无机化工流程题解题策略.

1、无机化工流程题复习策略与解题方法指导一、工艺流程题的题型特点1、工艺流程题的结构：分题头、流程图和问题三部分。2、试题背景：以某种重要化工产品的工业生产为背景设计流程图。3、考查的知识面广，综合性较强。常考的知识点包括: 元素化合物的性质:物质转化的条件和反应 基本理论和原理:a：化学反应：氧化还原反应和离子反应 b：电化学：原电池和电解池的电极反应 c：化学平衡、水解平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡 常见的实验基本操作；物质的分离提纯等 母液的循环利用：环保意识和绿色化学知识等。:、无机化工流程试题常常在哪些地方设问?反应速率与平衡理论的运用 氧化还原反应的判断、方程式书写;化学反应条件的控制。

2、控制pH、温度; 利用溶解度分离； 流程中的物质转化和资源的循环利用;1=实验基本操作（除杂、分离、检验、洗涤、干燥等）绿色化学生产、环境保护等3三规律方法:1、认真读题：将题目从头到尾浏览全题2、仔细分析：理清下列关系： 原料与产品：从某原料出发，原料含有哪些杂质？ 最终产品是什么？要得到最终产品，必须除去什么 物质、引进什么物质？从原料到产品依次进行了什 么反应？ 步骤与目的：加入某种试剂，采取这样的方法， 其目的是什么？ 一般只考虑后面提问有关的步骤 其他不必清楚。 感觉与结果：有的步骤不能读懂，这时主要看这 一步的结果，“跟着感觉走”、用已学过的知识 来“圆”这个结果，“难得糊涂”。

3、信息与迁移：所给信息一定有用，而且一定用到,有时还需分解、重组、迁移到本题中来。453、大胆回答：大多数提问用所学知识便可直接回答 ,但个别地方往往有悖所学知识，这时就要考虑产 物、环保、产量、成本等等。4、关注流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问等 从中获取信息，并在下一步分析和解题中随时进行 联系和调用。5、阅读题目提出的问题，带着问题分析流程图，从问题 中获取信息帮助解题#四、工业生产流程主线与核心仁化学工艺流程一般分3个阶段：前期的原料预处理T T中期的核心反应T T后期 的产品分离提纯，原料预处理二“,忑分离中期核心辅利控制反应条件排放物 无害化 处理T核心反应F循环利规律：主线

4、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1、(1)(2)原料处理阶段的一些常见措施的作用: 粉碎或研磨：增大接触面积，加快反应（溶解） 速率，增大原料的转化率。溶解：通常用酸溶（如硫酸、盐酸等）、碱溶、水溶把固体转化为离子酸浸:水浸:碱溶: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。 在碱溶液中反应使总溶性金属离子进入溶液 不溶物通过过滤除去的溶解过程。 可以用NaOH和Na2CO3去油污，去铝片氧化 膜，溶解铝、二氧化硅、调节pH（3）灼烧、焙烧、锻烧：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 如从海蒂

5、中榻取碘可以灼烧2、控制反应条件的方法pH值的控制：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物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)2839.8若要除去M/+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做？ 调节pH的目的：使杂质离子转化为沉淀而除去，同时目标离子 未转化为沉淀8调节pH所需的物质调节pH所需的物质一般应满足两点：a、能与H+反应，使溶液pH值增大；b、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。温度控

6、制:III加热（升温）的目的：A：加速溶解、加快反应速率、促进平衡向某方向移动B：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。要防止某些物质高温分解如NaHg、H2O2 NH4HCO3 KMnO4 HNO3等C：催化剂的催化活性有一定的适宜温度冰水中或降温目的：防止某些物质高温分解浓度控制：加快反应速率133、获得产品阶段分离与提纯的常考点 (D过滤：分离难溶物和易溶物趁热过滤的目的：防止某物质降温时会析出, 减少结晶损失；提高纯度(2) 萃取和分液：(3) 结晶：结晶有几种方法:A：加热浓缩、冷却结晶：适用于带结晶水物质的析出(CuSC45H2O)、溶解度随温度变化大

7、的(KNO3)B :蒸发结晶适用于溶解度受温度影响小的溶质(NaCI) C：重结晶(重复冷却结晶)15由溶液得到晶体的方法（操作）（1）由NaCl溶液得到NaCl晶体：蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥（2）由CuSO4溶液得到CuSO4.5H9O晶体：蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤、洗涤、干燥（3）由FeCLp Al型（可水解的氯化物）溶液，得到Aid?晶体 的方法：在干燥的氯化氢气流中加热蒸干。（注意：通入氯化氢的目的是：抑制A0离子的水解，同时 将加热过程产生的水蒸汽带走。）思考：MgCl2.6H2O到无水MgCl2的操作？混合溶液的分离提纯方法：（例：KNO3的溶解度受温度变化大；NaCl溶解度受

8、温度变化不大）（1）要得到KNO3晶体：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥（2）要得到NaCl晶体：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥。17(4) 洗涤：冰水洗涤、乙醇洗涤A：冰水洗涤目的：洗去杂质离子，减少晶体洗涤过程中溶解的损耗B:乙醇(有机溶剂)洗涤目的： 洗去杂质离子，减少晶体洗涤过程中溶解的损耗 乙醇易挥发，使产品快速干燥(5) 蒸馅或分馆：分离沸点不同且互溶的液体混合物如：乙醇和甘油(6) 加1氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去(沉淀)的离子，女口：溶液中有F/+时5注重答案的文字叙述规范(1)洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馅水至浸没沉淀，待水自然 流下后，重复以上操作23次。从溶液中得

9、到晶体:蒸发浓缩一冷却结晶一过滤一洗涤 干燥。(3) 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”等一类万金油式的回答是不给 分的。(4) 看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意 配平。(5) 检验沉淀是否洗干净：取最后一次洗涤液，加 入xx试剂，出现什么现象，从而鉴别某一种离子“趁热过滤”的原因是 防止降温甲酸铜结晶而损失 用无水乙醇洗涤晶体的目的除去甲酸弄歳少甲酸铜晶体损失。NaOH溶液固体废料CU “澡出”步骤中，为提富镇的澡出率，可采取的（要求写岀两条丿o适当提高反应温度（或其他合理答案）适当增加硫酸戒度，边加硫験边攪拌，多次浸取17“卤块”的主要成分是

10、MgCl2,此外还含Fe叭Fe2+Mn2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽 量不含杂质，而且成本较低，T湮浦 烧碱隘瀏的资料填写空白。卤块M FeFe2+Mn2+巫西丫，过滤Mg2+ h=9.8Fe3+ Mn2+祈淀物|纯碱Mg2+牛滤液二亍沉淀物加水 煮沸4沉淀物表1生成氢氧化物沉淀的pH表2原料价格表物质开始沉淀沉淀完全物质价格（元吨J）Fe(OH)32.73.7漂液(含25.2%NaClO)450Fe(OH)27.69.6 双氧水（含30%H2O2）2 400Mn(OH)28.39.8烧碱（含98%NaOH）2 100* r e9.6/ 1

11、11JU D 七 n J 卜11.1沖d600 生成両6h）3沉淀除去。（2013福建卷）24.二氧化氯（C1O2）是一种高效、广谱、 安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产Cl）2方法。该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下 电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2o工艺中可以利用的单质有旦二a（填化学式），変生器中生 成CIO?的化学方程式为:oNaCl食盐水氯化钠I NaClO.O二氧化氯 电解槽补充Cl?I:1=AC1O2发生器HC1A氯化氢V 合成塔-NaClO3+HClClO2t+H2 /Cl2T(?)+NaCl2NaClO3+4HC

12、l=2ClO2T+Cl2t+2NaCl+2H2O二、热点题型探究热点1碱金属及其矿物的开发利用【例1】(2012广东理综，32)难溶性杂卤石(K2SO4MgSO4-2CaSO4-2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO4-2CaSO4-2H2O(s)Ca2+2K+Mg2+4SOf+2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下:硫酸钾Ca(OH)j溶液齐渣 |書T丿浸滤液T除杂卜凄盘誓鲁滤渣主要成分有 Mg(0H)2 和CaSC4以及未溶杂卤石。用化学平衡移动原理解Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:加入Ca(0H)2溶液

13、，Mg2+与OhT结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2+浓 度减小，平衡正向移动，K+增多O(3)“除杂”环节中，先加入空！溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入溶液调滤液pH至中性。【迁移应用1】KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤:CaSO4CO2曲1反应I中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1 ： 2,该反应的化学方程式为CaSO4+2NH4HCO3=CaCO3 I + (NH4)2SO4+H2O+CO2 t(2) 反应II需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是加快化学反他速率， 分离N HQ与K2SO4,从反应IV所得混合物中分离出CaSO4

14、的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的 是防止KN03结晶，提高KN03的产率。(3) 检验反应II所得K2SO4中是否混有KC1的方法是：取少量K2SO4样品溶解于水，加入Ba(NC3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCI(4)整个流程中，可循环利用的物质除(NH4)2SO4,还有 CaSO。、K憫化学 式)。(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取AI2(SO4)3,需消耗质量分数98%的硫酸热点2镁、铝及其矿物的开发利用例2铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是AI2O3和少量的Si。?、Fe2O3杂质)是工 业上

15、制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取AI2(SO4)3和鞍明矶晶体 NH4AI(SO4)2-12H2O的工艺流程如图所示：过量盐酸过量烧碱足量CO2铝 矿请回答下列问题：固体a 需驚滤液c足量稀硫酸(1)固体a的化学式为 si。： HI中通入足量CO?气体发生反应的离子方程式为AIOI+CO2+2H2OHCQT+A1(OH)3 4(2)由V制取钱明矶溶液的化学方程式为Ag I 4H2g I时b2NI-1 AI(SO ) +3I I 0从钱明矶溶液中获得钱明矶晶体的实验操作依次为(填操作2必礬场结晶、过滤洗涤。蒸发浓缩（密度 1.84 g-cm-3）LW詡一位小数)若同时制取钱明矶和

16、硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得 的钱明矶和硫酸铝的物质的量之比为1 ： 1,则投料时铝土矿中的AI2O3和H2SO4的物质的 量之比为o “解析 铝土矿中AI2O3和Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以 固体a的化学式为SiO2o AI2O3溶于烧碱生成NaAKh溶液，在其中通 入co2生成ai(oh)3沉淀。(2)AI(OH)3分解生成AI2O3, AI2O3与稀硫酸、氨气反应生成鞍明矶溶液。98X3X360(3XAI2O3) = 1 000 kgX36% = 360 kg, w(H2SO4)77kg =1 037.6 kg,需消耗质量分数98%的硫酸(密

17、度1.84 g-cm-3)=575.4X103 mL = 575.4 Lo10376X103g1.84 g-mL_1X98%(4)设制得的A12(SO4)3和NH4A1(SO4)212H2O的物质的量都是1 mol, 则Al共3 mol, SO亍共5 mol,根据铝元素和SO話守恒原理可得，加3入A12O3和H2SO4的物质的量之比为-：5 = 3 ： 10。一I方法技巧I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

18、理形 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，从中找出将原料转化为产品和除去原材料中历 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，围综 、生产主线所设计的系列问题也就可以解答了。【迁移应用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）和绿矶（FeSO47H2O）,主要工艺流程如下。烧渣足量02h2so4溶液A 固体 W(S.SiO2 等)蔦勢1溶液理許蠶亍聚铁 溶液Y牙绿矶（1）将过程产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是亠92_。A.品红溶液B.紫色石蕊试液C.酸性KM11O4溶液D.漠水过程中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S过程中需加入的物质是铁粉 O(4) 过程中,蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外,还需要蒸发皿、玻璃棒。(5) 过程调节pH可选用下列试剂中的C(填序号)。A稀硫酸BCaCO3CNaOH溶液过程中，将溶液Z加热到7080 C,目的是一促进F3-的水解。(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。用分析天 平称取