2022屆高中總復(fù)習(xí)專題導(dǎo)練化學(xué)（江蘇專版）專題11無機化工流程

重要考點命題規(guī)律1.通過對科學(xué)實驗中化學(xué)現(xiàn)象以及相關(guān)模型、圖形和圖表等的觀察，運用分析、比較、概括、歸納等方法對所獲取的信息進行初步加工和應(yīng)用。2.綜合運用相關(guān)知識和科學(xué)方法，解決生產(chǎn)、生活實際和科學(xué)研究中的簡單化學(xué)問題。3.用正確的化學(xué)用語及文字、圖表、模型、圖形等表達化學(xué)問題解決的過程和成果，并做出正確解釋。江蘇省從2008年開始，逐步用工業(yè)生產(chǎn)流程圖取代了無機框圖的題型。此類題情景新，綜合性強，思維量大，難以押題，區(qū)分度大。預(yù)計2012年仍是命題的熱點。3【重要考點1】實驗流程圖1．工業(yè)流程常見的操作(1)原料的預(yù)處理①溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等②灼燒：如從海帶中提取碘③煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能分解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。如煅燒高嶺土。4(2)控制反應(yīng)條件的方法①pH的控制：控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀②蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍③加熱的目的：加快反應(yīng)速率或促進平衡向某個方向移動④降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動⑤趁熱過濾：防止某物質(zhì)降溫時會析出⑥冰水洗滌：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⑦有機物(乙醇、乙醚等)洗滌：洗去表面的雜質(zhì)離子，降低晶體的溶解度52．工業(yè)流程常見名詞浸出：固體加水(酸)溶解得到離子浸出率：固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少酸浸：在酸溶液中反應(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水洗：通常為除去水溶性雜質(zhì)水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解6【典型例題1】(2010·泰州期末)Fe(NO3)3·9H2O易溶于水，微溶于硝酸，用作催化劑和媒染劑。工業(yè)上用細鐵屑與硝酸反應(yīng)制備，主要流程如下：7(1)鐵屑與硝酸反應(yīng)時溫度控制在40～50℃，不宜過高的原因是____________________________。(2)制備過程中需控制加入鐵屑的量，當觀察到____________________的現(xiàn)象時應(yīng)停止加入鐵屑。(3)上述流程圖中“加熱”操作的主要目的是___________________________________。(4)制得的Fe(NO3)3·9H2O用20%HNO3洗滌的目的是____________________________。8(5)某興趣小組在實驗室用右圖裝置制取Fe(NO3)3(固定所用儀器和加熱裝置未畫出)。①該實驗中對圓底燒瓶加熱的最佳方式用____________加熱。②裝置中圓底燒瓶上方長導(dǎo)管的作用是__________________________。③請在圖中虛線框中畫出尾氣吸收裝置(提示：堿液可快速、充分吸收產(chǎn)生的氮氧化物氣體)。9解析：(1)HNO3的特點之一是不穩(wěn)定性，即見光分解，所以在加熱時更易分解。(2)要制得Fe3+，故加入的鐵粉的量不能過量，否則會生成Fe2+。此處可以回答觀察反應(yīng)的氣泡，也可以答成反應(yīng)溶液的顏色變化等。(3)從流程圖看，加熱出來的箭頭指向了堿液，故應(yīng)為吸收反應(yīng)出來的尾氣。10(4)為降低溶解性。(5)反應(yīng)的溫度為40～50℃，可采用水浴加熱的方式。堿液可快速、充分吸收產(chǎn)生的氮氧化物，所以若直接插入堿液中，可能會造成倒吸?？刹捎靡粋€倒置的漏斗進行吸收。也可以用一個四氯化碳和堿液的試劑瓶，因為氮氧化物不溶于四氯化碳，但是經(jīng)過上層堿液時可以被吸收。11答案：(1)硝酸易揮發(fā)、易分解，溫度高會加快硝酸的揮發(fā)和分解(2)反應(yīng)器中產(chǎn)生氣泡的速率明顯變慢(其他合理答案也可以)(3)逐出溶液中溶解的氮氧化物氣體(4)洗滌除去晶體表面附著的雜質(zhì)，用20%HNO3洗滌可降低洗滌過程中晶體的損耗(5)①水?、趯?dǎo)氣兼冷凝回流③防倒吸裝置(圖略)

12流程圖中一般會蘊含著很多有用的信息，如框圖中說明的文字，箭頭的指向等。這些均是解題的重要論據(jù)。

13【變式1】重鉻酸鉀是(K2Cr2O7)工業(yè)生產(chǎn)和實驗室的重要氧化劑，實驗室模擬工業(yè)法用鉻酸鈉(Na2CrO4，其中有雜質(zhì)Na2SiO3和NaAlO2)制K2Cr2O7的主要流程如下：(1)操作①目的是___________________________。(2)操作②酸化時，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-的離子方程式(該過程可逆)：___________________________。

14解析：(1)調(diào)節(jié)pH后面的操作為過濾，硅酸鈉和偏鋁酸鈉可以轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的硅酸沉淀和氫氧化鋁沉淀。(2)CrO42-在酸性條件下可生成Cr2O72-和水。答案：(1)使硅酸鈉和偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀而除去(2)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

15(3)已知K2Cr2O7的溶解度：S373K=94.1g，S273K=4.6g。操作③的步驟為：向酸化后的混合液中加入KCl，加熱蒸發(fā)使NaCl結(jié)晶析出后______(填操作)，再將濾液____

(填操作)，得K2Cr2O7晶體。(4)K2Cr2O7可用于測定工業(yè)廢水中的化學(xué)耗氧量(化學(xué)耗氧量即COD：每升水樣中還原性物質(zhì)被氧化所需要的O2質(zhì)量)。某工業(yè)廢水樣100.00mL，酸化后加入0.01667mol·L-1的K2Cr2O7溶液，使水樣中還原性物質(zhì)完全氧化(還原產(chǎn)物為Cr3+)。再用0.1000mol·L-1的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-。則計算廢水樣的COD需要測定的數(shù)據(jù)有____________________。

16解析：(3)Na2Cr2O7中加入KCl可轉(zhuǎn)化成K2Cr2O7和NaCl。而K2Cr2O7的溶解度隨溫度的變化較大，加熱時K2Cr2O7的溶解度增大，趁熱過濾，可使大量的K2Cr2O7溶解于水中，在冷卻時，即可得大量的晶體。(4)K2Cr2O7與兩方面反應(yīng)，一是與水樣中還原性物質(zhì)反應(yīng)，二是與FeSO4反應(yīng)。所以用K2Cr2O7的總量減去與FeSO4反應(yīng)的Cr2O72-的量，即可得與還原性物質(zhì)反應(yīng)消耗的K2Cr2O7的量，也可折算出廢水的COD。答案:(3)趁熱過濾冷卻結(jié)晶(4)K2Cr2O7溶液體積、FeSO4溶液體積

171．明確整個流程及每一部分的目的→仔細分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物→結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考→注意答題的模式與要點2．工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心的分析：

【重要考點2】真實化工背景流程圖

183．規(guī)律①主線主產(chǎn)品②分支副產(chǎn)品③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

19【典型例題2】(2011·四川卷)開發(fā)氫能是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的需要。硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4，又能制H2。20請回答下列問題：(1)已知1gFeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量，F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為——————————。(2)該循環(huán)工藝過程的總反應(yīng)方程式為——————。(3)用化學(xué)平衡移動的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是————————。21(4)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為：NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M①電池放電時，負極的電極反應(yīng)式為_______________。②充電完成時，Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應(yīng)式為——————————。放電充電22解析：(3)膜分離技術(shù)使I2與H2分離，減小生成物濃度，使2HIH2＋I2正向移動。(4)負極反應(yīng)要抓住題中給的堿性溶液。答案：(1)4FeS2(s)＋11O2(g)2Fe2O3(s)＋8SO2(g)ΔH＝－3408kJ/mol

(2)2H2O＋SO2H2SO4＋H2

(3)減小H2濃度，使HI分解平衡正向移動，提高HI的分解率(4)①MH＋OH-－e-M＋H2O

②2H2O＋O2＋4e-4OH-高溫23工業(yè)流程圖中設(shè)置的考點與無機物質(zhì)反應(yīng)以及化學(xué)反應(yīng)原理緊密相連。如無機物間的反應(yīng)方程式書寫，氧化還原反應(yīng)、鹽類水解、熱化學(xué)以及電化學(xué)均可以設(shè)置題目，所以得分仍需要有扎實的基本功。

24【變式2】(2011·安徽卷)MnO2是一種重要的無機功能材料，粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了將粗MnO2(含有較多的MnO和MnCO3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2的實驗，其流程如下：

(1)第①步加稀H2SO4時，粗MnO2樣品中的————————(寫化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。答案：MnO、MnCO3

25(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是：——Mn2＋＋——ClO＋——H2O

——

MnO2↓＋——

Cl2↑＋——

H＋。(3)第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、———、———、———，已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH，則一定還含有————(寫化學(xué)式)。(4)若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69g，第①步反應(yīng)后，經(jīng)過濾得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2(標準狀況下)，則在第②步反應(yīng)中至少需要————molNaClO3。答案：(2)524518(3)蒸發(fā)皿酒精燈玻璃棒

NaCl(4)0.02

26

解析：粗MnO2(所含雜質(zhì)的成分MnO、MnCO3)中加入稀H2SO4，MnO、MnCO3與稀H2SO4反應(yīng)生成MnSO4和CO2，過濾得MnO2和MnSO4溶液，再加入氧化劑NaClO3將MnSO4氧化生成MnO2，NaClO3被還原成Cl2再與NaOH反應(yīng)生成NaClO3循環(huán)。樣品12.69g中含MnO28.7gMnCO3

＝0.01