2020年高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 3.13 无机化工流程方面试题的解题方法与技巧

专题 3.13 无机化工流程方面试题 的解题 方法与技巧 考试方向化学工艺流程题是近几年高考命题的热点，它以工业生产实际为载体，以元素化合物知识为基础，综合考查化学实验基本操作，物质的性质、制备和转化，环境保护等知识，它将实验、元素化合物和化学理论有机地结合在一起，综合性强，是化学卷考查的重头戏。试题以流程图为背景，阅读量大，对信息的提取和处理能力要求较高。考查的知识全面，既要对双基熟练掌握，又要有应用知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力。内容要点1、无机化工流程题的特点无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以这类题成为近年来高考的必考题型。这类题常呈现的形式：流程图、表格、图像，这类题常围绕以下几个知识点进行设问：（1）反应速率与平衡理论的运用；反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等（2）氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；（3）利用控制pH分离除杂；（4）化学反应的能量变化；（5）实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；（6）)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；（7）环境保护与绿色化学评价。2、工业生产流程主线规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制方法技巧1、解答无机化工流程试题的程序基本步骤：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。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。具体为：（1）读题头，得目的，划原料明产品，解决“干什么”通过阅读题头，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，通过对比分析工业流程示意图中的第一种物质（原材料）与最后一种物质（产品），弄清从原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？阅读题干时要随手画出题目提供的一些课本上未出现过的诸如溶解度、物质的热稳定性和熔沸点等不知何用的信息，以便在后面阅读流程图和解题时随时调用。（2）读题干，析过程,看措施推用意，解决“怎么做”题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来。分析流程中的每一步骤的反应物是什么？发生了什么反应 ？利用了什么原理（氧化还原、溶解度、电离平衡、水解平衡、溶解平衡）？该反应造成了什么后果（除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？这些物质又是如何分离、提纯和循环利用的？如何体现绿色化学思想？）？每一步操作进行到什么程度最佳？在此过程中抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务，在回答相关操作的原因或目的时要从对产品的影响层面作答。我们把它分为三个层次：读得懂的；读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的；完全读不懂的。快读读得懂的，对于读得懂的，往往是常见的化学反应、化学实验操作等基础知识，是要求学生必须掌握的。出题者常在这些环节设问，让大部分学生都能得到这些分。因此要克服恐惧心理意识到，无论流程图如何复杂都会有简单的得分题。例如一些灼烧、水浸及过滤的目的。细读读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的，这部分需要运用已有的基础知识，根据学习过的化学反应原理，联系实验工业生产及题目信息等进行知识的整合方可得到结论的。对于这类部分要尽量去回顾课本知识，联系题目找到新旧知识的切合点，从而推导出结论。例如：有些离子方程式就需要运用氧化还原的知识去推导出来。对于完全读不懂的部分，很多时候则是为了使整个工艺流程完整而出现的一些工业术语等，阅读时可以先看看问题设置若没有涉及则大胆跳过。如:“反萃取”等词。这时主要看这一步的结果（重点关注其产物），“跟着感觉走”、“顺藤摸瓜”，用已学过的知识来“圆”这个结果。2、熟悉工业流程常见的操作与名词工业流程题目在流程上一般分为3个过程：（1）原料处理阶段的常见考点与常见名词加快反应速率溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸：与水接触反应或溶解浸出：固体加水(酸)溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解控制反应条件的方法（2）分离提纯阶段的常见考点调pH值除杂a控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？提示：先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3，再调溶液的pH到3.7。b调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。试剂除杂加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动萃取（3）获得产品阶段的常见考点：洗涤(冰水、热水)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。蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。重结晶（4）其他常见考点化学方程式实验仪器计算信息3、读题问，逐空填答，用语要规范，解决“怎么写”从化学原理的角度、用化学语言作答；要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析。具体答题要点如下：（1）答是所问：要看清题目要求，按要求答题。如：写离子方程式还是化学方程式；写物质的名称还是化学式等方程；式中反应物、产物的分子式书写要正确；尤其是化学方程式要配平，电极反应式和化学方程式一定要书写正确；正确使用等号或可逆符号；沉淀、气体、水溶液等符号要标明。（2）准确、规范：回答问题的要准确全面，注意语言表达的规范性，例如评价或比较实验方案时要全面考虑：反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；仪器、设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。（3）注意答题的完整性：要答到对产品生产的影响这一步！除杂：除去中的（只写“除杂”一类是不给分的）干燥：除去气体中的水蒸气，防止（4）注意归纳答题的套路：增大原料浸出率（离子在溶液中的含量多少）的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速（浓度、压强），增大气液或固液接触面积加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向（一般是有利于生成物生成的方向）移动温度不高于的原因 适当加快反应速率, 但温度过高会造成（如浓硝酸）挥发/（如H2O2、NH4HCO3）分解/(如Na2SO3)氧化或促进（如AlCl3）水解等，影响产品的生成从滤液中提取一般晶体（溶解度随温度升高而增大的晶体）的方法【蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤（冰水洗、热水洗、乙醇洗）、干燥】从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法（蒸发浓缩、趁热过滤 、洗涤、干燥）溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀（调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以避免引入新的杂质；pH分离时的范围确定、范围过小的后果或过大的后果）减压蒸馏（减压蒸发）的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3）受热分解挥发检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清夜中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2-3次检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若-，则沉淀洗涤干净冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的（如氧气）防止某物质被氧化经典题例析【例1】【2020安徽卷】硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备NaBH4，其流程如下：NaBO2（s）SiO2（s）Na（s）H2（g）NaBH4（s）Na2SiO3（s）Na2SiO3（s）溶液异丙酸（l）NaBH4（s）循环使用已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙酸（沸点：13）。（1）在第步反应加料之前，需要将反应器加热至100以上并通入氩气，该操作的目的是_，原料中的金属钠通常保存在_中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_，_，玻璃片和小刀等。（2）请配平第步反应的化学方程式：NaBO2+SiO2+Na+H2=NaBH4+Na2SiO3（3）第步分离采用的方法是_；第步分离（NaBH4）并回收溶剂，采用的方法是_。（4）NaBH4（s）与水（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25，101KPa下，已知每消耗3.8克NaBH4（s）放热21.6KJ，该反应的热化学方程式是_。【答案】（1）除去反应器中的水蒸气和空气，煤油，镊子、滤纸（2）系数为：1、2、4、2；（3）过滤，蒸馏（4）NaBH4（s）+H2O(l) = NaBO2（s）+H2(g) H=-216KJ/mol；【考点定位】本题属于工艺流程题，重点考查化学实验基础，如物质的保存、取用方法；混合物的分离提纯方法，如过滤，蒸馏等；此题还考查了氧化还原反应的配平和热化学方程式的书写。【名师点睛】工艺流程题往往题目字数较多，给学生造成畏惧心理，其实只要冷静应对，并不是太难。流程题主要考两点，一个是从混合物中分离和提纯物质，另一个就是从一种物质制取另一种物质，解决此题关键是掌握物质分离和提纯的实验原理和方法，同时掌握物质间的转化规律。解决此题关键还在于从题目中筛选有效信息，比如题目第三小问，因为题目要求回收溶剂，所以我们采用的分离方法应该是蒸馏，而不是蒸发结晶；在书写热化学方程式时应该注意以下几点：1.反应物和生成物的状态要注明；2.正确判断吸热反应和放热反应，即H的正负；3.反应热的计算要和化学计量数相关；3.反应热的单位等。【例2】硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4制备路线如下： 查阅资料：酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化。SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡， Sn相对原子质量为119回答下列问题：（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是 。（2）操作是 。（3）SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因 。（4）加入Sn粉的作用有两个：调节溶液pH 。（5）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是 。（6）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）： 将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn + 2HCl=SnCl2 + H2； 加入过量的FeCl3 ； 用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+，发生的反应为： 6FeCl2 + K2Cr2O7 + 14HCl =6FeCl3 + 2KCl + 2CrCl3 +7H2O 取1.226 g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K2Cr2O7溶液32.0 ml。锡粉中锡的质量分数是 。【答案】（13分）（1）第五周期第A族；（2）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。（3）SnCl2水解，发生SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解；（4）防止Sn2+被氧化； （5）Sn2+H2O2+2H+Sn4+2H2O；（6） 93.2% （3分）【考点定位】本题主要是考查SnSO4制备流程的知识。【名师点晴】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。跟踪训练1工业上常回收冶炼锌废渣中的锌（含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质，并用来生产ZnSO46H2O晶体，其工艺流程如下，有关氢氧化物沉淀时的pH如下表。氢氧化物Al（OH）3Fe（OH）3Fe（OH）2Zn（OH）2开始沉淀的pH3.31.56.55.4沉淀完全的pH5.23.79.78.0（1）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有_。（2）在“除杂”步骤中，需再加入适量H2O2溶液的目的是_。为使Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀完全，而Zn（OH）2不沉淀，应控制溶液的pH范围为_。为控制上述pH范围可选择加入的试剂或药品是_。AZnO B氨水 C固体NaOH DZnCO3（3）在“除杂”步骤中，加入Zn粉的作用是_。“操作A”的名称是_。（4）常温下，已知KspCu（OH）2=210-20，某CuSO4溶液里c（Cu2+）=0.02mol/L，如果要生成Cu（OH）2沉淀，则应调整溶液pH大于_。【答案】（1）烧杯、玻璃棒、漏斗 （2）将Fe2+完全氧化为Fe3+；5.25.4；AD（3）除去溶液中的Cu2+；冷却结晶 （4）5（3）在“除杂”步骤中，加入Zn粉的作用是除去溶液中的Cu2+。“操作A”的名称是硫酸锌溶液得到晶体的方法是利用加热蒸发浓缩，冷却结晶得到；（4）常温下，已知KspCu（OH）2=210-20，某CuSO4溶液里c（Cu2+）=0.02mol/L，如果要生成Cu（OH）2沉淀，QKsp，KspCu（OH）2=c（Cu2+）c2（OH）=210-20，c（OH）=10-9mol/L，c（H+）=10-5mol/L，pH=5，则应调整溶液pH大于5。【考点定位】本题主要是考查物质分离实验过程和分离原理的理解应用，除杂试剂选择和提纯物质方法，沉淀溶解平衡的计算应用等【名师点睛】分离提纯型探究实验评价题一般以物质的制备、分离、提纯为基础，考查基本的实验原理、实验方法和实验基本操作。在解题过程中需要注意题目提供信息的应用，特别是新物质的制备过程中，有一些特殊的性质（如易水解、熔沸点等），要善于联系课本相关的物质的性质和实验方法运用于解题。在复习备考中要对元素及化合物的性质进行梳理，从理论的角度进行升入分析，迁移和应用，要重视物质的性质，实验基本操作，物质的分离提纯。电化学类试题具有很强的规律性和策略性，在解题过程中需要不断总结，归纳。工艺流程中的实验分析：工艺流程的命题来源很广，与各个知识模块的结合点较多，因此分析工业生产工艺流程题时，应将流程路线，试题设问和理论知识有机结合起来，它常常结合工艺流程考查基本化学实验问题，可以说它是无机框图题的创新。流程的呈现形式有：操作流程；物质变化流程；装置流程。解题时首先要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向，其次依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应知其然，弄清有关反应原理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)知其所以然，最后联系储存的知识，有效地进行信息的利用，准确表述和工整书写。由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起来，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。物质制备化工生产流程的主线一般为2工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：（1）“酸溶”过程中Fe3O4发生反应的离子反应方程式为 ；（2）实验室实现“步骤”中分离操作所用的玻璃仪器有 、玻璃棒和烧杯等；步骤中应选用 试剂调节溶液的pH(填字母编号)。 A稀硝酸 B氢氧化钠溶液 C高锰酸钾溶液 D氨水（3）检验步骤已经进行完全的试剂是；（4）步骤的反应温度一般需控制在35以下，其目的是 ；（5）步骤中发生反应的化学反应方程式为 ；（6）步骤中，FeCO3达到沉淀溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8.5，c(Fe2+)110-6 molL-1。试判断所得的FeCO3中是否含有Fe(OH)2 (填“是”或“否”)，请通过简单计算说明理由。(已知：KspFe(OH)24.910-17) ；（7）欲测定硫铁矿矿渣中Fe元素的质量分数，称取ag样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤液中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体bg，测得该样品中Fe元素的质量分数为 。【答案】(1) Fe3O48H2Fe3Fe24H2O（2分） (2)漏斗（1分） D（1分）(3)KSCN溶液（或其他合理答案）（1分） (4) 防止NH4HCO3分解，减少Fe2+的水解（2分）(5)4FeCO3+ O22Fe2O3+ 4CO2（2分） (6) 否（1分） 溶液中c(Fe2+)c(OH)21106(1105.5) 2 11017KspFe(OH)24.910-17，故无Fe(OH)2沉淀生成（2分） (7)7b/10a（2分）（5）煅烧FeCO3生成Fe2O3，FeCO3是还原剂，则氧化剂是空气中的O2，根据元素守恒和氧化还原反应原理，另一生成物为CO2，所以化学方程式为：4FeCO3+ O22Fe2O3+ 4CO2。（6）溶液的pH为8.5，则c(H+)=108.5molL1，c(OH)=Kw/ c(H+)=10-14/108.5 molL1=105.5 molL1，所以溶液中c(Fe2+)c(OH)21106(1105.5) 2 11017KspFe(OH)24.910-17，故无Fe(OH)2沉淀生成。（7）最后所得残留固体为Fe2O3，根据Fe元素守恒，样品中的Fe元素质量为：bg112/160=7b/10，则该样品中Fe元素的质量分数为7b/10a。【考点定位】考查化学流程的分析、基本仪器与基本操作、方程式的书写、Ksp的应用、化学计算。【名师点晴】对近年的高考试题进行分析，不难发现，无机化合物的制备试题很多都是将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查考生的综合能力。这类试题一般都是比较大型的推断、实验设计和探究类试题，这是高考中一个重要的热点。统览整体、截段分析是做“化工流程”题的主要方法。统览整体就是对一些线型工艺流程试题，对比分析流程图中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、提纯产品的化学工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。截段分析就是针对题目所涉及的问题在流程中的呈现位置进行截段，做重点分析，分析时，也要注意“前扯后挂”，不要“断章取义”。 解题时首先要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向，其次依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应知其然，弄清有关反应原理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)知其所以然，最后联系储存的知识，有效地进行信息的利用，准确表述和工整书写。由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起来，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。3高纯度氧化铝有广泛的用途，某研究小组用以下流程制取高纯度氧化铝：根据上述流程图填空：（1）“除杂”操作是加入过氧化氢后，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+。请写出在除去Fe2+离子的过程中，发生的主要反应的离子方程式 。（2）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是 。（3）“结晶”这步操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热，然后冷却结晶，得到铵明矾晶体（含结晶水）。母液不能蒸干的原因是 。（4）“分离”操作的名称是 （填字母代号）。A蒸馏 B分液 C过滤（5）铵明矾晶体的化学式为NH4Al（SO4）212H2O，在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，离子浓度最大的离子是 ，离子浓度最小的离子是 。【答案】（1）2Fe2+H2O2+4NH3H2O=2Fe（OH）3+4NH4+ （2）抑制（防止）Al3+水解 （3）减少可溶性杂质的析出及Al3+水解 （4）C （5）SO42 OH【考点定位】本题主要是考查物质制取的知识，包括反应条件的选择、离子方程式的书写、溶度积常数的应用、盐的水解、离子浓度的大小比较的知识。【名师点晴】制备型工艺流程题的解题策略：（1）明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素及化合物知识，善于从质量守恒原理的角度分析未知物质，寻找解题的突破口。箭头进入的是投料(反应物)，箭尾是生成物。（2）注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择。读懂流程图，写出主要的化学反应方程式或制备原理。（3）要解决一个物质的制备、合成等实际的化学问题往往从成本角度、环保角度、现实角度等多角度考虑。即：加入什么物质发生什么反应如何分离箭头指向为加入物质，指出为生成物质根据反应的基本原理（氧化还原反应、离子反应），写出方程式。实验基本操作，根据物质的状态、性质进行规范答题根据分析，规范作答，准确表达。4七铝十二钙（12CaO7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：（1）煅粉主要含MgO和 ；用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，该工艺中不能用（NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是 。（2）滤液I中的阴离子有 （忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入CO2，会生成 ，从而导致CaCO3产率降低。 （3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为 。（4）电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为 。【答案】（1）CaO；加入（NH4)2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少。（2）NO3、OH；Ca(HCO3)2 ; （3）2OH+Al2O32AlO2+H2O （4）2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2（4）电解制备Al（OH）3时，电极分别为Al片和石墨，Al作阳极，石墨作阴极。Al在阳极放电，溶液中的H+在阴极放电，破坏了水的电离平衡，使的溶液中的OH浓度增大，与产生的Al3+结合生成Al（OH）3，总反应方程式为：2Al+6H2O 2Al（OH）3+3H2。【考点定位】本题主要考查学生对利用物质的性质和物料守恒进行对化工流程的分析，涉及到溶度积的应用、物质的分离、物质的性质电极、电极反应的书写等。【名师点晴】电极反应式的书写“二判二析一写” 二判：判断阴阳极；判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。二析：分析溶液中离子的种类；根据离子放电顺序，分析电极反应。一写：根据电极产物，写出电极反应式。5下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。结合铝生产的流程图回答下列问题：（1）工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是_(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品_(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。（2）在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是_（3）在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Al2OF62，写出该反应的离子方程式_。若电解的总反应为2Al2O3+3C3CO2+4Al，则阳极的电极反应式为_。（4）冰晶石能在碱性溶液中分解，写出冰晶石与足量NaOH溶液反应生成两种钠盐的化学方程式_。（5）已知生产1mol铝消耗的电能为1.8x106J，9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ，则铝制饮料罐的热回收效率=_。（热回收效率= 回收能量/生产耗能x100%）【答案】（1）Al2O3（2分）；碳素材料（2分）（2）降低Al2O3的熔融温度，减少熔融电解质的能耗（2分） （3）Al2O34AlF63=3Al2OF626F（2分）；C+2 Al2OF62+12F4e=CO2+4 AlF（2分）（4）Na3AlF4NaOH=6NaFNaAlO22H2O（2分） （5）0.033%（3分）【解析】试题分析：（1）铝土矿的主要成为为氧化铝，化学式为Al2O3；能做电极材料的为能导电的材料，煤干馏得到碳，所以为碳素材料。（4）冰晶石与足量氢氧化钠溶液反应生成两种钠盐分别为偏铝酸钠和氟化钠，结合原子守恒配平方程式为Na3AlF4NaOH=6NaFNaAlO22H2O。（5）已知生成1摩尔铝消耗的电能为1.8x106J，9克铝制饮料罐消耗的电能=9/271.8x106J，则铝制饮料罐的热回收效率=0.2/（9/271.8x103）=0.033%。【考点定位】本题主要是考查金属回收与环境资源的保护，金属冶炼的一般原理 【名师点睛】金属的冶炼规律1活泼金属的冶炼（1）钠、镁、铝等活泼金属，常采用电解其熔融状态的卤化物的方法冶炼（通直流电）。例如：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2MgCl2(熔融) Mg + Cl22Al2O3(熔融)4Al + 3O2（2）对于金属钾、铷等，工业上还运用勒夏特列原理进行冶炼：2中等活泼金属的冶炼（1）火法冶炼对于锌、铁、钨、铜等中等活泼金属，工业上常采用焦炭、CO、H2、Al粉等还原剂，在高温下还原它们的氧化物的方法冶炼。3不活泼金属的冶炼金、银、铂等不活泼金属在自然界有少量以游离态形式存在，可直接采用物理方法（如淘金等），而汞等不活泼金属可用还原剂还原法或热分解法冶炼。例如：2HgO2Hg + O26.海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合利用的流程图如下。（1）粗盐中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42及泥沙等杂质，需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有：加入过量的Na2CO3溶液；加入过量的BaCl2溶液；加入过量的NaOH溶液；调节溶液的pH等于7；溶解；过滤； 蒸发。正确的操作顺序是 （填写序号字母）。A B C D（2）NaCl做原料可以得到多种产品。工业上由金属钠制备过氧化钠的方法是：将金属钠迅速升温至熔化，并控制温度在300400，通入经处理过的空气可制得过氧化钠，处理空气的目的是 。工业生产中因温度过低而得不到纯净的过氧化钠，你认为可能含有的杂质是 (填化学式)。 实验室用惰性电极电解100 mL0.1 mol/LNaCl溶液，若阴阳两极均得到112 mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为（常温下） （忽略反应前后溶液的体积变化）。 电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式： 。（3）分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品。 粗产品的溶液中含有Na+、Fe2+、Fe3+和Mn2+，需将Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为沉淀除去。因此先向溶液中加入一种上述（1）中得到的物质NaClO，然后控制溶液的pH为 。 由MgCl26H2O晶体制备无水MgCl2的方法是 。【答案】（14分）（1）D（2分）；（2）防止过氧化钠与空气中的二氧化碳和水蒸汽反应（2分）；Na2O（2分）；13（2分） NaCl+H2O NaClO+H2（2分）；（3）9.8PH10.0（2分）；在HCl气流