压轴题07 无机化工流程综合分析 01 核心思路与技术路线 1.教材经典工艺流程———侯氏制碱法 2.教材经典工艺流程———海水综合利用 02 核心考向 1.反应速率与平衡理论的运用。 (1)反应物颗粒大小:反应速率、原料的利用率等。 (2)温度:反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。 2.氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写。 3.利用控制pH分离除杂。 4.化学反应的能量变化。 5.实验基本操作:除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。 6.流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用。 7.环境保护与绿色化学评价。 03 核心方法 1.原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率 ②溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。 水浸:与水接触反应或溶解; 浸出:固体加水(酸)溶解得到离子; 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少(更多转化); 酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程。 ③灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解。 ④控制反应条件的方法 2.分离提纯阶段的常见考点 ①调pH值除杂 a.控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀; b.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。 ②试剂除杂 ③加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 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)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。 ④降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动 ⑤萃取 3.获得产品阶段的常见考点: ①洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 ②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。 ③蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO3中的少量NaCl。 ④蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量泥沙。 ⑤重结晶。 4.思维模型: 首尾分析法:对一些线型流程工艺(从原料到产品)试题,首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,厘清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺,再结合题设的问题,逐一推敲解答。 关键在于认真对比分析原料与产品的组成,从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了,围绕生产主线所设计的系列问题也自然清晰了。 题型01 常规产品制备 1.(2024届广东省深圳一模)锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆(主要含,还含有少量、、等元素)为原料生产金属锆的工艺流程如下: 已知: ①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为:、、、; ②25℃时,,; 物质 沸点/℃ 331 315 1300 700 1150 回答下列问题: (1)“酸溶”后,元素的化合价为 。 (2)“萃取”时,锆元素可与萃取剂形成多种络合物,写出生成的离子方程式: 。 (3)“沉淀”后,“废液”中,则“废液”中 。 (4)“沸腾氮化”时,转化为,同时生成一种还原性气体,该反应的化学方程式为 。 (5)①“还原”的主要目的是 。 ②沸点远低于的可能原因为 。 (6)某种掺杂的晶胞如图所示,位于晶胞的面心。 ①晶体中每个O周围与其最近的O个数为 。 ②已知该晶胞为立方晶胞,晶胞中O与Zr的最小间距为,设为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为 (列出计算式)。 ③如图所示结构()与上述晶胞结构不一致的是 (填标号)。 A. B. C. D. 【答案】(1)+4 (2) (3) (4) (5 ... ...
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