2019届高考化学二轮复习无机工艺流程学案

无机工艺流程题

【1】硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O）在医药上作补血剂．某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质．实验步骤如下：

请回答下列问题：

（1）步骤①滤液中滴加KSCN溶液后滤液变为红色，则该溶液中含有　  　（填离子符号），检验滤液中还存在Fe2+的方法为　                              　（注明试剂、现象）．

（2）步骤②加入过量H2O2的目的是　                     　．

（3）步骤③中反应的离子方程式为　                          　．

（4）步骤④中一系列处理的操作步骤包括：过滤、　   　、灼烧、　   　、称量．

（5）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为　   　g．

【答案】（1）Fe3+   取一定量滤液，滴加少量KMnO4溶液，KMnO4溶液退色（2）将Fe2+全部氧化为Fe3+ （3）Fe3++3NH3•H2O═Fe（OH）3+3NH4+ （4）洗涤 冷却 （5）0.07a

一、题目特点

无机工艺流程题已逐渐成为高考试卷的主角，尤其是2010年的高考中，全国14套理综(化学 试卷，纯粹的无机工艺流程题有6道(其中江苏卷18题、20题都是无机工艺流程题)，实验室模拟的有3道。该类型题目的特点是：1.试题源于生产实际，以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问，充分体现了理论与实践相结合的观点。2.试题内容丰富，涉及基础知识较为全面，较好地考查学生对“双基”的掌握情况。3.题目难度为中等以上，分值较大，区分度强。

二、题目类型

　从化工工艺分，可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；从生产过程中的主要工序分，可分为除杂提纯工艺流程题(如海水提纯)、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源(能源)综合利用工艺流程题；按资源的不同，分为空气资源生产的工艺流程题(如合成氨)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水提溴、镁、氯碱工业等)、利用矿产资源生产的工艺流程题(如工业制H2SO4、炼铁、炼钢等)、化石燃料生产的工艺流程题等。

三、知识贮备

1．熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下)

化学工业

化学工业

2．熟练掌握分离、提纯的实验技能，如溶解、过滤、蒸馏、结晶、重结晶等。

3．熟练掌握化学计算的方法技巧，如守恒法、关系式法、差量法等。

四、解题思路

　无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：一是选择将原料转化为产品的生产原理；二是除杂并分离提纯产品；三是提高产量和产率；四是减少污染，注意环保，发展“绿色化学”；五是考虑原料的来源丰富和经济成本；六是生产设备简单，生产工艺简便等。命题者围绕以上几方面设问，我们的解题思路是：

(1)从生产目的(标)出发，读懂框图(流程)。解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。

(2)分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A.反应物是什么，B.发生了什么反应，C.该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。

(3)从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手：对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响(如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护等方面考虑)。

五、金属的冶炼

六、环境保护、绿色化学与可持续发展

环境问题——酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、温室效应、白色污染、赤潮等

【1】（宝安区校级期末）排放的工业废水中含Fe3+、Al3+、Cu2+，为了减少环境污染，变废为宝，利用废铁屑制得Fe2O3、Al2O3和金属Cu，过程如下．

请回答：

（1）固体A的成分是　            　（填化学式）．

（2）溶液B中的金属阳离子有　              　．

（3）试剂G是　                　（填名称）．

（4）B→D反应的离子方程式是　                    　．

（5）溶液E焰色反应呈黄色，试剂H是　              　．

【答案】（1）Fe、Cu  （2） Fe2+、Al3+  （3）稀盐酸或稀硫酸  （4）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl﹣

（5）NaOH溶液

【2】氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料：氯气、氢气和氢氧化钠．其中氯气用途十分广泛，除用于净水、环境消毒外，还用于生产盐酸、硅、聚氯乙烯、氯苯等．

（1）工业上可用氯气和石灰乳为原料制造漂白粉，漂白粉为　     　（填“纯净物”或“混合物”），制备漂白粉的化学方程式为　　                    ．

（2）工业上生产半导体材料硅的流程如图所示：

①石英砂的主要成分是二氧化硅，在制备粗硅时，焦炭的作用是　    　．（填“氧化剂”或“还原剂”）

②粗硅与氯气反应后得到沸点较低的液态四氯化硅，其中常混有一些高沸点、难挥发性杂质，必须进行分离提纯．其提纯方法为　　．（填字母）

A．蒸馏          B．过滤         C．萃取        D．蒸发

③四氯化硅与氢气在高温条件下反应得到高纯硅和氯化氢气体，写出该反应的化学方程式：　                           　．

【答案】（1）混合物  Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O  （2）还原剂 A SiCl4+2H2Si+4HCl↑

【3】（罗湖区校级期末）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3等杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如图：

对上述流程中的判断正确的是（　　）

A．试剂X为稀硫酸

B．反应II中生成Al（OH）3的反应为：CO2+AlO2﹣+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3﹣

C．结合质子（ H+）的能力由强到弱的顺序是：OH﹣＞HCO3﹣＞AlO2﹣

D．Al2O3熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al

【答案】B

【4】（2015秋•罗湖区校级期末）钛有强度高和质地轻的优点，广泛应用于飞机制造业等．工业上利用钛铁矿，其主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）制备钛金属，工业流程如图：（已知：2NaCl2Na+Cl2↑）

（1）请写出FeTiO3与稀盐酸反应的离子方程式：　                             　．

（2）请写出“熔融氧化”的化学方程式：　                                   　．

（3）补充写出实现上述方框内过程A所需的实验操作：　          　过滤、洗涤、在干燥的HCl气流中加热 FeCl2固体

（4）热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂：　　   （填“能”或“不能”）；

（5）上流程中可循环利用的物质为：　     　（填化学式）．

【答案】（1）FeTiO3+2H+Fe2++TiO2+H2O （2）TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO

（3）蒸发浓缩、冷却结晶 （4）能  （5）Cl2和Mg

【5】（2015秋•罗湖区校级期末）从铝土矿（成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的工艺流程如图

则回答下列问题：

（1）操作1的名称为　   　，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需　   　；

（2）沉淀C的成分为　                 　（写化学式）；

（3）设计最简实验证明滤液D中Fe3+已沉淀完全（写出操作、现象及结论，试剂任选）：取2mL滤液D于试管中，　                                                         　．

（4）滤液E中的主要溶质的化学式为　          　；

（5）写出步骤⑤的化学方程式　              　．

【答案】（1）过滤 漏斗 （2）Fe（OH）3、Mg（OH）2 （3）再向其中加入2滴KSCN溶液，溶液无血红色出现，则证明Fe3+已沉淀完全  （4）NaCl、NaHCO3 （5）2Al2O34Al+3O2↑  

【6】工业上用某矿渣（含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2）提取铜的操作流程如下：

已知：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O

（1）固体混合物B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为　                        　．

（2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe2+，理由是　                              　．涉及的离子方程式为　               　、　                  　（不必书写Cu2O与盐酸的反应）．检验滤液A中Fe2+的试剂为　　                 （填试剂名称）．

（3）将滤液C中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最佳试剂为　　（填序号）．

a．氢氧化钠溶液  b．硫酸溶液  c．氨水  d．二氧化碳

金属E与固体F某一成分发生的反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为　                                          　

【答案】（1）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O  （2）Fe2O3与盐酸反应后生成的Fe3+与过量铜单质反应后，全部转化为Fe2+  ．Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O  Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+   硫氰化钾溶液和新制氯水 （3）d  2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 

【7 电子工业是国民经济支柱产业之一，也是新兴科学技术发展产业．曾经电子工业常用质量分数为30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板，发生反应的化学方程式为：2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2．

（1）检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3+，应选用的试剂是　       　．

（2）为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3溶液，采用如图所示实验步骤．请在各空格内填上适当的化学式以使实验达到预期目的．

（3）写出有关化学反应的离子方程式：                                                                                                                                               　．

【答案】（1）KSCN溶液 （2）2Fe3++Fe═3Fe2+，Fe+Cu2+═Fe2++Cu，Fe+2H+═Fe2++H2↑，2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣

【8】蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SO2组成，由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图1：

（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是　          　．

（2）进行I操作时，控制溶液的pH=7.8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表），Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量可能会导致　      　溶解，产生　     　沉淀．

（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作为颜料，先向沉淀物A中加入（填所加物质的化学式），然后　    　、　    　、灼烧（填实验操作名称）．灼烧操作需在　   　中进行（填写仪器名称），上述实验中，可以循环利用的物质是　   　（填化学式）．

（4）现设计实验，确定产品aMgCO3•bMg（OH）2•cH2O中a、b、c的值，请写出下列实验步骤中所需要测定的项目（可用试剂：浓硫酸、碱石灰、氢氧化钠溶液、澄清石灰水）：①样品称量，②高温分解，③测出水蒸气的质量，④　              　，⑤称量MgO的质量．

（5）从下列仪器图2中（装有必要的试剂）中选择完成上述实验所必需的仪器，连接一套装置　              　（选择仪器代号，可重复使用，用“A→B→…→”表示）

（6）18.2g产品完全分解后．产生6.6gCO2和8．OgMgO，由此可知，产品的化学式中    a=　　，b=　　，c=　　．

【答案】（1）Fe3+、Al3+ （2）Al（OH）3  Mg（OH）2 （3）过滤 洗涤 坩埚 CO2  （4）测出二氧化碳的质量 （5）A→C→D→D （6）3  1  3

【9】（宝安区期末）某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性，设计了如下的实验装置．

（1）实验室用装置A制备SO2．某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后，漏斗中液体未流下，你认为原因可能是：　                           　；

（2）实验室用装置E制备Cl2，其反应的离子方程式为：　                            　．若有6mol的HCl参加反应，则转移的电子总数为　          　；

（3）①反应开始一段时间后，观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象是：B：　  　，D：　      　．

②停止通气后，再给B、D两个试管分别加热，两个试管中的现象分别为B：　        　，D：　           　．

（4）另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定会更强．他们将制得的SO2和Cl2按1：1同时通入到品红溶液中，结果发现褪色效果并不像想象的那样．请你分析该现象的原因（用离子方程式表示）　                           　．

【答案】（1）分液漏斗的玻璃塞没有取下来 （2）MnO2+2Cl﹣+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O

3×6.02×1023 （3）品红褪色  品红褪色  褪色的品红又恢复成红色   无明显现象 （4）Cl2+SO2+2H2O═4H++2Cl﹣+SO42﹣