高考热点课3 无机化工流程题中无机物的转化与推断 讲义 2021届高考化学创新复习

3.0 envi 2025-04-25 4 4 1.04MB 17 页 3知币
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　无机化工流程题中无机物的转化
与推断
命题分析：近几年来，全国卷高考题直接考查元素的单质及其化合物间转化
的较少，但借助工艺流程图题或综合实验题考查还是常常出现(主要是考查化学
方程式或离子方程式的书写、相关离子的检验、物质成分的推测等)，但元素化
合物部分知识是化学能力培养和提升的根本，熟悉元素的单质及常见化合物间的
转化规律和途径是解决综合题的关键和基础；化工流程题的常见结构如下：
　
明确题目要制备什么物质，给的原料是什么？利用已有化学知识并结合题干
给出的提示信息勾勒出原料到目标产物的化学转化路径。
1．如果在制备过程中出现或用到受热易分解的物质，则要注意对温度的控
制 。 如 ： 侯 德 榜 制 碱 中 的 NaHCO3； 还 有 如
H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
2．如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要
加相对应的酸来防止水解。如制备 FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质时，
要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水
解。
3．如果产物是一种强氧化性物质或强还原性物质，则要防止它们被其他物
质氧化还原，如：含 Fe2＋、SO、I－等离子的物质，则要防止反应过程中 O2的介
入。
4．如果产物是一种易吸收空气中的 CO2或水(潮解或发生反应)而变质的物
1
质(如NaOH 固体等物质)，则要注意在制备过程中对 CO2或水的去除，也要防止
空气中的 CO2或水进入装置中。
5．当题目中给出多种物质的沸点、溶解度信息，则意味着需要用蒸馏、高
温(低温)过滤来进行分离。
6．在回答题目中条件的选择原因时主要可从以下几个方面着手：
(1)对反应速率有何影响？(2)对平衡转化率是否有利？(3)对综合生产效益有
何影响？如原料成本、原料来源、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境
保护等。
　物质制备类化工流程题
(1)核心反应——陌生方程式的书写
①氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律，a.判断产物，b.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。
(2)原料的预处理
方法 目的
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，增大反应速
率
水浸 与水接触反应或溶解
酸浸 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
碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
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
煅烧 改变结构，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
(3)常见反应条件的控制及目的
①控制溶液的 pH
a．控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。
b．控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
如若要除去 Al3＋、Mn2＋溶液中含有的 Fe2＋，先用氧化剂把 Fe2＋氧化为 Fe3
2
＋，再调溶液的 pH。
注意　调节 pH 所需的物质一般应满足两点：能与 H＋或OH－反应，改变溶
液pH；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。
②控制反应的温度
a．控制化学反应速率。
b．控制平衡移动方向。
c．控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。
d．促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。
e．防止或实现某物质水解或分解。
f．使催化剂达到最大活性。
g．防止副反应的发生。
③调节反应物的浓度
a．根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标
产物的生成，减小对后续操作产生的影响。
b．反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后
续操作也会产生影响。
④控制反应体系的压强
a．改变化学反应速率。
b．影响平衡移动的方向。
⑤使用催化剂
加快反应速率，提高生产效率。
(4)获得产品阶段的常见考查点
①洗涤(冰水、热水)：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；乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。
②蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出 FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶
质时，应在 HCl 的气流中加热，以防其水解。
③蒸发浓缩，冷却结晶：如 NaCl 和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液加热
蒸 发 后 再降 温 ， 则析 出 的 固 体 主 要 是 K2Cr2O7，这 样 就 可 分 离 出 大 部 分
K2Cr2O7；同样原理可除去 KNO3中的少量 NaCl。
④蒸发结晶、趁热过滤：如 NaCl 和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发
一段时间，析出的固体主要是 NaCl，同样原理可除去 NaCl 中的少量 KNO3。
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