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1、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
2、物质性质和反应实际判断产物。 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： 2 能与 H 反应，使溶液 pH
3、增大； 不引入新杂质。 例如：若要除去Cu 2中混有的 Fe3 ，可加入CuO、CuCO3、 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)NaClO 2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
4、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Mg 2和 Ca2，要加入的试剂分 别为 _、_。“电解”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
5、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。 3 (2)题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答； 对于超纲知识， 题目中要么有信息提示， 要么与解答题目无关。 答案(1)3(2)2NaClO3H2SO4 SO2=2NaHSO42ClO2 (3)NaOH 溶液Na2CO3溶液ClO 2(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。
6、(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、CuSO4 5H2O、FeSO4 7H2O 等。 (5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分
7、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(BaSO 4 ZnS)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(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 KMnO 4在酸性溶液中被还原为 Mn 2，在弱酸性、弱碱性溶液中被还原为 MnO2，在 4 碱性溶液中被还原为MnO 2
8、4。据流程判断，加入KMnO4时溶液的pH 应调至 _； a2.22.4b5.2 5.4c12.212.4 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 (BaSO4 ZnS)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
9、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)Zn Cu2 =Zn 2Cu，Zn2H =Zn2H 2 (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=BaSO4 4ZnS3Na2SO4 解析(3)反应的目的是除掉Fe2 ，但该过程不能引入新的杂质，故 MnO 4不能转化为Mn 2 或 MnO 2 4，需将溶液调节至弱酸性。(5)设 ZnS 为 x mol，BaSO4为 y mol， 97x 97x233
10、y 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 (NH 2CH2COO)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： 5 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程式：_ _ 。 (2)步骤 (b)中
11、为了提高甘氨酸亚铁的产率，需要控制溶液的pH 在 5.5 6.0 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pH B除去步骤 (a)中加入的铁粉 C防止 Fe 2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 m g 样品溶解于适量蒸馏水中，配制成100.0 mL 溶液。用 移液管取出25.00 mL 溶液于锥形瓶中，向其中加入一定量混酸X 进行酸化，用c molL 1 的 KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KM
12、nO4溶液的体积为V mL。 混酸 X 可以是 _(填字母 )。 AHCl 和 H2SO4BHCl 和 H3PO4 CH2SO4和 H3PO4D H2SO4和 HNO3 EHCl 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 1
13、.12cV m 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 3电离出的CO 2 3 结合， H 再和过量的HCO 3反应生成CO2。 (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。 6 (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MnO 4 5Fe2 可 得 n(Fe2 ) 5cV10 3mol ， 则 Fe2 的 质 量 分 数 为 5cV 10 3564 m 100% 1.12cV m 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
