初中化学工艺流程题的解题技巧.pdf

科学中考/KEXUEZHONGKAO初中化学工艺流程题的解题技巧钱晓芳工艺流程题实际上是考查学生对于化学反应原理是否熟悉,并利用所学的相关知识来解决工业生产中的实际问题的能力。初三学生由于其化学学习时间较短，书本上的化学反应也较为简单，面对工艺流程题中的实际反应、各反应之间联系、条件的变化引发的一系列复杂变化，甚至看到流程图和很长的题干等资料信息时，缺乏耐心，不读题干只看流程，或者不看流程图只看问题、期间也很容易会跳过重点，从而导致读完一遍题目后就会忘记了前面的信息。由于缺乏有效的信息收集技巧，无法将顺向思维和逆向思维很好地结合，从而导致工艺流程题目变得棘手。本文将从流程题的设计出发，为广大初三学子提供相关解题技巧。一、中考流程题的问题情境“在真实情境中解决问题的过程展示出的能力才是实际的能力,表现出的态度与情感才是真实的品质特征”。面对新课标要求，在各地中考流程题设计中，真实情境的创设更为常见，不仅是涵盖的学科内容较为广泛，其所呈现方式也比以往更为丰富，工艺流程题的问题情境，有很多，例如：从海水中提取精盐、氯碱工业、从海水中提炼出金属镁等；另外还有合成氨工艺流程、金属的冶炼，如何从化工厂或者化学实验室的废液中提取金属或盐。初中流程题让学生在分析物质转化过程中，利用核心物质转化、元素守恒观、绿色化学等核心观念培育“变化观念与平衡思想”素养。二、中考流程题考查内容和特点近年来中考流程题一般考查内容包括：化学反应原理、元素化合物知识、实验操作及名称、物质分离和除杂、利用溶解度分离物质以及流程中的物质转化和循环方面。其命题特点信息呈现方式多样，有流程框图、图表、图像、文字叙述等，问题设计较为广泛，综合性较强，对学生的思维要求较高。三、工艺流程题的组成、解决方案工艺流程题主要包括：（1)题干部分。旨在描述原材8料，并给出相应的目标产品，以图表、化学反应方程式、文字表达等形式提供解决问题的信息。（2)流程图部分。旨在展示化工生产的完整步骤。（3)问题部分。根据所给信息，提出我们所需要解决的问题。一般解决方案为：1.认真审题：明确原料的成分明确流程的目的，从题干或问题中获取原料和产品的信息，关注“资料”和“用量”。2.精读流程：对比分析，了解主要的化学反应和制备原理。注意制备过程中所需的原料、条件的控制、物质的分离方法。浏览问题：明确所问与哪一步流程有关,形成初步印象，考查何知识点，帮助解题。下图为工艺流程路线示意图：原料预处理原料原料循环利用【解读】箭头代表着物料的投放，而三条线则分别指示着反应物，以及主要产物和副产物的排放。可逆线则指的是物质的循环利用，从而凸显绿色化学的原则。四、工艺流程题解题技巧1.原料预处理（1）粉碎(或研磨)目的：例如粗盐溶解，通过研磨，将大颗粒固体磨成小颗粒，可以大大加快粗盐的溶解速率；而如果是反应前研磨一一则可以增大反应物之间的接触面积，从而使反应又快又充分。（2）搅拌：能够让物质完全混合，从而提高反应或溶解的速度。（3）灼烧（烧、焙烧）：通过熳烧，我们能够有效地消除原料中的可燃性物质，使原料得到初步的转化；或通过高温条件，让杂质分解或被氧化。（4）浸出：通过水浸、酸浸或碱浸，将原料中的可溶性离子转移到溶液中，而不溶物则经过过滤处理，以达到联系生产实除，注意友应条件控制物质分离提纯核心发应目标产物副产物科学中考技法点拨净化的目的。【例题1】冶金过程中会排出含有大量CuS及少量铁和铁的化合物的废渣，在工业应用方面，我们可以使用这些废弃物来制造CuCl，相关的流程图如下：NaCI空气盐酸调节pH废渣一粉碎焙烧酸浸至3 4废气焙烧过程中发生的主要反应为：CuS十2 NaCI十2 O2CuCl2+NazSO4流程中粉碎、焙烧、酸浸的目的分别是什么？【解析】粉碎在焙烧之前，焙烧是为了反应，则粉碎的目的是增大反应物的接触面积，使后续反应快速充分。焙烧可以发生反应，使原料中难溶的CuS转化为能溶于水的CuCl，而这也是该工艺流程的核心反应，能够得到初级产品CuClz。同时也需要考虑原料中少量的铁和铁的化合物存在，所以加入盐酸酸浸的目的就是为了使铁和铁的化合物溶解。2.反应条件控制（1）温度控制一一可以有效地调节反应的条件、速率,并且可以根据反应物的特性，如防止受热分解，受热挥发，增大气体的溶解度等）。（2）p H 值控制控制溶液的酸碱性使某些特定金属离子沉淀。（3）加人过量试剂：使某物质完全反应或全部转化。（4）外部环境控制一一排除空气（空气中某气体）干扰，例如下图中通N,的目的：防止铁粉在空气中被氧化，同时能防止氢气在高温条件下遇到空气发生爆炸。高温纳米级FeCl铁粉高温FeCl2+H2-Fe+2HCI【例题2】在实验室中，我们常用辉铜矿来制备碱式碳酸铜 Cua（O H)（CO）。dH,O),该矿石的主要成分是CuzS,且还含有少量的Fe2O3、SiO,等杂质，实验相关流程如下：MnO2 H2SO4铜辉矿浸取操作！除铁沉锰赶氨操作滤液滤渣 IFe(OH);MnCO;Cu(OH)i(CO:)e-dH2O已知某些金属离子以氢氧化物形式析出沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2Mn(OH)2开始沉淀7.5完全沉淀9.7问在“除铁”步骤中,最控制适宜的pH 是多少范围？试剂A【解析】从原料到产品，我们发现辉铜矿中所需要的反应物应该是CuzS，但是矿石中含少量FezOs杂质，其会过滤滤液B.CuCl.和硫酸反应生成硫酸铁和水，对应的化学方程式为：Fe2滤渣【FeOH,O：十3HzSOFe2（SO）：十3HO.溶液中含有铁离子，该步骤名为“除铁”，即将溶液中的铁离子转化成沉淀除去，从表格中可以看到铁离子完全沉淀需要pH达到3.2,考虑到不能让溶液中的铜离子也变成沉淀析出（若铜离子减少，则原料损耗，产率降低）。所以pH应该小于铜离子开始沉淀的值，综上所述，该空应该填写：3.2 5.2(或 3.2 pH5.2)。3.产品分离提纯（1）结晶：如果是单一溶质的溶液，我们可以考虑蒸发结晶这种方式；但往往工艺流程中，常会有多种溶质，比如（如NaCI、K NO.的混合溶液）当我们想要得到温度对溶解度影响较大的溶质时，就可以采用冷却结晶的方式，比如得到硝酸钾晶体，具体操作为蒸发浓缩、降温结晶最后再过滤即可。（2）过滤：一般适用于不溶固体和液体分离提纯。如有些流程中，为了确保产品的纯度，通常含有趁热过滤操作,则需要考虑(1)如果是用于获取固体,则趁热是为了防止溶液中其他物质的析出，从而导致产品不纯；(2)如果是用于获取液体，就必须采取措施防止温度下降导致固体析出，从而减少损失。（3）洗涤：一般来说，过滤以后对于滤渣的处理方法就是洗涤，洗涤是为了清洗掉滤渣表面的可溶性杂质。从而清除固体表面上的可溶性杂质，这一步骤需要2 3次反复进行。在流程题中，我们经常会发现用饱和溶液、冰水或者有机溶剂(酒精)来洗涤滤渣，其目的都是为了减少晶体溶解而造成损耗。（4）检验洗涤是否干净的方法：先找出需要检验的物质,取最后一次洗涤液少量滴加少量检验试剂看现象得结论。NH,HCO;NH;（5）干燥：有烘干或自然晾干。【例题3】经过海水晾晒，我们能够获取一种叫做粗盐产品的产品。这种产品中，除了NaCl之外，它还包括MgCl2、CaC12、Na,SO,和其他一些杂质，比如泥沙。接着，我们将进(下转第 37 页)2.73.25.26.48.39.8202389科学中考名师讲堂规律和电路连接，有效检查了学生的基本知识掌握和综合分析能力.首先由同名相斥、异名相吸分析通电螺线管的磁极；再根据安培定则确定电流方向；最后由电磁铁中的电流越大，则磁性越强连接电路。【解】当开关闭合后，通电螺旋管与条形磁铁会相互吸引,即通电螺线管的左侧为N极；根据安培定则，螺线管中的电流方向为从下向上，即通电螺线管的右端接电源正极；又当滑动变阻器的滑片P向右移动时会使引力变大，即此时电路中电流变大，滑动变阻器连人电路的阻值变小，可得出需使滑动变阻器右侧下接线柱连入电路.本题主要考查通电螺线管的极性及电流的方向，还有就是实物电路的连接，具有较强的综合性。总之，广大初中物理教师应当积极改变旧有的教学思路,培养学生的分析能力，重点加强作图试题的训练，提升学生的动手实践能力使他们将这一部分分数牢牢抓住，从而取得优异的成绩进入理想的重点高中进行深造.(上接第 9 页)行一系列的实验，来研究如何生产出优质的精盐。粗热盗 BaCLNO NaCO.过测过量过量过量滤液a。加人过量氯化钡的目的是：酸的目的是除去滤液中b.沉淀的成分为：泥沙、c.碳酸钠能否在氯化钡之前添加？理由是【解析】该题是典型的粗盐提纯问题，如何除去溶液中的杂质离子，可以考虑将杂质离子通过复分解反应转化成气体、沉淀，或水从而将其从溶液中除去。由于粗盐中的杂质离子为镁离子、钙离子、硫酸根离子，所以我们考虑将这三种离子转换成沉淀较为合适。通过添加适量的氯化钡、氢氧化钠和碳酸钠，我们能够有效地利用镁离子、钙离子、钡离子，形成氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡等多种沉淀。在实际应用中，为了将杂质离子全部转化为沉淀，流程中加入过量的氯化钡、氢氧化钠和碳酸钠。这就要考虑这些物质会有残留，也成为杂质，所以如何除去过量的钡离子、氢氧根离子和碳酸根离子呢？钡离子可以加入碳酸根离子成为碳酸钡沉淀，则只需要把过量的碳酸钠放在氯化钡之后加即可，此时碳酸钠的作用是将溶液中的钙离子和钡离子全部沉淀出来。至于氢氧根离子和碳酸根离子，则可以在过滤后，向滤液中加入稀盐酸，将它们转化成二氧化碳气体和水。所以该题答案依次为:a.MgCl2、过量的碳酸钠和氢氧化钠 b.BaCO3、Ca CO 3、Ba S O 4、Mg(O H 2、c.不可以，若交换位置，则无法除去Ba2+。4.寻找循环物质（1）流程图中回头箭头的物质（2）生产流程中后面新生成或新分离的物质（不要滤沉淀发HL蒸发、结品、斑干-精盐，加入稀盐可能的隐藏（填化学式）。【例题】某厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的化肥厂联合设计了制备（NH）,S O 4的工艺流程。CaSO4悬浊液立沉淀池操作a4殿烧炉循环利用沉淀池中发生的主要化学反应为：CO2十2 NH，十CaSO4+H,OCaCO：十（NH),SO本流程中可循环物质为。【解析】从沉淀池的反应我们可以发现，生成物为碳酸钙和硫酸铵，操作a应该是将这两种溶解性不同的物质过滤分离，贮液池中为液体，流程图后面也有标注蒸发浓缩且降温结晶过后为产品硫酸钠。那么燈烧炉内应该就是另一产物碳酸钙，碳酸钙经过燈烧后会产生氧化钙和二氧化碳，Y为循环物质，根据沉淀池中需要的反应物，我们可以得出此为二氧化碳这种物质。总之，对于工艺流程题，同学们首先要对化学变化熟练掌握，仔细读题和审题，原料的预处理、核心反应的原理和条件控制，以及如何分离提纯得到所需产品，应用和迁移本文要点，与一反三，提高流程题的解题效率和正确率，做到事半功倍。忽视结晶后的母液），可能是前面某一步反应的相关物质。（3）同时也参看资料和问题中的化学方程式，也有蒸发浓缩(NH)2SO4贮液池结晶过滤、化肥XY2023837