论文部分内容阅读
分析近几年高考化学试题，化学工艺流程题已成为高考命题的固定题型，每年全国各省市高考试题都对其进行重点考查。此类试题将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是对传统无机框图题的创新设计。它以现代工业生产或模拟工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离及提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求学生依据工艺流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键，准确答题，充分体现了高考命题中“了解化学与社会生活、科学技术的密切联系”“关注与现代社会有关的化学问题，增强对自然和社会的责任感”的指导思想。
一、无机化工流程题的特点
1.工业生产流程的主要框架
原料—预处理—分离提纯—核心反应—产品。
2.试题本质
从混合物中提取纯净物。
3.考查内容
考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯。
考点呈现方式：根据流程图或提供的反应物和生成物书写化学方程式；判断滤渣或滤液成分；反应条件的控制和原因分析；选择除杂试剂及除杂原因；调节溶液PH值的范围及试剂选择；实验操作及计算。
在工艺流程中经常会涉及氧化还原反应、化学反应平衡、沉淀溶解平衡、沉淀的转化、离子的水平衡等知识点。
试题呈现为三部分：题干部分：介绍原材料及所要得到的目标产品，以图表、化学反应方程式、文字表达等提供解決问题的信息；流程图部分：呈现整个化工生产过程。一般流程图也可分为三部分：即原料的预处理，物质的分离提纯（题目的关键部分）和产品获得。有的流程图在这三部分中还包括三条线索，主线主产品、侧线副产品、回头线为可循环利用的反应物；问题部分：提出了所要解决的问题。
二、解题思路
明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点，并注意语言表达的科学性，在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。
分析流程图需要掌握的技巧是：浏览全题，确定该流程的目的—由何原料获得何产物（副产物），对比原料和产物；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？杂质或副产物是怎样除去的？ 对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。努力做到以下几点：正确解读试题信息，理解问题的实质。这是准确回答试题的前提；善于运用化学学科思想、观点、方法分析问题，正确沟通现实问题与学科知识的关系，找到解决问题的途径、思路；能熟练调动和运用已学知识并与问题提供的信息整合起来。这是正确解答试题的关键；能正确运用规范的化学用语，清晰、严密地组织和表述答案。这是成功解答试题的保证。
三、高考题赏析
重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示。
回答下列问题：
（1）步骤①的主要反应为：
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________。
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是_______________及含硅杂质。
（3）步骤④调滤液2的pH使之变______________（填“大”或“小”），原因是_________（用离子方程式表示）。
解析：（1）FeO·Cr2O3是还原剂，完全氧化为Na2CrO4和 Fe2O3，每摩尔转移7mol电子，而是氧化剂NaNO3，还原产物为NaNO2，每摩转移2电子，根据电荷守恒FeO·Cr2O3和 NaNO3的系数比为2：7。
（2）熔块中氧化铁不溶于水，滤渣1中含有氧化铁；滤液1中含有AlO2ˉ、CrO42-、硅酸根，调节溶液PH过滤后滤渣2为Al（OH）3。
（3）滤液2调节PH的目的是提高溶液的酸性，PH变小，因为溶液中存在平衡2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O，H+浓度增大，平衡正向移动，溶液中Cr2O72-浓度增大。
【答案】（1）2：7 高温下Na2CO3能与SiO2反应生成硅酸钠和CO2；
（2）铁 Al（OH）3
（3）小 增大溶液中H+，促进平衡2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O正向移动
工艺流程中的预处理分析进行分类，并形成一定的答题模板。
（1）粉 碎 或 研 磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。
（2）煅烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质
（3）酸浸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）
（4）碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）。
一、无机化工流程题的特点
1.工业生产流程的主要框架
原料—预处理—分离提纯—核心反应—产品。
2.试题本质
从混合物中提取纯净物。
3.考查内容
考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯。
考点呈现方式：根据流程图或提供的反应物和生成物书写化学方程式；判断滤渣或滤液成分；反应条件的控制和原因分析；选择除杂试剂及除杂原因；调节溶液PH值的范围及试剂选择；实验操作及计算。
在工艺流程中经常会涉及氧化还原反应、化学反应平衡、沉淀溶解平衡、沉淀的转化、离子的水平衡等知识点。
试题呈现为三部分：题干部分：介绍原材料及所要得到的目标产品，以图表、化学反应方程式、文字表达等提供解決问题的信息；流程图部分：呈现整个化工生产过程。一般流程图也可分为三部分：即原料的预处理，物质的分离提纯（题目的关键部分）和产品获得。有的流程图在这三部分中还包括三条线索，主线主产品、侧线副产品、回头线为可循环利用的反应物；问题部分：提出了所要解决的问题。
二、解题思路
明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点，并注意语言表达的科学性，在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。
分析流程图需要掌握的技巧是：浏览全题，确定该流程的目的—由何原料获得何产物（副产物），对比原料和产物；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？杂质或副产物是怎样除去的？ 对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。努力做到以下几点：正确解读试题信息，理解问题的实质。这是准确回答试题的前提；善于运用化学学科思想、观点、方法分析问题，正确沟通现实问题与学科知识的关系，找到解决问题的途径、思路；能熟练调动和运用已学知识并与问题提供的信息整合起来。这是正确解答试题的关键；能正确运用规范的化学用语，清晰、严密地组织和表述答案。这是成功解答试题的保证。
三、高考题赏析
重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示。
回答下列问题：
（1）步骤①的主要反应为：
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________。
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是_______________及含硅杂质。
（3）步骤④调滤液2的pH使之变______________（填“大”或“小”），原因是_________（用离子方程式表示）。
解析：（1）FeO·Cr2O3是还原剂，完全氧化为Na2CrO4和 Fe2O3，每摩尔转移7mol电子，而是氧化剂NaNO3，还原产物为NaNO2，每摩转移2电子，根据电荷守恒FeO·Cr2O3和 NaNO3的系数比为2：7。
（2）熔块中氧化铁不溶于水，滤渣1中含有氧化铁；滤液1中含有AlO2ˉ、CrO42-、硅酸根，调节溶液PH过滤后滤渣2为Al（OH）3。
（3）滤液2调节PH的目的是提高溶液的酸性，PH变小，因为溶液中存在平衡2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O，H+浓度增大，平衡正向移动，溶液中Cr2O72-浓度增大。
【答案】（1）2：7 高温下Na2CO3能与SiO2反应生成硅酸钠和CO2；
（2）铁 Al（OH）3
（3）小 增大溶液中H+，促进平衡2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O正向移动
工艺流程中的预处理分析进行分类，并形成一定的答题模板。
（1）粉 碎 或 研 磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。
（2）煅烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质
（3）酸浸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）
（4）碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）。