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第1页返回导航高三大一轮复习学案专题讲座一无机化工流程题复习策略与解题方法指导第2页返回导航高三大一轮复习学案一、复习策略在高考试题考察中，为了使化学教学更加紧密联系工农业生产和日常生活，高考将无机框图题改为化学工艺流程框图题。这类题是通过某种重要的化工产品的工业生产流程简图的分析，以物质制备、分离、提纯为试题情境，以元素化合物知识、实验基本操作、化学平衡原理、水解理论、物质制备和分离的知识为考察知识目标，以信息的获取、加工、整合和新情境下实际问题的分解、分析、综合、解决及以经济的视角分析实际生产中的各种问题为考察能力目标。第3页返回导航高三大一轮复习学案无机化工流程题的特点：第4页返回导航高三大一轮复习学案规律：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。(1)流程的呈现主要有以物质转化为主线，以操作过程为主线，甚至有时候会以设备为主线。第5页返回导航高三大一轮复习学案(2)这类题常围绕以下几个知识点进行设问：①反应速率与平衡理论的运用；反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等第6页返回导航高三大一轮复习学案②氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；③利用控制pH分离除杂；④化学反应的能量变化；⑤实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；⑥流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；⑦环境保护与绿色化学评价。第7页返回导航高三大一轮复习学案解答无机化工流程试题的程序：(1)基本步骤①从题干中获取有用信息，了解生产的产品。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。第8页返回导航高三大一轮复习学案③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获得产品而服务。④从问题中获取信息，帮助解题。第9页返回导航高三大一轮复习学案(2)流程具体分析：化工过程加某物质的可能作用：①参与反应：作为原料参加反应、作为除杂试剂、作为除污染试剂②提供氛围(关注参与反应的物质性质的特殊性或反应条件的特殊性)：如氧化或还原性氛围、酸碱性氛围调节pH值、温度氛围如提供能量维持高温、作溶剂如调节溶解度。③满足定量要求：如提供合适的元素比例，以符合产品的需要。第10页返回导航高三大一轮复习学案反应条件的选择：第11页返回导航高三大一轮复习学案第12页返回导航高三大一轮复习学案学生看到化工流程题首先的感觉是害怕，因为害怕就不能静下心来审题做题，所以要先消除学生的恐惧心理，可以从以下入手。化工流程题的备考建议：第13页返回导航高三大一轮复习学案(1)了解化工流程题的题型特点，充分利用教材知识素材高考的化工流程题中试题的命制有时会依托教材中的重要的化工原料的制备及化学工业知识的介绍，工业流程相对稳定，所包含的化学知识比较基础，具有一定的代表性和典型性。在备考中要重视教材的阅读，能够对涉及到化工生产的知识熟练掌握，举一反三。第14页返回导航高三大一轮复习学案(2)强化工业流程题的专项训练，及时归纳解题方法收集各地高考模考中的工业流程题进行专题练习，指导学生学会运用化学反应原理、物质分离和制备及绿色化学的观点从经济的视角分析实际生产中的各种问题。第15页返回导航高三大一轮复习学案二、题型专练[对点练习1](2014·高考江苏卷)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。第16页返回导航高三大一轮复习学案(1)酸浸时反应的化学方程式为____________________；滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2x。滤渣Ⅱ的主要成分为________(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是______________________(用离子方程式表示)。第17页返回导航高三大一轮复习学案(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是________________________；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。第18页返回导航高三大一轮复习学案解析：(1)酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋会转化为Al(OH)3沉淀，离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋＋3SO2－4＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为SO2；SO2溶于水生成H2SO3，会中和溶液中的部分OH－，使溶液的pH减小。第19页返回导航高三大一轮复习学案答案：(1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2OSiO2(2)CaSO43CaCO3＋2Al3＋＋3SO2－4＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑(3)溶液中的部分SO2－3被氧化成SO2－4减小第20页返回导航高三大一轮复习学案[对点练习2](2014·高考安徽卷)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：第21页返回导航高三大一轮复习学案已知：HCl的沸点是－85.0℃，HF的沸点是19.5℃。(1)第①步反应中无水HF的作用是________、________。反应设备不能用玻璃材质的原因是______________________(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的________溶液冲洗。第22页返回导航高三大一轮复习学案(2)该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式__________。(3)第④步分离采用的方法是________；第⑤步分离尾气中的HF、HCl采用的方法是________。(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为________mol(用含w、n的代数式表示)。第23页返回导航高三大一轮复习学案解析：(1)由流程可知，第①步反应中无水HF除作为反应物外，还起到溶剂的作用。玻璃中含有SiO2，可与HF发生反应而被腐蚀，化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。HF具有酸性，沾到皮肤上，可选用碱性较弱的NaHCO3溶液进行冲洗。(2)PF5中P元素显＋5价，F元素显－1价，迁移应用盐类水解反应知识推出PF5发生水解反应应生成H3PO4和HF，化学方程式为PF5＋4H2O===H3PO4＋5HF。第24页返回导航高三大一轮复习学案(3)第④步分离得到滤液和LiPF6固体，显然该步操作为过滤。HCl、HF的沸点分别为－85.0℃和19.5℃，第⑤步分离尾气中的HCl和HF，可采用冷凝的方法，使HF液化，再予以分离。(4)由题意可知，152g·mol－1×n(LiPF6)＋26g·mol－1×n(LiF)＝wg，n(LiPF6)＋n(LiF)＝nmol，解得n(LiPF6)＝(w－26n)/126mol。第25页返回导航高三大一轮复习学案答案：(1)反应物溶剂SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2ONaHCO3(2)PF5＋4H2O===H3PO4＋5HF(3)过滤冷凝(4)(w－26n)/126第26页返回导航高三大一轮复习学案[对点练习3](2016·北京西城模拟)钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示：第27页返回导航高三大一轮复习学案已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2－4＋2H2O。(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是________。(2)滤渣A的成分是________。(3)滤液B中TiOCl2－4转化生成TiO2的离子方程式是______。第28页返回导航高三大一轮复习学案(4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是_________________________。第29页返回导航高三大一轮复习学案(5)反应③的化学方程式是________________________。(6)由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是________。(7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12＋3LiFePO4充电放电Li7Ti5O12＋3FePO4该电池充电时阳极反应式是_______________________。第30页返回导航高三大一轮复习学案解析：(1)FeTiO3可表示为FeO·TiO2，由此可知铁元素的化合价是＋2。(2)FeTiO3、MgO、CaO均可以溶于盐酸，故滤渣中只有SiO2。(6)滤液D中含有Fe2＋，由滤液D制备LiFePO4的过程中，Fe2＋先被H2O2氧化，后又被H2C2O4还原成Fe2＋。H2O2作氧化剂时，1molH2O2得到2mol电子；H2C2O4作还原剂时，1molH2C2O4转化为CO2失去2mol电子，由于两个过程转移的电子数相同，所以H2O2与H2C2O4的物质的量之比为1∶1，则所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是3417%∶90＝20∶9。(7)阳极发生氧化反应，应是LiFePO4转化为FePO4。第31页返回导航高三大一轮复习学案答案：(1)＋2(2)SiO2(3)TiOCl2－4＋H2O=====△TiO2↓＋2H＋＋4Cl－(4)温度过高时，反应物氨水(或双氧水)会受热分解(5)(NH4)2Ti5O15＋2LiOH===Li2Ti5O15↓＋2NH3·H2O(或2NH3＋2H2O)(6)20∶9(7)LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋第32页返回导航高三大一轮复习学案[对点练习4](2014·高考四川卷)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃烧尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。第33页返回导航高三大一轮复习学案请回答下列问题：(1)上述流程脱硫实现了________(选填下列字母编号)。A．废弃物的综合利用B．白色污染的减少C．酸雨的减少第34页返回导航高三大一轮复习学案(2)用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是________。(3)已知：25℃、101kPa时，Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)ΔH＝－520kJ/molS(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－297kJ/molMn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)ΔH＝－1065kJ/molSO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是______________________________。第35页返回导航高三大一轮复习学案(4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是________。