2020年高考化学二轮专题复习《无机工艺流程试题模型及解答策略》课件.pptx

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1、高考必备11.解题要领必备解答工艺流程综合题的关键是分析流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，需要宏观把握整个流程，可针对问题分析细节，不必把每个环节的原理都弄清。总体方法：关注箭头的指向(聚焦局部，箭头指入反应物，箭头指出生成物)、前后追溯物质(放大局部)、考虑反应实际(物质性质、试剂用量)。2.识记化工术语关键词释义研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分灼烧(煅烧)使固体在高温下分解或改变结构，使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿浸取向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱

2、溶、醇溶等浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程水浸与水接触反应或溶解过滤固体与液体的分离滴定定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定蒸发结晶蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度水洗用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)3.常见操作的答题考虑角度常见的操作答题要考虑的角度分离、提纯过滤、蒸发、萃取、分液

3、、蒸馏等常规操作；从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩冷却结晶过滤(洗涤、干燥)提高原子利用率绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)在空气中或在其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的判断沉淀是否洗涤干净取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等控制溶液的pH调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)“酸作用”还可除去氧化物(膜)“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)防

4、止副反应的发生使化学平衡移动；控制化学反应的方向控制固体的溶解与结晶控制反应速率：使催化剂达到最大活性升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求洗涤晶体水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗用特定的有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度有利于析出，减少损耗等洗涤沉淀方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作23次表面处理用水洗除

5、去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等1.(2019全国卷，26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：真题演练2回答下列问题：(1)在95“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_。NH4HCO3NH3=(NH4)2CO3123456123456(2)“滤渣1”的主要成分有_。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3离子，可选用的化学试剂是_。解析二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸

6、铵溶液，滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3的试剂可选用KSCN。SiO2、Fe2O3、Al2O3123KSCN456(3)根据H3BO3的解离反应：，Ka5.811010，可判断H3BO3是_酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节到3.5，目的是_。解析由题给硼酸的解离反应方程式知，硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前，调节pH3.5的目的是将硼元素转化为硼酸，促进硼酸析出。一元弱123转化为H3BO3，促进析出456(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式为_，母液经加热后可返回_工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_。CO2123溶浸高温焙烧45

7、61234562.(2019全国卷，26)立德粉ZnSBaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_(填标号)。A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色D解析灼烧立德粉样品时钡的焰色为绿色。123456(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：123在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_。COH2O(g)=CO2H245

8、6解析由流程图中经浸出槽后得到净化的BaS溶液以及回转炉尾气中含有有毒气体可知，在回转炉中BaSO4与过量的焦炭粉反应生成可溶性的BaS和CO；生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气体CO，即CO与H2O反应生成CO2和H2。123456123在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_(填化学式)。解析所得“还原料”的主要成分是BaS，BaS在潮湿空气中长期放置能与空气中的H2O反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S气体，“还原料”的水溶性变差，表明其表面生成了难溶性的BaCO3。BaCO3456123沉淀器中反应的离子方程

9、式为_。456(3)成品中S2的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.100 0 molL1的I2KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.100 0 molL1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为 。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_，样品中S2的含量为_(写出表达式)。123浅蓝色至无色456解析达到滴定终点时I2完全反应，可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色，且半分钟内颜色不再发生变化；1234563.(2019全国卷，26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的

10、原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：123相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2Fe2Fe3Al3Mg2Zn2Ni2开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9456(1)“滤渣1”含有S和_；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式：_。解析硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣1”中含S，可知“溶浸

11、”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S，根据化合价升降法可配平该反应的化学方程式。SiO2(或不溶性硅酸盐)MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O123456(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是_。将Fe2氧化为Fe3(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_6之间。解析“调pH”除去Fe3和Al3时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.76之间。4.7解析“溶浸”后溶液中含Fe2，“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2氧化为Fe3。123456(4)“除杂1”的目的是除去Zn2和Ni2，“滤渣3”的主要成分是_。解析“除杂1”中加

12、入Na2S能将Zn2和Ni2分别转化为沉淀除去，故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。NiS和ZnS123456(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2。若溶液酸度过高，Mg2沉淀不完全，原因是_。解析“除杂2”中F与Mg2反应生成MgF2沉淀，若溶液酸度过高，则F与H结合生成弱电解质HF，导致MgF2(s)Mg2(aq)2F(aq)平衡向右移动，Mg2不能完全除去。F与H结合形成弱电解质HF，MgF2(s)移动123456(6)写出“沉锰”的离子方程式：_。123456(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化

13、合价分别为2、3、4。当xy 时，z_。1234564.2018全国卷，27(1)(2)(4)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：_。2NaHSO3=Na2S2O5H2O解析根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5H2O。123456(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：pH4.1时，中为_溶液(写化学式)。NaHSO3工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目

14、的是_。得到NaHSO3过饱和溶液解析工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。解析酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。123456(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 molL1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_，该样品中Na2S2O5的残留量为_gL1(以SO2计)。0.1281234565.(2018全国卷，26)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、C

15、dS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3Fe2Zn2Cd2开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4123456回答下列问题：(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。123456(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有_；氧化除杂工序中ZnO的作用是_，若不通入氧气，其后果是_。PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2123456解析闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，发生一系列化学反应：ZnOH2

16、SO4=ZnSO4H2O、Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O、CdOH2SO4=CdSO4H2O、PbOH2SO4=PbSO4H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.86.2，使Fe3完全转变为Fe(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2转化为Fe3，有利于除杂，若不通入O2，无法除去溶液中的杂质Fe2。123456(3)溶 液 中 的 Cd2可 用 锌 粉 除 去，还 原 除 杂 工 序 中 反 应 的 离 子 方 程 式 为_。Cd2Zn=CdZn2解

17、析溶液中的Cd2与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方程式为ZnCd2=Zn2Cd。123456(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_；沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。Zn22e=Zn解析电解ZnSO4溶液制备单质Zn时，阴极放电的是Zn2和H。因为溶液中的Zn2浓度较大，所以阴极电极反应式应该是Zn22e=Zn，阳极放电的是OH，电极反应式是4OH4e=2H2OO2。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循环使用。溶浸1234566.(2018全国卷，27)KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(1)KIO3的化学

18、名称是_。(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：碘酸钾“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是_。“滤液”中的溶质主要是_。“调pH”中发生反应的化学方程式为_。加热KClKH(IO3)2KOH=2KIO3H2O(或HIO3KOH=KIO3H2O)123456解析Cl2的溶解度随温度的升高而降低，所以可以用加热的方法来达到“逐Cl2”的目的；KH(IO3)2和KCl的分离可以根据溶解度的不同，采用结晶法分离，滤液中的溶质主要是KCl，要使KH(IO3)2转化为KIO3，可以加入KOH调节pH。发生反应：KH(IO3)2KOH=2

19、KIO3H2O或HIO3KOH=KIO3H2O，从而避免引入新的杂质离子。123456(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式：_。2H2O2e=2OHH2解析电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2。123456电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。K解析电解过程中阳极反应式为I6OH6e=阳极的K通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。由a到b1234561.磷酸铁锂电池是新型的绿色能源电池，其简化的生产工艺流程如下。模拟预测312(1)反应釜中反应的化学方程式为_，该反应体现出非金属性关系：P_(填“”或“解析

20、由于酸性：H3PO4H2CO3，所以在反应釜中发生复分解反应：2H3PO4Li2CO3=2LiH2PO4H2OCO2；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，由于酸性：H3PO4H2CO3，所以元素的非金属性：PC。12由图1知，低浓度时LiH2PO4溶液的pH小于7，且随着 的增大而减小，其合理的解释为_。12综合图分析，若用浓度大于1 molL 1的 H3PO4溶 液 溶 解Li2CO3，要使反应釜中的H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4，反应釜中需要控制溶液的pH_。12则H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4。故要使H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4，溶液的pH

21、控制在pH4.66。4.66(3)磷酸铁锂电池总反应为：LiFePO46C Li1xFePO4LixC6，电池中的固体电解质可传导Li。充电时，Li移向_(填“阳极”或“阴极”)；放电时，正极反应式为_。12阴极Li1xFePO4xLixe=LiFePO4(4)磷酸铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定：称取1.60 g试样用盐酸溶解，在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液，再加入HgCl2饱和溶液，用二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.030 molL1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色，消耗重铬酸钾溶液50.00 mL。实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是_。络离子，防止干扰Fe2的测定12铁的百

22、分含量Fe(%)_。1231.5%2.过碳酸钠(2Na2CO33H2O2)广泛用于化工、造纸、纺织、食品等行业，一种以芒硝(Na2SO410H2O)、H2O2等为原料制备过碳酸钠的工艺流程如下：12回答下列问题：(1)Na2CrO4中Cr元素的化合价为_。(2)Ksp(CaCrO4)_(填“”或“”)Ksp(CaSO4)。126解析分析过程可知步骤加入Na2CrO4生成CaSO4，说明反应向更难溶的方向进行，证明Ksp(CaCrO4)Ksp(CaSO4)。(3)流程中循环物质X为_(填化学式)。Na2Cr2O712(4)步骤中发生反应的化学方程式为_。(5)步骤是为了制得纯碱，从环境保护的角度

23、看，可能的不足之处是_。(6)步骤合成时，加入95%的乙醇的目的是_。2Na2CrO42CO2H2O=Na2Cr2O72NaHCO312六价铬有毒，易造成环境污染减小过碳酸钠的溶解度，提高产率(7)测定产品活性氧的实验步骤如下：准确称取m g产品，用硫酸溶解后，用c molL1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液V mL。滴定到终点时，溶液呈_(填“无色”或“浅红色”)。浅红色12过氧化物的活性氧是指过氧化物单独用催化剂催化分解时放出氧气的质量与样品的质量之比。该实验测得的产品中活性氧为_(列出计算表达式)。1212返回1无机化工流程题的特点无机工业流程题能够以真实的工业生产

24、过程为背景，将化学工艺进行简化，与化工生产成本、环境保护相结合，考察物质制备、检验、分离等基本实验原理在化工生产中应用问题，是近几年高考中一大亮点。这类题常呈现的形式：流程图、表格、图像2.化工流程图意义（1）箭头：箭头进入是投料（反应物）、出去是生成物（包括主产品和副产品）（2）三线：主线：一般最长的流程，代表主要产品分支线：代表副产品回头线：代表可循环利用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)反应速率与平衡理论的运用；(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；(3)化学反应的能量变化；(4)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；(5)流程中

25、的物质转化和循环，资源的回收和利用(6)环境保护与绿色化学评价。4解答无机化工流程试题的程序基本步骤：从题干中获取有用信息，了解生产的产品。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。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；B、发生了什么反应；C、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用；抓住一个关键点：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。解题思路：【典例引领】（2019.全国卷）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示

26、。回答下列问题：相关金属离子c0(Mn+)=0.1molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（1）“滤渣1”含有S和_；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_。（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将_。（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_6之间。（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是_。（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_。（6）写出“沉锰”的离子方程式_。（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=_。【答案】(1).SiO2（不溶性硅酸盐）MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O(2).将Fe2+氧化为Fe3+(3).4.7(4).NiS和ZnS(5).F与H+结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2+2F平衡向右移动(6).Mn2+2=MnCO3+CO2+H2O(7).