最新化学高三一轮复习系列《一轮复习讲义》74第8章 专题讲座6 无机化工流程题的解题策略58.pptx

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1、大一轮复习讲义无机化工流程题的解题策略专题讲座六第八章水溶液中的离子平衡考纲研读KAOGANGY ANDU1.培 养 从 试 题 提 供 的 新 信 息 中，准 确 地 提 取 实 质 性 内 容，并 与 已有知识块整合，重组为新知识块的能力。2.培 养 将 实 际 问 题 分 解，通 过 运 用 相 关 知 识，采 用 分 析、综 合 的方法，解决简单化学问题的能力。3.培 养 将 分 析 和 解 决 问 题 的 过 程 及 成 果，用 正 确 的 化 学 术 语 及 文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。解题策略 JIETICELUE一、工业流程题的结构二、工业流程题分类突破题型

2、一物质制备类化工流程题1.核心反应 陌生方程式的书写关注箭头的指向：箭头指入反应物，箭头指出生成物。(1)氧 化 还 原 反 应：熟 练 应 用 氧 化 还 原 规 律，判 断 产 物，根 据 化 合 价 升 降相等配平。(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(1)溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸等。水浸 与水接触反应或溶解浸出固体加水(酸)溶解得到离子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浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)(2)灼 烧、焙 烧、煅 烧：改 变 结 构，使 一 些 物 质 能 溶 解，并 使

3、 一 些 杂 质 在 高 温下氧化、分解。(3)审题时要“瞻前顾后”，注意物质性质及反应原理的前后联系。3.常用的控制反应条件的方法(1)调 节 溶 液 的pH。常 用 于 使 某 些 金 属 离 子 形 成 氢 氧 化 物 沉 淀。调 节pH 所 需 的物质一般应满足两点：能与H反应，使溶液pH 增大；不引入新杂质。例 如：若 要 除 去 Cu2 中 混 有 的 Fe3，可 加 入 CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH 溶液、氨水等。(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。(3)趁热过滤。防止某物

4、质降温时会析出。(4)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。例 1(2016 全 国 卷，28)NaClO2是 一 种 重 要 的 杀 菌 消 毒 剂，也 常 用 来 漂 白 织 物 等，其一种生产工艺如图：回答下列问题：(1)NaClO2中Cl 的化合价为_。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2和Ca2，要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。(4)“尾 气 吸 收”是 吸 收“电 解”过 程 排 出 的 少 量ClO2。此 吸 收 反 应 中，氧 化 剂 与 还

5、原 剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。(5)“有 效 氯 含 量”可 用 来 衡 量 含 氯 消 毒 剂 的 消 毒 能 力，其 定 义 是：每 克 含 氯 消 毒 剂 的 氧化 能 力 相 当 于 多 少 克Cl2的 氧 化 能 力。NaClO2的 有 效 氯 含 量 为_。(计 算 结 果 保 留 两位小数)32NaClO3H2SO4SO2=2NaHSO42ClO2NaOH 溶液Na2CO3溶液(或NaClO2)21O21.57 解题流程第一步：读题目，明确目的制备NaClO2第二步：审流程，分块破题拆分工艺流程第三步：看设问，结合题中的问题，回到流程图中找答案。得分秘籍(1)设

6、 问 一 般 相 对 独 立，无 连 带 效 应，一 个 问 题 解 决 不 了 不 会 影 响 下 一 个 问 题的解决。(2)题 中 基 本 上 都 有 与 流 程 无 关 的 问 题，可 直 接 作 答；对 于 超 纲 知 识，题 目 中要么有信息提示，要么与解答题目无关。题型二提纯类化工流程题1.明确常用的提纯方法(1)水溶法：除去可溶性杂质。(2)酸溶法：除去碱性杂质。(3)碱溶法：除去酸性杂质。(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。(6)调节溶液的pH 法：如除去酸性溶液中的Fe3 等。2.明确常用的分离方法(1)过滤：分离

7、难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。(2)萃 取 和 分 液：利 用 溶 质 在 互 不 相 溶 的 溶 剂 里 的 溶 解 度 不 同 提 取 分 离 物 质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。(4)冷 却 结 晶：提 取 溶 解 度 随 温 度 变 化 较 大 的 溶 质、易 水 解 的 溶 质 或 结 晶 水 合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O 等。(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。(6)冷 却 法：利 用 气 体 液 化 的 特

8、点 分 离 气 体，如 合 成 氨 工 业 采 用 冷 却 法 分 离 平衡混合气体中的氨气。例 2 高 纯 活 性 氧 化 锌 可 用 于 光 催 化、光 电 极、彩 色 显 影 等 领 域。以 工 业 级 氧化 锌(含Fe2、Mn2、Cu2、Ni2、Cd2等)为 原 料，用 硫 酸 浸 出 法 生 产 高 纯 活性氧化锌的工艺流程如下：已知KspFe(OH)3 4.01038。回答下列问题：(1)浸出时，为了提高浸出效率可采用的措施有(写两种)：_。将工业级氧化锌粉碎、搅拌，增大硫酸浓度(其他合理答案也可)解 析 为 了 提 高 浸 出 效 率，可 以 适 当 增 大 硫 酸 浓 度、搅

9、拌、将 固 体 粉 碎、提 高 浸出温度等。(2)氧 化 时，加 入KMnO4溶 液 是 为 了 除 去 浸 出 液 中 的Fe2 和Mn2(溶 液 中Mn 全部转化为MnO2)，请配平下列除去Fe2 的离子方程式：解 析 锰 元 素 由 7价 降 低 到 4价，而 铁 元 素 由 2价 升 高 到 3价，根 据 得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平方程式。1 3 7H2O1 3 5(3)加入锌粉的目的是_。调节溶液pH，除去溶液中的Cu2、Ni2、Cd2 等解 析 加 入 锌 粉 的 目 的 应 为：消 耗 溶 液 中 的H，调 节 溶 液pH，除 去 氧 化 时未完全沉淀的Fe3；将Cu2

10、、Ni2、Cd2 还原为单质而除去。(4)已知H2SO4浸出液中，c(Fe2)5.04 mgL1、c(Mn2)1.65 mgL1。加 入KMnO4溶 液 反 应 一 段 时 间 后，溶 液 中 c(Fe3)0.56 mgL1，若 溶 液pH3，则此时Fe3 _(填“能”或“不能”)生成沉淀。解 析 c(Fe3)1.0105 molL1，此 时 溶 液 中c(OH)1.01011 molL1，c(Fe3)c3(OH)1.01038 KspFe(OH)3，故 不 能 生 成Fe(OH)3沉淀。不能若要除尽1 m3上述浸出液中的Fe2 和Mn2，需加入_ g KMnO4。解 析 加 入KMnO4将F

11、e2 和Mn2 分 别 氧 化 为Fe3 和MnO2，而KMnO4被 还 原 为MnO2，根 据 得 失 电 子 守 恒 可 知，加 入KMnO4的 质量 为 158 gmol17.9 g。7.9专题集训 ZHUANTIJIXUN1.(2015 全 国 卷，27)硼 及 其 化 合 物 在 工 业 上 有 许 多 用 途。以 铁 硼 矿(主 要 成 分 为Mg2B2O5H2O 和Fe3O4，还 有 少 量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为 原 料 制 备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5H2O 与硫酸反应的化学方程式_。为 提 高

12、浸 出 速 率，除 适 当 增 加 硫 酸 浓 度 外，还 可 采 取 的 措施有_(写出两条)。2MgSO42H3BO3提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径1 2 3(2)利 用_的 磁 性，可 将 其 从“浸 渣”中 分 离。“浸 渣”中 还 剩 余 的 物质是_(写化学式)。Fe3O4SiO2和CaSO4解 析 Fe3O4具 有 磁 性，可 以 利 用 铁 块 将 其 从“浸 渣”中 吸 出。SiO2不 溶 于H2SO4，CaO 与H2SO4生 成CaSO4微 溶 于 水，所 以“浸 渣”中 还 有SiO2和CaSO4。此 时 溶 液 中 除H3BO3外 还 有MgSO4 由(1)中 反 应

13、生 成、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。(3)“净 化 除 杂”需 先 加H2O2溶 液，作 用 是_。然 后 再 调 节 溶液的pH 约为5，目的是_。将Fe2 氧化为Fe3 使Al3 和Fe3 形成氢氧化物沉淀而除去解 析“净 化 除 杂”先 加H2O2的 目 的 是 将Fe2 氧 化 为Fe3，然 后 再 通 过 调 节pH 促进Fe3、Al3 水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。1 2 3(4)“粗硼酸”中的主要杂质是_(填名称)。(七水)硫酸镁解析“粗硼酸”中的主要杂质是没有被除去的MgSO4。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机

14、合成中的重要还原剂，其电子式为_。解 析 NaBH4由Na和 组 成。其 中 的 氢 显 1价，1价 的H 具 有 较 强 的 还原性。1 2 3(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：_。解 析 以 硼 酸 和 金 属 镁 为 原 料 制 备 单 质 硼 的 过 程：H3BO3分 解 生 成B2O3，B2O3与金属镁发生置换反应生成单质B。1 2 32.软 锰 矿 的 主 要 成 分 为MnO2，还 含 有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等 杂 质，工业上用软锰矿制取MnSO4H2O 的流程如下：已知：部分金

15、属阳离子完全沉淀时的pH 如下表金属阳离子Fe3Al3Mn2Mg2完全沉淀时的pH 3.2 5.2 10.4 12.4温度高于27 时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。1 2 3(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2 的离子方程式为_。解 析“浸 出”过 程 中MnO2与SO2发 生 氧 化 还 原反 应，离 子 方 程 式 为MnO2SO2=Mn2。Mn2 1 2 3(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是_。将Fe2 氧化为Fe3 解 析 第1步 除 杂 中 加 入H2O2的 目 的 是 将 溶 液 中 的Fe2 氧 化 为Fe3，以 便 于 形成Fe(OH)3沉淀，过滤将沉

16、淀除去。(3)第1步 除 杂 中 形 成 滤 渣1的 主 要 成 分 为_(填 化 学 式)，调pH 至56所加的试剂，可选择_(填以下试剂的序号字母)。a.CaOb.MgOc.Al2O3d.氨水解 析 第1步 除 杂 时 调 整 溶 液 的pH 在56，可 以 使 溶 液 中 的Al3、Fe3 分 别 形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉 淀，所 以 形 成 滤 渣1的 主 要 成 分 为Al(OH)3、Fe(OH)3；在 调pH 至56时，为 了 不 引 入 新 的 杂 质 离 子，所 加 的 试 剂 应 该 可 以 与 酸 发 生反应，可选择含有Ca2、Mg2 的化合物CaO、MgO，a

17、、b正确。Al(OH)3、Fe(OH)3ab1 2 3(4)第2步 除 杂，主 要 是 将Ca2、Mg2 转 化 为 相 应 氟 化 物 沉 淀 除 去，写 出MnF2除 去Mg2 的 离 子 反 应 方 程 式：_，该 反 应 的平衡常数数值为_。(已知：MnF2的Ksp5.3103；CaF2的Ksp1.51010；MgF2的Ksp7.41011)MnF2Mg2 Mn2 MgF27.21071 2 3(5)采用“趁热过滤”操作的原因是_。解 析 由 已 知温 度 高 于27 时，MnSO4晶 体 的 溶 解 度 随 温 度 的 升 高 而 逐 渐降 低，故 采 用“趁 热 过 滤”操 作 可

18、 以 减 少MnSO4H2O 在 水 中 的 溶 解，得 到 更多产品。减少MnSO4H2O 在水中的溶解，得到更多产品(6)取 少 量MnSO4H2O 溶 于 水，配 成 溶 液，测 其pH 发 现 该 溶 液 显 酸 性，原 因 是_(用离子方程式表示)。Mn2 2H2O Mn(OH)22H解析MnSO4是强酸弱碱盐，Mn2 发生水解反应。1 2 33.(2016 全 国 卷，28)以 硅 藻 土 为 载 体 的 五 氧 化 二 钒(V2O5)是 接 触 法 生 产 硫 酸的 催 化 剂。从 废 矾 催 化 剂 中 回 收V2O5既 避 免 污 染 环 境 又 有 利 于 资 源 综 合

19、利 用。废钒催化剂的主要成分为物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.9 2.83.1 2228 6065 12 1以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：1 2 3(1)“酸 浸”时V2O5转 化 为，反 应 的 离 子 方 程 式 为_，同时V2O4转化成VO2。“废渣1”的主要成分是_。SiO21 2 3(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2变为，则需要氧化剂KClO3至少为_ mol。0.51 2 3(3)“中 和”作 用 之 一 是 使 钒 以 形 式 存 在 于 溶 液 中。“废 渣2”中 含 有_。Fe(OH)3、Al(OH)31

20、2 3解 析 酸 浸 并 用KClO3氧 化 后 的 溶 液 中 含 有 的Fe3、Al3，在“中 和”时 生 成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，所以“废渣2”中含有Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)“离 子 交 换”和“洗 脱”可 简 单 表 示 为4ROH R4V4O124OH(ROH 为 强 碱 性 阴 离 子 交 换 树 脂)。为 了 提 高 洗 脱 效 率，淋 洗 液 应 该 呈_性(填“酸”“碱”或“中”)。碱1 2 3解 析 由 题 意 知 逆 反 应 是“洗 脱”，在 碱 性 环 境 中 有 利 于 向“洗 脱”方 向 进行，故淋洗液应呈碱性。(5)“流出液”中阳离子最多的是_。K1 2 3解析由于前面加入了KClO3、KOH，所以“流出液”中阳离子最多的是K。(6)“沉 钒”得 到 偏 钒 酸 铵(NH4VO3)沉 淀，写 出“煅 烧”中 发 生 反 应 的 化 学 方 程式_。2NH4VO3 V2O5H2O2NH31 2 3解 析 根 据 原 子 守 恒 可 知 偏 钒 酸 铵“煅 烧”生 成 五 氧 化 二 钒、氨 气 和 水 蒸 气，发生反应的化学方程式为2NH4VO3 V2O5H2O2NH3。本课结束大一轮复习讲义