以无机化工流程为背景的综合题

1、以无机化工流程为背景的综合题无机化工流程题能够以真实的工业生产过程为背景， 体现能力立 意的命题为指导思想， 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( 2018年湖南理综卷 27 题)。 这类题常呈现的形式：流程图、表格、图像。 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；(2) 氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；(3) 利用控制 pH 分离除杂；(4) 化学反应的能量变化；(5) 实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；(6) 流程中的物质转化和循环，资源的回收和

2、利用；(7) 环境保护与绿色化学评价。1解答无机化工流程试题的程序(1) 基本步骤 从题干中获取有用信息，了解生产的产品。 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。 分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：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 )。 从问题中获取信息，帮助解题。（2）解题思路明确整个流程及每一部分的目的 T仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质 T结合基础理论与实际问题思考T注意答题的模式与要点。（3）方法技巧a首尾分析法对一些线型流程工艺 （从

3、原料到产品为一条龙的生产工序 ）试题，首先 对比分析流程图中第一种物质 （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， 弄清生产过程中原料转化为产 品的基本原理和除杂、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。b、分段分析法对于用同样的原材料生产多种 （两种或两种以上 ）产品（包括副产品 ）的 工艺流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。c、交叉分析法有些化工生产选用多组原材料， 率先合成一种或几种中间产品， 再用 这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品， 这种题就适合 用交叉分析法。 就是将提供的工艺流程示意图结合常见化合

4、物的制取 原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析。2无机化工流程常见的操作与名词 无机化工流程题目在流程上一般分为 3 个过程：原料处理分离提纯获得产品(1) 原料处理阶段的常见考点与常见名词 研磨:增大固体与液体或气体间的接触面积，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。浸出：固体加水(酸)溶解得到离子。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。 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。 控制反应条件的方法(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某些

5、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如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(0H)32.73.7Fe(0H)27.69.6Mn(O H)28.39.8若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做？提示：先用氧化剂把Fe2+氧化为FeJ 再调溶液的pH到3.7b.调节pH所需的物质一般应满足两点：能与 H 反应，使溶液 pH 增大；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(OHbCO3等物质来调节溶液的pH。 试剂除杂 加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物

6、， 则要注意对温度的控制。女口：侯德榜制碱中的NaHCOs,还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNOs、HNO3(浓)等物质。 降温：防止某物质在高温时溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动。 萃取(3) 获得产品阶段的常见考点 洗涤 (冰水、热水、酒精 )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。 蒸发时的气体氛围 (抑制水解)：如从溶液中析出 FeCl3、AlCl3、MgCl2 等溶质时,应在 HCl 的气流中加热,以防其水解。 蒸发浓缩、冷却结晶：如除去 KNO3中的少量NaCI。 蒸发结晶、趁热过滤：如除去 NaCI中的少量KNO3。 重结

7、晶。(4) 其他常见考点化学方程式 实验仪器 计算 信息3注重答案文字叙述的规范性 ,防止出现因叙述不严谨导致的失分(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XX杂质”只写“除杂”等一类万能式的回答是不正确的。(4) 看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。巩固练习1. 利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO?)反应，既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下:(1) 一定条件下，NO与NO2存在下

8、列反应：NO(g) + NO2(g)=203,其平衡常数表达式为 K=。(2) 上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是;滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是填化学式)(3) 该工艺需控制 NO和N02物质的量之比接近1 : 1。若n(NO)：n(NO2)1 ： 1,则会导致;若 n(NO) ： n(NO2)1 ： 1,则会导致。(4) 生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO,其反应的离子方程式为。2. 制备过氧化氢的传统方法是在过氧化钡中加入稀硫酸。以重晶石(BaS04)为原料制备过氧化氢的流程如下:回答下列问

9、题：(1) 图中的气体可能含有的物质是 。CO CO2SO2A .仅B .仅C.仅D .全部(2) BaS不能存在于水中，BaS溶于水后，S元素主要以HS的形式存在，用化学方程式表示其原因：(3) 已知:Ba(OH)2(aq)+ CO2(g)=BaCOs(s)+ 出0(1)-1 H = - 162 kJ - mol ,2H2S(g) + Ba(OH)2(aq)=Ba(HS)2(aq) + 2出0(1) H = - 191 kJ-mol 1o写出CO2和Ba(HS)2反应的热化学方程式： 。需将溶液A力口热的原因是。(4) 气体可进一步加工成为上述制取 H2O2流程中的一种原料，该原料是(填化学

10、式)。(5) 通入的CO2中若含有。2会有BaSC4生成，所以通常增大溶液的pH以提高CC3的浓度，把BaSC4转化为BaCC3。若测得SC42的浓度为1X 10-4 mol - L -1，则CC3 的浓度需大于 不会生成BaSC4沉淀。(已知 Ksp(BaSC4) = 1x 10-10, Ksp(BaCC3)= 2.5X10-9)。(6) 据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利 用特殊电极材料以H2和C2为原料制取过氧化氢的新工艺，原理如下 图所示。请写出甲电极的电极反应式： 。3. 合成氨是“将空气变成面包”的反应，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。下图是合成氨的简要流

11、程图：I 原料气的制备(1) 合成氨所需氮气来自空气，方法之一是将空气液化后再加热分离；请另设计一种从空气中分离出氮气的方法： 。请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)：II 原料气的净化为了防止催化剂“中毒”，原料气在进入压缩机之前必须经过净化、 精制处理，“精制”过程通常是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂 质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨(Cu(NH 3)2Ac)溶液，以获得纯净的原料气。其中，吸收 CO的反应为CO+ Cu(NH3)2Ac +NH3 出0Cu(NH3)3COAc + 出0(1) H0。(3) 为了提高CO的吸收率，可采取的有效措施是 。(4) 除

12、去氧气时，氧气将Cu(NH3)2Ac氧化为Cu(NH3)4(Ac)2,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是 。皿氨的合成（5）合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是填序号）。A .采用较高的压强（2050 MPa）B .采用500 C的高温N2和H2循环到合成C.用铁触媒作催化剂D .将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,塔中并补充N2和H2（6）如图是实验室模拟工业法合成氨的简易装置。简述检验有氨气生成的方法：警绒J ,加热20 mL氮气和氢气的混合P4、聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯 化铝Al2（OH）nCb-n 1,工业上常采用铝盐溶液部分水解制备

13、碱式氯化铝，其工艺流程如下:高岭土 15%盐酸 适量铝粉适fl C溶解蚀幵、_过滤在4, 2也5蒸发浓缩已知：高岭土： Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、卩62。3（0.5% 3.0%）及少量杂质和水。Al3+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH为5.2根据流程图回答下列问题：（1）写出溶解过程中反应的离子方程式 。(2) 加适量铝粉的主要目的是。溶液的pH需控制在4.24.5的原因是具体操作中除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是 (4) “蒸发浓缩”需保持温度在90 C100 C,控制该温度的操作名称是,写出该过程反应的化学方程式 5、工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是填代号)。a.84消毒液(NaCIO溶液)b.双氧水c.苯酚d.75%酒精(2)高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的 是填代号)。a.浓硝酸b.硝酸银c.氯水d.烧碱(3) 上述