2021高考化学一轮复习 第8章 物质在水溶液中的行为 专题讲座六 无机化工流程题的解题策略精练（含解析）.docx

1、专题讲座六无机化工流程题的解题策略考纲研读1.培养从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已有知识块整合，重组为新知识块的能力。2.培养将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力。3.培养将分析和解决问题的过程及成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。一、工业流程题的结构二、工业流程题分类突破题型一物质制备类化工流程题1核心反应陌生方程式的书写关注箭头的指向：箭头指入反应物，箭头指出生成物。(1)氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律，判断产物，根据化合价升降相等配平。(2)非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物。

2、2原料的预处理(1)溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸等。水浸与水接触反应或溶解浸出固体加水(酸)溶解得到离子酸浸在酸溶液中反应，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浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)(2)灼烧、焙烧、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。(3)审题时要“瞻前顾后”，注意物质性质及反应原理的前后联系。3常用的控制反应条件的方法(1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、CuC

3、O3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。(3)趁热过滤。防止某物质降温时会析出。(4)冰水洗涤。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。例1(2016全国卷，28)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)NaClO2中Cl的化合价为_。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：_。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2和Ca2，要加入的试剂分别为_、_。“电解

4、”中阴极反应的主要产物是_。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)解题流程第一步：读题目，明确目的制备NaClO2第二步：审流程，分块破题拆分工艺流程第三步：看设问，结合题中的问题，回到流程图中找答案。得分秘籍(1)设问一般相对独立，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)题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答；对于

5、超纲知识，题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。答案(1)3(2)2NaClO3H2SO4SO2=2NaHSO42ClO2(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO(或NaClO2)(4)21O2(5)1.57题型二提纯类化工流程题1明确常用的提纯方法(1)水溶法：除去可溶性杂质。(2)酸溶法：除去碱性杂质。(3)碱溶法：除去酸性杂质。(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。(6)调节溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3等。2明确常用的分离方法(1)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。(2)萃取和分液：利

6、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。(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如从溶液中提取NaCl。(4)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、FeSO47H2O等。(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。(6)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(2020山东等级模拟考，19)普通立德粉(BaSO4ZnS)广泛用于工业生产中，可利用ZnSO4和BaS共沉淀法制备。以粗氧化锌(

7、含Zn、CuO、FeO等杂质)和BaSO4为原料制备立德粉的流程如下：(1)生产ZnSO4的过程中，反应器要保持强制通风，原因是_。(2)加入锌粉的主要目的是_(用离子方程式表示)。(3)已知KMnO4在酸性溶液中被还原为Mn2，在弱酸性、弱碱性溶液中被还原为MnO2，在碱性溶液中被还原为MnO。据流程判断，加入KMnO4时溶液的pH应调至_；a2.22.4b5.25.4c12.212.4滤渣的成分为_。(4)制备BaS时，按物质的量之比计算，BaSO4和碳粉的投料比要大于12，目的是_；生产过程中会有少量氧气进入反应器，反应器中产生的尾气需用碱液吸收，原因是_。(5)普通立德粉(BaSO4Z

8、nS)中ZnS含量为29.4%，高品质银印级立德粉中ZnS含量为62.5%。在ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2S中选取三种试剂制备银印级立德粉，所选试剂为_，反应的化学方程式为_(已知BaSO4相对分子质量为233，ZnS相对分子质量为97)。答案(1)防止产生H2的浓度过大而发生爆炸(2)ZnCu2=Zn2Cu，Zn2H=Zn2H2(3)bFe(OH)3、MnO2(4)防止C粉过量，进而形成COO2可能将BaS氧化为SO2，污染环境(5)ZnSO4、BaS、Na2S4ZnSO4BaS3Na2S=BaSO44ZnS3Na2SO4解析(3)反应的目的是除掉Fe2，但该过程不能引入新的杂质

9、，故MnO不能转化为Mn2或MnO，需将溶液调节至弱酸性。(5)设ZnS为xmol，BaSO4为ymol，62.5%，解得xy41。1(2019原创预测卷九)甘氨酸亚铁(NH2CH2COO)2Fe是新一代畜禽饲料补铁添加剂。某实验小组以硫酸亚铁为铁源制备甘氨酸亚铁，其简要流程如下。已知相关物质的信息如下：甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸(3羟基1,3,5戊三酸)甘氨酸亚铁(NH2CH2COO)2Fe易溶于水，微溶于乙醇，具有两性易溶于水和乙醇，具有较强的酸性和还原性浅黄褐绿色结晶粉末，易溶于水，难溶于乙醇，结构如下图：回答下列问题：(1)步骤(a)中加入铁粉的作用是_；写出生成沉淀的化学方

10、程式：_。(2)步骤(b)中为了提高甘氨酸亚铁的产率，需要控制溶液的pH在5.56.0之间，pH过低甘氨酸亚铁产率将下降，其原因为_；柠檬酸的作用包括_(填字母)。A调节溶液的pHB除去步骤(a)中加入的铁粉C防止Fe2被氧化D促进沉淀的溶解，加快反应速率(3)步骤(b)中趁热过滤的目的是_。(4)步骤(c)中加入乙醇的目的是_。(5)产品中Fe2含量的检测：称取mg样品溶解于适量蒸馏水中，配制成100.0mL溶液。用移液管取出25.00mL溶液于锥形瓶中，向其中加入一定量混酸X进行酸化，用cmolL1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液的体积为VmL。混酸X可以是_(填字母)。

11、AHCl和H2SO4BHCl和H3PO4CH2SO4和H3PO4DH2SO4和HNO3EHCl和HNO3滴定终点的现象为_。据此计算Fe2的质量分数为_。答案(1)防止Fe2被氧化FeSO42NH4HCO3=FeCO3(NH4)2SO4H2OCO2(2)H会与NH2CH2COOH反应，不利于甘氨酸亚铁的生成ACD(3)除去铁粉，减少因温度降低甘氨酸亚铁析出带来的损失(4)降低甘氨酸亚铁的损失(5)C当滴入最后一滴标准溶液时，溶液变为紫色或浅紫色，且半分钟内不变色100%解析(1)Fe2在空气中易被氧化，加入Fe粉可防止其被氧化；Fe2与HCO电离出的CO结合，H再和过量的HCO反应生成CO2。

12、(2)NH2CH2COOH中有碱性基团NH2，可以和H反应，故pH应控制在5.56.0之间。(4)甘氨酸亚铁难溶于乙醇，加入乙醇可降低其损失。(5)HCl有还原性、HNO3有氧化性，两者都会影响滴定结果，故选C；由关系式MnO5Fe2可得n(Fe2)5cV103mol，则Fe2的质量分数为100%100%。2(2019山东德州一模)金属Co、Ni性质相似，在电子工业以及金属材料上应用十分广泛。现以含钴、镍、铝的废渣(含主要成分为CoO、Co2O3、Ni、少量杂质Al2O3)提取钴、镍的工艺如下：(1)酸浸时SO2的作用是_。(2)除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子方程式：_。(3)有机层提取出的N

13、i2可用于制备氢镍电池，该电池工作原理：NiOOHMHNi(OH)2M，电池放电时正极的电极反应式为_。(4)用CoCO3为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得H2O2分解的高效催化剂CoxNi(1x)Fe2O4(其中Co、Ni均为2价)。如图是用两种不同方法制得的CoxNi(1x)Fe2O4在10时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。H2O2的电子式_。由图中信息可知：_法制取的催化剂活性更高。Co2、Ni2两种离子中催化效果更好的是_。(5)已知煅烧CoCO3时，温度不同，产物不同。在400充分煅烧CoCO3，得到固体氧化物的质量为2.41g，CO2的体积为0.672L

14、(标准状况下)，则此时所得固体氧化物的化学式为_。答案(1)还原剂(或将Co3还原为Co2)(2)2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2(3)NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH(4)微波水热Co2(5)Co3O4解析(1)从流程图可知，在酸浸过程中Co2O3转化为Co2，故SO2为还原剂。(2)Al3与CO会发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体：2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2。(3)从电池的总反应方程式可知，该电池为碱性电池，放电过程中正极NiOOH转化为Ni(OH)2：NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH。(4)从图像可知，微波水热法制取

15、的催化剂的催化效果更好。x值越大，Co2的含量越大，H2O2分解的相对初始速率越大，故Co2的催化效果更好。(5)根据元素守恒，n(Co)n(CO2)0.03mol，m(Co)0.03mol59gmol11.77g；该氧化物中氧原子的质量；m(O)2.41g1.77g0.64g，n(O)0.04mol，所以该氧化物的化学方程式为Co3O4。3软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4H2O的流程如下：已知：部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表金属阳离子Fe3Al3Mn2Mg2完全沉淀时的pH3.25.210.412.4

16、温度高于27时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2的离子方程式为_。(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是_。(3)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为_(填化学式)，调pH至56所加的试剂，可选择_(填字母)。aCaObMgOcAl2O3d氨水(4)第2步除杂，主要是将Ca2、Mg2转化为相应氟化物沉淀除去，写出MnF2除去Mg2的离子方程式：_，该反应的平衡常数数值为_。(已知：MnF2的Ksp5.3103mol3L3；CaF2的Ksp1.51010mol3L3；MgF2的Ksp7.41011mol3L3)(5)采用“趁热过滤”操作的原因是

17、_。(6)取少量MnSO4H2O溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液显酸性，原因是_(用离子方程式表示)。答案(1)MnO2SO2=SOMn2(2)将Fe2氧化为Fe3(3)Al(OH)3、Fe(OH)3ab(4)MnF2Mg2Mn2MgF27.2107(5)减少MnSO4H2O在水中的溶解，得到更多产品(6)Mn22H2OMn(OH)22H解析(1)“浸出”过程中MnO2与SO2发生氧化还原反应，离子方程式为MnO2SO2=SOMn2。(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是将溶液中的Fe2氧化为Fe3，以便于形成Fe(OH)3沉淀，过滤将沉淀除去。(3)第1步除杂时调整溶液的pH在56，可以

18、使溶液中的Al3、Fe3分别形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，所以形成滤渣1的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3；在调pH至56时，为了不引入新的杂质离子，所加的试剂应该可以与酸发生反应，可选择含有Ca2、Mg2的化合物CaO、MgO，a、b正确。(4)第2步除杂，主要是将Ca2、Mg2转化为相应的氟化物沉淀除去，MnF2除去Mg2的离子方程式是MnF2Mg2Mn2MgF2；该反应的平衡常数K7.2107。(5)由已知温度高于27 时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低，故采用“趁热过滤”操作可以减少MnSO4H2O在水中的溶解，得到更多产品。(6)MnSO4是强酸弱碱盐，Mn2发生水解反应。