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1、专题讲座（二）专题讲座（二） 无机化工流无机化工流程题复习策略与题型专练程题复习策略与题型专练返回总目录返回总目录备选素材素材一、复习策略一、复习策略在高考试题考察中，为了使化学教学更加紧密联系工农业生产和在高考试题考察中，为了使化学教学更加紧密联系工农业生产和日常生活，高考将无机框图题改为化学工艺流程框图题。这类题日常生活，高考将无机框图题改为化学工艺流程框图题。这类题是通过某种重要的化工产品的工业生产流程简图的分析，以物质是通过某种重要的化工产品的工业生产流程简图的分析，以物质制备、分离、提纯为试题情境，以元素化合物知识、实验基本操制备、分离、提纯为试题情境，以元素化合物知识、实验基本操作
2、、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识为考察知作、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识为考察知识目标，以信息的获取、加工、整合和新情境下实际问题的分解、识目标，以信息的获取、加工、整合和新情境下实际问题的分解、分析、综合、解决及以经济的视角分析实际生产中的各种问题为分析、综合、解决及以经济的视角分析实际生产中的各种问题为考察能力目标。考察能力目标。一、复习策略一、复习策略无机化工流程题的特点：无机化工流程题的特点：一、复习策略一、复习策略规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。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。
3、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。(1)流流程程的的呈呈现现主主要要有有以以物物质质转转化化为为主主线线，以以操操作作过过程程为为主主线线，甚甚至有时候会以设备为主线。至有时候会以设备为主线。一、复习策略一、复习策略(2)这类题常围绕以下几个知识点进行设问：这类题常围绕以下几个知识点进行设问：反应速率与平衡理论的运用；反应速率与平衡理论的运用；反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；氧化还原反应的判
4、断、化学方程式或离子方程式的书写；利用控制利用控制pH分离除杂；分离除杂；化学反应的能量变化；化学反应的能量变化；一、复习策略一、复习策略实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；环境保护与绿色化学评价。环境保护与绿色化学评价。解答无机化工流程试题的程序：解答无机化工流程试题的程序：(1)基本步骤基本步骤从题干中获取有用信息，了解生产的产品。从题干中获取有用信息，了解生产的产品。然然后后整整体体浏浏览览一一下下流流程程，基基本本辨辨别别出出预预处处理理、反反应应
5、、提提纯纯、分分离等阶段。离等阶段。一、复习策略一、复习策略分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A反应物是什么反应物是什么B发生了什么反应发生了什么反应C该该反反应应造造成成了了什什么么后后果果，对对制制造造产产品品有有什什么么作作用用。抓抓住住一一个个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。从问题中获取信息，帮助解题。从问题中获取信息，帮助解题。一、复习策略一、复习策略(2)流程具体分析：流程具体分析：化工过程加某物质的可能作用：化工过程加某物质的可能作用：参参与与反反应应：作作为为原原料料参参加
6、加反反应应、作作为为除除杂杂试试剂剂、作作为为除除污污染染试试剂剂提提供供氛氛围围(关关注注参参与与反反应应的的物物质质性性质质的的特特殊殊性性或或反反应应条条件件的的特特殊殊性性)：如如氧氧化化或或还还原原性性氛氛围围、酸酸碱碱性性氛氛围围调调节节pH值值、温温度度氛氛围围如如提供能量维持高温、作溶剂如调节溶解度。提供能量维持高温、作溶剂如调节溶解度。一、复习策略一、复习策略满足定量要求：如提供合适的元素比例，以符合产品的需要。满足定量要求：如提供合适的元素比例，以符合产品的需要。反应条件的选择：反应条件的选择：反应反应速率速率平衡平衡提纯提纯温温度度不能不能太高太高反应物或生成反应物或生成
7、物可能不稳定物可能不稳定或容易分解可或容易分解可能发生副反应能发生副反应可能导可能导致反应致反应太剧烈太剧烈可能引起反可能引起反应向不利于应向不利于目标产物的目标产物的方向移动方向移动控制溶控制溶解度解度不能不能太低太低温度低不利于温度低不利于反应发生反应发生反应速反应速率低率低可能引起反可能引起反应向不利于应向不利于目标产物的目标产物的方向移动方向移动控制溶控制溶解度解度一、复习策略一、复习策略浓浓度度控控制制不可不可太浓太浓可能容易分解、挥可能容易分解、挥发发引发引发危险危险可能不利于目可能不利于目标产物的生成标产物的生成对后续操作对后续操作产生影响产生影响不可不可太稀太稀反应不能顺利发生
8、反应不能顺利发生速率速率太慢太慢可能不利于目可能不利于目标产物的生成标产物的生成对后续操作对后续操作产生影响产生影响过量过量保证反应的完全发保证反应的完全发生或提高其他物质生或提高其他物质的转化率的转化率对后续操作对后续操作产生影响产生影响酸碱度酸碱度的控制的控制控制反应的发生，控制反应的发生，酸性可增强物质的酸性可增强物质的氧化性，碱性可增氧化性，碱性可增强物质的还原性强物质的还原性促进水解或抑促进水解或抑制水解。制水解。一、复习策略一、复习策略学学生生看看到到化化工工流流程程题题首首先先的的感感觉觉是是害害怕怕，因因为为害害怕怕就就不不能能静静下下心心来审题做题，所以要先消除学生的恐惧心理
9、，可以从以下入手。来审题做题，所以要先消除学生的恐惧心理，可以从以下入手。化工流程题的备考建议：化工流程题的备考建议：(1)了解化工流程题的题型特点，充分利用教材知识素材了解化工流程题的题型特点，充分利用教材知识素材高高考考的的化化工工流流程程题题中中试试题题的的命命制制有有时时会会依依托托教教材材中中的的重重要要的的化化工工原原料料的的制制备备及及化化学学工工业业知知识识的的介介绍绍，工工业业流流程程相相对对稳稳定定，所所包包含含的的化化学学知知识识比比较较基基础础，具具有有一一定定的的代代表表性性和和典典型型性性。在在备备考考中中要要重重视视教教材材的的阅阅读读，能能够够对对涉涉及及到到化
10、化工工生生产产的的知知识识熟熟练练掌掌握握，举举一一反三。反三。一、复习策略一、复习策略(2)强化工业流程题的专项训练，及时归纳解题方法强化工业流程题的专项训练，及时归纳解题方法收收集集各各地地高高考考模模考考中中的的工工业业流流程程题题进进行行专专题题练练习习，指指导导学学生生学学会会运运用用化化学学反反应应原原理理、物物质质分分离离和和制制备备及及绿绿色色化化学学的的观观点点从从经经济济的的视角分析实际生产中的各种问题。视角分析实际生产中的各种问题。二、题型专练二、题型专练解析解析 对点练习对点练习11(2014高考广东卷高考广东卷)石墨在材料石墨在材料领域有重要域有重要应用，用，某初某初
11、级石墨中含石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和和MgO(0.5%)等等杂质，设计的提的提纯与与综合利用工合利用工艺如下：如下：(注：注：SiCl4的沸点的沸点为57.6，金属，金属氯化物的沸点均高于化物的沸点均高于150)信息给予题一定要注意审题，本题为带工艺流程图的信息给予题一定要注意审题，本题为带工艺流程图的信息题，根据工艺流程图所提供的信息结合设问，仔信息题，根据工艺流程图所提供的信息结合设问，仔细分析解答。细分析解答。(1)若装置中混有空气，在若装置中混有空气，在1 500时初时初级石墨与级石墨与O2反应，故通入反应，故通入Cl2前，先通一段时
12、间前，先通一段时间N2，排出装置内的空气，防止初级石墨电极被排出装置内的空气，防止初级石墨电极被O2氧化。氧化。(2)由信息由信息“石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物”，问的是问的是“气体气体中的碳氧化物主要是什么中的碳氧化物主要是什么”，当石墨中，当石墨中的氧化物转化为氯化物时，氧元素可能与碳元素结合，的氧化物转化为氯化物时，氧元素可能与碳元素结合，而此时碳的量较多，所以气体而此时碳的量较多，所以气体中的碳氧化物主要为中的碳氧化物主要为一氧化碳；根据信息一氧化碳；根据信息“SiCl4的沸点为的沸点为57.6， (1)向反向反应器中通入器中通入Cl2前，需
13、通一段前，需通一段时间N2，主要目的是，主要目的是_。(2)高高温温反反应后后，石石墨墨中中氧氧化化物物杂质均均转变为相相应的的氯化化物物，气气体体中中的的碳碳氧氧化化物物主主要要为_，由由气气体体中中某某物物质得得到到水水玻玻璃璃的的化学反化学反应方程式方程式为_。(3)步步骤为：搅拌、拌、_，所得溶液，所得溶液中的阴离子有中的阴离子有_。(4)由由溶溶液液生生成成沉沉淀淀的的总反反应的的离离子子方方程程式式为_，100 kg初初级石墨最多可石墨最多可获得得的的质量量为_kg。(5)石石墨墨可可用用于于自自然然水水体体中中铜件件的的电化化学学防防腐腐，完完成成如如图防防腐腐示示意意图，并作相
14、，并作相应标注。注。二、题型专练二、题型专练 解析解析二、题型专练二、题型专练解析解析答案答案图显图显/隐隐 对点练习对点练习22(2014高考江苏卷高考江苏卷)烟气脱硫能有效减少二氧化硫烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。的排放。实验室用粉煤灰室用粉煤灰(主要含主要含Al2O3、SiO2等等)制制备碱式硫酸碱式硫酸铝AlAl2 2(SO(SO4 4) )x x(OH)(OH)6 62 2x x 溶液，并用于烟气脱硫研究。溶液，并用于烟气脱硫研究。二、题型专练二、题型专练解析解析(1)酸酸浸浸时反反应的的化化学学方方程程式式为_；滤渣渣的的主要成分主要成分为_(填化学式填化学式)。(2)加加Ca
15、CO3调节溶溶液液的的pH至至3.6，其其目目的的是是中中和和溶溶液液中中的的酸酸，并并使使Al2(SO4)3转化化为Al2(SO4)x(OH)6 2x。滤渣渣的的主主要要成成分分为_(填填化化学学式式)；若若溶溶液液的的pH偏偏高高，将将会会导致致溶溶液液中中铝元元素素的含量降低，其原因是的含量降低，其原因是_(用离子方程式表示用离子方程式表示)。(3)上上述述流流程程中中经完完全全热分分解解放放出出的的SO2量量总是是小小于于吸吸收收的的SO2量量，其其主主要要原原因因是是_；与与吸吸收收SO2前前的的溶溶液液相相比比，热分分解解后后循循环利利用用的的溶溶液液的的pH将将_(填填“增增大大
16、”“”“减减小小”或或“不不变”)。二、题型专练二、题型专练答案答案二、题型专练二、题型专练(1)由由流流程程可可知知，第第步步反反应应中中无无水水HF除除作作为为反反应应物物外外，还还起起到到溶溶剂剂的的作作用用。玻玻璃璃中中含含有有SiO2，可可与与HF发发生生反反应应而而被被腐腐蚀蚀，化化学学方方程程式式为为SiO24HF=SiF42H2O。HF具具有有酸酸性性，沾沾到到皮皮肤肤上上，可可选选用用碱性较弱的碱性较弱的NaHCO3溶液进行冲洗。溶液进行冲洗。(2)PF5中中P元元素素显显5价价，F元元素素显显1价价，迁迁移移应应用用盐盐类类水水解解反反应应知知识识推推出出PF5发发生生水水
17、解解反反应应应应生生成成H3PO4和和HF，化化学学方方程程式式为为PF54H2O=H3PO45HF。(3)第第步步分分离离得得到到滤滤液液和和LiPF6固固体体，显显然然该该步步操操作作为为过过滤滤。HCl、HF的的沸沸点点分分别别为为85.0和和19.5，第第步步分分离离尾尾气气中中的的HCl和和HF，可采用冷凝的方法，使，可采用冷凝的方法，使HF液化，再予以分离。液化，再予以分离。(4)由由题题意意可可知知，152 gmol1n(LiPF6)26 gmol1n(LiF)w g，n(LiPF6)n(LiF)n mol，解得，解得n(LiPF6)(w26n)/126 mol。解析解析 (1)
18、第第步步反反应中中无无水水HF的的作作用用是是_、_。反反应设备不不能能用用玻玻璃璃材材质的的原原因因是是_(用用化化学学方方程程式式表表示示)。无无水水HF有有腐腐蚀性性和和毒毒性性，工工厂厂安安全全手手册册提提示示：如如果果不小心将不小心将HF沾到皮肤上，可立即用沾到皮肤上，可立即用2%的的_溶液冲洗。溶液冲洗。(2)该流流程程需需在在无无水水条条件件下下进行行，第第步步反反应中中PF5极极易易水水解解，其其产物物为两种酸，写出两种酸，写出PF5水解的化学方程式水解的化学方程式_。(3)第第步步分分离离采采用用的的方方法法是是_；第第步步分分离离尾尾气气中中的的HF、HCl采用的方法是采用
19、的方法是_。(4)LiPF6产品品中中通通常常混混有有少少量量LiF。取取样品品wg，测得得Li的的物物质的的量量为nmol，则该样品品中中LiPF6的的物物质的的量量为_mol(用用含含w、n的代数式表示的代数式表示)。二、题型专练二、题型专练 答案答案解析解析图显图显/隐隐 二、题型专练二、题型专练解析解析图显图显/隐隐 二、题型专练二、题型专练 答案答案 二、题型专练二、题型专练 对点练习对点练习55(2014高考四川卷高考四川卷)污染物的有效去除和染物的有效去除和资源的充源的充分利用是化学造福人分利用是化学造福人类的重要研究的重要研究课题。某研究小。某研究小组利用利用软锰矿(主要成分主
20、要成分为MnO2，另含有少量，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物等金属化合物)作作脱硫脱硫剂，通，通过如下如下简化流程既脱除燃化流程既脱除燃烧尾气中的尾气中的SO2，又制得，又制得电池材料池材料MnO2(反反应条件已省略条件已省略)。解析解析二、题型专练二、题型专练(1)该该流流程程中中，能能将将含含硫硫尾尾气气吸吸收收，充充分分利利用用了了废废弃弃物物，同同时时减减少少了了大大气气中中能能形形成成酸酸雨雨的的SO2，故故A、C项项符符合合，该该过过程程对对白白色色污污染无影响。染无影响。请回答下列回答下列问题：(1)上述流程脱硫上述流程脱硫实现了了_(选填下列字母填下列字母编号号)。A废弃
21、物的弃物的综合利用合利用B白色白色污染的减少染的减少C酸雨的减少酸雨的减少(2)用用 MnCO3能能 除除 去去 溶溶 液液 中中 Al3和和 Fe3， 其其 原原 因因 是是_。(2)软软锰锰矿矿用用稀稀硫硫酸酸溶溶解解且且通通入入SO2后后，溶溶液液中中含含有有反反应应生生成成的的金金属属阳阳离离子子，其其中中MnO2被被SO2还还原原为为Mn2，其其他他金金属属变变成成相相应应的的金金属属阳阳离离子子Fe3、Al3、Cu2、Ni2，故故加加入入MnCO3后后发发生生反反应应MnCO32H=Mn2CO2H2O而而消消耗耗了了溶溶液液中中的的H，使使溶溶液液的的pH升升高高，使使得得Al3和
22、和Fe3水解生成氢氧化物沉淀而除去。水解生成氢氧化物沉淀而除去。解析解析二、题型专练二、题型专练(3)已知：已知：25、101 kPa时，Mn(s)O2(g)=MnO2(s)H520 kJ/molS(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJ/molMn(s)S(s)2O2(g)=MnSO4(s)H1 065 kJ/molSO2与与 MnO2反反 应 生生 成成 无无 水水 MnSO4的的 热 化化 学学 方方 程程 式式 是是_。(3)将将给给定定的的三三个个热热化化学学方方程程式式依依次次编编为为，将将三三个个方方程程式式 按按 照照 处处 理理 后后 可可 得得 热热 化化 学学 方方
23、程程 式式 MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s)H248 kJ/mol。(4)用惰性电极电解用惰性电极电解MnSO4溶液制取溶液制取MnO2时，在时，在2H2O2e=MnO24H。(5)碱碱性性锌锌锰锰干干电电池池在在放放电电时时，正正极极上上MnO2得得电电子子生生成成碱碱式式氧氧化化锰锰MnO(OH)，根根据据电电荷荷守守恒恒和和原原子子守守恒恒可可得得电电极极反反应应式式MnO2H2Oe=MnO(OH)OH。解析解析二、题型专练二、题型专练(4)MnO(4)MnO2 2可可作作超超级级电电容容器器材材料料。用用惰惰性性电电极极电电解解MnSO4溶溶液液可可制制得得MnO2，其阳极的电极，其阳极的电极 反反应式是式是_。(5)MnO2是是碱碱性性锌锰电池池的的正正极极材材料料。碱碱性性锌锰电池池放放电时，正正极的极的电极反极反应式是式是_。(6)(6)假假设脱脱除除的的SO2只只与与软锰矿浆中中MnO2反反应。按按照照图示示流流程程，将将a m3(标准准状状况况)含含SO2的的体体积分分数数为b%的的尾尾气气通通入入矿浆，若若SO2的的脱脱除除率率为89.6%，最最终得得到到MnO2的的质量量为ckg，则除除去去铁、铝、铜、镍等等杂质时，所引入的，所引入的锰元素相当于元素相当于MnO2_kg。 解析解析二、题型专练二、题型专练 答案答案二、题型专练二、题型专练
