2021高中化学二轮复习无机化工工艺流程学案全国通用

1、无机化工工艺流程一、题目特点1试题源于生产实际，以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问，充分体现了理论与实践相结合的观点。2试题内容丰富，涉及基础知识较为全面，较好地考查学生对双基”的掌握情况。3题目难度为中等以上，分值较大，区分度强。二、题目类型从化工工艺分，可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；从生产过程中的主要工序分，可分为除杂提纯工艺流程题如海水提纯、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源能源综合利用工艺流程题；按资源白不同，分为空气资源生产的工艺流程题如合成氨、利用水资源生产的工艺流程题如海水提澳、镁、氯碱工业等、利用矿产资源生产的工艺流程题如工业制H2SO4、炼铁、炼

2、钢等、化石燃料生产的工艺流程题等。三、题型分析工艺流程题一般分题干、流程图和问题三部分。题干一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的包括副产品；流程图主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；问题部分主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成系列问题。四、知识贮备1.熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理列举如下*要原料:空气枇石燃料、水含成氨工业化学工业r,高温c c4 4匕O(g)=CO+O(g)=CO+此反应原理HR(gHR(g+ +COCO,COCO,+ +H H2 2*、高温、高压电+3 3乩桐TNHTNH主要设备,合成塔主要生产过程：原料气制备一净化一压缩-合成 T

3、 分禽r r主要原料二空气、黄铁玻(前铁矿)或硫猫、水4g4g+110+110：曼2 2齿0 0：tSSO.tSSO.沸腾炉皿+U U2 2普”为接触空2.12.156564-H,04-H,0= =吸收塔生产过程二号口的制取一净化T56的氧化-50-501 1为吸收反应原理硫酸与设备工业主要原料二饱和食盐水电极反应氯碱工业玻璃工业岩口业.反应原理?21”卜2厂出t1阳极：2C2C-2e-=Cl,-2e-=Cl,r rI I申解总反应：2NaCl+2H2NaCl+2H？0-=2NaOH0-=2NaOH+ +H Ha at tI-I-CLCLt t主要设备:离子交换膜电解槽生产过程二粗盐水 T 精

4、制 T 电解主要原料:石灰石石英、纯碱( (高温小CaCO.+SiO,CaCO.+SiO,=CiO=CiO0i0i4-CO.4-CO.t tNCONCO0 04-4-SiOSiO2 2+co+co2 2T T主要成分二N N即。CaOCaO-6S-6S：0,0,2.熟练掌握分离、提纯的实验技能，如溶解、过滤、蒸福、结晶、重结晶等。3.熟练掌握化学计算的方法技巧，如守恒法、关系式法、差量法等。五、解题思路无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面是选择将原料转化为产品的生产原理;二是除杂并分离提纯产品；三是提高产量和产率泗是减少污染，注意环保，发展绿色化学”五是考虑原料的简单，生产工艺简便等。命题

5、者围绕以上几方面设问，我们的解题思路是：1.从生产目的标出发，读懂框图流程。解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。2 .分析流程中的每一步骤， 从几个方面了解流程:A反应物是什么,B发生了什么反应,C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了获得产品。3 .从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手：对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响如可以从原料成本，原料本对设备白要求，环境保护等方面考虑。六、无机化工工艺流程技巧提炼1化工工艺流程中常

6、见操作1 .研磨增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率。2 .焙烧高温下使固体原料分解、反应或改变结构。3 .浸出水谩二使可溶性的有用成分从固体原料混合物中转移到溶液中。酸浸:使金属、金属氧化物或盐转化成可溶于水的物质进入溶液。碱浸:除去油污、溶解酸性氧化物、铝及其氧化物。对于非金属矿物，通常用稀醇溶液浸取，水中加入乙醇是为了降低溶剂的极性，提高非金属单质的溶解程度。4 .加热煮沸排除溶液中溶解的气体。5 .洗涤水洗:通常是为了除去水溶性杂质，适用于不溶于水的固体物质或液体物质的洗涤。冰水洗涤：通常是为了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。有机物乙醇洗涤:通常

7、是为了减少晶体在洗涤过程中的溶解损失，便于固体的干燥。提炼2化工工艺流程中条件控制其目的主要是：防止某离子”的水解，防止某离子”的沉淀，确保某离子”完全沉淀，防止某些olCrOHH2O5SO4消耗SO2的物质的量为三印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为molL-1,请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤：过滤提供的药品： Cl2、 浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu典例导悟2以水氯镁石主要成分为MgCl26H2O为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下1预氨化过程中有MgOH2沉淀生成，

8、已知常温下MgOH2的Ksol3L-3,若溶液中cOH=X106molL-1,则溶液中cMg2+=。2上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为。3高温煨烧碱式碳酸镁得到MgO取碱式碳酸镁g,高温煨烧至恒重，得到固体g和标准状况下CO2L,通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。4若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3,则产品中镁的质量分数填升高、降低或不变”。典例导悟3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：物质”的溶解等。调节1将菱锌矿研磨成粉的目的是2完成

9、氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：错误！FeOH2+错误！+错误！=错误！FeOH3+错误！Cl3针铁矿Coethite是以德国诗人歌德Coethe名字命名的，组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是。4根据下表数据，调节滤液2”的ol3L3一X10mol2L2M09mol2L25工业上从滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是选填序号。a.大理石粉b.石灰粉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。7分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于。典例导悟4四川攀枝花蕴藏丰富的引、钛、铁资源用钛铁矿渣主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3、Ti的最高化

10、合价为+4作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：京调pH漂白粉十tI含针铁矿浸取( ( iU)iU)7i_溶解锌粉沉淀2+*.ZMOHbJ过滤（以ZnO计为用于钢取MgOMgO干燥将成品ZnSOZnSO4 47Hq滤液3 3百3工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出碳请回答下列问题1硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是2向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为3在实际生产过程中，向沸水中加入滤液出,使混合液。厂1溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336bgA和112cg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成

11、后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料g。典例导悟5工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：ABABNH.NH.C0C0; ;E Ei.irr迎福琳一踵唱盟-图IICDCD完成下列填空：1粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质沉淀剂A学式:AB2实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、沉淀、泠却Z晶、烘干。剩余铁粉二氧化钛水合二软化饮调节用为空加焦粗盐水A 滤液HIAIFCSOI7H3O酸钠晶体。其原因是加入1molL1盐酸2021mL，沉淀量达到最大且质量为g。则滤液B中cAlO错误！=,cNa+2mol

12、L1填“”上”或“靖3.亚氯酸钠NaClO2是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：4碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是方法是：填写化学式，检验这一成分的?离子的具体5氯碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为。滤液D加石灰水前先要加热，原因是6产品纯碱中含有碳酸氢钠如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为专能集训区1.由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝注：N

13、aCl熔点为801C;A1C13在181C升华,工艺流程如下：错误！错误！错误！错误！错误！错误!L,已知:NaClO2的溶解度随温度升高而增大C1O2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到，适当条件下可结晶析出NaClO23H2O纯10%以下较安全HClO2可看成是强酸。1160gL1NaOH溶液的物质的量浓度为溶质的质量分数，还需要的一个条件是,若要计算该溶液2在发生器中鼓入空气的作用可能是填序号。A,将SO2氧化成SO3,增强酸性B,稀释C1O2以防止爆炸C.将NaC1O3氧化成C1O23吸收塔内的反应的化学方程式为，吸收塔的温度不能超过2021,其目的是防止H2O2分解， 写出H2O2

14、分解的化学方程式： 4在碱性溶液中NaC1O2比较稳定， 所以吸收塔中应维持NaOH稍过量判断NaOH是否过量的简单的实验方法是。5吸收塔中为防止NaC1O2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是填序号。C.FeC12o1三通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+加入CuO调节溶液的olL12NH4C13nCO2=错误！=X102molnMgO=错误！=M02molnH2O=错误!=X102molnMgO:nCO2:nH2O=X102:X102:X102=5：4：5,则碱式碳酸镁的化学式为MgOH24MgCO34H2O。4升高解析1常温下MgOH2的Ksol

15、3L3,求得cMg2+=molL-2主要流程中加NH3、NH4HCO3进行沉淀镁得到主要物质为MgCO3和NH4C1,滤液的主要成分为NH4Clo3设该碱式碳酸镁的化学式为MgOHyCO3,高温煨烧后产物为MgO、CO2和H2O,其物质的量之比为nMgO:nCO2：nH2O=:错误！y,由题中数据知生成气体CO2的物质的量nCO2=错误！=X102mol,得到的固体为MgO,其物质的量nMgO=错误!=X102mol,A.Na2O2B. Na2s产海水卜引苦赢I-空和蒸吹气水气D.NaOH溶液S0跛收nH2O=错误！=X102mol,nMgO:nCO2：nH2O=:错误！y=M02：X102：

16、X102=5：4：5,所以求得该碱式碳酸镁的化学式为Mg50H10CO34,但该化学式化合价代数和不为0,推测可能含结晶水，故化学式应为Mg50H2CO344H2O,也可写为MgOH24MgCO34H2O。4将碱式碳酸镁的化学式分为两部分，分别是4MgCO3和MgOH24H2O。MgCO3中镁的质量分数为24/84X100%产WgOH24H2O中镁的质量分数为24/24+17举十18X4X100%后MgCO3增多，镁的质量分数升高。3. 1增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分2错误！FeOH2+错误！ClO+错误！HO=错误！FeOH3+错误！Cl3FeOOH或其他合理答案4w/81

17、m1或其他合理答案解析1固体颗粒越小，反应时接触面积越大，反应速率越大；同时反应更充分。2因漂白粉中含有强氧化性的CaClO2,可将FeOH2氧化为FeOH3,同时Cl。 一被还原为Cl,分析化合价的变化：F错误！错误！错误！错误！ZnCO3=错误！X125gm01T=125m2/81g,菱锌矿中ZnCO3的质量分数为125m2/81m1。4. 1TiO2+2H2SO4=TiSO42+2H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O22Fe3+Fe=3Fe2+Fe+2H+=H2忏Fe2+3加水促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，降低H+浓度促进钛盐水解H2OFeSO4H2SO44160a+32

18、021160c解析1TiO2是Ti的最高价氧化物，与硫酸反应生成盐和水，反应的化学方程式为TiO2+2H2SO4=TiSO42+2H2O或TiO2与少量硫酸反应TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O。2从框图信息知加硫酸后，TiO2、FeO、F及O3都与H2SO4反应，生成Fe3+和Fe2+等离子，再加入铁粉时，铁粉与Fe3+和过量H2SO4反应：2Fe3+Fe=3Fe2+,Fe+2H+=H2T+Fe2+O3从框图信息可知加入足量铁粉过滤，FeS047H2O晶体析出，滤液出中主要以钛盐为主。钛盐开始水解是在沸水中，且水解过程要维持沸腾，由于盐的水解与盐本身性质、外界温度、浓度等因素有关，温

19、度升高，水解程度增大，浓度越小水解程度越大，外加酸碱对盐的水解也有影响，因为钛盐是以硫酸盐形式存在，属强酸弱碱盐水解显酸性，降低H+的浓度有利于钛盐水解。过滤后剩余物质是没有水解的钛盐、H2O、FeSO4、H2SO4等物质。4A是FeSO47H2O。由556agA鼓入空气生成FeOH3反应中与NaOH之间的关系是：FeSO47H2O2NaOHNa2SO4错误！Fe2O327880556agmi=160ag又由于最终溶液中只存在Fe2SO43和Na2SO4,由Fe和SO错误！守恒可得到关系式。FeSO47H2O错误！F&SO43+错误！Fe2O3278错误！3336bgm2=32021g

20、Fe错误！Fe2O35680112cgm3=160cg理论上可生成F&O3的质量为m1+m2+m3=160a+32021160cg。5. 1CaOH2或CaONa2CO32溶解过滤蒸发过滤3有晶体析出或出现浑浊碳酸钠溶解度较大，而NaHCO3溶解度较小4NH4CI取样，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成说明有Cl5NH错误！+OH=NH3忏H2O防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀6wNaHCO3=错误！m1为样品质量，m2为加热后剩余固体质量解析1粗盐中含Ca2+、Mg2+,加入石灰乳或CaO可除去Mg2+,再加入Na2CO3除去Ca2+,因此A为CaOH2或CaO,B为Na2CO3

21、。3碳酸化即向氨的饱和NaCI溶液中通入过量CO2,可析出NaHCO3晶体。反应中由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因此不会析出Na2CO3晶体。4过滤除去NaHCO3,滤液D的主要成分为NH4C1,要检验C应选用AgNO3溶液和稀硝酸。5NH4C1溶液与石灰水的反应为：NH错误！+OH=NH3f+H2O。6样品质量mi加热后剩余固体质量为m2,则设样品中NaHCO3质量为m。2NaHCO3错误！16810662mmim2贝Um=错误!mim2wNaHCO3=错误!=错误屋【专题集训区】1.1F02O3+2A1错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！错误！olL1解析首先明确铝土矿的组成， 根据组成物质的性质了解流程中所加药品和操作目的， 比较每一步骤反应前后物质组成的变化和相关化学方程式，最后形成整体思维。1铝土矿溶解在过量稀硫酸溶液中，过滤后得到的滤渣是SiO2,滤液为AI2SO43、H2SO4、Fe2SO43的混合液。因Al、Fe3+能水