第三章 核心素养提升突破3 无机化工流程解题策略-【创新教程】2024高考化学复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

　　　　　　　　　　无机化工流程解题策略 [素养突破] 核 心 素 养 科学态度与社会责任 能针对某些化学工艺流程设计的各种问题，提出处理或解决问题的具体方案，将化学成果应用于生产、生活的意识。 证据推理与模型认知 能从物质及其变化的事实中提取证据，依据证据从不同的视角分析问题，建立认知模型解释推测物质的组成和变化。 　　无机化工流程题要求学生能认识化学现象与模型之间的联系，能运用多种模型来描述和解释化学现象，预测物质及其变化的可能结果；能依据物质及其变化的信息建构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架，培养证据推理与模型认知的学科素养。 1．无机化工流程示意图 规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环。 2．无机化工流程题的特点 (1)试题源于社会生产实际，充分利用生产、生活中的鲜活实例为载体，使问题情境真实，体现化学学科与工业生产和日常生活的紧密联系。 (2)以解决化学实际问题为思路进行设问，考查学生运用化学反应原理及相关知识解决化工生产中实际问题的能力。 (3)试题内容丰富，涉及的化学知识面广、综合性强、思考容量大，考查学生化学知识的掌握情况和应用化学知识解决有关问题的能力。 (4)试题新颖，信息阅读量大，考查学生的阅读能力、信息提取能力、数据处理能力以及知识迁移能力。 3．无机化工流程题涉及的问题 (1)原料的预处理。 (2)反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、pH、溶剂等)。 (3)反应原理(化学平衡、水解平衡、化学反应速率、反应热、电化学等)。 (4)绿色化学问题(物质循环利用、废物的处理、原子利用率、能量充分利用等)。 (5)化工安全(防爆、防污染、防中毒等)。 4．解题方法 (1)首尾分析法：对线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，由此分析中找出它们的关系，弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺，再结合题目问题，逐一解答。 (2)分段分析法：对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产品)的工艺流程题，用此法更容易找到解题的切入点。 (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，再用这些中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用交叉分析法。就是将提供的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。 [典题例证] [例]　(2021·全国乙卷，26)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。 该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表 金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋ 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8 回答下列问题： (1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是　________　。 (3)“母液①”中Mg2＋浓度为　________　 mol·L－1。 (4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是　______　。“酸溶渣”的成分是　______　、　______　。 (5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是_____________________________________________________。 (6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得　________　，循环利用。 解析：(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水，反应的化学方程式为Al2O3＋4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2＋6NH3↑＋3H2O，故答案为：Al2O3＋4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2＋6NH3↑＋3H2O；(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时，铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀，故答案为