1、目录CONTENTS热点突破6|无机化工流程 解题策略 化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息、抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是近几年高考化学命题的常考题型。角度一 以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题这类题目其实就是混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，一定要在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，
2、主要物质和杂质的性质差别是什么？认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去，要相信题中的每一种试剂、每一步操作都是为了得到更多和更纯的产品，经过这样的思考后将工艺流程转化为物质转化流程，更能明白每一步所加试剂或操作的目的。题组训练1(2016江苏高考卷)实验室以一种工业废渣(主要成分为 MgCO3、Mg2SiO4和少量 Fe、Al 的氧化物)为原料制备 MgCO33H2O。实验过程如下：(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为：MgCO3(s)2H(aq)=Mg2(aq)CO2(g)H2O(l)H50.4 kJmol1Mg2SiO4(s)4H
3、(aq)=2Mg2(aq)H2SiO3(s)H2O(l)H225.4 kJmol1酸溶需加热的目的是_；所加 H2SO4 不宜过量太多的原因是_。(2)加入 H2O2氧化时发生反应的离子方程式为_。(3)用如图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的 Fe3。实验装置图中仪器 A 的名称为_。为使 Fe3尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器 A 中加入一定量的有机萃取剂，_、静置、分液，并重复多次。(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备 MgCO33H2O 的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，_，过滤、用水洗涤固体 23 次，在 50 下干燥，得到 MgCO33H
4、2O。已知该溶液中 pH8.5 时 Mg(OH)2开始沉淀；pH5.0 时 Al(OH)3沉淀完全。解析：(1)升温可加快化学反应速率，故加热的目的是加快反应速率，使废渣中的主要成分充分溶解。若所加 H2SO4过量太多，则萃取分液后的水相中含有较多的 H2SO4，后续操作中会增加氨水的用量，造成浪费。(2)酸溶时，少量 Fe、Al 的氧化物会转化为 Fe2(或 Fe3)、Al3，加入H2O2 可将 Fe2氧化为 Fe3，反应的离子方程式为 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(3)由仪器的特征可知，A 为分液漏斗。为使 Fe3尽可能多地从水相转移到有机相，每次向分液漏斗中加入一定量的有机萃
5、取剂后，需充分振荡液体。(4)由废渣的主要成分及分析制备流程可知，萃取分液后的水相中主要含有 Mg2、Al3、SO24，为制备 MgCO33H2O，要将 Al3转化为 Al(OH)3沉淀，而 Mg2不能转化为 Mg(OH)2沉淀，需向水溶液中滴加氨水，至5.0pH8.5，使 Al3全部转化为 Al(OH)3沉淀，过滤，边搅拌边向滤液中滴加 Na2CO3 溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中继续滴加 Na2CO3溶液，若无沉淀出现，说明 Mg2全部转化为 MgCO33H2O，然后进行过滤、洗涤、干燥等操作。答案：(1)加快酸溶速率 避免制备 MgCO3 时消耗过多的碱(2)2Fe2H2O22
6、H=2Fe32H2O(3)分液漏斗 充分振荡(4)至 5.0pH8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加 Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成备考提醒 解答工艺流程题的两方法1首尾分析法：对线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从此分析中找出它们的关系，弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺，再结合题设问题，逐一解答。2分段分析法：对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产品)的工艺流程题，用此法更容易找到解题的切入点。角度二 以物质制备为目的的工
7、艺流程题题组训练2硫酸锌是一种重要的工业原料，广泛用于农业、化工、电镀、水处理等行业。用炼锌厂废渣(含 ZnO、FeO、CuO)回收生产一水硫酸锌的工艺流程如图所示：已知：某温度下，KspZn(OH)21.21017，KspFe(OH)28.01016，KspFe(OH)34.01038。(1)酸浸时，为提高浸出速率，可采取的措施是_(填两种)。(2)氧化、中和时，需要用 NaOH 溶液调节 pH 为 4.55.0，原因是_。(3)氧化、中和时用漂白粉作氧化剂，此时发生反应的化学方程式为_；实际操作中通入空气的作用是_。(4)操作 X 的名称为_。(5)第三次操作 X 后，得到成品的步骤为_，
8、过滤，洗涤，加热脱水。解析：(1)为提高浸出速率，可采取的方法有：适当增加硫酸的浓度、加热、将废渣粉碎等。(2)氧化、中和的目的是除铁，结合题给沉淀的 Ksp可知，除铁时铁元素必须以三价铁形式存在，以避免损失锌。随氧化液的 pH 升高，铁去除率增大，但锌的损失率也随之上升，故 pH 不能太高也不能太低。(3)反应物有 FeSO4、NaOH、Ca(ClO)2，生成物有沉淀 Fe(OH)3，再分析知还有 CaCl2 和 Na2SO4，根据化合价升降守恒和原子守恒可配平化学方程式。由题知氧化剂为漂白粉，但通入的空气中有氧气，也是一种氧化剂，故其作用是加快氧化速率。(4)从图示看，操作 X 很明显是将
9、生成的沉淀或不溶的固体除去，故应为过滤。(5)产品为一水硫酸锌，故从滤液中得到的物质也是结晶水合物，应采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。答案：(1)适当增加硫酸的浓度、加热、将废渣粉碎(2)pH 太低，铁的去除率低，pH 太高，锌的损失率会增大(3)4FeSO4 8NaOH Ca(ClO)2 2H2O=CaCl2 4Na2SO4 4Fe(OH)3 加快氧化速率(4)过滤(5)蒸发浓缩、冷却结晶3实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO47H2O)，主要工艺流程如下：(1)将过程产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是_(填
10、字母)。a品红溶液 b紫色石蕊溶液c酸性 KMnO4溶液d溴水(2)过程中，FeS、O2和 H2SO4反应的化学方程式为_。(3)过程中需加入的物质是_。(4)过程中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要_。(5)过程调节 pH 可选用下列试剂中的_(填字母)。a稀硫酸 bCaCO3 cNaOH 溶液解析：(1)SO2 具有漂白性，能使品红褪色，SO2 有还原性，能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化，而使它们褪色。(3)溶液 X 为 Fe2(SO4)3，需加入还原剂将 Fe3还原为 Fe2，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。(5)过程中需将酸消耗而调高 pH，而 CaCO3跟硫酸反应会生成微溶于水的 CaSO4，阻止反应的继续进行。答案：(1)acd(2)4FeS3O26H2SO4=2Fe2(SO4)36H2O4S(3)铁粉(4)蒸发皿、玻璃棒(5)c本课内容结束