无机化学工艺流程题的解题策略

2018高考化学：无机化学工艺流程题的解题策略解读一：原料预处理方式

解读二：必考的反应条件

角度三提纯方法

角度四分离方法

(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。

(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。

(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。

(6)冷却法：利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气。

二、解答无机化工流程题的策略

1．粗读题干，挖掘图示

图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。

2．携带问题，精读信息

这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。

3．跳跃思维，规范答题

答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。要求用理论回答的试题，应采用“四段论法”：

改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→有什么变化→得出什么结论。 相关练习

1．以硅藻土为载体的五氧化二钒(V 2O 5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V 2O 5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

(1)“酸浸”时V 2O 5转化为VO 2＋

，反应的离子方程式为________________，同时V 2O 4转化成VO 2＋。“废渣1”的主要成分是__________。

(2)“中和”作用之一是使钒以V 4O 124－

形式存在于溶液中。“废渣2”中含有______________________。

(3)“离子交换”和“洗脱”

(ROH

为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。 (4)“流出液”中阳离子最多的是________。

(5)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH 4VO 3)沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：________________________。

解析：(1)反应过程中V 的化合价不变，所以是复分解反应。注意V 2O 5在离子方程式中不能拆开；废钒催化剂中，只有二氧化硅不溶于硫酸，成为废渣1的主要成分。(2)中和时，Fe 3＋、Al 3＋分别转化为难溶的Fe(OH)3和Al(OH)3，成为废渣2的主要成分。(3)为提高洗脱效率，需使题中所述平衡逆向移动。根据平衡移动原理，碱性越强越有利于平衡逆向移动，所以淋洗液应该呈碱性。(4)经过“离子交换”，钒以R 4V 4O 12形式存在，而铁、铝则在“中和”过程中转化为沉淀，所以“流出液”中最多的阳离子是钾离子。(5)由NH 4VO 3转化为V 2O 5，V 的化合价未发生变化，该反应为非氧化还原反应，所以N 的化合价仍为－3，一种生成物是NH 3，另一种生成物必定是H 2O 。

答案：(1)V 2O 5＋2H ＋===2VO 2＋

＋H 2OSiO 2 (2)Fe(OH)3和Al(OH)3(3)碱 (4)K ＋ (5)2NH 4VO 3△=====

V 2O 5＋2NH 3↑＋H 2O ↑

2．(2017·厦门模拟)新型高效絮凝剂Fe(OH)SO 4(碱式硫酸铁)常用于污水处理。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 如表所示：

请回答下列问题：

(1)加入少量NaHCO 3的目的是调节溶液的pH ，使溶液中的________沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是____________________________。 (2)在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O 2以减少NaNO 2的用量，O 2

与NaNO 2在反应中均作________。若参与反应的O 2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO 2的物质的量为________。 (3)碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2＋可部分水解生成[Fe 2(OH)4]2＋聚合离子。该水解反应的离子方程式为___________________________________。

(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫

酸铁。根据我国该药物的相关质量标准，产品中不得含有Fe 2＋和NO 3－

。为检验所得产品中是否含有Fe 2＋，应使用的试剂为________(填序号)。

A ．氯水

B ．KSCN 溶液

C ．NaOH 溶液

D ．酸性KMnO 4溶液

解析：(1)稀硫酸浸取废铁屑后所得的溶液中含Fe 2＋和少量Al 3＋，根据工艺流程可知该步操作是保留Fe 2＋，除去Al 3＋，故加入少量NaHCO 3调节溶液pH 可以使Al 3＋沉淀，“搅拌”可以加快化学反应速率。

(2)反应Ⅱ中有NO 生成，这说明反应中亚硝酸钠是氧化剂，将亚

铁离子氧化生成了铁离子，反应的离子方程式为Fe 2＋

＋NO 2－

＋2H ＋

===Fe 3＋＋NO ↑＋H 2O ；由于要将亚铁离子氧化为铁离子，所以O 2与NaNO 2在反应中均作为氧化剂；标准状况下11.2 L 氧气的物质的量是11.2 L ÷22.4 L/mol ＝0.5 mol ，0.5 mol 氧气可以得到2 mol 电子。亚硝酸钠中氮元素的化合价是＋3价，其还原产物中氮元素的化合价是＋2价，得到1个电子，所以根据电子守恒可知，相当于是节约了2 mol 亚硝酸钠。

(3)[Fe(OH)]2＋离子可部分水解生成[Fe 2(OH)4]2＋聚合离子，则根据电荷守恒可知一定还有氢离子生成，所以该水解反应的离子方程式为2[Fe(OH)]2＋＋2H 2O===[Fe 2(OH)4]2＋＋2H ＋。

(4)因产品中含Fe 3＋，检验Fe 2＋时不能采用加氯水和KSCN 溶液的方法，也不能加NaOH 溶液，Fe(OH)3会对检验Fe 2＋产生干扰；可以用酸性KMnO 4溶液检验Fe 2＋的存在，如含Fe 2＋，则滴入几滴酸性KMnO 4溶液后，溶液紫红色会褪去。

答案：(1)Al 3＋ 加快化学反应速率 (2)氧化剂 2 mol (3)2[Fe(OH)]2＋＋2H 2O===[Fe 2(OH)4]2＋＋2H ＋(4)D