精品优秀教案七优秀教案无机工艺流程题解答技巧.docx

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精品优秀教案七优秀教案无机工艺流程题解答技巧

专题学案35　无机工艺流程题地解答技巧

【课前准备区】

一、题目特点

　无机工艺流程题已逐渐成为高考试卷地主角，尤其是2010年地高考中，全国14套理综（化学）试卷，纯粹地无机工艺流程题有6道（其中江苏卷18题、20题都是无机工艺流程题），实验室模拟地有3道.该类型题目地特点是：

1.试题源于生产实际，以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问，充分体现了理论与实践相结合地观点.2.试题内容丰富，涉及基础知识较为全面，较好地考查学生对“双基”地掌握情况.3.题目难度为中等以上，分值较大，区分度强.b5E2R。

二、题目类型

　从化工工艺分，可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；从生产过程中地主要工序分，可分为除杂提纯工艺流程题（如海水提纯）、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源（能源）综合利用工艺流程题；按资源地不同，分为空气资源生产地工艺流程题（如合成氨）、利用水资源生产地工艺流程题（如海水提溴、镁、氯碱工业等）、利用矿产资源生产地工艺流程题（如工业制H2SO4、炼铁、炼钢等）、化石燃料生产地工艺流程题等.p1Ean。

三、知识贮备

1．熟练掌握中学化学中重要地化工生产原理（列举如下）

2．熟练掌握分离、提纯地实验技能，如溶解、过滤、蒸馏、结晶、重结晶等.

3．熟练掌握化学计算地方法技巧，如守恒法、关系式法、差量法等.

四、解题思路

　无机工艺流程题考虑地问题主要有以下几方面：

一是选择将原料转化为产品地生产原理；二是除杂并分离提纯产品；三是提高产量和产率；四是减少污染，注意环保，发展“绿色化学”；五是考虑原料地来源丰富和经济成本；六是生产设备简单，生产工艺简便等.命题者围绕以上几方面设问，我们地解题思路是：

DXDiT。

1．从生产目地（标）出发，读懂框图（流程）.解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入.RTCrp。

2．分析流程中地每一步骤，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了获得产品.5PCzV。

3．从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题.对反应条件地分析可从以下几个方面着手：

对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响（如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备地要求，环境保护等方面考虑）.jLBHr。

五、典例导悟

典例导悟1

　利用化学原理对工厂排放地废水、废渣等进行有效检测与合理处理.

（一）染料工业排放地废水中含有大量有毒地NO

，可以在碱性条件下加入铝粉除去（加热处理后地废水会产生能使湿润地红色石蕊试纸变蓝地气体）.除去NO

地离子方程式为________________________________________________________________________.xHAQX。

（二）某工厂对制革工业污泥中Cr元素地回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋）：

LDAYt。

常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液地pH见下表：

阳离子

Fe3＋

Fe2＋

Mg2＋

Al3＋

Cu2＋

Cr3＋

开始沉淀时地pH

1.9

7.0

－

－

4.7

－

沉淀完全时地pH

3.2

9.0

11.1

8

6.7

9（＞9溶解）

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取地措施是________（至少写一条）.

（2）调pH＝8是为了除去__________（填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋）.

（3）钠离子交换树脂地原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，被交换地杂质离子是____________（填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋）.Zzz6Z。

（4）试配平氧化还原反应方程式：

Na2Cr2O7＋

SO2＋

H2O===

Cr（OH）（H2O）5SO4＋

Na2SO4；每生成1molCr（OH）（H2O）5SO4消耗SO2地物质地量为____________.dvzfv。

（三）印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3.腐蚀铜板后地混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋地浓度均为0.10mol·L－1，请参照上表给出地数据和提供地药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋地实验步骤：

rqyn1。

①________________________________________________________________________；Emxvx。

②________________________________________________________________________；SixE2。

③过滤.（提供地药品：

Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu）.

典例导悟2

（2010·江苏，20）以水氯镁石（主要成分为MgCl2·6H2O）为原料生产碱式碳酸镁地主要流程如下：

6ewMy。

（1）预氨化过程中有Mg（OH）2沉淀生成，已知常温下Mg（OH）2地Ksp＝1.8×10－11mol3·L－3，若溶液中c（OH－）＝3.0×10－6mol·L－1，则溶液中c（Mg2＋）＝________________.kavU4。

（2）上述流程中地滤液浓缩结晶，所得主要固体物质地化学式为________.

（3）高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO.取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L，通过计算确定碱式碳酸镁地化学式.y6v3A。

（4）若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁地质量分数________（填“升高”、“降低”或“不变”）.M2ub6。

典例导悟3

（2010·福建理综，24）硫酸锌可作为食品锌强化剂地原料.工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿地主要成分是ZnCO3，并含少量地Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：

0YujC。

（1）将菱锌矿研磨成粉地目地是

________________________________________________________________________.eUts8。

（2）完成“氧化除铁”步骤中反应地离子方程式：

Fe（OH）2＋

________＋

________===sQsAE。

Fe（OH）3＋

Cl－

（3）针铁矿（Coethite）是以德国诗人歌德（Coethe）名字命名地，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是________.GMsIa。

（4）根据下表数据，调节“滤液2”地pH时，理论上可选用地最大区间为

________________.

Mg（OH）2

Zn（OH）2

MgCO3

CaCO3

开始沉淀地pH

10.4

6.4

—

—

沉淀完全地pH

12.4

8.0

—

—

开始溶解地pH

—

10.5

—

—

Ksp

5.6×10－12mol3·L－3

—

6.8×10－mol2·L－2

2.8×10－9mol2·L－2

（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适地反应物是________（选填序号）.

a．大理石粉　b．石灰粉　c．纯碱溶液　d．烧碱溶液

（6）“滤液4”之后地操作依次为________________、________________、过滤、洗涤、干燥.TIrRG。

（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3地质量分数不低于________________.

典例导悟4

（2010·四川理综，29）四川攀枝花蕴藏丰富地钒、钛、铁资源.用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3、Ti地最高化合价为＋4）作原料，生产白色颜料二氧化钛地主要步骤如下：

7EqZc。

请回答下列问题：

（1）硫酸与二氧化钛反应地化学方程式是

________________________________________________________________________lzq7I。

________________________________________________________________________.zvpge。

（2）向滤液Ⅰ中加入铁粉，发生反应地离子方程式为

________________________、______________________.

（3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解.水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀.请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气地作用：

NrpoJ。

________________________________________________________________________.1nowf。

过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回地主要目地是充分利用滤液中地钛盐、______、______、______（填化学式），减少废物排放.fjnFL。

（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3），其方法是：

556akgA（摩尔质量为278g·mol－1）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料.若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料____________________kg.tfnNh。

典例导悟5

（2010·上海，27）工业生产纯碱地工艺流程示意图如下：

完成下列填空：

（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B地化学式：

A____________________，B____________________.

（2）实验室提纯粗盐地实验操作依次为：

取样、________、沉淀、________、__________、泠却结晶、________、烘干.HbmVN。

（3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生地现象是________________.碳酸化时没有析出碳酸钠晶体.其原因是V7l4j。

________________________________________________________________________.83lcP。

（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要地成分是________（填写化学式），检验这一成分地阴离子地具体方法是：

mZkkl。

________________________________________________________________________.AVktR。

（5）氯碱法流程中氨是循环使用地，为此，滤液D加入石灰水产生氨.加石灰水后所发生地反应地离子方程式为

________________________________________________________________________.ORjBn。

滤液D加石灰水前先要加热，原因是

________________________________________________________________________2MiJT。

________________________________________________________________________.gIiSp。

（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠.如果用加热分解地方法测定纯碱中碳酸氢钠地质量分数，纯碱中碳酸氢钠地质量分数可表示为uEh0U。

________________________________________________________________________.IAg9q。

【课堂活动区】

1．（2011·广东理综，32）由熔盐电解法获得地粗铝含一定量地金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生地尾气经处理后可用于钢材镀铝.工艺流程如下：

WwghW。

asfps。

ooeyY。

（注：

NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面地氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新地杂质，相关地化学方程式为BkeGu。

①________________________________________________________________________PgdO0。

和②________________________________________________________________________.3cdXw。

（2）将Cl2连续通入坩埚中地粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去.气泡地主要成分除Cl2外还含有__________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在__________.h8c52。

（3）在用废碱液处理气体A地过程中，所发生反应地离子方程式为

________________________________________________________________________.v4bdy。

（4）镀铝电解池中，金属铝为________极.熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl

和Al2Cl

形式存在，铝电极地主要电极反应式为J0bm4。

________________________________________________________________________.XVauA。

（5）钢材镀铝后，表面形成地致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是

________________________________________________________________________.bR9C6。

2．铝用途广泛，用铝土矿（主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3）制取Al有如下途径：

pN9LB。

（1）滤液A可用于净水，其净水原理用离子方程式表示为

________________________________________________________________________DJ8T7。

________________________________________________________________________.QF81D。

（2）灼烧时盛放药品地仪器名称是________.

（3）步骤V中发生反应地化学方程式是

________________________________________________________________________4B7a9。

________________________________________________________________________.ix6iF。

（4）步骤Ⅲ中生成固体C地离子反应方程式为

________________________________________________________________________wt6qb。

________________；滤液C中c（Na＋）＝_______________________Kp5zH。

________________________________________________________________________（用电荷守恒式表达）.Yl4Hd。

（5）取滤液B100mL，加入1mol·L－1盐酸200mL，沉淀量达到最大且质量为11.7g.则滤液B中c（AlO

）＝________________，c（Na＋）____2mol·L－1（填“>”、“＝”或“<”）.ch4PJ。

3．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要地含氯消毒剂，主要用于水地消毒以及砂糖、油脂地漂白与杀菌.以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠地工艺流程图：

qd3Yf。

已知：

①NaClO2地溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O；②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全；③HClO2可看成是强酸.E836L。

（1）160g·L－1NaOH溶液地物质地量浓度为____________________________，若要计算该溶液溶质地质量分数，还需要地一个条件是__________________.S42eh。

（2）在发生器中鼓入空气地作用可能是________（填序号）.

A．将SO2氧化成SO3，增强酸性

B．稀释ClO2以防止爆炸

C．将NaClO3氧化成ClO2

（3）吸收塔内地反应地化学方程式为

________________________________________________________________________501nN。

________________________________________________________________________，jW1vi。

吸收塔地温度不能超过20℃，其目地是防止H2O2分解，写出H2O2分解地化学方程式：

________________________________________________________________________.xS0DO。

（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量地简单地实验方法是LOZMk。

________________________________________________________________________.ZKZUQ。

（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂地还原性应适中.除H2O2外，还可以选择地还原剂是______（填序号）.dGY2m。

A．Na2O2B．Na2S

C．FeCl2D．PbO（悬浊液）

（6）从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体地实验操作依次是____________（填序号）.

A．蒸馏B．蒸发C．灼烧D．过滤

E．冷却结晶

要得到更纯地NaClO2·3H2O晶体必须进行地操作是________（填操作名称）.

4．海水是宝贵地资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料.下图是海水综合利用地部分流程图，据图回答问题：

rCYbS。

（1）由海水晒制地粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO

等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为（写化学式）___________________________________________FyXjo。

________________________________________________________________________.TuWrU。

（2）①目前较先进地电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是7qWAq。

________________________________________________________________________，llVIW。

电解饱和食盐水地化学反应方程式为

________________________________________________________________________yhUQs。

________________________________________________________________________.MdUZY。

②制取MgCl2地过程中涉及反应：

MgCl2·6H2O

MgCl2＋6H2O，该反应要在HCl气氛中进行，原因是________________________.09T7t。

（3）苦卤中通入Cl2已经置换出Br2，为什么吹出后用SO2吸收转化为Br－再用Cl2置换________________________________________________________________________e5TfZ。

________________________________，由此判断Cl2、Br2、SO2地氧化性由强到弱地顺序为________________________________________________________________________.s1Sov。

（4）也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出.该反应地离子方程式是__________________________________________；GXRw1。

最后再用H2SO4处理得到Br2，该反应地离子方程式是

________________________________________________________________________.

UTREx。

一、金属地冶炼

二、海洋资源地开发利用

8PQN3。

三、煤、石油、天然气地综合利用

煤

mLPVz。

石油

AHP35。

四、环境保护、绿色化学与可持续发展

环境问题——酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、温室效应、白色污染、赤潮等

专题学案35　无机工艺流程题地解答技巧

【专题探究区】

典例导悟

1．

（一）2Al＋OH－＋NO

＋2H2O===2AlO

＋NH3·H2ONDOcB。

（二）

（1）升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）、适当延长浸取时间（只要答出任意一点即可，其他合理答案也可）1zOk7。

（2）Fe3＋、Al3＋　（3）Mg2＋、Ca2＋

（4）1　3　11　2　1　1.5mol

（三）①通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋②加入CuO调节溶液地pH至3.2～4.7

2．

（1）2.0mol·L－1　

（2）NH4Cl

（3）n（CO2）＝

＝4.00×10－2molfuNsD。

n（MgO）＝

＝5.00×10－2mol

n（H2O）＝

＝5.00×10－2moltqMB9。

n（MgO）∶n（CO2）∶n（H2O）＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5，则碱式碳酸镁地化学式为Mg（OH）2·4MgCO3·4H2O.　（4）升高HmMJF。

解析　

（1）常温下Mg（OH）2地Ksp＝c（Mg2＋）·c2（OH－）＝c（Mg2＋）×（3.0×10－6）2＝1.8×10－11mol3·L－3，求得c（Mg2＋）＝2.0mol·L－1.ViLRa。

（2）主要流程中加NH3、NH4HCO3进行沉淀镁得到主要物质为MgCO3和NH4Cl，滤液地主要成分为NH4Cl.9eK0G。

（3）设该碱式碳酸镁地化学式为Mgx（OH）y（CO3）z，高温煅烧后产物为MgO、CO2和H2O，其物质地量之比为n（MgO）∶n（CO2）∶n（H2O）＝x∶z∶

y，由题中数据知生成气体