模板03工艺流程中条件控制与选择、分离和提纯
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技法01化工流程中条件的控制与选择技法02化工流程中物质的分离和提纯
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化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步
步设问,是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融
合,考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图
分析原理,紧扣信息,抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性,是高考化学命题的
常考题型。
第一步:粗读题干明确生产目的、原料、杂质和目标产品的成分。
第二步:分析流程对照原料和产品,确定核心反应和核心辅料;依核心反应,明确流程主
线、支线和除杂任务。
第三步:解答设问结合设问进一步分析流程,运用化学语言进行规范作答。
技法01化工流程中条件的控制与选择
1.温度的控制(常用水浴、冰浴或油浴)
(1)加热的目的: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NaHCO、Ca(HCO)、KMnO、NHCl等物质;使沸点相对较低或易升华的原料汽化。
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(2)降温的目的:防止某物质在高温时会溶解(或分解);使化学平衡向着题目要求的方向(放热方向)移动;
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。
(3)控制温度在一定范围的目的:结晶为获得所需物质(用水浴带温度计便于控温且受热均匀);防止某种
物质(如HO、草酸、浓硝酸、铵盐等)因温度过高时会分解或挥发;使催化剂的活性达到最高;防止副反
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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。
(5)控制固体的溶解与结晶
趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量。
蒸发浓缩:蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度。
蒸发结晶:蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出。
从溶液中得到晶体的过程:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤、干燥。
2.pH的控制
(1)控制一定的pH,以提供反应所需环境。反应环境的不同会导致反应产物的差异。如在酸性环境中
2+
KMnO的还原产物一般为Mn,中性(或弱酸性)环境中KMnO的还原产物一般为MnO。
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3+
(2)控制一定的pH,以改变元素的存在形式。如铝元素在强酸性条件下以Al形式存在,当体系的pH
--
增大,铝元素将以Al(OH)甚至以AlO或[Al(OH)]的形式存在。
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(3)控制一定的pH,使金属阳离子形成氢氧化物沉淀。
3.反应物用量或浓度的控制
(1)酸浸时为了提高矿石中某金属元素的浸取率,可以适当提高酸的浓度。
(2)对有多种反应物的体系,增大便宜、易得的反应物的浓度,可以提高其他物质的利用率,使反应充
分进行。如工业制硫酸过程中,通入过量的O以提高SO的转化率。
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(3)增大物质浓度可以加快反应速率,使平衡发生移动,应结合具体问题进行具体分析。
4.加入物质的目的
(1)加碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等。
(2)加沸石或碎瓷片:防止液体暴沸。
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