5.4化工生產中的重要非金屬元素單元復習（知識解讀）?知識點1無機框圖推斷題的解題策略?知識點2常見氣體的制備?知識點3常見氣體的檢驗?知識點4無機化工流程題的解題策略知識點1無機框圖推斷題的解題策略知識點1無機框圖推斷題的解題策略1.解題技巧框圖型推斷題解題的關鍵在于尋找突破口，即所謂的“題眼”，解題技巧主要有以下幾種：①特征物理性質切入法：在物質推斷題框圖中常有一些物質能表現特殊的物理性質，如顏色、狀態和氣味，這往往可以作為解題的突破口。②高頻信息切入法：化學推斷題中通常有一種元素或物質出現的頻率特別高，與其他元素或物質發生交聯關系，其他元素或物質的推斷都依賴于它，這樣的元素或物質的推斷就是解題的突破口。④嘗試法：由于某些推斷題的結論只有較少的可能性，因此可將每種可能的結論代入題內嘗試，即可找出正確答案。⑤邏輯推理法：解物質推斷題的過程，就是根據題給物質的某項性質或特征來推理判斷的過程。在推理過程中必須具有嚴密的邏輯性，必須要清楚框圖中是因果關系還是遞進關系才能順藤摸瓜以求得準確答案。2.尋找“題眼”的途徑①從物質的組成、結構方面尋找：例如，具有正四面體結構的物質可能為甲烷或白磷或NH4＋；不含金屬元素的離子化合物為銨鹽；組成為A2B2型的物質可能為Na202、H202、C2H2等。②從實驗現象尋找：例如，氣體燃燒呈蒼白色火焰的必為H2在Cl2中燃燒；在空氣中點燃后火焰呈藍色，則氣體可能為CO、H2、CH4、H2S等。③從反應類型尋找：例如，同一元素的氣態氫化物和氣態氧化物反應生成該元素的單質和水，則該元素可能為S或N；兩種溶液混合生成沉淀和氣體，則反應可能為Ba(OH)2與(NH4)2S04，或可溶性鋁鹽與可溶性金屬硫化物(如Na2S、NaHS)、可溶性碳酸鹽(如Na2CO3、NaHCO3)或可溶性鐵鹽與可溶性碳酸鹽(如Na2CO3、NaHCO3)之間的雙水解反應；遇水能生成氣體和難溶性物質的可能為Al2S3、Al(CH3)3或Mg3N2。④從典型性質尋找：如具有臭雞蛋氣味的氣體必為H2S；與H2S反應有淡黃色沉淀生成的氣體可能為02、C12或SO2；使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體為NH3；密度最小的氣體為H2；地殼中含量最多的元素為O，最多的金屬元素為Al；能溶解SiO2的酸為HF；遇苯酚生成紫色溶液的離子為Fe3+等。⑤從反應條件尋找：如必須控制在170℃的反應，必是制取乙烯的反應；稀溶液與銅常溫下不反應，濃溶液與銅加熱時反應為濃硫酸。學!科網⑥從數據去尋找：根據計算或題給信息，可獲取某些數據，這些數據也可使我們找到突破口。如物質的熔點較低，說明可能為分子晶體；反之，熔點較高則可能為原子晶體或離子晶體。⑦從轉化關系尋找：a.直線型轉化關系，如鹽A有如下轉化：，D比C式量大16，E為酸。則可推知：若X為堿，則A中含NH4＋；若X為酸，則A中含S2－(或HS－)；b.常見的三角形轉化關系：；c.常見的“歸中”轉化關系：非氧化還原反應：①Al3＋＋AlOeq\o\al(－,2)→Al(OH)3，②COeq\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2HCOeq\o\al(－,3)；氧化還原反應：①Cl－＋ClO－eq\o(→,\s\up17(H＋))Cl2(或Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)eq\o(→,\s\up17(H＋))Cl2)，②S2－＋SOeq\o\al(2－,3)eq\o(→,\s\up17(H＋))S③H2S＋SO2→S。3.解答無機推斷題五步驟一審：審清題意，從題干→問題→框圖迅速瀏覽一遍，盡量在框圖中把相關信息表示出來。二找：找“題眼”即找到解題的突破口。“題眼”主要有：物質的特殊顏色、特征反應現象、特殊反應條件、特征轉化關系、特征數據等。三析：從“題眼”出發，聯系新信息及所學的舊知識，大膽猜測，順藤摸瓜，應用正逆向思維、橫向縱向思維等多種思維方式進行綜合分析、推理，初步得出結論。四驗：驗證確認，將結果放入原題檢驗，完全符合才算正確。五答：按題目要求寫出答案。4.解推斷題的關鍵：找到突破口和切入點，而每個推斷題都有突破口和切入點，就是我們常說的題眼，一般都是從物質的特性和特殊反應、特殊規律和特殊現象中找到切入點，再結合順推、逆推等方法，順藤摸瓜，逐一確定各物質的化學式。5.框圖推斷的思路(1)迅速瀏覽→整體掃描→產生印象→尋找“題眼”；(2)由點到面→隨機檢驗；(3)注意聯系→大膽假設→全面分析[順推法、逆推法或假想驗證法]→驗證確認。【典例1-1】金屬及其化合物的種類很多，我們可以按照“金屬單質、金屬氧化物、金屬氫氧化物、鹽”的類別進行研究。圖是鈉及其化合物之間的轉化關系，“→”所指的轉化都是一步完成)。(1)若B為呼吸面具中的供氧劑，則陰陽離子個數比為，寫出A→B的化學方程式

并用雙線橋標示出電子轉移的方向和數目；B→C的離子方程式為，1個B參與反應時轉移個電子。(2)若D為發酵劑，則C→D的化學方程式為，D和鹽酸反應的離子方程式為。(3)某同學將一小塊A單質露置于空氣中，觀察到下列現象：銀白色①→變灰暗②→變白色③→出現液滴④→白色固體；則下列說法正確的是_______(填字母)。A．①發生了氧化還原反應B．①變灰暗色是因為生成了過氧化鈉C．③是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液D．④發生了化學變化【答案】(1)1：21(2)(3)AD【解析】（1）①若B為呼吸面具中的供氧劑，則是Na2O2，則陰陽離子個數比為1:2；②從A到B是鈉轉化為過氧化鈉，用雙線橋標示出電子轉移的方向和數目為：；③B轉化為C是過氧化鈉轉化為氫氧化鈉，則離子方程式為：；④過氧化鈉與水反應，既做氧化劑又做還原劑，所以1個過氧化鈉轉移1個電子；（2）①若D為發酵劑，則為NaHCO3，C轉化為D，則是氫氧化鈉轉化為碳酸氫鈉，方程式為；②碳酸氫鈉與鹽酸反應的離子方程式為：；（3）Na的性質活潑，易與空氣中氧氣反應生成Na2O，Na2O易與水反應生成NaOH，NaOH吸收空氣中的水和CO2生成Na2CO3?xH2O，Na2CO3?xH2O風化脫水生成Na2CO3。A．①發生氧化還原反應生成了氧化鈉，故A正確；B．①變灰暗色主要是因為生成了氧化鈉，4Na+O2=2Na2O，故B錯誤；C．③是氫氧化鈉潮解，吸收水蒸氣形成氫氧化鈉溶液，故C錯誤；D．④是二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉固體，發生了化學反應，故D正確；故選AD。【典例1-2】在一定條件下含有相同元素的物質的轉化是有規律的。某金屬單質A及其化合物間的轉化關系如圖(某些產物和反應條件已略去)，其中C為淡黃色的固體，D是一種無色無味的氣體，能使澄清石灰水變渾濁，常溫下E為液體，完成下列問題：(1)實驗現象是。(2)寫出C+D=B+G的化學方程式：。(3)C可在呼吸面具中作為氧氣來源，假設每人每分鐘消耗0.448LO2(標準狀況)，且所需的O2全部由Na2O2來提供，則某消防員工作1小時所需Na2O2的質量為g。(4)寫出F+H=E+G反應的離子方程式：。(5)向G的飽和溶液中通入過量D會生成H沉淀，其原因有①生成的H質量大于原溶液中G質量；②在相同條件下，；③溶劑H2O質量減少。(6)下列有關G和H的性質比較，敘述正確的是___________(填字母)。A．分別向固體G和H中滴入少量水，前者溫度升高，后者溫度下降B．分別向等物質的量濃度的G和H溶液中滴加酚酞，后者紅色更深C．二者熱穩定性不同，G的熱穩定性強于HD．同一溫度下，與同濃度的鹽酸反應時，固體G比固體H更劇烈(7)加熱5.00gG和H的固體混合物，使H完全分解，固體混合物的質量減少了1.24g，則原混合物中G的質量為g。【答案】(1)鈉受熱熔化成閃亮的小球，劇烈燃燒，發出黃色火焰，生成淡黃色固體(2)(3)187.2(4)(5)碳酸鈉溶解度大于碳酸氫鈉(6)AC(7)1.64【分析】結合題意A是金屬單質，C為淡黃色的固體，D是一種無色無味的氣體，能使澄清石灰水變渾濁，常溫下E為液體，同時結合轉化關系圖可知，A為Na；B為O2；C為Na2O2；D為CO2；E為H2O；G為Na2CO3；H為NaHCO3；【解析】（1）也即鈉和氧氣反應生成過氧化鈉，實驗現象是：鈉受熱熔化成閃亮的小球，劇烈燃燒，發出黃色火焰，生成淡黃色固體；（2）C+D=B+G也即過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，化學方程式為：；（3）分析可知，每2個Na2O2參加反應生成1個氧氣，工人呼吸一小時消耗氧氣，故需過氧化鈉質量為；（4）F+H=E+G反應，也即碳酸氫鈉溶液和氫氧化鈉溶液反應，離子方程式為：；（5）向碳酸鈉的飽和溶液中通入過量二氧化碳會生成碳酸氫鈉沉淀，其原因有①生成的碳酸氫鈉質量大于原溶液中碳酸鈉質量；②在相同條件下，碳酸鈉溶解度大于碳酸氫鈉；③溶劑H2O質量減少。（6）下列有關碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質比較A.分別向固體碳酸鈉和碳酸氫鈉中滴入少量水，碳酸銨溶解放熱，碳酸氫鈉溶液吸熱，故前者溫度升高，后者溫度下降，A正確；B.分別向等物質的量濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液中滴加酚酞，前者紅色更深，B錯誤；C.二者熱穩定性不同，碳酸鈉的熱穩定性強于碳酸氫鈉，C正確；D.同一溫度下，與同濃度的鹽酸反應時，固體碳酸氫鈉比固體碳酸鈉更劇烈，D錯誤；故選AC；（7）加熱5.00g碳酸鈉和碳酸氫鈉的固體混合物，使碳酸氫鈉完全分解，固體混合物的質量減少了1.24g，減少的質量是碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳和水，根據，2molNaHCO3受熱分解質量會減少62g，因此計算得到碳酸氫鈉質量為3.36g，則原混合物中碳酸鈉的質量為5.00g-3.36g=1.64g；故答案為：1.64g。【變式1-1】現有七種物質，它們之間能發生如下反應（圖中部分反應物、產物及反應條件未標出）。請根據以上信息回答下列問題：(1)A物質在空氣中燃燒的產物是色的粉末，寫出該物質與反應的化學方程式。(2)寫出反應③和反應⑤的離子反應方式：、。(3)向物質F的水溶液中加入溶液，現象為，寫出上述過程發生的氧化還原反應反應的化學方程式。【答案】(1)淡黃(2)(3)先生成白色沉淀，然后變為灰綠色，最后變為紅褐色【分析】焰色為黃色的金屬為Na，加入水后生成氫氣和NaOH，氫氣與黃綠色氣體氯氣反應生成HCl，溶于水生成鹽酸E，NaOH與氯化鐵生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，則F為氯化亞鐵，能與NaOH產生氫氣的金屬為鋁，綜上A：Na、B：Al、C：Fe、D：NaOH、E：鹽酸、F：FeCl2、G：FeCl3，甲：H2、乙：Cl2、丙：HCl；【解析】（1）金屬鈉在空氣中燃燒生成Na2O2，為黃色粉末；；故答案為：淡黃；；（2）金屬鋁與強堿反應，；氯化亞鐵具有還原性，與氯氣反應生成氯化鐵；故答案為：；；（3）向氯化亞鐵中加入NaOH先生成白色沉淀，然后變為灰綠色最終變為紅褐色，；故答案為：先生成白色沉淀，然后變為灰綠色，最后變為紅褐色；。【變式1-2】幾種常見物質之間轉化關系如圖所示。回答下列問題：(1)A所含元素位于元素周期表第周期第族。(2)C是(填化學式，右同)，H是。(3)E→F的化學方程式：。(4)在氫碘酸溶液中加入少量F，寫出離子方程式：。(5)在B溶液中加入溶液，產生固體(M是A物質對應的元素)。該固體在空氣中加熱分解，得到分解產物的熱重曲線如圖所示。①a點固體的物質的量為。②b→c的化學方程式為。【答案】(1)四Ⅷ(2)(3)(4)(5)0.02【分析】由E、F顏色可知，A為鐵，B為，E為，F為，G為。由J的焰色可知，C為，D為，J為，H為。【解析】（1）位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。（2）C是，H是。（3）E→F的化學方程式為。（4）足量時，發生反應：。（5）a點固體為，物質的量為0.02，b點固體失去質量為，，b點固體為。固體失重過程中鐵元素質量不變，c點固體中，，故固體的化學式為。知識點2常見氣體的制備知識點2常見氣體的制備 1．氣體物質制備流程2．氣體發生裝置(1)設計原則：根據制備原理、反應物狀態和反應所需條件、制取氣體的量等因素來設計反應裝置。(2)基本類型裝置類型反應裝置圖適用氣體操作注意事項固、固加熱型O2、NH3等①試管要干燥；②試管口略低于試管底；③加熱時先均勻加熱再固定加強熱固、液加熱或液、液加熱型Cl2、HCl等①燒瓶加熱時要隔石棉網②反應物均為液體時，燒瓶內要加碎瓷片(或沸石)固、液不加熱或液、液不加熱型H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用長頸漏斗時，要使漏斗下端插入液面以下；②啟普發生器只適用于塊狀固體和液體反應，且氣體不溶于水；③使用分液漏斗既可以增強氣密性，又可控制液體流速3.氣體的凈化裝置(1)基本類型裝置示意圖適用范圍試劑與雜質氣體反應，與主要氣體不反應；裝置③用固體吸收還原性或氧化性雜質氣體雜質氣體被冷卻后變為液體，主要氣體不變為液體(2)吸收劑的選擇選擇吸收劑應根據被提純氣體的性質和雜質的性質而確定，一般情況如下：①易溶于水的氣體雜質可用水來吸收；②酸性雜質可用堿性物質吸收；③堿性雜質可用酸性物質吸收；④水為雜質時，可用干燥劑來吸收；⑤能與雜質發生反應生成沉淀(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。4.氣體的收集方法及收集裝置根據制備氣體的水溶性及氣體的密度選擇收集方法及收集裝置：（1）排液法：難溶于水(或某溶液)或微溶于水(或某溶液)，又不與其反應的氣體可用排液法收集，選用、等收集裝置收集。用該裝置可收集O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO、C2H2、C2H4等氣體。（2）向上排空氣法：密度大于空氣且不與空氣中的成分反應的氣體可用向上排空氣法收集，選用等收集裝置收集。用該裝置可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等氣體。（2）向下排空氣法：密度小于空氣且不與空氣中的成分反應的氣體可用向下排空氣法收集，選用等收集裝置收集。用該裝置可收集H2、NH3、CH4等氣體。5．氣體的量取裝置對難溶于水且不與水反應的氣體,往往利用量筒或滴定管組裝如圖所示的裝置量取其體積。6．尾氣處理裝置的選擇a用于吸收溶解或反應速率不是很快的氣體，如用NaOH溶液吸收Cl2等。b用于收集少量氣體。c、d用于吸收極易溶且溶解很快的氣體，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。e用于處理難以吸收的可燃性氣體，如H2、CO等。7．涉氣類制備實驗先后順序(1)裝配儀器時：先下后上，先左后右。(2)加入試劑時：先固后液。(3)實驗開始時：先檢查裝置氣密性，再加藥品，后點酒精燈。(4)凈化氣體時：一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體，后除去無毒、無味的氣體，最后除水蒸氣。(5)防倒吸實驗：往往是最后停止加熱或停止通氣。(6)防氧化實驗：往往是最后停止通氣。8．實驗條件的控制(1)排氣方法為了防止空氣中的成分氧氣、CO2、水蒸氣干擾實驗，常用其他穩定的氣體(如氮氣)排盡裝置中的空氣；有時也可充分利用反應產物氣體(如：氨氣、氯氣、二氧化硫)等排盡裝置中的空氣。(2)控制氣體的流速及用量①用分液漏斗控制液體滴加的速度和用量。②觀察氣泡，控制氣流速度，如圖1，可觀察氣泡得到N2、H2的體積比約為1∶2的混合氣。③平衡氣壓如圖2，用長玻璃管平衡氣壓，防堵塞。(3)壓送液體根據裝置的密封性，讓反應生成氣體或消耗氣體，產生壓強差，將液體壓入或倒流入另一反應容器。(4)溫度控制①控制低溫的目的：減少某些反應物或產品分解如H2O2、NH4HCO3等；減少某些反應物或產品揮發，如鹽酸、氨水等；防止某物質水解，避免副反應發生等。②采取加熱的目的：加快反應速率或使平衡移動，加速溶解等。③常考溫度控制方式：a．水浴加熱：均勻加熱，反應溫度在100℃以下。b．油浴加熱：均勻加熱，反應溫度100～260℃。c．冰水冷卻：使某物質液化、降低產物的溶解度；減少其他副反應，提高產品純度等。d．保溫：如中和熱測定時，兩燒杯之間填泡沫，真空雙層玻璃容器等。【典例2-1】在實驗室采用如圖裝置制備并收集氣體(下列試劑均可反應且能生成對應的氣體)，合理的是選項化學試劑制備的氣體ANa2CO3和H2SO4(稀)CO2BNa和H2OH2CNa2O2和H2OO2DMnO2和H2O2O2【答案】B【分析】由實驗裝置圖可知，制備氣體的反應是固液不加熱生成密度小于空氣的氣體的反應。【解析】A．二氧化碳的密度大于空氣，不能用向下排空氣法收集，故A錯誤；B．鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氣的密度小于空氣，則題給裝置能用于制備并收集氫氣，故B正確；C．氧氣的密度大于空氣，不能用向下排空氣法收集，故C錯誤；D．氧氣的密度大于空氣，不能用向下排空氣法收集，故D錯誤；故選B。【典例2-2】實驗室制取下列氣體，所選反應試劑、制備裝置、干燥裝置與收集方法正確的是選項氣體反應試劑制備裝置干燥劑及裝置收集方法A、a堿石灰

hdB濃氨水、CaOb無水

heC、濃鹽酸c

hdD、70%硫酸b濃硫酸

if【答案】A【解析】A．、和加熱時反應生成氧氣，符合“固體固體加熱”制備氣體，即選擇制備裝置a，氧氣能用堿石灰干燥且密度大于空氣，可以選擇向上排空氣法收集，收集方法正確，A正確；B．生成的氨氣能和氯化鈣反應而被吸收，故不能使用氯化鈣干燥氨氣，B錯誤；C．二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下生成氯氣，反應中不需使用溫度計，C錯誤；D．二氧化硫易溶于水，不能用排水法收集，密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，D錯誤；故選A。【變式2-1】實驗室采用如圖裝置制備氣體，合理的是選項化學試劑制備的氣體A氯酸鉀與二氧化錳B氯化銨和堿石灰C銅與濃硝酸D鋅粒與稀硫酸【答案】D【解析】A．氯酸鉀和二氧化錳制備氧氣屬于固體加熱制氣體，A不符合題意；B．氯化銨和堿石灰制備氨氣屬于固體加熱制氣體，氨氣極易溶于水，不能用排水法收集，B不符合題意；C．二氧化氮與水反應生成一氧化氮氣體，不能用排水法收集，C不符合題意；D．鋅粒與稀硫酸常溫反應生成氫氣，氫氣難溶于水，用排水法收集，D符合題意；故選D。【變式2-2】實驗室制取下列氣體，所選的反應試劑、制備裝置與收集方法合理的是選項氣體反應試劑制備裝置收集方法A石灰石、稀硫酸beB、濃鹽酸bdC濃鹽酸、bdDae【答案】C【解析】A．由于硫酸鈣微溶，生成的硫酸鈣附著在碳酸鈣表面阻止反應進行，應該用鹽酸，另外二氧化碳密度大于水的，應該用向上排空氣法收集，選擇d裝置，A錯誤；B．二氧化錳氧化濃鹽酸需要加熱，應該選擇c裝置，B錯誤；C．濃鹽酸和高錳酸鉀反應生成氯氣，氯氣密度大于空氣，用向上排空氣法收集，C正確；D．氧氣密度與空氣接近，不能用排空氣法收集，應該用排水法收集，D錯誤；答案選C。知識點3常見氣體的檢驗與除雜知識點3常見氣體的檢驗與除雜1.常見氣體的檢驗氣體檢驗特征性質注意事項O2使帶火星的木條復燃—H2純凈的H2在空氣中燃燒發出淡藍色火焰，在火焰上方罩一個干而冷的燒杯，燒杯的內壁有水霧生成產物只有水CH4在空氣中燃燒產生淡藍色火焰，在火焰上方罩一個干而冷的燒杯，燒杯的內壁有水霧生成，同時生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體產物有二氧化碳和水CO在空氣中燃燒產生淡藍色火焰，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體產物只有二氧化碳SO2無色，有刺激性氣味；能使品紅溶液褪色，加熱后恢復紅色；能使酸性KMnO4溶液褪色；能使溴水褪色；能使澄清石灰水變渾濁CO2也能使澄清石灰水變渾濁；SO2的漂白原理與新制氯水的漂白原理不同CO2能使澄清石灰水變渾濁，能使燃著的木條熄滅應注意區別，SO2也能使澄清石灰水變渾濁，N2也能使燃著的木條熄滅NO無色氣體，接觸空氣時立即變為紅棕色—Cl2黃綠色，有刺激性氣味，能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍Cl2有毒，注意聞氣味的方法NO2紅棕色，有刺激性氣味，通入水中生成無色溶液并產生無色氣體，水溶液顯酸性NO2的顏色與溴蒸氣相近，NO2溶于AgNO3溶液無沉淀生成，而溴蒸氣溶于AgNO3溶液有淡黃色沉淀生成HCl無色，有刺激性氣味，在潮濕的空氣中形成白霧；用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近時冒白煙；通入AgNO3溶液時有白色沉淀生成HCl極易溶于水，做相關實驗時應防倒吸NH3無色，有刺激性氣味，能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時冒白煙NH3極易溶于水，做相關實驗時應防倒吸2．常見氣體的除雜方法氣體(括號內為雜質)除雜試劑化學方程式或原理C2H2(H2S)CuSO4溶液H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4H2(NH3)濃硫酸NH3＋H2SO4===NH4HSO4Cl2(HCl)飽和NaCl溶液HCl極易溶于水，Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度小CO2(HCl)飽和NaHCO3溶液HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2SO2(HCl)飽和NaHSO3溶液HCl＋NaHSO3===NaCl＋H2O＋SO2CO2(SO2)飽和NaHCO3溶液SO2＋2NaHCO3===Na2SO3＋H2O＋2CO2CO2(CO)灼熱CuOCO＋CuOeq\o(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2CO(CO2)NaOH濃溶液CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2ON2(O2)灼熱銅網2Cu＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))2CuO【典例3-1】實驗室用炭與濃硫酸反應并對產生氣體的成分進行檢驗，下列實驗裝置和操作不能達到實驗目的的是A．用裝置甲進行反應B．用裝置乙檢驗C．用裝置丙檢驗D．用裝置丁檢驗【解析】A．炭與濃硫酸在加熱條件下，在裝置甲中發生反應，A正確；B．檢驗和均需經過水溶液，帶出的水蒸氣會影響對反應生成水的檢驗，所以在發生反應后就檢驗反應生成的水，B正確；C．利用的漂白性，用品紅溶液檢驗和混合氣體中，C正確；D．由裝置丙導出的氣體中仍然混有，而也能與澄清石灰水反應出現渾濁，不能檢驗炭與濃硫酸反應生成的，D錯誤；故答案為D。【答案】D【典例3-2】下列有關常見氣體成分檢驗的結論正確的是選項儀器或試劑實驗現象結論A濕潤的紅色石蕊試紙試紙變藍一定含B灼熱CuO黑色固體變為紅色一定含C澄清石灰水溶液中出現渾濁一定含D濕潤的淀粉-KI試紙試紙變藍一定含【答案】A【解析】A．氨氣水溶液顯堿性，能使濕潤紅色石蕊試紙變藍色，故試紙變藍，一定含，故A正確；B．能還原氧化銅的氣體也可能是一氧化碳等還原性氣體，故B錯誤；C．二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故C錯誤；D．二氧化氯、二氧化氮等氧化性氣體也能使碘離子氧化為碘單質，故D錯誤；故選A。【變式3-1】檢驗碳粉與濃硫酸反應產生氣體的裝置和所加藥品如下，下列敘述不正確的是（

）A．a中品紅溶液褪色，說明混合氣體中有SO2B．b中KMnO4溶液的作用是除去SO2C．b中發生反應的離子方程式為：D．c中品紅溶液不褪色，d中Ca(OH)2溶液變渾濁，說明混合物中存在CO2【分析】檢驗碳粉與濃硫酸反應產生氣體，也就是檢驗二氧化硫與二氧化碳是否存在，二者均能使澄清石灰水變渾濁，因此先檢驗并除去二氧化硫再檢驗二氧化碳。【解析】A．SO2能使品紅溶液褪色而CO2不能，當a中品紅溶液褪色，說明混合氣體中有SO2，A項正確；B．b中的KMnO4溶液的作用是除去SO2，防止對后續二氧化碳的檢驗產生干擾，B項正確；C．題中所給離子方程不符合元素守恒電荷守恒，b中發生反應的離子方程式為：，C項錯誤；D．c中品紅溶液不褪色，證明二氧化硫已被除盡，此時d中Ca(OH)2溶液變渾濁，說明混合氣體中存在CO2，D項正確；答案選C。【答案】C【變式3-2】吸煙有害健康，香煙煙霧中含有CO、CO2、SO2、H2O等氣體，用下列物質可將其一一檢出：a．無水硫酸銅b．澄清石灰水c．紅熱氧化銅d．生石灰e．酸性高錳酸鉀溶液f．品紅溶液檢出的正確順序是A．混合氣→a→e→b→f→d→cB．混合氣→c→d→e→e→aC．混合氣→a→e→f→b→d→cD．混合氣→b→e→a-→d→c【答案】C【解析】利用紅熱氧化銅檢驗CO，利用酸性高錳酸鉀溶液檢驗并除去SO2，利用品紅溶液檢驗SO2是否除凈，利用澄清石灰水檢驗CO2，利用無水硫酸銅檢驗H2O(g)，考慮排除干擾因素，操作順序為混合氣→檢驗H2O(g)→檢驗并除去SO2→檢驗是否仍有SO2→檢驗CO2→干燥氣體(生石灰)→檢驗CO，故正確順序為混合氣→a→e→f→b→d→c，故選C。無機化工流程題的解題策略知識點4無機化工流程題的解題策略知識點4一、工業流程試題的基本特點

1、試題的切入點（或試題素材）較多的采用了與生產生活密切聯系的化學新技術、新成果。故題干內容來源都是真實的工業生產過程，內容豐富，提問靈活。

2、無機化工流程題的結構：分題頭、題干和題尾三部分。（1）題頭一般是介紹該工藝生產的原材料和工藝生產的目的（包括獲得副產品）；

（2）題干部分主要用框圖形式將原料到產品的主要生產工藝流程表示出來；

（3）題尾主要是根據生產過程中涉及的化學知識設置系列問題。

3、呈現形式：流程圖、數據表格、圖像、實驗裝置。

4、設問方式：措施、成分、物質、原因。

5、能力考查：獲取、整合、處理、應用信息的能力、分解問題的能力、表達能力。

6、知識落點：基本理論、元素化合物、實驗。學科&網二、工藝流程題的主線分析方法如按照主線分析法分析如下：三、識別流程圖化工流程中箭頭指出的是投料(反應物)，箭頭指向的是生成物(包括主產物和副產物)，返回的箭頭一般是被“循環利用”的物質。四、原料預處理的常用方法及其作用(1)研磨:減小固體顆粒度,增大物質間接觸面積,加快反應速率,提高浸出率。(2)水浸或酸浸:與水接觸反應或溶解;與酸接觸反應或溶解,得可溶性金屬離子溶液,不溶物過濾除去。(3)浸出:固體加水(酸)溶解得到溶液(離子)。(4)灼燒:除去可燃性雜質或使原料初步轉化。(5)煅燒:改變結構,使一些物質能溶解或高溫下氧化、分解。五、無機化工流程題中的除雜、凈化1．常用的方法(1)水溶法：除去可溶性雜質。(2)酸溶法：除去堿性雜質。(3)堿溶法：除去酸性雜質。(4)氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質。(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發的雜質。(6)調節溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3＋等。2．常用的操作(1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)萃取和分液：利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸發結晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質，如從溶液中提取NaCl。(4)冷卻結晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸餾或分餾：分離沸點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分離氣體，如合成氨工業采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。3．結合沉淀溶解平衡進行的條件控制(1)運用Ksp計算反應所需要的pH條件；(2)根據題目要求計算某條件下的離子濃度、需要加入的試劑量等。六、制備過程中應注意的反應條件(1)溶液的pH:①控制反應的發生,增強物質的氧化性或還原性,或改變水解程度。②常用于形成或抑制某些金屬離子的氫氧化物沉淀。(2)溫度:根據需要選擇適宜溫度,改變反應速率或使平衡向需要的方向移動,減少副反應的發生,確保一定的反應速率,控制溶解度便于提純。(3)濃度:①根據需要選擇適宜濃度,控制一定的反應速率,使平衡移動利于目標產物的生成,減小對后續操作產生的影響。②過量,能保證反應的完全發生或提高其他物質的轉化率,但對后續操作也會產生影響。(4)趁熱過濾:防止某物質降溫時會大量析出。(5)冰水洗滌:洗去晶體表面的雜質離子,并減少晶體損耗。七、無機化工流程中的分離方法(1)洗滌(冰水、熱水):洗去晶體表面的雜質離子;(2)過濾(熱濾或抽濾):分離難溶物和易溶物;(3)萃取和分液:利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質;(4)蒸發結晶:提取溶解度隨溫度的變化不大的溶質;(5)冷卻結晶:提取溶解度隨溫度的變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等;(6)蒸餾或分餾:分離沸點不同且互溶的液體混合物;(7)冷卻法:利用氣體易液化的特點分離氣體。八、工藝流程題的解題策略1.粗讀題干，挖掘圖示圖示中一般會呈現超出教材范圍的知識，但題目中往往會有提示或者問題中不涉及，所以一定要關注題目的每一個關鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質都推出，只需問什么推什么。如制備類無機化工題，可粗讀試題，知道題目制取什么、大致流程和有什么提示等。2.攜帶問題，精讀信息這里信息包括三個方面：一是主干，二是流程圖示，三是設置問題。讀主干抓住關鍵字、詞；讀流程圖，重點抓住物質流向(“進入”與“流出”)、實驗操作方法等。3.跳躍思維，規范答題答題時應注意前后問題往往沒有“相關性”，即前一問未答出，不會影響后面答題。要求用理論回答的試題，應采用“四段論法”：改變了什么條件(或是什么條件)→根據什么理論→有什么變化→得出什么結論。4.積累常考的答題模板(1)除雜：除去……中的……(2)干燥：除去……氣體中的水蒸氣，防止……(3)增大原料浸出率(離子在溶液中的含量多少)的措施：攪拌、升高溫度、延長浸出時間、增大氣體的流速(濃度、壓強)，增大氣液或固液接觸面積。(4)加熱的目的：加快反應速率或促進平衡向某個方向(一般是有利于生成物生成的方向)移動。(5)溫度不高于××℃的原因：適當加快反應速率，但溫度過高會造成揮發(如濃硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促進水解(如AlCl3)等，影響產品的生成。(6)從濾液中提取一般晶體(溶解度隨溫度升高而增大)的方法：蒸發濃縮(至少有晶膜出現)、冷卻結晶、過濾、洗滌(冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)、干燥。(7)從濾液中提取溶解度受溫度影響較小或隨溫度升高而減小的晶體的方法：蒸發濃縮、趁熱過濾(如果溫度下降，雜質也會以晶體的形式析出來)、洗滌、干燥。(8)控制某反應的pH使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀，調節pH所用試劑為主要元素對應的氧化物、碳酸鹽、堿等，以避免引入新的雜質；沉淀時pH范圍的確定：范圍過小導致某離子沉淀不完全，范圍過大導致主要離子開始沉淀。(9)減壓蒸餾(減壓蒸發)的原因：減小壓強，使液體沸點降低，防止(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3)受熱分解、揮發。(10)檢驗溶液中離子是否沉淀完全的方法：將溶液靜置一段時間后，向上層清液中滴入沉淀劑，若無沉淀生成，則離子沉淀完全。(11)洗滌沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水至液面浸沒沉淀，待水自然流下后，重復操作2～3次。(12)檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法：取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入某試劑，若未出現特征反應現象，則沉淀洗滌干凈。(13)洗滌沉淀的目的：除掉附著在沉淀表面的可溶性雜質。(14)冰水洗滌的目的：洗去晶體表面的雜質離子并降低被洗滌物質的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損耗。(15)乙醇洗滌的目的：降低被洗滌物質的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損耗，得到較干燥的產物。(16)蒸發、反應時的氣體氛圍：抑制某離子的水解，如加熱蒸發AlCl3溶液時為獲得AlCl3需在HCl氣流中進行。(17)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氧化性氣體(如氧氣)，防止某物質被氧化。5.化工流程氧化還原反應方程式的解答措施第1步：根據題干信息或流程圖，判斷氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物第2步：按“氧化劑+還原劑-還原產物+氧化產物”寫出方程式，根第3步：根據電荷守恒和溶液的酸堿性，通過在反應方程式的兩端添加H＋或OH－的形式使方程式的兩端的電荷守恒。第4步：根據原子守恒，通過在反應方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒。6.解決本類題目的三步驟:(1)從題干中獲取有用信息,了解生產的產品。(2)然后整體瀏覽一下流程,基本辨別出預處理、反應、提純、分離等階段。(3)分析流程中的每一步驟,從以下幾個方面了解流程:①反應物是什么;②發生了什么反應;③該反應造成了什么后果,對制造產品有什么作用;④抓住一個關鍵點:一切反應或操作都是為獲得產品而服務。【典例4-1】石墨在材料領域有重要應用，某初級石墨中含和等雜質，提純與綜合利用工藝流程如下：已知：①氯化后，石墨中氧化物雜質均轉變為相應的氯化物；②的沸點為金屬氯化物的沸點均高于(1)“氯化”時，先向反應器中通入一段時間，再加熱，主要目的是。(2)“冷凝”后，所得“氣體”的成分有和(填化學式)。(3)“溶解過濾”時，加過量NaOH溶液的目的是。(4)“沉鋁”時，通過量得到沉淀，實驗室洗滌沉淀的操作為；工業上由得A1，需以下兩步，寫出第一步化學方程式：、2Al2O3(熔融)4A1+3O2↑(5)工業上利用100kg初級石墨經上述流程，可生產出2.43kgAl，其產率為。(已知產率為產品實際產量占產品理論產量的百分數)【答案】(1)排盡裝置中的氧氣，以防在高溫下與石墨反應(2)SiCl4(3)除去Fe3+，使A13+完全轉化為四羥基合鋁酸鈉(4)向漏斗中加蒸餾水沒過沉淀，待蒸餾水流盡，重復2~3次(5)90%【分析】初級石墨氯化后，石墨中氧化物雜質均轉變為相應的氯化物，即SiO2、Al2O3和Fe2O3分別轉化為SiCl4、AlCl3、FeCl3蒸汽，冷凝到80℃，SiCl4為氣體，AlCl3、FeCl3為固體，固體加過量氫氧化鈉生成四羥基合鋁酸鈉溶液和氫氧化鐵沉淀，四羥基合鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，氫氧化鋁經灼燒生成氧化鋁，電解熔融氧化鋁得金屬鋁。【解析】（1）“氯化”時，先向反應器中通入Cl2一段時間，再加熱，主要目的是排盡裝置中的氧氣，以防在高溫下與石墨反應。（2）SiCl4的沸點為57.6℃，金屬氯化物的沸點均高于150℃，冷凝到80℃，“冷凝”后，SiCl4為氣體，AlCl3、FeCl3為固體，所得“氣體”的成分有Cl2和SiCl4。（3）氯化鋁和過量的氫氧化鈉反應生成可溶性四羥基合鋁酸鈉，氯化鐵和過量氫氧化鈉生成氫氧化鐵沉淀，“溶解過濾”時，加過量NaOH溶液的目的是除去Fe3+，使A13+完全轉化為四羥基合鋁酸鈉；（4）洗滌氫氧化鋁沉淀的方法為：向漏斗中加蒸餾水沒過沉淀，待蒸餾水流盡，重復2~3次；氫氧化鋁經灼燒生成氧化鋁，電解熔融氧化鋁得金屬鋁，故第一步反應為：；（5）初級石墨中含Al2O35.1%，根據鋁元素守恒，100kg初級石墨理論上生成金屬鋁的質量為，實際產出2.43kgAl，其產率為。【典例4-2】鈦白粉(納米級)廣泛用作功能陶瓷、催化劑、化妝品和光敏材料等。以鈦鐵礦(主要成分為、MgO)為原料制備高純度鈦白粉，同時得到綠礬的工藝流程如圖1。已知：常溫下，稀硫酸幾乎不與反應。回答下列問題：(1)“酸浸”中增加稀硫酸的浸出率的方法有(任寫一種)。(2)圖2、圖3分別為不同固液比、溫度下“浸出”中Ti的浸出率。據圖分析，最適合的固液比和溫度分別是和。(3)“浸出”后Ti元素以形式存在，該反應的化學方程式為。(4)“一系列操作”包含、過濾、洗滌、干燥。得到的綠礬用冰水洗滌的目的是。(5)若取10kg鈦鐵礦(的質量分數為95%)，經過上述流程(鈦元素損失率為5%)，則可制得鈦白粉固體的質量為kg。【答案】(1)將鈦鐵礦粉碎、攪拌、適當升溫等(2)1：10160℃(3)(4)蒸發濃縮、冷卻結晶洗去表面可溶性雜質，并減少綠礬的溶解(5)4.75【分析】根據題給信息，鈦鐵礦加稀硫酸酸浸時，MgO溶解，FeTiO3不溶解，過濾后，濾渣1主要為FeTiO3，加入熱濃硫酸浸出后，FeTiO3反應溶解，生成Fe3+、TiO2+，再加入鐵粉還原，使Fe3+轉化成Fe2+，經一系列操作后獲得綠礬晶體，濾液經水解后獲得TiO(OH)2沉淀，過濾分離后，煅燒濾渣得到鈦白粉。據此答題。【解析】（1）“酸浸”中增加稀硫酸的浸出率的方法有：將鈦鐵礦粉碎、攪拌、適當升溫等。（2）浸出時使用的是濃硫酸，根據圖2，固液比大于1：10后，浸出率增加不明顯，為降低濃硫酸使用量，以1：10最適合；根據圖3，溫度高于160℃后，浸出率增加也不明顯，為降低能耗。最適合的溫度為160℃。（3）“浸出”后Ti元素以形式存在，該反應的化學方程式為：。（4）“一系列操作”的目的是從溶液中分離出綠礬晶體，因此包含蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等。冰水可降低綠礬的溶解度，得到的