2013高三化學(xué)三輪復(fù)習(xí)講義專題講座四無機(jī)化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)

1、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。這類題常呈現(xiàn)的形式：流程圖、表格、圖像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?。悍磻?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(shí)驗(yàn)基本操作：除雜、分離、檢驗(yàn)、洗滌

2、、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(diǎn)：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(jī)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(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)。從問題中獲取信息，幫助解題。解題思路：明確整個(gè)流程及每一部分的目的仔細(xì)分析每步

3、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(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程灼燒、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、分解控制反應(yīng)條件的方法(2)分離提純階段的常見考點(diǎn)調(diào)pH值除雜a控制溶液的酸堿性使其某些金屬

4、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)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8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)。例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3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(jìn)平衡向某個(gè)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制。如

5、：侯德榜制堿中的NaHCO3；還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)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(diǎn)：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(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。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。重結(jié)晶(4)其他常見考點(diǎn)化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算信息 5注重答案的文字?jǐn)⑹?/p>

6、規(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23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、Mg2、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：(1)濾渣的主要成分為_。(2)“趁熱

7、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_。(5)已知：Na2CO310H2O (s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H1532.36 kJmol1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H2O(g)H2473.63 kJmol1寫出Na2CO3H2O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

8、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)上常以鋰輝礦(主要成分為LiAlSi2O6，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(shí)的pH：氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2開始

9、沉淀pH273796完全沉淀pH374711Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表：溫度/010205075100Li2CO3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LiAlSi2O6的組成：_。(2)反應(yīng)加入碳酸鈣的作用是_。(3)寫出反應(yīng)中生成沉淀A的離子方程式：_。(4)反應(yīng)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)生的氯氣中會混有少量氧氣，原因是_。熱點(diǎn)2鎂、鋁及其礦物的開發(fā)利

10、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：(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_。(2)通常條件下KspFe(OH)34.01038，除雜后溶液中c(Fe3)約為_。(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0.453 0 g銨明礬樣

11、品，高溫灼燒，得Al2O3固體0.102 0 g；b稱取0.453 0 g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BaSO4 0.465 9 g。c稱取0.453 0 g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，濃硫酸增重0.017 0 g。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)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na、Mg2、Cl、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)2用石灰乳而不

12、用NaOH溶液的原因是_。(2)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(OH)2。(3)下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過程的實(shí)驗(yàn)裝置圖：其中裝置A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(diǎn)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FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl36H2O)的工藝流程如下：空氣 30%鹽酸 氯氣 硫鐵礦 SO2 濾渣 FeCl36H2O(晶體粗品) 回答下列問題：(1)在一定條件下，SO2轉(zhuǎn)化為SO

13、3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_。(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(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：(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NaCuCl2，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

14、過程再制得CuCl，為什么不用一步法制得CuCl？(已知Cu2Cu2Cl=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_。品味高考評分細(xì)則，提高答題能力考生答卷案例找錯(cuò)糾錯(cuò)規(guī)范答案(1)將氣體通入品紅溶液中，溶液褪色，加熱恢復(fù)原色(合理即得分)(2)decb防止倒吸吸收多余的SO2(3)鐵屑過濾(4)將小片pH試紙放在點(diǎn)滴板(或表面皿)上，用玻璃棒蘸取少量待測液點(diǎn)在試紙上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照低(小)答題規(guī)范點(diǎn)撥

15、1.以下三種答案同樣給分：(1)將氣體通入品紅溶液，溶液褪色；(2)將氣體通入高錳酸鉀溶液，溶液褪色；(3)將氣體通入溴水溶液，溶液褪色。不給分的情況：品紅倒入；看是否褪色；出現(xiàn)錯(cuò)字等。2第一空大寫字母不得分；第二防止回流、防倒流、防止氫氧化鈉回流、安全瓶等都得分，但有錯(cuò)別字不得分；第三空吸收SO2、除去SO2、防止SO2污染空氣、與SO2反應(yīng)、中和SO2等都給分，但必須寫出SO2字樣，否則不得分，如吸收尾氣、除尾氣、防止污染等都不給分。3只要出現(xiàn)Fe就有分，加入硫酸和鐵不得分；“過濾”寫錯(cuò)別字不得分。4玻璃棒可寫成膠頭滴管或玻棒，潤濕的pH試紙不得分，必須有“與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照”字眼。答案【例

16、1】(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3(2)使析出的晶體為Na2CO3H2O，防止因溫度過低而析出Na2CO310H2O晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時(shí)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中混有雜質(zhì)；原因：“母液”中含有的離子有Ca2、Na、Cl、SO24、OH、CO23，當(dāng)多次循環(huán)后，使得離子濃度不斷增大，溶解時(shí)會生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀(5)Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.73 kJmol1遷移應(yīng)用1(1)Li2OAl2O34SiO2(2)除去反應(yīng)中過量的H2SO4；控制pH，使Fe3、Al3完全沉淀(3)Mg22OH=Mg(OH)2、Ca2CO23=CaCO3(4)過濾熱水Li2CO3在較高溫度下溶解度小，用熱水洗滌可減少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)4.01020 molL1(3)抑制Al3水解(4)減少可溶性雜質(zhì)的析出及Al3的水解(5)C(6)NH4Al(SO4)212H2O遷移應(yīng)用2(1)石灰乳原料豐富，成本低(2) MgCl