专题课堂三无机化工流程题的解题策略

1、考点一考点一考点二考点二 无机化工流程题实际上是考查学生运用化学反应原理及无机化工流程题实际上是考查学生运用化学反应原理及相关实验知识等来解决工业生产中实际问题的能力。解此类相关实验知识等来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是：型题目的基本步骤是：1从题干中获取有用信息，了解生产的产品。从题干中获取有用信息，了解生产的产品。2认真分析流程中的每一步骤：认真分析流程中的每一步骤：(1)反应物是什么；反应物是什么；(2)发生了什么反应；发生了什么反应；(3)产物是什么，对产物是什么，对产品有什么作用。产品有什么作用。3从问题中获取信息，帮助解题。从问题中获取信息，帮助解题。专题课

2、堂三无机化工流程题的解题策略专题课堂三无机化工流程题的解题策略考点一考点一考点二考点二考点一以混合物的分离、提纯为目的工艺流程题考点一以混合物的分离、提纯为目的工艺流程题这类题目其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇这类题目其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，要求学生一定要认真在题目中找出要得到的到这一类题时，要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，主要物质和杂质的性主要物质是什么，混有的杂质有哪些，主要物质和杂质的性质差别是什么？认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质质差别是什么？认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产

3、物，要用什么样的方法才能将杂质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。其除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。其中，蒸发浓缩与冷却结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体中，蒸发浓缩与冷却结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出，具体采用何种方法，主要取决于溶质的溶解度。形式析出，具体采用何种方法，主要取决于溶质的溶解度。要要 点点 突突 破破考点一考点一考点二考点二 有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大，如有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大，如NH4NO3、KNO3等物质，在蒸发过程中比较难析出来，所以等物质，在

4、蒸发过程中比较难析出来，所以要用冷却方法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升要用冷却方法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小，如高变化比较小，如NaCl、KCl等，有少数物质的溶解度随温等，有少数物质的溶解度随温度的升高而减小，如度的升高而减小，如Ca(OH)2要使它们析出较多固体溶质时，要使它们析出较多固体溶质时，则要用蒸发浓缩的方法。例如则要用蒸发浓缩的方法。例如NaCl和和KNO3混合溶液，如果将混合溶液，如果将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，母液中是，母液中是KNO3和少量和少量NaCl。如果将混合溶液加热蒸发后

5、再降温，则析。如果将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是出的固体主要是KNO3，母液中是，母液中是NaCl和少量和少量KNO3。如果是。如果是除杂，杂质所含的量比较少，一般是让主要物质析出来。如除杂，杂质所含的量比较少，一般是让主要物质析出来。如考点一考点一考点二考点二KNO3溶液中含少量溶液中含少量NaCl，常用冷却结晶法，再经过过，常用冷却结晶法，再经过过滤、洗涤、烘干滤、洗涤、烘干(不同的物质在烘干时采取的方法不同不同的物质在烘干时采取的方法不同)，就可得到就可得到KNO3固体了。如果固体了。如果NaCl溶液中含少量溶液中含少量KNO3，则用蒸发浓缩结晶法，这种方法一般要经过趁热

6、过滤才则用蒸发浓缩结晶法，这种方法一般要经过趁热过滤才能得到较纯的主要物质，主要原因是如果温度下降，杂能得到较纯的主要物质，主要原因是如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来。质也会以晶体的形式析出来。考点一考点一考点二考点二【示例示例1】 (2013全国新课标全国新课标，27)氧化锌为白色粉末，可氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质等杂质的流程如下：的流程如下：提示：提示：在本实验条件下，在本实验条件下，Ni()不能被氧化，高锰酸不能被氧化，高锰酸钾的还原产物是钾的还原产物是Mn

7、O2。回答下列问题：回答下列问题：典典 例例 示示 范范考点一考点一考点二考点二(1)反应反应中除掉的杂质离子是中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方，发生反应的离子方程式为程式为_；在加高锰酸钾溶液前，若；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂较低，对除杂的影响是的影响是_。(2)反应反应的反应类型为的反应类型为_，过滤得到的滤渣中，除，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有了过量的锌外还有_。(3)反应反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是是_。(4)反应反应中产物的成分可能是中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2，取干燥后的

8、，取干燥后的滤饼滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品，煅烧后可得到产品8.1 g，则，则x等于等于_。考点一考点一考点二考点二科学审题科学审题 明确物质转化过程：明确物质转化过程：考点一考点一考点二考点二解析解析本题实际是利用化学方法对本题实际是利用化学方法对ZnO提纯，就是要除去提纯，就是要除去Fe()、Mn()、Ni()。综合流程信息、提示信息，显然除。综合流程信息、提示信息，显然除去去Fe()、Mn()是在是在步进行的，步进行的，Fe2被被KMnO4氧化为氧化为Fe3，在，在pH 5的条件下，的条件下，Fe3生成生成Fe(OH)3沉淀，沉淀，Mn2被被KMnO4氧化生成氧化生成MnO2沉淀

9、。除沉淀。除Ni()是在是在步进行，发生了步进行，发生了Ni()与与Zn的置换反应。的置换反应。、是将是将Zn2(aq)转化为沉淀，转化为沉淀，重新生成重新生成ZnO。(3)中检验沉淀是否洗涤干净，就是检验洗液中是否还含有滤中检验沉淀是否洗涤干净，就是检验洗液中是否还含有滤液中的某种离子，显然检验液中的某种离子，显然检验SO42比较合理。比较合理。(4)中写出分解化学方程式，列比例式计算即可，中写出分解化学方程式，列比例式计算即可，考点一考点一考点二考点二12599x81(x1)1128.1解得解得x1。答案答案(1)Fe2和和Mn2MnO43Fe27H2O=3Fe(OH)3 MnO25H、2

10、MnO43Mn22H2O=5MnO24H铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应镍置换反应镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入取少量水洗液于试管中，滴入12滴稀硝滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净洗涤干净(4)1考点一考点一考点二考点二1实验室利用硫酸厂烧渣实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等等)制备聚铁制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾和绿矾(FeSO47H2

11、O)，主要工艺流程如下。，主要工艺流程如下。(1)将过程将过程产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是是_。应应 用用 体体 验验考点一考点一考点二考点二A品红溶液品红溶液 B紫色石蕊试液紫色石蕊试液C酸性酸性KMnO4溶液溶液 D溴水溴水(2)过程过程中，中，FeS、O2和和H2SO4反应的化学方程式为反应的化学方程式为_。(3)过程过程中需加入的物质是中需加入的物质是_。(4)过程过程中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要外，还需要_。(5)过程过程调节调节pH可选用下列试剂中的可选用下列试剂中的

12、_(填序号填序号)。A稀硫酸稀硫酸BCaCO3CNaOH溶液溶液(6)过程过程中，将溶液中，将溶液Z加热到加热到7080 ，目的是，目的是_ _。考点一考点一考点二考点二(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。列实验。用分析天平称取用分析天平称取2.700 0 g样品；将样品溶于足量的样品；将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的盐酸后，加入过量的BaCl2溶液；过滤、洗涤、干燥，称重得固溶液；过滤、洗涤、干燥，称重得固体质量为体质量为3.495 0 g。若该聚铁的主要成分为。若该聚铁的主要成分为Fe(OH)(SO4)

13、n，则该，则该聚铁样品中铁元素的质量分数为聚铁样品中铁元素的质量分数为_。(假设杂质中不含铁元假设杂质中不含铁元素和硫元素素和硫元素)解析解析SO2具有漂白性，能使品红褪色，具有漂白性，能使品红褪色，SO2有还原性，能被酸性有还原性，能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化，而使它们褪色。溶液溶液、溴水氧化，而使它们褪色。溶液X为为Fe2(SO4)3，需，需加入还原剂将加入还原剂将Fe3还原为还原为Fe2，又不带入杂质离子，故需加入铁，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。过程粉。过程中需将酸消耗而调高中需将酸消耗而调高pH，而，而CaCO3跟硫酸反应会生成跟硫酸反应会生成微溶于水的微溶于水的CaSO4而阻

14、止反应的继续进行，故需选用而阻止反应的继续进行，故需选用NaOH溶溶液。由聚铁的化学式可知：液。由聚铁的化学式可知：n(Fe3)n(SO42)n(BaSO4)考点一考点一考点二考点二答案答案(1)ACD(2)4FeS3O26H2SO4=2Fe2(SO4)36H2O4S(3)铁粉铁粉(4)蒸发皿、玻璃棒蒸发皿、玻璃棒 (5)C(6)促进促进Fe3的水解的水解(7)31.1%考点一考点一考点二考点二考点二以制备某一物质为目的的工艺流程题考点二以制备某一物质为目的的工艺流程题1明确实验目的是制什么物质，从题干或问题中获取有用明确实验目的是制什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。只有知

15、道了实验目的，才能非信息，了解产品的性质。只有知道了实验目的，才能非常清楚的知道整个流程各步的意义所在，题目中的信息常清楚的知道整个流程各步的意义所在，题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质殊性质(由题目信息获得或根据所学知识判断由题目信息获得或根据所学知识判断)，则要采取，则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其他杂质。一般来必要的措施来避免在生产过程中产生其他杂质。一般来说主要有如下几种情况：说主要有如下几种情况：要要 点点 突突 破破考点一考点一考点二考点二(1)如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，

16、则要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：侯德榜制碱中的注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如；还有如H2O2、Ca(HCO3)、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓浓)等物质。等物质。(2)如果产物是一种易水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产如果产物是一种易水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解

17、，否质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是则得到的产物分别是Fe2O3、Al2O3、MgO、CuO；而像；而像Al2(SO4)3、NaAlO2、Na2CO3等盐溶液，虽然也发生水解，但产等盐溶液，虽然也发生水解，但产物中物中Al(OH)3、H2SO4、NaHCO3、NaOH都不是挥发性物质，都不是挥发性物质，在蒸发时，抑制了盐的水解，最后得到的还是溶质本身。在蒸发时，抑制了盐的水解，最后得到的还是溶质本身。考点一考点一考点二考点二(3)如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止与如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止与它们发生氧化还原的物质，如：含

18、它们发生氧化还原的物质，如：含Fe2、SO32等离子的物等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。质，则要防止与氧化性强的物质接触。(4)如果产物是一种易吸收空气中的如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水或水(潮解或发生反潮解或发生反应应)而变质的物质而变质的物质(如如NaOH固体等物质固体等物质)，则要注意防止在制，则要注意防止在制备过程中对备过程中对CO2或水的除去，也要防止空气中的或水的除去，也要防止空气中的CO2或水进或水进入装置中。入装置中。(5)如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而

19、改变的情况，息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。考点一考点一考点二考点二2寻找在制备过程中所需的原料，写出主要的化学反应方寻找在制备过程中所需的原料，写出主要的化学反应方程式或制备原理，从中了解流程图。程式或制备原理，从中了解流程图。从近几年的高考题目中会发现，大多数题目都会给出制从近几年的高考题目中会发现，大多数题目都会给出制备物质时所需的原料，但一般会涉及到物质的分离、提备物质时所需的原料，但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。所以在明确了实验目的之后，再写出主要的纯的操作。所以在明确了实验目的

20、之后，再写出主要的反应方程式，观察有没有副产品，如果有，剩余的步骤反应方程式，观察有没有副产品，如果有，剩余的步骤就是分离提纯了。就是分离提纯了。考点一考点一考点二考点二【示例示例2】 (2013江苏江苏，16)氧化镁在医药、建筑等行业应用氧化镁在医药、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。广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿以菱镁矿(主要成分为主要成分为MgCO3，含少量，含少量FeCO3)为原料制备为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：高纯氧化镁的实验流程如下：典典 例例 示示 范范考点一考点一考点二考点二(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程

21、式为与稀硫酸反应的离子方程式为_ _。(2)加入加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为氧化时，发生反应的化学方程式为_ _。(3)滤渣滤渣2的成分是的成分是_(填化学式填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：煅烧过程存在以下反应：考点一考点一考点二考点二利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体是中收集的气体是_(填化学式填化学式)。考点一考点一考点二考点二B中盛放的溶液可以是中盛放的溶液可以是_(填字母填字母)。aNaOH溶液溶液 bNa2CO3溶液溶液c稀硝酸稀硝酸 dKMnO4溶液溶液A中得到的淡黄色固体能与热的中得

22、到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中溶液反应，产物中元素的最高价态为元素的最高价态为4，写出该反应的离子方程式：，写出该反应的离子方程式：_ _。科学审题科学审题 明确物质转化过程：明确物质转化过程：考点一考点一考点二考点二解析解析(1)MgCO3微溶于水写离子方程式时不能拆成离子形式，微溶于水写离子方程式时不能拆成离子形式，硫酸是强酸能拆成离子形式。硫酸是强酸能拆成离子形式。(2)由于菱镁矿中含有由于菱镁矿中含有FeCO3，所，所以溶液中存在以溶液中存在FeSO4，要除去杂质，要除去杂质Fe2可先将其氧化成可先将其氧化成Fe3，再调节再调节pH除去，因此除去，因此H2O2是氧化剂，

23、发生反应：是氧化剂，发生反应：2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O。(3)用氨水调节用氨水调节pH4除去除去Fe3，滤渣，滤渣2为为Fe(OH)3。(4)题目中要求利用图中装置进行气体题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。煅烧后存在四种气体：的分步吸收或收集。煅烧后存在四种气体：S、SO2、CO2和和CO。由。由可知可知A中得淡黄色固体，即中得淡黄色固体，即S，B吸收吸收SO2，C吸收吸收CO2，D中收集中收集CO。B吸收吸收SO2但不吸收但不吸收CO2，可选用，可选用KMnO4溶溶液，注意不能用液，注意不能用NaOH溶液或溶液或Na2CO3溶液，因为它们吸收溶

24、液，因为它们吸收SO2考点一考点一考点二考点二答案答案(1)MgCO32H=Mg2CO2H2O(2)2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O(3)Fe(OH)3考点一考点一考点二考点二2近年来，硫化铜矿的湿法冶炼技术已经取得了很大的进近年来，硫化铜矿的湿法冶炼技术已经取得了很大的进展。现有一种催化氧化酸浸硫化铜矿的冶炼法，其工艺展。现有一种催化氧化酸浸硫化铜矿的冶炼法，其工艺流程如图流程如图1所示：所示：应应 用用 体体 验验考点一考点一考点二考点二反应温度、固液比、反应时间、氯离子浓度都对铜的浸反应温度、固液比、反应时间、氯离子浓度都对铜的浸出率有较大的影响，下面是实验得出

25、的这几种因素对铜出率有较大的影响，下面是实验得出的这几种因素对铜的浸出率影响的变化曲线图的浸出率影响的变化曲线图(如图如图2图图5所示所示)。考点一考点一考点二考点二回答下列问题：回答下列问题：考点一考点一考点二考点二则由则由1 mol CuFeS2生成生成1 mol Cu，共消耗，共消耗_mol O2。在反应在反应中氧化剂为中氧化剂为_，当有，当有0.3 mol电子发生转移电子发生转移时，生成时，生成SO2的体积为的体积为_(标准状况标准状况)。(2)写出反应写出反应1的化学方程式：的化学方程式：_，湿法炼铜与火法炼铜相比，优点是湿法炼铜与火法炼铜相比，优点是_。(3)从溶液中得到从溶液中得

26、到FeSO47H2O晶体的操作是晶体的操作是_ _；实验时常用乙醇洗涤晶体，优点是实验时常用乙醇洗涤晶体，优点是_ _。(4)根据实验以及工业生产的实验要求，从下表中得出的最根据实验以及工业生产的实验要求，从下表中得出的最佳工艺条件为佳工艺条件为_(填序号填序号)。考点一考点一考点二考点二选项选项反应温反应温度度/固液比固液比c(Cl)/molL1反应时反应时间间/hA10015.50.77B95150.86C110160.98考点一考点一考点二考点二炼铜中还得到副产品硫酸亚铁晶体及硫黄，充分利用了资炼铜中还得到副产品硫酸亚铁晶体及硫黄，充分利用了资源。源。(3)FeSO47H2O晶体受热易失

27、去结晶水，故从溶液中得晶体受热易失去结晶水，故从溶液中得到到FeSO47H2O晶体的操作应是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。晶体的操作应是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。又因该晶体易溶于水，故不能用水洗涤，需用乙醇洗涤，不又因该晶体易溶于水，故不能用水洗涤，需用乙醇洗涤，不仅可以洗去晶体表面的水和杂质离子，还可以减少晶体的损仅可以洗去晶体表面的水和杂质离子，还可以减少晶体的损失。失。(4)从图从图2可以看出：铜的浸出率随反应温度的升高而增可以看出：铜的浸出率随反应温度的升高而增大，在温度达到大，在温度达到95 后，铜的浸出率随温度的变化不明显，后，铜的浸出率随温度的变化不明显，但是温度过高，能耗增加，由此

28、可知适宜的反应温度为但是温度过高，能耗增加，由此可知适宜的反应温度为95 。从图。从图3可以看出：固液比大于可以看出：固液比大于1 5时，铜的浸出率随固时，铜的浸出率随固液比的增大而有所下降；固液比小于液比的增大而有所下降；固液比小于1 5时，铜的浸出率随时，铜的浸出率随固液比的减小而有所下降，因此适宜的固液比为固液比的减小而有所下降，因此适宜的固液比为1 5。从图。从图4可以看出：铜的浸出率随反应时间的增加而增大，但在反可以看出：铜的浸出率随反应时间的增加而增大，但在反应时间超过应时间超过6 h后，随着反应时间的延长铜的浸出率增大得后，随着反应时间的延长铜的浸出率增大得考点一考点一考点二考点二很缓慢，同时反应时间过长，既增加能耗，又降低设备利用很缓慢，同时反应时间过长，既增加能耗，又降低设备利用率，故适宜的反应时间为率，故适宜的反应时间为6 h。由图。由图5可以看出：加入氯离子可以看出：加入氯离子能改善铜的浸出效果，但是氯离子浓度超过能改善铜的浸出效果，但是氯离子浓度超过0.8 molL1时，时，铜的浸出率随氯离子浓度的增大反而降低，故适宜的氯离子铜的浸出率随氯离子浓度的增大反而降低，故适宜的氯离子浓度应维持在浓度应维持在0.8 molL1。答案答