高考化學(xué)大一輪講義：專題講座二無(wú)機(jī)化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)9頁(yè)含答案解析

1、精品文檔精品文檔 精品文檔精品文檔專題講座二無(wú)機(jī)化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)一、解題策略化工流程中常見的操作與名詞化工流程題目在流程上一般分為3個(gè)過(guò)程：(1)原料處理階段的常見考點(diǎn)與常見名詞加快反應(yīng)速率溶解：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解浸出：固體加水(酸)溶解得到離子浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)酸浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解控制反應(yīng)條件的方法(2)分離提純階段的常見考點(diǎn)調(diào)ph值除雜a控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子

2、形成氫氧化物沉淀例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的ph如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全fe(oh)32.73.7fe(oh)27.69.6mn(oh)28.39.8若要除去mn2溶液中含有的fe2，應(yīng)該怎樣做？提示：先用氧化劑把fe2氧化為fe3，再調(diào)溶液的ph到3.7。b調(diào)節(jié)ph所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與h反應(yīng)，使溶液ph值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去cu2溶液中混有的fe3，可加入cuo、cu(oh)2、cu2(oh)2co3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的ph值。試劑除雜來(lái)源:加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)來(lái)源:如果在制備過(guò)程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對(duì)溫度的

3、控制。如：侯氏制堿中的nahco3；還有如h2o2、ca(hco3)2、kmno4、agno3、hno3(濃)等物質(zhì)。降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)萃取(3)獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)洗滌(冰水、熱水)：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗。蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出fecl3、alcl3、mgcl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在hcl的氣流中加熱，以防其水解。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去kno3中的少量nacl。蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾：如除去nacl中的少量kno3。重結(jié)晶(4)其他常見考點(diǎn)化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算信息 二、熱點(diǎn)題型探

4、究熱點(diǎn)1堿金屬及其礦物的開發(fā)利用例1(2012廣東理綜，32)難溶性雜鹵石(k2so4mgso42caso42h2o)屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡：k2so4mgso42caso42h2o(s)2ca22kmg24so2h2o為能充分利用鉀資源，用飽和ca(oh)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：(1)濾渣主要成分有_和_以及未溶雜鹵石。(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋ca(oh)2溶液能溶解雜鹵石浸出k的原因：_。(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入_溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過(guò)濾，再加入_溶液調(diào)濾液ph至中性。(4)不同溫度下，k的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系見下圖。由圖可得，隨著溫度升高，_，_

5、。(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過(guò)程中會(huì)發(fā)生：caso4(s)cocaco3(s)so已知298 k時(shí)，ksp(caco3)2.80109，ksp(caso4)4.90105，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)k(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。解析解題時(shí)，要依據(jù)制備k2so4的工藝流程，結(jié)合物質(zhì)的分離與提純的原則進(jìn)行分析。(1)雜鹵石中加入ca(oh)2溶液，mg2與oh結(jié)合生成mg(oh)2沉淀，caso4微溶于水，過(guò)濾后，濾渣中含有mg(oh)2、caso4及未溶解的雜鹵石。(2)加入ca(oh)2溶液，mg2與oh結(jié)合生成mg(oh)2沉淀，使c(mg2)減小，雜鹵石的溶解平衡正向移動(dòng)，

6、同時(shí)c(ca2)與c(so)均增大，從而析出caso4沉淀，k留在濾液中。(3)濾液中含有ca2、oh，可先加入過(guò)量k2co3溶液，除去ca2，過(guò)濾后，再加入稀h2so4調(diào)節(jié)溶液的ph至中性。(4)由圖可知，隨著溫度升高，溶浸平衡向右移動(dòng)，k的溶浸速率增大。(5)caso4(s)cocaco3(s)so的平衡常數(shù)k。caco3(s)、caso4(s)分別存在溶解平衡：caco3(s)ca2(aq)co(aq)，caso4(s)ca2(aq)so(aq)，則有ksp(caco3)c(ca2)c(co)2.80109，ksp(caso4)c(ca2)c(so)4.90105，那么k1.75104。

7、答案(1)mg(oh)2caso4(2)加入ca(oh)2溶液，mg2與oh結(jié)合生成mg(oh)2沉淀，mg2濃度減小，平衡正向移動(dòng)，k增多(3)k2co3h2so4(4)溶浸平衡向右移動(dòng)k的溶浸速率增大(5)caso4(s)cocaco3(s)so的平衡常數(shù)k，據(jù)ksp(caso4)、ksp(caco3)可知，c(so)，c(co)，則有k1.75104。方法技巧要求用理論回答的試題，應(yīng)采用“四段論法”：改變了什么條件(或是什么條件)根據(jù)什么理論有什么變化得出什么結(jié)論。遷移應(yīng)用1kno3是重要的化工產(chǎn)品，下面是一種已獲得專利的kno3制備方法的主要步驟：(1)反應(yīng)中，caso4與nh4hco

8、3的物質(zhì)的量之比為12，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。來(lái)源:(2)反應(yīng)需在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，加熱的目的是_；從反應(yīng)所得混合物中分離出caso4的方法是趁熱過(guò)濾，趁熱過(guò)濾的目的是_。(3)檢驗(yàn)反應(yīng)所得k2so4中是否混有kcl的方法是：取少量k2so4樣品溶解于水，_。(4)整個(gè)流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除(nh4)2so4外，還有_(填化學(xué)式)。答案(1)caso42nh4hco3=caco3(nh4)2so4h2oco2來(lái)源:(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率，分離nh4cl與k2so4防止kno3結(jié)晶，提高kno3的產(chǎn)率(3)加入ba(no3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液中滴加agno3溶液，

9、若有沉淀生成，說(shuō)明k2so4中混有kcl(4)caso4、kno3熱點(diǎn)2鎂、鋁及其礦物的開發(fā)利用來(lái)源:例2鋁是重要的金屬材料，鋁土礦(主要成分是al2o3和少量的sio2、fe2o3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取al2(so4)3和銨明礬晶體nh4al(so4)212h2o的工藝流程如圖所示：請(qǐng)回答下列問題：(1)固體a的化學(xué)式為_，中通入足量co2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(2)由制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為_，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為(填操作名稱)_、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌。(3)以1 000 kg含氧化鋁36%的鋁土礦為原料制取al2(

10、so4)3，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸(密度1.84 gcm3)_ l(保留一位小數(shù))。(4)若同時(shí)制取銨明礬和硫酸鋁，通過(guò)控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為11，則投料時(shí)鋁土礦中的al2o3和h2so4的物質(zhì)的量之比為_。來(lái)源:數(shù)理化網(wǎng)解析(1)鋁土礦中al2o3和fe2o3能溶于鹽酸，sio2不溶于鹽酸，所以固體a的化學(xué)式為sio2。al2o3溶于燒堿生成naalo2溶液，在其中通入co2生成al(oh)3沉淀。(2)al(oh)3分解生成al2o3，al2o3與稀硫酸、氨氣反應(yīng)生成銨明礬溶液。(3)m(al2o3)1 000 kg36%360

11、kg，m(h2so4) kg1 037.6 kg，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密度1.84 gcm3)為575.4103 ml575.4 l。(4)設(shè)制得的al2(so4)3和nh4al(so4)212h2o的物質(zhì)的量都是1 mol，則al3共3 mol，so共5 mol，根據(jù)鋁元素和so守恒原理可得，加入al2o3和h2so4的物質(zhì)的量之比為5310。答案(1)sio2aloco22h2o=hcoal(oh)3(2)al2o34h2so42nh3=2nh4al(so4)23h2o蒸發(fā)濃縮(3)575.4(4)310方法技巧首尾分析法：對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題，首

12、先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過(guò)程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。關(guān)鍵在于認(rèn)真對(duì)比分析原料與產(chǎn)品的組成，從中找出將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計(jì)的系列問題也就可以解答了。遷移應(yīng)用2鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含na、mg2、cl、br等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來(lái)提取鎂，主要過(guò)程如

13、下：回答下列問題：(1)工業(yè)上從鹽鹵中獲取mg(oh)2用石灰乳而不用naoh溶液的原因是_。(2)從過(guò)程得到的mg(oh)2沉淀中混有少量的ca(oh)2，除去少量ca(oh)2的方法是先將沉淀加入到盛有_溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)_、_(填操作方法)可得純凈的mg(oh)2。(3)下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過(guò)程的實(shí)驗(yàn)裝置圖：其中裝置a的作用是_。(4)寫出過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。答案(1)石灰乳原料豐富，成本低(2) mgcl2過(guò)濾洗滌(3)制備干燥的hcl氣體(4) mgcl2(熔融)mg cl2熱點(diǎn)3鐵、銅及其礦物的開發(fā)利用例3(2012高考題組合改編)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為c

14、ufes2)冶煉銅的主要流程如下：(1)步驟是在反射爐中進(jìn)行的。把黃銅礦和石英砂混合加熱到1 000 左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成cu和fe的低價(jià)硫化物，且部分fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過(guò)程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。(2)步驟是在轉(zhuǎn)爐中發(fā)生的。冰銅含cu量為20%50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑(石英砂)，在1 200 左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的cu2s被氧化為cu2o。生成的cu2o與cu2s反應(yīng)，生成含cu量約為98.5%的泡銅，該過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。氣體a中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收(填字母)。a濃硫酸 b稀硝酸cnaoh溶液 d氨水(3)步

15、驟是由泡銅冶煉粗銅的反應(yīng)，反應(yīng)方程式為_。(4)用稀硝酸浸泡熔渣b，取少量所得溶液，滴加kscn溶液后呈血紅色，說(shuō)明溶液中存在_(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在fe2的方法是_來(lái)源:_(注明試劑、現(xiàn)象)。答案(1)2cufes2o2高溫,cu2s2fesso22fes3o2高溫,2feo2so2(2)2cu2s3o2高溫,2cu2o2so22cu2ocu2s高溫,6cuso2cd來(lái)源:(3)3cu2o2al高溫,al2o36cu來(lái)源:(4)fe3可取適量酸性kmno4溶液置于試管中，滴入幾滴該溶液，若酸性kmno4溶液褪色或顏色變淺，說(shuō)明該溶液中含有fe2解析(1)根據(jù)問題(1)信息中的反應(yīng)物

16、和生成物以及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可寫出兩個(gè)化學(xué)方程式。(2)氣體a中含有so2，so2是酸性氧化物，選用堿性溶液吸收。(3)由泡銅制取粗銅，是cu2o和al發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平方法進(jìn)行配平可得化學(xué)反應(yīng)方程式為3cu2o2al高溫,al2o36cu。(4)向溶液中滴加kscn溶液，溶液呈血紅色，可推知溶液中一定含有fe3；要檢驗(yàn)溶液中還含有fe2，可利用其還原性，具體操作：取適量酸性kmno4溶液置于試管中，滴入幾滴該溶液，若酸性kmno4溶液褪色或顏色變淺，說(shuō)明該溶液中含有fe2。解答無(wú)機(jī)化工流程圖題的策略(1)粗讀題干，挖掘圖示。圖示中一般會(huì)呈現(xiàn)超出教材范圍的知識(shí)，但題目中

17、往往會(huì)有提示或者問題中不涉及，所以一定要關(guān)注題目的每一個(gè)關(guān)鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問什么推什么。如制備類無(wú)機(jī)化工題，可粗讀試題，知道題目制取什么、大致流程和有什么提示等。(2)攜帶問題，精讀信息。這里信息包括三個(gè)方面：一是主干，二是流程圖示，三是設(shè)置問題。讀主干抓住關(guān)鍵字、詞；讀流程圖，重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(“進(jìn)入”與“流出”)、實(shí)驗(yàn)操作方法等。(3)跳躍思維，規(guī)范答題。答題時(shí)應(yīng)注意前后問題往往沒有“相關(guān)性”，即前一問未答出，不會(huì)影響后面答題。遷移應(yīng)用3實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量fes、sio2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(feso47

18、h2o)，主要工藝流程如下。(1)將過(guò)程產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是_(填字母序號(hào))。a品紅溶液 b紫色石蕊試液c酸性kmno4溶液 d溴水(2)過(guò)程中，fes、o2和h2so4反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)過(guò)程中需加入的物質(zhì)是_。(4)過(guò)程中，蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)需使用的儀器除酒精燈、三腳架外，還需要_。(5)過(guò)程調(diào)節(jié)ph可選用下列試劑中的_(填序號(hào))。a稀硫酸 bcaco3 cnaoh溶液答案(1)acd(2)4fes3o26h2so4=2fe2(so4)36h2o4s(3)鐵粉(4)蒸發(fā)皿、玻璃棒(5)c來(lái)源:解析(1)so2具有漂白性，能使品紅褪色，so2有還原性，能被酸性kmno4溶液、溴水氧化，而使它們褪色。(3)溶液x為fe2(so4)3，需加入還原劑將fe3還原為fe2，又不帶入雜質(zhì)離子，故需加入鐵粉。(5)過(guò)程中需將酸消耗而調(diào)高ph，而caco3跟硫酸反應(yīng)會(huì)生成微溶于水的caso4，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。熱點(diǎn)4錳、鉬、鈦等金屬化合物的綜合應(yīng)用例4鉬是一種過(guò)渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，這種元素可增強(qiáng)合金的強(qiáng)度、硬度、可焊性及韌性，還可增強(qiáng)其耐高溫及耐腐蝕性能。如圖是化工生產(chǎn)中制備金屬鉬的主要流程圖。(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)反應(yīng)的