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1、无机化工流程图题突破策略无机化工流程图题突破策略肇庆市第一中学肇庆市第一中学 邱伟兴邱伟兴一、近几年全国一、近几年全国卷无机流程图题考查的知识卷无机流程图题考查的知识1 1、陌生信息的提取和应用、陌生信息的提取和应用3 3、工艺流程图的感性认识和加工、工艺流程图的感性认识和加工2 2、分析和解决化学实际问题的能力、分析和解决化学实际问题的能力（一）考查方向（一）考查方向二、无机化工流程图题解题策略二、无机化工流程图题解题策略4 4、高阶思维、高阶思维（二）高考考什么？（二）高考考什么？（1 1）呈现形式：流程图、表格、图像）呈现形式：流程图、表格、图像（2 2）设问方式：措施、成分、物质、原因
2、）设问方式：措施、成分、物质、原因（3 3）能力考查：获取信息的能力、分解问题的）能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力能力、表达能力（4 4）知识落点：基本理论、元素化合物、实验）知识落点：基本理论、元素化合物、实验 （三）（三）无机化工流程试题的设问点无机化工流程试题的设问点 （1 1）物质的名称、化学式；）物质的名称、化学式；（2 2）元素的名称、元素符号、化合价；）元素的名称、元素符号、化合价；（3 3）反应速率与平衡理论的运用；）反应速率与平衡理论的运用；（4 4）氧化还原反应的判断、方程式书写；）氧化还原反应的判断、方程式书写；（5 5）利用控制）利用控制pHpH分离除
3、杂；分离除杂；（6 6）利用溶解度分离；）利用溶解度分离；（7 7）常用的分离方法、实验操作；）常用的分离方法、实验操作；（8 8）流程中的物质转化和循环；）流程中的物质转化和循环；（9 9）绿色化学评价等。）绿色化学评价等。 （四）工业生产流程主线与核心（四）工业生产流程主线与核心 原料预处理原料预处理除杂、净化除杂、净化产品分离提纯产品分离提纯反应条件反应条件控制控制原料循环利用原料循环利用排放物的无排放物的无害化处理害化处理规律规律: : 主线主产品、分支副产品、回头为循环。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、核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的
4、选择、 生产条件的控制生产条件的控制（五）解答无机化工流程试题的程序（五）解答无机化工流程试题的程序 流程题试题的题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程题试题的题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程以及供参考的数据（以表格、图像等呈现）。流程以及供参考的数据（以表格、图像等呈现）。1 1、首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产、首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）。？从
5、用途能看出什么性质？）。2 2、然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。提纯、分离等阶段。3 3、接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更、接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确。明确。4 4、然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必、然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时才使用参考数据），组织语言回答设问。要时才使用参考数据），组织语言回答设问。 （六）怎么书写（六）怎么书写 一定要上升到化学原理的高度、用化学语言作一定要上升到化学原理的高度、用化学语言作答；抓住问题，针对问题作具体回答
6、。其答；抓住问题，针对问题作具体回答。其答题要点答题要点如下如下：1 1、答是所问：要看清题目要求，按要求答题。如：答是所问：要看清题目要求，按要求答题。如：写离子方程式还是化学方程式；写物质的名称还是写离子方程式还是化学方程式；写物质的名称还是化学式等；化学式等；方程式中反应物、产物的分子式书写要方程式中反应物、产物的分子式书写要正确；尤其是化学方程式要配平，电极反应式要书正确；尤其是化学方程式要配平，电极反应式要书写准确；正确使用等号或可逆符号；反应条件、沉写准确；正确使用等号或可逆符号；反应条件、沉淀、气体等符号要标明。淀、气体等符号要标明。2 2 2 2、准确规范：回答问题的要准确全面
7、，注意语言表达准确规范：回答问题的要准确全面，注意语言表达准确规范：回答问题的要准确全面，注意语言表达准确规范：回答问题的要准确全面，注意语言表达的规范性，例如评价或比较实验方案时要全面考虑以下的规范性，例如评价或比较实验方案时要全面考虑以下的规范性，例如评价或比较实验方案时要全面考虑以下的规范性，例如评价或比较实验方案时要全面考虑以下四个方面：简约性、经济性四个方面：简约性、经济性四个方面：简约性、经济性四个方面：简约性、经济性（原子和原料两个角度）、（原子和原料两个角度）、（原子和原料两个角度）、（原子和原料两个角度）、环保性、安全性。如反应物种类与特性、是否易得、是环保性、安全性。如反应
8、物种类与特性、是否易得、是环保性、安全性。如反应物种类与特性、是否易得、是环保性、安全性。如反应物种类与特性、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的否对环境有污染；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；对仪器、分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；对仪器、分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；对仪器、分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；对仪器、设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。设备是否要
9、求高；工艺流程、实验步骤的多少。设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。3 3 3 3、答题完整：要答到答题完整：要答到答题完整：要答到答题完整：要答到“对产品生产的影响对产品生产的影响对产品生产的影响对产品生产的影响”这一步！这一步！这一步！这一步！除杂：除去除杂：除去除杂：除去除杂：除去中的中的中的中的（只写（只写（只写（只写“除杂除杂除杂除杂”等一般不给等一般不给等一般不给等一般不给分）分）分）分）干燥：除去干燥：除去干燥：除去干燥：除去气体中的水蒸气，防止气体中的水蒸气，防止气体中的水蒸气，防止气体中的水蒸气，防止典型例题分析典型例题分析1 1、硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼
10、及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为硼矿（主要成分为MgMg2 2B B2 2O O5 5HH2 2O O和和FeFe3 3O O4 4，还有少量，还有少量FeFe2 2O O3 3、FeOFeO、CaOCaO、AlAl2 2O O3 3和和SiOSiO2 2等等) )为原料制备硼酸为原料制备硼酸(H(H3 3BOBO3 3) )的工艺流程如图所示：的工艺流程如图所示：回答下列问题：回答下列问题：强酸与弱酸强酸与弱酸盐反应盐反应（1 1）写出）写出MgMg2 2B B2 2O O5 5HH2 2O O与硫酸反应的化学方程式为与硫酸反应的化学方程式为: :MgMg2 2B B2 2
11、O O5 5HH2 2O+2HO+2H2 2SOSO4 4 =2MgSO=2MgSO4 4+2H+2H3 3BOBO3 3 为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有的措施有_（写出两条）。（写出两条）。提高反应温度、减少铁硼矿粉粒径提高反应温度、减少铁硼矿粉粒径工艺分析工艺分析（6 6）以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制）以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程备过程: :（2 2）利用）利用 的磁性，可将其从的磁性，可将其从“浸渣浸渣”中分离。中分离。“浸渣浸渣”中还剩余的物质是中还剩余的
12、物质是_ _ _（写化学式）。（写化学式）。FeFe3 3O O4 4SiOSiO2 2和和CaSOCaSO4 4（3 3）“净化除杂净化除杂”需先加需先加H H2 2O O2 2溶液，作用是溶液，作用是_ 。 然后再调节溶液的然后再调节溶液的pHpH约为约为5 5，目的是，目的是_ 。将将FeFe2+2+氧化为氧化为FeFe3+3+使使FeFe3+3+与与AlAl3+3+形成氢氧化物沉淀而除去形成氢氧化物沉淀而除去（4 4）“粗硼酸粗硼酸”中的主要杂质是中的主要杂质是 （填名称）。（填名称）。 ( (七水硫酸镁）七水硫酸镁）（5 5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（
13、NaBHNaBH4 4），它是有机合成），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为中的重要还原剂，其电子式为_ _。2H3BO3 =B2O3+3H2O B2O3+3Mg =3MgO+2B 高温高温制取单质，铝热反应迁移制取单质，铝热反应迁移含氧酸分解含氧酸分解工艺分析、迁移工艺分析、迁移物质结构物质结构性质反应典例典例2 2、(2013(2013年全国年全国卷卷,27, 15,27, 15分分) )锂离子电池的应锂离子电池的应用很广用很广, ,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂料有钴酸锂(LiCoO(LiCoO2 2) )、导电剂乙炔黑和铝
14、箔等。充电时、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时, ,该锂离子电池负极发生的反应为该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi6C+xLi+ +xe+xe- - LiLix xC C6 6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源( (部分条件未给出部分条件未给出) )。 原料：原料：预处理：预处理：分离：分离：核心化学反应是：核心化学反应是： 锂离子电池正极材料锂离子电池正极材料 钴酸锂钴酸锂(LiCoO(LiCoO2 2) )、导电剂乙炔黑和铝箔等导电剂乙炔黑和铝箔等 放电、拆解、碱浸放电、拆解、碱浸控制溶液酸碱性、加入萃取剂、碳酸氢控制溶液酸
15、碱性、加入萃取剂、碳酸氢铵等通过过滤、萃取、反萃取等操作使铵等通过过滤、萃取、反萃取等操作使金属离子形成沉淀或溶液而分离。金属离子形成沉淀或溶液而分离。控制条件，调节控制条件，调节pHpH，使，使AlOAlO2 2全部沉淀为全部沉淀为Al(OH)Al(OH)3 3，LiLi+ +形成形成LiLi2 2SOSO4 4，CoOCoO2 2中钴元中钴元素转化为素转化为CoCOCoCO3 3。流程分析流程分析工业流程题目工业流程题目在流程上在流程上一般分为一般分为3 3个过程：个过程：原料处理原料处理原料处理原料处理分离提纯分离提纯分离提纯分离提纯获得产品获得产品获得产品获得产品（七）、做好常见考点的
16、整理、归纳（七）、做好常见考点的整理、归纳1.1.原料处理阶段的常见考点：原料处理阶段的常见考点：加快反应速率加快反应速率 溶解浸出溶解浸出 灼烧焙烧灼烧焙烧煅烧煅烧 反应条件控制反应条件控制2.2.分离提纯阶段的常见考点：分离提纯阶段的常见考点：调调pHpH除杂除杂 试剂除杂试剂除杂 加热加热降温降温母液（滤液）结晶母液（滤液）结晶 萃取萃取3.3.获得产品阶段的常见考点：获得产品阶段的常见考点：（1 1）洗涤（冰水、热水、特殊试剂等）洗涤（冰水、热水、特殊试剂等） （2 2）蒸发、反应时的气体氛围（抑制水解）蒸发、反应时的气体氛围（抑制水解） （3 3）蒸发浓缩、冷却结晶）蒸发浓缩、冷却结
17、晶 （4 4）蒸发结晶、趁热过滤）蒸发结晶、趁热过滤 （5 5）重结晶）重结晶（6 6）完整流程：）完整流程：结晶、过滤、洗涤、干燥结晶、过滤、洗涤、干燥或或结晶、过滤、洗涤、干燥、灼烧、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、灼烧、冷却4.4.其他常见考点：其他常见考点：（1 1）方程式）方程式 （2 2）实验仪器（）实验仪器（3 3）计算）计算 （4 4）信息点）信息点 5. 5. 熟悉工业流程常见的操作与名词熟悉工业流程常见的操作与名词（1 1）原料的预处理：）原料的预处理：溶解：溶解：灼烧灼烧煅烧煅烧 通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。也有用碱溶的。酸等。也有用
18、碱溶的。如从海带中提取碘如从海带中提取碘如煅烧高岭土、煅烧铝土矿等如煅烧高岭土、煅烧铝土矿等改变结构，使一些物质能溶解。并使一些改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解杂质高温下氧化、分解（2 2）控制反应条件的方法）控制反应条件的方法控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀沉淀pHpH的控制。的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pHpH如如下表所示下表所示若要除去若要除去MnMn2 2溶液中含有的溶液中含有的FeFe2 2，应该怎样做？，应该怎样做？17调节调节pHpH所需
19、的物质所需的物质调节调节pHpH所需的物质一般应满足两点：所需的物质一般应满足两点： a a 、能能与与H H反反应应，使使溶溶液液pHpH增增大大；或或能能与与OHOH反应，使溶液反应，使溶液pHpH减小。减小。 b b、不引入新杂质。、不引入新杂质。 例如：若要除去例如：若要除去CuCu2 2溶液中混有的溶液中混有的FeFe3 3，可加入可加入CuOCuO、Cu(OH)Cu(OH)2 2、CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3等物质等物质来调节溶液的来调节溶液的pHpH。 18蒸发、反应时的气体氛围蒸发、反应时的气体氛围加热的目的加热的目的降温反应的目的降温反应的目的趁热过滤趁
20、热过滤冰水洗涤冰水洗涤 加快反应速率或促进平衡向某加快反应速率或促进平衡向某 个方向移动个方向移动 防止某物质在高温时会溶防止某物质在高温时会溶解（或分解）、为使化学平衡向着题目要解（或分解）、为使化学平衡向着题目要求的方向移动求的方向移动防止某物质降温时会析出防止某物质降温时会析出洗去晶体表面的杂质离子，并减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少晶体在洗涤过程中的溶解损耗防水解、氧化等防水解、氧化等19(3)(3)常见名词常见名词浸出：浸出：浸出率：浸出率：酸酸( (碱碱) )浸：浸：水洗：水洗：水浸：水浸：萃取与反萃取：萃取与反萃取： 固体加水（酸或碱）溶解得到离子固体
21、加水（酸或碱）溶解得到离子固体溶解后，离子在溶液中的含量固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少的多少( (更多转化更多转化) )在酸在酸( (碱碱) )溶液中反应使某些金属或溶液中反应使某些金属或化合物以金属离子形式进入溶液，化合物以金属离子形式进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程不溶物通过过滤除去的溶解过程通常为除去水溶性杂质通常为除去水溶性杂质与水接触反应或溶解与水接触反应或溶解M M2+2+2RH MR+2RH MR2 2+2H+2H+ + 三、（跟进练习）三、（跟进练习）1 1、NaClONaClO2 2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂
22、白织物等，其一种生产工艺如下：种生产工艺如下：回答下列问题：回答下列问题：(1)NaClO(1)NaClO2 2中中ClCl的化合价为的化合价为_。(2)(2)写出写出“反应反应”步骤中生成步骤中生成ClOClO2 2的化学方程式的化学方程式_。(3)“(3)“电解电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去MgMg2+2+和和CaCa2+2+，要加入的试剂，要加入的试剂分别为分别为_、_。“电解电解”中阴极反应的主要产物是中阴极反应的主要产物是_。(4)“(4)“尾气吸收尾气吸收”是吸收是吸收“电解电解”过程排出的少量过程排出的少量ClOClO2
23、 2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是，该反应中氧化产物是_。(5)“(5)“有效氯含量有效氯含量”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化能力相当于多少克ClCl2 2的氧化能力。的氧化能力。NaClONaClO2 2的有效氯含量为的有效氯含量为_。( (计算结果保留两位小计算结果保留两位小数数) )(1)+3价；价；(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4；(3)NaOH溶液溶液 ；Na
24、2CO3溶液溶液 ；ClO2-(或或NaClO2)；(4)2:1； O2；(5)1.57g。2 2、二氧化铈（二氧化铈（CeOCeO2 2）是一种重要的稀土氧化物平板电视显示）是一种重要的稀土氧化物平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiOSiO2 2、FeFe2 2O O3 3、CeOCeO2 2以以及其他少量可溶于稀酸的物质）某课题组以此粉末为原料回及其他少量可溶于稀酸的物质）某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如图：收铈，设计实验流程如图：（1 1）洗涤滤渣）洗涤滤渣A A的目的是为了除去的目的是为了除去 （填离子符（填离子符号），检
25、验该离子是否洗净的方法是号），检验该离子是否洗净的方法是 。（2 2）第）第步反应的离子方程式是步反应的离子方程式是 ，滤渣滤渣B B的主要成分是的主要成分是 。FeFe3+3+、ClCl- - 取最后一次洗涤液，加入取最后一次洗涤液，加入KSCNKSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；6H+H H2 2O O2 2+2CeO+2CeO2 2=2Ce=2Ce3+3+O+O2 2 +4H +4H2 2O O SiO2 （3 3）萃取是分离稀土元素的常用方法已知化合物）萃取是分离稀土元素的常用方法已知化合物TBPTBP作为萃取剂能将铈离子从水
26、溶液中萃取出来，作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBPTBP （填（填“能能”或或“不能不能”）与水互溶实验室进行萃取操）与水互溶实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪有作时用到的主要玻璃仪有 、烧杯、玻璃棒、量筒、烧杯、玻璃棒、量筒等等（4 4）取上述流程中得到了）取上述流程中得到了Ce(OH)Ce(OH)4 4产品产品0.536g0.536g，加硫酸，加硫酸溶解后，用溶解后，用0.1000mol/L0.1000mol/L-1-1 FeSO FeSO4 4标准溶液滴定至终点时标准溶液滴定至终点时（铈被还原为（铈被还原为CeCe3+3+），消耗），消耗25.00mL25.00mL标准溶液
27、。该产品中标准溶液。该产品中Ce(OH)Ce(OH)4 4的质量分数为的质量分数为 。 不能不能 分液漏斗分液漏斗 97.01%97.01% 233 3、(2017(2017广州模拟考）广州模拟考）镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是是NiFeNiFe2 2O O4 4（铁酸镍）、（铁酸镍）、NiONiO、FeOFeO、CaOCaO、SiOSiO2 2等，以下是从该矿等，以下是从该矿渣中回收渣中回收NiSONiSO4 4的工艺路线：的工艺路线：已知：已知：(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4在在350350以上会分解生成以上会分解生成NHNH3
28、 3和和H H2 2SOSO4 4。NiFeNiFe2 2O O4 4在焙烧过程中生成在焙烧过程中生成NiSONiSO4 4、FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3。锡（。锡（SnSn）位于第五周期）位于第五周期第第AA族。族。（1 1）焙烧前将矿渣与）焙烧前将矿渣与(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4混合研磨，混合研磨的目的是混合研磨，混合研磨的目的是_。（2 2）“浸泡浸泡”过程中过程中FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3生成生成FeO(OH)FeO(OH)的离子方程式为的离子方程式为_，“浸渣浸渣”的成分除的成分除FeFe2 2O O3 3、FeO(OH)FeO(O
29、H)外还含有外还含有_（填化学式）。（填化学式）。（3 3）为保证产品纯度，要检测）为保证产品纯度，要检测“浸出液浸出液”的总铁量：取一定体的总铁量：取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入积的浸出液，用盐酸酸化后，加入SnClSnCl2 2将将FeFe3+3+还原为还原为FeFe2+2+，所，所需需SnClSnCl2 2的物质的量不少于的物质的量不少于FeFe3+3+物质的量的物质的量的_倍；除去过倍；除去过量的量的SnClSnCl2 2后，再用酸性后，再用酸性K K2 2CrCr2 2O O7 7标准溶液滴定溶液中的标准溶液滴定溶液中的FeFe2+2+，还，还原产物为原产物为CrCr3+3+
30、，滴定时反应的离子方程式为，滴定时反应的离子方程式为_。（4 4）“浸出液浸出液”中中c c(Ca(Ca2+2+) = 1.010) = 1.0103 3molLmolL1 1，当除钙率达，当除钙率达到到99%99%时，溶液中时，溶液中c c(F(F) = _ molL) = _ molL1 1。 已知已知K Ksp sp (CaF(CaF2 2)=4.010)=4.0101111 （5 5）本工艺中，萃取剂与溶液的体积比（）本工艺中，萃取剂与溶液的体积比（V0/VAV0/VA）对溶液中）对溶液中NiNi2+2+、FeFe2+2+的萃取率影响如图所示，的萃取率影响如图所示，V0/VAV0/VA的最佳取值是的最佳取值是_。参考答案参考答案（1 1）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分（2 2）FeFe3+3+2H+2H2 2O = FeO(OH)+3HO = FeO(OH)+3H+ + SiOSiO2 2、CaSOCaSO4 4（3 3）0.5 0.5 CrCr2 2O O7 72-2-+6Fe+6Fe2+2+14H+14H+ + =2Cr=2Cr3+3+6Fe+6Fe3+3+7H+7H2 2O O（4 4）2.0102.0103 3 （5 5）0.250.25
