化工生产流程及无机物的推断

1 化工生产流程化工生产流程 无机物的推断无机物的推断 一 重要的化工工业生产流程一 重要的化工工业生产流程 例 1 2013 全国大纲 29 铝是一种应用广泛的金属 工业上用 Al2O3和冰晶石 Na3AlF6 混 合熔融电解制得 铝土矿的主要成分是 Al2O3和 SiO2等 从铝土矿中提炼 Al2O3的流程如下 以萤石 CaF2 和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下 回答下列问题 1 写出反应 1 的化学方程式 2 滤液 中加入 CaO 生成的沉淀是 反应 2 的离子方程式为 3 E 可作为建筑材料 化合物 C 是 写出由 D 制备冰晶石的化学方程式 4 电解制铝的化学方程式是 以石墨为电极 阳极产生的混合气 体的成分是 答案 1 2NaOH SiO2 Na2SiO3 H2O 2NaOH Al2O3 2NaAlO2 H2O 2 CaSiO3 2AlO CO2 3H2O 2Al OH 3 CO 22 3 3 浓 H2SO4 12HF 3Na2CO3 2Al OH 3 2Na3AlF6 3CO2 9H2O 4 2Al2O34Al 3O2 O2 CO2 CO 高温 通电 Na3AlF6 练习 1 2013 合肥市第二次质测 27 分子筛具有均匀的微孔结构 分子筛筛分作 用如图 由于分子筛具有吸附能力高 热稳定性强等其他吸附剂所没有的优点 使得分子 2 筛获得广泛的应用 某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下 在加 NH3 H2O 调节 pH 的过程中 若 pH 控制不当会有 Al OH 3生成 假设生产流程中铝元 素和硅元素均没有损耗 钠原子的利用率为 10 1 分子筛的孔道直径为 4 A 1 10 10m 称为 4A 型分子筛 当 Na 被 Ca2 取代时就制得 5A 型分子筛 当 Na 被 K A 取代时就制得 3A 型分子筛 要高效分离正丁烷 分子直径为 4 65 和异丁烷 分子直径 A 为 5 6 应该选用 型分子筛 A 2 Al2 SO4 3溶液与 Na2SiO3溶液反应生成胶体的离子方程式为 3 该生产流程中所得滤液里含有的离子除 H OH 外 主要为 检验 其中金属阳离子的操作方法是 4 加 NH3 H2O 调节 pH 后 加热到 90 并趁热过滤的原因可能是 5 该生产流程中所得分子筛的化学式为 解析 1 正丁烷与异丁烷的分子直径一个小于 5A 一个大于 5A 因此要分离正丁烷 与异丁烷需选用 5A 型分子筛 2 Al3 与 SiO在水溶液中发生双水解得到 Al OH 3胶 2 3 体与硅酸胶体 3 利用原子守恒可知加入氨水调节 pH 后过滤的滤液中一定还含有 Na SO以及 NH等 检验 Na 需用焰色反应 5 由原子守恒 再结合原子利用率可 2 4 4 知生成的 87 2 g 分子筛中含有 0 2 mol Al 0 2 mol Na 1 mol Si 故该分子筛的化学 式为 Na2O Al2O3 10SiO2 mH2O 利用 Na 或 Al Si 守恒可知该分子筛的物质的量为 0 1 mol 答案 1 5A 2 2Al3 3SiO 6H2O 2Al OH 3 胶体 3H2SiO3 胶体 2 3 3 Na NH SO 将铂丝 或铁丝 放在酒精灯外焰上灼烧至无色时 蘸取待测 42 4 溶液再放在酒精灯外焰上灼烧 若火焰呈黄色 说明待测液中含有 Na 4 加热能促进胶体凝聚 趁热过滤可防止其他杂质结晶析出 5 Na AlSi5O12 3H2O 或 Na2O Al2O3 10SiO2 6H2O 二 产品提纯的工艺流程二 产品提纯的工艺流程 例 2 2013 广东深圳市第二次调研 32 钒及其化合物用途广泛 工业上常用含少量 Al2O3的钒铁矿 FeO V2O5 碱熔法提取 V2O5 简要流程如下 3 已知 焙烧时可发生反应 V2O5 Na2CO32NaVO3 CO2 Al2O3 Na2CO2 高温 2NaAlO2 CO2 高温 常温下物质的溶解度 NaVO3 21 2 g 100 g 水 HVO3 0 008 g 100 g 水 1 浸出渣 B 的主要成分是 写化学式 2 生产中 不直接用 H2SO4浸泡 烧渣 A 获取得 HVO3的原因是 3 操作 包括 洗涤 如果不洗涤 则产品中可能含有的金属阳离子是 下列装置 部分夹持仪器省去 可用在实验室进行 操作 的是 填序号 4 NaVO3用于原油的脱硫技术 由 V2O5溶于 NaOH 溶液中制取 反应的离子方程式为 5 V2O5还可用于将硅铁炼成钒铁 生产中加入 CaO 可节能减排 有关反应如下 2V2O5 l 5Si s 5CaO s 4V s 5CaSiO3 s H1 2096 7 kJ mol 1 已知 CaSiO3 s CaO s SiO2 s H 92 5 kJ mol 1 计算 2V2O5 l 5Si s 4V s 5SiO2 s H3 解析 1 由框图和题给已知条件可知 NaVO3和 NaAlO2都溶于水 所以浸出渣 B 为铁的氧化物 3 因为 H2SO4与 NaVO3反应生成难溶的 HVO3 而 NaAlO2与 H2SO4反应生成 硫酸钠和硫酸铝 所以得到 HVO3需要过滤 洗涤 如果不洗涤 则所得产物中可能含有的 金属阳离子是 Na Al3 操作 是使 HVO3受热分解得到 V2O5 则需要装置 D 4 V2O5溶 4 于 NaOH 类似于 Al2O3与 NaOH 的反应 5 对方程式依次编号为 5 H3 H1 5 H2 答案 1 Fe2O3 或 Fe3O4或 Fe2O3和 Fe3O4 2 H2SO4与 NaVO3反应生成难溶的 HVO3 HVO3包裹在一些烧渣的表面 阻碍了反应的 进行 从而降低了 HVO3产率 且使产生的 HVO3不纯 另外 铁的氧化物会和硫酸反应生成 铁离子 增加干扰离子 消耗硫酸 浪费资源 3 过滤 Na Al3 D 4 V2O5 2OH 2VO H2O 5 1634 2 kJ mol 3 跟踪练习 2 2013 广东市综合测试 二 32 硼酸 H3BO3 大量应用于玻璃制造行业 以硼镁 矿 2MgO B2O3 H2O SiO2及少量 Fe3O4 CaCO3 Al2O3 为原料生产硼酸的工艺流程如下 已知 H3BO3在 20 40 60 100 时的溶解度依次为 5 0 g 8 7 g 14 8 g 40 2 g 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 1 由于矿粉中含 CaCO3 浸取 时容易产生大量泡沫使物料从反应器溢出 故应分 批加入稀硫酸 该反应的化学方程式为 2 浸出液 显酸性 含 H3BO3和 Mg2 SO 还含有 Fe3 Fe2 Ca2 Al3 等 2 4 杂质 除杂 时向浸出液中依次加入适量 H2O2和 MgO 除去的杂质离子是 H2O2 的作用是 用离子方程式表示 3 浸取 后 采用 热过滤 的目的是 4 母液 可用于 回收硫酸镁 已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图 且溶液的沸点随压强增大而升 高 为了从 母液 中充分回收 MgSO4 H2O 应采取的措施是将 母液 蒸发浓缩 解析 1 产生的大量泡沫中含有气体 CO2 2 在酸性条件下 H2O2可将 Fe2 氧化为 5 Fe3 加入 MgO 是调节溶液的酸碱性而使 Fe2 Fe3 Al3 沉淀 3 热过滤是防止某些 溶解度受温度影响较大的溶质因温度降低而析出 由信息可知该物质是 H3BO3 4 由图像 可知 温度较高时析出的晶体是 MgSO4 H2O 而温度过高会使其失去结晶水 所以还应当 使用加压的方法 答案 1 CaCO3 粉末 H2SO4 CaSO4 H2O CO2 2 Fe3 Fe2 Al3 H2O2 2H 2Fe2 2Fe3 2H2O 3 防止温度下降时 H3BO3从溶液中析出 意思相同即可 例如 从 H3BO3溶解度数据可 知 温度较高时 H3BO3溶解度较大 不易从溶液中析出 4 加压升温结晶 三 无机框图推断与元素化合物性质三 无机框图推断与元素化合物性质 例 3 2013 高考命题研究专家原创卷 已知 A I 均为中学化学中的常见物质 它们之 间的转化关系如图所示 其中 A D 为金属单质 反应过程中需要或生成的水及其他部分产 物已略去 请回答以下问题 1 B 和 F 分别是 填化学式 2 写出下列反应的化学方程式 A 与 B 在高温下反应 H 在空气中转变为 I 3 E 溶液中所有离子浓度由大到小的顺序是 4 用离子反应方程式表示 G 溶液呈酸性的原因 该反应的平衡常数为 已知常温下 H 的溶度积常数Ksp 8 0 10 16 点拨 本题以无机框图为载体 考查无机物的性质及化学反应原理 意在考查考 生通过对实际事物 实验现象 实物 模型 图形 图表的观察 以及对自然界 社会 生产 生活中的化学现象的观察 获取有关的感性知识和印象 并进行初步加工 吸收 有序存储的能力 解析 1 根据框中转化信息及题干信息 可以确定 I 为氢氧化铁 A D 为金属 单质 根据 A 和 B 的反应条件就可以联想到铝热反应 推测 A D 为铝和铁 即 A 为铝 B 为氧化铁 C 为氧化铝 D 为铁 E 为偏铝酸钠 G 为氯化亚铁 F 为氢氧化铝 H 为氢氧化 亚铁 I 为氢氧化铁 3 偏铝酸钠水解使溶液呈碱性 所以溶液中离子浓度大小顺序为 c Na c AlO c OH c H 4 FeCl2溶液中 Fe2 发生水解 2 Fe2 2H2O Fe OH 2 2H 平衡常数K c2 H c Fe2 6 1 25 10 13 c2 H c2 OH c Fe2 c2 OH 10 14 2 8 0 10 16 答案 1 Fe2O3 Al OH3 2 Fe2O3 AlFe Al2O3 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 高温 3 c Na c AlO c OH c H 2 4 Fe2 2H2O Fe OH 2 2H 1 25 10 13 跟踪练习 3 2013 高考名校联考信息优化卷 18 A L 是由 6 种短周期元素组成的物质 各 物质之间有如下转化关系 已知 a C E 是气体单质 F 是日常生活中的常用金属 b B J 是氧化物 且 J 是能 使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 c 化合物 A D I L 的焰色反应为黄色 d 白色沉 淀 K 既溶于 H 溶液 又溶于 D 溶液 e 反应 是工业上生产 D 和 C 的重要方法 1 元素 C 在元素周期表中的位置是 D 的电子式为 2 写出有关反应的化学方程式 反应 反应 J 过量 3 I 溶液和 L 溶液混合能发生反应 其离子方程式为 4 A D G H 中能抑制水的电离的有 填化学式 解析 根据题意可知 J 是能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 知其为 CO2 化合物 A D I L 的焰色反应均 为黄色 说明 A D I L 均为 Na 的化合物 结合白色沉淀 K 既溶于 H 溶液 又溶于 D 溶 液 初步判断白色沉淀 K 为 Al OH 3 进而判断 F 为 Al 进一步推出 A 为 NaCl B 为 H2O C 为 Cl2 D 为 NaOH E 为 H2 F 为 Al G 为 AlCl3 H 为 HCl I 为 NaAlO2 J 为 CO2 K 为 Al OH 3 L 为 NaHCO3 答案 1 第三周期 第 A 族 2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 通电 3 NaHCO3 7 3 AlO HCO H2O Al OH 3 CO 4 NaOH HCl 2 32 3 点拨 本题考查无机框图推断 意在考查考生通过对实际事物 实验现象 实物 模 型 图形 图表的观察 以及对自然界 社会 生产 生活中的化学现象的观察 获取有 关的感性知识和印象 并进行初步加工 吸收 有序存储的能力 4 2013 福建省质检 24 硫化钠是重要的工业原料 1 高温时 等物质的量甲烷与硫酸钠在催化剂作用下恰好完全反应 制得硫化钠 反 应的化学方程式为 2 甲同学往某 Na2S 样品 含 Na2CO3 Na2SO4杂质 溶液中加入少量 BaS 溶液 产生白 色沉淀 过滤 向滤渣中加入过量盐酸 沉淀完全溶解 由此得出结论 相同温度下 Ksp BaCO3 Ksp BaSO4 沉淀溶于盐酸的离子方程式是 仅由上述实验无法判断 Ksp BaCO3 与 Ksp BaSO4 的大小关系 理由是 3 利用 Na2S 为沉淀剂由锌灰可制得 ZnS 锌灰经稀硫酸浸取后所得浸取液含 Zn2 Cd2 Al3 Fe2 Fe3 等 由该浸取液制备 ZnS 的工艺流程如图所示 步骤 i 所得滤渣中含有铝元素的物质为 填化学式 步骤 ii 所加 ZnO 的作用为 步骤 中得到 Cd 单质的离子方程式为 答案 1 CH4 Na2SO4Na2S CO2 2H2O 催化剂 高温 2 BaCO3 2H Ba2 CO2 H2O 沉淀的形成除了与 Ksp有关外 还与溶液中沉淀组成的离子浓度大小有关 3 Al OH 3 调节溶液的 pH 使 Fe3 形成 Fe OH 3沉淀 Cd2 Zn Cd Zn2 考点整合考点整合 1 重要的化工生产流程精要概括重要的化工生产流程精要概括 8 2 2 物质制备类化工生产流程题的解题策略归纳 物质制备类化工生产流程题的解题策略归纳 1 明确原始物质及目标产物 2 明确化工生产流程主线的特点 一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点 3 熟悉常用的操作方法及其作用 对原料进行预处理的常用方法及其作用 研磨 减小固体的颗粒度 增大固体与液体或气体间的接触面积 加快反应速率 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解 使可溶性金属离子进入溶液 不溶物通过过滤除去 灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化 如从海带中提取碘时的灼烧就是为了 除去可燃性杂质 煅烧 改变结构 使一些物质能溶解 并使一些杂质在高温下氧化 分解 如煅 烧高岭土 常用的控制反应条件的方法常用的控制反应条件的方法 调节溶液的 pH 常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 调节 pH 所需的物质一般应 9 满足两点 a 能与 H 反应 使溶液 pH 增大 b 不引入新杂质 例如 若要除去 Cu2 中混有的 Fe3 可加入 CuO Cu OH 2 Cu2 OH 2CO3等物质来调 节溶液的 pH 不可加入 NaOH 溶液 氨水等 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 控制压强 改变速率 影响平衡 使用正催化剂 加快反应速率 缩短达到平衡需要的时间 趁热过滤 防止某物质降温时会析出 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 4 熟悉中学化学中出现的重要的化工生产的生产原理 工艺设计原理 相关思想 知识细 节等 如工业合成氨 金属的冶炼 海水的开发利用 化石燃料的综合利用等 3 无机推断题的应对策略无机推断题的应对策略 1 焰色反应 Na 黄色 K 紫色 颜色反应 含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色 显色反应 酚类遇含 Fe3 的溶液呈紫色 2 雾或烟雾 在空气中出现白雾 HCl HF HBr HI NH3 浓 HNO3 燃烧出现白色烟雾 P 在 Cl2中燃烧 燃烧出现棕黄色的烟 Fe Cu 在 Cl2中燃烧 3 具有唯一性的现象 溶于水显碱性的气体只有 NH3 在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有 NO 在空气中能自燃的固体只有白磷 遇 SCN 显血红色的只有 Fe3 遇酚类显紫色的只有 Fe3 遇 Ba2 生成白色沉淀且不溶于盐酸的只有 SO2 4 遇 Ag 生成白色沉淀且不溶于稀硝酸的只有 Cl 4 常用到催化剂的反应 2KClO32KCl 3O2 2SO2 O22SO3 MnO2 V2O5 4NH3 5O24NO 6H2O N2 3H22NH3 催化剂 高温 高压 催化剂 2H2O22H2O O2 MnO2 5 以惰性电极电解电解质溶液得三种产物的反应 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 电解 2CuSO4 2H2O2H2SO4 2Cu O2 电解 6 快速制取气体的反应 简易装置如右图 10 制 O2 2H2O22H2O O2 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 MnO2 制 NH3 NH3 H2ONH3 H2O 生石灰 制 HCl 浓盐酸中慢慢加入浓硫酸 制 Cl2 2KMnO4 16HCl 浓 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O KClO3 6HCl 浓 KCl 3Cl2 3H2O 7 与水作用产生气体的反应 水 在框图推断题中常描述为 常温下为液本 单质 2Na 2H2O 2NaOH H2 2F2 2H2O 4HF O2 8 与碱反应产生 H2 金属单质 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 非金属单质 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 9 双水解且进行完全的反应 Al3 与 CO HCO S2 HS AlO易发生双水解反应 Fe3 与 2 3 3 2 CO HCO易发生双水解反应 但 Fe3 与 S2 HS 发生的是氧化还原反应而不是双 2 3 3 水解反应 10 既能与强酸 又能与强碱反应的物质 Al Al2O3 Al OH 3 弱酸弱碱盐 如 CH3COONH4 弱酸或中强酸的酸式盐 NaHCO3 NaHS NaHSO3 NaH2PO4 Na2HPO4等 氨基酸 11 其他特征 常温下 短周期元素中呈气态的单质 除稀有气体 H2 N2 O2 F2 Cl2 常见的同素异形体 金刚石和石墨 O2和 O3 白磷和红磷 地壳中含量居前四位的元素 O Si Al Fe 常温下呈液态的金属单质 Hg 非金属单质 Br2 11 常见的可燃性气体 H2 CO H2S CH4 C2H4 C2H2等 4 无机物的特殊性质和工业制法无机物的特殊性质和工业制法 解答此类题目的关键是要熟悉常见无机物的性质和用途 能够通过阅读题目信息 迅 速判断出符合条件的物质 并根据题目要求做出正确的推理 在复习中要注意进行专题总 结和记忆 1 重要无机物的特性重要无机物的特性 Br2是常温下呈液态的非金属单质 氢氟酸能与 SiO2反应而能雕刻玻璃 F2能与水剧烈反应生成氟化氢和氧气 冷 浓硫酸或浓硝酸能使铁 铝钝化 二氧化硫能使品红溶液褪色 褪色后的溶液受热后恢复红色 硅能与 NaOH 溶液反应放出氢气 淀粉遇 I2变蓝 氮气与氧气在放电的条件下化合生 成 NO Fe3O4具有磁性 2 重要无机物的工业制法重要无机物的工业制法 钠 电解熔融氯化钠 镁 电解熔融氯化镁 铝 电解熔融氧化铝 铁 CO 还原铁矿石 热还原法 氯气 电解饱和食盐水 硅 在高温下 用焦炭还原二氧化硅 盐酸 将氢气在氯气中燃烧所得的氯化氢溶于 水 硫酸 FeS2 或 S SO2 SO3 H2SO4 接触法 硝酸 NH3 NO NO2 HNO3 氨氧化法 方法归纳方法归纳 1 1 提纯类化工流程题的一般解题方法 提纯类化工流程题的一般解题方法 1 明确原料中含有的杂质和提纯需要得到的物质 2 阅读流程图 明确提纯的流程 3 明确常用的提纯方法 水溶法 除去可溶性杂质 酸溶法 除去碱性杂质 碱溶法 除去酸性杂质 氧化剂或还原剂法 除去还原性或氧化性杂质 加热灼烧法 除去受热易分解或易挥发的杂质 调节溶液的 pH 法 如除去酸性铜 溶液中 Fe3 等 4 明确常用的分离方法 过滤 分离难溶物和易溶物 根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法 萃取和分液 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质 如用 CCl4或苯 萃取溴水中的溴 蒸发结晶 提取溶解度随温度变化不大的溶质 如 NaCl 冷却结晶 提取溶解度随温度变化较大的溶质 易水解的溶质或结晶水合物 如 KNO3 FeCl3 CuCl2 CuSO4 5H2O FeSO4 7H2O 等 蒸馏或分馏 分离沸点不同且互溶的液体混合物 如分离乙醇和甘油 12 冷却法 利用气体易液化的特点分离气体 如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气 氢气 5 物质分离 提纯的原则 不增 不引入新的杂质 不减 不减少被提纯物 易分离 被提纯物与杂质容易分离 易复原 被提纯的物质易恢复原来的组成状态 2 解答无机框图题的方法解答无机框图题的方法 解无机推断题的关键在于寻找突破口 突破口又称 题眼 常见的突破口主要有以下 几类 1 1 特殊结构特殊结构 原子个数比为 1 1 的化合物通常是 H2O2 C2H2 C6H6 Na2O2等 A A 分子必然是 N2 三角锥形的分子是 NH3 PH3等 具有正四面体结构的有 CH4 CCl4 NH P4等 不含金属元素的离子化合物为铵盐 4 2 2 物质的特有颜色物质的特有颜色 常见的有颜色的物质 淡黄色固体S Na2O2 AgBr浅绿色溶液Fe2 红色固体Cu Cu2O蓝色溶液Cu2 紫黑色固体I2 KMnO4棕黄色溶液Fe3 红棕色粉末 Fe2O3 红色溶液 Fe SCN 3 黑色粉 末 晶体 MnO2 Fe3O4 CuS C CuO 橙色 橙红色溶液 溴水 红褐色沉淀 Fe OH 3 蓝色晶体 CuSO4 5H2O 白色沉淀 AgCl BaSO4 Mg OH 2 Al OH 3 等 红棕色气体 NO2 Br2 g 蓝色沉淀 Cu OH 2 黄绿色气体 Cl2 3 3 特殊的实验现象特殊的实验现象 H2在 Cl2中燃烧呈苍白色火焰 遇酚酞溶液变红色的气体是氨气 在空气中迅速由无色变为红棕色的气体是 NO 13 Cl2通入含 Br 的溶液中 会出现橙色 加入有机溶剂 在有机溶剂层出现橙红色 Cl2通入含有 I 的溶液中 会出现深黄色 加入有机溶剂 在有机溶剂层出现紫红色 遇 SCN 显红色或遇 OH 生成红褐色沉淀的离子是 Fe3 遇 BaCl2溶液生成不溶于稀 HNO3的白色沉淀 则溶液中可能含有 Ag 或 SO或 SO 2 4 2 3 遇 HCl 生成白色沉淀 则溶液中可能含有 Ag 或 SiO 2 3 使品红溶液褪色的气体可能是 Cl2或 SO2 但将褪色后的液体加热又复原的是 SO2 碘遇淀粉显蓝色 实验现象为 白色沉淀 红褐色的转化一定是 Fe OH 2 Fe OH 3 既能跟酸反应又能跟碱反应且生成气体的物质一般是 Al NH4HCO3 NH4 2CO3 NH4HSO3 NH4 2SO3 NH4 2S NH4HS 与碱反应产生气体的物质是铝 铵盐 产生的气体一般是 H2 NH3 与水反应产生气体的物质一般是 Na Na2O2 CaC2 Mg3N2等 4 4 特殊反应条件特殊反应条件 高温 铝热反应 制玻璃 烧石灰 炼铁 制水煤气 制粗硅 水蒸气与铁反应等 高温高压 催化剂 N2 3H22NH3 高温 高压 催化剂 加热 催化剂 2KClO32KCl 3O2 2SO2 O22SO3 MnO2 催化剂 4NH3 5O24NO 6H2O 放电 3O22O3 N2 O2 催化剂 放电 2NO 放电 或高温 5 5 特殊转化关系特殊转化关系 直线型转化 金属碱性氧化物碱盐 满足此关系的有 K Na Ca Ba 等 O2 H2O 酸 非金属酸性氧化物酸盐 满足此关系的有 C N S 等 O2 H2O 碱 ABC酸或碱 满足此关系的有 NH3 S N2 H2S C Na 等 O2 O2 H2O 交叉型转化 14 三角型转化 属于 单质 化合物 新单质 新化合物 置换反应 类型的反应有 A 单质同主族 2Na 2H2O 2NaOH H2 2C SiO2Si 2CO Cl2 2NaBr 2NaCl Br2等 高温 B 单质不同主族 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 H2S Cl2 2HCl S C H2O g CO H2等 高温 C 有过渡元素参加的常见置换反应 Fe 2H Fe2 H2 Fe Cu2 Fe2 Cu 15 5 能 三合一 的反应有 NH3 H2O CO2 NH4HCO3 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 6 常见的一种物质能分解生成三种物质的反应 该物质可能为 NaHCO3 NH4HCO3 NH4 2CO3 HNO3或 KMnO4 温馨提示 1 电解池阳极生成的气体一般是 O2 Cl2 阴极生成的气体一定是 H2 2 短周期元素中 气态非金属单质有 H2 N2 O2 F2 Cl2 常考 H C N O Na Mg Al Si S Cl 10 种元素外加长周期的 K 和 Ca 3 3 解无机推断题 解无机推断题 五步曲五步曲 审 找 析 验 答审 找 析 验 答 1 审 审清题意 从题干 问题 框图迅速浏览一遍 尽量在框图中把相关信息表示 出来 明确求解要求 2 找 找 题眼 即找到解题的突破口 此步非常关键 3 析 从题眼出发 联系新信息及所学的旧知识 大胆猜测 顺藤摸瓜 应用正逆向思维 发散收敛思维 横向纵向思维等多种思维方式 进行综合分析 推理 初步得出结论 4 验 验证确认 将结果放入原题检验 完全符合才算正确 5 答 按题目要求写出答案 易错警示易错警示 1 未掌握做化工工艺流程题的有效方法 1 不清楚化学工艺生产要解决的主要矛盾是什么 工艺生产主要解决的矛盾是 解决将原料转化为产品的生产原理 除去所有杂质并分离提纯产品 提高产量与产率 减少污染 考虑 绿色化学 生产 原料的来源既要考虑丰富 还要考虑成本问题 生产设备简单 生产工艺简便可行等工艺生产问题 易错警示易错警示 2 分析方法单一 缺乏变化 化工工艺流程题的解题方法常用的有以下几种 化工工艺流程题的解题方法常用的有以下几种 首尾分析法首尾分析法 对一些线型流程工艺 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 分段分析法分段分析法 对于用同样的原材料生产多种 两种或两种以上 产品 包括副产品 的工艺流程题 用 分段分析法更容易找到解题的切入点 交叉分析法 16 有些化工生产选用多组原材料 率先合成一种或几种中间产品 再用这一中间产品与 部分其他原材料生产所需的主流产品 这种题就适合用交叉分析法 就是将提供的工艺流 程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线 然后上下交叉分析 在解题时要善于变化 不拘泥于一种方法 3 不能规范作答 出现答非所问 表述不准确 不规范 化学名词出现错别字等情况 2 2 无机推断题易错警示 无机推断题易错警示 答非所问是考生解答此类试题经常出现的错误 因此在答题时必须注意 答名称 还是答符号 化学式 答离子方程式 还是化学方程式 答现象 还是答结论 答规律 还是答具体物质或具体内容 练习 1 根据下图海水综合利用的工业流程图 判断下列说法正确的是 已知 MgCl2 6H2O 受热生成 Mg OH Cl 和 HCl 气体等 A 过程 的提纯是物理过程 过程 通过氧化还原反应可产生 2 种单质 B 在过程 中将 MgCl2 6H2O 灼烧即可制得无水 MgCl2 C 过程 反应后溶液呈强酸性 生产中需解决其对设备的腐蚀问题 D 在过程 反应中每氧化 0 2 mol Br 需消耗 2 24 L Cl2 2 部分氧化的 Fe Cu 合金样品 氧化产物为 Fe2O3 CuO 共 5 76 g 经如下处理 下列说法正确的是 A 滤液 A 中的阳离子为 Fe2 Fe3 H B 样品中 Fe 元素的质量为 2 24 g C 样品中 CuO 的质量为 4 0 g D V 896 mL 解析 根据题意 3 2 g 滤渣一定是铜 而铜与 Fe3 不共存 则 A 项错误 最后的 3 2 g 固体为 Fe2O3 其中 Fe 元素的质量为 2 24 g B 正确 样品中 Cu 元素和 O 元素共 5 76 g 2 24 g 3 52 g 则 C 项错误 2 24 g Fe 元素不可能全是单质 故生成的氢气 的体积小于 896 mL D 错误 4 2013 广东卷 32 银铜合金广泛用于航空工业 从切割废料中回收银并制备铜化 17 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 该气体变色的化学反应方程式为 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 高温 4 若银铜合金中铜的质量分数为 63 5 理论上 5 0 kg 废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2 至少需要 1 0 mol L 1的 Al2 SO4 3溶液 L 5 CuSO4溶液也可用于制备胆矾 其基本操作是 过滤 洗涤和干燥 点拨 知识 Ag 的回收和 CuAlO2的制备等 能力 考查考生对化工流程的综合分析能力 试题难 度 中等 5 2013 全国课标 27 锂离子电池的应用很广 其正极材料可再生利用 某锂离 子电池正极材料有钴酸锂 LiCoO2 导电剂乙炔黑和铝箔等 充电时 该锂离子电池负极 发生的反应为 6C xLi xe LixC6 现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金 属资源 部分条件未给出 回答下列问题 1 LiCoO2中 Co 元素的化合价为 2 写出 正极碱浸 中发生反应的离子方程式 3 酸浸 一般在 80 下进行 写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程 18 式 可用盐酸代替 H2SO4和 H2O2的混合液 但缺点是 4 写出 沉钴 过程中发生反应的化学方程式 5 充放电过程中 发生 LiCoO2与 Li1 xCoO2之间的转化 写出放电时电池反应方程式 6 上述工艺中 放电处理 有利于锂在正极的回收 其原因是 在整个回收工艺中 可回收到的金属化合物有 填化学式 解析 从工艺流程入手 结合元素化合物性质 氧化还原反应原理分析解答问题 1 LiCoO2中 Li 为 1 价 O 为 2 价 故 Co 元素的化合价为 3 价 2 正极碱浸过程中 导电剂中 Al 箔与 NaOH 溶液反应 离子方程式为 2Al 2OH 6H2O 2Al OH 3H2 4 3 由流程知 正极碱浸 过滤 滤渣中 反应物 LiCoO2加入 H2SO4 H2O2后 产物有 Li2SO4 CoSO4 分析该反应知 Co 由 3 2 CoSO4中 Co 显 2 价 化合价降低 则只能 是 H2O2中 O 元素化合价升高生成 O2 配平 电子守恒 原子守恒 该化学方程式得 2LiCoO2 3H2SO4 H2O2Li2SO4 2CoSO4 O2 4H2O 反应温度在 80 H2O2易发生分解反应 2H2O22H2O O2 盐酸既具有酸性又具有还原性 盐 酸中的 Cl 被氧化生成氯气 氯气有毒 能污染空气 4 由流程知 沉钴 反应物为 CoSO4和 NH4HCO3 产物有 CoCO3 CoCO3中 CO 来自 HCO的电离 HCO H CO 由于 Co2 结合 CO使 HCO电离平 2 3 3 3 2 3 2 3 3 衡正向移动 溶液中 c H 增大 一部分 HCO发生反应 HCO H H2O CO2 故 3 3 反应方程式为 CoSO4 2NH4HCO3 CoCO3 NH4 2SO4 CO2 H2O 5 根据题干信息 充电时负极发生反应 6C xLi xe LixC6 放电时负极发生 LixC6 xe 6C xLi 结合 LiCoO2与 Li1 xCoO2的转化可知放电总反应为 Li1 xCoO2 LixC6 LiCoO2 6C 6 由于 Li 带正电荷 放电时 Li 向正极移动 进入正极材料 便于回收 从流程图 可看出 可回收到的金属化合物有 Al OH 3 CoCO3和 Li2SO4 答案 1 3 2 2Al 2OH 6H2O 2Al OH 3H2 4 3 2LiCoO2 3H2SO4 H2O2Li2SO4 2CoSO4 O2 4H2O 2H2O2 2H2O O2 有氯气生成 污染较大 4 CoSO4 2NH4HCO3 CoCO3 NH4 2SO4 H2O CO2 5 Li1 xCoO2 LixC6 LiCoO2 6C 6 Li 从负极中脱出 经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al OH 3 CoCO3 Li2SO4 19 点拨 知识 元素化合价 离子方程式及化学方程式的书写 元素化合物性质 氧化 还原反应原理 试题难度 较难 1 2013 浙江卷 13 现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐 钠 镁 钙 铁 的复合制剂 某同学为了确认其成分 取部分制剂作为试液 设计并完成了如下实验 已知 控制溶液 pH 4 时 Fe OH 3沉淀完全 Ca2 Mg2 不沉淀 该同学得出的结论正确的是 A 根据现象 1 可推出该试液中含有 Na B 根据现象 2 可推出该试液中并不含有葡萄糖 酸根 C 根据现象 3 和 4 可推出该试液中含有 Ca2 但没有 Mg2 D 根据现象 5 可推出该试液中一定含有 Fe2 解析 结合实验流程图 根据实验现象推测相应的实验结论 试液中加入 NaOH 溶液和 Na2CO3溶液 引入了 Na 过滤后的滤液进行焰色反应 观察到黄色火焰 只能证明滤液中 含有 Na 但不能说明该试液中含有 Na 应直接取该试液进行焰色反应 A 项错 葡萄糖 酸盐中不含 CHO 加入银氨溶液 水浴加热 不可能产生银镜 B 项错 若试液中只含有 Fe3 不含 Fe2 也能出现现象 5 不能说明该试液中一定含 Fe2 D 项错 调节 pH 4 过 滤所得滤液中加入 NH3 H2O 无沉淀 说明不含 Mg2 加入 Na2CO3溶液 产生白色沉淀 说明含有 Ca2 C 项正确 点拨 知识 物质的分离 离子的检验 能力 考查考生的化学实验基本操作与基本技能 试题难度 中等 2 2013 江苏卷 16 氧化镁在医药 建筑等行业应用广泛 硫酸镁还原热解制备高纯 氧化镁是一种新的探索 以菱镁矿 主要成分为 MgCO3 含少量 FeCO3 为原料制备高纯氧 化镁的实验流程如下 1 MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为 20 2 加入 H2O2氧化时 发生反应的化学方程式为 3 滤渣 2 的成分是 填化 学式 4 煅烧过程存在以下反应 2MgSO4 C2MgO 2SO2 CO2 800 MgSO4 CMgO SO2 CO 800 MgSO4 3CMgO S 3CO 800 利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集 D 中收集的气体是 填化学式 B 中盛放的溶液可以是 填字母 a NaOH 溶液 b Na2CO3溶液 c 稀硝酸 d KMnO4溶液 A 中得到的淡黄色固体能与热的 NaOH 溶液反应 产物中元素的最高价态为 4 写出该反应的离子方程式 解析 明确实验过程 提取有效信息 正确判断反应过程 1 MgCO3与稀硫酸反应时 MgCO3微溶于水 在写离子方程式时要写化学式 离子方 程式为 MgCO3 2H Mg2 CO2 H2O 2 因为菱镁矿中有 FeCO3 在酸溶时产生 Fe2 除去 Fe 元素需将 Fe2 氧化为 Fe3 通过调节溶液的 pH 生成 Fe OH 3从而除去 Fe3 所以加入 H2O2的目的是将 Fe2 氧化成 F