无机化工流程题专题

南山中学实验学校化学提高班（A ）讲义

无机化工专题

[考纲要求]：1、了解科学、技术、社会的相互关系，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想重要性。

2、了解氯碱工业、硫酸工业、合成氨工业、废水处理等工业的原理。

3、了解化工流程题的试题特点和备考策略

[呈现形式]：流程图、表格、图像

[知识落点]：基本理论、元素化合物、实验 [导入专题]： 化学知识越来越多的应用在工业生产和生活实际中，而这也成为高考命题

的热点和难点，充分体现化学学科知识的实用性。试题有时会以流程图的形式

出现。这类题目能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导

思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际

中解决问题的能力。要求同学们既要熟知工业生产的基本原理，又要对流程图

中所给出的信息进行提取、筛选，对同学的学科能力要求较高。 [案例引思]：1、从粗产品硫酸锌固体除去铁、铜、镉等可溶性硫酸盐，从而得到纯净的硫

酸锌，实验流程如下：

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH 参见下表，请回答下列问

题：

沉淀物

Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Cd(OH)2 Mn(OH)2 pH 值 8.0 9.7 3.2 6.7 9.4 10.4

（1）、“酸浸”步骤中，为提高锌的浸出率，可采取的措施有 。“酸浸”时适当补充少量水的原因是 。

（2）、滤液I 加入酸性KMnO 4所发生反应的离子方程式为 。加入ZnO 的原因是 。（3）滤渣III 的成份主要是 。

（4）、从滤液III 得到晶体的操作过程为 、冷却结晶、过滤冼涤、小心干燥。

[讲解分析]：（1）、增大硫酸浓度或加热升高温度或边加硫酸边搅拌或增加浸出时间（3分）

（要求写出一条即可）。防止硫酸锌中从溶液中析出。（2分）

（2）、5Fe 2++MnO 4-+8H +=5Fe 3++Mn 2++4H 2O （3分，不配平扣2分）

因为Fe 3++3H 2O Fe(OH)3+3H +，ZnO+2H +=Zn 2++H 2O,加入ZnO 能促进Fe 3+水解生

成Fe(OH)3而除去。（3分）

（3）、Zn 、Cd 、Cu （3分，每个1分，填错倒扣分，扣完为止）（4）、蒸发浓缩 （2

分）

调pH 至5-5.4 加入ZnO 酸性KMnO 4 混合液 趁热过滤 煮沸数分钟 加入Zn 粉 滤渣III 滤渣II 滤液II

滤液III 晶体

趁热过滤 粗产品 酸浸 滤渣I 滤液I

[知识整合]：一、熟悉工业流程的几个常用的关键词

1、浸出：固体加入水或酸溶解得到离子。

2、酸浸：指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去溶解的过程。

3、水洗：水洗通常是为了除去水溶性的杂质。有机物洗涤：减少晶体损失

4、灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转为容易提取的物质：如海带中提取碘等

5、酸作用：溶解、去氧化物（膜）、调节PH促进水解（沉淀）

6、碱作用：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节PH促进水解（沉淀）

7、氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子

8、控制PH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离

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、趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度

二、工业流程中的主要操作：结晶、重结晶、洗涤、干燥、灼烧、分液、重复操作2-3次等如结晶的几种方法：（1）、当溶液是单一溶质时

①、所得晶体不带结晶水（如NaCl、K NO3）：蒸发、结晶

②、所得晶体带结晶水：蒸发浓缩（至有晶膜出现为止），冷却结晶，过滤

（2）当溶液中有两种或以上溶质时

要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩（结晶），趁热过滤

要得到溶解度受温度影响大的：蒸发浓缩，冷却结晶

三、解题方法

1、首尾分析法：对一些线型流程工艺(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,逐一推敲解答.

[典型例题]：例1、实验室用石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯石的实验步骤：

（1）、溶解石时，用硝酸而不同硫酸的原因是。

（2）、操作Ⅱ的目的是，溶液A（溶质是共价化合物）是。（3）、写出检验滤液中是否含铁离子方程式：。（4）、写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：。写出滤液B的一种用途：。

（5）、CaO2中一般含CaO。试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。

试剂：氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤：①；②加入；③加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定。

（6）、若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1mL溶液为25滴），则相对误差为。

[讲解分析]：(1)、硫酸钙微溶于水 (2)、除去溶液中Fe3+氨水 (合理即给分)

(3)、取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含

Fe3+;或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含

Fe3+

(4)、Ca 2++CO 32-

==CaCO 3↓ 作化肥 (合理即给分)(5)、称量 过量的标准盐酸

(6)、0.1％

[变式训练]：1、聚合氯化铝是一种新型高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯化铝

[Al 2(OH)n Cl 6－n ]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备

原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al 2O 3（25%～34%）、SiO 2（40%～

50%）、Fe 2O 3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同

的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化

铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：

2(OH )n Cl 6－n

[Al 2(OH)n Cl 6－n ]。根据流程图回答下列问题：

⑴、“煅烧”的目的是_______________________________________________。

⑵、配制质量分数15％的盐酸需要200 mL 30％的浓盐酸（密度约为1.15 g·cm

－3）和_______ g 蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。

⑶、“溶解”过程中发生反应的离子方程式为

_____________________________________。

⑷、加少量铝粉的主要作用是_____________________________________。

⑸、“调节溶液pH 在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的

实验用品是_______；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的

实验方法是__________。

[参考答案]：⑴、改变高岭土中的结构，使其能溶于酸；⑵、230；量筒；⑶Al 2O 3＋6H ＋＝

2Al 3＋

＋3H 2O Fe 2O 3＋6H ＋＝2Fe 3＋＋3H 2O ；⑷、除去溶液中的铁离子；⑸、pH

计（或精密pH 试纸）；水浴加热

2、截段分析法：

用截断分析法解工艺流程题是一种主流解题方法.因为当前的化

工生产,为了降低成本,减少污染,增加效益,大都设计成综合利用原材料,

生产多种产品的工艺生产线.为此这种工艺流程题很多.用截断分析法解

工艺流程题关键在于选对属型和如何截段,截几段更合理.一般截段以生

产的产品为准点.但也不一定,特殊情况也很多,必须具体情况作具体分

析.

[典型例题]：例2、（以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和

氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：

FeSO 44Cl 溶液 2SO 4(s) 4)2S 2O 8溶液 (g) 3(s)