（無機化工流程題）
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【課前自主復習與思考】
1．閱讀《創新設計》P47、P52“高考命題研究”
2．完成《創新設計》P47、P53化學方程式的書寫
【結合自主復習內容思考如下問題】
1．掌握常見元素的單質及其重要化合物的性質的重要性
2．如何提高無機化工題的得分率
【考綱點撥】
常見元素的單質及其重要化合物的性質。
【自主研究例題】
1．碘酸鉀是一種白色結晶粉末，無臭無味，酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，與氫碘酸、二氧化硫等還原性物質作用，被還原為單質碘，在堿性介質中，碘酸鉀能被氯氣、次氯酸鹽等氧化為高碘酸鉀。碘酸鉀在常溫下穩定，加熱至560℃開始分解。工業生產碘酸鉀的流程如下，在反應器中發生反應的化學方程式為：
I2+KClO3+H2O--KH(IO3)2+KCl+Cl2 ↑（未配平）
（1）已知步驟①反應器發生的反應中，兩種還原產物所得電子數相同，請配平該反應的化學方程式：______________________________________________________________；
（2）步驟②中，用稀酸酸化的作用是____________________________________________；
在稀硝酸和稀鹽酸中不能選用的酸是：_________，
其原因是 ；
（3）步驟③要保持溶液微沸1小時以完全排出氯氣，排出氯氣的原因為
；
（4）參照下表碘酸鉀的溶解度，步驟11得到碘酸鉀晶體，你建議的方法是 。
溫度/℃01020406080
KIO3g/100g水4.606.278.0812.618.324.8
2．21世紀是鈦的世紀。下面是利用鈦 *** （TiO2）生產海綿鈦（Ti）的一種工藝流程：
已知：
① Mg(s)＋Cl2 (g)＝MgCl2 (s) △H ＝－641 kJ?mol－1
② Cl2(g)＋1/2Ti (s)＝1/2TiCl4 (l) △H ＝－385 kJ?mol－1
（1）鈦 *** 是利用TiO2＋發生水解生成鈦酸（H2TiO3）沉淀，再煅燒沉淀制得的。TiO2＋發生
水解的離子方程式為 。
（2）反應Ⅰ在800～900℃下進行，還生成一種可燃性無色氣體，該反應的化學方程式
為 ；反應Ⅱ的熱化學方程式為 。
（3）該工藝流程中，可以循環使用的物質有 。
（4）在800℃～1000℃時電解TiO2也可制得海綿鈦，裝置如右
圖所示。圖中b是電源的 極，陰極的電極反應式為 。
3．我省東海有一種形態酷似水蛭的蛭石，是一種層狀結構的含鎂的鋁硅酸鹽，是黑云母等天然礦物風化蝕變的產物，有隔熱、耐凍、抗菌、防火、吸聲等優異性能，但不耐酸。
（1）某硅酸鹽礦石的組成可以看作SiO2中有1/4的Si被Al替換，再由Mg平衡其電荷形成的。該礦石的組成以氧化物形式表示為 。
（2）某校研究性學習小組取得了某種牌號的蛭石樣品，其成分可以用氧化物（MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、H2O）的形式表示。為研究蛭石的組成，擬進行實驗探究，實驗流程及相關數據如下：
① 固體A的化學式是 ；
② 固體F的物質的量是 ；
③ 通過計算，給出用氧化物的形式表示該種牌號的蛭石組成的化學式（必須有計算過程）。
【高考鏈接】
【例1】（2009年江蘇高考15）．(10分)醫用氯化鈣可用于生產補鈣、抗過敏和消炎等藥物。以工業碳酸鈣（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等雜質）生產醫藥級二水合氯化鈣（CaCl2?2H2O的質量分數為97.0%～103.0%）的主要流程如下：
⑴除雜操作是加入氫氧化鈣，調節溶液的pH為8.0～5.0，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的實驗操作是 。
⑵酸化操作是加入鹽酸，調節溶液的pH約為4.0，起目的有：①將溶液中的少量Ca(OH)2轉化為CaCl2；②防止Ca2+在蒸發時水解；③ 。
⑶測定樣品中Cl?含量的方法是：a．稱取0.7500g樣品,溶解在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；c．用0.0500 mol?L－1AgNO3溶液滴定至終點，消耗AgNO3溶液體積的平均值為20.39mL。
①上述測定過程中需用溶液潤洗的儀器有 。
②計算上述樣品中CaCl2?2H2O的質量分數為 。
③若用上述方法測定的樣品中CaCl2?2H2O的質量分數偏高（測定過程中產生的誤差可忽略），其可能原因有 ； 。
【例2】（2009年江蘇高考16）．(8分)以氯化鉀和鈦白廠的副產品硫酸亞鐵為原料生產硫酸鉀、過二硫酸鉀和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：
⑴反應Ⅰ前需在FeSO4溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的Fe3+
A．鋅粉 B．鐵屑 C．KI溶液 D．H2
⑵反應Ⅰ需控制反應溫度低于35℃，其目的是 。
⑶工業生產上常在反應Ⅲ的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是 。
⑷反應Ⅳ常被用于電解生產 (NH4)2S2O8(過二硫酸銨)。電解時均用惰性電極，陽極發生的電極反應可表示為 。
【例3】（2010年江蘇高考16）《創新設計》P57第9題
【歸納與思考】
無機化工題的特點及方法
無機化工題往往通過對某種重要化工產品的工業生產流程簡圖分析, 考察考生對元素周期表結構,元素化合物等的重要性質，化學反應原理、熱化學方程式的含義與計算、產率計算，物質制備、提純等常見實驗操作的作用的理解與應用能力，并通過對副產物利用和廢液處理的設問考察學生對環境保護意識、綠色化學知識的理解和應用，試題常以化學原理和化學實驗基本操作進行綜合設計和設問。重點考查學生應用所學知識探究生產實際問題的能力。許多流程中還會形成一些“環狀”，表示了物質的循環利用，以展示化學工藝中的“綠色化學思想”理念。
解此類型題目的基本步驟是：①從題干中獲取有用信息，了解生產的產品 ②分析流程中的每一步驟，從幾個方面了解流程：A.反應物是什么 B.發生了什么反應 C.該反應造成了什么后果，對制造產品有什么作用。抓住一個關鍵點：一切反應或操作都是為獲得產品而服務。③從問題中獲取信息，幫助解題。
了解流程后著手答題。對反應條件的分析可從以下幾個方面著手：
1.對反應速率有何影響？
2.對平衡轉化率有何影響？
3.對綜合生產效益有何影響？如原料成本，原料來源是否廣泛、是否可再生，能源成本，對設備的要求，環境保護（從綠色化學方面作答）
常見文字敘述套路：
1.洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復以上操作2-3次
2.從溶液中得到晶體：蒸發濃縮-冷卻結晶-過濾-（洗滌）
注意：
①在寫某一步驟是為了除雜是，應該注明“是為了除去XX雜質”，只寫“除雜”等一類萬金油式的回答是不給分的
②看清楚是寫化學反應方程式還是離子方程式，注意配平。
[我思我疑]：
[教師點評]：
【自主檢測】
1.（2010四川理綜卷）29.（16分）四川攀枝花蘊藏豐富的釩、鈦、鐵資源。用鈦鐵礦渣（主要成分為TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合價為+4）作原料，生產白色顏料二氧化鈦的主要步驟如下：
請回答下列問題：
（1）硫酸與二氧化鈦反應的化學方程式是____________________________________。
（2）向濾液I中加入鐵粉，發生反應的離子方程式為：_________________________、___________________________________。
（3）在實際生產過程中，向沸水中加入濾液Ⅲ，使混合液pH達0.5，鈦鹽開始水解。水解過程中不斷通入高溫水蒸氣，維持溶液沸騰一段時間，鈦鹽充分水解析出水合二氧化鈦沉淀。請用所學化學平衡原理分析通入高溫水蒸氣的作用：
__________________________________________________________________。
過濾分離出水合二氧化鈦沉淀后，將濾液返回的主要目的是充分利用濾液中的鈦鹽、___________、______________、_______________________（填化學式），減少廢物排放。
（4）A可用于生產紅色顏料（Fe2O3）,其方法是：將556a kgA（摩爾質量為278 g/mol）溶于水中，加入適量氫氧化鈉溶液恰好完全反應，鼓入足量空氣攪拌，產生紅褐色膠體；再向紅褐色膠體中加入3336b kg A和112c kg鐵粉，鼓入足量空氣攪拌，反應完成后，有大量Fe2O3附著在膠體粒子上以沉淀形式析出；過濾后，沉淀經高溫灼燒得紅色顏料。若所得濾液中溶質只有硫酸鈉和硫酸鐵，則理論上可生產紅色顏料_______________________kg。
2． （2010年揚州）重鉻酸鉀是（K2Cr2O7）工業生產和實驗室的重要氧化劑，實驗室模擬工業法用鉻酸鈉（Na2CrO4，其中有雜質Na2SiO3和NaAlO2）制K2Cr2O7的主要流程如下：
（1）操作①目的是 。
（2）操作②酸化時，CrO42－轉化為Cr2O72－的離子方程式（該過程可逆）
。
（3）已知K2Cr2O7的溶解度：S373K= 94.1 g ，S273K=4.6 g。操作③的步驟為：向酸化后的混合液中加入KCl，加熱蒸發使NaCl結晶析出后 （填操作），再將濾液 （填操作），得K2Cr2O7晶體。
（4）K2Cr2O7可用于測定工業廢水中的化學耗氧量（化學耗氧量即COD：每升水樣中還原性物質被氧化所需要的O2質量）。某工業廢水樣100.00 mL，酸化后加入0.01667 mol?L-1的K2Cr2O7溶液，使水樣中還原性物質完全氧化（還原產物為Cr3+）。再用0.1000 mol?L-1的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72－。則計算廢水樣的COD需要測定的數據有
、 。
3．（2010年鹽城）由磷礦石、石英、氯化氫等為原料生產白炭黑（SiO2?nH2O）、磷及甲醇，下列工藝過程原料綜合 利用率高，廢棄物少。
（1）上述反應中，屬于置換反應的是 （選填：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）。
（2）已知SiHCl3的沸點為33.0℃，提純SiHCl3適宜的方法是 。
（3）高溫下進行的反應Ⅱ的化學方程式為：
；
固體廢棄物CaSiO3可用于 。
（4）反應Ⅲ需在高溫、隔絕氧氣和無水條件下進行，其原因是
。
（5）CH3OH可用作燃料電池的燃料，在強酸性介質中，負極的電極反應式為
。
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