1、第四章章末共享专题微专题无机化工流程题专题突破化学与生活、生产密切相关，工艺流程题是高考的热点题型，主要特点有：借助无机物的转化关系，依托工业流程图或相关图表中的数据，考查常见无机物的性质、化学实验操作、化学计算、环境保护、绿色化学等知识。1问题设置与考查知识点有关无机化工生产试题的考查内容归纳起来主要有六个方面：(1)将原料转化为产品的生产原理：考查“复分解反应、氧化还原反应、水解反应”等原理。(2)除去所有杂质并分离提纯产品：考查“物质分离与提纯的实验操作”。(3)提高产量与产率(转化率)：考查“化学反应速率和化学平衡”。(4)减少污染：考查“绿色化学”生产。(5)原料的来源：考查物质的来
2、源及成本问题。(6)生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题：要准确、顺利解答无机化工生产流程题，除了要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂、分离提纯物质的基本技能外，还要具备分析工艺生产流程的能力。2常见操作的答题思维角度常见的操作答题思维的角度分离、提纯过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤、干燥提高原子利用率绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)在空气中或在其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的判断沉淀是否洗涤干净取最
3、后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等控制溶液的pH调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)“酸作用”还可除去氧化物(膜)“碱作用”还可除去油污，除去铝片的氧化膜，溶解铝、二氧化硅等特定的氧化还原反应需要的酸性条件或碱性条件控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)防止副反应的发生使化学平衡移动；控制化学反应的方向控制固体的溶解与结晶控制反应速率：使催化剂达到最大活性升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求洗涤晶体
4、水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗用特定的有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度，减少损耗等洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作23次表面处理用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等 微训练1海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：(1)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、_、_或H2、_。(2)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯
5、溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：请你参与分析讨论：图中仪器B的名称：_。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是_。实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：_。C中液体产物颜色为_，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行分离的操作是_。解析：(1)根据2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2以及Cl22NaOH=NaClNaClOH2O可得到答案。答案：(1)Cl2NaOHNaClO(2)冷凝管溴腐蚀橡胶控制温度计b的温度，并收集59时的
6、馏分深红棕色分液(或蒸馏)2以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.92.83.12228606512Fe(4)将等大小、等形状的铝片和铁片分别投入等浓度、等体积的稀盐酸中，观察产生气泡的速率Fe2H=Fe2H2(5)4Fe(OH)3(熔融)4Fe3O26H2O需要消耗大量电能，成本高14(12分)A、B、C、D、E均为有机物，其中A是化学实验中常见的有机物，它易溶于水并有特殊香味；B的产量可衡量一个国家石
7、油化工发展的水平，有关物质的转化关系如图1所示：(1)写出B的结构简式：_；A中能体现该物质性质的原子团的名称为_。(2)写出下列反应的化学方程式：反应_反应_(3)实验室利用反应制取C，常用图2所示装置。a试管中的主要反应的化学方程式为_。在实验中球形干燥管除起冷凝作用外，另一个重要作用是_。试管b中观察到的现象是_。解析：由题中的信息可推知B为乙烯；A易溶于水且具有特殊香味，结合题图1中乙烯可转化为A，推知A为乙醇；再由题图1中其他转化关系可推知C为乙酸乙酯，D为乙醛，E为乙醇钠。图2装置中的球形干燥管可起到防倒吸的作用；由于乙酸乙酯不溶于水，所以会出现分层现象。答案：(1)CH2=CH2
8、羟基(2)2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH22CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O(3)CH3COOHCH3CH2OHCH3COOCH2CH3H2O防倒吸液体分层15(14分)海水是一种丰富的资源，工业生产可以从海水中提取许多有用的物质，这些物质广泛应用于生活、生产、科技等方面。如图是从含碘CCl4溶液中提取碘的实验过程。请回答下列问题：(1)向含碘CCl4溶液中加入稍过量的Na2SO3溶液，则发生反应的离子方程式为_；该操作将I2还原为I的目的是_。(2)操作X的名称为_，所用的主要仪器是_。(3)氧化时，在三颈烧瓶中将含I的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在
9、40左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是_；锥形瓶里盛放的溶液为_。(4)已知：5SO2IO2H=I25SOH2O，某含碘溶液(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘溶液中是否同时含有I、IO的实验方案：_。实验中可供选择的试剂：CCl4、稀盐酸、淀粉溶液。解析：(1)碘能将SO氧化为SO，自身被还原为I，其发生反应的离子方程式为SOI2H2O=2ISO2H；将碘还原为I，目的是使四氯化碳中的碘单质转化为I进入水溶液，以便利用分液法分离出四氯化碳。(2)分离互不相溶的液体可采用分液法，四氯化碳和水溶液互不相溶，所以X操作为分液；
10、使用的主要仪器是分液漏斗。(3)碘不稳定，易升华，且温度高时气体难溶解，所以实验控制在较低温度下的原因是防止碘升华、增大氯气溶解度；氯气能和强碱溶液反应，所以锥形瓶中的液体是NaOH溶液。(4)根据题给反应方程式可知，在酸性环境中，IO有强氧化性，故可推断，在酸性环境中，IO能将I氧化。因此，检验含碘溶液中是否同时含有I和IO，可先用四氯化碳多次萃取含碘溶液，然后分液，水层用淀粉溶液检验，当水层不含碘时，取少量水层溶液，加入淀粉溶液，再加盐酸酸化，如果同时含有I和IO，二者发生氧化还原反应生成I2使溶液变蓝色，否则不同时含有I和IO。答案：(1)SOI2H2O=2ISO2H使四氯化碳中的碘单质
11、转化为碘离子进入水溶液(2)分液分液漏斗(3)防止碘升华、增大氯气溶解度NaOH溶液(4)取少量含碘溶液用四氯化碳多次萃取、分液；水层用淀粉溶液检验，当水层不含碘单质时，取少量水层溶液，加入12 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，若溶液变蓝，说明溶液中同时含有I和IO；如果溶液不变蓝，说明不同时含有I和IO。16(14分)金属钛具有密度小、强度高、耐腐蚀、无毒等优点，已广泛应用于航空航天工业，并逐步进入了化工、船舶、汽车、体育器材、医疗等民用领域，并显示出了巨大的发展潜力。还原法是工业上冶炼钛常用方法之一，该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2为原料来制取，其主要工艺流程如图所示：试回答下列问题
12、：(1)已知反应I通常在800900的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体。写出反应I的化学方程式：_。在反应I中，当有1 mol Cl2完全反应时，参加反应的还原剂的物质的量为_ mol。(2)反应通常在800的条件下进行，加入氩气的目的是_；分离反应的产物所得到的海绵钛中常混有少量杂质，应如何除去杂质：_(简述操作过程)。(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是_。解析：(1)反应I的反应物为TiO2、C、Cl2，结合流程图知有TiCl4生成，利用原子守恒及题给信息可知另一气体产物是CO，所以反应的化学方程式为TiO22C2Cl2TiCl42CO，C在反应中被Cl2氧化，当有1 mol Cl2完全反应时，参加反应的还原剂(C)的物质的量为1 mol。(2)反应中反应物Mg以及产物Ti在高温下都易被空气中的氧气氧化，所以加入氩气的目的是防止镁和钛在高温条件下被空气中的氧气氧化；此法制得的金属钛中含有少量金属镁和MgCl2，结合镁和钛(题中信息：钛耐腐蚀)的性质可知，可采用盐酸或硫酸酸洗海绵钛即可除去Mg和MgCl2。(3)由流程图知可循环使用的物质为Cl2、Mg以及MgCl2。答案：(1)TiO22C2Cl2TiCl42CO1(2)防止镁和钛在高温条件下被空气中的氧气氧化将海绵钛置于盐酸中酸洗，然后过滤即可得到纯净的钛(3)Cl2、Mg和MgCl2
