化学一轮复习导学案学案29无机工艺流程题的解答技巧

1、学案 29无机工艺流程题的解答技巧一、题目特点无机工艺流程题已逐步成为高考试卷的主角，特别是201x 年的高考中， 全国 14 套理综化学 试卷，纯粹的无机工艺流程题有6 道其中江苏卷18 题、20 题都是无机工艺流程题， 试验室模拟的有3 道；该类型题目的特点是：1.试题源于生产实际，以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问，充分表达了理论与实践相结合的观点；2.试题内容丰富，涉及基础学问较为全面，较好地考查同学对“双基”的把握情形；3.题目难度为中等以上，分值较大，区分度强；二、题目类型从化工工艺分，可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；从生产过程中的主要工序分，可分为除杂提纯工艺流程

2、题如海水提纯 、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源 能源 综合利用工艺流程题；按资源的不同，分为空气资源生产的工艺流程题如合成氨 、利用水资源生产的工艺流程题如海水提溴、镁、氯碱工业等、利用矿产资源生产的 工艺流程题 如工业制h 2so4、炼铁、炼钢等 、化石燃料生产的工艺流程题等；三、学问贮备1娴熟把握中学化学中重要的化工生产原理列举如下 化学工业主要原料：空气、化石燃料、水合成氨反应原理高温c h2o g =co h 2催化剂h2o g co=co2 h2高温、高压工业n2 3h 2催化剂2nh 3主要设备：合成塔主要生产过程：原料气制备净化压缩合成分别主要原料：空气、黄铁矿硫

3、铁矿或硫磺、水反应原理硫酸与设备工业高温4fes2 11o2=2fe2o3 8so2 沸腾炉催化剂2so2 o22so3 接触室so3h 2o=h 2so4 吸取塔生产过程： so2的制取净化so2 的氧化 so3的吸取化学工业主要原料：饱和食盐水阴极： 2h 2e=h2电极反应反应阳极： 2cl 2e =cl 2氯碱工业原理总反应： 2nacl 2h h2 cl 2电解2o=2naoh主要设备：离子交换膜电解槽 生产过程：粗盐水精制电解主要原料：石灰石、石英、纯碱玻璃工业反应原理高温caco3sio 2=casio3 co2高温na2co 3 sio2=na2sio3 co2主要成分： na

4、2o·cao·6sio 22娴熟把握分别、提纯的试验技能，如溶解、过滤、蒸馏、结晶、重结晶等；3娴熟把握化学运算的方法技巧，如守恒法、关系式法、差量法等；四、解题思路无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：一是挑选将原料转化为产品的生产原理；二是除杂并分别提纯产品；三是提高产量和产率；四是削减污染，留意环保，进展“绿色化学”；五是考虑原料的来源丰富和经济成本；六是生产设备简洁，生产工艺简便等；命题者环绕以上几方面设问，我们的解题思路是：(1) 从生产目的 标动身， 读懂框图 流程 ；解答时要看框内，看框外， 里外结合； 边分析，边摸索，易处着手；先局部，后全盘，逐步深化；

5、(2) 分析流程中的每一步骤，从几个方面明白流程：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了获得产品；(3) 从问题中猎取信息，帮忙解题，明白流程后着手答题；对反应条件的分析可从以下几个方面着手：对反应速率有何影响、对平稳转化率有何影响、对综合生产效益有何影响如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境爱护等方面考虑 ；五、典例导悟典例导悟 1利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理； 一染料工业排放的废水中含有大量有毒的no 2 ，可以在碱性条件下加入铝粉除

6、去加热处理后的废水会产生能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝的气体 ；除去no 2 的离子方程式为 ； 二某工厂对制革工业污泥中cr元素的回收与再利用工艺如下硫酸浸取液中金属离子主要是 cr3 ，其次是fe3 、fe2、al 3 、ca2 、mg 2 ：常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的ph 见下表：fe3fe2mg 2al 3cu 2cr31.97.04.7阳离子开头沉淀时的 ph 沉淀完全时的 ph3.29.011.186.79 9 溶解(1) 酸浸时，为了提高浸取率可实行的措施是 至少写一条 ；(2) 调 ph 8 是为了除去 填3 、al 3、ca2 、mg 2 ；fefe(3) 钠离子

7、交换树脂的原理为m n nnar mrn nna，被交换的杂质离子是 填3 、al 3 、ca2 、mg 2 ；(4) 试配平氧化仍原反应方程式：na2cr2o7so2h2o=crohh 2o 5so4na2so4；每生成1 mol crohh2o 5so4 消耗 so2 的物质的量为 ； 三印刷电路铜板腐蚀剂常用fecl；腐蚀铜板后的混合溶液中，如cu2 、fe3和 fe232的浓度均为0.10 mol ·l 1，请参照上表给出的数据和供应的药品，简述除去cucl和 fe2 的试验步骤：溶液中 fe3 ； ；过滤； 供应的药品： cl 2、浓 h2so4、naoh 溶液、 cuo、

8、 cu；典例导悟 22021 ·江苏，20 以水氯镁石 主要成分为mgcl 2·6h 2o 为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：h 2o水氯溶nh 3 预nh 3、nh 4hco 3沉滤液过碱式镁石 解 氨 化 淀镁 热水解滤 碳酸镁 113·(1) 预氨化过程中有mgoh沉淀生成， 已知常温下mgoh的 k 1.8× 10moll23，如溶液中coh 3.0×61 ，就溶液中cmg 2l ；2sp10mol ·(2) 上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为 ；(3) 高温煅烧碱式碳酸镁得到mgo ；取碱式碳酸镁4.66

9、 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.0 g 和标准状况下co 2 0.896 l ，通过运算确定碱式碳酸镁的化学式；(4) 如热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有mgco 3 ，就产品中镁的质量分数 填“上升”、“降低”或“不变”；典例导悟 32021 ·福建理综， 24 硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料；工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是znco 3，并含少量的fe2o3、feco3、 mgo 、cao 等，生产工艺流程示意如下：(1) 将菱锌矿研磨成粉的目的是 ；(2) 完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：feoh 2 feoh 3cl =(3) 针铁矿 coethi

10、te 是以德国诗人歌德coethe名字命名的，组成元素是fe、o 和 h ，化学式量为89，化学式是 ；(4) 依据下表数据，调剂“滤液2”的 ph 时，理论上可选用的最大区间为 ；10.46.412.48.010.5mgoh 2znoh 2mgco 3caco3开头沉淀的 ph 沉淀完全的 ph 开头溶解的 phk5.6× 10 126.8× 106 mol 22.8× 109spmol3 3·l·l·2mol 2 l 2(5) 工业上从“滤液3”制取 mgo 过程中，合适的反应物是a大理石粉b石灰粉c纯碱溶液d烧碱溶液 选填序号

11、；(6) “滤液 4”之后的操作依次为 、 、过滤、洗涤、干燥；(7) 分析图中数据，菱锌矿粉中znco 3 的质量分数不低于 ；典例导悟 42021 ·四川理综， 29 四川攀枝花隐藏丰富的钒、钛、铁资源；用钛铁矿渣主要成分为tio 2、feo、fe2o3、ti的最高化合价为4作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：请回答以下问题：(1) 硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是 ；(2) 向滤液中加入铁粉，发生反应的离子方程式为 、 ；(3) 在实际生产过程中，向沸水中加入滤液，使混合液ph 达 0.5，钛盐开头水解；水解过程中不断通入高温水蒸气，维护溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析

12、出水合二氧化钛沉淀；请用所学化学平稳原理分析通入高温水蒸气的作用： ；过滤分别出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、 、 、 填化学式 ，削减废物排放；4a 可用于生产红色颜料fe2o3，其方法是： 556a kg a 摩尔质量为278 gm·ol 1溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3 336 b kg a 和 112c kg 铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量fe2o3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料；如所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，就理论上可生

13、产红色颜料 kg ；典例导悟 52021 ·上海， 27工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：abnh 3co2e 粗过 盐 沉 淀 滤 水氨化 碳酸化过煅纯滤 烧 碱cd完成以下填空：(1) 粗盐水加入沉淀剂a 、b 除杂质 沉淀剂 a 来源于石灰窑厂，写出 a 、b 的化学式：a ， b ；(2) 试验室提纯粗盐的试验操作依次为：取样、 、沉淀、 、 、泠却结晶、 、烘干；(3) 工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是 ；碳酸化时没有析出碳酸钠晶体；其缘由是 ；(4) 碳酸化后过滤，滤液d 最主要的成分是 填写化学式 ，检验这一成分的阴离子的详细方法是： ；(5) 氯碱法流程中

14、氨是循环使用的，为此， 滤液 d 加入石灰水产生氨；加石灰水后所发生的反应的离子方程式为 ；滤液 d 加石灰水前先要加热，缘由是 ；(6) 产品纯碱中含有碳酸氢钠；假如用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数， 纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为 ；1铝用途广泛，用铝土矿主要成分为al 2o3·nh2o、少量 sio2 和 fe2o3制取 al 有如下途径：(1) 滤液 a 可用于净水，其净水原理用离子方程式表示为 ；(2) 灼烧时盛放药品的仪器名称是 ；(3) 步骤 v 中发生反应的化学方程式是 ；(4) 步骤中生成固体c 的离子反应方程式为 ； 滤液 c 中 cna 用电荷守恒

15、式表达；(5) 取滤液 b 100 ml ，加入 1 mol 1 盐酸 200 ml ，沉淀量达到最大且质量为11.7 g；就l· 滤液 b 中 calo 2 ， cna2 mol 1l· 填“ >、”“”或 “ <”；2亚氯酸钠 naclo 2 是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌；以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：已知： naclo 2 的溶解度随温度上升而增大，适当条件下可结晶析出naclo 2·3h 2o；纯 clo 2 易分解爆炸， 一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全； hclo 2 可看成是强酸

16、； 11160 g l· naoh 溶液的物质的量浓度为 ，如要运算该溶液溶质的质量分数，仍需要的一个条件是 ；(2) 在发生器中鼓入空气的作用可能是 a 将 so2 氧化成 so3，增强酸性b 稀释 clo 2 以防止爆炸c将 naclo 3 氧化成 clo 2 填序号 ；(3) 吸取塔内的反应的化学方程式为 ，吸取塔的温度不能超过20，其目的是防止h2o2 分解，写出h 2o2 分解的化学方程式： ；(4) 在碱性溶液中naclo 2 比较稳固，所以吸取塔中应维护naoh 稍过量，判定naoh 是否过量的简洁的试验方法是 ；(5) 吸取塔中为防止naclo 2 被仍原成nacl

17、，所用仍原剂的仍原性应适中；除h2o2 外，仍可以挑选的仍原剂是 填序号 ；a na2o2b na2sc fecl2d pbo悬浊液 (6) 从滤液中得到naclo 2·3h2o 粗晶体的试验操作依次是 填序号 ；a 蒸馏b蒸发c灼烧d 过滤e冷却结晶要得到更纯的naclo 2·3h2o 晶体必需进行的操作是 填操作名称 ； 3海水是珍贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、 海水提溴为人类供应了大量工业原料；下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答疑题：4(1) 由海水晒制的粗盐中含有ca2 、mg 2 、so2等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后次序为写化学式 ；(2

18、) 目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是 ，电解饱和食盐水的化学反应方程式为 ；制取 mgcl 2 的过程中涉及反应：mgcl 2 ·6h2o=mgcl 2 6h2o，该反应要在hcl 气氛中进行，缘由是 ；(3) 苦卤中通入cl 2 已经置换出br2，为什么吹出后用so2 吸取转化为br再用 cl 2 置换 ，由此判定cl 2、 br2、so2 的氧化性由强到弱的次序为 ；(4) 也有工艺是在吹出br 2 后用碳酸钠溶液吸取，形成溴化钠和溴酸钠，同时有 co2 放出；该反应的离子方程式是 ；最终再用h 2so4 处理得到 b

19、r 2，该反应的离子方程式是 ；一、金属的冶炼二、海洋资源的开发利用水资源的开发利用海水中溴、镁、碘等元素的提取三、煤、石油、自然气的综合利用组成 多种无机物和有机物组成的复杂混合物煤综合利用煤的干馏煤的液化煤的气化组成 各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物石油石油炼制常压分馏分馏减压分馏裂化裂解重整四、环境爱护、绿色化学与可连续进展环境问题 酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、温室效应、白色污染、赤潮等绿色化学的特点1 开发绿色反应，将原子利用率提高到100%2 使用无毒无害的原料3 选用无毒无害的催化剂4 使用无毒无害的溶剂5 进展“绿色工艺”6 开发和生产绿色产品答案【专题探究区】典例导悟1 一

20、 2al oh no 2 2h 2o=2alo 2 nh 3·h2o 二1 上升温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸多次浸取 、适当延长浸取时间只要答出任意一点即可，其他合理答案也可2fe3 、al 33mg 2 、ca241311211.5 moll · 三通入足量氯气将fe2 氧化成 fe3加入 cuo 调剂溶液的ph 至 3.2 4.72 12.0 mol 12nh4cl0.896 l23 nco 2 22.4 l2.00 g 1 4.00× 10m·ol2molnmgo 40 g ·mol 1 5.00× 10nh 2o mo

21、lm·ol24.66 g 4.00× 10mol ×44 g 1 2.00 g 218 g 1 5.00× 10m·olmolnmgo nco2 nh 2 4.00× 10 25.00× 10 2 54 5，就碱式碳酸镁的o 5.00× 102化学式为mgoh 2·4mgco 3·4h 2o；4 上升解析1常温下 mgoh 2 的 k sp cmg 2 2· c oh cmg2 × 3.0× 10 621.8×10113 32 1mol ·l，求

22、得 cmg 2.0 mol l· ；(2) 主要流程中加nh 3、nh 4hco 3 进行沉淀镁得到主要物质为mgco 3 和 nh 4cl ，滤液的主要成分为nh 4cl ；(3) 设该碱式碳酸镁的化学式为mg xoh yco 3z ，高温煅烧后产物为mgo 、co2 和 h2o，1其物质的量之比为nmgo nco 2 nh 2o x zy，由题中数据知生成气体co 2 的物质20.896 l的量nco 2 4.00× 10 2 mol ，得到的固体为mgo ，其物质的量nmgo 22.4 l m·ol12.00 g 5.00× 10 2 mol ，4

23、0 gm·ol 1nh 2o 4.66 g 4.00× 10 2 mol × 44 g18 g ·mol 1m·ol 1 2.00 g 5.00× 10 2 mol ，2 4.00× 102 5.00× 102 5 4 5，所1nmgo nco 2 nh2o x z 2 y 5.00× 10以求得该碱式碳酸镁的化学式为mg 5oh 10co 34，但该化学式化合价代数和不为0，估计可能含结晶水，故化学式应为mg 5oh 2co 34·4h 2o，也可写为mgoh 2·4mgco 3&#

24、183;4h 2o；(4) 将碱式碳酸镁的化学式分为两部分，分别是 4mgco 3 和 mgoh 2·4h 2o；mgco 3 中镁的质量分数为 24/84 ×100% 28.6%， mgoh 2·4h2o 中镁的质量分数为 24/24 17×2 18× 4×100% 18.5% ，mgco 3 增多，镁的质量分数上升；3 1 增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分2 2 feoh 2 1 clo 1 h 2o= 2 feoh 3 1 cl3feooh 或其他合理答案 48.0 ph<10.4 或其他合理答案 5b 或

25、b 和 d 或 d6 蒸发浓缩冷却结晶 或其他合理答案 7125 m2/81m1或其他合理答案解析1固体颗粒越小，反应时接触面积越大，反应速率越大；同时反应更充分；2 因漂白粉中含有强氧化性的caclo 2，可将feoh2 氧化为feoh 3，同时clo 被仍原为 cl ，分析化合价的变化： 2 3f eoh 2 f e 1 1oh 3化合价升1× 2cl o c l化合价降2× 1配平 feoh 2、feoh 3、clo 、cl 前的化学计量数后，可依据原子个数守恒，确定反应物 h2o 及其化学计量数；3 设针铁矿的化学式为fexoyh z，就有 56x 16y z 89

26、；x 只能为 1，如 y 1，就 z17，化学式 feoh17，由化合价规章可排除； 如 y 2，就 z 1，化学式为 feo2h ，或写为 feooh ，符合题意； 4由流程图可知，滤液2 中主要含有zncl 2、mgcl 2、cacl2 等物质，调剂ph 时，只能考虑将zn 2 转化为 znoh 2，而 mg 2 必需留在溶液中，因此由表中数据可确定ph 的理论范畴为8.0 ph<10.4 ；5滤液 3 中的主要成分为mgcl 2 和 cacl2 ，大理石粉不能参与反 应，而纯碱溶液可将ca2 转化为 caco3 ，只有石灰乳或烧碱溶液可将mg 2 转化为 mgoh 2，而 ca2

27、仍留在溶液中；6由 znso4 溶液制备znso 4·7h 2o，第一应将溶液加热蒸发浓缩，然后冷却析出晶体； 7 由流程图可知沉淀2 中 zno 全部来自菱锌矿， 由锌元素守恒可得nznco 3 nzno ，就 mzncom2 kg× 125 g·mol 1 125m/81 kg，菱锌矿中znco的质量3分数为 125m2 /81m1；81 gm·ol 12 34 1tio 2 2h 2so4=tiso 42 2h 2o 或 tio 2 h 2so4=tioso 4 h2o222fe3 fe=3fe2 fe 2h =h fe2 3 加水促进钛盐水解，加

28、热促进钛盐水解，降低h 浓度促进钛盐水解h 2ofeso4h2so44160 a 320b 160c解析1tio 2 是 ti 的最高价氧化物， 与硫酸反应生成盐和水，反应的化学方程式为tio 2 2h 2so4 =tiso 42 2h2 o 或 tio 2 与少量硫酸反应tio 2h 2so4=tioso 4 h2o；(2) 从框图信息知加硫酸后，tio 2、 feo、fe2o3 都与 h 2so4 反应，生成fe3 和 fe2 等离子，再加入铁粉时，铁粉与fe3 和过量 h2so4 反应： 2fe3 fe=3fe2 ，fe 2h =h2 fe2 ；(3) 从框图信息可知加入足量铁粉过滤，f

29、eso4·7h 2o 晶体析出，滤液 中主要以钛盐为主；钛盐开头水解是在沸水中，且水解过程要维护沸腾，由于盐的水解与盐本身性质、外界温度、浓度等因素有关，温度上升，水解程度增大，浓度越小水解程度越大，外加酸碱对盐的水解也有影响，由于钛盐是以硫酸盐形式存在，属强酸弱碱盐水解显酸性，降低h 的浓度有利于钛盐水解；过滤后剩余物质是没有水解的钛盐、h 2o、feso4、h2so4 等物质；4a 是 feso4·7h 2o；由 556a kga 鼓入空气生成feoh 3 反应中与naoh 之间的关系是：feso4·7h2o 2naoh na 2so4 123fe o 227

30、880556a kgm1 160a kg4又由于最终溶液中只存在fe2so43 和 na 2so4，由 fe 和 so2 守恒可得到关系式 ；11feso4·7h2o fe2so432o336fe27816063 336 b kgm2 320b kg1fefe2o325680112c kgm3160c kg理论上可生成fe2o3 的质量为m1 m2 m3 160a 320b160ckg； 5 1caoh 2 或 caona 2co 3(2) 溶解过滤蒸发过滤(3) 有晶体析出 或显现浑浊 碳酸钠溶解度较大，而nahco 3 溶解度较小(4) nh 4cl取样，加入硝酸酸化的硝酸银溶液

31、，如有白色沉淀生成说明有cl(5) nh 4 oh=nh 3 h 2o防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀84 m1 m2(6) wnahco 331m1m1 为样品质量， m2 为加热后剩余固体质量解析1粗盐中含ca2 、mg2 ，加入石灰乳或cao 可除去mg 2 ，再加入na2 co3 除去 ca2 ，因此 a 为 caoh 2 或 cao， b 为 na2co 3；(3) 碳酸化即向氨的饱和nacl 溶液中通入过量co2，可析出nahco 3 晶体；反应中由于na2 co3 的溶解度大于nahco 3 的溶解度，因此不会析出na2co 3 晶体；(4) 过滤除去nahco 3，滤液 d 的主要

32、成分为nh 4cl ，要检验 cl 应选用 agno 3 溶液和稀硝酸；4(5) nh 4cl 溶液与石灰水的反应为：nh oh =nh 3 h2o；(6) 样品质量m1 加热后剩余固体质量为m2，就设样品中nahco 3 质量为 m；2nahco 3=na2co3 h 2o co 2m16810662mm1 m231就 m84m1 m2w nahco 38431 m1m2m184 m1 m231m1；3【专题集训区】1 1al 3 3h2oaloh3胶体 3h 、fe 3h2ofeoh3胶体 3h电解2 坩埚32al 2o3 熔融 = 4al 3o24alo2 co2 2h 2o=aloh 3hco2cso2 2 1>34 2cco 3 chco 3 coh ch51.5 mol l ·解析第一明确铝土矿的组成，依据组成物质的性质明白流程中所加药品和操作目的，比较每一步骤反应前后物质组成的变化和相关化学方程式，最终形成整体思维；2 331 铝土矿溶解在过量稀硫酸溶液中，过滤后得到的滤渣是sio2，滤液为 al 2so