2018屆高考化學(xué)全國一輪復(fù)習(xí)突破全國卷專題講座：無機(jī)化學(xué)工藝流程題的解題策略

突破全國卷專題講座（二）無機(jī)化學(xué)工藝流程題的解題策略命題解讀體現(xiàn)其社會(huì)、化學(xué)工藝流程題充分體現(xiàn)元素化合物與自然界和社會(huì)生活的密切聯(lián)系，應(yīng)用價(jià)值。此外，這類題目能考查學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，又有較好的區(qū)分度，受到命題者的青睞。該類試題有如下幾個(gè)命題角度:體現(xiàn)其社會(huì)???原料預(yù)處理方式而莎|_減小問休的額粒度，増大固禰與戒休或花出間的接觸面積.加快反應(yīng)速率痩|一與水接融反應(yīng)或幣于水[W|_與酸接加反應(yīng)威溶解.使叩幣性金屆離子跡人溶液.不常物通柱過濾除去[W|_味去可樓性雜質(zhì)城使隕料初小轉(zhuǎn)化.如從晦帶中根取檢時(shí)的的燒就是丸了陳去可燃杵雜質(zhì)廈變結(jié)構(gòu)，便一吃物質(zhì)能溶辭，井便一些雜陜島一溫下杞化、分解’如煨燒髙嶺土o?@必考的反應(yīng)條件o@@提純方法o@@提純方法反應(yīng)條件條件作用或目的調(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；不引入新的雜質(zhì)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)控制壓強(qiáng)改變速率，使平衡向需要的方向移動(dòng)使用催化劑加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間趁熱過濾防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)大量析出冰水洗滌洗去日日體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗提純方法目的水溶法除去可溶性雜質(zhì)酸溶法除去堿性雜質(zhì)堿溶法除去酸性雜質(zhì)氧化劑或還原除去還原性或氧化性雜質(zhì)

劑法加熱灼燒法除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜劑法加熱灼燒法除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)調(diào)節(jié)pH法如除去酸性銅鹽溶液中的Fe"等過濾：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。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CCI4或苯萃取溴水中的溴。蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCI。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、FeC%、CuCl2、CUSO4?5H2O、FeSO4?7出0等。⑸蒸餾或分餾：分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。(6)冷卻法：利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮?dú)?、氫氣。二、解答無機(jī)化工流程題的策略粗讀題干，挖掘圖示圖示中一般會(huì)呈現(xiàn)超出教材范圍的知識(shí)，但題目中往往會(huì)有提示或者問題中不涉及，所以一定要關(guān)注題目的每一個(gè)關(guān)鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問什么推什么。如制備類無機(jī)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2.攜帶問題，精讀信息這里信息包括三個(gè)方面：一是主干，二是流程圖示，三是設(shè)置問題。讀主干抓住關(guān)鍵字、詞；讀流程圖，重點(diǎn)抓住物質(zhì)流向(“進(jìn)入”與“流出”)、實(shí)驗(yàn)操作方法等。3.跳躍思維，規(guī)范答題答題時(shí)應(yīng)注意前后問題往往沒有“相關(guān)性”，即前一問未答出，不會(huì)影響后面答題。要求用理論回答的試題，應(yīng)采用“四段論法”：改變了什么條件(或是什么條件)t根據(jù)什么理突破訓(xùn)練TUPOXUNLIAN論t有什么變化t得出什么結(jié)論。突破訓(xùn)練TUPOXUNLIAN(V2O5)是接1.[2016(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收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)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.2?2.92.8?3.122?2860?651?2<1以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線:淋洗襪>H+CJ淋洗襪>H+CJHjSO^VjOFtCIOjKOH回答下列問題:⑴"酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2，反應(yīng)的離子方程式為，同時(shí)V2O4TOC\o"1-5"\h\z轉(zhuǎn)化成VO2J“廢渣1”的主要成分是?！爸泻汀弊饔弥皇鞘光C以V4O12形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有4—離子交換-—“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為4ROH+V4O12洗脫R4V4O12+4OH(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈性(填“酸”“堿”或“中”)?！傲鞒鲆骸敝嘘栯x子最多的是?！俺菱C”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：解析：(1)反應(yīng)過程中V的化合價(jià)不變，所以是復(fù)分解反應(yīng)。注意V2O5在離子方程式中不能拆開；廢釩催化劑中，只有二氧化硅不溶于硫酸，成為廢渣1的主要成分。(2)中和時(shí)，F(xiàn)e3+>Al3+分別轉(zhuǎn)化為難溶的Fe(OH)3和Al(OH)3,成為廢渣2的主要成分。(3)為提高洗脫效率，需使題中所述平衡逆向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理，堿性越強(qiáng)越有利于平衡逆向移動(dòng)，所以淋洗液應(yīng)該呈堿性。⑷經(jīng)過“離子交換”，釩以R4V4O12形式存在，而鐵、鋁則在“中和”過程中轉(zhuǎn)化為沉淀，所以“流出液”中最多的陽離子是鉀離子。(5)由NH4VO3轉(zhuǎn)化為V2O5,V的化合價(jià)未發(fā)生變化，該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，所以N的化合價(jià)仍為—3,一種生成物是NH3,另一種生成物必定是H2O。答案：(DV2O5+2H+===2VO2+H2OSiO2⑵Fe(OH)3和Al(OH)3⑶堿(4)K+2NH4VO3=====V2O5+2NH3T+H2OT(2017廈門模擬)新型高效絮凝劑Fe(OH)SO4(堿式硫酸鐵)常用于污水處理。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如圖所示：過盤廢鐵屛麗Hg稀硫醸NflN01r1i丄,__*卄JI

晞施戰(zhàn)-I反應(yīng)1卜斗頑4[豆濾卜硫贅￥慣斗反應(yīng)u—忖。——r—溶戒十一謔漬堿式施酸鐵T^KF—更趣卜已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如表所示：沉淀物Fe(OH)3Fe(0H)2Al(OH)3開始沉淀時(shí)的pH2.37.53.4完全沉淀時(shí)的pH3.29.74.4請(qǐng)回答下列問題：⑴加入少量NaHC03的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，使溶液中的沉淀，該工藝中“攪拌”的作用是。在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)n常同時(shí)通入02以減少NaN02的用量，02與NaNO?在反應(yīng)中均作。若參與反應(yīng)的02有11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則相當(dāng)于節(jié)約NaN02的物質(zhì)的量為堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的[Fe(0H)]2+可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合離子。該水解反應(yīng)的離子方程式為在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國該藥物的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe2+和N03。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe2：應(yīng)使用的試劑為(填序號(hào))。A.氯水B.KSCN溶液C.Na0H溶液D.酸性KMn04溶液解析：(1)稀硫酸浸取廢鐵屑后所得的溶液中含F(xiàn)e2+和少量Al3+,根據(jù)工藝流程可知該步操作是保留Fe2*,除去Al3+,故加入少量NaHC03調(diào)節(jié)溶液pH可以使Al3+沉淀，“攪拌”可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。⑵反應(yīng)n中有N0生成，這說明反應(yīng)中亞硝酸鈉是氧化劑，將亞鐵離子氧化生成了鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為Fe2++N02+2Hl==Fe3++N0f+H20;由于要將亞鐵離子氧化為鐵離子，所以02與NaN02在反應(yīng)中均作為氧化劑；標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L氧氣的物質(zhì)的量是11.2L乞2.4L/mol=0.5mol,0.5mol氧氣可以得到2mol電子。亞硝酸鈉中氮元素的化合價(jià)是+3價(jià)，其還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)是+2價(jià)，得到1個(gè)電子，所以根據(jù)電子守恒可知，相當(dāng)于是節(jié)約了2mol亞硝酸鈉。(3)[Fe(0H)]2+離子可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合離子，則根據(jù)電荷守恒可知一定還有氫離子生成，所以該水解反應(yīng)的離子方程式為2[Fe(0H)]2+2出0[Fe2(0H)4]2++2H+。⑷因產(chǎn)品中含F(xiàn)e「檢驗(yàn)Fe2+時(shí)不能采用加氯水和KSCN溶液的方法，也不能加NaOH溶液，F(xiàn)e(OH)3會(huì)對(duì)檢驗(yàn)Fe2+產(chǎn)生干擾；可以用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2+的存在，如含F(xiàn)e2+,則滴入幾滴酸性KMnO4溶液后，溶液紫紅色會(huì)褪去。答案：(1)Al3+加快化學(xué)反應(yīng)速率(2)氧化劑2mol2+2++(3)2[Fe(OH)]+2出0[Fe2(OH)4]+2H⑷D(2017南通模擬)ZrO2常用作陶瓷材料，可由鋯英砂(主要成分為ZrSiO4,也可表示為ZrO2-SiO2，還含少量Fe2O3、AI2O3、SiO2等雜質(zhì))通過如下方法制取。過垃熬載氮水氨水已知：①ZrO2能與燒堿反應(yīng)生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3與酸反應(yīng)生成ZrO2+。②部分金屬離子在實(shí)驗(yàn)條件下開始沉淀和完全沉淀的pH如下表。金屬離子Fe3+~3+Al~2+~ZrO開始沉淀時(shí)pH1.93.36.2沉淀完全時(shí)pH3.25.28.0熔融時(shí)ZrSiO4發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，濾渣I的化學(xué)式為。為使過濾I所得濾液中的雜質(zhì)離子沉淀完全，需用氨水調(diào)pH=a，則a的范圍是;繼續(xù)加氨水至pH=b時(shí)，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為向過濾川所得濾液中加入CaCO3粉末并加熱，得到兩種氣體。該反應(yīng)的離子方程式為(4)為得到純凈的ZrO2,Zr(OH)4需要洗滌，檢驗(yàn)Zr(OH)4是否洗滌干凈的方法是解析：⑴鋯英砂與NaOH在熔融狀態(tài)下，生成Na2ZrO3、Na2SiO3、NaAlO2,Fe2O3不溶，再加入HCl酸浸時(shí)，F(xiàn)e2O3溶解生成Fe3+,Na2ZrO3轉(zhuǎn)化成ZrO2+,Na2SiO3轉(zhuǎn)化成H2SQ3沉淀，NaAIO?轉(zhuǎn)化成Al3+,ZrSiO4與NaOH反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，根據(jù)元素守恒可配平反應(yīng)。(2)加入氨水，使Fe3+、Al3+雜質(zhì)除去，但不可使ZrO2+沉淀，所以pH的范圍為5.2?6.2。繼續(xù)加入氨水，使ZrO2轉(zhuǎn)化為Zr(OH)4沉淀，根據(jù)電荷守恒知，產(chǎn)物有2molNH4生成，根據(jù)N守恒知，反應(yīng)物有2molNH3?H2O參加反應(yīng)，根據(jù)H、O元素守恒知，反應(yīng)物需要補(bǔ)充1molH2O。(3)NH4水解顯酸性，加入CaCO3可生成CO2,同時(shí)促進(jìn)了NH；水解，加熱生成NH3。(4)過濾川處的濾液為NH4C