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1、高考新宠无机化工生产流程题的解题策略 枣阳一中化学组 张 伟导入专题：化学知识越来越多的应用在工业生产和生活实际中，而这也成为高考命题的热点和难点，充分体现化学学科知识的实用性。试题有时会以流程图的形式出现。这类题目能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。要求同学们既要熟知工业生产的基本原理，又要对流程图中所给出的信息进行提取、筛选，对同学的学科能力要求较高。在今年的考试大纲题型示例部分二卷增加了6道题，期中有3道无机化工生产流程题，在2013年教育部考试中心命制的四套试卷（新课标、新课标、大纲
2、卷、海南卷）中都有无机化工生产流程题，在全国其它省份试题中也基本都是必考题型，这说明命题者对此类题型比较看重，预计此类题型仍将成为今年的主流题型。下面我们来归纳小结这类题型的解题方法与技巧！呈现形式：流程图、表格、图像知识落点：基本理论、元素化合物、实验调pH至5-5.4加入ZnO酸性KMnO4混合液趁热过滤煮沸数分钟加入Zn粉滤渣III滤渣II滤液II滤液III晶体趁热过滤粗产品酸浸滤渣I滤液I案例引思：从粗产品硫酸锌固体除去铁、铜、镉等可溶性硫酸盐，从而得到纯净的硫酸锌，实验流程如下：部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH参见下表，请回答下列问题：沉淀物Zn(OH)2Fe(OH)2F
3、e(OH)3Cu(OH)2Cd(OH)2Mn(OH)2pH值8.09.73.26.79.410.4（1）、“酸浸”步骤中，为提高锌的浸出率，可采取的措施有 。“酸浸”时适当补充少量水的原因是 。（2）、滤液I加入酸性KMnO4所发生反应的离子方程式为 。加入ZnO的原因是 。（3）滤渣III的成份主要是 。（4）、从滤液III得到晶体的操作过程为 、冷却结晶、过滤冼涤、小心干燥。讲解分析：（1）、增大硫酸浓度或加热升高温度或边加硫酸边搅拌或增加浸出时间（3分）（要求写出一条即可）。防止硫酸锌中从溶液中析出。（2分）（2）、5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O （3分，不配平
4、扣2分）因为Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+，ZnO+2H+=Zn2+H2O,加入ZnO能促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去。（3分）（3）、Zn、Cd、Cu（3分，每个1分，填错倒扣分，扣完为止）（4）、蒸发浓缩 （2分）知识整合：1、 此类题型往往以与工业生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心，以流程图为信息背景，以物质的性质、转化、分离等为考查点。将元素化合物、反应原理、化学实验等内容有机融合。试题特点：陌生度高、阅读量大、综合性强、区分度高。2、 这类题型的模型一般是：原料预处理核心反应（条件的控制：包括温度、酸碱环境、等）再经过物质的分离与提纯得到目标产物。
5、其中往往会涉及成本与成本与环保等方面的评价。 原料的预处理研磨：增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。灼烧：（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）浸出：（水浸、酸浸、碱浸） 使原料中的*溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。（酸作用：溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）、碱作用：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节PH促进水解（沉淀）、氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子）搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气反应条件的控
6、制：温度、pH、保护气温度：反应速率、物质的溶解度、物质的热分解与挥发、弱离子的水解（平衡）pH：物质的沉淀与溶解、弱离子的水解保护气：隔绝空气（主要是O2、CO2、H2O）、弱离子的水解产品的分离提纯：过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤：趁热过滤考虑溶解度、减少结晶损失；提高纯度沉淀的洗涤水（冰水、热水）、有机物（乙醇、乙醚）、（主要考虑溶解度）、酸洗（考虑水解）、降低因溶质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物；减少物质因水解损失。沉淀的洗涤方法：加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，液体自然流下，滤净，重复23次。检验沉淀是否洗净的方法：分析清楚溶液中
7、的成分 Cl-、CO32-、SO42-、Fe3+、NH4+结晶：蒸发结晶（所得晶体不带结晶水NaCl、K NO3）蒸发浓缩、冷却结晶【CuSO45H2O、ZnSO47H2O、 Al2(SO4)318H2O】蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶：通保护气、蒸发浓缩、冷却结晶：重结晶：要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩（结晶），趁热过滤 要得到溶解度受温度影响大的： 蒸发浓缩，冷却结晶2103年新课程卷选择题13题除KNO3、2012上海卷除去CuSO45H2O中含有的 Cu(NO3)2杂质、2009广东卷除去Mg(ClO3)2中含有的NaCl杂质、2007广东卷除去NH4Cl中含有的Na2SO4杂质
8、生产实际：多快好省：速率快、产率高、产品纯度高、成本低、无污染、循环利用母题剖析：（2009年广东卷）22（12分）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物Fe（OH）3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表，请回答下列问题：（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （要求写出两条）。（2）滤渣I的主要成分有 。（3）从滤渣中可回收利用的主要物质有 。（4）Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，
9、可采用复分解反应制备： MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示：将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因： 。按中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中，常伴有NaCl析出，原因是： 。除去产品中该杂质的方法是： 。【命题意图】考查考生对常见金属元素及其化合物主要性质的掌握，以及对离子反应实质的认识；考查考生应用基础知识解决简单化学问题的能力以及对图表的观察、分析能力。【答案】（1）适当提高反应温度、增加浸出时间（或其他合理答案）（2）Fe(OH
10、)3 Al(OH)3(3)Na2SO4（4）在某一温度时，NaCl最先达到饱和析出；Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化的最大；NaCl 的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。 降温前，溶液中NaCl已达饱和；降低过程中，NaCl溶解度会降低 ，会少量析出。重结晶。【解析】浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看，可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度，或通过搅拌使反应物充分接触反应，或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率。硫酸浸出液经过滤，滤液中主要溶质是MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH，在调节pH
11、至5.5时，Fe3和Al3已经完全沉淀，滤渣I的主要成分是Fe(OH)3 Al(OH)3，此时滤液中阴离子主要是SO42,加入NaOH后Mg2完全沉淀，溶质主要成分是Na2SO4;反应MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理，因为NaCl溶解度小而从溶液中析出，使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行；同样是依据的原理，在降温的过程中，Mg(ClO3)2的溶解度不断减小，从溶液中析出，在生成Mg(ClO3)2的过程中NaCl也不断生成，但因溶解度没有增加，所以也伴随Mg(ClO3)2析出；相同温度时氯化钠的溶解度最小，因此在冷却降温析出
12、Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水，溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。【考点分析】对常见金属元素及其化合物主要性质的掌握，以及对离子反应实质的认识。考查考生运用基础知识解决简单化学问题的能力，以及对图表观察分析能力。解题方法：首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序)试题,首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答.应对策略：1、认真读题：首先将题目从头到尾粗读
13、一遍，初步了解大意。2、仔细分析：理清下列关系：、原料与产品：从某原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？。、步骤与目的：加入某种试剂，采取这样的方法，其目的是什么？一般只考虑后面提问有关的步骤，其他不必清楚。、感觉与结果：有的步骤信息不能读懂，若属于题目不涉及则为无效信息，要大胆跳过，若题目问题涉及又看不太懂，则可以看看题目信息或“瞻前顾后”重新梳理，“跟着感觉走”、“顺藤摸瓜”，用已学过的知识来“圆”这个结果，“难得糊涂”。、信息与迁移：所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、重组、迁移到本题中来。3、 大胆回答：大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往有悖
14、所学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、成本 等等。4、 会看流程图：箭头分为加入、分批、同时加入；导出、循环使用几种情况。典型例题：（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：反应反应反应反应空气中煅烧FeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)FeCO3(s)稀H2SO4KCl过滤NH4Cl溶液K2SO4(s)(NH4)2S2O8溶液H2(g)Fe2O3(s)CO2(g)（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 C.KI溶液 D.H2（2）反应需控制反应温度低于35，其目的是 （3）工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 （4）、反应常被用于电解生产(过二硫酸铵)。电解时均
