無機(jī)化工流程題的解題方法

1、無機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，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。要求同學(xué)們既要熟知工業(yè)生產(chǎn)的基本原理，又要對流程圖中所給出的信息進(jìn)行提取、篩選，所以這類題成為近年來高考的必考題型。,無機(jī)化工流程試題常常在哪些地方設(shè)問？,反應(yīng)速率與平衡理論的運用 氧化還原反應(yīng)的判斷、方程式書寫（結(jié)合信息和特定環(huán)境） 利用控制pH分離除雜 利用溶解度分離 常用的分離方法、實驗操作 流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán) 綠色化學(xué)評價,1、工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心,原料預(yù)處理 除雜、凈化,產(chǎn)品分離提純,反應(yīng)條件控制,原料循環(huán)利用,排放物的無害化處理,規(guī)律: 主線主產(chǎn)品、分

2、支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。,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,（2012汕頭一模 32）（16分）鐵氧體可用于隱形飛機(jī)上吸收雷達(dá)波涂料。一種以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下：,原料預(yù)處理 除雜、凈化,主反應(yīng),（16分）隨著社會的發(fā)展，鉛的冶煉、加工、廢鉛蓄電池量急劇增加等引起的鉛污染應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾暸c關(guān)注。廢鉛蓄電池回收鉛和含鉛廢水的處理工藝流程如下: 已知：Ksp(PbSO4)=1.610-5 ； Ksp(PbCO3)=3.310-14,原料預(yù)處理 除雜、凈化,主反應(yīng),解題思路： 結(jié)合問題，明確整個流程及每一部分的目的 分析每步的反應(yīng)及產(chǎn)物（特別是與問題相關(guān)

3、） 結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考 注意答題有模式與要點,2、解答無機(jī)化工流程試題的程序,此類試題的題干通常包括文字說明、工藝（實驗）流程以及供參考的數(shù)據(jù)（以表格、圖像等呈現(xiàn)）。 每道試題都是由題干和問題構(gòu)成，題干服務(wù)于問題，問題離不開題干。,首先要通過閱讀文字說明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實驗室研究，準(zhǔn)確抓住工藝（實驗）的目的是什么，還提供了哪些信息（原料成分？含量？產(chǎn)品成分？從用途能看出什么性質(zhì)？）； 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； 接下來可以先看看設(shè)問，使下一步的深入分析重點更明確； 然后再帶著質(zhì)與量的意識具體分析各個化學(xué)過程（必要時使用參考數(shù)據(jù)），組織語

4、言回答設(shè)問。,基本步驟,宏觀把握，理清思路；,善用信息，按需答題，規(guī)范作答！,二遍讀題，注意關(guān)聯(lián)問題。一般只考慮后面提問有關(guān)的步驟，其他不必清楚，“難得糊涂”。 讀取信息要客觀評價、篩選 把問題再放入題中前后比對 有的步驟不能讀懂，這時主要看這一步的結(jié)果，“跟著感覺走”、“順藤摸瓜”，用已學(xué)過的知識來“圓”這個結(jié)果。 所給信息一定有用，而且一定用到，有時還需分解、重組、遷移到本題中來。 大多數(shù)提問用所學(xué)知識便可直接回答，但個別地方往往有悖所學(xué)知識，這時就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、成本 等等。 最后要看清楚問什么，不要答非所問,3、工業(yè)流程的常見考點（平時要注意積累，再補充）,原料預(yù)處理,主反應(yīng),

5、分離提純,獲得產(chǎn)品,3、工業(yè)流程的常見考點（平時要注意積累，再補充）,熱點1堿金屬及其礦物的開發(fā)利用,加入Ca(OH)2溶液，Mg2與OH結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2濃,Mg(OH)2,CaSO4,H2SO4,K2CO3,度減小，平衡正向移動，K增多,K的溶浸速率增大,溶浸平衡向右移動,方法技巧,要求用理論回答的試題，應(yīng)采用“四段論法”：改變了什么條件(或是什么條件)根據(jù)什么理論有什么變化得出什么結(jié)論。,加快化學(xué)反應(yīng)速率，分離NH4Cl與K2SO4,加入Ba(NO3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液中,防止KNO3結(jié)晶，提高KNO3的產(chǎn)率,滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，說明K2

6、SO4中混有KCl,(4)整個流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除(NH4)2SO4外，還有_(填化學(xué)式)。,CaSO4、KNO3,熱點2鎂、鋁及其礦物的開發(fā)利用,例2鋁是重要的金屬材料，鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料。實驗室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體NH4Al(SO4)212H2O的工藝流程如圖所示：,請回答下列問題： (1)固體a的化學(xué)式為_，中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。 (2)由制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為_ 從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作依次為(填操作名稱)_、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌。,Si

7、O2,蒸發(fā)濃縮,Al2O34H2SO42NH3=2NH4Al(SO4)23H2O,(3)以1 000 kg含氧化鋁36%的鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密度1.84 gcm3)_ L(保留一位小數(shù))。 (4)若同時制取銨明礬和硫酸鋁，通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為11，則投料時鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為_。,310,575.4,(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3與稀硫酸、氨氣反應(yīng)生成銨明礬溶液。,方法技巧,MgCl2,石灰乳原料豐富，成本低,過濾,洗滌,制備干燥的HCl氣體

8、,例3：(2012高考題組合改編)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：,(1)步驟是在反射爐中進(jìn)行的。把黃銅礦和石英砂混合加熱到1 000 左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r氧化物。該過程中兩個主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_ 、_ 。 (2)步驟是在轉(zhuǎn)爐中發(fā)生的。冰銅含Cu量為20%50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑(石英砂)，在1 200 左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O。生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的泡銅，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑

9、中的_吸收(填字母)。 a濃硫酸 b稀硝酸 cNaOH溶液 d氨水,(3)步驟是由泡銅冶煉粗銅的反應(yīng)，反應(yīng)方程式為_。 (4)用稀硝酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血紅色，說明溶液中存在 (填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2的方法是 (注明試劑、現(xiàn)象)。,ACD,。,31.1%,鐵粉,蒸發(fā)皿、玻璃棒,C,促進(jìn)Fe3的水解,熱點4錳、鉬、鈦等金屬化合物的綜合應(yīng)用,H2SO4、Na2SO3或Na2SO4、(NH4)2SO4等,Na2MoO4,燒杯、漏斗、玻璃棒,4.11a g,（2011江門二模）某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2

10、O的工藝流程如下：,1、粉碎的目的： 。 2、焙燒的目的： 。 3、酸浸的目的： 。 4、調(diào)節(jié)pH=3-4的原因： 。,已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全時的pH值分別為：9.7、3.2、6.4。,增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率,使CuS轉(zhuǎn)化為CuO,Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,使CuO、Fe的化合物溶解,使Fe3+沉淀完全, 反應(yīng)原理:化學(xué)平衡、水解原理、電化學(xué),計算,提取信息點,基本理論:離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng),（2）、主反應(yīng)的常見考點,（ 09江蘇）以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸鈉和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：

11、,（4）反應(yīng)常被用于電解生產(chǎn)(過二硫酸銨)。電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為 。,（1）反應(yīng)的離子方程式：,Fe2+ + 2HCO3 = FeCO3+ H2O + CO2,2SO42- 2e- = S2O82-,“趁熱過濾”的原因是 ；,（2012吉林調(diào)研）實驗室制備甲酸銅晶體Cu(HCOO)24H2O的流程如下：,防止降溫甲酸銅結(jié)晶而損失,用無水乙醇洗滌晶體的目的 。,除去甲酸并減少甲酸銅晶體損失,（2011江門二模）某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O的工藝流程如下：,為了獲得CuCl22H2O晶體，對濾液B進(jìn)行的操作是：蒸發(fā)濃

12、縮，趁熱過濾，濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶，過濾得到產(chǎn)品。分析有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線（如圖），“趁熱過濾”得到的固體是 。,Na2SO4,（從題中可以看出溶液中CuCl2 、Na2SO4 的含量相差不大）,溫度的影響歸納： 、趁熱過濾（或冰水洗滌）的目的：防止某物質(zhì)降溫時會析出（或升溫時會溶解）而帶入新的雜質(zhì) 、冰水中反應(yīng)或降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使平衡向著題目要求的方向移動 、反應(yīng)中采取加熱措施的作用：一般是為了加快反應(yīng)速率或加速某固體的溶解,、如題目中要求溫度控制在某溫度范圍內(nèi)（可用水浴或油浴來控制）：一般有以下幾個目的： A、防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)，也可能是為了使某物質(zhì)達(dá)

13、到沸點揮發(fā)出來，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中，將CO2通入NaCl的氨溶液中，保持溶液的溫度為（30+2），可得NaHCO3晶體，溫度控制在這個范圍，目的就是防止NaHCO3晶體分解。而在Br2的制取過程中，出溴口的溫度控制在8090，目的就是要使Br2揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入Br2中。 B、使催化劑的活性達(dá)到最好：如合成氨或工業(yè)SO2氧化為SO3時，選擇的溫度是500左右，原因之一就是使催化劑的活性達(dá)到最高。 C、防止副反應(yīng)的發(fā)生：如乙醇的消去反應(yīng)溫度要控制在170，原因是就是在140時會有乙醚產(chǎn)生。 D、對于一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的

14、要求。以上有關(guān)溫度的總結(jié)只能說是有這種可能來考，具體問題要具體分析。,環(huán)保：綠色化學(xué) 成本：原料價格、能耗控制、循環(huán)利用,練習(xí):聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6-n。本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制備堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土，化學(xué)組成為：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)也有差異，且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化；高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下：,已知：Fe3、Al3以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH分別為 3.2、 5.2。,改變高嶺土中氧化鋁的結(jié)構(gòu)，使其能溶于酸。,根據(jù)流程圖回答下列問題： （1）“煅燒”的目的是_。 （2）“浸出”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。 （3）“浸出”選用的酸為_。配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)15的A酸需要200mL30的A酸（密度約為1.15g/cm3）和_g蒸餾水，配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、_。 （4）為提高鋁的浸出率，可采取的措施有 _ （要求寫出三條）。 （5）“調(diào)節(jié)溶液pH在4245”的過程中，除添加必要的試劑，還需借助的