(2014年高考第二轮复习)专题三：无机化工流程题解题策略2014.3

1专题三：无机化工流程题复习策略与解题方法指导二轮复习专题资料2题号考查内容分值省平均分相关考点09年22生产硼砂的固体废料回收镁原料预处理(酸浸)、物质分离提纯(调节pH、溶解度曲线、重结晶法)、副产物回收利用等。10年32以β锂辉石为原料制备Li2CO3168.0原料预处理(粉碎)、物质的分离提纯(调节pH)、常见离子的性质、离子方程式的书写(复分解反应)、副产物的回收利用等11年32粗铝吹气精炼以及钢材镀铝166.5化学方程式书写(氧化还原反应、中和反应、电极反应)、物质分离提纯(吹气法)、金属防腐12年32杂卤石制备硫酸钾177.9原料预处理(碱浸)、物质的分离提纯（调节pH、过滤、结晶）、平衡移动原理、平衡常数计算、读图能力。一、2010-2012年高考化学工艺流程题统计3一、化工流程图试题的构成特点P86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。4工业生产流程主线与核心规律: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、生产条件的控制原料Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ核心反应产物5Ⅰ预处理Ⅱ分离提纯Ⅲ主反应(【练习2】2011年广东,32)粗铝提纯及尾气的综合利用（【练习1】2010年广东，32)制备Li2CO3的工艺流程6【练习6】某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O的工艺流程如下：废渣废气粉碎焙烧酸浸空气盐酸试剂F过滤滤渣滤液BNaCl调节pH至3~4CuCl22H2O预处理1、粉碎的目的：。2、焙烧的目的：。3、酸浸的目的：。4、调节pH的目的：。已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为：9.7、3.2、6.4。增大反应物的接触面积，加快反应速率使难溶的CuS转化为能溶于水CuCl2使Cu、Fe的化合物溶解使Fe3+完全转化为沉淀Fe(OH)371、想考什么？(1)呈现形式：流程图、表格、图像(2)设问方式：措施、成分、物质、原因(3)能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、语言表达能力(4)知识落点：基本理论、元素化合物、实验综上所述，无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以近年来广东高考该类型题持续出现。二、解题方法8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；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：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。2、熟悉常见工艺手段、操作的名称和目的：P8693、无机化工流程试题常常在哪些地方设问？反应速率与平衡理论的运用；氧化还原反应的判断、方程式书写；利用控制pH分离除杂；利用溶解度分离；常用的分离方法、实验操作；流程中的物质转化和循环；绿色化学评价；计算产量、产率、产品纯度等。104、解答一道无机化工流程试题的程序是什么？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接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确；④然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时才使用参考数据），组织语言回答设问。11答题模式分析流程（每一步骤）①反应物是什么②发生了什么反应③反应造成了什么后果④对制造产品有什么作用分析反应条件①对反应速率有何影响②对平衡转化率有何影响③对综合生产效益有何影响规范答题①化学用语的书写要规范(分子式书写；化学方程式的书写；完成符号或可逆符号；沉淀、气体、固态、水溶液等符号）②评价或比较要全面（反应物、产物种类目标产物的分离和提纯；反应条件、仪器、设备、步骤）12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。5、认真审题：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__________。(4)在铝电解池中，金属铝为______极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以和形式存在，铝电极的主要电极反应式为。4AlCl72ClAl13【练习3】聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：高岭土A酸适量CaCO3煅烧浸出搅拌，调节溶液pH在4.2~4.5，过滤蒸发浓缩Al2(OH)nCl6-n90~1000C（1）“煅烧”的目的是。14【练习8】CoCl2·6H2O在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）为原料制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程：含钴废料加热反应反应调节pH至a过滤调节pH至2～3操作Ⅰ减压烘干CoCl2·6H2O盐酸过氧化氢碳酸钠滤渣盐酸已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑②CoCl2·6H2O熔点86℃，易溶于水；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：请回答下列问题：⑶制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因。降低烘干温度，加热至110~120℃，CoCl2·6H2O失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。156、提倡“各个击破”的解题方法，鼓励学生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。P86【变式训练2】（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167、注重答案的文字叙述规范(1)洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。(2)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—洗涤—干燥。(3)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。(4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。2013届高三化学背诵材料(08)--实验基本操作2013.1178、培养严谨的答题习惯，争取得高分。逻辑、科学、简洁【练习13】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；注意提升学生表达能力，答题要有模式和要点。例如解析与平衡移动有关的问题应该遵循以下步骤：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。18【练习13】（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。