2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題10化工流程大題教案

1、專題10化工流程大題近幾年高考常以含金屬元素 (Fe、Ca Ti、Cr、Mn W V、Co等)的陌生物質(zhì)為載體，將化工生 產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)問，考查物質(zhì)的制備、 分離提純等基本實(shí)驗(yàn)原理及操作，陌生化學(xué)方程式的書寫，產(chǎn)品純度或產(chǎn)率的化學(xué)計(jì)算，化工生產(chǎn)適 宜條件的選擇等。這類試題具有較強(qiáng)的實(shí)用性和綜合性，能考查考生分析問題和解決問題的能力，是 近幾年高考的常考題型。解典流程如下j盧鵬分 離提她假處叫(摩Y所常產(chǎn)棒改物的上； 、.邯化處理.航科理球健網(wǎng)極心化學(xué)反田燃也k線I副 ml1為附”.限料(無機(jī)必出1.工藝流程題的解題思路工藝流程題實(shí)際上是考查

2、考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識(shí)解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力 解此類題目的基本思路:(1)先粗讀，從題干中獲取有用信息，理清思路。先不必把每個(gè)環(huán)節(jié)的原理都搞清楚。(2)針對問題再精讀，分析細(xì)節(jié)，根據(jù)問題去研究某一步或某一種物質(zhì)。(3)要看清所問問題，不能答非所問，并注意語言表達(dá)的規(guī)范性。2 .工藝流程題的解題方法(1)明確目的，提取有用信息。通過閱讀題頭，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，進(jìn)而明確生產(chǎn)目的一一制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時(shí)所需的原料及所含雜質(zhì)， 提取出所給的相關(guān)信息一一化學(xué)反應(yīng)方程式、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的溶解性等。(2)分析流程，弄清各步作用。對比分析流

3、程圖中的第一種物質(zhì)(原料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，聯(lián)系問題有針對性地思考：原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進(jìn)行了什么反應(yīng)？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)是否要除去，采用什么操作方法除去？(3)看清問題，準(zhǔn)確規(guī)范作答。這一步很關(guān)鍵，歷年的高考評卷分析都指出考生的簡述能力比較 差，特別是化學(xué)用語的表述與實(shí)際要求存在很大偏差。所以答題時(shí)要看清問題，不能答非所問，要注 意語言表達(dá)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，如分清是要求回答實(shí)驗(yàn)操作名稱還是具體操作步驟。3 .解工業(yè)流程題必備知識(shí)(1)常用思考方法。反應(yīng)原理；提高原料利用率；快速反應(yīng)；提高產(chǎn)率；提高產(chǎn)品純度；綠色環(huán)保； 工業(yè)成

4、本低。(2)控制反應(yīng)條件。調(diào)節(jié)pH值的目的：控制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)pH值所加試劑:般是含被提純物質(zhì)中的金屬陽離子對應(yīng)的金屬、金屬氧化物、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽(總之,這些物質(zhì)要能與 H+反應(yīng)，又難溶于水，這樣可即使過量而又不會(huì)引入新的雜質(zhì)離子)，有時(shí)候也可能加NaOK氨水調(diào)pH值，要據(jù)題意具體分析(一般是加的Na+、NH4杯會(huì)在后續(xù)的程序中難以分離 )。pH值的調(diào)節(jié)范圍：據(jù)題意告知的某離子完全沉淀或開始沉淀的pH值數(shù)據(jù)選擇，不能隨意更改，應(yīng)該是題目中原始數(shù)據(jù)的組合。(3)物質(zhì)的分離和提純的方法。 結(jié)晶(重結(jié)晶)；過濾；趁熱過濾；洗滌(水洗，冰水洗滌,醇洗)；蒸儲(chǔ)：

5、液、液分離(主要儀器：蒸儲(chǔ)燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、尾接管 )；蒸發(fā)(實(shí)驗(yàn)儀器： 蒸發(fā)皿、鐵架臺(tái)、玻璃棒、堪埸鉗、酒精燈 )；萃??；分液(主要儀器：分液漏斗)；升華； 鹽析：加無機(jī)鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出。？灼燒：高溫條件下固體物質(zhì)的燃燒 (主要儀器：增期)；?煮沸：目的通常是除去溶解在水中的氣體(通常為O2),或是為了促進(jìn)水解，聚沉后便于過濾分離。4.常見文字?jǐn)⑹鲆?guī)范套路(重要)(1) 如何進(jìn)行滴定終點(diǎn)的判斷？答：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液顏色由XX顏色變?yōu)?#顏色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色。(注：只寫“變色”或“褪色”不得分)(2)洗滌沉淀的方法：往漏斗中加入蒸儲(chǔ)水至沒過沉淀物，待水自然流下后

6、，重復(fù)以上操作23次。(3)檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法： 取最后一次的洗滌液， 滴加xx試劑(可與雜質(zhì)的某些離子發(fā) 生沉淀反應(yīng))，如果沒有沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈；否則說明沉淀未洗滌干凈。(注：這種情況因?yàn)殡x子濃度較低，應(yīng)該選用反應(yīng)靈敏的特征反應(yīng)。此時(shí)一般不用焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn))。(4)檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法：靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加XX試劑，若沒有沉淀生成，說明 沉淀完全；若出現(xiàn)沉淀則說明沉淀未完全。(5)如何進(jìn)行萃取操作？答：在分液漏斗中加溶液和萃取劑，右手堵住漏斗上口塞，左手握活塞， 倒轉(zhuǎn)用力振蕩，放氣，正立放鐵圈上靜置。主要考查方面：一、以物質(zhì)制備為目的的化學(xué)工藝流程1 .原料處理階

7、段的常見考查點(diǎn)(1)加快反應(yīng)速率(2)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、鹽酸、濃硫酸等。(3)灼燒、焙燒、煨燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。2 .分離提純階段的常見考查點(diǎn)(1)調(diào)pH除雜控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去Al、Mg+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調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：一能與 J反應(yīng)，使溶液pH增大；二不引入新雜質(zhì)。例 如，若要除去 CT溶液中混有的Fe3+,可加入CuO Cu(OH» Cg(OH)2CO等物質(zhì)調(diào)節(jié)溶液的 pH。(2)加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平

8、衡向某個(gè)方向移動(dòng)。如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。如侯氏制堿法中的 NaHCO 還有如 HbQ、Ca(HCO)2、MnQ AgNO HNO(濃)等物質(zhì)。(3)降溫：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)溶解 (或分解)；使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。3 .獲得產(chǎn)品階段的常見考查點(diǎn)(1)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)蒸發(fā)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl 3、MgCb等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在 HCl的氣5流中加熱，以防其水解。(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如

9、 NaCl和2C2O混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是2C2Q,這樣就可分離出大部分 2C2。；同樣原理可除去 NO中的少量NaCl。(4)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如 NaCl和2C2O混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時(shí)間，析出的固體主要是NaCl,同樣原理可除去 NaCl中的少量NO。(主要成分為FeTiO3,還含有例1 Li 4Ti 5O2和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦少量MgO SiO2等雜質(zhì))制備。工藝流程如下:U 飲雄檢H咽肅亞能而畫點(diǎn)產(chǎn)色的思回答下列問題:(1) “酸浸”實(shí)驗(yàn)中，鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為70%寸，所采

10、用的實(shí)驗(yàn)條件為(4)Li 2個(gè)5。5中Ti的化合價(jià)為+ 4,其中過氧鍵的數(shù)目為 。(5)若“濾液”中c(Mg") =0.02 mol L，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3 +恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+) = 1.0 X 10 5 mol - L 1,此時(shí)是否有 Mg(PO4)2沉淀生成？(列式計(jì)算)。FePa Mg(PC4)2的 sp分別為 1.3*10-22、1.0 X 10 24O(6)寫出“高溫煨燒"中由FePQ制備LiFePO4的化學(xué)方程式： 學(xué)審題析題十 壯心瓦以氫產(chǎn)品分息現(xiàn)處原材料I- 原料|«處理鈦鐵亨主要成分尸eTK% 雜質(zhì)：

11、MgO,SiOw“酸浸"的目的1將FeTiOa轉(zhuǎn)化成Ti()C,其高子 方程式：濾液水釁TTiOCir 轉(zhuǎn)化為TiO： 乂HO核7反應(yīng)及產(chǎn)品分離提統(tǒng)TiO. 轉(zhuǎn)化為 MTLO：，設(shè) Li; T<O?中 一 2儕、一 1價(jià)氧原子個(gè)數(shù)分別為八a則有: ；? 一 ；解得 r=7,y = 8,L2 r+ 1y= 221故過氧健數(shù)目為春=4:加入HQ、H K)目的是除去Mk。獲得FePQ沉區(qū)*爾=Y*J = L3X10： 1nom:i(Fe ) LOXKT5i=L3X101: mohL,«J(PO；)k 0t OP X (L3X10 1Tf < K 卬M&fPO,

12、%高溫 煩燒使Li Ti'O1轉(zhuǎn)化為LLTi 012FcTK% + W H+ + 4C一 Fe、+ Ti()Cljl+ 2 H±O 將 MgO轉(zhuǎn)化為 Mg，Mg()+2Pr Mg-+ + H2() Si(%與鹽酸不反應(yīng)，形成灌渣高溫城燒院 FuPQ 樸化為 LiFePO, 12FePOt +U：CQ；副+ H C O. - 2UFePOl +3CO t + H 0=【答案】(1)100 C、2 h,90 C、 5 h_ _ _ _+_2+ _ _ 2 _ _(2)FeTiO 3+ 4H + 4Cl =Fe + TiOCl 4 + 2H2O(3)低于40 C, TiO2 xH2

13、O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過 40 C,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2 xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降(4)43+ 一， 一、1,31.3 X 10 22117132(5)Fe 恰好譏淀元全時(shí)，c(PO4 ) = 1 0 * 10 - mol ' L = 1.3 x 10 mol - L , c (Mg+ ) -c2(PO4)值為 0.01 3X(1.3 X 1017)2= 1.7 X 1040VspMg3(PO4)2,因此不會(huì)生成Mg(PO4)2 沉淀八 e高溫八八(6)2FePO4+ Li 2CO+ H2GQ=2LiFePO4+3CO T + H2OFeO- Cg例2重銘酸鉀是

14、一種重要的化工原料，一般由銘鐵礦制備，銘鐵礦的主要成分為還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示:回答下列問題:(1)步驟的主要反應(yīng)為:一高溫FeO- C2Q+ NaCO+ NaNO>Na2CrO4+ FezQ+ CO+ NaNO上述反應(yīng)配平后 FeO- CrzQ與NaNO的系數(shù)比為 。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是 ,濾渣2的主要成分是 及含硅雜質(zhì)。(3)步驟調(diào)濾液2的pH使之變(填“大”或“小”),原因是 (用離子方 程式表木)。(4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液 3”中加入適量 Cl,蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到 2Cr2O7固體。冷卻到 (填標(biāo)

15、號(hào))得到的2C2O固體產(chǎn)品最多。a. 80 Cb. 60 Cc. 40cd . 10 C步驟的反應(yīng)類型是。 某工廠用 m kg 銘鐵 礦粉(含Cr2c3 40%)制備2C2。，最終得到 產(chǎn)品 m kg ,產(chǎn)率為【答案】(1)2 ： 7陶瓷在高溫下會(huì)與 NaCO反應(yīng)(2)Fe Al(OH) 3小 2CrO2 + 24 1md + H2O(4)d 復(fù)分解反應(yīng)(5)190 m2147mX100%【解析】(1)1 mol FeO Cr 2O參與反應(yīng)共失去 7 mol電子，而1 mol NaNO3參與反應(yīng)得到2 mol電子，根據(jù)得失電子守恒，二者的系數(shù)比為2： 7。由于高溫下碳酸鈉能與陶瓷中的二氧化硅發(fā)

16、生反應(yīng)，所以該步驟不能使用陶瓷容器。Q涉驟中生成的氧化鐵因不'溶于水而進(jìn)入濾渣1，所以濾渣1中含量最多的金屬元素 是Fd結(jié)合流程圖可知，濾渣2的主要成分是Al(OH)a及含璉雜質(zhì)“(3)濾流2中存在平衡，2CrOl +2ET DCnO1 +H2O, IT濃度越大(pH越小)，越有利于平衡正向移動(dòng)，所以步驟應(yīng)調(diào)節(jié)濾滋2的pH使之變 小。(4片艮據(jù)題圖，可知溫度越低，K2c口。一的溶解度越小，析出的重餡酸鉀固體越多-即在109左右時(shí)得 到的KzCnO-固體最多立故d項(xiàng)正確°步驟中發(fā)生的反應(yīng)為Na2Cfg： + 2KCl=K2c門。? + 2NaCl,其屬于 復(fù)分解反應(yīng)“(5)該鑄

17、鐵礦粉中C門5的物質(zhì)的量為普筆畢，根據(jù)小元素守恒可求得&CnO,的理論 1 >2 g msSm mo= ttt-，f 必4gmol 以10 3 ks e虹，所以L品的廣率為 一乂100%=斤廠乂10°%。52 gmed 1c190 口砌147mi二、以分離提純?yōu)槟康牡幕瘜W(xué)工藝流程1 .物質(zhì)分離提純的原則(1)不增：不引入新的雜質(zhì)。(2)不減：不減少被提純的物質(zhì)。(3)易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。(4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原的組成、狀態(tài)。2 .常用的提純方法水溶法除去可溶性雜質(zhì)酸溶法除去堿性雜質(zhì)堿溶法除去酸性雜質(zhì)氧化劑或還原劑法除去還原性或氧化性雜質(zhì)加熱灼燒法除

18、去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)調(diào)節(jié)溶液的pH法如除去酸性Cu2+溶液中的Fe3+等3.常用的分離方法過濾分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要米用趁熱過濾或者抽濾等方法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CCl4或苯萃取濱水中的澳蒸發(fā)結(jié)晶提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl冷卻結(jié)晶提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如NO、FeCl3、CuCl2、CuSO -5H2。FeSO 7H2O等蒸儲(chǔ)或分儲(chǔ)分禺沸點(diǎn)/、同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油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VQ例3.以硅藻土為

19、載體的五氧化二鈕(V2Q)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢鈕催化劑中回收既避免污染環(huán)境又有利于資綜合利用。廢鈕催化劑的主要成分為：物質(zhì)V2O5V2。2SOSiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)里分?jǐn)?shù)/%2.2 2.92.8 3.122 2860 6512V 1以下是一種廢銳催化劑回收工藝路線:廢例催化刊回答下列問題:(1)“酸浸”時(shí)V2Q轉(zhuǎn)化為vd反應(yīng)的離子方程式為 ,同時(shí)V2Q轉(zhuǎn)化成VO2+?！皬U渣1”的主要成分是 。(2) “氧化”中欲使 3 mol的VOT變?yōu)閂。，則需要氧化劑 C1O3至少為 mol。(3) “中和”作用之一是使鈕以V4O41形式存在于溶液中?！皬U渣 2”中含有。(4) “離子交

20、換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH- UO42離換RV4O2+ 40H (ROH為強(qiáng)堿性陰沆月兄離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈 性(填“酸” “堿”或“中”)。(5) “流出液”中陽離子最多的是 。(6) “沉鈕”得到偏鈕酸錢(NHVQ)沉淀，寫出“煨燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式學(xué)審題析題15催牝射丁 ¥I-1*桃近 謹(jǐn)KCK)3 KOHI i就申t一(化 力淋洗液Mqci高于 端 x 坡£,個(gè)史段f機(jī)一帆一施丁叼為魘造N流出演“守原材料T設(shè)機(jī)傕比制,生蜃堵用成分：%(*,V式工魄度 t Kt SQ| ,SiQi. F比 6、AI:Oj餐酸浸”的目的r將/0

21、%轉(zhuǎn)化成VOf.其嘉子方程:原料預(yù)處理%O, + 2H+ -= 2Vft +弭。V/L轉(zhuǎn)化成¥(產(chǎn)電弓椅化成F(F,O1 +61T 一 2Fe計(jì)一3-0iAOj 幡化成 AlXAhO, +6丁認(rèn)尸一3凡0：&1&與稀IlSQ不反應(yīng).存在于廢渣1中燒氧化接心反應(yīng)?L產(chǎn)品分離捷域中和臭子文M跳脫沆楓加人KCK)；t «1化的目的是將V(尸 杼變猊V。* *反應(yīng)的離子才福式為6V(y + CLO 電V3H： 06VO； +Cl +5H*F 3 mo! VO：H 椅變?yōu)閂。：需妥G 5 mol KCIO* i *+*>£*，*卓*!*1&11

22、1*-i *!(!曰*/*口ii*l!*i+ * 立入KOH使漳液中的VO：以*07幫式存 注調(diào)節(jié)海淡的pH,使溶液中的Fk、Al *轉(zhuǎn)電 ;或氟我化物沉淀而存在于廢液2中；選過程表示為4R0H + V014孑變美iREVtO, +4OH- (ROH步軟睢性陰離于交桃;樹脂)，為題高態(tài)脫敕率.應(yīng)堆加溶液中?<(OH ),使平所逆向穆動(dòng)，故林洗灌里堿性沖入XHCI使溶盤中KO2BV2"*虻成:值輒酸核(XHV。沈流I沙燒XH、VO.得卻VO .反應(yīng)的化學(xué)方程式型 NH*VQ 叁 L + HaQ + 2NH#/【答案】(1)V 2Q+2H+=2VO+HO SiO2(2)0.5(3)

23、Fe(OH) 3 和 Al(OH) 3 (4)堿(5)(6)2NH 4VO=V2Q+ H2O+ 2NH3 T例4.污染物的有效去除和資的充分利用是重要的研究課題。某化學(xué)研究小組利用軟鎰礦(主要成分為MnO,另含有少量鐵、鋁、銅、饃等金屬的化合物)作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO,又制得電池材料 MnO(反應(yīng)條件已略去)。MiW*4除狹、歸 備雜質(zhì)的MnSOi溶液(3)分別寫出MnS除去溶液中的Cu2 +和Ni2 +的離子方程式： 含鼠片尼氣理飛I fKttSfSft j± 的軟犍球裝五請回答下列問題：(1)若將SO氣體通入下列溶液中，會(huì)褪色的是 (填字母)。A.品紅溶

24、液B.紫色石蕊溶液D.澳水C.酸性MnO溶液(2)用MnCOtB除去溶液中的 Al 3+和Fe) 其原因是 (4)寫出MnO和MnSO容液反應(yīng)生成 MnO的化學(xué)方程式： 。(5)若要制得硫酸鎰晶體(MnSOTzO,相對分子質(zhì)量為 169),可以將除雜后得到的MnSO溶液通過(填操作名稱)而制得。【答案】(1)ACD(2)消耗溶液中的酸，使 Fe3+和Al 3+水解生成氫氧化物沉淀(3)MnS+Cu2+=CuSF Mn+Mn* Ni2+=NiS+ Mn+(4)2MnO4+3MnSO+ 2H2O=5MnU + 2SO+2H2SO(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾1解析】具有還原性卡所以可以使酸性KMn

25、S和漠水褪色，$5具有潺白性，所以可認(rèn)使品紅 溶液褪色。Al、Fe3*水解產(chǎn)生A1(OH)，F(xiàn)«OH)用H,，加入的MnCOm能消耗H=,促使用A、Fe5"的 水解平衡正向移動(dòng)，從而使AP,、F可形成沉、淀襁除去，(4/血5與MnSO4發(fā)生歸中反應(yīng)生成另 外還有產(chǎn)物處004,根據(jù)原子守恒和得失電子守恒得出化學(xué)方程式：2KMnO4+ 3MnSO4+ 2H：O=5MlicU + KSCU+2H66。(5)從溶港中得到晶體的操作是蒸發(fā)濃縮.冷卻結(jié)晶、過漉0例5 以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO 7H2O的過程如圖所示：Ca(CK)八 MgO1硼鎂泥 > 麗 &

26、gt; 過濾 一匾國畫 濃縮過謔濾渣1濾渣2 浪渣3MgS()4 *7H£(> 濃縮結(jié)晶硼鎂泥的主要成分如下表:MgOSiO2FeO Fe2O3CaOAl 2O3B2O3303 40%20% 25%5% 15%t心 3%1% 2%1% 2%回答下列問題:(1) “酸解”時(shí)應(yīng)該加入的酸是 , “濾渣1”中主要含有(寫化學(xué)式)。(2) “除雜”時(shí)加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是 、。(3)判斷“除雜”基本完成的檢驗(yàn)方法是 。(4)分離濾渣3應(yīng)趁熱過濾的原因是 ?！敬鸢浮?1)HzSO SiO2(2)將Fe2+氧化為Fe3+調(diào)節(jié)溶液pH,使FeKAl3+以氫氧化物的形式沉淀除去(3)

27、取濾液將其酸化后滴加SCN溶液，若溶液未變紅，則說明除雜完全(4)防止MgSO-7H2O結(jié)晶析出【解析】流程制備的是、型。4 7法6為了不引入雜質(zhì)，因此所用的酸是硫酸，化學(xué)式為H1SCM 根據(jù)硼鎂泥的成分,例0上不與硫酸反應(yīng)，因此濾渣1為案必式2潮鎂泥中含有Fc。與硫酸反應(yīng)后生成FeS04, 次氯酸鈣具有強(qiáng)氧化性,能把FW,氧化成Fe，氧化鎂的作用是調(diào)節(jié)pH,使AF和F9*以氫氧化物形式近 淀出來，除去陛甘和ARh(3滁雜是除去的Fd*和AP*,因此險(xiǎn)證FR'就行，方法是取濾液將其酸化后滴 加KSCN溶液，若溶液未變紅，則說明除雜完全卓G)防止Mg與CU 7比。結(jié)晶析出。例6 “分子篩

28、”是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽(NaAlSiO4- nHO),其中有許多籠狀孔穴和通道能讓直徑比孔穴小的分子通過而將大的分子留在外面，故此得名。利用鋁灰(主要成分為 Al、AI2Q、AlN、FeO等)制備“分子篩”的一種工藝如下：(1)分子篩的孔道直徑為 4A稱為4A型分子篩；當(dāng)Na卡被Ca=取代時(shí)就制得5A型分子篩，當(dāng)Na卡 被+取代時(shí)就制得 3A型分子篩。要高效分離正丁烷 (分子直徑為4.65A)和異丁烷(分子直徑為5.6A) 應(yīng)該選用 型的分子篩。(2)鋁灰在90 C時(shí)水解的化學(xué)方程式為 ； “水解”采用 90 C而 不在室溫下進(jìn)彳T的原因是 。(3) “酸溶”時(shí)，為降低生產(chǎn)成本，應(yīng)選擇

29、的酸為 ,理由是 。(4) “氧化”時(shí)，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為 。(5)該工藝中濾渣的成分是 。(6) “膠體”調(diào)節(jié)pH后過濾所得“晶體”需洗滌，如何證明該晶體已經(jīng)洗滌干凈？【答案】(1)5A90 c 一一 (2)AlN + 3H2O=Al(OH) 3+NH T加快AlN水解反應(yīng)速率；降低 NH在水中的溶解度，促使 NH逸出(3)鹽酸電解時(shí)生成的氫氣和氯氣可以制備鹽酸(4)2Fe 2+2HI+ + ClO =2F(3+ + Cl +H2OFe(OH) 3(6)取最后一次洗滌液少許，加入濃氫氧化鈉溶液并微熱，若不能產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變 藍(lán)的氣體，則洗滌干凈，否則未洗滌干凈(或取最后一

30、次洗滌液少許，加稀硝酸酸化，再加硝酸銀溶液，若不能產(chǎn)生白色沉淀，則洗滌干凈，否則未洗滌干凈)【解析】Q班離正丁烷和異丁烷，選用分子篩的型號(hào)應(yīng)在4 65A6A之間，故應(yīng)選擇5A型分子篩匕 Q麻灰中的AN發(fā)生水解反應(yīng)生成氮氧化鋁和氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為AIN+3HzO=Al(0H)2+NHsT, 加熱可以促進(jìn)氮化鋁水解生成氧氣降低NHs在水中的溶解度，促使逸出(3波縮海水除雜后電解時(shí) 有氫氣和氯氣產(chǎn)生，氨氣不囁氣反應(yīng)可以制備鹽酸j用于酸溶，從而降低生產(chǎn)成本。(4)酸溶后的溶潼中含 有F9*,漂白液中的CIO可將Fe2+氧化成+ . (5)加入NaOH, A1/轉(zhuǎn)化成AID；，F(xiàn)N轉(zhuǎn)化成Fe(OH

31、)3, 則該工藝中濾渣的成分為F«OH)加(6戶膠體”調(diào)節(jié)pH后過濾所得“晶體需洗滌I通過檢脂晶體表面是否有 鑲根離子或氯離子可判斷是否洗滌干凈。例7PFS是水處理中重要的絮凝劑，下圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程。PFS固體產(chǎn)品(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸應(yīng)是 ; PFS中鐵元素的化合價(jià)為 ;在酸浸槽中，為了提高浸出率，可以采取的措施有 (寫兩條)。(2)若廢鐵屑中含有較多鐵銹(Fe 203 xHO),則酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式有(3)如果反應(yīng)釜中用降。作氧化劑，則反應(yīng)的離子方程式為 ;生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜中產(chǎn)生了大量的氣體，且溫度明顯升高，其原因可能是 。(4

32、)聚合釜中溶液的 pH必須控制在一定的范圍內(nèi)。如果溶液酸性過強(qiáng)，造成的后果是。如果溶液酸性太弱又會(huì)生成大量的氫氧化鐵沉淀。若溶液中Fe"的濃度為1mol”，當(dāng)Fe3+開始沉淀時(shí)，溶液的pH約為。已知Fe(0H)3的sp= 1.0 X 10 -39?！敬鸢浮?1)H2S0 +3加熱、攪拌、多次浸取等(2)Fe 203 - XH2O+ 3H2SO=Fe(SO4) 3+ (3 + x)H2。Fe+ H2SO=FeS0H H2 T (3)2Fe 2+ + H202 + 2H+ =2F4+ 2H2O HQ與Fe2+的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，加入的 HbQ過多，且生成的Fe"能作H2Q分解的催

33、化 劑，HQ發(fā)生分解反應(yīng)，生成了 02 (4)影響Fe3+與0H的結(jié)合(合理答案均可)1【解析】(1)絮凝劑是硫酸鹽，制備時(shí)不能引入雜質(zhì)，要用硫酸酸浸；根據(jù)Fe2(OH)x(SO4)3 x/2y中各元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,得鐵的化合價(jià)為+ 3。(2)Fe 2O3 XH2O和Fe均與硫酸反應(yīng)。(4)Fe 3+3代口1由3+3年，酸性過強(qiáng)，F(xiàn)e"水解平衡逆向移動(dòng)，不利于Fe(0H)3的生成；若溶液中Fe3+的濃度為 1 mol L t,當(dāng) Fe”開始沉淀時(shí)，spFe(OH) 3 = 1.0 X 10 39= c(Fe3+) - c3(OH ),則 1.0 X 10 39= 1 mol

34、 - L 3<c3(OH ),解得 c(OH ) = 10 13 mol L 1則 c(L) =0.1 mol L 1,所以 pH= 1。例8醋酸饃(CH3COO)Ni是一種重要的化工原料。一種以含饃廢料(含NiS、AI2O、FeQ CaOSiO2)為原料，制取醋酸饃的工藝流程圖如下:*觸 像H和*HN(W g WQH 嵬F N曲理1與CR獷00HHr 廢料 聲 設(shè)1，人I “ 一*1"1一4周30乩”金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pH物質(zhì)20 C時(shí)溶解性(H 2O)Fe3十1.13.2CaSO微溶Fe25.88.8NiF2可溶Al3十3.05.0CaF2難溶Ni2十6.79

35、.5NiCO3sp = 9.60 X10 6/般I就淅土 rtms 注液相關(guān)離子生成氫氧化物的 pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如下表:(1)調(diào)節(jié)pH步驟中，溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是 。(2)濾渣1和濾渣3主要成分的化學(xué)式分別是 、。(3)寫出氧化步驟中加入H2C2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。(4)酸浸過程中，1 mol NiS失去6N個(gè)電子，同時(shí)生成兩種無色有毒氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方 程式：。(5)沉饃過程中，若 c(Ni2+)=2.0 mol” 欲使100 mL該濾液中的Ni"沉淀完全c(Ni 2+)<105 mol L T,則需要加入Na2CO固體的質(zhì)量最少為 g。(保留小數(shù)點(diǎn)后1位有

36、效數(shù)字)(6)保持其他條件不變，在不同溫度下對含饃廢料進(jìn)行酸浸，饃浸出率隨時(shí)間變化如圖。酸浸的最佳溫度與時(shí)間分別為 °C、 min 。破加圈86S1K2肺78 陶芯三十>【答案】(1)5.0 <pH< 6.7 (2)SiO 2、CaSO CaE(3)2Fe 2+ H2C2+ 2H+ =2Fce+ 2H2O(4)NiS + HSQ+2HNO=NiSO+SOT+2NOT + 2H2O (5)31.4(6)70120解析減J取醺酸鎮(zhèn)的工藝流程可解讀為將含檀廢料粉碎后加入H2so亦吵量HNOw進(jìn)行酸浸, 過濾后得到主要含NR： A】>、Fu產(chǎn)63可能含少量Fd、.)的

37、洛港和主要含累5、CaSO的濾渣，棄去 涯渣，向?yàn)V液中加入HQ?將可能含有的F*氧化為Fe匕 調(diào)節(jié)溶液pH為5.0登HV6.7,使AP FeH專 化為氫氧化物沉淀，再通過過漉除去，問過涯所得的濾涌1中加入NHiF除去濾液中的過濾后向?yàn)V 液2中加入NmCS使NP*沉淀為NiCOh過'濾后向NiCOa中加入醋酸得到醴酸銀，再進(jìn)一步洗滌、彗發(fā)、 結(jié)晶得到醋酸銀產(chǎn)品”(射由題意知，酸浸時(shí)1 mol NiS失去6 mol電子，S?被氧化為SO3j硝酸被還原為NQ根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(5)Ni 2+沉淀完全時(shí)溶液中 C(CO2 )=KsP工39.60X10 6T=T2

38、+c 1 510= 0.96 mol L t,故需要加入NaCO的質(zhì)量最少為0.96 mol - L b<0.1 L十 (2.0 mol - L T 10 5 mol - L 一)X0.1 L X106 g - mol =31.4 g 。例9硫酸鋅可用于制造鋅銀白、印染媒染劑等。用鋅白礦（主要成分為nO,還含有FezQ、CuOSiO2等雜質(zhì)）制備nSQ - 7HO的流程如下:比加 梓松KMnQ純4Q 1 III白了一一諛 H 置換 f 1化 H 結(jié)晶fZnSOrFHQ 1141濾渣1 注潘2 FcHHDjMM%母液相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0

39、mol L-計(jì)算）如表所示:金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pH1 3 + Fe1.13.2L 2 +Fe5.88.82+ n6.48.0（1） “濾渣1”的主要成分為 （填化學(xué)式）?！八峤边^程中，提高鋅元素浸出率的措施 有：適當(dāng)提高酸的濃度、 （填一種）。（2） “置換”過程中，加入適量的鋅粉，除與溶液中的Fe-、H+反應(yīng)外，另一主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3） “氧化” 一步中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。溶液pH 控制在3.2,6.4） 之間的目的是 。（4） “母液”中含有的鹽類物質(zhì)有 （填化學(xué)式）?！敬鸢浮浚?）SiO 2粉碎鋅白礦（或充分?jǐn)嚢铦{料、適當(dāng)加熱等 ）(2)n +CuSO=

40、Ci nSO(3)3Fe 2+ + MnO+ 7nO+ 9HI+=3Fe(OH>+ MnO+ 7n2+ 使 Fe"沉淀完全，而 n"不沉淀（4）nSO4、2SO【解析】辛白礦中的加0, Fg0八CuO可與氐£。1反應(yīng)，所以濾渣1是SiOH提高浸出率的常用 方法是粉碎礦物、適當(dāng)提高溫度、適當(dāng)提高濃度、攪拌等“ Q）加入Zu能反應(yīng)的有H+、FE+、Cuk* （3）由 流程圖可知發(fā)生氧化還原反應(yīng)j氧化劑是、如。4,還原產(chǎn)物是還原劑是Fe-+,氧化產(chǎn)物是Fe<OH）37 所以由得失電子守恒可知：3成岫40二網(wǎng)最后再由Zn。調(diào)節(jié)pH,根據(jù)氧原子守恒配平得：3FW

41、+ + MnCU + 7如O+9ET-3Fe（OH）s + MnO: + 7如由表格數(shù)據(jù)可知口/工？是使FW完全轉(zhuǎn)化為比（0阿沉 淀而被除去，pH<64的目的是使Zn"不襁除去。（4）由流程圖可知加入引入S3、加入KMn5引 入K,而形成ZnSCk,7Hg的母淹中一定存在ZnSO4,所以,母液”中含有的鹽類物質(zhì)有K2SO4和ZnSO+.例10某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag（金屬層中其他金屬含量過低，對實(shí)驗(yàn)的影響可忽略）。15%NKI。溶液f過度)10%氨水Ii雅蠹二反正H過濾11布麗H過/u|f-Ag+*iN&OH溶液圜pH 濾液濾渣已知：NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：3NaClO=2NaC + NaClQAgCl可溶于氨水：AgCl + 2NH H2Q隨川2 + C1+2H2O常溫時(shí)N2H4 H 2。(水合腫)在堿性條件下能還原 Ag(NH3) 2: 4Ag(NH3) 2 + N2H H 2O=4Ag J + Nd + 4NHJ +4NH3T + HbO（5） “氧化”階段需在 80 c條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為 。(2)NaClO 溶液與 Ag反應(yīng)的 產(chǎn)物為 AgCl、NaOH和 O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 HNO也能氧化 Ag,從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以HNO代替Na