沖刺2019年高考化學復習專題11無機化工流程推斷題的解法課件

第十一講無機化工工藝流程推斷題無機化工工藝流程題是近年來流行的一種新題型，試題一般是物質(zhì)分離或提純?yōu)楸尘翱疾樵鼗衔镏R和化學實驗。

無機化工工藝流程題就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關化學知識步步設問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。第十一講無機化工工藝流程題是近年無機化工工藝流程題特點

以能力立意為主，命題背景真實新穎、考查內(nèi)容全面，通常包括化學工藝流程背景和探究問題兩個部分。知識

以典型元素化合物性質(zhì)及其相互間的轉(zhuǎn)化關系為依托，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護等相融合，考查物質(zhì)的制備、檢驗、分離及提純等基本實驗原理在化工生產(chǎn)中的實際應用。題型

①從混合物中分離、提純某一物質(zhì)；②利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)。能力

接受吸收、整合化學信息能力；分析問題和解決化學問題能力；實驗與探究能力。無機化工工藝流程推斷題無機化工工藝流程題特點以能力立意為主，命題洗、熱、碎、浸①氧化還原反應原理。②電化學原理。③沉淀溶解平衡原理。④平衡移動原理理?；究蚣軣o機化工工藝流程推斷題原料處理分離提純獲得產(chǎn)品工業(yè)流程題目在流程上一般為：洗、熱、碎、浸①氧化還原反應原理?；究蚣軣o機化工工藝流程推1.考察內(nèi)容：無機化工推斷題考查的內(nèi)容主要是元素化合物知識、化學反應原理和化學實驗知識。

考試熱點：利用化學方法除雜質(zhì)、物質(zhì)的分離提純（過濾、蒸餾、結(jié)晶、萃?。⒀趸€原反應、離子反應、簡單的化學計算、反應熱、化學平衡、原電池、沉淀溶解平衡。1.考察內(nèi)容：（1）原料處理階段的常見考點：①加快反應速率；②溶解浸出；③煅燒焙燒反應；④反應條件控制。（2）分離提純階段的常見考點：①調(diào)pH值除雜；②除雜試劑選擇；③加熱或降溫原因；④化學方程式書寫(氧化還原反應、離子反應、復分解反應)；⑤產(chǎn)品過濾、洗滌、結(jié)晶、萃取。52.無機化工工藝流程推斷題的考點（1）原料處理階段的常見考點：①加快反應速率；②溶解浸出；（（3）獲得產(chǎn)品階段的常見考點：①洗滌（冰水、熱水、特殊試劑等）②蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍（抑制水解）③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶④蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾⑤完整流程：……結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥

或……結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥、灼燒、冷卻（4）其他常見考點：①試劑作用、循環(huán)利用物質(zhì)的判斷；②實驗儀器辨識或作用分析；③特殊操作原因分析；④產(chǎn)率或純度計算。62.無機化工工藝流程推斷題的考點（3）獲得產(chǎn)品階段的常見考點：①洗滌（冰水、熱水、特殊試劑等①瀏覽試題，了解題意：

首先，認真將題目從頭到尾粗讀一遍，初步了解大意。知道題目是要求分離提純、除去雜質(zhì)、制備物質(zhì)中的哪一種。

其次，分析題目已知的信息有哪些？需要利用什么知識解決問題。3.答題技巧：①瀏覽試題，了解題意：3.答題技巧：②分析推理，理解過程：仔細分析，理清下列關系：

原料與產(chǎn)品：從某原料出發(fā)，要得到最終產(chǎn)品，必須除去什么元素、引進什么元素？

步驟與目的：加入某種試劑，采取這樣的方法，其目的是什么？一般只考慮后面提問有關的步驟，題目問題沒有涉及的操作，不必搞清楚。

感覺與結(jié)果：有的步驟不能讀懂，這時主要看這一步的結(jié)果，“跟著感覺走”、“順藤摸瓜”，用已學過的知識來“圓”這個結(jié)果，“難得糊涂”。信息與遷移：所給信息一定有用，而且一定用到，有時還需分解、重組、遷移到本題中來。3.答題技巧：②分析推理，理解過程：3.答題技巧：3.答題技巧：（3）步步為營，各個擊破。

大多數(shù)提問用所學知識，可逐步直接回答，但個別地方往往有悖所學知識，這時就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、成本等等。3.答題技巧：（3）步步為營，各個擊破。①浸出：固體加入水或酸溶解得到離子。酸浸：指在酸溶液中反應使可溶金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去溶解的過程。②水洗：水洗通常是為了除去水溶性的雜質(zhì)。

用冰水洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。用熱水洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，提高純度。4.常見操作：①浸出：固體加入水或酸溶解得到離子。4.常

③調(diào)節(jié)酸和堿的作用：

酸作用：溶解、去氧化物膜、調(diào)節(jié)pH促進水解（沉淀）。

堿作用：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH促進水解（沉淀）?？刂苝H值：促進某離子水解，使其沉淀，利于過濾分離。

控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。4.常見操作：③調(diào)節(jié)酸和堿的作用：控例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示：若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，應該怎樣做？物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8結(jié)論：先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH到3.7。4.常見操作：例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示5.高頻問題及解法①“浸出”步驟中，為提高某種金屬氧化物的浸出率，可采取的措施有？答：適當提高反應溫度、增加浸出時間，加入過量硫酸，邊加硫酸邊攪拌。

②從溶液中過濾得到晶體，欲稱重的操作？答：蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶（或蒸發(fā)結(jié)晶）、過濾（或趁熱過濾）、洗滌、干燥、稱重。5.高頻問題及解法①“浸出”步驟中，為提高某種

③如何檢驗沉淀Fe(OH)3是否洗滌干凈(母液含SO42-)？答：取最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀則說明未洗滌干凈，若無白色沉淀則說明洗滌干凈。④檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的試驗操作？答：取少量上層清液或過濾后的濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe(OH)3

沉淀完全。5.高頻問題及解法③如何檢驗沉淀Fe(OH)3是否洗滌干凈(母液含S⑤沉淀洗滌操作方法？答：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復以上操作2-3次。⑥如何從MgCl2·6H2O中得到無水MgCl2？答：在干燥的HCl氣流中加熱，干燥的HCl氣流中抑制了MgCl2的水解。5.高頻問題及解法⑤沉淀洗滌操作方法？5.高頻問題及解法⑦哪些物質(zhì)可以循環(huán)利用與回收利用？

答：循環(huán)利用是作為原料在前面投入了，卻在后面的反應中生成的物質(zhì)；回收利用是指有一定利用價值的副產(chǎn)品。

⑧CuCl2中混有Fe3+加何種試劑調(diào)pH值？答：為了不引入雜質(zhì)，用含銅元素且可以與H+反應的CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因：加CuO消耗溶液中的H+的，促進Fe3+的水解，生成Fe(OH)3沉淀析出。5.高頻問題及解法⑦哪些物質(zhì)可以循環(huán)利用與回收利用？5.高頻問題及解⑨趁熱過濾的原因？答：減少過濾時間、保持過濾溫度，防止××雜質(zhì)析出。⑩趁熱過濾后，有時先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然后再冷卻結(jié)晶？答：稀釋溶液，防止降溫過程中××析出，提高產(chǎn)品的純度（或產(chǎn)率）。5.高頻問題及解法⑨趁熱過濾的原因？5.高頻問題及解法

1.2018-1-27.

焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：

（1）生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式：____________________。（2）利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為：①pH=4.1時，Ⅰ中為__________溶液（寫化學式）。②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是_______________________。

2NaHSO3=Na2S2O5+H2ONaHSO3得到NaHSO3過飽和溶液解析：(1)由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制Na2S2O5。所以，化學方程式為：2NaHSO3=Na2S2O5+H2O

(2)①SO2與Na2CO3反應生成Na2SO3和NaHSO3，pH=4.1時顯酸性，故不可能是Na2SO3，是NaHSO3。

②由第一問可知，由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制Na2S2O5，工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是:得到NaHSO3過飽和溶液?！炬溄痈呖肌?.2018-1-27.焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）

2.2018-2-26.我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦（ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：

相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol/L]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表中所示：回答下列問題：【鏈接高考】（1）焙燒過程中主要反應的化學方程式為________。解析：焙燒主要反應就是硫化鋅與氧氣反應，生成氧化鋅和二氧化硫。2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2（2）濾渣1的主要成分出SiO2外還有_____;氧化除雜工序中ZnO的作用是_________。若不通入氧氣，其后果是_______________。解析：焙燒后的固體主要是幾種氧化物，稀硫酸溶?后不溶物是不溶于水的SiO2和PdSO4。過濾后的溶液中含有Cd2+、Fe2+、Fe3+，通過氧化將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,通過ZnO調(diào)整pH除去Fe3+,若不通入氧氣，無法除去Fe2+。調(diào)節(jié)溶液PH值PdSO4無法除去Fe2+2.2018-2-26.我國是世界上最早制得和使用（3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應的離子方程式為____________________。（4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應式為_______________;沉積鋅后的電解液可返回_____工序繼續(xù)使用。Zn+Cd2+=Zn2++CdZn2++2e-=Zn溶浸解析：用鋅粉除去Cd2+，發(fā)生置換反應，所以方程式為：Zn+Cd2+=Zn2++Cd。電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，電極反應為：陽極：2H2O-4e-=O2+4H+；陰極：Zn2++2e-=Zn。沉積鋅后的電解液是硫酸，所以可以返回溶?工序繼續(xù)使用。（3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應的離子

3.2018-3-27.KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑。回答下列問題：(1)KIO3的化學名稱是_______。(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示：“酸化反應”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________?！盀V液”中的溶質(zhì)主要是_______?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應的化學方程式為:

碘酸鉀KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O加熱KCl【鏈接高考】解析：由于“酸化反應”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl，氯氣在水中有少量溶解，所以逐氯氣采用加熱的方法。結(jié)晶過濾后，所得晶體用于制取KIO3，所以濾液中的溶質(zhì)應該是：KCl。

從流程圖分析可知，調(diào)pH時反應物是KH(IO3)2，生成物是KIO3，為了不引人新雜質(zhì)，應該用KOH調(diào)節(jié)，發(fā)生復分解反應為：KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O3.2018-3-27.KIO3是一種重要（3）KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。①寫出電解時陰極的電極反應式_______________。②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_________，其遷移方向是_____________。③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有___________________（寫出一點）。2H2O+2e－=2OH－+H2↑K+a到b產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等解析：陽極區(qū)的單質(zhì)碘和氫氧化鉀反應：3I2＋6KOH＝KIO3＋5KI＋3H2O。其中，生成的碘離子在陽極失電子再轉(zhuǎn)化為單質(zhì)碘，多出的鉀離子通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)生成氫氧化鉀，陰極區(qū)得到的氫氧化鉀可以循環(huán)使用。單質(zhì)碘再與氫氧化鉀反應，生成KIO3和KI，以上反應反復循環(huán)最終將所有的碘都轉(zhuǎn)化為碘酸鉀。（3）KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。2H2O

4.2017-2-26.水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：回答下列問題：（1）在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是________________________，還可使用____代替硝酸。將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+

H2O2

【鏈接高考】解析：在測定鈣含量時，需要排除其它離子干擾，因而在其中加入氧化劑可以將Fe2+氧化為Fe3+

，在后續(xù)反應中除去。硝酸和過氧化氫及其它不引入新雜質(zhì)的氧化劑均可以發(fā)揮作用。（2）沉淀A的主要成分是____，其不溶于強酸但可與一種弱酸反應，該反應的化學方程式為________________。解析：在第一步反應結(jié)束后，除SiO2外，其它物質(zhì)均溶解，因而過濾后的沉淀A是SiO2。SiO2可以與氫氟酸反應：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

SiO2

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

4.2017-2-26.水泥是重要的建筑材（3）加氨水過程中加熱的目的是_________。沉淀B的主要成分為_______、______（填化學式）。（4）草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應為：MnO4－+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。實驗中稱取0.400g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分數(shù)為______。促進反應發(fā)生，充分產(chǎn)生沉淀Fe(OH)3

Al(OH)3

45.0%

解析：反應中加熱的目的一般就是加快反應，促進反應發(fā)生。加氨水調(diào)pH后，產(chǎn)生的沉淀主要是：Fe(OH)3

、Al(OH)3

。pH為4-5時，Ca2+、Mg2+不沉淀。

5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4n(KMnO4)=0.0500mol/L×36.00×10－3mL=1.80×10－3moln(Ca2+)=4.50×10－3mol水泥中鈣的質(zhì)量分數(shù)為：4.50×10－3mol×40.0g/mol/0.400g×100%=45.0%（3）加氨水過程中加熱的目的是_________。沉淀5.2017-3-27.

重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：回答下列問題：（1）步驟①的主要反應為：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3

高溫Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反應配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為_______。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是____________________________________。（2）濾渣1中含量最多的金屬元素是____，濾渣2的主要成分是______及含硅雜質(zhì)。（3）步驟④調(diào)濾液2的pH使之變____（填“大”或“小”），原因是_________（用離子方程式表示）。【鏈接高考】解析：(1)由氧化還原反應中的得失電子守恒可知二者系數(shù)比應為2：7;該步驟中存在Na2CO3固體，熔融時會腐蝕陶瓷，故不能使用陶瓷容器。(2)熔塊中的三種物質(zhì)，只有Fe2O3不溶于水，是濾渣1的成分，所以金屬元素是鐵。由流程可知，在鋁元素進入溶液，調(diào)節(jié)pH=7后，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，故濾渣2中除了含硅雜質(zhì)外還有Al(OH)3。(3)分析可知，濾液2中的主要成分是Na2CrO4

，濾液3中的主要成分應為Na2Cr2O7

，則第④步調(diào)節(jié)pH的作用是使

Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7

，離子方程式為：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O

，由此可知應調(diào)節(jié)pH使之變小，有利于反應發(fā)生。2:7高溫下Na2CO3能與SiO2反應生成硅酸鈉和CO2鐵Al(OH)3小2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O5.2017-3-27.重鉻酸鉀是一種重要的化工原料5.2017-3-27.

重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：回答下列問題：【鏈接高考】（4）有關物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到_____（填標號）得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。a.80℃b.60℃ c.40℃ d.10℃步驟⑤的反應類型是___________________。（5）某工廠用m1kg鉻鐵礦粉（含Cr2O340%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品m2kg，產(chǎn)率為_______。解析：由溶解度曲線圖可知，10℃時K2Cr2O7溶解度最小，而其它三種物質(zhì)此時溶解度均大于K2Cr2O7，故此時得到的K2Cr2O7固體最多。由流程得到步驟⑤的反應方程式為：2KCl

+Na2Cr2O7=2NaCl+K2Cr2O7，故該反應為復分解反應。d解析：產(chǎn)率等于實際產(chǎn)量比理論產(chǎn)量。樣品中Cr2O3的質(zhì)量為m1×40%Kg，則生成K2Cr2O7的理論產(chǎn)量為:(m1×40%÷152)×294Kg，則所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為m2Kg÷(m1×40%÷152)×294Kg×100%=152m2/117.6m1×100%。5.2017-3-27.重鉻酸鉀是一種重要的化工原料

6.2017-1-27．Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備，工藝流程如下：回答下列問題：（1）“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，當鐵的凈出率為70%時，所采用的實驗條件為____________。（2）“酸浸”后，鈦主要以TiOCl42-形式存在，寫出相應反應的離子方程式________________________________?！炬溄痈呖肌拷馕觯海?）從圖中可知，100℃、2h或90℃、5h；（2）由題目信息可知，F(xiàn)eTiO3與鹽酸反應，產(chǎn)生TiOCl42-

。根據(jù)原子守恒和電荷守恒即可寫出反應的離子方程式。100℃、2h或90℃，5hFeTiO3+4H++4Cl?=Fe2++TiOCl42?+2H2O

6.2017-1-27．Li4Ti5

6.2017-1-27．Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備，工藝流程如下：【鏈接高考】解析：（3）TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增加，但是，如果溫度升高雙氧水分解與氨氣逸出，導致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率下降。所以，超過40℃，會使TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率下降。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，根據(jù)化合價規(guī)律，正價為22價,15個O原子共-22價，設有x個-1價O，-x-(15-x)x2=-22，x=8，故過氧鍵的數(shù)目為4個。（3）TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40min所得實驗結(jié)果如下表所示：溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率%9295979388

分析40℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，其中過氧鍵的數(shù)目為_______。溫度升高雙氧水分解與氨氣逸出，導致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率下降46.2017-1-27．Li4Ti5

7.2016-3-28.從廢釩催化劑中可以回收五氧化二釩（V2O5），廢釩催化劑的主要成分為：物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分數(shù)/%2.2~2.92.8~3.122~2860~651~2<1以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：回答下列問題：（1）“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，反應的離子方程式為___________，同時V2O4轉(zhuǎn)成VO2+。“廢渣1”的主要成分是__________。解析：“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，V的化合價沒有變化，反應的離子方程式為：V2O5+2H+=2VO2++H