2020高考化学复习跟踪检测(二十八)题型研究“无机化工流程题”解题指导(含解析)
跟踪检测（二十八）题型研究——“无机化工流程题”解题指导
1．醋酸镍[(CH 3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS 、Al 2O 3、FeO 、CaO 、SiO 2)为原料，制取醋酸镍的工艺流程如图：
相关离子生成氢氧化物的pH 和相关物质的溶解性如下表：
(1)调节pH 步骤中，溶液pH 的调节范围是____________。 (2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是________、________。
(3)写出氧化步骤中加入H 2O 2发生反应的离子方程式：_______________________。 (4)酸浸过程中，1 mol NiS 失去6N A 个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式：_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(5)沉镍过程中，若c (Ni 2＋
)＝2.0 mol·L －1
，欲使100 mL 该滤液中的Ni 2＋
沉淀完全 [c (Ni 2＋
)≤10－5
mol·L －1
]，则需要加入Na 2CO 3固体的质量最少为________ g 。(保留小数点后1位有效数字)
(6)保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为________ ℃、________ min 。
解析：(1)～(3)制取醋酸镍的工艺流程可解读为将含镍废料粉碎后加入H 2SO 4和少量HNO 3进行酸浸，过滤后得到主要含Ni 2＋
、Al 3＋
、Fe 3＋
(还可能含少量Fe 2＋
、Ca 2＋
)的溶液和主要含SiO 2、CaSO 4的滤渣，弃去滤渣，向滤液中加入H 2O 2将可能含有的Fe 2＋
氧化为
Fe 3＋
，调节溶液pH 为5.0≤pH＜6.7，使Al 3＋
、Fe 3＋
转化为氢氧化物沉淀，再通过过滤除去，
向过滤所得的滤液1中加入NH4F除去滤液中的Ca2＋，过滤后向滤液2中加入Na2CO3使Ni2＋沉淀为NiCO3，过滤后向NiCO3中加入醋酸得到醋酸镍，再进一步蒸发、结晶、洗涤得到醋酸镍产品。(4)由题意知，酸浸时1 mol NiS失去6 mol电子，S2－被氧化为SO2，硝酸被还原为NO，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式。(5)Ni2＋沉淀完全时溶液
中c(CO2－3)＝K sp3
c2＋
＝
9.60×10－6
10－5
＝0.96 mol·L－1，故需要加入Na2CO3的质量最少为
[0.96 mol·L－1×0.1 L＋(2.0 mol·L－1－10－5mol·L－1)×0.1 L]×106 g·mol－1≈31.4 g。
答案：(1)5.0≤pH＜6.7 (2)SiO2、CaSO4CaF2
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)NiS＋H2SO4＋2HNO3===NiSO4＋SO2↑＋2NO↑＋2H2O (5)31.4 (6)70 120
2．电石广泛应用于生产PVC、维尼纶等，电石与水反应所得残渣——电石渣，主要含Ca(OH)2、CaCO3及少量其他杂质。某工业电石渣的几种回收利用流程如下：
几种物质在水中的溶解度曲线如图所示。回答下列问题：
(1)常温氯化
①反应的化学方程式是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
②为提高Cl2转化为Ca(ClO)2的转化率，可行的措施有________(填字母)。
A．加热升高温度
B．适当减缓通入Cl2的速率
C．充分搅拌浆料
D．加水使Ca(OH)2完全溶解
③电石渣中的有害杂质CN－与ClO－反应转化为两种无害的气体，每转化1 mol CN－至少需要消耗氧化剂ClO－________ mol。
(2)75 ℃氯化
①生成氯酸钙中氯的化合价为________，氯化完成后过滤，滤渣的主要成分为____________________________________________________________(填化学式)。
②氯酸钙能与KCl 反应转化为氯酸钾的原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)有机反应
首先生成氯代乙醇，其结构简式为____________，氯代乙醇再与Ca(OH)2反应生产环氧乙烷。总反应的化学方程式是__________________________________________________。
解析：(1)①常温氯化，Cl 2与Ca(OH)2发生反应得到漂白液。②加热升高温度，Ca(OH)2
的溶解度降低，则Cl 2的转化率也降低，A 项不符合题意；适当减缓通入Cl 2的速率，等效于增大Ca(OH)2的浓度，Cl 2的转化率增大，B 项符合题意；充分搅拌浆料，能使反应完全，Cl 2的转化率增大，C 项符合题意；加水使Ca(OH)2完全溶解，不能改变Cl 2的转化率，D 项不符合题意。③根据题意，CN －
与ClO －
反应转化为CO 2和N 2，CN －
中C 、N 分别为＋2价、－3价，1 mol CN －
失去5 mol 电子，而ClO －
转化为Cl －
，1 mol ClO －
得到2 mol 电子，根据得失电子守恒，则每转化1 mol CN －
至少需要消耗氧化剂ClO －
2.5 mol 。(2)①Ca(ClO 3)2中Cl 的化合价为＋5价。氯化完成后过滤，得到的滤渣的主要成分为CaCO 3、Ca(OH)2。②根据题图知，75 ℃时氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得多，故氯酸钙与KCl 能发生反应：Ca(ClO 3)2＋2KCl=====△
CaCl 2＋2KClO 3↓。(3)氯代乙醇为氯原子取代乙醇分子中乙基上的氢原子，根据“氯代乙醇再与Ca(OH)2反应生产环氧乙烷”，则氯原子应取代甲基上的氢原子，故氯代乙醇的结构简式为ClCH 2CH 2OH ，总反应的化学方程式为CH 2===CH 2＋Cl 2＋
Ca(OH)2―→＋CaCl 2＋H 2O 。
答案：(1)①2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O ②BC ③2.5
(2)①＋5 CaCO 3、Ca(OH)2 ②75 ℃时，氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得多
(3)ClCH 2CH 2OH CH 2===CH 2＋Cl 2＋Ca(OH)2―→＋CaCl 2＋H 2O
3．实验室用卤块(主要成分为MgCl 2·6H 2O ，含有MgSO 4、FeCl 2等杂质)制备少量Mg(ClO 3)2·6H 2O 的流程如图：
已知：①四种化合物的溶解度(S )随温度(T )变化曲线如图所示：
②室温时一些物质的K sp如表所示：
③Mg(ClO3)2有较强的氧化性，其还原产物是Cl－。
回答下列问题：
(1)H2O2的电子式为________________。
(2)滤渣的成分是________________(填化学式)。
(3)经测定，D中铁离子的浓度为1×10－5mol·L－1，则x为________(已知：lg 5≈0.7)。
(4)D中所发生的化学反应方程式为_______________________________________
________________________，框图中由D→……→制Mg(ClO3)2·6H2O晶体的实验步骤依次为①加热蒸发；②____________(请补充)；③冷却结晶；④过滤洗涤。
解析：(1)H2O2属于共价化合物，电子式为。(2)卤块中的Fe2＋被双氧水氧化生成Fe3＋，加入适量的BaCl2溶液可以使SO2－4沉淀，加入MgO调节溶液的pH，根据氢氧化物的溶度积常数可知，可使Fe3＋沉淀，因此滤渣中含有Fe(OH)3、BaSO4。(3)经测定，D
中Fe3＋的浓度为1×10－5mol·L－1，c(OH－)＝38.0×10－38
1×10－5
mol·L－1＝2×10－11mol·L
－1，则c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)≈3.3。(4)根据溶解度曲线，D中NaClO
3与MgCl2反应生成Mg(ClO3)2和NaCl沉淀，化学反应方程式为2NaClO3＋MgCl2===2NaCl↓＋Mg(ClO3)2，Mg(ClO3)2的溶解度随温度的变化较大，由Mg(ClO3)2溶液制Mg(ClO3)2·6H2O晶体的实验步骤依次为①加热蒸发；②趁热过滤；③冷却结晶；④过滤洗涤。
答案：(1)
(2)Fe(OH)3、BaSO4(3)3.3
(4)2NaClO3＋MgCl2===2NaCl↓＋Mg(ClO3)2趁热过滤
4．氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以钡矿粉(主要成分为BaCO3，含有SiO2、Fe2＋、Mg2＋等杂质)为原料制备氟化钡的流程如下：
已知：常温下Fe 3＋
、Mg 2＋
完全沉淀的pH 分别是3.4、12.4。 (1)滤渣A 的化学式为____________________。
(2)滤液1加H 2O 2氧化的过程中主要反应的离子方程式为_______________________。 (3)加20%NaOH 溶液调节pH ＝12.5，得到滤渣C 的主要成分是________________。 (4)滤液3加入盐酸酸化后再经______、冷却结晶、______、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl 2·2H 2O 。
(5)常温下，用BaCl 2·2H 2O 配制成0.2 mol·L －1
水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式：________________________。已知K sp (BaF 2)＝1.84×10－7
，当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10－5
mol·L －1
)，溶液中氟离子浓度至少是__________mol·L －1
。(结果保留三位有效数字，已知 1.84＝1.36)
(6)已知：K sp (BaCO 3)＝2.58×10－9
，K sp (BaSO 4)＝1.07×10
－10
。将氯化钡溶液滴入等物质
的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当BaCO 3开始沉淀时，溶液中
c
2－
3c
2－4
＝
________。(结果保留三位有效数字)
解析：(1)钡矿粉中SiO 2与盐酸不反应，故滤渣A 为SiO 2。
(2)滤液1加H 2O 2的作用是将Fe 2＋氧化为Fe 3＋，反应的离子方程式为H 2O 2＋2Fe 2＋＋2H ＋
===2Fe 3＋
＋2H 2O 。
(3)根据已知信息及流程图可知，加H 2O 2、调pH ，得到的滤渣B 为Fe(OH)3，加20%NaOH 溶液调节pH ＝12.5，得到的滤渣C 为Mg(OH)2。(4)滤液3加盐酸酸化后得到BaCl 2和HCl 的混合溶液，由该溶液得到BaCl 2·2H 2O 的实验操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。(5)根据K sp (BaF 2)＝c (Ba 2＋
)·c 2
(F －
)，当Ba 2＋
完全沉淀时，至少需要的c (F －
)＝
K sp 2c
2＋
＝
1.84×10－7
10
－5
mol·L －1＝0.136 mol·L －1
。 (6)K sp (BaSO 4) 4先沉淀，当BaCO 3开始沉淀时，溶 液中 c 2－3c 2－4＝c 2－3c 2＋c 2－4c 2＋ ＝K sp 3K sp 4 ＝2.58×10－9 1.07×10 －10≈24.1。 答案：(1)SiO 2 (2)H 2O 2＋2Fe 2＋ ＋2H ＋ ===2Fe 3＋ ＋2H 2O (3)Mg(OH)2 (4)加热浓缩 过滤 (5)Ba 2＋ ＋2F － ===BaF 2↓ 0.136 (6)24.1 5．磷化氢(PH 3)是一种剧毒气体，是最常用的高效熏蒸杀虫剂，也是一种电子工业原料。 (1)在密闭粮仓放置的磷化铝(AlP)片剂，遇水蒸气放出PH 3气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)利用反应PH3＋3HgCl2===P(HgCl)3＋3HCl，可准确测定微量的PH3。 ①HgCl2溶液几乎不导电，说明HgCl2属于____________(填“共价”或“离子”)化合物。 ②通过测定溶液________变化，可测定一定体积空气中PH3的浓度。 (3)PH3的一种工业制法涉及的物质转化关系如图所示： ①亚磷酸属于________元酸。 ②当反应Ⅰ生成的n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)＝3∶1时，参加反应的n(P4)∶n(NaOH)＝____________________。 (4)一种用于处理PH3废气的吸收剂成分为次氯酸钙80%、锯木屑(疏松剂)15%、活性炭 2.5%、滑石粉(防结块)2.5%。 ①次氯酸钙将PH3氧化为H3PO4的化学方程式为____________________________ ________________________________________________________________________。 ②空气中的水蒸气可加快PH3的氧化过程，其原因可能是 ________________________________________________________________________。 (5)从(4)中的吸收残留物中回收磷酸氢钙(CaHPO4)的方法如下： ①试剂X为________(填化学式)。 ②已知25 ℃时，H3PO4的K a1＝7.5×10－3、K a2＝6.3×10－8、K a3＝4.4×10－13。CaHPO4悬浊液pH__________7(填“>”“＝”或“<”)，通过计算说明理由： _________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)磷化铝(AlP)遇水蒸气放出PH3气体，结合原子守恒推知还生成Al(OH)3，反应的化学方程式为AlP＋3H2O===Al(OH)3＋PH3↑。(2)①HgCl2溶液几乎不导电，说明溶液中离子浓度较小，HgCl2难发生电离，故HgCl2为共价化合物。②PH3与HgCl2反应生成P(HgCl)3和HCl，溶液的导电性和酸性均增强，故可通过测定溶液中电导率或pH的变化来测定一定体积空气中PH3的浓度。(3)①亚磷酸钠的化学式为Na2HPO3，据此推测亚磷酸(H3PO3)属于二元弱酸。②反应Ⅰ中黄磷(P4)与NaOH溶液发生歧化反应生成NaH2PO2、Na2HPO3和PH3，其中PH3是还原产物，NaH2PO2和Na2HPO3是氧化产物，若产物中n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)＝3∶1，设n(Na2HPO3)＝a mol，则有n(NaH2PO2)＝3a mol，反应中得电子的物质的量为3a mol＋3a mol ＝6a mol；根据得失电子守恒可知，反应中生成PH3的物质的量为2a mol；根据P、Na原子守恒可知，n(P4)＝1.5a mol、n(NaOH)＝5a mol，故参加反应的n(P4)∶n(NaOH)＝1.5a mol∶5a mol ＝3∶10。(4)①次氯酸钙将PH 3氧化为H 3PO 4，而本身被还原为CaCl 2，化学方程式为2Ca(ClO)2＋PH 3===H 3PO 4＋2CaCl 2。②Ca(ClO)2属于强碱弱酸盐，与水蒸气接触后水解生成HClO ，而HClO 的氧化能力强于Ca(ClO)2，故空气中的水蒸气可加快PH 3的氧化过程。(5)①残留物中含有H 3PO 4，加入试剂X 调节pH ，过滤得到Ca 3(PO 4)2沉淀，显然该过程的目的是中和H 3PO 4电离产生的H ＋ ，为防止引入新杂质，试剂X 应选择CaO 或Ca(OH)2。②加入试剂Y 搅拌后生成CaHPO 4，HPO 2－ 4在水溶液中发生电离(HPO 2－ 43－4 ＋H ＋)和水解(HPO 2－ 4＋ H 2 2 PO － 4＋ OH － )，则HPO 2－4 的电离常数为K a3(HPO 2－4 )＝c ＋ c 3－4 c 2－ 4 ＝4.4×10 －13 ，HPO 2－ 4的水解常 数为K h (HPO 2－4 )＝ c 2 PO － 4 c － c 2－4 ＝ c 2 PO － 4 c － c ＋ c 2－4 c ＋ ＝ K W K a2 ＝1×10 －14 6.3×10 －8≈1.59× 10－7 ，显然K h (HPO 2－ 4)>K a3(HPO 2－ 4)，说明HPO 2－ 4的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，故pH 大于7。 答案：(1)AlP ＋3H 2O===Al(OH)3＋PH 3↑ (2)①共价 ②电导率(或pH) (3)①二 ②3∶10 (4)①2Ca(ClO)2＋PH 3===H 3PO 4＋2CaCl 2 ②次氯酸钙与水蒸气接触，水解得到氧化能力更强的HClO (5)①Ca(OH)2(或CaO) ②> K a3(HPO 2－4 )＝c ＋ c 3－4 c 2－ 4 ＝4.4×10 －13 ； K h (HPO 2－4 )＝ c 2 PO － 4c － c 2－4 ＝1×10－14 6.3×10 －8>K a3(HPO 2－4)，HPO 2－4的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性 6．金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为＋6、＋5、＋4。由钼精矿(主要成分是MoS 2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na 2MoO 4·2H 2O)，部分流程如图1所示： 已知：钼酸微溶于水，可溶于碱液和氨水。 (1)钼精矿焙烧时，每有1 mol MoS 2反应，转移电子的物质的量为________。 (2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是________________________________ ________________，请你提出一种实验室除去该尾气的方法______________________。 (3)操作2的名称为________。由钼酸得到MoO 3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。 (4)操作1中，加入碳酸钠溶液充分反应后，碱浸液中c (MoO 2－ 4)＝0.80 mol·L －1 ，c (SO 2－ 4)＝0.04 mol·L －1 ，在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO 2－ 4。当BaMoO 4开始沉淀时，SO 2－ 4的去除率是________________。[K sp (BaSO 4)＝1.1×10－10 、K sp (BaMoO 4)＝4.0× 10－8 ，溶液体积变化可忽略不计] (5)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。 ①x ＝________。 ②焙烧炉中也会发生MoS 2与MoO 3反应生成MoO 2和SO 2的反应，若该反应转移6 mol 电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。 解析：(2)由流程图可知，钼精矿焙烧产生的二氧化硫为大气污染物，其对环境的主要危害是形成酸雨，实验室可用氨水或NaOH 溶液吸收SO 2。(3)灼烧用到的硅酸盐材料仪器为坩埚。(4)根据K sp (BaMoO 4)及c (MoO 2－ 4)可计算出MoO 2－ 4开始沉淀时溶液中c (Ba 2＋ )，再根据c (Ba 2 ＋ )和K sp (BaSO 4)计算出此时溶液中c (SO 2－ 4)，进而可求出SO 2－ 4的去除率。(5)①根据题图2可 知，在炉层序号为6时，MoS 2和MoO 3的物质的量的百分数均为18%，则MoO 2的物质的量的百分数为100%－18%×2＝64%。②根据反应MoS 2＋6MoO 3=====高温 7MoO 2＋2SO 2↑，则消耗的氧化剂的化学式为MoO 3，反应转移6 mol 电子时，消耗MoO 3的物质的量为3 mol 。 答案：(1)14 mol (2)形成酸雨 可用氨水或氢氧化钠溶液吸收(其他合理答案均可) (3)过滤 坩埚 (4)94.5% (5)①64 ②MoO 3 3 mol 7．二硫化钨(WS 2，其中W 的化合价为＋4)可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中用作催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO 4，还含少量Al 2O 3)制备二硫化钨的工艺流程如图所示： (1)FeWO 4中铁元素的化合价为________________。 (2)FeWO 4在“熔融”过程中发生反应的化学方程式为________________________；“熔融”过程中为了提高熔融速率，可采取的措施有____________________(写出一条即可)。 (3)过量CO 2通入粗钨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为_____________________， 操作Ⅰ中用作引流的玻璃仪器是________。 (4)生成二硫化钨的化学方程式为2(NH 4)2WS 4＋3O 2=====高温 2WS 2＋4NH 3＋2S ＋2SO 2＋2H 2O ，若反应中转移8 mol 电子，则生成WS 2的质量是________g 。 解析：(1)FeWO 4中O 、W 分别为－2价和＋6价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0可求出Fe 的化合价为＋2。(2)结合题给流程图可知钨铁矿在熔融时与NaOH 、O 2反应生成Fe 2O 3和钨酸钠，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式为4FeWO 4＋O 2＋8NaOH=====高温 2Fe 2O 3＋4Na 2WO 4＋4H 2O 。“熔融”时为了提高熔融速率，可采取的措施有将钨铁矿粉碎或搅拌等。(3)粗钨酸钠溶液中含有少量的NaAlO 2溶液，通入过量CO 2时，NaAlO 2与CO 2、H 2O 反应生成Al(OH)3和NaHCO 3。操作Ⅰ为过滤操作，实验中需要用到引流的玻璃仪器是玻璃棒。(4)结合题给流程图可知(NH 4)2WS 4中W 和S 分别为＋6价和－2价，根据化合价变化可知，每生成2 mol WS 2时转移16 mol 电子，则反应中转移8 mol 电子时，生成1 mol WS 2，其质量为(184＋32×2)g·mol －1 ×1 mol＝248 g 。 答案：(1)＋2 (2)4FeWO 4＋O 2＋8NaOH=====高温 2Fe 2O 3＋4Na 2WO 4＋4H 2O 粉碎矿石(或搅拌等) (3)AlO － 2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO － 3 玻璃棒 (4)248 一、原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率的方法：搅拌；固体的研磨（或粉碎）；增大溶液的浓度；适当升 高温度等。 ②溶解 a、水浸：与水接触反应或溶解。 b、酸（碱）浸：在酸（碱）溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过 滤除去的溶解过程。 c、浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少( 更多转化 ) 。 ③灼烧、焙烧、煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，使一些杂质高温下氧化、分解使有机物灼烧分解。 ④除金属表面油污：用NaCO3溶液洗涤。 二、分阶段考查知识点 （1）对原料进行预处理的常用方法及其作用： ①研磨、粉碎；搅拌、振荡；逆流、沸腾炉。 目的——增大反应物的接触面积，加快反应速率（或溶解速率），提高反应物转化 率（或溶解浸出率）。 ②加水溶解；加酸溶解；加碱溶解；有机溶剂溶解。 目的——使可溶性金属（非金属 ) 离子（或有机物）进入溶液，不溶物通过过滤除去。 补充：浸出：固体加水 ( 酸) 溶解得到离子。 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少。 加快浸出速率的方法：搅拌；固体的粉碎；增大溶液的浓度；适当升高温度等。 注意：多次溶浸或延长溶浸时间只提高浸出率不能提高浸出速率。③灼烧——除去 可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为 了除去可燃性杂质。 ④煅烧、焙烧—改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解。⑤ 降温：防止某物质在高温时会溶解 ( 或分解 ) ；为使化学平衡向着题目要求的方向 移动；抑制有机反应的副反应；控制反应速率过快带来的不良影响； （2）分离提纯阶段的常见考点： ①调 pH值除杂 a．控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 b．调节 pH所需的物质一般应满足两点： 1）能与 H+反应，使溶液 pH值增大； 2）不引入新杂质。例如：若要除去 Cu2+溶液中混有的 Fe3+，可加入 CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。 ②加入试剂除杂 ③加热：加快反应速率或加速某固体的溶解、或促进平衡向某个方向移动、或使某 物质受热分解。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯氏制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3) 2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质受热易分解，温度不能太高。 高考化学工艺流程题答题规律大总结！ 一、考点分析 无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是： ①从题干中获取有用信息，了解生产的产品 ②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A．反应物是什么；B．发生了什么反应；C．该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。 ③从问题中获取信息，帮助解题。 了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手： 对反应速率有何影响？对平衡转化率有何影响？对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护（从绿色化学方面作答）。 二、工业流程题中常用的关键词 原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水） 灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转化为容易提取的物质：如海带中提取碘 酸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀） 碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀） 氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子氧化物：调节pH促进水解（沉淀） 控制pH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离 煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度 三、工业流程常见的操作 （一）原料的预处理 ①粉碎、研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。（研磨适用于有机物的提取，如苹果中维生素C的测定等） ②水浸：与水接触反应或溶解。 ③酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等，与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离 子进入溶液，不溶物通过过滤除去。近年来，在高考题出现了“浸出”操作。在化工生产题中，矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂，使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解，使其转入溶液中，达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。 ④灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐。 2019年高考化学化工流程题的答题技巧 首先，要对“化工流程图”试题的结构有全面充分的认识，通过对试题结构的分析可知，该类试题一般可由以下几个部分组成。 1.“化工流程图”试题主要分三部分： （1）题干部分：介绍原材料及所要得到的目标产品，以图表、化学反应方程式、文字表达等提供解决问题的信息。 （2）流程图部分：呈现整个化工生产过程。 一般流程图也可分为三部分： 即原料的预处理，物质的分离提纯（题目的关键部分）和产品获得。有的流程图在这三部分中还包括三条线索，主线主产品、侧线副产品、回头线为可循环利用的反应物。 （3）问题部分：提出了所要解决的问题。 2. 解题思路 明确整个流程及每一部分的目的→ 仔细分析每步发生的反应及得 到的产物→ 结合基础理论与实际问题思考→ 注意答题的模式与 要点，并注意语言表达的科学性，在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。 分析流程图需要掌握的技巧是： ①浏览全题，确定该流程的目的———由何原料获得何产物（副产物），对比原料和产物； ②了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用； ③解析流程图并思考： 从原料到产品依次进行了什么反应？利用了什么原理（氧化还原、溶解度、溶液中的平衡）？每一步操作进行到什么程度最佳？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质或副产物是怎样除去的？ 对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。努力做到以下几点： （1）正确解读试题信息，理解问题的实质。这是准确回答试题的前提。 （2）善于运用化学学科思想、观点、方法分析问题，正确沟通现实问题与学科知识的关系，找到解决问题的途径、思路。 （3）能熟练调动和运用已学知识并与问题提供的信息整合起来。这是正确解答试题的关键。 （4）能正确运用规范的化学用语，清晰、严密地组织和表述答案。这是成功解答试题的保证。 总之，在紧张的高考总复习的冲刺阶段，我们在掌握化学知识的同时，更应该对所学过的化学知识都能形成知识体系，以规律指导学习，这样才能更好顺应高考这种选拔人材的考试。 无机化工流程解题方法 总结 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 无机化工流程题复习解题指导 1．无机化工流程题的特点 无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以这类题成为近年来高考的必考题型。 这类题常呈现的形式：流程图、表格、图像 这类题常围绕以下几个知识点进行设问： (1)反应速率与平衡理论的运用； 反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等 温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等 (2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写； (3)利用控制pH分离除杂； (4)化学反应的能量变化； (5)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等； (6)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用； (7)环境保护与绿色化学评价。 2．工业生产流程主线 规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环 核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制3．解答无机化工流程试题的程序 基本步骤： ①从题干中获取有用信息，了解生产的产品。②然后整体浏览一下流 程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。③分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A、反应物是什么 B、发生了什么反应 C、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用；抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。④从问题中获取信息，帮助解题。 解题思路： 明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点 4．熟悉工业流程常见的操作与名词 工业流程题目在流程上一般分为3个过程： 原料处理→分离提纯→获得产品 (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 专练三无机化工流程题 题型狂练 1．(2013·浙江温州二模，26)铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为＋6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品： 请回答下列问题： (1)若A为H2O(g)，可以得到Fe3O4，写出H2O的电子式：________________。 (2)若B为NaClO3与稀硫酸，写出其氧化Fe2＋的离子方程式(还原产物为 Cl－)________________。 (3)若C为KNO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾 的化学方程式，并配平： (4)为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00 mL溶液 Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH＜3，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用0.1 000 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00 mL。 已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6。 ①写出滴定选用的指示剂________，滴定终点观察到的现象_____________。 ②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为________g·L－1。若滴定前溶液中H2O2没有除 尽，所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (5)设计实验方案，检验溶液Ⅰ中的Fe 2＋______________________________。 解析 (4)②若滴定前溶液中H 2O 2没有除尽，过量的H 2O 2氧化KI 得到I 2，根据关系式2Fe 3＋～I 2，I 2的量增大使所测定的铁元素的含量偏高。(5)可利用Fe 2＋的还原性，让其与高锰酸钾反应来检验；也可以利用铁氰化钾溶液与Fe 2＋反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀检验，离子方程式为：3Fe 2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe 3[Fe(CN)6]2↓。 答案 (1)H ··O ···· ··H (2)6Fe 2＋＋ClO －3＋6H ＋===6Fe 3＋＋Cl －＋3H 2O (3)1 3 4 2 K 2FeO 4 3 2 H 2O (4)①淀粉 溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色 ②5.6 偏高 (5)取溶液Ⅰ少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe 2＋(或取溶液Ⅰ少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe 2＋) 2．(2013·北京西城二模，26)钛铁矿的主要成分为FeTiO 3(可表示为FeO·TiO 2)，含有少量MgO 、CaO 、SiO 2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li 4Ti 5O 12和磷酸亚铁锂LiFePO 4)的工业流程如下图所示： 已知：FeTiO 3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO 3＋4H ＋＋4Cl －===Fe 2＋＋ TiOCl 2－4＋2H 2O 。 (1)化合物FeTiO 3中铁元素的化合价是________。 (2)滤渣A 的成分是________。 (3)滤液B 中TiOCl 2－4转化生成TiO 2的离子方程式是____________________。 (4)反应②中固体TiO 2转化成(NH 4)2Ti 5O 15溶液时，Ti 元素的浸出率与反应温 高考化学大题专项复习：化学工艺流程题 1.中南大学郑雅杰等 3 位老师提出“以含砷废水沉淀还原法制备 As2O3”，有较高的实际应用 价值。某工厂含砷废水含有 H3AsO3、H2SO4、Fe2(SO4)3、Bi2(SO4)3 等，利用该废水提取As2O3 的流程如图所示。 表：金属离子沉淀 pH 值表格(20℃) （1）为了加快中和过程的速率，可以采取的措施有______________( 施即可)。 （2）沉淀中的成分，除了 Bi(OH)3 沉淀外，还有。 （3）A 可以循环利用，A 的化学式为_________。在滤液 1 中，加入 NaOH 调节 pH 为 8 的目的是。 （4）Cu3(AsO3)2 沉淀加入一定量的水调成浆料，通入 SO2，该过程的化学反应方程式是。 （5）按照一定的液固比，将水加入 Cu3(AsO3)2 沉淀中，调成浆料。当反应温度为25℃， SO2 流量为 16L/h，液固比、时间对砷、铜浸出率的影响如图甲、乙所示。请选择最适宜的液固比、反应时间：______________、_______________。 （6）一定条件下，用雄黄(As4S4)制备 As2O3 的转化关系如图所示。若反应中，1mol As4S4(其中 As 元素的化合价为+2 价)参加反应时，转移 28mole-，则物质 a 为 _______(填化学式)。 【答案】（1）适当增加氢氧化钠溶液的浓度或加热 （2）Fe(OH)3 （3）CuSO4 完全沉淀 Cu2+，回收利用铜 （4）Cu3(AsO3)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+2H3AsO3+H2SO4 （5）4：1 60min SO2 【解析】（1）为了加快中和的速率，可以通过浓度、温度来调节反应的速率。 （2）根据元素守恒进行判断。 （3）Cu3(SO3)2·2H2O 氧化可以得到 CuSO4，在流程中可以循环利用。 （4）根据氧化还原反应中化合价升降守恒可知 S 的化合价升高，根据信息写出反应物和产物并配平方程式。 高考化学工业流程题汇编2 【例1】（11分）某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下。 回答下列问题： （1）硫酸铵在农业生产中的用途是(一种即可) ，写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程：。 （2）a和b分别是（填序号）。 A．足量CO2、适量NH3 B．足量NH3、适量CO2 C．适量CO2、足量NH3 D．适量NH3、足量CO2 （3）上述流程中，可以循环使用的物质有（写化学式）。 （4）从滤液中获得(NH4)2SO4晶体，必要的操作步骤是。 （5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是。 A．提供制备所需的氮元素B．增大CO2 3 的浓度促进反应发生 C．作反应的催化剂D．生产1 mol (NH4)2SO4，至少消耗2 mol NH3 【例2】（12分）医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如下： （1）除杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：①防止Ca2+在蒸发时水解； ②。 （3）测定样品中Cl-含量的方法是：a.称取0.7500 g样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000 mol·L-1 AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。 ①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有。 ②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可 能原因有；。 【例3】（11分）海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下： （1）从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下 甲 滤液 母液 生石灰 煅烧 提纯 通入a通入b CaSO 4 浊液乙 CaCO 3 硫酸铵 二氧化碳 氨气 [学科素养评价] 1．(2019·莆田模拟)从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等，下图是从废钒中回收钒的一种工艺流程： (1)为了提高“酸浸”效率，可以采取的措施有________(填两种)。 (2)“还原”工序中反应的离子方程式为______________________________ _____________________________________________________________________ ________________________________________。 (3)“沉钒”得到NH4VO3沉淀，需对沉淀进行洗涤，检验沉淀完全洗净的方法是_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)写出流程中铝热反应的化学方程式________________________________ _____________________________________________________________________ ______________________________________。 (5)电解精炼时，以熔融NaCl、CaCl2和VCl2为电解液(其中VCl2以分子形式存在)，粗钒应与电源的________(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为_________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (6)为预估“还原”工序加入H2C2O4的量，需测定“酸浸”液中VO＋2的浓度。每次取25.00 mL“酸浸”液于锥形瓶用a mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液和苯 高考化学工艺流程题 1. 解题思路 在解这类题目时： 首先，要粗读试题，不必将每一种物质都推出。 其次，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。 第三，要看清所问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。 分析流程图需要掌握的技巧是： ①浏览全题，确定该流程的目的——由何原料获得何产 物（副产物）,对比原料和产物； ②了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中 的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用； 考察内容主要有： 1）、原料预处理 2）、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH 调节、溶剂选择） 3）、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯）4）、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用） 5）、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。 2、规律 主线主产品分支副产品回头为循环 核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制产品分离提纯 3. 4. 熟悉工业流程常见的操作与名词 原料的预处理 ①溶解通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 ②灼烧如从海带中提取碘 ③煅烧如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶 解。并使一些杂质高温下氧化、分解 ④研磨适用于有机物的提取如苹果中维生素C的测 定等。 控制反应条件的方法 ①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ---- pH值的控制。 原料预处理 产品分离提纯 反应条件 原料循环利用 排放物的无 害化处理 ②蒸发、反应时的气体氛围 ③加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向移 动 ④降温反应的目的防止某物质在高温时会溶解或为使化学 平衡向着题目要求的方向移动 ⑤趁热过滤防止某物质降温时会析出 ⑥冰水洗涤洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体 在洗涤过程中的溶解损耗 物质的分离和提纯的方法 ①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液） ②过滤——固、液分离 ③蒸馏——液、液分离 ④分液——互不相溶的液体间的分离 ⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。 ⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。 ⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出 （通用版）新高考化学复习第9题无机化工流程题练习 [学科素养评价] 1．(2019·莆田模拟)从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V 2O 5、VOSO 4和SiO 2等，下图是从废钒中回收钒的一种工艺流程： (1)为了提高“酸浸”效率，可以采取的措施有________(填两种)。 (2)“还原”工序中反应的离子方程式为______________________________ _____________________________________________________________________________________________________________。 (3)“沉钒”得到NH 4VO 3沉淀，需对沉淀进行洗涤，检验沉淀完全洗净的方法是_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)写出流程中铝热反应的化学方程式________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________。 (5)电解精炼时，以熔融NaCl 、CaCl 2和VCl 2为电解液(其中VCl 2以分子形式存在)，粗钒应与电源的________(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为_________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (6)为预估“还原”工序加入H 2C 2O 4的量，需测定“酸浸”液中VO ＋2的浓度。每次取25.00 mL“酸浸”液于锥形瓶用a mol·L －1(NH 4)2Fe(SO 4)2标准溶液和苯代邻氨基苯甲酸为指示剂进行滴定(其中VO ＋2→VO 2＋)，若三次滴定消耗标准液的体积平均为b mL ，则VO ＋2的浓度为________g·L －1(用含a 、b 的代数式表示)。 解析：(1)增大浸出效率的方法：将工业废钒粉碎，充分搅拌，适当提高温度；(2)“还原”工序中加入草酸为典型还原剂，可将V 从＋5价还原为＋4价，对应的离子方程式为2VO ＋2 ＋H 2C 2O 4＋2H ＋===2VO 2＋＋2CO 2↑＋2H 2O ；(3)KClO 3反应后被还原为Cl －，对沉淀进行洗涤即是 为了除去Cl －等离子；(4)由铝热反应原理知10Al ＋3V 2O 5=====高温6V ＋5Al 2O 3；(5)类比电解精炼 铜，粗钒应作为阳极电解，即与正极相连；阴极上发生还原反应，电极反应式为VCl 2＋2e －===V ＋2Cl －；(6)由得失电子关系可知：VO ＋2 ～(NH 4)2Fe(SO 4)2，故n (VO ＋2)＝n [(NH 4)2Fe(SO 4)2] ＝ab ×10－3mol ，所以VO ＋ 2的浓度为83×ab ×10－3 25×10－3＝83ab 25 g·L －1。 无机化工流程图题的解答方法及常见答题技巧 工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括副产品）；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题。因此解答化工工艺流程题的基本步骤是： 推荐阅读：运用规律解工艺流程题——“模型解题法” 一、读题头，得目的，划原料明产品，解决“干什么” 通过阅读题头，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，通过对比分析工业流程示意图中的第一种物质（原材料）与最后一种物质（产品），弄清从原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？阅读题干时要随手画出题目提供的一些课本上未出现过的诸如溶解度、物质的热稳定性和熔沸点等不知何用的信息，以便在后面阅读流程图和解题时随时调用。 二、读题干，析过程,看措施推用意，解决“怎么做” 题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来。分析流程中的每一步骤的反应物是什么？发生了什么反应？利用了什么原理（氧化还原、溶解度、电离平衡、水解平衡、溶解平衡）？该反应造成了什么后果（除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？这些物质又是如何分离、提纯和循环利用的？如何体现绿色化学思想？）？每一步操作进行到什么程度最佳？在此过程中抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务，在回答相关操作的原因或目的时要从对产品的影响层面作答。 我们把它分为三个层次：读得懂的；读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的；完全读不懂的。 快读读得懂的，对于读得懂的，往往是常见的化学反应、化学实验操作等基础知识，是要求学生必须掌握的。出题者常在这些环节设问，让大部分学生都能得到这些分。因此要克服恐惧心理意识到，无论流程图如何复杂都会有简单的得分题。例如一些灼烧、水浸及过滤的目的。 专题讲座四无机化工流程题复习策略与解题方法指导 工业生产流程主线 规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环 核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件 的控制 热点题型探究 热点1碱金属及其矿物的开发利用 【例1】碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原 料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、 Fe3＋、Cl－和SO2－4等杂质，提纯工艺流程如下： 已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如 下图所示： 回答下列问题： (1)滤渣的主要成分为____________________________。 (2)“趁热过滤”的原因是______________________________。 (3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是_________(写出一种)。 (4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是___________________________。 (5)已知：Na2CO3·10H2O (s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g)ΔH1＝＋532.36 kJ·mol－1 Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g)ΔH2＝＋473.63 kJ·mol－1 写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式_____________________________________。 迁移应用1 锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下： ②Li2CO3 请回答下列问题： (1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：。 (2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是________________________________________________。 高三化学化工流程图复习专题（成本）编写人：李祖贤 解流程题的步骤和方法 1.?首先，浏览全题，确定该流程的目的；——由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物。 2.?其次，精读局部，明确反应原理——确定各步的反应物、生成物。 科学表述、规范书写。 3.?第三，针对问题再读图，明确要求—— 归纳：平时复习要善于去看答案，看看答案的表述并背下来，懂图知解。 考查要点： ?物质性质及其相互转化关系：最主要为无机化合物，包括非金属和金属，考察重点为金属，因为涉及的原 理金属方面尤其突出，针对性强。 ?元素及其化合物的转化网络，重点考察铝的两性，三价及二价铁的互化及其选用的氧化剂和还原剂 ?物质的分离和提纯的方法 结晶（固液分离）——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发），固 定答题模式：1.蒸发浓缩，2.冷却结晶3.过滤洗涤验纯4.干 燥成品 "过滤——固、液分离（方法一般是：减压过滤，抽滤等都是为了加快过滤时间，减少产品与外界接触时间）"蒸馏——液、液分离（沸点相差较大的液体才可以用蒸馏，而且一般为有机物之间的分离，蒸馏前要干燥除水。） "分液——互不相溶的液体间的分离（与萃取不分家） "萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。（溶解度要相差比较大，如用四氯化碳将溴或碘从水中萃取出来，因为溴在四氯化碳的溶解度大于水） "升华——将可直接气化的固体分离出来。（利用碘的升华的特性可以将碘提纯） "盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出（如在有机物中加入无机物会降低有机物在水中的溶解度，或者加入有相同离子的无机盐：氯化钠加到碳酸钠中） 分解法——氯化铵等受热分解 ?电解质溶液基本理论（弱酸、弱碱的电离；水的电离；盐类水解；Ksp的应用） ?氧化还原反应（最常见） 工艺流程题解题技巧 一、除杂、分离、提纯类工艺流程题 本质就是对混合物的除杂、分离、提纯。 ①首先，找出要得到的主要物质是什么，混有哪些杂质； ②然后，认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物； ③最后，思考要用什么样的方法才能将杂质除去。 这样才能每一步所加试剂或操作的目的。 二、物质制备类工艺流程题 ①先是确定要制备什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质（具有某些特殊性质的产物，要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质，比如：产品受热易分解，可能要低温烘干、减压烘干、减压蒸发等）； ②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应物是什么？反应方程式是什么？该反应造成了什么后果？对制造产品有什么作用？ ③从问题中获取信息，帮助解题。标准化问题要标准化回答。 题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。产物如果具有某些特殊性质，则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。如： ⑴如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。 ⑵如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备FeCl、AlCl、MgCl、Cu(NO)等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，23332都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是FeO 、AlO 、3232MgO、CuO；而像Al (SO) 、NaAlO 、 NaCO等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中322432Al(OH) 、HSO 、NaHCO最后得,抑制了盐的水解,在蒸发时,都不是挥发性物质NaOH 、3423． 到的还是溶质本身。 ⑶如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它们发生氧化还原的物质，如：含Fe、2+SO等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。2-3⑷如果产物是一种易吸收空气中的CO或水（潮解或发生反应）而变质的物质（如NaOH 固2体等物质），则要注意防止在制备过程中对CO或水的除去，也要防止空气 中的CO或水进入22装置中。 ⑸如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。 熟悉工业流程常见的操作与名词 工业流程题目在流程上一般分为3个过程： (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率（途径：升高温度、搅拌、粉碎） ②溶解： ③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解 分离提纯阶段的常见考点(2) pH值除杂①调已知下列物质开始沉淀和例如： 第五讲 化工流程（二） 1．[2019新课标Ⅰ]硼酸（H 3BO 3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg 2B 2O 5·H 2O 、SiO 2及少量Fe 2O 3、Al 2O 3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。 （2）“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe 3+离子，可选用的化学试剂是_________。 （3）根据H 3BO 3的解离反应：H 3BO 3+H 2O 垐?噲?H ++B(OH)?4，K a =5.81×10?10，可判断H 3BO 3是______酸；在 “过滤2”前，将溶液pH 调节至3.5，目的是_______________。 （4）在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO 3沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。 【答案】（1）NH 4HCO 3+NH 3 (NH 4)2CO 3 （2）SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3 KSCN （3）一元弱 转化为H 3BO 3，促进析出 （4）2Mg 2++323CO - +2H 2O Mg(OH)2·MgCO 3↓+23HCO - （或2Mg 2++223CO - +H 2O Mg(OH)2·MgCO 3↓+CO 2↑） 溶浸 高温焙烧 【解析】（1）根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气，用碳酸氢铵溶液吸收，反应方程式为：NH 3+NH 4HCO 3 (NH 4)2CO 3。 （2）滤渣I 为不与硫酸铵溶液反应的Fe 2O 3、Al 2O 3、SiO 2；检验Fe 3+,可选用的化学试剂为KSCN ， （3）由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而三价硼原子最多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸；在“过滤2”前，将溶液pH 调节至3.5，目的是将B(OH)?4转化为H 3BO 3，并促进H 3BO 3析出， （4）沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg 2+反应生成Mg(OH)2?MgCO 3，沉镁过程的离子反应为：2Mg 2++2H 2O+3CO 32-Mg(OH)2?MgCO 3↓+2HCO 3-；母液加热分解后生成硫酸铵溶液，可以返回“溶浸”工 专题八 无机化工流程 1、工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰，其工艺流程如下： 已知:①菱锰矿的主要成分是3MnCO ,还含有少量的Fe 、Al 、Ca 、Mg 等元素。 ②氢氧化物沉淀的条件:3Al + 、3+ Fe 完全沉淀的pH 分别为4.7、3.2;2+Mn 、2Mg + 开始沉淀的pH 分别为8.1、9.1。 ③“焙烧”过程的主要反应：34MnCO +2NH Cl 2322MnCl +2NH +CO +H O ↑↑。 ④常温下，几种难溶物的sp K 如下表所示: 难溶物 2Mn(OH) 3MnCO 2CaF 2MgF sp K 132.010-? 112.010-? 102.010-? 117.010-? 回答下列问题： 1.分析图1、图2、图3,推测最佳的焙烧温度、焙烧时间、4(NH Cl) () m m 菱锰矿粉分别为__________、 __________、__________。 2.“除杂”过程如下: ①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为3+ 42282222(NH )S O >H O >Cl >MnO >Fe ,则氧化剂X 宜选择___________(填字母序号)。 A.4228(NH )S O B.2MnO C.22H O D.2Cl ②调pH 时，pH 可取的最低值为 _____________。 ③当2CaF 、2MgF 两种沉淀共存时，若溶液中2+5(Ca ) 1.010mol/L c -=?，则 2+(Mg )c =___________mol/L 。 3.“沉锰”过程中，不能用碳酸钠溶液代替43NH HCO 溶液的可能原因是__________。 4.测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤如下： ①称取0.5000g 碳酸锰粗产品于300mL 锥形瓶中，加少量水润湿。再加入25mL 磷酸，移到通风橱内加热至240℃。 ②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2~3滴指示剂，然后用浓度为0.2000mol/L 的硫酸亚铁铵4242[(NH )Fe(SO )]标准溶液滴定，发生的反应为 3-2+2+3+3-424[Mn(PO )]+Fe =Mn +Fe +2PO 。到达滴定终点时，消耗的硫酸亚铁 铵标准溶液的体积为20.00mL 。 通过计算，可得碳酸锰粗产品的纯度=_________。若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 2、镍是制取各种高强度合金、耐热材料的重要金属之一。以粗氧化镍（主要含NiO 、CoO 、23Fe O 等）为原料制备纯镍的流程示意图如下 : 回答下列问题： (1)已知:()()()-1221C s +O g ==CO g H =+393. 5 kJ mol ?△ ()()()-12221 C g +O ==C g H =-283.0 kJ m O O 2 g ol ?△ 反应a 的化学方程式为 ，既有利于提高反应a 的速率，又有利于提高原料2CO 平衡转化率的措施是 。 高考化学二轮复习《无机化工流程题》专题复习教学设计 一、教学分析 1. 考点解读 化学学科特点和基本方法：了解化学与生活、材料、能源、环境、生命、信息技术等的关系。了解“绿色化学”的重要性。 2. 试题特点 无机化工流程题是一类极具特色和前景的高考新题型，能很好体现《新课程标准》和《考试大纲》及考试说明的要求，因此在高考题中每年都有出现。这类题目综合性强， 信息量大，试题往往融入真实的化工生产为背景，通过生产实际、社会现实和科技前沿等背景融入新的信息，考查的知识点多、考查面较广，要求学生对知识的掌握和运用能力较高，能很好的渗透核心素养。 3. 能力要求 无机化工流程题重在考查学生对基本概念、元素化合物、化学反应原理、基本化学实验操作等相关知识的掌握程度，年年必考又年年推陈出新。对学生而言，无机化工流程题陌生度较大，综合能力要求高，要求学生既要熟知化工生产原理，又要对流程图中所给的信息进行提取、筛选，对学生能力要求相当高。 4. 学生分析 无机化工流程题的教学对象是高三理科学生，学生已经初步完成了基本概念、元素化合物、化学反应、化学反应原理等知识的复习，初步具备了解决无机化工流程题的基本知识和基本原理。 学生解决无机化工流程题的困难现状是：具备一定的基础知识和基本能力，但对知识的情景化应用能力还有所缺失；知道此类题目分析的一般步骤，但整体性把握较弱，分析题目的思维方法不够优化，解题耗时较长；具备一定的做题经验，但不能处理新情景新信息，解题方法不熟练，答题不规范。 学生解决无机化工流程题的总体表现是：对无机化工流程题分析和回答问题的能力较弱，对化学知识情景化的应用反映出对化学基础知识的掌握有所缺失。 学生对待无机化工流程题的心理状况：表现为不熟悉解题方法，解题信心不足。周时本题在理综试卷中的特殊位置，时间不够，有紧张情绪，不能静心阅读，有放弃念头， - 1 - 高考化学化工流程题如何答题首先，要对“化工流程图”试题的结构有全面充分的认识，通过对试题结构的分析可知，该类试题一般可由以下几个部分组成。 1.“化工流程图”试题主要分三部分： (1)题干部分：介绍原材料及所要得到的目标产品，以图表、化学反应方程式、文字表达等提供解决问题的信息。 (2)流程图部分：呈现整个化工生产过程。 一般流程图也可分为三部分： 即原料的预处理，物质的分离提纯(题目的关键部分)和产品获得。 有的流程图在这三部分中还包括三条线索，主线主产品、侧线副产品、回头线为可循环利用的反应物。 (3)问题部分：提出了所要解决的问题。 2.解题思路 明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反 应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答 题的模式与要点，并注意语言表达的科学性，在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。 分析流程图需要掌握的技巧是： ①浏览全题，确定该流程的目的———由何原料获得何产物(副产物)，对比原料和产物; ②了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用; ③解析流程图并思考： 从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理(氧化还原、溶解度、溶液中的平衡)?每一步操作进行到什么程度最佳?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的? 对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。努力做到以下几点： (1)正确解读试题信息，理解问题的实质。这是准确回答试题的前提。 (2)善于运用化学学科思想、观点、方法分析问题，正确沟通现实问题与学科知识的关系，找到解决问题的途径、思路。 (3)能熟练调动和运用已学知识并与问题提供的信息整合起来。这是正确解答试题的关键。 (4)能正确运用规范的化学用语，清晰、严密地组织和表述答案。这是成功解答试题的保证。高考化学无机化工流程题答题知识.docx
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