2013屆高中三年級化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)專題的講座四無機(jī)化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)(講義)(人教版)

1/8專題講座四無機(jī)化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)1．無機(jī)化工流程題的特點(diǎn)無機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)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(shí)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。這類題常圍繞以下幾個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問：<1>反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用；反應(yīng)物顆粒大小：反應(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；pH分離除雜；<4>化學(xué)反應(yīng)的能量變化；<5>實(shí)驗(yàn)基本操作：除雜、分離、檢驗(yàn)、洗滌、干燥等；<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(hù)與綠色化學(xué)評價(jià)。2．工業(yè)生產(chǎn)流程主線3．解答無機(jī)化工流程試題的程序基本步驟：①從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。②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。③分析流程中的每一步驟,從幾個(gè)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(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。④從問題中獲取信息,幫助解題。解題思路：2/8明確整個(gè)流程及每一部分的目的→仔細(xì)分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)→結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題思考→注意答題的模式與要點(diǎn)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(gè)過程：<1>原料處理階段的常見考點(diǎn)與常見名詞①加快反應(yīng)速率②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(jìn)入溶液,不溶物通過過濾除去的溶解過程③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④控制反應(yīng)條件的方法<2>分離提純階段的常見考點(diǎn)a．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(shí)的pH如下表所示物質(zhì)物質(zhì)Fe<OH>3FeOH2Mn<OH>2沉淀完全開始沉淀若要除去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＋,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(diǎn)：能與H＋反應(yīng),使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。3/8②試劑除雜③加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)如果在制備過程中出現(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。如：侯德榜制堿中的④降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解<或分解>、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)萃取<3>獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)：①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。②蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí),應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防其水解。③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。④蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。⑤重結(jié)晶<4>其他常見考點(diǎn)①化學(xué)方程式②實(shí)驗(yàn)儀器③計(jì)算④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2~3次。<2>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(shí),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(diǎn)題型探究熱點(diǎn)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、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉<純度約98%>中含有Ca2＋、4/8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：<1>濾渣的主要成分為________________________________________________________。<2>"趁熱過濾"的原因是____________________________________________________。<3>若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行"趁熱過濾",可采取的措施是_____________________________<寫出一種>。<4>若"母液"循環(huán)使用,可能出現(xiàn)的問題及其原因是___________________________。NaCOHO______________________________。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)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(jì)的系列問題也就可解答了。遷移應(yīng)用1鋰被譽(yù)為"金屬味精",以LiCoO2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)一種工藝流程如下：已知：①部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH：FeFe<OH>32．73．7氫氧化物開始沉淀pH完全沉淀pHAl<OH>33．74．7Mg<OH>29．6②Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表：溫溫度010205075100/℃5/8Li2CO3的1．5391．4061．3291．1810．8660．728溶解度/g請回答下列問題：<2>反應(yīng)Ⅱ加入碳酸鈣的作用是________________________________________________。<3>寫出反應(yīng)Ⅲ中生成沉淀A的離子方程式：____________________________________。<4>反應(yīng)Ⅳ生成Li2CO3沉淀,寫出在實(shí)驗(yàn)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(shí),陽極產(chǎn)生的氯氣中會(huì)混有少量氧氣,原因是_____________。熱點(diǎn)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(shí)驗(yàn)室制取高純氧化鋁的流程如下：過氧化氫/氨水硫酸鋁溶液<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(yàn)Fe2＋是否除盡的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________。<3>配制硫酸鋁溶液時(shí),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,得到銨明礬<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>測定銨明礬組成的方法是：a．稱取0.4530g銨明礬樣品,高溫灼燒,得Al2O3固體0.1020g；b．稱取0.4530g銨明礬樣品,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BaSO40.4659g。c．稱取0.4530g銨明礬樣品,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6/8硫酸增重0.0170g。則銨明礬的化學(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)校要過程如下：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_______________。<2>從過程①得到的Mg<OH>2沉淀中混有少量的Ca<OH>2,除去少量Ca<OH>2的方法是先將沉法>可得純凈的Mg<OH>2。<3>下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過程③的實(shí)驗(yàn)裝置圖：其中裝置A的作用是_________________________________________________________。<4>寫出過程④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________。熱點(diǎn)3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用[例3]<2011·XX,16>以硫鐵礦<主要成分為FeS2>為原料制備氯化鐵晶體<FeCl3·6H2O>的工藝流程如下：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>＋O2<g>2SO3<g>,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)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(shí),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_____________________。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<CuCl>,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：7/8<1>工業(yè)生產(chǎn)Cl2時(shí),尾氣常用石灰乳吸收,而不用燒堿溶液吸收的原因是_____________。<2>還原過程中的產(chǎn)物為Na[CuCl2],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CuCl,為什么不用一步法制得CuCl？<已知Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl↓>_________________________________________________。<3>還原過程中加入少量鹽酸的作用是__________________________________________,加入NaCl且過量的原因是_____________________________________________________。<4>合成結(jié)束后所得產(chǎn)品用酒精淋洗的目的是____________________________________。<5>實(shí)驗(yàn)室中在CuCl2熱溶液中通入SO2氣體也可制備白色的CuCl沉淀,試寫出該反應(yīng)的離子方程式答案長<3>用已預(yù)熱的布氏漏斗趁熱抽濾<4>溶解時(shí)有大量沉淀生成,使Na2CO3損耗且產(chǎn)物Na2CO3中混有遷移應(yīng)用1<1>Li2O·Al2O3·4SiO2水洗滌可減少Li2CO3的損耗<5>加熱蒸干LiCl溶液時(shí),LiCl有少量水解生成LiOH,受熱分解生成Li2O,電解時(shí)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>4.0×10－20mol·L－1<3>抑制Al3＋水解<4>減少可溶性雜質(zhì)的析出及