2014届高考一轮复习备考课件(新课标通用)常考专题讲座(三)以无机化工流程为背景的综合题
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高三化学一轮复习化工工艺流程专题课件
物质的组 实验条件控 成与结构； 制；氧化还 氧化还原 原反应；离 反应；物 子方程式的 质的提纯； 书写；质量 有效氯含 分数计算 量的计算
元素及其化 化学方程 离子方程
合物的知识、 式的书写； 式书写；
氧化还原反 化学反应 实验条件
应；滴定实 速率的影 控制；氧
验及相关计 响因素； 化还原反
算；
化剂达到最大活性④物质分解（双氧水和氨水等）和挥发（浓盐酸，浓硝酸，沸点低的物
质）
15
⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后
二、化工流程中的常见操作与思考角度
常见的操作 加氧化剂 判断能否加其他物质
分离、提纯
提高原子利用率
思考角度 氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子 要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等 过滤（趁热，冷却）、蒸发、萃取（反萃取）、分液、蒸 馏等常规操作 从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩―→冷却结晶―→ 过滤―→洗涤、干燥 绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、 能量的充分利用)
10
操作线
(“灵魂线”)
原料欲处理操作
时 试卷 间
操作
时间 试 卷
操作
甲卷
过滤、物质转化
Ⅰ
溶浸、过滤、吸收
乙卷 焙烧、水浸、酸溶、过滤、热解 2019 Ⅱ
研细
202 湖南 1 河北
焙烧、水浸、聚沉 氧化、过滤、煅烧
Ⅲ 溶浸、氧化、调pH、硫化、氟化、碳化
Ⅰ
过饱和化、结晶脱水
山东
焙烧、水浸、蒸发结晶（趁热过 滤）、冷却结晶
浸取
向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
2014届高考一轮复习备考课件(新课标通用)选修2 第一节 化学与工农业生产
(写出一个即可)。 (2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软
化天然硬水，应先使硬水通过________(填“RH”或“ROH”)型离
子交换树脂，原因是 _____________________________________________________。
(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截
考 点 串 讲 深 度 剖 析
知 能 演 练 高 分 跨 栏
教材回顾夯实双基
一、获取洁净的水
1．水的净化 (1)基本流程
目录
明矾 Al2(SO4)3 FeSO4· 2O 7H ①常用的混凝剂有：______、__________、_____________、 聚合铝等。 漂白粉 液氯 ②常用的消毒剂有：________、________、ClO2、 高铁酸盐等。 (2)明矾净水原理
＋
＋
＋
Fe(OH)3(胶体)＋3H ，由于生成的胶体中胶粒
有较大的比表面积，可以吸附水中的悬浮物，并且金属氢氧 化物形成的胶粒吸附阳离子后带正电荷，破坏天然水中其他 带异电的胶体，达到净水的目的。
目录
(4)取 1 L 该硬水，其中 n(Ca2 )＝1.2×10 1.2×10
－3
＋
－3
mol，m(CaO)＝
目录
解析：(1)天然水中溶解的气体主要是空气，空气由 N2、O2、 CO2、水蒸气等气体组成。 (2)混凝剂的作用是净化水，即除去水中悬浮的杂质，能作混 凝剂的物质为铁盐或铝盐，其净水原理是应用 Al3 (或 Fe3 ) 的水解，Al3 ＋3H2O 3H2O
＋ ＋ ＋
Al(OH)3(胶体)＋3H ，Fe3 ＋
目录
2＋
化天然硬水，应先使硬水通过________(填“RH”或“ROH”)型离
子交换树脂，原因是 _____________________________________________________。
(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截
考 点 串 讲 深 度 剖 析
知 能 演 练 高 分 跨 栏
教材回顾夯实双基
一、获取洁净的水
1．水的净化 (1)基本流程
目录
明矾 Al2(SO4)3 FeSO4· 2O 7H ①常用的混凝剂有：______、__________、_____________、 聚合铝等。 漂白粉 液氯 ②常用的消毒剂有：________、________、ClO2、 高铁酸盐等。 (2)明矾净水原理
＋
＋
＋
Fe(OH)3(胶体)＋3H ，由于生成的胶体中胶粒
有较大的比表面积，可以吸附水中的悬浮物，并且金属氢氧 化物形成的胶粒吸附阳离子后带正电荷，破坏天然水中其他 带异电的胶体，达到净水的目的。
目录
(4)取 1 L 该硬水，其中 n(Ca2 )＝1.2×10 1.2×10
－3
＋
－3
mol，m(CaO)＝
目录
解析：(1)天然水中溶解的气体主要是空气，空气由 N2、O2、 CO2、水蒸气等气体组成。 (2)混凝剂的作用是净化水，即除去水中悬浮的杂质，能作混 凝剂的物质为铁盐或铝盐，其净水原理是应用 Al3 (或 Fe3 ) 的水解，Al3 ＋3H2O 3H2O
＋ ＋ ＋
Al(OH)3(胶体)＋3H ，Fe3 ＋
目录
2＋
2014高考化学总复习专题整合课件《无机化工流程题解题方略》
(4)电解精炼铜过程中电能转变为化学能的同时，部分电能转 化为热能，a项错；电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正 极相连，发生氧化反应，b项正确；电解过程中Cu2＋向阴极 移动，c项错；粗铜中Ag、Pt、Au等放电能力比Cu弱，不放 电，沉积在阳极，形成阳极泥，可以回收，d项正确。(5)根 据总反应，O2在正极得电子发生还原反应，在酸性条件下转 化为H2O，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)用稀HSO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN 溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检 验溶液中还存在Fe2＋的方法是____________程式为 ______________________________________________。
(2)化学工艺流程中要注意考虑原料的来源和经济成本。 通过对原料价位的思考优化实验方案。
【例1】 (2012·山东)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2) 冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________
吸收。
a．浓H2SO4 c．NaOH溶液
b．稀HNO3 d．氨水
(1)合成氨的原料之一氮气来源于空气，分离方法是将空气液
化后蒸馏分离出氧气，获得氮气。(2)工业上在高温、高压、
催化剂条件下合成NH3，反应原理为N2＋3H2
高温、高压 催化剂
2NH3。(3)沉淀池中的物质发生反应后，经过滤(操作②)得到 产品(NH4)2SO4和沉淀，根据工艺流程图中各物质转化关系 可判断沉淀池中的反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、
(4)在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气 的方法是________________________________________。
高三一轮化学复习 ppt课件
太 阳
成X2Y2型的化合物H2O2、Na2O2等，同时K、Rb等碱金属还可形成更 书
复杂的超氧化物，因此本题答案应该是D。
业 有
答案：D
限 公
司
菜 单 隐藏
2014 ·新课标高考总复习 ·化学（LK）
抓主干
双基知
热点二 化学键与物质类别的关系规律及特性
识扫描
解疑惑 核心热
1．只含非极性共价键的物质：非金属单质，如I2、N2、金刚石、
拓视野
①Na2O ②Na2O2 ③AlCl3 ④NaOH ⑤MgF2
热点思 维探究
⑥NH3 ⑦N2 ⑧H2O2 ⑨NH4Cl ⑩CO2
提素能 高效题
(1)只含离子键的物质有 ①⑤，只含共价键的物质有 ③⑥⑦⑧⑩。
组训练
(2)含有极性键的离子化合物有 ④⑨ ，含有非极性键的离子化合物
有 ② ，既有极性键又有非极性键的是 ⑧ 。
点透析 晶体硅等。
拓视野
热点思 维探究
2．只含极性共价键的物质：不同元素之间形成的共价化合物，
提素能 如HCl、NH3、Siቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2、CO2等。
高效题
组训练
3．既有极性键又有非极性共价键的物质：如H2O2、C2H4等。
4．只含离子键的物质：活泼非金属与活泼金属元素形成的离子
山 东
化合物，如Na2S、KCl、K2O等。
抓主干 双基知 识扫描
解疑惑 核心热 点透析
拓视野
2．(2012年高考天津卷)下列叙述正确的是( )
热点思
维探究
A．乙酸与丙二酸互为同系物
提素能
高效题 组训练
B．不同元素的原子构成的分子只含极性共价键
C.29325U和29328U是中子数不同质子数相同的同种核素
2014届高考化学第一轮名师讲解复习课件9
问题探究 1：如何检验乙醇中含有少量的水？如何除去乙 醇中含有的少量的水？ 提示：可用无水 CuSO4 检验乙醇中是否含水；可用加入生 石灰后蒸馏的方法除去乙醇中含有的水。
三、乙酸 1．结构
分子式
C2H4O2
结构简式
CH3COOH
官能团
羧基(—COOH)
2.物理性质 俗称醋酸，无色有刺激性气味的液体，易挥发，能以任意 比与水互溶，在较低温度下凝结为类似冰一样的晶体，所以纯 净的乙酸又称为冰醋酸。
3．化学性质
(1)弱酸性：具有酸的通性 ①与氢氧化钠反应 离子方程式为：OH ＋CH3COOH===CH3COO ＋H2O 。 ②与 CaCO 反应： 2CH3COOH＋CaCO3===
3
－ －
(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑
(2)酯化反应：与 CH3CH2OH： 浓硫酸 △ CH3COOCH2CH3＋H2O 。
提示：植物油属于酯类，应用其水解原理或利用洗涤剂洗 去油污；而矿物油属于烃，只能利用相似相溶原理用有机溶剂 洗去油污。
3．蛋白质 (1)组成 蛋白质由 C、H、O、N、S、P 等元素组成，蛋白质分
子是由 氨基酸 分子连接成的高分子化合物。 (2)性质 ①颜色反应：硝酸可以使蛋白质 变黄 ； ②灼烧时有特殊气味； ③水解反应，在酶作用下水解成 氨基酸 ；
四、基本营养物质 1．糖类 (1)组成和分类 ①组成：组成元素为 C、H、O ，多数可用通式 Cn(H2O)m 表示。
②分类
类别
单糖 不能水解
双糖 1分子糖能水解 成两分子单糖
多糖 1分子糖能水解 成多分子单糖 淀粉、纤维素 (C6H10O5)n
水解 特点
举例 葡萄糖、果糖 蔗糖、麦芽糖 分子 式 C6H12O6 C12H22O11
高考化学(新课标)一轮复习备考课件 常考专题讲座3 以无机化工流程为背景的综合题.ppt
巩固练习
1．(2012·高考江苏卷)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、 NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2， 其部分工艺流程如下：
(1)一定条件下，NO 与 NO2 存在下列反应：NO(g)＋
NO2(g)
N2O3(g)，其平衡常数表达式为 K＝________。
(2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进
(6)据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器 中，利用特殊电极材料以 H2 和 O2 为原料制取过氧化氢的新 工艺，原理如图所示。请写出甲电极的电极反应式 _______________________________________________。
解析：(1)观察流程图，重晶石与焦炭反应时，生成物之一是 BaS 固体。可以看出，该反应中硫元素的化合价降低而钡元 素的化合价未发生变化。根据氧化还原反应的规律，碳元素
失
电
子
守
恒
，
可
写
出
离
子
方
程
式
：
3NO
－
2
＋
2H
＋
===NO3－
＋
2NO↑＋H2O。
答案：(1)cNcON·2cON3O2 (2)使尾气中的 NO、NO2 被充分吸 收 Ca(OH)2 (3)排放气体中 NO 含量升高 产品 Ca(NO2)2 中 Ca(NO3)2 含量升高 (4)3NO2－＋2H＋===NO－ 3 ＋2NO↑ ＋H2O
③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，见考点 ①调pH除杂 a．控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 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
高考化学大一轮复习 专题讲座 无机化工流程题的突破方法精讲课件
第二十页，共36页。
4．明确常用的分离方法 (1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热 过滤或者抽滤等方法。 (2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度 不同提取分离物质，如用 CCl4 或苯萃取溴水中的溴。 (3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如 NaCl。
第二十一页，共36页。
第二十七页，共36页。
(3)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
CaSO4(s)
＋
CO
2－ 3
CaCO3(s)
＋
SO
2－ 4
，
已
知
298
K
时，
Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度
下该反应的平衡常数 K＝________(计算结果保留三位有效数
第三章
金属(jīnshǔ)及其化合物
第一页，共36页。
专题讲座三 无机化工流程题的突破方法
第二页，共36页。
考查特点 工艺流程题就是将化工生产中的生产流程用框图形式表 示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无 机框图题的创新，题目常常以现代工业生产为基础，将化学 工艺流程进行简化，与化工生产成本、环境保护等相融合， 考查物质的制备、检验、分离等基本实验原理在化工生产中 的实际应用，是近几年高考化学题中的常考题型。
第三十五页，共36页。
答案：(1)A、C (2)除去 AlO－2 (3)2CrO24－＋2H＋===Cr2O27－＋H2O (4)蒸发 过滤 高温
第三十六页，共36页。
第六页，共36页。
二、解题思路及方法 1．解题思路
第七页，共36页。
第八页，共36页。
4．明确常用的分离方法 (1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热 过滤或者抽滤等方法。 (2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度 不同提取分离物质，如用 CCl4 或苯萃取溴水中的溴。 (3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如 NaCl。
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(3)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
CaSO4(s)
＋
CO
2－ 3
CaCO3(s)
＋
SO
2－ 4
，
已
知
298
K
时，
Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度
下该反应的平衡常数 K＝________(计算结果保留三位有效数
第三章
金属(jīnshǔ)及其化合物
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专题讲座三 无机化工流程题的突破方法
第二页，共36页。
考查特点 工艺流程题就是将化工生产中的生产流程用框图形式表 示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无 机框图题的创新，题目常常以现代工业生产为基础，将化学 工艺流程进行简化，与化工生产成本、环境保护等相融合， 考查物质的制备、检验、分离等基本实验原理在化工生产中 的实际应用，是近几年高考化学题中的常考题型。
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答案：(1)A、C (2)除去 AlO－2 (3)2CrO24－＋2H＋===Cr2O27－＋H2O (4)蒸发 过滤 高温
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二、解题思路及方法 1．解题思路
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第八页，共36页。
高考化学大一轮复习讲义 专题讲座二 无机化工流程题复习策略与解题方法指导
魁夺市安身阳光实验学校专题讲座二无机化工流程题复习策略与解题方法指导一、解题策略化工流程中常见的操作与名词化工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(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词①加快反应速率②溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸：与水接触反应或溶解浸出：固体加水(酸)溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化)酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程③灼烧、焙烧、煅烧：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④控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点①调pH值除杂a．控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)3 2.7 3.7Fe(OH)27.6 9.6Mn(OH)28.3 9.8若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH值增大；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值。
②试剂除杂③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。
如：侯氏制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
④降温：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⑤萃取(3)获得产品阶段的常见考点①洗涤(冰水、热水)：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。
②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。
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－ －3 － － ＋ － ＋ －
mol· 1，此即为 CO2 的最低 L 3
－
－
浓度。(6)由 O2 生成 H2O2，氧元素的化合价降低，发生还原 反应，又因介质为盐酸，因此甲电极的电极反应式为 2H ＋ O2＋2e ===H2O2。
－ ＋
答案：(1)D (2)2BaS＋2H2O===Ba(OH)2＋Ba(HS)2 (3)Ba(HS)2(aq) ＋ CO2(g) ＋ H2O(l)===BaCO3(s) ＋ 2H2S(g) ΔH＝＋29 kJ· mol
－ － －
流程图可知，加热溶液 A 的目的是制备 BaCO3，由于该反应 是吸热反应，所以加热可使平衡正向移动，从而提高 BaCO3 的产率。
(4)气体②是 H2S，由于其组成中含有硫元素，可以用来制备 硫酸。(5)Ksp(BaSO4)＝c(Ba2 )· c(SO2 )，Ksp(BaCO3)＝ 4 c(Ba2 )· c(CO2 )。假定同时生成 BaSO4 和 BaCO3 两种沉淀， 3 两式相比得 c(CO2 )/c(SO2 )＝Ksp(BaCO3)/Ksp(BaSO4)， 代入 3 4 数据求得 c(CO2 )＝2.5×10 3
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；
(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。
巩固练习
1．(2012· 高考江苏卷)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、 NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2， 其部分工艺流程如下：
(1)一定条件下，NO 与 NO2 存在下列反应：NO(g)＋ NO2(g) N2O3(g)，其平衡常数表达式为 K＝________。
－ －
－
(4)气体②可进一步加工成为上述制取 H2O2 流程中的一种原 料，该原料是________(填化学式)。
(5)通入的 CO2 中若含有 O2 会有 BaSO4 生成，所以通常增大 溶液的 pH 以提高 CO2 的浓度，把 BaSO4 转化为 BaCO3。 3 若测得 SO2 的浓度为 1×10 4 10
④降温：防止某物质在高温时溶解(或分解)、为使化学平衡向 着题目要求的方向移动。 ⑤萃取 (3)获得产品阶段的常见考点 ①洗涤(冰水、热水)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。 ②蒸发时的气体氛围(抑制水解)：如从溶液中析出FeCl3 、 AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解。 ③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。 ④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。 ⑤重结晶。 (4)其他常见考点 ①化学方程式 ②实验仪器 ③计算 ④信息
明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的
条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实 际问题思考→注意答题的模式与要点。
(3)方法技巧
对一些线型流程工艺或从原料到产品为一条龙生产工序试
题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与 最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关 系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除 杂、分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐
Mn(OH)2
8.3
9.8
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶 液pH增大；不引入新杂质。
例 如 ： 若 要 除 去 Cu2 ＋ 溶 液 中 混 有 的 Fe3 ＋ ， 可 加 入 CuO 、
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进 入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是_____________； 滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。 (3)该工艺需控制 NO 和 NO2 物质的量之比接近 1∶1。若 n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致______________________； 若 n(NO)∶n(NO2)<1∶1，则会导致____________________。 (4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中 Ca(NO2)2 会发 生分解，产物之一是 NO，其反应的离子方程式为 _______________________________________。
解析：(1)反应 NO(g)＋NO2(g) cN2O3 达式为 K＝ 。 cNO· cNO2
N2O3(g)的平衡常数表
(2)工艺中采用气液逆流接触吸收，其目的是增大 NO、NO2 气体与石灰乳的接触面积，增强吸收效果。硝酸工业的尾气 用石灰乳吸收，吸收过滤后的滤渣可循环使用，则滤渣中主 要含有未反应的 Ca(OH)2。
热点分析
1．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。③分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应 物是什么；发生了什么反应；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。 (2)解题思路
③灼烧、焙烧、煅烧：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。
④控制反应条件的方法 (2)分离提纯阶段的常见考点
①调pH除杂
a．控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 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 物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 沉淀完全 3.7 9.6
流程图：
Ⅰ.原料气的制备 (1)合成氨所需氮气来自空气，方法之一是将空气液化后再加 热分离；请另设计一种从空气中分离出氮气的方法： _________________________________。 (2)请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)： __________________________________。
(3)控制 NO 和 NO2 物质的量之比接近 1∶1，与石灰乳发生 反 应 ： Ca(OH)2 ＋ NO ＋ NO2===Ca(NO2)2 ＋ H2O 。 若 n(NO)∶n(NO2)＞1∶1， 混合气体发生上述反应后，NO 有剩 余， 且不能被石灰乳吸收， 导致排放的气体中 NO 含量升高。 若 n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，混合气体发生上述反应后，NO2 有剩余，NO2 可与 Ca(OH)2 发生反应生成 Ca(NO3)2，导致产 品中 Ca(NO3)2 含量升高。 (4)酸性溶液中 Ca(NO2)2 会发生分解，产物之一是 NO，据得 失电 子守恒，可写 出离子方程式 ：3NO 2 ＋ 2H ===NO3 ＋ 2NO↑＋H2O。
解析：(1)观察流程图，重晶石与焦炭反应时，生成物之一是 BaS 固体。可以看出，该反应中硫元素的化合价降低而钡元 素的化合价未发生变化。根据氧化还原反应的规律，碳元素 的化合价应升高，可能生成 CO 或 CO2；同时，BaSO4 中一 部分硫的化合价还可能降低至＋4，生成 SO2。(2)HS 是由 S2 发生水解反应得到的。 (3)根据盖斯定律， 由第一个热化学 方程式减去第二个热化学方程式，得 Ba(HS)2(aq)＋CO2(g) ＋H2O(l)===BaCO3(s)＋2H2S(g) ΔH＝＋29 kJ· mol 1。观察
－ ＋ －
cN2O3 答案：(1) (2)使尾气中的 NO、NO2 被充分吸 cNO· cNO2 收 Ca(OH)2 (3)排放气体中 NO 含量升高 产品 Ca(NO2)2 (4)3NO2 ＋2H ===NO3 ＋2NO↑
－ ＋ －
中 Ca(NO3)2 含量升高 ＋H2O
2．(2013· 咸宁高三模拟)制备过氧化氢的传统方法是在过氧化 钡中加入稀硫酸。以重晶石(BaSO4)为原料制备过氧化氢的流 程如下：
－1
上述反应为吸热反应， 加热可使平衡向
正反应方向移动，提高 BaCO3 产率 (4)H2SO4 (5)2.5×10
＋ －3 －1
mol· L
－
(6)2H ＋O2＋2e ===H2O2
3．(2013· 汕头调研)合成氨是“将空气变成面包”的反应，合
成氨工业在国民经济中占有重要地位。下图是合成氨的简要2 的浓度需大 L 3
－
－
于________才不会生成 BaSO4 沉淀。已知 Ksp(BaSO4)＝1× ，Ksp(BaCO3)＝2.5×10 9。
－
(6)据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器 中，利用特殊电极材料以 H2 和 O2 为原料制取过氧化氢的新 工艺，原理如图所示。请写出甲电极的电极反应式 _______________________________________________。
Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 ②试剂除杂 ③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要 注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3，还有如 H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
一推敲解答。解题关键在于认真对比分析原料与产品的组
成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂 质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄 清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。
2．无机化工流程常见的操作与名词 无机化工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 (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率 ②溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。 水浸：与水接触反应或溶解。 浸出：固体加水(酸)溶解得到离子。 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少。 酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物 通过过滤除去的溶解过程。
mol· 1，此即为 CO2 的最低 L 3
－
－
浓度。(6)由 O2 生成 H2O2，氧元素的化合价降低，发生还原 反应，又因介质为盐酸，因此甲电极的电极反应式为 2H ＋ O2＋2e ===H2O2。
－ ＋
答案：(1)D (2)2BaS＋2H2O===Ba(OH)2＋Ba(HS)2 (3)Ba(HS)2(aq) ＋ CO2(g) ＋ H2O(l)===BaCO3(s) ＋ 2H2S(g) ΔH＝＋29 kJ· mol
－ － －
流程图可知，加热溶液 A 的目的是制备 BaCO3，由于该反应 是吸热反应，所以加热可使平衡正向移动，从而提高 BaCO3 的产率。
(4)气体②是 H2S，由于其组成中含有硫元素，可以用来制备 硫酸。(5)Ksp(BaSO4)＝c(Ba2 )· c(SO2 )，Ksp(BaCO3)＝ 4 c(Ba2 )· c(CO2 )。假定同时生成 BaSO4 和 BaCO3 两种沉淀， 3 两式相比得 c(CO2 )/c(SO2 )＝Ksp(BaCO3)/Ksp(BaSO4)， 代入 3 4 数据求得 c(CO2 )＝2.5×10 3
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；
(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。
巩固练习
1．(2012· 高考江苏卷)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、 NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2， 其部分工艺流程如下：
(1)一定条件下，NO 与 NO2 存在下列反应：NO(g)＋ NO2(g) N2O3(g)，其平衡常数表达式为 K＝________。
－ －
－
(4)气体②可进一步加工成为上述制取 H2O2 流程中的一种原 料，该原料是________(填化学式)。
(5)通入的 CO2 中若含有 O2 会有 BaSO4 生成，所以通常增大 溶液的 pH 以提高 CO2 的浓度，把 BaSO4 转化为 BaCO3。 3 若测得 SO2 的浓度为 1×10 4 10
④降温：防止某物质在高温时溶解(或分解)、为使化学平衡向 着题目要求的方向移动。 ⑤萃取 (3)获得产品阶段的常见考点 ①洗涤(冰水、热水)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。 ②蒸发时的气体氛围(抑制水解)：如从溶液中析出FeCl3 、 AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解。 ③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。 ④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。 ⑤重结晶。 (4)其他常见考点 ①化学方程式 ②实验仪器 ③计算 ④信息
明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的
条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实 际问题思考→注意答题的模式与要点。
(3)方法技巧
对一些线型流程工艺或从原料到产品为一条龙生产工序试
题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与 最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关 系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除 杂、分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐
Mn(OH)2
8.3
9.8
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶 液pH增大；不引入新杂质。
例 如 ： 若 要 除 去 Cu2 ＋ 溶 液 中 混 有 的 Fe3 ＋ ， 可 加 入 CuO 、
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进 入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是_____________； 滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。 (3)该工艺需控制 NO 和 NO2 物质的量之比接近 1∶1。若 n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致______________________； 若 n(NO)∶n(NO2)<1∶1，则会导致____________________。 (4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中 Ca(NO2)2 会发 生分解，产物之一是 NO，其反应的离子方程式为 _______________________________________。
解析：(1)反应 NO(g)＋NO2(g) cN2O3 达式为 K＝ 。 cNO· cNO2
N2O3(g)的平衡常数表
(2)工艺中采用气液逆流接触吸收，其目的是增大 NO、NO2 气体与石灰乳的接触面积，增强吸收效果。硝酸工业的尾气 用石灰乳吸收，吸收过滤后的滤渣可循环使用，则滤渣中主 要含有未反应的 Ca(OH)2。
热点分析
1．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。③分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应 物是什么；发生了什么反应；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。 (2)解题思路
③灼烧、焙烧、煅烧：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。
④控制反应条件的方法 (2)分离提纯阶段的常见考点
①调pH除杂
a．控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 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 物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 沉淀完全 3.7 9.6
流程图：
Ⅰ.原料气的制备 (1)合成氨所需氮气来自空气，方法之一是将空气液化后再加 热分离；请另设计一种从空气中分离出氮气的方法： _________________________________。 (2)请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)： __________________________________。
(3)控制 NO 和 NO2 物质的量之比接近 1∶1，与石灰乳发生 反 应 ： Ca(OH)2 ＋ NO ＋ NO2===Ca(NO2)2 ＋ H2O 。 若 n(NO)∶n(NO2)＞1∶1， 混合气体发生上述反应后，NO 有剩 余， 且不能被石灰乳吸收， 导致排放的气体中 NO 含量升高。 若 n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，混合气体发生上述反应后，NO2 有剩余，NO2 可与 Ca(OH)2 发生反应生成 Ca(NO3)2，导致产 品中 Ca(NO3)2 含量升高。 (4)酸性溶液中 Ca(NO2)2 会发生分解，产物之一是 NO，据得 失电 子守恒，可写 出离子方程式 ：3NO 2 ＋ 2H ===NO3 ＋ 2NO↑＋H2O。
解析：(1)观察流程图，重晶石与焦炭反应时，生成物之一是 BaS 固体。可以看出，该反应中硫元素的化合价降低而钡元 素的化合价未发生变化。根据氧化还原反应的规律，碳元素 的化合价应升高，可能生成 CO 或 CO2；同时，BaSO4 中一 部分硫的化合价还可能降低至＋4，生成 SO2。(2)HS 是由 S2 发生水解反应得到的。 (3)根据盖斯定律， 由第一个热化学 方程式减去第二个热化学方程式，得 Ba(HS)2(aq)＋CO2(g) ＋H2O(l)===BaCO3(s)＋2H2S(g) ΔH＝＋29 kJ· mol 1。观察
－ ＋ －
cN2O3 答案：(1) (2)使尾气中的 NO、NO2 被充分吸 cNO· cNO2 收 Ca(OH)2 (3)排放气体中 NO 含量升高 产品 Ca(NO2)2 (4)3NO2 ＋2H ===NO3 ＋2NO↑
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中 Ca(NO3)2 含量升高 ＋H2O
2．(2013· 咸宁高三模拟)制备过氧化氢的传统方法是在过氧化 钡中加入稀硫酸。以重晶石(BaSO4)为原料制备过氧化氢的流 程如下：
－1
上述反应为吸热反应， 加热可使平衡向
正反应方向移动，提高 BaCO3 产率 (4)H2SO4 (5)2.5×10
＋ －3 －1
mol· L
－
(6)2H ＋O2＋2e ===H2O2
3．(2013· 汕头调研)合成氨是“将空气变成面包”的反应，合
成氨工业在国民经济中占有重要地位。下图是合成氨的简要2 的浓度需大 L 3
－
－
于________才不会生成 BaSO4 沉淀。已知 Ksp(BaSO4)＝1× ，Ksp(BaCO3)＝2.5×10 9。
－
(6)据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器 中，利用特殊电极材料以 H2 和 O2 为原料制取过氧化氢的新 工艺，原理如图所示。请写出甲电极的电极反应式 _______________________________________________。
Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 ②试剂除杂 ③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要 注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3，还有如 H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
一推敲解答。解题关键在于认真对比分析原料与产品的组
成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂 质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄 清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。
2．无机化工流程常见的操作与名词 无机化工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 (1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率 ②溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。 水浸：与水接触反应或溶解。 浸出：固体加水(酸)溶解得到离子。 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少。 酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物 通过过滤除去的溶解过程。