專題講座四無機化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)

1、專題講座四無機化工流程題復(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，體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)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) 反應(yīng)速率與平衡理論的運用；反應(yīng)物顆粒大?。悍磻?yīng)速率、原料的利用率等溫度：反應(yīng)速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等(2) 氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫；(3) 利用控制pH分離除雜；(4) 化學(xué)反應(yīng)的能量變化；(5) 實驗基本操作：除雜、分離

2、、檢驗、洗滌、干燥等；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)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制3. 解答無機化工流程試題的程序基本步驟： 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， 基本辨別出預(yù)處 理、反應(yīng)、提純、分離等階段。分析流程中的每一步驟，從幾個方面了解流程：A、反應(yīng)物是什么 B、發(fā)生了什么反應(yīng) C、該反應(yīng)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：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。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部分的目的t仔細(xì)分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件

3、以及得到的產(chǎn)物的物理 或化學(xué)性質(zhì)t結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考t注意答題的模式與要點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:原料處理分離提純獲得產(chǎn)品（1）原料處理階段的常見考點與常見名詞 加快反應(yīng)速率 溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等水浸：與水接觸反應(yīng)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：在酸溶液中反應(yīng)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、煅燒：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 控制反應(yīng)條件的方法（2）分離提純階段的常見考點 調(diào)pH值除雜a

4、.控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀例如：已知下列物質(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若要除去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Fe3十，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 +反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去 Cu2 +溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu（OH）2、Cu2（OH） 2CO3等物質(zhì)來 調(diào)節(jié)溶液的pH值。 試劑除雜 加熱：加快反應(yīng)速率或促進平衡向某個方向移動如果在制

5、備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。女口：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：防止某物質(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?。?）獲得產(chǎn)品階段的常見考點： 洗滌（冰水、熱水）洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。 蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCd AICI 3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCI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NaCl。 蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的

6、少量KNO3。 重結(jié)晶(4) 其他常見考點化學(xué)方程式實驗儀器計算信息5. 注重答案的文字?jǐn)⑹鲆?guī)范(1) 洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作23次。從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾洗滌干燥。(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”等一類萬金油式的回答是不給分的。(4) 看清楚是寫化學(xué)反應(yīng)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(純度約98%)【例1】碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉中含有Ca2+Mg 2+> Fe濾渣的主要成分為。 “趁熱過濾”的原

7、因是 。 若在實驗室進行“趁熱過濾”，可采取的措施是 (寫出一種)。若“母液”循環(huán)使用，可能出現(xiàn)的問題及其原因是 。已知：Na2CO3 10H2O(s)=Na2CO3(s)+ 10H2O(g)" = + 532.36 kJ mol1Na2CO3 -10H2O(s)=Na2CO3 H2O(s) + 9H2O(g)AH2=+ 473.63 kJ mol1寫出Na2CO3 H2O脫水反應(yīng)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，首先對比分析生產(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)，從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)

8、系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、 分離提純產(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(rèn)真對比分析原料與產(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)的基本原 理和所采用的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計的系列問題*、Cl和SO2等雜質(zhì)，提純工藝流程如下:工業(yè)-濾晡一澹穩(wěn)一 |裁發(fā)敢編站品一一 Na3CO. H3O 一I舸熱脫水試劑級-I檢驗已知碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如下圖所示: 回答下列問題：T/K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

9、源。工業(yè)上常以B鋰輝礦(主要成分為LiAISi 2O6,還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì)) 為原料來制取金屬鋰。其中一種工藝流程如下：殖廉宀幌琉酸(過址碳強鈣水(DCa(OH)iNliCO.,幗和NiiCOi辭港已知：部分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. 8660. 728請回答下列問題：用氧化物形式表示 Li

10、AISi2O6的組成： 。(2) 反應(yīng)n加入碳酸鈣的作用是 。(3) 寫出反應(yīng)出中生成沉淀 A的離子方程式： 反應(yīng)W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(5) 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：過氧化氫/氨水硫酸鋁溶液硫酸錢 溶液濾渣(1) “除雜”操作是加入適量過氧化氫，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為8.0,以除去硫酸銨溶液中的少量 Fe2+。檢驗 Fe2 +是否

11、除盡的實驗操作是 (2) 通常條件下KspFe(OH)3 = 4.0X 1038,除雜后溶液中c(Fe3+)約為。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)濃縮至溶液表面剛出現(xiàn)薄層的結(jié)晶為止，冷卻結(jié)晶，得到銨明磯(含結(jié)晶水)。母液不能蒸干的原因是 <(5) “分離”操作名稱是 (填字母代號)。A .蒸餾B .分液C.過濾(6) 測定銨明磯組成的方法是：a. 稱取0.453 0 g銨明磯樣品，高溫灼燒，得AI2O3固體0.102 0 g;b. 稱取0.453 0 g銨明磯樣品，用適量蒸餾水溶解，再加入稍過量的 BaCl2溶液，經(jīng)陳化、 過濾、灰化，得

12、 BaSO4 0.465 9 g。c. 稱取0.453 0 g銨明磯樣品，加入足量的 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 go則銨明磯的化學(xué)式為o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*、Cl、Br等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來提取鎂，主要過程如下：-| W| MgClz - MSC1l更心瓷乳回答下列問題：(1) 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<從過程得到的 Mg(OH)2沉淀中混有少量的 Ca(OH)2，

13、除去少量Ca(OH)2的方法是 先將沉淀加入到盛有 溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng) 、(填操作方法)可得純凈的Mg(OH)2 o(3) 下圖是該興趣小組設(shè)計進行過程的實驗裝置圖:A其中裝置A的作用是(4) 寫出過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 熱點3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用【例3】(2011江蘇，16)以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體 工藝流程如下：空氣 30%鹽酸氯氣(FeCl3 6H2O)的硫鐵礦一焙燒一酸溶一過濾氧化SO.濾直-FeCh 6H£(晶體粗品)回答下列問題：(1) 在一定條件下，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g) + 02(卽°3(g)，該反

14、應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為 K =;過量的SO2與NaOH溶液反應(yīng)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)生的主要反應(yīng)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)反應(yīng)可生產(chǎn)氯化亞銅(CuCI)，其工藝流程如下圖所示：試根據(jù)上圖轉(zhuǎn)化回答下列問題：(1) 工業(yè)生產(chǎn)Cl2時，尾氣常用石灰乳吸收，而不用燒堿溶液吸收的原因是 。還原過程中的產(chǎn)物為 NaCuCl2，試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。制備中當(dāng)氯化完成后必須經(jīng)還原過程再制得CuCI，為什么不用一步法制得 CuCI ？(已知2

15、+ Cu + Cu + 2CI =2CuCI J )。(3) 還原過程中加入少量鹽酸的作用是 ,加入NaCI且過量的原因是 。(4) 合成結(jié)束后所得產(chǎn)品用酒精淋洗的目的是 。(5) 實驗室中在CuCI2熱溶液中通入SO2氣體也可制備白色的 CuCI沉淀，試寫出該反應(yīng)的離子方程式。答案【例 1】(1)Mg(0H) 2、Fe(OH)3、CaCO3使析出的晶體為 Na2CO3H2O，防止因溫度過低而析出Na2CO3l0H2O晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時長用已預(yù)熱的布氏漏斗趁熱抽濾溶解時有大量沉淀生成，使Na2CO3損耗且產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì)；原因：“母液”中含有的離子有Ca2 + > Na

16、 + > C、SO2-4、OH、CO2- 3，當(dāng)多次循環(huán)后，使得離子濃度不斷增大，溶解時會生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO?等沉淀(5) Na2CO3 H2O(s)=Na2CO3(s)+ H2O(g) AH = + 58.73 kJ mol-1遷移應(yīng)用 1(1)Li 2O -Al 2O3 4SiO2除去反應(yīng)I中過量的H2SO4；控制pH，使Fe3*、Al3+完全沉淀(3)Mg 2 + + 2OH -=Mg(OH) 2 J、Ca? + + CO2 3=CaCO3 J 過濾 熱水 Li 2CO3在較咼溫度下溶解度 小，用熱水洗滌可減少Li 2CO3的損耗 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，若無明顯現(xiàn)象，說明Fe2+已除盡 (2)4.0 X 10-20 mol L-1 (3)抑制Al3+水解 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，成本低(2) MgCl 2過濾 洗滌制備干燥的HCI氣體一 電解人 MgCl 2(熔融)=Mg + CI2 f2【例 3】(1) c(S?3)'例 3】c(O2)c2(SO2)SO2+ NaOH=N