《高考化学一轮综合复习第八章水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡专题讲座五化工流程题的解题指导练习.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮综合复习第八章水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡专题讲座五化工流程题的解题指导练习.doc（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、- 1 - / 11【2019【2019 最新最新】精选高考化学一轮综合复习第八章水溶液中的离精选高考化学一轮综合复习第八章水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡专题讲座五化工流程题的解题指导子平衡水溶液中的离子平衡专题讲座五化工流程题的解题指导练习练习考纲研读 1.从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并经与已有知识块整合，重组为新知识块的能力。2.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.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。一、工业流程题的结构二、工业流程题分类突破题型一 物质制备类化
2、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，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、浓硫酸等。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，并使一些杂质- 2 - / 11高温下氧化、分解。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
3、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，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)N
4、aClO2 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，- 3 - / 11氧化剂与还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)解题流程第一步：读题目，明确目的制备 NaClO
5、2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。答案 (1)3 (2)2NaClO3H2SO4SO2=2NaHSO42ClO2(3)NaOH 溶液 Na2CO3 溶液 ClO(或 NaClO2) (4)21 O2(5)1.57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
6、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- 4 - / 11(1)过滤：分离难溶物和易溶物，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
7、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 (2017合肥模拟)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)34.01038。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)：_。(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：M
8、nOFe2_=MnO2Fe(OH)3H(3)加入锌粉的目的是_。(4)已知 H2SO4 浸出液中，c(Fe2)5.04mgL1、c(Mn2)- 5 - / 111.65mgL1。加入 KMnO4 溶液反应一段时间后，溶液中 c(Fe3)0.56mgL1，若溶液 pH3，则此时 Fe3_(填“能”或“不能”)生成沉淀。若要除尽 1m3 上述浸出液中的 Fe2和 Mn2，需加入_gKMnO4。解析 (1)为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出温度等。(2)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。(3)加入
9、锌粉的目的是消耗溶液中的 H，调节溶液 pH，促进溶液中的 Cu2、Ni2、Cd2等形成沉淀而除去。(4)c(Fe3)1.0105molL1，此时溶液中 c(OH)1.01011molL1，c(Fe3)c3(OH)1.01038KspFe(OH)3，故不能生成 Fe(OH)3 沉淀。加入KMnO4 将 Fe2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 5.04 103 gL1 56 gmol1 1 000 L1.65 103 gL155 gmol1 2 1 000 L3gmol17.9 g。答案 (1)将工
10、业级氧化锌粉碎、搅拌，增大硫酸浓度(其他合理答案也可) (2)1 3 7 H2O 1 3 5(3)调节溶液 pH，除去溶液中的Cu2、Ni2、Cd2等(4)不能 7.91(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：- 6 - / 11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”
11、中分离。 “浸渣”中还剩余的物质是_(写化学式)。(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_。(4)“粗硼酸”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：_。答案 (1)Mg2B2O5H2O2H2SO42MgSO42H3BO3 提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径- 7 - / 11(2)Fe3O4 SiO2 和 CaSO4(3)将 Fe2氧化为 Fe3 使 Al3和
12、Fe3形成氢氧化物沉淀而除去(4)(七水)硫酸镁(5)(6)2H3BO3B2O33H2O、B2O33Mg2B3MgO解析 (1)Mg2B2O5H2O 与硫酸反应生成 H3BO3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，可以从温度(升高温度)、浓度、增大接触面积(将矿石粉碎)等角度分析。(2)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)中反应生成、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。(3)“净
13、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。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是没有除去的 MgSO4。(5)NaBH4 由 Na和 BH 组成。其中的氢显1 价，1 价的 H 具有较强的还原性。(6)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。2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：部分金属阳离子完全沉淀时的 p
14、H 如下表金属阳离子Fe3Al3Mn2Mg2完全沉淀时的 pH3.25.210.412.4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)“浸出”过程中 MnO2 转化为 Mn2的离子方程式为- 8 - / 11_。(2)第 1 步除杂中加入 H2O2 的目的是_。(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)。aCaObMgOcAl2O3d氨水(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_。
15、(已知：MnF2 的 Ksp5.3103；CaF2 的 Ksp1.51010；MgF2的 Ksp7.41011)(5)采用“趁热过滤”操作的原因是_。(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)。答案 (1)MnO2SO2=SOMn2(2)将 Fe2氧化为 Fe3- 9 - / 11(3)Al(OH)3、Fe(OH)3 ab(4)MnF2Mg2?Mn2MgF2 7.2107(5)减少 MnSO4H2O 在水中的溶解，得到更多产品(6)Mn22H2O?Mn(OH)22H解析 (1)“浸出”过程中 MnO2 与 SO2 发生氧化还原反
16、应，离子方程式为 MnO2SO2=SOMn2。(2)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，过滤将沉淀除去。(3)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、b 正确。(4)第 2 步除杂，主要是将 Ca2、Mg2转化为相应氟化物沉淀除去，MnF2 除去
17、 Mg2的离子反应方程式是 MnF2Mg2?Mn2MgF2；该反应的平衡常数 K7.2107。(5)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”操作可以减少 MnSO4H2O 在水中的溶解，得到更多产品。(6)MnSO4 是强酸弱碱盐，Mn2发生水解反应。3(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利用。废钒催化剂的主要成分为物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.92.83.122286065121以
18、下是一种废钒催化剂回收工艺路线：- 10 - / 11回答下列问题：(1)“酸浸”时 V2O5 转化为 VO，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_。(2)“氧化”中欲使 3mol 的 VO2变为 VO，则需要氧化剂 KClO3 至少为_mol。(3)“中和”作用之一是使钒以 V4O 形式存在于溶液中。 “废渣 2”中含有_。(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为4ROHV4OR4V4O124OH(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”)。(5)“流出液”中阳离子最多的是_。(6)“沉钒”得到
19、偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式_。答案 (1)V2O52H=2VOH2O SiO2(2)0.5 (3)Fe(OH)3、Al(OH)3 (4)碱 (5)K(6)2NH4VO3V2O5H2O2NH3解析 (1)“酸浸”时 V2O5 转化为 VO，前后 V 元素化合价不变，说明没有发生氧化还原反应，则反应的离子方程式为V2O52H=2VOH2O。由于 SiO2 与 H2SO4 不反应，故“废渣 1”的主要成分为 SiO2。(2)VO2变为 VO，V 的化合价由4 价升高到5 价，转移 1e，而氧化剂 KClO3 则被还原为 KCl，化合价由5 价降低为1 价，转移
20、6e，故欲使 3 mol VO2变为 VO，需氧化剂 KClO3 的物质的量至少为 3 mol160.5 mol。(3)酸浸并用 KClO3 氧化后的溶- 11 - / 11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)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)由于前面加入了 KClO3、KOH，所以“流出液”中阳离子最多的是K。(6)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 2NH4VO3V2O5H2O2NH3。