專題講座四無機化工流程題復習策略與解題方法指導

1、專題講座四無機化工流程題復習策略與解題方法指導工業(yè)生產(chǎn)流程主線規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)核心考點：物質的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制熱點題型探究熱點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Ca2+、Mg2+水一1NaOLINag * HQ 一I協(xié)勢脫水I試劑綣N町£0|檢驗I料。工業(yè)碳酸鈉(純度約98%)中含有Fe3+、C和SO4等雜質，提純工藝流程如下： 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“趁熱過濾”的原因是(3) 若在實驗室進行“趁熱過濾”，可采取的措施是射E

2、605040302010(I273 2財 313 333(寫出一種)O35337377K(4) 若“母液”循環(huán)使用，可能出現(xiàn)的問題及其原因是 O-1已知：Na2CO3 10H2O(s)=Na2CO3(s) + 10H2O(g)出1 = + 532.36 kJ molNa2CO3 10H2O(s)=Na2CO3 H2O(s) + 9H2O(g)&=+ 473.63 kJ mo1寫出Na2CO3 H2O脫水反應的熱化學方程式 遷移應用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源。業(yè)上常以B鋰輝礦(主要成分為LiAlSi 2O6,還含有FeO、MgO、

3、CaO等雜質)為原料來制取金屬鋰。其 中一種工藝流程如下：恥臨胡幌琉酸(過拭)碳魅鈣水DCa(OII) 1N垃6反應n (pH=5)反應酊 CpH=ll )P -轉揮豺-*反應I反應IV?靛 ALiiCO,沉徒氫氧化物Fe(OH)3Al(OH) 3Mg(OH) 2開始沉淀pH2. 73. 79. 6完全沉淀pH3. 74. 711已知：部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH :Li2CO3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:(1) 用氧化物形式表示 L

4、iAISi2O6的組成:(2) 反應n加入碳酸鈣的作用是 (3)寫出反應川中生成沉淀 A的離子方程式： ，洗滌所得反應W生成Li2CO3沉淀，寫出在實驗室中得到 Li2CO3沉淀的操作名稱 Li 2CO3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21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J硫酸錢跖同I合成鞍I関囲隔 解溶液濾4濾渣明磯(1) “除雜”操作是加入適量過氧化氫, + o檢驗Fe2+是否除盡的實驗操作是遷移應用2鎂及其

5、合金是一種用途很廣的金屬材料， 課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵 (主要含Na*、Mg2*、C、BL等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來提取鎂，主 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(2) 從過程得到的 Mg(OH)2沉淀中混有少量的'到盛有溶液的燒杯中，充分攪拌后經(jīng) 目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學校NaOH溶液的原因是Ca(OH)2，除去少量 Ca(OH)2的方法是先將沉淀加入 、(填操作方法)可得純凈的Mg(OH) 2。用氨水調節(jié)溶液的pH約為8.0,以除去硫酸銨溶液中的少量Fe21038，除雜后溶液中c(Fe3J約為通常條件下 Ksp

6、Fe(OH) 3 = 4.0X(3) 配制硫酸鋁溶液時，需用硫酸酸化，酸化的目的是洽結(4) “結晶”操作中，母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛出現(xiàn)薄層的結晶為止，冷卻結晶，得到銨明磯 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)o A .蒸餾B .分液 C.過濾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BaSO4 0.465 9 g oc.稱取0.453 0 g銨明磯樣品，加入足量的NaOH溶液，加熱

7、，將產(chǎn)生的氣體依0.017 0 go(3) 下圖是該興趣小組設計進行過程的實驗裝置圖:其中裝置A的作用是(4) 寫出過程中發(fā)生反應的化學方程式 熱點3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用【例31(2011江蘇，16)以硫鐵礦(主要成分為Fe5)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：A匯邂鹽g世 /次通過堿石灰和濃硫酸，濃硫酸增重 則銨明磯的化學式為(1) 在一定條件下，S02轉化為SO3的反應為2SO2(g) + 02仗)2SO3(g)，該反應的平衡常數(shù)表達式為 K=;過量的S02與NaOH溶液反應的化學方程式為空氣 30%鹽酸 氯氣硫鐵礦一I焙燒|過濾|一|氧化i濾渣

8、SQFeCh ' 6H2OC晶體粗品)(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 o (寫化學式)o遷移應用3工業(yè)上以廢銅為原料經(jīng)一系列化學反應可生產(chǎn)氯化亞銅(CuCI)，其工藝流程如下圖所示：CiilCul I NaClCuClCh試根據(jù)上圖轉化回答下列問題：(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，試寫出反應的化學方程式 。制備中當氯化完成后必須經(jīng)還原過程再制得CuCI，為什么不用一步法制得CuCI ?(

9、已知 Cu2 + + Cu + 2CI -=2CuCI J ),加入NaCI且過(3) 還原過程中加入少量鹽酸的作用是量的原因是(4) 合成結束后所得產(chǎn)品用酒精淋洗的目的是 of除雜h*濾®T沉淀卜廣濾渣T堰燒NfliCOi產(chǎn)晶沉淀物Fe(OH) 3Cu(OH) 2Zn(OH) 2Fe(OH)2pH3.26.78.09.7(5) 實驗室中在 CuCI2熱溶液中通入 S02氣體也可制備白色的CuCI沉淀，試寫出該反應的離子方程式o2以下是用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)為原料制備高純氧化鐵的生產(chǎn)流程示 意圖：回答下列問題:硫鐵礦燒浚¥ 液A加

10、人足NJLHCCh,址鐵過號濾B過濾步驟II步驟IV調節(jié)pH=l調節(jié)pHIl【人FcCO,堰燒 固體一溶液3.(1)酸浸、過濾后濾液A中的金屬陽離子是產(chǎn)詁n t無氯邯訶T 合曲|4也：1O煅燒FeCO3生成產(chǎn)品I的化學反應方程式為 已知幾種鹽的溶解度隨溫度變化的曲線如下圖所示，產(chǎn)品n的化學式為 品n,向(NH 4)2SO4溶液中加入 KCl溶液后，還需要進行 的操作是、趁熱過濾、洗滌、干燥。(4)檢驗產(chǎn)品n晶體中是否含有少量的氯化物雜質需用到 的試劑是,進一步提純產(chǎn)品n的方法是(5)步驟川中可選用pH O(填序號)試劑調節(jié)溶液A 稀硝酸B 雙氧水 C.氨水 D 高錳酸鉀溶液有關鈷和鐵化合物的性

11、質見下表分子式溶度積Ksp沉淀完全時的pHCo(OH) 2-155.9 X 109.4Fe(OH)2-141.6 X 109.6Fe(OH)3361.1 X 103.7CoCI 2 6H 2O呈紅色，常溫下穩(wěn)定。110120 C時脫水變成藍色無水氯 化鈷。，為了獲得產(chǎn)氯化鈷晶體的性質用含鈷廢料(含少量鐵)可制備氯化鈷：Co+ 2HCI=CoCI 2+出仁 工藝流程如下:鹽酸廢料HQCoCl；-6HjO酸S (加期試回答:(1) “凈化除鐵”中，寫出加入H2O2時反應的離子方程式 步中用 Na2CO3調pH疋4的原因是(3) “濾液”中所含主要溶質的化學式是為防止CoCl2 6H2O脫水，“干燥

12、”時可采用的方法或操作是 鐵及其化合物在日常生活中應用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題：(1) 鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應式為 (2) 生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C) O X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體 丫，丫可溶于過量鹽酸，形成黃綠色的溶液，寫出丫與鹽酸反應的化學方程式：(3) 某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物,程如下：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。試回答下列問題： 試劑F應選用。(填編號)工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCI 2 2H2O的工藝流試劑F空氣鹽酸加廣NaCl產(chǎn)一粉 n

13、 碎廢弋A . Cl2 B. NaClO C. HNO 3 D .濃硫酸理由是 為了獲得CuCl2 2H2O晶體，對濾液B進行的操作是：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，濾液經(jīng)冷卻結晶，過濾 得到產(chǎn)品。分析有關物質的溶解度曲線(如下圖)，“趁熱過濾”得到的固體是25 .我國某大型電解銅生產(chǎn)企業(yè)，其冶煉工藝中銅、硫回收率達到97%、87%。下圖表示其冶煉加工的流程：冶煉中的主要反應：CU2S+O2oL1010090SO70605040302020 30 40 50 60 70 8090 100超度代(1)煙氣中的主要廢氣是 慮，其綜合利用方式是，從提高資源利用率和減排考(2) 電解法精煉銅時，陽極是 (填“純

14、銅板”或“粗銅板”)；粗銅中含有的金、銀以單質的形式沉淀在電解槽(填“陽極”或“陰極”)的槽底，陰極的電極反應式是 在精煉銅的過程中，電解質溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)會逐漸增大而影響進一步電解。幾種物質的溶度積常數(shù)(Ks P)物質Fe(OH)2Fe(OH)3Zn (OH)2Cu(OH)2Ksp8. 0 X 10-164. 0 X 10-383. OX 10-172. 2X 10-20 調節(jié)電解液的pH是除去雜質離子的常用方法。根據(jù)上表中溶度積數(shù)據(jù)判斷，含有等物質的量濃度的Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，隨pH升高最先沉淀下來的離子是 一種方案是先加入過量的H2O2，再調

15、節(jié)pH到4左右，加入H2O2的目的是6.某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山，它們的組成如下：軟錳礦：MnO2含量65%, SiO2含量約20%, Al 2O3含量約4%,其余為水分; 閃鋅礦：ZnS含量80%, FeS、CuS、SiO?含量約7%，其余為水分。科研人員開發(fā)了綜合利用這兩種資源的同槽酸浸工藝，工藝流程如右圖所示。請回答下列問題：(1)反應I的濾液中含有 MnSO4、ZnSO4、CUSO4、Fe2(SO4)3、Al 2(SO4) 3等。試完成反應I中生成CuSO4和MnSO 4的化學方程式：MnO 2 + CuS+軟猛閃那 Zn 礦礦(適“)反應】反應II fS-, SiOsMnOiCu

16、 Fe(OH>i CO.Al(OHh-I反應叱爐J +.+ CuSO4+加入H2O2后發(fā)生反應的離子方程式為 o(2) 反應n加入適量鋅的作用是 ，調節(jié)的如果鋅過量，還會進一步發(fā)生反應的離子方程式為 反應川要調節(jié) pH生成Fe(OH)3、Al(OH) 3,中和過量的 H+所使用的物質是(4)本工藝可以循環(huán)利用的物質有pH范圍是(pH數(shù)據(jù)見下表)。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Zn (OH)2開始沉淀pH2. 34. 05. 4完全沉淀pH4. 15. 28. 0OZnCO 3、MnCO 3 和金屬及其化合物的綜合推斷題練1. A、B、C、X均為中學常見的純凈物，它們之間有如下轉化關系

17、(副產(chǎn)物已略去)or1 + X 一定條件 I + X 一定條件 I反應 回 反應 LC(1) 若X是強氧化性氣體單質，則A可能是(填序號)Oa. Cb. Alc. Nad. Mg若X是金屬單質，向 C的水溶液中滴加 AgNO3溶液，產(chǎn)生不溶于稀 HNO3的白色沉淀，X在A中 燃燒產(chǎn)生棕黃色的煙。B的化學式為 ; C溶液在貯存時應加入少量 X，理由是(用必要的文字禾n離子方程式表示 )檢驗此C溶液中金屬元素的操作方法是 向C的溶液中加入氫氧化鈉溶液，現(xiàn)象是_請寫出此過程中屬于氧化還原反應的化學方程式，反應(3) 若A、B、C均為含有同種金屬元素的化合物，X是強酸或強堿，則 B的化學式為的離子方程

18、式為 或稀釋Y溶液和兩一溶液X過量F已粉種固體(其一為紅色)一試制H LA兩種氣體氣體Z2現(xiàn)有一份由C、Al、Fe、Fe2O3、CuO中的幾種物質組成的混合物粉末，某?；瘜W課外小組取樣品進行 了如下實驗(其中部分產(chǎn)物已略去):過量某濃酸反應I樣品(1) 取少量溶液X，加入過量的NaOH溶液， 有沉淀生成。取上層清液，通入 CO2,無 明顯變化，說明樣品中不含有的物質是 (填 寫化學式).(2) Z為一種或兩種氣體：若Z只為一種氣體，試劑 a為飽和NaHCO3溶液，則反應I中能同時生成兩種氣體的化學方程式為陽離子K + Na+ Cu+ Al+陰離子so4一 hco3 no3 oh -o 將E溶液

19、滴入到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解； 進行焰色反應，只有 B、C為紫色(透過藍色鈷玻璃)； 在各溶液中加入硝酸鋇溶液，再加入過量稀硝酸，A中放出無色氣體，C、D中產(chǎn)生白色沉淀; 將B、D兩溶液混合，未見沉淀或氣體生成。根據(jù)上述實驗填空：(1) 寫出B、D的化學式：B, D(2) 寫出D、E發(fā)生反應的離子方程式：_(3) 將含1 mol A的溶液與含1 mol E的溶液反應后蒸干，僅得到一種化合物，該化合物為(4) C常用作凈水劑，用離子方程式表示其凈水原理： 4 .已知A、B、C、D、E、F六種物質在一定條件下有如圖所示的相互轉化關系，所有反應物和生成物均 已給出。試回答下列問題：

20、(1) 若反應均為溶液中的置換反應， A、D、E為常見金屬 單質，則A、D、E的還原性由強到弱的順序為 請寫出滿足以上要求的離子方程式：反應反應(2) 若反應均為復分解反應，且A、E均為常見的堿，溶液中形成的D是白色沉淀，請寫出滿足要求的化學方程式：反應反應(3) 若B是水，C是一種具有磁性的化合物，E是一種無色無味的有毒氣體，則反應的化學方程式是(1)X的單質與A反應的化學方程式是5. A、B、C、D、E是中學常見的5種化合物，A、B是氧化物，元素 X、Y的單質是生活中常見的金屬, 相關物質間的關系如下圖所示。(2) 若試劑1是NaOH溶液，X的單質與試劑1反 應的離子方程式是(3) 若試劑

21、1和試劑2均是稀硫酸。 檢驗物質D的溶液中金屬離子的方法是 將物質C溶于水，其溶液呈酸性，原因是(用離子方程式表示) 某高效凈水劑是由 Y(OH)SO 4聚合得到的。工業(yè)上以E、稀硫酸和亞硝酸鈉為原料來制備Y(OH)SO4,o.(填“相同”或“不反應中有NO生成，該反應的化學方程式是6. 圖中的物質均是中學化學中常見的物質，甲、乙均是離子化合物，且陰、陽離子個數(shù)比均為 1 : 1。甲是發(fā)酵粉的主 要成分，乙是一種常用的化肥。 B、D在常溫常壓下是氣 體。請回答下列問題：(1) 甲的俗名是(2) 向A、D物質的水溶液中分別滴入酚酞試液后，溶液均顯紅色，說明溶液均顯 (填“酸”或“堿” )性,其原

22、理是否相同?o相同”)，請用必要的文字加以解釋并寫出離子方程式：(3) 向飽和氯化鈉溶液中通入氣體D至飽和后，再通入足量的氣體B可制得物質甲，寫出該反應的化學方程式：用該方法制取物質甲時，不先通B,再通D的原因是7. A、B、C、D、E是中學化學常見的 5種化合物，其中 A、B是氧化物。單質 X、Y是生活中常見的金 屬，相關物質間的轉化關系如下圖所示(部分反應物與產(chǎn)物已略去 ):(1)若試劑1與試劑2不屬于同類物質，則X與試劑1反應的離子方程式是(2) 若試劑1和試劑2相同，且E溶液加熱蒸干并灼燒后可得到A，則A的化學式是 檢驗物質D的溶液中金屬離子的實驗操作和現(xiàn)象是 將物質C溶于水，其溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“堿性”)，原因用離子方程式可表示為(3) 若E溶液隔絕空氣加熱蒸干后可得到該溶液的溶質，工業(yè)上以E、稀硫酸和NaNO2為原料來制備高o|X效凈水劑Y(OH)