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1、专题二化学工艺流程题随着新课改的进行, 在高考化学试题中化工题逐渐成为一类热门的主流题型它将高中化学与某些化工生产很好地融合在一起,题目情景新颖,综合性强,思维量大,具有挑战性。一些专家预测, 在新课改背景下, 无机化工题可能会逐渐取代以往高考化学试题中的无机框图型推断题,化工题是以某个具体的工业生产为背景,以化学基本理论为主线,结合化学实践!环境保护 !化学计算等考查同学们应用所学知识探究解决生产实际问题的能力,对综合能力要求很高化工题的特点表现为 :题目多以流程图的形式出现;题目实际考查的是应用化学反应原理、化学平衡原理、离子平衡理论 !晶体结构知识 !物质制备和分离(提纯 )知识、绿色化
2、学观点、 安全生产思想及从经济的视角分析、评价、探究实际生产中各种问题的能力. 一、工艺流程题简介1、工艺流程题是以与工业生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心,以流程图为信息背景,以物质的性质、转化、分离等为考点,将元素化合物知识、化学反应原理、实验等内容有机融合2、化学工艺流程题结构一般包括题头、框图和问题三部分。题头 : 一般简单介绍此工艺的原料和目的是什么。框图 : 是简化的工艺流程图。问题 : 是根据生产流程中涉及到的化学知识设计的系列问题。3、读题审题关键1).此流程的原料和目的是什么?2)流程中有哪些步骤?各步作用是什么?3) 流程中涉及哪些化学知识点,如何把获取的信
3、息用规范的语言文字正确表达出来?二、真题试做锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2) ,导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6。现欲利用以上工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件为给出)。回答下列问题:LiCoO2中, Co 元素的化合价为_。写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_ 。酸浸”一般在80下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_可用盐酸代替H2SO4和 H2O2的混合液,但缺点是_ 。写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。名师归纳总结 精品学习资料 - -
4、 - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - (5)充放电过程中,发生LiCoO2与 Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式_ 。(6)上述工艺中, “放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是_ 在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有_( 填化学式 )。真题试做答案答案: (1)3 (2)2Al 2OH6H2O=2Al(OH)43H2(3)2LiCoO23H2SO4H2O2=Li2SO42CoSO4O2 4H2O ,2H2
5、O2=2H2OO2有氯气生成,污染较大(4)CoSO42NH4HCO3=CoCO3 (NH4)2SO4H2OCO2(5)Li1xCoO2LixC6=LiCoO26C (6)Li从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4解题方法的归纳与总结读正文,找信息, 灵活运用看框内,看框外, 里外结合边分析,边思考, 易处着手先局部,后全盘, 逐步深入三、常见的工业生产流程的主线和核心1 、规律:主线主产品、分支副产品、回头为可循环的物质。2 、核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。3 、原料处理的方法和作用
6、研磨(粉碎) :增大接触面积,加快溶解或增大反应速率。 浸 出固体加水(酸或碱)溶解得到离子 水浸:与水接触溶解或反应,可通过延长时间、搅拌或适当升温来加速,以提高浸出率。 酸浸: 与酸接触反应而溶解,使可溶性离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。可通过适当增大酸的浓度、升温和强力搅拌等加快反应速率。 碱浸 (碱洗 ) 除去油污或氧化膜;溶解铝和二氧化硅 过滤 : 不溶物通过过滤除去 水 洗除去水溶性杂质 灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化。 煅烧:改变结构, 使一些物质在后续过程中易溶解,并可使一些杂质(如有机物 )在高温下氧化、分解。4 、实验条件的控制和目的调节溶液的pH 值:控制溶液的酸
7、碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀而达到分离的目的,抑制某些离子的水解,防止某些离子的氧化等。在题目中常以表格形式给出信息。如Fe3控制体系的温度控制低温:防止物质的分解,如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等;名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - 防止物质的挥发,如盐酸、醋酸等;抑制物质的水解;增大气体反应物的溶解度,使其被充分吸收。 采取加热: 加速某固体的溶解,加快反应速率
8、; 减少气体生成物的溶解并使其逸出,平衡向吸热方向移动; 控制范围: 确保催化剂的催化效果,兼顾速率和转化率,追求更好的经济效益,防止副反应发生等。降 温(冰水中)防止物质在高温时溶解;使化学反应速率下降;使化学平衡向放热方向移动控 温温度过高,物质会分解或挥发温度过低,物质无法挥发或者反应趁热过滤,防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质。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5、 产品的分离和提纯(1)过滤基本操作:一贴二低三靠(2)结晶当溶液为单一溶质时:所得晶体不带结晶水,如NaCl、KNO3等:蒸发结晶所得晶体带结晶水,如胆矾等:将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、
9、过滤。当溶液为两种以上溶质时:要得到溶解度受温度影响小的溶质:蒸发浓缩结晶,趁热过滤要得到溶解度受温度影响大的溶质:蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥。(3)重结晶(4)洗涤洗涤:向过滤器中滴加蒸馏水至浸没固体表面,静置,使其自然流下,重复操作2-3 次;检验:取洗涤后最后几滴滤液,(若要检验氯离子)滴加AgNO3和稀硝酸,若无沉淀产生,则证明洗涤干净。(5)干燥在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干(6)灼烧固体在坩埚中进行加热(7)分液打开分液漏斗活塞,下层液体从下口放出;上层液体从上口倒出(8)重复操作6、 物质分离或提纯常用的化学方法溶解法:利用特殊溶剂把杂质溶解而除去,如 Fe(Al)
10、可用过量的NaOH 溶液而除去Al , CO2(HCl 、H2O)先通过饱和食盐水,再通过浓H2SO4。沉淀法: a.加合适的沉淀剂(要使杂质离子充分沉淀,加入的沉淀剂必须过量,且在后续步骤中易除去 )。b.调节溶液的酸碱性。洗涤法: a.水洗, b.冰水洗, c.有机溶剂洗,其目的是:洗去目标物表面的杂质离子;减少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量;防止目标物形成结晶水合物;使晶体快速干燥。7、可循环物质的判断 流程图中回头箭头的物质 生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液),可能是前面某一步反应的相关物质。8绿色化学理念:(1)环境污染问题; (2)原子的经济性; (
11、3)节约能源(包括使用催化剂);(4)原料应是可再生的(或者可循环使用); (5)工艺的安全性名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - 9、 化学工艺流程题自查:(1)对工艺流程题有没有整体、清晰的认识?了解化学工艺流程的主线;(2)对工艺流程相关知识点是清清楚楚,还是模模糊糊?了解化学工艺流程考什么?(3)叙述性问题是否能抓住要点?了解规范答题的要求;(4)方程式书写和计算有无得分把握?10、常见物质
12、的分离、提纯和鉴别常见物质除杂方法序号原物质所含杂质除杂质试剂主要操作方法1 N2O22 CO2H2S 3 CO CO24 CO2CO 5 CO2HCI 6 H2S HCI 7 SO2HCI 8 CI2HCI 9 H2HCI 10 炭粉MnO211 MnO2C 12 炭粉CuO 13 AI2O3Fe2O314 Fe2O3AI2O315 AI2O3SiO216 SiO2AI2O317 BaSO4BaCO318 NaHCO3溶液Na2CO319 Na2CO3固休NaHCO320 FeCI3溶液FeCI221 FeCI3溶液CuCI222 FeCI2溶液FeCI323 CuO Fe 24 Fe(OH
13、)3胶体FeCI325 CuS FeS 26 I2晶体NaCI 27 NaCI 晶体NH4CI 28 KNO3晶体NaCI 29 CO2SO230 CuCl2FeCl3/HCl 三个必须:加试剂必须过量;过量试剂必须除去;必须最佳实验方案。四个原则:不增(新杂质);不减(被提纯物) ;易分(被提纯物与杂质);复原(被提纯物) 。除杂要注意:为使杂质除尽,加入的试剂不能是“ 适量 ” ,而应是 “ 过量 ” ,但 “ 过量 ” 的试剂必须在后续的操作中便于除去。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - -
14、 - - - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 11、 知识积累一化工生产主要解决六方面问题:解决将原料转化为产品的生产原理;除去所有杂质并分离提纯产品;提高产量与产率;减少污染,考虑“绿色化学”生产;原料的来源既要考虑丰富,还要考虑成本问题;生产设备简单,生产工艺简便可行等工艺生产问题化学工艺流程题,一般也就围绕这六个方面设问求解。要准确、 顺利解答工艺流程题,学生除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外,最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。【知识积累二】常见与工业生产有关的化学反应
15、传统工业不能丢 工业制粗硅制漂白粉工业制硫酸合成氨工业工业制硝酸氯碱工业工业制玻璃工业制纯碱12、化学工艺流程题常考问题、对反应条件的分析可从以下几个方面着手:A、对反应速率有何影响?(如何提高浸出率?如何提高反应速率?)B、对平衡转化率有何影响?(如何提高产率?)C、对综合生产效益有何影响?(如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护) 从绿色化学方面作答。、对流程理解的问题:A、滤渣、滤液的主要成分?(明确发生了什么反应)B、该反应的化学方程式?C、循环利用与回收利用的物质?(循环利用是作为原料投入了,却没有消耗或没有消耗完;回收利用是指副产品)D、特定步骤
16、中加某物质的作用?(一般题干会有隐含信息。比如加NaCl 可以提高PbCl2的溶解度,加 NaCl 可以降低过碳酸钠的溶解度等等)名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 含钴废料加热反应反应调节pH至a过滤调节pH至23操作减压烘干CoCl2 6H2O盐酸过氧化氢碳酸钠滤渣盐酸四、典型例析【例 1】 (2013 新课标 2 卷 27.) (14 分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化
17、工业级氧化锌(含有Fe(), Mn( ), Ni( )等杂质 )的流程如下 : 提示 :在本实脸条件下,Ni( )不能被氧化 :高锰酸钾的还原产物是MnO2回答下列问题 : (1)反应中除掉的杂质离子是,发生反应的离子方程式为;在加高锰酸钾溶液前,若 pH 较低,对除杂的影响是。(2)反应的反应类型为.过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有。(3)反应形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3 xZn(OH)2 .取干操后的滤饼11.2g, 煅烧后可得到产品8.1g.,则 x 等于。【例 2】CoCl26H2O 在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是
18、以含钴废料(含少量Fe、Al 等杂质)为原料制取CoCl26H2O 的一种新工艺流程:已知:钴与盐酸反应的化学方程式为:Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O 熔点 86,易溶于水;常温下稳定无毒,加热至110120时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见下表:请回答下列问题:加入碳酸钠调节pH 至 a, a的范围是。操作包含3 个基本实验操作,它们是和过滤。制得的 CoCl26H2O 需减压烘干的原因。为测定产品中CoCl26H2O 含量, 某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发
19、现产品中CoCl26H2O 的质量分数大于100,其原因可能是。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 【例 3】 (10 江苏)钡盐生产中排出大量的钡泥主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下:(1)酸溶后溶液中pH=1 ,Ba(FeO2)2与 HNO3的反应化学方程式为_
20、(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70,且不使用浓硝酸,原因是_ 、_ (3)该厂结合本厂实际,选用的X 为_ (填化学式);中和使溶液中_ (填离子符号)的浓度减少(中和引起的溶液体积变化可忽略)(4)上述流程中洗涤的目的是_ 【例 4】(2010 安徽理综, 27)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:(1)第步反应得到的沉淀X 的化学式为 _。(2)第步反应的离子方程式是_。(3)第步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有_。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验
21、操作的角度给出两种可能的原因:_ 、_ 。(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g,第步反应中加入20.0 mL 3.0 molL1的 H2SO4溶液,假定正极材料中的锂经反应和完全转化为Li2CO3, 则至少有 _g Na2CO3参加了反应。【例 5】 (2011 安徽理综, 27) MnO2是一种重要的无机功能材料, 粗 MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO 和 MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,其流程如下:(1)第步加稀硫酸时,粗MnO2样品中的 _(写化学式 )转化为可溶性物质。(2)第步反应的离子方程
22、式是_ClO3- _=MnO2 Cl2 _。(3)第步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈 )、_、_、_,已知蒸发得到的固体中有NaClO3和 NaOH,则一定还含有_(写化学式 )。(4)若粗 MnO2样品的质量为12.69 g,第步反应后,经过滤得到8.7 g MnO2,并收集到0.224L CO2(标准状况下 ),则在第步反应中至少需要_ mol NaClO3。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - -
23、 - 【例 6】 重铬酸钠 (Na2Cr2O7 2H2O)俗称红矾钠, 在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要 成 份 为FeO Cr2O3, 还 含 有Al2O3、MgO 、SiO2等杂质)为主要原料进行生产, 其主要工艺流程如下:中涉及的主要反应有:主反应: 4FeO Cr2O38Na2CO37O2 8Na2CrO42Fe2O38CO2副反应: SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2 、Al2O3 Na2CO32NaAlO2CO2部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀时溶液pH 4.7 3.7 11
24、.2 5.6 试回答下列问题: “ ” 中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是。两个副反应均为吸热反应,但在高温下均能自发进行,其原因是。 “ ” 中调节 pH 至 4.7,目的是。“ ” 中加硫酸酸化的目的是使CrO42转化为Cr2O72,请写出该平衡转化的离子方程式:。 “ ” 中采用冷却结晶的方法析出红矾钠,依据是制取红矾钠后的废水中还含有少量的CrO42,根据有关标准,含CrO42的废水,要经化学处理,使其浓度降至5.0107molL1以下才能排放。含CrO42的废水处理可用还原法:绿矾(硫酸亚铁晶体)还原CrO42的离子方程式为:【例 7】氧化氯( ClO2)是一种高效、
25、广谱、安全的杀菌、消毒剂。(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的_(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的 Na2CO3和 NaOH ,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-,其原因是_【已知: Ksp(BaSO4)= 1.1 10-10 Ksp(BaCO3)= 5.1 10-9】该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成 ClO2。工艺中可以利用的单质有_(填化学式),发生器中生成ClO2的化
26、学方程式为 _。(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物D与 NaClO3反应生成 ClO2。完成反应的化学方程式:(D)+24NaClO3+12H2SO4=ClO2+CO2+18H2O+ _(3)ClO2和 Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_倍名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - -
27、- - - - 【例 8】(2015 新课标 1 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_。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_(写出两条)。(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_(化学式)。(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是 _。然后在调节溶液的pH约为 5,目的是 _。(4)“粗硼
28、酸”中的主要杂质是_(填名称)。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4) ,它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_。(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。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_。【例 9】二氧化氯( ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,答下列问題:(1)工业上可用KC1O3与 Na2SO3在 H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为。(2)实验室用NH4Cl、盐酸、 NaClO2( 亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:电解时发生反应的化学方程式为溶液 X中大量存在的阴离子有_。除去 ClO2
29、中的 NH3可选用的试剂是 (填标号 ) 。a水b 碱 石 灰C浓硫酸d饱和食盐水(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量:在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL 水溶解后,再加入 3 mL 稀硫酸:在玻璃液封装置中加入水. 使液面没过玻璃液封管的管口;将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:用 0.1000 molL-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-2I+S4O62-) ,指示剂显示终点时共用去20.00 mL 硫代硫酸钠溶液。在此过程中:锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为。玻璃液封装置的作用是。V中加入的指示剂通常为
30、,滴定至终点的现象是。测得混合气中ClO2的质量为 g.。(4)O2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物庾最适宜的是_填标号 ) 。a明矾b碘化钾c盐酸 d 硫酸亚铁名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 22 页 - - - - - - - - - 【例 10】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)
31、 、 Fe(5.86%) 、Al(3.42%) 、Zn(2.68%) 和 Cu(0.86%) 等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuS ZnS MnS FeS pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7 8. 。0 0.42 2.5 77( 1) FeSO4在 酸 性 条 件 下 将 MnO2还 原 为MnSO4, 酸 浸 时 发 生 的 主 要 反 应 的 化 学 方 程 式为。(2)滤渣 A的主要成分是。(3)加入 MnS的目的是除去杂质。
32、(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为。(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有(写两种)。小结结合本题系统复习拓展介绍KMnO4作为氧化剂在不同介质条件下被还原的产物,也可以拓展到电解法制备高锰酸钾的工艺流程。本专题考查考生将工艺流程与化学原理融合的能力。学生之所以怕无机化工信息题往往是被陌生情景和专业术语吓倒,或者是因不能完全理解流程图的含义而无从下手。解题时首先要粗读试题,尽量弄懂流程图。图中一般会出现超纲知识,但题目中蕴涵了提示或者提问时不涉及,所以一定要关注题目的每一个字眼,尽量弄懂流程图但不必要将每一个物质都推出,问什么推什么。其次要带着问题去精心研究某一步或某
33、一个物质。在答题时应注意前后问题往往没有联带效应,即前一问不能回答没关系,不影响后面回答问题。遇到做不出来的问题要及时放弃,以免影响其他问题的作答。最后,作答时一定要看清所提问题,不能答非所问,注意语言表达的科学性。小结、高频问题:1、从溶液中得到晶体:答:蒸发浓缩 -冷却结晶 -过滤 -洗涤 -干燥2、过滤用到的三个玻璃仪器:答:普通漏斗、玻璃棒、烧杯3、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因:答:玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘4、沉淀洗涤操作:名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 -
34、- - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 22 页 - - - - - - - - - 答:往漏斗中(工业上改为往过滤器中)加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作 2-3 次5、检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(例如含 SO42-):答:取最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀则说明未洗涤干净,若无白色沉淀则说明洗涤干净6、如何从MgCl2 6H2O 中得到无水MgCl2:答:在干燥的HCl 气流中加热,干燥的HCl 气流中抑制了MgCl2的水解,且带走MgCl2 6H2O 受热产生的水汽7、CuCl2中混有 Fe3+加何种试剂调pH 值
35、:答: CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因:加CuO 消耗溶液中的H+的,促进Fe3+的水解,生成Fe(OH)3 沉淀析出8、调 pH 值使得 Cu2+(4.7-6.2)中的 Fe3+(2.13.2)沉淀, pH 值范围是:答: 3.24.7。原因:调节溶液的pH 值至 3.24.7,使 Fe3+全部以 Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀,且不会引入新杂质9、趁热过滤的原因及操作:答:减少过滤时间、保持过滤温度,防止 杂质析出;10、水浴加热的好处:答:受热均匀,温度可控,且温度不超过10011、减压蒸发(小心烘干):答:常压蒸发温度过高, 易分解;或者
36、减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止 分解12、 Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去:答:加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用蒸馏水水洗涤13、蒸发浓缩用到的主要仪器有、烧杯、酒精灯等答:蒸发皿、玻璃棒。还有取蒸发皿用坩埚钳14、不用其它试剂,检查NH4Cl 产品是否纯净的方法及操作是:答:加热法;取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净15、检验 NH4的方法是:答:取 少许,加入NaOH 溶液后加热,生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。(注意方法与操作的差别)16、过滤的沉淀欲称重之前的操作:答:过滤,洗涤,干燥,(在干燥器中)冷却,称重1
37、7、 “趁热过滤”后,有时先往滤液中加入少量水,加热至沸,然后再“冷却结晶”:答:稀释溶液,防止降温过程中 析出,提高产品的纯度18、苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后,再加入少量蒸馏水的目的:答:为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸,一般再加入少量蒸馏水19、检验 Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是:答:取少量上层清液或过滤后的滤液,滴加几滴KSCN 溶液,若不出现血红色, 则表明 Fe(OH)3沉淀完全。 / 20、检验滤液中是否含有Fe3+的操作是:滴入少量KSCN 溶液,若出现血红色,则证明有Fe3+)(或加 NaOH,根据情况而定)名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - -
38、- - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 22 页 - - - - - - - - - 【例 1】 : (1)Fe2+和 Mn2+(2 分)MnO4+ 3Fe2+ + 7H2O = 3Fe(OH)3 + MnO2 + 5H+2 MnO4+ 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2 + 4H+(2 分)铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质( 2 分)( 2)置换反应镍( Ni)(每空 2 分,共 4 分)( 3)取少量最后一次的洗涤液于试管中,滴入12 滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无
39、白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净(2 分)(4) 1 (2 分)(5)冷却结晶、过滤(2 分)例 2: 5.27.6。蒸发浓缩、冷却结晶。降低烘干温度,防止产品分解样品中含有NaCl 杂质;烘干时失去了部分结晶水例 3( 1)Ba(FeO2) 2+8HNO3 Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O;(2)防止反应速率过快浓 HNO3 易挥发、分解;(3)BaCO3 ;Fe3+、H+;(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染例 4 (1)Al(OH)3(2)4LiMn2O44HO2=8MnO24Li 2H2O (3)烧杯、漏斗、玻璃棒玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损漏斗中液面高
40、于滤纸边缘(其他合理答案均可) (4)6.4(或 6.36) 有利于连续化生产、减少工序;从环保角度来说,实现全封闭生产,控制废弃物的排放例 5 :(1)MnO 、MnCO32)5Mn224H2O518H(3)酒精灯蒸发皿玻璃棒NaCl (4)0.02 【例 6】(1)使反应物接触更充分,加快反应速率,提高原料利用率。反应生成物中有气体,S0 (2)除去溶液中的AlO2-、SiO32-( 3)2CrO42-+2H+ = Cr2O72-+H2O (4)红矾钠的溶解度受温度影响较大,随温度的降低而减小较多。CrO42-+3Fe2+8H+=Cr3+3Fe3+4H2O 【例 7】 (1) BaCl2B
41、aSO4和 BaCO3的 Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32时, BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其它合理答案 ) H2、Cl22NaClO3 + 4HCl 2ClO2 + Cl2 + 2NaCl + 2H2O (2)1C6H12O6+ 24 NaClO3 + 12H2SO424 ClO2 + 6 CO2 + 18H2O + 12 Na2SO4(3)2.5【例 8】 Mg2B2O5H2O+2H2SO4= 2MgSO4+2H3BO3;减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。 Fe3O4; SiO2和 CaSO4;将 Fe2+氧化为 Fe3+;使 Al3+与 Fe3+形成氢氧化物而除
42、去。(七水)硫酸镁名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 22 页 - - - - - - - - - 2H3BO3 =B2O3+3HO B2O3+3Mg = 3MgO+2B 【例 9】 ( 1) 2 :1 (2) NH4Cl 2HCl电解3H2 NCl3 Cl、OHc (3) 2ClO210I8H2Cl5I24H2O 吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)淀粉溶液;溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变0.02700 (4)d 五、练
43、习题1 锂被誉为 “ 金属味精 ” ,以 LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以 - 锂辉矿 (主要成分为LiAlSi2O6,还含有 FeO、 MgO 、 CaO 等杂质 )为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:已知:部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH 2.7 3.7 9.6 完全沉淀pH 3.7 4.7 11 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1
44、3 页,共 22 页 - - - - - - - - - Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:温度 /0 10 20 50 75 100 Li2CO3的溶解度 /g 1.539 1.406 1.329 1.181 0.866 0.728 请回答下列问题:(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成: _ 。(2)反应加入碳酸钙的作用是_。(3)写出反应中生成沉淀A 的离子方程式:_。(4) 洗 涤 所 得Li2CO3沉 淀 要 使 用 _( 选 填 “ 热 水 ” 或 “ 冷 水 ”) , 你 选 择 的 理 由 是_ 。(5) 电 解 熔 融 氯 化 锂 生 产 锂 时 , 阳 极 产
45、 生 的 氯 气 中 会 混 有 少 量 氧 气 , 原 因 是_ 。2 多晶硅 (硅单质的一种)被称为 “ 微电子大厦的基石” ,制备中副产物以SiCl4为主,它环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为 BaCO3,且含有铁、镁等离子)制备 BaCl2 2H2O,工艺流程如下:已知:常温下Fe3、Mg2完全沉淀的pH 分别是 3.4、12.4 BaCO3的相对分子质量是197;BaCl2 2H2O 的相对分子质量是244 回答下列问题:(1)SiCl4发生水解反应的化学方程式为_。(2)用 H2还原 SiCl4蒸气可制取纯度很高的硅
46、,当反应中有1 mol 电子转移时吸收59 kJ 热量,则该反应的热化学方程式为_。(3)加钡矿粉并调节pH7 的目的是 _, _。(4)过滤后的滤液中Fe3浓度为 _(滤液温度25 , KspFe(OH)32.2 1038)。(5)生成滤渣A 的离子方程式_。(6)列式计算出10 吨含 78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2 2H2O 的质量为多少吨?3 亚氯酸钠 (NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - -
47、- - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 22 页 - - - - - - - - - (1)双氧水的结构式为_;中发生反应的还原剂是_(填化学式 )。(2)中反应的离子方程式是_ 。(3)A 的化学式是 _,装置中A 在_极区产生。(4)ClO2是一种高效水处理剂,可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。写出该反应的化学方程式_。研究表明:若反应开始时盐酸浓度较大,则气体产物中有Cl2,用离子方程式解释产生Cl2的原因_ 。(5)NaClO2变质可分解为NaClO3和 NaCl。取等质量变质前后的NaClO2试样均配成
48、溶液,分别与足量 FeSO4溶液反应时,消耗Fe2的物质的量 _(填“ 相同 ” 、“ 不相同 ” 或“ 无法判断 ”)。4 工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2)提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图:(1)原料 A 的名称是 _,步骤反应的离子方程式是_。(2)滤液 1 中要加入稍过量原料B,原料 B 的化学式是 _,步骤反应的离子方程式是: _ 。(3)步骤的化学方程式是:_ 。(4)如果省去步骤,即溶解铝土矿是从加入原料B 开始,则会对氧化铝的提取有什么影响_ 。5(2012 广东 32)(17 分)难溶性杂卤石(K2SO4 MgSO4 2CaSO4 2
49、H2O)属于 “ 呆矿 ” ,在水中存在下平衡为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:(1)滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:。(3) “除杂 ” 环节中,先加入溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入溶液调滤液PH名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 22 页 - - - - - - - - - 至中性。(4)不同温度下,K+的浸出浓度
50、与溶浸时间的关系是图14,由图可得,随着温度升高,(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:已知 298K 时, Ksp(CaCO3)=2.80 10-9, Ksp(CaSO4)=4.90 10-5 ,求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。6 ( 2012 山东 28 )12 分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:(1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的吸收。A浓 H2SO4 B稀 HNO3 CNaOH 溶液D氨水(2)用稀 H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN 溶液后呈红色,说明溶液中存在(填离子符号) ,检验溶