2018届高考化学全国一轮复习突破全国卷专题讲座：无机化学工艺流程题的解题策略

突破全国卷专题讲座（二）无机化学工艺流程题的解题策略命题解读体现其社会、化学工艺流程题充分体现元素化合物与自然界和社会生活的密切联系，应用价值。此外，这类题目能考查学生的化学基础知识和基本技能，又有较好的区分度，受到命题者的青睐。该类试题有如下几个命题角度:体现其社会©®®原料预处理方式而莎|_减小問休的额粒度，増大固祢与戒休或花出間的接触面积.加快反应速率痩|一与水接融反应或幣于水[W|_与酸接加反应威溶解.使叩幣性金屆离子迹人溶液.不常物通柱过滤除去[W|_味去可楼性杂质城使陨料初小转化.如从晦带中根取檢时的的烧就是丸了陈去可燃杵杂质厦变结构，便一吃物质能溶辭，井便一些杂陕岛一温下杞化、分解’如煨烧髙岭土o©@必考的反应条件o@@提纯方法o@@提纯方法反应条件条件作用或目的调节溶液的pH常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H+反应，使溶液pH增大；不引入新的杂质控制温度根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动控制压强改变速率，使平衡向需要的方向移动使用催化剂加快反应速率，缩短达到平衡的时间趁热过滤防止某物质降温时会大量析出冰水洗涤洗去日日体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗提纯方法目的水溶法除去可溶性杂质酸溶法除去碱性杂质碱溶法除去酸性杂质氧化剂或还原除去还原性或氧化性杂质

剂法加热灼烧法除去受热易分解或易挥发的杂剂法加热灼烧法除去受热易分解或易挥发的杂质调节pH法如除去酸性铜盐溶液中的Fe"等过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。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分离物质，如用CCI4或苯萃取溴水中的溴。蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCI。冷却结晶：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、FeC%、CuCl2、CUSO4•5H2O、FeSO4•7出0等。⑸蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。(6)冷却法：利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气。二、解答无机化工流程题的策略粗读题干，挖掘图示图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提2.携带问题，精读信息这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。3.跳跃思维，规范答题答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。要求用理论回答的试题，应采用“四段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)t根据什么理突破训练TUPOXUNLIAN论t有什么变化t得出什么结论。突破训练TUPOXUNLIAN(V2O5)是接1.[2016(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.2〜2.92.8〜3.122〜2860〜651〜2<1以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:淋洗襪>H+CJ淋洗襪>H+CJHjSO^VjOFtCIOjKOH回答下列问题:⑴"酸浸”时V2O5转化为VO2，反应的离子方程式为，同时V2O4TOC\o"1-5"\h\z转化成VO2J“废渣1”的主要成分是。“中和”作用之一是使钒以V4O12形式存在于溶液中。“废渣2”中含有4—离子交换-—“离子交换”和“洗脱”可简单表示为4ROH+V4O12洗脱R4V4O12+4OH(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈性(填“酸”“碱”或“中”)。“流出液”中阳离子最多的是。“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：解析：(1)反应过程中V的化合价不变，所以是复分解反应。注意V2O5在离子方程式中不能拆开；废钒催化剂中，只有二氧化硅不溶于硫酸，成为废渣1的主要成分。(2)中和时，Fe3+>Al3+分别转化为难溶的Fe(OH)3和Al(OH)3,成为废渣2的主要成分。(3)为提高洗脱效率，需使题中所述平衡逆向移动。根据平衡移动原理，碱性越强越有利于平衡逆向移动，所以淋洗液应该呈碱性。⑷经过“离子交换”，钒以R4V4O12形式存在，而铁、铝则在“中和”过程中转化为沉淀，所以“流出液”中最多的阳离子是钾离子。(5)由NH4VO3转化为V2O5,V的化合价未发生变化，该反应为非氧化还原反应，所以N的化合价仍为—3,一种生成物是NH3,另一种生成物必定是H2O。答案：(DV2O5+2H+===2VO2+H2OSiO2⑵Fe(OH)3和Al(OH)3⑶碱(4)K+2NH4VO3=====V2O5+2NH3T+H2OT(2017厦门模拟)新型高效絮凝剂Fe(OH)SO4(碱式硫酸铁)常用于污水处理。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示：过盘废铁屛丽Hg稀硫醸NflN01r1i丄,__*卄JI

晞施战-I反应1卜斗頑4[豆滤卜硫贅¥慣斗反应u—忖。——r—溶戒十一谑漬碱式施酸铁T^KF—更趣卜已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：沉淀物Fe(OH)3Fe(0H)2Al(OH)3开始沉淀时的pH2.37.53.4完全沉淀时的pH3.29.74.4请回答下列问题：⑴加入少量NaHC03的目的是调节溶液的pH，使溶液中的沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是。在实际生产中，反应n常同时通入02以减少NaN02的用量，02与NaNO?在反应中均作。若参与反应的02有11.2L(标准状况)，则相当于节约NaN02的物质的量为碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(0H)]2+可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子。该水解反应的离子方程式为在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国该药物的相关质量标准，产品中不得含有Fe2+和N03。为检验所得产品中是否含有Fe2：应使用的试剂为(填序号)。A.氯水B.KSCN溶液C.Na0H溶液D.酸性KMn04溶液解析：(1)稀硫酸浸取废铁屑后所得的溶液中含Fe2+和少量Al3+,根据工艺流程可知该步操作是保留Fe2*,除去Al3+,故加入少量NaHC03调节溶液pH可以使Al3+沉淀，“搅拌”可以加快化学反应速率。⑵反应n中有N0生成，这说明反应中亚硝酸钠是氧化剂，将亚铁离子氧化生成了铁离子，反应的离子方程式为Fe2++N02+2Hl==Fe3++N0f+H20;由于要将亚铁离子氧化为铁离子，所以02与NaN02在反应中均作为氧化剂；标准状况下11.2L氧气的物质的量是11.2L乞2.4L/mol=0.5mol,0.5mol氧气可以得到2mol电子。亚硝酸钠中氮元素的化合价是+3价，其还原产物中氮元素的化合价是+2价，得到1个电子，所以根据电子守恒可知，相当于是节约了2mol亚硝酸钠。(3)[Fe(0H)]2+离子可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子，则根据电荷守恒可知一定还有氢离子生成，所以该水解反应的离子方程式为2[Fe(0H)]2+2出0[Fe2(0H)4]2++2H+。⑷因产品中含Fe「检验Fe2+时不能采用加氯水和KSCN溶液的方法，也不能加NaOH溶液，Fe(OH)3会对检验Fe2+产生干扰；可以用酸性KMnO4溶液检验Fe2+的存在，如含Fe2+,则滴入几滴酸性KMnO4溶液后，溶液紫红色会褪去。答案：(1)Al3+加快化学反应速率(2)氧化剂2mol2+2++(3)2[Fe(OH)]+2出0[Fe2(OH)4]+2H⑷D(2017南通模拟)ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4,也可表示为ZrO2-SiO2，还含少量Fe2O3、AI2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取。过垃熬載氮水氨水已知：①ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+。②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。金属离子Fe3+~3+Al~2+~ZrO开始沉淀时pH1.93.36.2沉淀完全时pH3.25.28.0熔融时ZrSiO4发生反应的化学方程式为，滤渣I的化学式为。为使过滤I所得滤液中的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH=a，则a的范围是;继续加氨水至pH=b时，所发生反应的离子方程式为向过滤川所得滤液中加入CaCO3粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为(4)为得到纯净的ZrO2,Zr(OH)4需要洗涤，检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是解析：⑴锆英砂与NaOH在熔融状态下，生成Na2ZrO3、Na2SiO3、NaAlO2,Fe2O3不溶，再加入HCl酸浸时，Fe2O3溶解生成Fe3+,Na2ZrO3转化成ZrO2+,Na2SiO3转化成H2SQ3沉淀，NaAIO?转化成Al3+,ZrSiO4与NaOH反应为非氧化还原反应，根据元素守恒可配平反应。(2)加入氨水，使Fe3+、Al3+杂质除去，但不可使ZrO2+沉淀，所以pH的范围为5.2〜6.2。继续加入氨水，使ZrO2转化为Zr(OH)4沉淀，根据电荷守恒知，产物有2molNH4生成，根据N守恒知，反应物有2molNH3•H2O参加反应，根据H、O元素守恒知，反应物需要补充1molH2O。(3)NH4水解显酸性，加入CaCO3可生成CO2,同时促进了NH；水解，加热生成NH3。(4)过滤川处的滤液为NH4C