2022年《無機(jī)化工流程題解題方法指導(dǎo)》

專題講座無機(jī)化工流程題解題方法指導(dǎo)一、解題策略化工流程中常見的操作與名詞化工流程題目在流程上一般分為3 個(gè)過程：原料處理 分離提純 獲得產(chǎn)品(1)原料處理階段的常見考點(diǎn)與常見名詞加快反應(yīng)速率溶解：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解浸出：固體加水(酸 )溶解得到離子浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化 ) 酸浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解控制反應(yīng)條件的方法(2)分離提純階段的常見考點(diǎn)調(diào) pH 值除雜a控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH 如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.7 3.7 Fe(OH)27.6 9.6 名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - Mn(OH)28.3 9.8 若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，應(yīng)該怎樣做？提示：先用氧化劑把Fe2氧化為 Fe3，再調(diào)溶液的pH 到 3.7。b調(diào)節(jié) pH 所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與 H反應(yīng)，使溶液pH 值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH 值。試劑除雜加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對(duì)溫度的控制。如：侯氏制堿中的 NaHCO3；還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃 )等物質(zhì)。降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解 )、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)萃取(3)獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)洗滌 (冰水、熱水 )：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、 MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在 HCl 的氣流中加熱，以防其水解。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl 中的少量KNO3。重結(jié)晶(4)其他常見考點(diǎn)化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算信息二、熱點(diǎn)題型探究熱點(diǎn) 1堿金屬及其礦物的開發(fā)利用名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - 例 1(2012廣東理綜， 32)難溶性雜鹵石(K2SO4 MgSO4 2CaSO4 2H2O)屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡：K2SO4 MgSO4 2CaSO4 2H2O(s)2Ca2 2K Mg24SO24 2H2O 為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：(1)濾渣主要成分有_和_以及未溶雜鹵石。(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K的原因：_。(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入_溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入_溶液調(diào)濾液 pH 至中性。(4)不同溫度下， K的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系見下圖。由圖可得，隨著溫度升高，_ ，_ 。(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會(huì)發(fā)生：CaSO4(s)CO23CaCO3(s)SO24已知 298 K 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) K(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）要求用理論回答的試題，應(yīng)采用“四段論法 ”：改變了什么條件(或是什么條件)根據(jù)什么理論 有什么變化 得出什么結(jié)論。名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - 精練 1KNO3是重要的化工產(chǎn)品，下面是一種已獲得專利的KNO3制備方法的主要步驟：(1)反應(yīng)中，CaSO4與 NH4HCO3的物質(zhì)的量之比為12，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ 。(2)反應(yīng)需在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，加熱的目的是_ ；從 反 應(yīng) 所 得 混 合 物 中 分 離 出CaSO4的 方 法 是 趁 熱 過 濾 ， 趁 熱 過 濾 的 目 的 是_ 。(3)檢驗(yàn)反應(yīng)所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4樣品溶解于水，_ 。(4)整個(gè)流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除(NH4)2SO4外，還有 _(填化學(xué)式 )。熱點(diǎn) 2鎂、鋁及其礦物的開發(fā)利用例 22013江蘇， 16(1)(2)(3)氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - (1)MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為_。(2)加入 H2O2氧化時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)濾渣 2 的成分是 _(填化學(xué)式 )首尾分析法：對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題，首先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料 )與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品 )， 從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。關(guān)鍵在于認(rèn)真對(duì)比分析原料與產(chǎn)品的組成，從中找出將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計(jì)的系列問題也就可以解答了。精練 2鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na、Mg2、Cl、 Br等 )中模擬工業(yè)生產(chǎn)來提取鎂，主要過程如下：回答下列問題：(1) 工 業(yè) 上 從 鹽 鹵 中 獲 取Mg(OH)2用 石 灰 乳 而 不 用NaOH溶 液 的 原 因 是_ 。(2)從過程得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量 Ca(OH)2的方法是先將沉名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - 淀加入到盛有_溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)_、 _(填操作方法 )可得純凈的 Mg(OH)2。(3)下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過程的實(shí)驗(yàn)裝置圖：其中裝置 A 的作用是 _ 。(4)寫出過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_ 。熱點(diǎn) 3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用例 3工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)步驟是在反射爐中進(jìn)行的。把黃銅礦和石英砂混合加熱到1 000 左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu 和 Fe 的低價(jià)硫化物，且部分Fe 的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。(2)步驟是在轉(zhuǎn)爐中發(fā)生的。冰銅含 Cu 量為 20% 50%。 轉(zhuǎn)爐中， 將冰銅加熔劑(石英砂 )，在 1 200 左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S 被氧化為 Cu2O。生成的 Cu2O 與 Cu2S 反應(yīng) ， 生 成 含Cu量 約 為98.5% 的 泡 銅 ， 該 過 程 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 分 別 是_、 _。氣體A 中的大氣污染物可選用下列試劑中的_(填字母 )吸收。a濃硫酸b稀硝酸cNaOH 溶液d氨水(3)步驟是由泡銅冶煉粗銅的反應(yīng)，反應(yīng)方程式為_ 。名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - (4)用稀硝酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血紅色，說明溶液中存在_(填離子符號(hào) )， 檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2的方法是 _(注明試劑、 現(xiàn)象 )。解答無機(jī)化工流程圖題的策略1粗讀題干，挖掘圖示圖示中一般會(huì)呈現(xiàn)超出教材范圍的知識(shí)，但題目中往往會(huì)有提示或者問題中不涉及，所以一定要關(guān)注題目的每一個(gè)關(guān)鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問什么推什么。 如制備類無機(jī)化工題，可粗讀試題， 知道題目制取什么、大致流程和有什么提示等。2攜帶問題，精讀信息這里信息包括三個(gè)方面：一是主干， 二是流程圖示， 三是設(shè)置問題。 讀主干抓住關(guān)鍵字、詞；讀流程圖，重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(“進(jìn)入 ”與“流出 ” )、實(shí)驗(yàn)操作方法等。3跳躍思維，規(guī)范答題答題時(shí)應(yīng)注意前后問題往往沒有“相關(guān)性 ”，即前一問未答出，不會(huì)影響后面答題。精練 3實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵 (堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬 (FeSO4 7H2O)，主要工藝流程如下。(1)將過程產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是_(填字母 )。A品紅溶液B紫色石蕊溶液C酸性 KMnO4溶液D溴水(2)過程中，F(xiàn)eS、 O2和 H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ 。(3)過程中需加入的物質(zhì)是_。名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - (4)過程中，蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)需使用的儀器除酒精燈、三腳架外，還需要_。(5)過程調(diào)節(jié)pH 可選用下列試劑中的_(填字母 )。A稀硫酸BCaCO3CNaOH 溶液熱點(diǎn) 4其他金屬及化合物的制取例 4硫酸鉛 (PbSO4)廣泛應(yīng)用于制造鉛蓄電池、白色顏料等。利用方鉛礦精礦(PbS)直接制備硫酸鉛粉末的流程如下：已知： ()PbCl2(s)2Cl(aq)PbCl4(aq) H0 ( )Ksp(PbSO4)1.08 108，Ksp(PbCl2)1.6105( )Fe3、Pb2以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH 值分別為 3.2、7.04 (1)步驟中生成PbCl2和 S 的離子方程式為_ ，加入鹽酸的另一個(gè)目的是為了控制pH 值在 0.5 1.0， 原因是 _ 。(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理解釋步驟中使用冰水浴的原因_ 。(3)寫出 PbCl2晶體轉(zhuǎn)化為PbSO4沉淀的離子方程式_ 。(4)請(qǐng)用離子方程式解釋濾液2 加入 H2O2可循環(huán)利用的原因_，濾液 3是 _。(5)鉛蓄電池的電解液是硫酸，充電后兩個(gè)電極上沉積的PbSO4分別轉(zhuǎn)化為PbO2和 Pb，充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為_。名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 9 頁 - - - - - - - - - 精練 42013山東理綜， 30(2)TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料，又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。工業(yè)上由鈦鐵礦(FeTiO3)(含 Fe2O3、SiO2等雜質(zhì) )制備 TiO2的有關(guān)反應(yīng)包括：酸溶FeTiO3(s)2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)TiOSO4(aq)2H2O(l) 水解TiOSO4(aq)2H2O(l)=90 H2TiO3(s)H2SO4(aq) 簡(jiǎn)要工藝流程如下：試劑 A 為_。鈦液需冷卻至70 左右，若溫度過高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品TiO2收率降低，原因是 _ 。取少量酸洗后的H2TiO3，加入鹽酸并振蕩，滴加KSCN 溶液后無明顯現(xiàn)象，再加H2O2后出現(xiàn)微紅色， 說明 H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是_。 這種 H2TiO3即使用水充分洗滌，煅燒后獲得的TiO2也會(huì)發(fā)黃，發(fā)黃的雜質(zhì)是_(填化學(xué)式 )。名師歸納總結(jié) 精品學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理歸納 精選學(xué)習(xí)資料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -