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无机化工流程图题突破策略肇庆市第一中学邱伟兴一、近几年全国Ⅰ卷无机流程图题考查的知识年份2016年27题2015年27题2013年27题载体工业制取ClO2流程铁硼矿制粗硼酸流程锂电池正极材料回收流程图涉及知识点(1)写亚氯酸钠化合价;(2)写生成ClO2方程;(3)除钙镁离子应加试剂,阴极电解产物;(4)碱吸收尾气氧化\还原剂比,氧化产物;(5)计算有效氯(1)写硼酸镁酸化方程、提高浸出速率措施；(2)Fe3O4磁性、浸渣物质；(3)H2O2作用、调pH=5目的；(4)粗硼酸中杂质；(5)NaBH4电子式；(6)制单质硼2方程(1)LiCoO2中Co元素化合价；(2)写正极碱浸离子方程；(3)写酸浸化学方程、改盐酸缺点；(4)写沉钴方程；(5)写锂电池放电方程；(6)放电回收原因、可回收金属化合物1、陌生信息的提取和应用3、工艺流程图的感性认识和加工2、分析和解决化学实际问题的能力（一）考查方向二、无机化工流程图题解题策略4、高阶思维（二）高考考什么？（1）呈现形式：流程图、表格、图像（2）设问方式：措施、成分、物质、原因（3）能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力（4）知识落点：基本理论、元素化合物、实验（三）无机化工流程试题的设问点（1）物质的名称、化学式；（2）元素的名称、元素符号、化合价；（3）反应速率与平衡理论的运用；（4）氧化还原反应的判断、方程式书写；（5）利用控制pH分离除杂；（6）利用溶解度分离；（7）常用的分离方法、实验操作；（8）流程中的物质转化和循环；（9）绿色化学评价等。（四）工业生产流程主线与核心原料预处理除杂、净化产品分离提纯反应条件控制原料循环利用排放物的无害化处理规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制（五）解答无机化工流程试题的程序流程题试题的题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程以及供参考的数据（以表格、图像等呈现）。1、首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）。2、然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。3、接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确。4、然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时才使用参考数据），组织语言回答设问。（六）怎么书写一定要上升到化学原理的高度、用化学语言作答；抓住问题，针对问题作具体回答。其答题要点如下：1、答是所问：要看清题目要求，按要求答题。如：写离子方程式还是化学方程式；写物质的名称还是化学式等；方程式中反应物、产物的分子式书写要正确；尤其是化学方程式要配平，电极反应式要书写准确；正确使用等号或可逆符号；反应条件、沉淀、气体等符号要标明。2、准确规范：回答问题的要准确全面，注意语言表达的规范性，例如评价或比较实验方案时要全面考虑以下四个方面：简约性、经济性（原子和原料两个角度）、环保性、安全性。如反应物种类与特性、是否易得、是否对环境有污染；反应产物的种类多少，对目标产物的分离和提纯是否有影响；反应条件是否苛刻；对仪器、设备是否要求高；工艺流程、实验步骤的多少。3、答题完整：要答到“对产品生产的影响”这一步！①除杂：除去……中的……（只写“除杂”等一般不给分）②干燥：除去……气体中的水蒸气，防止……典型例题分析1、硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：强酸与弱酸盐反应（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式为:Mg2B2O5·H2O+2H2SO4==2MgSO4+2H3BO3为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。提高反应温度、减少铁硼矿粉粒径工艺分析（6）以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程:（2）利用的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______（写化学式）。Fe3O4SiO2和CaSO4（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是___。然后再调节溶液的pH约为5，目的是____。将Fe2+氧化为Fe3+使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去（4）“粗硼酸”中的主要杂质是（填名称）。(七水硫酸镁）（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_______。2H3BO3==B2O3+3H2OB2O3+3Mg====3MgO+2B△高温制取单质，铝热反应迁移含氧酸分解工艺分析、迁移物质结构性质反应典例2、(2013年全国Ⅰ卷,27,15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。原料：预处理：分离：核心化学反应是：锂离子电池正极材料[钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等]放电、拆解、碱浸控制溶液酸碱性、加入萃取剂、碳酸氢铵等通过过滤、萃取、反萃取等操作使金属离子形成沉淀或溶液而分离。控制条件，调节pH，使AlO2—全部沉淀为Al(OH)3，Li+形成Li2SO4，CoO2－中钴元素转化为CoCO3。流程分析工业流程题目在流程上一般分为3个过程：原料处理分离提纯获得产品（七）、做好常见考点的整理、归纳1.原料处理阶段的常见考点：①加快反应速率②溶解浸出③灼烧焙烧④煅烧⑤反应条件控制2.分离提纯阶段的常见考点：①调pH除杂②试剂除杂③加热④降温⑤母液（滤液）结晶⑥萃取3.获得产品阶段的常见考点：（1）洗涤（冰水、热水、特殊试剂等）（2）蒸发、反应时的气体氛围（抑制水解）（3）蒸发浓缩、冷却结晶（4）蒸发结晶、趁热过滤（5）重结晶（6）完整流程：……结晶、过滤、洗涤、干燥或……结晶、过滤、洗涤、干燥、灼烧、冷却4.其他常见考点：（1）方程式（2）实验仪器（3）计算（4）信息点5.熟悉工业流程常见的操作与名词（1）原料的预处理：①溶解：②灼烧③煅烧通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。也有用碱溶的。如从海带中提取碘如煅烧高岭土、煅烧铝土矿等改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解（2）控制反应条件的方法①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀pH的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.817调节pH所需的物质调节pH所需的物质一般应满足两点：a、能与H＋反应，使溶液pH增大；或能与OH—反应，使溶液pH减小。b、不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。18②蒸发、反应时的气体氛围③加热的目的④降温反应的目的⑤趁热过滤⑥冰水洗涤加快反应速率或促进平衡向某个方向移动防止某物质在高温时会溶解（或分解）、为使化学平衡向着题目要求的方向移动防止某物质降温时会析出洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗防水解、氧化等19(3)常见名词浸出：浸出率：酸(碱)浸：水洗：水浸：萃取与反萃取：固体加水（酸或碱）溶解得到离子固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)在酸(碱)溶液中反应使某些金属或化合物以金属离子形式进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程通常为除去水溶性杂质与水接触反应或溶解M2++2RHMR2+2H+三、（跟进练习）1、NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数)(1)+3价；(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4；(3)NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2-(或NaClO2)；(4)2:1；O2；(5)1.57g。2、二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物．平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质）．某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如图：（1）洗涤滤渣A的目的是为了除去（填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是。（2）第②步反应的离子方程式是，滤渣B的主要成分是。Fe3+、Cl-取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2↑+4H2OSiO2（3）萃取是分离稀土元素的常用方法．已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP（填“能”或“不能”）与水互溶．实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪有、烧杯、玻璃棒、量筒等．（4）取上述流程中得到了Ce(OH)4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce3+），消耗25.00mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为。不能分液漏斗97.01%233、(2017广州模拟考）镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线：矿渣研磨(NH4)2SO4浸泡95℃热水600℃焙烧浸渣浸出液除钙NaF废渣萃取剂萃取无机相有机相（再生后循环利用）…NiSO4已知：(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。锡（Sn）位于第五周期第ⅣA族。（1）焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是________。（2）“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为________，“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有________（填化学式）。（3）为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+，所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的________倍；除去过量的SnCl2后，再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+，还原产物为Cr3+，滴定时反应的离子方程式为________。（4）“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10－3mol·L－1，当除钙率达到99%时，溶液中c(F－)=________mol·L－1。[已知Ksp(CaF2)=4.0×10－11]（5）本工艺中，萃取剂与溶液的体积比（V0/VA）对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示，V0/VA的最佳取值是________。Ni2+Fe2+0.10.20.30.4V0/VA020406080100萃取率/%参考答案（1）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分（2）Fe3++2H2O==FeO(OH)↓+3H+SiO2、CaSO4（3）0.5Cr2O72-+