2022届高考化学二轮教学案-题型二无机化工流程综合题题型突破.docxVIP

一物质制备类工艺流程题

1．破题关键

(1)看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。

(2)看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。

(3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是产品(即生成物，包括主产物和副产物)。

(4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。

(5)找信息：明确反应条件的控制和分离、提纯的方法。

(6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。

2．破题方法

(1)首尾分析法

破解无机物制备工艺流程原理与过程。对一些线性流程工艺(从原料到产品为“一条龙”的生产工序)题，首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，找出原材料与产品之间的关系，弄清生产过程中原材料转化为产品的基本原理和分离、提纯的化工工艺，然后结合题设的问题，逐一推敲解答。

(2)截段分析法

对于用同样的原材料生产两种或多种产品(包括副产品)的工艺流程题，用截段分析法更容易找到解题的切入点。关键在于看清主、副产品是如何分开的，以此确定截几段更合适，一般截段以产品为基准点。

(3)交叉分析法

有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主要产品，这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工艺流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析。

(4)掌握“5种”原料预处理(研磨、水浸、酸浸、灼烧、煅烧)的作用和“5种”控制反应条件(调溶液pH、控制温度、使用催化剂、趁热过滤、冰水洗涤)的目的。

1．(2021·山东滨州市高三二模)为缓解新能源产业带来的用锂压力，某公司设计了从某含锂的电解铝废渣(主要成分有AlF3、NaF、LiF、CaO、SiO2等)中提取制备碳酸锂及合成冰晶石(Na3AlF6)的生产工艺。工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)“酸浸”时AlF3发生反应的化学方程式为________________________________________，

能提高“酸浸”时反应速率的方法有_______________________________________________

____________________________________________________________________(任写一条)。

(2)“碱解反应”时，不同碳酸钠浓度下溶液中锂、铝浓度的变化如表，当碳酸钠浓度为________mol·L－1时脱铝效果最好，且锂的损失相对较小。随着溶液中碳酸钠浓度的增大，溶液中Al质量浓度增大的原因是_________________________________________________。

碳酸钠浓度/(mol·L－1)

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

溶液中Al质量浓度/(g·L－1)

0.432

0.360

0.200

0.272

0.350

溶液中Li质量浓度/(g·L－1)

0.083

0.072

0.060

0.065

0.070

(3)“苛化反应”中存在如下平衡：Li2CO3(s)＋Ca2＋(aq)2Li＋(aq)＋CaCO3(s)，通过计算说明该反应能否进行完全：________________________________________________________。

[已知：Ksp(Li2CO3)＝8.75×10－4，Ksp(CaCO3)＝2.5×10－9]

(4)“合成”冰晶石的化学方程式为________________________________________________。

答案(1)2AlF3＋3H2SO4(浓)===Al2(SO4)3＋6HF↑将电解铝废渣粉碎(或对反应物进行搅拌或加热)

(2)3.0溶液中Na2CO3浓度增大，pH增大，可使Al(OH)3转化成AlOeq\o\al(－,2)

(3)该反应的K＝3.5×1051.0×105，该反应能进行完全

(4)12HF＋3Na2SO4＋2Al(OH)3===2Na3AlF6＋3H2SO4＋6H2O

解析(1)由题意可知，“酸浸”时，AlF3与浓H2SO4生成硫酸铝和氟化氢气体，即反应的化学方程式为2AlF3＋3H2SO4(浓)===Al2(SO4)3＋6HF↑。因反应生成HF气体，能提高“酸浸”时反应速率的方法有将电解铝废渣粉碎或对反应物进行搅拌或加热。

(2)脱铝效果最好，即溶液中Al的质量浓度最小，由“碱解反应”时，不同碳酸钠浓度下溶液中锂、铝质量浓度的变化表可知，碳酸钠浓度为3.0mol·L－1时脱铝效果最好，且锂的损失相对较小。溶液中Na2CO3浓度增大，溶液碱性增强，Al(OH)3部分溶解，Al质量浓度