2016年高考化学二轮习题无机化学工艺设计流程题的解题策略

1、. . - 优选常考专题讲座(三) 无机化学工艺流程题的解题策略学生用书p66 考察特点工艺流程题就是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图题的创新，题目常常以现代工业生产为根底，将化学工艺流程进展简化，与化工生产本钱、环境保护等相融合，考察物质的制备、检验、别离等根本实验原理在化工生产中的实际应用，是近几年高考化学命题中的常考题型。解题指导一、题型构造1化工流程线路示意图(1)箭头：箭头进入的是投料(即反响物 )、出去的是生成物(包括主产物和副产物)。(2)三线：物料进出线、操作流程线、循环操作线。2涉及问题(1)原料的预处理。(2)反响

2、条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、ph、溶剂等 )。(3)反响原理 (化学平衡、水解平衡、化学反响速率、反响热、电化学等)。(4)绿色化学问题 (物质循环利用、废物的处理、原子利用率、能量充分利用等)。(5)化工平安 (防爆、防污染、防中毒等)。二、解题思路及方法1解题思路2解题方法(1)首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先比照分析流程图中第一种物质(原材料 )与最后一种物质(产品 )，从比照分析中找出原料与产品. . - 优选之间的关系， 弄清生产过程中原料转化为产品的根本原理和除杂、别离、 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

3、。(2)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 )的工业流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。(3)穿插分析法：有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与局部其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用穿插分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下穿插分析。3答题步骤(1)从题干中获取有用信息，了解生产的产品。(2)整体浏览一下流程，根本区分出预处理、反响、提纯、别离等阶段。(3)分析流程中的每一步骤，并获取以下信息：知道“四个什么反响物是什么，发生了什么反响，该反响造成了什么后

4、果，对制造产品有什么作用。抓住“一个关键一切反响或操作都是为获得产品而效劳。(4)从问题中获取信息，帮助解题。4规解答(1)文字表达类的题目要规解答，防止出现因表达不严谨导致的失分，如如何洗涤沉淀： 往漏斗中参加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后， 重复以上操作23 次。如何证明沉淀完全：如向含so24的溶液中加bacl2溶液，将沉淀静置，取上层清液，再加 bacl2溶液，假设无白色沉淀生成，说明沉淀完全。如何从溶液中得到晶体：蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤枯燥。在写某一步骤是为了除杂时，应该注明 “是为了除去杂质，只写“除杂等一类万能式的答复是不正确的。(2)认真审题，不要因审题不细致而失分，如填“

5、化学方程式还是“离子方程式。填“名称、“符号还是“代号、“序号等。填“大于还是“，“增大还是“变大等。填“化学式、 “分子式、 “构造式、 “构造简式、 “最简式还是“电子式等。书写化学方程式时要注意配平、注明反响条件以及“、“= 、“、“、“等。三、答题的必备知识1对原料进展预处理的常用方法及其作用(1)研磨减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反响速率。(2)水浸与水接触反响或溶解。(3)酸浸与酸接触反响或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。(4)灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。(5)煅烧改变构造，使一些

6、物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。2常用的控制反响条件的方法(1)调节溶液的ph。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节ph 所需的物质一. . - 优选般应满足两点：能与 h反响，使溶液ph 增大；不引入新杂质。例如：假设要除去cu2中混有的fe3，可参加 cuo、cu(oh)2、cu2(oh)2co3等物质来调节溶液的ph，不可参加naoh 溶液、氨水等。(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反响速率或使平衡向需要的方向移动。(3)控制压强。改变速率，影响平衡。(4)使用正催化剂。加快反响速率，缩短到达平衡需要的时间。(5)趁热过滤。防止某些物质降温时析出。(

7、6)冰水洗涤。洗去晶体外表的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。3明确常用的提纯方法(1)水溶法：除去可溶性杂质。(2)酸溶法：除去碱性杂质。(3)碱溶法：除去酸性杂质。(4)氧化剂或复原剂法：除去复原性或氧化性杂质。(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。(6)调节溶液的ph 法：如除去酸性含铜溶液中的fe3等。4明确常用的别离方法(1)过滤：别离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取别离物质，如用ccl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如nacl。(4)冷却结晶

8、：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如kno3、fecl3、cucl2、cuso45h2o、feso47h2o 等。(5)蒸馏或分馏：别离沸点不同且互溶的液体混合物，如别离乙醇和甘油。(6)冷却法：利用气体易液化的特点别离气体，如合成氨工业采用冷却法别离氨气与氮气、氢气。5物质别离、提纯的原那么(1)不增：不引入新的杂质。(2)不减：不减少被提纯物。(3)易别离：被提纯物与杂质容易别离。(4)易复原：被提纯的物质易恢复原来的组成状态。6物质别离、提纯考前须知(1)除杂试剂需过量。(2)过量试剂需除去。(3)除去多种杂质时要考虑参加试剂的顺序。(4)选择最正确除杂途径。题

9、型一以别离、提纯为目的的工艺流程题(2013 高考新课标全国卷) 氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、 癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有 fe( ) 、 mn( ) 、 ni( ) 等杂质的流程如下：工业zno 稀硫酸浸出液调ph约为5适量高锰酸钾溶液过滤滤液 zn 过滤滤液 na2co3过滤滤饼 煅烧zno 提示：在本实验条件下，ni( ) 不能被氧化；高锰酸钾的复原产物是mno2。. . - 优选答复以下问题：(1) 反 响 中 除 掉 的 杂 质 离 子 是 _ ， 发 生 反 响 的 离 子 方 程 式 为_ ；在 加高锰酸钾溶液前，假设ph较低， 对除杂的影响是_ _ 。(2)反响的

10、反响类型为_，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有_。(3) 反 响 形 成 的 沉 淀 要 用 水 洗 ， 检 验 沉 淀 是 否 洗 涤 干 净 的 方 法 是_ 。(4)反响中产物的成分可能是znco3xzn(oh)2。取枯燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品 8.1 g。那么x等于 _。解析 从分析整个流程图入手，明确每步发生的反响，从而解决相关问题。(1)在反响中，通过调节溶液的ph，高锰酸钾能将溶液中的fe2氧化为 fe3，将 mn2氧化为 mno2而除去；假设开场溶液的ph 过低， fe2、mn2将很难生成沉淀而除去。(2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有zn2、ni2、

11、h等，参加锌后可将ni 置换出来，故滤渣中还含有金属镍。(3)反响生成的沉淀为znco3，同时生成na2so4，假设沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有 so24和 na，故只要对洗涤液中是否含有so24进展检验即可。(4) 煅 烧 过 程 中znco3、 zn(oh)2均 发 生 分 解 反 响 生 成zno ， 根 据 关 系 式znco3xzn(oh)2 (x 1)zno，可得12599x81x111.2 g8.1 g，故x1。答案 (1)fe2 和 mn2mno4 3fe2 7h2o=3fe(oh)3 mno2 5h，2mno43mn22h2o=5mno2 4h铁离子和锰离子不能生成沉淀，从

12、而无法除去铁和锰杂质(2)置换反响镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入12 滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，假设无白色沉淀生成，那么说明沉淀已经洗涤干净(4)1 1实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量fes、sio2等)制备聚铁 (碱式硫酸铁的聚合物 )和绿矾 (feso47h2o)，主要工艺流程如下。(1)将过程产生的气体通入以下溶液中，溶液会褪色的是_。a品红溶液b紫色石蕊试液c酸性 kmno4溶液d 溴水(2)过程中， fes、o2和 h2so4反响的化学方程式为_ 。(3)过程中需参加的物质是_。(4)过程中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要_。. . - 优选(

13、5)过程调节ph 可选用以下试剂中的_(填序号 )。a稀硫酸b caco3cnaoh 溶液(6)过程中，将溶液z 加热到 70 80 ，目的是_ 。(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进展以下实验。用分析天平称取 2.700 0 g样品； 将样品溶于足量的盐酸后，参加过量的bacl2溶液； 过滤、 洗涤、枯燥，称重得固体质量为3.495 0 g。假设该聚铁的主要成分为fe(oh)so4n，那么该聚铁样品中铁元素的质量分数为_。(假设杂质中不含铁元素和硫元素) 解析： so2具有漂白性，能使品红溶液褪色，so2有复原性，能被酸性kmno4溶液、溴水氧化，而使它们褪色。溶液x 为

14、 fe2(so4)3，需参加复原剂将fe3复原为 fe2，又不带入杂质离子，故需参加铁粉。过程中需将酸消耗而调高ph，而 caco3跟硫酸反响会生成微溶于水的 caso4而阻止反响的继续进展，故需选用naoh 溶液。由聚铁的化学式可知：n(fe3)n(so24)n(baso4)3.495 0 g233 g mol 1 0.015 mol，所以聚铁样品中铁元素的质量分数0.015 mol56 gmol12.700 0 g100%31.1%。答案： (1)acd (2)4fes 3o2 6h2so4=2fe2(so4)36h2o4s (3)铁粉(4)蒸发皿、玻璃棒(5)c (6)促进 fe3的水解

15、(7)31.1% 2现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。请填写以下空白。(1)实验室里，可用于吸收so2尾气的一种试剂是_。(2)高纯氧化铁可作现代电子工业材料。以下是用硫铁矿烧渣(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：步骤中过滤所得滤渣的主要成分是_。步骤中参加铁粉的目的是_。步骤中可选用_试剂调节溶液的ph(填标号 )。a稀硝酸b双氧水c氨水d 高锰酸钾溶液 写 出 在 空 气 中 煅 烧feco3， 制 备 高 纯 氧 化 铁 的 化 学 方 程 式 ：_ 。从滤液 c 中回收的主要物质的一种用途是_。解析

16、： (1)so2为酸性气体，还具有较强的复原性，故可以通过用碱液吸收、强氧化剂溶液吸收等方法除去so2。(2) 硫铁矿烧渣中除 sio2外，均溶于盐酸，故滤渣是sio2。 fe2o3、fe3o4溶于盐酸均有 fe3生成，参加铁粉可以将fe3复原为 fe2：2fe3fe=3fe2。稀硝酸、 双氧水、kmno4溶液均容易将fe2氧化为 fe3，只有氨水能够起到调节ph 的作用。注意该过程中 2价的铁已转化为3价的铁。滤液c 为铵盐溶液，可作为氮肥使用。答案： (1)naoh 溶液 (或其他合理答案) . . - 优选(2) sio2将 fe3复原为 fe2c 4feco3 o2=煅烧2fe2o34

17、co2可作为氮肥题型二以制备物质为目的的工艺流程题(2015 高考卷 )毒重石的主要成分为baco3(含 ca2、mg2、fe3等杂质 )，实验室利用毒重石制备bacl22h2o 的流程如下：(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_ 。实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用以下仪器中的_。a烧杯b容量瓶c玻璃棒d滴定管(2)参加 nh3h2o 调 ph8 可除去 _(填离子符号 )，滤渣中含 _(填化学式 )。参加 h2c2o4时应防止过量，原因是_。ca2mg2fe3开场沉淀时的ph 11.9 9.1 1.9 完全沉淀时的ph 13.9 11.1 3.2 ：ksp(bac

18、2o4) 1.6 107，ksp(cac2o4) 2.3 109(3)利用间接酸碱滴定法可测定ba2的含量，实验分两步进展。：2cro242h=cr2o27h2o ba2cro24=bacro4步骤： 移取x ml 一定浓度的na2cro4溶液于锥形瓶中， 参加酸碱指示剂， 用b moll1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为v0 ml。步骤：移取y ml bacl2溶液于锥形瓶中，参加x ml 与步骤一样浓度的na2cro4溶液，待 ba2完全沉淀后，再参加酸碱指示剂，用bmoll1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为v1 ml。滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0刻度位于滴定

19、管的_(填“上方或“下方 )。bacl2溶液的浓度为_moll 1。假设步骤中滴加盐酸时有少量待测液溅出， ba2浓度测量值将_(填“偏大或“偏小)。解析 (1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是增大与盐酸的接触面积，加快反响速率。实验室配制一定质量分数的溶液时，需用到的仪器是量筒、烧杯和玻璃棒。(2)由流程图和表中数据可知，ph8 时，可除去fe3；调节 ph12.5时， mg2完全沉淀， ca2局部沉淀， 故滤渣中含有mg(oh)2和 ca(oh)2；参加 h2c2o4的目的是除去溶液中剩余的ca2，使 ca2(aq)c2o24(aq)=cac2o4(s)，当 h2c2o4过量时，也可能

20、使c(ba2)c(c2o24)ksp(bac2o4)，而生成bac2o4沉淀，导致产品bacl22h2o 的量减少。 (3)由方程式2cro242h=cr2o27h2o 知，步骤中参加的cro24的总物质的量为bmoll1v01 000lbv01 000mol。 步骤中， 参加 bacl2充分反响后， 剩余的 cro24的物质的量为b mol l 1v11 000. . - 优选lbv11 000mol， 与 ba2反响的 cro24的物质的量为bv01 000molbv11 000molbv0v11 000mol，由方程式ba2cro24=bacro4得，n(ba2)n(cro24)，所以b

21、acl2的浓度：c(bacl2)bv0v11 000 moly1 000 lbv0v1ymoll 1。假设步骤中滴加盐酸时，有少量待测液溅出，造成v1的用量减小，所以bv0v1y的测量值将偏大。答案 (1)增大接触面积从而使反响速率加快ac (2)fe3mg(oh)2、ca(oh)2h2c2o4过量会导致生成bac2o4沉淀，产品产量减少(3)上方bv0v1y偏大3(2013 高考卷 )氧化镁在医药、 建筑等行业应用广泛。硫酸镁复原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为mgco3，含少量 feco3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：(1)mgco3与稀硫酸反响的离子方程式为

22、_ 。(2)参加h2o2氧化时，发生反响的化学方程式为_ 。(3)滤渣 2 的成分是 _(填化学式 )。(4)煅烧过程存在以下反响：2mgso4 c=800 2mgo2so2 co2mgso4c=800 mgo so2 co mgso43c=800 mgo s 3co利用以下图装置对煅烧产生的气体进展分步吸收或收集。d 中收集的气体是_(填化学式 )。b 中盛放的溶液可以是_(填字母 )。. . - 优选anaoh 溶液bna2co3溶液c稀硝酸dkmno4溶液a 中得到的淡黄色固体能与热的naoh 溶液反响，产物中元素的最高价态为4，写出该反响的离子方程式：_ _ 。解析：明确实验过程，提取

23、有效信息，正确判断反响过程。(1)mgco3与稀硫酸反响时，mgco3微溶于水，在写离子方程式时要写化学式。离子方程式为 mgco3 2h=mg2co2 h2o。 (2)因为菱镁矿中有feco3， 在酸溶时产生fe2，除去 fe 元素需将fe2氧化为 fe3，通过调节溶液的ph 生成 fe(oh)3从而除去fe3，所以参加h2o2的目的是将fe2氧化成fe3，发生反响的化学方程式为2feso4h2o2h2so4=fe2(so4)32h2o。 (3)调 ph4 时发生的反响为fe3 3nh3h2o=fe(oh)33nh4，所以经过滤所得滤渣2 为 fe(oh)3。(4)由题给反响可知，煅烧后的气

24、体为co2、so2、co 和 s蒸气的混合物。s蒸气很容易转化为s固体，所以a 的目的是收集s ，b 的作用是吸收so2，可用 kmno4溶液将 so2氧化吸收， c 中装 naoh 溶液，作用是吸收产生的co2，co 最后用排水法收集。s 与热的naoh 反响的离子方程式为3s 6oh=2s2so233h2o。答案： (1)mgco32h=mg2co2 h2o (2)2feso4h2o2h2so4=fe2(so4)32h2o (3)fe(oh)3(4) co d 3s 6oh=2s2so233h2o 4铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是al2o3和少量的sio2、fe2o3杂质 )是工业上 制 取 铝 的 原 料 。 实 验 室 模 拟 工 业 上 以 铝 土 矿 为 原 料 制 取al2(so4)3和 铵 明 矾 晶 体nh4al(so4)212h2o的工艺流程如下