高考化学复习 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 2 1、想考什么？1、呈现形式：流程图、表格、图像2、设问方式：措施、成分、物质、原因3、能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力4、知识落点：基本理论、元素化合物、实验 综上所述，无机工业流程图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。所以近年来广东高考该类型题持续出现。一、解题方法 3 2、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；利用控制pH分离除杂；利用溶解度分离；常用的分离方法、实验操作；流程中的物质转化和循环；绿色化学评价； 4 3、工业生产流程主线与核心 原 料 预 处 理除 杂 、 净 化 产 品 分 离 提 纯反 应 条 件控 制原 料 循 环 利 用 排 放 物 的 无害 化 处 理规律: 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 5 4、解答一道无机化工流程试题的程序是什么？ 此类试题的题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程以及供参考的数据（以表格、图像等呈现）。首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）；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；接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确；然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时才使用参考数据），组织语言回答设问。 6 【例1】（09广东，22）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下： 分离提纯预处理分离提纯还原 7 原料：预处理：除杂：核心化学反应是： 矿石（固体）研磨、酸溶解（表述：“浸出”）控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀控制条件，调节PH，使Mg2+全部沉淀 8 固体废料MgCO3、M g S i O 3、C a M g ( C O 3 ) 2、Al2O3、Fe2O3等 H2SO4过滤滤液：滤渣：气体：NaOH pH5.5 过 滤滤渣：滤液：N a O H pH 12.5 过滤滤液： MgCl2 CO2CaSO4、H2SiO3未反应完固体杂质Mg2+、Al3+、Fe3+、Ca2+、SO42-、过量H+Fe(OH) 3Al(OH)3Mg2+、Ca2+、SO42-、Na+Mg(OH)2Ca2+、SO42-、Na+ 9适当提高反应温度、增加浸出时间 10 Fe(OH)3 Al(OH)3Na2SO4 反应物混合后的两种产物，NaCl溶解度随温度变化不大，利用两种产物的溶解度的差异通过加热，蒸发浓缩析出NaCl ，趁热过滤，冷却结晶析出Mg(ClO 3)2过滤制得Mg(ClO3)2降温前溶液中NaCl已经饱和， NaCl的溶解度随温度降低有所减小，故冷却时会析出NaCl。 重结晶 11 4. 熟悉工业流程常见的操作与名词（1）原料的预处理：溶解：灼烧煅烧 通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等如从海带中提取碘如煅烧高岭土改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解 12 （2）控制反应条件的方法控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀pH值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示若要除去Mn 2溶液中含有的Fe2，应该怎样做？物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH )3 2.7 3.7Fe(OH )2 7.6 9.6Mn(OH )2 8.3 9.8 13 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。 14 蒸发、反应时的气体氛围加热的目的降温反应的目的趁热过滤冰水洗涤 加 快 反 应 速 率 或 促 进平 衡 向 某 个 方 向 移 动 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 动防 止 某 物 质 降 温 时 会 析 出洗 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 15 (3)常见名词浸出：浸出率：酸浸：水洗：水浸： 固 体 加 水 （ 酸 ） 溶 解 得 到 离 子固 体 溶 解 后 ， 离 子 在 溶 液 中 的 含 量的 多 少 (更 多 转 化 )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 程通 常 为 除 去 水 溶 性 杂 质与 水 接 触 反 应 或 溶 解 16 【例2】有关铝的化合物的制备，高岭土中氧化铝难溶于酸。高岭土化学组成为：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%34%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分 预处理分离提纯还原产物改 变 高 岭 土 中 氯 化 铝 的结 构 ， 使 其 能 溶 于 酸 Al2O3+6H+ = 2Al3+ + 3H2O Fe 2O3+6H+ = 2Fe3+ H2O 除 去 溶 液 中 的 铁 离 子 17 1、聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下： 高岭土 A酸 适量CaCO3煅烧 浸出 搅拌，调节溶液pH在 4.24.5，过滤 蒸发浓缩 Al2(OH)nCl6-n 901000C 已知：Fe3、Al3以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为 3.2、 5.2。 18 改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。 根据流程图回答下列问题：（1）“煅烧”的目的是_。（2）“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_。（3）“浸出”选用的酸为_。配制质量分数15的A酸需要200mL30的A酸（密度约为1.15g/cm3）和_g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。（4）为提高铝的浸出率，可采取的措施有 _ （要求写出三条）。（5）“调节溶液pH在4245”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_；“蒸发浓缩”需保持温度在90100，控制温度的实验方法是_。（6）实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_Al2O3+6H+ = Fe2O3+6H+ =盐酸 量筒230 加热或提高反应温度，将煅烧后的块状固体粉碎，适当增大盐酸浓度，充分搅拌，延长反应时间 pH计 水浴加热 19 二、做好常见考点的整理、归纳调pH值除杂 试剂除杂 加热降温母液（滤液）萃取 20 洗涤（冰水 热水） 蒸发、反应时的气体氛围 抑制水解 蒸发浓缩、冷却结晶 重结晶方程式 实验仪器计算 信息点 21 如上面提到的“蒸发浓缩，冷却结晶”实际上是分离操作中的部分；那么完整的实验操作是什么？（完整的是“蒸发浓缩，趁热过滤、冷却结晶，过滤，洗涤，干燥”）除此以外物质的分离操作还有那些?这些操作在什么情况下应用？有何注意事项？这样逐渐展开，并且和一轮的基础知识复习联系起来，既体现了高三复习的整体性和呼应，又加强了对知识的记忆和应用！三、注重基础知识的落实