元素化合物知識應用題解題策略(化工流程)

在高考化學試題中常常出現(xiàn)一種特別的題型，他就像趙本山的小品一樣幾乎年年都要被請上春晚的大舞臺，那么他是誰呢？請看大屏幕---------他就是大名鼎鼎的元素化合物知識應用題。本節(jié)課我就帶領(lǐng)同學們一起來認識認識這位大明星。課題引入2015年全國各地某類型題出現(xiàn)情況統(tǒng)計表：地區(qū)考查內(nèi)容地區(qū)考查內(nèi)容課標1/27次磷酸H3PO2安徽/27硼氫化鈉NaBH4課標2/28二氧化氯ClO2浙江/27鋁氫化鈉NaAlH4天津/9廢舊電路板四川/11工業(yè)制硫酸后的硫鐵礦燒渣制FeSO4北京/27研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移福建/24鋁土礦制無水AlCl3山東/31毒重石上海/23廣東/32七鋁十二鈣（12CaO﹒7Al2O3)工業(yè)制過氧化鈣CaO2江蘇/16以磷石膏礦為原料制輕質(zhì)CaCO3元素化合物知識應用題解題策略高三化學二輪復習精選內(nèi)容——東寶中學高三化學組考綱要求1、了解科學、技術(shù)、社會的相互關(guān)系(如化學與生活、材料、能源、環(huán)境、生命過程、信息技術(shù)的關(guān)系等)。了解在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學”思想的重要性。2、能正確書寫化學方程式和離子方程式，并能進行有關(guān)計算。3、了解常見金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應用。4、了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應用。5、了解化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。6、掌握化學實驗的基本操作。7、能對常見的物質(zhì)進行檢驗、分離和提純。8、了解控制實驗條件的方法。題型地位

元素化合物知識應用題是一類旨在考查考生運用元素化合物知識、化學反應原理及相關(guān)實驗知識來解決工業(yè)生產(chǎn)中實際問題能力的題型。因為這類試題的內(nèi)容既與工業(yè)生產(chǎn)和生活實際緊密聯(lián)系，又反映的都是化工領(lǐng)域的最新科技成果；既能理論聯(lián)系實際，體現(xiàn)學以致用的思想，又能發(fā)揮試題的教育引導作用，所以備受出題人青睞，在近年來的各類高考題中經(jīng)常出現(xiàn)，并且所占的比重特別大，一出就是一個大題，15分。雖然這類題出現(xiàn)頻率高、分值大，但是因為涉及的內(nèi)容新穎、陌生度高、知識面廣、綜合性強、區(qū)分度高，所以很多考生在它面前是望而生畏，不知所措。

(2015年全國卷Ⅰ理綜27題，15分)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

經(jīng)典例題展示(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式_________________________________________。為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度外，還可采取的措施有___________________________(寫出兩條)。題頭題干題尾階段一階段二階段三階段四元素化合物知識應用題題頭：介紹該生產(chǎn)工藝的原材料、目的、原理。題干原料預處理：

1、考查化學反應速率的影響因素。

2、相關(guān)化學方程式或離子方程式。

3、實驗基本操作和儀器。原料分離提純：1、試劑的選擇。2、操作方法的選擇（過濾、蒸餾）。3、相關(guān)化學方程式或離子方程式。4、濾渣或濾液的成分。5、加入某試劑的原因。反應進行：1、主要反應方程式或離子方程式。2、反應條件的選擇原因。1、實驗的基本操作和實驗儀器。2、物質(zhì)的檢驗。3、鹽的水解應用。產(chǎn)品后處理：題尾：根據(jù)流程中涉及的化學知識設(shè)問。題型結(jié)構(gòu)及相應考查知識點溶解：通常用酸溶解，也有用水、堿或有機溶劑等進行溶解、富集。浸出：固體加水(酸、堿)溶解得到可溶性離子，通過過濾除去不溶物的過程。煅燒（焙燒、灼燒）

：通過高溫讓原材料改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶于某些溶劑，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解。不熟悉的化工名詞通常都可以通過字面意思理解。了解常見化工名詞：第一階段：原料預處理階段▲例題(2015年全國卷Ⅰ理綜,27題節(jié)選)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式_________________________________________。為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度外，還可采取的措施有___________________________(寫出兩條)。Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4====2MgSO4＋2H3BO3

提高反應溫度、減小鐵硼礦粉粒徑第一階段（原料預處理階段）例題原料預處理階段常見的考查方式：1、化學反應速率的影響因素。（回答反應條件的選擇及原因）2、實驗基本操作和實驗儀器的選擇。3、元素及其化合物的知識。（書寫化學反應方程式或離子反應方程式）第一階段（原料預處理階段）小結(jié)練習（2016年福州市3月月考理綜27題節(jié)選）稀土是我國戰(zhàn)略性資源。氟碳鈰礦主要化學成分為CeFCO3，它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。關(guān)于氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十數(shù)種，其中一種提取鈰的工藝流程如下：請回答下列問題(1)為增大反應速率，提高原料的利用率，焙燒前可將礦石_________________________處理。粉碎成細顆粒

第一階段（原料預處理階段）練習例題(2015年全國卷Ⅰ理綜，27題節(jié)選)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(2)利用________的磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是_________

___(寫化學式)。Fe3O4SiO2和CaSO4第二階段（原料分離提純階段）例題第二階段：原料分離提純階段原料分離提純階段常見的考查方式：

1、除雜試劑選擇。2、操作方法選擇（過濾、蒸發(fā)、蒸餾、重結(jié)晶、萃取、分液）3、除雜時發(fā)生的化學方程式或離子方程式的書寫。4、濾渣或濾液成分判斷。5、加入某試劑的原因分析。第二階段（原料分離提純階段）小結(jié)原料分離提純階段解題思路

1、分離提純要遵循四原則和三必須。2、選擇除雜試劑除雜的主要途徑：①加酸(堿)性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH②選沉淀劑③選氧化(還原)劑3、操作方法的選擇：根據(jù)物質(zhì)的狀態(tài)及分離需要選擇。4、濾渣或濾液成分的確定：瞻前顧后5、加入某試劑的原因一般為：①除去某雜質(zhì)②將某物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)。練習（2016年福州市3月月考理綜，27題節(jié)選）稀土是我國戰(zhàn)略性資源。氟碳鈰礦主要化學成分為CeFCO3，它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。關(guān)于氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十數(shù)種，其中一種提取鈰的工藝流程如下：請回答下列問題(2)焙燒過程中產(chǎn)生的SO3尾氣常采用噴淋法凈化，再用石灰乳中和；操作I中濾渣的主要成分是________________。(3)操作II若在實驗室中進行，需要的主要玻璃儀器有_____________、燒杯、玻璃棒等；所用萃取劑HT需具備的條件是_______________________________。①HT不溶于水，也不和水反應②Ce3+不和萃取劑HT發(fā)生反應③Ce3+在萃取劑HT中溶解度大于水④萃取劑HT的密度一定大于水CaF2、CaSO4

分液漏斗

①②③

第二階段（原料分離提純階段）練習例題(2015年全國卷Ⅰ理綜，27題節(jié)選)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是__________________________。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是___________________________________________________。將Fe2＋氧化為Fe3＋使Al3＋和Fe3＋形成氫氧化物沉淀而除去沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3.25.212.4第三階段（反應進行階段）例題已知：第三階段：反應進行階段反應進行階段常見考查方式：

1、反應方程式或離子方程式的書寫。

2、反應條件選擇的原因。

第三階段（反應進行階段）小結(jié)反應進行階段答題思路：

圍繞一切反應或操作都是為了獲得更多的產(chǎn)品來選擇反應條件。

根據(jù)改變條件一定會引起反應或變化來分析選擇的條件對反應物、生成物造成的影響。練習（北京市海淀區(qū)3月調(diào)考理綜，27題節(jié)選）硼泥主要由MgO和SiO2組成，含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等雜質(zhì)。用硼泥生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝流程如下圖所示：

已知某些氫氧化物沉淀的pH如右表所示：氫氧化物開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHMg(OH)29.310.8Fe(OH)27.69.6Fe(OH)32.73.7Al(OH)33.74.7（2）濾渣2的主要成分是

，向濾渣2中繼續(xù)加入過量的NaOH溶液，發(fā)生反應的離子方程式為

。（3）加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH=12.0時，發(fā)生反應的離子方程式為

。第三階段（反應進行階段）練習Fe(OH)3

、Al(OH)3

Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O

Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓

例題(2015年全國卷Ⅰ理綜，27題節(jié)選)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是________(填名稱)。(6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學方程式表示制備過程________。第四階段：產(chǎn)品處理階段第四階段（產(chǎn)品處理階段）例題（七水）硫酸鎂2H3BO3===B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg===2B＋3MgO▲▲產(chǎn)品處理階段常見考查方式：1、實驗的基本操作以及所需的實驗儀器等。2、物質(zhì)的檢驗。3、鹽的水解應用產(chǎn)品處理階段答題思路1、從溶液中得晶體的操作：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥。固定說法2、物質(zhì)檢驗：一般需要有操作、現(xiàn)象、結(jié)論三部分。3、解答與平衡移動有關(guān)的問題：存在什么平衡→改變什么條件→平衡如何移動→產(chǎn)生什么結(jié)果第四階段（產(chǎn)品處理階段）小結(jié)練習（華南師大附中等名校協(xié)作體2016年3月聯(lián)考理綜，27題節(jié)選）

鎢是我國豐產(chǎn)元素，是熔點最高的金屬，廣泛用于拉制燈泡的燈絲，鎢在自然界主要以鎢(VI)酸鹽的形式存在。有開采價值的鎢礦石之一白鎢礦的主要成分是CaWO4

，含有二氧化硅、氧化鐵等雜質(zhì)，工業(yè)冶煉鎢流程如下：調(diào)節(jié)pH過濾CO2H2高溫煅燒鹽酸過濾、洗滌沉淀CWO3產(chǎn)品鎢母液純堿1000oC白鎢礦水浸過濾濾液濾渣A混合物濾渣B

（4）檢驗沉淀C是否洗滌干凈的操作是

。

第四階段（產(chǎn)品處理階段）練習取最后一次的洗滌液少量于試管中，滴入1~2滴稀硝酸，再滴加1~2滴AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈，若出現(xiàn)白色沉淀則表明沉淀未洗凈。1．成竹在胸，熟悉元素化合物應用題的結(jié)構(gòu)特點和各階段的考查內(nèi)容，知道主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)。

2．認真審題，判斷出四個階段，圈出材料和產(chǎn)物。3．找準問題，確定問題在流程圖中的位置。4．重點分析，以問題為中心分析流程圖中的相近步驟甚至每一步驟。5．注重信息，大膽靈活運用所學理論知識。6．該舍就舍，能得就得。解題策略練4．(2015·山東理綜，31)