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專題講座三 無機化工生產(chǎn)流程題的突破策略,工藝流程題就是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖的形式表示出來，并根據(jù)物質(zhì)生產(chǎn)流程中的有關(guān)化學知識步步設(shè)問，該類試題具有以下特點： (1)箭頭：箭頭進入的是投料(即反應物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。 (2)三線：出線和進線均表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質(zhì)循環(huán)使用。,,1．原料預處理方式,2．必考的反應條件,3.提純方法,4.分離方法 (1)過濾(熱濾或抽濾)：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。 (2)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4萃取溴水中的溴。 (3)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變化而變化不大的溶質(zhì)，如NaCl。 (4)冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變化而變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等。 (5)蒸餾或分餾：分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。 (6)冷卻法：利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮氣、氫氣。,典例 (2014年高考安徽卷)LiPF6是鋰離子電池中廣泛應用的電解質(zhì)，某工廠用LiF、PCl5為原料，低溫反應制備LiPF6，其流程如下：,,已知：HCl的沸點是－85.0 ℃，HF的沸點是19.5 ℃。 (1)第①步反應中無水HF的作用是________、________。反應設(shè)備不能用玻璃材質(zhì)的原因是________(用化學方程式表示)。無水HF有腐蝕性和毒性，工廠安全手冊提示：如果不小心將HF沾到皮膚上，可立即用2%的________溶液沖洗。 (2)該流程需在無水條件下進行，第③步反應中PF5極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸，寫出PF5水解的化學方程式：____________________ _______________________________________________________。 (3)第④步分離采用的方法是________；第⑤步分離尾氣中的HF、HCl采用的方法是________。 (4)LiPF6產(chǎn)品中通?；煊猩倭縇iF。取樣品w g，測得Li的物質(zhì)的量為n mol，則該樣品中LiPF6的物質(zhì)的量為________mol(用含w、n的代數(shù)式表示)。,信息提取,解析 (1)LiF為固體，加入HF后生成溶于HF的LiHF2，所以無水HF既是與LiF反應生成LiHF2的反應物，又是溶解LiHF2的溶劑；一般酸性試劑沾到皮膚上用2%的NaHCO3溶液沖洗。 (2)PF5中的P為＋5價，可結(jié)合水中的—OH生成H3PO4；F為－1價，可結(jié)合水中的—H生成HF。 (3)分離固體不溶物(LiPF6)和液體(HF)的方法是過濾；由于HF和HCl的沸點相差較大，所以應采用冷凝的方法，使HF成為液體，與氣體HCl分離開來。,步驟1 快速瀏覽，明確實驗目的 (1)閱讀題目的背景材料、找出提供的原料、分析提供的條件和圖表。 (2)解讀操作流程、挖掘重要的操作步驟。 步驟2 仔細審讀，關(guān)注有效信息 (1)關(guān)注箭頭號：圖1箭頭表示的是反應物同時加入，圖2表示反應物分步加入，圖3表示循環(huán)反應。 (2)關(guān)注框內(nèi)所列內(nèi)容：根據(jù)實驗目的，大致弄清從原料到產(chǎn)品的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。,,步驟3 對照問題，提煉關(guān)鍵信息 根據(jù)設(shè)問提煉出對解決問題有用的信息。有些題干中不很明了的信息可能會在問題中有所涉及而得以完善。有些信息問題涉及不到，屬于無效信息，所以對題干中和流程圖中不懂的信息要大膽跳過，如果解決問題需要再重新梳理。,即時訓練 1．某工廠用CaSO4、NH3、H2O、CO2制備(NH4)2SO4，其工藝流程如下： 下列推斷不合理的是( ) A．直接蒸干濾液得到純凈的(NH4)2SO4 B．生成1 mol(NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3 C．CO2可循環(huán)使用 D．往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成 答案：A,,2．KNO3是重要的化工產(chǎn)品，下面是一種已獲得專利的KNO3制備方法的主要步驟： (1)反應Ⅰ中，CaSO4與NH4HCO3的物質(zhì)的量之比為1∶2，該反應的化學方程式為_____________________________________________。 (2)反應Ⅱ需在干態(tài)、加熱的條件下進行，加熱的目的是______ _______________________________________________________； 從反應Ⅳ所得混合物中分離出CaSO4的方法是趁熱過濾，趁熱過濾的目的是________________________________________________。,,(3)檢驗反應Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4樣品溶解于水，____________________________________________。 (4)整個流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除(NH4)2SO4外，還有________(填化學式)。,3．(2013年高考全國新課標卷Ⅱ)氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等雜質(zhì)]的流程如下： 提示：①在本實驗條件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化，②高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。,回答下列問題： (1)反應②中除掉的雜質(zhì)離子是________，發(fā)生反應的離子方程式為_______________________________________________________； 在加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是________。 (2)反應③的反應類型為________，過濾得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有________。 (3)反應④形成的沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是________。 (4)反應④中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2，取干燥后的濾餅11.2 g，燃燒后可得到產(chǎn)品8.1 g，則x等于________。,