1、小专题九化学工艺流程题的突破策略一、题型结构化工流程线路示意图如下：(1)箭头：箭头进入的是投料(即反应物)、出去的是生成物(包括主产物和副产物)。(2)三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示该物质循环使用。(3)规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环。二、解题方法(1)首尾分析法：对线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从此分析中找出它们的关系，弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺，再结合题设问题，逐一解答。(2)分段分析法：对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产品)
2、的工艺流程题，用此法更容易找到解题的切入点。(3)交叉分析法：有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用交叉分析法。即将提供的流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析。三、考查角度角度1考查原料预处理方式1.研磨、粉碎、喷洒(1)可增大反应物的接触面和接触机会，加快反应速率，以提高原料转化率、利用率、浸取率等。(2)增大接触面积的具体措施有：固体采用粉碎、研磨的方法；液体采用喷洒的方法；气体采用多孔分散器；等。2.浸出浸出即浸取、溶解，向固体中加入适量溶剂，使其中可溶性的物质溶解或通过反
3、应进入溶液。浸出可分为水浸、酸浸、碱浸、醇浸等。(1)水浸：是为了分离水溶性和非水溶性的物质；(2)酸浸：是为了溶解金属、金属氧化物、调节 pH 促进某离子的水解而转化为沉淀等；(3)碱浸：是为了除去油污、溶解酸性氧化物、溶解铝及其化合物、调节 pH 等；(4)醇浸：为了提取有机物。3.灼烧(煅烧、焙烧)是指在高温下使固体原料分解、反应或改变结构。4.搅拌、加热加速溶解；增大反应物的接触面积，加快反应速率；对于吸热反应，加热可同时提高原料的转化率，但要避免反应物或生成物的过热分解。5.表面处理如除去表面油污；金属晶体可用机械法打磨；化学法除去表面氧化物；等。角度2考查反应条件控制反应条件条件内
4、容调节溶液的pH(1)目的：使某些金属离子形成氢氧化物沉淀而分离。(2)方法：加入能消耗H的物质且不引入新的杂质。如要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等来调节溶液的pH(续表)反应条件条件内容控制温度(1)加热：加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华的原料气化。(2)降温：防止某物质在高温时溶解(或分解)；使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。(
5、3)控温(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)：防止某种物质温度在过高时分解或挥发；为了使某物质达到沸点挥发出来；使催化剂的活性达到最好；防止副反应的发生。(4)降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求反应条件条件内容控制压强改变速率，使平衡向需要的方向移动使用催化剂大大提高反应速率、降低能耗，但不影响化学平衡。使用时必须注意其活性温度，且防止杂质使催化剂“中毒”，延长使用寿命(续表)方法目的水溶法除去可溶性杂质酸溶法除去碱性杂质碱溶法除去酸性杂质氧化剂或还原剂法除去还原性或氧化性杂质加热灼烧法除去受热易分解或易挥发的杂质调节 pH 法如除去酸性铜溶液中的 Fe3+等角度
6、3考查混合物的提纯方法角度4考查混合物的分离方法(1)过滤(趁热过滤或抽滤)：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用 CCl4 萃取溴水中的溴。(3)结晶：蒸发结晶、冷却热饱和溶液。(4)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。(5)冷却法：利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气。角度5考查绿色化学物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用等。角度6考查化工安全防爆、防污染、防中毒等。角度7考查反应原理离子反应、氧化还原反应、化学平衡
7、、电离平衡、溶解平衡、水解原理等。角度8考查循环操作与副产物利用(1)对可逆反应：可将未转化的反应物分离出来后送入反应器重新反应。如合成氨反应是可逆反应，分离氨后的尾气中还含有大量原料气(N2 和 H2)可送入合成塔，实施循环生成。(2)若某种物质在流程中既是辅助原料又是副产品(既流进又流出)，则可考虑循环利用。(3)注意某些隐形存在物质，在循环操作中因累积导致浓度过高，可能影响产品的纯度。典例(2018 年北京卷)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为 Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)”或“”)。结合元
8、素周期律解释中结论：P 和 S 电子层数相同，_。(3)酸浸时，磷精矿中 Ca5(PO4)3F 所含氟转化为 HF，并进一步转化为 SiF4 除去。写出生成 HF 的化学方程式：_。(4)H2O2 将粗磷酸中的有机碳氧化为 CO2 脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80 后脱除率变化的原因：_。(5)脱硫时，CaCO3 稍过量，充分反应后仍有 SO2残留，原因是_；加入 BaCO3 可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是_。(6)取 a g 所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用 b molL1NaOH 溶液滴定至终点时生成
9、Na2HPO4，消 耗 NaOH 溶 液 c mL，精 制 磷 酸 中 H3PO4 的 质 量分数是4_。(已知：H3PO4摩尔质量为98 gmol1)解析：(6)滴定终点时生成 Na2HPO4，则消耗的 H3PO4 与NaOH 物质的量之比为 12，n(H3PO4)12n(NaOH)12b molL1c103L bc2000 mol，m(H3PO4)bc2000 mol98 gmol149bc1000 g0.049bc g，则精制磷酸中 H3PO4 的质量分数为0.049bca。答案：(1)研磨、加热(2)核电荷数 PS，原子半径 PS，得电子能力 PS，非金属性 PS(3)2Ca5(PO4)3F 10H2SO4 5H2O=10CaSO40.5H2O 6H3PO42HF(4)80 后，H2O2 分解速率大，浓度显著降低0.049bc(6)a(5)CaSO4 微溶 BaCO3SO24 2H3PO4=BaSO4CO2H2O2H2PO4
