高三化學二輪復習-無機化工流程圖題突破策略第一頁，共27頁。無機化工流程圖題突破策略肇慶市第一中學邱偉興第二頁，共27頁。一、近幾年全國Ⅰ卷無機流程圖題考查的知識年份2016年27題2015年27題2013年27題載體工業(yè)制取ClO2流程鐵硼礦制粗硼酸流程鋰電池正極材料回收流程圖涉及知識點(1)寫亞氯酸鈉化合價;(2)寫生成ClO2方程;(3)除鈣鎂離子應加試劑,陰極電解產(chǎn)物;(4)堿吸收尾氣氧化\還原劑比,氧化產(chǎn)物;(5)計算有效氯(1)寫硼酸鎂酸化方程、提高浸出速率措施；(2)Fe3O4磁性、浸渣物質(zhì)；(3)H2O2作用、調(diào)pH=5目的；(4)粗硼酸中雜質(zhì)；(5)NaBH4電子式；(6)制單質(zhì)硼2方程(1)LiCoO2中Co元素化合價；(2)寫正極堿浸離子方程；(3)寫酸浸化學方程、改鹽酸缺點；(4)寫沉鈷方程；(5)寫鋰電池放電方程；(6)放電回收原因、可回收金屬化合物第三頁，共27頁。1、陌生信息的提取和應用3、工藝流程圖的感性認識和加工2、分析和解決化學實際問題的能力（一）考查方向二、無機化工流程圖題解題策略4、高階思維第四頁，共27頁。（二）高考考什么？（1）呈現(xiàn)形式：流程圖、表格、圖像（2）設(shè)問方式：措施、成分、物質(zhì)、原因（3）能力考查：獲取信息的能力、分解問題的能力、表達能力（4）知識落點：基本理論、元素化合物、實驗

第五頁，共27頁。（三）無機化工流程試題的設(shè)問點

（1）物質(zhì)的名稱、化學式；（2）元素的名稱、元素符號、化合價；（3）反應速率與平衡理論的運用；（4）氧化還原反應的判斷、方程式書寫；（5）利用控制pH分離除雜；（6）利用溶解度分離；（7）常用的分離方法、實驗操作；（8）流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)；（9）綠色化學評價等。

第六頁，共27頁。

（四）工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心

原料預處理除雜、凈化產(chǎn)品分離提純反應條件控制原料循環(huán)利用排放物的無害化處理規(guī)律:主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制第七頁，共27頁。（五）解答無機化工流程試題的程序

流程題試題的題干通常包括文字說明、工藝（實驗）流程以及供參考的數(shù)據(jù)（以表格、圖像等呈現(xiàn)）。1、首先要通過閱讀文字說明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實驗室研究，準確抓住工藝（實驗）的目的是什么，還提供了哪些信息（原料成分？含量？產(chǎn)品成分？從用途能看出什么性質(zhì)？）。2、然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預處理、反應、提純、分離等階段。3、接下來可以先看看設(shè)問，使下一步的深入分析重點更明確。4、然后再帶著質(zhì)與量的意識具體分析各個化學過程（必要時才使用參考數(shù)據(jù)），組織語言回答設(shè)問。第八頁，共27頁。（六）怎么書寫

一定要上升到化學原理的高度、用化學語言作答；抓住問題，針對問題作具體回答。其答題要點如下：1、答是所問：要看清題目要求，按要求答題。如：寫離子方程式還是化學方程式；寫物質(zhì)的名稱還是化學式等；方程式中反應物、產(chǎn)物的分子式書寫要正確；尤其是化學方程式要配平，電極反應式要書寫準確；正確使用等號或可逆符號；反應條件、沉淀、氣體等符號要標明。第九頁，共27頁。2、準確規(guī)范：回答問題的要準確全面，注意語言表達的規(guī)范性，例如評價或比較實驗方案時要全面考慮以下四個方面：簡約性、經(jīng)濟性（原子和原料兩個角度）、環(huán)保性、安全性。如反應物種類與特性、是否易得、是否對環(huán)境有污染；反應產(chǎn)物的種類多少，對目標產(chǎn)物的分離和提純是否有影響；反應條件是否苛刻；對儀器、設(shè)備是否要求高；工藝流程、實驗步驟的多少。3、答題完整：要答到“對產(chǎn)品生產(chǎn)的影響”這一步！①除雜：除去……中的……（只寫“除雜”等一般不給分）②干燥：除去……氣體中的水蒸氣，防止……第十頁，共27頁。典型例題分析1、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：回答下列問題：強酸與弱酸鹽反應（1）寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式為:Mg2B2O5·H2O+2H2SO4==2MgSO4+2H3BO3

為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有_________（寫出兩條）。提高反應溫度、減少鐵硼礦粉粒徑工藝分析第十一頁，共27頁。（6）以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學方程式表示制備過程:（2）利用

的磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是_____

_（寫化學式）。Fe3O4SiO2和CaSO4（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Fe3+與Al3+形成氫氧化物沉淀而除去（4）“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是

（填名稱）。

(七水硫酸鎂）（5）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機合成中的重要還原劑，其電子式為____

___。2H3BO3

==B2O3+3H2OB2O3+3Mg====3MgO+2B△高溫制取單質(zhì)，鋁熱反應遷移含氧酸分解工藝分析、遷移物質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)反應第十二頁，共27頁。典例2、(2013年全國Ⅰ卷,27,15分)鋰離子電池的應用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe-LixC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。

第十三頁，共27頁。原料：預處理：分離：核心化學反應是：

鋰離子電池正極材料[鈷酸鋰(LiCoO2)、導電劑乙炔黑和鋁箔等]放電、拆解、堿浸控制溶液酸堿性、加入萃取劑、碳酸氫銨等通過過濾、萃取、反萃取等操作使金屬離子形成沉淀或溶液而分離?？刂茥l件，調(diào)節(jié)pH，使AlO2—全部沉淀為Al(OH)3，Li+形成Li2SO4，CoO2－中鈷元素轉(zhuǎn)化為CoCO3。流程分析第十四頁，共27頁。工業(yè)流程題目在流程上一般分為3個過程：原料處理分離提純獲得產(chǎn)品（七）、做好常見考點的整理、歸納1.原料處理階段的常見考點：①加快反應速率②溶解浸出③灼燒焙燒④煅燒⑤反應條件控制2.分離提純階段的常見考點：①調(diào)pH除雜②試劑除雜③加熱④降溫⑤母液（濾液）結(jié)晶⑥萃取第十五頁，共27頁。3.獲得產(chǎn)品階段的常見考點：（1）洗滌（冰水、熱水、特殊試劑等）（2）蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍（抑制水解）（3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（4）蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾（5）重結(jié)晶（6）完整流程：……結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥或……結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥、灼燒、冷卻4.其他常見考點：（1）方程式（2）實驗儀器（3）計算（4）信息點

第十六頁，共27頁。5.熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞（1）原料的預處理：①溶解：②灼燒③煅燒

通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等。也有用堿溶的。如從海帶中提取碘如煅燒高嶺土、煅燒鋁土礦等改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解。并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解第十七頁，共27頁。（2）控制反應條件的方法①控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀pH的控制。例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，應該怎樣做？物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)3

2.73.7Fe(OH)2

7.69.6Mn(OH)2

8.39.818第十八頁，共27頁。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應滿足兩點：

a、能與H＋反應，使溶液pH增大；或能與OH—反應，使溶液pH減小。

b、不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。19第十九頁，共27頁。②蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍③加熱的目的④降溫反應的目的⑤趁熱過濾⑥冰水洗滌

加快反應速率或促進平衡向某

個方向移動

防止某物質(zhì)在高溫時會溶解（或分解）、為使化學平衡向著題目要求的方向移動防止某物質(zhì)降溫時會析出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防水解、氧化等20第二十頁，共27頁。(3)常見名詞浸出：浸出率：酸(堿)浸：水洗：水浸：萃取與反萃取：

固體加水（酸或堿）溶解得到離子固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)在酸(堿)溶液中反應使某些金屬或化合物以金屬離子形式進入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程通常為除去水溶性雜質(zhì)與水接觸反應或溶解M2++2RHMR2+2H+第二十一頁，共27頁。

三、（跟進練習）1、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的化合價為_______。(2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_______。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為________、________?！半娊狻敝嘘帢O反應的主要產(chǎn)物是______。(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________，該反應中氧化產(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于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為____。(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))(1)+3價；(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4；(3)NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2-(或NaClO2)；(4)2:1；O2；(5)1.57g。第二十二頁，共27頁。2、二氧化鈰（CeO2）是一種重要的稀土氧化物．平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)）．某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計實驗流程如圖：（1）洗滌濾渣A的目的是為了除去

（填離子符號），檢驗該離子是否洗凈的方法是

。

（2）第②步反應的離子方程式是

，濾渣B的主要成分是

。Fe3+、Cl-

取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2↑+4H2O

SiO2

第二十三頁，共27頁。（3）萃取是分離稀土元素的常用方法．已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，TBP

（填“能”或“不能”）與水互溶．實驗室進行萃取操作時用到的主要玻璃儀有

、燒杯、玻璃棒、量筒等．

（4）取上述流程中得到了Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/L-1FeSO4標準溶液滴定至終點時（鈰被還原為Ce3+），消耗25.00mL標準溶液。該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分數(shù)為

。不能分液漏斗97.01%

24第二十四頁，共27頁。3、(2017廣州模擬考）鎳及其化合物用途廣泛。某礦渣的主要成分是NiFe2O4（鐵酸鎳）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，以下是從該礦渣中回收NiSO4的工藝路線：已知：(NH4)2SO4在350℃以上會分解生成NH3和H2SO4。NiFe2