2014届高三化学二轮复习专题8――无机化工流程题解题策略(精华版)

无机化工流程题复习策略与解题方法指导2014届二轮复习课件1、知识考查的范围包括：1、元素化合物：2、基本理论和原理：3、实验操作：4、绿色化学：物质转化的条件及反应。①化学反应：氧化还原反应（书写）；②电化学：原电池、电解池的电极反应；③化学平衡：水解平衡、溶解-沉淀平衡。①原料处理：研磨、灼烧、溶解；②物质分离提纯：调节pH沉淀、结晶、洗涤、干燥。（1）环境污染问题；（2）原子的经济性；（3）节约能源（循环利用、催化剂等）；（4）原料应是可再生的（或者可回收利用）；（5）工艺的安全性考查层次要求高，考查范围具有综合性2、工业生产流程主线与核心原料预处理除杂、净化产品分离提纯反应条件控制原料循环利用排放物的无害化处理规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制反应条件的控制①pH的控制：控制溶液的酸碱性，使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如Fe3+、Cu2+的分步沉淀。②蒸发、反应时的气体氛围：如MgCl2溶液制无水MgCl2。③温度的控制：控制反应速率或促使平衡向某个方向方向移动；促进(或抑制)某物质结晶析出；（降温目的）防止某些物质在高温时分解，如有H2O2参与的反应。④趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度若目的是获得固体，则为防止其他物质析出致产品不纯或防止温度降低固体溶解；若目的是获得液体，则为防止温度降低析出固体，造成损耗。⑤洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，若是冰水洗涤还可减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗，若是有机溶剂（乙醇、乙醚等）洗涤除了以上目的外还便于干燥。原料的处理①溶解：通常用酸溶，也有水溶、碱溶、有机溶剂溶等。②灼烧：如从海带提取碘。③煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解。如煅烧高岭土。④其他：研磨或剪碎、榨汁、富集、表面处理如去油污，等等归纳常见的工艺手段、操作的名称和目的原材料：矿样（明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土，烧渣），合金（含铁废铜），药片（补血剂），海水（污水）pH值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8调节pH所需的物质调节pH所需的物质一般应满足两点：a、能与H＋反应，使溶液pH值增大；b、不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。(3)常见名词浸出：浸出率：酸浸：水洗：水浸：固体加水（酸）溶解得到离子固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程通常为除去水溶性杂质与水接触反应或溶解3、解答一道无机化工流程试题的程序是什么？此类试题的题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程以及供参考的数据（以表格、图像等呈现）。①首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）；②然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段；③明确实验目的在各步是如何体现出来的；④然后再带着问题具体分析各个化学过程。工业流程题目在流程上一般分为3个过程：原料处理分离提纯获得产品三、做好常见考点的整理、归纳1.原料处理阶段的常见考点：①加快反应速率②溶解浸出③灼烧④煅烧⑤反应条件控制2.分离提纯阶段的常见考点：①调pH值除杂②试剂除杂③加热④降温⑤母液（滤液）⑥萃取3.获得产品阶段的常见考点：①洗涤（冰水热水）②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解③蒸发浓缩、冷却结晶④蒸发结晶、趁热过滤⑤重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液4.其他常见考点：①方程式②实验仪器③计算④信息点后期处理对比表【知识快速积累一】其中结晶应注意：•蒸发结晶：溶质单一，且溶质固体性质稳定，不易分解，不含结晶水；•冷却结晶：溶质溶解度随温度变化较大；（KNO3等）•产品含结晶水；（CuSO4·5H2OFeSO4·7H2O等）•产品受热易分解；（NaHCO3、NH4Cl等）•当溶液中有两种或以上溶质时•要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩（结晶），趁热过滤•要得到溶解度受温度影响大的：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤三、化工流程图试题的构成特点化工流程图试题就是将化工生产过程中的主要操作步骤或物质转换用框图形式表示出来，将其中相关的信息以文字、表格或图像呈现出来，然后根据流程中涉及的化学知识进行设问，从而形成与化工生产紧密联系的试题。其基本结构如下：题头：题干：题尾：介绍该工艺生产的原材料、目的、原理。用框图形式将操作或物质转换或分离提纯等主要生产工艺流程表示出来。根据流程中涉及到的化学知识设问。（1）增强对信息重要性的认识，养成利用信息解题的习惯。（2）善于从关键词中挖掘信息。审题时应认真读题，扣住关键词，正确理解题意，弄清测试意图，以防答非所问。题头【10年广东32题】碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：(5)从母液中可回收的主要物质是________。题尾已知：Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。Na2SO4（Li2SO4）题干（3）信息隐含于思维定势中。有些试题的已知条件是出题者将某些提法稍作更动，目的在于检验学生是否具有善于发现问题的能力。【2011广一模31】亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：“反应2”的氧化剂是________________。ClO2NaClO2化工流程图题将所要表达的信息以文字、框图、表格、图像等形式呈现出来，而解题就需要对这些信息进行阅读、整理、分析、理解、组合和应用。3、提高自己善于利用和挖掘有效信息解题的能力【2011广东32】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。工艺流程如下：4(NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华)(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在__________。HCl、AlCl3NaCl氮化炉硅块粉碎酸洗稀酸X1200～1400℃H2N2无水氯化钙铜屑硅胶18～36h600℃水洗后处理氮化硅接真空装置蒸馏水【2011江苏盐城一模】氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸（氢氟酸除外），是一种重要的结构陶瓷材料。一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下：（2）在氮化炉中3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s)△H=－727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度：？信息整合过程：①“控制氮气的流速以控制温度”，要如何控制？是防止流速过快还是过慢？是防止温度过高还是过低？“3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s)△H=－727.5kJ/mol”“氮化炉反应温度：1200-1400℃”防止N2流速过快，反应放热速度过快，导致温度过高。②温度过高又会如何呢？“硅的熔点是1420℃”硅会熔融③硅熔融会有什么影响？“硅块→粉碎”联想到影响化学反应速率的因素硅熔融会减小与N2的接触面积，影响反应的速率。（4）具体分析要有深度这是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化熔合成团，阻碍与N2的接触。【知识积累二】提高反应速率的答题思路：1.接触面积的问题（1）固体可以用粉碎的方法（2）液体可以用喷洒的方法（3）气体可以用多孔分散器接触机会一般受混合是否充分影响，如搅拌、混溶等措施。2.温度、浓度等措施（1）有一些反应因为过快而要适当降低速率（2）气体与液体反应时，一般不增加气体的浓度而是增大气体的通入速率或增加溶液的浓度。3.加压一般是提高气体反应物浓度的措施，但在固体、液体反应的体系中并不适宜。4.催化剂五、提倡“各个击破”的解题方法，要敢于做化工流程图题，争取多得分化工流程图题问题设置的特点：（1）问题各自相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。（2）超纲知识题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。（3）每题中基本上都有与流程图无关的问题，可以直接根据已有的知识去完成。【2007广东21】（2）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。【2011广东32】(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是___。蒸发皿(5)致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生六、培养自己严谨的答题习惯，争取得高分【2012广州二模32】钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一种工艺流程示意如下：已知：①TiO2＋易水解，只能存在于强酸性溶液中②TiCl4的熔点－25.0℃，沸点136.4℃；SiCl4的熔点－68.8℃，沸点57.6℃（3）向“富含TiO2＋溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因，废液中溶质的主要成分是（填化学式）。（3）溶液中存在水解平衡TiO2＋＋（n+1）H2OTiO2·nH2O＋2H+，加入的Na2CO3粉末与H+反应，降低了溶液中c(H+)，促进水解平衡向生成TiO2·nH2O的方向移动；Na2SO4解析与平衡移动有关的问题遵循以下步骤：阐明体系中存在的核心平衡→所采取的措施、改变的条件→导致平衡如何移动移动、产生什么结果。【2012广州二模32】（4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下：写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质，可采用方法除去（4）TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO；蒸馏（或分馏）答题时要注意使用规范的化学用语，最大限度降低失分的可能。【2011广东32】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。工艺流程如下：(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为_______。(3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2OH＋＋OH－===H2O(NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华)[Cl2、HCl]