比较复杂，一般的选择原则是：工艺简单、生产效率高、污染小、能耗低。有的同学不太明确这些。导致回答不完整甚至完全错误。因此在备考复习时，要注意联系生产实际中的各类反应原理，多选择与生活生产实际相联系(如海水中提溴、海带中提碘、金属的冶炼、物质成分的测定等)涉及面广的习题，以提升学生分析问题、解决问题的能力。培养他们灵活应用知识的能力。
　　
　　3必备知识
　　
　　3.1熟练掌握元素化合物的性质
　　首先抓住物质类别的通性和具体物质的特性，其次分析物质所含元素化合价的可变性(即物质的氧化性和还原性)，判断哪些物质之间能发生反应，生成物是什么。
　　
　　3.2控制反应条件的方法
　　蒸发、反应时的气体氛围；控制溶液的酸碱度使某些金属离子形成氢氧化物沉淀(大部分利用水解原理)。如Fe3+、Al、Mg2+的混合物分离，通常采用调节溶液的pH除去杂质达到提纯目的。在这过程中要选择合适的试剂，不要引入新杂质。
　　
　　3.3明确结晶的几种方法
　　工业生产中，往往是从多种溶质或一种溶质的溶液中提取目标固体产物。需要用到结晶工艺。当溶液是单一溶质时：最后所得晶体不带结晶水(如NaCl、KN03)；蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤，最后所得晶体带结晶水(女HCuS04・5H20、摩尔盐)。当溶液中有两种或以上溶质时，经浓缩蒸发。其中溶解度最小、受温度影响最大的溶质，被趁热过滤成滤渣。而滤液中溶解度最小的溶质是饱和溶液。然后冷却结晶，过滤，得另一溶质(溶解度最大、受温度影响最大的溶质)。
　　
　　3.4熟悉化工生产中的一些常用名词
　　浸出：固体加入水或酸溶解得到离子。
　　浸出率：加酸使矿石溶解后。离子在溶液中的含量多少。
　　酸浸：是指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。
　　水浸：与水接触反应或溶解，也可能离子发生了水解反应。
　　水洗：通常是为了除去水溶性的杂质。
　　酸洗：通常指清洁金属表面的一种方法。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理步骤。即将制件浸入硫酸等酸的水溶液，以除去金属表面的氧化物等薄膜。
　　
　　3.5了解化工生产中渗透绿色化学的观点
　　①节省资源，提高原料转化率。例如。在合成氨工业、硝酸工业、接触法制硫酸、联合制碱法等工艺流程中采取的循环操作，体现了绿色化学中资源最大利用率的基本原理。
　　②介绍尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如，氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均介绍了尾气处理或吸收的装置。
　　③设计新的化学反应途径及条件，降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。例如教材中介绍了元氰电镀，使用非汞催化剂等由乙炔制乙醛。
　　
　　3.6熟悉化工生产中的一些常用工艺流程
　　高中教材中涉及到的化学工业：①候氏制碱法；②氯碱工业；③硅酸盐工业；④工业制硫酸；⑤合成氨工业；⑥工业制硝酸；⑦金属Na、Mg、Al、Fe、cu等的冶炼；⑧海水中提取物质；⑨其他
　　教师可带领学生，分析如下23个常见化工流程的原理，回答问题，积累经验。
　　
　　4三点启示
　　
　　(1)无机化工流程题已成为高考的主要题型之一。应介绍必要的化工术语和常识。否则将成为学生困扰点；要整理一些典型材料给学生研读，如另外还可以根据人教版《化学与技术》内容，简介水的处理、煤的加工、新材料的制备、金属冶炼、绿色工艺等有关知识。
　　(2)能否看懂生产流程图是关键，也是难点。要带领学生，分析简单的实验或化工流程图和溶解度图像，总结规律。
　　(3)无机化工流程题在背景材料上呈现新(或陌生)内容，但本质上还是落在双基上，内在要求或者核心知识考查不变。如运用化学反应原理、化学平衡和水解理论、物质制备和分离的知识、晶体知识、绿色化学的观点分析实际生产中的各种问题，我们千万不能被新包装所迷惑、所吓倒，平时要重视不熟悉的氧化还原反应方程式、特殊水解方程式的书写训练。

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