1、腾八中2015年高考第二轮热点专题6无机化工流程题一、探究解题思路1、命题热点：物质的分离、提纯与检验型化工原料制备型2、解题思路两种意识 （1）整体意识：快速浏览全题：流程的目的（特别是流程中的始末物质）题目设问情况eg1（2011福建卷） 四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：该工艺流程中存在的不足之处是 (2)局部意识定位意识（1）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。 （2）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示
2、，要么与解答题目无关。3、建 模 （1）核心反应陌生方程式的书写氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律 判断产物 配平非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物关注箭头的指向：箭头指入反应物；箭头指出生成物Eg2:（2012四川卷）如右上图（3）已知1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1 kJ，1 mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热 802.3 kJ。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式： 。Eg3: （2013福建卷）24二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。该法工艺原理示意图如
3、右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有 （填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为_。方法：关注箭头的指向（聚焦局部）、前后追溯物质（放大局部）、氧化还原规律、反应实际（物质性质、试剂用量）、全面考虑（2.1 ）原料的预处理研磨：增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率，提高浸出率。灼烧（焙烧、煅烧）：除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）杂质高温下氧化、分解浸出（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的物质溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或
4、溶解）速率。(2.2 )反应条件的控制温度: 反应速率、物质的溶解度、物质的热分解与挥发、弱离子的水解（平衡）pH：物质的沉淀与溶解、弱离子的水解保护气：隔绝空气（主要是O2、H2O）、弱离子的水解控制反应条件的方法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。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH 如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8问题：若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？调节pH所需的物质一般应满足两点： 能与H反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2溶液中混有
5、的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值 蒸发、反应时的气体氛围加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动降温反应的目的：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(2.3)产品的分离提纯：过滤、结晶、蒸馏、萃取分液趁热过滤（考虑溶解度）：减少结晶损失；提高纯度沉淀的洗涤: （主要考虑溶解度）水（冰水、热水）: 水洗通常是为了除去水溶性的杂质有机物（乙醇、乙醚）: 减少晶体损失 降低因溶质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结
6、晶水合物。沉淀的洗涤方法加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，滤净，重复23次。检验沉淀是否洗净的方法分析清楚溶液中的成分结晶蒸发结晶；蒸发浓缩、冷却结晶；蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶；重结晶物质的分离和提纯的方法分离方法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、浓缩蒸发）过滤固、液分离蒸馏液、液分离分液互不相溶的液体间的分离萃取用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。升华将可直接气化的固体分离出来。盐析加无机盐使溶质的溶解度降低而析出提纯方法水溶法、酸溶法、碱溶法、氧化剂或还原剂法、加热灼烧法、调节pH法（3.）生产实际：三个意识成本意识：浸出率、转化率、利用率、原料价格、能耗
7、的控制、原料、能量的循环利用效率意识：生产速率、催化剂的使用、反应条件的选择环保意识绿色化学：无污染、无腐蚀、 “三废”(废气、废渣、废水)的处理。二. 解题策略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 在解这类题目时：首先，要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。其次，再精读试题，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，并注意语言表达的科学性。分析流程图需要掌握的技巧是： 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；了解流程图以外的文字描述、表格
8、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；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？ 无机化工题：要学会看生产流程图，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。（二）、规律主线主产品 分支副产品 回头循环 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例1：(2012广东理综，32)难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H
9、2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s) 2Ca22KMg24SO2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣主要成分有_和_以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K的原因：_。(3)“除杂”环节中，先加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_溶液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由图可得，随着温度升高，_，_。(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)COCaCO3(s)SO已知298 K
10、时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。方法技巧要求用理论回答的试题，应采用“四段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)根据什么理论有什么变化得出什么结论。练习：1.（2010年高考广东32）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.
11、2g、12.7g和1.3g。（1）步骤前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_ _。（2）步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。（3）步骤中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有_ _。（4）步骤中，生成沉淀的离子方程式为_ _。（5）从母液中可回收的主要物质是_ _。2.（2013广东32）银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制
12、备铜化工产品的工艺如下： （注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450和80）（1）电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为 。（2）固体混合物B的组成为 ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为 。(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式： CuO + Al2O3 CuAlO2 + （4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2，至少需要1.0molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。 (5
13、)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。3. （2010年安徽高考理综题27）、锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：（1）第步反应得到的沉淀X的化学式为 。（2）第步反应的离子方程式是 。（3）第步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g第步反应中加入20.0mL30.molL-1的H2SO4溶液。
14、假定正极材料中的锂经反应和完全为Li2CO3,至少有 g Na2CO3参加了反应。 4、（2010年福建高考理综卷24）硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：（1） 将菱锌矿研磨成粉的目的是_ _。（2） 完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +Cl-(3)针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_。（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上
15、可选用的最大区间为_。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10464沉淀完全的pH12480开始溶解的pH105Ksp566828（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是_（选填序号）。KS*5U.C#O%a大理石粉 b石灰乳 c纯碱溶液 d烧碱溶液（6）“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤，洗涤，干燥。（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于_。5、（2013安徽理综27）（13分）二氧化铈是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含以及其他少量可溶于稀酸的物质）。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验
16、流程如下：（1）洗涤滤渣A的目的是为了去除 （填离子符号），检验该离子是否洗涤的方法是 。（2）第步反应的离子方程式是 ，滤渣B的主要成分是 。（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP （填“能”或“不能”）与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。（4）取上述流程中得到的产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol标准溶液滴定终点是（铈被还原为）,消耗25.00mL标准溶液，该产品中的质量分数为 。6（2009年高考福建24）从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质
17、）中提取两种工艺品的流程如下：请回答下列问题：（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为 ；（2）流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为 ；（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入 （填试剂名称）。（4）滤液E、K中溶质的主要成份是 (填化学式)，写出该溶液的一种用途 。（5）已知298K时，Mg(OH)2的容度积常数KSP = 5.610-12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的：c(Mg2+)= 7、（09广东22）（12分）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3.MgSiO3、CaMg(CO
18、3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3452124部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表，请回答下列问题：（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （要求写出两条）（2）滤渣I的主要成分有 。（3）从滤液中可回收利用的主要物质有 。（4）Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备： MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示： 将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2.简述可
19、制备Mg(ClO3)2的原因： 。按中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中，常伴有NaCl析出，原因是： 。除去产品中该杂质的方法是： 。例1：(1)Mg(OH)2CaSO4(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2浓度减小，平衡正向移动，K增多(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸平衡向右移动K的溶浸速率增大(5)CaSO4(s)COCaCO3(s)SO的平衡常数K，据Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO)，c(CO)，则有K1.75104。练习：1、解析：(1)增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率 (2)石灰
20、石 (3)Fe2+、Mg2+、Ca2+ (4)2Li+CO32-=Li2CO3 （5）Na2SO42.Ag+e= Ag 2NO+O2=2NO2未煮沸之前是Cu(OH)2和Al(OH)3，根据Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450和80可知B为Al(OH)3和CuO. Al(OH)3+OH=AlO+2H2O根据化合价来配平：反应前Cu为+2价，反应后为+1,化合价降低，Al没有变化，所以另外的升高，只能是生成氧气。4CuO + 2Al2O3 4CuAlO2 + 1O2 由铜元素守恒得（5000x63.5%）mol/64=50.0mol。则CuAlO2为50.0mol，由Al元素
21、守恒，得Al2(SO4)3为25.0mol，所以需要体积为25.0L蒸发浓缩、冷却结晶3.【答案】（1）Al(OH)3(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O (3) 漏斗 玻璃棒 烧杯 ； 玻璃棒下端靠在单层滤纸处，导致滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等等（其它合理答案均可）（4）6.4或6.364、【答案】(1) 增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积，使反应更加充分。(2) (3) （或其他合理答案）(4) （或其他合理答案）（5）b或(b和d);d（6）蒸发浓缩、冷却结晶（或其他合理答案）（7）（或其他合理答案）5、（1）滤渣上附着的Fe3+、Cl-，取最后洗涤
22、液少量，滴加AgNO3，如无白色沉淀，则洗干净。（2）2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3+O2 +4 H2O SiO2（3）不能 分液漏斗 （4）97.01%【解析】该反应过程为：CeO2、SiO2、Fe2O3等中加入稀盐酸，、Fe2O3转化FeCl3为存在于滤液中，滤渣为CeO2和SiO2加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+滤渣为SiO2加入碱后Ce3+转化为沉淀，通入氧气讲Ce从+3氧化为+4，得到产品。Ce（OH）4 FeSO4n(Ce（OH）4)= n(FeSO4)=0.1000mol/L*1.025L=0.0025mol,m=0.0025mol*208g/mol=0.52g6、（1）Al2O3 + 6H = 2Al3+3H2O （2）SiO2 + 2OH= SiO32 + H2O(3)硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案）（4）NaHCO3；制纯碱或做发酵粉等合理答案。 （5）5.610-10mol/L7、（1）适当提高反应温度；增加浸出时间；（或其他合理答案）（2）Fe(OH)3、Al(OH)3 （3）Na2SO4（4）在某一温度时，NaCl最先达到饱和析出；Mg(ClO3)2的溶解度随温度的变化最大；NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定差别。降温前，溶液中NaCl已经饱和；降温过程中， NaCl的溶解度降低，会少量析出；重结晶。
