专题三-化学工艺流程题类型及其解题策略

1、专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,返回目录,专题强化训练,专题知能双升,返回目录,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、图像等。 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。,方法总述,返回目录,方法总述,(3)通

2、过调节溶液的pH达到分离除杂的目的。 (4)化学反应的能量变化。 (5)电解原理及其应用。 (6)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。 (7)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用。 (8)环境保护与绿色化学评价。,返回目录,方法总述,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。,返回目录,专题知能双升,【解题策略】 1解答无机化工流程试题的程序 基本步骤： (1)从题干中获取有用信息，了解生产的产品。 (2)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。 (3)分析流程中的每一步骤，从

3、以下几个方面了解流程： 反应物是什么；发生了什么反应；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。 (4)从问题中获取信息，帮助解题。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,返回目录,专题知能双升,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。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,返回目录,专题知能双升,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。 浸出：固

4、体加水(酸)溶解得到离子。 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。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,(2)分离提纯阶段的常见考点 调pH除杂 a控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。例如：已知Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mn(OH)2 开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。 若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？,返回目录,专题知能双升,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,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：

5、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。 试剂除杂。 过滤。,返回目录,专题知能双升,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,返回目录,专题知能双升,(3)获得产品阶段的常见考点 过滤。 蒸馏。 萃取。 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。 蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。 蒸发浓缩、趁热过滤：如除去KNO3中的少量CaSO4。 重结晶。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,返回目录,专题知能双升,(4)其他常见考点 化学方程式；实验仪器；计算。 3注重答案的文字

6、叙述规范 (1)洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作23次。 (2)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。 (3)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。 (4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,返回目录,专题知能双升,例 2012山东卷 工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,返回目录,专题知能双升,(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。 a浓H2SO4 b稀HNO3

7、cNaOH溶液d氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是_ (注明试剂、现象)。 (3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,c、d,Fe3,取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色,返回目录,专题知能双升,(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。 a电能全部转化为化学能 b粗铜接电源正极，发生氧化反应 c溶液中Cu2向阳极移动 d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 (5)

8、利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,b、d,4HO24e=2H2O,返回目录,12013银川模拟 七水合硫酸镁(MgSO47H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。可利用化工厂生产硼砂的废渣M(主要成分是MgCO3，还含有MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3等杂质)来制取七水硫酸镁。已知： 表1部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,表2盐的溶解度(单位为g/100 g水),由废渣M

9、制取七水合硫酸镁的工艺流程如下。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,回答下列问题。 (1)过滤的滤液中加入NaClO溶液的目的是_，写出反应的离子方程式：_ ， 需要加热煮沸的目的是_。 (2)过滤所用的玻璃仪器是_。 (3)检验过滤后的滤液中是否含有Fe3，其实验方法是_(用离子方程式表示)。 (4)沉淀C的化学式是_，过滤需趁热过滤的理由是_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,答案 (1)将Fe2氧化为Fe36Fe23ClO3H2O=2Fe(OH)34Fe33Cl(或2Fe2ClO 2H=2Fe3ClH2O)促进Al3、Fe3的水解

10、 (2)烧杯、漏斗、玻璃棒 (3)Fe33SCN=Fe(SCN)3 (4)CaSO42H2O或CaSO4防止MgSO4在温度降低时结晶析出,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,解析 (1)过滤的滤液中含有Fe2、Fe3、Ca2、Mg2、Al3，加入NaClO溶液是为了将Fe2氧化为Fe3。加热煮沸是为了使Al3和Fe3水解完全。(2)过滤需要的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒。(3)利用KSCN溶液检验是否含有Fe3。(4)根据表2，趁热过滤得到沉淀CaSO4和MgSO4溶液。过滤需趁热过滤是为了防止MgSO4在温度降低时结晶析出。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,

11、专题强化训练,返回目录,2为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如图Z35所示实验方案，用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO47H2O)和胆矾晶体。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,请回答： (1)步骤、中均需进行的实验操作是_。 (2)溶液A中的离子主要有_；试剂X是_。 (3)进行步骤时，该小组用如图Z36所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是_(用离子方程式表示)；为了避免固体C减少，改进的措施是_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,(4)从环

12、境保护角度考虑，用固体F制备CuSO4溶液的化学方程式是_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,答案(1)过滤 (2)Na、AlO2-、OH稀硫酸 (3)Al(OH)33H=Al33H2O在装置、之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(答案合理即可),专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,解析 (1)经过步骤、后均为一种固体、一种溶液，故所需实验操作为过滤。(2)由溶液A中通过量CO2后得到固体，再进一步转化为AlCl3，且是由合金加入过量NaOH溶液所得，故溶液A中肯定含有Na、OH及生成的AlO2-；根据后面得到的是绿矾和硫酸铜可知

13、，试剂X为稀H2SO4。 (3)产生的氢氧化铝沉淀减少是因为盐酸与氢氧化铝反应：Al(OH)33H=Al33H2O，因为浓盐酸有较强的挥发性，改进措施是除去挥发出来的HCl，故可以在装置和装置之间加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,32010福建卷 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ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返

14、回目录,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,(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：,(3)针铁矿的组成元素是Fe、O和H，化学式式量为89，化学式是_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,(4)根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,(5)工业上从“滤液3”制取MgO的过程中，合适的反应物是_(选填序号)。 a大理石粉b石灰乳c纯碱溶液d烧碱溶液 (6)“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤、洗涤、干燥。 (

15、7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,答案(1)增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分,(3)FeO(OH) (4)8.0pH10.4 (5)bd (6)蒸发浓缩冷却结晶,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,解析 研磨菱锌矿是为了使反应更充分。滤液1调pH是为了中和过量的浓盐酸生成Fe(OH)2沉淀，加漂白粉是为了将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3以将其除去；滤液2调pH是为了将Zn2转化为Zn(OH)2沉淀，滤液3中含有Mg2、 Ca2，滤液4是纯净的ZnSO4溶液。(5)

16、用滤液3制取MgO，首先应将Mg2转化为Mg(OH)2沉淀，a项，大理石不起作用；c项，Na2CO3溶液会将Ca2转化为CaCO3沉淀；b、d两项合适。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,4现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。高纯氧化铁可作现代电子工业的材料，以下是以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(软磁Fe2O3)的生产流程示意图。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,(1)步骤中过滤所得滤渣的主要成分是_。 (2)步骤中加入铁粉的目的是_。 (3)步骤中可选用_调节溶液的pH。

17、 A稀硝酸B双氧水 C氨水 D高锰酸钾溶液 (4)写出在空气中煅烧FeCO3，制备高纯氧化铁的化学方程式：_。 (5)从滤液C中回收的主要物质的一种用途是_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,答案(1)SiO2 (2)将Fe3还原为Fe2 (3)C,(5)作氮肥 解析 (1)将硫铁矿烧渣酸浸后，铁的氧化物溶于酸，酸性氧化物SiO2不与酸反应。(2)在滤液A中加入铁粉后，溶液中加入铁粉后，溶液中的Fe3可以被还原为Fe2。 (3)加入的物质应是碱，且所选物质不能具有氧化性，以防止将Fe2氧化为Fe3。(4)在空气中煅烧FeCO3，二价铁被氧化为三价铁，进一步得到Fe

18、2O3。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,5某工厂对制革工业污泥中的Cr()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、Al3、Ca2、Mg2)。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表。 (1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施为_(至少写一条)。 (2)调pH8是为了除去_(填Fe3、Al3、 Ca2、Mg2，下同)。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,(3)钠离子交换树脂的原理为MnnNaRMRnnNa，被交换的杂质离子是_。 (4)试配平反应方程式： 生成1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为_。,专题三化学工艺流程题类型及其解题策略,专题强化训练,返回目录,答案(1)升高温度，搅拌，过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)