19届高考化学总复习第3章金属及其化合物学案三无机化学工艺流程配套练习

工艺操作(结果)
目的评价(或操作名称)
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研磨(粉碎)
增大接触面积，加快反应(溶解)速率
方法 措施
煅烧(焙烧) 水浸
酸浸(碱浸) 调节溶液 pH
矿物分解、燃烧，转化为易溶于酸、碱的物质 利用水溶性把物质进行分离 利用物质与酸(碱)反应除掉杂质或把目标物质转 化为可溶性离子
某些金属离子的沉淀，控制物质的溶解
学案三 无机化学工艺流程
【教学目标】
1．使学生了解化学工艺流程题的常见题型。
2．掌握化学工艺流程题的分析方法和技巧。
3．培养学生发散、联想、归纳、整合、提炼知识的能力。
【教学重点】 化学工艺流程题的分析方法和技巧。
【教学难点】 隐含信息的挖掘和计算能力的提升。
【考情分析】 命题点
五年考情
分析解读
以物质制备为 2017·全国Ⅲ，T27 化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程
mol·L－ 1＝ 1.3×10－ 17mol·L－ 1。
c3(Mg2＋)·c2(PO3－ 4 )值为 0.013×(1.3×10－17) ＝1.7×10－40<K [Mg (PO ) ]，因此不会生
2
成 Mg3(PO ) 沉淀
sp
3 42
42
高温 (6)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4 = = = = = 2LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑
减少晶体的溶解损失 减少晶体的水溶性损失
2
考点指导 1 以物质制备为目的工艺流程
【典例 1】
(2017·课标全国Ⅰ，27)Li4Ti5O12 和 LiFePO 都是锂离子电池的电极材
题 挖掘题
4
料，可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3，还含有少量 MgO、SiO 等杂质)来
头 头信息
2
制备，工艺流程如下：
主线的化学工 2016·全国Ⅱ，T28 用框图形式表示出来，并根据生产流程中有
艺流程
2015·全国Ⅰ，T27 关的化学知识步步设问，是无机框图的创
新。它以现代工业生产为基础，与化工生产
以分离提纯为 主线的化学工
艺流程
2017·全国Ⅰ，T27 2016·全国Ⅲ，T28
成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查 物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验 原理在化工生产中的实际应用，具有较强的 实用性和综合性，是近几年高考化学试题的
3
===Fe2＋＋TiOCl2－4 ＋2H2O
(3)低于 40 ℃，TiO2·xH O 转化率随温度升高而增加；超过 40 ℃，双氧水分解与氨气逸出 2
4
导致 TiO2·xH O 转化率下降 2
(4)4
(5)Fe3＋ 恰 好 沉 淀 完 全 时 ，
c(PO3－4 )＝
1.3 1.0
× ×
1100－－252
常考题型。
1．工艺流程题过程解读
1
(1)读流程图 ①箭头：箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。 ②三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。 (2)解题要点 ①审题要点：a.了解生产目的、原料及产品，b.了解题目提供的信息，c.分析各步的反应 条件、原理及物质成分，d.理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。 ②答题切入点：a.原料及产品的分离提纯，b.生产目的及反应原理，c.生产要求及反应条 件，d.有关产率、产量及组成的计算，e.绿色化学。 2．工艺流程题常见答题方向
_________(列式计算)。
(6)写出“高温煅烧②”中由
的化学方程式
__________________________________。
【审题指导】
①分析图像，浸出率达到 70%只有 90 ℃、100 ℃两条曲线。
②反应物 FeTiO ＋H＋＋Cl－，生成物 TiOCl2－4 ＋Fe2＋，结合原子守恒和电荷守恒写出离子
【评分细则】
(1)100 ℃、2 h，90 ℃、5 h(每一组 1 分，温度与时间对应一组)
(2)FeTiO ＋ 4H＋＋ 4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2－4 ＋2H2O；(化学式均正确得 1 分，配平正确得 1 3
题 分析题 干 干流程
回答下列问题： (1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的
时，所采用的实验条件为____________ ______________________________________________。
知道题
题 尾考查
尾 哪些问
题 (2)“酸浸”后，钛主要以
⑤由 Ksp 公式入手计算，Qc 与 K 的关系得出结论。 sp
⑥流程题已经给出化学反应的反应物是 FePO4 和 Li2CO 、草酸，生成物 LiFePO4，分析化合 3
价变化的元素，结合原子守恒和得失电子守恒写出方程式。
【答题规范】
(1)100 ℃、2 h 或 90 ℃、5 h
(2)FeTiO ＋ 4H＋＋ 4Cl－
(5)若“滤液②”中 c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶
液体积增加 1 倍)，使 Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe3＋)＝1.0×10－5
mol·L－1，此时是否有 Mg3(PO4)2 沉淀生成？
_______________________________________________________________
控制 条件
控制温度 增大某反应物用量
加快反应速率，促进平衡移动；物质的溶解、析 出、挥发等
增大另一反应物的转化率(产率)
某种试剂的选择
是否带入杂质、是否影响产品的纯度
不相溶液体 相溶性液体
分液 蒸馏
分离 提纯
难溶性固体 易溶性固体 趁热过滤
过滤 蒸发结晶、浓缩冷却结晶 防止温度降低，某物质析出
冰水洗涤 乙醇、有机溶剂洗涤
3
方程式。
③可以从温度、浓度、压强等方面考虑转化率的因素，结合考虑双氧水在高温下易分解、
氨水中氨气会逸出。
④找出元素的常规价态，Li为＋1 价，O 为－2 价，Ti为＋4 价，O 2－2 中 O 为－1 价，化学
式变形为 Li2Ti5(O2)xO15－2x，从化合价的代数和为零作答 2＋4×5－2x－2(15－2x)＝0，计 算得出结果 x＝4。
形式存在，写出相应反应的离子
方程式________________________________________。
(3)TiO2·xH O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min所得实验结果如下表所 2
示：
3
(4)Li2Ti O 中 Ti的化合价为＋4，其中过
为
5 15
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