高考化学考前冲刺20天之高考热点回扣系列文档高考热点课3 无机化工流程题解题策略 Word版含答案Word下载.docx

1、要注意有金属离子易水解时，控制酸性条件或酸性气体氛围，抑制其水解。蒸发浓缩、冷却结晶、过滤：目的主要是让溶解度随温度变化大的溶质析出，多用于结晶水合物、不稳定的盐类（如铵盐、硝酸盐）的结晶析出。这种题往往是用图像表示溶解度与温度关系。蒸发结晶、趁热过滤：目的是让溶解度随温度变化小的溶质析出，防止某物质降温时会析出，如除去氯化钠溶液中的硝酸钾。趁热过滤需用到热滤漏斗或用热毛巾捂住普通漏斗外壁，以防因温度下降而析出杂质。重结晶：提高产品的纯度。三、无机化合工艺流程题1认真读题，了解命题意图流程题一般只有两个目的：一是从混合物中分离、提纯某一物质；另一目的就是利用某些物质制备另一物质。2仔细分析，读

2、懂流程图（1）一般情况主线主产品；分支副产品；回头为循环。（2）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、产品分离提纯。（3）工业生产流程主线与核心3.分析问题，回归课本知识，关注信息提示大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往结合流程或信息提示才能回答，有时也可能存在有悖所学知识的情况，这时就要结合化工生产实际考虑原料成本低廉、环境友好、产量产率高等等。4细心检查，最后结论再重新按流程图验证是否合理。以物质制备为目的的化学工艺流程1原料处理阶段的常见考查点（1）加快反应速率（2）溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。（3）灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能

3、溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。2分离提纯阶段的常见考查点（1）调pH除杂控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3、Mn2溶液中含有的Fe2，先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3，再调溶液的pH。调节pH所需的物质一般应满足两点：一能与H反应，使溶液pH增大；二不引入新杂质。例如，若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu（OH）2、碱式碳酸铜等物质来调节溶液的pH。（2）加热：如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如侯氏制碱法中的NaHCO3；还有如H2O2、HNO3（浓）等物质。（3）降温：防止某物质在高温时溶解（或分解

4、）；为使化学平衡向着题目要求的方向移动。3获得产品阶段的常见考查点（1）洗涤（冰水、热水）：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。（2）蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。（3）蒸发浓缩、冷却结晶：如NaCl和KNO3混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是KNO3，这样就可分离出大部分KNO3。（4）蒸发结晶、趁热过滤：如NaCl和KNO3混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，这样可除去NaC

5、l中的少量KNO3。例1（2015全国卷）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如下所示：回答下列问题：（1）写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式：_，为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_（写出两条）。（2）利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_（写化学式）。（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_。（4）“粗硼酸”中的主要杂质是_（填名称）。（5）以

6、硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_。（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_。解析答案（1）Mg2B2O5H2O2H2SO42H3BO32MgSO4提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径（2）Fe3O4SiO2和CaSO4（3）将Fe2氧化成Fe3使Fe3与Al3形成氢氧化物沉淀而除去（4）（七水）硫酸镁（5）（6）2H3BO3B2O33H2O、B2O33Mg2B3MgO1某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用，废液含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4

7、，可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产工艺流程如下：已知：TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2和SO；TiOSO4水解的反应为TiOSO4（x1）H2O TiO2xH2OH2SO4。请回答：（1）步骤所得滤渣的主要成分为_。（2）步骤硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。（3）步骤需控制反应温度低于35 ，其目的是_。（4）步骤反应的离子方程式是_。（5）已知FeCO3（s） Fe2（aq）CO （aq），试用平衡移动原理解释步骤生成乳酸亚铁的原因：_。答案（1）TiO2xH2O、Fe（2）14（3）防止NH4HCO3分解和防止Fe2

8、被氧化（4）Fe22HCO=FeCO3H2OCO2（5）乳酸电离出的H与CO反应，使平衡向正反应方向移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁解析（1）废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4，向其中加入过量铁屑，发生反应：Fe2（SO4）3Fe=3FeSO4，FeH2SO4=FeSO4H2；随着反应的进行，溶液酸性减弱，TiOSO4的水解平衡：TiOSO4（x1）H2O TiO2xH2OH2SO4向右移动，所以最终得到的滤渣的主要成分是TiO2xH2O和Fe。（2）步骤FeSO4在空气中煅烧，发生反应：4FeSO4O22Fe2O34SO3，该反应中氧化剂是O2，还原剂

9、是FeSO4，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为14。（3）步骤是向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液来制取FeCO3，控制反应温度低于35 是为了防止NH4HCO3分解和防止Fe2被氧化。（4）步骤反应的离子方程式是Fe22HCO=FeCO3H2OCO2。（5）FeCO3在溶液中存在沉淀溶解平衡：FeCO3（s） Fe2（aq）CO （aq），当向其中加入乳酸时，乳酸电离出的H与CO反应，降低了CO的浓度，上述沉淀溶解平衡正向移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液。以分离提纯为目的的化学工艺流程1物质分离提纯的原则（1）不增：不引入新的杂质。（2）不减：不减少被提纯的物质。（3）易分离：被

10、提纯物与杂质易于分离。（4）易复原：被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。2常用的提纯方法水溶法除去可溶性杂质酸溶法除去碱性杂质碱溶法除去酸性杂质氧化剂或还原剂法除去还原性或氧化性杂质加热灼烧法除去受热易分解或易挥发的杂质调节溶液的pH法如除去溶液中的Fe3等3常用的分离方法过滤分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法萃取和分液利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴蒸发结晶提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl冷却结晶提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、

11、FeSO47H2O等蒸馏或分馏分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油冷却法利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气例2（2016全国卷）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.92.83.12228606512c（OH），所以溶液显酸性。4水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量

12、的过程如图所示：（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_，还可使用_代替硝酸。（2）沉淀A的主要成分是_，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_。（3）加氨水过程中加热的目的是_。沉淀B的主要成分为_、_（写化学式）。（4）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnOHH2C2O4Mn2CO2H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.0500 molL1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为_。答案（1）将样品中可能存在

13、的Fe2氧化为Fe3H2O2（2）SiO2（或H2SiO3）SiO24HF=SiF42H2O（或H2SiO34HF=SiF43H2O）（3）防止胶体生成，易沉淀分离Al（OH）3Fe（OH）3（4）45.0%解析（1）由题意知，水泥样品中含有铁、铝和镁等金属的氧化物，后面操作有加入氨水调节pH45，目的是除去Al元素和Fe元素，而在此pH范围内，Fe元素只有转化为Fe3才能完全生成沉淀，因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2氧化为Fe3；还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸。（2）水泥样品中的SiO2、CaO及铁、铝、镁等金属的氧化物，只有SiO2（或反应生成的H2SiO3）不溶于盐酸，

14、所以沉淀A的主要成分是SiO2（或H2SiO3）。SiO2（或H2SiO3）不与强酸反应，但可溶于氢氟酸中，反应的化学方程式为SiO24HF=SiF42H2O（或H2SiO34HF=SiF43H2O）。（3）盐类水解是吸热反应，升高温度，可防止生成胶体，同时使溶液中的Al3、Fe3水解程度增大而生成沉淀易于除去，加热的同时还可以加快反应速率；生成的沉淀主要为Al（OH）3、Fe（OH）3。（4）KMnO4与H2C2O4反应时，Mn由7价变为2价，每个Mn得到5个电子，即每个KMnO4得到5个电子，C由3价变为4价，每个C失去1个电子，即每个H2C2O4失去2个电子，由电子守恒可知，KMnO4与

15、H2C2O4反应的物质的量关系式为2KMnO45H2C2O4。由题意知，消耗KMnO4的物质的量为0.0500 molL10.036 L0.0018 mol，因此H2C2O4的物质的量为0.0018 mol0.0045 mol。H2C2O4CaC2O4，故CaC2O4的物质的量为0.0045 mol，Ca的质量为0.0045 mol40 gmol10.18 g，即水泥样品中钙的质量分数100%45.0%。5工业上利用氟碳铈矿（主要成分为CeCO3F）提取CeCl3的一种工艺流程如下：（1）CeCO3F中，Ce元素的化合价为_。（2）酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。写出稀

16、硫酸、H2O2与GeO2反应的离子方程式：_。（3）向Ce（BF4）3中加入KCl溶液的目的是_。（4）加热CeCl36H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl2，其中NH4Cl的作用是_。（5）准确称取0.7500 g CeCl3样品置于锥形瓶中，加入适量过硫酸铵溶液将Ce3氧化为Ce4，然后用0.1000 molL1（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗25.00 mL标准溶液。（已知：Fe2Ce4=Ce3Fe3）该样品中GeCl3的质量分数为_。若使用久置的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液进行滴定，测得该CeCl3样品的质量分数_（填“偏大”“偏小”或“无影响”

17、）。答案（1）3（2）H2O22CeO26H=2Ce34H2OO2（3）避免3价Ce以Ce（BF4）3沉淀的形式损失（或提高CeCl3的产率）（4）NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解（5）82.2%偏大解析（1）在CeCO3F中，C是4价，O为2价，F为1价，利用化合物中各元素正负化合价代数和等于零可知Ce为3价。（2）利用图示转化可知，酸浸过程中4价Ce被还原为Ce3，因此加入的H2O2被氧化，必有O2生成，从而写出反应的离子方程式。（3）结合流程知向Ce（BF4）3中加入KCl溶液生成KBF4沉淀，同时得到CeCl3溶液，可见加入KCl的目的为避免3价Ce以Ce（BF4）

18、3沉淀的形式损失，从而提高CeCl3的产率。（4）直接加热CeCl36H2O制取无水CeCl3会因Ce3水解而使制取失败，与NH4Cl一起加热，NH4Cl固体受热分解产生的HCl可抑制CeCl3水解。（5）利用原子守恒和已知的离子反应可知0.7500 g CeCl3样品含有m（CeCl3）0.025 L0.1000 mol246.5 gmol10.61625 g，故样品中CeCl3的质量分数为100%82.2%。若使用久置的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液进行滴定，因标准液中Fe2被氧化从而导致消耗标准液的体积增大，引起测得的CeCl3的质量分数偏大。6“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几家工厂利用废气、废液、废渣联合生产化肥硫酸铵的工艺：（1）操作为_