《高考化学一轮复习热点突破6无机化工流程练习新人教版1101141》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习热点突破6无机化工流程练习新人教版1101141（11页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、 热点突破6 无机化工流程解题策略化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息、抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是近几年高考化学命题的常考题型。授课提示：对应学生用书第55页角度一以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题这类题目其实就是混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，一定要在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有
2、哪些，主要物质和杂质的性质差别是什么？认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去，要相信题中的每一种试剂、每一步操作都是为了得到更多和更纯的产品，经过这样的思考后将工艺流程转化为物质转化流程，更能明白每一步所加试剂或操作的目的。题组训练1(2016江苏高考卷)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO33H2O。实验过程如下：(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为：MgCO3(s)2H(aq)=Mg2(aq)CO2(g)H2O(l)H50.4 kJmol1Mg2SiO4(s)4H(
3、aq)=2Mg2(aq)H2SiO3(s)H2O(l)H225.4 kJmol1酸溶需加热的目的是_；所加H2SO4不宜过量太多的原因是_。(2)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为_。(3)用如图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3。实验装置图中仪器A的名称为_。为使Fe3尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，_、静置、分液，并重复多次。(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO33H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，_，过滤、用水洗涤固体23次，在50 下干燥，得到MgCO33H2O。已知该溶液中pH8.5时M
4、g(OH)2开始沉淀；pH5.0时Al(OH)3沉淀完全。解析：(1)升温可加快化学反应速率，故加热的目的是加快反应速率，使废渣中的主要成分充分溶解。若所加H2SO4过量太多，则萃取分液后的水相中含有较多的H2SO4，后续操作中会增加氨水的用量，造成浪费。(2)酸溶时，少量Fe、Al的氧化物会转化为Fe2(或Fe3)、Al3，加入H2O2可将Fe2氧化为Fe3，反应的离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(3)由仪器的特征可知，A为分液漏斗。为使Fe3尽可能多地从水相转移到有机相，每次向分液漏斗中加入一定量的有机萃取剂后，需充分振荡液体。(4)由废渣的主要成分及分析制备流程可知，
5、萃取分液后的水相中主要含有Mg2、Al3、SO，为制备MgCO33H2O，要将Al3转化为Al(OH)3沉淀，而Mg2不能转化为Mg(OH)2沉淀，需向水溶液中滴加氨水，至5.0pH8.5，使Al3全部转化为Al(OH)3沉淀，过滤，边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀出现，说明Mg2全部转化为MgCO33H2O，然后进行过滤、洗涤、干燥等操作。答案：(1)加快酸溶速率避免制备MgCO3时消耗过多的碱(2)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(3)分液漏斗充分振荡(4)至5.0pH8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加Na2C
6、O3溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成备考提醒解答工艺流程题的两方法1首尾分析法：对线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从此分析中找出它们的关系，弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺，再结合题设问题，逐一解答。2分段分析法：对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产品)的工艺流程题，用此法更容易找到解题的切入点。角度二以物质制备为目的的工艺流程题题组训练2硫酸锌是一种重要的工业原料，广泛用于农业、化工、电镀、水处理等行业。用炼锌厂废渣(含ZnO、F
7、eO、CuO)回收生产一水硫酸锌的工艺流程如图所示： 已知：某温度下，KspZn(OH)21.21017，KspFe(OH)28.01016，KspFe(OH)34.01038。(1)酸浸时，为提高浸出速率，可采取的措施是_(填两种)。(2)氧化、中和时，需要用NaOH溶液调节pH为4.55.0，原因是_。(3)氧化、中和时用漂白粉作氧化剂，此时发生反应的化学方程式为_；实际操作中通入空气的作用是_。(4)操作X的名称为_。(5)第三次操作X后，得到成品的步骤为_，过滤，洗涤，加热脱水。解析：(1)为提高浸出速率，可采取的方法有：适当增加硫酸的浓度、加热、将废渣粉碎等。(2)氧化、中和的目的是
8、除铁，结合题给沉淀的Ksp可知，除铁时铁元素必须以三价铁形式存在，以避免损失锌。随氧化液的pH升高，铁去除率增大，但锌的损失率也随之上升，故pH不能太高也不能太低。(3)反应物有FeSO4、NaOH、Ca(ClO)2，生成物有沉淀Fe(OH)3，再分析知还有CaCl2和Na2SO4，根据化合价升降守恒和原子守恒可配平化学方程式。由题知氧化剂为漂白粉，但通入的空气中有氧气，也是一种氧化剂，故其作用是加快氧化速率。(4)从图示看，操作X很明显是将生成的沉淀或不溶的固体除去，故应为过滤。(5)产品为一水硫酸锌，故从滤液中得到的物质也是结晶水合物，应采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。答案：(1)适当增加硫
9、酸的浓度、加热、将废渣粉碎(2)pH太低，铁的去除率低，pH太高，锌的损失率会增大(3)4FeSO48NaOHCa(ClO)22H2O=CaCl24Na2SO44Fe(OH)3加快氧化速率(4)过滤(5)蒸发浓缩、冷却结晶3实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO47H2O)，主要工艺流程如下：(1)将过程产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是_(填字母)。a品红溶液b紫色石蕊溶液c酸性KMnO4溶液 d溴水(2)过程中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为_。(3)过程中需加入的物质是_。(4)过程中，蒸发结晶
10、时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要_。(5)过程调节pH可选用下列试剂中的_(填字母)。a稀硫酸bCaCO3cNaOH溶液解析：(1)SO2具有漂白性，能使品红褪色，SO2有还原性，能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化，而使它们褪色。(3)溶液X为Fe2(SO4)3，需加入还原剂将Fe3还原为Fe2，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。(5)过程中需将酸消耗而调高pH，而CaCO3跟硫酸反应会生成微溶于水的CaSO4，阻止反应的继续进行。答案：(1)acd(2)4FeS3O26H2SO4=2Fe2(SO4)36H2O4S(3)铁粉(4)蒸发皿、玻璃棒(5)c课时作业(授课提示：对应学生用书第26
11、3页)1工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有_(填化学式)。(2)中和液进行蒸发操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_。蒸发产生的蒸气中含有少量NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_(填操作名称)最合理。(3)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列处理方法合理的是_。a转入中和液b转入结晶操作c转入转化液 d转入结晶操作(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设
12、为21，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为_吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。解析：(1)NO2与Na2CO3反应有NaNO3生成。(2)中和液进行蒸发操作的目的是使NaNO2结晶析出，使NaNO3留在母液中，若水的蒸发量大，溶液浓度过大时，NaNO3有可能析出。蒸发产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的溶碱最合理。(3)母液进行转化时加入稀HNO3可将NaNO2氧化为NaNO3。母液中的溶质主要是NaNO3，将其转入转化液或转入结晶操作以达到原料循环利用的目的，可以提高产率，所以合理处理的方法选c、d。(4)1.38吨NaNO2
13、的物质的量为1.38106 g69 g/mol2104 mol，则生成的NaNO3物质的量为1104 mol，根据Na原子守恒，则Na2CO3的理论用量1/2(21041104)mol106 g/mol1.59106 g1.59吨。答案：(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶碱(3)将NaNO2氧化为NaNO3cd(4)1.592以海绵铜(主要成分为铜和氧化铜)为原料采用硝酸铵氧化分解技术生产氯化亚铜的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)溶解时硫酸浓度一般控制在0.25 molL1。配制1 000 mL此硫酸，需要质量分数为98%、密度为1.84 gcm1的浓硫酸_ mL(小数点后保
14、留1位数字)。(2)溶解时需要控制温度在6070 ，原因是_。(3)操作X的名称是_。(4)还原、氯化过程的化学方程式是_。亚硫酸铵要适当过量，可能的原因是_(答出一条即可)。(5)随着氯化铵用量的增加，CuCl沉淀率增大，但增大到一定程度后，沉淀率反而减小，可能的原因是_(用化学方程式表示)。解析：(1)浓硫酸的浓度c18.4(molL1)。由c(浓)V(浓)c(稀)V(稀)得：18.4 molL1V(浓)0.25 molL11 000 mL，故V(浓)13.6 mL。(2)由流程可以看出，温度过低，铜的溶解速率慢；温度过高，铵盐会发生分解。(3)操作X是将不溶杂质除去，故为过滤。(4)本题
15、的目的是制取CuCl，故还原、氯化过程是将Cu2还原为CuCl。亚硫酸铵适当过量，溶液中的离子浓度较大，可以提高反应速率，同时亚硫酸铵具有还原性，可以防止空气中的氧气将CuCl中1价的Cu氧化。(5)氯化铵用量增加到一定程度后，CuCl沉淀率反而减小，说明CuCl可能与氯化铵发生了反应。答案：(1)13.6(2)温度低，铜的溶解速率慢；温度高，铵盐会发生分解(3)过滤(4)2CuSO4(NH4)2SO32NH4ClH2O=2CuCl2(NH4)2SO4H2SO4可以提高反应速率，防止生成的CuCl被空气氧化(答出一条即可)(5)CuClNH4Cl=NH4CuCl23七铝十二钙(12CaO7Al
16、2O3)是新型的超导材料和发光材料。用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：(1)煅粉主要含MgO和_。用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶。若滤液中c(Mg2)小于5106molL1，则溶液pH大于_Mg(OH)2的Ksp51012；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是_。(2)滤液中的阴离子有_(忽略杂质成分的影响)；若滤液中仅通入CO2，会生成_，从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为_。(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为_
17、。(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_。解析：(1)碳酸钙和碳酸镁受热均易分解，生成氧化镁和氧化钙，因此另一种物质为氧化钙；根据溶度积常数可计算出氢氧根离子浓度为1103mol/L，因此氢离子浓度为11011mol/L，所以pH应大于11；如果用硫酸铵代替硝酸铵，钙离子与硫酸根离子能形成硫酸钙沉淀。(2)滤液中的阴离子包括加入硝酸铵引入的硝酸根离子，水电离生成的氢氧根离子。如果只通入二氧化碳，可能会生成碳酸氢钙，从而导致碳酸钙的产率降低。(3)氧化铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Al
18、2O32OH=2AlOH2O。(4)阳极上为铝失电子生成铝离子，阴极上为氢离子得电子生成氢气，其电解总反应方程式为2Al6H2O2Al(OH)33H2。(5)因为没有其他离子放电，因此负极反应式为Al3e7AlCl=4Al2Cl。答案：(1)CaO11易生成硫酸钙沉淀而导致碳酸钙产率降低(2)NO、OHCa(HCO3)2(3)Al2O32OH=2AlOH2O(4)2Al6H2O2Al(OH)33H2(5)Al3e7AlCl=4Al2Cl章末排查练(三)授课提示：对应学生用书第56页排查50个重要化学离子方程式1钠及其重要化合物Na和H2O的反应_Na和CH3COOH的反应_Na2O2和H2O的
19、反应_NaH和水的反应_向NaOH溶液中通入过量CO2_将Na2CO3溶液与石灰乳混合_向Na2CO3溶液中通入过量CO2_将Na2CO3和Ca(HCO3)2混合_将含等物质的量NaHCO3溶液和NaOH溶液混合_将含等物质的量NaHCO3溶液与澄清石灰水混合_将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合_向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2气体_答案：2Na2H2O=2Na2OHH22Na2CH3COOH=2CH3COO2NaH22Na2O22H2O=4Na4OHO2NaHH2O=NaOHH2OHCO2=HCOCOCa(OH)2=CaCO32OHCOCO2H2O=2HCOCOCa2=CaCO3H
20、COOH=COH2OHCOCa2OH=CaCO3H2O2HCOCa22OH=CaCO3CO2H2O2NaCOCO2H2O=2NaHCO32铝及其重要化合物Al和NaOH溶液的反应_Al(OH)3和NaOH溶液的反应_Al(OH)3和盐酸的反应_Al2O3和NaOH的反应_Al2O3和盐酸的反应_NaAlO2和过量盐酸的反应_向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体_将NaAlO2与NaHCO3混合_将NaAlO2与AlCl3溶液混合_向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液_向AlCl3溶液中加入过量氨水_将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合_答案：2Al2OH2H2O=2AlO3H2Al(OH
21、)3OH=AlO2H2OAl(OH)33H=Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2OAl2O36H=2Al33H2OAlO4H=Al32H2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlOHCOH2O=Al(OH)3CO3AlOAl36H2O=4Al(OH)3Al34OH=AlO2H2OAl33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33HCO=Al(OH)33CO23铁及其重要化合物Fe和过量稀HNO3的反应_Fe高温下和水蒸气的反应_Fe2O3和Al的反应_Fe2O3高温下和CO的反应_FeCl3溶液和Cu的反应_FeCl3与KSCN的反应_向FeCl2溶液中加入等物质的量的Na2O
22、2_向FeCl2溶液中加入NaClO_Fe(OH)2长时间置于空气中_Fe3O4和稀盐酸的反应_Fe3O4和稀HNO3的反应_FeO和稀盐酸的反应_FeO和稀HNO3的反应_Fe(OH)2和稀盐酸的反应_Fe(OH)2和稀HNO3的反应_Fe(OH)3和HI的反应_FeBr2和少量Cl2的反应_FeBr2和Cl2等物质的量反应_FeBr2和过量Cl2的反应_答案：Fe4HNO=Fe3NO2H2O3Fe4H2O(g)Fe3O44H2Fe2O32Al2FeAl2O3Fe2O33CO2Fe3CO22Fe3Cu=2Fe2Cu2Fe33SCN=Fe(SCN)34Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)
23、38NaO22Fe2ClO4OHH2O=2Fe(OH)3Cl4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2OFeO2H=Fe2H2O3FeO10HNO=3Fe3NO5H2OFe(OH)22H=Fe22H2O3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O2Fe(OH)36H2I=2Fe2I26H2O2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe22Br2Cl2=2Fe3Br24Cl2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl4铜及其重要化合物Cu在硫蒸气中燃烧_铜在空气中生成铜绿_用惰性电极电解CuSO4溶液_Cu和浓HNO3的反应_Cu和稀HNO3的反应_Cu和浓H2SO4的反应_胆矾受热分解_答案：2CuSCu2S2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32Cu22H2O2Cu4HO2Cu4H2NOCu22NO22H2O3Cu8H2NO3Cu22NO4H2OCu2H2SO4(浓)Cu2SOSO22H2OCuSO45H2OCuSO45H2O- 11 -
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