第二部分讲义 专题2.docx

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1、专题2实验流程及综合推断一、实验探究与评价1题目特征该类题目一般给出一个或几个实验方案，让考生根据化学实验原理、元素化合物知识，以及科学实验的手段等，通过分析与综合，比拟与论证，归纳与筛选，从不同角度对指定实验方案的优劣作出综合评价。2.思路方法（1）选择仪器的选择：发生装置、净化装置、反响装置、性质检验装置（或收集装置）、尾气处理装置。药品的选择：药品的种类、浓度、状态等。连接方式的选择：仪器连接的先后顺序、导管接口顺序等。（2）评价科学性实验原理、实验方法和操作程序必须科学合理。平安性实验操作要尽量防止带有危害性的操作、尽量防止与有毒物质接触，假设无法防止，那么应采取相应的平安措向环保性有

2、毒物质必须处理，以防污染环境。可行性设计的实验方案要切实可行，所选用的药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到满足。简约性实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤，能在较短的时间内完成实验，且效果明显。经济性综合考虑原料的用量、价格。（3）最正确方案的选用对给出的几个实验方案都能到达实验目的，选出其中最正确的一个并分析各方案的优劣。所谓最正确，是指原理正确可行、操作平安合理、步骤简单方便，药品经济、效果明显、无干扰现象、无污染等。二、实验（或化工生产）流程1工业流程题结构化学工艺流程题结构一般包括题头、题干和题尾三局部。题头一般比拟简单；介绍以何种物质（主要成分是什么

3、，含什么杂质等，要注意一些关键信息）为原料制备哪种物质，以及物质的性质和用途。题干局部那么是工业制备的简化工艺流程图。题尾局部那么是根据工业生产流程中涉及到的化学知识命题者精心设计的系列问题。对于学生解题需要的未学过的信息在三个局部都有可能出现，审题时须全盘考虑。要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反响物（投料），箭头出去的是生成物（产物、副产物），返回的箭头一般是“循环利用的物质。要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。要带着问题精心研究各步反响原理和操作目的，明确所需解答的问题，不纠缠于无关步骤。2 .化学

4、工艺流程图特点化学工艺流程一般可划分为前期的原料预处理、中期的核心反响和后期的产品别离提纯三个阶段，整个流程都需要控制反响条件为获取产品效劳。分析流程图的规律是：主线主产品，分支副产品，回头为循环（如以下图所示）。3 .工业流程题解题思路和方法掌握化工生产流程题的解题思路和方法，注意试题设问的角度，生产的目的、设计的原理、生产流程的作用等；化学反响条件控制的原理；实验根本操作；资源的回收和利用；“绿色化学生产、环境保护等。4 .熟悉工业流程常见的考点（1）原料预处理阶段的常见考点研磨、粉碎、喷洒：可增大反响物的接触面积，加快反响速率，提高原料的利用率。溶解：通常用酸溶（如用硫酸、盐酸等）、碱溶

5、、水溶等。水浸：与水接触反响或溶解。浸出：固体加水（酸）溶解得到离子。酸浸：在酸溶液中反响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。灼烧、焙烧、煨烧：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。（2）别离提纯阶段的常见考点调节溶液PH除杂：a,控制溶液的酸碱性使其中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,反响，使溶液PH增大；不引入新杂质。如：假设要除去Cu?+溶液中混有的Fe,可参加CU0、CU（OH）2、Cw（OH）2Oh等物质来调节溶液的pH。控制温度：加热：加速溶解、加快反响速率。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或

6、产物，那么要注意对温度的控制。如NaHCO3、NHdHCo3、HA等物质。降温：防止某物质在高温时会溶解或分解。控制温度在一定范围内：综合多方面因素的考虑，如使反响速度不致于太慢、防止反响物分解、防止副反响、使催化剂的催化活性最高等。如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，那么要根据它们的溶解度随温度升高而改变的情况，寻找适宜的结晶别离方法（蒸发结晶或浓缩结晶）。（3）获得产品阶段的常见考点洗涤（冰水、热水、乙醇等有机溶剂）：洗去晶体外表的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。无水乙醇的作用：减少产品的损耗；除去固体外表的杂质；使产品快速枯燥（特别适合于带结晶水等对热不稳定的

7、晶体，其他晶体通常晾干、低温烘干）。判断沉淀（晶体）是否洗涤干净的方法:必须是沉淀（晶体）组成之外的离子。可根据沉淀中可能存在的某一离子，其步鞭为a.取最后一次洗涤液少许于试管中一一取样；b.参加XX（试剂）加试剂；c.假设无沉淀生成一一现象；d.那么说明沉淀已洗涤干净一一结论。蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KM）3中的少量NaC1。（4）循环操作与副产物利用物质的循环利用：提高原料的利用率，降低生产本钱。对可逆反响：可将未转化的反响物别离出来后送入反响器重新反响。如合成氨反响是可逆反响，别离氨后的尾气中还含有大量原料气N和压，可送入合成塔实施循环生产。假设某种物质在流程中既是辅助原料又是副产品（

8、既流进又流出），那么考虑循环利用。注意某些隐性存在物质；在循环操作中因累积导致浓度过高，可能会影响产品的纯度。（5）环境保护尾气处理、废渣废液处理：绿色化学，防止环境污染。【例1】（2019南京学测一模）硫酸镁晶体（MgSo1-7比0）是一种重要的化工原料，可用作制革、炸药、造纸、锭器等。以菱镁矿（主要成分是碳酸镁，含少量FeCO3和不溶性杂质）为原料制取硫酸镁晶体的流程如下：局部阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的PH见下表。阳离子Mg+Fe2+Fe3+开始沉淀9.17.61.9完全沉淀11.19.73.2（1） “氧化”步骤中，参加Hg溶液的目的是（用离子方程式表示）。“沉淀”步骤中，用氨水调

9、节PH的范围是o（2） “过滤所得滤液中含有的阳离子为Mg?+、（3） “结晶步骤中需蒸发浓缩滤液，使用的实哙仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、玻璃棒、。（4）测定硫酸镁晶体样品中MgSOI-7H20的含量常采用以下实验方法：I.称取待测硫酸镁晶体样品1.500g参加过量的EDTA,配成100m1PH在910之间的溶液A。.移取25.0Om1溶液A于锥形瓶中，用0.1000mo117?+标准溶液与过量的EDTA反响，消耗Zn标准溶液20.00m1oIII.另移取25.00m1溶液A于另一只锥形瓶中，调节PH为56,用0.1000mo1-1TZn?十标准溶液与之充分反响，消耗ZrF,标准溶液35.

10、00m1oG）PH为910时,Mg2+.Zn均能与EDTA（H2丫2一）反响：Mg2+H2Y2-=MgH2Y.Zn2+H2Y2-=ZnH2YoPH为56时，ZrT除与EDTA反响，还能与MgH2Y反响：Zn2+MgI1Y=ZnH2Y+Mg2+样品中杂质不参与反响。计算硫镁晶体样品中MgSO4-7H20的质量分数（写出计算过程）。归纳总结一一化工流程图试题解题思维方法（1）先看问题后读正文。做到问题心中有数，相关信息随手画出。每一个信息几乎都有用，解答中假设题给信息未用全，要反复斟酌解答思路是否合理，力求与信息吻合，提高得分率。(2)针对问题全力寻找突破口。阅读新信息后，看是否能直接解题。假设不

11、能，要默默思索建立已有知识和解题所需知识间的衔接桥梁。(3)由点到面，扩大成果。每个信息给予题一般会提出假设干个问题，它们彼此间或许是平行的，或许是连环式的，要弄清题与题间的关系，逐步攻克。(4)方案优劣比拟:一般需要考虑步骤多少，价格问题，原子利用率问题如产率上下，是否满足绿色化学要求，是否可以循环利用，三废处理是否符合要求。【例21(2019江苏学测模拟)一种利用C1o2生产NaCI并进行尾气处理的工艺如下：(1)写出“反响I中生成CIO2的化学方程式：万厂7薪权市是为了吸收未反响的CiQ2.除减少污染外.还能.:(3)实验室用以下图所示装置模拟“尾气吸收”过程，发现温度较低时吸收效果好，

12、但该反响为放热反响。在不改变吸收液浓度和体积的条件下，欲使反响在。5t下进行，实验中可采取的措施有.、(4)为了测定获得产品中NaCK)2的纯度，进行如下实验：准确称取1.000g上述产品，溶于水配成100.00m1的溶液。取10.00m1待测液，参加过量的K1溶液，在酸性条件下发生如下反响：C104+4H+=2H20+2I2C,杂质不与I-反响。以淀粉作指示剂，再参加0200Omo11Na2S2O3M,恰好完全反响时消耗N&S2O3溶液的体积为20.00m1(：I22S2=2+S4)o计算该样品中NaC1o2的纯度。思维启迪一一新情境条件下相关反响方程式的书写(1)根据工艺流程图信息正确判断

13、出反响物和生成物。(2)根据氧化复原反响得失电子守恒配平相关物质的计量数。(3)根据反响的条件(溶液的酸碱性)在方程式两边补充仁、0HH2O0(4)根据元素守恒或电荷守恒配平。【例31(2019-徐州三模)某科研小组尝试从明矶石主要成分是K2SO4A1(SO1)32A12O36H例,还含有少量氧化铁杂质中获得氧化铝，其实验流程如下：(1)固体B中除含有氧化铝外，还含有物质为.(填化学式)。(2)滤液C通入过量C02生成固体F的离子方程式为_(3)由氧化铝合成超细氮化铝的反响原理如下：A10a+N23C2A1N+3C0由于反响不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含

14、量，进行了以下两个实验：称取5.OOg样品，将其参加过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，A1N跟NaoH溶液反响生成NaA1O2,并放出氨气1.681(标准状况)。另取5.00g样品置于反响器中，通入1OO81(标准状况)02,在高温下充分反响后所得气体在标准状况下的密度为1.3481。/不跟02反响)。请计算样品中杂质A1Q的质量分数(写出计算过程)。答案精析例1(1)2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H203.2pH9.1(2)NHj(3)蒸发皿(4)(过量EDTA)=(Z2+)=0.1000mo11-10.020001=O.002mo17(Mg2+)=7(Zn2+)2-7(1:EDT

15、A)=0.1000mo11,0.035001-0.002mo1=0.OO15mo10.OO15mo1246gmo1-1/b.Ui)m1jr(MgSO,7H20)=100%=98.4%01. 00g解析(1)菱镁矿(主要成分是碳酸镁，含少量FeCO3和不溶性杂质)和硫酸反响生成硫酸镁和硫酸亚铁，“氧化”步骤中，参加H2Oz溶液的目的是将硫酸亚缺氧化成硫酸铁，“沉淀步骤中，用氨水调节PH使铁离子沉淀完全而镁离子不沉淀，结合表中数据可知，调节PI1的范围是3.2WpH9.1。(2)根据流程图可知，参加氨水会反响生成铁根离子，那么“过滤”所得滤液中的阳离子有Mg?、NH；0例2(D2NaC103+S02+H2S04=2C102+2NaHS01(2)生成NaC1O2,提高NaC1O2的产率或提高CUh的利用率(3)给装置加冰水浴缓慢通入C1Oz(4)I22S2=2S4r/T.cNa2S2O3VNa2S