论文部分内容阅读
（大厂县回民中学 河北 大厂 065300）
【摘 要】工业流程题是近年来高考的热点，难度较高，学生在此类题的得分不高，笔者针对这些问题进行思考。
【关键词】工业流程；解题技巧；复习方向
（2013全国新课标卷1）27.锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 （部分条件未给出）
回答下列问题：
（1）LiCoO2 中，Co元素的化合价为___________。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式____________。
（3）“酸浸”一般在80 oC下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式__________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_________。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_____________。
（5）充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式___________________。
（6）上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收。其原因是___________________________。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有_________________（填化学式）。
化学工艺流程题近几年是高考的热点，所占的分值也相当重，2013尤为凸显。但由于此类试题陌生度高，对学生的能力要求也大，加上试题文字量大，学生在没做之前往往就会产生畏惧感，所以这类题的得分不是很理想，此题河北省平均得分才四分。要解好这一类题，学生最重要的是要克服畏惧心理，认真审题，找到该实验的目的。以下是我的一些思考：
1. 工业流程的考察方面 一般来说，流程题只有两个目的：一是从混合物中分离、提纯某一物质；另一目的就是利用某些物质制备另一物质。
（1）对于实验目的为一的题目，其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样，才能明白每一步所加试剂或操作的目的。
有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大，如NH4NO3、KNO3等物质，在蒸发过程中比较难析出来，所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小，如NaCl、KCl等，有少数物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca（OH）2要使它们析出较多固体溶质时，则要用蒸发浓缩的方法。
（2）对于目的为制备某一物质的流程题，要求学生注意以下几个方面。明确题目目的是制什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。只有知道了实验目的，才能非常清楚的知道整个流程的意义所在。而产物如果具有某些特殊性质（由题目信息获得或根据所学知识判断），则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况：
①如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca（HCO3）、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防止水解。如：制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu（NO3）2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO；而像Al2 （ SO4 ） 3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液，虽然也发生水解，但产物中Al （OH） 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是挥发性物质，在蒸发时，抑制了盐的水解，最后得到的还是溶质本身。
③如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，如：含Fe2+、SO32-等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。
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固体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。
⑤如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。
从近几年的高考题目中会发现，大多数题目都会给出制备物质时所需的原料，但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。所以在明确了实验目的之后，再写出主要的反应方程式，观察有没有副产品，如果有，剩余的步骤就是分离提纯了。
2. 工艺流程题解题技巧 无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是：①从题干中获取有用信息，了解生产的产品。 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获得产品而服务。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：
（1）对反应速率有何影响？
（2）对平衡转化率有何影响？
（3）对综合生产效益有何影响？如原料成本，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（从绿色化学方面作答）。
常见文字叙述套路：
第一，洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次。
第二，从溶液中得到晶体：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-（洗涤）。
3. 2014高考复习方向 （1）环境与化学：主要涉及“废水、废气、废渣”的来源，以及对环境的影响和处理原理。例如；重金属型废水：一般使用沉淀法加以消除。
（2）金属矿物为载体的流程题。例如，铝土矿中提炼铝，可酸溶可碱溶。
（3）以海水资源为背景的流程题。例如，海水提溴，海水提炼镁。
以上是我对工业流程题的一些思路的归纳总结，希望能对读者有些帮助。
【摘 要】工业流程题是近年来高考的热点，难度较高，学生在此类题的得分不高，笔者针对这些问题进行思考。
【关键词】工业流程；解题技巧；复习方向
（2013全国新课标卷1）27.锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 （部分条件未给出）
回答下列问题：
（1）LiCoO2 中，Co元素的化合价为___________。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式____________。
（3）“酸浸”一般在80 oC下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式__________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_________。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_____________。
（5）充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式___________________。
（6）上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收。其原因是___________________________。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有_________________（填化学式）。
化学工艺流程题近几年是高考的热点，所占的分值也相当重，2013尤为凸显。但由于此类试题陌生度高，对学生的能力要求也大，加上试题文字量大，学生在没做之前往往就会产生畏惧感，所以这类题的得分不是很理想，此题河北省平均得分才四分。要解好这一类题，学生最重要的是要克服畏惧心理，认真审题，找到该实验的目的。以下是我的一些思考：
1. 工业流程的考察方面 一般来说，流程题只有两个目的：一是从混合物中分离、提纯某一物质；另一目的就是利用某些物质制备另一物质。
（1）对于实验目的为一的题目，其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样，才能明白每一步所加试剂或操作的目的。
有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大，如NH4NO3、KNO3等物质，在蒸发过程中比较难析出来，所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小，如NaCl、KCl等，有少数物质的溶解度随温度的升高而减小，如Ca（OH）2要使它们析出较多固体溶质时，则要用蒸发浓缩的方法。
（2）对于目的为制备某一物质的流程题，要求学生注意以下几个方面。明确题目目的是制什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。只有知道了实验目的，才能非常清楚的知道整个流程的意义所在。而产物如果具有某些特殊性质（由题目信息获得或根据所学知识判断），则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况：
①如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca（HCO3）、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防止水解。如：制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu（NO3）2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO；而像Al2 （ SO4 ） 3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液，虽然也发生水解，但产物中Al （OH） 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是挥发性物质，在蒸发时，抑制了盐的水解，最后得到的还是溶质本身。
③如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，如：含Fe2+、SO32-等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。
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固体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。
⑤如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。
从近几年的高考题目中会发现，大多数题目都会给出制备物质时所需的原料，但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。所以在明确了实验目的之后，再写出主要的反应方程式，观察有没有副产品，如果有，剩余的步骤就是分离提纯了。
2. 工艺流程题解题技巧 无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是：①从题干中获取有用信息，了解生产的产品。 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获得产品而服务。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：
（1）对反应速率有何影响？
（2）对平衡转化率有何影响？
（3）对综合生产效益有何影响？如原料成本，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（从绿色化学方面作答）。
常见文字叙述套路：
第一，洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次。
第二，从溶液中得到晶体：蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-（洗涤）。
3. 2014高考复习方向 （1）环境与化学：主要涉及“废水、废气、废渣”的来源，以及对环境的影响和处理原理。例如；重金属型废水：一般使用沉淀法加以消除。
（2）金属矿物为载体的流程题。例如，铝土矿中提炼铝，可酸溶可碱溶。
（3）以海水资源为背景的流程题。例如，海水提溴，海水提炼镁。
以上是我对工业流程题的一些思路的归纳总结，希望能对读者有些帮助。