2021高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第8章物質(zhì)在水溶液中的行為專題講座六無機(jī)化工流程題的解題策略精練含解析

1、專題講座六無機(jī)化工流程題的解題策略考綱研讀1.培養(yǎng)從試題提供的新信息中，準(zhǔn)確地提取實(shí)質(zhì)性內(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)際問題分解，通過運(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)問題的能力。3.培養(yǎng)將分析和解決問題的過程及成果，用正確的化學(xué)術(shù)語及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá)，并做出解釋的能力。一、工業(yè)流程題的結(jié)構(gòu)二、工業(yè)流程題分類突破題型一物質(zhì)制備類化工流程題1核心反應(yīng)陌生方程式的書寫關(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)合物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)實(shí)際判斷產(chǎn)物。

2、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，不溶物通過過濾除去的溶解過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：若要除去cu2中混有的fe3，可加入cuo、cuc

3、o3、cu(oh)2、cu2(oh)2co3等物質(zhì)來調(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程中的溶解損耗。例1(2016全國卷，28)naclo2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：回答下列問題：(1)naclo2中cl的化合價(jià)為_。(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成clo2的化學(xué)方程式：_。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去mg2和ca2，要加入的試劑分別為_、_?！半娊?/p>

4、”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是_。(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量clo2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(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cl2的氧化能力。naclo2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naclo2第二步：審流程，分塊破題拆分工藝流程第三步：看設(shè)問，結(jié)合題中的問題，回到流程圖中找答案。得分秘籍(1)設(shè)問一般相對(duì)獨(dú)立，無連帶效應(yīng)，一個(gè)問題解決不了不會(huì)影響下一個(gè)問題的解決。(2)題中基本上都有與流程無關(guān)的問題，可直接作答；對(duì)于

5、超綱知識(shí)，題目中要么有信息提示，要么與解答題目無關(guān)。答案(1)3(2)2naclo3h2so4so2=2nahso42clo2(3)naoh溶液na2co3溶液clo(或naclo2)(4)21o2(5)1.57題型二提純類化工流程題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)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)過濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)萃取和分液：利

6、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ccl4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)，如從溶液中提取nacl。(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kno3、fecl3、cucl2、cuso45h2o、feso47h2o等。(5)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)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。例2(2020山東等級(jí)模擬考，19)普通立德粉(baso4zns)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中，可利用znso4和bas共沉淀法制備。以粗氧化鋅(

7、含zn、cuo、feo等雜質(zhì))和baso4為原料制備立德粉的流程如下：(1)生產(chǎn)znso4的過程中，反應(yīng)器要保持強(qiáng)制通風(fēng)，原因是_。(2)加入鋅粉的主要目的是_(用離子方程式表示)。(3)已知kmno4在酸性溶液中被還原為mn2，在弱酸性、弱堿性溶液中被還原為mno2，在堿性溶液中被還原為mno。據(jù)流程判斷，加入kmno4時(shí)溶液的ph應(yīng)調(diào)至_；a2.22.4b5.25.4c12.212.4濾渣的成分為_。(4)制備bas時(shí)，按物質(zhì)的量之比計(jì)算，baso4和碳粉的投料比要大于12，目的是_；生產(chǎn)過程中會(huì)有少量氧氣進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器中產(chǎn)生的尾氣需用堿液吸收，原因是_。(5)普通立德粉(baso4z

8、ns)中zns含量為29.4%，高品質(zhì)銀印級(jí)立德粉中zns含量為62.5%。在znso4、bas、na2so4、na2s中選取三種試劑制備銀印級(jí)立德粉，所選試劑為_，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(已知baso4相對(duì)分子質(zhì)量為233，zns相對(duì)分子質(zhì)量為97)。答案(1)防止產(chǎn)生h2的濃度過大而發(fā)生爆炸(2)zncu2=zn2cu，zn2h=zn2h2(3)bfe(oh)3、mno2(4)防止c粉過量，進(jìn)而形成coo2可能將bas氧化為so2，污染環(huán)境(5)znso4、bas、na2s4znso4bas3na2s=baso44zns3na2so4解析(3)反應(yīng)的目的是除掉fe2，但該過程不能引入新的雜質(zhì)

9、，故mno不能轉(zhuǎn)化為mn2或mno，需將溶液調(diào)節(jié)至弱酸性。(5)設(shè)zns為xmol，baso4為ymol，62.5%，解得xy41。1(2019原創(chuàng)預(yù)測(cè)卷九)甘氨酸亞鐵(nh2ch2coo)2fe是新一代畜禽飼料補(bǔ)鐵添加劑。某實(shí)驗(yàn)小組以硫酸亞鐵為鐵源制備甘氨酸亞鐵，其簡(jiǎn)要流程如下。已知相關(guān)物質(zhì)的信息如下：甘氨酸(nh2ch2cooh)檸檬酸(3羥基1,3,5戊三酸)甘氨酸亞鐵(nh2ch2coo)2fe易溶于水，微溶于乙醇，具有兩性易溶于水和乙醇，具有較強(qiáng)的酸性和還原性淺黃褐綠色結(jié)晶粉末，易溶于水，難溶于乙醇，結(jié)構(gòu)如下圖：回答下列問題：(1)步驟(a)中加入鐵粉的作用是_；寫出生成沉淀的化學(xué)方

10、程式：_。(2)步驟(b)中為了提高甘氨酸亞鐵的產(chǎn)率，需要控制溶液的ph在5.56.0之間，ph過低甘氨酸亞鐵產(chǎn)率將下降，其原因?yàn)開；檸檬酸的作用包括_(填字母)。a調(diào)節(jié)溶液的phb除去步驟(a)中加入的鐵粉c防止fe2被氧化d促進(jìn)沉淀的溶解，加快反應(yīng)速率(3)步驟(b)中趁熱過濾的目的是_。(4)步驟(c)中加入乙醇的目的是_。(5)產(chǎn)品中fe2含量的檢測(cè)：稱取mg樣品溶解于適量蒸餾水中，配制成100.0ml溶液。用移液管取出25.00ml溶液于錐形瓶中，向其中加入一定量混酸x進(jìn)行酸化，用cmoll1的kmno4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗kmno4溶液的體積為vml?；焖醲可以是_(填字母)。

11、ahcl和h2so4bhcl和h3po4ch2so4和h3po4dh2so4和hno3ehcl和hno3滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為_。據(jù)此計(jì)算fe2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。答案(1)防止fe2被氧化feso42nh4hco3=feco3(nh4)2so4h2oco2(2)h會(huì)與nh2ch2cooh反應(yīng)，不利于甘氨酸亞鐵的生成acd(3)除去鐵粉，減少因溫度降低甘氨酸亞鐵析出帶來的損失(4)降低甘氨酸亞鐵的損失(5)c當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液變?yōu)樽仙驕\紫色，且半分鐘內(nèi)不變色100%解析(1)fe2在空氣中易被氧化，加入fe粉可防止其被氧化；fe2與hco電離出的co結(jié)合，h再和過量的hco反應(yīng)生成co2。

12、(2)nh2ch2cooh中有堿性基團(tuán)nh2，可以和h反應(yīng)，故ph應(yīng)控制在5.56.0之間。(4)甘氨酸亞鐵難溶于乙醇，加入乙醇可降低其損失。(5)hcl有還原性、hno3有氧化性，兩者都會(huì)影響滴定結(jié)果，故選c；由關(guān)系式mno5fe2可得n(fe2)5cv103mol，則fe2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%100%。2(2019山東德州一模)金屬co、ni性質(zhì)相似，在電子工業(yè)以及金屬材料上應(yīng)用十分廣泛。現(xiàn)以含鈷、鎳、鋁的廢渣(含主要成分為coo、co2o3、ni、少量雜質(zhì)al2o3)提取鈷、鎳的工藝如下：(1)酸浸時(shí)so2的作用是_。(2)除鋁時(shí)加入碳酸鈉產(chǎn)生沉淀的離子方程式：_。(3)有機(jī)層提取出的n

13、i2可用于制備氫鎳電池，該電池工作原理：nioohmhni(oh)2m，電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_。(4)用coco3為原料采用微波水熱法和常規(guī)水熱法均可制得h2o2分解的高效催化劑coxni(1x)fe2o4(其中co、ni均為2價(jià))。如圖是用兩種不同方法制得的coxni(1x)fe2o4在10時(shí)催化分解6%的h2o2溶液的相對(duì)初始速率隨x變化曲線。h2o2的電子式_。由圖中信息可知：_法制取的催化劑活性更高。co2、ni2兩種離子中催化效果更好的是_。(5)已知煅燒coco3時(shí)，溫度不同，產(chǎn)物不同。在400充分煅燒coco3，得到固體氧化物的質(zhì)量為2.41g，co2的體積為0.672l

14、(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則此時(shí)所得固體氧化物的化學(xué)式為_。答案(1)還原劑(或?qū)o3還原為co2)(2)2al33co3h2o=2al(oh)33co2(3)niooheh2o=ni(oh)2oh(4)微波水熱co2(5)co3o4解析(1)從流程圖可知，在酸浸過程中co2o3轉(zhuǎn)化為co2，故so2為還原劑。(2)al3與co會(huì)發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成al(oh)3沉淀和co2氣體：2al33co3h2o=2al(oh)33co2。(3)從電池的總反應(yīng)方程式可知，該電池為堿性電池，放電過程中正極niooh轉(zhuǎn)化為ni(oh)2：niooheh2o=ni(oh)2oh。(4)從圖像可知，微波水熱法制取

15、的催化劑的催化效果更好。x值越大，co2的含量越大，h2o2分解的相對(duì)初始速率越大，故co2的催化效果更好。(5)根據(jù)元素守恒，n(co)n(co2)0.03mol，m(co)0.03mol59gmol11.77g；該氧化物中氧原子的質(zhì)量；m(o)2.41g1.77g0.64g，n(o)0.04mol，所以該氧化物的化學(xué)方程式為co3o4。3軟錳礦的主要成分為mno2，還含有fe2o3、mgo、al2o3、cao、sio2等雜質(zhì)，工業(yè)上用軟錳礦制取mnso4h2o的流程如下：已知：部分金屬陽離子完全沉淀時(shí)的ph如下表金屬陽離子fe3al3mn2mg2完全沉淀時(shí)的ph3.25.210.412.4

16、溫度高于27時(shí)，mnso4晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低。(1)“浸出”過程中mno2轉(zhuǎn)化為mn2的離子方程式為_。(2)第1步除雜中加入h2o2的目的是_。(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_(填字母)。acaobmgocal2o3d氨水(4)第2步除雜，主要是將ca2、mg2轉(zhuǎn)化為相應(yīng)氟化物沉淀除去，寫出mnf2除去mg2的離子方程式：_，該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值為_。(已知：mnf2的ksp5.3103mol3l3；caf2的ksp1.51010mol3l3；mgf2的ksp7.41011mol3l3)(5)采用“趁熱過濾”操作的原因是

17、_。(6)取少量mnso4h2o溶于水，配成溶液，測(cè)其ph發(fā)現(xiàn)該溶液顯酸性，原因是_(用離子方程式表示)。答案(1)mno2so2=somn2(2)將fe2氧化為fe3(3)al(oh)3、fe(oh)3ab(4)mnf2mg2mn2mgf27.2107(5)減少mnso4h2o在水中的溶解，得到更多產(chǎn)品(6)mn22h2omn(oh)22h解析(1)“浸出”過程中mno2與so2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為mno2so2=somn2。(2)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，過濾將沉淀除去。(3)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al(oh)3、fe(oh)3沉淀，所以形成濾渣1的