元素化合物知識(shí)應(yīng)用題解題策略(化工流程)

在高考化學(xué)試題中常常出現(xiàn)一種特別的題型，他就像趙本山的小品一樣幾乎年年都要被請(qǐng)上春晚的大舞臺(tái)，那么他是誰(shuí)呢？請(qǐng)看大屏幕---------他就是大名鼎鼎的元素化合物知識(shí)應(yīng)用題。本節(jié)課我就帶領(lǐng)同學(xué)們一起來(lái)認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)這位大明星。課題引入2015年全國(guó)各地某類(lèi)型題出現(xiàn)情況統(tǒng)計(jì)表：地區(qū)考查內(nèi)容地區(qū)考查內(nèi)容課標(biāo)1/27次磷酸H3PO2安徽/27硼氫化鈉NaBH4課標(biāo)2/28二氧化氯ClO2浙江/27鋁氫化鈉NaAlH4天津/9廢舊電路板四川/11工業(yè)制硫酸后的硫鐵礦燒渣制FeSO4北京/27研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移福建/24鋁土礦制無(wú)水AlCl3山東/31毒重石上海/23廣東/32七鋁十二鈣（12CaO﹒7Al2O3)工業(yè)制過(guò)氧化鈣CaO2江蘇/16以磷石膏礦為原料制輕質(zhì)CaCO3元素化合物知識(shí)應(yīng)用題解題策略高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)精選內(nèi)容——東寶中學(xué)高三化學(xué)組考綱要求1、了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的相互關(guān)系(如化學(xué)與生活、材料、能源、環(huán)境、生命過(guò)程、信息技術(shù)的關(guān)系等)。了解在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學(xué)”思想的重要性。2、能正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式和離子方程式，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。3、了解常見(jiàn)金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。4、了解常見(jiàn)非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。5、了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。6、掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。7、能對(duì)常見(jiàn)的物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)、分離和提純。8、了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。題型地位

元素化合物知識(shí)應(yīng)用題是一類(lèi)旨在考查考生運(yùn)用元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)來(lái)解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題能力的題型。因?yàn)檫@類(lèi)試題的內(nèi)容既與工業(yè)生產(chǎn)和生活實(shí)際緊密聯(lián)系，又反映的都是化工領(lǐng)域的最新科技成果；既能理論聯(lián)系實(shí)際，體現(xiàn)學(xué)以致用的思想，又能發(fā)揮試題的教育引導(dǎo)作用，所以備受出題人青睞，在近年來(lái)的各類(lèi)高考題中經(jīng)常出現(xiàn)，并且所占的比重特別大，一出就是一個(gè)大題，15分。雖然這類(lèi)題出現(xiàn)頻率高、分值大，但是因?yàn)樯婕暗膬?nèi)容新穎、陌生度高、知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、區(qū)分度高，所以很多考生在它面前是望而生畏，不知所措。

(2015年全國(guó)卷Ⅰ理綜27題，15分)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Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

經(jīng)典例題展示(1)寫(xiě)出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有___________________________(寫(xiě)出兩條)。題頭題干題尾階段一階段二階段三階段四元素化合物知識(shí)應(yīng)用題題頭：介紹該生產(chǎn)工藝的原材料、目的、原理。題干原料預(yù)處理：

1、考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。

2、相關(guān)化學(xué)方程式或離子方程式。

3、實(shí)驗(yàn)基本操作和儀器。原料分離提純：1、試劑的選擇。2、操作方法的選擇（過(guò)濾、蒸餾）。3、相關(guān)化學(xué)方程式或離子方程式。4、濾渣或?yàn)V液的成分。5、加入某試劑的原因。反應(yīng)進(jìn)行：1、主要反應(yīng)方程式或離子方程式。2、反應(yīng)條件的選擇原因。1、實(shí)驗(yàn)的基本操作和實(shí)驗(yàn)儀器。2、物質(zhì)的檢驗(yàn)。3、鹽的水解應(yīng)用。產(chǎn)品后處理：題尾：根據(jù)流程中涉及的化學(xué)知識(shí)設(shè)問(wèn)。題型結(jié)構(gòu)及相應(yīng)考查知識(shí)點(diǎn)溶解：通常用酸溶解，也有用水、堿或有機(jī)溶劑等進(jìn)行溶解、富集。浸出：固體加水(酸、堿)溶解得到可溶性離子，通過(guò)過(guò)濾除去不溶物的過(guò)程。煅燒（焙燒、灼燒）

：通過(guò)高溫讓原材料改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶于某些溶劑，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解。不熟悉的化工名詞通常都可以通過(guò)字面意思理解。了解常見(jiàn)化工名詞：第一階段：原料預(yù)處理階段▲例題(2015年全國(guó)卷Ⅰ理綜,27題節(jié)選)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Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(1)寫(xiě)出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有___________________________(寫(xiě)出兩條)。Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4====2MgSO4＋2H3BO3

提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑第一階段（原料預(yù)處理階段）例題原料預(yù)處理階段常見(jiàn)的考查方式：1、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。（回答反應(yīng)條件的選擇及原因）2、實(shí)驗(yàn)基本操作和實(shí)驗(yàn)儀器的選擇。3、元素及其化合物的知識(shí)。（書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式或離子反應(yīng)方程式）第一階段（原料預(yù)處理階段）小結(jié)練習(xí)（2016年福州市3月月考理綜27題節(jié)選）稀土是我國(guó)戰(zhàn)略性資源。氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO3，它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。關(guān)于氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十?dāng)?shù)種，其中一種提取鈰的工藝流程如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題(1)為增大反應(yīng)速率，提高原料的利用率，焙燒前可將礦石_________________________處理。粉碎成細(xì)顆粒

第一階段（原料預(yù)處理階段）練習(xí)例題(2015年全國(guó)卷Ⅰ理綜，27題節(jié)選)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Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(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)。Fe3O4SiO2和CaSO4第二階段（原料分離提純階段）例題第二階段：原料分離提純階段原料分離提純階段常見(jiàn)的考查方式：

1、除雜試劑選擇。2、操作方法選擇（過(guò)濾、蒸發(fā)、蒸餾、重結(jié)晶、萃取、分液）3、除雜時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)。4、濾渣或?yàn)V液成分判斷。5、加入某試劑的原因分析。第二階段（原料分離提純階段）小結(jié)原料分離提純階段解題思路

1、分離提純要遵循四原則和三必須。2、選擇除雜試劑除雜的主要途徑：①加酸(堿)性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH②選沉淀劑③選氧化(還原)劑3、操作方法的選擇：根據(jù)物質(zhì)的狀態(tài)及分離需要選擇。4、濾渣或?yàn)V液成分的確定：瞻前顧后5、加入某試劑的原因一般為：①除去某雜質(zhì)②將某物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)。練習(xí)（2016年福州市3月月考理綜，27題節(jié)選）稀土是我國(guó)戰(zhàn)略性資源。氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO3，它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。關(guān)于氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十?dāng)?shù)種，其中一種提取鈰的工藝流程如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題(2)焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的SO3尾氣常采用噴淋法凈化，再用石灰乳中和；操作I中濾渣的主要成分是________________。(3)操作II若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，需要的主要玻璃儀器有_____________、燒杯、玻璃棒等；所用萃取劑HT需具備的條件是_______________________________。①HT不溶于水，也不和水反應(yīng)②Ce3+不和萃取劑HT發(fā)生反應(yīng)③Ce3+在萃取劑HT中溶解度大于水④萃取劑HT的密度一定大于水CaF2、CaSO4

分液漏斗

①②③

第二階段（原料分離提純階段）練習(xí)例題(2015年全國(guó)卷Ⅰ理綜，27題節(jié)選)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Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(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___________________________________________________。將Fe2＋氧化為Fe3＋使Al3＋和Fe3＋形成氫氧化物沉淀而除去沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3.25.212.4第三階段（反應(yīng)進(jìn)行階段）例題已知：第三階段：反應(yīng)進(jìn)行階段反應(yīng)進(jìn)行階段常見(jiàn)考查方式：

1、反應(yīng)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)。

2、反應(yīng)條件選擇的原因。

第三階段（反應(yīng)進(jìn)行階段）小結(jié)反應(yīng)進(jìn)行階段答題思路：

圍繞一切反應(yīng)或操作都是為了獲得更多的產(chǎn)品來(lái)選擇反應(yīng)條件。

根據(jù)改變條件一定會(huì)引起反應(yīng)或變化來(lái)分析選擇的條件對(duì)反應(yīng)物、生成物造成的影響。練習(xí)（北京市海淀區(qū)3月調(diào)考理綜，27題節(jié)選）硼泥主要由MgO和SiO2組成，含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等雜質(zhì)。用硼泥生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝流程如下圖所示：

已知某些氫氧化物沉淀的pH如右表所示：氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pHMg(OH)29.310.8Fe(OH)27.69.6Fe(OH)32.73.7Al(OH)33.74.7（2）濾渣2的主要成分是

，向?yàn)V渣2中繼續(xù)加入過(guò)量的NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。（3）加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH=12.0時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。第三階段（反應(yīng)進(jìn)行階段）練習(xí)Fe(OH)3

、Al(OH)3

Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O

Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓

例題(2015年全國(guó)卷Ⅰ理綜，27題節(jié)選)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Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是________(填名稱(chēng))。(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________。第四階段：產(chǎn)品處理階段第四階段（產(chǎn)品處理階段）例題（七水）硫酸鎂2H3BO3===B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg===2B＋3MgO▲▲產(chǎn)品處理階段常見(jiàn)考查方式：1、實(shí)驗(yàn)的基本操作以及所需的實(shí)驗(yàn)儀器等。2、物質(zhì)的檢驗(yàn)。3、鹽的水解應(yīng)用產(chǎn)品處理階段答題思路1、從溶液中得晶體的操作：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥。固定說(shuō)法2、物質(zhì)檢驗(yàn)：一般需要有操作、現(xiàn)象、結(jié)論三部分。3、解答與平衡移動(dòng)有關(guān)的問(wèn)題：存在什么平衡→改變什么條件→平衡如何移動(dòng)→產(chǎn)生什么結(jié)果第四階段（產(chǎn)品處理階段）小結(jié)練習(xí)（華南師大附中等名校協(xié)作體2016年3月聯(lián)考理綜，27題節(jié)選）

鎢是我國(guó)豐產(chǎn)元素，是熔點(diǎn)最高的金屬，廣泛用于拉制燈泡的燈絲，鎢在自然界主要以鎢(VI)酸鹽的形式存在。有開(kāi)采價(jià)值的鎢礦石之一白鎢礦的主要成分是CaWO4

，含有二氧化硅、氧化鐵等雜質(zhì)，工業(yè)冶煉鎢流程如下：調(diào)節(jié)pH過(guò)濾CO2H2高溫煅燒鹽酸過(guò)濾、洗滌沉淀CWO3產(chǎn)品鎢母液純堿1000oC白鎢礦水浸過(guò)濾濾液濾渣A混合物濾渣B

（4）檢驗(yàn)沉淀C是否洗滌干凈的操作是

。

第四階段（產(chǎn)品處理階段）練習(xí)取最后一次的洗滌液少量于試管中，滴入1~2滴稀硝酸，再滴加1~2滴AgNO3溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則說(shuō)明沉淀已經(jīng)洗滌干凈，若出現(xiàn)白色沉淀則表明沉淀未洗凈。1．成竹在胸，熟悉元素化合物應(yīng)用題的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各階段的考查內(nèi)容，知道主線(xiàn)主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)。

2．認(rèn)真審題，判斷出四個(gè)階段，圈出材料和產(chǎn)物。3．找準(zhǔn)問(wèn)題，確定問(wèn)題在流程圖中的位置。4．重點(diǎn)分析，以問(wèn)題為中心分析流程圖中的相近步驟甚至每一步驟。5．注重信息，大膽靈活運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)。6．該舍就舍，能得就得。解題策略練4．(2015·山東理綜，31)