無機化工流程試題考點及題型探析

1、無機化工流程試題考點及題型探析摘要：無機化工流程試題在高考中既容易得分，但有 不容易的得到滿分。只要把握此類問題的考試意圖、掌握答 題方法得滿分的可能性也很大。關鍵詞：流程、分離、除雜、回收、循環(huán)中圖分類號： G634 文獻標識碼： A 文章編號：1674-098X（2015）06（b）-0000-00近幾年無機化工流程試題的考查成了高考的新寵，幾乎 每年必考。如何正確解答此類試題，探析如下：1.無機化工流程試題考查知識點歸納總結(jié)無機化工流程試題一般從三個方面入手進行考查：第一 原料處理，第二分離提純，第三獲得產(chǎn)品。其中核心考點是 物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制。主要 考點總結(jié)

2、如下：1）加快反應速率：常用方法是粉碎原料、升高溫度、 攪拌、加入適當?shù)拇呋瘎┑任宸N方法。2 ）溶解：水溶酸溶堿溶萃取或反萃取3）灼燒、焙燒、煅燒：高溫使原料之間發(fā)生化學轉(zhuǎn)化直接轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品，使雜質(zhì)分解、氧化為易除去的雜質(zhì)。4）控制適宜反應條件：化工生產(chǎn)需要考慮化學反應速率、產(chǎn)率、生產(chǎn)設備、經(jīng)濟效率等問題，因此需要選擇適宜 的反應條件（如濃度、溫度、壓強、催化劑等） ，所以生產(chǎn) 中必須控制反應條件，其中溫度和酸度的控制是條件控制的 兩大主旋律。如控制溫度可以水浴加熱、油浴加熱等，防止 反應物或生成物可能易分解、易揮發(fā)、有易水解的離子、導 致平衡移動使轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率降低、加熱溫度不能過高等。5）調(diào)節(jié)

3、溶液的酸堿性（pH值）：調(diào)節(jié)溶液的pH值使其中某些離子形成沉淀。如Mn2+含有Fe2+,可先加氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)節(jié)溶液的酸度在 3.7w pH<8.3即可。 調(diào)節(jié)溶液的 pH 值應滿足兩個條件：首先是能改變?nèi)芤旱膒H 值，其次是不引入或產(chǎn)生新雜質(zhì)， 或新雜質(zhì)在后續(xù)過程中 易除。6）除雜試劑：應滿足除雜實驗的幾個基本要求。7）萃取：萃取所需要的儀器、萃取劑的選用或操作方 法。8 ）洗滌：關于洗滌，經(jīng)常涉及四個問題： 洗滌的目 的通常有：除去晶體表面的可溶性雜質(zhì)；常用的洗滌試劑 可以是蒸餾水、有機溶劑（如酒精、丙酮等） 。有機物洗滌 可防止水溶性產(chǎn)品溶于水，提高產(chǎn)率；洗滌的

4、方法；如 何證明洗滌干凈。9）蒸發(fā)：蒸發(fā)掉一部分溶劑。有時要考慮反應時的氣 體氛圍以抑制水解。10) 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫 度變化不大物質(zhì)的分離提純。11) 蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫 度變化較大物質(zhì)的分離提純，可減少雜質(zhì)晶體的析出。12) 沉淀劑過量的檢驗：欲使雜質(zhì)離子完全沉淀，加 入的沉淀劑要過量。2 常見題型探析2.1 考查資源的回收與利用化工生產(chǎn)中使原料盡量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品是降低成本、提高產(chǎn) 量、增加效益的關鍵。資源的回收包括有毒氣體的回收、廢 水的處理、金屬資源的回收。例 1.某回收廢料中含有 Al2O3、 Fe2O3、 NiO 多種金屬氧 化物，某實

5、驗小組同學欲將之分離并制備有關物質(zhì)，設計流 程如下圖：已知： NiCO3 是一種不溶于水易溶于強酸的沉淀。請回答下列問題：(1) 過程的離子方程式。(2) 過程用于制備綠色水處理劑，反應的離子方程 式。(3) 加入Na2CO3的目的是 。(4) 檢驗Ni2+已完全沉淀的實驗方法是。(5) 操作I的實驗步驟依次為： ； 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得NiSO4?6H2O晶體； 用少量乙醇洗滌 NiSO4?6H2O晶體并晾干。答案：(1)AI02-+CO2+2H2O=AI (0H) 3 J +HC03-( 2)2Fe( OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O(3) 沉淀 N

6、i2+(4) 靜置后取上層清液少許再加入Na2CO3溶液后沒有 沉淀生成則沉淀完全，否則沉淀不完全(5) 并用蒸餾水洗滌沉淀 23次向沉淀中滴加稀H2SO4,直至恰好完全溶解解析： AI2O3、 Fe2O3、 NiO 這三種氧化物，只有 AI2O3 溶于堿，所以 AI2O3 與堿反應生成可溶性的鋁鹽，再與過量 CO2反應生成 Al (OH) 3和HC03-,濾渣是Fe2O3、NiO,調(diào) 節(jié)pH3.78使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為 Fe ( OH) 3, Fe (OH) 3與 CIO在堿性條件下反應生成FeO42-, 2Fe (OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3CI-+5H2Q加入碳酸鈉

7、目的就是使 Ni2+轉(zhuǎn)化為NiCO3沉淀，再與 H2SO4反應生成 NiSO4。2.2 考查循環(huán)操作過程 化工生產(chǎn)中使原料盡量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品是降低成本、提高產(chǎn) 量、增加效益的關鍵。但反應進行時常常伴有中間產(chǎn)物、副 產(chǎn)物等的生成。有些中間產(chǎn)物、副產(chǎn)物通過化學方法處理可 以轉(zhuǎn)化為原料,進一步循環(huán)回收利用。例 2. 中菲“黃巖島之爭”和中日“釣魚島危機”，凸現(xiàn)了海洋資源的重要性。海水綜合利用的工業(yè)流程圖如下：(1)將 NaCl 溶液進行電解，電解反應方程式，陰極產(chǎn)物為 。(2)步驟I中已獲得 Br2，步驟H中又將 Br2還原為Br-, 其目的是 。(3)步驟用S02水溶液吸收Br2，吸收率可達95%,

8、有關反應的離子方程式為 ，由此反應可知,除環(huán)境保護外,在工業(yè)生產(chǎn)中應解決的 主要問題是 。( 4)分離出粗鹽后的海水中蘊含著豐富的鎂資源,經(jīng) 轉(zhuǎn)化后可獲得 MgCl2 粗產(chǎn)品。從海水中提取鎂的步驟為：a. 將海邊大量存在的貝殼煅燒成石灰，并將石灰制成石 灰乳；b. 將石灰乳加入到海水沉淀池中經(jīng)過濾得到Mg (OH) 2沉淀；c. 在Mg (OH) 2沉淀中加入鹽酸得到 MgCI2溶液，再經(jīng) 蒸發(fā)結(jié)晶得到 MgCl2?6H2O；d. 將MgCI2?6H2O在一定條件下加熱得到無水MgCI2;e. 電解熔融的氯化鎂可得到 Mg。 步驟 d 中的“一定條件”指的是 目的是 。 上述提取鎂的流程中，為

9、了降低成本，減少污染，可以采取很多措施，請寫出其中一點 。 有同學認為： 步驟 b 后可加熱 Mg（ OH）2 得到 MgO， 再電解熔融的 MgO 制金屬鎂，這樣可簡化生成步驟，體現(xiàn) 簡約性原則。你同意該同學的想法嗎？為什么？【答案】（1） 2NaCI+2H2O H2f +CI2 f +2NaOH（ 2 分） NaOH、 H2（ 1 分）（ 2）富集溴元素（ 2分）（ 3）Br2+SO2+2H2O=4H+SO2-4+2Br（- 2 分）強酸對設 備的嚴重腐蝕（ 2分）（4）在HCI氣流中 抑制MgCI2水解（2分） 電解產(chǎn)生的CI2用于制取HCI氣體（2分） 不同意，因為 MgO熔點很高，熔融時因耗費大量的 能量而增加生產(chǎn)成本（ 2 分）解析：電解 NaCI溶液：2NaCI+2H2O H2f +CI2f +2NaOH, 或也可得到H2和NaCIO。步驟I中獲得低濃度 Br2溶液，再 經(jīng)過步驟、川可富集溴元素。（3） SO2與Br2發(fā)生氧化還原反應： SO2+Br2+2H2O=