1、题型八 工艺流程题,五年高考命题统计与预测,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,物质制备工艺流程 1.(2019全国,26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:,真题诊断,题点一,题点二,回答下列问题: (1)在95 “溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣1”的主要成分有 。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是 。,2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是 。 (4
2、)在“沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式为 ,母液经加热后可返回 工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是 。,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,解析:(1)由硼镁矿粉所含的元素及加入的硫酸铵溶液可知,该气体只能为氨气,碳酸氢铵与氨气反应的化学方程式为NH3+ NH4HCO3=(NH4)2CO3。 (2)由流程图可知,B元素最终以H3BO3的形式存在,Mg元素经沉镁后以Mg(OH)2MgCO3的形式存在,可分析出Fe、Al在沉镁后不会存在于母液中,因此滤渣1的主要成分为矿石中含有的SiO2、Fe2O3、Al2O3。可用KSCN溶液检验Fe3+的存
3、在。,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,解题指导审题干读流程图明确问题提取信息联想化学知识得出答案。(1)中化学方程式的书写可联想酸式盐与相应碱反应生成正盐;(4)中获得轻质氧化镁的方法可联想Mg(OH)2、MgCO3受热易分解的性质等。,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,2.(2019全国,26)立德粉ZnSBaSO4(也称锌钡白),是一种常用的白色颜料。回答下列问题: (1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时,钡的焰色为 (填标号)。 A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色 (2)以重晶石(Ba
4、SO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为 。 回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为 。 在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的 (填化学式)。 沉淀器中反应的离子方程式为 。 (3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 molL-1的I2-KI溶液于其中,并加入
5、乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.100 0 molL-1 Na2S2O3溶液滴定,反应式为,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,点颜色变化为 ,样品中S2-的含量为 (写出表达式)。,解析:(1)常见的金属元素在焰色反应中呈现的焰色分别为:钠黄色、钾紫色(透过蓝色钴玻璃观察)、钙砖红色、锶洋红色、铜绿色、钡黄绿色。,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,根据信息结合框图可知,还原料的主要成分为BaS,表面BaS与空气中的H2O和CO2反应生成有臭鸡蛋气味的H2S和难溶于水的BaCO3。,(3)碘单质能使淀
6、粉溶液显蓝色,当I2全部被消耗完后,溶液蓝色褪去。,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,特别提醒(1)焰色反应中Ba2+的焰色教材中有呈现,平时复习中考生往往只重视Na+和K+的焰色反应现象,对Ba2+的焰色反应重视不足。(2)注意第(2)小题第焦炭过量生成CO;(3)25.00 mL 0.100 0 molL-1的I2-KI溶液中的I2在反应中有两个去向:一是与m g样品中的S2-反应;二是滴定过程中与Na2S2O3反应,利用关系式不难求得正确答案。,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,流程图中主要转化如图所示:
7、,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,3.(2019全国,26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:,相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(1)“滤渣1”含有S和 ;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。 (2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是 。 (3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为 6.0之间。 (4)“除杂1”的目的
8、是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是 。 (5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是 。 (6)写出“沉锰”的离子方程式 。 (7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,答案:(1)SiO2(或不溶性硅酸盐) MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O (2)将Fe2+氧化为Fe3+ (3)4.7 (4)NiS和ZnS,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真
9、题诊断,解析:本题为工艺流程题,综合考查了陌生化学方程式和离子方程式的书写、调节pH除杂、沉淀溶解平衡及化合价的简单计算等知识,综合性较强,难度中等。 (1)加硫酸“溶浸”过程中,MnO2将MnS中的S2-氧化为单质硫:MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O。天然锰矿中含有的二氧化硅(或硅酸盐)不溶于稀硫酸,所以滤渣1为S和二氧化硅(或不溶性硅酸盐)。 (2)“溶浸”时杂质Fe、Al、Mg、Zn、Ni等元素也都转化为相应的硫酸盐,其中铁元素部分以Fe2+存在,结合金属离子沉淀时的pH范围,加MnO2是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,以方便后面将其转化为沉淀除去。(3)(5
10、)结合题给表格中金属离子沉淀时的pH范围,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,Fe(OH)3和Al(OH)3,此时需控制的pH范围为4.76.0。而后面加Na2S完成的“除杂1”是沉淀Zn2+和Ni2+,滤渣3为ZnS和NiS。加MnF2完成的“除杂2”是沉淀Mg2+,滤渣4为MgF2。若沉淀Mg2+时,Mg2+(aq)+2F-(aq)右移,则导致Mg2+沉淀不完全。 (6)流程图中加NH4HCO3是为了沉淀Mn2+,产物为MnCO3,同时生成CO2和(NH4)2SO4、H2O。 (7)根据化合物中元素化合价的代数和为0可列式计,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练
11、,真题诊断,解题策略(1)审题过程,(2)审设问:结合题中的问题,回到流程图中寻找答案。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,4.(2018全国,27节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题: (1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式 。 (2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:,pH=4.1时,中为 溶液(写化学式)。 工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是 。 (3)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取
12、50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 molL-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 ,该样品中Na2S2O5的残留量为 gL-1(以SO2计)。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,解析:(1)NaHSO3和焦亚硫酸钠(Na2S2O5)中硫元素的化合价均为+4价,则NaHSO3经结晶脱水生成焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5 +H2O。 (2)根据亚硫酸的酸性强于碳酸,则SO2通入Na2CO3溶液中可生成Na2SO3或NaHSO3,再结合溶液pH为4.1可知,溶液中的溶质为NaHSO3。工艺中
13、加入碳酸钠固体、并再次充入SO2,可生成更多的NaHSO3。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,特别提醒(1)联想Na2SO3溶液呈碱性,NaHSO3在溶液中以电离为主,呈酸性,可以解决(2)中问题。 (2)由题干(1)中说明可知为NaHSO3过饱和溶液,由此可答(2)中问题。 (3)最后一问计算时注意残留量应该以二氧化硫计,而不是焦亚硫酸钠。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,5.(2018全国,26)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:,相关金
14、属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有 ;氧化除杂工序中ZnO的作用是 。若不通入氧气,其后果是 。 (3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为 。 (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为 ;沉积锌后的电解液可返回 工序继续使用。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,1.解答工艺流程题的基本
15、步骤 (1)认真阅读题干,了解生产目的及有关信息。 (2)整体分析工艺流程,明确生产过程分为几个阶段。 (3)分析每一个阶段的生产原理、物质变化、条件控制及其实验操作。 (4)了解生产过程中的有关物质的回收和原料的循环利用,以及“绿色化学”思想的运用和所采取的环保措施。 (5)认真分析题中设问,规范作答。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,2.化工流程题中表述性词汇“八大答题方向” 化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语,这些表述性词语就是隐性信息,它可以暗示我们所应考虑的答题角度。常见的有: (1)“控制较低温度”常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和温度对物质
16、转化率的影响等。 (2)“加过量试剂”常考虑保证主反应物反应完全或增大其转化率等。 (3)“能否加其他物质”常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。 (4)“在空气中或在其他气体中”主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或是否要求防氧化、防水解、防潮解等。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(5)“判断沉淀是否洗净”常取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加某试剂,以检验其中的某种离子是否存在并由此获得结论。 (6)“设计方案检验某物质”通常取少量某液体于试管中,加入另一试剂,通过产生的现象得出结论。 (7)“控制pH”常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等
17、。 (8)“用某些有机试剂清洗”常考虑降低物质溶解度、有利于析出、减少损耗和提高产率等。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,3.原料的预处理及其目的 (1)溶解:通常用酸进行溶解,如硫酸、盐酸等。 (2)灼烧、焙烧、煅烧:改变物质结构,使一些物质转化为目标物质,或使一些杂质在高温下氧化或分解。 (3)控制反应条件:化学反应往往需要在一定的浓度、温度、压强、催化剂和酸碱性等条件下进行,生产中必须控制反应条件,其中温度和酸度的控制是条件控制的两大主旋律。可采用水浴加热、油浴加热等控制温度,防止温度过高时反应物或生成物发生分解导致产率降低。 (4)调节溶液的pH:控制溶液的酸碱
18、性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如含Mn2+的溶液中同时含有Fe2+,可先加氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液的酸度使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。调节溶液的pH时,所选的物质应满足两点:一是能与H+或OH-反应,二是不引入新的杂质。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(5)加热:增大化学反应速率或促使化学平衡向某个方向移动。 (6)降温:防止某物质在高温时分解或使化学平衡向着有利于生成目标产物的方向移动。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,4.常用分离和提纯的方法或操作 (1)蒸发:蒸发掉一部分溶剂。有时要考虑反应时的气体氛围以抑
19、制某物质发生水解。 (2)蒸发浓缩、冷却结晶:适用于物质溶解度随温度变化不大的物质的分离、提纯。 (3)蒸发结晶、趁热过滤:适用于物质溶解度随温度变化较大的物质的分离、提纯,可控制杂质的析出。 (4)晶体的干燥:常见的干燥方法为自然晾干、滤纸吸干、干燥器中烘干。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(5)沉淀的洗涤:由于生成的沉淀表面会吸附一定量的离子,因此过滤后要进行沉淀的洗涤。洗涤方法是向过滤器中慢慢注入适量蒸馏水,至刚好没过沉淀,然后静置,让其自然流下,重复以上操作23次,直至洗涤干净。为了减少沉淀(或晶体)的溶解,可用冰水或有机溶剂洗涤。 (6)沉淀是否洗涤干净的检
20、验:主要检验洗涤液中是否还含有沉淀表面吸附的离子。一般的检验方法:取少量的最后一次洗涤液,置于一洁净的试管中,滴加少量的检验试剂,若没有特征现象出现,说明沉淀已洗涤干净。 (7)从溶液中得到晶体的一般过程:蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,5.物质制备类化工生产流程题的解题策略 (1)明确原料及目标产物;(2)明确化工生产流程:原料对原料的预处理核心化学反应产品的提纯分离目标产物;(3)掌握主要的化工生产原理等;(4)掌握常见的与化工生产有关的操作方法及作用。尤其要注意对原料进行的预处理和控制反应条件的常用方法,它们分别是:对原料进行预处理
21、的常用方法及其作用:研磨以增大接触面积而增大反应速率;对原料酸(或水)浸的目的是与酸(或水)接触反应或溶解;灼烧以除去可燃性杂质;煅烧以促使物质转化;常用控制反应条件的方法:调节溶液的pH使某些金属离子转化为沉淀;控制温度、压强以增大反应速率或使平衡移动;趁热过滤以防止某物质降温而析出;冰水洗涤以洗去杂质离子而减少晶体的溶解损耗。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,6.工艺流程题的解题技巧 (1)首尾分析法:对一些线型流程工艺(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第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生
22、产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设问题,逐一推敲解答。 (2)分段分析法:对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题,用分段分析法更容易找到解决问题的切入点。 (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,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需要的目标产品,这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业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,然后进行交叉分析。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,1.(2019山东青岛二模)ZrO2是一种重要的耐高温材料,可用
23、作陶瓷遮光剂。天然锆英石(ZrSiO4)含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质,工业以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下:,已知:Fe(SCN)3难溶于MIBK;Zr(SCN)4在水中溶解度不大,易溶于MIBK。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(1)锆英石中锆元素的化合价为 。 (2)氯化主要反应:ZrSiO4(s)+2C(s)+4Cl2(g) ZrCl4(g)+SiCl4(g)+2CO2(g) H0,ZrCl4的产率随温度变化如图所示,由图可知氯化的最佳条件是 。氯化过程中ZrCl4的产率随温度升高先增大后减小的原因是 。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点
24、演练,真题诊断,(3)写出Al2O3高温氯化过程中转化为AlCl3的化学方程式 。 (4)Na2S、H2S、NaCN等均为常用的铜沉淀剂,本流程使用NaCN除铜,不采用Na2S、H2S的原因是 (用离子方程式解释)。若盐酸溶解后溶液中c(Cu2+)=0.01 molL-1,当溶液中Cu2+开始沉淀时,c(CN-)= (已知KspCu(CN)2=4.0010-10)。 (5)实验室进行萃取和反萃取的仪器是 ;流程中萃取与反萃取的目的是 。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,答案:(1)+4 (2)360 、1 MPa 360 以前反应未达到平衡,升温过程中反应继续正向进行,
25、产率不断增大;360 以后反应达到平衡,由于该反应为放热反应,升温导致平衡逆向移动,ZrCl4产率减小,(5)分液漏斗、烧杯 除去铁元素杂质,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,解析:(1)根据化合物中元素正负化合价代数和等于0,O为-2价,Si为+4价,可得锆英石(ZrSiO4)中Zr元素的化合价为+4价; (2)根据图像可知,ZrCl4在温度为360 、1 MPa时的产率最高,故氯化的最佳条件是360 、1 MPa;根据图像可知:在360 以前,随着温度的升高,ZrCl4的产率逐渐增大,是由于温度升高,反应速率增大,更多的反应物转化为生成物,所以ZrCl4的产率逐渐增大
26、;360 时ZrCl4产率达到最大值,此时反应达到平衡状态,由于该反应的正反应为放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,使ZrCl4的产率逐渐降低; (3)Al2O3、焦炭在高温下与氯气反应生成AlCl3、CO2,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为:2Al2O3+3C+6Cl2,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(5)萃取和反萃取后分离互不相溶的液体混合物是用分液的方法,分液使用的仪器有分液漏斗和烧杯。在处理过程中,Cu2+与沉淀试剂形成Cu(CN)2沉淀过滤除去,Fe3+与加入的NH4SC
27、N形成络合物Fe(SCN)3,Zr4+形成Zr(SCN)4,由于Fe(SCN)3难溶于MIBK,而Zr(SCN)4在水中溶解度不大,易溶于MIBK,向Fe(SCN)3、Zr(SCN)4的混合溶液中加入MIBK充分振荡后分液,可将Fe(SCN)3分离除去;然后向MIBK的溶液中加入硫酸进行反萃取,使Zr(SCN)4进入硫酸溶液中,然后经过一系列处理,就可得到ZrO2。所以进行萃取和反萃取目的是除去铁元素杂质。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,2.(2019北京朝阳二模)以海绵铜(CuO、Cu)为原料制备氯化亚铜(CuCl)的一种工艺流程如下:,(1)“溶解”过程:生成Cu
28、SO4的反应方程式:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、 。 (2)“吸收”过程:,提高NO平衡转化率的方法是 (写出两种)。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,吸收NO2的有关反应如下: 反应:2NO2(g)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq) H=-116.1 kJ mol-1 反应:3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) H=-75.9 kJ mol-1 用水吸收NO2生成HNO3和NO的热化学方程式是 。,(3)“电解”过程: HNO2为弱酸。通过电解使HNO3得以再生,阳极的电极反应式是 。,题点一,题点二,审题过程,
29、必备知识,对点演练,真题诊断,(4)“沉淀”过程: 产生CuCl的离子方程式是 。 加入适量Na2CO3,能使沉淀反应更完全,原因是 。 (5)测定CuCl含量: 称取氯化亚铜样品m g,用过量的FeCl3溶液溶解,充分反应后加入适量稀硫酸,用x molL-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,解析:海绵铜(CuO、Cu)中CuO与稀硫酸反应转化为硫酸铜;N 在酸性条件下具有氧化性,能将Cu氧化为铜离子,最终生成硫酸铜;二氧化硫具有还原性,再将铜离子还原为氯化亚铜;NO经过氧化与电
30、解过程得到硝酸,硝酸可以循环利用。 (1)“溶解”过程除了氧化铜溶于稀硫酸外,Cu在酸性条件下与硝酸发生氧化还原反应,其化学方程式为:3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO+4H2O;,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,3.(2019四川泸州三模)PbCO3可用于油漆、陶瓷和玻璃等工业。由方铅矿(主要成分为PbS,含有杂质FeS等)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbCO3的流程如下:,已知:PbCl2难溶于冷水和乙醇,易溶于热水;各物质25
31、时的溶度积见下表。试回答下列问题:,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(1)PbCO3的名称是 。 (2)步骤中MnO2的作用是 ,根据下图分析的最佳反应条件是 。,(3)步骤趁热抽滤的原因是 。 (4)步骤洗涤用的试剂是 。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(5)将滤液Y先酸化,然后加入MnO2,反应的离子方程式为 ;若反应后c(Mn2+)=0.2 molL-1,进一步调节溶液的pH可分离Fe3+和Mn2+,溶液所调的pH范围为 c(Fe3+)110-5 molL-1时表示Fe3+已沉淀完全。 (6)步骤反应的离子方程式为 。 (7)样品PbCO
32、3中有少量PbCl2杂质,提纯的实验方案是 。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,答案:(1)碳酸铅 (2)氧化剂(将难溶的PbS转化为S、PbCl2) 80 和3 molL-1盐酸 (3)PbCl2降温易结晶析出,趁热抽滤有利于铅的化合物与不溶性杂质分离 (4)冷水或乙醇,(7)向样品中加Na2CO3溶液浸取,过滤、洗涤(或向样品中加热水浸泡,趁热过滤,热水洗涤),题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(1)PbCO3的名称为碳酸铅。 (2)步骤反应生成了硫沉淀,说明MnO2是氧化剂,将难溶的PbS转化为S和PbCl2,根据图像,80 和3 molL-
33、1盐酸条件下浸取率最高。 (3)根据流程图步骤及已知提示,PbCl2降温易结晶析出,步骤趁热抽滤有利于铅的化合物与不溶性杂质分离。 (4)PbCl2难溶于冷水和乙醇,易溶于热水,步骤洗涤用的试剂可以是冷水或乙醇。,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题诊断,(5)将滤液Y先酸化,然后加入MnO2,二氧化锰将亚铁离子氧化,反应的离子方程式为2Fe2+4H+MnO2=2Fe3+Mn2+2H2O;若反应后c(Mn2+)=0.2 molL-1,进一步调节溶液的pH可分离Fe3+和Mn2+,根据表格中Ksp数据,使Fe3+完全沉淀时,溶液中,题点一,题点二,审题过程,必备知识,对点演练,真题
34、诊断,(7)样品PbCO3中有少量PbCl2杂质,根据PbCl2难溶于冷水和乙醇,易溶于热水,和流程图中PbCl2中加入碳酸钠溶液能够发生沉淀的转化生成PbCO3,提纯的方法是向样品中加Na2CO3溶液浸取后过滤、洗涤或向样品中加热水浸泡,趁热过滤,热水洗涤。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,废弃物中提取物质的工艺流程 1.(2019全国,27)硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2xH2O是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:,回答下列问题: (1)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。 (2)步骤需要加热的目的是 ,温度
35、保持8095 ,采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,(3)步骤中选用足量的H2O2,理由是 。分批加入H2O2,同时为了 ,溶液要保持pH小于0.5。 (4)步骤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。 (5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,答案:(1)碱煮水洗 (2)加快反应 热水浴 C (3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入
36、杂质 抑制Fe3+水解 (4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) (5)NH4Fe(SO4)212H2O 解析:(1)油污在碱性溶液中发生水解反应生成可溶于水的物质,因此可使用碱煮水洗的方法去除废铁屑表面的油污。 (2)加热可以增大溶解速率;温度低于100 ,因此可用水浴加热;硫化氢可与碱反应,因此可用碱溶液来吸收,为了防止倒吸,应选用的装置为C。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,(3)为了将Fe2+全部转化为Fe3+,应选用足量的H2O2;生成的Fe3+能发生水解反应,H2O2与Fe2+反应消耗H+,为了抑制Fe3+发生水解反应,应保持溶液的pH小于0.5。 (4)由溶液得到晶体
37、的操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。 (5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 mol,则失去水的物质的量为1.5 mol,质量为27 g,由此可知,硫酸铁铵晶体的相对分子质量为,铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)212H2O。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,审题要点从实验目的看,该实验是制备硫酸铁铵,容易误认为硫酸亚铁铵;从命题形式看,本题通过无机化工流程图考查无机物制备;从转化条件看,反应温度低于水的沸点,应该利用水浴加热;双氧水作氧化剂,氧化铁屑与稀硫酸反应生成的亚铁离子;从问题(1)提示看,铁屑表面含有油污,此处油污应理解为油脂类物质,不溶于水,影响铁与稀硫酸反应;
38、可利用热碱溶液,清洗铁屑表面的油污。 知识迁移(1)分批加入双氧水。联想H2O2氧化亚铁离子是放热反应;铁离子作H2O2分解的催化剂;铁离子水解反应是吸热反应;亚铁离子被H2O2氧化放出热量,使温度升高,导致铁离子水解加剧。(2)失重指失去部分元素导致固体质量减小。失重率等于失去元素的质量与样品总质量之比,不是失去元素质量与剩余固体质量之比。(3)H2S与碱溶液反应较快,会引起倒吸。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,2.(2016课标全国,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。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂
39、的主要成分为:,以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,回答下列问题:,(5)“流出液”中阳离子最多的是 。 (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 。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,(3)加入KOH进行中和时,溶液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去,则滤渣2中含有Fe(OH)3、Al(OH)3。,(5)前面依次加入了KClO3、KOH,则“流出液”中阳离子最多的是K+。 (6)由题意可知反应物为NH4VO3,产物
40、之一为目标产品V2O5,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,3.(2017江苏高考,16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:,注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为 。 (2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)“电解”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是 。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,(4)“电解”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为
41、 ,阴极产生的物质A的化学式为 。,(5)铝粉在1 000 时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是 。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,方法点拨当遇到这一类题时,一定要在题目中找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,主要物质和杂质的性质差别是什么?认真分析当加入某一试剂后,试剂能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要用什么样的方法才能将杂质除去。流程中的每一种试剂、每一步操作都是为了得到更多、更纯的产品,经过这样的思考可将工艺流程转化为物质转化流程,从而明确每一步所加
42、试剂或操作的目的。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,1.把握物质提纯的六种常用方法,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,2.正确选择物质分离的六种常用方法,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,3.提纯类化工生产流程题的解题策略 (1)明确原料中所含杂质和待提纯的目标物质。 (2)认真分析流程图,明确流程中各阶段的操作目的。 (3)明确提纯的方法:水溶法、酸溶法、碱溶法、氧化还原法、加热灼烧法、调节溶液pH法等。 (4)明确常用的分离方法:过滤、萃取和分液、结晶(蒸发结晶、冷却结晶)、蒸馏或分馏等;同时还要注意物质分离、提纯的原则及注意事项等。,题点一,题点二,
43、真题诊断,必备知识,对点演练,1.(2019河南洛阳第四次模拟)精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下:,已知:.分金液中含金离子主要为AuCl4-;分金渣的主要成分为AgCl;,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,.“分铜”时各元素的浸出率如下表所示。,(1)由表中数据可知,Ni的金属性比Cu 。分铜渣中银元素的存在形式为(用化学用语表示) 。“分铜”时,如果温度过高,会有明显的放出气体现象,原因是 。 (2)“分金”时,单质金发生反应的离子方程式为 。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演
44、练,(3)Na2SO3溶液中含硫微粒物质的量分数与pH的关系如图所示:,“沉银”时,需加入硫酸调节溶液的pH=4,分析能够析出AgCl的原因为 。 调节溶液的pH不能过低,理由为 (用离子方程式表示)。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,(5)工业上,用镍为阳极,电解0.1 molL-1 NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示:,为获得髙纯度的球形超细镍粉,NH4Cl溶液的浓度最好控制为 gL-1,当NH4Cl溶液的浓度大于15 gL-1时,阴极有无色无味气体生成,导致阴极
45、电流效率降低,该气体为 。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,(4)低于1.410-3 molL-1 (5)10 H2,解析:(1)由表中数据可知,镍的浸出率比铜高,说明镍更容易被氧化,故金属性Ni比Cu强。根据流程图分析,“分铜”时加入足量的NaCl可以使溶解出的Ag+形成AgCl进入分铜渣,分铜渣中银元素的存在形式为Ag、AgCl。“分铜”时,如果温度过高,H2O2发生分解,会有明显的气体放出现象。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,2.(2019四川攀枝花三模)废旧硬质合金
46、刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法回收WC和制备Co2O3的工艺流程如下:,已知:在上述流程中,各种金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,回答下列问题: (1)以废旧刀具作阳极,不锈钢作阴极,盐酸为电解质溶液。电解时阳极的电极反应有:Co-2e-=Co2+和 。 (2)通入氨气的目的是调节溶液的pH,除去铁元素。由表中的数据可知,理论上可选择的pH范围是 。 (3)生成CoCO3的离子方程式是 。 (4)实验测得NH4HCO3溶液显碱性。制备CoCO3时,不能将滤液加入NH4HCO3溶液中,原因是 。 (5)已知:K
47、sp(CoCO3)=1.610-13,Ksp(CoC2O4)=6.310-8。若仅从沉淀转化角度考虑,在0.01 molL-1 Na2C2O4溶液中加入CoCO3固体能否转化为CoC2O4沉淀?通过计算说明: 。 (6)洗涤CoCO3不充分对最终产品纯度并无影响,但在焙烧时会造成环境污染,主要原因是 。 (7)CoCO3生成Co2O3的化学方程式是 。,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,解析:由题给工艺流程知,以盐酸为电解质溶液,以废旧刀具作阳极,不锈钢作阴极,进行电解,电解过程中WC进入阳极泥中,溶液中含有Fe2+和Co2+,加入双氧
48、水,Fe2+被氧化为Fe3+,通入氨气,调节pH在3.2到6.5之间,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀过滤除去,滤液中含有Co2+,加入碳酸氢铵溶液生成碳酸钴,焙烧生成Co2O3。 (1)电解时废旧刀具作阳极,不锈钢作阴极,盐酸作电解质溶液,依据阳极金属放电规律可知,除了Co失电子以外还有Fe也会失电子,其电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+; (2)通入氨气的目的是调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。由表中的数据可知,理论上可选择的pH范围是3.2pH6.5;,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,(4)根据题意可知,NH4HCO3溶液显碱性,则若将滤液加入NH4HCO3溶液中会生成Co(OH)2杂质;,(6)分析可知,实验中获得的CoCO3若洗涤不充分会含有氯化铵杂质,在焙烧时氯化铵分解会产生污染性气体HCl和NH3;,题点一,题点二,真题诊断,必备知识,对点演练,3.(2019河北示范性高中4月联考)从废旧锂离子二次电池(主要成分为LiCoO2,还含
