專(zhuān)題講座二無(wú)機(jī)化工流程題復(fù)習(xí)策略與解題方法指導(dǎo)與解題方法指導(dǎo)專(zhuān)題復(fù)習(xí):無(wú)機(jī)化工流程題復(fù)習(xí)策略

第一課時(shí)一.2013年全國(guó)各地高考“化工流程題”的命題情況二.解題方法指導(dǎo)（一）無(wú)機(jī)化工流程題的特點(diǎn)（二）工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心

（三）解答無(wú)機(jī)化工流程試題的程序

（四）化工流程中的操作與名詞及考點(diǎn)分析三.2013年新課標(biāo)全國(guó)卷高考真題分析第二課時(shí)四.熱點(diǎn)題型探究本專(zhuān)題主要內(nèi)容：省區(qū)題號(hào)分值題型試題情況考察內(nèi)容新課標(biāo)卷I2715資源回收鋁、鈷、鋰等金屬資源的回收方程式的書(shū)寫(xiě)、電化學(xué)、產(chǎn)物判斷、評(píng)價(jià)新課標(biāo)卷II2714提純工藝氧化鋅的提純反應(yīng)原理、方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)基本操作全國(guó)大綱卷1915提純制備氧化鋁的提純、鋁、冰晶石的制備方程式的書(shū)寫(xiě)、電化學(xué)、產(chǎn)物判斷、北京2712制備工藝硫酸鋁晶體的制備離子方程式的書(shū)寫(xiě)及配平、數(shù)據(jù)分析、調(diào)節(jié)pH廣東3212資源回收金屬資源的回收利用方程式的書(shū)寫(xiě)、電化學(xué)、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)基本操作四川1112制備工藝由明礬制備鋁、硫酸、硫酸鉀化學(xué)反應(yīng)及能量變化、電化學(xué)、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)操作江蘇1612制備工藝高純氧化鎂的制備方程式的書(shū)寫(xiě)、元素化合物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化一.2013年高考“化學(xué)工藝流程題”的命題情況

無(wú)機(jī)化工流程題以真實(shí)的化工生產(chǎn)過(guò)程為背景，中學(xué)化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)、化工流程為載體，聯(lián)系化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)原理和化學(xué)計(jì)算等知識(shí)考查學(xué)生的綜合分析運(yùn)用能力。所以近年來(lái)全國(guó)實(shí)行新課標(biāo)高考的省市該類(lèi)型題持續(xù)出現(xiàn)。呈現(xiàn)形式：能力考查：知識(shí)落點(diǎn)：流程圖、表格、圖像獲取、加工信息的能力，分析問(wèn)題、解決（解答）化學(xué)問(wèn)題的能力基本理論、元素化合物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)靈活多樣4.這類(lèi)題常圍繞以下幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問(wèn)：

(1)反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用(固體表面積，溫度）.............(2)

氧化還原反應(yīng)的判斷、計(jì)算，化學(xué)方程式或離子方程式書(shū)寫(xiě)；(3)化學(xué)反應(yīng)的能量變化；

(4)電化學(xué)(5)利用控制pH分離除雜；（6）實(shí)驗(yàn)基本操作：除雜、分離、檢驗(yàn)、洗滌、干燥等；(7)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用；二.解題方法指導(dǎo)(一).無(wú)機(jī)化工流程題的特點(diǎn)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(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制。(二)．工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心制備Li2CO3

主要成分Li2O.Al2O3.4SiO2雜質(zhì)：Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+

基本步驟：

粗讀流程懂目的→精讀問(wèn)題解意圖→遷移知識(shí)解問(wèn)題→規(guī)范表達(dá)寫(xiě)答案首尾分析法：

(三).解答無(wú)機(jī)化工流程試題的程序?qū)忣}關(guān)鍵詞、信息聯(lián)想及時(shí)呈現(xiàn)對(duì)一些線型流程工藝試題，首先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，關(guān)鍵在于認(rèn)真對(duì)比分析原料與產(chǎn)品的組成，從中產(chǎn)生將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計(jì)的系列問(wèn)題也就可解答。稀H2SO4①調(diào)pH約為5適量高錳酸鉀溶液②過(guò)濾

Zn③過(guò)濾Na2CO3④過(guò)濾煅燒⑤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(jí)氧化鋅(含有Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等雜質(zhì))的流程如下:工業(yè)ZnO

浸出

濾液

提示:在本實(shí)驗(yàn)條件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2

回答下列問(wèn)題:

濾液

濾餅ZnO(2)反應(yīng)③的反應(yīng)類(lèi)型為

過(guò)濾得到的濾渣中，除了過(guò)量的鋅外還有

；

(3)反應(yīng)④形成的沉淀要用水洗，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是：(4)反應(yīng)④中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2.取干操后的濾餅11.2g，煅燒后可得到產(chǎn)品8.1g.則x等于

。

例題1：2013全國(guó)新課標(biāo)卷II第27題分析.鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無(wú)法除去鐵和錳雜質(zhì)。(1)反應(yīng)②中除掉的雜質(zhì)離子是

，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

；Fe2＋和Mn2＋

加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對(duì)除雜的影響是：MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O＝MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋

3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O＝5MnO2↓＋4H＋取最后一次洗滌液少量于試管中，滴入1～2滴稀硝酸，再加入硝酸鋇溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則說(shuō)明沉淀已經(jīng)洗滌干凈。鎳置換反應(yīng)1本題以工藝流程為形式考察化學(xué)知識(shí)，涉及反應(yīng)原理、除雜方法、影響因素、反應(yīng)類(lèi)型、產(chǎn)物分析、洗滌干凈的檢驗(yàn)方法、化學(xué)計(jì)算等。1.原料處理階段（1）固體粉碎：（2）溶解：通常用水、酸、堿或有機(jī)溶劑等進(jìn)行溶解、富集。

浸出：固體加水(酸)溶解得到離子浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)酸浸：通常用稀硫酸、鹽酸、濃硫酸等堿浸：用NaOH溶液溶解鋁、氧化鋁等堿洗：用熱的純堿溶液浸洗金屬?gòu)U屑去油污提高浸出率的措施：增大固液接觸面積，加快（溶解時(shí)的）反應(yīng)速率（3）灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解或使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。

礦渣粉碎、攪拌、升溫、合適的酸濃度、多次浸取、合適的液固比等如：煅燒高嶺土再酸浸提取鋁元素；灼燒海帶從海帶中提取碘;廢干電池中黑色物質(zhì)先灼燒再水浸提取二氧化錳。(四)、化工流程中常見(jiàn)的操作與名詞及考點(diǎn)分析化工流程題目在流程上一般分為3個(gè)過(guò)程：2.分離提純階段②.調(diào)節(jié)pH值除雜（反應(yīng)條件的控制）。

a．控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。例如：已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示：物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，應(yīng)該怎樣做？提示：先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH到3.7。(1).除雜①.試劑除雜（合適、過(guò)量的沉淀劑）:粗鹽的提純①.能與H＋反應(yīng)，使溶液pH值增大；②.不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入：_____________________等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值。如為防止NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)、CoCl2.2H2O等分解，應(yīng)控制低溫。③副反應(yīng)的可能性，

（3）.萃?。ǜ患⒊s）CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3（2）.調(diào)控體系溫度（反應(yīng)條件的控制）考慮：①.物質(zhì)的穩(wěn)定性，②.平衡移動(dòng)的方向性，促使平衡向某個(gè)方向移動(dòng)（或控制反應(yīng)速率）。如一些有機(jī)反應(yīng)要控溫防副反應(yīng)的發(fā)生。④考慮催化劑的活性，如合成氨工業(yè)；SO2的催化氧化都要控制合適溫。b．調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿(mǎn)足兩點(diǎn)：

趁熱過(guò)濾防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出。為什么？(1).結(jié)晶與過(guò)濾①結(jié)晶冷卻結(jié)晶②過(guò)濾：冷卻過(guò)濾a.

向(NH4)2SO4溶液中加KCl溶液為了獲得K2SO4晶體，還需要進(jìn)行的操作是：_________、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥。

b.CuCl2、Na2SO4溶液中為了獲得CuCl2.2H2O晶體，對(duì)溶液操作是蒸發(fā)結(jié)晶，_____________，濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到產(chǎn)品。趁熱過(guò)濾得到的固體是__________________Na2SO4趁熱過(guò)濾蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶3.獲得產(chǎn)品階段的常見(jiàn)考點(diǎn)

先加熱溶液，蒸發(fā)溶劑成飽和溶液，此時(shí)降低熱飽和溶液的溫度，溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)就會(huì)呈晶體析出，叫降溫結(jié)晶。例如：當(dāng)NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少時(shí)，即可采用此法，先分離出KNO3，再分離出NaCl

蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡停^續(xù)蒸發(fā)，過(guò)剩的溶質(zhì)就會(huì)呈晶體析出，叫蒸發(fā)結(jié)晶。例如：當(dāng)NaCl和KNO3的混合物中NaCl多而KNO3少時(shí)，即可采用此法，先分離出NaCl，再分離出KNO3。

（常壓，減壓過(guò)濾）在蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的過(guò)程中，需不斷往溶液中通入____________。HL(4)其他常見(jiàn)考點(diǎn)：（2）洗滌與干燥將晶體溶于溶劑，又重新從溶液中結(jié)晶的過(guò)程。重結(jié)晶可以使不純凈的物質(zhì)獲得純化，或使混合在一起的鹽類(lèi)彼此分離。重結(jié)晶的效果與溶劑選擇大有關(guān)系，最好選擇對(duì)主要化合物是可溶性的，對(duì)雜質(zhì)是微溶或不溶的溶劑，濾去雜質(zhì)后，將溶液濃縮、冷卻，即得純制的物質(zhì)。（如：苯甲酸的提純）

①用冰水或熱水或有機(jī)溶劑洗滌：

②先用水洗再用有機(jī)溶劑洗：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子；減少晶體的溶解損耗。思考：①怎樣洗滌沉淀，②判斷沉淀洗凈的操作是什么？（3）脫水與煅燒AlCl3.6H2O==AlCl3+6H2O;4FeCO3+O2==2Fe2O3+4CO2HCl高溫把蒸餾水沿玻璃棒緩緩地注入過(guò)濾器中至浸沒(méi)沉淀，靜置，待蒸餾水自然流出，重復(fù)2~3次。另取最后一次洗滌液，滴加檢驗(yàn)主要雜質(zhì)離子的合適試劑，若沒(méi)有預(yù)計(jì)的現(xiàn)象出現(xiàn)，證明沉淀已洗凈?！魉伎迹簽榉乐笴oCl2·6H2O脫水，“干燥”時(shí)可采用的方法或操作是：減壓（或真空）烘干晶體表面的水分；或常溫下晾干；或常溫下鼓風(fēng)吹干；或低于100度小心烘干等，但是不能用高溫烘干溫度/℃010205075100Li2CO3的溶解度/g1．5391．4061．3291．1810．8660．728減少晶體的溶解損耗；洗去晶體表面的水，使晶體快速干燥③重結(jié)晶①化學(xué)方程式②實(shí)驗(yàn)儀器③計(jì)算④信息③干燥：鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)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（部分條件為給出）。

例題2：2013年新課標(biāo)全國(guó)卷I第27題分析（江西）回答下列問(wèn)題：（1）LiCoO2中，Co元素的化合價(jià)為_(kāi)________。寫(xiě)出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_

____________________________(2)酸浸一般在80℃下進(jìn)行，寫(xiě)出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________________

(3).可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是_____________________________________。

(4).寫(xiě)出沉鈷過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________（5）充放電過(guò)程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫(xiě)出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式__________________________________。（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是________________________________________________在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有__________________________(填化學(xué)式)2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6CLi+從負(fù)極脫出，經(jīng)電解液向正極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料中；Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4

+3再見(jiàn)！第二課時(shí)熱點(diǎn)題型探究

熱點(diǎn)1堿金屬及其礦物的開(kāi)發(fā)利用熱點(diǎn)2鎂、鋁及其礦物的開(kāi)發(fā)利用熱點(diǎn)3鐵、銅及其礦物的開(kāi)發(fā)利用熱點(diǎn)4錳、鉬、鈦等金屬化合物的綜合應(yīng)用熱點(diǎn)1堿金屬及其礦物的開(kāi)發(fā)利用加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋與OH－結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2＋濃Mg(OH)2CaSO4H2SO4K2CO3度減小，平衡正向移動(dòng)，K＋增多K＋的溶浸速率增大溶浸平衡向右移動(dòng)熱點(diǎn)2鎂、鋁及其礦物的開(kāi)發(fā)利用例2鋁是重要的金屬材料，鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工藝流程如圖所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)固體a的化學(xué)式為_(kāi)_______，Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________。(2)由Ⅴ制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為(填操作名稱(chēng))_________、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌。SiO2

蒸發(fā)濃縮Al2O3＋4H2SO4＋2NH3===2NH4Al(SO4)2＋3H2O(3)以1000kg含氧化鋁36%的鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密度1.84g·cm－3)________L(保留一位小數(shù))。(4)若同時(shí)制取銨明礬和硫酸鋁，通過(guò)控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1，則投料時(shí)鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。3∶10575.4(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3與稀硫酸、氨氣反應(yīng)生成銨明礬溶液。

制備干燥的HCl氣體熱點(diǎn)3鐵、銅及其礦物的開(kāi)發(fā)利用1.12L2.5

Cu2O、Cu2S

污染小，同時(shí)得到副產(chǎn)物硫酸亞鐵晶體及硫黃，洗去晶體表面的水和雜質(zhì)離子，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾同時(shí)減少晶體的損失資源得到充分利用(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)要求，從下表中得出的最佳工藝條件為_(kāi)_______(填序號(hào))。選項(xiàng)反應(yīng)溫度/℃固液比c(Cl－)/mol·L－1反應(yīng)時(shí)間/hA1001∶5.50.77B951∶50.86C1101∶60.98B熱點(diǎn)4錳、鉬、鈦等金屬化合物的綜合應(yīng)用H2SO4、Na2SO3[或Na2SO4、(NH4)2SO4等]Na2MoO4燒杯、漏斗、玻璃棒4.11ag例題5：鋰被譽(yù)為“金屬味精”，以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業(yè)上常以β-鋰輝礦(主要成分為L(zhǎng)iAlSi2O6，還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來(lái)制取金屬鋰。已知：①部分金屬氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH：氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2開(kāi)始沉淀pH2．73．79．6完全沉淀p