無機(jī)化工流程題的解題方法

1、練習(xí)冊(cè)練習(xí)冊(cè) P79 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，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，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力。要求同學(xué)們既要熟應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)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(duì)流程圖中所給出的信息知工業(yè)生產(chǎn)的基本原理，又要對(duì)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進(jìn)行提取、篩選，所以這類題成為近年來高考的必考題型。型。練習(xí)冊(cè)練習(xí)冊(cè) P79無機(jī)化工流程試題常常在哪些地方設(shè)問？無機(jī)化工流程試題常常在哪些地方設(shè)問？

2、反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用 氧化還原反應(yīng)的判斷、方程式書寫（結(jié)合氧化還原反應(yīng)的判斷、方程式書寫（結(jié)合信息和特定環(huán)境）信息和特定環(huán)境） 利用控制利用控制pH分離除雜分離除雜 利用溶解度分離利用溶解度分離 常用的分離方法、實(shí)驗(yàn)操作常用的分離方法、實(shí)驗(yàn)操作 流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán) 綠色化學(xué)評(píng)價(jià)綠色化學(xué)評(píng)價(jià) 1、工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心、工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心 原料預(yù)處理原料預(yù)處理除雜、凈化除雜、凈化產(chǎn)品分離提純產(chǎn)品分離提純反應(yīng)條件反應(yīng)條件控制控制原料循環(huán)利用原料循環(huán)利用排放物的無排放物的無害化處理害化處理規(guī)律規(guī)律: 主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。主線主

3、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、核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、 生產(chǎn)生產(chǎn)條件的控制條件的控制（20122012汕頭一模汕頭一模 3232）（）（1616分）分）鐵氧體可用于隱形飛機(jī)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：制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下：廢 電 池酸 浸H2SO4H2O2過 濾棄 去 塑 料 、 碳 棒 、 碳 粉氨 水調(diào) pH除 汞 Fe粉MnSO4 成 分煮 沸1hpH=7 10.5水 熱錳 鋅 鐵 氧 體210 2h 后 處 理（

4、MnxZn1 xFe2O4） KMnO4溶 液 吸 收吹 出 Fe粉過 濾 并測(cè) 濾 液原料預(yù)處理原料預(yù)處理除雜、凈化除雜、凈化主反應(yīng)主反應(yīng)32.（16分）隨著社會(huì)的發(fā)展，鉛的冶煉、加工、廢鉛分）隨著社會(huì)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。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廢鉛蓄電池回收鉛和含鉛廢水的處理工藝流程如下: 已知：已知：Ksp(PbSO4)=1.610-5 ； Ksp(PbCO3)=3.310-14預(yù)處理含鉛渣泥PbO2和PbSO4（）Na2SO3 Na2CO3H2O、還原轉(zhuǎn)化廢蓄

5、電池洗滌過濾 母液副產(chǎn)品PbCO3溶解PbSiF6Pb電解H2SiF6強(qiáng)酸性（）原料預(yù)處理原料預(yù)處理除雜、凈化除雜、凈化2012汕頭二模汕頭二模主反應(yīng)主反應(yīng)解題思路：解題思路：結(jié)合問題結(jié)合問題，明確整個(gè)流程及每一部分的目的，明確整個(gè)流程及每一部分的目的 分析每步的反應(yīng)及產(chǎn)物分析每步的反應(yīng)及產(chǎn)物（特別是與問題相關(guān)）（特別是與問題相關(guān)） 結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題思考結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題思考 注意答題有模式與要點(diǎn)注意答題有模式與要點(diǎn) 2、解答無機(jī)化工流程試題的程序、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此類試題的題干通常包括文字說明文字說明、工藝（實(shí)驗(yàn)）流程工藝（實(shí)驗(yàn)）流程以以及及供參考的

6、數(shù)據(jù)供參考的數(shù)據(jù)（以表格、圖像等呈現(xiàn)）。（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。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)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(shí)驗(yàn)室研究，準(zhǔn)確抓住工藝（實(shí)驗(yàn)）的還是實(shí)驗(yàn)室研究，準(zhǔn)確抓住工藝（實(shí)驗(yàn)）的目的目的是什是什么，還提供了哪些么，還提供了哪些信息信息（原料成分？含量？產(chǎn)品成分？（原料成分？含量？產(chǎn)品成分？從用途能看出什么性質(zhì)？）；從用途能看出什么性質(zhì)？）；然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、

7、預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段提純、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(diǎn)更接下來可以先看看設(shè)問，使下一步的深入分析重點(diǎn)更明確；明確；然后再帶著質(zhì)與量的意識(shí)具體分析各個(gè)化學(xué)過程（必然后再帶著質(zhì)與量的意識(shí)具體分析各個(gè)化學(xué)過程（必要時(shí)使用參考數(shù)據(jù)），組織語言回答設(shè)問。要時(shí)使用參考數(shù)據(jù)），組織語言回答設(shè)問。 基本步驟基本步驟二遍讀題，注意關(guān)聯(lián)問題。一般只考慮后面提問有關(guān)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，的步驟，其他不必清楚，“難得糊涂難得糊涂”。讀取信息要客觀評(píng)價(jià)、篩選讀取信息要客觀評(píng)價(jià)、篩選把問題再放入題中前后比對(duì)把問題再放入題中前后比對(duì)有的步驟

8、不能讀懂，這時(shí)主要看這一步的結(jié)果，有的步驟不能讀懂，這時(shí)主要看這一步的結(jié)果，“跟跟著感覺走著感覺走”、“順藤摸瓜順藤摸瓜”，用已學(xué)過的知識(shí)來，用已學(xué)過的知識(shí)來“圓圓”這個(gè)結(jié)果。這個(gè)結(jié)果。所給信息一定有用，而且一定用到，有時(shí)還需分解、所給信息一定有用，而且一定用到，有時(shí)還需分解、重組、遷移到本題中來。重組、遷移到本題中來。大多數(shù)提問用所學(xué)知識(shí)便可直接回答，但個(gè)別地方往大多數(shù)提問用所學(xué)知識(shí)便可直接回答，但個(gè)別地方往往有悖所學(xué)知識(shí)，這時(shí)就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、成往有悖所學(xué)知識(shí)，這時(shí)就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、成本本 等等。等等。最后要看清楚問什么，不要答非所問最后要看清楚問什么，不要答非所問3、工業(yè)

9、流程的常見考點(diǎn)（平時(shí)要注意積累，再補(bǔ)充）、工業(yè)流程的常見考點(diǎn)（平時(shí)要注意積累，再補(bǔ)充）原料預(yù)原料預(yù)處理處理主反主反應(yīng)應(yīng)分離分離提純提純獲得獲得產(chǎn)品產(chǎn)品3、工業(yè)流程的常見考點(diǎn)（平時(shí)要注意積累，再補(bǔ)充）、工業(yè)流程的常見考點(diǎn)（平時(shí)要注意積累，再補(bǔ)充）（20112011江門二模）江門二模）某煉鐵廢渣中含有大量某煉鐵廢渣中含有大量CuSCuS及少量鐵及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuClCuCl2 22H2H2 2O O的工藝的工藝流程如下：流程如下：廢渣廢氣粉碎焙燒酸浸空氣鹽酸試劑F過濾濾渣濾液BNaCl調(diào)節(jié)pH至34CuCl2 2H2O預(yù)處理預(yù)處理1 1、粉

10、碎的目的：、粉碎的目的： 。2 2、焙燒的目的：、焙燒的目的： 。3 3、酸浸的目的：、酸浸的目的： 。4 4、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)pH=3-4pH=3-4的原因：的原因： 。 已知：已知：Fe(OH)Fe(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3、Cu(OH)Cu(OH)2 2沉淀完全時(shí)的沉淀完全時(shí)的pHpH值分別為：值分別為：9.79.7、3.23.2、6.46.4。增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率使使CuSCuS轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CuO,FeCuO,Fe2+2+轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為FeFe3+3+使使CuOCuO、FeFe的化合物溶解的化合物溶解使使FeFe3+3+沉淀完

11、全沉淀完全 反應(yīng)原理反應(yīng)原理: :化學(xué)平衡、水解原理化學(xué)平衡、水解原理、電化學(xué)、電化學(xué) 計(jì)計(jì)算算 提取信息點(diǎn)提取信息點(diǎn) 基本理論基本理論: :離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)（2）、主反應(yīng)的常見考點(diǎn)）、主反應(yīng)的常見考點(diǎn)（ 0909江蘇）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)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：高。其主要流程如下：反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)空氣中煅燒FeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)FeCO3(s)稀H2SO4KCl過濾NH4Cl

12、溶液K2SO4(s)(NH4)2S2O8溶液H2(g)Fe2O3(s)CO2(g)（4 4）反應(yīng)）反應(yīng)常被用于電解生產(chǎn)常被用于電解生產(chǎn)( (過二硫酸銨過二硫酸銨) )。電解時(shí)。電解時(shí)均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為為 。（1）反應(yīng)）反應(yīng)的離子方程式的離子方程式：Fe2+ + 2HCO3 = FeCO3+ H2O + CO2 2SO42- 2e- = S2O82-“趁熱過濾趁熱過濾”的原因是的原因是 ； （20122012吉林調(diào)研）吉林調(diào)研）實(shí)驗(yàn)室制備甲酸銅晶體實(shí)驗(yàn)室制備甲酸銅晶體Cu(HCOO)Cu(HCOO)2 24H4H2 2O O的流的流程如

13、下：程如下： Cu2(OH)2CO3固固 體體7080的熱水的熱水Cu(HCOO)24H2O1mol膽礬膽礬2mol小蘇打小蘇打甲酸甲酸約約50的熱水的熱水研研磨磨冷卻、冷卻、操作操作a洗滌洗滌攪攪拌拌趁熱過濾趁熱過濾冷卻、過濾、無水冷卻、過濾、無水乙醇洗滌、晾干乙醇洗滌、晾干攪拌攪拌CO2防止降溫甲酸防止降溫甲酸銅結(jié)晶而損失銅結(jié)晶而損失 用無水乙醇洗滌晶體的目的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除去甲酸并減少甲酸銅晶體損失 分離提純分離提純預(yù)處理預(yù)處理主反應(yīng)主反應(yīng)（20112011江門二模）江門二模）某煉鐵廢渣中含有大量某煉鐵廢渣中含有大量CuSCuS及少量及少量鐵的

14、化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuClCuCl2 22H2H2 2O O的的工藝流程如下：工藝流程如下：廢渣廢氣粉碎焙燒酸浸空氣鹽酸試劑F過濾濾渣濾液BNaCl調(diào)節(jié)pH至34CuCl2 2H2O為了獲得為了獲得CuCl22H2O晶體，對(duì)濾液晶體，對(duì)濾液B進(jìn)行的操作是：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，進(jìn)行的操作是：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶，過濾得到產(chǎn)品。分析濾液經(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），有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線（如圖），“趁趁熱過濾熱過濾”得到的固體是得到的固體是 。Na2SO4 （從題中可以看出溶液中（從題中可以看出溶液中CuCl2

15、 、Na2SO4 的含量相差不大）的含量相差不大）溫度的影響歸納：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(shí)會(huì)析出、趁熱過濾（或冰水洗滌）的目的：防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出（或升溫時(shí)會(huì)溶解）而帶入新的雜質(zhì)（或升溫時(shí)會(huì)溶解）而帶入新的雜質(zhì)、冰水中反應(yīng)或降溫、冰水中反應(yīng)或降溫反應(yīng)反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解或?yàn)槭蛊胶庀蛑}目要求的方向移動(dòng)或?yàn)槭蛊胶庀蛑}目要求的方向移動(dòng)、反應(yīng)中反應(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

16、用水浴或油浴來、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(gè)目的：控制）：一般有以下幾個(gè)目的：A A、防止某種物質(zhì)溫度過高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)，也可能是為了使某防止某種物質(zhì)溫度過高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)，也可能是為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中，將將COCO2 2通入通入NaClNaCl的氨溶液中，保持溶液的溫度為（的氨溶液中，保持溶液的溫度為（3030+ +2 2），可得可得NaHCONaHCO3 3晶體，晶體，溫度控制在這個(gè)范圍，目的就是防止溫度控制在這個(gè)范圍，目的就是防止NaHCONa

17、HCO3 3晶體晶體分分解。而在解。而在BrBr2 2的制取過程中，出溴口的溫度控制在的制取過程中，出溴口的溫度控制在80809090，目的，目的就是要使就是要使BrBr2 2揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入BrBr2 2中。中。B B、使催化劑的活性達(dá)到最好：使催化劑的活性達(dá)到最好：如合成氨或工業(yè)如合成氨或工業(yè)SOSO2 2氧化為氧化為SOSO3 3時(shí)，時(shí)，選擇的溫度是選擇的溫度是500500左右，原因之一就是使催化劑的活性達(dá)到最左右，原因之一就是使催化劑的活性達(dá)到最高。高。C C、防止副反應(yīng)的發(fā)生防止副反應(yīng)的發(fā)生：如乙醇的消去反應(yīng)溫度要控制在：如乙醇的消去反應(yīng)溫度要控制

18、在170170，原因是就是在原因是就是在140140時(shí)會(huì)有乙醚產(chǎn)生。時(shí)會(huì)有乙醚產(chǎn)生。D D、對(duì)于一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)、對(duì)于一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求達(dá)到綠色化學(xué)的要求。以上有關(guān)溫度的總結(jié)只能說。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。是有這種可能來考，具體問題要具體分析。環(huán)保：環(huán)保：綠色化學(xué)綠色化學(xué) 成本：成本：原料價(jià)格、能耗控制、循環(huán)利用原料價(jià)格、能耗控制、循環(huán)利用 （2012廣東高考廣東高考32）難溶性雜鹵石（難溶性雜鹵石（K2SO4MgSO42CaSO42H2O）屬于屬于“呆

19、礦呆礦”，在水中存在如下平衡：，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(S) 2Ca22KMg24SO422H2O 為能充分利用鉀資源，用飽和為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)2溶液溶浸溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：（1）濾渣主要成分有）濾渣主要成分有 和和 以及未溶雜鹵石。以及未溶雜鹵石。（2）用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋）用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵溶液能溶解雜鹵石浸出石浸出K的原因：的原因： Mg(OH)2 CaSO4加入加入Ca(OH)2溶液，氫氧根與鎂離子結(jié)合成溶液，氫氧根與鎂離子結(jié)合成Mg(OH)2

20、，Ca2與與SO42結(jié)合成結(jié)合成CaSO4而析出，使平衡向右移動(dòng)，而析出，使平衡向右移動(dòng)，雜鹵石溶解浸出雜鹵石溶解浸出K（留在濾液中）。（留在濾液中）。 （3）“除雜除雜”環(huán)節(jié)中，先加入環(huán)節(jié)中，先加入 溶液，經(jīng)攪拌等溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入操作后，過濾，再加入 溶液調(diào)濾液溶液調(diào)濾液pH至中性。至中性。K2CO3 稀稀H2SO4 （4）不同溫度下，）不同溫度下，K的浸出濃的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系如右圖，度與溶浸時(shí)間的關(guān)系如右圖，由圖可得，隨著溫度升高，由圖可得，隨著溫度升高， 在同一時(shí)間在同一時(shí)間K的浸出濃度大的浸出濃度大 K的溶浸速率加快，達(dá)的溶浸速率加快，達(dá)到溶浸平衡的時(shí)間短。到

21、溶浸平衡的時(shí)間短。 （5）有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會(huì)）有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會(huì)發(fā)生：發(fā)生：CaSO4(S)CO32 CaCO3(S)SO42已知已知298K時(shí)，時(shí)，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K（計(jì)算（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。練習(xí)練習(xí):聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其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)的堿式氯化鋁單體是液態(tài)的堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6-n。本實(shí)驗(yàn)采用鋁。本實(shí)驗(yàn)采用鋁鹽溶液水解絮凝法制

22、備堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、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(jià)格廉的高嶺土，化學(xué)組成為：價(jià)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）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(shí)驗(yàn)流程如下：溶于酸。制備堿式氯化鋁的實(shí)驗(yàn)流程如下：高嶺土 A酸 適量CaCO3煅燒 浸出 攪拌，調(diào)節(jié)溶液pH在 4.24.5，過濾蒸發(fā)濃縮 Al2(OH)nCl6-n 901000C 已知：已知：Fe3、Al3以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為分別為 3.2、 5.2。