1、高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題講座六無(wú)機(jī)化工流程題的解題策略1. 培養(yǎng)從試題提供的新信息中，準(zhǔn)確地提取 實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容，并與已有知識(shí)塊整合，重組為新知識(shí)塊的能力。2培養(yǎng)將實(shí)際問(wèn)題分解，通過(guò)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)，采用分析、綜合的方法，解決簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題的能力。3培養(yǎng)將分析和解決問(wèn)題的過(guò)程及成果，用正確的化學(xué)術(shù)語(yǔ)及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá)，并做出解釋的能力。- 4 -、工業(yè)流程題的結(jié)構(gòu)二、工業(yè)流程題分類(lèi)突破題型一物質(zhì)制備類(lèi)化工流程題1. 核心反應(yīng)一一陌生方程式的書(shū)寫(xiě)關(guān)注箭頭的指向：箭頭指入反應(yīng)物，箭頭指出生成物。(1) 氧化還原反應(yīng)：熟練應(yīng)用氧化還原規(guī)律，判斷產(chǎn)物，根據(jù)化合價(jià)升降相等配平。(2) 非氧化還原反應(yīng)：結(jié)合

2、物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)實(shí)際判斷產(chǎn)物。2. 原料的預(yù)處理(1) 溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸等。水浸與水接觸反應(yīng)或溶解浸出固體加水(酸)溶解得到離子酸浸在酸溶液中反應(yīng)，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程浸出率固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)(2) 灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解。(3) 審題時(shí)要“瞻前顧后”，注意物質(zhì)性質(zhì)及反應(yīng)原理的前后聯(lián)系。3. 常用的控制反應(yīng)條件的方法(1) 調(diào)節(jié)溶液的PH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)PH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)： 能與H +反應(yīng)，使溶液PH增大； 不引入新雜質(zhì)。例如

3、：若要除去 Cu2+中混有的Fe3*,可加入CuO、CUCo3、CU(OH) 2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái) 調(diào)節(jié)溶液的PH ,不可加入NaOH溶液、氨水等。(2) 控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動(dòng)。(3) 趁熱過(guò)濾。防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出。(4) 冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗。例1(2016全國(guó)卷I, 28)NaCIO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：回答下列問(wèn)題：(I) NaCIO 2中Cl的化合價(jià)為 。寫(xiě)出“反應(yīng)”步驟中生成CIO2的化學(xué)方程式 。“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成

4、，精制時(shí)，為除去Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為、。“電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是 。(4) “尾氣吸收”是吸收“電解”過(guò)程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)質(zhì)的量之比為 ，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是 。(5) “有效氯含量”可用來(lái)衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能 力相當(dāng)于多少克 Cl 2的氧化能力。 NaClO 2的有效氯含量為 。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù) )解題流程 第一步：讀題目，明確目的 制備 NaClO 2 第二步：審流程，分塊破題 拆分工藝流程第三步：看設(shè)問(wèn)，結(jié)合題中的問(wèn)題，回到流程圖中找答案。 得分秘籍 (1) 設(shè)問(wèn)一般相對(duì)

5、獨(dú)立，無(wú)連帶效應(yīng)，一個(gè)問(wèn)題解決不了不會(huì)影響下一個(gè)問(wèn)題的解決。(2) 題中基本上都有與流程無(wú)關(guān)的問(wèn)題，可直接作答；對(duì)于超綱知識(shí)，題目中要么有信息提示， 要么與解答題目無(wú)關(guān)。答案 (1)3 (2)2NaClO 3H2SO4SO2=2NaHSO4 2ClO2(3) NaoH 溶液 Na2CO3 溶液 CI02 (或 NaCIo 2) 2 : 1 02 (5)1.57題型二 提純類(lèi)化工流程題1 明確常用的提純方法(1 )水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。(2) 酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。(3) 堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。(4) 氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(5) 加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。

6、(6) 調(diào)節(jié)溶液的PH法：如除去酸性溶液中的Fe3*等。2明確常用的分離方法(1) 過(guò)濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過(guò)濾或者抽濾等方法。(2) 萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用Cel 4或苯萃取溴水中的溴。(3) 蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如Nael。(4) 冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNo 3、Feel3、CUel2、CuS4 5H2 FeS4 7H2O 等。蒸餾或分餾：分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇或甘油。(6) 冷卻法：利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻

7、法分離平衡混合氣體中的 氨氣。例2高純活性氧化鋅可用于光催化、光電極、彩色顯影等領(lǐng)域。以工業(yè)級(jí)氧化鋅(含F(xiàn)e"、Mn"、Cu2S Ni2S Cd2+等)為原料，用硫酸浸出法生產(chǎn)高純活性氧化鋅的工藝流程如下：已知 KspFe(OH) 3 = 4.0× 1038 mol4 L-4。回答下列問(wèn)題：(1) 浸出時(shí)，為了提高浸出效率可采用的措施有(寫(xiě)兩種)：。錳元素由+ 7價(jià)降低到+ 4價(jià)，而鐵元素由+ 2價(jià)升高到+ 3價(jià)，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒配平方程式。（3）加入鋅粉的目的是消耗溶液中的H+,調(diào)節(jié)溶液PH ,促進(jìn)溶310.56×03 g5I液中的

8、Cu2 +、Ni2 +、Cd2+等形成沉淀而除去。Fe3 + = =1.0 ×T5 mol × 1 000 L +1 × 2× 1 000 L56 g mol-55 g mol-3× 158 g mol-1 = 7.9 g。答案（1）將工業(yè)級(jí)氧化鋅粉碎、攪拌，增大硫酸濃度（其他合理答案也可）（2）137 H2O 135調(diào)節(jié)溶液PH,除去溶液中的 Cu2+、Ni2 +、Cd2+等不能7.91.（2015全國(guó)卷I ,27）硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦（主要成分為 Mg2B2O5H2O和Fe34,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al

9、2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3）的工藝流程如圖所示：,56 g mo| 此時(shí)溶液中OH - = 1.0 ×011 mol L-1, Fe3 + OH -3= 1.0 W-38 mol4 4V KspFe（OH） 3,故不能生成Fe（OH）3沉淀。加入KMnO 4將Fe2 +和Mn2+分別氧化為Fe3+和MnO2,而KMn 4被還原為MnO 2,根據(jù)得失電子守恒可知，加入KMnO 4的質(zhì)量為5.04 × 10- 3 g L-11.65 × 10-3 g L-1- 13 -回答下列問(wèn)題：(1) 寫(xiě)出 Mg2B2O5 H2 與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。為提

10、高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有(寫(xiě)出兩條)。(2) 利用的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是(寫(xiě)化學(xué)式)。(3) “凈化除雜”需先加 H2O2溶液，作用是 。然后再調(diào)節(jié)溶液的PH約為5，目的是。(4) “粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是 (填名稱(chēng))。以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH 4),它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為(6) 單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過(guò)程： 。+宀 答案 (1)Mg 2B2O5 H2O + 2H2S4=2MgS4+ 2H3BO3 提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑Fe3

11、O4 SiO2和 CaS04將Fe2+氧化為Fe3+ 使Al3+和Fe3+形成氫氧化物沉淀而除去HNH亠H : B ： H -(4)(七水)硫酸鎂 (5)11 (6)2H3B3=B23+ 3H2O、B2O3+ 3Mg =2B + 3MgO解析 (1)Mg2B25H2與硫酸反應(yīng)生成 H3BO3、MgSO4,配平即可。為提高浸出速率，可以從溫度(升高溫度)、濃度、增大接觸面積(將礦石粉碎)等角度分析。(2)Fe34具有磁性，可以 利用鐵塊將其從 “浸渣”中吸出。Si2不溶于H2SO4, Cao與H2SO4生成CaS04微溶于水， 所以“浸渣”中還有Si02和CaSO4。此時(shí)溶液中除 H3B03外還

12、有MgSO*由中反應(yīng)生成 卜 Fe2(SO4)3、FeSO4、Al 2(SO4)3° (3) “凈化除雜”先加H2O2的目的是將Fe第1步除雜中加入 H2O2的目的是 。+氧化為Fe(3) 第1步除雜中形成濾渣1的主要成分為 (填化學(xué)式)，調(diào)PH至56所加的試劑,可選擇(填以下試劑的序號(hào)字母)。 +,然后 再通過(guò)調(diào)節(jié)PH促進(jìn)Fe3+、Al3 +水解生成Fe(OH)3、AI(OH) 3沉淀而除去。“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是沒(méi)有被除去的MgSO4。(5)NaBH 4由Na+和BHF組成。其中的氫顯一1價(jià)，一1價(jià)的H具有較強(qiáng)的還原性。(6)以硼酸 和金屬鎂為原料制備單質(zhì)硼的過(guò)程：H3BO3分

13、解生成B2O3, B2O3與金屬鎂發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)B。2.軟錳礦的主要成分為MnO 2,還含有 F2O3 MgO、Al 2O3、CaO、SiO2等雜質(zhì)，工業(yè)上用軟錳礦制取 MnSO4H2O的流程如下：已知：部分金屬陽(yáng)離子完全沉淀時(shí)的PH如下表金屬陽(yáng)離子Fe3+3+Al32 +Mn22 +Mg2完全沉淀時(shí)的PH3.25.210.412.4溫度高于27 C時(shí)，MnSO4晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低。(1) “浸出”過(guò)程中 MnO 2轉(zhuǎn)化為Mn2+的離子方程式為a. Caob. Mgoc. Al 2O3d .氨水第2步除雜，主要是將Ca"、Mg2+轉(zhuǎn)化為相應(yīng)氟化物沉淀除去，寫(xiě)出M

14、nF2除去Mg"的離子反應(yīng)方程式：，該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值為 。(已知：MnF2 的 KSP= 5.3× 10(用離子方程式表示)。答案 (1)MnO 2+ SO2=SO4 + Mn2 將Fe2+氧化為 Fe3+ Al(OH) 3、Fe(OH) 3 ab mol第1步除雜中加入 H2O2的目的是將溶液中的 Fe2+氧化為Fe3+ ,以便于形成Fe(OH)3沉淀， L-過(guò)濾將沉淀除去。 第1步除雜時(shí)調(diào)整溶液的 PH在56,可以使溶液中的 Al3 +、Fe3 +分別形成AI(OH) 3、Fe(OH) 3 沉淀，所以形成濾渣 1的主要成分為 AI(OH) 3、Fe(OH)3；在調(diào)P

15、H至56時(shí)，為了不引入新 的雜質(zhì)離子，所加的試劑應(yīng)該可以與酸發(fā)生反應(yīng)，可選擇含有Ca2 +、Mg2 +的化合物 CaO、；CaF2 的 KSP= 1.5× 10MgO , a、b 正確。 mol3 L-3; MgF 2的 KSP= 7.4 × 10 一第2步除雜，主要是將 Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氟化物沉淀除去，MnF2除去Mg2+的離Mn2+ Mn2+ F -2子反應(yīng)方程式是 MnF2+ Mg2 +Mn2+ + MgF2;該反應(yīng)的平衡常數(shù) K= 二 2Mg2+ Mg2+F -2 mol3 L-3)(5) 采用“趁熱過(guò)濾”操作的原因是 。KSP MnF 2KSP Mg

16、F 2 7.2 × 107o取少量MnSO4 H2O溶于水，配成溶液，測(cè)其PH發(fā)現(xiàn)該溶液顯酸性，原因是由已知溫度高于27 C時(shí)，MnSO4晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低，故采用“趁熱過(guò)濾”操作可以減少 MnSO4 H2O在水中的溶解，得到更多產(chǎn)品。（6）MnSO 4是強(qiáng)酸弱堿鹽，Mn2+發(fā)生水解反應(yīng)。3. （2016全國(guó)卷In , 28）以硅藻土為載體的五氧化二釩（V25）是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢磯催化劑中回收 V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為物質(zhì)V2O5V24K2SO4SiO2Fe2O3Al 23質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.2 2.92.8 3.12

17、2 2860 6512<1以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線:回答下列問(wèn)題：（1）"酸浸”時(shí) V2O5轉(zhuǎn)化為vo 2,反應(yīng)的離子方程式為 ,同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)化成VO2+。“廢渣1”的主要成分是 。“氧化”中欲使 3 mol的VO2+變?yōu)閂O；,則需要氧化劑 KClO3至少為mol。（3） “中和”作用之一是使釩以V4。4】形式存在于溶液中。“廢渣 2”中含有。4 離子交換一一“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為4ROH + V4O12 洗脫 R4V4O12 + 4OH （ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂 ）。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈 性（填“酸”“堿”或沖”）。（5）“流出液”中陽(yáng)

18、離子最多的是 。“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，寫(xiě)出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式答案(1)V2O5+ 2H +=2VO + + H2O SiO2(2)0.5(3)Fe(OH) 3、AI(OH) 3堿 (5)K+(6)2NH4VO3V2O5+ H2O + 2NH3高溫解析(1) “酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為Vo丈，前后V元素化合價(jià)不變，說(shuō)明沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則反應(yīng)的離子方程式為 V25+ 2H + =2Vo丈+ H20。由于Si2與H2SO4不反應(yīng)，故“廢 渣 1” 的主要成分為 SiO2。 (2)VO 2變?yōu)?VO2， V 的化合價(jià)由 4價(jià)升高到 5價(jià)，轉(zhuǎn)移 1e， 而氧化劑KClO 3則被還原為KCl ,化合價(jià)由+ 5價(jià)降低為1價(jià)，轉(zhuǎn)移6e：故欲使3 mol VO2+ 變?yōu)閂O+ ,需氧化劑 KClO 3的物質(zhì)的量至少為 3 mol × 1 -÷6= 0.5 mol。(3)酸浸并用 KClO 3氧化后的溶液中含有的Fe3+、Al 3+，在“中和” 時(shí)生成 Fe(OH)3、Al(OH) 3沉淀，所以 “廢渣 2”中含有 Fe(OH)3、Al(OH) 3。 (4)由題意知逆反應(yīng)是 “洗脫” ，在堿性