無機工藝流程題logo1無機工藝流程題是II卷必考題型

這類題目注重聯(lián)系生產(chǎn)生活，彰顯學(xué)科價值。突出以學(xué)生的生活經(jīng)驗和社會實際為背景材料，能很好地體現(xiàn)《新課程標準》和《考試說明》的要求，在高考試題中出現(xiàn)的頻率呈增多趨勢。解析高考中的化工流程題呈現(xiàn)形式：①文字說明；②工藝流程圖；

③參考數(shù)據(jù)(以表格、圖像等形式)流程題有兩種類型：

①利用化工原料制備型

②物質(zhì)的分離、提純與檢驗型題頭信息＆流程信息＆題注信息＆題問信息例1(09廣東化學(xué)22）某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2

、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：Ⅰ預(yù)處理Ⅱ分離提純Ⅲ目標產(chǎn)品Ⅱ分離提純5一、化工流程的主線（核心反應(yīng)）規(guī)律：主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)箭頭進入的是投料（即反應(yīng)物）、出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物）——“學(xué)術(shù)理性”與“社會中心”的集合體以物質(zhì)的實際工業(yè)或?qū)嶒灪铣闪鞒虨榍榫?，問題設(shè)計更加靈活，更有化學(xué)味，考查相關(guān)知識和多種能力。

流程題中的“意識為王”速率和平衡理論指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)的意識為提高浸出速率…奧林匹克格言：更快、更高、更強工業(yè)生產(chǎn)目標：更快、更多、更純…浸取前需充分研磨，目的是___?？刂颇繕耍焊臁俾世碚摑舛?、壓強、溫度、催化劑攪拌光輻射、放射線輻射、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨意識為王！控制目標：更多——平衡理論（化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡）改變濃度、壓強、溫度︱提高廉價原料濃度移走產(chǎn)物（1）速率和平衡理論指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)的意識意識為王！調(diào)節(jié)pH、調(diào)節(jié)溫度、通保護氣控制目標：更純——平衡理論/氧化還原促進雜質(zhì)離子水解抑止目標產(chǎn)物水解通HCl(g)通惰性氣體排空氣目標產(chǎn)物分解與揮發(fā)意識為王?。?）平衡理論和氧化還原理論指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)的意識10化工流程的主線（核心反應(yīng)）規(guī)律：主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)箭頭進入的是投料（即反應(yīng)物）、出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物）核心考點——陌生方程式的書寫1．核心反應(yīng)——陌生方程式的書寫關(guān)注箭頭的指向：箭頭指入→反應(yīng)物，箭頭指出→生成物。(1)氧化還原反應(yīng)：熟練應(yīng)用氧化還原規(guī)律，①判斷產(chǎn)物，②配平。(2)非氧化還原反應(yīng)：結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)實際判斷產(chǎn)物。例1：鈦有強度高和質(zhì)地輕的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于飛機制造業(yè)等。工業(yè)上利用鈦鐵礦，其主要成分為鈦酸亞鐵（FeTiO3）制備鈦金屬，工業(yè)流程如下：（2）請寫出“熔融氧化”的化學(xué)方程式：（3）可循環(huán)利用的物質(zhì)為：

（填化學(xué)式）。

Mg、Cl2Cl2鞏固練習(xí)1：(2016年28)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（2）寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2化學(xué)方程式

。瞻前顧后鞏固練習(xí)2：（2013年全國I卷27題）鋰離子電池的應(yīng)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(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑（√）

很多同學(xué)這樣作答：

CoSO4+NH4HCO3=CoCO3↓+NH4HSO4（×）反應(yīng)實際15化工流程的主線（核心反應(yīng)）規(guī)律：主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)箭頭進入的是投料（即反應(yīng)物）、出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物）酸浸——加酸使原材料溶解變成可溶性鹽水浸——與水接觸反應(yīng)或溶解就是溶解堿浸(堿洗)——除去油污；溶解鋁和二氧化硅——得到可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。二、原理預(yù)處理階段操作的主要目的常見的化工術(shù)語：水浸、浸出、酸浸水浸與水接觸反應(yīng)或溶解浸出固體加水(酸)溶解得到離子酸（堿）浸在酸（或堿）溶液中反應(yīng)，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程浸出率固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)17例1(2017·合肥模擬)高純活性氧化鋅可用于光催化、光電極、彩色顯影等領(lǐng)域。以工業(yè)級氧化鋅(含F(xiàn)e2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)為原料，用硫酸浸出法生產(chǎn)高純活性氧化鋅的工藝流程如下：(1)浸出時，為了提高浸出效率可采用的措施有(寫兩種)：______________________________?？梢赃m當增大硫酸濃度、攪拌、將固體粉碎、提高浸出溫度、多次浸取、增加浸出時間等。例2(09廣東化學(xué)22）某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：（1）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有

__________________________________________________（要求寫出兩條）。適當提高反應(yīng)溫度，增加浸出時間，攪拌，多次浸取19例3．（16分）鋰電池消耗量巨大，這對不可再生的金屬資源的消耗是相當大的。因此鋰離子電池回收具有重要意義，其中需要重點回收的是正極材料，其主要成分為鈷酸鋰（LiCoO2）、導(dǎo)電乙炔黑（一種炭黑）、鋁箔以及有機粘接劑。某回收工藝流程如下：20二、原理預(yù)處理階段操作的主要目的粉碎、加熱、研磨增大固液（或固氣或固固）接觸面積，加快反應(yīng)（溶解）速率，增大原料的轉(zhuǎn)化率（或浸取率）。煅燒(灼燒、焙燒)——改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解或

使物質(zhì)在高溫下氧化、分解，除去有機物；除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)。如從海帶中提取碘、煅燒貝殼、黃鐵礦等例3（2010廣東理綜卷）碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。以-鋰輝石（主要成分為Li2O·Al2O3·4SiO2）為原材料制備Li2CO3的工藝流程如下：（1）步驟Ⅰ前，β-鋰輝石要粉碎成細顆粒的目的是__________________________________________．增大固液接觸面積，加快浸出反應(yīng)速率，提高浸出率。22例4（16分）工業(yè)上用共沉淀法制備活性Fe3O4的流程如下：

試回答下列問題：（1）在制備過程中，不但要將塊狀固體原料粉碎、磨成粉末，而且反應(yīng)池、合成池都要安裝攪拌機。作用都是______________________________。增加反應(yīng)物之間的接觸面積，增加反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。例5（2011東莞期末考試）高嶺土化學(xué)組成為：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)也有差異，且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化；高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n]。用高嶺土制備堿式氯化鋁的工藝流程如下：根據(jù)流程圖回答下列問題：（1）“煅燒”的目的是_________________________________________________。改變高嶺土中氧化鋁的結(jié)構(gòu)(1分)，使其能溶于酸(1分)

24一、化工流程的主線（核心反應(yīng)）規(guī)律：主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)箭頭進入的是投料（即反應(yīng)物）、出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物）三、反應(yīng)條件控制[注]所選試劑可以①調(diào)節(jié)溶液pH值②不引入新雜質(zhì)）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Cu2＋溶液中含有的Fe2＋，應(yīng)該怎樣做？物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)3

2.73.7Fe(OH)2

7.69.6Cu(OH)2

8.39.81.調(diào)pH值除雜——控制溶液的酸堿度使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀過濾而除去三、反應(yīng)條件控制2.加熱加快反應(yīng)速率或溶解速率；平衡向吸熱方向移動；除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，使沸點相對較低的原料氣化；如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解、易水解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。3.煮沸除去溶解在溶液中的氣體(如O2)；促進水解、促進膠體聚沉三、反應(yīng)條件控制4.降溫(冰水中)防止物質(zhì)在高溫時溶解；減慢化學(xué)反應(yīng)速率；使平衡向放熱方向移動；使某個沸點較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離；降低晶體的溶解度，減少損失5.控溫（用水浴或油浴控溫）溫度過高，物質(zhì)會分解或揮發(fā)溫度過低，物質(zhì)反應(yīng)過慢或無法揮發(fā)防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)；為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來；使催化劑的活性達到最好；防止副反應(yīng)的發(fā)生；降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設(shè)備的要求，達到綠色化學(xué)的要求。28例7、實驗室用硫酸廠燒渣（主要成分為Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制備聚鐵（堿式硫酸鐵的聚合物）和綠礬(FeSO4·7H2O)，過程如下：

(5)在⑥中，將溶液Z控制到70～80℃的目的是__

_____________________；答案：升高溫度促進Fe3＋的水解

(2分)，過高溫度不利于聚鐵的形成(或者完全水解了)(1分)例8（2017全國1卷27題）Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如下：（3）TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實驗結(jié)果如下表所示：分析40℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原____________________________________________。溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率%9295979388低于40℃，TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降306.通入不反應(yīng)的氣體防止與O2、H2O等反應(yīng)三、反應(yīng)條件控制例9:（2014年廣東高考）石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用，某初級石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等雜質(zhì)，設(shè)計的提純與綜合利用工藝如下：

（1）向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時間N2，主要目的是_________________。排出空氣，減少C的損失。317.酸性氛圍三、反應(yīng)條件控制蒸發(fā)時控制一定的氣體氛圍抑制水解：如制備氯化鐵、氯化鎂等物質(zhì)時，應(yīng)在HCl的氣流中加熱其結(jié)晶水合物，以抑制其水解。例10：工業(yè)上制取CuCl2的生產(chǎn)流程如下：請結(jié)合下表數(shù)據(jù)，回答問題：（5）由Cu(OH)2加入鹽酸使Cu(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)镃uCl2。采用“稍多量鹽酸”和“低溫蒸干”的目的是

。抑制Cu2＋的水解，防止CuCl2晶體中含有Cu(OH)2雜質(zhì)

三、反應(yīng)條件控制33化工流程的主線（核心反應(yīng)）規(guī)律：主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)箭頭進入的是投料（即反應(yīng)物）、出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物）四、產(chǎn)品的分離和提純當溶液為單一溶質(zhì)時：所得晶體不帶結(jié)晶水，如NaCl等：所得晶體帶結(jié)晶水，如膽礬等：蒸發(fā)結(jié)晶；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌、干燥)。當溶液為兩種以上溶質(zhì)時：要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾(洗滌、干燥)（1）結(jié)晶（2）重結(jié)晶進一步提純固體混合物化工流程中物質(zhì)的結(jié)晶需根據(jù)晶體的組成、溶解度、水解、性質(zhì)綜合考慮，大多數(shù)采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作，但對不同的晶體有所改變。35例11利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產(chǎn)金屬鉻所得鉻渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出鉻和鋁，實現(xiàn)鉻和鋁的再生利用。其工作流程如下：③已知：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2OK=4.0×1014結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析，過程II得到K2Cr2O7粗品的操作是：______，過濾得到K2Cr2O7粗品。(5)過程II的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重結(jié)晶可制得純凈的K2Cr2O7。不同溫度下化合物的溶解度(g/100gH2O)過程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重結(jié)晶可制得純凈的K2Cr2O7，根據(jù)物質(zhì)的溶解度與溫度的關(guān)系可知過程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品的操作是：向濾液③中加入濃硫酸和KCl固體后，蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶。例12（07年廣東）以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，工藝流程如下：（3）“冷卻結(jié)晶”過程中，析出NH4Cl晶體的合適溫度為_________________35℃

（3）洗滌洗滌取少量最后一次洗滌的濾液(應(yīng)檢驗原濾液中含量較多且檢驗現(xiàn)象明顯的離子)于試管中，逐滴滴加XX試劑，振蕩，若沒有……現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈向漏斗加蒸餾水至浸沒濾渣，靜置待水自然流下，重復(fù)操作2-3次；檢驗是否洗滌干凈試劑：蒸餾水、冰水、飽和溶液、酒精……檢驗是否沉淀完全：表達一：靜置，往上層清夜中繼續(xù)滴加XX試劑

或者表達二：過濾，取濾液少許于試管中，滴加XX試劑38（4）干燥真空干燥低溫干燥——防止產(chǎn)品與O2、H2O(g)等反應(yīng)——防止產(chǎn)品分解鞏固練習(xí)3：某氯化鐵樣品含有少量FeCl2雜質(zhì)?，F(xiàn)要測定其中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，實驗按以下步驟進行：（3）檢驗沉淀是否已經(jīng)洗滌干凈的操作是：____________________________________________________________________________________________________________取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加少量AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則證明洗滌干凈（合理的答案均可得分）例7（07年廣東）以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉，工藝流程如下：（5）若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì)，進一步提