高中化學(xué)流程試題解答方法研究

彭富國

(甘肅省民樂縣第一中學(xué) 734500)

近年來，由于高中化學(xué)流程類試題能夠?qū)⒒瘜W(xué)變化和物質(zhì)轉(zhuǎn)化融合到實際的工業(yè)或?qū)嶒炃榫持?，契合新課程理念，能夠?qū)W(xué)生化學(xué)知識進行綜合性考查，因此成了熱點題型.探索高中化學(xué)流程類試題的解題方法有助于學(xué)生更好地理解化學(xué)規(guī)律，運用化學(xué)基礎(chǔ)知識靈活地對待實際問題，提高學(xué)生的解題效率，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng).

1 礦石冶煉類流程試題

例1鋰輝石是一種天然的礦物質(zhì)，在工業(yè)生產(chǎn)中，一般會對其進行加熱處理，成為不可逆的β-鋰輝石，然后制備用于醫(yī)藥、陶瓷領(lǐng)域的碳酸鋰.已知β-鋰輝石主要由Li2O·Al2O3·4SiO2組成，通過β-鋰輝石生產(chǎn)碳酸鋰的流程如圖1所示.

圖1

已知：一些金屬離子的氫氧化物完全沉淀時的pH見表1.

表1

一些物質(zhì)在303K時的溶解度見表2.

表2

(1)在用硫酸浸取鋰的時候，需要將β-鋰輝石進一步處理，研磨成細小的顆粒，這樣做有什么好處？____.

(2)流程圖中，加入硫酸后，浸取液中還有大量的金屬離子，諸如：Fe3+、Fe2+、Mg2+、Al3+、Na+、Ca2+等，為了除去浸取液中的雜質(zhì)，需要加入____(填“稀硫酸”、“石灰石”或“氯化鈣”)調(diào)節(jié)浸取液的pH為6左右，使得雜質(zhì)離子沉淀，初步純化浸取液.

(3)在Ⅱ的除雜過程中，需要依次加入過氧化鈉溶液、石灰乳和碳酸鈉溶液，這樣做能夠除去的金屬離子有____.

解析第(1)問主要是考查學(xué)生基本化學(xué)原理，與題干本身信息聯(lián)系不大，研磨粉碎是一般工業(yè)生產(chǎn)的第一步，主要是為了加快反應(yīng)接觸面積，提高反應(yīng)速度.主要目的是增大β-鋰輝石與硫酸的接觸面積，提高反應(yīng)效率；第(2)問是初步除去β-鋰輝石浸出液里面的金屬離子雜志，需要結(jié)合金屬氫氧化物完全沉淀PH表進行判斷，由于所選的物質(zhì)中只有石灰石具有氫氧根，因此需要加入石灰石.第(3)問是對浸出液進一步除雜，通過添加石灰石主要除去了浸出液中的3價鐵離子和3價鋁離子，因此，加入雙氧水主要是將2價鐵離子氧化成3價鐵離子，加入石灰乳，能夠?qū)e2+和Mg2+轉(zhuǎn)化為沉淀除去，最后加入碳酸鈉，能夠?qū)a2+轉(zhuǎn)化為沉淀除去，因此，除雜過程中主要是除去Ca2+、Fe2+和Mg2+.

2 化工材料的提純和綜合利用流程試題

例2 隨著科技的發(fā)展，石墨在工業(yè)中的應(yīng)用也越來越多，從初級石墨到石墨還需要進行復(fù)雜的提純工藝，初級石墨中石墨占比83.5%左右，二氧化硅占比7.8%左右、三氧化二鋁占比5.1%左右、三氧化二鐵占比3.1%左右、氧化鎂占比0.5%左右，初級石墨的提純工藝如圖2所示.(已知金屬氯化物沸點都高于150℃，SiCl4沸點為57.6℃)

圖2

(1)初級石墨加熱反應(yīng)前，要先通入氮氣，一段時間后再通入氯氣，這樣做主要是為了____.

(2)初級石墨在高溫和通入氯氣的情況下，其中的氧化物雜質(zhì)和氯氣反應(yīng)生成氯化物，那么，氣體Ⅰ中主要的含碳氧化物為____，氣體Ⅱ中某物質(zhì)與氫氧化鈉反應(yīng)生成水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式____.

(3)固體Ⅲ經(jīng)過的操作步驟①主要是____、____，經(jīng)過步驟①得到的溶液中還有的陰離子有____.

3 模擬化工生產(chǎn)實驗類流程試題

例3侯德榜的侯氏制堿法為我國純堿工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，某個化學(xué)興趣小組依據(jù)侯氏制堿法原理，通過實驗的方法制備純堿，并得到副產(chǎn)品氯化銨和碳酸氫鈉，其主要實驗流程如圖3所示.

圖3

(1)圖4中給出了實驗所需的設(shè)備，請從其中選擇合適的設(shè)備，按照氣流方向正確的連接順序是____(填寫儀器上的小寫字母).A設(shè)備中的分液漏斗上部玻璃塞打開或____是可以讓其中的稀鹽酸順利滴下.

圖4

(2)B裝置中通入飽和氨鹽水需要通過霧化裝置，其優(yōu)點是____.

(3)該小組通過實驗方式生產(chǎn)純堿的總反應(yīng)化學(xué)方程式是____.

(4)實驗反應(yīng)充分后，對裝置B中的物質(zhì)進行處理得到濾液和碳酸氫鈉：

①將NaHCO3加熱產(chǎn)生的氣體依次通過足量的濃硫酸和過氧化鈉，通過測量發(fā)現(xiàn)過氧化鈉質(zhì)量增加了0.14g，那么NaHCO3的質(zhì)量為____.

圖5

(5)實驗中常用無水NaHCO3作為標定鹽酸濃度的基準物質(zhì)，當其吸收了一定的水分后，在用它標定鹽酸濃度將使得結(jié)果____(填“不變”、“偏低”、“偏高”).