一、【考点分析】
无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问
题的能力。解此类型题目的基本步骤是:
①从题干中获取有用信息,了解生产的产品
②分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A.反应物是什么;B.发生了什么
反应;C.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。
③从问题中获取信息,帮助解题。
了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:
对反应速率有何影响?对平衡转化率有何影响?对综合生产效益有何影响?如原料成
本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学
方面作答)。
二、【工业流程题中常用的关键词】
原材料:矿样(明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土,
烧渣),合金(含铁废铜),药片(补血剂),海水(污水)
灼烧(煅烧):原料的预处理,不易转化的物质转化为容易提取的物质:如海带中提取
碘
酸:溶解、去氧化物(膜)、调节 pH 促进水解(沉淀)
碱: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)
氧化剂:氧化某物质,转化为易于被除去(沉淀)的离子 氧化物:调节 pH 促进水解
(沉淀)
控制 pH 值:促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离
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 趁热过滤:
减少结晶损失;提高纯度
三、【工业流程常见的操作】
(一)原料的预处理
①粉碎、研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速
率。(研磨适用于有机物的提取,如苹果中维生素 C 的测定等)
②水浸:与水接触反应或溶解。
③酸浸:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,与酸接触反应或溶解,使可溶性金
属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。近年来,在高考题出现了“浸出”操作。在化工生产
题中,矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择
性地溶解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。
④灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去
可燃性杂质,将有机碘转化为碘盐。
⑤灼烧、焙烧、煅烧:改变结构和组成,使一些物质能溶解;并使一些杂质在高温下氧
化、分解,如煅烧高岭土和石灰石。
(二)控制反应条件的方法
①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀——pH 值的控制。
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 3.7
Fe(OH)2 7.6 9.6
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。
调节 pH 所需的物质一般应满足:
1)能与 H+
反应,使溶液 pH 值增大;2)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(原理:CuO、
Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 与 H+反应,使溶液中 H+浓度减小,PH 上升)。
②蒸发、反应时的气体氛围:抑制物质的水解,提高产率
③加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动(正向移动或逆向移动,由题
意而定)
④降温反应的目的:防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移
动
⑤趁热过滤:防止某物质降温时会析出
⑥冰水洗涤: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
(三)物质的分离和提纯的方法
①结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发)
重结晶是利用固体物质均能溶于水,且在水中溶解度差异较大的一种除杂质方法。
②过滤——固、液分离
③蒸馏——液、液分离
④分液——互不相溶的液体间的分离
⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。
⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
(四)常见名词
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
水洗:通常为除去水溶性杂质
水浸:与水接触反应或溶解
四、【常见文字叙述方法】
1.洗涤沉淀:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作 2-3
次。
2.从溶液中得到晶体:蒸发浓缩-降温结晶-过滤-(洗涤-干燥)。
注意:①在写某一步骤是为了除杂是,应该注明“是为了除去 XX 杂质”(只写“除杂”等
一类没有完整概括的回答是不给分的。)
②审题要抓住关键,如看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,并注意配平。
五、【难点解析】
一般来说,流程题只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;另一目的就是
利用某些物质制备另一物质。
一、对于实验目的为一的题目,其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。
当遇到这一类题时,要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么,混有
的杂质有哪些,认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要
用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。这里特
别提一提蒸发与结晶 。蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用
何种方法,主要取决于溶质的溶解度。
有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大,如 NH4NO3、KNO3 等物质,在蒸发过
程中比较难析出来,所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比
较小,如 NaCl、KCl 等,有少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如 Ca(OH)2 要使它们
析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。例如 NaCl 和 KNO3 混合溶液,如果将混
合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是 NaCl ,母液中是 KNO3 和少量 NaCl。如果将混
合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是 KNO3 ,母液中是 NaCl 和少量 KNO3。如果是
除杂,杂质所含的量比较少,一般是让主要物质析出来。如 KNO3 溶液中含少量 NaCl,常
用升温冷却结晶法,再经过过滤、洗涤、烘干(不同的物质在烘干时采取的方法不同),就
可得到 KNO3 固体了。如果 NaCl 溶液中含少量 KNO3,则用蒸发浓缩结晶法,这种方法一
般要经过趁热过滤才能得到主要物质,主要原因是如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析
出来。
六、答题规律:
(1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施:搅拌、升高温度、延长浸出时
间、增大气体的流速(浓度、压强),增大气液或固液接触面积
(2)加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)
移动
(3)温度不高于××℃的原因适当加快反应速率,但温度过高会造成挥发(如浓硝酸);分解
(如 H2O2、NH4HCO3);氧化(如 Na2SO3);促进水解(如 AlCl3)等,影响产品的生成,
造成浪费
(4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法【蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥】
(5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法(蒸发浓缩、
趁热过滤、洗涤、干燥)
(6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器(“仪器”可以换另一种方式来考察,如:玻
璃仪器、可以直接在火焰上加热的仪器等)
(7)控制某反应的 pH 值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀(调节 pH 所用试剂为主要
元素对应的氧化物、碳酸盐、碱,以避免引入新的杂质;pH 分离时的范围确定、范围过小
的后果或过大的后果)
(8)减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止(如 H2O2、浓硝酸、
NH4HCO3)受热分解\挥发
(9)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法:将溶液静置一段时间后,向上层清液中滴入对
应的沉淀剂(必要时先加酸酸化排除其他离子的干扰),若无沉淀生成,则离子沉淀完全(写
出详细的操作、现象、结论)
(10)洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作
2-3 次
(11)检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试
剂,若……,则沉淀洗涤干净(写出详细的操作、现象、结论)
(12)洗涤的目的:除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质
(13)冰水洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗
涤过程中的溶解损耗
(14)乙醇洗涤的目的:降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗,得到
较干燥的产物
(15)蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发 AlCl3 溶液时为获得 AlCl3
需在 HCl 气流中进行
(16)事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化
(17)控制 PH 可以抑制或促进物质的水解
1.电子工业中,人们常用 FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。某项目学
习小组设计如下流程处理废液和资源回收:
(1)FeCl3 溶液中通常加入一定量的盐酸,其加入盐酸的目的是___________;将 FeCl3溶液蒸
干、灼烧后,得到的主要固体产物是___________。
(2)用足量 FeCl3 溶液蚀刻铜箔后的废液中含有的金属阳离子有___________(填离子符号)。
(3)步骤①中加入 H2O2 溶液的目的是___________。 (用离子方程式表示)。
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的 pH
Cu( OH)2 Fe(OH)2 Fe( OH)3
开始沉淀时 4.7 7.0 1.9
沉淀完全时 6.7 9.0 3.2
根据表中数据推测调节 pH 的范围是___________。
(5)步骤③中,由于 NaHCO3部分水解生成 Cu2(OH)2CO3 沉淀和 CO2气体,写出其反应的离
子方程式___________。
(6)步骤③中生成的 Cu2(OH)2CO3 中会混有少量 CuCO3 取样品 w g,测得 n(Cu)=a mol, 则
Cu2(OH)2CO3的纯度为___________(用字母表示,列出表达式即可)。
【答案】(1)抑制 Fe3+水解 Fe2O3 (2) Fe3+、Fe2+、Cu2+ (3)
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (4) 3.2≤pH