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1、章末專題講座章末專題講座無機化工流程題的突破方法無機化工流程題的突破方法工藝流程題就是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關的化學知識步步設問，是無機框圖題的創(chuàng)新，題目常常以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎，將化學工藝流程進行簡化，與化工生產(chǎn)成本、環(huán)境保護等相融合，考查物質的制備、檢驗、分離等基本實驗原理在化工生產(chǎn)中的實際應用，是近幾年高考化學命題中的?？碱}型。策策 略略 指指 導導一、題型結構1化工流程線路示意圖(1)箭頭：箭頭進入的是投料(即反應物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。(2)三線：物料進出線、操作流程線、循環(huán)操作線。2涉及問題(1)原料的預處理。(2)反應條件
2、的控制(溫度、壓強、催化劑、原料配比、pH、溶劑等)。(3)反應原理(化學平衡、水解平衡、化學反應速率、反應熱、電化學等)。(4)綠色化學問題(物質循環(huán)利用、廢物的處理、原子利用率、能量充分利用等)。(5)化工安全(防爆、防污染、防中毒等)。二、解題思路及方法1解題思路2解題方法(1)首尾分析法：對一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序)試題，首先對比分析流程圖中第一種物質(原材料)與最后一種物質(產(chǎn)品)，從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關系，弄清生產(chǎn)過程中原料轉化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結合題設的問題，逐一推敲解答。(2)分段分析法：對于用同樣的原材
3、料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工業(yè)流程題，用分段分析法更容易找到解題的切入點。(3)交叉分析法：有些化工生產(chǎn)選用多組原材料，先合成一種或幾種中間產(chǎn)品，再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品，這種題適合用交叉分析法。就是將提供的工業(yè)流程示意圖結合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水線，然后上下交叉分析。3答題步驟(1)從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)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，并獲取以下信息：知道“四個什么”。反應物是什么；發(fā)生了什么反應；該反應造成了什么后果；對制造產(chǎn)品有什么作用。抓住“一個
4、關鍵”。一切反應或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務。(4)從問題中獲取信息，幫助解題。如何從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮冷卻結晶過濾洗滌干燥。在寫某一步驟是為了除雜時，應該注明“是為了除去雜質”，只寫“除雜”等一類萬能式的回答是不正確的。(2013課標)氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅含有Fe()、Mn()、Ni()等雜質的流程如下：典典 例例 剖剖 析析提示：在本實驗條件下，Ni()不能被氧化；高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。回答下列問題：(1)反應中除掉的雜質離子是_，發(fā)生反應的離子方程式為_ _；在加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是_ _。(2)反應的反應類型
5、為_，過濾得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有_。(3)反應形成的沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是_ _。(4)反應中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2，取干燥后的濾餅11.2 g，煅燒后可得到產(chǎn)品8.1 g，則x等于_。練習1(2012天津)信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構成了極大的威脅。某“變廢為寶”學生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：跟跟 蹤蹤 練練 習習請回答下列問題：( 1 ) 第 步 C u 與 酸 反 應 的 離 子 方 程 式 為_；得到濾渣1的
6、主要成分為_。(2)第步加H2O2的作用是_ _，使用H2O2的優(yōu)點是_ _；調溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得CuSO45H2O制備無水CuSO4的方法是_。(4)由濾渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小組設計了三種方案：上述三種方案中，_方案不可行，原因是_；從原子利用率角度考慮，_方案更合理。(5)探究小組用滴定法測定CuSO45H2O(Mr250)含量。取a g試樣配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干擾離子后，用c molL1EDTA(H2Y2)標準溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反應如下：Cu2H2Y2=CuY22H寫 出 計
7、算 C u S O4 5 H2O 質 量 分 數(shù) 的 表 達 式 w _；下列操作會導致CuSO45H2O含量的測定結果偏高的是_。a未干燥錐形瓶b滴定終點時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡c未除凈可與EDTA反應的干擾離子解析根據(jù)制備路線可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、濃硝酸，則可以將Cu、Al、Fe溶解，Au、Pt不溶解，所以濾渣1的主要成分為Au、Pt，濾液1中含有Cu2、Fe2和Al3。根據(jù)濾液2和CuSO45H2O可知，濾液2為CuSO4溶液，濾渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(2)第步操作中加H2O2的目的是將Fe2轉化為Fe3，從而將Fe3轉化為沉淀除
8、去，防止對CuSO4晶體的制備產(chǎn)生干擾。H2O2的優(yōu)點是還原產(chǎn)物為H2O，不引入雜質，同時對環(huán)境沒有污染，調節(jié)pH的目的是將Fe3和Al3轉化為沉淀而除去。(3)用CuSO45H2O制備無水CuSO4，只要除去結晶水即可。在加熱過程中CuSO4發(fā)生水解，但是因為硫酸不揮發(fā)，所以最終得到的仍然是CuSO4，所以只要加熱脫水即可。(4)甲中制備的Al2(SO4)3晶體中含有Fe2(SO4)3。乙、丙兩方案中，乙方案原子利用率更高。 根據(jù)CuSO45H2O的質量分數(shù)表達式可知，未干燥錐形瓶，對CuSO4的物質的量的測定無影響，所以a無影響；滴定終點時滴定管的尖嘴部分產(chǎn)生氣泡，則實際消耗的EDTA溶液
9、的體積比讀出來的數(shù)值大，即b值偏小，所以CuSO45H2O含量偏低；若未除凈可與EDTA反應的離子，則消耗的EDTA溶液的體積偏大，即b值偏大，CuSO45H2O的含量偏高，C項正確。練習2工業(yè)上用某礦渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取銅的操作流程如下：已知：Cu2O2H=CuCu2H2O(1)實驗操作的名稱為_；在空氣中灼燒固體混合物D時，用到多種硅酸鹽質的儀器，除玻璃棒、酒精燈、泥三角外，還有_(填儀器名稱)。(2)濾液A中鐵元素的存在形式為_(填離子符號)，生成該離子的離子方程式為_ _，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為_(填試劑名稱)。(3)金屬單質E與固體混合物F
10、發(fā)生的某一反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程式為_ _。(4)常溫下，等pH的NaAlO2和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c(OH)前者為后者的108倍。則兩種溶液的pH_。(5)從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水中選用合適的試劑，測定粗銅樣品中金屬銅的質量分數(shù)，涉及的主要步驟為：稱取 一 定 質 量 的 樣 品 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _過濾、洗滌、干燥稱量剩余固體銅的質量。(填缺少的操作步驟，不必描述操作過程的細節(jié))解析礦渣和鹽酸反應，氧化鋁、氧化亞銅和氧化鐵與鹽酸反應生成氯化物，氧化亞銅和鹽酸反應生成氯化銅和銅，二氧化硅和鹽酸不反應，所以固體混合
11、物B有銅和二氧化硅，濾液A含有氯化亞鐵、氯化銅和氯化鋁；向濾液A中充入過量氫氧化鈉溶液，生成氫氧化亞鐵、氫氧化銅沉淀，同時生成偏鋁酸鈉，所以固體混合物D是氫氧化亞鐵和氫氧化銅，濾液C是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉溶液；氫氧化亞鐵和氫氧化銅在空氣中灼燒生成氧化銅和氧化鐵，所以固體混合物F是氧化銅和氧化鐵；偏鋁酸鈉溶液得到的單質E是金屬鋁；(4)氫氧化鈉溶液中水電離出的氫氧根離子濃度等于氫離子濃度，偏鋁酸鈉溶液中水電離出的氫氧根離子的濃度與氫離子濃度的積是1014，所以設溶液的pHx。則偏鋁酸鈉溶液中水電離的氫氧根離子的濃度10 x14 molL1，氫氧化鈉溶液中水電離的氫氧根離子的濃度為10 x molL1，則10 x14 10 x108，所以x11。(5)將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與足量稀硫酸充分反應。
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