《2018高考化学二轮复习《无机化工生产流程》专题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高考化学二轮复习《无机化工生产流程》专题（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、无机化工生产流程专题无机化工生产流程专题【高考展望高考展望】一、考纲要求一、考纲要求结合海水、金属矿物等自然资源综合利用的实例，了解运用物质性质和反应规律能实现物质间的转化。认识化学在环境监测与保护中的重要作用。 二、高考动向二、高考动向化工流程题关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境，它以化工流程为背景素材，将工业生产中的真实情况以信息的形式给出，运用中学化学中涉及到的元素化合物知识、化学反应原理、化学实验技能、化学计算来解决化工生产实际问题的综合类题型。与无机框图推断题不同，流程类试题摒弃虚拟的框图，其优点是：素材来源广泛，工业流程、最新科技成果信手拈来；流程中超纲的可以不设问，提问
2、灵活，不受素材限制，有些小问的答案设计为开放或半开放也很方便；流程图只提供一个素材背景，即使其中某些物质推不出也不影响后面要回答的问题，减少了“连带丢分”，降低了猜题押题的风险。流程类试题最早出现在上海高考试题中，随后在江苏和广东乃至全国更多省市高考试题中相继出现并逐步替代了无机框图推断题。 这些试题的出现是新课程改革催生的必然结果，试题一方面能够凸现出新课程所强调的基础性、选择性和时代性(STSE)，能关注学生的个性发展，另一方面能够突出对学生素质的考查，体现高中化学新课程的基本理念。这些试题都有着共同的特性，即“以能力测试为主导，考查考生对基础知识、基本技能和方法的掌握程度以及运用所学知识
3、分析、解决化学具体问题的能力，重视理论联系实际。关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展”，具有很高的区分度和很好的选拔功能。 【方法点拨方法点拨】一、化工流程图的一般模式一、化工流程图的一般模式工业流程题目在流程上一般分为三个过程：原料处理分离提纯获得产品要点诠释：要点诠释：1、规律：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、生成条件的控制等。3、原料预处理(初步分离)(1)起到富集反应物的作用：在无机题中，原材料是一种混合物，可能是矿石、某工厂废料或发生变质的材料等，整个实验过程或反应流程就是分离提纯，想办法提取有效元素。(2)工业流程
4、常见的操作与名词：研矿：增大接触面积，使反应充分，提高反应速率溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等(有时可用碱溶，如铝矿溶解)。水浸：与水接触反应或溶解。浸出：固体加水(酸)溶解得到离子浸出。浸出率：固体溶解后离子在溶液中的含量的多少(更多转化) 。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。焙烧、灼烧或煅烧(结构改变更易溶解浸出；使一些杂质高温下氧化、分解)吹出(利用空气吹出溶液中的气体)调 pH 值除杂：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。4、中间产品、终极产品的分离提纯 (1)物理方法：溶解过滤、水洗、结晶、蒸馏 、萃取分液、升华、液
5、化、盐析、渗析法 、电渗析、离子交换、吸附法、浮选法 (2)化学方法：热分解法，酸、碱处理法，沉淀法 ，氧化还原法、电解法 二、分析流程题需要的一般思路二、分析流程题需要的一般思路流程类试题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍实验目的和原理或工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括附产品)；题干部分主要用框图形式将操作或物质转换或原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据流程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题。 解答流程题的一般思路是：浏览全题，确定该流程的目的，看懂生产流程图；了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分
6、析和解题中随时进行联系和调用；解析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应，利用了什么原理。每一步操作进行到什么程度最佳，每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物，杂质或副产物是怎样除去的等等。要抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。解答流程题要注意的问题是：注意化学方程式的书写，反应物、产物的分子式书写要正确；化学方程式要配平，电极反应式和化学方程式一定要书写正确；等号或可逆符号不能少；沉淀、气体、固态、水溶液等符号要标明。注意评价或比较实验方案要全面，反应物种类多少、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；仪器、
7、设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。注意描述语言的规范性和准确性，从化学原理的角度、用化学语言作答；要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析；要看清题目要求，按要求答题。【典型例题典型例题】类型一、以矿石为原料的化工生产流程类型一、以矿石为原料的化工生产流程例 1、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是 ZnCO3，并含少量的 Fe2O3 、FeCO3、 MgO、CaO 等，生产工艺流程示意如下：(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是_ 。(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +Cl-(3)针铁矿(Goethi
8、te)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的，组成元素是 Fe、O 和 H，化学式量为 89，化学式是_。(4)根据下表数据，调节“滤液 2”的 pH 时，理论上可选用的最大区间为_。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的 pH10.46.4沉淀完全的 pH12.48.0开始溶解的 pH10.5Ksp5.610-126.810-62.810-9(5) 工业上从“滤液 3”制取 MgO 过程中，合适的反应物是_(选填序号)a大理石粉 b石灰乳 c纯碱溶液 d烧碱溶液(6)“滤液 4”之后的操作依次为_、_、过滤，洗涤，干燥。(7)分析图中数据，菱锌矿粉中 ZnCO3 的质
9、量分数不低于_。【答案】(1)增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积，使反应更加充分。(2)(3)FeO(OH)(或其他合理答案)(4)8.0pH10.4(或其他合理答案)(5)b 或(b 和 d)；d(6)蒸发浓缩、冷却结晶(或其他合理答案)(7)(或其他合理答案)【解析】(1)将菱锌矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积，使得反应更加充分(2)漂白粉的成分中含有次氯酸根，调节酸碱度后，具有较强的氧化性，能使+2 价的铁离子氧化成+3 价，氧化亚铁变成氧化铁必须增加氢氧元素的量，可以推测出另一种反应物为水，清楚了反应物，一般可以顺利地配平。(3)化学式量为 89，组成元素是 Fe、O、H，其中
10、铁的相对原子量为 56，扣掉 56 剩下 33，化学式中只能含有 2 个氧原子和 1 个氢原子，所以可能的组成为 FeO(OH)。(4)pH=8.0 时 Zn(OH)2完全沉淀，pH=10.5 开始溶解，而 Mg(OH)2在 pH=10.4 的时候开始沉淀，为了使 Zn(OH)2能完全析出不影响 Mg(OH)2，溶液的酸碱度控制在 8.0pH10.4 范围。(5)a 大理石粉难溶于水，选择熟石灰和烧碱溶液可以使溶液的碱性增强，有利于镁离子完全沉淀(6)蒸发浓缩、冷却结晶能使晶体尽快地析出(7)综合计算(不展开)【总结升华】考纲明确要求以金属矿物等自然资源综合利用为实例，了解运用物质性质和反应规
11、律能实现物质间的转化。举一反三：【变式 1】铬铁矿的主要成分可表示为 FeOCr2O3，还含有 SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如下图所示：已知：NaFeO2遇水强烈水解。Cr2O72+ H2O2CrO42+2H+ 请回答：(1)K2Cr2O7中 Cr 元素的化合价是 。(2)生成滤渣 1 中红褐色物质的反应的化学方程式是 。滤液 1 的成分除 Na2CrO4外，还含有(填化学式) 。(3)利用滤渣 2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，该电解反应的化学方程式是 。(4)由滤液 2 转化为 Na2Cr2O7溶液应采取的措施是 。
12、(5)向 Na2Cr2O7溶液中加入 KCl 固体，获得 K2Cr2O7晶体的操作依次是：加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。(6)煅烧铬铁矿生成 Na2CrO4和 NaFeO2反应的化学方程式是 。【答案】(1)+6(2)NaFeO2 + 2H2ONaOH + Fe(OH)3NaAlO2、Na2SiO3和 NaOH(3)2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2(4)加硫酸酸化(5)冷却结晶 (6)4FeOCr2O3 + 7O2 + 20NaOH8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O 【变式 2】碳酸锰(MnCO3)是理想的高性能强磁性材料，也是制备 Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的
13、重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业。一种制备 MnCO3的生产流程如下图所示。已知生成氢氧化物的 pH 和有关硫化物的 Ksp如下表：软锰矿主要成分为 MnO2，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质，SO2来自工业废气。流程中主要发生的反应有：MnO2SO2=MnSO4 2Fe3+SO22H2O=2Fe2+SO424H+。(1) 流程中所得 MnSO4溶液的 pH 比软锰矿浆的 pH (填“大”或“小”)，该流程可与物质Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2开始沉淀 pH2.77.68.3完全沉淀 pH3.79.69.8物质MnSCuSPbSKsp2.510136.310
14、368.01028(填写工业生产名称)联合，生产效益更高。(2)反应的目的是将溶液中的 Fe2+氧化成 Fe3+，其离子反应方程式为_，这样设计的目的和原理是_。(3)反应中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀，碳酸钙的作用是 。(4)反应发生的化学反应为：MnSO4 + 2NH4HCO3 = MnCO3+ (NH4)2SO4 + CO2 + H2O。反应中通常需加入稍过量的 NH4HCO3 ，且控制溶液的 pH 为 6.87.4。加入稍过量的NH4HCO3的目的是 ，溶液的 pH 不能过低的原因是 。(5)软锰矿中锰的浸出有两种工艺：工艺 A：软锰矿浆与含 SO2的工业废气反应 工艺
15、B：软锰矿与煤炭粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解。其中工艺 A 的优点是 。(答对 1 个即可)【答案】(1)小，工业制备硫酸。 (2)MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O。使 Fe2+ 转变为 Fe3+，Fe3+完全沉淀的 pH 较低(或 Fe3+更易沉淀)。(3)与溶液中的酸反应，使溶液中的 Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀。(4)使 MnCO3沉淀完全。MnCO3沉淀量少，NH4HCO3与酸反应。(或 MnCO3、NH4HCO3与酸反应溶解)(5)节约能源、治理含 SO2的工业废气等(答对 1 个即可)。类型二、以废料为原料的化工生产流程类型二、以废料为原料的化工生产流程例 2、以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：(1)反应 I 前需在 FeSO4溶液中加入_(填字母)，以除去溶液中的 Fe3。A锌粉 B铁屑 CKI 溶液 DH2(2)反应需控制反应温度低于 35，其目的是_
