无机工艺流程题的解题模式与训练题

无机工艺流程题的解题模式与训练题

【解题模型】

（1）氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律：① 判断产物② 配平

（2）非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物

（3）关注箭头的指向：箭头指入——反应物；箭头指出——生成物。

（4）对于提纯型的流程题，关注起始原料中的杂质，结合反应实际（物质性质、试剂用量），全面考虑，对于写全（全部）方程式尤为重要！

（一）原料的预处理：熟悉工业流程的几个常用的关键词：

1、研磨：增大接触面积，加快溶解或加快反应速率。

2、搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。

3、浸出（水浸、酸浸、碱浸）：固体加入水或酸溶解，使可溶离子进入溶液，不溶物通过过滤除去过程。可通过适当增大酸的浓度、升温和强力搅拌等加快反应速率。

4、洗涤：水洗通常是为了除去水溶性的杂质。有机物洗涤：减少在洗涤过程中晶体因为溶解而造成的损失。

5、灼烧（焙烧、煅烧）：除去可燃性杂质或使原料初步转化。或者使不易转化的物质转为容易

提取的物质：如海带中提取碘等。

6、煅烧：改变结构，使一些物质在后续过程中易溶解。

7、酸作用：溶解；去氧化物（膜）；调节pH促进水解（沉淀）。

8、碱作用：去油污；去铝片氧化膜；溶解Al、SiO2；调节pH促进水解（沉淀）。

9、煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气。

10、氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子。

（二）反应条件的控制：主要有温度、pH、保护气。

1、温度：主要从4个方面分析：（1）反应速率；（2）物质的溶解度（溶解度曲线）

（3）物质的热分解与挥发；（4）弱离子的水解（平衡）。

（1）控制低温: ①防止物质的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等；

②防止物质的挥发，如盐酸等；③抑制物质的水解；

④增大气体反应物的溶解度，使其被充分吸收。

（2）采取加热:

①加速某固体的溶解,加快反应速率；②减少气体生成物的溶解并使其逸出；

③使平衡向需要的方向移动；④趁热过滤，防止某物质降温时因析出而损耗或带入新杂质。

（3）控制一定的温度范围:

①先看题目中是不是有某个反应对温度的限制；②防止副反应发生；

③确保催化剂的催化效果,兼顾速率和转化率,追求更好的经济效益。

2、控制pH值：

①促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤的方法达到分离的目的；②抑制某些离子的

水解，防止某些离子的氧化等。这类应用在题目中常以表格形式给出信息。

3、保护气：常见的保护气有：N2，氩气等惰性气体，氯化氢气流等。

作用：隔绝空气（主要是O2、H2O），防止……；或者抑制弱离子的水解。

（三）产品的分离提纯：

工业流程中的主要操作：过滤、洗涤、干燥、结晶、重结晶、蒸馏、萃取分液。

1、过滤：过滤要分清是要溶质还是要固体。趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度。

2、洗涤：一般的洗涤操作为:向漏斗（过滤器）中加入蒸馏水至没过沉淀，静置，待水自然流尽后，重复操作

2—3次。

洗涤分为：水洗、冰水洗、有机溶剂洗（乙醇、乙醚）。

其目的可能是以下中的一种或者几种:

①洗去目标物表面的杂质离子；②减少目标物因溶解而损耗；

③防止目标物形成结晶水合物④使晶体快速干燥。

3、结晶分为：

①蒸发结晶；②蒸发浓缩、冷却结晶；

③蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶；④重结晶

定义区分：蒸发结晶是通过蒸发掉溶剂而析出溶质；

趁热过滤是为了防止冷却后溶解度降低析出晶体，因此在热溶液的时候就过滤掉不溶物；

冷却结晶就是通过降低溶解度而析晶；

重结晶是通过二次或者n次的溶解后再析晶达到纯化物质的目的。

当溶液是单一溶质时：①所得晶体不带结晶水（如NaCl）：蒸发、结晶

②所得晶体带结晶水：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，

如：CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、Al2(SO4)3·18H2O

重结晶：又叫再结晶，指固体—溶液—结晶这个过程，意思就是重新结晶一次。不过一般的结晶需要重复多次才能得到较为纯净。

关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。

一般涉及到的知识点：速率快、产率高、产品纯度高、成本低、无污染、循环利用。

1、环境保护与绿色化学评价：废渣、废液（酸、碱、重金属盐）、废气（Cl

2、Br2、硫、氮的氧化物）

2、循环利用——实质就是降低成本。

可循环物质的判断①流程图中回头箭头的物质②生产流程中后面新生成或新分离的物质不要忽视结晶后的母液,可能是前面某一步反应的相关物质。

例题1：某校化学兴趣小组的同学参观了某厂用粗ZnO制备活性ZnO的生成流程，并回收铜以及副产品硫酸铵，做如下探究。制备活性氧化锌一种由粗ZnO制备活性ZnO的流程如图：

过量H2SO4H2O2氨水稍过量Zn NH4HCO3

粗ZnO 溶解反应1 调节pH 置换反应2 焙烧活性ZnO

滤渣B

滤液C CO2 滤液D ……硫酸铵晶体

Cu

查阅资料：

（1）粗ZnO中常含有杂质FeO、CuO

（2）反应2温度控制在30℃左右，制得碱式碳酸锌ZnCO3.2Zn(OH)2. H2O，碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO

（

【知识梳理】

一、原料预处理

问题：1、硫酸要过量的原因。

2、提高酸浸速率的方法。

二、除杂

问题：1、写出“反应1”的化学方程式。

2、调节pH的目的。

调节pH的范围。

3、滤渣A是。滤渣B是。滤液C是。

三、核心化学反应

问题：1、请写出“反应2”的离子方程式。

2、“反应2”温度要控制在30℃左右的可能原因

。

四、产品分离提纯

问题：1、“反应2”完成以后，需进行操作，

此操作要用到哪些玻璃仪器。

2、检验碱式碳酸锌表面已洗涤干净的操作

。

3、硫酸铵溶液制备硫酸铵晶体的基本实验步骤是：、、过滤、

用冰水洗涤、干燥。

用冰水洗涤的目的是。