1、储备：1、常用的化工术语2、控制反应条件的方法3、分离提纯的方法和原则4、无机工艺流程解题思路5、镁、铝及其重要化合物转化关系考情：无机工艺流程题是以实际的工业生产过程为背景，以解决化学实际问题为思路设置问题，通常以流程图的形式呈现生产过程，有时还结合表格和图像提供多种信息。无机化工流程常与元素化合物、化学实验融合考察。考查题型为选择题、非选择题。无机工艺一般流程术语解释研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分灼烧(煅烧)使固体在高温下充分分解、氧化或改变结构等。如煅烧石灰石高岭土、硫铁矿等浸取向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性
2、的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等浸出率溶解的物质占原物质的百分含量酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程水浸与水充分反应或溶解术语解释过滤固体与液体的分离滴定固体与液体的分离固体与液体的分离蒸发结晶蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会以晶体形式析出蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度水洗用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用去油污、去铝片氧化膜、溶解铝、溶解二氧化硅、调节pH、促进水解(沉淀)等调节溶液的pH:控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物
3、沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点要求:a.能与H+反应,使溶液pH增大;b.不引入新杂质。控制温度:根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。趁热过滤:防止某物质降温时析出。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。1.引入的试剂一般只跟杂质反应。2.后续的试剂应除去过量的前加的试剂。3.不能引进新物质。4.杂质与试剂反应生成的物质易与被提纯物质分离。5.过程简单，现象明显，纯度要高。6.尽可能将杂质转化为所需物质。7.除去多种杂质时要考虑加入试剂的合理顺序。8.如遇到极易溶于水的气体时，要防止倒吸现象的发生。原则：方法：1.加热法：当混合物中混
4、有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出去。如，NaCl中混有NH4Cl，Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加热除去杂质。2.沉淀法：在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时，应注意后加试剂的过量部分除去，最后加的试剂不引入新的杂质。如：加适量的BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。3.酸碱法：被提纯的物质不与酸碱反应，而杂质可与酸碱反应，用酸碱作除杂试剂。如用盐酸除去SiO2中的CaCO3，用氢氧化钠溶液除去铁粉中的铝粉等。4.氧化还原反应法：如果混合
5、物中混有还原性杂质，可加入适当的氧化剂使其被氧化为被提纯物质。如将氯水滴入混有FeCl2的FeCl3溶液中，以除去FeCl2杂质；同样如果混合物中混有氧化性杂质，可加入适当的还原剂使其被还原为被提纯物质。如将过量的铁粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中，以除去FeCl3杂质。5.转化法：不能通过一次达到分离目的的，需要经过多次转化，将其转化成其它物质才能分离，然后再将转化的物质恢复为原物质。如分离Fe3和Al3时，可加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)3和NaAlO2，过滤后，再加入盐酸重新生成Fe3和Al3。在转化的过程中尽量减少被分离物质的损失，而且转化物质要易恢复为原物质。6.调节
6、pH法：通过加入试剂来调节溶液的pH，使溶液中某组分沉淀而分离的方法。一般是加入相应的难溶或微溶物来调节。如，在CuCl2溶液中含有FeCl3杂质，由于FeCl3的水解，溶液是酸性溶液，就可采用调节pH的方法将Fe3沉淀出去，为此，可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3。7.电解法：利用电解原理来分离提纯物质，如，电解精炼铜，就是将粗铜作阳极，精铜作阴极，用含铜离子的溶液作电解液，在直流电的作用下，粗铜中比铜活泼的杂质金属失去电子，在阴极只有铜离子得到电子析出，从而提纯了铜。解题思路：明确整个流程及每一部分的目的仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或
7、化学性质结合基础理论与实际问题思考注意答题的模式与要点基本步骤：从题干中获取有用信息，了解生产的产品。然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A、反应物是什么 B、发生了什么反应 C、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用；抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。从问题中获取信息，帮助解题。(1)读懂隐含信息控制较低温度:常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。控制pH:常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。加过量试剂:考虑反应完全或增大转化率、产率等。能否加其他物质:常考虑会不会引人杂质或是否影响产品
8、的纯度。在空气中或在其他气体中:主要考虑O2、H2O、CO2、或其他气体是否参与反应或是否达到防氧化、防水解、防潮解等目的。判断沉淀是否洗净：常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验某种离子。用某些有机试剂清洗:常考虑降低物质溶解度有利于产品析出、减少损耗和提高利用率等。检验某物质的设计方案:通常取少量某液体于试管中，加人另试剂产生某现象，然后得出结论。(2)规范解答认真看题，不要因看题不细致而失分。a.看清填“化学方程式”还是“离子方程式”。b.看清填名称“符号”“代号”还是“序号”等。c.看清填“大于”还是“”，“增大”还是“变大”等。d.看清填“化学式”“分子式”“结构式
9、”“结构简式”“最简式”还是“电子式”等。e.书写方程式时要注意配平、注明反应条件以及“”等。文字叙述类的题目要规范解答，防止出现因叙述不严谨而失分。a.如何洗涤沉淀:往漏斗中加人蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作23次。b.如何证明沉淀完全:如向含SO42-的溶液中加BaCl2 溶液，充分反应后静置，取上层清液,再加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成，则说明沉淀完全。c.如何从溶液中得到硝酸钾晶体:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。d.在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类“万能”回答是错误的。例1、碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重
10、要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO42-等杂质，提纯工艺流程如下：已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：回答下列问题：(1)滤渣的主要成分为_。(2)“趁热过滤”的原因是_。(3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是_(写出一种)。(4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是_。(5)已知：Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H1532.36 kJmol1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H2O(g)H2473.63 kJmol1写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式_ 方
11、法技巧 首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序)试题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。关键在于认真对比分析原料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。答案：(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3(2)使析出的晶体为Na2CO3H2O，防止因温度过低而析出
12、Na2CO310H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤 (4)溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3中混有杂质；原因：“母液”中含有的离子有Ca2、Na、Cl-、SO42-、OH-、CO32-，当多次循环后，使得离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀(5)Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.73 kJmol1 例2、钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)是目前使用最广泛的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备
13、TiO2的流程如下:（1）步骤加Fe的目的是_;步骤冷却的目的是_。（2）上述制备TiO2的流程中,可以利用的副产物是_;考虑成本和废物的综合利用等因素,水浸后的废液中应加入_处理。（3）由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)的过程为反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是_。答案：（1）将Fe3+还原为Fe2+；析出绿矾（FeSO47H2O）（2）绿矾（FeSO47H2O）;生石灰（或碳酸钙、废碱）;（3）防止高温下镁或钛与O2、N2等反应解析：（1）加入的Fe可与Fe3+反应，将Fe3+还原为Fe2+；由题给图示可知，冷却后过滤得到绿矾，因此其目的是析出绿矾。（2）
14、由题给图示可知，除得到钛外，还可以得到绿矾；水浸后发生的反应为TiO2+2H2O=H2TiO3+2H+，废液主要呈酸性，所以应加入生石灰（或碳酸钙、废碱）中和。（3）如果在空气中进行，则在高温下镁或钛能与O2、N2等反应。综合练习1、以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图，下列叙述错误的是（）A.烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来B.隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2):n(Fe2O3)=1:5C.向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3D.加入CaO可以减少SO2的排
15、放同时生成建筑材料CaSO4答案：B解析：A.Fe3O4有磁性,可以用磁铁将Fe3O4从烧渣中分离出来，故A正确；B.隔绝空气焙烧,FeS2与Fe2O3反应,生成SO2和Fe3O4,反应方程式为FeS2+16Fe2O3 11Fe3O4+2SO2,由方程式可知n(FeS2):n(Fe2O3)=1:16，故B错误；C.滤液中含有AlO2-,通入过量CO2,发生反应：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-,生成Al(OH)3沉淀,经过过滤、洗涤后得到Al(OH)3,再灼烧Al(OH)3,反应为：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O,即可制得Al2O3，故C正确；D.铝土矿中含有F
16、eS2,FeS2焙烧生成SO2,CaO与SO2、O2发生2CaO+2SO2+O2=2CaSO4,CaSO4可用于建筑材料，故D正确；故选：B 2、一种废料的主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍(已知常温下)，工艺流程如下。下列叙述错误的是()A.废渣的主要成分为二氧化硅B.黄钠铁矾渣中铁元素为+3价C.除钙镁过程中，为了提高钙镁的去除率，氟化钠实际用量应该越多越好D.“沉镍”过程中为了将镍沉淀完全，需调节溶液pH9答案：C解析：铁镍合金加稀硫酸、稀硝酸，铁、镍及铜、钙、镁的氧化物溶于酸，二氧化硅不溶，经过滤除去；“除铁”时加入H2O2可将“酸溶”后溶
17、液中的Fe2+氧化为Fe3+，再加入Na2CO3溶液生成黄钠铁矾沉淀；向除铁后的滤液中通入H2S气体，发生反应H2S+Cu2+=CuS+2H+，除去Cu2+；向除铜后的滤液中加入NaF溶液生成CaF2、MgF2，除去Ca2+、Mg2+；最后向除钙镁后的溶液中加入氢氧化钠溶液生成氢氧化镍，经过滤、洗涤、干燥得到纯度较高的氢氧化镍，以此分析解答。A.经以上分析，酸溶后过滤所得废渣的主要成分为二氧化硅，故A正确；B.双氧水具有强氧化性，加入双氧水将Fe2+全部氧化为Fe3+，所以黄钠铁矾渣中铁元素为+3价，故B正确；C.根据流程图可知除铜后的滤液应显酸性，若NaF的用量过大，会生成剧毒物质HF，污染
18、环境，危害工人的身体健康，而且还会浪费原料、增加成本，故氟化钠的用量不是越多越好，C错误；D.KspNi(OH)2=c(Ni2+)c2(OH)=1.0 105 c2(OH)=2.0 1015，则c(OH)=105mol/L，c(H+)=109mol/L，则“沉镍”过程中 了将镍沉淀完全，需调节溶液pH9，故D正确。3、CuCl是难溶于水的白色固体，是一种重要的催化剂工业上，由孔雀石（主要成分Cu（OH）2CuCO3，含FeS、FeO和SiO2杂质）制备CuCl的某流程如图：下列说法不正确的是（）AH2O2将溶液1中Fe2+氧化为Fe3+，再通过控制pH转化为Fe（OH）3除去B SO32-将溶
19、液3中的Cu2+还原，反应得到CuClC CO32-作用是控制溶液pH，促使CuCl沉淀的生成D若改变试剂加入顺序，将溶液3缓慢加入到含大量 SO32-/CO32-的溶液中，同样可制取CuCl答案：D解析：孔雀石（主要成分Cu（OH）2CuCO3，含FeS、FeO和SiO2杂质）中用硫酸浸取，得气体主要含有硫化氢、二氧化碳，滤渣1为二氧化硅，溶液1中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+加双氧水，将亚铁离子氧化成铁离子，加氢氧化钠溶液调节pH值，使铁离子沉淀，得到滤渣2为氢氧化铁，溶液2主要含有硫酸铜，溶液2中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子，加入碳酸钠调节pH值，使CuCl沉淀，由于
20、SO32-/CO32-的溶液呈碱性，所以如果将溶液3缓慢加入到含大量SO32-/CO32-的溶液中，有可能生成氢氧化亚铜沉淀，得到的氯化亚铜不纯，A、根据上面的分析可知，H2O2将溶液1中Fe2+氧化为Fe3+，再通过控制pH转化为Fe（OH）3除去，故A正确；B、根据上面的分析可知，SO32-将溶液3中的Cu2+还原，反应得到CuCl，故B正确；C、根据上面的分析可知，CO32-作用是控制溶液pH，促使CuCl沉淀的生成，故C正确；D、根据上面的分析可知，将溶液3缓慢加入到含大量SO32-/CO32-的溶液中，制得的CuCl可能不纯，故D错误，5、磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车
21、的动力电池之一,采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是()A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.沉淀反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠答案：D解析：A项，废旧电池随意丢弃容易污染环境，合理处理废旧电池既可以回收金属等资源，还有利于保护环境，所以正确，不符合题意；B项，根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li，所以正确，不符合题意；C项，碱溶得到滤渣再经硫酸、硝酸溶解含Li、P、Fe的滤液，其中Fe被氧化为Fe3+，加入碱液生成Fe（OH）3沉淀，
22、所以正确，不符合题意；D项，硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，所以错误，符合题意。6、碳九芳烃是一种混合物，异丙苯就是其中的一种。工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下。下列有关说法正确的是（）A.a的同分异构体有7种B.a能发生取代反应、加成反应和氧化反应C.b的分子式为D.b、c互为同系物答案：B解析：A项，a为异丙苯，其同分异构体中属于芳香烃的有7种，还可以有其他的同分异构体，所以错误；B项，异丙苯分子中含有苯环和烷基侧链，能发生取代反应、加成反应和氧化反应，所以正确；C项，由结构简式可知，b的分子式为，所以错误；D项，b分子中含有羧基，c分
23、子中含有羟基，两者不属于同类物质，因此不是同系物，所以错误。7、某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O),设计了如下流程:下列说法不正确的是()A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉B.固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2C.从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D.若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O答案：D解析：A.流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、
24、Al2O3 转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用铁粉还原Fe3+得到硫酸亚铁,A正确；B.固体1为SiO2，分离FeSO4和A12(SO4)3采用的是调控pH的方法，使Al3+转化为Al(OH)3沉淀从而与FeSO4分离，B正确；C.Fe2+容易被氧化，所以在得到FeSO47H2O产品的过程中，要防止其被氧化和分解，C正确；D.在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH)2沉淀，但Fe(OH)2不稳定，很容易被氧化为Fe(OH)3，这样的话，最终所得的产品不纯，混有较多的杂质Fe2(SO4)3，D不正确。8、海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,下图为海水利用的部分过程:下列有关
25、说法正确的是()A.制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaClB.用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3C.在步骤中,溴元素均被氧化D.工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁答案：A解析：往精盐溶液中通NH3和CO2得到NaHCO3沉淀,说明NaHCO3的溶解度小于NaCl,A正确;分别向Na2CO3和NaHCO3溶液中加入澄清石灰水,均可以看到白色沉淀,B错误;中的溴元素被还原,C错误;工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属Mg,D错误9、当前,汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下:下列关于
26、该“消除”过程的叙述不正确的是()A.部分光能转变为化学能B.消除总变化为NOx+O2+H2OHNO3C.消除反应能全天候发生D.使用纳米TiO2的消除效率更高答案：C解析：由图中示意图可以看出,在TiO2催化作用下,紫外线提供能量,发生化学反应:NOx+O2+H2OHNO3,纳米TiO2与紫外线接触面积更大,可以提高化学反应速率,据此分析解答。A.题中示意图表明,在TiO2的催化作用下紫外线提供能量,部分光能转变为化学能,故A项正确,不符合题意;B.题中示意图表明,在TiO2的催化作用下紫外线提供能量,发生反应:NOx+O2+H2OHNO3,故B项正确,不符合题意;C.没有紫外线时上述反应不
27、能发生,故C项错误,符合题意;D.纳米与紫外线接触面积更大,将产生更多的光生电子和光生空穴,从而消除更多的NOx,故D项正确,不符合题意;答案选C;【点睛】本题主要考查化学与STES,其中汽车尾气氮氧化物成为主要污染源,是近几年环保题型的热点话题,抓住图示有效信息、结合氧化还原反应的规律、掌握化学反应所需的条件,是解决问题的关键,D选项要注意纳米技术与普通技术的优越性。10、KMnO4和MnO2都是重要的化学物质，在实验室可以作氧化剂和催化剂。某化学学习小组对两种物质的制备探究如下：.MnO2的制备：该学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3)样品转化为纯MnO2的
28、实验，其工艺流程如下：.KMnO4的制备请回答下列问题：（1）第步操作中，NaClO3氧化MnSO4的离子方程式为_（2）第步操作中，最终得到的固体除NaClO3外，还一定含有下列物质中的_(填序号)。aNaCl bNaClO cNaOH dNaClO4（3）为得到纯净的MnO2，须将过滤后的MnO2合并后进行洗涤。洗涤沉淀所用的玻璃仪器有_。（4）NaClO3和MnO2在一定条件下都可以氧化浓盐酸制取氯气，制取等量的氯气消耗NaClO3与MnO2的物质的量之比为_。（5）实验室由二氧化锰制备高锰酸钾可分两步进行：第一步：MnO2与KOH共熔并通入氧气：2MnO24KOHO22K2MnO42H2O；第二步：通入CO2，可使K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2。第二步完成反应时，转化为KMnO4的K2MnO4占其全部的百分率约为_(精确到0.1%)。答案：(1)2ClO3-5Mn24H2O=Cl25MnO28H(2)ac(3)烧杯、漏斗、玻璃棒(4)1:3(5)66.7%
