無機化工流程解題方法總結(jié)

1、無機化工流程題復(fù)習(xí)解題指導(dǎo)1無機化工流程題的特點無機工業(yè)流程題能夠以真實的工業(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。這類題常呈現(xiàn)的形式：流程圖、表格、圖像這類題常圍繞以下幾個知識點進行設(shè)問：(1) 反應(yīng)速率與平衡理論的運用；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；(3) 利用控制pH分離除雜；(4) 化學(xué)反應(yīng)的能量變化；(5) 實驗基本操作：除雜、分離、檢驗、洗滌、干燥

2、等；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)境保護與綠色化學(xué)評價。2 .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(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制3解答無機化工流程試題的程序基本步驟： 從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。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。分析流程中的每一步驟，從幾個方面了解流程：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；抓住一個尖鍵點：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。從問題中獲取信息，幫助解題。解題思路：明確整個流程及每一部分的目的t仔細分析每步反應(yīng)發(fā)生

3、的條件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)T結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考T注意答題的模式與要點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個過程：原料處理T分離提純T獲得產(chǎn)品(1) 原料處理階段的常見考點與常見名詞 加快反應(yīng)速率 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入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程 灼燒、焙燒、焜燒：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 控制反應(yīng)條件的方法(2) 分離提純階段的常見考點 調(diào)pH

4、值除雜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的pH如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)3Fe(OH)2Mn (OH若要除去M"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。b 調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與H反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去CiA溶液中混有的Fe3+，可加入CuOCu(OH)2、Cu(OH)2CO等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的 pH值。 試劑除雜 加熱：加快反應(yīng)速率或促進平衡向某個方向移動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

5、制。如：侯德榜制堿中的NaHCO 還有如 HQ、Ca(HCG)2、KMnO、AgN HNO(濃)等物質(zhì)。 降溫：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動 萃取(3) 獲得產(chǎn)品階段的常見考點： 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。 蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCb、AICk、MgCb等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCI的氣流中加熱，以防其水解。 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO中的少量NaCI。 蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去 NaCI中的少量KNO。 重結(jié)晶(4) 其他常見考點化學(xué)方程式實驗儀器計算信息5. 注重答案的文字

6、敘述規(guī)范(1) 洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸鐳水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作次。(2) 從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮一冷卻結(jié)晶一過濾一洗滌一干燥。(3) 在寫某一步驟是為了除雜時，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)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉(純度約98%)中含有Ca2J MgJ Fe3> Cl -和SO等雜質(zhì)，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：(

7、1) 濾渣的主要成分為。(2) “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(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。(5) 已知：N&CQ IOfO (s)=Na 2CQ(s) + 10fO(g) H 二 + kJ mol 一1N&CQ 10H?O(s)=Na2CC3 H 2O + 9HzO(g) H2二 + kJ mol 1寫出nqcchzo脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。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

8、析中找出原料與產(chǎn)品之間的尖系，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。尖鍵在于認(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)計的系列問題也就可解答了。遷移應(yīng)用1鋰被譽為“金屬味精”，以LiCoOz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)上常以3 鋰輝礦(主要成分為LiAISi 2Q,還含有FeO MgO CaO等雜質(zhì))為原料來制取 金屬鋰。其中一種工藝流程如下：已知：部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時

9、的pH:氫氧化物Fe(OH)3AI(OH) 3Mg(OH)a開始沉淀pH2. 73. 79. 6完全沉淀pH3. 74. 711Li2CO3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請回答卜列問題：(1)用氧化物形式表示LiAISi2O6的組成：。反應(yīng)n加入碳酸鈣的作用是 寫出反應(yīng)川中生成沉淀A的離子方程式： 反應(yīng)W生成LI2CO3沉淀，寫出在實驗室中得到LI2CO3沉淀的操作名稱洗滌所得U2CO3沉淀要使用(選填“熱水”或“冷水”)，你選擇的理由是電解熔融氯化鋰生產(chǎn)鋰時，

10、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2】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(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，以除去硫酸鞍溶液中的少量Feo檢驗Fe?+是否除盡的實驗操作是 通常條件下KsPFe(OH)3 =x10-Zl除雜后溶液中c(Fe&)約為。(3) 配制硫酸鋁溶液時，需用硫酸酸化，酸化的目的是o(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，得到鞍明磯(含結(jié)晶水)0母液不能蒸干的原因是“分離”操作名稱是(填字母代號)。A.蒸

11、館B.分液C.過濾(6) 測定錢明磯組成的方法是：a 稱取0 g鞍明磯樣品，高溫灼燒，得Al 2O3固體0 g ；b稱取0 g鞍明磯樣品，用適量蒸懈水溶解，再加入稍過量的BaCb溶液，經(jīng)陳化、過濾、灰化，得BaSQ 9 g oc .稱取0 g鞍明磯樣品，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，濃硫酸增重Og O則鞍明磯的化學(xué)式為O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%勺鎂是從海水中提取的。某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na八Md- C、Br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)

12、2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是 從過程得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先將沉淀加入到盛有溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)、(填操作方法)可得純凈的Mg(0H)2。(3)下圖是該興趣小組設(shè)計進行過程的實驗裝置圖:的作用是(4) 寫出過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式熱點3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用【例3 (2011 江蘇，16)以硫鐵礦(主要成分為FeS"為原料制備氯化鐵晶體(FeCI a6H2O)的工藝流程如下：回答下列問題：(1)在一定條件下，SQ轉(zhuǎn)化為SQ的反應(yīng)為2SQ(g) + 02(g)2SO(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K= ;過量

13、的SQ與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為(2)目的是酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量其通氯氣氧化時，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 (寫化學(xué)式)。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(CuCI)，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：(1)工業(yè)生產(chǎn)CI2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NaCuCT,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CuCI,為什么不用一步法制得CuCI ?(己知Cif+ + Cu+ 2CI -=2CuCI J ) 

14、6;(3) 還原過程中加入少量鹽酸的作用是,加入NaCI且過量的原因是(4) 合成結(jié)束后所得嚴(yán)品用酒精淋洗的目的是(5) 實驗室中在CuCl2熱溶液中通入SO氣體也可制備白色的CuCI沉淀，試寫出該反應(yīng)的離子方程式。答案使析出的晶體為NQC0H0,防止因【例 1(1)Mg(0H)2、Fe(OH)3、CaCO(2)溫度過低而析出NCOIOH2O晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時長(3) 用已預(yù)熱的布氏漏斗趁熱抽濾(4)溶解時有大量沉淀生成，使NqCO損耗且產(chǎn)物NqCO中混有雜質(zhì)；原因：“母液”中含有的離子有Ca2+> Na> C、S02- 4、0H C02-3，當(dāng)多次循環(huán)后，使得離子濃度不斷

15、增大，溶解時會生成CaSO Ca(0H)2、CaCO等沉淀1(5) Na 2CO H0(s)=Na2C0(s) + HO(g) H=+ kJ mol遷移應(yīng)用1LiAIQ4SiO2(2)除去反應(yīng)I中過量的HbSQ；控制pH,使Fe3+ > AR完全沉淀(3)Mg2 + 20H =Mg(OH) J、Ca2+ + C02- 3=CaC3X (4)過濾熱水Li 2CO在較高溫度下溶解度小，用熱水洗滌可 減少Li 2CO的損耗(5)加熱蒸干LiCI溶液時，LiCI有少量水解生成LiOH,受熱分解生成Li 2O,電解時產(chǎn)生02(其他合理答案均可)【例2】取樣，加適量HO溶液，振蕩，滴加KSCN溶液，若無明顯現(xiàn)象，說明Fe已除盡X 10 20 mol -L 1 (3)抑制AI3冰解減少可溶性雜質(zhì)的析出及AL的水解(5)C(6)NH4AI(SO4)2 12 甩 0遷移應(yīng)用2(1 )石灰乳原料豐富，成本低(2)MgCI 2過濾洗滌制備干燥的HCI氣體(4) MgCI 2(熔融)=Mg + Ckf2【例3】(D c(SQ)(,c(02) c2(S