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        流程圖題解答技巧

        2021-08-28 16:24:29趙培龍
        關(guān)鍵詞:鐵屑反應(yīng)物硫酸亞鐵

        趙培龍

        工藝流程圖題是將實際化工生產(chǎn)中的流程用框圖形式表示出來,并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識設(shè)置問題的題目。題目所給信息量比較大,區(qū)分度比較高,因此是中考化學(xué)壓軸題中的重點題型。

        【原題呈現(xiàn)】

        例(2020·安徽)硫酸亞鐵晶體是重要的化學(xué)試劑,傳統(tǒng)制備方法是用鐵屑與稀硫酸反應(yīng)。因鐵屑中含有硫、磷等雜質(zhì),與稀硫酸反應(yīng)會產(chǎn)生刺鼻、嗆人的有毒氣體,某科技小組改用鐵屑與硫酸銅溶液反應(yīng)制備硫酸亞鐵晶體,流程如圖1所示,回答下列問題。

        [固體][步驟②][硫酸亞鐵晶體][步驟①

        硫酸銅溶液][操作Ⅰ][FeSO4溶液][鐵屑]

        圖1

        (1)步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

        (2)操作Ⅰ的名稱是 。步驟②涉及蒸發(fā),蒸發(fā)時必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、酒精燈、玻璃棒、 。

        (3)用硫酸銅溶液代替稀硫酸制備硫酸亞鐵晶體,優(yōu)點是 。

        解析:(1)步驟①鐵屑中鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅。(2)操作Ⅰ實現(xiàn)了固液分離,即操作名稱為過濾;步驟②蒸發(fā)時除了上述儀器,還需要蒸發(fā)皿。(3)由于鐵屑中存在硫、磷等雜質(zhì),與稀硫酸反應(yīng)會產(chǎn)生刺鼻、嗆人的有毒氣體,所以利用硫酸銅與鐵屑反應(yīng),避免了有毒氣體生成。

        答案:(1)Fe + CuSO4 [? ? ? ? ? ? ? ? ] FeSO4 + Cu (2)過濾 蒸發(fā)皿 (3)不產(chǎn)生有毒氣體,安全環(huán)保

        小結(jié):工藝流程圖題所設(shè)的問題一般都是孤立的,在解答時不要求看懂全部流程后再解答,有看不懂的地方可以先跳過去,繼續(xù)解答后面的問題。由于題目設(shè)問前后幾乎沒有聯(lián)系,同學(xué)們可根據(jù)題意單獨進行作答,如書寫陌生的化學(xué)方程式、混合物分離方法的名稱及所用儀器名稱等。

        【技巧點撥】

        1. 物質(zhì)成分的分析(推斷流程圖中的某種物質(zhì))

        (1)抓住一個關(guān)鍵點:一切反應(yīng)或操作都是為了獲得產(chǎn)品。同學(xué)們可以從以下幾個方面分析流程的每一步:①反應(yīng)物是什么;②發(fā)生了什么反應(yīng);③圖中有沒有物質(zhì)沒有寫上去或省略了;④該反應(yīng)造成了什么影響,對制造產(chǎn)品有什么作用。

        (2)推斷流程圖某一步中的物質(zhì),可以從上一步操作中反應(yīng)物可能發(fā)生的反應(yīng)入手進行分析,同時需注意所加試劑是否有剩余。

        2. 化學(xué)方程式的書寫

        (1)根據(jù)流程圖書寫某一步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:根據(jù)所學(xué)知識判斷其可能發(fā)生的反應(yīng),然后寫出反應(yīng)物、生成物,并進行配平。

        (2)陌生化學(xué)方程式的書寫:根據(jù)流程中的箭頭方向判斷反應(yīng)物和生成物。若從已知信息中找出的反應(yīng)物和生成物不滿足質(zhì)量守恒定律,可以在反應(yīng)物或生成物中加上水,然后進行配平。還應(yīng)注意反應(yīng)條件的有關(guān)信息,若在空氣中煅燒或通入空氣,則還需考慮空氣中的氧氣是否參加反應(yīng)。

        3. 判斷能回收利用或可循環(huán)利用的物質(zhì)

        (1)可回收利用的物質(zhì):指流程中除主產(chǎn)物外可以利用的物質(zhì)。

        (2)可循環(huán)利用的物質(zhì):步驟中某一步的產(chǎn)物是另一步的原料。

        4. 工藝流程的評價

        (1)節(jié)約性:原料的來源要豐富,價格要低廉,利用率要盡量高。

        (2)安全性和簡便性:盡量選用較溫和的反應(yīng)條件,避免高溫、高壓條件。

        (3)對環(huán)境的影響:是否符合綠色化學(xué)理念,如原料或副產(chǎn)物無毒無害、無廢棄物排放等。

        【素養(yǎng)提升】

        (2020·江西)2019年諾貝爾化學(xué)獎被授予對鋰離子電池研究做出貢獻的三位科學(xué)家。如圖2是從鈷酸鋰廢極片[主要成分為鈷酸鋰(LiCoO2)]中回收得到Co2O3和Li2CO3的一種工藝流程。

        [Li2CO3][Co2O3][CoC2O4固體][Li2SO4等溶液][CoSO4、

        Li2SO4

        等溶液][濾渣][操作3][操作4][焙燒][操作5][熱水洗滌、

        干燥][(NH4)2C2O4][H2SO4][H2O2][操作2][廢極片粉末][操作1][粉碎][鈷酸鋰

        廢極片]

        圖2

        (1)操作1中,粉碎廢極片的目的是 。

        (2)實驗室中完成操作2時,需用到的玻璃儀器是 (填一種即可)。

        (3)操作4中,在高溫條件下,CoC2O4在空氣中反應(yīng)生成Co2O3和二氧化碳,化學(xué)方程式為 ? ?;

        (4)操作5中,Li2CO3晶體用熱水洗滌比用冷水洗滌損耗更少,說明Li2CO3的溶解度隨溫度升高而 。

        答案:(1)增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率 (2)燒杯(或玻璃棒,或漏斗) (3)4CoC2O4 + 3O2 [? ? 高溫? ? ] 2Co2O3 + 8CO2 (4)減小

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