2023高考化学6物质分离提纯型工艺流程题.pdf

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1、专 I题 I梳 I理1.把握物质提纯的6种常用方法看目的选方法除去可溶性杂质水溶法除去碱性杂质酸溶法除去酸性杂质碱溶法除去还原性或氧化性杂质氧化还原法除去受热易分解或易挥发的杂质加热灼烧法除去酸性C u 溶液中的F c-等调p H法2.正确选择物质分离的6种常用方法看目的选方法分离难溶物质和易溶物质，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法过滤（热滤或抽滤）利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度 不 同 提 纯 分 离 物 质,如 用CC1,或苯萃取溟水中的澳萃取和分液提 纯 溶 解 度 随 温 度 变 化 不 大 的 溶 质，如 NaCl蒸发结晶提纯溶解度随温度变化较大的溶质、易水 解 的 溶 质

2、 或结晶水合物，如KNO3.FeCl_3.CuCl2.CuSO,5H?()、FeS(),7H2()等冷却结晶分离沸点不同且互溶的液体混合物.如分离乙醇与甘油蒸镭或分储利用气体易液化的特点分离气体，如合成 氨 工 业 采 用 冷 却 法 分 离 氨 与 氮 气、氢气冷却法命 I题 I探 I究例1活性氧化锌是一种新型多功能无机材料，以粗氧化锌(含铁、铜的氧化物)为原料提纯获得纯净活性氧化锌的生产过程如下：H2o2 Zn()25%稀硫酸 溶液 粉Zn粉 热 NH,HCO,溶液+,I I国t r n 浸取液n滤逐而滤海Ei滤 渣 r 活性|尤。卜 卜浸 取 产 化 叫 甘 酸 壬 丽 乐 世 避 广

3、ZnO滤渣H 滤渣m co2已 知 各 相 关 氢 氧 化 物 沉 淀 的 p H 范 围 如 表 所 示：氢氧化物Zn()H)2Fe()H)2Fe(OH)CU()H)2开始沉淀pH5.47.02.34.7完全沉淀pH8.09.04.16.7入H2O2溶液的作用是2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2。(用离子方程式表示)用ZnO调节p H,以除去含铁杂质，调节pH的适宜范围是4 4.7。步骤III中加入Zn粉的作用：除去溶液中的Cu2+；进一步调节溶液的pH。(4)写出碱式碳酸锌 Zii2(OH)2c 燃烧的化学方程式：Zn2(OH)2CO3=2ZnO+CO2 t+H2O。【解析】根据

4、图中转化关系可知，加入H2O2溶液的作用是将溶液 中的Fe2+氧 化 成Fe3+,其离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2(K(2)加入ZnO调节pH的目的是使Fe3+完全沉淀,而使Ci2+不沉淀，需控制溶液pH的范围为4.14.7。(3)Zn粉能与溶液中的CiP+发生置换反应，除去CM+；Zn粉还能与过量的稀硫酸反应，进一步调节溶液的pHo(4)燃烧碱式碳酸锌生成ZnO、CO2 和 H2O,其化学方程式为 Zn2(OH)2c。3事=2ZnO+CO2 f+H2OO 方法技巧工艺流程中常考的文字叙述答题模板（1）滴定终点的判断：当滴入最后一滴标准液时，溶液颜色由X X色变为X

5、X色，且半分钟内不恢复原色（注：只 写“变色”或“褪色”不得分）。（2）洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸播水（或特定试剂）至没过沉淀，待水（或特定试剂）自然流下后，重复以上操作23次。（3）检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次的洗涤液，滴加X X试剂（可与某种杂质离子发生沉淀反应），如果没有沉淀生成，说明沉淀洗涤干净；否则说明沉淀未洗涤干净(注：这种情况因为离子浓度较低，应该选用反应灵敏的特征反应；此时一般不用焰色试验检验)。(4)检验沉淀是否完全的方法：静置，向上层清液中继续滴加X X 试剂，若没有沉淀生成，说明沉淀完全；若出现沉淀，则说明沉淀未完全。(5)萃取操作：在分液漏斗中加溶液和萃取剂，右

6、手按住漏斗上口的玻璃塞，左手握活塞，倒转用力振荡，放气，正立，放在铁圈上静置。例2 Mu。2是重要的化工原料，由软镒矿制备Mu。2的一种工艺流程如下：小入在 过量较浓硫酸、过量铁屑、一 轨 铳 矿 漏 刷 E溶出液 M产纯化液MnO?纯化 电解资料：软镒矿的主要成分为MnOz，主要杂质有AI2O3和SiO2o金属离子沉淀的pH金属离子F JAVMn2+Fe2+开始沉淀时1.53.45.86.3完全沉淀时2.84.77.88.3该工艺条件下，Mu。2与H2sO,不反应。溶出溶出前，软镒矿需研磨。目的是增大反应速率，提高浸出率O溶出时，Fe的氧化过程及得到MM+的主要途径如下图所示Mn()2 Mn

7、2+i.II是从软镒矿中溶出MM+的主要反应，反应的离子方程式是MnO2+4H+2Fe2+=Mn2+2Fe3+2H2O oii.若Fe2+全部来自反应Fe+2H+=Fe2+H 2f,完全溶出MM+所需Fe与Mu。2的物质的量比值为2，而实际比值(0.9)小于2,原因是 二氧化镒能够氧化单质铁为Fe2+0纯化已知Mu。2的氧化性与溶液的PH有关。纯化时先加入Mu。2，后加入N H 3E 2O,调溶液p H=5,说明试剂加入顺序及调节pH的原因：Mu。2的氧化性随酸性的减弱逐渐减弱；除去溶液中的Fe3+、A F+。电解MM+纯化液经电解得MnOz，生成M11O2的电极反应式是Mi2+2e+2H2O

8、=MnO2；+4H+o(4)产品纯度测定向a g产品中依次加入足量b g Na2c2O4和足量稀硫酸，加热至充分反应，再用c molLTKMnO4溶液滴定剩余Na2c2O4至终点，消耗KM11O4溶液的体积为dL。(已知：Mu。2及MnO4均被还原为M n2+,相对分子质量：MnO286.94；（b335cd）X86.94 oNa,GOJ34.0）产品纯度为 134.0a 义/0%（用质量分数表示）。【解析】研磨软镒矿可增大固体与浓硫酸的接触面积,增大反应速率，提高浸出率；i.根据反应途径可知，二氧化镒与亚铁离子反应生成二价镒离子和铁离子，则反应的离子方程式为Mu。2+4H+2Fe2+=Mn2

9、+2Fe3+2H2O；ii.根据离子方程式可知，Fe与Mu。2的物质的量比值为2,实际反应时，二氧化镒能够氧化单质铁为Fe2+,导致需要的铁减少，故实际比值(0.9)小于2o(2)Mn02的氧化性与溶液pH有关，且随酸性的减弱，氧化性逐渐减弱，溶液显酸性时，二氧化镒的氧化性较强，故纯化时先加入MnCh,后加入NH3H 2O,调溶液 p H 5,除去溶液中的A+、Fe3+O(3)电解时，溶液呈酸性，M/+失电子，与水反应生成二氧化镒和氢离子，则电极反应式为 M/+2+2H2O=MnO2 I+4H+。(4)根据题意可知，部分草酸钠与二氧化镒发生氧化还原反应Mnth+Na2c2。4+2H2SO4=N

10、a2SO4+MnSO4+2CO21 +2H2O,剩 余 部 分 再 与 高 镒 酸 钾 反 应：5Na2c2O4+2KMl。4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2 t+8H2O,则 n(MnO2)=n(Na2c2O4)b g134.0 g m ol1c mol L-1 Xd LX5,产品纯度为2b g c mol L-1Xd L _1n i i-X5 X86.94 g mol134.0 g mol 1 2 Jag(b335cd)X86.94X100%=X100%o134.0a强I化I记卜忆物质成分确定的3种类型滤渣、滤液成分的确定要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：反应过程中哪些物质（离子）消失了？所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子？这些离子间是否会发生反应？循环物质的确定后面反应步骤的生成物前面反应步骤的反应物从流程图上看：箭头回头容易分离环质确循物的定-*二二在流程图上标出每一步物质在流程中加入的物质，在后续步骤中会产生可以循环利用的物质(滤渣、滤液)可逆反应中有可以循环利用的物质(3)副产品的判断首先是生成物，不是反应物根据制备的目的判断不是主产品副产品的判断一 从流程图上看是支线产品通常是对人类生产生活有用的、无毒的、不污染环境的产品 温馨提示请完成“微专题特训6