無機化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)

1、無機化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)1 .無機化工流程題的特點無機工業(yè)流程題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景,表達水平立意的命題為指導(dǎo)思想,能夠綜合考查學(xué)生各方面的根底知識及將已有知識靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實際中解決問題的能 力.所以這類題成為近年來高考的必考題型.這類題常呈現(xiàn)的形式：流程圖、表格、圖像這類題常圍繞以下幾個知識點進行設(shè)問：(1)反響速率與平衡理論的運用；反響物顆粒大?。悍错懰俾?、原料的利用率等溫度：反響速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等(2)氧化復(fù)原反響的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫；(3)利用限制pH別離除雜；(4)化學(xué)反響的能量變化；(5)實驗根本操作：除雜、別離、檢驗、洗滌、枯

2、燥等；(6)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán),資源的回收和利用；(7)環(huán)境保護與綠色化學(xué)評價.2 .工業(yè)生產(chǎn)流程主線核心考點：物質(zhì)的別離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的限制3 .解答無機化工流程試題的程序根本步驟：從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品.然后整體瀏覽一下流程,根本區(qū)分出預(yù)處理、反響、提純、別離等階段.分析流程中的每一步驟,從幾個方面了解流程：A、反響物是什么 B、發(fā)生了什么反響 C、該反響造成了什么后果, 對制造產(chǎn)品有什么作用； 抓住一個關(guān)鍵點：一切反響或操作都是為獲得產(chǎn)品而效勞.從問題中獲取信息,幫助 解題.解題思路：明確整個流程及每一局部的目的一仔細分析每步反響發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物

3、的物理 或化學(xué)性質(zhì)一結(jié)合根底理論與實際問題思考一注意做題的模式與要點4 .熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞工業(yè)流程題目在流程上一般分為3個過程：原料處理I-|別離提純I-1獲得產(chǎn)品(1)原料處理階段的常見考點與常見名詞加快反響速率溶解：通常用酸溶.如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等水浸：與水接觸反響或溶解浸出：固體加水(酸)溶解得到離子浸出率：固體溶解后,離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)酸浸：在酸溶液中反響使可溶性金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去的溶解過程灼燒、焙燒、煨燒：改變結(jié)構(gòu),使一些物質(zhì)能溶解,并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解限制反響條件的方法(2)別離提純階段的常見考點調(diào)pH值除雜a.限制溶液的

4、酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀例如：以下物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH) 28.39.8假設(shè)要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,應(yīng)該怎樣做提示：先用氧化劑把 Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH到3.7.b.調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與H+反響,使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì).例如：假設(shè)要除去 Cu2+溶液中混有的Fe3+,可參加CuO、Cu(OH)2、Cu.OH) 2CO3等物質(zhì) 來調(diào)節(jié)溶液的pH值.試劑除雜加熱：加快反響速率或促進平衡向某個方向移動如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分

5、解的物質(zhì)或產(chǎn)物,那么要注意對溫度的限制.如：侯德榜制堿中的 NaHCO3；還有如 H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO 4、AgNO 3、HNO3(濃)等物質(zhì).降溫：預(yù)防某物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動萃取(3)獲得產(chǎn)品階段的常見考點：洗滌(冰水、熱水)洗去晶體外表的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗.蒸發(fā)、反響時的氣體氣氛抑制水解：如從溶液中析出FeCh、AlC%、MgCl2等溶質(zhì)時,應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防其水解.蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去 KNO3中的少量NaClo蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去 NaCl中的少量KNO30重結(jié)晶(4)其他常見考

6、點化學(xué)方程式實驗儀器 計算信息5 .注重答案的文字表達標(biāo)準(zhǔn)(1)洗滌沉淀：往漏斗中參加蒸儲水至浸沒沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以上操作23次.(2)從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾洗滌枯燥.(3)在寫某一步驟是為了除雜時,應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì),只寫“除雜等一類萬金油式的答復(fù)是不給分的.(4)看清楚是寫化學(xué)反響方程式還是離子方程式,注意配平.6 .熱點題型探究熱點1堿金屬及其礦物的開發(fā)利用【例1】碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等彳T業(yè)的重要原料.工業(yè)碳酸鈉(純度約98%)中含有Ca Na2CO3 10H2O(s)=Na2CO3 HzO(s) + 9H2O(g)AH2= + 473.6

7、3 kJ mol寫出Na2CO3 H2O脫水反響的熱化學(xué)方程式 .方法技巧首尾分析法：對一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題,首先比照分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),從比照分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的根本原理和除雜、別離提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答.關(guān)鍵在于認真比照分析原料與產(chǎn)品的組成,從中產(chǎn)生將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì) 的根本原理和所采用的工藝生產(chǎn)舉措.當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了,圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計+、Mg2+、Fe"、CF和SO2一等雜質(zhì),提純工藝流程如下

8、：碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如以下列圖所示: 答復(fù)以下問題：6 K(1)濾渣的主要成分為 .(2) “趁熱過濾的原因是 .(3)假設(shè)在實驗室進行“趁熱過濾,可采取的舉措是 (寫 出一種).(4)假設(shè)“母液循環(huán)使用,可能出現(xiàn)的問題及其原因是 .1(5)：Na2CO3 10H2O (s)=Na2CO3(s) + 10H2O(g)AH1=+ 532.36 kJ mol的系列問題也就可解答了.遷移應(yīng)用1鋰被譽為“金屬味精,以 LiCoO 2為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源.工業(yè)上常以3鋰輝礦(主要成分為LiAlSi2O6,還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來制取金屬鋰.其

9、中一種工藝流程如下：的馳8現(xiàn)破酸(過±1 )碳酸鈣水iNaCQ飽和N徹Cth溶油 1 Pi i_L 日 一控瓶玻一底I 一產(chǎn)黑、凌聲蒸發(fā)就縮I t反贏1 t prl=J J( pfl=l I _耕泥(水洗) 沉淀A,歹4加熱.于國鹽懶|打一 1沉.四 電解：局部金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH :氫氧化物Fe(OH)3Al(OH) 3Mg(OH) 2開始沉淀pH2. 73. 79. 6完全沉淀pH3. 74. 711Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表:溫度/c010205075100Li2CO3 的溶解度/g1 . 5391 . 4061 . 3291 . 1810. 86

10、60. 728請答復(fù)以下問題：(1)用氧化物形式表示 LiAlSi2O6的組成： .(2)反響n參加碳酸鈣的作用是 (3)寫出反響出中生成沉淀 A的離子方程式：(4)反響IV生成Li2CO3沉淀,寫出在實驗室中得到 Li2CO3沉淀的操作名稱洗滌所得Li2CO3沉淀要使用 (選填“熱水或“冷水),你選擇的理由是 O電解熔融氯化鋰生產(chǎn)鋰時,陽極產(chǎn)生的氯氣中會混有少量氧氣,原因是 O熱點2鎂、鋁及其礦物的開發(fā)利用【例2】 高純氧化鋁可用于制高壓鈉燈的陶瓷管.實驗室制取高純氧化鋁的流程如下:硫酸核溶液f過氧化氫/氨水硫酸鋁溶液濾渣(1) “除雜操作是參加適量過氧化氫,用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為8.0,

11、以除去硫酸錢溶液中的少量Fe;檢3Fe是否除盡的實驗操作是 (2)通常條件下KspFe(OH)3 = 4.0X 10-38,除雜后溶液中c(Fe")約為.(3)配制硫酸鋁溶液時,需用硫酸酸化,酸化的目的是 .(4) “結(jié)晶操作中,母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮至溶液外表剛出現(xiàn)薄層的結(jié)晶為止,冷卻結(jié)晶,得到錢明磯(含結(jié)晶水).母液不能蒸干的原因是 C (5) “別離操作名稱是 (填字母代號).A.蒸儲B.分液C.過濾(6)測定錢明磯組成的方法是：a.稱取0.453 0 g俊明磯樣品,高溫灼燒,得Al 2O3固體0.102 0 g;b.稱取0.453 0 g錢明磯樣品,用適量蒸儲水溶解,再參加稍過量的B

12、aCl2溶液,經(jīng)陳化、過濾、灰化,得 BaSO4 0.465 9 g.c.稱取0.453 0 g俊明磯樣品,參加足量的NaOH溶液,加熱,將產(chǎn)生的氣體依次通過堿石灰和濃硫酸,濃硫酸增重0.017 0 g.那么錢明磯的化學(xué)式為.遷移應(yīng)用2鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料,目前世界上60%的鎂是從海水中提取的.某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na+、Mg2+、C、B一等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來提取鎂,主要過程如下：H液 I .西口 Mg, 麗右簪T M鼠口mF答復(fù)以下問題：工業(yè)上從鹽 鹵中獲取 Mg(OH)2 用石灰乳而不用 NaOH 溶液的 原因是(2)從過程得到的 Mg(OH)2沉淀中

13、混有少量的 Ca(OH)2 ,除去少量Ca(OH)2的方法是 先將沉淀參加到盛有 溶液的燒杯中,充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)、(填操作方法)可得純潔的Mg(OH)2 .(3)以下列圖是該興趣小組設(shè)計進行過程的實驗裝置圖:(5) 寫出 過程 中發(fā)生 反響的化學(xué)方程式熱點3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用 【例3】(2021江蘇,16)以硫鐵礦(主要成分為Fe&)為原料制備氯化鐵晶體(FeC13 6H2.)的工藝流程如下：空氣30%鹽酸氯氣硫鐵礦一焙燒一酸溶一過濾一氧化IISOZ濾渣fFeCla 6H2.(晶體粗品)答復(fù)以下問題：(1)在一定條件下,SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反響為2SO2(g)+O2(g) 2so 3

14、(g),該反響的平衡 常數(shù)表達式為 K =;過量的SO2與NaOH溶液反響的化學(xué)方程式 為.(2)酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量,其目的是(3)通氯氣氧化時,發(fā)生的主要反響的離子方程式為 該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收,尾氣中污染空氣的氣體為 (寫化學(xué)式).遷移應(yīng)用3工業(yè)上以廢銅為原料經(jīng)一系列化學(xué)反響可生產(chǎn)氯化亞銅(CuCl),其工藝流程如以下列圖所示：Cu|Cu| |nhC1|h/J氯-復(fù)原|稀、過速|(zhì) CuCl試根據(jù)上圖轉(zhuǎn)化答復(fù)以下問題：(1)工業(yè)生產(chǎn)C12時,尾氣常用石灰乳吸收, 而不用燒堿溶液吸收的原因是 .(2)復(fù)原過程中的產(chǎn)物為 NaCuC12,試寫出反響的化學(xué)方程式 .制備中當(dāng)

15、氯化完成后必須經(jīng)復(fù)原過程再制得CuCl,為什么不用一步法制得 CuCl ?( Cu2 + + Cu +2C1=2CuC1 J ).(3)復(fù)原過程中參加少量鹽酸的作用是 , 加 入 NaCl 且 過 量 的 原 因 是(4)合成結(jié)束后所得產(chǎn)品用7W精淋洗的目的是 (5)實驗室中在CuCl2熱溶液中通入SO2氣體也可制備白色的CuCl沉淀,試寫出該反響的離子方程答案【例 1】Mg(OH) 2、Fe(OH)3、CaCO3(2)使析出的晶體為 Na2CO3 H2.,預(yù)防因溫度過低而析出Na2c03 10H2.晶體,令后續(xù)的加熱脫水耗時長(3)用已預(yù)熱的布氏漏斗趁熱抽濾(4)溶解時有大量沉淀生成,使 N

16、a2CO3損耗且產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì)；原因：“母液中含有的離子有Ca Na+、C、SO2 4、OH,CO2 3,當(dāng)屢次循環(huán)后,使得離子濃度不斷增大,溶解時會生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀,、一 一一 ,、,一一1(5)Na2CO3 H2O(s)=Na2CO3(s) + H2O(g) AH = + 58.73 kJ mol遷移應(yīng)用 1 (1)Li 2O Al 2O3 4SiO2(2)除去反響I中過量的H2SO4；限制pH,使Fe3+、Al完全沉淀(3)Mg 2+ 2OH 一=Mg(OH) 2 J、Ca2 + + CO2-3=CaCO3 J (4)過濾 熱水 Li 2CO3

17、 在較高溫度下溶解 度小,用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗 (5)加熱蒸干LiCl溶液時,LiCl有少量水解生成LiOH ,受熱分解生成Li2O,電解時產(chǎn)生O2(其他合理答案均可)【例2】(1)取樣,加適量H2O2溶液,振蕩,滴加 KSCN溶液,假設(shè)無明顯現(xiàn)象,說明Fe2+已除盡 (2)4.0X 10 20 mol L 1 (3)抑制Al 3+水解(4)減少可溶性雜質(zhì)的析出及Al3+的水解 (5)C (6)NH 4Al(SO 4)2 12H2O遷移應(yīng)用2 (1)石灰乳原料豐富,本錢低(2) MgCl 2過濾 洗滌(3)制備枯燥的HCl氣體一,、一,電解一人(4) MgCl 2(熔融)=Mg + C12 T23.(叩3)3(1)c(O2) C2(SO2)S