浅析高考化学工艺流程题的解题策略

作者:未知

  【摘 要】 工藝流程题就是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程有关的化学知识步步设问,题目常常以现代工业生产为基础,将化学工艺流程进行简化,与化工生产成本、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离等基本实验原理在化工生产中的实际应用。
  【关键词】 工艺流程 分离提纯 绿色化学 原料的预处理 反应条件 反应原理
  一、工艺流程题的特点:
  1. 试题新颖且信息的含量大,能较好地考查学生的自学能力。
  2. 试题源于生产实际,以解决化学实际问题作思路进行设问,设置的情境真实,能较好地培养学生理论联系实际、学以致用的学习观。
  3. 试题的内容丰富,涉及的化学基础知识、基础技能面宽,不仅考查学生对双基知识的掌握的情况,还考查学生应用双基知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力。
  二、工艺流程题的结构:
  该题型由3个部分组成:题头、题干、题尾
  1. 题头:多以文字的形式,介绍某个化学工艺的原料、原理和生产目的。
  2. 题干:多以工艺流程线路框图呈现,突出表达物质相互转化的方法和操作步骤
  3. 题尾:该题型要考查的内容,主要考查物质的转化及物质的分离提纯,涉及的知识丰富,体现了高考对学生综合应用能力的考查。
  三、工艺流程题命题的角度:
  角度一、原料的预处理。
  角度二、反应条件。
  角度三、初产品的处理方法。
  角度四、分离方法。
  四、工艺流程题解题的思路与方法
  1. 解题方法:(1)首尾分析法。(2)分段分析法。(3)交叉分析法。
  2. 答题的步骤:第一步:快速浏览题头:了解题头中工艺的原料和目的。第二步:快速浏览题干即工艺的流程图,大致辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。第三步:精读题尾中的问题。
  3. 工艺流程题常考的问题:(1)“浸出”步骤中,为提高某物质的浸出率,可采取的措施:适当提高反应的温度、增加浸出时间、加入过量的酸或碱,边加边搅拌等。(2)如何提高反应速率:适当提高温度、增大吸收液的浓度、研成粉末状(增大接触面积)、搅拌等。(3)从溶液中得到晶体:① 从Na Cl溶液中得到晶体:蒸发结晶。②从CuSO4溶液中得到CuSO4·5H2O:蒸发浓缩、冷却结晶、、过滤、洗涤、干燥。
  4. 认真审题、规范答题:认真审题,减少审题不细致而导致的失分,例如:(1)填“化学方程式”还是填“离子方程式”。(2)是填“名称”还是“符号”。(3)是填“大于”还是“>”(4)是填“分子式”、“结构式”、“结构简式”还是“电子式”。
  五、例题解析:
  废弃的锌锰干电池对环境污染很大,工业上可用如下工艺回收正极材料中的金属(部分条件未给出):
  (1) 废弃的锌锰干电池对环境的主要危害是 ,中的化合价为 。
  (2) 锌锰干电池中氯化铵为电解质,其电子式为 。
  (3) 反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
  (4) 该工艺流程中多次用到过滤,实验室中过滤所需要的玻璃仪器有 。
  (5) 已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=n×10-38,滤液①中加入NaOH溶液至pH= 时,Fe3+沉淀完全[e(Fe3+)]=n×10-5mol·L-1时,认为Fe3+沉淀完全]。
  (6)写出“沉锰”过程中生成碱式碳酸锰[MnCO3·Mn(OH)2·5H2O]的离子方程式为: 。
  (7) 用硫酸酸化的MnO2浆液可吸收工业废气中的SO2生成MnSO4·H2O,已知浆液中MnO2含量为a%,工业废气中SO2含量为bg·m-3,SO2的吸收率可达90%,则处理1000m3工业尾气,可得到MnSO4H2O的质量为 kg(用含字母的代数式表示)。
  解析:本题第(1)、(2)、(4)三小题不需要根据流程,据可以直接根据化学基础知识就可以直接解答;第(3)题涉及到流程中反应①步骤,我们再精读流程,结合反应①的前后步骤可知,氧化剂是MnO2,还原剂是FeSO4,还原产物是Mn2+,氧化产物是Fe3+,根据得失电子守恒即可找出氧化剂与还原剂的物质的量之比;第(6)题“沉锰”过程中的离子方程式结合盐类的双水解知识和流程图即可写出;第(5)、(7)题是计算题,不需要根据流程即可独立的算出,第(5)题根据KSP的计算,难度不大;第(7)题先根据得失电子守恒找出SO2和MnSO4·H2O的关系式,再根据关系式进行计算。
  【答案】(1)重金属污染或废酸、废碱等电解液污染
  (2)+3 (3) (4)1:2 (5) 烧杯、漏斗、玻璃棒
  (6) 3 (7) 7Mn2++7CO2-3+11H2O===MnCO3·6Mn(OH)2·5H2O↓+6CO2↑
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