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1、11三大考點(diǎn)工業(yè)流程(無機(jī))專題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .認(rèn)識(shí)工業(yè)流程圖題的特點(diǎn)。2 .掌握工業(yè)流程圖題的解題方法與技巧。3 .通過題型分析與題目鍛煉,培養(yǎng)分析、綜合、對比、歸納等方法的應(yīng)用4 .學(xué)會(huì)應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決化工生產(chǎn)中遇到的問題,提高科學(xué)素養(yǎng)。知識(shí)點(diǎn)一、化工流程題的特點(diǎn)1、能力要求:工藝流程題考查了學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。2、試題特點(diǎn):化學(xué)工藝流程題是以某個(gè)具體的工業(yè)生產(chǎn)或日常生活為背景,以化學(xué)基本理論為主線,結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、平衡 理論、電離理論、溶度積知識(shí)、化學(xué)計(jì)算、經(jīng)濟(jì)視角等,以生產(chǎn)流程框圖為載體的一類試題。化工生產(chǎn)主要解決六方 面的問題:1 .解決
2、將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;2 .除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品;3 .提高轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率;4 .減少污染,提倡“綠色化學(xué)”生產(chǎn);5 .原料的來源要考慮豐富,還要考慮成本問題6 .生產(chǎn)設(shè)備簡單,生產(chǎn)工藝簡便可行等生產(chǎn)工藝問題。知識(shí)點(diǎn)二試題結(jié)構(gòu)1 .題引:以引導(dǎo)性的語言簡單介紹該工藝流程生產(chǎn)的目的、原料、產(chǎn)品,有時(shí)還提供相關(guān)的表格、圖像等參考數(shù)據(jù)和信息;2 .題干:主要是以框圖的形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來;原料-一J 分育餐純- m精心原皮產(chǎn)物原料無機(jī)礦物原料預(yù)處理除雜、凈化核心-L 化學(xué)軟反應(yīng)條件的控制產(chǎn)M的分陽 蟋純fl所需產(chǎn)品排放物的無害化處理服科的循環(huán)利用3 .題設(shè):根據(jù)生產(chǎn)過
3、程中涉及的化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)成一系列問題,要求學(xué)生依據(jù)化學(xué)原理進(jìn)行分析解答。規(guī)律:主線主產(chǎn)品,分支副產(chǎn)品,回頭為循環(huán)。(1)箭頭:箭頭進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。(2)三線:物料進(jìn)出線、操作流程線、循環(huán)操作線知識(shí)點(diǎn)三常見題型1 .以礦石為原料的化工生產(chǎn)流程2 .以廢料為原料的化工生產(chǎn)流程3 .以海水為原料的化工生產(chǎn)流程知識(shí)點(diǎn)四分析流程題需要的一般思路1理清結(jié)構(gòu)流程類試題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般是簡單介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮砘蚬に嚿a(chǎn)的原材料和工藝生 產(chǎn)的目的(包括附產(chǎn)品);題干部分主要用框圖形式將操作或物質(zhì)轉(zhuǎn)換或原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來;題
4、尾主要是根據(jù)流程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)制成系列問題,構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。2、解答流程題的一般思路是:(1)讀題:找到原料中的主要成分和雜質(zhì)成分。瀏覽全題,確定該流程的目的,看懂生產(chǎn)流程圖;(2) 了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息,并在下一步分析和解題中隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系和調(diào)用;(3)解析流程圖并思考從原料到產(chǎn)品依次進(jìn)行了什么反應(yīng),利用了什么原理。每一步操作進(jìn)行到什么程度最佳,每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物,雜質(zhì)或副產(chǎn)物是怎樣除去的等等。要抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。首尾分析法T分段分析法I交叉分析法對一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條
5、龍的生產(chǎn)工序)試 題,首先對比分析潞圖中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物 質(zhì)(產(chǎn)品).從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生 產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn) 品的化工工藝然后再結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答。對于用同樣的原材料生產(chǎn)多種網(wǎng)種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn) 品)的工藝流程題,用分段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn), 有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,率先合成一種或幾種中間產(chǎn) 品,再用這一中間產(chǎn)品與其他原材料合成生產(chǎn)所需的主流產(chǎn) 品、這種題就適合用交叉分析法,就是將提供的工藝流程示意 圖結(jié)合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流zK線1然后上 下交叉分析.知識(shí)點(diǎn)五各階段的常
6、見考點(diǎn)化學(xué)工藝流程翅解題模型原陲廄ESms 1耕慝賺螃作姆一子攜醐價(jià)航3陋部;不反力杰元熬聞可互轉(zhuǎn)化核心助分場價(jià)翻T舶借隴 M原隧輛利用三置的場產(chǎn)俳盼鼠融«氯怫嬲船選擇、mt,齦壓亶 傕脫等反應(yīng)都蹴制、洛解 蒯5性第%魴法悟加(一)原料預(yù)處理階段的常見考查點(diǎn)1、研礦:增大接觸面積,使反應(yīng)充分,提高反應(yīng)速率2、溶解:通常用酸溶,如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等(有時(shí)可用堿溶,如鋁礦溶解)水浸與水接觸反應(yīng)或溶解浸出固體加水(酸)溶解得到離子酸浸活潑金屬直接反應(yīng),不活潑的金屬須加氧化劑后與酸反應(yīng),金屬氧化物直接反應(yīng)生成金屬陽離子,非金屬氧化物不反應(yīng);(??济坎匠s后濾渣的成分)堿浸金屬單質(zhì)Al、B
7、e、Zn可與堿反應(yīng),大多數(shù)金屬離子能與堿反應(yīng),酸性氧化物,如 CO2、SO2、SiO2等均與堿反應(yīng),堿浸主要是去油污、去金屬氧化膜、溶解鋁、SiO2等,調(diào)節(jié)溶液的pH值抑制水解等。焙燒、灼燒或煨燒結(jié)構(gòu)改變更易溶解浸出;使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解汪息:1、提高酸浸速率的措施:礦石粉碎、增大酸的濃度、升高溫度、邊加酸邊攪拌、延長浸出時(shí)間(提高浸出率)等。2、浸出率:固體溶解后,離子在溶液中的含量的多少 (更多轉(zhuǎn)化)(二)核心反應(yīng)的常見考查點(diǎn)1、實(shí)驗(yàn)操作反應(yīng)條件的控制目的溫度控制反應(yīng)速率;控制化學(xué)平衡移動(dòng)的方向;控制固體的溶解和結(jié)晶,如趁熱過濾能防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出;促進(jìn)溶液中氣體逸出或?qū)⑸傻牡头?/p>
8、點(diǎn)有機(jī)物蒸出;防止或?qū)崿F(xiàn)某物質(zhì)的分解或水解(使用低溫烘干、減壓蒸發(fā));使催化劑達(dá)到最大活性;防止副反應(yīng)的發(fā)生;選擇某一具體溫度的原因是:溫度過低,反應(yīng)速率太慢;溫度過高,某反應(yīng)物分解, 或產(chǎn)物水解,或平衡逆向移動(dòng),降低反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;或催化劑失活,使產(chǎn)品的產(chǎn)率 降低。反應(yīng)氛圍防氧化、抑制水解水解、安全性等;從溶液中析出FeCl3、A1C13、MgCl2等溶質(zhì)時(shí),應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防其水解??刂苝H使某些離子形成氫氧化物沉淀以便除雜;如若要除去Al3+、Mn 2+溶液中含有的Fe2+,先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH值。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)?f足兩點(diǎn):能與 H +反
9、應(yīng),使溶液pH值增大;不引入新雜質(zhì)。例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(0H)2、Cu2(0H)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值。/、可加入NaOH溶液、氨水等。調(diào)節(jié)溶液的酸堿性,促進(jìn)或抑制水解;特定的反應(yīng)需要酸性或堿性條件,或增強(qiáng)氧化劑的氧化性等。(三)分離提純的常見考查點(diǎn)1、常用的分離方法-物理方法(1)過濾:分離難溶物和易溶物,根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)萃取和分液:利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì),如用CC14或苯萃取澳水中的澳。(3)蒸發(fā)結(jié)晶:提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì),如 NaCl。(4)冷卻結(jié)晶:提取溶解度隨溫度
10、變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4 5H20、FeSO4 7H2O 等。(5)蒸儲(chǔ)或分儲(chǔ):分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物,如分離乙醇或甘油。(6)冷卻法:利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體,如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣2、常用的提純方法-偏向于化學(xué)方法(1)水溶法:除去可溶性雜質(zhì)。洗滌(冰水、熱水):洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗;乙醇洗滌既可洗去晶體表面的雜質(zhì),又可減少晶體溶解的損耗。(2)酸溶法:除去堿性雜質(zhì)。(3)堿溶法:除去酸性雜質(zhì)。(4)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質(zhì)。ii(5)加熱灼
11、燒法:除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法:如除去酸性溶液中的Fe3+等。解題注意事項(xiàng):考查生埸、蒸發(fā)皿等儀器的名稱或材質(zhì),煨燒,對原料的預(yù)處理;填寫過濾(或蒸儲(chǔ))中的玻璃儀器名稱,注意抽濾的原理及儀器,趁熱過濾的原理等;除雜或結(jié)晶的方法,除雜反應(yīng)中,加入的調(diào) pH的物質(zhì);煮沸:促進(jìn)水解,膠體聚沉便于過濾分離,除去溶解在溶液中的氣體;玻璃棒的作用,沉淀的洗滌方法;尾氣的吸收處理,綠色化學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。65【考點(diǎn)精練】考點(diǎn)一以礦石為原料的化工生產(chǎn)流程1. (2019 新課標(biāo)出)高純硫酸鎰作為合成銀鉆鎰三元正極材料的原料,工業(yè)上可由天然二氧化鎰粉與硫化鎰礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg
12、、Zn、Ni、Si等元素)制備,工藝如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:C0J5jSO4 MnOh 氨氣 Na2S MnF: NHJICO?相關(guān)金屬離子金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pH浪渣1漉渣2瀛渣3濾渣4(Mn+ )=0.1molL-1形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg 2+Zn2+Ni28.16.31.53.48.96.26.910.18.32.84.710.98.28.9一寫出“溶浸”中二氧化鎰與硫化鎰反應(yīng)的化學(xué)方程式XinCO3 XfaiSd(1) “濾渣1”含有S和(2) “氧化”中添加適量的 MnO 2的作用是(3) “調(diào)pH”除鐵和鋁,溶液的pH范圍應(yīng)
13、調(diào)節(jié)為6之間。(4) “除雜1”的目的是除去Zn2+和Ni2+, “濾渣3”的主要成分是 (5) “除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg 2+ .若溶液酸度過高,Mg 2+沉淀不完全,原因是(6)寫出“沉鎰”的離子方程式 (7)層狀銀鉆鎰三元材料可作為鋰離子電池正極材料,其化學(xué)式為LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合價(jià)分別為+2、+3、+4 .當(dāng) x=y=2時(shí),z=?!敬鸢浮?1) SiO2 (不溶性硅酸鹽);MnO 2+MnS+2H 2SO4=2MnSO 4+S+2H 2O ;(2)將 Fe2+ 氧化為 Fe3+;(3) 4.7;(4) NiS 和 ZnS ;(5) F
14、-與H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF, MgF 2? Mg 2+2F -平衡向右移動(dòng);(6) Mn 2+2HCO 3-=MnCO 3J+CO2I+H2O;(7)【解析】硫化鈕礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素),MnS礦和MnO 2粉加入稀硫酸,MnO 2具有氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成MnSO 4、S,同時(shí)溶液中還有難溶性的SiO2及難溶性的硅酸鹽,所以得到的濾渣 1為SiO2和S和難溶性的硅酸鹽;然后向?yàn)V液中加入MnO 2, MnO 2氧化還原性離子Fe2+生成Fe3+ ,再向溶液中通入氨氣調(diào)節(jié)溶液的 pH除鐵和鋁,所以濾渣2為Fe (OH) 3、Al(OH) 3, “除雜1”的
15、目的是除去Zn2+和Ni2+,加入的Na2s和Zn2+、Ni 2+反應(yīng)生成硫化物沉淀,所以濾渣 3為NiS和ZnS, “除雜2”的目的是生成MgF 2沉淀除去Mg 2+,所以濾渣4為MgF 2,最后向?yàn)V液中加入碳酸氫錢得到 MnCO 3沉淀,用稀硫酸溶解沉淀得到硫酸鈕 MnCO(1) “濾渣1”含有S和難溶性的二氧化硅或硅酸鹽;“溶浸”中二氧化鈕與硫化鈕發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鈕離子、S和水,離子方程式為MnO 2+MnS+2H 2SO4=2MnSO 4+S+2H 2O,故答案為:SiO2 (不溶性硅酸鹽);MnO 2+MnS+2H 2SO4=2MnSO 4+S+2H 2O;(2) MnO 2具有
16、氧化性,能氧化還原性離子 Fe2+生成Fe3+,從而在調(diào)節(jié)pH時(shí)除去這兩種離子,故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+;(3) “調(diào)pH”除鐵和鋁,溶液的pH應(yīng)該大于這兩種離子完全沉淀所需 pH且小于其它離子生成沉淀的pH值,在pH=4.7時(shí)Fe3+和Al3+沉淀完全,在pH=6.2時(shí)Zn 2+開始產(chǎn)生沉淀,為了只得到氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀,需要溶液的pH范圍為4.76之間,故答案為:4.7;(4) “除雜1 ”的目的是除去Zn2+和Ni 2+ ,這兩種離子和硫離子生成硫化物沉淀,所以濾渣3為NiS和ZnS ,故答案為:NiS和ZnS;(5)溶液中存在MgF2的溶解平衡,如果溶液酸性較強(qiáng),生成弱電
17、解質(zhì) HF而促進(jìn)氟化鎂溶解,即F-與H +結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF , MgF 2? Mg 2+2F-平衡向右移動(dòng),所以鎂離子沉淀不完全,故答案為:F-與H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF , MgF 2? Mg 2+ +2F -平衡向右移動(dòng);(6) “沉鈕”時(shí)鈕離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸鈕沉淀,同時(shí)還生成水、二氧化碳,離子方程式為Mn 2+ +2HCO 3-=MnCO 3 J+CO 2 T +H 2O, 故答案為:Mn 2+2HCO 3-=MnCO 3 J+CO 2 1+H 2O ;LiNi xCoyMn zO2,其中 Ni、Ni、Co、Mn 的化合價(jià)分別為 +2、+3、(7)層狀鍥鉆鉆三元材料可作為
18、鋰離子電池正極材料,其化學(xué)式為+4.當(dāng)x=y=時(shí),該化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為0, +1+ (+2) xy+ (+3) Xy+ (+4) Xz+ (-2) X2=0 , z=;,故答案為:|02. (2019 新課標(biāo)H)立德粉ZnS BaSO4 (也稱鋅領(lǐng)白),是一種常用白色顏料。回答下列問題:(1)利用焰色反應(yīng)的原理既可制作五彩繽紛的節(jié)日煙花,亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉樣品時(shí),鋼的焰色為(填標(biāo)號)。A.黃色B.紅色C.紫色D.綠色(2)以重晶石(BaSO4)為原料,可按如圖工藝生產(chǎn)立德粉::需毯屋引還原樸恒承熱聶理糠*嘉*嚅F1200七碗酸鋅在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性
19、硫化鋼,該過程的化學(xué)方程式為 回轉(zhuǎn)爐尾氣中含有 有毒氣體,生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為CO2和一種清潔能源氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 在潮濕空氣中長期放置的“還原料”,會(huì)逸出臭雞蛋氣味的氣體,且水溶性變差,其原因是“還原料”表面生成 了難溶于水的(填化學(xué)式)。沉淀器中反應(yīng)的離子方程式為 (3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”測得。稱取mg樣品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.1000mol L-1的I2-KI 溶液于其中,并加入乙酸溶液,密閉,置暗處反應(yīng)5min ,有單質(zhì)硫析出。以淀粉為指示劑,過量的 I2用0.1000mol L-1Na2s2O3溶液滴定,反應(yīng)式為I2+2S2O
20、32- 2I-+S4O62二測定時(shí)消耗Na2s2O3溶液體積VmL.終點(diǎn)顏色變化為 樣品中S2-的含量為(寫出表達(dá)式)。【答案】(1) D;(2) BaSO4+4C 伽,' BaS+4CO T ; CO+H 2O=CO 2+H 2; BaCO3;_,八x o. 1QQQX32Ba2+ +S2-+Zn 2+ +SO 42- =ZnS ?BaSO4 J ;(3)淺藍(lán)色至無色;*X100%。mXlOOO【解析】(1) Ba元素的焰色為綠色,Na元素焰色為黃色、K元素焰色為紫色、Ca元素焰色為磚紅色,故選 D;(2)重晶石和焦炭混料研細(xì)后在回轉(zhuǎn)爐中高溫加熱得到還原料,在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭
21、還原為可溶性硫化鋼,則C被氧化生成CO;還原料在浸出槽中加入水過濾得到凈化的 BaS溶液,濾去未反應(yīng)的重晶石和 C,在沉淀器中加入硫酸鋅得到沉淀,然后分離、洗滌、干燥、粉碎得到立德粉ZnS?BaSO4 (也稱鋅鋼白),在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鋼,同時(shí)生成CO,反應(yīng)方程式為BaSO4+4C 9QQT2gpBaS+4CO T;回轉(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體為 CO ,生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為 CO2和一種清潔能源氣體,根據(jù)元素守恒知清潔能源為氫氣,反應(yīng)方程式為CO+H 2O=CO 2+H 2,故答案為:BaSO4+4C qOri2ODT=BaS+4CO T ; CO+H 2
22、O=CO 2+H 2;在潮濕空氣中長期放置的“還原料”,會(huì)逸出臭雞蛋氣味的氣體,說明有 H 2s生成,且水溶性變差,說明有難溶性物質(zhì)生成,硫離子水解生成硫化氫,同時(shí)鋼離子和二氧化碳、水反應(yīng)生成BaCO3沉淀,導(dǎo)致水溶性變差,故答案為:BaCO3; 沉淀器中BaS和硫酸鋅反應(yīng)生成沉淀 ZnS?BaSO4,離子方程式為Ba2+S2-+Zn 2+SO42-=ZnS ?BaSO4 J ,故答案為:Ba2+ +S2-+Zn 2+ +SO 42-=ZnS ?BaSO4 J ;(3)碘遇淀粉變藍(lán)色,當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)時(shí)碘完全被消耗,溶液變?yōu)闊o色;與Na 2s2O3 反應(yīng)消耗的 n (I2) =77 nNa 2s2O
23、3) =7 X0.1000mol?L-1 XVX10-3L,則與硫離子反應(yīng)的 n (I2) =25 X10-3LX0.1000mol ?L-1 -fr X0.1000mol ?L-1 XV X10-3L,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知關(guān)系式 S2-I2,所以 n (S2-) =25 xl0-3LX0.1000mol ?L-1-呆0.1000mol -1?L-1 XVX10-3 L X32g/mol,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)=硫離子質(zhì)量樣品質(zhì)量X100%=?L-1 XV X10-3L, m (S2-) =25 X10-3 L X0.1000mol ?L-1-| X0.1000mol(1 50, 05V) *1 CT)口I
24、X 3右加(25.X 0 J000X 32X1UU%_ 二 鳴rrXlOOO100% ,故答案為:淺藍(lán)色至無色;(25.01000X32mxloOOX100% 03. (2019 新課標(biāo)I)硼酸H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg 2B205 H2。、SiO2及少量Fe2O3、AI2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:(MKhSCU溶液 濾港IIjiJ|pH=3.S硼鎂礦粉過漉1 b過浦2 玨BQh調(diào)pm 5吸收 M沉鎂 Mg(OH):- MgCO3 輕質(zhì)氧化鎂NHHCd,溶液母液回答下列問題:(1)在95 c “溶浸”硼鎂礦粉,
25、產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為(2) “濾渣1”的主要成分有»檢驗(yàn)“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子,可選用的化學(xué)試劑(3)根據(jù) H3BO3 的解離反應(yīng):H3BO3+H2O? H+B (OH) 4-, Ka=5.81 X10-10 ,可判斷 H3BO3 是酸;在“過濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是(4)在“沉鎂”中生成 Mg (OH) 2MgCO 3沉淀的離子方程式為 ,母液經(jīng) 加熱后可返回工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是 o【答案】(1) NH 3+NH 4HCO 3= (NH4) 2CO3;(2) SiO2、Fe2O3、AI2O3; KSC
26、N ;(3) 一元弱;轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進(jìn)析出;(4) 2Mg 2+3CO 32+2H 2O=Mg (OH) 2?MgCO 3 >2HCO 3-;溶浸;高溫焙燒?!窘馕觥颗疰V礦(含Mg 2B2O3?H2O、SiO2及少量Fe2O3、AI2O3)加入硫酸俊溶液,得到氣體,根據(jù)硼鎂礦和硫酸俊化學(xué)式知,得到的氣體為NH 3,用NH4HCO3吸收NH 3,發(fā)生反應(yīng)NH 3+NH 4HCO 3= (NH 4) 2CO3 ,根據(jù)過濾2及沉鎂成分知,過濾1中得到的濾渣為難溶Tt的SiO2、Fe2O3、AI2O3,調(diào)節(jié)溶液pH=3.5 時(shí)得到H3BO3,濾液中含有MgSO 4,沉鎂過程發(fā)生的反應(yīng)為2M
27、g 2+ +3CO32-+2H2O=Mg(OH) 2?MgCO 3 b2HCO3-,加熱分解可以得到輕質(zhì)MgO ;母液中含有(NH4)2SO4,(1)氨氣為堿性氣體,能和酸式俊鹽吸收生成正鹽,反應(yīng)方程式為NH 3+NH 4HCO3= (NH4) 2CO3,故答案為:NH 3+NH 4HCO3= (NH4)2CO3;(2)濾渣1為難溶性的SiO2、Fe2O3、AI2O3; Fe3+和KSCN溶液混合得到血紅色液體,所以可以用 KSCN溶液檢驗(yàn)鐵離子,故答案為:SiO2、Fe2O3、AI2O3; KSCN;(3) H3BO3能發(fā)生一步電離,且電離平衡常數(shù)很小,所以為一元弱酸;在“過濾 2”前,將溶
28、液pH調(diào)節(jié)至3.5 ,有利于析出H3BO3, 如果溶液pH較大,得不到硼酸而得到硼酸鹽,故答案為:一元弱;轉(zhuǎn)化為 H3BO3,促進(jìn)析出;(4)在“沉鎂”中鎂離子和碳酸根離子發(fā)生水解和復(fù)分解反應(yīng)生成Mg (OH) 2?MgCO 3沉淀,同時(shí)還生成碳酸氫根離子離子,離子方程式為 2Mg 2+ +3CO 32- +2H 2O=Mg (OH) 2?MgCO 3 卜2HCO 3-;在母液中得到(NH 4)2SO4,在溶浸時(shí)需要加入(NH 4)2SO4,所 以母液經(jīng)加熱后可返回溶浸工序循環(huán)使用,堿式碳酸鎂高溫易分解得到氧化物、水和二氧化碳,所以高溫焙燒就可以得到輕質(zhì)氧化鎂, 故答案為:2Mg 2+ +3C
29、O 32+2H 2O=Mg (OH ) 2?MgCO 3 J+2HCO 3-;溶浸;高溫焙燒?!菊n堂鞏固】1、硫酸鋅可作為食品鋅強(qiáng)化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅,菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生產(chǎn)工藝流程示意如下:(1)將菱鋅礦研磨成粉的目的是 (2)完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式:Fe(OH)2+=Fe(OH) 3 +Cl -(3)針鐵礦(Goethite )是以德國詩人歌德(Goethe )名字命名的,組成元素是 Fe、。和H,化學(xué)式量為89,化學(xué)式(4)根據(jù)下表數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)“濾液2”的pH時(shí),理論上可選用的最大區(qū)間為Mg(
30、OH) 2Zn(OH) 2MgCO 3CaCO3開始沉淀的pH10. 46. 4一沉淀完全的pH12 . 48. 0一1開始溶解的pH10. 5一Ksp5. 6X10-126. 8X10-62. 8X10-9(5)工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過程中,合適的反應(yīng)物是 (選填序號)a.大理石粉b.石灰乳c.純堿溶液d.燒堿溶液(6) “濾液4”之后的操作依次為 L 過濾,洗滌,干燥。(7)分析圖中數(shù)據(jù),菱鋅礦粉中ZnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于 【答案】(1)增大反應(yīng)物接觸面積或增加反應(yīng)時(shí)的接觸面積,使反應(yīng)更加充分。提高浸取率。最好背下來2 獨(dú)。豆%+icio-+iHp = 2 獨(dú)。直打+cr (3)
31、FeO(OH)(或其他合理答案)氫氧化氧鐵。 之前電化學(xué)中學(xué)過氫氧化氧鎰。(4)8.0小于pH <10.4 (或其他合理答案)(5) b或(b和d) ; d濾液3制備氧化鎂時(shí)候先生成氫氧化鎂,再灼燒生成氧化鎂。所以加入堿性物質(zhì),所以排除ac.由于最后邊要獲得氫氧化鎂要過濾出來,石灰乳微溶,會(huì)混有一部分的石灰乳,所以盡量選擇 D.(6)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(或其他合理答案)125性(7)即也(或其他合理答案)-守恒法計(jì)算?!窘馕觥?1)將菱鋅礦研磨成粉可以增加反應(yīng)時(shí)的接觸面積,使得反應(yīng)更加充分(2)漂白粉的成分中含有次氯酸根,調(diào)節(jié)酸堿度后,具有較強(qiáng)的氧化性,能使 +2價(jià)的鐵離子氧化成+3價(jià),
32、氧 化亞鐵變成氧化鐵必須增加氫氧元素的量,可以推測出另一種反應(yīng)物為水,清楚了反應(yīng)物,一般可以順利地配平。(3)化學(xué)式量為89,組成元素是Fe、O、H,其中鐵的相對原子量為56,扣掉56剩下33,化學(xué)式中只能含 有2個(gè)氧原子和1個(gè)氫原子,所以可能的組成為 FeO(OH)。(4) pH=8.0 時(shí)Zn(OH) 2完全沉淀,pH=10.5 開始溶解,而 Mg(OH) 2在pH=10.4的時(shí)候開始沉淀,為了使 Zn(OH) 2能完全析出不影響 Mg(OH) 2,溶液的酸堿度控制在8.0WpH W10.4范圍。(5) a大理石粉難溶于水,選擇熟石灰和燒堿溶液可以使溶液的堿性增強(qiáng),有利于鎂離子完全沉淀(6
33、) 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶能使晶體盡快地析出(7) 綜合計(jì)算(不展開)125.81%【總結(jié)升華】考綱明確要求以金屬礦物等自然資源綜合利用為實(shí)例,了解運(yùn)用物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)規(guī)律能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。2.用輝銅礦(主要成分為CU2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如下:INH4HCO?MnO? H2SO4A溶液 NH.i iIjL輝銅礦fpi補(bǔ)Z過;i川子趕氨卜a|過F n»CiM0HbC03濾渣FHOHh MnCOa濾液D(1)下列措施是為了加快浸取速率,其中無法達(dá)到目的的是 (填字母)。A.延長浸取時(shí)間B.將輝銅礦粉碎C.充分?jǐn)嚢鐳.適當(dāng)增加硫酸濃度(2)濾渣
34、I的主要成分是 MnO2、S、SiO2,請寫出“浸取”反應(yīng)中生成S的離子方程式:。(3)研究發(fā)現(xiàn),若先除鐵再浸取,浸取速率明顯變慢,可能的原因是。(4) “除鐵”的方法是通過調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。則加入的試劑A可以是(填化學(xué)式);“趕 氨”時(shí),最適宜的操作方法是 。(5) “沉鎰"(除Mn2+)過程中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 。(6)濾液II經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是 (填化學(xué)式)。答案(除標(biāo)注外,每空2分,共13分)(1) A(2 ) +皿6 + C燒 + 上 2MB + 2C網(wǎng) + 3 1 ,電0(3) +F”可催化+C凹S被氧化(或+AQ;,在浸取時(shí)起催化作
35、用)(4)+6?;?CMOI加等其他合理答案;將溶液加熱(或通入熱空氣)(1分) +M*+H0OHNHiOO+N 時(shí)(6) +3。3so.解析已知輝銅礦的主要成分為+C#,含少量+1%2、+S0等雜質(zhì),加入+*1日和田君5浸取、過濾,得到的濾渣為+*1岫、+竽°工、 +S,濾液中含+辰”、川口、+C 加入調(diào)節(jié)劑A,調(diào)節(jié)溶液的+陽除去加碳酸氫鏤、氨氣,沉鎰除去+W",趕 氨過濾,制得堿式碳酸銅,其中氨氣可循環(huán)使用。(1) A項(xiàng),延長浸取時(shí)間,可以提高浸取程度,無法提高浸取速率,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),將輝銅礦粉碎,可提高輝銅礦與浸取液的接觸面積,可提高浸取速率,故 B項(xiàng)正確;C項(xiàng),
36、攪拌可加快輝銅礦與浸取液接觸,可提高浸取速率,故 C項(xiàng)正確;D項(xiàng),增大硫酸濃度,增大與輝銅礦接觸的分子數(shù),可提高浸取速率,故D項(xiàng)正確。綜上所述,本題正確答案為A。(2)已知輝銅礦的主要成分為+C叼6,加入+加6和卜出S6浸取,得到+MnSO,、十口心5、+S,因此化學(xué)反應(yīng)式為+ 殂+ =如加"+ S i +4H.0O1 .氫硫酸可形成正鹽和酸式鹽,酸式鹽均易溶 于水2 .易溶于水的硫化物:堿金屬(包括NH4+ )的硫化物,BaS3 .微溶于水的硫化物:CaS, MgS4 .不溶于水但溶于 稀鹽酸的硫化物:MnS(肉色),CoS(黑色),ZnS(白色),F(xiàn)eS (黑色)5 .不溶于水和
37、稀鹽酸:CuS,SnS,PbS,Cu2S,Ag2S,HgS6 .某些氧化數(shù)較高金屬的硫化物如A12S3、Cr2s3等遇水發(fā)生完全水解(3)先除鐵再浸取,發(fā)現(xiàn)浸取速率減低,說明+1.外在浸取時(shí)有催化作用,即+F5+可催化閨小被川6氧化。(4)加入調(diào)節(jié)劑A,調(diào)節(jié)溶液的+1刑生成卜來除去卜同時(shí)不引入其他雜質(zhì),最后得到堿式碳酸銅,因此調(diào)節(jié)劑A為MIO或+Cu(OHk;氨氣極易揮發(fā),可通過加熱或通入熱空氣除去。(5)通過加碳酸氫鏤、氨氣,沉鎰除去,故反應(yīng)離子方程式+W”+一CO;十NH, +回。(6)根據(jù)沉鎰離子反應(yīng)式得知溶液中生成+NW,浸取加了+S0;,過濾之后得到產(chǎn)品堿式碳酸銅,則濾液II為HNH
38、6Sd 溶液,蒸發(fā)結(jié)晶得到+(甌用u晶體。舉一反三:【變式1】銘鐵礦的主要成分可表示為 FeOC2O3,還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì),以銘鐵礦為原料制備重銘酸鉀(七52。7) 的過程如下圖所示:已知: NaFeO2遇水強(qiáng)烈水解。 Cr2O72-+ H 2O2CrO42- + 2H +請回答:(1) K2Cr2O7中Cr元素的化合價(jià)是 。(2)生成濾渣1中紅褐色物質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。濾液1的成分除Na2CrO4外,還含有(填化學(xué)式)。(3)利用濾渣2,可制得兩種氧化物,其中一種氧化物經(jīng)電解冶煉可獲得金屬,該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。(4)由濾液2轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7溶液應(yīng)采取的措施是
39、 。(5)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體,獲得 心。2。7晶體的操作依次是:加熱濃縮、 、過濾、洗滌、干燥。(6)煨燒銘鐵礦生成Na2CrO4和NaFeO2反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ?!敬鸢浮?1)+6(2) NaFeO2 + 2H 2O = NaOH + Fe(OH) 3 JNaAlO 2、Na2SiO3 和 NaOH審解(3) 2A12。3(熔融)=4Al + 30 2 T(4) 加硫酸酸化(5) 冷卻結(jié)晶冰晶石煨燒燃燒(6) 4FeO Cr2O3 + 70 2 + 20NaOH =8Na2CrO4 + 4NaFeO 2+ 10H 2O正常寫,補(bǔ)充就可以。解析:煨燒后生成 Na2CrO4
40、, NaFeO 2 NaOH NaAlO 2 Na2SiO3濾渣2是氧化鋁。電解融融的氯化鋁。變式2工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:石英砂石英砂翦I焙燒.冰銅 I塔幼35 t (/mCikS rtFeS)礦空氣空氣一氣體A»泡銅 Al 一粗電解一(CuJ) Cu)高源銅精煉 熔渣B11IIIIV(1)步驟I是在反射爐中進(jìn)行的。把黃銅礦和石英砂混合加熱到1 000 C左右,黃銅礦與空氣反應(yīng)生成 Cu和Fe的低價(jià)硫化物,且部分 Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是 、O(2)步驟II是在轉(zhuǎn)爐中發(fā)生的。冰銅含 Cu量為20%50
41、%。轉(zhuǎn)爐中,將冰銅加熔劑(石英砂),在1 200 C左右吹入空 氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2s被氧化為Cu2O。生成的Cu2O與Cu2s反應(yīng),生成含Cu量約為98.5%的泡銅,該過程發(fā) 生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是 、。氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的 填字母)吸收。a.濃硫酸 b.稀硝酸 c. NaOH溶液 d.氨水(3)步驟m是由泡銅冶煉粗銅的反應(yīng),化學(xué)方程式為(4)用稀硝酸浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加 KSCN溶液后呈血紅色,說明溶液中存在 填離子符號),檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2+的方法是注明試劑、現(xiàn)象)。答案:(1)2CuFeS 2 + O2 高溫,Cu2S+ 2FeS + SO22
42、FeS + 3O 2 高溫,2FeO + 2SO2(2)2Cu 2S+ 3O 2 高溫,2Cu 2O +2SO22CU2O + Cu2s 高溫,6Cu + SO2 T cd(3)3Cu2O+2Al 高溫,AI2O3+6CU(4) Fe3+ 可取適量酸性KMnO 4溶液置于試管中,滴入幾滴該溶液,若酸性KMnO 4溶液褪色或顏色變淺,說明該溶液中含有Fe2 +解析:(1)根據(jù)問題(1)信息中的反應(yīng)物和生成物以及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可寫出兩個(gè)化學(xué)方程式。(2)氣體A中含有SO2,SO2是酸性氧化物,選用堿性溶液吸收。(3)由泡銅制取粗銅,是CU2O和Al發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)氧化還原反應(yīng)的高溫配平方
43、法進(jìn)行配平可得化學(xué)方程式為 3Cu2O + 2Al= AI2O3 + 6CU。(4)向溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈血紅色,可推知溶液中一定含有Fe3+;要檢驗(yàn)溶液中還含有Fe2;可利用其還原性,具體操作:取適量酸性KMnO 4溶液置于試管中,滴入幾滴該溶液,若酸性 KMnO 4溶液褪色或顏色變淺,說明該溶液中含有 Fe2+(答案合理即可)。【變式3】碳酸鎰(MnCO 3)是理想的高性能強(qiáng)磁性材料,也是制備 Mn 2O3、MnO 2等鎰的氧化物的重要原料,廣泛用于電子、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。一種制備 MnCO 3的生產(chǎn)流程如下圖所示。已知生成氫氧化物的pH和有關(guān)硫化物的Ksp如下表:物質(zhì)MnSCu
44、SPbS物質(zhì)Fe(OH) 3Fe(OH) 2Mn(OH) 2開始沉淀pH2.77.68.3完全沉淀pH3.79.69.8Ksp2.5X10136.3X10-368.0X10-28軟鎰礦主要成分為MnO2,其中含有鐵、鋁、硅的氧化物和少量重金屬化合物雜質(zhì),SO2來自工業(yè)廢氣。流程中主要發(fā)生的反應(yīng)有:MnO 2 + SO2=MnSO 42Fe3+ + SO2 + 2H 2O=2Fe 2+ + SO42 + 4H+。(1)流程中所得MnSO4溶液的pH比軟鎰礦漿的pH (填“大”或“小”),該流程可與 (填寫工業(yè)生 產(chǎn)名稱)聯(lián)合,生產(chǎn)效益更高。(2)反應(yīng)的目的是將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,其離
45、子反應(yīng)方程式為 這樣設(shè)計(jì)的目的和原理是(3)反應(yīng)中硫化鈉的作用是使重金屬離子轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀,碳酸鈣的作用是 。(4)反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為: MnSO 4 + 2NH 4HCO3 = MnCO 3;+ (NH 4)2SO4 + CO 2 T + H 2O。反應(yīng)中通常需加入稍過量的NH4HCO3,且控制溶液的pH為6.87.4。加入稍過量的NH4HCO3的目的是溶液的pH不能過低的原因是。(5)軟鎰礦中鎰的浸出有兩種工藝:工藝A:軟鎰礦漿與含SO2的工業(yè)廢氣反應(yīng)工藝B:軟鎰礦與煤炭粉混合,焙燒后加稀硫酸溶解。其中工藝A的優(yōu)點(diǎn)是。(答對1個(gè)即可)【答案】(1)小,工業(yè)制備硫酸。因?yàn)槿齼r(jià)的鐵離子可以
46、將二氧化硫氧化為硫酸。 MnO 2 + 2Fe 2+ + 4H + = Mn 2+ + 2Fe 3+ + 2H 2。使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+, Fe3+完全沉淀的pH較低(或Fe3+更易沉淀)。(3)與溶液中的酸反應(yīng),使溶液中的 Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。(4)使MnCO 3沉淀完全。MnCO3沉淀量少,NH4HCO3與酸反應(yīng)。(或MnCO 3、NH4HCO3與酸反應(yīng)溶解)(5)節(jié)約能源、治理含SO2的工業(yè)廢氣等(答對1個(gè)即可)??键c(diǎn)二以廢料為原料的化工生產(chǎn)流程1.12016新課標(biāo)1卷】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,具一種生產(chǎn)工藝如下:NaCIO,食扯水I
47、I疏酸、SO3T反應(yīng).CIO? T電解 H結(jié)晶、干燥卜NaCIO產(chǎn)品 jLc? m|尾£吸收1成品液NhHSONaOH、H Q、回答下列問題:(1) NaClO 2中Cl的化合價(jià)為(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成 C1O2的化學(xué)方程式(3) “電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時(shí),為除去Mg 2+和Ca2+ ,要加入的試劑分別為 “電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是 O(4) “尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量C1O2。此吸收反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是 (5) “有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克
48、C12的氧化能力。NaClO 2的有效氯含量為 (計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))【答案】(1) +3; (2) 2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4;(3) NaOH 溶液;Na2CO3溶液;ClO2-(或 NaClOz); (4) 2:1; O2;(5) 1.57。【解析】(1)在NaClO2中Na為+1價(jià),。為-2價(jià),根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,可得Cl的化合價(jià)為+3。(2) NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成 CIO2,其中NaClO2是氧化劑,還原產(chǎn)物為NaCl ,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO
49、2+2NaHSO4。(3)食鹽溶液中混有Mg2+和Ca2+,可利用過量NaOH溶液除去Mg2+,利用過量Na2CO3溶液除去Ca2+;向NaCl溶液中加入CIO2,進(jìn)行電解,陽極發(fā)生反應(yīng)2Cl-2e-=Cl2T,反應(yīng)產(chǎn)生C12,陰極發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生 NaClO2,可見 電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是 NaClO2; (4)根據(jù)圖示可知:利用含有過氧化氫的NaOH溶液吸收CIO2氣體,產(chǎn)物為NaClO2,則此吸收反應(yīng)中,氧化劑為ClO2,還原產(chǎn)物為NaClO2,還原劑是H2O2,氧化產(chǎn)物是。2,每1 mol的H2O2轉(zhuǎn)移2 mol電子,反應(yīng)方程式是:2NaOH+2ClO 2+H2O2=2NaClO 2
50、+O2+2H2O,可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為 2:1 ,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物為 。2。(5)每克NaClO2的物質(zhì)的量n(NaClO2)=1g -90.5g/mol=1- mol,其獲得電子的物質(zhì)的量是n(e- )= mol X4=4/90.5 mol , 1 mol Cl 2獲得電子的物質(zhì)的量90.590.5是2 mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,可知其相對于氯氣的物質(zhì)的量為n=LmoiMe=_2_moi,則氯氣的90.590.542質(zhì)里為mol >71 g/mol=1.57 g 。90.5【素養(yǎng)解讀】該類試題的解題流程是第一步:讀題目,明確目的 一一制備NaClO2第二步:審流程,分
51、塊破題 一一拆分工藝流程原材料核心化學(xué)反應(yīng)對原料的預(yù)處理產(chǎn)品分離提純第三步:看設(shè)問,結(jié)合題中的問題,回到流程圖中找答案?!镜梅置丶?1)設(shè)問一般相對獨(dú)立,無連帶效應(yīng),一個(gè)問題解決不了不會(huì)影響下一個(gè)問題的解決。(2)題中基本上都有與流程無關(guān)的問題,可直接作答;對于超綱知識(shí),題目中要么有信息提示,要么與解答題目無關(guān)。2、NiSO 4 6H 2O是一種綠色易溶于水的晶體,可由電鍍廢渣(除銀外,還含有銅、鋅、鐵等元素)為原料獲得。操作步驟如下:(1)向?yàn)V液I中加入 FeS是為了生成難溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等雜質(zhì),則除去Cu2+的離子方程式為。(2)根據(jù)對濾液II的操作作答:往濾液
52、II中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。調(diào)濾液丑pH的目的是。檢驗(yàn)Fe3+是否除盡的操作和現(xiàn)象是 。 濾液田溶質(zhì)的主要成分是NiSO4,加Na2CO3過濾后得到NiCO 3固體,再加適量稀硫酸溶解又生成 NiSO4,這兩步操作 的目的是。(4)得到的NiSO4溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等一系列操作可得到NiSO4 6H2。晶體。在進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時(shí),加熱到(描述實(shí)9現(xiàn)象)時(shí),則停止加熱。為了提高產(chǎn)率,過濾后得到的母液要循環(huán)使用,則應(yīng)該回流到流程中的(填“a”、"b”、"c”或"d”)位置如果得到產(chǎn)品的純度不夠,則應(yīng)該進(jìn)行(填操作名稱)操作。答案解:廢渣(除
53、含銀外,還含有Cu、Zn、Fe等元素的化合物雜質(zhì)),在硫酸溶解后過濾后除去不溶性物質(zhì),濾液I含有二價(jià)鐵離子、銀離子、鋅離子等雜質(zhì),加入硫化鈉可除去銅離子、鋅離子,然后加凡"是將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵,調(diào)節(jié)溶液PH使三價(jià)鐵以氫氧化物的沉淀而除去,濾液田含有可溶性硫酸鹽,為演"、,再加碳酸鈉沉淀二價(jià)銀,過濾、洗滌,然后與硫酸反應(yīng)生成、*口晶體,(1)FeS除去"”的反應(yīng)是沉淀的轉(zhuǎn)化,即因此,本題正確答案是(2)對濾液II加一0?的口的曰、 Fp2+ Fe"百 a的士?上工口2F?" 4 HUL + 2H' = 2Feu + 2 HA)一的目的是
54、將 氧化,加入'_的離子萬程式為:因此,本題正確答案是2Fen 46 + 2H+ = 2Fe3+ + 2 Ha0;調(diào)濾液H pH的目的是除去Fe" JL 7H#?皿。比一;狙,,平衡正向進(jìn)行程度鐵離子因此,本題正確答案是:除去“;檢驗(yàn)FqS是否除盡的操作和現(xiàn)象是用試管取少量濾液田,滴加幾滴KSCN溶液,若無顏色變化,則Fc"已除凈;因此,本題正確答案是:用試管取少量濾液田,滴加幾滴KSCN溶液,若無顏色變化,則F城 已除凈; Wi與"W反應(yīng)生成沉淀,而后過濾,再加適量稀硫酸溶解又生成 “",這樣可提高 V 的濃度,有利于蒸發(fā)結(jié)晶;因此,本題正確答案是:增大*醫(yī)”的濃度,利于蒸發(fā)結(jié)晶(或富集沖?!?;(4)在進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時(shí),當(dāng)大量晶體析出時(shí)或溶液表面形成晶體薄膜,停止加熱;因此,本題正確答案是:溶液表面形成晶體薄膜或者有大量晶體析出;為了提高產(chǎn)率,過濾后得到的母液要循環(huán)使用,應(yīng)該回流到流程中d中循環(huán)使用,因此,本題正確答案是:d;產(chǎn)品的純度不夠需要重新溶解、濃縮、結(jié)晶析出得到較純凈的晶體
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